JP2016520595A - 抗TNF−α/CXCL10二重ターゲット抗体及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
本特許出願は、2013年5月22日に大韓民国特許庁に提出された大韓民国特許出願第10−2013−0057475号及び第10−2013−0057762号に対して優先権を主張し、上記特許出願の開示事項は、本明細書に参照として挿入される。
ここで、上記配列番号1のアミノ酸を含む重鎖相補性決定領域(Heavy chian complementarity determining region、HCDR)1、配列番号2のアミノ酸を含むHCDR2、配列番号3のアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号5のアミノ酸を含む軽鎖相補性決定領域(Light chian complementarity determining region、LCDR)1、配列番号6のアミノ酸を含むLCDR2、配列番号7のアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備え、
上記第2抗原結合部位は、配列番号9、配列番号17、配列番号21及び配列番号25よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR1、配列番号10、配列番号18、配列番号22及び配列番号26よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR2、配列番号11、配列番号19、配列番号23及び配列番号27よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号13、配列番号29、配列番号33及び配列番号37よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR1、配列番号14、配列番号30、配列番号34及び配列番号38よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR2、配列番号15、配列番号31、配列番号35及び配列番号39よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備える、
TNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体を提供する。
上記第1抗原結合部位は、配列番号1のアミノ酸配列で構成された重鎖相補性決定領域(Heavy chian complementarity determining region、HCDR)1、配列番号2のアミノ酸配列で構成されたHCDR2、配列番号3のアミノ酸配列で構成されたHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、
配列番号5のアミノ酸配列で構成された軽鎖相補性決定領域(Light chian complementarity determining region、LCDR)1、配列番号6のアミノ酸配列で構成されたLCDR2、配列番号7のアミノ酸配列で構成されたLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備え、
上記第2抗原結合部位は、配列番号9、17、21及び25よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR1、配列番号10、18、22及び26よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR2、配列番号11、19、23及び27よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、
配列番号13、29、33及び37よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR1、配列番号14、30、34及び38よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR2、配列番号15、31、35及び39よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備える軽鎖またはその断片を含むことが好ましいが、これに限定されない。
自家免疫疾患というのは、免疫細胞が自分と外部物質を区別せずに、自分を攻撃して発生する疾病を総称する疾患である。自家免疫疾患の例としては、リューマチ関節炎(rheumatoid arthritis)、全身性紅斑性狼瘡(systemic lupus erythematosis)、E−高免疫グロブリン血症症候群 (hyperimmunoglobulin E)、橋本甲状腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)、グレーブス病(Grave’s Disease)、多発性硬化症(multiple sclerosis)、硬皮症(Scleroderma)、全身性進行性硬皮症(progressive systemic sclerosis)、重症筋無力症(myasthenia gravis)、第1型糖尿(type I diabetes)、ぶどう膜炎(uveitis)、アレルギー性脳脊髄炎(allergic encephalomyelitis)、糸球体腎炎(glomerulonephritis)、白斑症(Vitilligo)、グッドパスチャー症候群(Goodpasture syndrome)、ベーチェット病(Becet’s Disease)、クローン病(Crohn’s Disease)、強直性脊椎炎(Ankylosing Spondylitis)、ぶどう膜炎(Uveitis)、血小板減少性紫斑病(Thrombocytopenic purpura)、尋常性天疱瘡(Pemphigus vulgaris)、小児糖尿病(Diabetes)、自己免疫溶血性貧血(Autoimmune Anemia)、クリオグロブリン血(Cryoglobulinemia)、副腎白質ジストロフィー(ALD)、全身性紅斑性狼瘡(Systemic Lupus Erythematosus、SLE)などがある。
(a)本発明の二重ターゲット抗体は、TNF−α及びCXCL10の両方に効果的に結合する二重特異性抗体なので、TNF−α/CXCL10を認識することができる二重ターゲット抗体として有用に使用されることができる。
(b)本発明の組成物は、TNF−α及びCXCL10の両方に効果的に結合するTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体を含む。
(c)本発明の二重ターゲット抗体は、TNF−αまたはCXCL10単一ターゲット抗体と比べて優れたTNF−α抑制能及び破骨細胞分化抑制能を有する。
(d)本発明の組成物は、免疫疾患の予防または治療に利用されることができる。
実施例1:ヒトCXCL10抗原タンパク質の製造
ヒトCXCL10に対する単一クローン抗体を製作するために、ヒトCXCL10タンパク質を発現及び精製した。具体的に、ヒトCXCL10を増幅するために脾臓、胎盤、肝及び腎臓cDNAライブラリミックスを鋳型としてpET22bベクターに挿入した。pET22b−ヒトCXCL10プラスミドをBL21(DE3)に形質転換した後、収得した形質転換体は、アンピシリン(ampicillin)が含まれたLBプレートに接種し、一晩中培養後、37℃で振盪培養した。
2−1.パンニング過程
パンニング(panning)は、ファージの外壁(coat)にペプチドを発現(display)するファージライブラリから、標的分子(抗体、酵素、細胞表面レセプターなど)と結合する性質を有するペプチドを表面に発現しているファージのみを選別する過程を称える。CXCL10の単一クローン抗体を製造するためのファージ抗体群を製造するために、ファージパンニングを行った。上記実施例1で収得した精製されたヒトCXCL10抗原100μgをImmunosorbチューブ(Nunc 470319)に2mlのコーティング緩衝溶液(Na2CO3(sigma、S7795)1.59g、NaHCO3(sigma、S8875)2.93g、NaN3(sigma、S2002)0.2gで4℃で16時間程度回転器(rotator)でコーティングした後、室温で2時間PBSにとかして4%スキムミルク((BD、232100)−1X PBSで4%)を使用して免疫チューブで遮断した。上記免疫チューブにライブラリファージ2mlを添加し、室温で2時間反応させ、PBST(0.05%)で5回、PBSで2回洗浄した。洗浄後、特異的に結合したscFv−ファージのみを100mM TEA(SigmaT−0886)で溶出し、溶出されたファージを大腸菌(XL1−Blue、stratagene、200249)に感染させて増幅した。一番目のパンニングで増幅されたファージをPBST(140mM NaCl(sigma、S7953−5kg)8g、10mM Na2HPO4(Sigma、S7907−dibasic)1.15g、1.8mM KH2PO4(sigma、S−5655−500g:monobasic)0.2g、2.7mM KCl(sigma p9541)0.2g、ツイン20(sigma、p1379)0.55%)洗浄段階で回数を増やして(2次:13番、3次:23番)、同一の方法で2次及び3次パンニングを行った。その結果、下記表1に示したように、3次で抗原に対するファージのコロニー力価(titer)が100倍以上増幅されることを確認した(表1)。
1次から3次までパンニングして冷凍しておいた細胞貯蔵物(stock)を5mlの2×YTCM、2%グルコース、5mM MgCl2培地にOD600値が0.1となるように入れた後、37℃で2〜3時間(OD600=0.5〜0.7)培養した。培養した細胞貯蔵物にM1ヘルパーファージを感染させ、2×YTCMK、5mM MgCl2、1mM IPTG培地に30℃で16時間培養した。上記培養した細胞を4500rpmで15分間4℃で遠心分離した後、上澄み液(1次〜3次パンニングpoly scFv−ファージ)を新しいチューブに移した。96ウェル免疫プレート(NUNC 439454)に2種類の抗原(CXCL10、a−myc)をウェル当たり100ngずつ4℃で16時間程度コーティング緩衝溶液で処理してコーティングし、PBSにとかしたスキームミルク(4%)を使用して各ウェルを遮断した。各ウェルごとにPBS−ツイン20(0.05%)0.2mlで洗浄した後、1次、2次、3次パンニングポリscFV−ファージを各ウェルに100μlずつ入れ、常温で2時間反応させた。反応後、さらに各ウェルごとにPBS−ツイン20(0.05%)0.2mlを使用して4回洗浄し、二次抗体である抗−M13−HRP(Amersham 27−9421−01)を1:2000で希釈し、室温で1時間反応させた。反応後にPBS−ツイン20(0.05%)0.2mlで洗浄し、OPD精製(Sigma、8787−TAB)をPC緩衝溶液(C6H8O7・H2O(sigma、C0706)5.1g、Na2HPO4(sigma、S7907)7.3g)にとかした基質溶液を作って、ウェル当たり100μlずつ入れて、10分間発色させた後、490nmで吸光度をSpectrophotometer(MolecularDevice、米国)で測定した。
上記実施例2−2で製造した結合能が大きい多クーロンファージ抗体群(3次パンニング)で得たコロニー2×YTCM、2%グルコース、5mM MgCl2培地1mlが含まれた96−deepウェルプレート(バイオニア、90030)に分注し、37℃で16時間培養した。培養した細胞のOD600値が0.1となるように、100〜200μlを取って1mlの2×YTCM、2%グルコース、5mM MgCl2培地に希釈した後、96−deepウェルプレートに分注し、37℃でOD600値が0.5〜0.7となるように2〜3時間培養した。M1ヘルパーファージを、MOI値が1:20になるように感染させた後、2×YTCMK、5mM MgCl2、1mM IPTG培地に30℃で16時間培養した。培養した細胞を4、500rpmで15分間4℃で遠心分離した後、上澄み液を取って、4%PEG6,000と3%NaClを添加し、十分にとかして、氷で1時間反応させた。反応後、8,000rpmで20分間4℃で遠心分離した後、ペレットにPBSを添加してとかした後、12,000rpmで10分間4℃で遠心分離して、上澄み液を取って、新しいチューブに移し、3次パンニングして得た単一クローンscFv−ファージを4℃で保管した。
96ウェル免疫プレートにCXCL10及びa−mycの2つの抗原をウェル当たり100ngずつ入れ、4℃で16時間コーティング緩衝溶液にコーティングした後、PBSにとかしたスキムミルク(4%)を使用して各ウェルを遮断した。各ウェルごとにPBS−ツイン20(0.05%)0.2mlを使用して洗浄した後、3次パンニングして得た単一クローンscFv−ファージ(各100scFv−ファージ)を各ウェルに100μlずつ入れ、常温で2時間反応させた。また、各ウェルごとにPBS−ツイン20(0.05%)0.2mlを使用して4回洗浄した後、2次抗体である抗−M13−HRPを1/2000に希釈し、室温で1時間反応させた。PBS−ツイン20(0.05%)0.2mlで洗浄した後、発色し、吸光度490nmで測定した。
3−1.フィンガープリンティングによる検証
上記実施例2を通じて選別された10個の単一クローン細胞をフィンガープリンティングで検証するために、選別した単一クローン細胞それぞれ1μlとTaqDNA重合酵素(ゼンダックス5U/μl)0.2μl、50p/μlの正方向プライマー(pelB5)(配列番号41:5’−CTAGATAACGAGGGCAAATCATG−3’)及び逆方向プライマー(cla3)(配列番号42:5’−CGTCACCAATGAAACCATC−3’)それぞれ0.2μl、10X緩衝溶液3μl、10mM dNTP mix 0.6μl、蒸留水24.8μlを混合し、下記表3のPCRプログラムの条件でコロニーPCR(iCycler iQ、BIO−RAD)を行った。
上記実施例3−1でフィンガープリンティングで確認された単一ファージクローンそれぞれの配列を分析するために、単一クローン細胞を2×YTCM、2%グルコース、5mM MgCl2培地(5ml)に37℃で16時間培養した。培養した単一細胞からDNA精製キット(Nuclogen、5112)を利用してDNAを収得した後、pelB5プライマー(配列番号43:5’−CTAGATAACGAGGGCAAATCATG−3’)を利用した配列分析(ソルゼント、韓国)を依頼し、上記選別された抗体のVH及びVLのCDR領域を確認した。分析された配列を通じてこれら抗体と生殖細胞系列(germ line)抗体群の類似性をNCBIのIg BLASTプログラム(//www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/)を利用してそれぞれのヒト抗体の重鎖及び軽鎖のCDR3で使用されているポリペプチドを分析した。
4−1.全体形態(Whole form)IgG変換
上記実施例3−2の4種の単一クローンファージのうち抗体をscFvからIgGに切り替えるために、重鎖の場合、単一クローンDNA 1μl、重鎖正方向プライマー及び重鎖逆方向プライマーそれぞれ10pmole/μl、10Xバッファー5μl、10mM dNTPmix1μl、pfu DNA重合酵素(ソルゼント、2.5U/μl)及び0.5μl蒸留水を混合して、コロニーPCR(iCycler iQ、BIO−RAD)を行った。また、軽鎖の場合も、下記軽鎖正方向及び逆方向プライマーを使用して同一の方法でコロニーPCRを行った。4種の単一クローンファージをscFvからIgGに変換するために使用したプライマーは、表7に示した。
抽出した全体形態抗体DNAは、293E細胞(Invitrogen)にPEI 40μg、DNA 10μg及び軽鎖DNA 10μgを入れて共同形質感染をした。形質感染後、得た2日目から8日目までの上澄み液を収得し、タンパク質Aビーズを利用して精製をし、精製されたヒトCXCL10抗体の抗原に対する結合力を測定するために、ELISAを行った。
5−1.二重特異的抗体HuE10−101の製造及び精製
抗−ヒトCXCL10単一抗体及びブロックバスター抗−TNF−α単一抗体であるヒュミラ(humira)を融合した二重特異的抗体を製作するために、上記実施例3で製造した抗−ヒトCXCL10単一クローン抗体のうちE10のScFvをpNATABH::ヒュミラの3’末端にクローニングし、これをHuE10−101と命名した。
二重特異的抗体HuE10−101のCXCL10またはTNF−αに対する特異的な結合力を確認するために、上記実施例4−2と同一の方法でELISA分析を行った。HuE10−101の結合力の水準を比較するために、HuE10−100抗体と同一の方法で分析して比較した。一方、上記HuE10−100抗体は、ヒュミラ重鎖の可変領域N−末端にE10scFvを連結させて製作し、HuE10−101のようなTNF−αとCXCL10に対する二重抗体であるが、HuE10−101に比べて発現量が極めて少ないという短所がある。
二重特異的抗体HuE10−101の動物実験のために細胞毒性を調査した。HuE10−101は、60.28mgを生産して調査し、対照群としてヒュミラを43.68mg生産して行った。
6−1.細胞株用HuE10−101発現ベクター製造
HuE10−101抗体のHuE10−101抗体重鎖と軽鎖の発現のためのプラスミドは、invitrogenのpOptiVecシステムを使用した。pOptiVecシステムの長所としては、関心遺伝子と選択マーカーであるDHFRが同一転写体上に存在し、遺伝子増幅が容易であるという点である。HuE10−101−HcとHuE10−101−Lcは、いずれもpOptivecベクターにサブクローニングされ、形質感染時にDNA線形化に使用された酵素位置は、アンピシリン遺伝子内部のPvuIを利用した。プラスミドマップは、図9の通りである。形質感染試薬としてリポフェクタミン2000を使用し、DNA:リポフェクタミン2000=1:1、1.5、2の比率で使用した。
発現宿主として使用されたCHO DG44細胞は、MEM−アルファ(w/)+10%FBS+AA培地を使用して培養した。細胞パッシング(passing)時に約1−2x106細胞/ウェルを0.25%トリプシンを使用して床から引き離した後、1/3を2mlの培地が含まれた新しいウェルにトランスファーした。細胞株の開発は、96ウェル及び6ウェルプレート水準で進行した。
形質感染の前日に4x105細胞を6ウェルプレートに分注した後、約16時間培養器で培養した。形質感染の当日の細胞状態を観察し、形質感染に適合するかを確認した後、MEM−アルファ(w/)(−FBS、−AA)培地で2回洗浄した。1mlのMEM−アルファ(w/)(−FBS、−AA)培地を添加後、約1時間培養器で培養した。形質感染に必要なDNAは、線形化したHuE10−101−HcとHuE10−101−Lcを使用し、2μg(Hc:1μg+Lc:1μg)とリポフェクタミン2000 4μlをMEM−アルファ(w/)(−FBS、−AA)100μlに混合後、常温で約30分間反応させた(DNA:リポフェクタミン2000=1:1、1.5、2)の3種類の比率で使用した。上記例示は、1:2の比率である。混合液をウェルに落とす方式で形質感染し、6時間後、MEM−アルファ(w/)+10%FBS+AA培地に交換した。形質感染は、いずれも2倍数で進行した。
約2日後、形質感染されたDG44の16個の96ウェルプレートで単一クローン選別を進行した。トリプシンで細胞をすべて引き離した後、カウンティングして、1ウェル当たり200細胞ずつとなるように分注した。この際、DHFRによる選別のためにMEM−アルファ(w/o)+10% dFBS+AA培地を使用した。2週後、コロニー生成有無を観察し、培地を収得し、ELISAを通じてHu10E−101の発現程度を確認し、高い発現率を有する29個のクローンを選別した。
HuE10−101抗体発現の増幅のためにMTXをMEM−アルファ(w/o)+10%dFBS+AA培地に添加して使用した。初期開始濃度は、100nMから適応を誘導した。上記で選別したHuE10−101 29個のクローンをウェル当たり5x105細胞で分注した。2日周期で新しい培地に交換しながら、コロニー形成を観察し、細胞が一杯になれば、さらに新しい細胞に5x105細胞で分けた。3回パッシングした後、ELISAを通じて発現率を確認した。100nM完了したクローンのうち発現の高いクローンは、1μMで遺伝子増幅をした。
HuE10−101抗体の定量は各ステップ別に適応された細胞を5x105細胞/T−25フラスコ/5mlに6日間培養する方式で実施した。100nMに適応された細胞でバッチ(batch)を実施した。ELISA方法を使用して定量した。
2種の細胞群(Humira CXCL10 cell line S7 3μM、Humira CXCL10 cell line S7 4μM)を利用して限界希釈法によって単一細胞株分離を行った。単一細胞株を確保するために、1細胞/ウェルで96ウェルプレートにシーディングして、群集を形成した単一細胞由来の細胞株を獲得した。獲得した単一細胞株のタンパク質発現量は、24ウェルプレートで4日間培養した培養液を利用してELISAに分析し、下記の総20個の単一細胞株を選別して、125mL Erlenmeyer flaskで浮遊培養適応を行った(表9)。
発現量の分析結果を通じて発現量が約50μg/mL以上を示す10個の細胞株を選別して、長期継代培養中に発現安定性を確認するための培養を行った。浮遊培養適応後、凍結保管された細胞を化学組成培地に解凍した後、125mL Erlenmeyer flaskで3日間隔で90日間継代培養した。継代ごとに培養液の一部を収穫し、凍結保管し、ELISAによる発現量分析結果に基づいて安定性を分析し、生産性が高くて、継代培養安定性が80%以上維持される細胞株を工程開発のための細胞株として選別した。分析結果に基づいてS7(4μM)−3細胞株を最終選別し、S7(4μM)−3細胞株の30継代までの培養安定性を培養初期(4−9継代)と26〜30継代での平均発現量を比較分析した結果、継代培養安定性が95%以上維持されることを確認した。したがって、S7(4μM)−3細胞株を工程開発及び10g生産のために生産用細胞株として使用した(図18)。
7−1.抗体の構造または構成成分に関する分析
7−1−1.N−末端アミノ酸配列確認
N−末端アミノ酸配列分析は、抗体タンパク質の重鎖と軽鎖に分けて分析した。
通常の抗体タンパク質のN−末端配列の一番目アミノ酸であるグルタミンよりなる場合、グルタミンアミノ酸がピロリドンカルボン酸(pyroglutamate)に変形された形態で存在する場合が高い。しかし、HuE10−101の重鎖と軽鎖は、いずれも、グルタミンでなく、グルタミン酸とアスパルト酸よりなるので、特異的変形が発生する可能性が非常に低い。
HuE10−101試料をTCAで沈積して貯蔵バッファーを除去し、5Mウレアを処理して変性させた。トリプシンを処理して抗体をペプチド断辺に切断させた後、PNGase−Fを入れて脱グリコシル化させた。最後に、DTTを入れて二硫化結合を除去した後、LC−MSでペプチド分析実験を行った。抗体タンパク質のN−末端配列は、タンパク質の発現過程で他の部分のアミノ酸に比べてPTM(post−translational modification)が発生する可能性が高くて、抗体タンパク質の活性度とその他免疫拒否反応にも関連されることができる。HuE10−101は、構造的に重鎖と軽鎖とに分けられていて、本実験では、重鎖のN−末端と軽鎖のN−末端をそれぞれLC−MS/MS方法によって最終シーケンシングした。N−末端分析のためにトリプシンを使用してそれぞれの重鎖N−末端分析と軽鎖N−末端分析を行った。
HuE10−101の構造的特性糾明のために、プロテアーゼ(トリプシン)処理後、LC‐MSペプチドマッピング分析法を利用して理論的アミノ酸配列の同質性を確認した。
HuE10−101タンパク質由来ペプチドの個数が多いため、図20a及び図20bにそれぞれ溶出される時間に分けてペプチドピークのアサイン結果を示した。
本実験は、CD(Circular dichroism)を利用して試料の2次構造を予測しようとした。CD分析して得たFar−UVデータをJASCO社の2次構造予測プログラムを利用して2次構造予測を行った(図22)。
HuE10−101の抗原に対する結合力分析のために、SPR装備中の1つであるバイオラッド(Bio−Rad)社のProteOn XPR36を利用した。抗原であるTNF−αまたはCXCL10を別にコーティングして、抗体の結合力を分析した結果、HuE10−101は、TNF−αに対しては、0.195nM、CXCL10に対しては、3.54nMの結合力を示した。対照群として使用したHumiraの場合は、TNF−αのみに対して0.116nMの結合力を示すだけで、CXCL10に対しては予想どおり結合しなかった。
7−3−1.ELISA(Enzyme−linked immunosorbent assay)
HuE10−101の抗原に対する免疫化学的分析のためにELISAを行った。抗原であるTNF−αまたはCXCL10をそれぞれ別にコーティングして抗体の結合力を分析した結果、HuE10−101は、TNF−αに対しては0.495nM、CXCL10に対しては1.9nMの結合力を示した。対照群として使用したHumiraの場合は、TNF−αのみに対して0.5nMの結合力を示すだけで、CXCL10に対しては予想どおり結合しなかった。
8−1.TNF−α抑制能評価
候補抗体のTNF−α抑制能を確認するために、TNF−α受容体を有しているWEHI164細胞を利用した抗−TNF−α抑制能評価技法を確立した。
対照抗体としては、ヒュミラ(Abbott Laboratories)を使用し、候補抗体としては、ヒュミラ複製抗体(課題で開発したものである)、HuE10−101を使用した。それぞれの抗体濃度を1/2段階希釈した後、hTNF−αを添加して細胞培養した後MTT(thiazolyl blue tetrazolium)を添加して、5%CO2、37℃培養器で培養した後、細胞を溶解させた後、595nmの波長で吸光度を測定した(図25)。
候補抗体の効能検証のために、トランスウェルシステムを利用した細胞走化能(chemotaxis)実験技法を確立した。本発明者らが先行研究を通じてCXCL10によってT細胞の走化能が増加されると明らかにした結果に基づいて、CXCL10によって増加した細胞走化能に抗−CXCL10抗体であるHuE10−101を処理したときの走化能の変化を観察した。Jurkat T細胞を5.0μmポアサイズ細胞培養トランスウェルに4時間培養し、Jurkat T細胞の移動を確認した。実験群には、HuE10−101を50ng/ml、100ng/ml、200ng/mlの濃度で上部と下部チャンバに処理し、CXCL10によって増加する走化能条件を作るために、下部チャンバには、hCXCL10をさらに処理した。陽性対照群には、下部チャンバのみにhCXCL10を単独で入れて、CXCL10によって走化能が増加するかを確認した。その結果、陽性対照群(PC)より実験群での細胞移動が効果的に減少することを確認した(図26)。
生産細胞株で生産した抗体の効能を評価するために、2次年度に確立したTNF−α中和能評価を進行した。本実験には、TNF−α受容体を有しているWEHI164細胞を利用した。対照抗体としては、humira(Abbott Laboratories)を使用し、実験群は、HuE10−101を使用した。それぞれの抗体濃度を1/2段階希釈(serial dilution)した後、再組み換えヒトTNF−αを添加して細胞培養した後、MTT(thiazolyl blue tetrazolium)を添加し、5%CO2、37℃培養器で培養した後、細胞を溶解させた後、595nmの波長で吸光度を測定し、EC50値を分析した。
9−1.ヒト化TNFマウスで二重抗体の効能評価
9−1−1.ヒト化TNF形質転換マウス
1991年Kefferなどが確立したTNF形質転換マウスモデルは、TNFを抑制する役目をするTNF3’UTR(untranslated region)がないように操作して、ヒトTNF移植遺伝子をマウスに導入した。これにより、TNFの発現を増大させることによって、自発的に関節炎が誘導されるようにした。このような方法で誘導された関節炎は、リュウマチ関節炎と同様に、病理学的に滑膜の肥厚、関節腔内への炎症細胞の浸潤、パンヌス形成と軟骨と骨の破壊を示した。
したがって、本発明者らは、TNFに対する二重抗体の効能評価のために、TNF形質転換マウスモデルを利用した。TNF形質転換マウスモデルを利用した二重抗体効能評価は、ギリシア所在のCRO専門機関に依頼して進行した。効能評価に利用された系統は、Tg197であり、米国食品医薬局(FDA)で勧告したリュウマチ関節炎に対するヒト抗体評価モデルのうち1つである。現在市販中のTNF−α拮抗剤であるInfliximab(Remicade®)開発においてTg197系統を利用した。
既存に商用化されて広く使用されるヒュミラ10mg/kgと本発明者が開発したヒュミラ複製抗体を2mg、10mg/kg容量でマウスに投与した後、、臨床的変化観察及び評価した。ヒュミラとヒュミラ複製抗体の関節炎誘発点数(arthritis score)を測定した結果、Vehicle群で1.48であり、対照群であるヒュミラが10mg/kgの濃度であるとき、0.22であった。ヒュミラ複製抗体の濃度がそれぞれ2mg、10mg/kgであるとき、0.66、0.52の数値を示した(図31)。TNF形質転換マウスモデルは、疾病が進行するにつれて、臨床的に相当な体重減少を示すことが特徴である。体重変化測定は、関節炎誘発点数(arthritis score)の測定日程と同一に進行した。Vehicle群で15.26gであり、対照群であるヒュミラが10mg/kgの濃度であるとき、20.23gであった。ヒュミラ複製抗体の濃度がそれぞれ2mg、10mg/kgであるとき、18.3g、20.58gの数値を示した(図32)。ヒュミラ複製抗体の臨床的評価結果対照群であるヒュミラと同様に、ヒュミラ複製抗体の濃度が増加するほど関節炎誘発点数(arthritis score)が減少し、明らかな体重増加を示した。
HuIL21R−101の効能評価のために、対照群としてヒュミラを使用し、実験群であるHuIL21R−101をそれぞれ1mg、3mg、10mg/kgの容量でマウスに投与した後、臨床的変化観察及び評価した。HuIL21R−101の関節炎誘発点数(arthritis score)を測定した結果、Vehicle群であるヒト対照群IgGで1.27であり、対照群であるヒュミラが10mg/kgの濃度であるとき、0.20であった。実験群であるHuIL21R−101の濃度がそれぞれ1mg、3mg、10mg/kgであるとき、0.89、0.73、0.88の数値を示した(図33)。体重変化を測定した結果、Vehicle群で15.4gであり、対照群であるヒュミラの濃度が10mg/kgであるときは、20.9gであった。実験群であるHuIL21R−101の濃度がそれぞれ1mg、3mg、10mg/kgであるとき、15.1g、16.0g、16.5gを示した(図34)。
対照群としてHumira®を使用し、実験群であるHuE10−101をそれぞれ6.9mg、13.8mg/kgの容量で対照群と質量対比同量でマウスに投与した後、、臨床的変化観察及び評価した。HuE10−101の関節炎誘発点数(arthritis score)を測定した結果、Vehicle群であるHuman Control IgGで1.65であり、対照群であるHumira®が10mg/kgの濃度であるとき、0.06であった。実験群であるHuE10−101の濃度がそれぞれ6.9mg、13.8mg/kgであるとき、0.41、0.07の数値を示した(図35)。
生産細胞株から生産した抗体の効能評価を確認するために、TNF形質転換マウスモデルを利用した効能評価をさらに進行した。
9−2−1.K/BxN自発性関節炎動物モデル(K/BxN serum transfer arthritis model)
関節炎(K/BxN serum transfer arthritis)マウスモデルは、BenoistとMathisなどが確立し、C57BL/6背景下のKRN TCR形質転換マウスをNOD(non−obese diabetic)マウスと交配して得たモデルである。KRNTCR形質転換発病機作は、KRN TCRがリボ核酸分解酵素(ribonuclease)だけでなく、グルコース6リン酸塩異性化酵素(glucose 6 phosphate isomerase、GPI)282−294を認知するように抗原特異性を替えてB細胞によって生成される抗−GPI抗体が関節炎の発生に核心的な役目をするようにしたものである。このモデルは、生後4週頃になれば、自然に関節炎がかかるようになって、K/BxN自発性関節炎と命名され、関節炎の症状は、リュウマチ関節炎と類似な様相を示す。
実験に利用されたK/BxN自発性関節炎マウスは、8週齢以上を利用し、採取された血清150μlを6週齢以上のマウスにそれぞれday 0、day 2に2回腹腔内に投与し、関節炎を誘導した。day 1、day 3には、HuE10−101を投与した。
9−3−1.LPS−誘導頭蓋骨骨吸収(LPS−induced calvarial bone resorption)
1995年Nishiharaなどが確立した動物モデルで炎症性骨破壊の病因因子であるLPS(lipopolysaccharide)を利用して炎症性骨消失を誘導する方法である。
1977年にTrenthamなどによって確立されたコラーゲン誘導性関節炎は、現在最も広く使用されているリュウマチ関節炎の代表的な自家免疫性関節炎モデルである。リュウマチ関節炎患者の血清でコラーゲンに対する抗体が発見され、関節に存在するタイプIIコラーゲンが自家抗原として作用することができるという点に着目した。
抗体医薬品は、標的細胞以外のヒト細胞や組織に同一であるか、関連された抗原決定部位が発現された場合、組織に抗体が結合してもよい。
Claims (19)
- TNF−α(tumor necrosis factor−alpha)に特異的に結合する第1抗原結合部位、及びCXCL10(C−X−C motif chemokine 10)に特異的に結合する第2抗原結合部位を含み、
上記第1抗原結合部位は、配列番号1のアミノ酸を含む重鎖相補性決定領域(Heavy chian complementarity determining region、HCDR)1、配列番号2のアミノ酸を含むHCDR2、配列番号3のアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号5のアミノ酸を含む軽鎖相補性決定領域(Light chian complementarity determining region、LCDR)1、配列番号6のアミノ酸を含むLCDR2、配列番号7のアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備え、
上記第2抗原結合部位は、配列番号9、配列番号17、配列番号21及び配列番号25よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR1、配列番号10、配列番号18、配列番号22及び配列番号26よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR2、配列番号11、配列番号19、配列番号23及び配列番号27よりなる群から選択されるアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号13、配列番号29、配列番号33及び配列番号37よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR1、配列番号14、配列番号30、配列番号34及び配列番号38よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR2、配列番号15、配列番号31、配列番号35及び配列番号39よりなる群から選択されるアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備えるTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。 - 上記第1抗原結合部位は、配列番号4のアミノ酸を含む重鎖可変領域(VH)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第1抗原結合部位は配列番号8のアミノ酸を含む軽鎖可変領域(VL)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第2抗原結合部位は、配列番号12のアミノ酸を含む重鎖可変領域(VH)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第2抗原結合部位は、配列番号16のアミノ酸を含む軽鎖可変領域(VL)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第2抗原結合部位は、配列番号9のアミノ酸を含むHCDR1、配列番号10のアミノ酸を含むHCDR2、配列番号11のアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号13のアミノ酸を含むLCDR1、配列番号14のアミノ酸を含むLCDR2、配列番号15のアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第2抗原結合部位は、配列番号17のアミノ酸を含むHCDR1、配列番号18のアミノ酸を含むHCDR2、配列番号19のアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号29のアミノ酸を含むLCDR1、配列番号30のアミノ酸を含むLCDR2、配列番号31のアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第2抗原結合部位は、配列番号21のアミノ酸を含むHCDR1、配列番号22のアミノ酸を含むHCDR2、配列番号23のアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号33のアミノ酸を含むLCDR1、配列番号34のアミノ酸を含むLCDR2、配列番号35のアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記第2抗原結合部位は、配列番号25のアミノ酸を含むHCDR1、配列番号26のアミノ酸を含むHCDR2、配列番号27のアミノ酸を含むHCDR3を含む重鎖可変領域(VH)を備え、配列番号37のアミノ酸を含むLCDR1、配列番号38のアミノ酸を含むLCDR2、配列番号39のアミノ酸を含むLCDR3を含む軽鎖可変領域(VL)を備えることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記TNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体は、TNF−αに特異的に結合する第1全長抗体の重鎖及び軽鎖と;CXCL10に特異的に結合する第2全長抗体の重鎖及び軽鎖と;を含み、上記第1全長抗体及び第2全長抗体の重鎖不変領域C−末端が互いに連結されていることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記TNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体は、TNF−αに特異的に結合する第1全長抗体の重鎖及び軽鎖;及びCXCL10に特異的に結合し、第2抗体の重鎖可変領域及び軽鎖可変領域を含む第2全長抗体の断片を含み、上記第1全長抗体の重鎖不変領域C−末端に第2抗体の断片が連結されていることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 上記抗体の断片は、単一鎖可変分節(Single−chain variable fragment、scFv)であることを特徴とする請求項1に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 抗体−抗体または抗体−断片間の連結は、リンカー(linker)によって連結されることを特徴とする請求項10または11に記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体。
- 請求項1に記載の第1抗原結合部位をコーディングするポリヌクレオチドを含む発現ベクター及び第2抗原結合部位をコーディングするポリヌクレオチドを含む発現ベクターを共同形質感染(co−transfection)させる形質転換体。
- 次の段階を含むTNF−α/CXCL10二重ターゲット抗体の製造方法:
(a)請求項14に記載の形質転換体を培養する段階;及び
(b)上記段階(a)で培養された培養液から請求項1に記載の抗体を精製する段階。 - (a)請求項1〜13のいずれかに記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体の薬剤学的有効量;及び(b)薬剤学的に許容される担体を含む免疫疾患の予防または治療用薬剤学的組成物。
- 上記免疫疾患は、自家免疫疾患、炎症性疾患、細胞、組織または器官の移植拒否(transplantation rejection)であることを特徴とする請求項16に記載の免疫疾患の予防または治療用薬剤学的組成物。
- 上記自家免疫疾患または炎症性疾患は、リューマチ性関節炎(rheumatoid arthritis)、炎症性腸疾患(inflammatory bowel disease)、乾癬(psoriasis)、喘息(asthma)、アトピー性皮膚炎(atopicdermatis)、アレルギー性鼻炎(allergic rhinitis)、慢性閉塞性気管支疾患(chronic obstructive pulmonary disease)及び湿疹(eczema)から選択されることを特徴とする請求項17に記載の免疫疾患の予防または治療用薬剤学的組成物。
- 有効成分として請求項1〜13のいずれかに記載のTNF−α/CXCL−10二重ターゲット抗体を含む組成物を対象(subject)に投与する段階を含む免疫疾患の予防または治療方法。
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