JP2016504291A - Egfr及びc−metフィブロネクチンiii型ドメイン結合分子 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単一特異性及び二重特異性EGFR及び/又はc−Met結合FN3ドメイン含有分子を提供する。本発明は、本発明のFN3ドメインをコードしているポリヌクレオチド、又はその相補的な核酸、ベクター、宿主細胞及びそれらを作製する方法、及び使用する方法を提供する。
本発明は、上皮成長因子受容体(EGFR)と特異的に結合し、上皮成長因子(EGF)とEGFRとの結合をブロッキングする、フィブロネクチンIII型(FN3)ドメインを提供し、これにより、治療用途及び診断用途において幅広く使用することができる。本発明は、本発明のFN3ドメインをコードしているポリヌクレオチド、又はその相補的な核酸、ベクター、宿主細胞及びそれらを作製する方法、及び使用する方法を提供する。
HNVYKDTNX9RGL(配列番号179)又は配列LGSYVFEHDVML(配列番号180)を含むFGループを含み、X9は、M又はIであり;
BCループは、配列X1X2X3X4X5X6X7X8(配列番号181)を含み、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLである。
配列LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVHNVYKDTNX9RGLPLSAEFTT(配列番号182)、又は配列
LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVLGSYVFEHDVMLPLSAEFTT(配列番号183)を更に含み、
ここで、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLであり;
X9は、M又はIである。
本発明は、また、肝細胞増殖因子受容体(c−Met)と特異的に結合し、肝細胞増殖因子(HGF)とc−Metとの結合をブロッキングし、これにより、治療用途及び診断用途において幅広く使用することができる、フィブロネクチンIII型(FN3)ドメインを提供する。本発明は、本発明のFN3ドメインをコードしているポリヌクレオチド、又はその相補的な核酸、ベクター、宿主細胞及びそれらを作製する方法、及び使用する方法を提供する。
Cストランド及びCDループであって、配列、DSFX10IRYX11EX12X13X14X15GX16(配列番号184)を含み、ここで、
X10は、W、F又はVであり;
X11は、D、F又はLであり;
X12は、V、F又はLであり;
X13は、V、L又はTであり;
X14は、V、R、G、L、T又はSであり;
X15は、G、S、A、T又はKであり;
X16は、E又はDである、Cストランド及びCDループと;
Fストランド及びFGループであって、配列TEYX17VX18IX19X20VKGGX21X22SX23(配列番号185)を含み、
X17は、Y、W、I、V、G又はAであり;
X18は、N、T、Q又はGであり;
X19は、L、M、N又はIであり;
X20は、G又はSであり;
X21はS、L、G、Y、T、R、H又はKであり;
X22は、I、V又はLであり;
X23は、V、T、H、I、P、Y又はLである、Fストランド及びFGループと、を含む。
ここで、
X10は、W、F又はVであり;
X11は、D、F又はLであり;
X12は、V、F又はLであり;
X13は、V、L又はTであり;
X14は、V、R、G、L、T又はSであり;
X15は、G、S、A、T又はKであり;
X16は、E又はDであり;
X17は、Y、W、I、V、G又はAであり;
X18は、N、T、Q又はGであり;
X19は、L、M、N又はIであり;
X20は、G又はSであり;
X21はS、L、G、Y、T、R、H又はKであり;
X22は、I、V又はLであり;
X23は、V、T、H、I、P、Y又はLである。
Tencon(配列番号1)は、ヒトテネイシン−Cの、15のFN3ドメインの共通配列から設計された非天然のフィブロネクチンIII型(FN3)ドメインである(Jacobsら、Protein Engineering,Design,and Selection,25:107〜117,2012;米国特許公開第2010/0216708号)。Tenconの結晶構造は、FN3ドメインに特有であるが、7つのβストランドを接続する6つの表面露出ループを示す。このβストランドは、A、B、C、D、E、F及びGとし、ループは、AB、BC、CD、DE、EF及びFGループと呼ばれる(Bork and Doolittle,Proc Natl Acad Sci USA 89:8990〜8992,1992;米国特許第6,673,901号)。これらのループ、又は各ループ内の選択された残基は、EGFR又はc−Metと結合する新規分子の選択に使用できるフィブロネクチンIII型(FN3)ドメインのライブラリを構築するために、ランダム化できる。表1には、Tencon(配列番号1)の各ループ及びβストランドの位置及び配列を示す。
本明細書に記載される本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子は、低分子EGFR阻害物質と比較したときの特異性及び標的外の毒性の低減の点において、並びに従来の抗体治療と比較したときの組織侵入の改善の点おいて、利益をもたらし得る。本発明は、少なくとも一部は、EGFR結合及びc−Met結合FN3ドメインの混合物と比較したとき、本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子が、大幅に改善された相乗的阻害効果をもたらすとの驚くべき発見に基づく。分子は、EGFR及びc−Metの双方に対して、特異的親和性となるように調節して、腫瘍侵入及び保持率を最大化してもよい。本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子は、EGFR及び/又はc−Metシグナル伝達経路のより効果的な阻害をもたらし、セツキシマブ(Eribtux(登録商標))より効率的に、腫瘍増殖を阻害する。
該第1のFN3ドメインは、
HNVYKDTNX9RGL(配列番号179)又は配列LGSYVFEHDVML(配列番号180)を含むFGループを含み、X9は、M又はIであり;
BCループは、配列X1X2X3X4X5X6X7X8(配列番号181)を含み、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLであり;
該第2のFN3ドメインは、
Cストランド及びCDループであって、配列、DSFX10IRYX11EX12X13X14X15GX16(配列番号184)を含み、ここで、
X10は、W、F又はVであり;
X11は、D、F又はLであり;
X12は、V、F又はLであり;
X13は、V、L又はTであり;
X14は、V、R、G、L、T又はSであり;
X15は、G、S、A、T又はKであり;
X16は、E又はDである、Cストランド及びCDループと;
Fストランド及びFGループであって、配列TEYX17VX18IX19X20VKGGX21X22SX23(配列番号185)を含み、
X17は、Y、W、I、V、G又はAであり;
X18は、N、T、Q又はGであり;
X19は、L、M、N又はIであり;
X20は、G又はSであり;
X21はS、L、G、Y、T、R、H又はKであり;
X22は、I、V又はLであり;
X23は、V、T、H、I、P、Y又はLである、Fストランド及びFGループと、を含む。
LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVHNVYKDTNX9RGLPLSAEFTT(配列番号182)、又は、配列
LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGV LGSYVFEHDVMLPLSAEFTT(配列番号183)、を含む、EGFRに結合する第1のFN3ドメインを含み、
配列番号182及び183では、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLであり;
X9は、M又はIである。
LPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAF DSFX10IRYX11E X12X13X14X15GX16AIVLTVPGSERSYDLTGLKPG TEYX17VX18IX19X20VKGGX21X22SX23PLSAEFTT(配列番号186)、を含むc−Metに結合する第2のFN3ドメインを含み、
ここで、
X10は、W、F又はVであり;
X11は、D、F又はLであり;
X12は、V、F又はLであり;
X13は、V、L又はTであり;
X14は、V、R、G、L、T又はSであり;
X15は、G、S、A、T又はKであり;
X16は、E又はDであり;
X17は、Y、W、I、V、G又はAであり;
X18は、N、T、Q又はGであり;
X19は、L、M、N又はIであり;
X20は、G又はSであり;
X21はS、L、G、Y、T、R、H又はKであり;
X22は、I、V又はLであり;
X23は、V、T、H、I、P、Y又はLである、Fストランド及びFGループと、を含む。
50ng/mLのヒトEGFを用いて、H292細胞において測定したとき、約8×10-7M未満のIC50値にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害するか、
100ng/mLのヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約8.4×10-7M未満のIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
約9.5×10-6M未満のIC50値にて、HGF誘発性のNCI−H292細胞増殖を阻害し、ここで該細胞増殖は、7.5ngのHGFを含有する10% FBSによって誘発されるか、
約2.0×10-8M未満のKDにて、EGFRに結合するか;又は
約2.0×10-8M未満のKDにて、c−Metに結合し、該KDは、実施例3又は実施例5に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定される。
50ng/mLのヒトEGFを用いて、H292細胞において測定したとき、約4.2×10-9M〜8×10-7MのIC50にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害するか、
100ng/mLのヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約2.4×10-8M〜約8.4×10-7MのIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
約2.3×10-8M〜約9.5×10-6MのIC50値にて、HGF誘発性のNCI−H292細胞増殖を阻害し、該細胞増殖は、7.5ngのHGFを含有する10% FBSによって誘発されるか、
約2×10-10M〜約2.0×10-8MのKDにて、EGFRに結合するか、又は
約1×10-9M〜約2.0×10-8MのKDにて、c−Metに結合し、該KDは、実施例3又は実施例5に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定される。
配列LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVHNVYKDTNX9RGLPLSAEFTT(配列番号182)を含み、ここで、
X1は、Dであり;
X2は、Dであり;
X3は、Pであり;
X4は、存在せず;
X5は、H又はWであり;
X6は、Aであり;
X7は、Fであり;
X8は、Yであり;
X9は、M又はIである、EGFR結合FN3ドメインと;
c−Met結合FN3ドメインであって、配列
LPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAF DSFX10IRYX11E X12X13X14X15GX16AIVLTVPGSERSYDLTGLKPG TEYX17VX18IX19X20VKGGX21X22SX23PLSAEFTT(配列番号186)を含み、
ここで、
X10は、Wであり;
X11は、Fであり;
X12は、Fであり;
X13は、V又はLであり;
X14は、G又はSであり;
X15は、S又はKであり;
X16は、E又はDであり;
X17は、Vであり;
X18は、Nであり;
X19は、L又はMであり;
X20は、G又はSであり;
X21は、S又はKであり;
X22は、Iであり;
X23は、Pである、c−Met結合FN3ドメインと、を含む。
LPAPKNLVVSX24VTX25DSX26RLSWDDPX27AFYX28SFLIQYQX29SEKVGEAIX30LTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYX31VHNVYKDTNX32RGLPLSAX33FTT(配列番号:187)を含み、
X24は、E、N又はRであり;
X25は、E又はPであり;
X26は、L又はAであり;
X27は、H又はWであり;
X28は、E又はDであり;
X29は、E又はPであり;
X30は、N又はVであり;
X31は、G又はYであり;
X32は、M又はIであり;
X33は、E又はIであり、
第2のFN3ドメインは、配列
LPAPKNLVVSX34VTX35DSX36RLSWTAPDAAFDSFWIRYFX37FX38X39X40GX41AIX42LTVPGSERSYDLTGLKPGTEYVVNIX43X44VKGGX45ISPPLSAX46FTT(配列番号188)を含み;
X34は、E、N又はRであり;
X35は、E又はPであり;
X36は、L又はAであり;
X37は、E又はPであり;
X38は、V又はLであり;
X39は、G又はSであり;
X40は、S又はKであり;
X41は、E又はDであり;
X42は、N又はVであり;
X43は、L又はMであり;
X44は、G又はSであり;
X45は、S又はKであり;
X46は、E又はIである。
本明細書に記載の本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子又は単一特異性EGFR/c−Met FN3ドメインは、例えば、共有結合による相互作用を介して他のサブユニットを組み込むことができる。本発明の一態様では、本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子は、半減期延長部分を更に含む。例示的な半減期延長部分は、アルブミン、アルブミン変異体、アルブミン−結合タンパク質及び/又はドメイン、トランスフェリン並びにそのフラグメント及び類縁体並びにFc領域である。例示的なアルブミン結合ドメインは、配列番号117に示されており、例示的なアルブミン変異体は、配列番号189に示す。
本発明は、単離したポリヌクレオチドとして、又は発現ベクターの一部として、若しくは、転写/翻訳に使用される線状DNA配列を含む線状DNA配列の一部として、EGFR−結合又はc−Met結合FN3ドメイン又は本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子をコードする核酸類及び組成物又はこれらの定方向突然変異原(directed mutagen)の原核、真核、線状ファージの発現、分泌及び/又は提示と適合性のあるベクターを提供する。特定の例示的なポリヌクレオチドは、本明細書にて開示されるが、所与の発現システムにおける、遺伝暗号の縮退又はコドン選択を考慮した、本発明のEGFR−結合ドメイン若しくはc−Met結合FN3ドメイン、又は二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子をコードする、その他のポリヌクレオチドもまた、本発明の範囲内である。
本明細書に記載の本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子、EGFR結合FN3ドメイン又はc−Met結合FN3ドメインを使用して、ヒトの疾患症状又は細胞、組織、器官、流体又は一般に、宿主内での特定の病理の診断、モニター、調整、治療、軽減、発生の予防の補助、減少を行うことができる。本発明の方法を用いて任意の分類に属する患畜を治療することができる。このような動物の例としては、ヒト、齧歯類、イヌ、ネコ、及び家畜などの哺乳動物が挙げられる。
本発明は、本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子、EGFR結合FN3ドメイン又はc−Met結合FN3ドメイン及び製薬上許容できる担体である医薬組成物を提供する。治療に使用するために、本発明の二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子、EGFR結合FN3ドメイン又はc−Met結合FN3ドメインは、製薬上許容できる担体中において、有効成分として有効量の前記ドメイン又は分子を含む医薬組成物として、調製することができる。「担体」という用語は、活性化合物と共に投与する希釈剤、補助剤、賦形剤又はビヒクルのことを指す。かかるビヒクルは、落花生油、大豆油、鉱物油、ゴマ油などの、石油、動物、植物、又は合成物由来のものを含む、水及び油などの液体であってよい。例えば、0.4%生理食塩水及び0.3%グリシンを用いることができる。これらの溶液は滅菌液であり、一般的に、粒子状物質を含まない。これらは、従来の周知の滅菌技術(例えば、濾過)によって滅菌することができる。この組成物は、生理学的条件におおよそ近づけるために必要とされる製薬上許容できる補助物質、例えばpH調整剤及び緩衝剤、安定化剤、増粘剤、潤滑剤及び着色剤などを含むことができる。かかる医薬製剤中の本発明の分子の濃度は広範囲にわたって様々であってよく、すなわち約0.5重量%未満、通常は少なくとも約1重量%〜15又は20重量%までであってよく、また、選択される特定の投与方法にしたがって、主として必要とされる用量、液体の体積、粘度などに基づいて選択される。好適なビヒクル及び製剤(他のヒトタンパク質、例えば、ヒト血清アルブミンを含む)は、例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,21st Edition,Troy,D.B.ed.,Lipincott Williams and Wilkins,Philadelphia,PA 2006,Part 5,Pharmaceutical Manufacturing pp 691〜1092に記載され、特にpp.958〜989を参照されたい。
Tencon(配列番号1)は、ヒトテネイシン−Cの、15のFN3ドメインの共通配列から設計された免疫グロブリン様スカフォールドである、フィブロネクチンIII型(FN3)ドメインである(Jacobsら、Protein Engineering,Design,and Selection,25:107〜117,2012;米国特許公開第2010/0216708号)。Tenconの結晶構造は、7つのβストランドを接続する6つの表面露出ループを示す。これらのループ、又は各ループ内の選択された残基は、特定の標的と結合する新規分子の選択に使用できるフィブロネクチンIII型(FN3)ドメインのライブラリを構築するために、ランダム化できる。
Lpapknlvvsevtedslrlswtapdaafdsfliqyqesekvgeainltvpgsersydltglkpgteytvsiygvkgghrsnplsaeftt(配列番号1)
Tencon(配列番号1)のFGループのみランダム化するように設計されたライブラリである、TCL1は、cis−ディスプレイ系で使用するために構築された(Jacobsら、Protein Engineering,Design,and Selection,25:107〜117,2012)。この系では、Tacプロモーター、Tenconライブラリコード配列、RepAコード配列、cis−エレメント及びoriエレメントの一本鎖DNA組み込み配列を作製する。インビトロ転写/翻訳系での発現時に、コードされているDNAに、cisにおいて結合するTencon−RepA融合タンパク質の錯体が生成される。次に、標的分子に結合する錯体は、単離され、前述のように、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法により、増幅される。
**KGGHRSN:配列番号86
Xは、NNSコドンによりコードされたアミノ酸の変性を指す。
#は、本文に記述されている「設計されたアミノ酸分布」を指す。
TenconのBCループ及びFGループのいずれもランダム化され、各位置でのアミノ酸の分布を厳密に管理したTCL2ライブラリが構築された。表3には、TCL2ライブラリ内での所望のループ位置における、アミノ酸分布を示す。設計されたアミノ酸分布には、2つの目的がある。第1に、このライブラリは、Tencon結晶構造の解析に基づき、かつ/又は相同モデリングから、Tenconのフォールディング及び安定性に、構造上重要であることが予測された残基に対してバイアスがある点である。例えば、位置29は、疎水性アミノ酸のサブセットのみであるように固定された。これは、この残基が、Tenconフォールドの疎水性コアに埋め込まれた(buried)変化したためである。第2層の設計には、高親和性結合剤を効率的に作製するために、抗体の重鎖HCDR3内に優先的に見られる残基に対するアミノ酸分布のバイアスが含まれる(Birtalanら、J Mol Biol 377:1518〜28,2008;Olsonら、Protein Sci 16:476〜84,2007)。この目標値に対して、表3の「設計された分布」は、以下の分布を示す。アラニン6%、アルギニン6%、アスパラギン3.9%、アスパラギン酸7.5%、グルタミン酸2.5%、グルタミン1.5%、グリシン15%、ヒスチジン2.3%、イソロイシン2.5%、ロイシン5%、リジン1.5%、フェニルアラニン2.5%、プロリン4%、セリン10%、スレオニン4.5%、トリプトファン4%、チロシン17.3%、バリン4%。この分布には、メチオニン、システイン及び終止コドンは含まれない。
頂部(BC、DE、及びFG)及び底部(AB、CD、及びEF)ループ、例えば、FN3ドメイン中の報告された結合表面は、FN3構造の中心を形成するβストランドによって分離される。ループによって形成された表面とは異なる形状を有するFN3ドメインの2つの「側面」にある代替表面は、2つの逆並行βストランド、C及びFβストランドとCD及びFGループ(本明細書では、C−CD−F−FG表面と呼ばれている)によって、FN3ドメインの片面に形成される。
ライブラリのスクリーニング
Cis−ディスプレイを使用して、TCL1及びTCL2ライブラリから、EGFR結合ドメインを選択した。IgG1 Fc(R&D Systems)に融合された組換え型ヒト細胞外EGFRドメインは、標準的な方法を用いて、ビオチン化し、パニングのために使用した(配列番号73の全長EGFRの残基25〜645)。インビトロ転写及び翻訳(ITT)のために、ライブラリDNA 2〜6μgを、全アミノ酸0.1mM、1X S30プレミックス成分及びS30抽出物(Promega)30μL、合計量100μLを用いてインキュベートし、30℃でインキュベートした。1時間後、ブロッキング溶液450μL(2%ウシ血清アルブミン、herring sperm DNA 100μg/mL及びヘパリン1mg/mLを加えたPBS pH 7.4)を添加し、その反応物を氷上で15分間インキュベートした。EGFR−Fc:EGF錯体は、EGFR対EGFのモル比1:1及び10:1で、ブロッキング溶液中、室温にて1時間、組換え型ヒトEGF(R&D Systems)とビオチン化組換え型EGFR−Fcを混合することによって、組み込んだ。結合させるためにブロッキングITT反応生成物500μLをEGFR−Fc:EGF錯体100μLと混合し、結合した錯体は、磁性ニュートラアビジン又はストレプトアビジンビーズ(Seradyne)を用いてプルダウン(pulled down)した後、室温で1時間インキュベートした。非結合ライブラリメンバーは、PBST及びPBSで連続洗浄して除去した。洗浄後、更にパニング操作のために、10分間、65℃まで加熱することによって、結合錯体からDNAを溶出し、PCRによって増幅し、制限消化及びライゲーションによって、RepAをコードするDNAフラグメントに付着させた。高親和性結合剤は、連続的に標的EGFR−Fc濃度を低下させることによって、各操作200nM〜50nMで、洗浄の厳密性を増大させて単離した。4回目及び5回目では、非結合及び低結合FN3ドメインは、PBS中において、非ビオチン化EGFR−Fcの10倍のモル過剰存在下で、一晩、洗浄することによって除去した。
より生理学的な場合において、異なるFN3ドメインがEGFRに結合する能力を評価するために、A431細胞に結合する能力を測定した。A431細胞(American Type Culture Collection,カタログ番号CRL−1555)は、1細胞当たり約2×106個の受容体にて、EGFRを過剰発現する。細胞を、不透明の黒の96ウェルプレート中にて、5,000個/ウェルで播種し、5% CO2の増湿大気中、37℃で一晩付着させた。FN3ドメイン発現細菌溶解物は、FACS染色緩衝液(Becton Dickinson)で1,000倍希釈し、3つのプレートで、室温にて1時間インキュベートした。細菌溶解物を除去し、細胞は、FACS染色緩衝液150μL/ウェルで3回洗浄した。細胞は、FACS染色緩衝液で1対100に希釈した抗−penta His−Alexa488抗体コンジュゲート(Qiagen)50μL/ウェルで、20分間、室温にてインキュベートした。細胞を、150μL/ウェルのFACS染色緩衝液で3回洗浄し、その後、ウェルにFACS染色緩衝液100μLを入れ、読み取り機のAcumen eX3を用いて、488nmにて蛍光を読み取った。A431細胞(TCL1及びTCL2ライブラリの1320の粗細菌溶解物)に結合する能力に関して、細菌溶解物含有FN3ドメインをスクリーニングし、516の陽性クローンが同定された。ここで、結合は、バックグランドシグナルの10倍以上であった。TCL14ライブラリからの300の細菌溶解物の結合をスクリーニングし、その結果、EGFRに結合する58のユニークなFN3ドメイン配列を得た。
EGFR結合の機序を更によく特徴決定するために、種々の同定FN3ドメインクローンが、EGFに競合するようにEGFRに結合する能力を、A431細胞を用いて測定し、A431結合アッセイスクリーニングと並行して実施した。A431細胞を、不透明の黒の96ウェルプレート中にて、5,000個/ウェルで播種し、5% CO2の増湿大気中、37℃で一晩付着させた。細胞は、1対1,000に希釈した細菌溶解物50μL/ウェルで、3つのプレートにおいて、室温にて1時間インキュベートした。ビオチン化EGF(Invitrogen,カタログ番号E−3477)は、各ウェルに添加し、最終濃度30ng/mLとし、室温で10分間インキュベートした。細胞は、FACS染色緩衝液150μL/ウェルで3回洗浄した。細胞は、FACS染色緩衝液中に1対100に希釈したストレプトアビジン−フィコエリトリンコンジュゲート(Invitrogen)50μL/ウェルを用いて、20分間、室温にてインキュベートした。細胞を、150μL/ウェルのFACS染色緩衝液で3回洗浄し、その後、ウェルにFACS染色緩衝液100μLを入れ、読み取り機のAcumen eX3を用いて、600nmにて蛍光を読み取った。
His−タグFN3ドメインを、MultiTrap(商標)HPプレート(GE Healthcare)を用いて浄化大腸菌溶解物から精製し、リン酸ナトリウム20mM、塩化ナトリウム500mM及びイミダゾール250mMを含む、pH 7.4の緩衝液中に溶出させた。精製サンプルは、PD MultiTrap(商標)G−25プレート(GE Healthcare)を用いた分析のために、pH 7.4のPBSに取り替えた。
サイズ排除クロマトグラフィーを使用して、EGFRに結合するFN3ドメインの凝集状態を測定した。各精製FN3ドメインのアリコット(10μL)を、移動相(PBS、pH 7.4)中にて、流速0.3mL/分で、Superdex 75 5/150カラム(GE Healthcare)に注入した。カラムからの溶出を280nmの吸光度でモニターした。SECによって高レベルの凝集状態が示されたFN3ドメインは、更なる分析から除外した。
選択したEGFR結合FN3ドメインをスクリーニングして、ProteOn XPR−36 instrument(Bio−Rad)上でEGFR−Fcへの結合において、低オフレート(koff)を有するものを同定し、高親和性結合剤を選択しやすくした。0.005%のPBSを含有するTween−20中で、流速30μL/分、チップ上での水平配向の6つの全リガンドチャネル上での、アミンカップリング(pH 5.0)を介し、5μg/mLの濃度のヤギ抗−ヒトFc IgG(R&D systems)を、直接固定化した。固定化密度は、平均約1500応答単位(RU)であり、チャネル間で、5%未満の変動があった。EGFR−Fcは、抗ヒトFc IgG表面上で、密度約600RUにて、縦のリガンド配向で捕捉した。試験対象のFN3ドメインは全て、濃度1μMに正規化し、水平配向における結合の試験を行った。FN3ドメインには、6つ全ての検体チャネルを使用して、スクリーニング能力を最大化した。解離フェーズは、10分間、100μL/分の流速にてモニターした。中間スポット結合シグナルは、基準として使用し、検体と固定化IgG表面との間の非特異的結合をモニターし、全ての結合応答から差し引いた。処理した結合データは、1対1の単純なラングミュアの結合モデルに局所的にフィッティングし、捕捉したEGFR−Fcに結合する各FN3ドメインのkoffを抽出した。
EGFRのEGF刺激リン酸化を阻害する能力について、A431細胞において、単一濃度で、精製EGFR−結合FN3ドメインの試験を行った。EGFRリン酸化は、EGFRリン酸化(Tyr1173)キット(Meso Scale Discovery)を用いてモニターした。10%ウシ胎児血清(FBS)(Gibco)と共に、GlutaMAX(商標)を含有する、100μL/ウェルのRPMI培地(Gibco)の入った、透明な96ウェル組織培養処理プレート(Nunc)に、20,000個/ウェルで、細胞を播種し、5% CO2を含む増湿大気中、37℃で一晩付着させた。培地は、完全に除去し、細胞は、FBS非含有培地100μL/ウェル中、5%CO2を含む増湿大気中、37℃で、一晩、飢餓させた。次に、細胞は、濃度2μMの予熱した(37℃)EGFR結合FN3ドメイン含有飢餓培地100μL/ウェルで、5% CO2を含む増湿大気中、1時間、37℃にて処理した。対照は、飢餓培地のみで処理した。最終濃度がEGF 50ng/mL及びEGFR結合FN3ドメイン1μMとなるように、組換え型ヒトEGF(R&D Systems,カタログ番号236−EG)100ng/mLを含む予熱済み(37℃)飢餓培地100μL/ウェルを、添加して、穏やかに混合し、37℃にて、5% CO2で15分間インキュベートすることによって、細胞を刺激した。陰性対照として、対照ウェルセットを1つ、非刺激のままとした。培地を完全に除去して、細胞を、製造者の指示に従って、完全溶解緩衝液100μL/ウェル(Meso Scale Discovery)で、室温で、10分間振盪させながら、溶解させた。チロシン1173上でリン酸化されたEGFRの測定のために構成されたアッセイプレート(Meso Scale Discovery)を、製造者の指示に従って、1.5〜2時間、室温で提供されたブロッキング溶液によりブロッキングした。次いで、プレートは、1Xトリス洗浄緩衝液(Meso Scale Discovery)200μL/ウェルで4回洗浄した。細胞溶解物アリコット(30μL/ウェル)は、アッセイプレートに移し、プレートシーリングフィルム(VWR)で覆い、室温で、1時間振盪させながら、インキュベートした。アッセイプレートは、トリス洗浄緩衝液200μL/ウェルで4回洗浄し、その後、気泡が入らないように注意して、氷冷検出抗体溶液25μL/ウェル、(Meso Scale Discovery)を各ウェルに添加した。プレートは、室温で、1時間振盪させながら、インキュベートし、その後、トリス洗浄緩衝液200μL/ウェルで4回洗浄した。シグナルは、Read Buffer(Meso Scale Discovery)150μL/ウェル、を添加することによって検出され、製造業者によるアッセイ特定デフォルト設定を用いて、SECTOR(登録商標)Imager 6000装置(Meso Scale Discovery)で読み取った。各EGFR結合FN3ドメインのEGFにより刺激された陽性対照シグナル伝達の阻害率を算出した。
大規模発現、精製及びエンドトキシン除去
表4に示すFN3ドメインをスケールアップさせて、詳細な特徴決定のために更なる物質を提供した。各EGFR結合FN3ドメイン変異体を含む一晩培養物を使用して、100μg/mLのアンピシリンを一晩培養物の1/80に希釈して、新鮮培地に添加した、テリフィックブロス(Terrific broth)培地0.8Lに接種し、37℃で、振盪させながらインキュベートした。600nmでの吸光度が約1.2〜1.5に到達したとき、最終濃度が1mMになるようにIPTGを添加することによって培養物を誘導し、温度を30℃まで低下させた。4時間後、遠心分離によって細胞を回収し、細胞ペレットは、必要になるまで、−80℃で保管された。
選択されたEGFR結合FN3ドメインの組換え型EGFR細胞外ドメインへの結合親和性について、Proteon Instrument(BioRad)を用いた表面プラズモン共鳴法から、更に特性を決定した。アッセイ設定(チップの調製、EGFR−Fcの捕捉)は、上述のオフレート分析と同様であった。選択されたEGFR結合FN3ドメインの試験は、1μMの濃度で、3倍希釈系列で、水平方向で行った。緩衝液サンプルも注入して、ベースラインの安定性をモニターした。各EGFR結合FN3ドメインの全ての濃度に対して、解離相(dissociation phase)を、流速100μL/分で、30分間、(オフレートスクリーニングから、koffが約10-2s-1以上の場合)又は1時間(koffが約10-3s-1以下の場合)モニターした。次の2つの参照データのセットを、応答データから減算した:1)EGFR結合FN3ドメインと固定化IgG表面間の非特異的相互作用を修正するためのスポット間シグナル、2)経時的な、捕捉されたEGFR−Fc表面の解離による、ベースライン変動を修正するための緩衝液チャネルシグナル。各FN3ドメインに対する全ての濃度における、処理後の結合データを、1対1の単純なラングミュアの結合モデルに全体的にフィッティングし、動力学的定数(kon、koff)及び親和性(KD)定数の推定値を抽出した。表5には、各構造の動力学的定数について、200pM〜9.6nMで親和性が変化することが示されている。
A431細胞を、不透明の黒の96ウェルプレート中にて、5,000個/ウェルで播種し、5% CO2の増湿大気中、37℃で一晩付着させた。精製されたEGFR結合FN3ドメイン(1.5nM〜30μM)を細胞(50μL中)に添加し、3つのプレートで、室温にて1時間インキュベートした。上清を除去し、細胞を、FACS染色緩衝液150μL/ウェルで3回洗浄した。細胞は、FACS染色緩衝液中に1対100に希釈した抗−penta His−Alexa488抗体コンジュゲート(Qiagen)50μL/ウェルを用いて、20分間、室温にてインキュベートした。細胞を、150μL/ウェルのFACS染色緩衝液で3回洗浄し、その後、ウェルにFACS染色緩衝液100μLを入れ、読み取り機のAcumen eX3を用いて、488nmにて蛍光を読み取った。データは、生蛍光シグナルとして、FN3ドメインモル濃度の対数に対して、プロットし、可変スロープを用いて、GraphPad Prism 4(GraphPad Software)により、S字形用量反応曲線にフィッティングさせ、EC50値を算出した。表5には、各構造のEC50が、2.2nM〜20μM超にわたることが示されている。
A431細胞を、不透明の黒の96ウェルプレート中にて、5,000個/ウェルで播種し、5% CO2の増湿大気中、37℃で一晩付着させた。精製されたEGFR結合FN3ドメイン(1.5nM〜30μM)を細胞(50μL/ウェル)に添加し、3つのプレートで、室温にて1時間インキュベートした。ビオチン化EGF(Invitrogen,カタログ番号E−3477)は、最終濃度30ng/mLとなるように、各ウェルに添加し、室温で10分間インキュベートした。細胞は、FACS染色緩衝液150μL/ウェルで3回洗浄した。細胞は、FACS染色緩衝液中に1対100に希釈したストレプトアビジン−フィコエリトリンコンジュゲート(Invitrogen)50μL/ウェルを用いて、20分間、室温にてインキュベートした。細胞を、150μL/ウェルのFACS染色緩衝液で3回洗浄し、その後、ウェルにFACS染色緩衝液100μLを入れ、読み取り機のAcumen eX3を用いて、600nmにて蛍光を読み取った。データは、生蛍光シグナルとして、FN3ドメインモル濃度の対数に対して、プロットし、可変スロープを用いて、GraphPad Prism 4(GraphPad Software)により、S字形用量反応曲線にフィッティングさせ、IC50値を算出した。表5には、このIC50値が、1.8nM〜121nMにわたることが示されている。
EGFにより刺激されたEGFRリン酸化が著しく阻害された選択FN3ドメインについて、阻害に対するIC50値を測定することによって、更に完全に評価した。EGFにより刺激されたEGFRリン酸化の阻害を、上記の「EGFにより刺激されたEGFRリン酸化の阻害」に記載されたように、FN3ドメインの濃度を変化させて(0.5nM〜10μM)評価した。データは、電気化学発光シグナルとして、FN3ドメインモル濃度の対数に対して、プロットし、可変スロープを用いて、GraphPad Prism 4(GraphPad Software)により、データをS字形用量反応にフィッティングさせ、IC50値を算出した。表5には、このIC50値が、18nM〜2.5μM超にわたることが示されている。
EGFR依存性細胞増殖の阻害を、EGFR結合FN3ドメインへの暴露の後に、EGFR過剰発現ヒト腫瘍細胞株NCI−H292及びNCI−H322(American Type Culture Collection、カタログ番号はそれぞれ、CRL−1848、CRL−5806)の生存度を測定することによって評価した。
EGFR結合FN3ドメインのサブセットは、各分子の立体配座の安定性を高める設計がなされた。FN3ドメイン安定性の向上を示した突然変異L17A、N46V及びE86I(米国特許第2011/0274623号に記載されている)は、DNA合成によりクローンP54AR4−83、P54CR4−31及びP54AR4−37に組み込んだ。新規突然変異P54AR5−83v2、P54CR431−v2及びP54AR4−37v2は、前述のように発現させ、精製した。PBSでの示差走査熱量測定を用いて、対応する親分子の安定性と比較するために各変異体の安定性を評価した。表6は、各変異体分子のTm 18.5℃の平均増加により、大幅に安定化したことを示す。
ヒトc−Metのパニング
TCL14ライブラリについて、ビオチン化−ヒトc−Met細胞外ドメイン(bt−c−Met)に対するスクリーニングを行い、c−Metに特異的に結合できるFN3ドメインを同定した。選択のために、TCL14ライブラリ3μgは、E.Coli S30 Linear Extract(Promega,Madison,WI)及びCis−ブロック(2% BSA(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)、100μg/mL Herring Sperm DNA(Promega)、1mg/mLヘパリン(Sigma−Aldrich))でブロッキングした発現ライブラリにおいてインビトロ転写及び翻訳(IVTT)した。選択のために、bt−c−Metを400nM(1回目)、200nM(2及び3回目)及び100nM(4及び5回目)の濃度で添加した。neutravidin磁気ビーズ(Thermo Fisher,Rockford,IL)(1、3及び5回目)又はストレプトアビジン磁気ビーズ(Promega)(2及び4回目)を用いて、結合ライブラリメンバーを回収し、500μLのPBS−Tで、5〜14回ビーズを洗浄し、その後、500μLのPBSで2回洗浄することによって、非結合ライブラリメンバーを除去した。
大腸菌溶解物に存在するFN3ドメインについて、生化学的形式での、精製c−Met細胞外ドメインに対するHGFの結合を阻害する能力をスクリーニングした。組換え型ヒトc−Met Fcキメラ(PBS中0.5μg/mL、100μL/ウェル)を、96ウェルのWhite Maxisorp Plates(Nunc)上にコーティングし、一晩、4℃で、インキュベートした。これらのプレートを、Biotek plate washer上で0.05% Tween 20(TBS−T,Sigma−Aldrich)含有トリス緩衝生理食塩水300μl/ウェルで、2回洗浄した。アッセイプレートは、室温(RT)で、1時間、振盪させながらStartingBlock T20(200μL/ウェル、Thermo Fisher Scientific,Rockland,IL)でブロッキングし、再び、TBS−T300μlで2回洗浄した。FN3ドメイン溶解物は、Hamilton STARplus robotics systemを用いて、StartingBlock T20中に希釈した(1:10〜1:100,000)。溶解物(50μL/ウェル)は、振盪させながら、室温で1時間、アッセイプレート上でインキュベートした。これらのプレートを洗浄することなく、bt−HGF(StartingBlock T20中1μg/mL、50μL/ウェル、ビオチン化)を振盪させながら、室温で30分間、プレートに添加した。Tencon27溶解物を含有する対照ウェルには、StartingBlock T20又は希釈bt−HGFのいずれかを入れた。次いで、プレートを、TBS−T300μL/ウェルで4回洗浄し、30〜40分間、室温で、振盪させながら、ストレプトアビジン−HRP100μl/ウェルでインキュベートした(TBS−Tで1:2000、Jackson Immunoresearch,West Grove,PA)。再び、これらのプレートをTBS−Tで4回洗浄した。シグナルを発達させるために、製造業者の指示に従って調製されたPOD化学発光基材(50μL/ウェル、Roche Diagnostics,Indianapolis,IN)をプレートに添加し、約3分以内に、SoftMax Proを用いて、Molecular Devices M5で発光を読み取った。阻害率は、以下の式を用いて求めた。100−((RLUsample−平均RLUNo bt-HGF control)/(平均RLUbt-HGF control−平均RLUNo bt-HGF control)*100)。50%以上の阻害率は、ヒットとみなされた。
His−タグFN3ドメインを、MultiTrap(商標)HPプレート(GE Healthcare)を用いて浄化大腸菌溶解物から精製し、リン酸ナトリウム20mM、塩化ナトリウム500mM及びイミダゾール250mMを含む、pH 7.4の緩衝液中に溶出させた。精製サンプルは、PD MultiTrap(商標)G−25プレート(GE Healthcare)を用いた分析のために、pH 7.4のPBSに取り替えた。
選択されたFN3ドメインは、HGF競合アッセイにおいて、更に特性決定された。精製FN3ドメインの用量反応曲線は、上記のアッセイを用いて作成した(出発濃度5μM)。阻害率を算出した。データは、阻害率として、FN3ドメインモル濃度の対数に対して、プロットし、可変スロープを用いて、GraphPad Prism 4により、データをS字形用量反応にフィッティングさせ、IC50値を算出した。
c−Met−Fc融合タンパク質を実験で使用したことを除き、実施例3のEGFR結合FN3ドメインに対する親和性の測定のために記述されたプロトコールに従って、選択されたc−Met結合FN3ドメインに対して、親和性を測定した。
上記の実施例2に記載のように、FN3ドメインを発現させ、精製する。それぞれ、上述の実施例1及び実施例2に記載のサイズ排除クロマトグラフィー及び動力学的解析を行った。表7は、各ドメインの全アミノ酸配列に対する、Cストランド、CDループ、Fストランド及びFGループの配列並びに配列番号を示す。
CDストランド残基は、配列番号に示した残基38〜43に対応する
Fストランド残基は、配列番号に示した残基65〜74に対応する
FGストランド残基は、配列番号に示した残基75〜81に対応する
NCI−H441細胞(カタログ番号HTB−174,American Type Culture Collection,Manassas,VA)は、ポリ−D−リジンをコーティングした、底部が透明な黒色の96ウェルプレート(BD Biosciences,San Jose,CA)中、細胞20,000個/セルで播種し、5% CO2、37℃で一晩付着させた。精製FN3ドメイン(50μL/ウェル;0〜1000nM)は、4℃で、1時間、2つのプレートで細胞に添加した。上清を除去し、FACS染色緩衝液(150μL/ウェル、BD Biosciences,カタログ番号554657)で3回洗浄した。細胞は(FACS染色緩衝液で1対160に希釈、50μL/ウェル、R&D Systems,カタログ番号BAM050)、4℃で、30分間、ビオチン化抗HIS抗体と共にインキュベートした。細胞を、3回、FACS染色緩衝液(150μL/ウェル)で洗浄した後、ウェルを抗マウスIgG1−Alexa 488コンジュゲート抗体(FACS染色緩衝液で1対80に希釈、50μL/ウェル、Life Technologies,カタログ番号A21121)で、4℃で、30分間インキュベートした。細胞は、FACS染色緩衝液で3回洗浄し(150μL/ウェル)、FACS染色緩衝液に放置した(50μL/ウェル)。全蛍光量は、読み取り機のAcumen eX3を使用して測定した。データは、生蛍光シグナルとして、FN3ドメインモル濃度の対数に対して、プロットし、可変スロープを用いて、GraphPad Prism 4(GraphPad Software)により、S字形用量反応曲線にフィッティングさせ、EC50値を算出した。FN3ドメインは、表8に示すとおり、EC50値が1.4nM〜22.0nMの間である、結合活性範囲を示すことがわかった。
Meso Scale Discovery(Gaithersburg,MD)のc−Metリン酸化(Tyr1349)キットを用いて、NCI−H441において、c−MetのHGF刺激リン酸化を阻害する能力について、精製FN3ドメインの試験を行った。10%ウシ胎児血清(FBS;Life Technologies)を含有する、100μL/ウェルのRPMI培地(Glutamax及びHEPES含有、Life Technologies)の入った、透明な96ウェル組織培養処理プレートに、20,000個/ウェルで、細胞を播種し、5% CO2、37℃で一晩付着させた。培養培地は、完全に除去して、細胞は、血清非含有RPMI培地(100μL/ウェル)中で、37℃で、5% CO2にて、一晩飢餓させた。次に、細胞に、1時間、37℃にて、5% CO2で、20μM以下の濃度の、FN3ドメインを含有する新鮮な血清非含有RPMI培地(100μL/ウェル)を補充(replenish)した。対照は、培地のみで処理した。細胞は、組換え型ヒトHGF(100μL/ウェル、R&D Systemsカタログ番号294−HGN)100ng/mLで刺激し、37℃、5% CO2、15分間インキュベートした。陰性対照として、対照ウェルセットを1つ、非刺激のままとした。次に、培地を完全に除去して、細胞を、製造者の指示に従って、完全溶解緩衝液(50μL/ウェル、Meso Scale Discovery)で、室温で、10分間振盪させながら、溶解させた。リン酸化されたc−Metの測定のために構成されたアッセイプレートを、製造者の指示に従って、1時間、室温で提供されたブロッキング溶液によりブロッキングした。次いで、プレートは、トリス洗浄緩衝液(200μL/ウェル、Meso Scale Discovery)で3回洗浄した。細胞溶解物(30μL/ウェル)は、アッセイプレートに移し、室温で、振盪させながら1時間インキュベートした。アッセイプレートは、トリス洗浄緩衝液で4回洗浄し、その後、氷冷検出抗体溶液(25μL/ウェル、Meso Scale Discovery)を各ウェルに、1時間、室温で、振盪させながら添加した。プレートは、再び、トリス洗浄緩衝液で4回、すすぎ洗いをした。シグナルは、150 Read Buffer(150μL/ウェル、Meso Scale Discovery)を添加することによって検出され、製造業者によるアッセイ特定デフォルト設定を用いて、SECTOR(登録商標)Imager 6000装置(Meso Scale Discovery)で読み取った。データは、電気化学発光シグナルとして、FN3ドメインモル濃度の対数に対して、プロットし、可変スロープを用いて、GraphPad Prism 4により、データをS字形用量反応にフィッティングさせ、IC50値を算出した。FN3ドメインは、表8に示すとおり、IC50値4.6nM〜1415nMにて、リン酸化c−Metを阻害することがわかった。
c−Met依存性細胞増殖の阻害は、U87−MG細胞(American Type Culture Collection,カタログ番号HTB−14)の生存度を測定し、その後、c−Met結合FN3ドメインに暴露することによって評価した。10% FBSを添加したRPMI培地100μL/ウェルの入った不透明な白色96ウェル組織培養処理済みプレート(Nunc)中、細胞8000個/ウェルで、細胞を播種し、5% CO2、37℃で一晩付着させた。プレーティングから24時間後、培地を吸引し、細胞に、無血清RPMI培地を補充した。
PBS中の示差走査熱量測定は、各FN3ドメインの安定性を評価するために使用した。実験結果は、表9に示す。
二重特異性EGFR/c−Met分子の生成
実施例1〜6に記載のEGFR及びc−Met結合FN3ドメインの多数の組み合わせを、EGFR及びc−Metの双方と結合できる二重特異性分子へと接合した。更に、配列番号107〜110に示されるアミノ酸配列を有するEGFR結合FN3ドメイン、及び配列番号111〜114に示されるアミノ酸配列を有するc−Met結合FN3ドメインを作製し、二重特異性分子へと接合した。以下のフォーマットを維持するように、配列番号50〜72、106、118〜121又は190〜193(表10)に示すアミノ酸配列をコードする合成遺伝子を作製した。EGFR結合FN3ドメインにペプチドリンカーが続き、c−Met結合FN3ドメインが続く。ポリ−ヒスチジンタグは、精製を補助するため、C末端で組み込まれた。表10に記載されているこれらの分子に加え、2つのFN3ドメイン間のリンカーを、表11に記載されているものに従い、長さ、配列の組成及び構造によって変化させた。いくつかの他のリンカーが、こうしたFN3ドメインに連結するために使用できると考えられている。二重特異性EGFR/c−Met分子は、単一特異性EGFR又はc−Met FN3ドメインについて記載されているように、IMAC及びゲル濾過クロマトグラフィー方法を用いて、大腸菌から発現させ、精製した。二重特異性EGFR/c−Met分子は、開始剤メチオニンを含んでいても、含んでいなくてもよいことは、当業者に明らかである。開始剤メチオニンを有する例示的な分子は、配列番号106、118〜121、138〜165、190及び192に示すアミノ酸配列を有する分子であり、開始剤メチオニンを有さない例示的な分子は、配列番号50〜72、191及び193に示す。EGFR結合FN3ドメインのための開始剤メチオニンの存在により、適切な活性が確保され、この開始剤メチオニンは、c−Met FN3ドメインに対して影響が少ない。
NCI−H292細胞を、96ウェルプレートにて、10% FBSを含有するRPMI培地中に播種した。24時間後、培地を無血清培地RPMIに置き換えた。血清飢餓の24時間後、細胞は、異なるFN3ドメイン濃度(高親和性単一特異性EGFR FN3ドメイン(P54AR4−83v2)、低親和性単一特異性c−Met FN3ドメイン(P114AR5P74−A5)、2つの単一特異性EGFR及びc−Met FN3ドメインの混合物、又は高親和性EGFR FN3ドメイン(ECB1)に連結する低親和性c−Met FN3ドメインからなる二重特異性EGFR/c−Met分子の混合物のいずれか)で処理した。細胞は、1時間、単一特異性又は二重特異性分子で処理し、その後、EGF、HGF又はEGFとHGFとの組み合わせで、37℃にて、5% CO2で15分間刺激した。細胞はMSD溶解緩衝液で溶解させ、細胞のシグナル伝達は、適切なMSDアッセイプレートを用いて、製造業者の指示に従って、上記のとおり、評価した。
単一特異性FN3ドメイン分子及び二重特異性FN3ドメイン分子のインビボでの有効性を判断するために、ヒトHGF(マウスHGFはヒトc−Metに結合しない)を分泌するように腫瘍細胞を改変した。ヒトHGFは、レンチウィルス感染(レンチウィルスDNAベクター発現ヒトHGF(Accession #X16322)及びレンチウイルスパッケージングキット(Genecopoeia))を用いてNCI−H292細胞内に安定して発現させた。感染後、HGF発現細胞を、プロマイシン4μG/mL(Invitrogen)で選択した。ヒトHGFタンパク質は、アッセイプレート(MesoScale Discovery)を用いて、プールされた細胞のコンディショニングした培地で検出された。
SCIDベージュマウスの各動物の背側腹部に、NCI−H292細胞発現ヒトHGF(細胞2.0×106個、200μLのCultrex(Trevigen)中)を皮下接種した。注入後1週間、マウスを同等の腫瘍体積を有する群に階層化した(平均腫瘍容積=77.9+/−1.7mm3)。マウスは、週3回、二重特異性分子の投与を受け、腫瘍体積を週2回記録した。c−Met及びEGFRに対して異なる親和性を有する4つの異なる二重特異性分子により、腫瘍増殖阻害(TGI)を観察した。図8に、高親和性EGFR結合FN3ドメインを含む分子で処置したマウスにおいて、c−Met結合FN3ドメインが中程度の親和性であるとき、中程度の親和性のEGFR結合FN3ドメインと比較して、腫瘍増殖の遅延が観察されたため、c−Met及びEGFRの両方を阻害する利点を示す(白三角vs黒三角、P54AR4−83v2〜P114AR5P74−A5、P53A1R5−17〜P114AR5P74−A5と比較)。更に、データから、高親和性又は中程度の親和性のEGFR結合FN3ドメインのいずれかを含む二重特異性分子として、高親和性c−Met結合FN3ドメインを有することの重要性が明らかであり、高親和性のc−Met結合FN3ドメインが、最も高い有効性を示した(灰色及び黒の点線、P54AR4−83v2〜P114AR7P94−A3及びP53A1R5−17v2〜P114AR7P94−A3)。
二重特異性EGFR/c−Met分子(ECB38)及び低分子阻害剤クリゾチニブ(c−Met阻害剤)及びエルロチニブ(EGFR阻害剤)、セツキシマブ(抗−EGFR抗体)(それぞれ単剤として)、及びクリゾチニブとエルロチニブを組み合わせたもののインビボ治療有効性を、SCID/ベージュマウスのH292−HGFヒト肺癌異種移植皮下モデルの治療において、評価した。
QD:1日に1回Q4d:4日に1回;クリゾチニブとエルロチニブを組み合わせたものの間隔は、0.5時間;投与量は、体重(10l/g)を基準に調整した;a:グルーピング後、第14日目には投与しなかった。
腎臓での濾過作用を低減することで、タンパク質の血中半減期を延長する多数の方法が公開されており、ポリエチレングリコール(PEG)又はその他のポリマーによる修飾、アルブミンへの結合、アルブミン又は他の血清タンパク質に結合するタンパク質ドメインとの融合、アルブミンとの遺伝的融合、IgG Fcドメインとの融合及び長く、構造化されていないアミノ酸配列との融合などが挙げられる。
選択二重特異性EGFR/c−Met分子の、EGFR及びc−Metの双方に対する親和性、EGFR及びc−Metの自己リン酸化を阻害する能力、及びHGF細胞の増殖への影響に関して特性決定した。組換え型EGFR及び/又はc−Met細胞外ドメインへの二重特異性EGFR/c−Met分子の結合親和性は、実施例3に記載されているプロトコールに従って、Proteon Instrument(BioRad)を使用して、表面プラズモン共鳴法によって更に分析した。特性決定結果を表17に示す。
EGFR細胞外ドメインへの結合に重要な残基を決定するために、分子P54AR4−83v2(配列番号:27)に対して一連の突然変異体を作製した。この分析のため、BCループ及びFGループ中の全てのアミノ酸位置を、1つずつアラニンに変異させ、18個の新しい分子を生成した。これらの変異体がEGFRに結合する親和性は、Proteon instrumentを用いたSPR分析によって測定された。その結果は、表18に示す。10個の位置において、10倍以上の結合親和性の損失がもたらされ、これにより、これらのタンパク質が、EGFRへの結合に寄与していることがわかる。倍率変化(fold change)は、親分子P54AR4−83v2と比較したときの変異体のKD値の倍率変化を示す。BCループ及びFGループからの残基の組み合わせは、結合面を構成する。10個の位置が、EGFRへの結合を10倍以上弱め、5個の位置では、EGFRへの結合を100倍以上弱めることがわかった(D23、F27、Y28、V77、G85)。P54AR4−83v2のほかに、EGFR結合分子P54AR4−48、P54AR4−81、P53A1R5−17v2、P54AR4−83v22及びP54AR4−83v23(それぞれ、配列番号:21、25、107、108及び109)は、変異時に100倍以上EGFR結合を弱めるパラトープ位置に同じ残基を有する。生成されたいくつかの二重特異性EGFR/c−Met分子は、表10に示すように、EGFR結合FN3ドメインとしてP54AR4−83v2、P54AR4−48、P54AR4−81、P53A1R5−17v2、P54AR4−83v22又はP54AR4−83v2を含む。
ヒト腫瘍細胞増殖の阻害を、実施例3又は6によって、若しくは低付着状態で、標準付着培養物において評価した。低付着状態での生存を評価するために、1mMピルビン酸ナトリウム(Gibco)、0.1mM NEAA(Gibco)、及び10%加熱不活性化ウシ胎児血清(Gibco)を添加した、GlutaMAX及び25mM Hepes含有RPMI培地(Invitrogen)50μL/ウェルの入ったUltra Low Attachment 96ウェルプレート(Corning Costar)中に、細胞を播種し、5% CO2、37℃で一晩付着させた。細胞は、異なる濃度(最終濃度0.035〜700nM)の抗体で、HGF(7.5ng/mL、R&D Systems、カタログ番号294−HGN)と共に処理し、37℃、5% CO2で、72時間インキュベートした。いくつかのウェルは、対照として、HGF又は抗体のいずれかで処理されないままとした。生細胞は、CellTiter−Glo(登録商標)試薬(Promega)を用いて検出し、データは、発光を読み取る前に、溶解物を、不透明な白い96ウェルの組織培養処理済プレート(PerkinElmer)に移した点以外は、実施例3の「ヒト腫瘍細胞増殖の阻害(NCI−H292増殖及びNCI−H322増殖アッセイ)」に上述されているとおり分析した。
AMP:増幅
Del:欠失
PRT
Homo sapiens
cMet
PRT
人工
EGFR結合FN3ドメインのFGループ
HNVYKDTNX9RGL;
ここで、X9は、M又はIである。
PRT
人工
EGFR結合FN3ドメインのFGループ
LGSYVFEHDVML(配列番号:180)
PRT
人工
EGFR結合FN3ドメインのBCループ
X1X2X3X4X5X6X7X8(配列番号181);ここで、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLである。
PRT
人工
EGFR結合FN3ドメイン
LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVHNVYKDTNX9RGLPLSAEFTT(配列番号182)、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLであり;
X9は、M又はIである。
PRT
人工
EGFR結合FN3ドメイン
LPAPKNLVVSEVTEDSLRLSWX1X2X3X4X5X6X7X8DSFLIQYQESEKVGEAINLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVLGSYVFEHDVMLPLSAEFTT(配列番号183)、
ここで、
X1はA、T、G又はDであり;
X2はA、D、Y又はWであり;
X3はP、D又はNであり;
X4はL又は存在せず;
X5はD、H、R、G、Y又はWであり;
X6はG、D又はAであり;
X7は、A、F、G、H又はDであり;
X8は、Y、F又はLである。
PRT
人工
c−Met結合FN3ドメイン、Cストランド及びCDループ配列
DSFX10IRYX11EX12X13X14X15GX16(配列番号184)、ここで、
X10は、W、F又はVであり;
X11は、D、F又はLであり;
X12は、V、F又はLであり;
X13は、V、L又はTであり;
X14は、V、R、G、L、T又はSであり;
X15は、G、S、A、T又はKであり;
X16は、E又はDである。
PRT
人工
c−Met結合FN3ドメイン、Fストランド及びFGループ
TEYX17VX18IX19X20V KGGX21X22SX23(配列番号185)、ここで、
X17は、Y、W、I、V、G又はAであり;
X18は、N、T、Q又はGであり;
X19は、L、M、N又はIであり;
X20は、G又はSであり;
X21はS、L、G、Y、T、R、H又はKであり;
X22は、I、V又はLであり;
X23は、V、T、H、I、P、Y又はLである。
PRT
人工
c−Met結合FN3ドメイン
LPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAF DSFX10IRYX11E X12X13X14X15GX16 AIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYX17VX18IX19X20VKGGX21X22SX23PLSAEFTT(配列番号186)、
ここで、
X10は、W、F又はVであり;
X11は、D、F又はLであり;
X12は、V、F又はLであり;
X13は、V、L又はTであり;
X14は、V、R、G、L、T又はSであり;
X15は、G、S、A、T又はKであり;
X16は、E又はDであり;
X17は、Y、W、I、V、G又はAであり;
X18は、N、T、Q又はGであり;
X19は、L、M、N又はIであり;
X20は、G又はSであり;
X21はS、L、G、Y、T、R、H又はKであり;
X22は、I、V又はLであり;
X23は、V、T、H、I、P、Y又はLである。
PRT
人工
二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子のEGFR FN3ドメイン
LPAPKNLVVSX24VTX25DSX26RLSWDDPX27AFYX28SFLIQYQX29SEKVGEAIX30LTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYX31VHNVYKDTNX32RGLPLSAX33FTT(配列番号O:187)、ここで、
X24は、E、N又はRであり;
X25は、E又はPであり;
X26は、L又はAであり;
X27は、H又はWであり;
X28は、E又はDであり;
X29は、E又はPであり;
X30は、N又はVであり;
X31は、G又はYであり;
X32は、M又はIであり;
X33は、E又はIである。
二重特異性EGFR/c−Met FN3ドメイン含有分子のc−Met FN3ドメイン
LPAPKNLVVSX34VTX35DSX36RLSWTAPDAAFDSFWIRYFX37FX38X39X40GX41AIX42LTVPGSERSYDLTGLKPGTEYVVNIX43X44VKGGX45ISPPLSAX46FTT(配列番号188)、ここで、
X34は、E、N又はRであり;
X35は、E又はPであり;
X36は、L又はAであり;
X37は、E又はPであり;
X38は、V又はLであり;
X39は、G又はSであり;
X40は、S又はKであり;
X41は、E又はDであり;
X42は、N又はVであり;
X43は、L又はMであり;
X44は、G又はSであり;
X45は、S又はKであり;
X46は、E又はIである。
HSA変異体C34S
DAHKSEVAHRFKDLGEENFKALVLIAFAQYLQQSPFEDHVKLVNEVTEFAKTCVADESAENCDKSLHTLFGDKLCTVATLRETYGEMADCCAKQEPERNECFLQHKDDNPNLPRLVRPEVDVMCTAFHDNEETFLKKYLYEIARRHPYFYAPELLFFAKRYKAAFTECCQAADKAACLLPKLDELRDEGKASSAKQRLKCASLQKFGERAFKAWAVARLSQRFPKAEFAEVSKLVTDLTKVHTECCHGDLLECADDRADLAKYICENQDSISSKLKECCEKPLLEKSHCIAEVENDEMPADLPSLAADFVESKDVCKNYAEAKDVFLGMFLYEYARRHPDYSVVLLLRLAKTYETTLEKCCAAADPHECYAKVFDEFKPLVEEPQNLIKQNCELFEQLGEYKFQNALLVRYTKKVPQVSTPTLVEVSRNLGKVGSKCCKHPEAKRMPCAEDYLSVVLNQLCVLHEKTPVSDRVTKCCTESLVNRRPCFSALEVDETYVPKEFNAETFTFHADICTLSEKERQIKKQTALVELVKHKPKATKEQLKAVMDDFAAFVEKCCKADDKETCFAEEGKKLVAASQAALGL
ECB168
MLPAPKNLVVSEVTEDSARLSWDDPWAFYESFLIQYQESEKVGEAIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVHNVYKDTNIRGLPLSAIFTTAPAPAPAPAPLPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAFDSFWIRYFEFLGSGEAIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYVVNILSVKGGSISPPLSAIFTT
MetのないECB168
LPAPKNLVVSEVTEDSARLSWDDPWAFYESFLIQYQESEKVGEAIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYTVSIYGVHNVYKDTNIRGLPLSAIFTTAPAPAPAPAPLPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAFDSFWIRYFEFLGSGEAIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYVVNILSVKGGSISPPLSAIFTT
ECB、名前なし、リスト17v2−C5v2の最後(last in the list 17v2-C5v2)
mLpapknlvvsevtedsarlswadphgfydsfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaifttapapapapap
LPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAFDSFWIRYFEFLGSGEAIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYVVNILSVKGGSISPPLSAIFTT
ECB、名前なし、metなし、リスト17v2−C5v2の最後
Lpapknlvvsevtedsarlswadphgfydsfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaifttapapapapap LPAPKNLVVSRVTEDSARLSWTAPDAAFDSFWIRYFEFLGSGEAIVLTVPGSERSYDLTGLKPGTEYVVNILSVKGGSISPPLSAIFTT
83v2 D22A
Lpapknlvvsevtedsarlswadpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 D23A
Lpapknlvvsevtedsarlswdapwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 P24A
Lpapknlvvsevtedsarlswddawafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 W25A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpaafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 F27A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwaayesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 Y28A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafaesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 H75A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvanvykdtnmrglplsaiftt
>83v2 N76A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhavykdtnmrglplsaiftt
>83v2 V77a
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnaykdtnmrglplsaiftt
>83v2 Y78A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvakdtnmrglplsaiftt
>83v2 K79A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvyadtnmrglplsaiftt
>83v2 D80A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykatnmrglplsaiftt
>83v2 M83A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnarglplsaiftt
>83v2 R84A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmaglplsaiftt
>83v2 G85A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmralplsaiftt
>83v2 L86A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtnmrgaplsaiftt
>83v2 T81A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdanmrglplsaiftt
>83v2 N82A
Lpapknlvvsevtedsarlswddpwafyesfliqyqesekvgeaivltvpgsersydltglkpgteytvsiygvhnvykdtamrglplsaiftt
>K78S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggSispplsaiftt
>G40S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflSsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkispplsaiftt
>L39S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfefSgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkispplsaiftt
>V68S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteySvnimgvkggkispplsaiftt
>N70S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvSimgvkggkispplsaiftt
>P81S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkisSplsaiftt
>F36S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwirySeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkispplsaiftt
>W32S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfSiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkispplsaiftt
>M72S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvniSgvkggkispplsaiftt
>R34S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiSyfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkispplsaiftt
>F38S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeSlgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkispplsaiftt
>I79S
lpapknlvvsrvtedsarlswtapdaafdsfwiryfeflgsgeaivltvpgsersydltglkpgteyvvnimgvkggkSspplsaiftt
PRT
人工
リンカー
GGGGSGGGGS
Claims (71)
- 第1のフィブロネクチンIII型(FN3)ドメイン及び第2のFN3ドメインを含む単離二重特異性FN3ドメイン含有分子であって、該第1のFN3ドメインは、上皮成長因子受容体(EGFR)と特異的に結合し、上皮成長因子(EGF)とEGFRとの結合をブロッキングし、該第2のFN3ドメインは、肝細胞増殖因子受容体(c−Met)と特異的に結合し、肝細胞増殖因子(HGF)とc−Metとの結合をブロッキングする、単離二重特異性FN3ドメイン含有分子。
- 請求項1に記載の二重特異性分子であって、
a)前記第1のFN3ドメインは、50ng/mLのヒトEGFを用いて、A431細胞において測定したとき、約2.5×10-6M未満のIC50値にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害し、前記第2のFN3ドメインは、100ng/mLのヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約1.5×10-6M未満のIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
b)前記第1のFN3ドメインは、50ng/mLのヒトEGFを用いて、A431細胞において測定したとき、約1.8×10-8M〜約2.5×10-6MのIC50値にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害し、前記第2のFN3ドメインは、100ng/mLのヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約4×10-9M〜約1.5×10-6MのIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
c)前記第1のFN3ドメインは、ヒトEGFRと、約1×10-8M未満の解離定数(KD)にて結合し、前記第2のFN3ドメインは、ヒトc−Metと、約5×10-8M未満のKDにて結合し、該KDは、実施例3に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定されるか、又は
d)前記第1のFN3ドメインは、ヒトEGFRと、約2×10-10〜約1×10-8MのKDにて結合し、前記第2のFN3ドメインは、ヒトc−Metと、約3×10-10〜約5x10-8MのKDにて結合し、該KDは、実施例5に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定される、二重特異性分子。 - 前記二重特異性分子は、前記第1のFN3ドメイン及び前記第2のFN3ドメインの混合物によるNCI−H292細胞増殖阻害のIC50値と比較した場合、少なくとも30倍小さいIC50値にて、NCI−H292細胞の増殖を阻害し、該細胞増殖は、7.5ng/mLのHGFを含有する10% FBSによって誘発される、請求項1又は2に記載の二重特異性分子。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の二重特異性分子であって、前記二重特異性分子は、
a)50ng/mLのヒトEGFを用いて、NCI−H292細胞において測定したとき、約8×10-7M未満のIC50値にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害するか、
b)100ng/mLのヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約8.4×10-7M未満のIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
c)約9.5×10-6M未満のIC50値にて、HGF誘発性NCI−H292細胞増殖を阻害し、該細胞増殖は、7.5ngのHGFを含有する10% FBSによって誘発されるか、
d)約2.0×10-8M未満のKDにてEGFRに結合するか、又は
e)約2.0×10-8M未満のKDにてc−Metに結合し、該KDは、実施例3及び実施例5に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定される、二重特異性分子。 - 前記第1のFN3ドメインは、少なくとも87%が配列番号27のアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含み、前記第2のFN3ドメインは、少なくとも83%が配列番号41のアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメインは、配列番号107又は108のアミノ酸配列を含み、前記第2のFN3ドメインは、配列番号114のアミノ酸配列を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメインは、P54AR4−83v2(配列番号27)の残基D23、F27、Y28、V77及びG85に対応する1つ以上のアミノ酸残基により、EGFRに結合する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記第2のFN3ドメインは、P114AR7P95−A3(配列番号41)の残基R34、F38、M72及びI79に対応する1つ以上のアミノ酸残基により、c−Metと結合する、請求項7に記載の二重特異性分子。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の二重特異性分子であって、
a)前記第1のFN3ドメインは、
i)配列番号179のアミノ酸配列又は配列番号180のアミノ酸配列を含むFGループと、
ii)配列番号181のアミノ酸配列を含むBCループと、を含み、
b)前記第2のFN3ドメインは、
i)配列番号184のアミノ酸配列を含むCストランド及びCDループと、
ii)配列番号185のアミノ酸配列を含むFストランド及びFGループと、を含む、二重特異性分子。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の二重特異性分子であって、
a)前記第1のFN3ドメインは、配列番号182のアミノ酸配列又は配列番号183のアミノ酸配列を含み、
b)前記第2のFN3ドメインは、配列番号186のアミノ酸配列を含む、二重特異性分子。 - 前記第1のFN3ドメイン及び/又は前記第2のFN3ドメインは、Tencon(配列番号1)の11、14、17、37、46、73及び86位に対応する1つ以上の残基位置で置換を含む、請求項5〜10のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメインは、配列番号187のアミノ酸配列を含み、前記第2のFN3ドメインは、配列番号188のアミノ酸配列を含む、請求項11に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメインは、配列番号18〜29、107〜110、122〜137、又は194〜211のうちの1つに示される配列を含み、前記第2のFN3ドメインは、配列番号32〜49、111〜114、又は212〜223のうちの1つに示される配列を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメイン及び前記第2のFN3ドメインは、
a)それぞれ、27及び32、
b)それぞれ、27及び41、
c)それぞれ、27及び40、
d)それぞれ、27及び33、
e)それぞれ、107及び41、
f)それぞれ、107及び40、
g)それぞれ、107及び33、
h)それぞれ、107及び32、
i)それぞれ、107及び114、
j)それぞれ、108及び111、
k)それぞれ、108及び112、
l)それぞれ、108及び113、
m)それぞれ、108及び114、
n)それぞれ、109及び111、
o)それぞれ、109及び112、
p)それぞれ、109及び113、
q)それぞれ、109及び114、
r)それぞれ、110及び111、
s)それぞれ、110及び112、
t)それぞれ、110及び113、又は
u)それぞれ、110及び114、の配列番号のアミノ酸配列を含む、請求項13に記載の二重特異性分子。 - 前記第1のFN3ドメイン及び/又は前記第2のFN3ドメインは、Tencon(配列番号1)の置換L17A、N46V及びE86Iに対応する1つ以上の置換を含む、請求項14に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメイン及び/又は前記第2のFN3ドメインは、配列番号1のTencon配列に基づいて設計されたライブラリから単離される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記第1のFN3ドメイン及び前記第2のFN3ドメインは、リンカーによって連結される、請求項1〜16のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記リンカーは、配列番号78〜84又は224のうちの1つに示されるアミノ酸配列を含む、請求項17に記載の二重特異性分子。
- 配列番号50〜72、106、118〜121、138〜165又は190〜193で示すアミノ酸配列を含み、任意選択的に、前記分子のN末端に連結されるメチオニン(Met)を含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記分子のC末端に連結されるシステインを更に含む、請求項19に記載の二重特異性分子。
- 半減期延長部分に連結される、請求項1〜20のいずれか一項に記載の二重特異性分子。
- 前記半減期延長部分が、アルブミン結合分子、ポリエチレングリコール(PEG)、アルブミン、アルブミン変異体、又は免疫グロブリンのFc領域の少なくとも一部である、請求項21に記載の二重特異性分子。
- 前記半減期延長部分は、配列番号189の前記アルブミン変異体である、請求項22に記載の二重特異性分子。
- 請求項5に記載の二重特異性分子をコードする、単離ポリヌクレオチド。
- 請求項24に記載のポリヌクレオチドを含む、ベクター。
- 請求項25に記載のベクターを含む、単離宿主細胞。
- 二重特異性分子を作製する方法であって、請求項26に記載の単離宿主細胞を、該二重特異性分子が発現するような条件下で培養することと、該二重特異性分子を精製することと、を含む、方法。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載の二重特異性分子と、製薬上許容できる担体と、を含む医薬組成物。
- 癌の治療を行うために十分な時間にわたって、治療的に有効な量の請求項1に記載の二重特異性分子を、その必要のある患者に投与することを含む、癌を有する被験体を治療する方法。
- 癌は、EGFR活性化突然変異、EGFR遺伝子増幅、c−Met活性化突然変異又はc−Met遺伝子増幅と関連がある、請求項29に記載の方法。
- 前記EGFR活性化突然変異は、G719A、G719X(Xは、任意のアミノ酸)、L861X(Xは、任意のアミノ酸)、L858R、E746K、L747S、E749Q、A750P、A755V、V765M、L858P又はT790Mの置換、E746〜A750の欠失、R748〜P753の欠失、M766〜A767間のAla(A)の挿入、S768〜V769間のSer、Val及びAla(SVA)の挿入、並びにP772〜H773間のAsn及びSer(NS)の挿入である、請求項30に記載の方法。
- 前記被験体は、エルロチニブ、ゲフィチニブ、アファチニブ、CO−1686、AZD9192又はセツキシマブによる治療に対して、耐性を示すか、又は耐性を得ている、請求項29に記載の方法。
- 癌は、上皮細胞癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、非小細胞性肺癌(NSCLC)、肺腺癌、小細胞肺癌、結腸直腸癌、肛門癌、前立腺癌、腎臓癌、膀胱癌、頭頚部癌、咽頭癌、鼻腔癌、膵癌、皮膚癌、口腔癌、舌癌、食道癌、膣癌、子宮頸癌、脾臓癌、精巣癌、胃癌、胸腺癌、大腸癌、甲状腺癌、肝癌、肝細胞癌(HCC)、散発性又は遺伝乳頭状腎細胞癌(PRCC)である、請求項29に記載の方法。
- 第2の治療薬を投与することを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記第2の治療薬は、化学療法剤又は標的抗癌治療剤である、請求項33に記載の方法。
- 前記第2の治療薬は、シスプラチン、ビンブラスチン、EGFR、c−Met、HER2、HER3、HER4若しくはVEGFRのチロシンキナーゼ阻害物質、エルロチニブ、ゲフィチニブ又はアファチニブである、請求項35に記載の方法。
- 前記第2の治療薬は、前記二重特異性分子と同時に、逐次的に又は別途に投与される、請求項34に記載の方法。
- 上皮成長因子受容体(EGFR)と特異的に結合し、上皮成長因子(EGF)とEGFRとの結合をブロッキングする、単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメインであって、該FN3ドメインは、配列番号1のTenconアミノ酸配列に基づいて設計されたライブラリから単離される、FN3ドメイン。
- 請求項38に記載のFN3ドメインであって、前記FN3ドメインは、
a)50ng/mLのヒトEGFを用いて、A431細胞において測定したとき、約2.5×10-6M未満のIC50値にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害するか、
b)50ng/mLのヒトEGFを用いて、A431細胞において測定したとき、約1.8×10-8M〜約2.5×10-6MのIC50値にて、EGFR残基チロシン1173におけるEGF誘発性のEGFRリン酸化を阻害するか、
c)約1×10-8M未満の解離定数(KD)にて、ヒトEGFRに結合し、該KDは、実施例3に記載の条件を用いて測定されるか、又は
d)約2×10-10〜約1×10-8MのKDにて、ヒトEGFRに結合し、該KDは、実施例3に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定される、FN3ドメイン。 - 少なくとも87%が配列番号27のアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含む、請求項38又は39に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、P54AR4−83v2(配列番号27)の残基D23、F27、Y28、V77及びG85に対応する1つ以上のアミノ酸残基により、EGFRに結合する、請求項38〜40のいずれか一項に記載のFN3ドメイン。
- 請求項38〜41のいずれか一項に記載のFN3ドメインであって、前記FN3ドメインは、
a)配列番号179のアミノ酸配列又は配列番号180のアミノ酸配列を含むFGループと、
b)配列番号181のアミノ酸配列を含むBCループと、を含む、FN3ドメイン。 - 配列番号182のアミノ酸配列又は配列番号183のアミノ酸配列を含む、請求項42に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、配列番号18〜29、107〜110、122〜137又は194〜211のうちの1つに示される配列を含む、請求項38〜43のいずれか一項に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、Tencon(配列番号1)の11、14、17、37、46、73及び86位に対応する1つ以上の残基位置で置換を含む、請求項44に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、配列番号1のTenconアミノ酸配列の置換L17A、N46V及びE86Iに対応する1つ以上の置換を含む、請求項45に記載のFN3ドメイン。
- 請求項40に記載のFN3ドメインをコードする、単離ポリヌクレオチド。
- 請求項47に記載のポリヌクレオチドを含む、ベクター。
- 請求項48に記載のベクターを含む、単離宿主細胞。
- EGFRと特異的に結合するFN3ドメインを作製する方法であって、請求項48に記載の単離宿主細胞を、EGFRと特異的に結合する該FN3ドメインが発現するような条件下で培養することと、該FN3ドメインを精製することと、を含む、方法。
- 肝細胞増殖因子受容体(c−Met)と特異的に結合し、肝細胞増殖因子(HGF)とc−Metとの結合をブロッキングする、単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメイン。
- 請求項51に記載のFN3ドメインであって、前記FN3ドメインは、
a)100ng/mLの組換え型ヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約1.5×10-6M未満のIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
b)100ng/mLの組換え型ヒトHGFを用いて、NCI−H441細胞において測定したとき、約4×10-9M〜約1.5x10-6MのIC50値にて、c−Met残基チロシン1349におけるHGF誘発性のc−Metリン酸化を阻害するか、
c)約5×10-8M未満のKDにて、ヒトc−Metに結合し、該KDは、実施例3に記載の条件下で測定されるか、又は
d)約3×10-10〜約5x10-8MのKDにて、ヒトc−Metに結合し、該KDは、実施例5に記載のように表面プラズモン共鳴を用いて測定される、FN3ドメイン。 - 少なくとも83%が配列番号41のアミノ酸配列と同一であるアミノ酸配列を含む、請求項51又は52に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、P114AR7P95−A3(配列番号41)の残基R34、F38、M72及びI79に対応する1つ以上のアミノ酸残基により、c−Metに結合する、請求項51〜53のいずれか一項に記載のFN3ドメイン。
- 請求項51〜54のいずれか一項に記載のFN3ドメインであって、前記FN3ドメインは、
a)配列番号184のアミノ酸配列を含むCストランド及びCDループと、
b)配列番号185のアミノ酸配列を含むFストランド及びFGループと、を含む、FN3ドメイン。 - 配列番号186のアミノ酸配列を含む、請求項55に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、配列番号32〜49、111〜114、又は212〜223のうちの1つに示される配列を含む、請求項51〜56のいずれか一項に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、配列番号1のTenconアミノ酸配列の11、14、17、37、46、73及び86位に対応する1つ以上の残基位置で置換を含む、請求項57に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、配列番号1のTenconアミノ酸配列の置換L17A、N46V及びE86Iに対応する1つ以上の置換を含む、請求項58に記載のFN3ドメイン。
- 前記FN3ドメインは、配列番号1のTenconアミノ酸配列に基づいて設計されたライブラリから単離される、請求項51〜59のいずれか一項に記載のFN3ドメイン。
- 請求項53に記載のFN3ドメインをコードする、単離ポリヌクレオチド。
- 請求項61に記載のポリヌクレオチドを含む、ベクター。
- 請求項62に記載のベクターを含む、単離宿主細胞。
- c−Metと特異的に結合するFN3ドメインを作製する方法であって、請求項63に記載の単離宿主細胞を、c−Metと特異的に結合する該FN3ドメインが発現するような条件下で培養することと、c−Metと特異的に結合する該FN3ドメインを精製することと、を含む、方法。
- 請求項38又は51に記載のFN3ドメインと、製薬上許容できる担体と、を含む医薬組成物。
- 癌の治療を行うために十分な時間にわたって、治療的に有効な量の請求項65に記載の医薬組成物を、その必要のある患者に投与することを含む、癌を有する被験体を治療する方法。
- 前記被験体は、エルロチニブ、ゲフィチニブ、アファチニブ、CO−1686、AZD9192又はセツキシマブによる治療に対して、耐性を示すか、又は耐性を得ている、請求項66に記載の方法。
- 癌は、上皮細胞癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、非小細胞性肺癌(NSCLC)、肺腺癌、小細胞肺癌、結腸直腸癌、肛門癌、前立腺癌、腎臓癌、膀胱癌、頭頚部癌、咽頭癌、鼻腔癌、膵癌、皮膚癌、口腔癌、舌癌、食道癌、膣癌、子宮頸癌、脾臓癌、精巣癌、胃癌、胸腺癌、大腸癌、甲状腺癌、肝癌、肝細胞癌(HCC)、散発性又は遺伝乳頭状腎細胞癌(PRCC)である、請求項66に記載の方法。
- 請求項1〜33のいずれか一項に記載の二重特異性FN3ドメイン含有分子、請求項38〜46のいずれか一項に記載の上皮成長因子受容体(EGFR)に特異的に結合する単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメイン、又は、請求項51〜60のいずれか一項に記載の肝細胞増殖因子受容体(c−Met)と特異的に結合する、単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメインの、治療のための使用。
- 癌の治療に使用するための、請求項1〜33のいずれか一項に記載の二重特異性FN3ドメイン含有分子、請求項38〜46のいずれか一項に記載の上皮成長因子受容体(EGFR)に特異的に結合する単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメイン、又は、請求項51〜60のいずれか一項に記載の肝細胞増殖因子受容体(c−Met)と特異的に結合する、単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメイン。
- 請求項70に記載の使用のための、請求項1〜33のいずれか一項に記載の二重特異性FN3ドメイン含有分子、請求項38〜46のいずれか一項に記載の上皮成長因子受容体(EGFR)に特異的に結合する単離フィブロネクチンIII型(FN3)ドメインであって、前記癌は、上皮細胞癌、乳癌、卵巣癌、肺癌、非小細胞性肺癌(NSCLC)、肺腺癌、小細胞肺癌、結腸直腸癌、肛門癌、前立腺癌、腎臓癌、膀胱癌、頭頚部癌、咽頭癌、鼻腔癌、膵癌、皮膚癌、口腔癌、舌癌、食道癌、膣癌、子宮頸癌、脾臓癌、精巣癌、胃癌、胸腺癌、大腸癌、甲状腺癌、肝癌、肝細胞癌(HCC)、散発性又は遺伝乳頭状腎細胞癌(PRCC)である、二重特異性FN3ドメイン含有分子、単離FN3ドメイン。
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