JP2016526014A - インターロイキン−10組成物及びその使用 - Google Patents

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Abstract

インターロイキン−10ムテイン及び他のインターロイキン−10関連分子、並びに、インターロイキン−10ムテイン及び他のインターロイキン−10関連分子を同定する方法が記載される。上記物質の改変もまた本明細書に記載され、該改変によって、ムテイン、または、他分子の特性(例えば、半減期)が、ヒトインターロイキン−10以上に強化される。特定のインターロイキン−10ムテイン及び関連分子は、ヒトインターロイキン−10と同等な免疫原性、及び/またはヒトインターロイキン−10と少なくとも同等な生物活性を有する。医薬組成物及び使用方法も、また、本明細書に記載される。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は2013年4月24日出願の米国特許仮出願第61/815,657号の優先権利益を主張し、その特許内容全体を参照により本明細書に援用する。
本発明は、とりわけ、インターロイキン−10ムテイン及び他のインターロイキン−10関連分子、前述したものの改変、及びその関連する使用に関する。
サイトカインインターロイキン10(IL−10)は、T細胞、B細胞、マクロファージ、および抗原提示細胞(APC)上の作用を介して複数の免疫応答を調節する多面発現性サイトカインである。IL−10は、活性化単球及び活性化マクロファージにおいて、IL−1α、IL−1β、IL−6、IL−8、TNF−α、GM−CSF及びG−CSFの発現を阻害することにより免疫応答を抑制することができ、そしてそれは、また、NK細胞によりIFN−γの産生を抑制する。IL−10は、主にマクロファージで発現されるが、発現は、活性化T細胞、B細胞、肥満細胞、および単球において検出されている。免疫応答を抑制することに加えて、IL−10は、IL−2及びIL−4で処理された胸腺細胞を刺激し、B細胞の生存率を高め、及びMHCクラスIIの発現を刺激することを含めた免疫刺激特性を示す。
その多面的な活動の結果として、IL−10は、炎症状態、免疫関連障害、線維性障害及び癌を含む、疾患、障害及び状態の広い範囲に関連している。多くのこのような疾患、障害及び状態に対するIL−10の臨床及び前臨床の評価は、その治療の可能性を固めている。その上、PEG化IL−10は、ある治療設定において、非PEG化IL−10より有効であることが示されている。
IL−10関連の疾患、障害及び状態の有病率及び重症度を考慮して、新規なIL−10剤及びその改変物は、IL−10関連の疾患、障害及び状態の治療及び予防に莫大な価値があるであろう。
本開示は、IL−10組成物及びその使用に関する。用語「IL−10」、「IL−10ポリペプチド(単数または複数)」、「IL−10−剤(単数または複数)」、「IL−10分子(単数または複数)」などは、幅広く解釈されることを意図し、そして、例えば、ヒト及び非ヒトIL−10関連の、同族体、変異体(ムテインを含む)及びそのフラグメントを含むポリペプチド、並びに、例えば、リーダ配列(例えば、シグナルペプチド)を有するIL−10ポリペプチドを含む。特定の実施形態は、前述の改変に関する。特定の実施形態において、単数及び複数の改変は、そのペプチドの改変されていないバージョンと比較して、ペプチドの少なくとも1つの特性またはたの特徴(例えば、効率)を向上させる。本開示の更なる実施形態は、特定のアミノ酸残基、または本明細書に記載される方法に従って改変することができるIL−10のドメインを同定するための方法、及び他の技術に関係する。本明細書に記載のペプチドを、使用し(例えば、障害、または、その症状の治療または予防に)、同定し、及び/または、生成する方法も、また、本開示の態様である。他の態様は、例えば、ペプチドを含む医薬組成物を含む。
ヒトIL−10(及び、他種からのIL−10)は、ホモ二量体として存在する。野生型ヒトIL−10の各々の単量体は、178個のアミノ酸を含み、初めの18個は、シグナルペプチドを含む。以下詳細に記載されるように、成熟ヒトIL−10(hIL−10)の各160個のアミノ酸単量体もヘリックス間接合として本明細書で参照する短いループにより連結された6個のヘリックス(A−F)を含む。明確にするため、ヘリックス間接合は、1つまたはそれ以上のアミノ酸残基(一般には、10未満の残基)を含むことができる。
アミノ酸残基、及びIL−10ヘリックスの領域、ヘリックス間接合、及び、変異させることができる、または、できない、改変させることができる、及び/または、できないキンク(後述)は、以下に議論する。一例として、アミノ酸残基、及びIL−10の三次元のコア内に埋もれた、または受容体結合に関与している領域は、一般的には、改変のための候補ではない。
本開示は、少なくとも1つのアミノ酸残基にPEGまたは他の部分との結合を容易にする置換を含むペプチドを意図する。そのようなペプチドの例は、以下に詳細に記載される。
本開示の特定の実施形態では、変異体IL−10または改変されたIL−10ペプチドは、対応する非改変IL−10ペプチドよりも免疫原性が低い(即ち、免疫応答への刺激が少ない)。他の実施形態において、改変されたIL−10ペプチドは、対応する非改変IL−10ペプチドよりも(即ち、免疫原性は治療に関連する方法では変更されない)、免疫原性で中性である。方法は、本明細書に記載のIL−10ペプチドの免疫原性を評価するために、本明細書に記載されている。さらに別の実施形態では、改変されたペプチドは、少なくとも1つの特性(例えば、溶解性、バイオアベイラビリティ、血清半減期、及び循環時間を含む物理的特性)の改良を有する。このような特性は、さらに、以下に記載される。
本開示は、配列番号2のアミノ酸配列を含むペプチドを意図し、ここに、ペプチドは、少なくとも1つのアミノ酸置換、欠失または付加を含み、そして、前記の単数または複数の置換、単数または複数の欠失、または単数または複数の添加は、例えば、免疫原性に悪影響を与えない。本発明は、また、配列番号2のアミノ酸配列に対して、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または、少なくとも99%の配列同一性を有するペプチドを意図し、ここに、ペプチドは、a)配列番号2のペプチドよりも免疫原性が大きくなく;及び/または、b)配列番号2のペプチドの生物活性に少なくとも等しい生物活性を有し:及び/または、c)配列番号2のペプチドに比べて改良されている少なくとも1つの特性(例えば、溶解性、バイオアベイラビリティ、血清半減期、及び循環時間などの物理的特性)を有する。異なった方法(例えば、IL−10の正確な濃度を定量する異なった方法、及び/または、IL−10を産生する異なった方法)の活用は、タンパク質濃度の計算の差異に起因した明白な活性、または実際の活性のいずれかにおいて、この標準試料より多かれ、少なかれ活性であるIL−10を発生させるかもしれないことは、当業者には明らかであろう。スキルと経験を天秤にかけて、当業者は、IL−10分子対hIL−10の相対的な生物活性を決定する上で、これらの違いを考慮することができるようになる。幾つかの実施形態において、このようなペプチドの各単量体は、少なくとも100、少なくとも110、少なくとも125、少なくとも140、少なくとも145、少なくとも150、少なくとも151、少なくとも152、少なくとも153、少なくとも154、少なくとも155、少なくとも156、少なくとも157、少なくとも158、または少なくとも159個のアミノ酸残基を有する。
幾つかの実施形態において、上述のペプチドの単数または複数のアミノ酸残基の付加、単数または複数の欠失、または単数または複数の置換は、ペプチドの分子内ジスルフィド結合、またはペプチドの2つの単量体サブユニット間の非共有結合の相互作用を破壊しない。しかし、そのような単数または複数の付加、単数または複数の欠失、または単数または複数の置換は、おそらく1つまたはそれ以上の単量体間の、非共有結合(例えば、水素結合)を、破断させるかもしれないが、このような破断は、治療に関連するタンパク質機能に及ぼす影響を持つべきではないことは指摘すべきであろう。本開示の教示に基づき、アミノ酸置換は、保存置換であってもよく、及び/または、アミノ酸置換は、1つまたはそれ以上のアミノ酸残基12、62、108及び114における置換ではない。
特定の実施形態において、本開示は、配列番号2の生物活性に少なくとも等しい生物活性を有するペプチドを意図する。生物活性は、ケモカイン放出アッセイ、TNFα阻害アッセイ、または、MC/9細胞増殖アッセイを含む、当該分野で公知の任意の方法により決定することができる。そのようなアッセイのための典型的な手順は、本明細書中に記載されている。同様に、ペプチドの免疫原性は、T細胞エピトープまたはB細胞エピトープの少なくとも1つをスクリーニングすることによる予測を含む、当業者に公知の任意の方法により、予測または決定することができる。1つの態様において、免疫原性は、インシリコシステム、及び/または、生体外アッセイシステムにより予測される。
本開示は、また、配列番号2のアミノ酸配列を含むペプチドを意図し、ここに、ペプチドは、表面露出アミノ酸残基の少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、及び置換は、免疫原性、及び/または、他の性質または特徴に悪影響を与えない。ある実施形態において、これらのペプチドは、また、受容体結合に関与する任意のアミノ酸残基の置換を含まない。しかし、耐え得るIL−10受容体結合領域の内、またはそれに近接する1つまたはそれ以上のアミノ酸残基の置換、欠失、及び/または、付加は、本開示により意図されることは理解すべきであろう。
更なる実施形態において、前項に記載されたペプチドは、a)プレヘリックスA;b)ヘリックスA;c)A/Bヘリックス間接合;d)ヘリックスB;e)B/Cヘリックス間接合;f)ヘリックスC;g)C/Dヘリックス間接合;h)ヘリックスD;i)D/Eヘリックス間接合;j)ヘリックスE;k)E/Fヘリックス間接合;l)ヘリックスF;及びm)ポストヘリックスFを含み、ここに、そのようなペプチドは、更に、i)アミノ酸残基12(C)、15(F)または16(P)以外のプレヘリックスAの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、ii)アミノ酸残基19〜24(LPNMLR(配列番号33))、26〜30 (LRDAF(配列番号34))、33〜39、17(VKTFFQM(配列番号35))、または41(D)以外のヘリックスAの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、iii)アミノ酸残基52(L)、53(L)、または56(F)以外のヘリックスBの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、iv)B/Cヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;または、v)アミノ酸残基62(C)、64(A)、65(L)、68(M)、69(I)、71〜73(FYL)、76(V)、77(M)、または80(A)以外のヘリックスCの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換; または、vi)C/Dヘリックス間接合の少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、vii)アミノ酸残基87(I)、91(V)、94(L)、98(L)、101(L)、105(L)、または108(C)以外のヘリックスDの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、viii) アミノ酸残基111(F)、112(L)、または114(C)以外のD/Eヘリックス間接合の少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、ix)アミノ酸残基120(A)、121(V)、124(V)、127(A)、128 (F)、または131(L)以外のヘリックスEの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、x)E/Fヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;または、xi)アミノ酸残基136〜156(IYKAMSEFDIFINYIEAYMTM(配列番号36))、158(I)、または159(R)以外のヘリックスFの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または、xii)ポストヘリックスFのアミノ酸残基の置換;の内少なくとも1つ含む。これらの領域の境界は図3Cで示されている。アミノ酸残基59のチロシンは、改変(例えば、PEG化)の候補である。
幾つかの実施形態において、前項に記載のペプチドのアミノ酸残基の単数若しくは複数の付加、単数若しくは複数の欠失、または、単数若しくは複数の置換は、分子内ジスルフィド結合、またはペプチドの2つの単量体サブユニット間の非共有結合の相互作用を破壊しない。しかし、そのような、単数若しくは複数の付加、単数若しくは複数の欠失、または単数若しくは複数の置換は、おそらく、1つまたはそれ以上の単量体内の非共有結合(例えば、水素結合)を破壊するかもしれないが、そのような破壊は、タンパク質機能に及ぼす治療に関連する影響を有さないはずだということは指摘すべきであろう。他の実施形態において、アミノ酸置換は、保存置換であってもよく、及び/または、アミノ酸置換は、1つまたはそれ以上のアミノ酸残基12、62、108及び114の置換ではない。これらのペプチドの生物活性及び免疫原性は、本明細書で記載する教示に基づき評価され得る。
本開示の特定の実施形態は、本明細書に記載したペプチドの単数若しくは複数の改変を意図し、ここに、単数若しくは複数の改変は、ペプチドのアミノ酸配列を変更しないが(即ち、アミノ酸の置換、付加、または欠失は、IL−10の一次アミノ酸配列内に導入されない)、また、単数若しくは複数の改変は、未改変バージョンのペプチドと比較して、ペプチドの少なくとも1つの特性または他の特徴(例えば、薬物動態パラメータまたは効能)を改良若しくは強化する。
いくつかの実施形態では、IL−10ペプチドの改変は、治療的に関連する免疫原性のレベルに有害な影響を引き起こさず、更に、他の実施形態において、改変したIL−10は、非改変IL−10よりも免疫原性が低くなる。
本開示は、有益となり得るいかなる改変の導入も意図される。それ故、特定の実施形態において、改変は、ペプチドの少なくとも1つの物理的特性(例えば、溶解性、バイオアベイラビリティ、血清半減期、及び循環時間)を改良する。他の改変は、受容体切断をブロックし、単数若しくは複数のIL−10受容体に対する親和性を増大させる手段を導入すること(すなわち、IL−10分子が長期間、単数若しくは複数の受容体とドッキングするようにオフレートを改変する)を含む。
いくつかの実施形態では、改変はPEG化であり、改変されたペプチドは、PEG−IL−10である。PEG化ペプチドは、共有結合的にIL−10の少なくとも1つの単量体の少なくとも1つのアミノ酸残基に結合した少なくとも1つのPEG分子を含んでもよい。PEG分子は、リンカーを介してIL−10に結合させることができる。リンカーは、以下に詳細に記載する。このようなPEG化ペプチドは、モノPEG化、及びジPEG化IL−10の混合物を含んでもよい。「モノPEG化」または、「ジPEG化」またはその等価物にたいする本明細書の参照は、モノPEG化、または、ジPEG化IL−10より幅広く解釈されることを意味する。説明するために、各IL10単量体上の2つまたはそれ以上の異なる部位が、1つより多くの変異を導入して改変し、その後、各々を改変する;チロシン59は、1つまたそれ以上の改変された変異体と組み合わせてPEG化されてもよく;または、チロシン59は、N終端のPEG化と組み合わせてPEG化されてもよい。典型的なPEG化条件は本明細書に記載される。PEG成分はペプチドにより許容されるいかなるPEGであってもよい。1例として、改変ペプチドのPEG成分は、幾つかの実施形態において、5kDa〜20kDの分子量を有し;他の実施形態において、20kDaより大きい分子量を有し;または、尚、他の実施形態において、少なくとも30kDより大きい分子量を有する。他の分子量値を有するPEGも、本明細書に記載される。
本開示は、非改変ペプチドの特性改良(例えば、マスキング)を含む、望ましい特性を付与するペプチドに対する任意の改変を意図する。いくつかの実施形態では、改変されたペプチドは、Fc融合分子;血清アルブミン(例えば、HSAまたはBSA)、それはHSA融合分子またはアルブミン複合体の形態であってもよく;またはアルブミン結合ドメインを含む。改変ペプチドは、グリコシル化またはHes化されてもよい。前述の詳細な記述は、本開示内の他の個所で説明される。
特定の実施形態では、改変は、部位特異的である。更なる実施形態では、改変はリンカーを含む。いくつかの改変されたIL−10分子は、1タイプより多くの改変を含んでもよい。本明細書に記載の、改変のタイプとIL−10ペプチドへのそのような改変を導入する方法は限定されず、当業者は、その他のそのような改変及び方法を想定することができる。
本明細書に記載のペプチドは、組換えにより産生してもよい。本開示は、ペプチドをコード化する核酸分子を意図し、ここに、核酸分子は、生体外で、細胞内で、または生体内で、ペプチドをコード化する核酸分子の発現を与える発現制御エレメントに操作可能に連結できる。ベクター(例えば、ウイルスベクター)は、そのような核酸分子を含んでもよい。更なる実施形態では、形質転換された細胞、または本明細書に記載のペプチドを発現する宿主細胞を伴う。
本開示は、また、本明細書中の教示と併せて遺伝子治療の使用を意図する。遺伝子治療の使用及び方法のために、被験者の細胞は、生体内で本明細書に記載のIL−10関連ポリペプチドをコード化する核酸で形質転換することができる。或いは、細胞は、導入遺伝子またはポリヌクレオチドで生体外で形質転換し、その後、治療を達成するために、被験者の組織内に移植することができる。更に、初代細胞分離株、または確立された細胞株は、IL−10関連ポリペプチドをコード化する導入遺伝子またはポリヌクレオチドで形質転換することができ、その後、場合により、被験者の組織内に移植できる。
本発明のペプチドは、抗体に(特異的にまたは非特異的に)結合する単数若しくは複数のエピトープを含んでもよい。特定の実施形態は、活性化抗体、例えば、これらの受容体を介してIL−10活性を模擬化する抗IL−10R1/R2複合抗体を含む。
抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであってよく、例えば、ヒトまたはヒト化であってもよい。実施形態は、分離ポリペプチドに、または単一ポリペプチドに存在する軽鎖変動領域及び重鎖変動領域を含む抗体、または、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4の同位体である重鎖定常領域を含む抗体を含む。抗体は、例えば、Fv、scFvを、Fab、F(ab′)、またはFab′抗体、または、単鎖Fv(scFv)抗体(多量体化することができる)であってもよい。
更なる実施形態において、本開示の抗体は、約10−1〜約1012−1の親和性を有するペプチドに結合する。抗体は、脂質部分、脂肪酸部分、多糖部分、及び炭水化物部分から選択される、共有結合で結合した部分を含んでもよい。実施形態は、また、抗体が親和性ドメインを含み、固体支持体上に固定化してもよく、共有結合した、または検出可能に標識化した、非ペプチドポリマー(例えば、ポリ(エチレン)グリコールポリマー)を含むことを意図している。
本開示は、本明細書に記載のペプチドまたは抗体、及び薬学的に許容可能な希釈剤、担体または賦形剤を含む医薬組成物を包含する。いくつかの実施形態では、賦形剤は、等張性の注射液である。医薬組成物は、被験者(例えば、ヒト)への投与に適切であり得る、そして、1つまたはそれ以上の追加の予防剤または治療薬を含んでもよい。ある実施形態において、医薬組成物は、滅菌容器に含まれる(例えば、単回または複数回使用のバイアルまたは注射器)。キットは、単数若しくは複数の滅菌容器を含んでもよく、そしてキットは、また、少なくとも1つの追加の予防剤または治療薬または薬理学的治療で使用することができる任意の他の薬剤を含む1つまたはそれ以上の追加の滅菌容器を含むことができる。そのような態様の例は、本明細書に記載される。
本開示の更なる実施形態は、本明細書に記載のペプチドの治療上有効量を投与することを含む、被験者(例えば、ヒト)の疾患、障害、または状態を治療し、予防する方法を含む。更なる実施形態は、本明細書に記載の抗体の治療上有効量を投与することを含む、被験者(例えば、ヒト)の疾患、障害、または状態を治療し、予防する方法を含む。本開示の様々な実施形態において、疾患、障害または状態は、癌または癌関連の疾患(例えば、固形腫瘍または血液障害)を含む増殖性疾患;肝硬変、NASH及びNAFLDなどの線維性疾患;炎症性腸疾患、乾癬、関節リウマチ、多発性硬化症、及びアルツハイマー病を含む免疫性または炎症性疾患;凝固亢進の状態を含む血栓症または血栓性状態または疾患;線維性疾患;ヒト免疫不全ウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、及びサイトメガロウイルスを含むが、それに限定されないウイルス性疾患;アテローム性動脈硬化症または他の心血管関連疾患を含む心血管障害であり、ここに、被験者は、コレステロール及び/または他の異常な代謝関連パラメータ(例えば、異常な血糖値、インスリンレベル、または脂質レベル)を上昇させているかもしれない。
疾患、障害または状態を治療し、または予防する方法にいおいて、本明細書に記載のペプチド(または抗体)の治療上有効量を投与することは、非経口(例えば、皮下に)注入を含むペプチド(または抗体)のための任意の適切な経路によるものであってもよい。1つまたはそれ以上の追加の予防剤または治療薬は、ペプチド(または抗体)と共に(例えば、前に、同時に、またはそれに続けて)投与されてもいいか、及び/または、それは、ペプチド(または抗体)と分離して、または組み合せて投与してもよい。
ヒトIL−10単量体のタンパク質結晶構造のリボン表現(平面図)である。6個のヘリックスは、A〜Fと標識されている。 ヒトIL−10単量体のタンパク質結晶構造のリボン表現(側面図)である。6個のヘリックスは、A〜Fと標識されている。 ヒトIL−10ホモ二量体のタンパク質結晶構造のリボン表現(平面図)である。1つの単量体は灰色であり、他は黒である。6個のヘリックスは、A〜Fと標識されている。 ヒトIL−10ホモ二量体のタンパク質結晶構造のリボン表現(側面図)である。1つの単量体は灰色であり、他は黒である。 完全な178個のアミノ酸のヒトIL−10配列(配列番号1)を表す。18個のアミノ酸のシグナルペプチドに下線を付している。 160個のアミノ酸成熟ヒトIL−10配列(配列番号2)を表す。 ヘリックスA〜Fに対応する領域、ループのそれぞれに対応する領域、及びキンクの領域/位置を示す成熟ヒトIL−10アミノ酸配列を示す。 2つのヒトIL−10R1/α受容体(黒)に結合されたヒトIL−10ホモ二量体(灰色)のタンパク質結晶構造のリボン表現(平面図)である。 2つのヒトIL−10R1/α受容体(黒)に結合したヒトIL−10ホモ二量体(灰色)のタンパク質結晶構造のリボン表現(側面図)である。 成熟ヒトIL−10アミノ酸配列のアミノ酸残基は、PEG化のための候補であることを図示する。
本開示をさらに説明する前に、本開示が本明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためであり、限定することを意図するものではないことを理解すべきである。
値の範囲が提供される場合、上限と下限の間で明記した任意の値、または介在値で、文脈が明確に指示しない限り、下限値の単位の10分の1までその各々の値に含まれることは、本発明に包含されると理解されるであろう。小さい範囲の上限及び下限は、独立して、小さい範囲に含まれてもよく、そして、また、本発明内に包含し、記載した範囲で、いずれか具体的に排除した限界に従う。指示した範囲が、1つまたは両方の限界を含む場合、いずれか一方または両方に含まれる限界を除外する範囲も、また、本発明に含まれる。特に指示のない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する当業者により、共通して理解される同一の意味を有する。
本明細書、及び添付の特許請求範囲で使用される、単数形態「a」、「an」及び「the」は、文脈上特に指示のない限り、複数の参照も含むことを指摘しなければならない。さらに、特許請求の範囲は、任意の要素を除外するように起草されてもよいことに留意されたい。このように、この文章は、特許請求範囲の要素の列挙、または「負」の限界の使用に関連して、「単に」、「のみ」などの用語使用が、排除的用語使用の先行詞として提供されることを意図する。
本明細書で論じる刊行物は、本出願の出願日前の開示のためにのみ提供されている。さらに、提供される刊行物の日付は、実際の刊行日と異なるかもしれず、それは、独立して確認する必要があり得る。
総説
本開示は、変異体IL−10分子(例えば、ムテイン)及び他のIL−10関連分子、並びに、その同定及びその使用を意図する。本明細書に記載されるように、IL−10分子は、例えば、天然のヒトIL−10の、半減期の延長などの特性を増強するように改変することができる。特定のIL−10分子は、ヒトIL−10に対して比較可能な免疫原性、及び/または、ヒトIL−10に対して少なくとも比較可能な生物活性、及び/または、少なくとも1つの特性(例えば、溶解性、バイオアベイラビリティ、血清半減期、及び循環時間などの物理的特性)の改良を有する。
従って、例えば、hIL−10と同等の免疫原性を有するが、hIL−10よりも実質的に低い生物活性を有するIL−10分子は、本明細書に包含される。当業者は、そのような分子が治療のために実行可能な、例えば、非常に長い半減期であってもよいことを認識するであろう。本明細書で記載したIL−10分子、及びその組成物(例えば、医薬組成物)は、例えば、炎症性、及び、免疫関連疾患、線維性疾患、癌及び癌関連障害、及び心血管疾患(例えば、アテローム性動脈硬化症)を含む様々な疾患、障害及び状態、及び/または、その症状を治療し、及び/または、予防するために使用してもよい。
本開示のポリペプチド及び核酸分子に関連した「ヒト」へのいかなる参照も、ポリペプチドまたは核酸が得られる方法、または源に関して限定されるものではなく、むしろ、それは、天然に存在するヒトポリペプチドまたは核酸分子の配列に対応することができるように配列を参照するのみであることを指摘すべきであろう。ヒトポリペプチド及びそれらをコード化する核酸分子に加えて、本開示は、IL−10関連ポリペプチド、及び他の種由来の対応する核酸分子を意図する。
定義
特に指示のない限り、以下の用語は、以下に示す意味を有することを意図する。他の用語は、明細書を通して他の場所で定義される。
用語「患者」または「被験者」は、ヒトまたは非ヒト動物(例えば、哺乳動物)を指すために互換的に使用される。
用語「投与」、「投与する」などは、それらが、例えば、被験者、細胞、組織、器官、または生物学的流体に適用されるとき、例えば、IL−10またはPEG−IL−10、核酸(例えば、天然ヒトIL−10をコード化する核酸)、前述を含む医薬組成物または診断薬と、被験者、細胞、組織、器官または生物学的流体との接触を意味する。細胞の文脈上では、投与は、試薬の細胞への接触(例えば、生体外、または生体内での)並びに、流体が細胞と接触しているところでは、試薬の流体への接触を含む。
用語「治療する」、「治療すること」、「治療」などは、疾患、障害、または状態、若しくはその症状が診断され、観察された後、一時的に、または、恒久的に、被験者が病む疾患、障害、または状態、若しくはその症状に関連する少なくとも1つの症候を除去し、低減し、抑制し、または改善するために、始まる行動(IL−10またはIL−10を含む医薬組成物の投与など)のコースを意味する。したがって、治療は、活性疾患を予防すること(例えば、疾患、障害または状態、若しくはそれに関連する臨床症候の発症、または更なる発症を阻止する)を含む。用語は、また、IL−10またはPEG−IL−10が、例えば、流体相またはコロイド相におけるIL−10受容体に接触するそのような状況など他の文脈で使用することもできる。
本明細書で使用する「治療を必要とする」という用語は、被験者が必要としているか、または治療から恩恵を受けるかを、医師または他の介護者が下す判断を指す。この判断は、医師か、介護者の専門知識の領域にある様々な要因に基づいて行われる。
用語「予防する」、「予防すること」、「予防」などは、一般的に、特定の疾患、障害、または状態を有することを事前に把握された被験者の文脈で、一時的、または、恒久的のいずれかで、疾患、障害、状態などを発症させる被験者のリスクを予防し、抑制し、または低減し、またはその開始を遅延する(例えば、臨床症状の非存在を決定することにより)ための(例えば、疾患、障害、状態またはその症候の開始に先立つ)方法で開始する行動(IL−10またはIL−10を含む医薬組成物を投与することなど)のコースを意味する。ある例においては、この用語は、また、疾患、障害または状態の進行を遅らせるか、有害またはそうでなければ望ましくない状態へのその進行を阻害することを意味する。
本明細書で使用する「予防を必要とする」という用語は、被験者が必要としているか、予防ケアの恩恵を受けるであろうと、医師または他の介護者が下す判断を指す。この判断は、医師か、介護者の専門知識の領域にある様々な要因に基づいて行われる。
語句「治療有効量」は、単独で、または医薬組成物の一部として、また、単回用量または一連の用量の一部としてのいずれかで、被験者に投与した場合に、疾患、障害または状態の任意の症状、態様、または特徴に、任意の検出可能な積極的効果を有することができる量で、被験体に薬剤を投与することを意味する。治療上有効な量は、関連する生理学的効果を測定することにより確認することができ、そしてそれは、投与計画及び被験者の状態の診断分析などと連結して調整することができる。一例として、投与後に産生される炎症性サイトカインの量の測定は、治療上有効量が使用されたかどうかを示すことができる。
「変化をもたらすのに十分な量」という語句は、特定の療法の投与前(例えば、ベースラインレベル)と投与後に測定された指標のレベルとの間の検出可能な差異があることを意味する。指標としては、客観パラメータ(例えば、IL−10の血清濃度)または主観的なパラメーター(例えば、被験者の幸福感覚)のいずれかが挙げられる。
用語「小分子」は、約10kDa未満、2kDaの約未満、または約1kDa未満の分子量を有する化学化合物を指す。小分子としては、無機分子、有機分子、無機成分を含む有機分子、放射性原子を含む分子、合成分子が挙げられるが、それに限定されない。治療的に、小分子は、細胞に対してより透過性があり、劣化の影響を受けにくく、大きな分子より免疫応答を誘発する可能性が低いことがあり得る。
用語「リガンド」は、例えば、受容体のアゴニストまたはアンタゴニストとして作用することができる、ペプチド、ポリペプチド、膜会合若しくは膜結合分子、またはその複合体を意味する。「リガンド」は、天然および合成リガンド、例えば、サイトカイン、サイトカイン変異体、類似体、ムテイン、及び抗体に由来する結合組成物、並びに、例えば、サイトカインのペプチド模倣物及び抗体のペプチド模倣物を包含する。この用語は、また、その生物学的特性、例えば、シグナル伝達または接着に特異的に影響を与えることなく、受容体に結合することができる、アゴニストでもアンタゴニストでもない物質を包含する。また、この用語は、膜結合リガンドの可溶性バージョンに、例えば、化学的または組換え法により、変更された膜結合リガンドを含む。リガンドまたは受容体は、完全に細胞内であってもよく、即ち、それは、細胞質ゾル、核に存在し、またはいくつかの他の細胞内区画に存在してもよい。リガンド及び受容体の複合体は、「リガンド−受容体複合体」と呼ばれる。
用語「阻害体」及び「アンタゴニスト」または「活性体」及び「アゴニスト」は、例えば、リガンド、受容体、補因子、遺伝子、細胞、組織または器官の活性化のために、例えば、それぞれ、阻害または活性化する分子を意味する。阻害体は、例えば、遺伝子、タンパク質、リガンド、受容体、または細胞を、減少させ、ブロックし、防止し、活性化を遅延させ、不活性化させ、感度を下げ、または、下方に調節する分子である。活性体は、例えば、遺伝子、タンパク質、リガンド、受容体、または細胞を、増加させ、活性化させ、助長し、活性化を強化し、感度を上げ、または上方に調節する分子である。阻害剤は、また、構成的活性を低下させ、ブロックし、またはを不活性化する分子として定義することができる。「アゴニスト」は、標的活性化の上昇を発生させ、または、促進するために、標的と相互作用する分子である。「アンタゴニスト」は、アゴニストの単数または複数の作用に対向する分子である。アンタゴニストは、アゴニストの作用を、防止し、減少させ、阻害し、または中和し、そして、アンタゴニストは、また、例えば、識別されたアゴニストがない場合でも、標的受容体の構成的活性を妨害、阻止、または低下させることができる。
用語「調節する」、「調節」などは、IL−10分子(または、それらをコード化する核酸分子)の機能または活性を、直接的に、または、間接的に、上昇させ、または低下させるため;またはIL−10分子のそれと匹敵する効果を産生するために分子の能力を強化するための、分子(例えば、活性体または阻害体)の能力を意味する。用語「モジュレーター」は、上記の活動に影響を与えることができる分子を広く参照することを意味する。一例として、例えば、遺伝子、受容体、リガンド、または細胞のモジュレータは、遺伝子、受容体、リガンド、または細胞の活性を変化させる分子であり、ここで活性は、その調節特性を活性化させ、抑制し、または変化させることが可能である。モジュレーターは、単独で作用し得るか、または、それは、補因子、例えば、タンパク質、金属イオン、または小分子を使用することができる。用語「モジュレーター」は、IL―10と同じ作用機序を介して動作する物質(即ち、それと類似の手法でIL−10と同一のシグナル伝達経路を調節する物質)を含み、そしてIL−10のそれと匹敵する(またはより大きい)生物学的応答を誘発することができる。
モジュレーターの例としては、小分子化合物及び他の生物有機分子が含まれる。分子化合物(例えば、コンビナトリアルライブラリー)の多数のライブラリーが市販されており、調節因子を同定するための出発点として役立つことができる。当業者は、1つまたは複数のアッセイ(例えば、生化学的または細胞を基礎とするアッセイ)を開発することができ、ここで、そのような化合物ライブラリーは、望ましい特性を有する1つまたはそれ以上の化合物を同定するためにスクリーニングすることができる。その後、医薬化学品の当業者は、例えば、その類似体及び誘導体を合成し、並びに、評価することにより、そのような1つまたはそれ以上の化合物を最適化することができる。合成及び/または分子モデリングの研究は、また、活性体の同定に利用することができる。
分子の「活性」は、リガンドまたは受容体に対する分子の結合;触媒的活性;遺伝子の発現または細胞のシグナル伝達、分化または成熟を刺激する能力;抗原活性;他分子の活性の調節などを表すか、意味する。この用語は、また、細胞間相互作用(例えば、接着)を調節し、または維持することにおける活性度、または細胞(例えば、細胞膜)構造の維持における活性度を意味する。「活性度」は、また、特定の活性度、例えば、[触媒活性度]/[mg:タンパク質]、または、[免疫学的活性度]/[mg:タンパク質]、生物学的区画における濃度などを意味することができる。用語「増殖活性」は、例えば、正常な細胞分裂、並びに、癌、腫瘍、異形成、細胞の形質転換、転移、及び血管形成を促進し、そのために必要な、または特異的に関連する活性を包含する。
本明細書で使用する場合、「匹敵する」、「同等の活性」、「匹敵する活性」、「同等の効果」、「匹敵する効果」などは、定量的、及び/または、定性的に表示できる相対的な用語である。用語の意味は、それらが使用される文脈にしばしば依存する。例を用いて、両方が受容体を活性化する二つの物質は、定性的な観点から同等の効果を持つと見なすことができるが、しかし、1つの物質が当該分野で認められたアッセイ(例えば、用量応答アッセイ)、または当該分野で認められた動物モデルにおいて決定される他の物質の活性の20%しか達成することができなければ、2つの薬剤は、定量的観点から同等の効果を欠いていると見なすことができる。その1つの結果を別の結果(例えば、参照標準に対する1つの結果)と比較すると、「匹敵する」は、(常にではないが)、しばしば、1つの結果が、35%未満、30%未満、25%未満、20%未満、15%未満、10%未満未満、7%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満。または1%未満参照標準から外れていることを意味する。特定の実施形態において、それが参照標準の15%未満、または10%未満、または5%未満外れている場合、1つの結果は、参照標準に匹敵する。例として、しかし限定するものではないが、活性または効果は、有効性、安定性、溶解性、または免疫原性を指す場合もある。先に示したように、当業者は、別の方法を使用することが、hIL−10の参照標準より−タンパク質濃度の計算における差異に起因する見かけ上の活性、または現実の活性のいずれかで−多かれ少なかれ活性になっているIL−10をもたらし得ることを認識する。当業者は、IL−10分子対hIL−10の相対的な生物活性を決定する上で、これらの違いを考慮にすることができるようになる。
細胞、組織、器官、または、生物の「応答」という用語は、例えば、生化学的または生理学的挙動、例えば、濃度、密度、接着、または、生物学的区画内での移動、遺伝子発現の速度、または分化の状態の変化を包含し、ここで、変化は、活性化、刺激、若しくは、処置、またはそのような遺伝的プログラミングなどの内部機構と相関している。ある文脈における、用語「活性化」、「刺激」などは、内部機構により、並びに、外部または環境要因により調節される細胞活性化を意味し、一方、用語「阻害」、「下方調整」などは、逆の効果を意味する。
用語、「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「タンパク質」は、本明細書において互換的に用い、任意の長さのアミノ酸のポリマー形態を指し、ここで、それは、遺伝的にコード化された、及び、非遺伝的にコード化されたアミノ酸、化学的、または、生化学的に改変、または、誘導されたアミノ酸、及び改変されたポリペプチド骨格を有するポリペプチドを含む。この用語は、異種のアミノ酸配列を有する融合タンパク質;N終端にメチオニン残基を有する、または、有しない異種及び同質のリーダー配列を有する融合タンパク質;免疫原性のタグを付けたタンパク質などを含む融合タンパク質が挙げられるが、それに限定されない。
本明細書で使用する場合、用語「変異体」及び「相同体」は、それぞれ、参照アミノ酸または核酸配列に類似したアミノ酸またはDNA配列を表すために、相互交換可能に使用される。この用語は、天然に存在する変異体及び天然に存在しない変異体を包含する。天然に存在する変異体は、(1つの種から他の種へアミノ酸またはヌクレオチド配列がそれぞれ異なるポリペプチド及び核酸)の相同体、及び(1個体から種内の別の個体へ、それぞれアミノ酸またはヌクレオチド配列が異なるポリペプチド及び核酸)の対立遺伝子変異体を含む。このように、変異体及び相同体は、自然に発生するDNA配列、及び、それによりコード化されるタンパク質及びそのアイソフォーム、並びに、タンパク質または遺伝子のスプライスバリアントを包含する。この用語は、また、天然に存在するDNA配列からの1つまたはそれ以上の塩基が変化するが、それでも遺伝コードの縮重に基づき天然に存在するタンパク質に対応するアミノ酸配列に翻訳する核酸配列を包含する。非天然に存在する変異体及び相同体は、アミノ酸またはヌクレオチド配列の変化をそれぞれ含むポリペプチド及び核酸を含み、ここで配列の変化は、人工的に導入され(例えば、ムテイン)、変化はヒトの介入(「人の手」)により実験室内で発生する。従って、非天然の変異体及び相同体は、1つまたはそれ以上の保存置換、及び/または、タグ、及び/または、複合体により、天然に存在する配列とは異なるものを意味する。
本明細書で使用される用語「ムテイン」は、突然変異した組換えタンパク質を広く意味する。これらのタンパク質は、通常、単一または複数のアミノ酸置換を運び、部位指向的に、または、ランダム突然変異誘発的に、または、完全な合成遺伝子から実施されるクローン化された遺伝子に、しばしば、由来する。特に指示のない限り、「IL−10の突然変異体」などの用語の使用は、IL−10ムテインを意味する。
用語「DNA」、「核酸」、「核酸分子」、「ポリヌクレオチド」などは、デオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチド、またはその類似体のいずれかの任意の長さのヌクレオチドポリマーの形態を意味ために、明細書において互換的に使用される。ポリヌクレオチドの非限定の例としては、直鎖状及び環状核酸、メッセンジャーRNA(mRNA)、相補的DNA(cDNA)、組換えポリヌクレオチド、ベクター、プローブ、プライマーなどが挙げられる。
なお、本開示全体を通して、1文字または3文字のコードに応じたアミノ酸の参照がなされることを理解するであろう。読者の便宜のために、1文字及び3文字のアミノ酸コードを以下に提供する。
G グリシン Gly P プロリン Pro
A アラニン Ala V バリン Val
L ロイシン Leu I イソロイシン Ile
M メチオニン Met C システイン Cys
F フェニルアラニン Phe Y チロシン Tyr
W トリプトファン Trp H ヒスチジン His
K リシン Lys R アルギニン Arg
Q グルタミン Gln N アスパラギン Asn
E グルタミン酸 Glu D アスパラギン酸 Asp
S セリン Ser T トレオニン Thr
天然のヒトIL−10またはIL−10ムテインの参照で本明細書中で使用される通り、用語「改変された」、「改変」などは、ヒトIL−10またはIL−10ムテインの望ましい特性を向上させる1つまたはそれ以上の変化を指す。このような望ましい性質は、例えば、検出アッセイでの使用のために、循環半減期を延長すること;安定性を上昇させること;クリアランスを低下させること;免疫原性またはアレルゲン性を変化させること;及び特定の抗体の育成を可能にすること(例えば、新規なエピトープの導入により)を含む。以下に詳細に議論する通り、実施され得るヒトIL−10またはIL−10ムテインは、PEG化(1つまたはそれ以上のポリエチレングリコール分子(PEG)またはその誘導体との共有結合);グリコシル化(例えば、N−グリコシル化)、ポリシアリル化及びHES化;アルブミン融合;例えば、共役脂肪酸鎖を介在したアルブミン結合(アシル化);Fc−融合;及びPEG擬態との融合を含むが、それに限定されない。いくつかの実施形態では、リンカーは、このような改変に使用され、以下に記載される。
ポリペプチド構造の文脈で本明細書で使用するとき、「N終端」(または「アミノ終端」)及び「C終端」(または「カルボキシル終端」)は、ポリペプチドの最末端のアミノ、及び、カルボキシル端部をそれぞれ意味し、一方、用語「N末端」及び「C末端」は、それぞれN終端及びC終端に向かう、ポリペプチドのアミノ酸配列内の相対的な位置を意味し、N−終端及びC−終端での残基をそれぞれ含めることができる。「すぐN末端」または「すぐC末端」は、連続したアミノ酸配列を提供するために、第一及び第二のアミノ酸残基が共有結合した、第二のアミノ酸残基に対する第一のアミノ酸残基の位置を指す。
アミノ酸配列またはポリヌクレオチド配列(例えば、IL−10ポリペプチド「由来の」アミノ酸配列)の文脈において「由来する」は、ポリペプチドまたは核酸は、対照ポリペプチドまたは核酸(例えば、天然に産生するIL−10ポリペプチド、またはIL−10をコード化する核酸)の配列に基礎を置く配列を有することを示すことを意味し、タンパク質または核酸が作られた源または方法を限定することを意味しない。一例として、「由来する」という用語は、対照アミノ酸配列または対照DNA配列の相同体または変異体を含む。
ポリペプチドの文脈において、「単離された」という用語は、天然に存在する場合、それが天然に存在し得るとは異なる環境にある目的のポリペプチドを指す。「単離された」は、対象のポリペプチドのために実質的に濃縮された、及び/または、対象のポリペプチドを、部分的または実質的に精製したサンプル内にあるポリペプチドを含むことを意味する。ポリペプチドは、天然に存在しない場合、「単離された」は、ポリペプチドが、それが合成または組換え手段のいずれかにより作製された環境から分離されたことを示す。
「濃縮された」は、対象のポリペプチドが、a)生物学的サンプル(例えば、ポリペプチドが天然に発生する、または投与後それが存在するサンプル)などの出発サンプルのポリペプチド濃度より大きい濃度(例えば、少なくとも3倍より大きく、少なくとも4倍より大きく、少なくとも8倍より大きく、少なくとも64倍より大きく、またはそれ以上に)で、または、b)ポリペプチドが作られる環境(例えば、細菌セル)より高濃度で存在するように、サンプルは非天然的に(例えば、科学者により)操作されたことを意味する。
「実質的に純粋な」は、構成成分(例えば、ポリペプチド)が、組成物の総含有量の約50%より大きく、及び、一般的には、全ポリペプチド含有量の約60%より大きく占めることを示している。より一般的には、「実質的に純粋な」は、組成物全体の少なくとも75%、少なくとも85%、少なくとも90%以上が対象の構成成分である組成物を意味する。いくつかの場合において、ポリペプチドは、組成物の総含有量の約90%より大きく、または約95%よりも大きく占めるようになる。
用語「特異的に結合する」または「選択的に結合する」が、リガンド/受容体、抗体/抗原、または他の結合対を意味する場合、タンパク質の異質集団及び他の生物学的製剤においてタンパク質の存在を決定する結合反応を示す。従って、指定された条件の下で、特定のリガンドは、特定の受容体に結合し、サンプル中に存在する他のタンパク質に有意な量では結合しない。意図された方法による、抗体、または抗体の抗原結合部位に由来する結合組成物は、その抗原、または変異体、またはムテインに、他の抗体、またはそれから誘導される結合組成物の有する親和性より、少なくとも2倍大きく、少なくとも10倍大きく、少なくとも20倍大きく、または少なくとも100倍大きい親和性を有して結合する。特定の実施形態において、抗体は、例えば、スキャッチャード分析によって決定されるように、約10L/molよりも大きい親和性を有するであろう(Munsen, et al. 1980 Analyt. Biochem. 107:220−239)。
IL−10及びPEG−IL−10
また、ヒトのサイトカイン合成阻害因子(CSIF)として知られている抗炎症性サイトカインIL−10は、IL−19、IL−20、IL−22、IL−24(Mda−7)、及びIL−26、インターフェロン(IFN−α、−β、−γ、−δ、−ε、−κ、−Ω、及び−τ)、及びインターフェロン様分子(リミチン、IL−28A、IL−28B、及びIL−29)を含む、タイプ(クラス)−2サイトカイン、1セットのサイトカインとして分類されている。
IL−10は、免疫調節と炎症において多面的な効果を有するサイトカインである。それは、アレルギー反応の部位に存在する炎症性効果を抑える肥満細胞により産生される。それは、IFN−γ、IL−2、IL−3、TNFα及びGM−CSFなどの炎症誘発性サイトカインの合成を阻止できるが、IL−10は、また、特定のT細胞及び肥満細胞に対して刺激的であり、そしてB細胞の成熟、増殖、及び抗体産生を刺激する。IL−10は、NF−κB活性をブロックすることができ、JAK−STATシグナル伝達経路の調節に関与している。それは、また、CD8+T細胞の細胞傷害活性及びB細胞の抗体産生を誘導し、それはマクロファージ活性及び腫瘍促進炎症を抑制する。CD8+T細胞の調節は、より高い用量がより強い細胞傷害性応答を誘導しており、用量依存的である。
ヒトIL−10は、37kDaの分子量を有するホモ二量体であり、ここに、それぞれ18.5kDaの単量体は、178個のアミノ酸を含み、その内初めの18個は、シグナルペプチドを含み、及び2対のシステイン残基は、2つの分子内ジスルフィド結合を形成する。成熟hIL−10の各単量体は、160個のアミノ酸残基を含む。IL−10二量体は、2つの単量体サブユニット間の非共有結合相互作用の破壊時に生物学的に不活性となる。図3Aは、完全な178個のアミノ酸のヒトIL−10配列(18個のアミノ酸シグナルペプチドは下線が引かれている)を図示し、図3Bは、160個のアミノ酸成熟ヒトIL−10配列を図示する。
本開示は、80%の相同性を示すヒトIL−10及びマウスIL−10、及びその使用を意図する。更に、本開示の範囲は、ラット(アクセッションNP_036986.2;GI148747382)、ウシ(アクセッションNP_776513.1;GI41386772)、ヒツジ(アクセッションNP_001009327.1;GI57164347)、イヌ(アクセッションABY86619.1;GI166244598)、ウサギ(アクセッションAAC23839.1;GI3242896)を含む、他の哺乳動物種から、そのIL−10相同分子種及びその改変形態を含む。
IL−10受容体、II型サイトカイン受容体は、また、それぞれR1とR2と呼ばれるα及びβサブユニットからなる。受容体の活性化は、α及びβの両方に結合することが必要である。IL−10ポリペプチドの1つのホモ二量体は、αに結合し、同じIL−10ポリペプチドの他のホモ二量体は、βに結合する。
組換えヒトIL−10の有用性は、しばしば、血流における、例えば、腎クリアランス、タンパク質分解、受容体媒介取り込み及び単量体化に起因し得る相対的に短い血清半減期によって制限される。その結果、様々なアプローチによって、その二量体構造を破壊し、その結果、その活性に悪影響を与えることがないように、IL−10の薬物動態プロファイルを改善されている。IL−10のPEG化は、ある薬物動態パラメータ(例えば、血清半減期)の改善、及び/または、活性の強化をもたらす。例えば、本開示の特定の実施形態は、PEG化IL−10ムテインで増殖性疾患(例えば、癌)の治療を最適化する方法を含む。
先に示したように、本開示は、また、本明細書中の教示と併せて、遺伝子治療の使用を意図する。遺伝子治療は、新規遺伝子を導入するために、既存の遺伝子の追加のコピーを導入するために、既存の遺伝子の機能を損なうために、または、存在するが、非機能である遺伝子を修復するために、被験者内の内因性細胞に、通常、ベクター内に包装された遺伝物質を送達することにより達成される。細胞内で一度、核酸は細胞機構により発現し、目的のタンパク質の産生をもたらす。本発明の文脈において、遺伝子治療は、本明細書に記載の疾患、障害または状態の治療または予防において使用するためのIL−10剤をコード化する核酸を送達するための治療薬として使用される。
上記で言及したように、遺伝子治療の使用及び方法のために、被験者の細胞は、生体内で本明細書に記載のIL−10関連ポリペプチドをコード化する核酸で形質転換することができる。あるいは、細胞は、導入遺伝子またはポリヌクレオチドで生体外で形質転換し、その後、治療を達成するために、被験者の組織に移植することができる。更に、初代細胞分離株、または確立された細胞株は、導入遺伝子、または、IL−10関連ポリペプチドをコード化するポリヌクレオチドで形質転換し、その後、場合により被験者の組織に移植することができる。
本明細書で使用する場合、用語「PEG化IL−10」及び「PEG−IL−10」は、一般的に、結合が安定するように、リンカーを介してIL−10タンパク質の少なくとも1つのアミノ酸残基に共有結合で結合する1つまたはそれ以上のポリエチレングリコール分子を有するIL−10分子を指す。用語「モノPEG化−IL−10」及び「モノ−PEG−IL−10」は、1つのポリエチレングリコール分子が、一般的に、リンカーを介して、IL−10二量体のサブユニット上の単一アミノ酸残基に共有結合で結合されていることを示す。ある実施形態では、本開示で使用されるPEG−IL−10は、1〜9個のPEG分子が、IL−10二量体の1つのサブユニットのN−終端でアミノ酸残基のα−アミノ基にリンカーを介して共有結合で結合されるモノPEG−IL−10である。リンカーは、下記で更に記載する。
1つのIL−10サブユニット上でのモノPEG化は、一般的に、サブユニットのシャッフリングに起因して、非PEG化、モノPEG化及びジPEG化IL−10の不均質な混合物をもたらす。また、PEG化反応が完全に進行することを可能にすることは、一般的に、非特異的及びマルチPEG化IL−10をもたらし、その結果、その生物活性を低下させることになる。従って、本開示の特定の実施形態は、本明細書に記載の方法により産生したモノ及びジPEG化IL−10の混合物の投与を含む。先に示したように、本明細書中で、「モノPEG化」または「ジPEG化」、またはその同等物への言及は、単にモノPEG化、ジPEG化IL−10よりも広く解釈されることを意味する。従って、それぞれのIL−10単量体上の2つまたはそれ以上の異なる部位は、1つ以上の変異を導入し、その後、それらの各々を改変することにより、改変されるかもしれない。更なる例として、チロシン59は、1つまたはそれ以上の改変された変異体と組み合わせてPEG化されるかもしれないか、またはチロシン59は、N終端のPEG化と組み合わせてPEG化される可能性がある。典型的なPEG化の条件は、例えば、実験の項に記載されている。
特定の実施形態では、PEG部分の平均分子量は、約5kDa〜約50kDaの間である。例えば、PEG部分は、約5kDaより大きく、約10kDaより大きく、約15kDaより大きく、約20kDaより大きく、約30kDaより大きく、約40kDaより大きく、または約50kDaよりも大きい分子量を有してもよい。いくつかの実施形態では、分子量は、約5kDa〜約10kDa、約5kDa〜約15kDa、約5kDa〜約20kDa、約10kDa〜約15kDa、約10kDa〜約20kDa、約10kDa〜約25kDa、または約10kDa〜約30kDaである。本開示は、特異的な方法の使用、または、IL−10へのPEGの結合部位の使用を必要としないが、PEG化がIL−10分子の活性を変更せず、または最小限変更することは、しばしば有利となる。ある実施形態では、半減期の上昇の影響は、生物活性の低下の影響よりも大きい。PEG−IL−10の生物学的活性は、一般的には、U.S.7,052,686に記載されているように、細菌抗原(リポ多糖類(LPS))でチャレンジし、PEG−IL−10で処理した被験者の血清中の炎症性サイトカイン(例えば、TNF−αまたはIFN−γ)のレベルを評価することにより測定する。
IL−10変異体は、血清半減期の上昇;IL−10に対する免疫応答の低下;精製または調製の支援;IL−10のその単量体サブユニット内への転換の減少;治療効果の改善;及び治療使用中の副作用の重症度または発生の低減化を含む、様々な目的を念頭に置き調製できる。いくつかは、翻訳後変異体、例えば、グリコシル化変異体であり得るが、アミノ酸配列変異体は、通常、天然に見出されない変異体を事前決定している。IL−10のいずれかの変異体は、それがIL−10活性の適切なレベルを維持するならば、使用できる。腫瘍に関連して、適切なIL−10活性は、例えば、腫瘍部位へのCD8+T細胞の浸潤、それらの浸潤細胞から、IFN−γ、IL−4、IL−6、IL−10及びRANK−Lなどの炎症性サイトカインの発現、及び生物学的サンプル中のTNF−αまたはIFN−γの上昇レベルを含む。
用語「保存的アミノ酸置換」は、類似の酸性度、塩基性度、電荷、極性を有する側鎖、または、類似の側鎖サイズを有するアミノ酸で、タンパク質の単数若しくは複数のアミノ酸を置換することにより、タンパク質の活性を保存する置換を参照する。保存的アミノ酸置換は、一般に、以下のグループ内のアミノ酸残基の置換を伴う:1)L、I、M、V、F;2)R、K;3)F、Y、H、W、R;4)G、A、T、S;5)Q、N;及び6)D、E。置換、挿入、または欠失のための指針は、異なる変異体タンパク質、または、異なる種からのタンパク質のアミノ酸配列のアラインメントに基づくことができる。従って、任意の天然に存在するIL−10ポリペプチドに加えて、本発明は、置換が、通常、保存的アミノ酸置換である場合、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個、通常、せいぜい20、10または5個のアミノ酸置換を有することを意図する。場合により、1つまたはそれ以上の非天然アミノ酸は、部位特異的結合を促進する手段として、IL−10に導入してもよいことに留意すべきである。
本開示は、また、成熟IL−10に由来する連続したアミノ酸残基を含む成熟IL−10の活性フラグメント(例えば、部分配列)を意図する。ペプチドまたはポリペプチドの部分配列の連続したアミノ酸残基の長さは、部分配列が由来する特定の天然に存在するアミノ酸配列に依存して変化する。一般的に、ペプチドまたはポリペプチドは、約20アミノ酸〜約40アミノ酸、約40アミノ酸〜約60アミノ酸、約60アミノ酸〜約80アミノ酸、約80アミノ酸〜約100アミノ酸、約100アミノ酸〜約120アミノ酸、約120アミノ酸〜約140アミノ酸、約140アミノ酸〜約150アミノ酸、約150アミノ酸〜約155アミノ酸、約155アミノ酸〜ペプチドまたはポリペプチド全長であってもよい。
更に、IL−10ポリペプチドは、連続したアミノ酸(例えば、「比較ウィンドウ」)の定義された長さにわたって参照配列と比較して、定義された配列同一性を有することができる。比較のための配列のアラインメントの方法は当該分野において周知である。比較のための配列の最適なアラインメントは、例えば、Smith & Waterman,Adv.Appl.Math.2:482 (1981)に記載のローカル相同性アルゴリズムにより;Needleman & Wunsch,J. Mol. Biol. 48:443(1970)に記載の相同性アラインメントアルゴリズムにより;Pearson & Lipman,Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA 85:2444 (1988)に記載の類似法の探索により;これらのアルゴリズム(GAP, BESTFIT, FASTA, and TFASTA in the Wisconsin Genetics Software Package, Madison, Wis.)のコンピュータでの実行により;または、手動アラインメント及び目視検査により実施できる(参照:例えば、Current Protocols in Molecular Biology (Ausubel et al.,eds.1995 supplement))。
例として、適切なIL−10ポリペプチドは、約20アミノ酸〜約40アミノ酸、約40アミノ酸〜約60アミノ酸、約60アミノ酸〜約80アミノ酸、約80アミノ酸〜約100アミノ酸、約100アミノ酸〜約120アミノ酸、約120アミノ酸〜約140アミノ酸、約140アミノ酸〜約150アミノ酸、約150アミノ酸〜約155アミノ酸、約155アミノ酸〜ペプチドまたはポリペプチドの全長までの連続したストレッチに対する、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%のアミノ酸配列の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
更に以下で議論するように、IL−10ポリペプチドは、天然源から単離することができる(例えば、その天然に存在する環境以外の環境)、また、組換えで作ることもでき(例えば、細菌、酵母、ピチア、昆虫細胞など遺伝的に改変された宿主細胞中で)、ここで、遺伝的に改変された宿主細胞は、ポリペプチドをコード化するヌクレオチド配列を含む核酸で改変される。IL−10ポリペプチドは、また、合成的に(例えば、細胞なしの化学合成により)産生してもよい。
その天然に存在する、及び、非天然のアイソフォーム、対立遺伝子変異体及びスプライス変異体を含む、IL−10分子をコード化する核酸分子は、本開示により意図される。本開示は、また、天然に存在するDNA配列からの1つまたはそれ以上の塩基を変化させるが、それでも遺伝コードの縮重のために、IL−10ポリペプチドに対応するアミノ酸配列に翻訳された核酸配列を包含する。
望ましい特徴を有する改変されたIL−10分子の同定
本発明は、突然変異誘発を介したタンパク質機能の操作、及び、IL−10に対する他の改変を部分的に示している。いくつかの実施形態において、本発明は、IL−10分子の改変を意図し、ここに、1つまたはそれ以上の有利な特性が、IL−10に加えられ(1つまたは複数の特徴が未改変のIL−10に存在しない場合)、及び/または、強化される(最適量以下であるにも関わらず、単数または複数の特徴が未改変のIL−10に存在する場合)。さらに以下で論じるように、そのような分子は、例えば、ヒトIL−10における一連の点突然変異の発生を含む、合理的な薬物設計アプローチを介して同定し、合成できる。この一連の点突然変異は、一連のメンバーの特性(例えば、有効性)の性質及び程度を決定するために評価することができる。
いくつかの実施形態では、点変異は、例えば、改変されたIL−10ペプチドの合成を容易にするために使用され、ここに、ペプチドは、共有結合、または非共有結合の改変(例えば、PEG化、Fc融合、及びHSA融合)を含む。次に、改変されたペプチドの系統的評価は、IL−10の一次アミノ酸配列の位置を定義するために実施でき、この位置で改変は、a)タンパク質の生物活性を保持している;b)特定のタンパク質の機能を増強している(例えば、IL−10−IL−10受容体の結合相互作用期間の伸長);c)他方を維持しながら、一方のIL−10の機能の強調を抑えている;または、d)a)〜c)の幾つかを組み合せを実行している間、影響を与えることができる。
本明細書で意図する合理的薬物設計アプローチの1つの目標は、他の属性の追加、または、強化を可能にする間、生物活性に有害な影響を有することなく改変できるIL−10のこれらのアミノ酸残基及び領域の同定である。これらの合理的薬物設計アプローチの別の目的は、IL−10のアミノ酸残基及び他方を維持し、強化させつつある間、改変が、特定のIL−10の機能の強化を選択的に抑えるために使用できる領域を定義することである。従って、ある実施形態では、IL−10分子(例えば、ムテイン)または改変されたIL−10分子は、1つまたはそれ以上の異なった役割の強調を抑える間、IL−10の1つまたはそれ以上の役割を強調し、他方に影響を与えない間(例えば、IL−10活性の正常レベルを維持し)、1つまたはそれ以上のIL−10の役割を強調し;または、他方に影響を与えない間、1つまたはそれ以上のIL−10の役割の強調を抑える。
特定の実施形態において、本明細書に記載の単数若しくは複数の改変は、そのペプチドの未改変バージョンに比べてペプチドの少なくとも1つの特性、または、他の特徴(例えば、有効性)を改良する。本開示の更なる実施形態は、特定のアミノ酸残基、または本明細書に記載される方法に従って改変することができるIL−10ドメインを同定するための方法及び他の技術に関係する。本明細書に記載のペプチドを(例えば、疾患またはその症状の治療または予防において)使用する、同定する、及び/または、産生する方法もまた、本開示の態様である。他の態様は、例えば、ペプチドを含む医薬組成物が含まれる。
特定のIL−10の機能的ドメインの同定及びIL−10複合体の特定のタイプの生成について説明したが、文献は、本明細書に記載のIL−10分子の種類およびそれを同定する方法のいずれかの記述を欠く。従って、Gesser, B.,et al.((1997)Proc.Natl.Acad.Sci. 94:14620−25)は、特定のIL−10様の活性を保持することが見出された2つのノナペプチドの同定を記述し、一方は、IL−10のC末端部分に位置し、他方は、N末端に近接している。Gesserらは、IL−10変異体、または、改変されたIL−10変異体のいずれもを記載していない。更にその上、ポリペプチドを非ポリペプチド部分との結合に対してより感受性を持たせるように適合するために(米国公開特許第2003/0186386号)、非ポリペプチド部分のための結合基を有するアミノ酸残基が、導入されるか、または除去されるIL−10ポリペプチドは、本明細書に記載のIL−10分子と方法論とで大きく異なる。
特定の実施形態において、本開示は、例えば、ヒトIL−10での点突然変異の一連の発現の発生、及び、哺乳動物または細菌系におけるそれらの突然変異したIL−10タンパク質(例えば、ムテイン)の発現を意図する。本開示は、本明細書に記載の変異体IL−10分子と互換性のある任意の発現系の使用を意図する。他の実施形態では、候補タンパク質発現系が、細菌(例えば、大腸菌、コリネバクテリウム、P.フルオレセンス、及び枯草菌)、酵母(例えば、出芽酵母)由来のもの、及びバキュロウイルス感染昆虫細胞を含むが、哺乳動物のタンパク質発現系は、特定の実施形態において意図される。細胞ベースまたは無細胞発現系を使用することができる。ほとんどの組換えサイトカインは、細菌封入体中で産生され、その後精製し、再折り畳みした。
細菌細胞は、しばしば、一般的には、タンパク質の再折り畳みを含む方法を、サイトカインを発現するために使用される。しかし、最初に突然変異したタンパク質が発現されるかどうかを決定するために、哺乳動物発現系を使用することが有利であり得る。哺乳動物細胞は、変異したタンパク質を発現することができる場合には、タンパク質の折り畳みは、おそらく、突然変異により破壊されなかった。変異体分子を折り畳むことと変異分子を分泌する哺乳動物細胞系の能力と、さらなる評価のための候補としてのその分子の生存能力との間に密接な相関関係が頻繁にある。逆に、初期発現が細菌中で行われ、変異したタンパク質が正しく再折り畳みされていない場合、突然変異が破壊されたか、または、タンパク質再折り畳み手順が最適下限であったかどうか、それは明らかではない。
発現系(例えば、哺乳動物細胞ラインベースの発現系)でタンパク質の折り畳み、及び、分泌を有意に破壊しない突然変異体IL−10分子は、更なる評価のための候補であり得る。例えば、このような変異体IL−10分子は、生体内または生体外で、TNFα阻害アッセイ、及び、本明細書に記載のMC/9細胞増殖アッセイを含む、1つまたはそれ以上の中に生物活性の分析を可能にするために十分に精製され得る。更なる例として、そのような変異体IL−10分子は、IL−10/IL10R1またはIL−10/IL10R1/IL10R2の親和性測定を提供する生体外アッセイで評価することができる。また、生体内モデルにおいて(例えば、生体内でのマウス内毒素血症モデル)が記載されており、本明細書に記載のIL−10分子の評価に使用できる(参照:例えば、Howard,M.et al.,(1993)J.Exp.Med.177:1205−08)。
特定の実施形態において、変異体IL−10ポリペプチド分子(例えば、ムテイン)は、例えば、PEG化により改変される。これらの改変されたIL−10分子は、その後、タンパク質機能への影響を決定するために評価することができる。良好な特性(例えば、正常またはタンパク質機能に影響を与えない)を示す改変されたIL−10分子は、更なる改変(例えば、より大きなまたは分枝状のPEG)、及び評価(例えば、溶解性)のための候補であり得る。
さらに、本開示は、本明細書記載の生体外、生体内、またはインシリコ免疫原性アッセイなどの免疫原性を決定するための1つまたはそれ以上のアッセイを用いて、変異体IL−10ペプチド及び改変型IL−10ペプチドの評価を意図する。特に良好な特性(例えば、インシリコで決定されるような免疫原性を増加させることなく、増強された効力)を示す改変されたIL−10分子は、生体内での免疫原性の分析、及び/または、生体内での設定における追加の分析を含む、更なる評価のための候補であり得る。特定の実施形態では、これらの改変されたIL−10分子は、対応する非改変IL−10分子よりも免疫原性が大きくない。
また、IL−10フラグメント;IL−10単量体を基礎とするポリペプチド;異種タンパク質と複合化されたIL−10単量体を含む分子;及び核酸レベルで1つまたはそれ以上の治療薬に融合したIL−10を含むIL−10融合タンパク質(例えば、抗炎症性生物薬)を含む、他のIL−10分子は、本明細書に包含される。そのような分子は、本明細書に記載のアプローチを用いて、または、当業者に公知の他のアプローチを用いて改変できる。
本開示の合理的薬物設計アプローチは、IL−10の公開された結晶構造から得られたデータ(Zdanov,A.et al,(1995)Structure(Lond)3:591−601 及び Walter, M. and Nagabhushan,T.,(1995) Biochemistry (38):12118−25);その溶解受容体を備えたhIL−10結晶構造のモデル(Zdanov,A.et al.,(1996)Protein Sci.(10):1955−62);及びIL−10/IL−10R1複合体の結晶構造(Josephson,K.et al.,(2001)Immunity(1):35−46)を含む、多数の源からの結晶学的データを利用することができる。それ自身不十分で、そして不完全であるにもかかわらず、そのような情報源に記載された情報及びデータは、修正することができるIL−10のアミノ酸残基及びドメインの同定に使用される構成成分を表すことができる。そのような情報及びデータを活用した結果、変異体IL−10分子(例えば、ムテイン)及び改変された変異体IL−10分子(及び、いくつかの実施形態では、改変されたネイティブhIL−10)は、本明細書で記載された利点、及び/または、望ましい特徴を有するとみなされた。
成熟ヒトIL−10(hIL−10)の各160アミノ酸単量体は、短いループにより連結された6個のヘリックスを含み、それは、また、ヘリックス間接合として本明細書に参照される。図1A及び1Bは、6つのヘリックスがA〜Fと標識した、hIL−10単量体のタンパク質結晶構造のリボン表現(上面図及び側面図)を図示する。図2A及び2Bは、hIL−10ホモ二量体のタンパク質結晶構造のリボン表現(上面図及び側面図)を図示し、各単量体の6ヘリックスは、図2Aに、A〜Fと標識した。図3Cは、ヘリックスA〜Fに対応する領域、及びヘリックス間接合(ループ)のそれぞれに対応する領域を示す成熟hIL−10のアミノ酸配列を図示する。図3Cは、また、ヘリックスA、C及びFが、いくつかのアミノ酸のストレッチを含有する(hIL−10の三次元構造内の領域、ここでは、配列は、例えば、厳しい曲げを有する)キンクを保持していることを示す。各々のヘリックス、ヘリックス間接合及びキンクを定義するアミノ酸残基は、文献に受け入れられるが、当業者はどの残基が各ドメインとヘリックス間接合の正確な境界を形成するかに関して異なる知見を有するかもしれないこと、及びそのような差異が本明細書に記載の教示に影響を与えないことを理解するであろう。
既に指摘した通り、IL−10受容体は、また、それぞれ、R1及びR2と呼ばれる、α及びβサブユニットを含む。IL−10受容体結合の機構が完全に解明されていないが、IL−10のシグナル伝達が、IL−10R1及びIL−10R2の両方からの寄与を必要とすることが示されている。これは、クラスタリングイベントのいくつかの種類と組み合わせて、IL−10R1及びIL−10R2の両方を組み合せて、またはIL−10R1及びIL−10R2の両方を備えた単一の複合体を形成する1つのIL−10ホモ二量体により、独立して結合し、1つのIL−10ホモ二量体を介在して発生し得る。図4A及び4Bは、2つのヒトIL10R1/α受容体(黒)に結合するヒトIL10ホモ二量体(灰色)のタンパク質結晶構造リボン表示(上面図と側面図)を図示する。
改変(例えば、PEG化)のための望ましくない候補であり得るアミノ酸残基は、改変にアクセスできない疎水性コアの残基;IL10R1/2受容体と接触する残基;IL10R1/2−IL−10−結合界面に最近接する残基;及び、ジスルフィド結合に関与するシステイン残基を含み、それは、システインを元にしたPEG化化学で一般的に非反応性となる(ジスルフィド結合のシステインPEG化は、定義されたPEG化条件を用いて達成できるが)。これとは対照的に、潜在的な改変(例えば、PEG化)のための良好な候補であり得るアミノ酸残基は、タンパク質−タンパク質間の相互作用に関与しない表面露出残基、ヘリックス間接合を形成する残基、またはヘリックスAの前の残基(下記で「プレヘリックスA」と定義する)またはヘリックスFに続く残基(下記で「ポストヘリックスF」と定義する)を含む。アミノ酸残基59におけるチロシンは、改変のための1つの候補(例えば、PEG化)である。キンクを形成するアミノ酸残基の改変は、許容される置換基のより限定されたセットを有してもよい。
本明細書の他の箇所に記載されているように、化学物質は、現在のポリペプチドのN終端、リシン残基、システイン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、アスパラギン酸残基、グルタミン酸残基、セリン残基、トレオニン残基、チロシン残基、及びC−終端のPEG化のために存在する。上記で指示した通り、本開示は、順番に、PEG化できる非天然アミノ酸残基を導入することを意図する。しかし、幾つかのこれらのアミノ酸残基のみ(例えば、チロシン残基(及び(N終端))、常に、部位特異的にPEG化することができる。他のアミノ酸(例えば、グルタミン酸およびセリン残基)のPEG化が有用であり、あまりにも多くの位置異性体をもたらすが、他のアミノ酸のPEG化は、複雑な条件の下でのみ部位特異的に実施できる。
本明細書に記載した教示に基づき、突然変異誘発及び部位特異的な化学物質の組み合わせを介して、アミノ酸残基の改変は、疎水性コア内に埋め込まれ得る58残基に対して;ジスルフィド結合に関与し得る4残基に対して;及びIL−10R1/αに接触し得る27残基(その内7残基は、また、疎水性コアドメイン内に埋め込まれると予測されるが)に対して、実現可能であるとは予測されない。更に、これらの残基の改変は、また、実行可能ではないだろうと予測しているが、10残基は、推定されるIL−10及びIL−10R1/α結合界面に最近接しているが、直接、IL−10R1/αと相互作用しないことがあり得る。本開示は、このような改変は、本明細書に包含される場合には、これらの残基の1つまたはそれ以上の改変が許容し得ると認識している。逆に、本明細書に記載された教示に基づき、突然変異誘発及び部位特異的な化学物質の組み合わせを介して、アミノ酸残基の改変は、78の表面露出残基に対して実現可能であるが、IL−10R1/α結合またはジスルフィド結合に一体的に関与していないことを予測する。
各ヘリックス及びヘリックス間接合部に対応するアミノ酸残基は、ヘリックスAの前、(「プレヘリックスA」)及びヘリックスFの後(「ポストヘリックスF」);プレヘリックスA=1〜17;ヘリックスA=18〜41;A/Bヘリックス間接合=42〜48;ヘリックスB=49〜58;B/Cヘリックス間接合=59;ヘリックスC=60〜82;C/Dヘリックス間接合=83〜86;ヘリックスD=87〜108;D/Eヘリックス間接合=109〜117;ヘリックスE=118〜131;E/Fヘリックス間接合=132;ヘリックスF=133〜159;及びポストヘリックスF=160に発生する残基として、下記に記載される。本開示の教示に基づいて、特定の実施形態では、ペプチドは、そのような置換を収容することができるとして、本明細書に同定されるアミノ酸残基及び領域において、ペプチドは、160個のアミノ酸IL−10単量体において少なくとも1つの置換を含む。これらのペプチドは、本明細書に記載のように改変してもよい。
従って、本開示のペプチドは、a)プレヘリックスA;b)ヘリックスA;c)A/Bヘリックス間接合;d)ヘリックスB;e)B/Cヘリックス間接合;f)ヘリックスC;g)C/Dヘリックス間接合;h)ヘリックスD;i)D/Eヘリックス間接合;j)ヘリックスE;k)E/Fヘリックス間接合;l)ヘリックスF;及び m)ポストヘリックスFを含んでもよい。ここに、そのようなペプチドは、更に、少なくとも1つの、i)アミノ酸残基12(C)、15(F)若しくは16(P)以外のプレヘリックスAの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはii)アミノ酸残基19〜24(LPNMLR(配列番号33))、26〜30(LRDAF(配列番号34))、33〜39(VKTFFQM(配列番号35))、若しくは41(D)以外のヘリックスAの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはiii)アミノ酸残基52(L)、53(L)、若しくは56(F)以外のヘリックスBの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはiv)B/Cヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;またはv)アミノ酸残基62(C)、64(A)、65(L)、68(M)、69(I)、71−73(FYL)、76(V)、77(M)、若しくは80(A)以外のヘリックスCの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはvi)C/Dヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;またはvii)アミノ酸残基87(I)、91(V)、94(L)、98(L)、101(L)、105(L)、若しくは108(C)以外のヘリックスDの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはviii)アミノ酸残基111(F)、112(L)、若しくは114(C)以外のD/Eヘリックス間接合の少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはix)アミノ酸残基120(A)、121(V)、124(V)、127(A)、128(F)、若しくは131(L)以外のヘリックスEの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはx)E/Fヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;またはxi)アミノ酸残基136〜156(IYKAMSEFDIFINYIEAYMTM((配列番号36))、158(I)または159(R)以外のヘリックスFの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;またはxii)ポストヘリックスFのアミノ酸の置換を含む。これらのペプチドは本明細書に記載の通りに改変してもよい。
実験の項で詳細に記載する通り、及び図5で示す通り、成熟ヒトIL−10ポリペプチドの78残基は、ホモ二量体において表面露出である可能性があり、そして受容体結合に関与する可能性が少なく、そして、これらの78残基は、PEGのアンカーとして提供する、アミノ酸の置換により、おそらく、変異を許容する可能性がある部位を表す。これらの78個の可能な位置のうち、いくつかの変異体は以下の様々な理由のための特定の位置で除去される:ヒトIL−10がすでにその位置でのチロシンを含むため、残基59(Y)は、チロシンに変異することはできない;残基10(N)、60(L)に対して、について、N−グリコシル化部位を導入する106(R)残基は、システイン結合に干渉し、そして、おそらくタンパク質の生物活性を破壊する;残基116(N)は、すでに、N−X−S N−グリコシル化モチーフを含むため、N−X−Tモチーフのみを導入することができる;残基160(N)に対して、N−グルコシル化モチーフが3つのアミノ酸長(N−X−SまたはN−X−T)であるので、N−グルコシル化部位は、タンパク質の最後の残基に導入できない。3個のアミノ酸に及ぶN−グリコシル化部位のためのモチーフ(N−X−SまたはN−X−T、X≠P)基づき、記載される78残基の外側に、頻繁に、変異を導入する必要があるが、これらの変異は、N−グリコシル化が、ヒトIL−10上のこれらの78の位置で発生するように設計され、従ってN−グリコシル化変異が、まだこれらの78位置を検査する手段として機能していることに留意すべきである。
変異体(例えば、システイン、チロシン、N−X−S及びN−X−T;図5参照)は、本明細書に記載の方法を用いて発生し、そして、生物学的活性を決定するために、MC/9アッセイで評価した。生物学的活性を有するこれらの変異体のうち、76変異体は、PEG部分のためのアンカー部位として提供される潜在的な候補であると同定された。
本開示のいくつかの実施形態は、以下の領域の少なくとも1つに、少なくとも1つのアミノ酸置換を含むペプチドを意図している:1〜11、49〜51、57〜61、81〜86、88〜90、102〜104、115〜119、または132〜134。他の実施形態では、ペプチドは、少なくとも以下の位置で、少なくとも1つのアミノ酸置換を含む:1〜11、13、14、17、18、25、31、32、40、49〜51、54、55、57〜61、63、66、67、70、74、75、78、79、81〜86、88〜90、92、93、96、97、99、100、102〜104、106、107、109、110、113、115〜119、122、123、125、126、129、130、132〜134、157、または160。
IL−10の改変された形態の免疫原性の検討事項
免疫原性、被験者における体液性(B細胞)及び/または細胞媒介性(T細胞)の免疫応答を誘発する抗原の能力は、「望ましい」または「望ましくない」として分類することができる。望ましい免疫原性は、一般的に、ワクチン注射により、誘発される病原体(例えば、ウイルスまたは細菌)に対して取り付けられた対象者の免疫応答を意味する。この文脈において、免疫応答は有利である。逆に、望ましくない免疫原性は、一般的に、治療用タンパク質(例えば、IL−10)のような抗原に対して取付けられた被験者の免疫応答を意味する;免疫応答は、例えば、治療用タンパク質の有効性に、または、その薬物動態パラメータに悪影響を与え、および/または、他の副作用に寄与する抗薬物抗体(ADA)をもたらすことができる。この文脈において、この免疫応答は不利益である。
タンパク質治療薬の被験者の免疫反応に影響を与える、被験者固有及び産生物固有の多くの要因がある。被験者固有の要因は、下記の免疫学的状況や被験者の能力を含む:前感作性/アレルギの履歴;投与の方式;投与の用量及び頻度;被験者の遺伝状態;及び内因性タンパク質に対する免疫寛容の被験者の状態。免疫原性に影響を与える製品固有の要因は、製品の起源(外因性または内因性);製品の主な分子構造/翻訳後改変、三次及び四次構造など;製品の凝集体の存在;抱合/改変(例えば、グリコシル化及びPEG化);アジュバント活性を有する不純物;製品の免疫調節作用;及び製剤を含む。
自家またはヒト様ポリペプチドの治療薬は、いくつかの適用分野では、驚くべきことに、免疫原性、及び他で驚くほど非免疫原性であることが証明される。特別のIL−10ムテイン、及び他の改変型IL−10(例えば、PEG化IL−10及びIL及びIL−10ドメイン)は、体液性及び細胞媒介性免疫応答の範囲を誘発する可能性がある。
本明細書で更に議論されるように、T細胞エピトープ、及び/または、B細胞エピトープの除去または改変は、免疫原性を低下することができる。実際、ある文脈において、1つまたはそれ以上のアミノ酸残基と「マスキング剤」(例えば、PEG)との結合、及び/または、アミノ酸残基自身への変化(例えば、置換による)は、そうでなければ高度に免疫原性タンパク質の免疫原性を劇的に低下させる。
T細胞エピトープ:更に下記で議論するように、複合体二次及び三次タンパク質構造にしばしば依存する三次元のB細胞エピトープとは対照的に、CD4+T細胞エピトープは、一般的には、約11〜約20アミノ酸残基長の線状ペプチド配列である。臨床免疫原性データが存在するタンパク質の領域の比較分析は、対応するタンパク質の免疫原性を有するT細胞エピトープの存在と効力の間の強力な関係を示す。
シリコスクリーニングにおいて、ツールは、しばしば包括的なT細胞エピトープ評価の最初のステップとして使用される。ペプチドに対するヘルパーCD4+T細胞応答の誘導は、MHCクラスIIに結合するペプチドを必要とする。このようなペプチド結合データの分析は、治療用タンパク質の開発プロセスに利用することができる。一例として、Antitope社(ケンブリッジ、英国)は、34MHCクラスII対立遺伝子へのペプチドの結合をモデル化する、インシリコ分子モデリング技術(iTope(商標))で独自技術を有する。個々のアミノ酸残基のペプチド結合に対する寄与は、各対立遺伝子に対して決定することができ、これらのデータは、T細胞エピトープが結合を破壊するように突然変異している「脱免疫化」配列の変異体のデザインで使用することができる。
また、「免疫インフォマティクス」アルゴリズム及びT細胞エピトープを同定するための他の技術は、高リスクと低リスクのカテゴリにタンパク質治療をトリアージするために使用することができる。説明するために、タンパク質配列は、ほとんどのヒトの遺伝的背景を「覆う」各々の8つの共通クラスIIのHLA対立遺伝子に対する結合の可能性を、その後、評価する、9量体ペプチドフレームを重複して解析することができる。タンパク質内の高スコアリングフレームの密度を算出することにより、タンパク質の全体的な「免疫原性スコア」を推定することができる。また、稠密に詰め込まれた、高スコアリングフレームまたは潜在的な免疫原性の「クラスター」のサブ領域は、識別することができ、クラスタのスコアを計算し、編集できる。免疫原性の他の決定と一緒に、タンパク質の「免疫原性スコア」は、そのタンパク質が免疫応答を誘発する可能性を決定するために、その後、使用することができる。
治療用タンパク質の免疫原性を低下させる付加的な手段は、用いてもよい。技術(例えば、Antitope社の独自EpiScreen(商標)ヒトエキソビボT細胞アッセイシステム)は、タンパク質、ペプチド、製剤などのヘルパーCD4+T細胞応答を決定することができる。そのような技術の使用から産生されたデータは、出発タンパク質の配列内ヘルパーCD4+T細胞エピトープをマッピングするために使用することができ、T細胞エピトープは、1つまたはそれ以上の下記の件より、タンパク質より除去することができる:ヒトMHCクラスIIへの結合を低減し/排除するするために突然変異を設計すること;ペプチド/MHCクラスII複合体の認識を破壊するために、T細胞受容体接触残基を標的化すること;望ましいタンパク質の活性を維持するために重要なアミノ酸残基の標的化及び置換を導くために、構造及び相同性分析を行うこと;及び効力に基づく除去のためのT細胞エピトープの優先順位付けをおこなうこと。
B細胞エピトープ:T細胞エピトープの正確な予測因子が存在するが、B細胞エピトープの現在の予測は、本質的に困難である。
B細胞エピトープは、2つのカテゴリーのいずれかに配置することができる。 第一のカテゴリーにおいて、エピトープは、タンパク質の特定領域の一次アミノ酸配列によって定義され、そしてエピトープの構成要素は、タンパク質上に順に配置される。これらの線形B細胞エピトープは、一般に、約5〜約20アミノ酸残基長の範囲である。第二のカテゴリーでは、エピトープは、タンパク質の立体配座構造によって定義され、エピトープの構成要素は、天然タンパク質の折り畳まれた二次または三次構造で、互いに接近するタンパク質の別々の部分に位置している。ほとんどのB細胞エピトープは、タンパク質の立体配座構造に基づくので、B細胞エピトープは、(それらの一次アミノ酸配列によって決定される)T細胞エピトープよりも識別することが困難である。
以前に使用される配列に基づくB細胞エピトープの予測因子の例としては、下記に記述された技術を含む。Saha S, and Raghava GP (“ABCPred technology”)(Proteins (2006) 65:40−48);Chen et al.(Amino Acids (2007) 33:423−28);El−Manzalawy Y, et al.(“BCPred” technology) (J Mol Recognit(2008)21:243−55);Sweredoski MJ,and Baldi P (“COBEpro” technology)(Protein Eng Des Sel(2009) 22:113−20);Wee LJ, et al.(”BayesB” tehnology)(BMC Genomics (2010) 11:S21); 及び、Ansari HR,and Raghava GP(“CBTOPE” technology) (Immunome Res(2010)6:6)。
サポートベクターマシンツール(「BEST」)を用いて、B細胞エピトープを予測することは、有望な新しいB細胞エピトープの技術である(Gao J,et al.(2012)PLoS ONE 7(6): e40104. doi:10.1371/journal.pone.0040104)。BESTの方法は、サポートベクターマシン(SVM)により、20量体のスライドから産生した、選択されたスコアの平均に基づく新しいアーキテクチャを使用して、短い配列フラグメントのみから予測する多くの従来の方法とは対照的に、抗原配列からエピトープを予測する。SVMの予測因子は、結合鎖から得られた情報、配列保存、公知の(トレーニング)エピトープの類似性を組み合わせることによって産生された入力の包括的かつカスタムデザインのセットを利用し、二次構造及び相対的溶媒接近性を予測する。更に、いくつかの事業者は、B細胞エピトープを評価するために独自の技術を利用する(例えば、ProImmune’s B−cell ELISpot technology; ProImmune Ltd.; Oxford, UK)。
免疫原性を評価する目的のために、一般的に、常にではないが、抗原特異的B細胞応答を駆動する潜在的T細胞エピトープに集中することが有用である。
IL−10産生の方法
本発明のポリペプチドは、非組換え(例えば、化学合成)及び組換え法を含む任意の適切な方法により、製造することができる。
化学合成
ポリペプチドが化学合成される場合、合成は、液相または固相を介して進行できる。固相ペプチド合成(SPPS)は、非天然アミノ酸、及び/または、ペプチド/タンパク質骨格改変の組み込みを可能にする。例えば、9−フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc)、及び、t−ブチルオキシカルボニル(BOC)などのSPPSの様々な形態は、本開示のポリペプチドを合成するために利用可能である。化学合成の詳細は、当該分野で公知である(例えば、Ganesan A.(2006) Mini Rev. Med. Chem. 6:3−10; 及びCamarero J.A. et al.,(2005)Protein Pept Lett.12:723−8)。
固相ペプチド合成は、下記に記載の通りに実施できる。α機能(Nα)、及び、任意の反応性側鎖は、酸不安定または塩基に不安定な基によって保護される。保護基は、アミド結合を連結するための条件下で安定であるが、形成したペプチド鎖を損なうことなく容易に切断することができる。α−アミノ官能基に適した保護基としては、下記のものが挙げられるが、それに限定されない:Boc;ベンジルオキシカルボニル(Z);o−クロロベンジルオキシカルボニル;ビフェニルイソプロピルオキシカルボニル;tert−アミルオキシカルボニル(Amoc);α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジルオキシカルボニル;o−ニトロフェニルスルフェニル;2−シアノ−t−ブトキシ−カルボニル;Fmoc;1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキサ−1−イリデン)エチル(Dde)など。
適切な側鎖保護基は、下記のものが挙げられるが、それに限定されない:アセチル;アリル(All);アリルオキシカルボニル(Alloc);ベンジル(Bzl);ベンジルオキシカルボニル(Z);t−ブチルオキシカルボニル (Boc);ベンジルオキシメチル(Bom);o−ブロモベンジルオキシカルボニル;t−ブチル(tBu);t−ブチルジメチルシリル;2−クロロベンジル;2−クロロベンジルオキシカルボニル;2,6−ジクロロベンジル;シクロヘキシル;シクロペンチル;1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキサ−1−イリデン)エチル(Dde);イソプロピル;4−メトキシ−2,3,6−トリメトキシベンジルスルホニル(Mtr);2,3,5,7,8−ペンタメチルクロマン−6−スルホニル(Pmc);ピバロイル;テトラヒドロピラン−2−イル;トシル(Tos);2,4,6−トリメトキシベンジル;トリメチルシリル;及びトリチル(Trt)。
固相合成において、C末端アミノ酸は、適切な支持体物質に結合されている。適切な担体物質は、合成工程の段階的縮合及び切断反応のための試薬、及び反応条件に対して不活性で、使用される反応媒体に溶解しないものである。商業的に入手可能な支持物質の例としは、反応基で改変され得るスチレン/ジビニルベンゼンコポリマー、及び/または、ポリエチレングリコール;クロロメチル化スチレン/ジビニルベンゼンコポリマー;ヒドロキシメチル化、または、アミノメチル化スチレン/ジビニルベンゼンコポリマー;などが挙げられる。ペプチド酸の調製が望ましいとき、ポリスチレン(1%)−ジビニルベンゼン;または、4−ベンジルアルコールで誘導されるTentaGel(登録商標)(Wang−アンカー);または2−クロロトリチルクロリドが使用できる。ペプチドアミドの場合、ポリスチレン(1%)−ジビニルベンゼン、または、5−(4′−アミノメチル)−3′,5′−ジメトキシフェノキシ)吉草酸(PAL−アンカ−)、または、p−(2,4−ジメトキシフェニルアミノメチル)−フェノキシ基(Rinkアミドアンカー)で誘導されるTentaGel(登録商標)が使用できる。
ポリマー支持体への結合は、エタノール、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルミアミド(DMF)、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン、または、類似の溶媒で、室温または昇温下(例えば、40℃〜60℃の間)で、例えば、2〜72時間の反応時間で、活性剤の付加により、支持物質で、C末端のFmoc保護アミノ酸を反応させることにより達成できる。
Nα保護アミノ酸(Fmocアミノ酸など)のPAL、Wang、または、Rinkアンカーへのカップリングは、例えば、N,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC);N,N′−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC);または他のカルボジイミド;2−(1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボラート(TBTU);または、他のウロニウム塩;O−アシル−尿素;ベンゾトリアゾール−1−イル−トリス−ピロリジノ−ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBOP)、または他のホスフェート塩;N−ヒドロキシスクシンイミド;他のN−ヒドロキシイミドまたはオキシム;などのカップリング剤の助けを借りて、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、または、1−ヒドロキシ−7−アザベンゾトリアゾールの存在下、または非存在下で、例えば、HOBtを加えて、TBTUの助けを借りて、例えば、ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)、トリエチルアミン、または、N−メチルモルホリンなどの塩基の添加のあり、または無しで;例えば、ジイソプロピルエチルアミンで、反応時間2〜72時間で;(例えば、アミノ酸及びカップリング剤の1.5倍から3倍過剰で、例えば、2倍過剰で、3時間;約10℃〜50℃の温度で、例えば、25℃の温度で、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、またはジクロロメタン、例えば、ジメチルホルムアミドなどの溶媒中で)実施できる。
カップリング剤の代わりに、活性エステル(例えば、ペンタフルオロフェニル、p−ニトロフェニルなど)、Nα−Fmoc−アミノ酸の対称酸無水物、その酸クロリド、または酸フルオリドを上記の条件下で使用することも可能である。
Nα保護されたアミノ酸(例えば、Fmocアミノ酸)は、DIEAを添加したジクロロメタン中の2−クロロトリチル樹脂に、10〜120分の反応時間で、例えば、20分間で、この溶媒及びこの塩基の使用を限定せずに、カップリングできる。
保護されたアミノ酸の連続的なカップリングは、ペプチド合成の従来の方法に従い、一般的に、自動ペプチドシンセサイザーで実施できる。例えば、ジメチルホルムアミド中、ピペリジン(10%〜50%)で、5〜20分;例えば、2×2分で、DMF中50%ピペリジンで;及び、1×15分で、DMF中20%ピペリジンでの処理で固相上に結合させたアミノ酸のNα−のFmoc保護基の切断の後、次の保護アミノ酸は、10倍過剰で、例えば3〜10倍過剰で、ジクロロメタン、DMFまたは2つの混合物などの不活性、非水性、極性溶媒中で、約10℃〜50℃、例えば、25℃の温度で、前述のアミノ酸に結合される。初めに、Nα−Fmocアミノ酸をPAL、WangまたはRinkアンカーにカップリングするための前述した試薬は、カップリング試薬として好適である。アクティブな保護アミノ酸のエステル、またはクロリドまたはフルオリドまたはその対称無水物は、また、代替として使用することができる。
固相合成の最後に、ペプチドは、支持体から切断され、同時に側鎖保護基を切断する。切断は、トリフルオロ酢酸または他の強酸性の媒体をジメチルスルフィド、エチルメチルスルフィド、チオアニソール、チオクレゾール、m−クレゾール、アニソール、エタンジチオール、フェノール、または水などの5%〜20%(体積比)のスキャベンジャを加えて;例えば、15%(体積比)のジメチルスルフィド/エタンジチオール/m−クレゾール=1:1:1で、0.5〜3時間で、例えば、2時間で実施することができる。完全に保護された側鎖を有するペプチドは、氷酢酸/トリフルオロエタノール/ジクロロメタン=2:2:6で、2−クロロトリチルアンカーを切断することにより得られる。保護されたペプチドは、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製することができる。ペプチドがWangアンカーを介して固相に連結している場合、及びC末端アルキルアミド化を有するペプチドを得ることが意図されている場合、切断は、アルキルアミンまたはフルオロアルキルアミンによるアミノ分解により実施できる。アミノ分解は、約12〜24時間(例えば、約18時間)の反応時間で、約−10℃〜50℃の温度(例えば、約25℃)で実施する。加えて、ペプチドを、例えば、メタノールで再エステル化することにより、支持体から切断することができる。
得られた酸性溶液は、ペプチドを沈殿させ、その結果、エーテル中に残るスカベンジャーと切断された保護基を分離するために、3〜20倍量の冷エーテル、または、n−ヘキサン、例えば、10倍量のジエチルエーテルで混合する。更なる精製は、氷酢酸からペプチドを数回再沈殿させることによって行うことができる。得られた沈殿物は、水またはtert−ブタノール、または、2つの溶媒の混合物、例えば、tert−ブタノール/水=1:1の混合物及び凍結乾燥物に取り込んだ。
得られたペプチドは酢酸形態中で弱塩基性樹脂のイオン交換を含む、下記の様々なクロマトグラフィーの方法で精製することができた:非誘導体化ポリスチレン/ジビニルベンゼンコポリマー(例えば、アンバーライト(登録商標)XAD)の上の疎水性吸着クロマトグラフィー;シリカゲル上での吸着クロマトグラフィー;イオン交換クロマトグラフィー:例えば、カルボキシメチルセルロース;分配クロマトグラフィー;例えば、Sephadex(登録商標)G−25上で;向流分配クロマトグラフィー;または、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、例えば、オクチルまたはオクタデシルシリルシリカ(ODS)相上の逆相HPLC。
組み換え産生物
ヒト及びマウスIL−10の調製を説明する方法は、例えば、U.S.5,231,012に見出すことができ、それは組換え及び他の合成技術を含む、IL−10活性を有するタンパク質を産生するための方法を教示する。IL−10は、ウイルス起源のものであり得る。Epstain Barrウイルス(BCRF1タンパク質)からクローニング及びウイルス性IL−10の発現がMoore et al.,(1990)Science 248:1230に開示されている。IL−10は、本明細書に記載のものなど、当該分野で公知の標準的技術を用いて多数の方法で得られる。組み換えヒトIL−10も、また、PeproTech社、Rocky Hill, N.J.から商業的に入手可能である。
部位特異的突然変異(また、部位特異的突然変異誘発及びオリゴヌクレオチド指定突然変異と参照されるが)は、改良した、望ましい特性を有する、本開示の合理的に設計されたタンパク質(例えば、特定のIL−10ムテイン及びそのドメインを含むIL−10の他の改変されたバージョン)を産生するために、DNAに特異的突然変異を産生するために、使用できる。部位特異的突然変異誘発のための技術は、当該分野で周知である。初期の部位特異的変異法(例えば、Kunkel’s method; cassette mutagenesis; PCR部位特異的突然変異誘発;及び、SPRINPを含む、全プラスミド突然変異生成)は、Delittoのperfettoを含む様々な生体内方法のような、形質転換「ポップインポップアウト」;PCR及び1つのリサイクル可能なマーカーを有する直接遺伝子欠失及び部位特異的突然変異;長い相同性ドメインを用いた、PCR及び1つのリサイクル可能なマーカーを有する直接遺伝子欠失及び部位特異的突然変異;及び合成オリゴヌクレオチドを有する生体内部位指向性の突然変異誘発;より正確で効率的な方法により置き換えられる(参照:Storici F. and Resnick MA,(2006) Methods in Enzymology 409:329−45)(参照、例えば:In Vitro Mutagenesis Protocols(Methods in Molecular Biology),2ndEd.ISBN 978−0896039100)。また、部位特異的突然変異誘発を行うためのツールが市販されている(例えば、Stratagene Corp.,La Jolla,CA)。
ポリペプチドが組換え技術を用いて産生される場合、ポリペプチドは、それぞれ、任意の適切な構築物、及び細菌(例えば、大腸菌)などの原核細胞または真核細胞であり得る任意の適切な宿主細胞、または酵母宿主細胞を用いて、細胞内タンパク質または分泌タンパク質として産生できる。宿主細胞として使用することができる真核細胞の他の例としては、昆虫細胞、哺乳類細胞、及び/または、植物細胞が含まれる。哺乳動物宿主細胞が使用される場合、それらは、ヒトの細胞(例えば、HeLa細胞、293、H9及びJurkat細胞);マウス細胞(例えば、NIH3T3;L細胞、及びC127細胞);霊長類細胞(例えば、Cos1、Cos7及びCV1);及びハムスタ細胞(例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を含んでもよい。
ポリペプチドの発現に適した様々な宿主−ベクター系は、当該分野で公知の標準的な手順に従って使用することができる。参照:例えば、Sambrook et al., 1989 Current Protocols in Molecular Biology Cold Spring Harbor Press, New York; 及びAusubel et al. 1995 Current Protocols in Molecular Biology, Eds. Wiley and Sons。宿主細胞への遺伝物質の導入方法としては、例えば、形質転換、エレクトロポレーション、接合、リン酸カルシウム法などを含む。導入されたポリペプチドをコード化する核酸の安定な発現を提供するように転送する方法が選択できる。ポリペプチドをコード化する核酸は、エピソームの遺伝要素(例えば、プラスミド)として提供することができ、またはゲノム統合することができる。対象のポリペプチドの産生に使用するのに適した種々の適切なベクターが市販されている。
ベクターは、宿主細胞内の染色体外維持のために提供することができ、または宿主細胞ゲノムへの組み込みを提供することができる。発現ベクターは、転写及び翻訳調節配列を提供し、そして誘導的または構成的発現を提供することができ、ここに、コード化領域は、転写開始領域、転写及び翻訳終結領域の転写制御の元で作動可能に連結される。一般的に、転写及び翻訳調節配列は、プロモーター配列、リボソーム結合部位、転写開始及び停止配列、翻訳開始及び停止配列、並びに、エンハンサーまたはアクチベーター配列を含むが、それに限定されない。プロモーターは、構成的または誘導的のいずれかであり得て、強力な構成的プロモーター(例えば、T7)であり得る。
発現構築物は、一般的に、対象のタンパク質をコード化する核酸配列の挿入を提供するために、プロモーター配列の近傍に位置する便利な制限部位を有する。発現宿主において作動する選択マーカーは、ベクターを含む細胞の選択を容易にするために存在してもよい。また、発現構築物は、追加の要素を含んでもよい。例えば、発現ベクターは、1つまたは2つの複製システムを有していてもよく、その結果、それを、発現のために生物内で、例えば、哺乳動物または昆虫細胞で、並びに、クローニング及び増幅のために原核生物宿主中で、維持されることを可能にする。更に、発現構築物は、形質転換された宿主細胞の選択を可能にするために、選択的マーカー遺伝子を含んでもよい。選択遺伝子は当該分野で公知であり、使用する宿主細胞により変化する。
タンパク質の単離及び精製は、当該分野で公知の方法に従って行うことができる。例えば、タンパク質は、構成的に、及び/または、誘導時にタンパク質を発現するように、遺伝的に改変された細胞の溶解物から、または、免疫親和性の精製により、合成反応混合物から、単離することができ、それは、一般に、サンプルを抗タンパク質抗体と接触させ、非特異的に結合した物質を除去するために洗浄し、そして特異的に結合したタンパク質を溶出させることを含む。単離されたタンパク質は、さらに、通常は透析、及び、タンパク質精製に用いられるその他の方法によっても精製することができる。一実施形態では、タンパク質は、金属キレートクロマトグラフィー法を用いて単離することができる。タンパク質は、単離を容易にするための改変を含んでもよい。
ポリペプチドは、実質的に純粋な、または、単離された形態(例えば、他のポリペプチドがない)で調製することができる。ポリペプチドは、存在し得る他の構成要素(例えば、他のポリペプチドまたは他の宿主細胞成分)に関連するポリペプチドに対して濃縮された組成物中に存在することができる。例えば、精製されたポリペプチドは、ポリペプチドが実質的に他の発現タンパク質を含まない、例えば:約90%未満;約60%未満;約50%未満;約40%未満;約30%未満;約20%未満;約10%未満;約5%未満;または約1%未満で、組成物中に存在するように提供されてもよい。
IL−10ポリペプチドをコード化することができる構築物を提供するために、当該分野において公知の異なったIL−10関連の核酸を操作する組換え技術を用いて、IL−10ポリペプチドを生成できる。特定のアミノ酸配列が提供される場合、当業者は、例えば、分子生物学に対する背景及び経験を考慮して、このようなアミノ酸配列をコード化する多様な異なる核酸分子を認識することは理解されるであろう。
アミド結合置換
幾つかの場合、IL−10は、ペプチド結合以外の1つ以上の結合を含む。例えば、少なくとも二つの隣接するアミノ酸は、アミド結合以外の結合を介して連結される。例えば、望ましくないタンパク質分解、または、分解の他の手段を減少し、排除するため、及び/または、血清安定性を上昇させるために、及び/または、骨格内の立体配座の柔軟性を制限または増加させるために、IL−10の主鎖内の1つまたはそれ以上のアミド結合を置換できる。
別の例において、IL−10内の1つまたはそれ以上のアミド結合(−CO−NH−)は、−CHNH−、−CHS−、−CHCH−、−CH=CH−(シス及びトランス)、−COCH−、−CH(OH)CH−または−CHSO−などのアミド結合のアイソスターである結合で置換することができる。IL−10の内の1つまたはそれ以上のアミド結合は、また、例えば、還元したアイソスター擬ペプチド結合によって置換することができる。参照:Couder et al. (1993) Int.J.Peptide Protein Res. 41:181−184。そのような代替方法、及びそれを達成する方法は、当業者に知られている。
アミノ酸置換
1つまたはそれ以上のアミノ酸置換は、IL−10ポリペプチド内で行われる。下記は、非限定の例である:
a)アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、ノルロイシン、(S)−2−アミノ酪酸、(S)−シクロヘキシルアラニンを含むアルキル置換の疎水性アミノ酸の置換;または、分枝された、環状の、及び、直鎖の、アルキル、アルケニルまたはアルキニル置換を含むC〜C10炭素からの脂肪族側鎖により置換された他の単純α−アミノ酸置換;
b)フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、スルホチロシン、ビフェニルアラニン、1−ナフチルアラニン、2−ナフチルアラニン、2−ベンゾチエニルアラニン、3−ベンゾチエニルアラニン、ヒスチジンを含み;アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アザ、ハロゲン化(フルオロ、クロロ、ブロモ、またはヨード)、または上記でリストアップした芳香族アミノ酸のアルコキシ置換型(C〜C)を含む、芳香族置換された疎水性アミノ酸の置換;その内の典型的例としては、2−、3−、または、4−アミノフェニルアラニン、2−、3−、または、4−クロロフェニルアラニン、2−、3−、または4−メチルフェニルアラニン、2−、3−、または、4−メトキシフェニルアラニン、5−アミノ−、5−クロロ−、5−メチル−、または、5−メトキシトリプトファン、2′−、3′−、または4′−アミノ−、2′−、3′−、または4′−クロロ−、2−、3−、または4−ビフェニルアラニン、2′−、3′−、または4′−メチル−、2−、3−、または4−ビフェニルアラニン,及び、2−、または、3−ピリジルアラニンがある;
c)アルキル、アルケニル、またはアリール置換(C〜C10の分枝、直鎖状、または環状)した上記のアミノ酸誘導体を含む、アルギニン、リシン、ヒスチジン、オルニチン、2,3−ジアミノプロピオン酸、ホモアルギニンを含む塩基性側鎖を含有するアミノ酸の置換;置換基が、ヘテロ原子上に(α窒素、または、遠位置にある単数若しくは複数の窒素)、または、例えば、pro−R位置にあるα炭素上にあるかどうかである。典型的な例として提供される化合物としては、N−ε−イソプロピル−リシン、3−(4−テトラヒドロピリジル)−グリシン、3−(4−テトラヒドロピリジル)−アラニン、N,N−γ,γ′−ジエチル−ホモアルギニンが挙げられる。α−メチルアルギニン、α−メチル−2,3−ジミアノプロピオン酸、α−メチルヒスチジン、α−メチルオルニチンの様な化合物も、また、含まれ、ここに、アルキル基はα−炭素のpro−Rを占める。アルキル、芳香族、ヘテロ芳香族(ここで、ヘテロ芳香族基は、1つ若しくはそれ以上の窒素、酸素または硫黄原子を有する)、カルボン酸、または、酸クロリド、活性エステル、活性アゾリド及び関連誘導体及びリシン、オルニチン、または、2,3−ジアミノプロピオン酸などの多くのいずれか公知の活性化誘導体も、また、含まれる;
d)アスパラギン酸、グルタミン酸、ホモグルタミン酸、チロシン、2,4−ジアミノプロピオン酸のアルキル、アリール、アリールアルキル、及びヘテロアリールスルホンアミド、オルニチン、または、リシン、及び、テトラゾール−置換アルキルアミノ酸を含む酸性アミノ酸の置換;
e)アスパラギン、グルタミン、及びアスパラギン若しくはグルタミンのアルキルまたは芳香族置換誘導体を含む側鎖アミド残基の置換;及び
f)セリン、トレオニン、ホモセリン、2,3−ジアミノプロピオン酸、及びセリン若しくはトレオニンのアルキルまたは芳香族置換誘導体を含む、ヒドロキシル含有アミノ酸の置換。
幾つかの例において、IL−10は、1つまたはそれ以上の天然に発生する非遺伝的にコード化されたL−アミノ酸、合成したL−アミノ酸、または、アミノ酸のDエナンチオマーを含む。幾つかの実施形態では、IL−10は、D−アミノ酸のみを含む。例えば、IL−10ポリペプチドは、1つまたはそれ以上の下記の残基を含むことができる:ヒドロキシプロリン、β−アラニン、o−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、p−アミノ安息香酸、m−アミノメチル安息香酸、2,3−ジアミノプロピオン酸、α−アミノイソ酪酸、N−メチルグリシン(サルコシン)、オルニチン、シトルリン、t−ブチルアラニン、t−ブチルグリシン、N−メチルイソロイシン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、ノルロイシン、ナフチルアラニン、ピリジルアラニン、3−ベンゾチエニルアラニン、4−クロロフェニルアラニン、2−フルオロフェニルアラニン、3−フルオロフェニルアラニン、4−フルオロフェニルアラニン、ペニシラミン、1,2,3、4−テトラヒドロイソキノリン−3−カルボン酸、β−2−チエニルアラニン、メチオニンスルホキシド、ホモアルギニン、N−アセチルリシン、2,4−ジアミノ酪酸、ρ−アミノフェニルアラニン、N−メチルバリン、ホモシステイン、ホモセリン、ε−アミノヘキサン酸、ω−アミノヘキサン酸、ω−アミノヘプタン酸、ω−アミノオクタン酸、ω−アミノデカン酸、ω−アミノテトラデカン酸、シクロヘキシルアラニン、α,γ−ジアミノ酪酸、α,β−ジアミノプロピオン酸、δ−アミノ吉草酸、2,3−ジアミノ酪酸。
追加の改変
システイン残基またはシステイン類似体は、ジスルフィド結合を介して他のペプチドとの結合を可能にするか、またはIL−10ポリペプチドの環化を可能にするために、IL−10ポリペプチドに導入することができる。システインまたはシステイン類似体を導入する方法は、当該分野で公知である(参照:例えば、U.S. Patent No.8,067,532)。
IL−10ポリペプチドは、環化することができる。1つ若しくはそれ以上のシステインまたはシステイン類似体は、IL−10ポリペプチドに導入することができ、ここで、導入されたシステインまたはシステイン類似体は、二番目に導入されたシステインまたはシステイン類似体とジスルフィド結合を形成することができる。環化の他の手段としては、オキシムリンカーまたはランチオニンリンカーの導入が含まれる。例えば、U.S. Patent No.8,044,175を参照のこと。環化結合を形成することができるアミノ酸(または非アミノ酸部分)の任意の組み合わせが使用され、及び/または、導入することができる。環化結合は、アミノ酸(または、アミノ酸と、−(CH−CO−、または、−(CH−C−CO−)と、ブリッジの導入を可能にする官能基との任意の組み合わせを用いて生成することができる。いくつかの例は、−(CH−炭素ブリッジ、チオアセタール、チオエーテルブリッジ(シスタチオニンまたはランチオニン)、及び、エステル及びエーテルを含むブリッジなどの、ジスルフィド、ジスルフィド模倣物である。これらの例において、nは任意の整数であるが、しばしば10未満であり得る。
他の改変には、例えば、N−アルキル(またはアリール)置換(Ψ[CONR])、または、ラクタム及び他の環状構造を構築するための骨格架橋が挙げられる。他の誘導体は、C末端ヒドロキシメチル誘導体、o−改変誘導体(例えば、C−末端ヒドロキシメチルベンジルエーテル)誘導体;アルキルアミド及びヒドラジドなどの置換アミドを含むN−末端改変誘導体を含む。
幾つかの例において、IL−10ポリペプチド中の1つまたはそれ以上のL−アミノ酸は、1つまたはそれ以上のD−アミノ酸で置換される。
いくつかの例において、IL−10ポリペプチドは、レトロインベルソ類似体である(参照:例えば、Sela and Zisman (1997) FASEB J. 11:449)。レトロインベルソペプチド類似体は、例えば、L−アミノ酸よりむしろD−アミノ酸を用いて、アミノ酸配列の方向が逆転し(レトロ体)、その中に1つまたはそれ以上のアミノ酸のキラリティ、D体若しくはL体が反転した(インベルソ)線状ポリペプチドの異性体である[参照:例えば、Jameson et al.(1994) Nature 368:744; 及びBrady et al.(1994) Nature 368:692]。
IL−10ポリペプチドは、脂質二重層、ミセル、細胞膜、オルガネラ膜、または小胞膜を横断することを支援する、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、炭水化物、または有機、若しくは、無機分子を意味する「タンパク質導入ドメイン」(PTD)を含むことができる。別の分子に結合したPTDは、細胞外空間から細胞内空間へ、またはオルガネラ内の細胞質ゾルへ行くために、膜を横断する分子を支援する。幾つかの実施形態においては、PTDは、共有結合でIL−10ポリペプチドのアミノ末端に連結されるが、一方、他の実施形態においては、PTDは、共有結合的にIL−10ポリペプチドのカルボキシル末端に連結される。典型的なタンパク質伝達ドメインとしては、最小のウンデカペプチドタンパク質導入ドメインを含むがそれに限定されるものではない(YGRKKRRQRRR;配列番号3を含むHIV−1 TATの残基47〜57に対応する);細胞に直接入力するのに十分なアルギニン残基の数を含むポリアルギニン配列(例えば、3、4、5、6、7、8、9、10、または10〜50アルギニン);VP22ドメイン(Zender et al.(2002) Cancer Gene Ther. 9(6):489−96);ショウジョウバエのアンテナペディアタンパク質導入ドメイン;(Noguchi et al. (2003) Diabetes 52(7):1732−1737);切断されたヒトカルシトニンペプチド(Trehin et al.(2004)Pharm.Research 21:1248−1256);ポリリシン(Wender et al.(2000) Proc. Natl.Acad.Sci.USA 97:13003−13008);RRQRRTSKLMKR(配列番号4);トランスポータン:GWTLNSAGYLLGKINLKALAALAKKIL(配列番号5);KALAWEAKLAKALAKALAKHLAKALAKALKCEA(配列番号6);及び、RQIKIWFQNRRMKWKK(配列番号7)を含む。典型的なPTDは、YGRKKRRQRRR(配列番号8);RKKRRQRRR(配列番号9);3残基〜50残基のアルギニンホモポリマーを含むが、それに限定されない。典型的なPTDドメインアミノ酸配列は、YGRKKRRQRRR(配列番号10);RKKRRQRR(配列番号11);YARAAARQARA(配列番号12);THRLPRRRRRR(配列番号13);及びGGRRARRRRRR(配列番号14)のいずれかを含むがそれに限定されない。
IL−10ポリペプチドのC末端でアミノ酸のカルボキシル基CORは、遊離形態(R=OH)で、または、生理学的に耐性のある、例えば、ナトリウム、カリウムまたはカルシウム塩などアルカリまたはアルカリ土類塩の形態などで存在することができる。カルボキシル基は、また、例えば、メタノール、分枝状または非分枝状のC〜Cアルキルアルコール、例えば、エチルアルコールまたはtert−ブタノールなどの第一級、第二級または第三級アルコールでエステル化することができる。カルボキシル基は、また、アンモニア、分枝状または非分枝状のC〜Cアルキルアミン、またはC〜Cジアルキルアミン、例えば、メチルアミンまたはジメチルアミンなどの第一級または第二級アミンでアミド化できる。
IL−10ポリペプチドのN末端でのアミノ酸NRのアミノ基は、遊離型(R=H及びR=H)、または、例えば、クロリドまたは酢酸塩のような生理学的に耐性のある塩の形態で存在することができる。R=H、R=アセチル、トリフルオロアセチル、またはアダマンチルのような酸でアセチル化できる。アミノ基は、また、上記で提供されるものなど、ペプチド化学で従来より使用されているアミノ保護基で保護された形態で存在し得る(例えば、Fmoc、ベンジルオキシ−カルボニル(Z)、Boc、及びAlloc)。アミノ基は、N−アルキル化でき、ここで、R、及び/または、R=C〜Cアルキル、または、C〜Cアルケニル、または、C〜Cアラルキルである。アルキル残基は、直鎖状、分枝状または環状であり得る(例えば、それぞれ、エチル、イソプロピル及びシクロヘキシル)。
IL−10機能を強化し、及び/または、擬態するための特定の改変
本明細書に開示された治療法(例えば、IL−10ムテイン)、及び/または、それらが投与される方法における1つまたはそれ以上の物理的特性を向上させることは、しばしば有益であり、時には必須である。物理的特性の改善は、例えば、免疫原性を調節;水溶解性の増加、バイオアベイラビリティ、血清半減期、及び/または、治療半減期、及び/または、生物学的活性の調節を含む。ある改変は、また、例えば、検出アッセイ(例えば、エピトープタグ)で使用するための抗体を産生するのに、及びタンパク質精製を容易にするために提供するのに有用であり得る。そのような改変は、一般的に、治療法の生物活性に悪影響を与えることなく、及び/または、その免疫原性を増大させることなく付与される必要がある。
IL−10のPEG化は、本開示により意図される特定の一改変であり、一方、他の改変は、以下の項目を含むがそれに限定されない:グリコシル化(N−及びO−連結);ポリシリル化;血清アルブミンを含むアルブミン融合分子(例えば、ヒト血清アルブミン(HSA)、シアノ血清アルブミン;またはウシ血清アルブミン(BSA));例えば、共役脂肪酸鎖(アシル化)を通して結合するアルブミン;及び、Fc融合タンパク質。更に、PEG擬態は、本明細書で意図する他の改変を表す。
PEG化:タンパク質治療薬の臨床効果は、多くの場合、プロテアーゼ分解する短い血漿半減期及び感受性により制限される。非タンパク質性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレンの多様な、いずれかのポリペプチド配列と結合し、または、連結することを含む、様々な治療用タンパク質の研究は、そのような困難性が様々な改変により克服され得ることが示されている。これは、頻繁に、タンパク質及び非タンパク質ポリマー、例えば、PEGの両方に共有結合で結合された連結部分により行われる。そのようなPEGで結合した生体分子は、良好な物理的及び熱的安定性、酵素分解の感受性に対する保護、増大した溶解性、長い生体内での循環半減期及び低下したクリアランス、低下した免疫原性及び抗原性、及び低下した毒性を含む、臨床的に有用な特性を有することが示される。
薬物動態パラメータに及ぼすPEG化の有益な効果に加えて、PEG化自体が活性を高めることができる。例えば、PEG−IL−10は、非PEG化IL−10よりも特定の癌に対してより有効であることが示される。(参照:例えば、EP206636A2)。
ポリペプチド配列への結合に適したPEGは、一般的に、室温で水に可溶性であり、及び一般式、R(O−CHCHO−Rを有し、ここに、Rは、水素、または、アルキルまたはアルカノール基などの保護基であり、nは、1〜1000の整数である。Rが保護基である場合、それは、一般的に、1〜8個の炭素を有する。ポリペプチド配列に結合したPEGは、直鎖状または分枝状であり得る。分枝状PEG誘導体、「スターPEG」、及び、マルチアームのPEGは、本開示により意図される。本開示で使用されるPEGの分子量(分子量)は、いずれかの特定の範囲に限定されるものではない。他の実施形態は、4kDa〜10kDaの間の分子量を有するが、ある実施形態は、5kDa〜20kDaの間の分子量を有する。追加の分子量を有するPEGを記載する更なる実施形態は、本明細書の他の箇所に記載される。
本開示は、また、複合体の組成物を意図し、ここに、PEGは、異なるn値を有し、その結果、様々な異なったPEGは、特定の比率で存在する。例えば、いくつかの組成物は、複合体の混合物を含み、ここで、n=1、2、3及び4である。幾つかの組成物では、複合体のパーセントは、n=1の場合、18〜25%、n=2の場合、50〜66%、n=3の場合、12〜16%、n=4の場合、高々5%である。そのような組成物は、当該技術分野で既知の反応条件及び精製方法により産生できる。典型的な反応条件は、本明細書を通じて記載されている。カチオン交換クロマトグラフィーは、複合体を分離するために使用され、次に、例えば、結合した望ましい数のPEGを有する複合体を含む画分が同定されて、未改変タンパク質、及び、結合した別の数のPEGを有する複合体を除去するために精製される。
PEG化は、最も頻繁に、ポリペプチドのN終端、リシン残基の側鎖上のε−アミノ基、及びヒスチジン残基の側鎖上のイミダゾール基で起こる。ほとんどの組換えポリペプチドは、単一のα、及び、多数のεアミノ、及びイミダゾール基を有しているので、多くの位置異性体はリンカーの化学的性質に応じて生成できる。当該分野で公知の一般的なPEG化戦略は、本明細書で適用することができる。PEGは、ポリペプチド配列の1つまたはそれ以上の遊離アミノ基またはカルボキシル基及びポリエチレングリコールの間の結合を仲介する末端反応性基(「スペーサー」)を介して、本開示のポリペプチドに結合することができる。遊離アミノ基に結合し得るスペーサーを有するPEGは、N−ヒドロキシスクシンイミドポリエチレングリコールを含み、それは、N−スクシンイミドを有するポリエチレングリコールのコハク酸エステルを活性化することにより調製し得る。遊離アミノ基に結合し得る他の活性化ポリエチレングリコールは、2,4−ビス(o−メトキシポリエチレングリコール)−6−クロロ−s−トリアジンであり、これは、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル及びシアヌルクロリドを反応させることにより調製し得る。遊離のカルボキシル基に結合する活性化ポリエチレングリコールは、ポリオキシエチレンジアミンを含む。
スペーサーを有するPEGに対する、本開示のポリペプチド配列のうちの1つまたはそれ以上の結合は、様々な従来の方法により実施し得る。例えば、結合反応は、pH5〜10の溶媒中、4℃〜室温の温度、30分〜20時間の間、タンパク質対試薬のモル比が4:1〜30:1で実施できる。反応条件は、望ましい程度の置換を産生するように、反応を誘導することを選択できる。一般的に、低温で、低pH(例えば、pH=5)、及び短い反応時間は、結合したPEGの数を減少させる傾向にあり、一方、例えば、高温で、中性から高pH(pH≧7)、及びより長い反応時間は、結合したPEGの数を増加させる傾向にある。当該分野で公知の種々の手段は、反応を停止するために使用できる。幾つかの実施形態において、反応は、反応混合物を酸性化し、例えば、−20℃で凍結することにより停止する。種々の分子のPEG化は、例えば、U.S.Pat,No.5,252,714;5,643,575;5,919,455;5,932,462;及び5,985,263に記載されている。PEG−IL−10は、例えば、U.S.Pat.No.7,052,686に記載されている。使用が意図される特定の反応条件は、本明細書の実験の項に記載されている。
上記で示したように、PEG化は、最も頻繁に、N−終端、リシン残基の側鎖、及びヒスチジン残基の側鎖上のイミダゾール基で起こる。そのようなPEG化の有用性は、例えば、反応条件の最適化及び精製プロセスの改良による精製で強化される。最近の残基に特異的な化学は、アルギニン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、セリン、トレオニン、及びチロシン、並びに、カルボキシ末端のPEG化を可能にする。このいくつかのアミノ酸残基は、具体的には、PEG化できるが、他のものは、より無差別的であるか、またはある条件下での部位特異的PEG化のみをもたらす。
更なるアミノ酸残基のPEG化を可能にする現在のアプローチは、橋かけPEG化(ジスルフィド橋かけ)、酵素的PEG化(グルタミン及びC終端)及びグリコPEG化(O−、及び、N−グリコシル化、または、糖タンパク質のグリカン部位)、及びヘテロ二官能性のPEG化を含む。更なるアプローチは、非天然アミノ酸、C末端PEG化のための融合タンパク質、トランスグルタミナーゼ媒介PEG化、ソルターゼA介在のPEG化、並びに、分離可能な、及び、非共有結合PEG化を含むタンパク質のPEG化に描かれる。 更に、遺伝子工学的手法を用いた特定のPEG化の組み合わせのアプローチは、ポリエチレングリカンポリマーを、例えば、独立した反応性基を有する天然、または、非天然アミノ酸を有するポリペプチドの特定アミノ酸残基の置換のために、タンパク質表面のいかなる位置にも本質的に連結することを可能にする。参照:一般的には、例えば、Pasut,G. and Veronese, F.M.,(2012) J.Controlled Release 161:461−72; Roberts,M.J.et al.,(2012) Advanced Drug Delivery Rev.64:116−27; Jevsevar, S.et al.,(2010)Biotechnol. J. 5:113−28; 及び Yoshioka,Y.(2011) Chem. Central J.5:25。
PEG化分子の治療的価値は十分に検証される。以前の及び/または現在の医薬産生物は、オモンティス(アフィマックス/Takeda);ペグロチケース(サビエント);ギムジア(ネクタール/UCB Pharma);マクゲン(Prizer);ノイラスタ(Amgen);ソマベルト(Prizer);ペガシス(Roche);ドキシル(Ortho Biotech);及び、ペギントリン(Schering−Plough)を含む。
本開示は、また、PEG模倣体の使用を意図する。PEGの属性(例えば、強化された血清半減期)を保持した組換えPEG模倣物は、いくつかの追加の有利な特性を付与しながら、開発されている。例を用いて、PEGと同様の拡張型立体配座を形成することができる(例えば、Ala、Glu、Gly、Pro、Ser及びThrを含む)単純なポリペプチド鎖は、既に組換えで産生され、目的のペプチドまたはタンパク質薬剤に融合させることができる(例えば、Amunix’ XTEN technology;Mountain View, CA)。これは、製造プロセス中に追加の接合工程を不要にする。その上、確立された分子生物学的技術は、免疫原性及び製造特性の最適化を可能にするポリペプチド鎖の側鎖の組成を制御することを可能にする。
グリコシル化:本開示の目的では、「グリコシル化」は、広く、タンパク質、脂質または他の有機分子にグリカンを付加する酵素的プロセスを参照することを意味する。本開示に関連して、用語「グリコシル化」の使用は、一般的に、1つまたはそれ以上の炭水化物部分を付加する、または、欠失する(内在するグリコシル化部位を除去することによって、または化学的、及び/または、酵素的手段によりグリコシル化を欠失させることにより)ことを意味することが意図されており、及び/または、天然配列中に存在しても、しなくてもよい1つまたはそれ以上のグリコシル化部位の付加を意味する。さらに、この語句は、存在する種々の炭水化物部分の性質及び特性の変化を含む、天然タンパク質のグリコシル化の質的変化を含んでいる。
グリコシル化は、劇的に、IL−10などのポリペプチドの物理的性質(例えば、溶解性)に影響を及ぼすことができ、また、タンパク質安定性、分泌、及び細胞内局在化において重要であり得る。グリコシル化ポリペプチドは、また、強化された安定性を示すことができるか、半減期のような1つ以上の薬物動態特性を改良することができる。更に、溶解度の改良は、例えば、非グリコシル化ポリペプチドを含む製剤よりも、医薬品投与に、より適した製剤の生成を可能にすることができる。
適切なグリコシル化は、生物学的活性に必須であり得る。実際には、タンパク質をグリコシル化するための細胞プロセスを欠いている細菌で発現した場合(例えば、大腸菌)、真核生物からのいくつかの遺伝子は、グリコシル化の欠如により、活動がほとんどない、あるいは全くなくても、回収されるタンパク質をもたらす。
グリコシル化部位の付加は、アミノ酸配列を改変することによって達成できる。 ポリペプチドの改変は、例えば、1つまたはそれ以上のセリンまたはトレオニン残基(O−結合されたグリコシル化部位)、またはアスパラギン残基(N−結合されたグリコシル化部位)により、付加または置換により作成し得る。各タイプに見られるN−結合型及びO−結合型オリゴ糖及び糖残基の構造は異なってもよい。両方に、一般的に、見出される糖の一種は、N−アセチルノイラミン酸である(以下シアル酸と称される)。シアル酸は、その負電荷により、通常は、N−結合型及びO−結合型の両方のオリゴ糖の末端残基であり、糖タンパク質に酸性性質を付与できる。本開示の特定の実施形態は、N−グリコシル化変異体の生成および使用を含む。
本発明のポリペプチド配列は、望ましいアミノ酸に翻訳されるコドンが産生されるように、予め選択された塩基で、特に、ポリペプチドをコード化する核酸を変異させることにより、核酸レベルでの変化を介して、場合により、変更することができる。ポリペプチド上の炭水化物部分の数を増加させる他の手段は、グリコシドのポリペプチドへの化学的または酵素的結合による。炭水化物の除去は、化学的または酵素的に達成し、またはグリコシル化されたアミノ酸残基をコード化するコドンの置換により達成できる。化学的脱グリコシル化技術は公知であり、ポリペプチド上の炭水化物部分の酵素的切断は、多様なendo−及びexo−グリコシダーゼの使用により達成することができる。
ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)−欠損チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞が、組換え糖タンパク質の産生のために一般的に使用される宿主細胞である。これらの細胞は、酵素、β−ガラクトシドα−2,6−シアリルトランスフェラーゼを発現しないので、従って、シアル酸をα−2,6−結合で、これらの細胞中で産生された糖タンパク質のN−結合型オリゴ糖に付加しない。
ポリシアリル化:本開示は、また、ポリペプチドの安定性、及び、生体内薬物動態を改良するために、ポリシアリル化、ポリペプチドの自然に産生する生分解性のα−(2→8)−結合のポリシアル酸(「PSA」)の結合を意図する。PSAは、高度に親水性であり、その血清半減期を増加させる、血液中の高い見かけの分子量を与える生分解性で、非毒性の天然ポリマーである。また、ペプチド及びタンパク質治療薬の範囲のポリシアル化は、著しく低下したタンパク質分解、生体内活性の保持、並びに、免疫原性及び抗原性の低下につながる(参照:例えば、G. Gregoriadis et al.,Int.J.Pharmaceutics (2005) 300(1−2):125−30)。部位固有のポリシアル化のために、他の複合体(例えば、PEG)による改変と同様に、様々な技術が利用できる。(参照:例えば、T.Lindhout et al.,(2011) PNAS 108(18)7397−7402)。
アルブミン融合:追加の適切な成分及び結合のための分子は、ヒト血清アルブミン(HSA)、カニクイザル血清アルブミン及びウシ血清アルブミン(BSA)などのアルブミンを含む。
約20日の血清半減期を有する成熟HSA、585アミノ酸のポリペプチド(約67kDa)は、コロイド浸透血圧、血液pH、及びトランスポート、及び、多数の内因性及び外因性リガンドの分布を維持するために主要な責任がある。タンパク質は、構造的に相同性の3つのドメイン(ドメインI、II及びIII)を有し、α−ヘリックス立体配座がほぼ完全であり、かつ17ジスルフィド橋かけにより高度に安定化される。アルブミンの3つの主要な薬物結合領域は、サブドメインIB、IIA及びIIIA内の3つのドメインのそれぞれに配置されている。
アルブミンの合成は、短命で、一次産品のプレプロアルブミンを産生する肝臓で行われる。従って、HSAの全長は、6個のアミノ酸のプロドメイン(RGVFRR;配列番号16)が続く、18個のアミノ酸(MKWVTFISLLFLFSSAYS;配列番号15)のシグナルペプチドを有する。この24個のアミノ酸残基は、プレプロドメインと参照される。HSAは発現し、プレプロドメインとしての、その内因性シグナルペプチドを用いて分泌することができる。あるいは、HSAは発現し、成熟構造に融合したIgKシグナルペプチドを用いて分泌することができる。プレプロアルブミンは、安定な、609アミノ酸前駆体ポリペプチドであるプロアルブミンを産生するために、そのアミノ終端に小胞体の内腔で、急速に同時翻訳的に切断される。プロアルブミンは、その後、それがフリン依存アミノ末端切断によって585アミノ酸の成熟アルブミンに転換されるゴルジ装置を通過する。
アルブミンの合成及び分泌のプロセスであるように、アルブミンの一次アミノ酸配列、構造、及び機能は、種間で高度に保存されている。HSAに匹敵するアルブミン血清タンパク質は、例えば、カニクイザル、ウシ、イヌ、ウサギ、及びラットで発見された。非ヒト種であるウシ血清アルブミン(BSA)は、HSAに最も構造的に類似している(参照:例えば、Kosa et al., Nov 2007 J Pharm Sci. 96(11):3117−24)。本開示は、例えば、薬物開発プロセスにおいて、上記で記載したものを含む非ヒト種からのアルブミンの使用を意図するが、それらに限定されない。
本開示によると、アルブミンは、カルボキシル終端で、アミノ終端で、カルボキシル及びアミノ終端の両方で、及び内部で薬物分子(例えば、本明細書に記載のポリペプチド)に結合することができる(参照:例えば、USP5876969及びUSP7056701)。
本開示によって意図される、HSA−薬物分子複合体において、アルブミン分泌プレ配列、及びその変異体、フラグメント及びその変異体、及びHSA変異体などのアルブミンの多様な形態が使用できる。このような形態は、一般的に、1つまたはそれ以上の望ましいアルブミン活性を有する。更なる実施形態において、本開示は、アルブミン、アルブミンフラグメント、アルブミン変異体等に、直接的に、または間接的に、融合するポリペプチドの薬物分子を含む融合タンパク質を含有し、ここに、融合タンパク質は、未融合タンパク質分子より高い血漿安定性を有し、及び/または、融合タンパク質は、未融合タンパク質分子の治療活性を保持する。幾つかの実施形態では、間接的な融合は、例えば、ペプチドリンカーまたはその改変版のリンカーによって行われる。
細胞内の切断は、例えば、フリンまたはカスパーゼによって、酵素的に行うことができる。細胞は、細胞内で融合分子の一部を切断することができるこれらの低レベルの内因性酵素を発現する。従って、ポリペプチドの一部は、HSAに結合化されることなく、細胞から分泌されるが、他のものは、HSAを含む融合分子の形態で分泌される。本開示の実施形態は、様々なフリン融合構築物の使用を意図する。例えば、構築物は、RGRR(配列番号17)、RKRKKR(配列番号18)、RKKR(配列番号19)、またはRRRKKR(配列番号20)の配列を含むように設計することができる。
本開示は、また、細胞外切断を意図(生体外で切断)し、それにより、融合分子は、細胞から分泌し、精製を行い、その後、切断される。切除が、HSAリンカー複合体全体を、成熟IL−10から解離してもよく、または、全HSAリンカー複合体の少ない部分を解離してもよいことが理解される。
上記に言及したように、本開示の1つまたはそれ以上のポリペプチドへのアルブミンへの融合は、例えば、HSAをコード化する核酸、またはそのフラグメントが、1つまたそれ以上のポリペプチド配列をコード化する核酸に連結されるように遺伝子操作で実施できる。その後、適当な宿主細胞は、形質転換することができ、または融合ポリペプチドを発現するように、例えば、適切なプラスミドの形態で遺伝子導入できる。発現は、例えば、原核細胞または真核細胞から生体外で行うことができ、または、例えば、遺伝子導入生物から、生体内で行なうことができる。本開示のいくつかの実施形態では、融合タンパク質の発現は、哺乳動物細胞株、例えば、CHO細胞株において行われる。形質転換は、細胞膜、外因性の遺伝物質(外因性の核酸)の導入及び発現を介した直接取り込みに起因する細胞の遺伝的改変を指すために本明細書に広く使用される。形質転換は、いくつかの細菌において自然に発生するが、それはまた、他の細胞内では、人工的な手段によっても行うことができる。
さらにその上、アルブミン自体が、その循環半減期を延長するために改変できる。IL−10への改変アルブミンの融合は、上記により、または、化学的結合により説明される遺伝子操作技術によって達成することができ、得られた融合分子は、非改変アルブミンとの融合を超える半減期を有する(参照:WO2011/051489)。
代替アルブミン結合の戦略:幾つかのアルブミン結合戦略は、結合脂肪酸鎖(アシル化)を介してアルブミン結合を含む直接融合の代替肢として開発された。血清アルブミンは、脂肪酸のための輸送タンパク質であるので、アルブミン結合活性を有するこれらの天然のリガンドは、小さなタンパク質治療薬の半減期を延長するために使用されてきた。例えば、インスリンデテミル(LEVEMIR)、糖尿病のための承認された製品は、遺伝的に改変されたインスリンに結合したミリスチル鎖を含み、その結果、長時間作用型インスリン類似体をもたらした。
本開示は、アルブミン結合ドメイン(ABD)ポリペプチド配列、及び、本明細書に記載のポリペプチドの1つまたはそれ以上の結合配列を含む融合タンパク質を意図する。文献に記載されたABDポリペプチド配列は、融合タンパク質の構成要素であり得る。融合タンパク質の構成要素は、場合により、本明細書に記載されるリンカーなどのリンカーを介して共有結合的に結合することができる。本開示のいくつかの実施形態において、融合タンパク質は、N末端部分としてのABDポリペプチド配列、及び、C末端部分としての本明細書に記載のポリペプチドを含む。
本開示は、また、アルブミン結合ポリペプチドのフラグメントを含む融合タンパク質を意図し、ここで、フラグメントは、実質的に、アルブミン結合を保持し;または、単量体ユニットとしての、少なくとも2つのアルブミン結合ポリペプチド、または、そのフラグメントを含む、アルブミン結合の多量体、またはそのフラグメントを保持する。ABD及び関連技術の一般的議論のために、WO2012/050923、WO2012/050930、WO2012/004384、及び、WO2009/016043を参照されたい。
他の分子との結合:追加の適切な成分と結合体化のための分子としては、例えば、サイログロブリン;破傷風トキソイド;ジフテリアトキソイド;例えばポリアミノ酸(D−リシン:D−グルタミン酸);ロタウイルスのVP6ポリペプチド;インフルエンザウイルス血球凝集素;インフルエンザウィルス核タンパク質;キーホールリンペットヘモシアニン(KLH);及び、B型肝炎ウイルスコアタンパク質及び表面抗原、またはそのいずれかの組み合せを含む。
従って、本開示は、ポリペプチド配列のN−、及び/または、C終端で、そのような別のポリペプチド(例えば、対象ポリペプチドに対して異種のアミノ酸配列を有するポリペプチド)、または担体分子などの、1つまたはそれ以上の追加の成分または分子の結合を意図する。従って、典型的なポリペプチド配列は、他の成分または分子との複合体として提供できる。
結合の改変は、追加の、または、相補的な機能を有する活性、または第二の分子から誘導される活性を保持するポリペプチド配列をもたらし得る。例えば、ポリペプチド配列は、例えば、生体内、または、貯蔵寿命の半減期における溶解性、貯蔵性、または、安定性、免疫原性の低下、生体内での遅延または制御放出などを容易にするために、分子に結合することができる。他の機能または活性は、非複合化ポリペプチド配列に対する毒性を低下させる結合;非複合化ポリペプチド配列よりも効率的に細胞または器官のタイプを標的とする複合体;または本明細書に記載の疾患、障害、状態(例えば、癌)に関連する原因または結果を更に阻止するための薬物を含む。
IL−10ポリペプチドは、また、タンパク質;セファロース、アガロース、セルロース、または、セルロースビーズなどの多糖類;ポリグルタミン酸またはポリリシンなどのポリマーアミノ酸;アミノ酸コポリマー;不活化ウイルス粒子;ジフテリア、破傷風、コレラ、または、ロイコトキシン分子からのトキソイド形態などの不活性化細菌毒素;不活性化された細菌;樹状細胞などのような、大きく、徐々に代謝される巨大分子に結合させることができる。そのような複合体の形態は、希望すれば、本開示のポリペプチドに対する抗体を産生するために使用することができる。
複合化のための成分及び分子の追加の候補は、単離または精製に適したものを含む。特定の非限定的な例としては、ビオチン(ビオチン−アビジン特異的結合対)などの結合分子、抗体、受容体、リガンド、レクチン、または、例えば、プラスチック、またはポリスチレンビーズ、プレート、磁気ビーズ、試験片及び膜を有する固体支持体を含む分子を含有する。
カチオン交換クロマトグラフィーなどの精製法は、効果的に、複合体を種々の分子量に分離する電荷差により複合体を分離するために使用できる。例えば、カチオン交換カラムは、装填し、次いで、pHが約4の20mM酢酸ナトリウムで洗浄した後、約3〜5.5のpHで、例えば、pH約4.5で、NaClの直線勾配(0M〜0.5M)緩衝液で溶出した。カチオン交換クロマトグラフィーで得られた画分の含有量は、例えば、従来方法の、質量分析、SDS−PAGE、または、分子量により分子実体を分離するための他の公知の方法を用いて分子量により同定することができる。
Fc−融合分子:特定の実施形態では、本開示のポリペプチド配列のアミノ終端またはカルボキシル終端は、融合複合体(または融合分子)を形成するため、免疫グロブリンFc領域(例えば、ヒトFc)と融合することができる。Fc融合複合体は、バイオ医薬品の全身での半減期を伸長させることを示し、したがって、このバイオ医薬製品は、より少ない頻度での投与を必要とするかもしれない。
Fcは、血管を整列する内皮細胞において、新生児Fc受容体(FcRn)に結合し、結合時、Fc融合分子を分解から保護し、より長い循環中に分子を保持する循環中に再放出される。このFc結合は、内因性IgGがその長い血漿半減期を保持する機構であると考えられている。最近のFc融合技術は、従来のFc融合複合体と比較して、生物医薬品の薬物動態学、及び、薬物動態特性を最適化するために抗体のFc領域に生物薬剤の単一コピーをリンクする。
他の改変:本開示は、1つまたはそれ以上の特性を改善するために、IL−10の現在知られている、または将来開発する他の改変の使用を意図する。そのような方法の1つは、そのポリペプチド配列の特性を改変するために、他の分子に結合したヒドロキシエチルデンプン誘導体を活用するHES化によるポリペプチド配列の改変を含む。HES化の様々な態様は、例えば、U.S.PatentAppln.No.2007/0134197及び2006/0258607に記載されている。
本開示は、また、融合タグ(LifeSensors社;Malvern,PA)のような小さいユビキチン様改変体(SUMO)を含む融合分子を意図する。SUMOと本明細書に記載のポリペプチドとの融合は、精製方法の開発における発現の強化、溶解性の改良、及び/または、支援を含むいくつかの有益な効果を、伝えることができる。SUMOプロテアーゼは、SUMOの三次構造を認識し、SUMOのC終端で融合タンパク質を切断し、その結果、望ましいN末端アミノ酸と共に、本明細書に記載のポリペプチドを放出する。
本開示は、また、PASylation(商標)(XL−プロテイン社(フライジング、ドイツ))の使用を意図する。この技術は、腎糸球体の細孔サイズを超えて、タンパク質の治療生物活性に悪影響を及ぼすことなく、目的のタンパク質の見かけの分子サイズを拡大させ、それにより、タンパク質の腎クリアランスを低下させる。
リンカー:リンカー及びその使用は上記で記載した。本開示のポリペプチド配列を改変するために使用される上述の構成成分及び分子のいずれかは、場合により、リンカーを介して結合することができる。適切なリンカーは、改変されたポリペプチド配列と連結された構成成分及び分子間のいくつかの運動を可能にするために、一般的に、十分な長さである「柔軟性リンカー」を含む。リンカー分子は、一般的に、約6〜50原子長である。リンカー分子は、また、例えば、アリールアセチレン、2〜10単量体単位を含むエチレングリコールオリゴマー、ジアミン、二酸、アミノ酸、またはその組み合わせを含んでもよい。適切なリンカーは、1アミノ酸(例えば、グリシン)、2、3、4、5、6、7、8、9、10、10〜20、20〜30、30〜50、または50より多くのアミノ酸など、容易に選択することができ、任意の適切な長さにすることができる。
典型的な柔軟性リンカーは、グリシンポリマー(G)、グリシン−セリンポリマー(例えば、(GS)、GSGGS(配列番号21)、GGGS(配列番号22)、(G、(G、(G(配列番号23)、(GSGGS(配列番号24)、(GSGSG)(配列番号25)及び(GGGS(配列番号26)、及びその組み合せを含み、ここに、m及びoは、それぞれ独立して、少なくとも1つの整数から選択される)、グリシン−アラニンポリマー、アラニン−セリンポリマー、及び他の柔軟性リンカーから選択される。グリシン及びグリシン−セリンポリマーが比較的構造化され、従って、構成成分間の中立テザーとして機能することができる。典型的な柔軟性リンカーとしては、GGSG(配列番号27)、GGSGG(配列番号28)、GSGSG (配列番号29)、GSGGG(配列番号30)、GGGSG(配列番号31)、及びGSSSG(配列番号32)を含むが、それに限定されない。
本開示のある実施形態において、PEGは、1つまたはそれ以上のPEG分子に共有結合で結合する活性化されたリンカーを介してIL−10に結合している。リンカーは、化学的に反応し、反応基のONAペプチドへの共有結合のために準備されている場合、リンカーは、「活性化」される。本開示は、それが1つまたはそれ以上のPEG分子を収納し、そして、適切な反応条件でアミノ酸残基と共有結合を形成することができる条件下での、任意の活性化リンカーの使用を意図する。特定の態様では、活性化リンカーは、他の結合部位上に高度に選択的にαアミノ基に結合する(例えば、リシンのε−アミノ基またはヒスチジンのイミノ基)。
幾つかの実施形態において、活性化PEGは、式:(PEG)−L′で表され、ここで、PEGは、エーテル結合を形成するために、リンカーの炭素原子に共有結合し、bは、1〜9(すなわち、1〜9個のPEG分子がリンカーに結合できる)であり、そして、L′は、IL−10へのPEGの共有結合を提供するために、例えば、アミノ酸残基上のアミノ基またはイミノ基と反応することができる反応基(活性化部分)を含む。他の実施形態では、活性化リンカー(L′)は、Rが直鎖または分枝鎖のC1−11のアルキル基である式RCHOのアルデヒドを含み、IL−10の活性化リンカーとの共有結合の後に、リンカーは、2〜12個の炭素原子を含む。本開示は、プロピオンアルデヒドが典型的な活性化リンカーである、実施形態を意図する。PEGプロピオンアルデヒド(CHCHCHO)は、U.Pat.No.5,252,714に記載されており、市販されている(例えば、Shearwater Polymers社(Huntsville,AL)。他の活性化PEGリンカーは、例えば、 Shearwater Polymers and Enzon社(Piscataway, N.J.)から、商業的に入手することができる。
いくつかの実施形態では、1つより多くのPEG分子をIL−10に共有結合することは望ましく、適切な活性化分枝リンカー(即ち、「多分枝」)が使用できる。2つまたはそれ以上のPEG分子をIL−10のアミノ酸残基上のアミノ基(例えば、N末端のαアミノ基)へ共有結合する任意の好適な分枝状のPEGリンカーは使用できる。特定の実施形態では、本発明において使用される分枝状のリンカーは、2つまたは3つのPEG分子を含む。一例として、分枝状PEGリンカーは、上記で記載した通り、アミノ酸残基のアミノ基と反応する、加水分解的に安定であり、活性化された部分を含む直鎖状または分岐鎖状の脂肪族基(例えば、アルデヒド基)であり、分枝したリンカーの脂肪族基は、2〜12個の炭素を含むことができる。いくつかの実施形態において、脂肪族基は、3個の炭素原子のそれぞれに最大3個のPEG分子を含む、t−ブチル(すなわち、合計:9個のPEG分子)とt−ブチルの四番目の炭素上の反応性アルデヒド部分を含むことが可能である。
更なる典型的な分枝状PEGリンカーは、U.S.Pat.No.5,643,575、5,919,455、7,052,868、及び5,932,462に記載されている。当業者は、例えば、反応性アルデヒド部分の付加により、分枝状PEGリンカーへの改変を調製することができる。使用のためにリンカーを調製する方法も、また、当該分野で公知であり、例えば、上記でリストアップした米国特許に記載されている。
HSA結合体で使用される典型的なリンカーは、当該分野で公知であり、[4−[N−マレイミドメチル]シクロヘキサン−1−カルボン酸スクシンイミジル(SMCC)、6−マレイミドヘキサン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MHS)、及びN−[γ−マレイミドブチリルオキシ]スルホスクシンイミドエステル(GMBS)]などのヘテロ二官能性リンカーを含む。参照:Ehrilich, GK et al., Bioconjug. Chem.(2013 Dec 18); 24(12):2015−24。HSAリンカー及びその複合体の更なる例は、例えば、US20120003221に記載されている。
治療的及び予防的使用
本開示は、疾患、障害及び/または状態及び/またはその症状の広い範囲の治療または予防における本明細書に記載のIL−10ポリペプチド(例えば、PEG−IL−10)の使用を意図する。特定の用途は、以下に詳細に記載されているが、本開示はそのように限定されないことを理解すべきである。更にその上、特定の疾患、障害及び状態の一般的なカテゴリーは、以下に記載されているが、疾患、障害及び状態のいくつかは、1つより多くのカテゴリ(例えば、癌及び線維症関連障害)のメンバーであってもよいし、他のものは開示されたカテゴリーのいずれかのメンバーではないかもしれない。
線維症関連障害及び癌:本開示によれば、IL−10分子は、癌、例えば、子宮、子宮頸部、乳房、前立腺、精巣、消化管(例えば、食道、咽頭、胃、小規模または大規模な腸、結腸、または直腸)、腎臓、腎細胞、膀胱、骨、骨髄、皮膚、頭頸部、肝臓、胆嚢、心臓、肺、膵臓、唾液腺、副腎、甲状腺、脳(例えば、神経膠腫)、神経節、中枢神経系(CNS)及び末梢神経系(PNS)、造血系の癌や免疫系(例えば、脾臓または胸腺)の癌を含む、増殖性の状態または疾患を治療または予防するために使用することができる。本開示は、また、例えば、免疫原性腫瘍、非免疫原性腫瘍、休眠腫瘍、ウイルス誘発性癌(例えば、上皮細胞癌、内皮細胞癌、扁平上皮癌及びパピローマウイルス)、腺癌、リンパ腫、癌腫、黒色腫、白血病、骨髄腫、肉腫、奇形癌、化学的に誘導された癌、転移、及び血管形成を含む、他の癌関連の疾患、障害または状態を治療し、または予防する方法を提供する。本開示は、例えば、調節性T細胞、及び/または、CD8+T細胞の活性を調節することにより、腫瘍細胞または癌細胞抗原に対する耐性を減少させることを意図する(参照:例えば、Ramirez−Montagut, et al. (2003) Oncogene 22:3180−87; 及び Sawaya, et al. (2003) New Engl.J. Med. 349:1501−09)。特定の実施形態では、腫瘍または癌は、大腸癌、卵巣癌、乳癌、黒色腫、肺癌、神経膠芽腫、または白血病である。単数若しくは複数の用語、癌関連疾患、障害及び状態の使用は、癌に直接または間接的に関連し、例えば、血管新生、及び、異形成などの前癌性状態を含む、幅広い状態を参照する。
いくつかの実施形態において、本開示は、IL−10分子及び少なくとも1つの追加の治療薬または診断薬で、増殖状態、癌、腫瘍、または前癌状態を治療するための方法を提供する。その例は、本明細書の他の箇所に記載されている。
本開示はまた、線維性疾患、障害及び状態を治療し、または予防する方法を提供する。本明細書で使用する場合、用語「線維性疾患、障害及び状態」、並びに、類似の用語(例えば、「線維性障害」)、及び語句は、それが線維性組織または瘢痕組織の形成(例えば、1つまたはそれ以上の組織における線維症)をもたらすことができる任意の状態を含む様に、広く、解釈されるべきである。一例として、瘢痕組織を生じることがある外傷(例えば、創傷)は、皮膚、眼、肺、腎臓、肝臓、中枢神経系、及び心臓血管系の創傷を含む。この語句は、また、損傷または外科手術の結果として、例えば、脳卒中に起因する瘢痕組織形成、及び組織接着を包含する。
本明細書で用いられる用語「線維症」は、むしろ、器官または組織の正常な構成要素としてよりも、修復または反応過程としての線維組織の形成を指す。線維症は、任意の特定の組織における正常な沈着を超えた線維芽細胞蓄積及びコラーゲン沈着により特徴付けられる。
線維性疾患としては、創傷治癒、全身及び局所強皮症、アテローム性動脈硬化症、再狭窄、肺の炎症及び線維症、特発性肺線維症、間質性肺疾患、肝硬変、慢性B型またはC型肝炎感染症の結果としての線維症、腎疾患(例えば、糸球体腎炎)、瘢痕組織から発生する心臓病、ケロイドや肥厚性瘢痕、並びに、黄斑変性症、及び網膜硝子体や網膜症などの眼疾患から発生する線維症を含むが、それに限定されるものではない。追加の線維症は、化学療法薬剤誘発性の線維症、放射線誘発性線維症、及び怪我や火傷を含む。
線維性障害は、しばしば肝に関連し、そして肝細胞内のそのような疾患及び肝コレステロールの不適切な蓄積及びトリグリセリド間の結びつきが、しばしばある。この蓄積は、肝線維症及び肝硬変につながる炎症誘発性応答をもたらすように思われる。線維性成分を有する肝疾患は、非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)及び非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)が挙げられる。NAFLDは、脂肪症(肝臓内の脂肪沈着)が存在する場合には、過度のアルコール使用に基づかないものが発生する。これは、インスリン抵抗性及びメタボリックシンドロームに関係している。NASHは、NAFLDの最も極端な形であり、原因不明の肝硬変の主な原因と考えられている。
循環器疾患:本開示は、また、特定の循環器疾患及び/または関連する代謝関連疾患、障害及び状態、並びに、それに関連する疾患を治療し、及び/または、予防するために本明細書に記載のIL−10分子の使用を意図する。
本明細書で使用する、用語「心血管疾患」、「心臓病」などは、心臓血管系、主に心疾患、脳及び腎臓の血管疾患、及び末梢動脈疾患に影響を与える疾患を意味する。心臓血管疾患は、冠動脈性心疾患(例えば、虚血性心疾患または冠状動脈疾患)、アテローム性動脈硬化症、心筋症、高血圧、高血圧性心疾患、肺性心、心律動異常、心内膜炎、脳血管疾患、及び末梢動脈疾患を含む疾患の一群である。心血管疾患は、世界中の死亡の主要な原因であり、それは、通常、高齢者に影響を与えるが、心血管疾患の先行条件、特にアテローム性動脈硬化症は、人生の早い段階で始まる。
本開示の特定の実施形態は、アテローム性動脈硬化症、慢性状態を、治療し、及び/または、予防するために、IL−10ポリペプチドの使用に向けられ、ここに、動脈壁は、コレステロール及びトリグリセリドなどの脂肪物質の蓄積の結果として、プラークを形成するために厚くなる。アテローム性動脈硬化症は、しばしば、マクロファージの蓄積により主として引き起こされ、機能的な高密度リポタンパク質により、マクロファージから脂肪及びコレステロールを適切に除去されることなく、低密度リポタンパク質(LDL)により促進する動脈壁における慢性炎症反応を含む。慢性的にアテローム性動脈硬化病変が拡大することは、内腔の完全な閉鎖を引き起こし、内腔狭窄は単数若しくは複数の下流組織への血液供給が不十分であるほど重症であるときにのみ現われ、その結果、虚血をもたらす。
IL−10ポリペプチドは、例えば、心臓血管疾患(例えば、アテローム性動脈硬化症)、脳血管疾患(例えば、脳卒中)、及び末梢血管疾患に関連し得るコレステロール関連疾患の治療、及び/または、予防に特に有利である。例として、しかしそれには限定しないが、IL−10ポリペプチドは、被験者の血中コレステロールレベルを低下させるために使用することができる。被験者が高コレステロール血症を有するかどうかを決定する際に、正常及び異常なコレステロールレベルとの間に堅固な境界がなく、値の解釈は、他の健康状態及びリスク因子と関連して行われる必要がある。それにもかかわらず、次のガイドラインは、米国で一般的に使用されている:総コレステロールが、<200mg/dLが望ましく、200〜239mg/dLがボーダーラインで高く、≧240mg/dLは高い。総コレステロールの高いレベルは、心血管疾患のリスクを増加させ、LDLまたは非HDLコレステロールの両レベルは、将来の冠動脈心疾患を予測する。高コレステロール血症を評価する場合、すべてのリポタンパク質サブフラクション(VLDL、IDL、LDL、およびHDL)を測定することは、しばしば有用である。特定の治療目標は、HDLを維持または増加させ、一方でLDLを減少させることである。
血栓症及び血栓症状態:血栓症、血管内部の血栓(血の塊)の形成は、循環系を通る血流に閉塞が生じ、1つまたはそれ以上の凝固性亢進、血管内皮細胞の損傷、または、乱血流(うっ滞、乱流)(フィルヒョウの三要素)で示す異常により引き起こされることがあり得る。
血栓症は、一般的に、いくつかのサブタイプによって提示することができ、それぞれが静脈系または動脈系に分類される。静脈血栓症は、深部静脈血栓症(DVT)、門脈血栓症、腎静脈血栓症、頚静脈血栓、バッド−キアリ症候群、パジェット−シュロッター病、脳静脈洞血栓症を含む。動脈血栓症には、脳卒中や心筋梗塞が含まれる。
他の疾患、障害及び状態は、心房血栓症及び真性多血症(また、紅斑、原発性赤血球増加症及び一次性赤血球増加症として知られている)、骨髄があまりにも多くの赤血球、白血球、及び/または、血小板を作る骨髄増殖性血液疾患を含む本開示で検討される。
免疫及び炎症状態:本明細書で使用される場合、「免疫疾患」、「免疫状態」、「免疫障害」、「炎症性疾患」、「炎症状態」、「炎症性障害」などの用語は、広く任意の免疫または炎症性に関連する状態(例えば、病理学的炎症及び自己免疫疾患)を包含することを意味する。そのような状態は、頻繁に、他の疾患、障害及び状態に、密接に絡み合っている。一例として、「免疫状態」は、免疫系による根絶に抵抗する感染症(急性及び慢性)、腫瘍、及び癌を含む、癌、腫瘍、及び血管形成などの増殖状態を参照できる。
例えば、炎症性サイトカインによって引き起こされ得る免疫及び炎症に関連する疾患、障害及び状態の非限定的リストは、関節炎、腎不全、狼瘡、喘息、乾癬、大腸炎、膵炎、アレルギー、線維症、外科的合併症(例えば、炎症性サイトカインが治癒を妨げる場合)、貧血、及び線維筋痛症を含む。慢性炎症と関連し得る他の疾患及び障害は、アルツハイマー病、うっ血性心不全、脳卒中、大動脈弁狭窄症、動脈硬化症、骨粗しょう症、パーキンソン病、感染症、炎症性腸疾患(例えば、クローン病及び潰瘍性大腸炎)、アレルギー性接触皮膚炎及び他の湿疹、全身性硬化症、移植及び多発性硬化症を含む。
IL−10分子が特に有効であり得る(例えば、現在の治療法が限界であるため)前述の疾患、障害、及び状態は、より詳細に下記に記載される。
本開示のIL−10ポリペプチドは、炎症性腸疾患(IBD)の治療及び予防に特に有効であり得る。IBDは、クローン病(CD)および潰瘍性大腸炎(UC)を含み、その両者は、消化管の任意の部分に影響を与えることができる特発性慢性疾患であり、それは多くの悪影響に関連し、長期のUCを病む患者は、大腸癌を発症するリスクが高い。現在のIBDの治療は、炎症症状を制御することを目的とし、一方で、特定の薬剤(例えば、コルチコステロイド、アミノサリチル酸及び標準免疫抑制剤(例えば、シクロスポリン、アザチオプリン、及びメトトレキサート))は、限られた成功をもたらし、長期的な治療は、肝臓障害(例えば、線維症または肝硬変)、及び骨髄抑制を引き起こす可能性があり、患者は、しばしばそのような治療に難治性となり得る。
乾癬、一般的な免疫媒介性の慢性皮膚疾患の集団は、米国では、450万人以上の人々に影響を与え、その内、150万人が中等度から重症度の疾患を有していると考えられる。その上、乾癬患者の10%以上が乾癬性関節炎を発症し、それは、関節周囲の骨及び結合組織に損傷を与える。乾癬の根本的な生理学的理解の向上は、例えば、疾患の炎症性性質の原因となるTリンパ球及びサイトカインの活性を標的とする薬剤の導入をもたらした。そのような薬剤は、エンブレル(エタネルセプト)、レミケード(インフリキシマブ)及びヒュミラ(アダリムマブ))などのTNF−α阻害剤(また、関節リウマチ(RA)の治療に使用される)、並びに、アメビブ(アレファセプト)、ラプチバ(エファリズマブ)などのT細胞阻害剤を含む。これらの薬剤のいくつかは、特定の患者集団である程度有効ではあるが、いずれもすべての患者を効果的に治療するためには示されていない。
一般的に、関節の膜ライニング(滑膜)の慢性炎症を特徴とするリウマチ性関節炎(RA)は、米国人口の約1%(約210万人)に影響を与えている。炎症過程におけるTNF−α及びIL−1を含むサイトカインの役割の更なる理解は、新しいクラスの疾患改変性の抗リウマチ薬(DMARD)の開発及び導入が可能になった。(RAの治療法と重複するそのうちのいくつかの)薬剤としては、エンブレル(エタネルセプト)、レミケード(インフリキシマブ)、ヒュミラ(アダリムマブ)及びキネレット(アナキンラ)が挙げられる。これらの薬剤のいくつかは、症状を緩和し、構造的損傷の進行を阻害し、特定の患者集団における身体機能を改善するが、有効性の改善、作用の補完機構、及びより少ない/少ない重篤な有害作用を有する代替薬の必要性が依然として存在する。
多発性硬化症(MS)、脳及び脊髄におけるミエリンの炎症及び瘢痕化の多数の領域を含む、深刻な衰弱性の自己免疫疾患を病む被験者は、特に、現在の治療が、症状のみを軽減し、または障害の進行を遅らせるように、本明細書に記載のIL−10ポリペプチドによって助けられ得る。
同様に、IL−10ポリペプチドは、アルツハイマー病(AD)、深刻に患者の思考、記憶、及び言語処理を損なう脳障害などの神経変性疾患:及び、パーキンソン病(PD)、例えば、異常な動き、硬直性、震えにより特徴付けられるCNSの進行性疾患に罹患している被験者に対して特に有益であり得る。これらの障害は、進行性があり、衰弱し、何の治療薬も使用できない。
ウイルス性疾患:ウイルス性疾患におけるIL−10の役割への関心が高まっている。IL−10がその受容体結合活性に応じて、刺激的及び抑制的の両方の効果を生成することを想定している。
抗ウイルス免疫及びワクチンの有効性を増加させるために、IL−10の機能を阻害する効果が検討されている(参照:Wilson,E.,(2011) Curr.Top.Microbiol.Immunol.350:39−65)。更に、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)機能におけるIL−10の役割が研究されている。ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV−1)の複製の阻害に加えて、IL−10は、また、エフェクター免疫機構の不活性化によりウイルス持続性を促進することができる(Naicker,D., et al.,(2009) J. Infect. Dis. 200(3):448−452)。別の研究では、慢性B型肝炎ウイルス(HBV)感染症における、T細胞免疫を調節することができるB細胞のサブセットを産生するIL−10を同定した。密接した一時的相関が、ウイルス負荷におけるIL−10レベルと変動の間で観察され、そして生体外でのIL−10の遮断は、多官能性で、ウイルス特異的CD8+T細胞の応答を救出することが見出された(Das,A.,et al.,J.Immunol.,Sept.12,2012 1103139 (on−line))。
上記の研究は、IL−10の阻害が有益であり得ることを示しているが、CD8+T細胞の成分を含む特定のウイルス感染は、IL−10の投与による治療、及び/または、予防のための候補であり得る。これは、調節性T細胞、及び/または、CD8+T細胞の調節により特定の癌におけるIL−10が果たす積極的な役割により支持される。ウイルスの文脈におけるIL−10治療の使用は、他の場所で議論される(参照:例えば、J.Virol.July 2011 vol. 85 no.14 6822−683; 及び Loebbermann J,et al.(2012) PLoS ONE 7(2): e32371.doi:10.1371/journal.pone.0032371)。
本開示は、IL−10による治療が有益であり得る任意のウイルス性疾患、障害または状態の治療、及び/または、予防において、IL−10ポリペプチドの使用を意図している。意図されるウイルス性疾患、障害及び状態の例には、B型肝炎、C型肝炎、HIV、ヘルペスウイルス及びサイトメガロウイルス(CMV)が含まれる。
医薬組成物
本発明のIL−10ポリペプチドは、被験者への投与に適した組成物の形態であってもよい。一般に、そのような組成物は、IL−10及び1つまたはそれ以上の薬学的に許容可能な、または、生理学的に許容される希釈剤、担体または賦形剤を含む「医薬組成物」である。ある実施形態において、IL−10ポリペプチドは、治療上許容される量で存在する。医薬組成物は、本開示の方法で使用することができ、従って、例えば、本明細書に記載の治療及び予防の方法を実施するために、被験者に生体外で、または、生体内で投与することができる。
本開示の医薬組成物は、意図された方法または投与経路に適合するように処方でき、投与の典型的な経路は、本明細書に記載する。更に、医薬組成物は、本開示により意図される、疾患、障害及び状態を治療し、予防するために、他の治療上活性な薬剤、または、本明細書に記載の化合物と組み合わせて使用することができる。
医薬組成物は、一般的に、本開示で意図したIL−10ポリペプチド、及び、1つ若しくはそれ以上の薬学的及び生理学的に許容可能な製剤の治療上有効量を含む。適切な薬学的に許容可能な、または、生理学的に許容な希釈剤、担体または賦形剤は、酸化防止剤(例えば、アスコルビン酸、及び、重硫酸ナトリウム)、保存剤(例えば、ベンジルアルコール、メチルパラベン、p−ヒドロキシ安息香酸エチル、または、n−プロピル)、乳化剤、懸濁剤、分散剤、溶媒、充填剤、増量剤、界面活性剤、緩衝剤、媒介物、希釈剤、及び/または、助剤を含むが、それに限定されない。例えば、適切な媒介物は、おそらく、非経口投与のための医薬組成物において一般的な他の物質で補填した生理食塩液またはクエン酸緩衝生理食塩水であってもよい。血清アルブミンと混合した中性緩衝食塩水または生理食塩水は、更なる典型的な媒介物である。血清アルブミンと混合した中性緩衝食塩水または生理食塩水は、更なる、典型的な媒介物である。当業者は、本明細書において意図される医薬組成物及び剤形で使用することができる様々な緩衝液を容易に理解するであろう。一般的な緩衝剤としては、薬学的に許容される弱酸、弱塩基、またはその混合物を含むが、それに限定されない。一例として、緩衝剤成分は、リン酸、酒石酸、乳酸、コハク酸、クエン酸、酢酸、アスコルビン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、及びその塩などの水溶性物質であり得る。許容可能な緩衝剤としては、例えば、トリス緩衝液、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン−N′−(2−エタンスルホン酸)(HEPES)、2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸(MES)、2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸ナトリウム塩(MES)、3−(N−モルホリノ)プロパンスルホン酸(MOPS)、及び、N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル−3−アミノプロパンスルホン酸(TAPS)が挙げられる。
医薬組成物を配合した後、それは、溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固体、または脱水若しくは凍結乾燥粉末として、滅菌バイアルに保存することができる。そのような製剤は、いずれかのすぐに使用できる形で、使用前に凍結乾燥形態を必要とする再構成品で、使用前に希釈を必要とする液体形態で、または、他の許容可能な形態で保存できる。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、単回使用の容器(例えば、単回使用バイアル、アンプル、注射器、または自動注射器(例えば、EpiPen(登録商標)に類似した))中で提供されるが、一方、複数回使用容器(例えば、多数回使用バイアル)は、他の実施形態で提供される。インプラント(例えば、移植可能なポンプ)、並びに、カテーテルシステム、徐噴射ポンプ及びデバイスを含む、いかなる薬物送達デバイスも、IL−10を送達するために使用してもよく、それら全ては当業者に公知である。一般的に、皮下または筋肉内に投与されるデポー注射は、また、所定の期間にわたって、本明細書に開示されるポリペプチドを放出するために利用することができる。デポー注射は、通常、固体ベース、または、油ベースのどちらかであり、一般的に、本明細書に記載の製剤成分の少なくとも1つを含む。当業者は、可能な製剤及びデポー注射の使用に精通している。
医薬組成物は、無菌の注射可能な水性の形態であってもよく、または
油性懸濁液であってもよい。
この懸濁液は、本明細書に記載の、適切な分散剤または湿潤剤、及び、懸濁剤を用いて、公知の技術に従って処方することができる。無菌の注射用製剤は、また、例えば、1,3−ブタンジオール中の溶液として、非毒性の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒中の滅菌注射用溶液または懸濁液であってもよい。許容可能な、使用される希釈剤、溶媒及び分散媒は、水、リンガー溶液、等張性の塩化ナトリウム溶液、クレモホールEL(登録商標)(BASF社製;Parsippany、NJ)、または、リン酸緩衝食塩水(PBS)、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、及び液体ポリエチレングリコール)、並びに、その適切な混合物を含む。さらに、無菌の固定油は、従来、溶媒または懸濁媒体として使用されている。この目的のために、任意の無刺激性の固定油が合成モノ、または、ジグリセリドを含め、使用することができる。さらに、オレイン酸などの脂肪酸は、注射剤の調製に用途を見出す。特別な注射用製剤の持続的吸収は、吸収を遅延させる薬剤(例えば、モノステアリン酸アルミニウムまたはゼラチン)を含めることにより達成することができる。
活性成分を含有する医薬組成物は、例えば、錠剤、カプセル、トローチ、ロゼンジ、水性若しくは油性懸濁液、分散性粉末または顆粒、エマルジョン、硬若しくは軟カプセル、またはシロップ、溶液、マイクロビーズまたはエリキシル剤などの経口使用に適した形態であってもよい。経口使用を意図した医薬組成物は、医薬組成物の製造のための当技術分野で公知の任意の方法に従って調製することができ、そして、そのような組成物は、薬学的に上品で口当たりのよい製剤を提供するために、例えば、甘味剤、香味剤、着色剤及び保存剤などの1つまたはそれ以上の薬剤を含有してもよい。錠剤、カプセルなどは、錠剤の製造に適した非毒性の薬学的に許容可能な賦形剤と混合した活性成分を含む。これらの賦形剤は、例えば、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、ラクトース、リン酸カルシウムまたはリン酸ナトリウムなどの希釈剤;例えば、コーンスターチ、またはアルギン酸などの造粒剤及び崩壊剤;例えば、デンプン、ゼラチンまたはアカシアなどの結合剤、及び、例えば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸またはタルクなどの潤滑剤を含んでもよい。
経口投与のために適した錠剤、カプセルなどは、未被覆か、または胃腸管での崩壊および吸収を遅らせ、それにより持続作用を提供するために、公知の技術により被覆されてもよい。例えば、モノステアリン酸グリセリルまたはジステアリン酸グリセリルなどの時間遅延材料を用いることができる。それらは、また、制御放出のために浸透性治療用錠剤を形成するための当技術分野で公知の技術により被覆されてもよい。追加の薬剤は、投与組成物の送達を制御するために、ポリエステル、ポリアミン酸、ヒドロゲル、ポリビニルピロリドン、ポリ酸無水物、ポリグリコール酸、エチレン−酢酸ビニル、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、硫酸プロタミン、または、ラクチド/グリコリド共重合体、ポリラクチド/グリコリド共重合体、またはエチレンビニルアセテート共重合体などの生分解性、または、生体適合性のある粒子または高分子物質を含む。例えば、経口剤は、コアセルベーション技術により、または、界面重合により、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルまたはポリ(メタクリル酸メチル)マイクロカプセルのそれぞれの使用により、または、コロイド薬物送達システムにおいて調製したマイクロカプセル中に封入することができる。コロイド分散システムは、水中油型エマルジョン、ミセル、混合ミセル、及びリポソームを含む高分子複合体、ナノカプセル、微小球体、マイクロビーズ、および脂質ベースのシステムが含まれる。上記製剤の調製方法は当業者には明白であろう。
経口使用のための製剤は、硬質ゼラチンカプセルとして提供してもよく、ここに、活性成分は、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、カオリンまたは微結晶性セルロース、または軟質ゼラチンカプセルとして、不活性固体希釈剤と混合し、ここに、活性成分は、例えば、水、または、ピーナッツ油、液体パラフィン、またはオリーブ油などの油媒体と混合する。
水性懸濁剤は、その製造に適した賦形剤と混合した活性物質を含む。そのような賦形剤は、例えば、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、トラガカントゴム及びアカシアゴムなどの懸濁剤;または、分散または湿潤剤、例えば、天然に存在するリン脂質(例えば、レシチン);または、アルキレンオキシド及び脂肪酸との縮合生成物(例えば、ポリオキシエチレンステアレート);または、長鎖脂肪族アルコール及びエチレンオキシドの縮合生成物(例えば、ヘプタデカエチレンオキシセタノール);または、脂肪酸及びヘキシトール(例えば、ポリオキシエチレンソルビトールモノオレエート)から誘導される部分エステル及びエチレンオキシドとの縮合生成物;または、脂肪酸及びヘキシトール無水物(例えば、ポリエチレンソルビタンモノオレエート)から誘導される部分エステル及びエチレンオキシドとの縮合生成物であり得る。水性懸濁液は、また、1つまたはそれ以上の防腐剤を含有してもよい。
油性懸濁液は、例えば、ピーナツ油、オリーブ油、ゴマ油またはココナッツ油などの植物油、または流動パラフィン油などの鉱物油中に活性成分を懸濁することによって処方化することができる。油性懸濁液は、例えば、蜜蝋、固形パラフィンまたはセチルアルコールなどの増粘剤を含んでもよい。上記で記載した甘味剤、及び香味剤は、口当たりのよい経口製剤を提供するために添加されてもよい。
水の添加による水性懸濁液の調製に適した分散性粉末及び顆粒は、分散剤または湿潤剤、懸濁剤及び1つまたはそれ以上の保存剤と混合した活性成分を提供し得る。適切な分散剤または湿潤剤及び懸濁剤は、本明細書中に例示されている。
本開示の医薬組成物は、また、水中油型乳剤の形態であってもよい。油相は、例えば、オリーブ油若しくはラッカセイ油などの植物油、または、例えば、流動パラフィンなどの鉱物油、またはこれらの混合物であってもよい。好適な乳化剤は、例えば、アカシアゴムまたはトラガカントゴムなどの自然に発生するゴム;例えば、大豆、レシチン、及び、脂肪酸から誘導されるエステルまたは部分エステルなどの自然に発生するリン脂質;例えば、ソルビタンモノステアレートなどのヘキシトール酸無水物;及び、例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートなど、部分エステルのエチレンオキシドとの縮合生成物であってもよい。
製剤は、また、制御放出製剤のように身体からの急速な分解または除去に対して組成物を保護するインプラント、リポソーム、ヒドロゲル、プロドラッグ及びマイクロカプセル化送達システムを含む、担体を含有することができる。例えば、モノステアリン酸グリセリルまたはステアリン酸グリセリルなどの時間遅延物質は、単独で、または、ワックスと組み合わせて、使用することができる。
本開示は、直腸投与用の坐薬の形態で,IL−10ポリペプチドの投与を意図する。坐薬は、常温では固体で、直腸温度で液体であり、したがって、薬物を放出するために直腸内で融解する、適切な非刺激性賦形剤と薬物を混合することにより、調製することができる。そのような物質としては、ココアバター及びポリエチレングリコールを含むが、それに限定されない。
本開示により、意図されるIL−10ポリペプチドは、現在知られている、または、将来開発される、任意の他の適切な医薬組成物の形態(例えば、経鼻または吸入用スプレー)であってもよい。
製剤中のポリペプチドまたはそのフラグメントの濃度は、(例えば、約0.1重量%未満から、または、通常、少なくとも約2重量%で、20重量%〜50重量%、またはそれ以上)幅広く変化することができ、そして、通常、流体容積、粘度、及び、例えば、選択された投与の特定のモードに従い、被験者ベースの因子を基礎に、初めに選択されるであろう。
投与経路
本開示は、任意の適切な方法でIL−10分子、及びその組成物を投与することを意図する。適切な投与経路は、非経口(例えば、筋肉内、静脈内、皮下(例えば、注射またはインプラント)、腹腔内、大槽内、関節内、腹腔内、脳内(実質内)及び、脳室内)、口腔、鼻腔、膣、舌下、眼内、直腸、局所(例えば、経皮)、舌下及び吸入を含む。一般的に筋肉内または皮下投与されるデポー注射も、また、所定の期間にわたって、本明細書に開示されるIL−10分子を放出するために利用してもよい。
本開示の特定の実施形態は、非経口投与を意図し、更なる特定の実施形態では、非経口投与は皮下である。
併用療法
本開示は、1つまたはそれ以上の活性な治療薬(例えば、サイトカイン)、または、他の予防的または治療的方法(例えば、放射線)と組み合わせたIL−10分子の使用を意図する。そのような併用療法では、種々の活性薬剤は、しばしば、異なった作用、相補的な機構を有する。そのような併用療法は、薬剤の1つまたはそれ以上の用量の減少を可能にすることにより特に有利であり、1つまたはそれ以上の薬剤に関連する有害作用を低減するか、排除する。更にその上、そのような併用療法は、基礎疾患、障害、または状態に対して相乗的な治療効果または予防効果を有することができる。
本明細書で使用する、「組み合わせ」は、別々に投与することができ、例えば、分離した投与(例えば、キットで提供することができるような)のために別々に処方できる治療法、及び単一処方で一緒に投与できる治療法(即ち共処方)を意味する。
ある実施形態において、IL−10ポリペプチド及び1つまたはそれ以上の活性な治療薬、または、他の予防若しくは治療法が、投与され、または、連続的に適用される。例えば、1つの薬剤が1つまたはそれ以上の他の薬剤の前に投与される。他の実施形態では、IL−10ポリペプチド及び1つまたはそれ以上の活性な治療薬または他の予防または治療法が、同時に投与される。例えば、2つまたはそれ以上の薬剤は、ほぼ同時に投与されるか、2つまたはそれ以上の薬剤は、2つまたはそれ以上の別個の製剤中に存在するか、または単一の製剤中に組み合わせることができる(すなわち、共処方)。2つまたはそれ以上の薬剤が、順次または同時に投与されるかどうかに関わらず、それらは本開示の目的のために組み合わせて投与されることを想定する。
本発明のIL−10ポリペプチドは、適切な状況下で、任意の方法で、少なくとも1つの他の(アクティブな)薬剤と組み合わせて使用してもよい。一実施形態では、少なくとも1つの活性薬剤、及び本開示の少なくとも1つのIL−10ポリペプチドを用いた治療は、ある期間にわたって維持される。別の実施形態では、少なくとも1つの活性薬剤による治療が減らされるか、または中止される(例えば、被験者が安定している場合)が、一方、本発明のIL−10ポリペプチドを用いた治療は、一定の投与計画で維持される。更なる実施形態では、少なくとも1つの活性薬剤による治療が、減らされるか、または中止される(例えば、対象が安定している場合)が、一方、本発明のIL−10ポリペプチドを用いた治療は、低下する(例えば、低用量、低投与頻度、または、より短い治療計画)。更に別の実施形態において、少なくとも1つの活性薬剤による治療が、低下するか、または中止され(例えば、被験者が安定している)、及び本発明のIL−10ポリペプチドを用いた治療は増加する(例えば、より高用量、より高頻度の投薬または長期治療計画)。更に、別の実施形態において、少なくとも1つの活性薬剤による治療が維持され、及び本開示のIL−10ポリペプチドを用いた治療は減らすかまたは中止される(例えば、より低用量、低投与頻度、または、より短い治療計画)。更に別の実施形態では、少なくとも1つの活性剤を用いた治療、及び本開示のIL−10ポリペプチドを用いた治療は、減らすかまたは中止される(例えば、低用量、低投与頻度、または、より短い治療計画)。
線維性疾患及び癌:本開示は、増殖性の状態;線維性疾患、障害または状態;癌、腫瘍、または前癌疾患、障害または状態を、IL−10分子、及び、少なくとも1つの追加の治療薬または診断薬で治療し、及び/または、予防するための方法を提供する。
化学療法剤の例としては、チオテパ及びシクロホスファミドなどのアルキル化剤;ブスルファン、インプロスルファン及びピポスルファンなどのスルホン酸アルキル:ベンゾドーパ、カルボコン、メツレドーパ、及びウレドーパなどのアジリジン;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホラミド、トリエチレンチオホスホラミド及びトリメチロールメラミンを含むエチレンイミン及びメチレンイミン;チオランブシル、クロルナファジン、クロロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、メクロレタミンオキシド塩酸塩、メルファラン、ノベンビチン、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードなどの窒素マスタード;カルムスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチン、ラニムスチンなどのニトロソ尿素;アクラシノマイシン、アクチノマイシン、アウトラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カリケアマイシン、カラビシン、カルミノマイシン、カルジノフィリン、クロノマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン、ピュロマイシン、クエラマイシン、ロドルビシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、ゾルビシンなどの抗生物質;メトトレキセート及び5−フルオロウラシル(5−FU)などの抗代謝産物;デノプテリン、メトトレキサート、プテロプテリン、トリメトレキサートなどの葉酸類似体;フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニンなどのプリン類似体;アンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン、5−FUなどのピリミジン類似体;カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオンスタノール、メピチオステイン、テストラクトンなどのアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトテイン、トリロステインなどの抗副腎抗体;フォリン酸などの葉酸補充液;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;エダトレキセート;デホファミン;デメコルチン;ジアジコン;エルホルミチン;エリプチニウム酢酸塩;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン;ロニダミン;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピタモール;ニトラクリン;ペントスタチン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン; ポドフィン酸;2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;ラゾキサン;シゾフィラン;シピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジコン;2,2′,2′′−トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(Ara−C);シクロホスファミド;チオテパ;タキソイド、例えば、パクリタキセル及びドセタキセル;クロラムブシル;ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチンおよびカルボプラチンなどの白金及び白金配位錯体;ビンブラスチン;エトポシド(VP−16);イホスファミド;マイトマイシンC;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ナベルビン;ノバントロン;テニポシド;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ;イバンドロネート;CPT11;トポイソメラーゼ阻害剤;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO)、レチノイン酸;エスペラミシン;カペシタビン;及び薬学的に許容可能な塩、酸または上記のいずれかの誘導体が挙げられるが、それに限定されない。
化学療法剤は、また、抗エストロゲンなどの腫瘍に対するホルモン作用を調節し、または阻害するように作用する、例えば、タモキシフェン、ラロキシフェン、4(5)−イミダゾールを阻害するアロマターゼ、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、オナプリストン、及びトレミフェンを含む、抗ホルモン剤;及び、フルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、ロイプロリド、及びゴセレリンなどの抗アンドロゲン;及び薬学的に許容可能な塩、酸または上記のいずれかの誘導体を含有する。ある実施形態において、併用療法は、ホルモンまたは関連ホルモン剤の投与を含む。
IL−10ポリペプチドと組み合わせて用いることができる追加の治療様式は、 IL−12、INFαまたは抗上皮成長因子受容体などのサイトカインまたはサイトカインアンタゴニスト、放射線療法、他の腫瘍抗原に対するモノクローナル抗体、モノクローナル抗体及び毒素の複合体、T細胞アジュバント、骨髄移植、または、抗原提示細胞(例えば、樹状細胞療法)を含む。ワクチン(例えば、可溶性タンパク質として、またはタンパク質をコードする核酸として)も、また、本明細書に提供される。
線維性疾患の治療のための併用療法において有用な治療薬は、当業者に公知である。一例として、例えば、インスリン抵抗性状態(例えば、2型糖尿病)及びメタボリックシンドロームの治療のために本明細書に記載されている薬剤(例えば、メトホルミン、チアゾリジンジオン、およびスタチン)は、NAFLD及びNASHを調節するのに役立ち、特にその症状を助けることができる。ビタミンEは、また、一部の患者では、NAFLD及びNASHを制御するのに役立つことが示されている。
本開示は、薬学的に許容可能な塩、酸または上記のいずれかの誘導体を包含する。
循環器疾患:本開示は、特定の循環器疾患、及び/または、代謝関連疾患、障害、及び状態、並びに、それに関連する障害を、IL−10分子、及び、少なくとも1つの追加の治療薬または診断薬で、治療し、及び/または、予防するための方法を提供する。
高コレステロール血症(及びアテローム性動脈硬化症など)の治療のための併用療法において有用な治療薬の例としては、コレステロールの酵素的合成を阻害するスタチン(例えば、クレストール、レスコール、リピトール、メバコール、プラバコール、及びゾコール);コレステロールを隔離し、その吸収を防ぐ胆汁酸樹脂(例えばコレスチド、LO−コレスト、プレバライト、クエストラン、及びウエルコール);コレステロール吸収をブロックするエゼチミブ(ゼチーア);トリグリセリドを低減し、控えめに、HDLを増加させることができるフィブリン酸(例えば、トリコール);控えめにLDLコレステロール及びトリグリセリドを低減させるナイアシン(例えば、ナイアコール);及び/または、上記の組み合せ(例えば、バイトリン(エゼチミブとシムバスタチン))が挙げられる。本明細書に記載のIL−10ポリペプチドと組み合わせて使用するための候補となり得る代替のコレステロール治療は、様々なサプリメントやハーブ(例えば、ニンニク、ポリコサノール、およびグッグル)が挙げられる。本開示は、上記のいずれかの薬学的に許容可能な塩、酸または誘導体を包含する。
免疫及び炎症状態:本開示は、免疫、及び/または、炎症に関連する疾患、障害及び状態、並びに、それに関連する障害を、IL−10分子及び少なくとも1つの追加の治療薬または診断薬で治療し、及び/または、予防するための方法を提供する。
併用療法において有用な治療薬の例としては、アスピリン、イブプロフェンなどの非ステロイド系の抗炎症薬(NSAID);及び他のプロピオン酸誘導体(アルミノプロフェン、ベノキサプロフェン、ブクロクス酸、カルプロフェン、フェンブフェン、フェノプロフェン、フルプロフェン、フルルビプロフェン、インドプロフェン、ケトプロフェン、ミロプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピルプロフェン、プラノプロフェン、スプロフェン、チアプロフェン酸、及びチオキサプロフェン);及び酢酸誘導体(インドメタシン、アセメタシン、アルクロフェナック、クリダナク、ジクロフェナク、フェンクロフェナク、フェンクロジン酸、フェンチアザク、フイロフェナック、イブフェナック、イソキセパック、オキシピナック、スリンダク、チオピナク、トルメチン、ジドメタシン、及びゾメピラク);フェナム酸誘導体(フルフェナム酸、メクロフェナム酸、メフェナム酸、ニフルム酸及びトルフェナム酸);ビフェニルカルボン酸誘導体(ジフルニサル及びフルフェニサル)、オキシカム(イソキシカム、ピロキシカム、スドキシカム及びテノキシカム)、サリチル酸(アセチルサリチル酸、スルファサラジン)、及びピラゾロン(アパゾン、ベンゾピペリロン、フェプラゾン、モフェブタゾン、オキシフェンブタゾン、フェニルブタゾン)が挙げられるが、それに限定されない。他の組み合わせは、シクロオキシゲナーゼ−2(COX−2)阻害剤が含まれる。
組み合わせのための他の活性薬剤は、プレドニゾロン、プレドニゾン、メチルプレドニゾロン、ベタメタゾン、デキサメタゾン、またはヒドロコルチゾンなどのステロイドが含まれる。1つまたはそれ以上のステロイドの有害な影響は、低減することができ、または、必要なステロイド用量を漸減することによって除去できるので、そのような組み合わせは特に有利であり得る。
例えば、関節リウマチを治療のために組み合わせて使用することができる活性剤の更なる例としては、単数若しくは複数のサイトカイン抑制性抗炎症薬(CSAIDs);他のヒトサトカインまたは成長因子の抗体またはアンタゴニスト、例えば、TNF、LT、IL−1β、IL−2、IL−6、IL−7、IL−8、IL−15、IL−16、IL−18、EMAP−II、GM−CSF、FGF、またはPDGFが含まれる。
活性剤の特定の組合せは、自己免疫及び後続の炎症カスケードの異なる点で干渉するかも知れず、そして、キメラ、ヒト化またはヒトTNF抗体、レミケード、抗TNF抗体フラグメント(例えば、CDP870)、及び可溶性のp55、または、p75のTNF受容体、その誘導体、p75TNFRIgG(エンブレル)またはp55TNFR1gG(レネルセプト)、可溶性IL−13受容体(sIL−13)、また、TNF−α転換酵素(TACE)阻害剤などのTNFアンタゴニストを含む。同様に、IL−1阻害剤が有効であり得る(例えば、インターロイキン1転換酵素阻害剤)。他の組合せとしては、インターロイキン11、抗P7s及びp−セレクチン糖タンパク質リガンド(PSGL)が含まれる。本明細書に記載のIL−10ポリペプチドとの組み合わせで有用な薬剤の他の例としては、インターフェロンβ1a(アボネックス);インターフェロンβ1b(ベタセロン);コパクソン;高圧酸素;静脈内免疫グロブリン;クラブリビン;及び他のヒトサイトカインまたは成長因子の抗体またはアンタゴニスト(例えば、CD40リガンド及びCD80の抗体)が含まれる。
本開示は、上記のいずれかの薬学的に許容可能な塩、酸または誘導体を包含する。
ウイルス疾患:本開示は、ウイルス性疾患、障害、及び状態、並びに、それに関連する障害を、IL−10分子、及び、少なくとも1つの追加の治療薬または診断薬で、治療し、及び/または、予防するための方法を提供する(例えば、1つまたはそれ以上の抗ウイルス薬、及び/または、ウイルス治療に関連しない1つまたはそれ以上の薬剤)。
このような併用療法は、抗ウイルス剤、ウイルスの脱被覆の阻害剤(例えば、アマンタジン及びリマンチジン);逆転写酵素阻害剤(例えば、アシクロビル、ジドブジン、ラミブジン);インテグラーゼを標的とする薬剤;ウイルスDNAへの転写因子の結合をブロックする薬剤;翻訳に影響を与える薬剤(例えば、アンチセンス分子)(例えば、ホミビルセン);翻訳/リボザイム機能を調節する薬剤;プロテアーゼ阻害剤;ウイルス組み合せ調節剤(例えば、リファンピシン);ウイルス粒子(例えば、ザナミビル及びオセルタミビル)の放出を防止する薬剤を含む、様々なウイルスのライフサイクルステージを標的とし、異なる作用機構を有する抗ウイルス剤が含まれるが、それに限定されない。特定のウイルス感染(例えば、HIV)の治療、及び/または、予防は、しばしば、抗ウイルス剤のグループ(「カクテル」)を伴う。
IL−10ポリペプチドと組み合わせて使用するために意図される他の抗ウイルス剤としては、アバカビル、アデフォビル、アマンタジン、アンプレナビル、アンプリゲン、アルビドール、アタザナビル、アトリプラ、ボセプレビレルテット、シドフォビル、コンビビル、ダルナビル、デラビルジン、ジダノシン、ドコサノール、エンドクスジン、エファビレンツ、エムトリシタビン、エンフビルチド、エンテカビル、ファムシクロビル、ホスアンプレナビル、ホスカルネット、ホスホネット、ガンシクロビル、イバシタビン、イムノビル、イドクスウリジン、イミキモド、インジナビル、イノシン、様々なインターフェロン(例えば、ペグインターフェロンα−2a)、ロピナビル、ロビリド、マラビロク、モロキシジン、メチサゾン、ネルフィナビル、ネビラピン、ネクサビル、ペンシクロビル、ペラミビル、プレコナリル、ポドフィロトキシン、ラルテグラビル、リバビリン、リトナビル、ピラミジン、サキナビル、スタブジン、テラプレビル、テノホビル、チプラナビル、トリフルリジン、トリジビル、トロマンタジン、ツルバダ、バラシクロビル、バルガンシクロビル、ビクリビロク、ビダラビン、ビラミジン、及びザルシタビンを含むが、それに限定されない。
本開示は、上記のいずれかの薬学的に許容可能な塩、酸または誘導体を包含する。
投薬
本発明のIL−10ポリペプチドは、例えば、投与の目標(例えば、望ましい溶解の程度)、年齢、体重、性別、製剤が投与されている被験者の健康及び体調、投与経路、及び疾患、障害、またはその症状の性質に依存する量で被験者に投与できる。投与計画は、投与される単数若しくは複数の薬剤に関連する任意の副作用の存在、性質、及び程度を検討してもよい。効果的な投与量及び投与計画は、容易に、例えば、安全性、用量漸増試験、生体内研究(例えば、動物モデル)、及び当業者に公知の他の方法から決定することができる。
一般的に、投薬パラメータは、被験者に非可逆的に毒性であり得る量より少ない投与量(最大耐性用量(MTD))、及び被験者に測定可能な効果を生み出すのに必要な量より少なくない投与量を指示する。そのような量は、投与経路及び他の因子を考慮して、例えば、ADMEに関連する薬物動力学的、及び、薬物動態的パラメータにより決定される。
有効用量(ED)は、それを摂取した被験者のある部分での治療応答または望ましい効果を生み出す薬剤の用量または量である。薬剤の「50%有効用量」またはED50は、それが投与される個体群の50%において治療的応答または望ましい効果を生じさせる薬剤の用量または量である。ED50が、一般的に、薬剤効果の合理的な期待の尺度として使用されているが、それは、必ずしも、臨床医がすべての関連要因を考慮して適切と思われるかもしれない用量ではない。したがって、いくつかの状況において、有効量は、計算されたED50より多く、他の状況では、有効量は、計算したED50未満であり、さらに他の状況においては、有効量は、計算したED50と同じである。
また、本開示のIL−10分子の有効投与量は、被験者への1つまたはそれ以上の用量を被験者に投与した場合、健常者に比べて、望ましい結果を生成する量であってもよい。例えば、特定の疾患を経験している被験者のため、有効用量は、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、約80%、少なくとも90%、または90%以上、その疾患の診断パラメータ、測定値、マーカー値などを改良するものであってもよく、ここで、100%は、正常被験者により提示される疾患の診断パラメータ、測定値、マーカー値などで定義される。
本明細書に記載の疾患、障害または状態を治療するために必要なIL−10分子の量は、複合タンパク質のIL−10の活性に基づくが、それは当該分野公知のIL−10活性の分析により決定できる。一例として、腫瘍の文脈において、適切なIL−10活性は、例えば、CD8+T細胞の腫瘍部位への浸潤、これら浸潤細胞からの、IFN−γ、IL−4、IL−6、IL−10、及びRANK−Lなどの炎症性サイトカインの発現、及び生物学的サンプル中のTNF−αまたはIFN−γ濃度の増加を含む。
IL−10分子の治療上有効量は、約0.01〜約100μgタンパク質/kg体重/日、約0.1〜20μgタンパク質/kg体重/日、約0.5〜10μgタンパク質/kg体重/日、または、約1〜4μgタンパク質/kg体重/日の範囲であり得る。いくつかの実施形態では、IL−10分子の治療上有効量は、約1〜16μgタンパク質/kg体重/日の範囲であり得る。本開示は、例えば、約50〜800μgタンパク質/kg体重/日の送達を持続注入することによるIL−10分子の投与を意図する。注入速度は、例えば、副作用及び血液細胞数の評価に基づいて変えることができる。
経口剤の投与のために、組成物は、有効成分を1.0〜1000ミリグラム、特に、1.0、3.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、50.0、75.0、100.0、150.0、200.0、250.0、300.0、400.0、500.0、600.0、750.0、800.0、900.0、または1000.0ミリグラムを含む、錠剤、カプセルなどの形態で提供することができる。
ある実施形態では、開示されたIL−10ポリペプチドの投与量は、「単位剤形」に含まれる。用語「単位剤形」は、物理的に別個の単位を指し、各単位は、十分望ましい成果を生成するために、単独で、または1つまたはそれ以上の追加の薬剤との組み合わせのいずれかで、本発明のIL−10ポリペプチドの所定量を含む。単位剤形のパラメータは、特定薬剤及び達成すべき効果に依存することが理解されるであろう。
キット
本発明は、また、IL−10及びその医薬組成物を含むキットを意図する。以下に説明するように、キットは、一般的に、様々な構成要素を収納する物理的構造の形態であり、そして、例えば、本明細書に記載の方法を実行することに活用されている(例えば、コレステロールの恒常性を回復することに必要とする被験者へのIL−10分子の投与)。
キットは、(例えば、滅菌容器内で提供される)本明細書中に開示されるIL−10ポリペプチドの1つまたはそれ以上を含むことができ、被験者への投与に適した医薬組成物の形態であってもよい。IL−10ポリペプチドは、例えば、使用のために準備した形態で、または、投与前に、再構成若しくは希釈を必要とする形態で提供することができる。IL−10ポリペプチドが、ユーザにより再構成する必要がある形態であるとき、キットは、また、IL−10ポリペプチドと一緒に、または、分離しして包装された、緩衝液、薬学的に許容可能な賦形剤などを含むことができる。併用療法が考慮される場合、キットは、別々に、いくつかの薬剤を含有してもよく、またはそれらが既にキットで組み合わせることができる。キットの各成分は、個別の容器内に封入することができ、種々の容器の全てが、単一の包装物内にあってもよい。本発明のキットは、その中に収容された成分を適切に維持する(例えば、冷蔵または冷凍)のに必要な条件のために設計されてもよい。
このキットは、その中の成分の識別情報、及びその使用の指示を含むラベルまたは包装の添付分書が収容されている場合がある(例えば、作用機構、薬物動態学、及び薬物力学、副作用、禁忌症などを含む、投与パラメータ、単数若しくは複数の活性成分の臨床薬理学)。ラベルまたは添付文書は、ロット番号と有効期限などの製造者情報を含めることができる。ラベルまたは包装の添付文書は、例えば、物理的構造物内にまとめて収納されても、ばらばらに収納されても、またはキットの構成部分(例えば、アンプル、チューブまたはバイアル)に貼付されてもよい。
ラベルまたは包装の添付文書は、更に、ディスクなどのコンピュータ読み取り可能な媒体(例えば、ハードディスク、カード、メモリディスク);CD−、または、DVD−ROM/RAM、DVD、MP3などの光学ディスク;磁気テープ;または、RAM及びROMなどの電気記憶媒体;または、磁気/光学記憶媒体、フラッシュ媒体またはメモリ型カードや、これらのハイブリッドを含み、または、その中に導入される。いくつかの実施形態では、実際の指示書は、キット中に存在しないが、遠隔源から、例えば、インターネットを介して指示書を得るための手段が提供される。
以下の実施例は、本発明を作成し、使用する方法の完全な開示及び説明により、当業者に提供するように記載されるが、発明者がその発明とみなす範囲を限定する意図がなく、そして、下記の実験が実施され、及びそれが実施できる全ての実験であることを表す意図もない。現在形で書かれた典型的な記述は、必ずしも実施されたものとは限らず、むしろ、説明が、本明細書に記述されたデータなどを発生させるために実施できることと理解すべきであろう。使用される数字(例えば、量、温度など)に関して正確さを保証するために努力がなされているが、いくつかの実験誤差及び偏差があることを考慮すべきであろう。
特に指示のない限り、部は、重量部であり、分子量は、量平均分子量であり、温度は、摂氏(℃)であり、及び、圧力は、大気圧か、またはそれに近い圧力である。下記の標準的略号を使用する:bp=単数若しくは複数の塩基対;kb=単数若しくは複数のキロ塩基;pl=単数若しくは複数のピコリットル;s、または、sec=単数若しくは複数の秒;min=単数若しくは複数の分;h、または、hr=単数若しくは複数の時間;aa=単数若しくは複数のアミノ酸;kb=単数若しくは複数のキロ塩基;nt=単数若しくは複数のヌクレオチド;ng=ナノグラム;μg=マイクログラム;mg=ミリグラム;g=グラム;kg=キログラム;dlまたはdL =デシリットル;μl、または、μL=マイクロリットル;ml、または、mL=ミリリットル;l、または、L=リットル;nM=ナノモル濃度;μM=マイクロモル濃度;mM=ミリモル濃度;M=モル濃度;kDa=キロダルトン;i.m.=筋肉内(に);i.p.=腹腔内(に);s.c.=経皮的(に);QD=日毎;BID=1日に2回;QW=週毎;QM=月毎;HPLC=高速液体クロマトグラフィー;BW=体重;U=ユニット;ns=統計的に有意ではない;PBS=リン酸塩−生理食塩水緩衝液;PCR=ポリメラーゼ連鎖反応;NHS=N−ヒドロキシスクシンイミド;DMEM=ダルベッコ変法イーグル培養液;GC=ゲノムコピー;ELISA=酵素結合免疫吸着アッセイ;EDTA=エチレンジアミン四酢酸;PMA=ホルボールミリステートアセテート;rhIL−10 =組み換えヒトIL−10;LPS=リポ多糖類。
物質及び方法
下記の一般的な物質及び方法は、以下の実施例において使用される。
分子生物学での標準的方法は、下記に記載されている:(参照:例えば、Sambrook and Russell (2001) Molecular Cloning, 3rd ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor, N.Y.;及び、Ausubel,et al.(2001) Current Protocols in Molecular Biology, Vols. 1−4, John Wiley and Sons, Inc. New York, N.Y.、そこには、細菌細胞のクローニング及びDNA突然変異誘発(Vol.1)、哺乳類細胞及び酵母におけるクローニング(Vol.2)、複合糖質及びタンパク質の発現(Vol.3)、及び生物情報学(Vol.4)について記載されている)。
科学文献には、免疫沈降、クロマトグラフィー、電気泳動、遠心分離、及び結晶化、並びに化学分析、化学改変、翻訳後改変、融合タンパク質の産生、及びタンパク質のグリコシル化を含むタンパク質精製のための方法が記載されている(参照:例えば、Coligan, et al.(2000)Current Protocols in Protein Science,Vols.1−2,John Wiley and Sons, Inc.,NY)。
ポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体の産生、精製、及びフラグメント化が、下記に記載されている:(参照:例えば、Harlow and Lane (1999)Using Antibodies,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY);リガンド/受容体相互作用を特徴付けるための標準的な技術は、利用可能である(参照:例えば、Coligan et al.(2001) Current Protocols in Immunology, Vol.4,John Wiley,Inc.,NY);蛍光活性化細胞選別(FACS)を含むフローサイトメトリーのための方法は、利用可能である(参照:例えば、Shapiro(2003)Practical Flow Cytometry,John Wiley and Sons,Hoboken, NJ);及び、診断試薬として、例えば、使用のための、核酸プライマー及びプローブ、ポリペプチド、及び抗体を含めた核酸を改変するのに適した蛍光試薬も、利用可能である(Molecular Probes(2003)Catalogue, Molecular Probes,Inc.,Eugene, OR.;Sigma−Aldrich(2003)Catalogue,St.Louis, MO.)。
免疫系の組織学の標準的な方法が記載されている:(参照:例えば、Louis et al.(2002) Basic Histology:Text and Atlas, McGraw−Hill,New York,NY)。
免疫細胞(CD4及びCD8T細胞)の欠失は、抗体媒介性の除去により行うことができる。例えば、250μgのCD4−またはCD8−特異的抗体を毎週注射し、及び細胞欠失は、FACS及びIHC分析を用いて確認できる。
例えば、抗原性フラグメント、リーダー配列、タンパク質の折り畳み、機能的ドメイン、グリコシル化部位、及び配列アラインメントを決定するためのソフトウェアのパッケージ及びデータベースは、利用可能である(参照:例えば、GCG Wisconsin Package (Accelrys, Inc.,San Diego,CA);及び、DeCypher(登録商標)(TimeLogic Corp.,Crystal Bay,NV)。
免疫応答性のBalb/C、または、B細胞−欠損Balb/Cマウスは、Jackson Lab.,Bar Harbor,MEから、入手し、そして標準的な手法に従い使用した(参照:例えば、Martin et al(2001)Infect.Immun.,69(11):7067−73 and Compton et al.(2004) Comp.Med.54(6):681−89)。本開示により意図される実験的な作業に適した他のマウス系統は、当業者に公知であり、一般的には、Jackson Labから、入手可能である。
特に指示のない限り、皮膚のPDV6扁平上皮癌は、本明細書に記載の実験に使用した(参照:例えば、Langowski et al.(2006)Nature 442:461−465)。EP2乳癌、CT26結腸癌、及び4T1乳癌モデルなどの他の腫瘍学関連のモデル及び細胞株を使用することができ(参照:例えば、Langowski et al.(2006) Nature 442:461−465)、それは、当業者に公知である。非腫瘍−関連モデル及び細胞株(例えば、炎症のモデル)も、使用することができ、当業者に公知である。
血清IL−10濃度レベル及び曝露レベルは、当該分野で使用される標準的な方法により決定することができる。例えば、血清暴露レベルのアッセイは、全血(約50μL/マウス)をマウスの尾の切れ端から、平らな毛細管に収集し、遠心分離により血清及び血液細胞を分離し、そして標準的なELISAキット(例えば、R&Dシステムズ社)と技術により、IL−10曝露レベルを決定することにより実施できる。あるいは、または、更に、下記に記載するELISA手順(または類似の手順)は、ムテインまたは改変したムテインの生体内半減期を決定するための手段として、ヒトIL−10の血清レベルを測定するように適合させることができる。
ムテインの産生及び評価
ヒトIL−10発現ベクター、pSecTag2hygro−huIL10の組み合せ:ヒトIL−10の哺乳動物発現ベクターは、プラチナPfx DNAポリメラーゼ(Life Technologies社:#11708〜039;製造業者の手順に従い)を使用し、pCMV6−XL5ヒト−IL10(オリジーン#SC300099;遺伝子登録バンク#NM00057.2)を、DNAテンプレートとして使用し、及び、プライマ5’−tataGCTAGCCACCATGCACAGCTCAGCACTGC−3’(配列番号34)、及び5’−tataGGGCCCTCAGTTTCGTATCTTCATTG−3’(配列番号35)を用いて、PCRを介して完全なヒトIL−10のオープンリーディングフレームを増幅することにより構築した。得られたPCR反応物は、QIAquick PCR精製キット(Qiagen社:#28106)を用いて精製した。精製したヒトIL−10のPCRフラグメント、及び、哺乳動物発現ベクターpSecTag2hygro(B)(Life Technologies社:#V910−20)は、pSecTag2hygro(B)の消化に加えられた子ウシ腸ホスファターゼ(New England Biolabs,Ipswich,MA)で、37℃、1時間、ApaI及びNheI(New England Biolabs,Ipswich,MA)を用いて消化した。消化されたDNAフラグメントは、100Vで1時間、1%アガロースゲル(Lonza社:#54803)上で培養し、その後、切除し、QIAquick Gel Extraction Kit(Qiagen社:#28706)を用いて精製した。ヒトIL−10のPCRフラグメントは、Rapid DNA結合キット(Roche社:#11635379001)を用いて、pSecTag2hygro(B)ベクターに連結し、ワンショットのTOP10化学的コンピテント大腸菌(Life Technologies社:#C404006)に形質転換し、100μg/mLのアンピシリンを含む寒天プレートにプレーティングし、37℃で一晩増殖させた。翌日、細菌コロニーを個別に採取し、200RPMで振盪培養器中でLB+100μg/mLのアンピシリンを含む、3mLの培養液に入れ、37℃で8〜20時間増殖させた。2つの各培養物(各2mL)は、その後、2mLの試験管に分注し、細胞を10分間、テーブルトップ遠心機で6000RPMでペレット化し、培養液を吸引し、そしてDNAをQIAprep Spin Miniprepキット(Qiagen社:#27106)を使用して、細菌から分離して精製した。適切な発現ベクターは、DNA配列解析システム(MC Lab, South San Francisco, CA)を介して同定した。
ムテインの発現ベクターの形成:ヒトIL10ムテインの発現ベクターは、以前に記載したヒトIL−10の哺乳類発現ベクターpSecTag2hygro−huIL10を、QuikchangeII部位指向性の突然変異誘発キット(Agilent Technologies社:#200524)を使用して変異させ、以下の分類により製造業者の手順に従い構築した:プライマーは常に推奨のTmを満たすとは限らなかった;PCR反応は、6〜7分の伸長時間で16〜18ラウンド循環させた;4μLのDpnI−治療反応は、前述のようにワンショットTOP10化学的コンピテント細胞(Life Technologies社:#C404006)に形質転換させた。3つのミニプレップ培養物(各3mL)は、増殖し、精製し、そして前述のように配列検証した。システインが挿入されたムテインのために、400mLの培養物を増殖させ、精製した。簡単に言えば、1つの細菌コロニーを、400mLのLB+100μg/mLのアンピシリン中に取り出し、そして、2Lのバッフル付き三角フラスコ中で、200RPMで振盪培養器中、37℃、12〜20時間成長させた。次いで、培養物を、遠心分離機(Beckman Avanti J−25TのJA−10ローター内で、6000RPM、20分間)でペレット化し、培養液を吸引し、そして、DNAをEndoFree Plasmid Mega Kit (Qiagen社:#12381)を用いて抽出し、その後、製造業者の手順に従った(最終DNA濃度を増加させるために、DNA沈殿法で行われる当業者に馴染みのタイプをごく僅か変更して)。
複数のアミノ酸の変化を必要とするムテインは、一度に1つの変異を挿入することにより組み立てた。N−グリコシル化モチーフ、N−X−S及びN−X−Tの導入は、時には、X≠P(プロリン)である3つの変異の導入を必要とした。表1は、pSecTag2hygro−huIL10発現ベクター、並びに、すべてのムテインの発現ベクターを産生するために使用した、DNAテンプレート及びプライマーセットを詳細に説明する。ムテインに使用する番号付け規則は、最初の位置として開始コドンを割り当て、その結果、最初の18残基(MHSSALLCCLVLLTGVRA(配列番号37))は、シグナルペプチドを含み、成熟タンパク質の第一の残基は、セリン19である。
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形質移入の手順:全てのヒトIL−10発現ベクター(野生型及びムテイン)は、過渡的にHEK293FT細胞(Life Technologies社:#R700−07)に発現させた。細胞は、50mLのDMEM(Life Technologies社:#11995―073)+10%の特徴評価したウシ胎児血清(Hyclon/Thermo Scientific社:#SH30071.03)+1Xペニシリン/ストレプトマイシン(Life Technologies社:#15140−122)に、T175フラスコ(Greiner One/CellStar社:#660175)中、37℃、5%CO中で維持した。コンフルエンスに達すると、細胞を、10mLのPBS+5mMのEDTAで剥離し、細胞を、更に、10mLの成長培養液で採取し、遠心分離機(Beckman Allegra 6R)を用いて、1000RPMでペレット化し、培養液を吸引し、細胞を新鮮な培養液で再懸濁し、その後、45mLの成長培養液を含む、3つのT175フラスコの間に分割した。
全ての非システインのムテイン発現ベクターは、6ウェルプレート中で以下の通りに形質移入した: Hek293細胞は、コンフルエントのT175フラスコから収穫し、細胞を上記で記載した通りに採取し、その後、20mLの新鮮成長培養液中で再懸濁した。700μLの細胞懸濁液を、2mLの新鮮培養液を含む6個のウェルプレート(Falcon社:#353046)にそれぞれ加え、記載の通り、終夜成長させた。翌日、細胞は、Lipofectamine2000(Life Technologies社:#1388795)を用いて、次の手順を使用して形質移入した:250μlのOptiMEMI Reduced Serum Media(Life Technologies社:#31985から088)は、2つのEppindorfチューブに分注し、その後、10μlのLipofectamine2000形質移入試薬(Life Technologies社:#1388795)を1つのアリコートに加え、4μgのDNAを他方に加えた。2つの溶液を、室温で5分間別々に培養し、その後、形質移入複合体は、二つの溶液を合わせ、更に30分間室温で培養することにより形成した。完全な500μLの混合物を、その後、6ウェルプレートの1つのウェルに滴下し、そして4時間、培養器に戻した。その後、形質移入培養液を吸引し、DMEM+ペニシリン/ストレプトマイシンで代替し、約36時間増殖させた。馴化培養液を回収し、4℃で保存した。
以下の例外を除いて上記に記載の通りシステインムテインを形質移入した:42〜45mLの増殖培養液を有する4個のT175フラスコは、形質移入の前に95%コンフルエンスまで増殖させ、そして、形質移入複合体を、175μLのLipofectamine2000を、4.4mLのOptiMEM Iに、及び75〜100μLのDNAを、第二の4.4mLのOptiMEM Iに加えることにより形成した。形質移入複合体の吸引時に、50mLの培養液をそれぞれのフラスコに加えた。
空のpSecTag2hygro(B)発現ベクターを含むか、またはDNAなしのいずれかのモック形質移入体は、システイン及び非システイン変異体の両方について記載した通りに調製した。
ヒトIL−10検出ELISA:96ウェルプレート(Nunc Maxisorp社:#442404)を、100μL/ウェルで、PBS+1μg/mLの抗ヒトIL−10抗体9D7(Armo Biosciences社;Redwood City,CA)を、4℃で、終夜コートし、DPBS−Tween20(Teknova社:#P0297)で、6×200μL洗浄し、200μL/ウエルで、PBS+5%BSA(Calbiochem社:#2960)を用いて、2時間、室温で、ロッキングプラトフォーム上でブロックし、上記の通りに洗浄した。サンプルは、PBS中のウエルA〜Hに、連続的に1:5で希釈し、そして100μL/ウエルを、アッセイプレートに加えた。サンプルを、二重で、三重で用いた。陽性対照として、精製されたヒトIL−10(Armo Biosciences社)を2μg/mLの最終濃度に増殖培養液に添加し、一方、モック形質移入からの馴化培養液は、陰性対照として用い、両者連続して上記で記載の通りに希釈した。試料は、ロッキングプラットフォーム上で4℃で終夜培養し、次いで、上記で記載の通りに洗浄した。100μL/ウェルのPBS+抗ヒトIL−10抗体12G8−ビオチン(Armo Biosciences社)を、各ウェルに加え、 ロッキングプラットフォーム上で、室温、1時間培養し、上記の通りに洗浄し、その後、100μL/ウェルのPBS+ストレプタジン−HRP(Jackson Immuno Research社:#016−030−084、1:1000に希釈)を加え、ロッキングプラットフォーム上で、室温で、更に1時間培養した。上記で記載の通りに、プレートを洗浄し、そして、100μL/ウェルの1段階のUltraTMB−ELISA(Pierce/Thermo社:#34029)を用いて、1〜5分間成長させ、その後、反応を、100μL/ウェルの停止溶液(Life Technologies社:#SS04)で停止させた。プレートは、Molecular Devices社のM2プレートリーダーを用い、450nmで読み取った。
MC/9生物活性アッセイ: MC/9細胞(ATCC:#CRL−8306)は、DMEM(Life Technologies社)+10%FBS(Hyclon/Thermo社)+1Xペニシリン/ストレプトマイシン(Life Technologies社)+50μMのβ−メルカプトエタノール(Fisher社:#O3446I−100)+ConA(BD社:#354115)添加1XラットT−STIM中、37℃、5%COで増殖させた。細胞は、0.4E6細胞/mLの密度で、増殖培養液に懸濁し、そして細胞密度が1.5E6細胞/mL(通常は3〜4日後)に近づいたときに継代培養した。細胞の継代のために、細胞懸濁液の適当量を、1000RPMでペレット化し、培養液を吸引、そして細胞を新たな増殖培養液に再懸濁した。新鮮なバイアルは、培養の約4週間後に解凍した。
アッセイで細胞を使用する前に、それらは、ラットT−STIMなしで、成長培養液中で3回洗浄し、細胞を1000RPMでペレット化し、培養液を吸引し、その後、新しい培養液(T−STIMなし)でそれらを再懸濁した。システインムテインのために、精製したタンパク質は、MC/9アッセイで使用し、一方、一過性に形質移入された細胞からの馴化培養液は、非システイン変異体のために使用した。サンプルは、二重で、または、三重で使用した。
馴化培養液中のタンパク質:0.05E6細胞/mLの細胞懸濁液(T−STIMなし)を調製し、そして、50μL/ウェル(約5000細胞)を、不透明な96ウェル組織培養プレート(Costar社:#3917)で各ウェルに添加し、そして、試験サンプルを調製している間、培養器に戻した。一過性の形質移入からの馴化培養液を、T−STIMなしの成長培養液中で1:3に希釈し、そして、連続して、12列を1:3で希釈し、100μL/ウェルを細胞懸濁液に添加した。各プレートは、活動を評価するための相対参照として使用するために、野生型IL−10を有する一過性の形質移入、並びに、モック形質移入からの馴化培養液を含む。細胞を、37℃で、約40時間、5%COで成長させ、20分間、室温で、平衡化することを可能にし、その後、100μL/ウェルのCell Titer Glo(Promega社:#G7571)を各ウェルに加えた。プレートを約30分間450rpmで揺動し、1秒間の積算時間を用いて、395nmで、Molecular Devices社のMolecular Devices SpectraMax Lプレートリーダーで読み取りを行なった。
精製したタンパク質:手順は、アッセイプレート中でIL−10タンパク質の最終濃度が、200〜800ng/mlの間であることを除いて、馴化培養液と同様であった。
MC/9細胞の使用を含む多数のアッセイが、文献に記載されている。IL−10のMC/9細胞(Cell Signaling Technology社:Danvers,MA)から、入手可能なマスト細胞の特徴を有するマウス細胞株)への投与が、用量依存的に細胞増殖の増加を引き起こした。典型的なアッセイは、標準的なアッセイ手順を説明する、Thompson−Snipes, L. et al.((1991)J.Exp.Med.173:507−10)に記載され、ここで、MC/9細胞は、IL3+IL10及びIL3+IL4+IL10で補充される。提供者(例えば、R&Dシステムズ社、USA;及びCell Signaling Technology社,Danvers,MA)は、rhIL10のためにロット放出アッセイとしてのアッセイを使用する。当業者は、細胞が、IL−10でのみ補充するように、Thompson−Snipes,L.et al,の標準的なアッセイ手順を変更することができるであろう。
野生型ヒトIL−10及びシステインムテインの精製:抗ヒトIL−10抗体9D7は、CNBr活性化セファロース4ファストフロー(GE Healthcare社:#71−5000−15 AF、次いで、製造業者の手順に従い)に結合させ、PBSで平衡化させた。ガラスEcono−Column(Bio−rad社、Hercules,CA)に含まれる馴化培養液100mL当たり、500μL〜1mLの、9D7−セファロースを加え、そして、ロッキングプラットフォーム上で、室温で、1〜2時間培養した。培養液を、重力流を介してカラムに通して稼働させ、1XPBS(pH 7.4)で洗浄し、0.1Mのグリシン(pH2.9)で溶出し、そして1Mのトリス緩衝液(pH8.0)の10体積%で中和した。タンパク質を濃縮し、そして緩衝液を、Amicon超遠心フィルターデバイス(Millipore社、Billerica、MA;10000kD分子量をカットオフ)を用いて、PBS(pH7.4)に交換した。タンパク質濃度は、280nmでの分光光度計により測定した。システイン変異体のSEC分析:1100シリーズのHPLC(Agilent Technologies社、 Santa Clara、CA)を用いて、20〜50μgのタンパク質を、TSK3000swカラム(Tosoh Biosciences,Tokyo,JP)に注入し、PBS(pH7.4)で平衡化し、1mL/minの流速で操作した。
PEG化IL−10の産生
本開示は、当業者に公知の任意の手段によるPEG化IL−10の合成を意図する。モノPEG−IL−10、及び、モノ/ジPEG−IL−10の混合物を産生するためのいくつかの代替の合成スキームの下記の記述は、単なる例示であることを意味する。モノPEG−IL−10、及び、モノ/ジPEG−IL−10の混合物の両者は、多くの比較可能な特性を有するが、選択的にPEG化された、モノ−及びジ−PEG−IL−10の混合物は、最終PEG化産生物の収率を向上させる(参照:例えば、U.S. Patent No.7052686、及び、US Pat. Publn. No.2011/0250163)。
本開示の実施に適したPEGの製造と使用(及び、他の薬物送達技術)に自分のスキルを活用することに加えて、当業者は、また、PEG関連技術(及び、他の薬物送達技術)の多くの商業的供給業者に精通している。一例として、NOF America社(Irvine、CA)は、単官能性線状PEG、二官能性PEG、マルチアーム型PES、分枝PEG、ヘテロ官能性PEG、二股状のPEG、及び分離可能なPEGを供給し、及び、Parchem社(New Rochelle、NY)は、PEG製品やその他の特殊原料の世界的な販売代理店である。
典型的なPEG−IL−10の合成スキームNo.1:IL−10は、pH7.0の10mMのリン酸ナトリウム、100mMのNaClに対して透析することができる。その後、透析したIL−10は、透析緩衝液を用いて、4mg/mlの濃度になるように、3.2倍希釈してもよい。リンカー、SC−PEG−12K(Delmar Scientific Labs社;Maywood、IL)を添加する前に、pH9.1で100mMの四ホウ酸ナトリウム1体積部を、IL−10溶液のpHを8.6に上昇させために、9体積部の希釈したIL−10に加えることができる。SC−PEG−12Kリンカーを透析緩衝液に溶解することができ、そして、リンカー溶液(1.8〜3.6モルのリンカー/IL−10のモル)の適切な量を、PEG化反応を開始するために、希釈したIL−10溶液に添加することができる。反応は、反応の速度を制御するために、5℃で実施できる。PEG化反応の間に、反応溶液を穏やかに撹拌することができる。モノPEG−IL−10の収率が、サイズ排除HPLC(SE−HPLC)により決定されるときに、40%に近い場合、反応は、30mMの最終濃度まで、1Mグリシン溶液を添加することにより停止させる。反応溶液のpHは、HCl溶液を用いて、徐々に、7.0に調整し、その後、反応溶液を、0.2ミクロンのフィルターを用いて濾過し、−80℃で保存される。
典型的なPEG−IL−10の合成スキームNo.2:モノPEG−IL−10は、リンカーとしてメトキシ−PEG−アルデヒド(PALD−PEG)を用いて調製する(Inhale Therapeutic Systems社、Huntsville, AL;NOF America社(Irvine, CA)からも、また、入手可能)。PALD−PEGは、5KDa、12KDa、または、20kDaの分子量を有することができる。IL−10は、反応緩衝液のpHが6.3〜7.5の間であることを除いて、上記で記載の通りに透析し、希釈する。活性化PALD−PEGリンカーは、反応緩衝液にモル比1:1で添加する。水性シアノ水素化ホウ素は、0.5〜0.75mMの最終濃度になるまで反応混合物に添加する。反応は、穏やかに撹拌しながら、15〜20時間、室温(18〜25℃)で実施する。反応は、1Mのグリシンでクエンチした。収率は、SE−HPLCで分析する。モノ−PEG−IL−10は、ゲルろ過クロマトグラフィーにより、未反応のIL−10、PEGリンカー、及び、ジPEG−IL−10から分離され、PR−HPLCおよびバイオアッセイにより特徴付けられる(例えば、IL−10の刺激−反応性細胞または細胞株)。
典型的なPEG−IL−10の合成スキームNo.3:IL−10(例えば、齧歯類または霊長類)は、50mMリン酸ナトリウム、100mMの塩化ナトリウムに対して、pH:5〜7.4の範囲で透析する。モル比1:1〜1:7の、5K−PEG−プロピルアルデヒドを、0.75〜30mMのシアノ水素化ホウ素ナトリウムの存在下、1〜12mg/mlの濃度のIL−10と反応させる。あるいは、反応は、ピコリンボランを用いて同様の手法で活性化できる。反応液は、3〜24時間、5〜30℃で培養する。
PEG化反応のpHを、6.3に調整した。IL−10のPEGリンカーに対するモル比を1:3.5にするために、7.5mg/mLのhIL−10をPEGと反応させた。シアノボロヒドリドの最終濃度は、約25mMである。反応は、15℃、12〜15時間実施する。モノ−及びジ−PEG−IL−10は、終了時の反応生成物の最大濃度が約45〜50%である。反応は、グリシン若しくはリシン、あるいは、トリス緩衝液を用いてクエンチできる。ゲル濾過、アニオン、及び、カチオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除HPLC(SE−HPLC)など複数の精製方法を用いて、望ましいPEG化IL−10分子を単離することができる。
典型的なPEG−IL−10の合成スキームNo.4:IL−10は、10mMのリン酸ナトリウム、pH7.0で、100mMのNaClに対して透析する。透析したIL−10は、透析緩衝液を用いて、約0.5〜12mg/mlの濃度になるように、3.2倍希釈される。リンカー、SC−PEG−12K(Delmar Scientific Laboratories社、Maywood,Ill)を添加する前に、pH9.1で、100mMのテトラホウ酸ナトリウム1体積部を、IL−10溶液のpHを8.6に上昇させるために、希釈したIL−10の9体積部に加える。SC−PEG−12Kリンカーを、透析緩衝液に溶解し、リンカー溶液の適切な体積量(IL−10のモル当たり1.8〜3.6モルのリンカー)を、PEG化反応を開始するために、希釈したIL−10溶液に添加する。反応速度を制御するために、反応は5℃で行い、反応溶液を穏やかに攪拌する。モノPEG−IL−10の収率が、サイズ排除HPLC(SE−HPLC)により決定されるときに、40%に近い場合、反応は、30mMの最終濃度まで1Mのグリシン溶液を添加することにより停止させる。反応溶液のpHを、HCl溶液を用いて徐々に7.0に調整し、反応溶液を0.2ミクロンで濾過し、−80℃で保存する。
IL−10改変体の生物活性を決定するためのアッセイ
本開示は、本明細書に記載のIL−10分子の生物活性を決定するための当該分野で公知の任意のアッセイ及び方法の使用を意図する。本明細書に記載のアッセイは代表例であり、排他的ではない。
TNFα阻害アッセイ:U937細胞のPMA刺激(Sigma−Aldrich社(#85011440)から入手可能な、肺からのリンパ芽球のヒト細胞株;St.Louis、MO)が、細胞にTNFαを分泌させ、そして、ヒトIL−10による、これらTNFα分泌細胞のその後の処理は、TNFα分泌の低下を、用量依存的に引き起こす。
典型的なTNFα阻害アッセイは、以下の手順を用いて実施してもよい。10%のFBS/FCS、及び抗生物質、プレート1×10、条件ごとに三連で96ウェルの平底プレート(いずれかのプラズマ処理された組織培養プレート(例えば、Nunc社;Thermo Scientific社、USA)を使用してもよい。)中で、90%生存したU937細胞を含むRMPIにU937細胞を培養した後、プレート細胞は、以下の条件を提供される:(すべての少なくとも三連で;半分を10nMのPMAとの培養の後で、生存率のために使用されるので、「培養液単独」のために、ウェルの数が2倍になる):5ng/mlのLPSのみ;5ng/mLのLPS+0.1ng/mLのrhIL−10;5ng/mLのLPS+1ng/mLのrhIL−10;5ng/ mLのLPS+10ng/mLのrhIL−10;5ng/mLのLPS+100ng/mlのrhIL−10;5ng/mLのLPS+1000ng/mLのrhIL−10;5ng/mLのLPS+0.1ng/mLのPEG−のrhIL−10;5ng/mLのLPS+1ng/mLのPEG−rhIL−10;5ng/mLのLPS+10ng/mLのPEG−rhIL−10;5ng/mLのLPS+100ng/mlのPEG−rhIL−10;及び5ng/mLのLPS+1000ng/mLのPEG−rhIL−10。
各ウェルに10nMのPMAを200μL加えて、24時間曝露し、細胞の約90%が接着した後、5%COの培養器中、37℃で培養する。3つの余分なウェルを再懸濁し、そして細胞が、生存率を評価するためにカウントされる(>90%の生存率があるべきである)。培養液を含む新鮮な非PMAで、穏やかで、しかし完全に、3X洗浄し、細胞がウェル内に残っていることを確認する。適切な濃度(2X:容積が100%に希釈されるように)のrhIL−10またはPEG−rhIL−10を含む培養液をウェル当たり100μL加えて、37℃、5%CO培養器中、30分間培養した。5ng/mLのLPSの最終濃度を達成するために、10ng/mLのストックLPSを各ウェル当たり、100μL加え、そして、37℃、5%CO培養器中、18〜24時間培養する。上清液を除去し、製造業者の指示に従い、TNFαのELISAを実施した。ELISAで重複して、各々馴化上清を実施する。
CD8+T−細胞IFNγ分泌アッセイ:PEG−IL−10で、その後、抗CD3抗体で処理すると、活性化初代ヒトCD8+T細胞は、IFNγを分泌する。下記の手順は、典型的なCD8+T細胞のIFNγ分泌アッセイを提供する。ヒト一次末梢血単核細胞(PBMCs)は、任意の標準的な手順に従い単離することができる(参照:例えば、Fuss et al.(2009) Current Protocols in Immunology, Unit 7.1, John Wiley, Inc.,NY)。2.5mLのPBMCs(1000万細胞/mLの細胞密度で)が、RPMI(Life Technologies社;Carlsbad,CA);10mMのHEPES(Life Technologies社;Carlsbad,CA);10%ウシ胎児血清(Hyclone Thermo Fisher Scientific社;Waltham,MA);及びペニシリン/ストレプトマイシンカクテル(Life Technologies社;Carlsbad,CA)を含む、任意の標準的な組織培養で処理した6ウェルプレート(BD;Franklin Lakes,NJ)で、完全RPMIによりウェル当たり培養することができる。PEG化ヒトIL−10は、100ng/mlの最終濃度でウェルに添加することができる。阻害性/チェックポイント受容体の機能を遮断する抗体の10μg/mLの最終濃度は、また、PEG化IL−10と組み合わせて添加することができる。細胞を、6〜7日間、5%COを含む加湿した37℃の培養器中で培養することができる。この培養の後、CD8+T細胞は、Miltenyi Biotec社のMACS細胞分離技術を用いて製造業者の手順に従い単離することができる(Miltenyi Biotec社; Auburn、CA)。分離したCD8+T細胞は、その後、1μg/mLの抗CD3抗体(Affymetrix eBioscience社;San Diego、CA)を含む完全RPMIで、任意の標準組織培養プレートを用いて4時間培養できる。4時間の培養の後、培養液を集め、市販のELISAキットを用い、製造者のプロトコルに従い(Affymetrix Bioscience;San Diego,CA)、IFNγのアッセイができる。
腫瘍モデル及び腫瘍分析
任意の当該分野で認められた腫瘍モデル、アッセイなどは、種々の腫瘍で、本明細書に記載のIL−10分子の効果を評価するために使用することができる。下記に記載された腫瘍モデル及び腫瘍分析は、活用できるものの代表である。
同系マウス腫瘍細胞は、腫瘍接種あたり、10、10または10細胞で、皮下注射するか、または、皮内注射する。EP2乳腺癌、CT26結腸癌、皮膚のPDV6扁平上皮癌、及び4T1乳癌モデルを用いることができる(参照:例えば、Langowski et al.(2006)Nature 442:461−465)。免疫応答性のBalb/CまたはB細胞欠損Balb/Cマウスを使用することができる。PEG−mIL−10は、免疫正常マウスに投与することができる。一方、PEG−hIL−10の治療は、B細胞欠損マウスで行なうことができる。腫瘍は、治療が始まる前に、100〜250mmの大きさに到達させることが可能である。IL−10、PEG−mIL−10、PEG−hIL−10、または対照群の緩衝液を、腫瘍移植から離れた部位に皮下投与される。腫瘍増殖は、一般的には、電子カリパスを用いて毎週、二回監視される。
腫瘍組織及びリンパ器官は、多くの炎症マーカー用のmRNAの発現を測定するために、及びいくつかの炎症細胞マーカー用の免疫組織化学を行うために、様々なエンドポイントで入手できる。組織を液体窒素中でスナップ凍結し、−80℃で保存する。原発腫瘍の成長は、一般的には、電子カリパスを用いて、週2回監視する。腫瘍体積は、長さが長い方の寸法である式(幅×長さ/2)を用いて計算できる。腫瘍は、治療を開始する前に、90〜250mmの大きさに到達することを可能にする。
生物学的活性を示す識別変異体
本明細書に記載の方法を用いて、評価は、成熟ヒトIL−10タンパク質の160個のアミノ酸残基の内どの部分が、PEG部分のためのアンカー部位の形成を助長する残基での置換に耐えられるかどうかを決定するために実施した。この評価を用いて同定された残基は、置換が生物活性を示す変異体(ムテイン)をもたらすかどうかを決定するために分析された。当業者は、生体外アッセイにおいて活性ではない全ての変異体は、生体内設定において活性を有するとも限らず、そして逆もまた真であることを認識するであろう。
評価結果を図5に要約する。図5の最初の2行は、IL−10の領域ごとに境界線(即ち:a)プレヘリックスA:b)ヘリックスA;c)A/Bヘリックス間接合;d)ヘリックスB;e)B/C ヘリックス間接合;f)ヘリックスC;g)C/D ヘリックス間接合;h)ヘリックスD;i)D/Eヘリックス間接合;j)ヘリックスE;k)E/Fヘリックス間接合;l)ヘリックスF;及び、m)各領域のアミノ酸残基)、並びに、ヘリックス内のキンク位置及び各キンクのアミノ酸残基を定義する。図5の次の4行は、それぞれの残基に導入された変異の種類に関連する:システイン、チロシン、N−X−S、及びN−X−T;N−X−S、及びN−X−Tは、N−グリコシル化モチーフである。
図5の影を参照して、下記に記載の「x」(後記)を有するダークグレイボックスを例外として、ダークグレイボックスの残基は変異せず、または分析の一部でもない。本明細書の教示の適用を元に、そのような残基は、表面露出せず、または受容体結合に関与している。ライトグレイボックス内の残存する78個の残基は、ホモ二量体上に表面露出する可能性が高く、受容体結合に干渉する可能性が少ない残基を表す。当業者は、1つ以上の残基が異なって分類できると結論付けることができることを理解すべきであろう(即ち、ダークグレイボックス内にある残基は、ライトグレイボックス内に置かれてもよい)。
変異体(例えば、システインまたはチロシン)は、本明細書に記載の方法を使用して生成され、生物学的活性を決定するために、MC/9アッセイで評価した。変異体が発現され、生物学的活性を示した場合、該当するボックスに「+」を入れた(例えば、アミノ酸残基96を参照して、チロシン変異体は、活性を示すが、一方システイン変異体は示さなかった)。評価の目的のために、任意の生物学的活性の測定は、「+」記号を割り当てた。
図5中の特定のアミノ酸残基に関連付けられた列で、いくつかの箱(ライトグレイ)には、「+」が含まれ、他のボックス(ダークグレイ)は、「x」を含む。これらの例では(例えば、10(N))、ダークグレイの「x」のボックスは、さまざまな理由で変異させることができなかった。ヒトIL−10がすでにその位置にチロシンが含まれているため、残基59(Y)は、チロシンに変異することができなかった。10(N)、60(L)、106(R)の残基に、N−グリコシル化部位を導入することは、システイン結合に干渉し、タンパク質の生物活性をおそらく破壊するであろう。残基116(N)のために、タンパク質は、既に、N−X−SにN−グリコシル化モチーフが含まれているため、N−X−SにN−グリコシル化モチーフを導入することができなかった。残基160(N)のために、N−グリコシル化モチーフが、3個のアミノ酸長(N−X−SまたはN−X−T)を含むため、N−グリコシル化サイトは、タンパク質の最終残基に導入できない。
ライトグレイボックス内の変異体「+」(例えば、列4(Q)のシステイン行)は、変異体が発現せず、またはMC/9アッセイにおいて活性ではなかったことを示す。しかしながら、ヘテロ二量体の大きな度合いを形成するシステイン変異体だけの活性を試験することに留意すべきである。遊離のシステインは、それが遊離のシステインをペアリングしようとするように、タンパク質を多数の異なるアイソフォームまたは凝集体を形成することを可能にし、これらの凝集体は、それらが治療の候補である可能性がない場合であっても、細胞ベースのアッセイ系の一部の活性を示す可能性があり、それ故、これらは、評価されない。比較では、他の変異体は、凝集体を導入することがはるかに少ない傾向にあるため、従って、それらの生物活性について試験した。
前述の記載に基づき、78個のアミノ酸残基は、最初の変異体の生成のための部位として検討できる。変異を導入するための78個の可能性のある部位のうち、2つのサイトが試験した任意の変異体で活性タンパク質を生成しなかったので、76個のアミノ酸が、それらをPEG部分を固定するための実行可能な候補とする特性を保持する。
上記で指示した通り、本開示は、PEGまたは他の部分のi)アミノ酸残基12(C)、15(F)、または16(P)以外のプレヘリックスA;ii)アミノ酸残基19〜24(LPNMLR(配列番号33))、26〜30(LRDAF(配列番号34))、33〜39;(VKTFFQM(配列番号35))、または、41(D)以外のヘリックスA;iii)アミノ酸残基52(L)、53(L)、または56(F)以外のヘリックスB;iv)B/Cへリックス間接合;v)アミノ酸残基62(C)、64(A)、65(L)、68(M)、69 (I)、71〜73(FYL)、76(V)、77(M)、または、80(A)以外のヘリックスC;vi)C/Dへリックス間接合;vii)アミノ酸残基87(I)、91(V)、94(L)、98(L)、101(L)、105(L)、または108(C)以外のヘリックスD;viii)アミノ酸残基111(F)、112(L)、または114(C)以外のD/Eヘリックス間接合;ix)アミノ酸残基120(A)、121(V)、124(V)、127(A)、128(F)または131(L)以外のヘリックスE;x)E/Fへリックス間接合;xi)アミノ酸残基136〜156(IYKAMSEFDIFINYIEAYMTM(配列番号36))、158(I)、または159(R)以外のヘリックスF;または、xii)ポストヘリックスF;の少なくとも1つのアミノ酸残基への結合を促進する置換を含むペプチドを意図する。
本開示の幾つかの実施形態は、少なくとも1つの以下の領域における少なくとも1つのアミノ酸置換を含むペプチドを意図する:1〜11、49〜51、57〜61、81〜86、88〜90、102〜104、115〜119、または132〜134。他の実施形態において、ペプチドは、以下の位置の少なくとも1つで少なくとも1つのアミノ酸置換を含む:1〜11、13、14、17、18、25、31、32、40、49〜51、54、55、57〜61、63、66、67、70、74、75、78、79、81〜86、88〜90、92、93、96、97、99、100、102〜104、106、107、109、110、113、115〜119、122、123、125、126、129、130、132〜134、157、または160。
発明を実施するために発明者に知られている最良の形態を含む、本発明の特定の実施形態が本明細書に記載される。前述の記載を読んだとき、開示された実施形態の変更例は、当該分野で働く各人には明らかになり、当業者が、必要に応じて、このような変更例を採用できることが期待される。従って、本発明は、本明細書に具体的に記載した以外の方法で実施すること、及び、本発明は、適用法令により許容される通りに、添付の特許請求範囲に記載の主題のすべての修正及び均等物を含むことを意図する。更に、本明細書に示された、またはそうでなければ文脈によって明らかに矛盾しない限り、すべての可能な変更における上記要素の任意の組み合わせも、本発明に包含される。
全ての刊行物、特許出願、受託番号、及び本明細書で引用したその他の参考文献は、個々の刊行物または特許出願が、具体的かつ個別に、参照により導入したことを提示する通りに、参照により本明細書に導入したものとする。

Claims (120)

  1. a)プレヘリックスA;
    b)ヘリックスA;
    c)A/Bヘリックス間接合;
    d)ヘリックスB;
    e)B/Cヘリックス間接合;
    f)ヘリックスC;
    g)C/Dヘリックス間接合;
    h)ヘリックスD;
    i)D/Eヘリックス間接合;
    j)ヘリックスE;
    k)E/Fヘリックス間接合;
    l)ヘリックスF;及び、
    m)ポストヘリックスF
    を含むペプチドであって、
    1つまたはそれ以上のa)〜m)に対して、少なくとも1つのアミノ酸置換、付加、または、欠失を更に含むペプチド。
  2. a)プレヘリックスA;
    b)ヘリックスA;
    c)A/Bヘリックス間接合;
    d)ヘリックスB;
    e)B/Cヘリックス間接合;
    f)ヘリックスC;
    g)C/Dヘリックス間接合;
    h)ヘリックスD;
    i)D/Eヘリックス間接合;
    j)ヘリックスE;
    k)E/Fヘリックス間接合;
    l)ヘリックスF;及び、
    m)ポストヘリックスF
    を含むペプチドであって、
    アミノ酸残基12(C)、15(F)、または16(P)以外のプレヘリックスAの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基19〜24(LPNMLR)、26〜30(LRDAF)、33〜39(VKTFFQM)、または41(D)以外のヘリックスAの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基52(L)、53(L)、または56(F)以外のヘリックスBの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    B/Cヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基62(C)、64(A)、65(L)、68(M)、69 (I)、71〜73(FYL)、76(V)、77(M)、または80(A)以外のヘリックスCの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    C/Dヘリックス間接合の少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基87(I)、91(V)、94(L)、98(L)、101 (L)、105(L)、または108(C)以外のヘリックスDの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基111(F)、112(L)、または114(C)以外のD/Eヘリックス間接合の少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基120(A)、121(V)、124(V)、127(A)、128(F)、または131(L)以外のヘリックスEの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    E/Fヘリックス間接合のアミノ酸残基の置換;または
    アミノ酸残基136〜156(IYKAMSEFDIFINYIEAYMTM)、158(I)、または159(R)以外のヘリックスFの少なくとも1つのアミノ酸残基の置換;または
    ポストヘリックスFのアミノ酸残基の置換;
    を含む少なくとも1つのアミノ酸置換を更に含む、請求項1に記載の前記ペプチド。
  3. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、ペプチドの2つの単量体サブユニット間の非共有結合相互作用を破壊しない、請求項2に記載の前記ペプチチド。
  4. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、保存置換である、請求項2に記載の前記ペプチチド。
  5. 前記ペプチドが、配列番号2の生物活性と少なくとも同等の生物活性を有し、 該生物活性が、生体外アッセイまたは生体内アッセイで決定される、請求項2に記載の前記ペプチチド。
  6. 生体外活性が、TNFα阻害アッセイ、MC/9細胞増殖アッセイ、またはCD8+T細胞IFNγ分泌アッセイの少なくとも1つである、請求項5に記載の前記ペプチチド。
  7. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が免疫原性に悪影響を与えない、請求項2に記載の前記ペプチド。
  8. 前記ペプチドの前記免疫原性が、少なくとも1つのT細胞エピトープまたはB細胞エピトープをスクリーニングすることにより予測される、請求項7に記載の前記ペプチド。
  9. 前記スクリーニングは、インシリコスクリーニングシステム、または、生体外アッセイシステムの少なくとも1つである、請求項8に記載の前記ペプチド。
  10. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、以下の領域:1〜11、49〜51、57〜61、81〜86、88〜90、102〜104、115〜119、または、132〜134の少なくとも1つにある、請求項2に記載の前記ペプチド。
  11. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、以下の位置:1〜11、13、14、17、18、25、31、32、40、49〜51、54、55、57〜61、63、66、67、70、74、75、78、79、81〜86、88〜90、92、93、96、97、99、100、102〜104、106、107、109、110、113、115〜119、122、123、125、126、129、130、132〜134、157、または160の少なくとも1つにある、請求項2に記載の前記ペプチド。
  12. 前記ペプチドが、受容体結合に関与するアミノ酸残基の置換を含まない、請求項2に記載の前記ペプチド。
  13. 前記ペプチドが、改変ペプチドを生成するために、少なくとも1つの改変を含み、
    該改変は、前記ペプチドのアミノ酸配列を変更せず、及び、
    該改変は、前記ペプチドの少なくとも1つの特性を向上させる、請求項2に記載の前記ペプチド。
  14. 前記改変ペプチドがPEG化されている、請求項13に記載の前記ペプチド。
  15. 前記改変ペプチドが、IL−10の少なくとも1つの単量体の少なくとも1つのアミノ酸残基に共有結合する少なくとも1つのPEG分子を含む、請求項14に記載の前記ペプチド。
  16. 前記改変ペプチドが、モノPEG化及びジPEG化IL−10の混合物を含む、請求項15に記載の前記ペプチド。
  17. 前記改変ペプチドのPEG成分が、5kDa〜20kDaの分子量を有する、請求項15に記載の前記ペプチド。
  18. 前記改変ペプチドのPEG成分が、20kDaより大きい分子量を有する、請求項15に記載の前記ペプチド。
  19. 前記改変ペプチドのPEG成分が、少なくとも30kDの分子量を有する、請求項15に記載の前記ペプチド。
  20. 前記改変ペプチドが、グリコシル化されている、請求項13に記載の前記ペプチド。
  21. 前記改変ペプチドが、Fc融合分子、血清アルブミン、またはアルブミン結合ドメイン(ABD)の少なくとも1つを含む、請求項13に記載の前記ペプチド。
  22. 前記改変が部位特異的である、請求項13に記載の前記ペプチド。
  23. 前記改変がリンカーを含む、請求項13に記載の前記ペプチド。
  24. 前記改変が、前記ペプチドの少なくとも1つの物理的特性を向上させる、請求項13に記載の前記ペプチド。
  25. 前記物理的特性が、溶解度、バイオアベイラビリティ、血清半減期、及び循環時間から成るグループから選択される、請求項24に記載の前記ペプチド。
  26. 前記改変ペプチドが、成熟ヒトIL−10の活性と少なくとも同等の活性を有する、請求項13に記載の前記ペプチド。
  27. 前記ペプチドが組み換え的に産生される、請求項2に記載の前記ペプチド。
  28. 配列番号2のアミノ酸配列を含むペプチドであって、
    表面露出型アミノ酸残基の少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、
    前記置換が、下記の効果:
    (a)前記ペプチドの少なくとも1つの物理的特性を向上させ;
    (b)前記ペプチドの免疫原性に悪影響を与えず;または、
    (c)前記ペプチドの生物活性に悪影響を与えない;
    の少なくとも1つを有するペプチド。
  29. 前記ペプチドが、受容体結合に関与するアミノ酸残基の置換を含まない、請求項28に記載の前記ペプチド。
  30. 前記置換が、前記ペプチドの分子内ジスルフィド結合を破壊しない、請求項28に記載の前記ペプチド。
  31. 前記置換が、前記ペプチドの2つの単量体サブユニットの間の非共有相互作用を破壊しない、請求項28に記載の前記ペプチド。
  32. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が保存置換である、請求項28に記載の前記ペプチド。
  33. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、アミノ酸残基12、62、108及び114の1つまたはそれ以上での置換ではない、請求項28に記載の前記ペプチド。
  34. 配列番号2のアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列相同性を含むペプチドであって、
    下記の特徴:
    (a)配列番号2の前記ペプチドより免疫原性が大きくなく;
    (b)配列番号2の前記ペプチドの生物活性と少なくとも同等の生物活性を有し;
    (c)配列番号2の前記ペプチドの少なくとも1つの物理特性の向上を有する;
    の少なくとも1つを有するペプチド。
  35. 前記ペプチドが、少なくとも95%のアミノ酸配列相同性を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  36. 前記ペプチドが、少なくとも97%のアミノ酸配列相同性を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  37. 前記ペプチドが、少なくとも98%のアミノ酸配列相同性を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  38. 前記ペプチドが、少なくとも99%のアミノ酸配列相同性を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  39. 前記ペプチドの各単量体が少なくとも125個のアミノ酸残基を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  40. 前記ペプチドの各単量体が少なくとも150個のアミノ酸残基を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  41. 前記ペプチドの各単量体が少なくとも155個のアミノ酸残基を有する、請求項34に記載の前記ペプチド。
  42. 前記ペプチドが、配列番号2のアミノ酸配列に対して、少なくとも1つのアミノ酸置換、欠失、または、付加を含む、請求項34に記載の前記ペプチド。
  43. 前記ペプチドが、受容体結合に関与するアミノ酸残基の置換を含まない、請求項42に記載の前記ペプチド。
  44. 前記ペプチドが、表面露出型アミノ酸残基の少なくとも1つのアミノ酸置換を含む、請求項42に記載の前記ペプチド。
  45. 前記少なくとも1つの付加、欠失、または置換が、前記ペプチドの分子内ジスルフィド結合を破断しない、請求項42に記載の前記ペプチド。
  46. 前記少なくとも1つの付加、欠失、または置換が、前記ペプチドの2つの単量体サブユニット間の非共有相互作用を破断しない、請求項42に記載の前記ペプチド。
  47. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、保存置換である、請求項42に記載の前記ペプチド。
  48. 前記少なくとも1つのアミノ酸置換が、アミノ酸残基12、62、108、及び114の1つまたはそれ以上での置換ではない、請求項42に記載の前記ペプチド。
  49. 物理特性が、溶解度、バイオアベイラビリティ、血清半減期及び循環時間から成るグループから選択される、請求項28または34に記載の前記ペプチド。
  50. 前記ペプチドが、配列番号2の生物活性と少なくとも同等な生物活性を有し、
    当該生物活性は、生体外アッセイまたは生体内アッセイにより決定される、請求項28または34に記載の前記ペプチド。
  51. 前記生体外活性が、TNFα阻害アッセイ、MC/9細胞増殖アッセイ、または、CD8+T細胞IFNγ分泌アッセイの少なくとも1つである、請求項48に記載の前記ペプチド。
  52. 前記ペプチドの免疫原性が、T細胞エピトープまたはB細胞エピトープの少なくとも1つをスクリーニングすることにより予測される、請求項28または34に記載の前記ペプチド。
  53. 前記スクリーニンングが、インシリコスクリーニングシステムまたは生体外アッセイシステムの少なくとも1つである、請求項52に記載の前記ペプチド。
  54. 前記ペプチドが、改変ペプチドを産生するために少なくとも1つの改変を含み、
    当該改変が、前記改変ペプチドのアミノ酸配列を変更せず、及び
    前記改変ペプチドが、成熟ヒトIL−10の活性と少なくとも同等な活性を有する、請求項28または34に記載の前記ペプチド。
  55. 前記改変ペプチドがPEG化されている、請求項54に記載の前記ペプチド。
  56. 前記改変ペプチドが、IL−10の少なくとも1つの単量体の少なくとも1つのアミノ酸残基に共有結合される少なくとも1つのPEG分子を含む、請求項55に記載の前記ペプチド。
  57. 前記改変ペプチドが、モノPEG化及びジPEG化IL−10の混合物を含む、請求項56に記載の前記ペプチド。
  58. 前記改変ペプチドのPEG成分が、5kDa〜20kDaの分子量を有する、請求項56に記載の前記ペプチド。
  59. 前記改変ペプチドのPEG成分が、20kDaより大きい分子量を有する、請求項56に記載の前記ペプチド。
  60. 前記改変ペプチドのPEG成分が、少なくとも30kDの分子量を有する、請求項56に記載の前記ペプチド。
  61. 前記改変ペプチドが、グリコシル化されている、請求項54に記載の前記ペプチド。
  62. 前記改変ペプチドが、Fc融合分子、血清アルブミン、またはアルブミン結合ドメイン(ABD)の少なくとも1つを含む、請求項54に記載の前記ペプチド。
  63. 前記改変が部位特異的である、請求項54に記載の前記ペプチド。
  64. 前記改変がリンカーを含む、請求項54に記載の前記ペプチド。
  65. 前記ペプチドが組み換え的に産生される、請求項28または34に記載の前記ペプチド。
  66. 請求項1、26または32に記載のペプチドをコード化する核酸分子。
  67. 前記核酸分子が、生体外、細胞内、または生体内のペプチドをコード化する核酸分子の発現を与える発現制御要素に操作可能に連結されている、請求項66記載の前記核酸分子。
  68. 請求項67に記載の前記核酸分子を含むベクター。
  69. 前記ベクターがウイルスベクターを含む、請求項68記載の前記ベクター。
  70. 請求項2、28または34に記載のペプチドを発現させる、形質転換細胞または宿主細胞。
  71. 請求項2、28または34に記載のペプチド、及び、薬学的に許容可能な希釈剤、担体または賦形剤を含む、医薬組成物。
  72. 前記賦形剤が等張性注射液である、請求項71に記載の前記医薬組成物。
  73. 前記医薬組成物がヒト投与に好適である、請求項71に記載の前記医薬組成物。
  74. 少なくとも1つの追加の予防剤または治療薬を更に含む、請求項71に記載の前記医薬組成物。
  75. 請求項71記載の前記医薬組成物を含む、滅菌容器。
  76. 前記滅菌容器が注射器である、請求項75に記載の前記滅菌容器。
  77. 請求項75に記載の前記滅菌容器を含むキット。
  78. 少なくとも1つの追加の予防剤または治療薬を含む、第二の滅菌容器を更に含む、請求項77に記載の前記キット。
  79. 請求項2、28または34に記載の前記ペプチドに特異的に結合する抗体。
  80. 前記抗体がモノクローナル抗体である、請求項79に記載の前記抗体。
  81. 前記抗体が、別々のポリペプチド中に存在する、軽鎖可変領域と重鎖可変領域とを含む、請求項79に記載の前記抗体。
  82. 前記抗体が、単一のポリペプチド中に存在する、軽鎖可変領域と重鎖可変領域とを含む、請求項79に記載の前記抗体。
  83. 前記抗体が重鎖定常領域を含み、
    前記重鎖定常領域が、IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4のアイソタイプである、請求項79に記載の前記抗体。
  84. 抗体が検出可能に標識化される、請求項79に記載の前記抗体。
  85. 前記抗体が、Fv、scFv、Fab、F(ab′)、またはFab′である、請求項79に記載の前記抗体。
  86. 前記抗体が、ヒト抗体である、請求項79に記載の前記抗体。
  87. 前記抗体が、約10−1〜約1012−1の親和性でペプチドと結合する、請求項79に記載の前記抗体。
  88. 前記抗体が、脂質部分、脂肪酸部分、多糖類部分、及び炭水化物部分から選択される共有結合で連結した部分を含む、請求項79に記載の前記抗体。
  89. 前記抗体が、親和性ドメインを含む、請求項79に記載の前記抗体。
  90. 前記抗体が、固体支持体上に固定化される、請求項79に記載の前記抗体。
  91. 前記抗体がヒト化抗体である、請求項79に記載の前記抗体。
  92. 前記抗体が、単一鎖Fv(scFv)抗体である、請求項79に記載の前記抗体。
  93. 前記scFvが多量体化されている、請求項92に記載の前記抗体。
  94. 前記抗体が共有結合した非ペプチドポリマーを含む、請求項79に記載の前記抗体。
  95. 前記ポリマーが、ポリ(エチレングリコール)ポリマーである、請求項94に記載の前記抗体。
  96. 請求項79に記載の抗体、及び薬学的に許容可能な希釈剤、担体、または賦形剤を含む、医薬組成遺物。
  97. 前記賦形剤が、等張性の注射液である、請求項96に記載の前記医薬組成物。
  98. 前記医薬組成物がヒト投与に好適である、請求項96に記載の前記医薬組成物。
  99. 少なくとも1つの追加の予防剤または治療薬を更に含む、請求項96に記載の前記医薬組成物。
  100. 請求項96に記載の前記医薬組成物を含む、滅菌容器。
  101. 注射器である、請求項100に記載の前記滅菌容器。
  102. 請求項100に記載の前記滅菌容器を含むキット。
  103. 第二の治療薬を含む第二の滅菌容器を更に含む、請求項102に記載の前記キット。
  104. 治療上有効な量の請求項2、28、または34に記載のペプチドを被験者に投与することを含む、被験者の疾患、障害、または状態を治療し、または予防する方法。
  105. 前記疾患、障害、または状態が、増殖性障害である、請求項104に記載の前記方法。
  106. 前記増殖性障害が癌である、請求項105に記載の前記方法。
  107. 前記癌が固形腫瘍または血液障害である、請求項106に記載の方法。
  108. 前記疾患、障害、または状態は、免疫性または炎症性障害である、請求項104に記載の前記方法。
  109. 前記免疫性または炎症性障害が、炎症性腸疾患、乾癬、関節リウマチ、多発性硬化症、及びアルツハイマー病から成るグループから選択される、請求項108に記載の前記方法。
  110. 前記疾患、障害、または状態が、血栓症または血栓状態である、請求項104に記載の前記方法。
  111. 前記疾患、障害、または状態が、線維性疾患である、請求項104に記載の前記方法。
  112. 前記疾患、障害、または状態が、ウイルス性障害である、請求項104に記載の前記方法。
  113. 前記ウイルス障害が、ヒト免疫不全ウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、及びサイトメガロウイルスから成るグループから選択される、請求項112に記載の前記方法。
  114. 前記疾患、障害、または状態は、心血管障害である、請求項104に記載の前記方法。
  115. 前記心血管障害が、アテローム性動脈硬化症である、請求項114に記載の前記方法。
  116. 前記被験者は、コレステロールが上昇している、請求項115に記載の前記方法。
  117. 前記被験者がヒトである、請求項104に記載の前記方法。
  118. 前記投与が非経口注射による、請求項104に記載の前記方法。
  119. 前記非経口注射が、皮下注射である、請求項118に記載の前記方法。
  120. 少なくとも1つの追加の予防剤、または治療薬を投与することを更に含む、請求項104記載の前記方法。
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