JP2014522239A - 中和プロラクチン受容体抗体Mat3およびそれらの治療的使用 - Google Patents

中和プロラクチン受容体抗体Mat3およびそれらの治療的使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、中和プロラクチン受容体抗体Mat3、および抗原結合性フラグメント、それらを含有する医薬組成物、ならびに、プロラクチン受容体によって媒介される良性障害および適応症、例えば子宮内膜症、腺筋症、非ホルモン雌性避妊、良性乳房疾患および乳房痛、泌乳阻害、良性前立腺過形成、類線維腫、高および正常プロラクチン血性脱毛の処置または予防、ならびに乳腺上皮細胞増殖を阻害するための併用ホルモン療法での共処置、ならびに抗エストロゲン耐性乳癌の処置および予防におけるそれらの使用に関する。本発明の抗体はプロラクチン受容体媒介シグナリングをブロックする。

Description

本発明はプロラクチン受容体抗体Mat3に関し、プロラクチン受容体に特異的に結合してそれを中和する抗体Mat3の組換え抗原結合領域およびそのような抗原結合領域を含有する機能性フラグメント、前記抗体をコードする核酸配列、それを含有するベクター、それらを含有する医薬組成物、およびプロラクチン受容体媒介シグナリング(prolactin receptor mediated signaling)の阻害によって利益を受ける子宮内膜症および他の疾患の処置または予防における、それらの使用を提供する。
プロラクチン(PRL)は199個のアミノ酸から構成されるポリペプチドホルモンである。PRLは、成長ホルモン(GH)・胎盤性ラクトゲン(PL)ポリペプチドホルモンファミリーに属し、下垂体のラクトトローフ細胞(lactotroph cell)ならびにいくつかの下垂体外組織、例えばリンパ球、乳腺上皮細胞、子宮筋層、および前立腺において合成される。2つの異なるプロモーターが下垂体および下垂体外PRL合成を調節する(BioEssays 28:1051-1055, 2006)。
PRLは、クラス1サイトカイン受容体スーパーファミリーに属する1回膜貫通受容体であるPRL受容体(PRLR)に結合する(Endocrine Reviews 19:225-268, 1998)。PRLRは3つの異なるアイソフォーム、すなわち短鎖型、長鎖型、および中間型で存在し、これらはその細胞質テールの長さによって識別することができる。リガンドが結合すると、逐次的プロセスがPRLRの活性化をもたらす。PRLは一つのPRLR分子とその結合部位1を介して相互作用し、次にその結合部位2を介して、もう一つの受容体分子を引きつけることにより、PRLRの活性二量体をもたらす。PRLRの二量体化は、JAK/STAT(ヤヌスキナーゼ/シグナル伝達性転写因子)経路の優性活性化(predominant activation)につながる。受容体が二量体化すると、受容体と会合しているJAK(主にJAK2)が互いをトランスリン酸化し、活性化する。さらに、PRLRもリン酸化され、STATなどのSH2ドメイン含有タンパク質に結合することができる。受容体に結合したSTATは続いてリン酸化され、受容体から解離して核内に移行し、そこで、ターゲット遺伝子の転写を刺激する。さらに、PRLRによるRas−Raf−MAPK経路の活性化および細胞質srcキナーゼの活性化も記述されている(Endocrine Reviews 19:225-268, 1998に総説がある)。
PRLR媒介シグナリングは、乳腺発生、泌乳、生殖、乳房および前立腺腫瘍成長、自己免疫疾患、全般的成長および代謝、ならびに免疫調整など、さまざまなプロセスにおいて役割を果たす(Endocrine Reviews 19:225-268, 1998;Annu. Rev. Physiol. 64:47-67,2002)。
現在、ブロモクリプチンや他のドーパミン受容体2アゴニストの使用による下垂体PRL分泌の阻害の他に、PRLR媒介シグナリングの完全な妨害を可能にする利用できる薬物は存在しない(Nature Clinical Practice Endocrinology and Metabolism 2(10): 571-581, 2006)。しかしこれらの薬剤は、下垂体PRL合成の阻害をうまく補償してほとんど損なわれていないPRLR媒介シグナリングをもたらすことができる下垂体外PRL合成を抑制しない(Endocrine Reviews 19:225-268,1998)。それゆえに、プロラクチンは乳がんまたは全身性狼蒼もしくは関節リウマチなどの自己免疫疾患と関連づけられているとはいえ、ドーパミン2型受容体アゴニストがこれらの疾患を患っている患者において有益でなかったことは、驚くにはあたらない(Breast Cancer Res. Treat. 14:289-29, 1989;Lupus 7:414-419, 1998)。乳癌または自己免疫疾患においてそれぞれ中枢的な役割を果たす乳がん細胞またはリンパ球における局所的プロラクチン合成は、ドーパミン受容体アゴニストによってはブロックされなかった。
乳癌診断のためのPRLRへの抗体結合が、初めて、WO2003/004989(Millenium Pharmaceuticals)に記載された。該WO03/004989において、いくつかの乳房腫瘍組織において過剰発現されるPRLRを含む多数の遺伝子および対応するタンパク質は、悪性腫瘍の早期検出のための適当なマーカーと見なされた。WO03/008583において、PRLRを含むリンパ腫および白血病、癌腫関連遺伝子およびタンパク質に対する取り組みが記載されている。
さらに、WO2006/110585(Novartis)において、癌マーカーとしてのPRLR過剰発現および乳癌および他の癌型(肺、前立腺および皮膚癌)の診断および処置のためのPRLR特異的抗体の使用が記載された。このとき、アンタゴニスト活性を有するモノクローナル抗体が、2つの実験的証拠に基づいて請求された。a)乳癌MCF7細胞におけるPRLR特異的siRNAによるPRLR発現のブロッキングが、これらの細胞の増殖の阻害を誘導した、およびb)プロラクチンが、乳癌細胞、例えばT47DにおけるSTAT5およびMAPKリン酸化を誘導する。しかしながら、いずれの証拠にも、モノクローナル抗体が実際に乳癌細胞株の増殖を阻害することを提供しておらず、何ら具体的な抗体が記載されてもいなかった。
PRLRアンタゴニストが乳癌発生を成功裏に妨げる概念の第1のインビボ証明は、1988に公開されている。DMBAマウス乳房腫瘍モデルにおいて、モノクローナルPRLR抗体が、乳房腫瘍の発生率の減少をもたらした(Am J Pathol 133:589-595,1988)。
乳癌の予防および処置のために請求された第1のPRLR抗体は、US 2007/0269438(Biogen)に記載された。5つのハイブリドーマ細胞株由来の発現産物(抗体)が、乳癌細胞株T47DおよびMCF7にしっかりと結合し、PRL媒介シグナリング(STAT5−、MAPK−、AKT−リン酸化)をブロックする能力について記載された。しかしながら、概念のインビボ証明は記載されていない。さらに、最先端の知識を超える証拠は、とりわけ、患者の癌が抗エストロゲン独立となった後、抗PRLR抗体が患者へ投与され得るという言及について提供されていない。
一次配列と共に、モノクローナルPRLR特異的抗体の第2のセットが、WO2008/022295(Novartis)に記載された。これらの抗体が乳房、肺および前立腺癌に対する治療剤として請求されたが、リンパ腫モデルが、インビボにおけるこれらの薬剤の抗増殖性効果を示すために使用された。
他方では、プロラクチンに由来し、N−末端欠失および点突然変異を有するペプチド作動性PRLRアンタゴニスト(例えば、デルタ1−9G129Rプロラクチン)はまた、PRLRのアンタゴニストとして機能したが、しかしながら、それらは、プロラクチンと比較したとき、半減期の減少(15−20分)および効力の低下を受ける(Pituitary 6:89-95,2003)。したがって、中和PRLR抗体は、とりわけ、乳癌および前立腺癌において役割を果たす自己分泌プロラクチンシグナリングの増強の阻害に関して優れている。
PRLR媒介シグナリングの役割もまた、良性疾患子宮内膜症の関連において調査された。1つの試験において、子宮内膜症患者由来の子宮内膜試料および正所性子宮内膜におけるPRLRの発現パターンが、月経周期の中期増殖期中に分析された(Acta Obstet Gynecol Scand 81:5-10, 2002)。PRLR mRNAが、分析された子宮内膜症患者の79%において正所性子宮内膜に存在するが、子宮内膜症患者の86%において子宮内膜病変に非存在であることが証明された。これらのデータは、正常組織と子宮内膜組織間のPRLR発現の可能な分別制御を示唆した。しかしながら、とりわけ、PRLRが子宮内膜病変において発現されるべきであることが見いだせなかったため、これらの発現データから、PRLRの阻害が適当な子宮内膜症治療を示し得ると結論づけることができない(Acta Obstet Gynecol Scand 81:5-10, 2002)。
結論として、PRLR媒介シグナリングがさまざまな細胞過程における役割を果たすが、子宮内膜症を含む多数の良性疾患に対するPRLRアンタゴニスト作用の治療的価値を証明する非常に少ない、部分的に矛盾する結果が、記載されている。
PRLRが乳癌における原因としての働きを果たし得ることを示す多くのデータが公開されている。概念的に、強力なPRLRアンタゴニストは、乳癌に対するPRLR阻害の治療的価値を証明する適当な薬剤であり得る。それにもかかわらず、PRLR遮断が実際に腫瘍増殖の阻害(リンパ腫処置および乳癌発症の阻害を除く)をもたらすこと、さらに、アンタゴニスト性PRLR抗体がPRLRシグナリングの遮断から利益を得る良性疾患の処置のために使用することができることの概念のインビボ証明が、現在までに提供されていない。したがって、現在利用できる抗体は、前臨床概念実証試験を可能にする予測モデルにおいて使用することができない。
PRLへ競合的に結合することなく、ヒト、サルおよびマウスにおけるPRLRに対して高アフィニティで結合し、全3つの種におけるPRLR媒介シグナリングを中和し、マウスにおいて、ならびに適度な用量でサルにおいても前臨床概念実証試験を行うことを可能にする抗体の必要性が存在する。
したがって、本発明の根本的な問題は、概念試験の前臨床証明を可能にする予測モデルに使用することができ、プロラクチン(prolaction)受容体シグナリングの遮断から利益を得る疾患の処置のために使用することができる新規PRLR抗体の提供にある。
課題は、新規抗体Mat3の提供によって解決される。
今回、該抗体が、驚くべきことに、非競合的にPRLに結合するWO2008/022295に記載されている抗体、例えばHE06642と対照的に、PRLへ競合的に結合することなく、生化学的ならびに細胞的結合試験においてヒト、サルおよびマウスにおけるPRLRに特異的であり、これらのPRLRに対して高アフィニティを有し、全3つの種におけるPRLR媒介シグナリングを中和することを見出した。このように、該抗体は、マウスにおいて、ならびに適度な用量でサルにおいても前臨床概念実証試験を行うことを可能にする。さらに、今回、該抗体は、非競合的にPRLに結合するWO2008/022295に記載されている抗体、例えばHE06642と比較して、より強力であり、ヒト生殖細胞株配列とより密接に関連している対象へ治療的利益を送達することができ、したがって、改善された副作用プロフィールの機会、すなわち用量の減少およびヒト生殖細胞株配列と類似性の増加による免疫原性の危険性の減少を提供することを見出した。
新規Mat3抗体は、好ましくは、アカゲザル(Macacca mulatta)およびカニクイザル(Macacca fascicularis)、マウス(Mus musculus)およびヒト(Homo sapiens)などの他の種由来のPRLRに交差反応する。ここで、交差反応性は、ヒト、サルおよびマウスPRLRに対する該抗体のアフィニティ(K値)および細胞結合EC50値が、10x10−9M以下であり(表1、実施例9、10、13および14参照)、増殖阻害IC50値が20x10−9M以下である(実施例1から3参照)ことを意味する。本発明は、対象へ治療的利益を送達することができる新規抗体Mat3の発見に基づく(新規抗体の配列は配列番号:1−10である)。ヒト生殖細胞株配列に対する非常に密接な関連でより好ましくは完全にヒトであり得るか、または完全ヒトバージョンのCDRを有するヒト化またはキメラまたはヒト操作(human engineered)変異体であり得る本発明の抗体は、より完全に本明細書に記載されている多数の文脈において使用することができる。
非競合的にPRLに結合するWO2008/022295からの最も深く特徴付けられた既知の抗体を超える本発明の抗体の効力およびヒト−サル−マウス交差反応性における優位性を示すために、インビトロ増殖試験において、該抗体をWO2008/022295からのHE06642と比較している(実施例1−3)。ここで、記載されているHE06642またはHE06.642または06.642は、WO2008/022295におけるhe06.642−2の配列と同一である可変ドメイン配列番号:14および15を含む。
PRLR媒介シグナリングおよび増殖の不活化を扱う異なるリードアウトパラダイム(readout paradigm)で、その種特異性および力価(potency)ならびに効力(efficacy)を決定した。増殖アッセイは、ヒトPRLR(実施例1)、マウスPRLR(実施例2)またはアカゲザルPRLR(実施例3)のいずれかを安定にトランスフェクトしたBa/F細胞株において行った。抗体Mat3は、ヒト、マウスおよびアカゲザルPRLRを有する細胞の増殖を完全に阻害した(実施例1−3)。抗体HE06642(WO2008/022295)は、マウスPRLRを有する細胞で不活性であり、Mat3と比較して、アカゲザルPRLR細胞で強く減少した活性を示した。抗体Mat3はまた、抗体HE06.642よりもヒトPRLRでさらに強力であった。また、Mat3が、HE06422よりもより強い力価でラットNB2リンパ腫細胞増殖を阻害することを証明する。細胞増殖アッセイの他にも、ヒトまたはマウスPRLR(実施例12)のいずれかを安定にトランスフェクトし、かつLHRE(乳腺刺激ホルモン応答エレメント)の制御下にあるルシフェラーゼレポーター遺伝子を一過性にトランスフェクトしたHEK293細胞を使って、ルシフェラーゼレポーターアッセイを行った。これらの系を使用することにより、PRLR媒介シグナリングに依存するプロモーターが、Mat3の存在下でオフになることを確認することができた。抗体HE06.642はマウスPRLR媒介シグナリングを効率よくブロックできないことが、再び明白になった。
結論として、したがって、抗体Mat3は、マウスおよびサルモデルにおけるPRLR媒介シグナリングの阻害を試験するために適切である。
該抗体は、HE06642と翻訳されるヒト生殖細胞株V遺伝子と非常に類似する可変ドメインを含む。図6は、VHおよびVLドメインが翻訳されるヒト生殖細胞株重鎖Vおよびラムダ軽鎖V遺伝子とそれぞれ90%同一であることを示す[VBASE2 database; Retter I, Althaus HH、Munch R, Muller W: VBASE2, an integrative V gene database. Nucleics Res. 2005 Jan 1;33 (Database issue):D671-4]。HE06642は、VBASE2において見られる、最も類似の翻訳されるVH生殖細胞株配列と89%同一性、最も類似の翻訳される生殖細胞株カッパ軽鎖V配列とわずか80%同一性を示す。この見出したことは、Mat3で患者を処置するとき、免疫原性の危険性をさらに低くする機会を提供する。
ヒト、サルおよびマウスPRLRの細胞外ドメインとMat3およびHE06642の結合試験は、両方の抗体がこれらの精製ドメインと相互作用することを示す(以下の実施例10および表1参照)。しかしながら、これらのドメインが細胞表面上に発現されるとき、Mat3とHE06642間のより大きな違いを観察することができる。最も顕著には、Ba/F細胞がマウスPRLRを発現するとき、HE06642はマウスPRLRに結合しないが、Mat3は結合する(表2および図5および実施例9)。この見出したことは、Mat3が、HE06642と対照的に、マウスPRLR媒介シグナリングおよび増殖をブロックするという観察と一致する。精製されるとき、ならびに細胞表面上に発現されるとき、Mat3およびHE06642により結合されるヒトPRLRの細胞外ドメインにおけるペプチドスキャンは、以前に報告された(WO2008/022295)HE06642のように、Mat3がサブドメインS2に結合することを示した(実施例11)。さらに、該スキャンは、Mat3とHE06642間のS2ドメインへの結合における違いがあることを示した(図8)。最近、このようなペプチドスキャンにより観察される抗体の結合の違いが抗体の性質の違いを説明することを可能にすることが公開された(Niederfellner et al., Blood. 2011, Mar 28. doi:10.1182/blood-2010-09-305847)。結論として、該ペプチドスキャンは、なぜ抗体Mat3がHE06642と比較して異なる種特異性および効力を示すのかを示す。
プロラクチン受容体媒介シグナリングと拮抗する表5(配列番号.1−10)におけるヒトモノクローナル抗体Mat3またはその抗原結合性フラグメントを提供する。該抗体は、PRLR(配列番号12)または配列番号12のヒト多型変異体、例えばPNAS 105 (38), 14533, 2008およびJ. Clin. Endocrinol. Metab. 95 (1), 271, 2010に記載されているI146LおよびI76V変異体の細胞外ドメイン(ECD)に特異的に結合する。さらに、該抗体は、アカゲザルおよびカニクイザルPRLR(配列番号:11)ならびにマウスPRLR(配列番号:13)の細胞外ドメイン(ECD)に特異的に結合する。
1つの態様において、ヒト抗体Mat3、またはそのヒト化、ヒト操作もしくはキメラ抗体もしくは抗原結合性フラグメントを記載しており、該抗体は、配列番号:3の核酸配列および配列番号:1のアミノ酸配列と対応する可変重鎖領域ならびに配列番号:4の核酸配列および配列番号:2のアミノ酸配列と対応する可変軽鎖領域を含み、プロラクチン受容体媒介シグナリングと拮抗する。
ある実施形態では、上述した抗体のCDRを含む抗体または抗原結合性フラグメントであって、可変重鎖が配列番号5、6および7に対応するCDR配列を含有し、可変軽鎖が配列番号8、9、および10に対応するCDR配列を含有するもの。
本発明のもう一つの実施形態においては、抗体Mat3は、ヒト、サルおよびマウス由来のPRLRの細胞外ドメインの1つ以上の領域に特異的に結合する抗原結合領域からなり、ここで、ヒトPRLRのアミノ酸配列は、配列番号:12および配列番号:12のヒト多型変異体の位置1から210のアミノ酸配列により、配列番号:11のサルPRLRおよび配列番号:13のマウスPRLRの位置1から210のアミノ酸配列により示される。
本発明のもう一つの実施形態において、Mat3は、抗原結合領域からなり、ここで、ヒト、サルおよびマウス由来のPRLRの細胞外ドメインに対するアフィニティは、少なくとも100nM、好ましくは約100nM未満、より好ましくは約30nM未満であり、さらに好ましくは約10nM未満である。
もう一つの実施形態において、抗体Mat3は、ヒトPRLRの細胞外ドメインの1つ以上の領域に特異的に結合する抗原結合領域からなり、ここで、アフィニティは、少なくとも10nM、より好ましくは約1nM未満である。
また、重鎖定常ドメインが修飾されたまたは無修飾のIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4を決定する上述Mat3も、本発明の目的である。
表1は、直接固定化した抗体上でのヒトPRLR(配列番号:12)、アカゲザルおよびカニクイザルPRLR(配列番号:11、Fc−His融合物は、タンパク質分解性第Xa因子消化により除去されている)およびマウスPRLR(配列番号:13)の単量体型細胞外ドメイン(アミノ酸1−210)による表面プラズモン共鳴(Biacore)で決定された、本発明の抗体Mat3の解離定数および解離速度の要約を提供する。
表1:表面プラズモン共鳴により、ヒトIgG分子としてMat3に関して決定されたHEK293細胞中で発現したヒト、アカゲザル/カニクイザルおよびマウスPRLRの細胞外ドメインの一価(monovalent)解離定数および解離速度(実施例10参照)
Figure 2014522239
WO2008/022295においてHE06642について記載されているアフィニティは、ヒトPRLRの細胞外ドメインに対して2.6x10−9M、カニクイザルPRLRの対応するドメインに対して38.9x10−9MおよびマウスPRLRの対応するドメインに対して2.7x10−9Mである。
抗体Mat3の細胞ベースのアフィニティは、蛍光活性化細胞選別(FACS)とスキャッチャード解析との組合せによって決定された(実施例9)。
表2は、ヒトおよびアカゲザルPRLRでそれぞれ安定にトランスフェクトされたHEK293細胞株に対するヒトIgG2分子としてのMat3の結合力(binding strength)を表す。
表2:ヒトおよびアカゲザルPRLRでそれぞれ安定にトランスフェクトされたHEK293細胞株に対するFACSによって決定されたIgG2フォーマットにおける抗PRLR抗体Mat3の細胞ベースの結合力価(binding potency)(実施例9参照)
Figure 2014522239
抗体生成
ヒトおよびマウスPRLRを機能的にブロックすることができる一群の抗体を単離するために、scFvフラグメントとFabフラグメントをそれぞれ発現する2つのフォーマットの、Bioinvent製のn−CoDeR(登録商標)と呼ばれる合成ヒト抗体ファージディスプレイライブラリー(Soederlind et al, 2000, Nature BioTechnology. 18, 852-856)を、並行して調べた。scFv選択またはFab選択に使用したターゲットは、ビオチン化変異体(NHS−LCビオチン、Pierce)および非ビオチン化変異体として適用したヒトPRLRの可溶性ECD(配列番号12のアミノ酸位置1〜210)およびマウスPRLRの可溶性ECD(配列番号13のアミノ酸位置1〜210)、ならびにPRLRを発現するヒト乳がん細胞株T47Dであった。
ファージディスプレイ技術(PDT)におけるさまざまなアプローチの組み合わせを使用して、高アフィニティのPRLR特異的なヒトモノクローナル抗体を、タンパク質パンニングと全細胞パンニングの組み合せおよび特別なツールの開発によって単離した。これらのパンニングツールおよびスクリーニング方法には、Fcドメインとの融合物として組換え発現させたヒトおよびマウスPRLRのECD(R&D Systems、それぞれカタログ番号1167−PRおよび1309−PR;ヒトIgG1 Fcドメイン、ヒトIgG1の位置100〜330にそれぞれ融合された、それぞれ配列番号12および13の位置1〜216)、6ヒスチジンタグとの融合物として組換え発現させたヒトPRLRの細胞外ドメイン(配列番号12)、それぞれヒトおよびマウスPRLRをそれぞれ安定にトランスフェクトしたHEK293およびマウスリンパ腫細胞株Ba/F、ならびにそれぞれPRLRを天然に発現する乳がん細胞株T47Dおよびラットリンパ腫細胞Nb2が含まれると共に、細胞表面上にディスプレイされたPRLRに優先的に結合する、マウス由来のPRLRに対して交差反応性である、中和抗体を同定することが可能なパンニング手法およびスクリーニングアッセイの開発が含まれる。
スクリーニングは、組換え発現させた抗原を用いるELISA試験において、まず最初にヒトPRLRに関して、そして最終的にマウスPRLRに関して、バインダー(binder)を同定することによって行った。これらの特別な方法の組み合わせにより、他のものから抗体「005−C04」の単離が可能になった。
ヒトPRLRおよびマウスPRLRの細胞外ドメインにおける「005−C04」のアフィニティ成熟により、有益な置換は、実施例8に記載されている処理にしたがって同定された。最後に、改善されたアフィニティに対して有益である個々の置換は、抗体の熱安定性に対する影響に関して評価した。とりわけ、(例えば、温度上昇による)成熟抗体の変性中のFabドメインの共同アンフォールディングは、保証されるはずである(共同アンフォールディングに関する文献:Roethlisberger, D. et al., J. Mol. Biol. 2005: 347, 773-789)。抗体Mat3は、上記抗体発見および成熟アプローチから生じた。
ペプチド変異体
本発明の抗体は、ここに提供する具体的ペプチド配列に限定されない。むしろ、本発明はこれらのポリペプチドの変異体も包含する。本開示ならびに従来から利用できる技術および参考文献を参照して、当業者は、本明細書に開示する抗体の機能的変異体を製造し、試験し、利用することができ、それと同時に、PRLRに結合し、PRLRを機能的にブロックする能力を有する変異体が、本発明の範囲に包含されることを理解するであろう。
変異体には、例えば、本明細書に開示するペプチド配列と比較して改変された相補性決定領域(CDR)(超可変)および/またはフレームワーク(FR)(可変)ドメイン/位置を少なくとも1つは有している抗体が含まれうる。この概念をより良く説明するために、抗体構造を以下に簡単に説明する。
抗体は2本のペプチド鎖で構成され、それぞれが1つ(軽鎖)または3つ(重鎖)の定常ドメインと可変領域(VL、VH)を含有し、このうち後者は、いずれも、4つのFR領域(VH:HFR1、HFR2、HFR3、HFR4;VL:LFR1、LFR2、LFR3、LFR4)と、その間に配置された3つのCDR(VL:LCDR1、LCDR2、LCDR3;VH:HCDR1、HCDR2、HCDR3)から構成されている。抗原結合部位は1つ以上のCDRによって形成されるが、FR領域はCDRに構造的フレームワークを提供しており、それゆえに、抗原結合において重要な役割を果たしている。CDRまたはFR領域中のアミノ酸残基を1つ以上改変することによって、当業者は、変異したまたは多様化した抗体配列をルーチンに生成させることができ、それらを、例えば新しい性質または改良された性質を求めて、抗原に対してスクリーニングすることができる。
図4に、可変ドメインVLおよびVH中の各アミノ酸位置に番号を付与するためのスキームを示す。表3(VH)および表4(VL)では、本発明の抗体Mat3についてCDR領域を詳述し、所与の位置におけるアミノ酸を、対応するコンセンサス配列または「マスター遺伝子(master gene)」配列(ここではCDR領域が「X」で記されている)と比較している。表5および表6は、本発明において提供される抗体、抗体フラグメントおよびPRLR変異体に配列番号を割り当てるのに役立つ。
表3:CDRの注釈を含む抗体Mat3のVH配列
Figure 2014522239
表4:CDRの注釈を含む抗体Mat3のVL配列
Figure 2014522239
表5:抗体の配列
Figure 2014522239
表6:ヒト、サルおよびマウス由来のPRLRの細胞外ドメインの配列
Figure 2014522239
当業者は、表3、4および5のデータを使って、本発明の範囲に包含されるペプチド変異体を設計することができる。変異体は1つ以上のCDR領域内のアミノ酸を変化させることによって構築することが好ましく、また変異体は、1つ以上の改変されたフレームワーク領域(FR)も有し得る。例えば、ペプチドFRドメインが改変されていてもよく、そこでは、生殖細胞株配列と比較して残基に変動がある。
さらにまた、変異体は、成熟(maturation)によって、すなわち、ある抗体を最適化のための出発点として使用し、その抗体中の1つ以上のアミノ酸残基、好ましくは1つ以上のCDR中のアミノ酸残基を多様化し、その結果生じた一群の抗体変異体を、改良された性質を有する変異体を求めてスクリーニングすることによって得ることもできる。特に好ましいのは、VLのLCDR3、VHのHCDR3、VLのLCDR1および/またはVHのHCDR2中の1つ以上のアミノ酸残基の多様化である。多様化は、トリヌクレオチド変異誘発(trinucleotide mutagenesis)(TRIM)技術を使って一群のDNA分子を合成することによって行うことができる[Virnekaes, B., Ge, L., Plueckthun, A., Schneider, K.C., Wellnhofer, G., and Moroney S.E. (1994) Trinucleotide phosphoramidites: ideal reagents for the synthesis of mixed oligonucleotides for random mutagenesis. Nucl. Acids Res. 22, 5600、実施例8も参照]。
保存的アミノ酸変異体
本明細書に記載する抗体ペプチド配列の全体的分子構造を保存しているポリペプチド変異体を作製することができる。個々のアミノ酸の性質を考えれば、いくつかの合理的な置換が、当業者にはわかるだろう。アミノ酸置換、すなわち「保存的置換」は、例えば、関与する残基の極性、電荷、溶解度、疎水性、親水性、および/または両親媒性の類似性に基づいて行うことができる。
例えば、(a)非極性(疎水性)アミノ酸には、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含まれ;(b)極性中性アミノ酸には、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含まれ;(c)陽性荷電(塩基性)アミノ酸には、アルギニン、リジン、およびヒスチジンが含まれ;(d)陰性荷電(酸性)アミノ酸には、アスパラギン酸およびグルタミン酸が含まれる。置換は、典型的には、(a)〜(d)のグループ内で行うことができる。また、グリシンおよびプロリンは、αヘリックスを破壊するその能力に基づいて、互いに置換することができる。また、アラニン、システイン、ロイシン、メチオニン、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジンおよびリジンなどといった一定のアミノ酸は、αヘリックス中に見いだされることの方が多く、一方、バリン、イソロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファンおよびスレオニンは、βプリーツシート中に見いだされることの方が多い。グリシン、セリン、アスパラギン酸、アスパラギン、およびプロリンはターン中によく見いだされる。いくつかの好ましい置換は、次に挙げるグループ内で行うことができる:(i)SおよびT;(ii)PおよびG;ならびに(iii)A、V、LおよびI。既知の遺伝暗号、組換え技法および合成DNA技法を考慮すれば、当業者は、保存的アミノ酸変異体をコードするDNAを容易に構築することができる。
本明細書において、2つのポリペプチド配列間の「配列同一性」とは、それら配列間で同一なアミノ酸の百分率を示す。「配列相同性」は、同一であるか、または保存的アミノ酸置換を示すアミノ酸の百分率を示す。本発明の好ましいポリペプチド配列は、以下のアミノ酸配列を含む。
a.HCDR1のアミノ酸配列は、8個のアミノ酸のうち少なくとも7個において配列番号:5と同一である、
b.HCDR2のアミノ酸配列は、19個のアミノ酸のうち少なくとも14個、より好ましくは19個のアミノ酸のうち19個、より好ましくは19個のアミノ酸のうち16個、より好ましくは19個のアミノ酸のうち17個、またはさらにより好ましくは19個のアミノ酸のうち18個において配列番号:6と同一である、
c.HCDR3のアミノ酸配列は、11個のアミノ酸のうち少なくとも8個、より好ましくは11個のアミノ酸のうち9個、またはさらにより好ましくは11個のアミノ酸のうち10個において配列番号:7と同一である、
d.LCDR1のアミノ酸配列は、14個のアミノ酸のうち少なくとも12個、またはより好ましくは14個のアミノ酸のうち13個において配列番号:8と同一である、
e.LCDR2のアミノ酸配列は、7個のアミノ酸のうち少なくとも4個、より好ましくは7個のアミノ酸のうち5個、またはさらにより好ましくは7個のアミノ酸のうち6個において配列番号:9と同一である、
f.LCR3のアミノ酸配列は、12個のアミノ酸のうち少なくとも11個において配列番号:10と同一である。
本発明のDNA分子
本発明は本発明の抗体をコードするDNA分子にも関係する。これらの配列には、配列番号3および4に示すDNA分子が含まれるが、これらに限るわけではない。
本発明のDNA分子は本明細書に開示する配列に限定されるわけではなく、その変異体も包含する。本発明に包含されるDNA変異体は、ハイブリダイゼーションにおけるその物理的性質に言及することによって記述することができる。DNAを使ってその相補体(complement)を同定することができ、DNAは二重鎖であることから、核酸ハイブリダイゼーション技法を使って、その等価物またはホモログを同定することができることは、当業者にわかるであろう。ハイブリダイゼーションが100%未満の相補性で起こりうることもわかるであろう。しかし、条件を適当に選択すれば、DNA配列を特定のプローブに対するその構造的関連性に基づいて弁別するために、ハイブリダイゼーション技法を使用することができる。そのような条件に関する指針については、Sambrook et al., 1989[Sambrook, J., Fritsch, E. F. and Maniatis, T. (1989) Molecular Cloning: A laboratory manual, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, USA)]およびAusubel et al., 1995[Ausubel, F. M., Brent, R., Kingston, R. E., Moore, D. D., Sedman, J. G., Smith, J. A., & Struhl, K.eds. (1995). Current Protocols in Molecular Biology. New York: John Wiley and Sons]を参照されたい。
2つのポリヌクレオチド配列間の構造類似性は、それら2つの配列が互いにハイブリダイズするであろう条件の「ストリンジェンシー」の関数として表現することができる。本明細書において使用する用語「ストリンジェンシー」は、その条件がハイブリダイゼーションを嫌う度合を指す。ストリンジェントな条件はハイブリダイゼーションを強く嫌うので、そのような条件下では、構造的に最も近縁の分子だけが互いにハイブリダイズするであろう。逆に、非ストリンジェント条件は、低い構造的関連性を示す分子のハイブリダイゼーションにとって有利になる。それゆえに、ハイブリダイゼーションストリンジェンシーは、2つの核酸配列の構造的関係と直接的に相関する。次の関係は、ハイブリダイゼーションと関連性とを相関させるのに役立つ(式中、Tは核酸二重鎖の融解温度である):
a.T=69.3+0.41(G+C)%
b.二重鎖DNAのTは、ミスマッチ塩基対の数が1%増加するごとに1℃低下する。
c.(Tμ2−(Tμ1=18.5log10μ2/μ1
式中、μ1およびμ2は2つの溶液のイオン強度である。
ハイブリダイゼーションストリンジェンシーは、総DNA濃度、イオン強度、温度、プローブサイズおよび水素結合を破壊する薬剤の存在などといった数多くの因子の関数である。ハイブリダイゼーションを促進する因子には、高いDNA濃度、高いイオン強度、低温、長いプローブサイズ、および水素結合を破壊する薬剤の不在が含まれる。ハイブリダイゼーションは、典型的には、「結合」段階と「洗浄」段階の二段階で行われる。
まず最初に、結合段階では、ハイブリダイゼーションに有利な条件下で、プローブをターゲットに結合させる。この段階では、通常、温度を変えることによって、ストリンジェンシーが制御される。高ストリンジェンシーの場合、短い(<20nt)オリゴヌクレオチドプローブを使用するのでない限り、温度は通常、65℃〜70℃である。代表的なハイブリダイゼーション溶液は、6×SSC、0.5%SDS、5×デンハルト溶液および100μgの非特異的キャリアDNAを含む[Ausubel et al., section 2.9, supplement 27 (1994)]。もちろん、異なっているが機能的には等価なバッファー条件も、数多く知られている。関連性の程度が低い場合は、低い温度を選ぶことができる。低ストリンジェンシー結合温度は約25℃〜40℃である。中ストリンジェンシーは少なくとも約40℃〜約65℃未満である。高ストリンジェンシーは少なくとも約65℃である。
次に、過剰のプローブを洗浄によって除去する。よりストリンジェントな条件が通常、適用されるのは、この段階である。したがって、ハイブリダイゼーションによって関連性を決定する際に最も重要なのは、この「洗浄」段階である。洗浄溶液は、典型的には、より低い塩濃度を含有する。模範的な中ストリンジェンシー溶液の一つは2×SSCおよび0.1%SDSを含有する。高ストリンジェンシー洗浄溶液は、(イオン強度で)約0.2×SSC未満の当量(equivalent)を含有し、好ましいストリンジェント溶液は約0.1×SSCを含有する。さまざまなストリンジェンシーに関連する温度は「結合」に関して上に述べたものと同じである。また、洗浄溶液は、典型的には、洗浄中に何度も交換される。例えば、典型的な高ストリンジェンシー洗浄条件は、55℃で30分間、2回洗浄すること、および60℃で15分間、3回洗浄することを含む。
したがって、本発明の主題は、本発明の抗体および抗原結合性フラグメントをコードする単離された核酸配列である。
本発明のもう一つの実施形態は、本発明の抗体をコードする上述の単離された核酸配列であって、核酸配列が表5に記載されているものである。
したがって本発明は、高ストリンジェンシー結合および洗浄条件下において表5に示す分子にハイブリダイズする核酸分子を包含し、ここで、そのような核酸分子は、本明細書に記載する性質を有する抗体またはそのフラグメントをコードする。(mRNAの観点から見て)好ましい分子は、本明細書に記載するDNA分子の一つと少なくとも75%または80%(好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%、最も好ましくは少なくとも95%)の配列同一性を有するものである。この分子は、プロラクチン受容体媒介シグナリングをブロックする。
機能的に等価な変異体
本発明の範囲に包含されるさらにもう一種類のDNA変異体は、それらがコードする産物を基準にして記述することができる。これらの機能的に等価な遺伝子は、遺伝暗号の縮重ゆえに、配列番号1および2に見いだされるものと同じペプチド配列をコードするという事実を特徴とする。
本明細書に記載するDNA分子の変異体をいくつかの異なる方法で構築できることはわかる。例えば、それらは、完全な合成DNAとして構築することができる。20〜約150ヌクレオチドの範囲のオリゴヌクレオチドを効率よく合成する方法は、種々、利用することができる。Ausubel et al., section 2.11, Supplement 21 (1993)参照。Khorana et al., J. Mol. Biol. 72:209-217 (1971)によって初めて報告された方法で、オーバーラップしたオリゴヌクレオチドを合成し、アセンブルすることができる。Ausubel et al., supra, Section 8.2も参照されたい。好ましくは、適当なベクターへのクローニングが容易になるように、遺伝子の5’端および3’端にて操作(engineer)された好都合な制限部位を持つ合成DNAが設計される。
ここに示すとおり、変異体を生成させる方法は、本明細書に開示するDNAの一つから出発し、次に部位特異的変異誘発を行うことである。Ausubel et al., supra, chapter 8, Supplement 37 (1997)参照。典型的な一方法では、ターゲットDNAを一本鎖DNAバクテリオファージ媒体中にクローニングする。一本鎖DNAを単離し、所望のヌクレオチド改変を含有するオリゴヌクレオチドとハイブリダイズさせる。相補鎖を合成し、二本鎖ファージを宿主中に導入する。その結果生じる子孫の一部は所望の変種(mutant)を含有し、そのことは、DNA配列決定を使って確認することができるであろう。また、子孫ファージが所望の変種になる確率を増加させるさまざまな方法を利用することができる。これらの方法は当業者にはよく知られており、そのような変種を生成させるためのキットが市販されている。
組換えDNAコンストラクトおよび発現
本発明はさらに、本発明のヌクレオチド配列の1つ以上を含む組換えDNAコンストラクトも提供する。本発明の組換えコンストラクトは、プラスミド、ファージミド、ファージまたはウイルスベクターなどのベクターと一緒に使用され、そこに本発明の抗体をコードするDNA分子が挿入される。
コードされた遺伝子はSambrook et al., 1989およびAusubel et al., 1989に記載の技法によって作製することができる。あるいは、例えば合成装置(synthesizer)を使って、DNA配列を化学的に合成することもできる。例えば、引用によりそのまま本明細書に組み込まれるOligonucleotide Synthesis(1984, Gait, ed., IRL Press, Oxford)に記載の技法を参照されたい。当業者は、可変ドメインをコードするDNAを、変異させたまたは変異させていないさまざまなヒトIgGアイソタイプまたはその誘導体の定常領域をコードする遺伝子フラグメントと、融合することができる。当業者は、組換えDNA技術を応用して、例えばグリシン−グリシン−グリシン−グリシン−セリンを3回含有する15アミノ酸長などのリンカーを使って、両方の可変ドメインを単鎖フォーマットに融合することができる。本発明の組換えコンストラクトは、コードされているDNAのRNA産物および/またはタンパク質産物を発現する能力を有する発現ベクターで構成される。ベクターは、オープンリーディングフレーム(ORF)に作動可能に連結されたプロモーターなどといった調節配列を、さらに含みうる。ベクターはさらに選択可能マーカー配列を含みうる。挿入されたターゲット遺伝子コード配列の効率的な翻訳には、特別な開始シグナルおよび細菌分泌シグナルも要求されうる。
本発明は、本発明のDNAを少なくとも1つは含有する宿主細胞を、さらに提供する。宿主細胞は、それに合う発現ベクターを入手できるのであれば、基本的にどの細胞であってもよい。それは、例えば、哺乳類細胞などの高等真核宿主細胞、酵母細胞などの下等真核宿主細胞であってもよいし、細菌細胞などの原核細胞であってもよい。宿主細胞への組換えコンストラクトの導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストランによるトランスフェクション(DEAE, dextran mediated transfection)、エレクトロポレーションまたはファージ感染によって達成することができる。
細菌発現
細菌での使用に役立つ発現ベクターは、所望のタンパク質をコードする構造DNA配列を、適切な翻訳開始シグナルおよび翻訳終結シグナルと共に、機能的プロモーターに対して作動可能な読み枠(reading phase)で挿入することによって構築される。ベクターは、ベクターの維持が保証されるように、また所望であれば、宿主内での増幅がもたらされるように、1つ以上の表現型選択可能マーカーと複製起点とを含むであろう。形質転換に適した原核宿主には、大腸菌(E. coli)、枯草菌(Bacillus subtilis)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、およびシュードモナス(Pseudomonas)属、ストレプトミセス(Streptomyces)属、およびスタフィロコッカス(Staphylococcus)属のさまざまな種が含まれる。
細菌ベクターは、例えばバクテリオファージベース、プラスミドベース、またはファージミドベースのベクターであることができる。これらのベクターは、典型的には周知のクローニングベクターpB322(ATCC37017)の要素を含有する市販のプラスミドに由来する選択可能マーカーおよび細菌複製起点を含有することができる。適切な宿主株を形質転換し、その宿主株を適当な細胞密度まで成長させた後、選択したプロモーターを、適当な手段(例えば温度シフトまたは化学的誘導)によって抑制解除/誘導し、細胞をさらに一定期間培養する。細胞を典型的には遠心分離によって収穫し、物理的または化学的手段によって破壊し、その結果得られた粗抽出物を、さらなる精製のためにとっておく。
細菌系では、発現させるタンパク質の使用目的に応じて、いくつかの発現ベクターを、有利に選択することができる。例えば、抗体を生成させるために、またはペプチドライブラリーをスクリーニングするために、前述のタンパク質を大量に生産しようとする場合は、例えば、精製が容易な融合タンパク質産物を高レベルに発現させるベクターが望ましいであろう。
それゆえに、本発明の目的の一つは、本発明の新規抗体をコードする核酸配列を含む発現ベクターである。
哺乳類発現および精製
哺乳類宿主細胞発現のための好ましい調節配列には、哺乳類細胞における高レベルのタンパク質発現を指示するウイルス要素、例えば、サイトメガロウイルス(CMV)(CMVプロモーター/エンハンサー)、シミアンウイルス40(SV40)(例えばSV40プロモーター/エンハンサー)、アデノウイルス(例えばアデノウイルス主要後期プロモーター(AdMLP))およびポリオーマ由来のプロモーターおよび/またはエンハンサーが含まれる。ウイルス調節要素のさらなる説明およびその配列については、例えばStinskiによるU.S.5,168,062、BellらによるU.S.4,510,245、およびSchaffner et alによるU.S.4,968,615を参照されたい。組換え発現ベクターは複製起点および選択可能マーカーも含むことができる(例えばAxel et al.によるU.S.4,399,216、4,634,665およびU.S.5,179,017を参照されたい)。適切な選択可能マーカーには、そのベクターが導入されている宿主細胞にG418、ハイグロマイシンまたはメトトレキサートなどの薬物に対する耐性を付与する遺伝子が含まれる。例えばジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)遺伝子は、メトトレキサートに対する耐性を付与し、neo遺伝子はG418に対する耐性を付与する。
宿主細胞への発現ベクターのトランスフェクションは、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈殿、およびDEAE−デキストラントランスフェクションなどの標準的技法を使って行うことができる。
ここで提供される抗体、その抗原結合部分または誘導体を発現させるのに適した哺乳動物宿主細胞には、チャイニーズハムスター卵巣(CHO細胞)[例えばR.J.Kaufman and P.A.Sharp (1982) Mol.Biol.159:601-621に記載されているようにDHFR選択可能マーカーと共に使用されるUrlaub and Chasin, (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:4216-4220に記載のdhfr−CHO細胞を含む]、NSO骨髄腫細胞、COS細胞およびSP2細胞が含まれる。一部の実施形態では、発現したタンパク質が宿主細胞を成長させる培地中に分泌されるように、発現ベクターが設計される。抗体、その抗原結合部分または誘導体は、標準的なタンパク質精製法を使って培養培地から回収することができる。
本発明の抗体またはその抗原結合性フラグメントは、例えば限定するわけではないが、硫酸アンモニウム沈殿またはエタノール沈殿、酸抽出、プロテインAクロマトグラフィー、プロテインGクロマトグラフィー、アニオンまたはカチオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィーなどといった周知の方法によって、組換え細胞培養物から回収し精製することができる。高速液体クロマトグラフィー(「HPLC」)も精製に使用することができる。例えばColligan「Current Protocols in Immunology」または「Current Protocols in Protein Science」(John Wiley & Sons, NY, N.Y.,)(1997-2001)の例えばChapter 1、4、6、8、9、10を参照されたい(これらは、それぞれ引用により、全て本明細書に組み込まれる)。
本発明の抗体またはその抗原結合性フラグメントには、天然精製産物(naturally purified product)、化学合成手法の生成物、ならびに例えば酵母、高等植物、昆虫および哺乳動物細胞を含む真核宿主から組換え技法によって生産された産物が含まれる。組換え生産手法に使用する宿主に依存して、本発明の抗体はグリコシル化体であることも、非グリコシル化体であることもできる。そのような方法は、多くの標準的な実験マニュアル、例えばSambrook, supra, Sections 17.37-17.42;Ausubel, supra、Chapters 10、12、13、16、18および20に記載されている。
それゆえに、ベクターまたは核酸分子を含む宿主細胞も本発明の目的であり、ここで、宿主細胞は、哺乳動物細胞などの高等真核宿主細胞、酵母細胞などの下等真核宿主細胞であることができ、細菌細胞などの原核細胞であってもよい。
本発明のもう一つの目的は、宿主細胞を使って抗体および抗原結合性フラグメントを生産する方法であって、宿主細胞を適切な条件下で培養し、該抗体を回収することを含む方法である。
それゆえに、本発明のもう一つの目的は、本発明の宿主細胞を使って生産され、少なくとも95重量%均一にまで精製された、本発明の抗体である。
子宮内膜症および腺筋症(内性子宮内膜症)
子宮内膜症は、子宮内膜組織(腺および間質)が子宮腔外に存在することを特徴とする良性エストロゲン依存性婦人科障害である。子宮内膜症病変は主として骨盤腹膜上、卵巣内および直腸膣中隔内に見いだされる(Obstet. Gynecol. Clin. North. Am. 24:235-238, 1997)。子宮内膜症はしばしば不妊および月経困難症などの疼痛症状を伴う。また、多くの患者は自己免疫疾患を患っている(Hum. Reprod. 17(19):2715-2724, 2002)。内性子宮内膜症とも呼ばれている子宮腺筋症は、子宮に制限された子宮内膜症の亜型(subform)をいう。子宮腺筋症の場合、子宮内膜腺は子宮筋層および子宮壁に浸潤する。
移植説(transplantation theory)によれば、患者でも健常女性でも、逆行性月経によって、子宮内膜フラグメントが腹膜腔中に流される(Obstet. Gynecol. 64:151-154, 1984)。患者の骨盤腔における子宮内膜症病変の樹立の成功には、4つの主要因が決定的に関与しているようである:
a)月経周期の分泌期後期において、健常女性の子宮内膜細胞はアポトーシス性になる。患者では、子宮内膜細胞のアポトーシスの程度が明確に低下している(Fertil. Steril. 69:1042-1047,1998)。それゆえに、患者では、逆行性月経によって腹膜腔中に流れ込んだ子宮内膜フラグメントが死なずにうまく移植性転移(implant)する確率が、健常女性より高い。
b)異所性子宮内膜フラグメントが腹膜内で移植性転移(implantation)に成功して、長期間にわたって生き残るには、新しい血管の形成が必要である(British Journal of Pharmacology, 149:133-135, 2006)。
c)患者は自己免疫疾患を患っており、したがって免疫系が損なわれている(Hum. Reprod. 17(19): 2002, 2715-2724, 2002)。このことから、無傷免疫応答−これは健常女性には存在するので−が、子宮内膜症病変の樹立の防止に役割を果たしているかもしれないという結論が導かれうる。
d)病変は成長する必要があり、したがって分裂促進刺激および成長因子の存在に依存する。
子宮内膜症の処置には、現在、次に挙げるアプローチが存在する:
a)性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)類似体:卵巣エストラジオール合成の抑制をもたらし、その成長をエストラジオールの存在に決定的に依存している異所性子宮内膜移植性転移物(implant)の萎縮を誘発する。
b)アロマターゼ阻害剤:子宮内膜移植性転移物によるエストラジオールの局所的産生を阻害し、アポトーシスを誘発し、異所性子宮内膜フラグメントの増殖を阻害する。
c)選択的エストロゲン受容体モジュレーター:正常子宮内膜および異所性移植性転移物においてエストロゲン受容体アンタゴニスト活性を有するので、移植性転移した異所性子宮内膜組織の萎縮をもたらす。
d)プロゲステロン受容体アゴニスト:正常および異所性子宮内膜細胞の増殖を阻害し、分化およびアポトーシスを誘発する。
e)併用経口避妊薬:現状を維持し、疾患の進行を防止し、異所性および正所性子宮内膜の萎縮を誘発する。
f)病変の外科的切除。
GnRH類似体、SERM、およびアロマターゼ阻害剤は、重篤な副作用を有し、子宮内膜症を患っている若い女性に顔面紅潮および骨量減少をもたらす。プロゲステロン受容体アゴニストによる処置は、排卵抑制、不規則月経とそれに続く無月経、体重増加およびうつ病につながる。静脈血栓塞栓症(venous thrombembolism)のリスクが増加するために、併用経口避妊薬は、35歳より高齢の女性、喫煙者および過体重を患っている個体には適応がない。病変の外科的切除は再発率が高くなりがちである。
本発明の抗体は、下垂体が産生したプロラクチンおよび局所的に産生されたプロラクチンによって刺激された、または活性化PRLR変異による、PRLR媒介シグナルを妨害し、それゆえに、下垂体プロラクチン分泌だけを妨害するドーパミン2受容体アゴニストよりも効果的である。
したがって、本発明の目的は、医薬としての本発明に記載されている抗体または抗原結合性フラグメントである。
PRLおよびPRLRは子宮において発現し、正常な子宮生理機能に役割を果たす。PRLは強力なマイトジェンとして作用することができ、免疫調整的役割を有している。本発明では、PRL/PRLR系の改変がヒト子宮内膜症において役割を果たすことを示す。定量Taqman PCRによる健常女性の子宮内膜ならびに患者の子宮内膜および病変におけるPRLおよびPRLRの発現の分析(実施例4参照)を、図1および2に示す。
図1(PRL発現)および図2(PRLR発現)に示されるとおり、PRLとその受容体はどちらも、子宮内膜症病変においては、強くアップレギュレートされる。これらの発見は驚くべきことであり、ヒト子宮内膜病変においてPRLR発現がほぼ完全に存在しないことを記載する以前に公開された試験(Acta Obstet Gynecol Scand 81:5-10, 2002)と対照的である。
本発明の発見は、オートクリン型PRLシグナリングが子宮内膜症病変の樹立、成長および維持に基本的役割を果たすという実験的証拠を、初めてもたらすものである。
PRLR抗体Mat3は、マウスでの内性子宮内膜症、すなわち子宮腺筋症の動物モデルにおける試験で、成功を収めた(実施例5参照)。腺筋症は、子宮内膜の子宮筋層における子宮内膜腺の浸潤再成長を特徴とする。これは、子宮に限定される子宮内膜症形態−無月経種(non-menstruating species)が発症しうる子宮内膜症の唯一の形態−に似ている。
子宮内膜症を患っている患者の臨床処置に有効なダナゾールは、子宮腺筋症の処置にも有効である(Life Sciences 51:1119-1125, 1992)。しかし、ダナゾールはアンドロゲン性プロゲスチン(androgenic progestin)であり、若い女性に重篤なアンドロゲン性副作用をもたらすことが、その使用を制限する。
本発明の抗体は、子宮内膜症の新しい処置または予防を提供するための課題を解決し、現在の標準的治療法よりも副作用が少ない。
本発明のもう一つの態様は、子宮内膜症および腺筋症(内性子宮内膜症)を処置または予防するための、本発明に記載する抗体Mat3および抗体抗原結合性フラグメントの使用である。
良性乳房疾患および乳房痛
良性乳房疾患は、線維嚢胞性乳房疾患、線維腺腫、乳房痛、および大嚢胞(macrocyst)など、さまざまな症状を包含する。閉経前女性の30〜50%は線維嚢胞性乳房疾患を患っている(Epidemiol Rev 19:310-327, 1997)。女性の年齢に依存して、良性乳房疾患は異なる表現型で現れうる(J Mammary Gland Biol Neoplasia 10:325-335, 2005)。すなわち、正常乳房において小葉発達が起こる早期生殖相(15〜25歳)中は、良性乳房疾患は線維腺腫をもたらす。単一の巨大線維腺腫ならびに複数の腺腫が観察される。これらの線維腺腫は間質細胞および上皮細胞で構成され、小葉から生じる。成熟生殖相(25〜40歳)においては、各月経周期中に乳房が周期的変化を起こす。罹患女性には、周期的乳房痛と、その乳房中にいくつかの小結節を認められる。その後(35〜55歳)、正常乳房は退縮するのに対して、罹患乳房では、大嚢胞ならびに異型性を伴うおよび異型性を伴わない上皮過形成を観察することができる。増進した上皮細胞増殖を伴うこれらの形態の良性乳房疾患では、乳癌を発生するリスクが高まっている。このリスクは、増殖細胞画分に細胞異型性が存在する場合には、11%にまで達しうる(Zentralbl Gynaekol 119:54-58,1997)。60〜80歳の女性の25%も良性乳房疾患を患っており、エストロゲン補充療法(replacement therapy)または脂肪症(adiposity)は、閉経後も良性乳房疾患が持続する理由である(Am J Obstet Gynecol 154:161-179, 1986)。
線維嚢胞性乳房疾患の病態生理は、エストロゲン優位およびプロゲステロン欠乏によって決定され、これは、結合組織の過剰増殖(線維症)をもたらし、これに続いて条件的(facultative)上皮細胞増殖が起こる。上述のように、線維嚢胞性病変内において増進した上皮細胞増殖を呈する患者では、乳がんのリスクが上昇する。臨床的には、線維嚢胞性乳房疾患は乳房疼痛(breast pain)および乳房圧痛(breast tenderness)を呈する。線維嚢胞性乳房疾患を有する患者の70%は、黄体機能不全または無排卵を患っている(Am J Obstet 154:161-179,1986)。黄体機能不全は、プロゲステロンレベルの低下とエストロゲン優位をもたらす。
乳房痛(乳房疼痛)は、女性の約70%を、その生殖期間(reproductive lifespan)のどこかの時点で冒す。乳房疼痛は、月経前症候群の他の基準と関連することも関連しないこともある。乳房痛を患う女性は、視床下部下垂体軸の刺激後に、過剰なプロラクチン放出をもって応答することが証明されている(Clin Endocrinol 23:699-704,1985)。
良性乳房疾患および乳房痛の標準的な治療法は次のとおりである。
1)ブロモクリプチン
ドーパミンアゴニストとしてのブロモクリプチンは、下垂体プロラクチン合成だけをブロックし、乳腺上皮細胞におけるプロラクチンの局所的合成はブロックしない。それゆえに、これは、上昇した全身性プロラクチンレベルに依拠する形態の乳房痛および良性乳房疾患にしか有効でない。ブロモクリプチンの主な副作用は、悪心、嘔吐、浮腫、低血圧、めまい、脱毛、頭痛、および幻覚である。
2)ダナゾール
ダナゾールは、その抗性腺刺激活性(antigonadotrophic activity)によって良性乳房疾患に観察されるエストロゲン優位に対抗するアンドロゲン性プロゲスチンである。主な副作用は、月経不順、うつ病、ざ瘡、多毛症、声の低音化(voice deepening)、および顔面紅潮、ならびに体重増加である。
3)タモキシフェン
タモキシフェンは、乳房では抗エストロゲン活性を、また子宮ではエストロゲン活性を有する、選択的エストロゲン受容体モジュレーターである。主な副作用は、骨量減少および顔面紅潮などの閉経後症状、卵巣嚢胞、および子宮内膜癌である。
4)プロゲスチン
プロゲスチンは、下垂体性腺軸の抑制、排卵阻害およびエストロゲン枯渇によって良性乳房疾患を阻害する。エストロゲン枯渇は骨量減少および顔面紅潮などの閉経症状につながる。
5)低用量併用経口避妊薬
この処置は、35歳より高齢の女性、喫煙者ならびに糖尿病患者および過体重患者には適応がない。
一般に、プロラクチンレベルは、良性乳房疾患を有する女性の3分の1では増加していることが見いだされている。エストロゲンは下垂体プロラクチン分泌を増進するので、血清プロラクチンレベルの増加は、この疾患におけるエストロゲンの優位性の結果であると考えられている。線維嚢胞性乳房疾患の亜型に似た多発性乳腺腺腫(multiple breast adenoma)を患っている女性には活性化PRLR変異がしばしば存在することが報告されている(Paul Kelly, Breast Congress Turin, 2007およびProc Natl Acad Sci 105: 14533-14538;2008)。
良性乳房疾患、乳房痛および月経前の胸の張り(breast tension)は、一つの共通する病態生理学的機序、すなわち増進したプロラクチンシグナリングに依拠する。上昇したプロラクチンシグナリングは、
・全身性高プロラクチン血症(下垂体腺腫によるもの)
・局所的高プロラクチン血症(増殖する乳腺上皮細胞におけるプロラクチン合成によるもの)。局所的高プロラクチン血症は、上昇した血中プロラクチンレベルには移行しない;
・正常プロラクチンレベルの存在下で構成的に活性なPRLRシグナリング(活性化PRLR変異によるもの)
の結果でありうる。
一定の形態の良性乳房疾患が乳がんを生じさせうることを考えると、この疾患を処置する医学的必要性がある。
良性乳房疾患の前臨床モデルにおける中和PRLR抗体Mat3の効力を証明するために、全身性高プロラクチン血症に基づくマウスモデルを使用した。実施例6で述べるように、成体Balb/cマウスに、下垂体同系移植片を腎被膜下に移植した(Methods in Mammary gland Biology and Breast Cancer Research, 101-107, 2000)。良性乳房疾患に対する本発明のマウスモデルにおいて、発癌物質、例えばDMBAは使用されていない。マウスは、増強された良性上皮細胞増殖に対するMat3抗体適用の結果を試験するために、下垂体を移植されたのみであった。以前の試験において、下垂体同種移植動物は発癌物質DMBAでの添加において処理され、乳癌発生に対する種々のモノクローナルPRLR抗体の効果が分析された(Am J Pathol 133:589-595,1988)。これらの抗体は乳癌の処置において有効であり、しかしながら、良性乳房疾患に対する効果は分析されなかった(Am J Pathol 133:589-595,1988)。
本発明のモデルにおいて、全身性高プロラクチン血症は、無処置の未交尾対照マウスと比較して、乳腺における上皮細胞増殖の増進を引き起こし、側枝形成(sidebranching)および小葉腺胞発生を刺激した。実施例6で述べるように、中和PRLR抗体Mat3を、非特異的抗体と比較して、このBalb/cマウスモデルにおいて、
・側枝形成および小葉腺胞発生をブロックする能力
・乳腺上皮細胞増殖を阻害する能力
・プロラクチンターゲット遺伝子elf5の発現を阻害する能力
について試験した。
中和PRLR抗体Mat3は、側枝形成(図3A)およびプロラクチンターゲット遺伝子elf5の発現(図3B)を阻害した。
本発明のもう一つの態様は、閉経前女性および閉経後女性における良性乳房疾患および乳房痛を処置するための、本発明に記載する抗体Mat3および抗原結合性フラグメントの使用である。
抗体Mat3によるPRLR媒介シグナリングの遮断を受ける他の適応:
非ホルモン雌性避妊:
雌性避妊のための現在のアプローチは、次のとおりである:
a)エストロゲンおよびプロゲスチンを含有する併用経口避妊薬。
プロゲストーゲン性コンポーネントは、視床下部−下垂体−性腺軸に対する負のフィードバックによって避妊効果を媒介する。エストロゲン性コンポーネントは、良好な出血制御を保証し、ターゲット細胞におけるプロゲステロン受容体の誘導によってゲスターゲン作用を増強する。
b)プロゲスチンだけを含有する子宮内器具(intrauterine device)。
局所的に放出されるプロゲスチンは、子宮内膜を着床抵抗性状態(implantation-resistant state)にする。また、頸管粘膜が精子細胞にとってほとんど不透過性になる。
c)プロゲスチン単独の丸剤およびインプラント。
プロゲスチンは、視床下部−下垂体−性腺軸に対する負のフィードバックによって排卵を阻害する。加えて、精子細胞に対する頸管粘膜の透過性が低下する。
d)エチニルエストラジオールおよびプロゲスチンを含有する腟内リング(vaginal ring)。
併用経口避妊薬の主な副作用は静脈血栓塞栓症(VTE)のリスクの上昇である。そのうえ、過体重の女性または喫煙女性は、狼蒼などの自己免疫疾患を患っている女性および35歳より高齢の女性と共に、経口併用避妊薬を使用することができない。
プロゲスチンのみを含有する子宮内器具およびインプラントは、機能障害性子宮出血をもたらしうる。
プロゲスチン単独の丸剤は、不規則な出血パターン、点状出血(spotting)、無月経を引き起こしうる。異所性妊娠のリスクが増加する。体重増加および骨密度の低下がさらなる副作用である。
腟内リングは、膣炎、白帯下または駆血(expulsion)をもたらしうる。
PRLR欠損(PRLR-deficient)マウスは数年前に作出されている(Genes Dev 11:167-178, 1997)。興味深いことに、PRLR欠損雌は完全に不妊であるが、雄マウスはそうではない。PRLR−/−雌は受精直後に卵発生の停止を呈した。すなわち、これらの雌は排卵が正常であるが、着床前発生の停止を示した。極めてわずかな卵母細胞だけが胚盤胞段階に到達し、変異雌では着床(implant)することができなかったが、移植後の野生型里親(foster mother)では正常な胚へと発生した。PRLR欠損マウスの不妊表現型は、プロゲステロン補給(supplementation)によって妊娠中期まで救出することができた。PRLR媒介シグナリングが、妊娠を可能にし維持するのに必要なプロゲステロンを産生する黄体の維持および機能に重要な役割を果たすことは、明白である。加えて、PRLR欠損雌は、腹部脂肪量およびレプチンレベルの低下を伴う体重の減少を呈したが、雄はそうではなかった。
現在までのところ、不活化ヒトPRLR変異は知られていないので、ヒト不妊におけるPRLR媒介シグナリングの正確な役割は、まだ不明である。しかし、ヒトでも、妊娠の成功を可能にするには、最低限のプロラクチンレベルが必要であることを示す証拠は、増えつつある。高プロラクチン血性黄体機能不全ゆえに原発性不妊症を患っている患者が、ブロモクリプチンで処置された。いくつかの症例では、プロラクチンレベルが過剰に抑制されて、再び、短縮された黄体期が再出現した(Bohnet HG et al.「Lisuride and other dopamine agonists」D.B. Calne et al, Raven Press, New York, 1983)。これらのデータから、高および低プロラクチン血性状態は、雌性不妊と負に干渉すると結論された。これは、PRLとその受容体との相互作用によって説明することができる。低プロラクチンレベルの場合、十分な受容体活性がないのに対して、高プロラクチン血症の場合は、全ての受容体が1つのプロラクチン分子によってブロックされていて、もはや二量体化することができないので、やはり受容体活性は十分でない。言い換えると、プロラクチンに関する用量応答は、ベル形であり、最適な受容体活性化は、一定の濃度範囲でのみ達成される。患者における子宮内膜プロラクチン発現の欠如が早期着床不全をもたらすことを示す証拠は、もう一つの研究から得られている(Human Reprod. 19:1911-1916, 2004)。さらに、PRLR欠損マウスにおいて立証されているように、エクスビボで、プロラクチンは培養ヒト顆粒膜細胞のアポトーシスを防止することができ、それゆえに早期黄体機能を維持できることも示されている(Human Reprod. 18:2672-2677,2003)。
上述の標準的アプローチと比較して、中和PRLR抗体による雌性避妊にはいくつかの利点がある:
・この抗体は、喫煙女性、過体重の女性、および高齢女性に使用することができ、紅斑性狼瘡(lupus erythematodes)を患っている女性にも使用することができる(PRLR抗体は狼蒼の処置および腹部脂肪の減少にさえ有益であるかもしれない。すなわちPRLR欠損マウスは腹部脂肪が少なかった);
・このPRLR抗体はVTE(静脈血栓塞栓(venous thrombembolic)リスク)を上昇させない;
・併用経口避妊に使用されるエストロゲンおよびプロゲスチンとは対照的に、PRLR媒介シグナリングの中和は乳房上皮増殖の阻害につながり、妊性制御(fertility control)のためのホルモンアプローチとは対照的に、使用者を乳がんから防御することさえ考えられる。
本発明のもう一つの目的は、標準的な処置と比較して副作用が少ない、雌性避妊のための抗体Mat3の使用である。
泌乳阻害
プロラクチンは出産後の泌乳に関与する主要ホルモンである。これはPRLR欠損マウスの表現型によって立証される。ヘテロ接合マウスでさえ重度の泌乳障害を有し、その仔(offspring)に授乳することは全くできない(Frontiers in Neuroendocrinology 22:140-145, 2001)。
女性は、多くの理由で、すなわち、乳児にとって潜在的に危険な薬物の、母体による摂取、重症感染症(乳腺炎、腎炎)、大量の分娩後出血、および糖尿病、癌、衰弱などといった重度の母体疾患、または新生児の疾患により、母乳栄養を停止する必要がある。現在、出産後の泌乳を阻害するには、ブロモクリプチンやリスリドなどのドーパミン受容体アゴニストが使用される。しかしこれらの化合物は、悪心、嘔吐、浮腫、低血圧、めまい、脱毛、頭痛、および幻覚などの重篤な副作用を惹起しうる。加えて、ドーパミン受容体アゴニストは、心疾患および高血圧を患っている女性には適応がない。ブロモクリプチンのさらなる欠点は、半減期が短く、14日間にわたって毎日4〜6回の服薬が必要になることである。
したがって、本発明者らは、中和PRLR抗体が泌乳阻害に対して適当であることを予期する。以前の文献において、部分的に精製されたPRLRに対して産生された抗血清は、泌乳ラットに関与した。一腹総体重における小さい減少があるため、抗血清が泌乳阻害をもたらしたと考えられた(Endocrinology 102:1657-1661,1978)。しかしながら、著者らは、さらに他のメカニズムが一腹総体重におけるわずかな減少を引き起こし得たことを排除することができなかった。加えて、著者らは、抗血清が、処置されたラットにおける黄体の増加を引き起こすことを観察した(Endocrinology 102:1657-1661,1978)。該観察は、排卵が損なわれておらず、黄体の増加が観察されなかったPRLR欠損マウス(Genes Dev 11:167-178, 1997)の表現型と明らかに対照的である。おそらく、使用された抗血清は、いくつかのさらなる未知の分子を阻害した。
本発明のもう一つの目的は、泌乳を阻害するための抗体Mat3の使用である。
良性前立腺過形成
良性前立腺過形成(BPH)は、高齢男性において4番目によく見られる要医療状態(healthcare condition)である。前立腺の拡大は、≧50歳の男性の50%以上を冒す年齢依存的な進行性の状態である。BPHは、前立腺間質細胞および上皮細胞の過形成を特徴とし、それが、前立腺の尿道周囲領域における大きな離散的結節の形成をもたらして、尿道を圧迫する。したがって尿流障害はBPHの主要な結果の一つである。
BPHの標準的治療法には、次に挙げるものが含まれる:
a)α1−アドレナリン作動性受容体アンタゴニスト(例えばタムスロシン、アルフゾシン、テラゾシン、ドキサゾシン)は下部尿路におけるBPH症状を緩和する。これらは、アルファ受容体が媒介する前立腺平滑筋の刺激をブロックすることによって、膀胱下尿道閉塞を減少させる。主な副作用は、血管拡張性有害事象、めまいおよび射精不全(ejaculation failure)である。
b)5α−レダクターゼ阻害剤(例えばフィナステリド)
5α−レダクターゼ阻害剤は、前立腺におけるテストステロンの活性型であるジヒドロテストステロン(これは前立腺拡大の原因になる)の形成を防止する。主な副作用は勃起障害および性欲減退などの性機能障害である。
c)経尿道的前立腺切除術(TURP)
この外科的処置は高い手術合併症率(moribidity)を伴う。副作用は出血、失禁、狭窄形成、射精の消失、および膀胱穿孔である。
d)前立腺ステント留置術
適正な尿流量を保証するために、尿道の前立腺部分にステントが挿入される。主な副作用は、痂皮形成(encrustation)、尿路感染、およびステントの移動である。そのうえ、ステントは、何らかの経尿道的操作を行う前には除去する必要がある。
乳腺に関して述べたように、PRLおよびPRLRは前立腺内でオートクリン/パラクリン的に作用する(J. Clin. Invest. 99:618 pp,1997)。
臨床研究により、高プロラクチン血症(および先端肥大症(agromegaly))は、前立腺の拡大および炎症細胞の間質蓄積と関連することが示されている。ヒト成長ホルモンは亜鉛の存在下でヒトPRLRに結合できるが、これが、先端肥大症が良性前立腺過形成につながりうる理由の説明になるかもしれない。BPHを有する患者ではPRLの血清中レベルがしばしば上昇している。
PRL遺伝子を遍在的に過剰発現するトランスジェニック動物は、重度の間質性前立腺過形成を発生させ、PRLが前立腺過形成の発生に関して重要な病態生理学的因子であることを示す(Endocrinology 138:4410 pp,1997)。さらにまた、前立腺特異的プロバシンプロモーター下でのトランスジェニックマウスにおけるPRLの局所的過剰発現は、ヒトBPHの基本的特徴である間質拡張、炎症細胞の蓄積および局所性上皮異形成(focal epithelial dysplasia)をもたらす(Endocrinology 144:2269 pp,2003)。
本発明のもう一つの態様は、良性前立腺過形成を処置するための、本発明に記載する抗体および抗原結合性フラグメントの使用である。
併用ホルモン療法
まだ子宮を有する閉経後女性における顔面紅潮を処置するために、エストロゲン(エストラジオールまたは結合型ウマエストロゲン=CEE)とプロゲスチン(例えば酢酸メドロキシプロゲステロン(MPA)、プロゲステロン、ドロスピレノン、レボノルゲストレル)との組合せが使用された。プロゲスチンは、エストラジオールで活性化された子宮上皮細胞増殖を阻害するために添加する必要がある。しかし、プロゲスチンの添加は乳腺上皮細胞増殖を増加させる。正常乳腺上皮細胞とがん性乳腺上皮細胞はどちらも、併用エストロゲン+プロゲスチン処置に対して、増殖をもって応答するので、CEE+MPA処置後には、乳がんの相対的リスクが増加していることがわかった(JAMA 233:321-333;2002)。
本発明の抗体は、併用ホルモン療法下において観察される増進した乳腺上皮細胞増殖を処置するための課題を解決する。
本発明のもう一つの目的は、乳腺上皮細胞増殖を阻害するための、併用ホルモン療法(すなわちエストロゲン+プロゲスチン療法)におけるPRLR抗体Mat3または抗原結合性フラグメントの使用である。
脱毛
脱毛の処置は今なお未充足ニーズである。頭髪は周期的に成長する。すなわち、成長期(anagen phase)は活発な毛髪の成長を特徴とし、退行期(catagen phase)は退縮を示し、その後に休止期(telogen phase)(休眠期(resting))が続く。脱落期(exogen phase)(死んだ毛髪の遊離)は、休止期の最後と一致する。脱毛は、いずれかの時期における毛髪成長障害の結果でありうる。
休止期脱毛には多くのトリガー(生理学的ストレスおよび情動ストレス、医学的状態、鉄不足および亜鉛不足)が考えられ、重要なことに、アンドロゲン性脱毛症は、その初期段階において、休止期毛髪脱落を示す(Cleveland clinic journal of medicine 2009;76:361-367)。成長期脱毛は放射線療法または化学療法の結果であることが多い。
ミノキシジルおよびフィナステリドはアンドロゲン性脱毛の処置に使用されており、一方、グルココルチコイドは円形脱毛症に使用されている。一般に、これらの処置は全て副作用を有し(フィナステリド:男性における性欲減退およびインポテンス、グルココルチコイド:糖尿病、体重増加、骨粗鬆症)、脱毛を処置するという課題は完全には解決されていない。
齧歯類動物において、成体動物における剃毛実験を使って、剃毛区域における毛髪再成長をリードアウトパラダイムとして使用することにより、脱毛に対する化合物の効果が分析された(British Journal of dermatology 2008;159:300-305)。成体動物の剃毛(大半が休止期の毛髪)は、毛髪の成長を特徴とする成長期を誘発する。
プロラクチンおよびPRLRは、毛包において発現されることが見出されている。発現データから、PRLR媒介シグナリングとの干渉が脱毛に対して有用であり得ることが示唆されたが、この仮説を証明する機能的データが示されていなかった(Aktuelle Dermatologie 31:109-116,2005)。
本発明の抗体は、女性および男性における高および正常プロラクチン血性脱毛の新しい処置を提供するための課題を解決する。
それゆえに、本発明のさらなる態様は、高および正常プロラクチン血性脱毛の処置または予防のために抗体Mat3または抗原結合性フラグメントを使用することである。
抗エストロゲン耐性乳癌の処置および予防
PRLRがヒト乳癌において過剰発現されること(J Clin Endocrinol Metab 83:667-674,1998)、およびPRL−PRLR相互作用とのネガティブな干渉が乳癌処置に対するポジティブな影響を有し得る(Int. J. Cancer: 55(5): 712-721, 1993)が示唆されている。典型的には、血漿プロラクチンレベルが乳癌の危険性と相関する証拠がある(Cancer Lett 243:160-169,2006)。タモキシフェン耐性乳癌を有する患者において、進行性疾患の発生は、プロラクチン血漿レベルと相関する(Eur J Surg Oncol 20:118-121,1994)。プロラクチンを過剰発現するトランスジェニックマウスは、乳癌を発生しやすい(J Clin Invest 100:2744-2751,1997)。
本発明のもう一つの局面は、抗エストロゲン耐性乳癌の処置または予防のための、本発明に記載されている抗体Mat3または抗原結合性フラグメントの使用である。
定義
本明細書にいうターゲット抗原ヒト「PRLR」は、配列番号12のアミノ酸位置1〜210と実質的に同じアミノ酸配列を、その細胞外ドメインに有するヒトポリペプチド、ならびにその天然の対立遺伝子(allelic)および/またはスプライス変異体を指す。本明細書にいう「PRLRのECD」は、上述のアミノ酸によって表されるPRLRの細胞外部分を指す。加えて、ターゲットヒトPRLRは、Paul Kellyが記載した活性化変異I146Lなどといった変異型の受容体も包含する(Proc Natl Acad Sci U S A.105(38):14533-14538,2008;および口頭発表(oral communication)、トリノ(Turin)、2007)。
本明細書にいうターゲット抗原サル「PRLR」は、配列番号11のアミノ酸位置1〜210と実質的に同じアミノ酸配列を、その細胞外ドメインに有するアカゲザルならびにカニクイザルポリペプチドならびにその天然の対立遺伝子および/またはスプライス変異体を指す。本明細書にいう「PRLRのECD」は、上述のアミノ酸によって表されるPRLRの細胞外部分を指す。
本明細書にいうターゲット抗原ネズミまたはマウス「PRLR」は、配列番号13のアミノ酸位置1〜210と実質的に同じアミノ酸配列を、その細胞外ドメインに有するマウスポリペプチドならびにその天然の対立遺伝子および/またはスプライス変異体を指す。本明細書にいう「PRLRのECD」は、上述のアミノ酸によって表されるPRLRの細胞外部分を指す。
本明細書において使用する表現「治療有効量」は、望ましい処置レジメンに従って投与した場合に、所望の治療的または予防的効果または応答(前述の疾患症状の一部または全部を軽減すること、または疾患への罹りやすさを低下させることを含む)を引き出すのに適当であるだろう治療用または予防用抗体の量を指すものとする。
結合特異性は絶対的性質ではなく、相対的性質であるから、本明細書にいう「に特異的に結合する」抗体は、前述の抗体が前述の抗原と1つ以上の参照(reference)抗原とを区別するのであれば、抗原(ここではPRLR)「に対して特異的」であり、または抗原「を特異的に認識する」。「特異的結合」とは、その最も一般的な形態において(かつ参照物が明示されていない場合には)、例えば下記の方法の一つに従って決定される、目的の抗原と無関係な抗原とを区別する抗体の能力を指している。そのような方法には、ウェスタンブロット、ELISA試験、RIA試験、ECL試験、IRMA試験およびペプチドスキャン(peptide scan)が含まれるが、これらに限るわけではない。例えば標準的なELISAアッセイを行うことができる。スコア化は標準的な発色法(例えば西洋ワサビペルオキシダーゼを伴う二次抗体およびテトラメチルベンジジンと過酸化水素)で行うことができる。一定のウェルにおける反応を、例えば450nmにおける光学密度によってスコア化する。典型的なバックグラウンド(=陰性反応)は0.1ODであり、また典型的な陽性反応は1ODであることができる。これは陽性/陰性差が10倍を上回りうることを意味する。典型的には、結合特異性の決定は、単一の参照抗原ではなく、例えば粉乳(milk powder)、BSA、トランスフェリンなど約3〜5個の無関係な抗原のセットを使って行われる。
しかし「特異的結合」は、ターゲット抗原と、参照点(reference point)として使用される1つ以上の密接に関連する抗原とを区別する抗体の能力をも指しうる。さらにまた、「特異的結合」は、そのターゲット抗原の異なる部分、例えばPRLRの異なるドメイン、サブドメインまたは領域、例えばPRLRのECDのN末端領域中またはC末端領域中のエピトープ、またはPRLRのECDの1つ以上のキー(key)アミノ酸残基またはアミノ酸残基のストレッチを区別する抗体の能力にも関しうる。
「アフィニティ」または「結合アフィニティ」Kは、多くの場合、平衡会合定数(ka)と平衡解離定数(kd)を測定し、kdをkaで割った商(K=kd/ka)を計算することによって決定される。「免疫特異的」または「特異的に結合」という用語は、抗体が、10−6M(一価アフィニティ)以下のアフィニティKで、PRLRまたはそのECDに結合することを意味する。「高アフィニティ」という用語は、抗体が、10−7M(一価アフィニティ)以下のアフィニティ(K)で、PRLRまたはそのECDに結合することを意味する。抗体は、ターゲット抗原に対し、他の無関係な分子と比較して実質的に大きなアフィニティを有しうる。抗体は、ターゲット抗原に対し、ホモログと比較して実質的に大きなアフィニティ、例えば少なくとも1.5倍、2倍、5倍、10倍、100倍、10−3倍、10−4倍、10−5倍、10−6倍またはそれ以上の、ターゲット抗原に対する相対的アフィニティも有しうる。そのようなアフィニティは、従来の技法を使って、例えば平衡透析によって;BIAcore 2000計器により、製造者が概説する一般的手法を使って;ラジオイムノアッセイにより、放射標識ターゲット抗原を使って;または当業者に知られる他の方法を使って、容易に決定することができる。アフィニティデータは、例えばScatchard et al., Ann N.Y. Acad. ScL, 51:660 (1949)の方法によって解析することができる。
本明細書において使用する「抗体がプロラクチン媒介シグナリングを拮抗する」という表現は、プロラクチン受容体媒介シグナリングの完全な阻害につながる本発明の抗体によるプロラクチン受容体活性化の阻止(遮断)を指すものとする。
本明細書において使用する「抗体が結合に関して競合する」という表現は、プロラクチン受容体への結合に関する、1つの抗体と第2のリガンドとの間の競合を指すものとする。
「抗体」という用語は、最も広い意味で使用され、完全にアセンブルされた(assembled)抗体、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば二重特異性抗体)、抗原に結合することができる抗体フラグメント(例えばFab’、F’(ab)2、Fv、単鎖抗体、ダイアボディ(diabody))、ラクダ抗体を包含し、前記のものを含む組換えペプチドも、それらが所望の生物学的活性を呈する限りにおいて包含する。抗体は、その重鎖上に、好ましくはIgG1、IgG2、またはIgG4アイソタイプに由来する異なる定常ドメイン(Fcドメイン)を保有しうる(下記参照)。エフェクター機能を修飾するために、変異を導入することができる。補体タンパク質C1qおよびFc受容体との相互作用に支配的(dominant)な役割を果たすFcドメイン中のアミノ酸残基が同定され、エフェクター機能に影響を及ぼす変異が記載されている(概観するにはLabrijn et al., Current opinion in Immunology 20:479-485, 2008を参照されたい)。特に、IgG1の非グリコシル化(aglycosylation)は、アミノ酸位置297においてアスパラギンをアラニンに変異させるか、アスパラギンをグルタミンに変異させることによって達成することができ、これは、抗体依存性細胞性細胞傷害(antibody-derived cell-medidated cytotoxicity)(ADCC)を消滅させると報告されている(Sazinsky et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 105 (51): 20169, 2008;Simmons et al., J. of Immunological Methods 263: 133-147, 2002)。位置322のリジンをアラニンで置き換えると、ADCCの低下、および補体依存性細胞傷害(complement-derived cytotoxicity)(CDC)の除去が起こり、一方、位置234および235にある2つのロイシンを同時にアラニンで置き換えると、ADCCおよびCDCの回避(avoidance)が起こる[Hezareh et al., J. of Virology, 75 (24):12161-12168, 2001]。アビディティ(avidity)を保ったインビボ二価(bivalent)治療薬としてIgG4アイソタイプを応用するには、「コアヒンジ領域(core hinge region)」におけるセリン→プロリン交換(serine-to-proline exchange)などの修飾(Schuurman, J. et al. Immunology 97: 693-698, 1999)を導入することができる。ヒトIgG2分子が不均一な共有結合二量体を形成する傾向は、位置127、232および233にあるシステインの一つをセリンに交換することによって回避することができる(Allen et al., Biochemistry, 2009, 48 (17), pp 3755-3766)。低下したエフェクター機能を伴うもう一つのフォーマットとして、4つのIgG4特異的アミノ酸残基変化を保有するIgG2から誘導されるIgG2m4フォーマットを挙げることができる(An et al., mAbs 1(6), 2009)。抗体フラグメントは、組換えDNA技法によって生産するか、無傷抗体の酵素的または化学的切断によって生産することができ、抗体フラグメントについては以下に詳述する。限定するわけではないが、モノクローナル抗体の例には、マウス抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、およびHuman Engineered(商標)免疫グロブリン、免疫グロブリンに由来する配列を有するキメラ融合タンパク質、またはそのムテイン(mutein)もしくは誘導体が含まれ、それぞれについて以下に詳述する。化学的に誘導体化された抗体を含めて、無傷分子および/またはフラグメントの多量体または凝集体(aggregate)も考えられる。
本明細書において使用する用語「モノクローナル抗体」は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を指す。すなわち、その集団を構成する個々の抗体は、微量に存在しうる天然の変異が考えられることを除けば、同一である。モノクローナル抗体は、高度に特異的であり、単一の抗原部位に向けられる。さらにまた、典型的には異なる決定基(エピトープ)に対する異なる抗体を含む従来の(ポリクローナル)抗体調製物とは対照的に、各モノクローナル抗体は抗原上の単一の決定基を指向する。モノクローナル抗体は、その特異性だけでなく、それらが均一な培養物によって合成され、異なる特異性および特徴を有する他の免疫グロブリンによって汚染されていないという点でも有利である。
「モノクローナル」という修飾語は、実質的に均一な抗体集団から得られるという抗体の特徴を示しており、何らかの特定の方法によって抗体が生産されることを要求していると解釈すべきではない。例えば、使用されるモノクローナル抗体は、例えば、Kohler et al., Nature, 256:495 [1975]に最初に記載されたハイブリドーマ法によって作製することもできるし、組換えDNA法(例えば米国特許第4,816,567号)によって作製することもできる。「モノクローナル抗体」は、例えば、組換え、キメラ、ヒト化、ヒト、Human Engineered(商標)、または抗体フラグメントであることができる。
「免疫グロブリン」または「ネイティブ(native)抗体」は四量体型糖タンパク質である。天然の免疫グロブリンでは、各四量体が、2つの同一なポリペプチド鎖対から構成され、各対は1本の「軽」鎖(約25kDa)と1本の「重」鎖(約50〜70kDa)を含む。各鎖のアミノ末端部分は、主として抗原認識を担うアミノ酸数が約100〜110個またはそれ以上である「可変」領域を含む。各鎖のカルボキシ末端部分は、主としてエフェクター機能を担う定常領域を規定する。免疫グロブリンは、その重鎖の定常ドメインのアミノ酸配列に応じて異なるクラスに割り当てることができる。重鎖はミュー(μ)、デルタ(Δ)、ガンマ(γ)、アルファ(α)、およびイプシロン(ε)と分類することができ、抗体のアイソタイプを、それぞれIgM、IgD、IgG、IgA、およびIgEと規定する。これらのうちいくつかは、さらにサブクラスまたはアイソタイプ、例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1およびIgA2に分割することができる。異なるアイソタイプは異なるエフェクター機能を有する。例えばIgG1およびIgG3アイソタイプはADCC活性を有することが多い。ヒト軽鎖はカッパ(Κ)軽鎖およびラムダ(λ)軽鎖として分類される。軽鎖内および重鎖内では、可変領域と定常領域とが、アミノ酸数約12個またはそれ以上の「J」領域によって接合され、重鎖は、アミノ酸数約10個またはそれ以上の「D」領域も含む。総論については、Fundamental Immunology Ch. 7 (Paul, W., ed., 2nd ed. Raven Press, N.Y.(1989))を参照されたい。
抗体/免疫グロブリンの「機能的フラグメント」または「抗原結合性抗体フラグメント」は、本明細書においては、抗原結合領域を保持している抗体/免疫グロブリンのフラグメント(例えばIgGの可変領域)と定義される。抗体の「抗原結合領域」は、典型的には、抗体の1つ以上の超可変領域、すなわちCDR−1、−2、および/または−3領域に見いだされるが、可変「フレームワーク」領域も、CDRに足場(scaffold)を提供することなどにより、抗原結合に重要な役割を果たすことができる。「抗原結合領域」は、好ましくは少なくとも、可変軽(VL)鎖のアミノ酸残基4〜103と、可変重(VH)鎖のアミノ酸残基5〜109とを含み、より好ましくはVLのアミノ酸残基3〜107とVHのアミノ酸残基4〜111とを含み、とりわけ好ましいのは、完全なVL鎖およびVH鎖[VLのアミノ酸位置1〜109とVHのアミノ酸位置1〜113、ここで、アミノ酸位置の番号付与はKabatデータベースに準ずる(Johnson and Wu, Nucleic Acids Res., 2000, 28, 214-218)]である。本発明における使用にとって好ましい免疫グロブリンクラスはIgGである。
用語「超可変」領域は、抗原結合を担う抗体の可変ドメインVHおよびVLまたは機能的フラグメントのアミノ酸残基を指す。超可変領域は、「相補性決定領域」またはCDR[すなわち、図12に記載する軽鎖可変ドメイン中の残基24〜34(LCDR1)、50〜56(LCDR2)および88〜97(LCDR3)ならびに重鎖可変ドメインの残基29〜36(HCDR1)、48〜66(HCDR2)および93〜102(HCDR3)]からのアミノ酸残基および/または超可変ループ[すなわちChothia et al., J. Mol.Biol. 196: 901-917 (1987)に記載の軽鎖可変ドメイン中の残基26〜32(LCDR1内)、50〜52(LCDR2内)および91〜96(LCDR3内)ならびに重鎖可変ドメイン中の残基26〜32(HCDR1内)、53〜55(HCDR2内)および96〜101(HCDR3内)]からの残基を含む。
限定するわけではないが、抗体フラグメントの例には、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、ドメイン抗体(dAb)、相補性決定領域(CDR)フラグメント、単鎖抗体(scFv)、単鎖抗体フラグメント、ダイアボディ、トリアボディ(triabody)、テトラボディ(tetrabody)、ミニボディ(minibody)、線状抗体(linear antibody)(Zapata et al., Protein Eng., 8(10):1057-1062 (1995));キレーティング(chelating)組換え抗体、トリボディ(tribody)またはバイボディ(bibody)、イントラボディ(intrabody)、ナノボディ(nanobody)、スモール・モジュラー・イムノファーマシューティカル(small modular immunopharmaceutical)(SMIP)、抗原結合ドメイン免疫グロブリン融合タンパク質、ラクダ化(camelized)抗体、VHH含有抗体、またはそのムテインもしくは誘導体、および抗体が所望の生物学的活性を保持している限りにおいて、免疫グロブリンの少なくとも一部であって、ポリペプチドに特異的抗原結合性を付与するのに十分である部分(例えばCDR配列)を含有するポリペプチド;ならびに抗体フラグメントから形成される多重特異性抗体(C. A. K Borrebaeck, editor (1995) Antibody Engineering (Breakthroughs in Molecular Biology), Oxford University Press;R. KontermannおよびS. Duebel, editors (2001) Antibody Engineering (Springer Laboratory Manual), Springer Verlag)などがある。「二重特異性」または「二官能性」抗体以外の抗体は、その結合部位のそれぞれが同一であると理解される。F(ab’)またはFabは、CH1ドメインとCドメイン間に生じる分子間ジスルフィド相互作用が最小限になるか完全に除去されるように、操作することができる。抗体のパパイン消化は、それぞれが単一の抗原結合部位を有する「Fab」フラグメントと呼ばれる2つの同一な抗原結合性フラグメントと、残りの「Fc」フラグメント(この名称は容易に結晶化するその能力を反映している)とを生成する。ペプシン処理は、2つの「Fv」フラグメントを有するF(ab’)2フラグメントをもたらす。「Fv」フラグメントは、完全な抗原認識および結合部位を含有する最小の抗体フラグメントである。この領域は、固く非共有結合的に会合した1つの重鎖可変ドメインと1つの軽鎖可変ドメインの二量体とからなる。各可変ドメインの3つのCDRが相互作用して、VH−VL二量体の表面上の抗原結合性部位を規定しているのは、このコンフィギュレーション(configuration)でのことである。全体として、6個のCDRが抗体に抗原結合特異性を付与している。しかし、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的な3つのCDRだけを含むFvの半分)でさえ、抗原を認識し結合する能力を有する。
「単鎖Fv」または「sFv」または「scFv」抗体フラグメントは、抗体のVHおよびVLドメインを含み、ここでは、これらのドメインが単一のポリペプチド鎖中に存在する。
好ましくは、Fvポリペプチドは、Fvが抗原結合にとって望ましい構造を形成することを可能にするVHドメインとVLドメインの間のポリペプチドリンカーを、さらに含む。sFvを概観するには、Pluckthun, The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, vol. 113, RosenburgおよびMoore eds., Springer-Verlag, New York, pp. 269-315 (1994)を参照されたい。
Fabフラグメントは、軽鎖の定常ドメインと重鎖の第1定常ドメイン(CH1)も含有する。FabフラグメントとFab’フラグメントとの相違点は、重鎖CH1ドメインのカルボキシル末端に、抗体ヒンジ領域からの1つ以上のシステインを含む数残基が付加されている点である。Fab’−SHは、本明細書においては、定常ドメインのシステイン残基が遊離のチオール基を保持しているFab’の名称である。F(ab’)2抗体フラグメントは、元々は、Fab’フラグメントのペアであって、それらの間にヒンジシステインを有するものとして生産された。
「フレームワーク」残基、すなわちFR残基は、超可変領域残基以外の可変ドメイン残基である。
「定常領域」という表現は、抗体分子のうち、エフェクター機能を付与する部分を指す。
用語「ムテイン」または「変異体」は互換的(interchangeably)に使用することができ、可変領域または可変領域と等価な部分に少なくとも1つのアミノ酸置換、欠失、または挿入を含有する抗体のポリペプチド配列を指す。ただし、ムテインまたは変異体は、所望の結合アフィニティまたは生物学的活性を保っているものとする。
ムテインは、親抗体と実質的に相同または実質的に同一でありうる。
「誘導体」という用語は、ユビキチン化、治療剤または診断剤へのコンジュゲーション(conjugation)、標識(labeling)(例えば放射性核種または種々の酵素によるもの)、共有結合によるポリマーの取り付け(attachment)、例えばPEG化(ポリエチレングリコールによる誘導体化)、および非天然アミノ酸の化学合成による挿入または置換などといった技法によって共有結合的に修飾された抗体を指す。
「ヒト」抗体または機能的ヒト抗体フラグメントは、本明細書においては、キメラ抗体または「ヒト化」ではなく、非ヒト種に(全部または一部が)由来する抗体でもないものと定義される。ヒト抗体または機能的抗体フラグメントはヒトから得られるか、合成ヒト抗体であることができる。「合成ヒト抗体」とは、本明細書においては、既知のヒト抗体配列の解析に基づく合成配列からインシリコ(in silico)で全部または一部が導き出された配列を有する抗体と定義される。ヒト抗体配列またはそのフラグメントのインシリコ設計は、例えばヒト抗体配列または抗体フラグメント配列のデータベースを解析し、そこから得られたデータを利用してポリペプチド配列を考案することによって達成することができる。ヒト抗体または機能的抗体フラグメントのもう一つの例は、ヒト起源の抗体配列のライブラリーから単離された核酸によってコードされるものである(すなわち前述のライブラリーはヒト天然供給源から採取された抗体に基づく)。ヒト抗体の例には、CarlssonおよびSoederlind, Exp. Rev. Mol. Diagn. 1 (1), 102-108 (2001)、Soederlin et al., Nat. Biotech. 18, 852-856 (2000)および米国特許第6,989,250号に記載のn−CoDeRベースの抗体が含まれる。
「ヒト化抗体」または機能的ヒト化抗体フラグメントは、本明細書においては、(i)非ヒト供給源(例えば異種免疫系を保持するトランスジェニックマウス)に由来し、ヒト生殖細胞株配列に基づく抗体;または(ii)CDR移植されたものであって、可変ドメインのCDRが非ヒト起源のものであり、一方、可変ドメインの1つ以上のフレームワークはヒト起源のものであり、定常ドメイン(存在する場合)はヒト起源のものであるものと定義される。
本明細書において使用する「キメラ抗体」という表現は、2つの異なる抗体(典型的には異なる種を起源とするもの)に由来する配列を含有する抗体を指す(例えば米国特許第4,816,567号参照)。最も典型的には、キメラ抗体はヒト抗体フラグメントとマウス抗体フラグメントを含み、一般的にはヒト定常領域とマウス可変領域とを含む。
「Human Engineered(商標)」抗体は、例えば配列番号14および15によって表される抗体および特許出願WO08/022295に記載されている抗体など、米国特許第5,766,886号に記載されている方法で親配列を改変することによって作製された抗体である。
本発明の抗体は、組換え抗体遺伝子ライブラリーに由来することができる。組換えヒト抗体遺伝子のレパートリーを作製し、コードされた抗体フラグメントを線維状バクテリオファージの表面上にディスプレイするための技術の開発により、ヒト抗体を直接作製し、選択するための組換え手段が得られており、これを、ヒト化、キメラ、マウスまたはムテイン抗体に応用することもできる。ファージ技術によって生産される抗体は、細菌内で抗原結合性フラグメント−通常はFvまたはFabフラグメント−として生産されるので、エフェクター機能を欠いている。エフェクター機能は、次に挙げる2つの戦略のうちの一つによって導入することができる。すなわち、フラグメントは、哺乳動物細胞において発現させるための完全な抗体、またはエフェクター機能をトリガー(trigger)することができる第2の結合部位を有する二重特異性抗体フラグメントへと、工学的に操作することができる。典型的には、抗体のFdフラグメント(VH−CH1)および軽鎖(VL−CL)を、PCRによって別々にクローニングし、コンビナトリアルファージディスプレイライブラリーにおいてランダムに組み換え、次にそれを、特定の抗原に対する結合に関して選択することができる。Fabフラグメントはファージ表面上に発現され、すなわち、それらをコードする遺伝子に物理的に連結されている。したがって、抗原結合性によるFabの選択は、そのFabをコードする配列を同時に選択することになり、次にそれを増幅することができる。抗原結合と再増幅とを数ラウンド行うこと(パンニングと呼ばれる手法)により、抗原に特異的なFabが濃縮され、最終的には単離される。
ファージディスプレイライブラリーからヒト抗体を得るために、さまざまな手法が記載されている。そのようなライブラリーは、Carlsson and Soederlind Exp. Rev. Mol. Diagn. 1 (1), 102-108 (2001)、Soederlin et al. Nat. Biotech. 18, 852-856 (2000)および米国特許第6,989,250号に記載されているように、インビボで形成された(すなわちヒト由来の)多様なCDRを組み込むことが可能な単一のマスターフレームワーク上に構築することができる。あるいは、そのような抗体ライブラリーは、合成的に創製された核酸によってコードされる、インシリコで設計されたアミノ酸配列に基づいてもよい。抗体配列のインシリコ設計は、例えば、ヒト配列のデータベースを解析し、そこから得られたデータを利用してポリペプチド配列を考案することなどによって達成することができる。インシリコ創製配列を設計し取得するための方法は、例えばKnappik et al., J. Mol. Biol. (2000) 296:57;Krebs et al., J. Immunol. Methods. (2001) 254:67;および米国特許第6,300,064号に記載されている。ファージディスプレイ技法を概観するにはWO08/022295(Novartis)を参照されたい。
あるいは、本発明の抗体は動物由来であってもよい。そのような抗体はWO08/022295(Novartis)に要約されているヒト化またはHuman Engineered抗体であることができ、そのような抗体はトランスジェニック動物に由来してもよい[同様にWO08/022295(Novartis)参照]。
本明細書にいう、異なる「形態」の抗原、例えばPRLRとは、本明細書においては、異なる翻訳時修飾および翻訳後修飾、例えば限定するわけではないが、一次プロラクチン受容体転写産物のスプライシングの相違、グリコシル化の相違、および翻訳後タンパク質分解的切断(proteolytic cleavage)の相違に起因する異なるタンパク質分子と定義される。
本明細書において使用する用語「エピトープ」は、免疫グロブリンまたはT細胞受容体に特異的に結合する能力を有する任意のタンパク質決定基を包含する。エピトープ決定基は通常、アミノ酸または糖側鎖などの分子の化学的に活性な表面配置(surface grouping)からなり、通常は特異的な三次元構造特徴と、特異的な電荷特徴とを有している。2つの抗体は、当業者に周知の方法のいずれかによって、一方の抗体が競合結合アッセイにおいてもう一つの抗体と競合することが示されるのであれば、そして、エピトープのアミノ酸の全てがそれら2つの抗体によって結合されるのであれば、「同じエピトープに結合する」といわれる。
用語「成熟抗体」または「成熟抗原結合性フラグメント」、例えば成熟Fab変異体には、PRLRの細胞外ドメインなど、所与の抗原に対して、より強い結合−すなわち、増加したアフィニティでの結合−を呈する抗体または抗体フラグメントの誘導体が含まれる。成熟は、抗体または抗体フラグメントの6個のCDR内にあってアフィニティの増加につながる少数の変異を同定するプロセスである。成熟プロセスは、抗体中に変異を導入するための分子生物学的方法と、スクリーニングによって改良されたバインダーを同定するための分子生物学的方法との組み合わせである。
治療法
治療法は、本発明によって考えられる抗体の治療有効量を、処置を必要とする対象に投与することを伴う。「治療有効」量とは、本明細書においては、単回投与として、または複数回投与レジメンに従って、単独で、または他の薬剤との組み合わせで、対象の処置区域におけるPRLR陽性細胞の増殖をブロックするのに十分な量であって、有害な状態の軽減につながるが、毒物学的には認容できるような、抗体の量と定義される。対象は、ヒトまたは非ヒト動物(例えばウサギ、ラット、マウス、サル、または他の下等霊長類)であることができる。
本発明の抗体は、既知の医薬(medicament)と同時投与することができ、場合によっては、抗体そのものを修飾してもよい。例えば抗体は、潜在的に効力をさらに高めるために、免疫毒素または放射性同位体にコンジュゲートすることができるだろう。
本発明の抗体は、PRLRが望ましくないほど多量に発現しているさまざまな状況において、治療ツールまたは診断ツールとして使用することができる。本発明の抗体による処置にとりわけ適した障害および状態は、子宮内膜症、腺筋症、非ホルモン女性避妊(female fertility contraception)、良性乳房疾患および乳房痛、泌乳阻害、良性前立腺過形成、類線維腫、高および正常プロラクチン血性脱毛、ならびに乳腺上皮細胞増殖を阻害するための併用ホルモン療法における共処置である。
上述の障害のいずれかを処置するために、本発明に従って使用するための医薬組成物は、1つ以上の生理学的に許容できる担体または賦形剤を使って、従来の方法で製剤化することができる。本発明の抗体は、処置される障害のタイプに応じてさまざまであることができる任意の適切な手段によって投与することができる。考えうる投与経路には、非経口(例えば筋肉内、静脈内、動脈内、腹腔内、または皮下)、肺内および鼻腔内、ならびに局所免疫抑制処置にとって望ましい場合には、病変内投与が含まれる。また、本発明の抗体は、例えば抗体の用量を減らしていく、パルス注入(pulse infusion)によって投与することもできる。好ましくは、投薬は、投与が短期間であるか、長期間であるかに部分的に依存して、注射によって、最も好ましくは静脈内注射または皮下注射によって行われる。投与すべき量は、臨床症状、個体の体重、他の薬物を投与するかどうかなど、さまざまな因子に依存するだろう。投与の経路が処置すべき障害または状態に依存して変動することは、当業者にはわかるだろう。
本発明の新規ポリペプチドの治療有効量の決定は、主として、特定の患者特徴、投与経路、および処置される障害の性質に依存するだろう。一般的指針は、例えば医薬品規制ハーモナイゼーション国際会議(International Conference on Harmonisation)の刊行物およびRemingtons's Pharmaceutical Sciences, chapter 27 and 28, pp. 484-528 (18th ed., Alfonso R. Gennaro, Ed., Easton, Pa.:Mack Pub. Co., 1990)に見いだすことができる。より具体的には、治療有効量の決定は、医薬の毒性および効力などの因子に依存するであろう。毒性は、上述の参考文献に見いだされる当技術分野において周知の方法を使って決定することができる。効力は、同じ指針を、下記実施例で述べる方法と合わせて利用することによって、決定することができる。
医薬組成物および投与
本発明は、PRLR抗体を含みうる医薬組成物であって、単独で、または安定化化合物などの少なくとも1つの他の薬剤と組み合わせて、食塩水、緩衝食塩水、デキストロース、および水などといった(ただしこれらに限るわけではない)滅菌生体適合性医薬担体に入れて投与することができる、医薬組成物にも関係する。これらの分子はいずれも、患者に単独で、または他の薬剤、薬物もしくはホルモンと組み合わせて、医薬組成物として投与することができ、医薬組成物では、賦形剤または医薬上許容される担体と混合される。本発明のある実施形態では、医薬上許容される担体は医薬的に不活性である。
本発明は医薬組成物の投与にも関係する。そのような投与は、非経口的に行われる。非経口送達の方法には、局所(topical)、動脈内(腫瘍に直接)、筋肉内、皮下、髄内(intramedullary)、髄腔内(intrathecal)、脳室内(intraventricular)、静脈内、腹腔内、子宮内または鼻腔内投与が含まれる。これらの医薬組成物は、活性成分の他にも、活性化合物を医薬的に使用することができる調製物に加工することを容易にする賦形剤および助剤を含む適切な医薬上許容される担体を含有しうる。製剤および投与のための技術に関するさらなる詳細は、Remington's Pharmaceutical Sciences (Ed. Maack Publishing Co, Easton, Pa.)の最新版に見いだすことができる。
非経口投与用の医薬製剤には活性化合物の水溶液が含まれる。注射のために、本発明の医薬組成物を、水溶液中に、好ましくは生理学的に適合するバッファー、例えばハンクス液(Hank's solution)、リンゲル液、または生理学的緩衝食塩水中に製剤化することができる。水性注射懸濁液は、懸濁液の粘度を増加させる物質、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、またはデキストランを含有しうる。また、活性化合物の懸濁液は、適当な油性注射用懸濁液として製造することもできる。適切な親油性溶剤または媒体には、ゴマ油などの脂肪油、または合成脂肪酸エステル、例えばオレイン酸エチルもしくはトリグリセリド、またはリポソームが含まれる。所望により、懸濁液は、高濃度溶液の調製が可能になるように、適切な安定化剤、または化合物の溶解度を増加させる薬剤も含有してよい。
局所または鼻投与のためには、浸透すべき特定の障壁に適した浸透剤(penetrant)を、製剤中に使用する。そのような浸透剤は当技術分野では一般的に知られている。
非経口投与は、動脈内、筋肉内、皮下、髄内、髄腔内、および脳室内、静脈内、腹腔内、子宮内、膣、または鼻腔内投与も含む非経口送達の方法も含む。
キット
本発明はさらに、上述した本発明組成物の成分の1つ以上が充填された1つ以上の容器を含む医薬パック(pharmaceutical pack)およびキットに関する。そのような容器には、医薬または生物学的製剤の製造、使用または販売を規制する政府当局によって指示された形式で、当局によるヒト投与用製品の製造、使用または販売の認可を反映した告知書(notice)を、添付することができる。
もう一つの実施形態において、キットは、本発明の抗体をコードするDNA配列を含有してもよい。これらの抗体をコードするDNA配列は、好ましくは、宿主細胞へのトランスフェクションと宿主細胞による発現に適したプラスミドに入れて提供される。プラスミドは、宿主細胞におけるDNAの発現を調節するために、プロモーター(多くの場合、誘導性プロモーター)を含有しうる。プラスミドは、プラスミド中に他のDNA配列を挿入してさまざまな抗体を生産することが容易になるように、適当な制限部位も含有しうる。プラスミドは、コードされているタンパク質のクローニングおよび発現を容易にするために、数多くの他の要素も含有しうる。そのような要素は、当業者にはよく知られており、例えば選択可能マーカー、開始コドン、停止コドンなどが含まれる。
製造および貯蔵
本発明の医薬組成物は、当技術分野においてよく知られている方法で、例えば従来の混合、溶解、造粒、糖衣形成(dragee-making)、研和(levigating)、乳化、カプセル化、捕捉(entrapping)または凍結乾燥プロセスなどによって、製造することができる。
医薬組成物は、使用前にバッファーと混合される、pH範囲が4.5〜5.5の1mM〜50mMヒスチジン、0.1%〜2%スクロース、2%〜7%マンニトール中の凍結乾燥粉末として提供することができる。
許容される担体中に製剤化された本発明の化合物を含む医薬組成物を製造したら、それらを適当な容器に入れ、適応症(indicated condition)の処置に関して医薬品の表示をすることができる。PRLR抗体の投与に関して、そのような医薬品の表示(labeling)には、投与の量、頻度および方法が含まれるだろう。
治療有効量
本発明における使用に適した医薬組成物には、その活性成分が、意図する目的、すなわちPRLR発現を特徴とする特定の疾患状態の処置を達成するのに有効な量で含まれている組成物が含まれる。有効量の決定は、当業者の能力の範囲で十分に可能である。
任意の化合物について、まず最初は細胞培養アッセイにおいて、例えばリンパ腫細胞において、または動物モデル、通常はマウス、ラット、ウサギ、イヌ、ブタまたはサルにおいて、治療有効量を推定することができる。動物モデルは、望ましい濃度範囲および投与経路を実現するためにも使用される。次に、そのような情報を、ヒトにおける投与にとって有用な用量および経路を決定するために使用することができる。
治療有効量は、症状または状態を改善する、タンパク質またはその抗体、アンタゴニスト、または阻害剤の量を指す。そのような化合物の治療効力および毒性は、細胞培養または実験動物において、例えばED50(集団の50%において治療的に有効な用量)およびLD50(集団の50%にとって致死的な用量)などといった、標準的な医薬的手法によって決定することができる。治療効果と毒性効果の間の用量比が治療係数(therapeutic index)であり、これは比ED50/LD50として表すことができる。大きな治療係数を呈する医薬組成物は好ましい。細胞培養アッセイおよび動物試験から得られたデータは、ヒトでの使用のための投薬量範囲を処方する際に使用される。そのような化合物の投薬量は、好ましくは、ほとんどまたは全く毒性を伴わないED50を含む循環濃度の範囲内にある。投薬量は、使用する剤形、患者の感度、および投与経路に応じてこの範囲内で変動する。
厳密な投薬量は、処置すべき患者を考慮して個々の医師が選択する。投薬量および投与は、十分なレベルの活性部分が提供されるように、または所望の効果が維持されるように、調節される。考慮されるであろうさらなる因子には、疾患状態の重症度、例えば子宮内膜症病変のサイズおよび場所;患者の年齢、体重および性別;食餌(diet)、投与の時間および頻度、併用薬、反応感度、および治療に対する認容性/応答が含まれる。長時間作用性医薬組成物を、その特定製剤の半減期およびクリアランス率に応じて、3〜4日ごと、1週間ごと、または2週間に1回、または1ヶ月以内に1回投与してもよい。
通常の投薬量は、投与経路に応じて、0.1〜100,000マイクログラム、合計用量約2gまでの範囲で変動しうる。特定の投薬量および送達方法に関する指針は文献に記載されている。US4,657,760;US5,206,344;またはUS5,225,212を参照されたい。当業者は、ポリヌクレオチド用には、タンパク質用またはそれらの阻害剤用とは異なる製剤を使用するであろう。同様に、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの送達は、特定の細胞、状態、場所などに特異的であるだろう。放射標識抗体の場合、好ましい比放射能は0.1〜10mCi/mgタンパク質の範囲にありうる(Riva et al., Clin. Cancer Res. 5:3275s-3280s, 1999;Wong et al., Clin. Cancer Res. 6:3855-3863, 2000;Wagner et al., J. Nuclear Med. 43:267-272, 2002)。
以下に実施例を挙げて、本発明を、さらに詳しく説明する。これらの実施例は、具体的な実施形態を参照して本発明を例証するために提供されるにすぎない。これらの実証は、本発明の一定の具体的態様を例示しているが、限定を表すものではなく、ここに開示する発明の範囲を制限するものでもない。
全ての実施例は、別段の説明が詳細になされている部分を除き、当業者にとっては周知でありルーチンである標準的技法使って行われた。下記実施例のルーチンな分子生物学技法は、Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed.;Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989などの標準的実験マニュアルに記載されているとおりに行うことができる。
健常女性および子宮内膜症を患っている女性からのヒト子宮内膜および病変(異所性組織)におけるプロラクチン−mRNA(PRL−mRNA)の発現(リアルタイムTaqMan PCR分析によって分析)。
健常女性および子宮内膜症を患っている女性からのヒト子宮内膜および病変(異所性組織)におけるプロラクチン受容体−mRNA(PRLR−mRNA)の発現(リアルタイムTaqMan PCR分析によって分析)。
中和プロラクチン受容体抗体Mat3は、良性乳房疾患の高プロラクチン血症代用モデルにおいて使用されているマウスの乳腺における側枝形成を阻害した。非特異的抗体は効果を有さなかった。健常正常プロラクチン血性マウス(下垂体なし)は側枝形成の減少を示したが、下垂体移植(高プロラクチン血症)は側枝形成および小葉腺胞発生の増強を示した。特異的抗体Mat3は、高プロラクチン血症の作用を拮抗した。
中和プロラクチン受容体抗体Mat3は、良性乳房疾患の高プロラクチン血症代用モデルにおけるマウスの乳腺におけるプロラクチンターゲット遺伝子elf5の誘導を阻害した。非特異的抗体は効果を有さなかった。健常正常プロラクチン血性マウス(下垂体なし)は乳腺においてelf5発現の減少を示したが、下垂体移植(高プロラクチン血症)はelf5遺伝子発現の強い刺激を示した。非特異的対照抗体ではなく、特異的抗体Mat3は、高プロラクチン血症の作用を拮抗した。
JohnsonおよびWu(Nucleic Acids Res. 2000, 28, 214-218)によるフレームワークアミノ酸位置のKabat番号付与。
抗PRLR抗体HE06642でのFACS分析結果。抗体の結合を、抗体の結合を、ヒトおよびマウスPRLRを発現するHEK293細胞において、PRLRを発現しない親細胞株と比較して、固定濃度で決定した。Y軸:#、IgG1分子として0.37μg/mlのHE06642での中央蛍光強度。*、1=ヒトPRLRを有するHEK293;2=マウスPRLRを有するHEK293;3=PRLRなしのHEK293。
抗PRLR抗体Mat3でのFACS分析結果。抗体の結合を、ヒトPRLRを発現するHEK293細胞およびアカゲザルPRLRを発現するBa/F細胞において、PRLRを発現しない細胞株(HEK293)と比較して、一連の異なる濃度で決定した。最も高い抗体濃度での最大シグナル強度は、細胞表面上に発現されるPRLRの数に依存する、すなわちHEK293およびBa/F細胞は、それらの表面上に同じ数のPRLRを有さない。Y軸:#、中央蛍光強度;X軸:°、IgG2分子として抗体Mat3のμg/mlにおける異なる濃度;*、1(丸)=ヒトPRLRを有するHEK293;2(三角)=アカゲザルPRLRを有するBa/F;3(四角)=PRLRなしのHEK293。
Mat3−VLドメインの配列領域と、VBASE2において同定された最も類似のヒトVセグメントとのアラインメント(Mat3−VLは、生殖細胞株配列humIGLV056と90%同一である)。
Mat3−VHドメインの配列領域と、VBASE2において同定された最も類似のヒトVセグメントとのアラインメント(Mat3−VHは、生殖細胞株配列humIGHV313と90%同一である)。
HE06642−VLドメインの配列領域と、VBASE2において同定された最も類似のヒトVセグメントとのアラインメント(HE06642−VLは、生殖細胞株配列humIGKV083と80%同一である)。
HE06642−VHドメインの配列領域と、VBASE2において同定された最も類似のヒトVセグメントとのアラインメント(HE06642−VHは、生殖細胞株配列humIGHV313と89%同一である)。
成熟Fab変異体のELISA−ベースの結合性試験:Fab−含有大腸菌上清を、固定化したヒトPRLRの細胞外ドメインに対する結合性について試験した。図は、Fab変異体の結合を棒図表として表す。シグナル強度(吸光度)がy軸に示され、Fab変異体の名称(*)がx軸に示される。親抗体005−C04の非成熟Fabと比較して上昇した成熟Fab変異体のシグナル強度は、005−C04と比較して、005−C04−20−2のより良いPRLR−結合を実証する。「変異体」pET28は、Fab−発現プラスミドpET28a(Novagen, EMD Chemicals Group, Merck, Darmstadt, Germany)を有するがいかなるFabも発現しない大腸菌株の上清を表す。
Pepscan ELISA結果の棒図表 それぞれのプロットされた値は、S.E.M(平均の標準誤差)と共に、54個のペプチドについて得られた平均値を示す。黒棒は、抗体HE06642の相対結合力を示す。白棒は、抗体Mat3の相対結合力を示す。データは、全2916個のペプチドのデータセットにわたる平均に対して標準化し、バックグラウンドシグナルに対して補正した。
図8Aは、X軸において「117」として示されるアミノ酸103−PDPPLELAVEVKQPE−117から127−WSPPTLIDLKTGWFT−141(「141」として示される)の範囲であるペプチドのサブセットに対するELISA結果を示す。すなわち、ECDアミノ酸配列に沿って3つのアミノ酸がシフトされたこれらのペプチドは、ヒトPRLRのECDのアミノ酸位置103から141の領域に及ぶ。このデータセット内で観察される最も強い違いは、4x10−12の有意p−値を有するペプチド109−LAVEVKQPEDRKPYL−123(「123」として示される)、および7x10−40の有意p−値を有するペプチド121−PYLWIKWSPPTLIDL−135(「135」として示される)である。
図8Bは、139−WFTLLYEIRLKPEKA−153(X軸において「153」として示される)から163−QQTEFKILSLHPGQK−177(「177」として示される)の範囲であるペプチドのサブセットに対するELISA結果を示す。すなわち、ECDアミノ酸配列に沿って3つのアミノ酸がシフトされたこれらのペプチドは、ヒトPRLRのECDのアミノ酸位置139から177の領域に及ぶ。このデータセット内で観察される最も強い違いは、6x10−26の有意p−値を有するペプチド148−LKPEKAAEWEIHFAG−162(「162」として示される)、および8x10−8の有意p−値を有するペプチド160−FAGQQTEFKILSLHP−174(「174」として示される)である。
これらのデータは、両方の抗体がヒトPRLRのECDのS2サブドメイン(アミノ酸101から210)に結合し、したがって、S1ドメインに主に結合する天然リガンドPRLに対して非競合的であることを証明する。しかしながら、該ペプチドスキャンは、Mat3とHE06642間のS2ドメインへの結合の違いがあることを示した。この見出したことは、なぜ抗体Mat3が、HE06642と比較して異なる種特異性および効力を示すのかを示す。
中和プロラクチン受容体抗体および非特異的対照抗体によるBaF3細胞(ヒトプロラクチン受容体で安定にトランスフェクトされたモノクローナル細胞)のプロラクチン誘導増殖の阻害。以下の抗体について、IgG1フォーマットでIC50値を決定した:Mat3(黒丸)、IC50=0.7nM[1μg/ml(=6.7nM)で100%阻害];HE06.642(白四角)、IC50=4.2nM[1μg/ml(=6.7nM)で81%阻害];非特異的対照抗体(白三角):阻害効果なし。
中和プロラクチン受容体抗体および非特異的対照抗体によるBaF3細胞(マウスプロラクチン受容体で安定にトランスフェクトされたモノクローナル細胞)のプロラクチン誘導増殖の阻害。以下の抗体について、IgG1フォーマットでIC50値を決定した:Mat3(黒丸)、IC50=3.0nM[1μg/ml(=6.7nM)で97.4%阻害];HE06.642(白四角)、阻害効果なし;非特異的対照抗体(白三角):阻害効果なし。
図11AおよびB:中和プロラクチン受容体抗体および非特異的対照抗体によるBaF3細胞(アカゲザルプロラクチン受容体で安定にトランスフェクトされたモノクローナル細胞)のプロラクチン誘導増殖の阻害。以下の抗体について、IgG1フォーマットでIC50値を決定した:Mat3(黒丸)、IC50=4.6nM[1μg/ml(=6.7nM)で99.1%阻害](図11A参照);HE06.642(白四角)、IC50=206nM[240μg/ml(=1600nM)で92.4%阻害](図11AおよびB参照);非特異的対照抗体(白三角):阻害効果なし(図11AおよびB参照)。
中和PRLR抗体Mat3でのSHNマウスにおける子宮腺筋症(=内性子宮内膜症)の処置。結果を実施例5に記載されている疾患スコア(腺筋症スコア)としてy軸に図示する。各実験群について中央疾患スコアを平行線として示す。実験群は以下の一つである。群1、下垂体同種移植片なし(正常プロラクチン血性マウスは、ある程度、内性子宮内膜症を発症する、中央疾患スコア=1);群2、下垂体同種移植片あり(下垂体同種移植片による高プロラクチン血症が疾患スコアを高める、中央疾患スコア=3);群3、非特異的マウスIgG2aアイソタイプ対照抗体による30mg/kgの用量で週に1回で処置された下垂体同種移植片を有する(中央疾患スコア=3);群4、マウスIgG2aフォーマットにおける抗体Mat3(Mat3−mIgG2a)による30mg/kgの用量で週に1回で処置された下垂体同種移植片を有する(Mat3は、動物を完全に治癒した)。30mg/kgのMat3による週に1回後の疾患スコアは、正常プロラクチン血性マウスの疾患スコア(中央疾患スコア=1)よりもさらに低かった(中央疾患スコア=0)。群5、抗体Mat3−mIgG2aによる10mg/kgの用量で週に1回で処置された下垂体同種移植片を有する(中央疾患スコア=2);群6、抗体Mat3−mIgG2aによる3mg/kgの用量で週に1回で処置された下垂体同種移植片を有する(中央疾患スコア=2.5);群7、抗体Mat3−mIgG2aによる1mg/kgの用量で週に1回で処置された下垂体同種移植片を有する(中央疾患スコア=2.5)。抗体Mat3での処置は、中央疾患スコアにおける用量依存的増加を示す。それゆえに、Mat3は、女性における内性子宮内膜症(=子宮腺筋症)および外性子宮内膜症を処置するのに適している。
図13AおよびB:ヒトおよびマウスPRLRで安定にトランスフェクトされたHEK293細胞におけるルシフェラーゼレポーター遺伝子活性の阻害。図13Aにおいて、ヒトPRLR依存性活性を抗体濃度に対してプロットし、図13Bは、マウスPRLR依存性活性を示す。ルシフェラーゼ活性は、任意の抗体の添加なしで得られた最大ルシフェラーゼ活性のパーセントとして表される。以下の抗体について、IgG1フォーマットでIC50値を決定した:Mat3(黒丸)、IC50=0.5nM(図13A、hPRLR)および1.3nM(図13B、mPRLR);HE06.642(白四角)、IC50=4.6nM(図13A、hPRLR)および>>1333nM(=20μg/ml)(図13B、mPRLR);非特異的アイソタイプ対照抗体(白三角):阻害効果なし(図13AおよびB参照)。これらのデータは、HE06.642と比較してhPRLRに対するMat3の改善された活性を示し、mPRLRに対するMat3の活性を証明するが、HE06.642はmPRLR依存性ルシフェラーゼ活性を阻害しない。
フローサイトメトリーを使用するヒト、マウスおよびサル由来のPRLRを発現する細胞に対する中和PRLR抗体の細胞結合。中央蛍光シグナル強度を抗体濃度に対してプロットする。以下のIgG1抗体を適用した:Mat3(黒丸)、HE06.642(白四角)、非特異的アイソタイプ対照抗体(白三角)。種々の細胞株を試験した。A)ヒトPRLRで安定にトランスフェクトされたHEK293細胞株、B)マウスPRLRで安定にトランスフェクトされたHEK293細胞株、C)PRLR遺伝子でトランスフェクトされていないHEK293細胞株(ネガティブコントロール細胞株)、D)ヒト乳癌細胞株T47D、E)アカゲザルPRLRで安定にトランスフェクトされたBaF3細胞株、F)ヒトPRLRで安定にトランスフェクトされたBaF3細胞株、G)マウスPRLRで安定にトランスフェクトされたBaF3細胞株。種々の細胞株に対する抗体の細胞株結合力価は、EC50値として、用量応答曲線から導かれている(表8参照)。用量応答プロットは、HE06.642と比較してMat3の優れた細胞結合特徴を示す。
配列番号:1は、Mat3のVHのアミノ酸配列を示す。
配列番号:2は、Mat3のVLのアミノ酸配列を示す。
配列番号:3は、Mat3のVHの核酸配列を示す。
配列番号:4は、Mat3のVLの核酸配列を示す。
配列番号:5は、Mat3のHCDR1のアミノ酸配列を示す。
配列番号:6は、Mat3のHCDR2の核酸配列を示す。
配列番号:7は、Mat3のHCDR3の核酸配列を示す。
配列番号:8は、Mat3のLCDR1の核酸配列を示す。
配列番号:9は、Mat3のLCDR2の核酸配列を示す。
配列番号:10は、Mat3のLCDR3の核酸配列を示す。
配列番号:11は、Fc−Hisに融合したカニクイザルおよびアカゲザルPRLRの細胞外ドメインのアミノ酸配列を示す。
配列番号:12は、ヒトECD_PRLRのアミノ酸位置1−210、S1ドメイン1−100(S1ドメイン コンストラクト1−102)、S2ドメイン101−210を示す。
配列番号:13は、マウスECD_PRLR、アミノ酸位置1−210を示す。
配列番号:14は、Novartis(WO2008/22295)におけるHE06642のVHのアミノ酸配列を示す。
配列番号:15は、Novartis(WO2008/22295)におけるHE06642のVLのアミノ酸配列を示す。
配列番号:16は、Novartis(WO2008/22295)におけるHE06642のVHの核酸配列を示す。
配列番号:17は、Novartis(WO2008/22295)におけるHE06642のVLの核酸配列を示す。
実施例1
中和プロラクチン受容体抗体および非特異的対照抗体によるBaF3細胞(ヒトプロラクチン受容体を安定にトランスフェクトしたモノクローナル細胞)のプロラクチン誘発性増殖の阻害
中和PRLR抗体のインビトロ効力を解析するために、BaF3細胞のプロラクチン活性化細胞増殖の阻害を使用した。細胞にヒトPRLRを安定にトランスフェクトし、2mMグルタミンを含有するRPMI中、10%FCSおよび10ng/mlのヒトプロラクチンの存在下で、通常培養した。1%FCSを含有するプロラクチン非含有培地中で6時間の飢餓処理(starvation)後に、細胞を96ウェルプレートに、1ウェルあたり25000細胞の密度で播種した。細胞を35ng/mlのプロラクチンで刺激し、一連の用量(increasing doses)の中和PRLR抗体と共に、2日間インキュベートした。CellTiter−Glo Luminescent Cell Viability Assay(Promega)を使って細胞増殖を分析した。プロラクチン刺激細胞成長の阻害に関する用量応答曲線を作成し、IC50値を算出した。陰性対照として、非特異的対照抗体による刺激を使用した。抗体Mat3を、抗体HE06.642との比較において試験した(両方ともIgG1フォーマットであった)(図9)。
実施例2
中和プロラクチン受容体抗体および非特異的対照抗体によるBaF3細胞(マウスプロラクチン受容体を安定にトランスフェクトしたモノクローナル細胞)のプロラクチン誘発性増殖の阻害
中和PRLR抗体のインビトロ効力を解析するために、Ba/F3細胞のプロラクチン活性化細胞増殖の阻害を使用した。細胞にマウスPRLRを安定にトランスフェクトし、2mMグルタミンを含有するRPMI中、10%FCSおよび10ng/mlのヒトプロラクチンの存在下で、通常培養した。1%FCSを含有するプロラクチン非含有培地中で6時間の飢餓処理(starvation)後に、細胞を96ウェルプレートに、1ウェルあたり20000細胞の密度で播種した。細胞を50ng/mlのプロラクチンで刺激し、一連の用量(increasing doses)の中和PRLR抗体と共に、3日間インキュベートした。CellTiter−Glo Luminescent Cell Viability Assay(Promega)を使って細胞増殖を分析した。プロラクチン刺激細胞成長の阻害に関する用量応答曲線を作成し、IC50値を算出した。陰性対照として、非特異的対照抗体による刺激を使用した。抗体Mat3を、抗体HE06.642との比較において試験した(両方ともIgG1フォーマットであった)(図10)。
実施例3
中和プロラクチン受容体抗体および非特異的対照抗体によるBaF3細胞(アカゲザルプロラクチン受容体を安定にトランスフェクトしたモノクローナル細胞)のプロラクチン誘発性増殖の阻害
中和PRLR抗体のインビトロ効力を解析するために、Ba/F3細胞のプロラクチン活性化細胞増殖の阻害を使用した。細胞にアカゲザルPRLRを安定にトランスフェクトし、2mMグルタミンを含有するRPMI中、10%FCSおよび10ng/mlのヒトプロラクチンの存在下で、通常培養した。1%FCSを含有するプロラクチン非含有培地中で6時間の飢餓処理後に、細胞を96ウェルプレートに、1ウェルあたり25000細胞の密度で播種した。細胞を100ng/mlのプロラクチンで刺激し、一連の用量の中和PRLR抗体と共に、2日間インキュベートした。CellTiter−Glo Luminescent Cell Viability Assay(Promega)を使って細胞増殖を分析した。プロラクチン刺激細胞成長の阻害に関する用量応答曲線を作成し、IC50値を算出した。陰性対照として、非特異的対照抗体による刺激を使用した。抗体Mat3を、抗体HE06.642との比較において試験した(両方ともIgG1フォーマットであった)(図11)。
実施例4
患者および健常対照からの正所性および異所性子宮内膜および子宮内膜症病変におけるリアルタイムTaqMan PCR分析によるプロラクチンおよびプロラクチン受容体遺伝子発現の定量的分析
リアルタイムTaqman PCR分析は、ABI Prism 7700 Sequence Detector Systemを製造者の説明書(PE Applied Biosystems)に従って、Endocrinolgy 2008, 149(8): 3952-3959に記述されているとおり、そしてまた当業者に知られているとおりに、使用し行った。PRLおよびPRLRの相対的発現レベルをシクロフィリン(cyclophillin)の発現に対して標準化した。本発明者らは、健常女性からの子宮内膜ならびに患者からの子宮内膜および子宮内膜症病変におけるPRLおよびPRLRの発現を、定量リアルタイムTaqman PCR分析を使って分析した。プロラクチンとその受容体の発現は、健常子宮内膜または患者に由来する子宮内膜と比較して、子宮内膜症病変では明確にアップレギュレートされていた。
結果を図1および2に示す。
これらの知見は、オートクリン型プロラクチンシグナリングが子宮内膜症および子宮腺筋症(内性子宮内膜症、子宮に制限された子宮内膜症の一形態)の発生と維持に役割を果たすことを含意している。
実施例5
中和PRLR抗体Mat3によるSHNマウスにおける子宮腺筋症(=内性子宮内膜症)の処置
子宮内膜症における中和PRLR抗体の効力を調べるために、全身性高プロラクチン血症に依拠する、SHNマウスにおける子宮腺筋症モデルを使用した(Acta anat. 116:46-54, 1983)。7週齢雌マウスの腎被膜下に下垂体同系移植を行うことにより、SHNマウスにおける高プロラクチン血症を誘導した(Acta anat. 116:46-54, 1983)。中和PRLR抗体Mat3(30mg/kg;10mg/kg、3mg/kg、1mg/kg)または非特異的抗体(30mg/kg)の皮下投与を、下垂体同系移植の2週間後から開始した。7週間、動物を抗体で週に1回処置した。腺組織による子宮筋層の浸潤を既述のように評価した(Laboratory Animal Science 1998, 48:64-68)。剖検時(下垂体移植後66日目)に、子宮を緩衝4%ホルマリン中で終夜固定し、パラフィンに包埋した。腺筋症(=内性子宮内膜症)の度合を次のように評価した:
グレード0=腺筋症なし
グレード1=子宮筋層の内層がその同心的配向(concentric orientation)を緩める
グレード2=子宮内膜腺が子宮筋層の内層に侵入
グレード3=子宮筋層の内層と外層の間に子宮内膜腺
グレード4=子宮内膜腺が子宮筋層の外層に侵入
グレード5=子宮筋層の外層の外側に子宮内膜腺。
実験は次の実験群から構成された:
1.下垂体移植なしの動物、すなわち正常プロラクチン血性マウス
2.下垂体移植を受けた動物、すなわち高プロラクチン血性マウス
3.30m/kgの用量で1週間に1回、非特異的対照抗体で処置された、下垂体移植を受けた動物
4.30m/kgの用量で1週間に1回、マウスIgG2aフォーマットの中和プロラクチン受容体抗体Mat3で処置された、下垂体移植を受けた動物
5.10m/kgの用量で1週間に1回、マウスIgG2aフォーマットの中和プロラクチン受容体抗体Mat3で処置された、下垂体移植を受けた動物
6.3m/kgの用量で1週間に1回、マウスIgG2aフォーマットの中和プロラクチン受容体抗体Mat3で処置された、下垂体移植を受けた動物
7.1m/kgの用量で1週間に1回、マウスIgG2aフォーマットの中和プロラクチン受容体抗体Mat3で処置された、下垂体移植を受けた動物
中和PRLR抗体Mat3は、内性子宮内膜症(=腺筋症)を阻害した(図12)。それゆえに、中和PRLR抗体はMat3、女性における内性子宮内膜症(=子宮腺筋症)および外性子宮内膜症を処置するのに適している。
実施例6
中和PRLR抗体Mat3は、良性乳房疾患の処置に適している
活性化PRLR突然変異または局所もしくは全身性高プロラクチン血症は良性乳房疾患を惹起しうる。したがって、それゆえに、乳腺における増進した増殖(大半の重症な形態の良性乳房疾患の特徴(hallmark))を有する高プロラクチン血症マウスモデルを使用した。12週齢雌Balb/cマウスに、腎被膜下に下垂体同種移植片を移植するか、または無手術のままにしておいた。下垂体同種移植したマウスを無処置のままにしておくか、下垂体移植15、22、29および36日後に、IgG2フォーマットの中和PRLR抗体Mat3(=IgG2 Mat3)またはIgG2フォーマットの非特異的対照抗体で週に1回皮下処置した。抗体用量は30mg/kgであった。実験群サイズは8匹の動物であった。
実験は、以下の実験群を含んだ:
1.下垂体移植なしの動物、すなわち正常プロラクチン血性マウス
2.下垂体移植ありの動物、すなわち高プロラクチン血症マウス
3.30mg/kgの用量で週に1回、非特異的対照抗体で処置された、下垂体移植ありの動物
4.30mg/kgの用量で週に1回、中和プロラクチン受容体抗体Mat3で処置された、下垂体移植ありの動物
下垂体移植後38日目に、マウスを屠殺した。死亡の2時間前に、上皮細胞増殖をモニターするために動物にBrdUの腹腔内注射を行った。左鼠径部乳腺をCarnoy溶液で固定し、乳腺全載を調製し、Carmine alauneで染色した。Side−branchingを乳腺全載において評価した。結果は、図3Aに記載されている。抗体Mat3は乳腺における側枝形成を阻害したが、非特異的対照抗体は効果がなかった(図3A)。
次に、乳腺全載をパラフィンに包埋し、BrdU免疫染色以前に記載(Endocrinology 149 (8): 3952-3959; 2009)されているとおりにを行った。上皮細胞増殖を、1動物あたり4つの組織学的乳腺スライスにおいて分析した。
リンパ節なしの右鼠径乳腺側部1/3を液体窒素中で凍結し、RNA調製のために処理した。逆転写後、リアルタイムTaqman PCR分析を、製造業者(PE Applied Biosystems)の指示にしたがって、ABI Prism 7700 Sequence Detector Systemを使用して行った。プロラクチンターゲット遺伝子elf5の発現を評価し、サイトケラチン18発現について標準化した。相対mRNAレベルを、比較ΔCT方法により計算した。下垂体同種移植片、すなわち高プロラクチン血症は、プロラクチンターゲット遺伝子elf5の発現を増強した(図3B)。非特異的対照抗体ではなく、特異的抗体Mat3は、プロラクチン受容体の遮断の成功を示すelf5遺伝子発現を阻害した(図3B)。
それゆえに、抗体Mat3は良性乳房疾患を処置するのに適している。
実施例7
ヒト抗体ファージディスプレイライブラリーからのターゲット特異的抗体の単離
ヒトPRLRの活性を中和することができる一群の抗体を単離するために、FabおよびscFvフラグメントを発現する3つのヒト抗体ファージディスプレイライブラリーを並行して調べた。ライブラリーパンニングに使用したターゲットは、配列番号12および13のアミノ酸1−210によりそれぞれ示されるヒトおよびマウスプロラクチン受容体の可溶性細胞外ドメイン(ECD)であった。これに代わるターゲットは、C末端において、6個のヒスチジンに、またはヒトIgG1−Fcドメインにアミノ酸配列「イソロイシン−グルタミン酸−グリシン−アルギニン−メチオニン−アスパラギン酸」を有するリンカーを介して連結されたPRLRのECDであった。
ファージディスプレイからのターゲット特異的抗体の選択は、Marksらによって記載された方法(Methods Mol Biol. 248:161-76, 2004)に従って行った。ファージディスプレイライブラリーを50pmolのビオチン化ECDと共に室温で1時間インキュベートした後、形成された複合体を100μlのストレプトアビジンビーズ懸濁液(Dynabeads(登録商標)M−280ストレプトアビジン、Invitrogen)を使って捕捉した。ビーズを洗浄バッファー(PBS+5%ミルク(Milk))で洗浄することによって、非特異的ファージを除去した。結合しているファージを0.5mlの100nMトリエチルアミン(TEA)で溶出させ、等体積の1M Tris−Cl pH7.4を添加することによって、直ちに中和した。溶出したファージプールを使って、対数増殖期にある成長中のTG1大腸菌細胞を感染させ、記述されているように、ファージミドを回収した(Methods Mol Biol. 248:161-76, 2004)。選択を合計3ラウンド繰り返した。3ラウンド目のパンニングからの溶出ファージに感染させたTG1細胞から得た単一コロニーを、ELISAアッセイにおいて、結合活性についてスクリーニングした。簡単に述べると、溶出したファージで感染させたTG1細胞から得られた単一コロニーを使って、96ウェルプレート中の培地に接種した。
微量培養をOD600=0.6まで成長させ、その時点で、1mM IPTGの添加によって可溶性抗体フラグメントの発現を誘導し、続いて30℃の振とう培養器中で終夜培養した。細菌を遠沈し、周辺質抽出物を調製し、それを使って、96ウェルマイクロプレート(96ウェル平底Immunosorbプレート、Nunc)上に固定化したECDへの抗体結合活性を、マイクロプレートの製造者によって提供された標準的なELISAプロトコールに従って検出した。
Biacore(登録商標)2000を使って、組換え細胞外ドメイン(ECD)への結合に関する抗プロラクチン受容体(PRLR)抗体のアフィニティを推定し、それを抗体のアフィニティランキング(affinity ranking)に使用した。
実施例8
抗体変異体の成熟:
抗体アフィニティ成熟は、飽和突然変異誘発、およびウェルベースのハイスループット・スクリーニングが、アフィニティ増加をもたらす少数の変異を同定するために組み合わされる2段階プロセスである。BMC Biotechnology 7: 65, 2007によれば、アフィニティ成熟の第1段階において、野生型抗体の位置的多様性が、BMC Biotechnology 7: 65, 2007にしたがって、NNK−トリヌクレオチドカセット(ここで、Nは、アデニン、チミン、グアニン、およびシトシンヌクレオチドそれぞれ25%混合物を表し、Kは、チミンおよびグアニンヌクレオチドそれぞれ50%混合物を表す)を用いる部位特異的突然変異誘発によって導入される。このようにして、全ての20アミノ酸が個々のアミノ酸位置に導入される。この位置的ランダム化は、6つの相補性決定領域(CDR)に限定している。アフィニティ成熟の第2段階において、有益な置換が、再結合され、さらなる改良についてスクリーニングされる。
ELISA試験による成熟「005−C04」Fab変異体のスクリーニング:
96ウェルマイクロタイタープレートを、ヒトPRLRの1ミリリットルあたり1μgで被覆した。プレートを一晩4℃でインキュベートした。3%ウシ血清アルブミンを含有するPBS緩衝液でブロッキングした後、Fab変異体を含有する正規化E.coli由来上清を加えた。形成された複合体の検出は、西洋ワサビペルオキシダーゼで標識した抗flag抗体(Sigma, A8592)の添加を介して生じた。
西洋ワサビペルオキシダーゼの蛍光発生基質としてのAmplex Redを加え、室温で30分間インキュベートした。570nmでの吸収および585nmでの消光をTecan Infinite F500 readerを用いて測定した。スクリーニングヒット「005−C04−20−2」における得られた結果は、図7に示される。アフィニティ改良のために有益であるスクリーニングヒット「005−C04−20−2」(図7)における個々の置換は、温度上昇による変性中のFabドメインの共同アンフォールディングを保証するために、抗体の熱安定性に対するこれらの影響に関して評価した。抗体Mat3は、「005−C04−20−2」の誘導体であり、熱不安定置換が親抗体「005−C04」に対して逆転されている。
実施例9
細胞表面上に発現したマウスおよびヒトPRLRに対する抗体の交差反応性
a)マウスPRLRを有する細胞に対する抗体HE06642の欠落した抗増殖活性を理解するために、細胞上に発現したマウスおよびヒトPRLRに対するHE06642の結合特徴を、ヒトおよびマウスPRLRをそれぞれ安定に発現するHEK293細胞上で、フローサイトメトリーによって決定した。これらの細胞と、PRLRを伴わない親HEK293細胞株とを収穫し、遠心分離し、2%FBSおよび0.1%アジ化ナトリウムを含有する1×PBS(FACSバッファー)に、約5x10細胞/mlで再懸濁した。抗体HE06642をFACSバッファーに最終濃度の2倍まで希釈し、適当な試料ウェルに加えた(50μl/ウェル)。二次抗体および自己蛍光対照について、50μlのFACSバッファーを適当なウェルに加えた。50μlの細胞懸濁液を各試料ウェルに加えた。試料を4℃で1時間インキュベートし、冷FACSバッファーで2回洗浄し、1:100希釈のPEコンジュゲートヤギ抗ヒトIgGを含有するFACSバッファーに再懸濁した。4℃で30分間インキュベートした後、細胞を冷FACSバッファーで2回洗浄し、1mg/mlヨウ化プロピジウム(Invitrogen、カリフォルニア州サンディエゴ)を含有するFACSバッファーに再懸濁し、フローサイトメトリーで分析した。図5Aに示すように、抗体HE06.642は、ヒトPRLRのみに結合し、一方、マウスPRLRに結合しなかった。この観察結果は、マウスPRLR依存的増殖およびルシフェラーゼレポーター遺伝子アッセイにおいてHE06.642が効力を欠くことに関する実施例2および12に記載の知見と合致している。
b)細胞外ドメインのアミノ酸配列がカニクイザルのものと同一であるヒトおよびアカゲザルPRLRを有する細胞に対する抗体Mat3の細胞結合を証明するために、細胞上に発現したヒトおよびサルPRLRに対するMat3の結合特徴を、ヒトおよびサルPRLRをそれぞれ安定に発現するHEK293細胞上で、フローサイトメトリーによって決定した。これらの細胞を収穫し、遠心分離し、3%FBSおよび0.05%アジ化ナトリウムを含有する1×PBS(FACSバッファー)に、約2x10細胞/mlで再懸濁した。抗体Mat3をFACSバッファーに最終濃度の2倍まで希釈し、適当な試料ウェルに加えた(50μl/ウェル)。二次抗体および自己蛍光対照について、50μlのFACSバッファーを適当なウェルに加えた。50μlの細胞懸濁液を各試料ウェルに加えた。試料を4℃で1時間インキュベートし、冷FACSバッファーで2回洗浄し、1:100希釈のPEコンジュゲートヤギ抗ヒトIgGを含有するFACSバッファーに再懸濁した。4℃で30分間インキュベートした後、細胞を冷FACSバッファーで2回洗浄し、1mg/mlヨウ化プロピジウム(Invitrogen、カリフォルニア州サンディエゴ)を含有するFACSバッファーに再懸濁し、フローサイトメトリーで分析した。図5Bに示すように、抗体Mat3は、ヒトPRLRならびにサルPRLRに結合する。最も高い抗体濃度での最大シグナル強度は、細胞表面上に発現されるPRLRの数に依存する、すなわちHEK293およびBa/F細胞は、それらの表面上に同じ数のPRLRを有さない。EC50値を、細胞に対するMat3の結合力に関する測定値を導くために、図5Bにおいて説明される用量応答曲線に基づいて計算した(表2)。Mat3の細胞ベースの結合力価は、ヒトPRLRでHEK293細胞に対して0.53nMおよびサルPRLRでBa/F細胞に対して2.94nMであった。これらのデータは、Mat3が非常に強力なヒト特異的薬剤だけでなく、妥当な用量で低いナノモル範囲におけるサルPRLRに対して活性でもあるとういうことを見出したことをサポートする。
実施例10
表面プラズモン共鳴分析を使用する精製細胞外PRLRドメインでの結合試験
抗体Mat3の結合アフィニティを、Biacore T100装置(GE Healthcare Biacore, Inc.)において、表面プラズモン共鳴分析により決定した。間接的な捕獲試薬である抗ヒトIgG Fcを介して、抗体をCM5センサーチップ上に固定した。「Human Antibody Capture Kit」(BR-1008-39, GE Healthcare Biacore、Inc.)からの試薬を、製造業者により記載されているとおりに使用した。約5000RUのモノクローナルマウス抗ヒトIgG(Fc)抗体を細胞ごとに固定した。抗体Mat3を10秒間10μl/分で5μg/mlの濃度で注射し、約200から600RUの捕獲レベルに到達させた。HEPES−EPバッファー(GE Healthcare Biacore, Inc.)中のさまざまな濃度(400nM、200nM、100nM、50nM、25nM、12.5nM、6.25nMおよび3.12nM)のヒト、サルまたはマウスPRLRのECDを、3分間60μl/分の流速で固定されたMat3抗体上に注射し、10分間、解離させた。ヒトPRLR(配列番号:12)、サルPRLR(配列番号:11、第Xa因子消化を介するFc−His−tagのタンパク質分解除去後)およびマウスPRLR(配列番号:13)のECDは、一価の分析物を示した。センサーグラムを、インライン(in-line)参照細胞補正、次にバッファー試料減法後に作製した。解離平衡定数(K)は、ソフトウェアを使用して、一次1:1結合モデルでセンサーグラムをフィットすることにより得られる会合(kon)および解離速度(koff=kd)定数の比率に基づいて計算した。一価の解離定数(K、アフィニティ)および解離速度(kd=koff)値は、表1に示される。
実施例11
ペプチドスキャン
a)ペプチド合成:
ヒトPRLRのECDである標的分子配列番号12のアミノ酸位置1から210の不連続的なエピトープを再構築するために、構造化したペプチドのライブラリーを合成した。これは、Pepscan専売Chemically Linked Peptides on Scaffolds(CLIPS)技術を使用して行った(Timmerman et al., 2007, J. Mol. Recognit. 20:283-99; Pepscan Therapeutics, Lelystad, Netherlands)。CLIPS技術は、シングルループ、ダブルループ、トリプルループ、シート様折りたたみ、ヘリックス様折りたたみおよびそれらの組合せに、ペプチドを構築することができる。CLIPSテンプレートはシステイン残基と結合していた。ペプチドにおける多数のシステインの側鎖は、1または2つのCLIPSテンプレートと結合していた。例えば、T2 CLIPSテンプレート 1,3−ビス(ブロモメチル)ベンゼンの0.5mM溶液を、重炭酸アンモニウム(20mM、pH7.9)/アセトニトリル(1:1(v/v)に溶解させた。該溶液をペプチドアレイ上に加えた。CLIPSテンプレートは、ペプチドアレイの固相結合ペプチド中に存在する2つのシステインの側鎖に結合した(3ulのウェルを有する455ウェルプレート)。ペプチドアレイを、溶液に完全に浸漬しながら30から60分間、溶液中で穏やかに震盪撹拌した。最後に、ペプチドアレイを、過剰のHOで広範囲に洗浄し、70℃で30分間、PBS(pH7.2)中1パーセントSDS/0.1パーセントベータ−メルカプトエタノールを含む破壊(disrupt)バッファー中で超音波処理し、次に、さらに45分間、H2O中で超音波処理した。ペプチドを有するT3 CLIPSは、3つのシステインを用いて同様の方法で作製された。
b)Pepscan ELISA:
それぞれのペプチドへの抗体Mat3および抗体HE06642の結合を、PEPSCANベースのELISAにおいて試験した(Slootstra et al., 1996, Molecular Diversity 1: 87-96)。ペプチドアレイを、5%から100%−結合バッファーでプレインキュベートした(1時間、20℃)。結合バッファーは、1% Tween−80、4% ウマ血清、5% オボアルブミン(w/v)からなり、PBSで希釈した。洗浄後、ペプチドアレイを、1% Tween−80を含むPBS中の一次抗体溶液(1から5μg/ml)でインキュベートした(一晩4℃)。洗浄後、ペプチドアレイを、抗体ペルオキシダーゼコンジュゲートの100%結合バッファーにおける1/1000希釈物で25℃で1時間インキュベートした(抗ヒト、humpo)。洗浄後、ペルオキシダーゼ基質2,2’−アジノ−ジ−3−エチルベンゾチアゾリンスルホネート(ABTS)および2マイクロリットル/ミリリットルの3パーセントHを加えた。1時間後、色の発生(color development)を測定した。色の発生を、電荷結合素子(CCD)−カメラおよびイメージ処理システムで定量した。
c)データ処理:
生のデータは、CCDカメラにより得られる光学的値であった。該値は、標準96−ウェルプレートELISAリーダーと同様に、0から3000mAUの範囲であった。該結果を定量し、Peplabデータベースに蓄積した。結合値を分析のために抽出した。時折、ウェルは偽陽性値における気泡結果を含み、表(card)を手動で検査し、気泡により引き起こされた値を0とスコア化した。
d)データ分析および表示:
ヒートマップ(heat map)は、実験データからの経験値が二次元マップにおいて構成され、次に色づけされるデータのグラフ表示である(Brinton, 1914, Graphic Methods for Presenting Facts, New York: The Engineering Magazine Company; Gower and Digby, 1981, ), “Expressing complex relationships in two dimensions” in Interpreting Multivariate Data, ed. Barnett, V., Chichester, UK: John Wiley & Sons, pp. 83−118.)。ダブルループのCLIPSペプチドについて、かかる二次元マップは、第1のループおよび第2のループの独立した配列から得ることができる。
標的タンパク質(ヒトPRLRのECD)について、2916個のCLIPSペプチドは、2つの連続的なCLIPSループにおいて組み合わせられた、54個のユニークなサブ配列からなる有効な順列である配列を有した。したがって、観察されたPepscan ELISAデータを、それぞれのX座標が第1のループのアミノ酸配列であり、それぞれのY座標が第2のループのアミノ酸配列である54x54マトリックスにおいてプロットすることができた。マトリックスにおけるそれぞれのXY座標について、配列X+Yにてペプチドから生じるPepscan ELISA値を置いた。視覚化をさらに容易にするために、Pepscan ELISA値を、連続的な勾配から色で置き換えた。この場合、極端に低い値は緑色に色づけられ、極端に高い値は赤色に色づけられ、平均値は黒色に色づけられた。このカラーマップが記載されているデータマトリックスに適用されたとき、カラーヒートマップを得た。抗体Mat3とHE06642との間のELISA結果における非常に著しい差異を示すペプチドを、これらのヒートマップ表示に基づいて選択した。これらのペプチドについて、それぞれのELISAシグナル値を、バープロットの表示のために処理した(図8Aおよび8B)。それぞれのプロットされた値は、S.E.M(平均の標準誤差)と共に、54個のペプチドの得られた平均値を示す。データは、全2916個のペプチドのデータセットにわたる平均に対して標準化し、バックグラウンドシグナルに対して補正した。
図8Aは、X軸において「117」として示されるアミノ酸103−PDPPLELAVEVKQPE−117から127−WSPPTLIDLKTGWFT−141(「141」として示される)の範囲であるペプチドのサブセットに対するELISA結果を示す。すなわち、ECDアミノ酸配列に沿って3つのアミノ酸がシフトされたこれらのペプチドは、ヒトPRLRのECDのアミノ酸位置103から141の領域に及ぶ。このデータセット内で観察される最も強い違いは、4x10−12の有意p−値を有するペプチド109−LAVEVKQPEDRKPYL−123(「123」として示される)、および7x10−40の有意p−値を有するペプチド121−PYLWIKWSPPTLIDL−135(「135」として示される)である。
図8Bは、139−WFTLLYEIRLKPEKA−153(X軸において「153」として示される)から163−QQTEFKILSLHPGQK−177(「177」として示される)の範囲であるペプチドのサブセットに対するELISA結果を示す。すなわち、ECDアミノ酸配列に沿って3つのアミノ酸がシフトされたこれらのペプチドは、ヒトPRLRのECDのアミノ酸位置139から177の領域に及ぶ。このデータセット内で観察される最も強い違いは、6x10−26の有意p−値を有するペプチド148−LKPEKAAEWEIHFAG−162(「162」として示される)、および8x10−8の有意p−値を有するペプチド160−FAGQQTEFKILSLHP−174(「174」として示される)である。
これらのデータは、両方の抗体がヒトPRLRのECDのS2サブドメイン(アミノ酸101から210)に結合し、したがって、S1ドメインに主に結合する天然リガンドPRLに対して非競合的であることを証明する。しかしながら、該ペプチドスキャンは、Mat3とHE06642間のS2ドメインへの結合の違いがあることを示した。この見出したことは、なぜ抗体Mat3が、HE06642と比較して異なる種特異性および効力を示すのかを示す。
実施例12
ヒトおよびマウスPRLRを安定にトランスフェクトしたHek293細胞におけるルシフェラーゼレポーター遺伝子活性の阻害
ヒトおよびマウスPRLRに対する中和PRLR抗体Mat3のインビトロ活性をさらに解析するために、レポーター遺伝子アッセイを使用した。マウスPRLRを安定にトランスフェクトしたHEK293細胞に、LHRE(乳腺刺激ホルモン応答エレメント)の制御下にあるルシフェラーゼレポーター遺伝子を、一過性にトランスフェクトした。その後、細胞を、ウェル(80μl)あたり20000細胞の密度で、4,5g/L グルコース、2mM Glutamax、0.5% FCS、および1% ペニシリン/ストレプトマイシンを有するDMEM 高グルコース培地中に96ウェルプレートに播種した(0.5%チャコールストリッピング済血清、DMEM)。翌日、200ng/mlのヒトプロラクチン(10μl)を、一連の用量の試験抗体(10μl)と共に、および試験抗体を伴わずに、加えた。24時間後に、ルシフェラーゼ活性を決定した。比較のために、抗体HE06642およびCTXと称される非特異的抗体ターゲットコレラ毒素も試験した。全ての抗体は、IgG1分子として試験した(図13Aおよび13B)。
実施例13
表面プラズモン共鳴分析を使用する精製細胞外PRLRドメインとの結合試験
抗体Mat3およびHE06642の結合アフィニティを、並行して、Biacore T100装置(GE Healthcare Biacore, Inc.)における表面プラズモン共鳴分析により決定した。間接的な捕獲試薬である抗ヒトIgG Fcを介して、抗体をCM5センサーチップ上に固定した。「Human Antibody Capture Kit」(BR-1008-39, GE Healthcare Biacore、Inc.)からの試薬を、製造業者により記載されているとおりに使用した。約5000RUのモノクローナルマウス抗ヒトIgG(Fc)抗体を細胞ごとに固定した。それぞれの試験抗体を10秒間10μl/分で5μg/mlの濃度で注射し、約200から600RUの捕獲レベルに到達させた。HEPES−EPバッファー(GE Healthcare Biacore, Inc.)中のさまざまな濃度(400nM、200nM、100nM、50nM、25nM、12.5nM、6.25nMおよび3.12nM)のヒト、サルまたはマウスPRLRのECDを、3分間60μl/分の流速で固定された試験抗体上に注射し、10分間、解離させた。ヒトPRLR(配列番号:12)、サルPRLR(配列番号:11、第Xa因子消化を介するFc−His−tagのタンパク質分解除去後)およびマウスPRLR(配列番号:13)のECDは、一価の分析物を示した。センサーグラムを、インライン参照細胞補正、次にバッファー試料減法後に作製した。解離平衡定数(K)は、BiaEvaluation ソフトウェアを使用して、一次1:1結合モデルでセンサーグラムをフィットすることにより得られる会合(kon)および解離速度(koff=kd)定数の比率に基づいて計算した(表7参照)。
表7:表面プラズモン共鳴によりMat3およびHE06.642に対して決定された(HEK293細胞において発現される)ヒト、サルおよびマウスPRLRの精製細胞外ドメインの一価の解離定数および解離速度
Figure 2014522239
#WO2008/022295におけるHE06642に対して記載されているアフィニティは、K(ヒトPRLR)=2.6x10−9M、K(サルPRLR)=38.9x10−9M、およびK(マウスPRLR)=2.7x10−9Mである。
表7に示されるとおり、Mat3は、HE06.642と比較して、サルおよびマウスPRLRに対する改善されたアフィニティを示す。ヒトPRLRに対するMat3の改善された細胞結合および抗増殖活性は、HE06.642と比較して、hPRLRに対する改善されたアフィニティにより反映されない。マウスPRLRの精製ECDへの結合にもかかわらず、HE06.642は、マウスPRLRを発現する細胞に結合しないか、または細胞の増殖を阻害する(図10および14、表8)。対照的に、Mat3は、全3つの種において、ナノモルからサブナノモルスケールにおいて細胞増殖をブロックする。
さらに、可溶性ECD−PRLR(配列番号:12)が、固定化された試験抗体Mat3およびHE06642を介して表面上に捕捉され、したがって、捕捉抗体のエピトープは、全ての結合したECD−PRLR分子に対してブロックした。ヒトPRLは、表面上を即座に通過し、固定化されたECD−PRLRに結合した。このように、PRLがECD−PRLRに結合し、ECDが試験抗体により捕捉されるかを測定することができる。
PRLが、Mat3およびHE06.642への結合から独立してECD−PRLRに結合することを観察することができる。したがって、両方の抗体は、ECD−PRLR上の天然リガンドPRLと競合しない。
実施例14
ヒト、マウスおよびサルPRLRを発現するさまざまな細胞株に対する抗体の細胞結合試験
細胞結合試験を、全てIgG1フォーマットにおいて、抗体Mat3およびHE06642ならびにコレラ毒素特異的アイソタイプで行った。試験された細胞株は、ヒトおよびマウスPRLRそれぞれを安定に発現するHEK293細胞、ヒト乳癌細胞株T47Dならびにヒト、マウスおよびアカゲザルPRLRを発現するBa/F細胞株であった。細胞結合を、上記細胞に対するフローサイトメトリーによって決定した。これらの細胞を収穫し、遠心分離し、3%FBSおよび0.05%アジ化ナトリウムを含有する1×PBS(FACSバッファー)に、約2x10細胞/mlで再懸濁した。それぞれの試験抗体をFACSバッファーに最終濃度の2倍まで希釈し、適当な試料ウェルに加えた(50μl/ウェル)。二次抗体および自己蛍光対照について、50μlのFACSバッファーを適当なウェルに加えた。50μlの細胞懸濁液を各試料ウェルに加えた。試料を4℃で1時間インキュベートし、冷FACSバッファーで2回洗浄し、1:100希釈のPEコンジュゲートヤギ抗ヒトIgGを含有するFACSバッファーに再懸濁した。4℃で30分間インキュベートした後、細胞を冷FACSバッファーで2回洗浄し、1mg/mlヨウ化プロピジウム(Invitrogen、カリフォルニア州サンディエゴ)を含有するFACSバッファーに再懸濁し、フローサイトメトリーで分析した。
得られたデータを、図14における用量応答曲線として示す。これらの曲線から、細胞結合力価を示すEC50値を導いた(表8)。結論として、データは、PRLRを発現する種々の細胞株にわたって、HE06.642と比較して、Mat3の優れた細胞結合特徴を示す。
表8:フローサイトメトリーから導かれた、ヒト、マウスおよびサル由来のPRLRを発現する細胞に対する、IgG1フォーマットにおける中和PRLR抗体Mat3およびHe06.642の細胞結合力価
Figure 2014522239
*有意な結合なし;#図14における用量応答の図

Claims (26)

  1. プロラクチン受容体媒介シグナリングに拮抗する抗体Mat3またはその抗原結合性フラグメントであって、配列番号:3の核酸配列および配列番号:1のアミノ酸配列と対応する可変重鎖領域、ならびに配列番号:4の核酸配列および配列番号:2のアミノ酸配列と対応する可変軽鎖領域を含む、抗体Mat3またはその抗原結合性フラグメント。
  2. 請求項1に記載の抗体のCDRを含む請求項1に記載の抗体Mat3またはその抗原結合性フラグメントであって、可変重鎖が、配列番号:5、6および7に対応するCDR配列を含み、可変軽鎖が、配列番号:8、9および10に対応するCDR配列を含む、抗体Mat3またはその抗原結合性フラグメント。
  3. 抗体が、ヒト、サルおよびマウス由来のPRLRの細胞外ドメインの1つ以上の領域に特異的に結合する抗原結合領域からなり、ヒトPRLRのアミノ酸配列が、配列番号:12および配列番号:12のヒト多型変異体の位置1〜210のアミノ酸配列、配列番号:11のサルPRLRおよび配列番号:13のマウスPRLRの位置1〜210のアミノ酸配列により示される、請求項1または2に記載の抗体。
  4. ヒト、サルおよびマウス由来のPRLRの細胞外ドメインに対するアフィニティが、少なくとも100nM、好ましくは約100nM未満、さらに好ましくは約30nM未満、よりさらに好ましくは約10nM未満のアフィニティである、請求項3に記載の抗体。
  5. 抗体がヒトPRLRの細胞外ドメインの1つ以上の領域に特異的に結合する抗原結合領域からなり、アフィニティが少なくとも10nM、さらに好ましくは約1nM未満である、請求項1または2に記載の抗体。
  6. 重鎖定常ドメインが修飾されたまたは無修飾のIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4を決定する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗体。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメントをコードする単離された核酸配列。
  8. 配列番号:3および4に対応する、請求項7に記載の単離された核酸配列。
  9. 請求項7または8に記載の核酸配列を含む発現ベクター。
  10. 哺乳動物細胞などの高等真核宿主細胞、酵母細胞などの下等真核宿主細胞であることができ、細菌細胞などの原核細胞であってもよい、請求項9に記載のベクターあるいは請求項7または8に記載の核酸分子を含む宿主細胞。
  11. 抗体または抗原結合性フラグメントを生産するために請求項10に記載の宿主細胞を使用する方法であって、請求項10に記載の宿主細胞を適切な条件下で培養し、該抗体を回収することを含む方法。
  12. 請求項11に記載の方法によって生産された抗体または抗原結合性フラグメント。
  13. 少なくとも95重量%均一にまで精製された、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  14. 医薬としての、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  15. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメントと賦形剤および助剤を含む医薬上許容される担体とを含む医薬組成物。
  16. 容器に詰められた抗体Mat3の治療有効量を含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体を含むキットであって、所望により第二の治療剤を含み、さらに、容器に添付されたまたは容器と共に包装されたラベルを含み、ラベルが、容器の内容物を記載し、子宮内膜症、腺筋症、良性乳房疾患および乳房痛、泌乳阻害、高および正常プロラクチン血性脱毛、良性前立腺過形成、類線維腫を処置するための、または非ホルモン雌性避妊に使用するための、または乳腺上皮細胞増殖を阻害する目的で併用ホルモン療法(すなわちエストロゲン+プロゲスチン療法)を受けている女性を処置するための、または抗エストロゲン耐性乳癌を処置および予防するための、容器の内容物の使用に関して示すおよび/または指示する、キット。
  17. 子宮内膜症および腺筋症(内性子宮内膜症)を処置および/または予防する方法における使用のための請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  18. 雌性避妊の医薬の製造のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメントの使用。
  19. 良性乳房疾患および乳房痛の処置方法における使用のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  20. 泌乳阻害のための医薬の製造のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  21. 良性前立腺過形成の処置方法における使用のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  22. 高および正常プロラクチン血性脱毛の処置方法における使用のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  23. 併用ホルモン療法を受けている女性を処置するための医薬の製造のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメントの使用。
  24. 併用ホルモン療法がエストロゲン+プロゲスチン療法である、請求項23に記載の使用。
  25. 抗エストロゲン耐性乳癌の処置または予防方法における使用のための、請求項1〜6のいずれか一項に記載の抗体または抗原結合性フラグメント。
  26. 少なくとも1つの他の薬剤と組み合わされた請求項1〜6のいずれか一項に記載のPRLR抗体または抗原結合性フラグメントを含む、請求項15に記載の医薬組成物。
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