JP2017506260A - Plp依存性酵素とその補因子をカプセル化する赤血球を含む医薬組成物 - Google Patents

Plp依存性酵素とその補因子をカプセル化する赤血球を含む医薬組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、PLP依存性酵素及び任意にその補因子、ピリドキサールリン酸(PLP)、及び/又はPLPのリン酸塩若しくは非リン酸塩前駆体を含む医薬組成物、薬剤としてのその使用、その製造方法及びそれに関連する治療的処置に関する。医薬組成物は、赤血球及び医薬的に許容される溶媒を含み、該赤血球はPLP依存性酵素をカプセル化している。PLP依存性酵素は、メチオニナーゼ、チロシンフェノールリアーゼ、チロシンアミノトランスフェラーゼ又はシスタチオニンβシンターゼであってもよい。

Description

本発明は、PLP依存性酵素、例えばメチオニナーゼ、任意にその補因子、ピリドキサールリン酸(pyridoxal phosphaste)(PLP又はP5P)、及び/又はPLPのリン酸塩若しくは非リン酸塩前駆体を含む医薬組成物、薬物としてのその使用、その製造方法及びそれに関連する治療的処置方法に関する。
ピリドキサールリン酸(PLP)、ビタミンB6誘導体は、多種多様の酵素に対して使用される補因子である。本明細書において、PLP依存性酵素に対して呼ばれる「PLP酵素」は、アミノ酸を変換する代謝経路において、それらのほとんどに関与する約145の個別の酵素群を形成する。これらの酵素により触媒される反応は、脱炭酸、アミノ基転移(transaminations)又はさらなる除去反応を含んでいる(Percudani and Perrachi,EMBO reports Vol.4 no.9,2003)。
PLP酵素群、及び、後者によって触媒される反応群に属する多数の酵素が理由で、ヒトの治療におけるそれらの潜在的な使用が研究されている。PLP酵素に関連した治療的介入の異なる機会の中から、癌及び心血管病態の治療におけるそれらの使用が多くの研究の主題となっている(El−Sayed and Shindia“Targets in gene therapy”Prof.Yongping You ed.,2011)。より具体的には、メチオニナーゼは、血漿メチオニンを枯渇させること、及び、このアミノ酸栄養要求性の腫瘍細胞のアポトーシスを誘導することが対象とされている。多くのヒト腫瘍細胞はメチオニンがその前駆体ホモシステインに置換されている場合には増殖することができなかったが、一方で、正常細胞は、そのような培地中で増殖する能力を有することが示された。メチオニンに対するこの依存性は、特に、乳房、肺、結腸、腎臓、膀胱、黒色腫及び膠芽腫の癌由来の細胞株で観察された(Durando et al.,Bull Cancer 2008;95(1):69−76)。
PLP酵素の治療の目的に関わらず、これらの酵素の全身の経路を介した投与に基づいた治療法の開発は、重大な制限が生じている:
・PLP酵素は、主に原核生物から得られ、従って、ヒトへ投与する場合、強い免疫原性がある。
・血漿中の半減期が短く、十分な活性を得るようにするために、頻繁な投与又は大量の用量に頼る必要がある。
・血漿中のPLP補因子の低いバイオアベイラビリティーが、投与後のそれらの活性の急速な低下を引き起こす。
これらの制限は、メチオニナーゼの場合に広く説明された。Sunらは、シュードモナス・プチダ細菌から抽出された酵素をコードする遺伝子から大腸菌で組換えメチオニナーゼを生産している。これにより得られたrMETアーゼと呼ばれる酵素は、免疫不全マウスに静脈内注射された。注射の24時間後、PLPを追加することなしにインビトロで定量された酵素の血漿活性は検出されず、その短い作用期間を示した(Sun et al.Cancer Research 63,8377−8383,2003)。
一年後、同じチームが、マカク(macaque)においてrMETアーゼを投与した結果を発表した(Yang et al.Clinical Cancer Research Vol.10,2131−2138,2004)。本研究では、6匹のサルに、1,000、2,000及び4,000ユニット/kgのrMETアーゼの用量を静脈内投与した。二回目の注射は最初の28日後に行われ、2匹のサルでアナフィラキシーショックを引き起こし、2匹の動物のうちの1匹が死んだ。rMETアーゼの免疫原性は、さらに処理された動物の大多数(6匹のうちの4匹)に対しIgG型(過半数)及びIgM型の抗rMETアーゼ抗体の発生を引き起こした。これらの抗体の中和特性がインビトロで実証された。
それらのメチオニナーゼの短い半減期及び免疫原性の制限を克服するために、同一の著者らは、その後、それらの酵素のペグ化に頼ることを提案した。PEG基のグラフト化は、治療用タンパク質の半減期を増加させ、免疫原性を低減するための公知の技術である。活性化PEG誘導体は、PEG−rMETアーゼを得るためにrMETアーゼの存在下に導入された。酵素のこの修飾は、マウスにおいて、フリーの酵素での2時間から、PEG−rMETアーゼでの38時間へと半減期の増加を引き起こした。半減期のこの著しい増加は、免疫原性の減少を伴っている(Sun et al.Cancer Research 63,8377−8383,2003)。
ペグ化が部分的に半減期及び免疫原性の問題を満たしたとしても、PLP酵素の主要な問題は残る:血漿中の補因子の低いバイオアベイラビリティー。PLP酵素は、その補因子、PLPの存在下で触媒的に活性を有するものであり、これは、その後ホロ酵素と呼ばれる。注射後、ホロ酵素は、PLP補因子が減少するために、急速に不活性なアポ酵素に変換される。
外因性の方法でもたらされたPLPは、急速に酵素に利用できず、フリーのPLPの血漿中の半減期はわずか約15分である。この現象は、PLP酵素、チロシンフェノールリアーゼ(TPL)の場合に実証された。Elmerら(Cancer Reserch 38;3663−3667、1978)はTPLを精製し、正常マウスにそれを注射した。注入の5時間後、TPLの活性を測定するために血液サンプルを採取した。この活性アッセイは、二つの条件に従って行った:サンプルの一部はPLPを追加することなくアッセイされ、他の一部分は、アッセイの反応混合物中に最適量のPLPを添加してアッセイされた(これらの両方の条件は、血漿中で実際に測定された活性、及びそのPLP補因子へアクセスした場合の酵素の潜在的な活性を反映している)。得られた結果の比較は、血漿中において、わずか7%のTPLの潜在的な活性が実際に測定されることを示す。同様の試験がマウス群を用いて実施され、その試験では、TPLの注射と共に大量のPLPを投与され、その後、毎時間PLPを再注射が実施された。このシナリオにおいて、アッセイ結果の比較は、血漿中において、潜在的な活性の37%が実際に測定されることを示している。PLPの同時投与は、従って、限られた方法で、血漿中のTPLの活性を改善する可能性を与えた。しかし、外因性の方法で提供されたPLPは、TPLに対して急速に利用できず、フリーのPLPの血漿半減期は約15分である。従って、溶液中のPLPの反復注射によるPLPの血漿レベルの上昇は、現実的ではない。Elmerらは、臀部における筋肉内経路を介して注射される鯨ろう及び落花生油からなるインプラントを介して、長時間にわたって時間をかけた方法でPLPを提供することを提案した。それにも関わらず、この解決策は確証的であることは見出されず、実際に血漿中で測定される活性は、潜在的活性の25%を超えることを再構築せず、メラノーマB−16腫瘍を移植したマウスにおいて、統計的に有意な方法でTPLの抗腫瘍効果を改善しない。同様の観察は、メチオニナーゼを用いた場合に得られた。Sunら(Cancer Reserch 63;8377−8383、2003)は、インビトロで、ホロ酵素PLP−rMETアーゼは比較的安定しているが、インビボでは安定せず、この複合体は急速に乖離し、rMETアーゼの活性の損失につながることを確認する。著者らは、さらにrMETアーゼ並びにPEG−rMETアーゼを用いて得られるメチオニン枯渇の持続が、PLPポンプ(PLPを連続的に投与するポンプ)の移植を介した、PLP補充によって改善されうることを示している。それにも関わらず、この連続投与デバイスは、血漿中のPLPの低バイオアベイラビリティーの問題に常に直面する。
従って、PLP酵素の治療可能性は、多くの研究活動の対象となっており、とりわけ、メチオニナーゼのパイロット臨床試験の実施を導いているが、これらの酵素の臨床効率の証明は提供できなかった。
従って、PLP酵素の治療可能性を利用する目的で、最適かつ利用可能な量のPLPの存在下でこれらの酵素を維持できる解決策を有することが有利であろう。
種々の方法が、赤血球中の活性成分の取り込みを可能とすることについて記載されている。これらの方法のうち、いわゆる溶解・再シール化(resealing)技術が最も普及している。この技術は3つの選択肢を含み、それは低張透析、低張<<前膨潤>>及び低張希釈であり、全てが、赤血球の内側と外側との間の浸透圧の差に基づいている。これらの選択肢は、一般的に5つの以下の工程を有している:パックされた赤血球は、生理的緩衝液を用いて1回又は数回洗浄及び遠心分離され、赤血球を低張液媒体と接触させて赤血球膜に孔を生じさせ、活性成分が赤血球に入り、高張緩衝液を用いて孔が閉じらて(<<再シール化され>>)赤血球の内部に活性成分を閉じ込め、そして、後者はその後、保存液に懸濁される。低張透析技術は、最も興味深い技術であり、工業的な開発の対象となっている。欧州特許第1773452号明細書に記載のものは、現時点で最も実施されており、それは再現可能であり、有効成分のカプセル化率を向上させるという利点を有している。
酵素の免疫原性に関するリスクを制限し、その半減期を延長する目的における、赤血球中の酵素のカプセル化は、科学的な出版物の対象となった研究活動で既に提案された。酵素、L−アスパラギナーゼのカプセル化は、欧州特許第1773452号明細書に記載され、同様に欧州特許第1874341号明細書においてアルギニンデイミナーゼのカプセル化について記載された。
以前の研究は、補酵素を必要とする酵素に関連するものではなく、PLP酵素及びそのPLP補因子の動態に関する複雑さには取り組んでいない。
本発明の目的は、PLP酵素を含有する医薬組成物を提供することであり、該酵素が最適かつ利用可能な量のそのPLP補因子の存在下にある間、酵素の免疫原性に関するリスクの制限、その半減期の延長を可能にする。
本発明の目的は、従って、医薬的に許容される溶媒中における赤血球の懸濁液又は赤血球と医薬的に許容される溶媒とを含む医薬組成物であって、該赤血球はPLP酵素をカプセル化しているものである。これは、以下で懸濁液及び医薬組成物とを等しく示すために、組成物と呼ぶことにする。<<カプセル化をすること(encapsulating)>>とは、活性成分(酵素及び任意に補因子及び/又は他の分子)が、本質的に又は完全に内部に存在することを意味する。<<本質的に>>とは、活性成分の少数の割合がそれにも関わらず、膜中に捕捉されたものと見ることができることを意味する。
組成物は、特に、赤血球1mL当たりPLP酵素を0.01〜30、好ましくは0.05〜10mg含有する。
第一の実施形態によれば、PLP酵素は、メチオニナーゼ、さらに、とりわけL−メチオニナーゼ、メチオニナーゼガンマリアーゼ MGL、番号EC4.4.1.11、CAS番号42616−25−1である。本発明に従って使用され得るメチオニナーゼの供給源を認識するための記載は、特に、出版El Sayed A,Applied Microbiol.Biotechnol.(2010)86:445−467を参照することができる。
第二の実施形態によれば、PLP酵素は、チロシンフェノール−リアーゼ又はTPL、EC4.1.99.2、CAS番号9058−31−8、である。H.Kumagai et al.,J.Biol.Chem.245,7:1767−72及び245,7:1773−7を参照することができる。
第三の実施形態によれば、PLP酵素は、チロシンアミノトランスフェラーゼ(hTATase)、EC2.6.1.5、CAS9014−55−5、である。R.Rettenmeier et al.,Nucleic Acids Res.1990,18,13:3583−61を参照することができる。
第四の実施形態によれば、PLP酵素はシスタチオニンβ−シンセターゼ(cystathionine beta−synthethase)又はシンターゼ(synthase)、EC4.2.1.22、CAS9023−99−8、である。J.Kraus et al.,J.Biol.Chem.1978,253,18:6523−8を参照することができる。
組成物はさらに、酵素、すなわちPLPの補因子、及び/又はその前駆体を含んでも良く、それは、例えばビタミンB6の非リン酸塩形態などの非リン酸塩前駆体であってもよく、及び/又は例えばピリドキシンリン酸(PNP)などのリン酸塩前駆体であってもよい。
ビタミンB6は、異なる形態、リン酸塩又は非リン酸塩のいずれかで存在する。ピリドキシンリン酸(PNP)、ピリドキサールリン酸(PLP)とピリドキサミンリン酸(PMP)は、そのリン酸塩形態である。対応する非リン酸塩は、ピリドキシン(PN)、ピリドキサール(PL)及びピリドキサミン(PM)である。ビタミンB6の非リン酸塩形態は赤血球膜を通過してもよく、そのリン酸塩形態は困難を伴ってのみ通過することができる。主な経路によれば(Anderson et al.J.Clin.Invest.1971,Vol.50,1901−1909に記載される)、ピリドキシン(PN)は、赤血球の内部でPN−キナーゼの作用の下、PNPへ変換され、PNPはその後PNP−オキシダーゼの作用の下でPLPに変換される。PLPは、次いでPLPホスファターゼの作用の下でピリドキサール(PL)へ変換され、PLは赤血球を離れうる。提供された前駆体は、調製方法の間又は組成物の貯蔵の間、赤血球内にて変換され得ることが容易に理解される。
ビタミンB6の非リン酸塩形態、とは、本明細書では、ビタミンB6の3つの「ビタマー」:PL、PN及びPMの1つ又は2若しくは3つのビタマーの混合物を意味する。PN形態が好ましい。それらはまた、塩の形態であってもよい。
組成物は、赤血球中にカプセル化されたPLPを含む。PLPは、カプセル化手順中に提供されてもよく、その前駆体から赤血球中で完全に又は部分的に得られてもよい。存在する又は形成された、いずれかのPLPは、酵素と会合(associated)されてもよい。組成物は、従って、対応するホロ酵素、例えばメチオニナーゼ−PLPを含み得る。これらの条件の下、活性酵素の半減期は、その基質の血漿の枯渇を持続した実施例で観察されるように、大幅に増加する。本発明の組成物は、特に、投与後24時間を超えた、特に1、5、10若しくは15日又はそれを超えて、酵素活性を維持する可能性を提供する。酵素活性とは、特に、血漿中の基質の20、30、40又は50%以上の枯渇を意味する。
実施形態において、組成物は、従って、ピリドキサールリン酸(PLP)及び/又はビタミンB6の非リン酸塩形態及び/又はリン酸塩前駆体、ピリドキシンリン酸(PNP)及び/又はピリドキサミンリン酸(PMP)を含む。
特徴によれば、PNP及び/又はPMPは、組成物内において、赤血球内にカプセル化される。この前駆体は、酵素と共にカプセル化され得る又は完全に若しくは部分的にそれ自身の前駆体から赤血球中で得られ得る。
組成物は、特に、赤血球1リットル(L)当たり、カプセル化された、約0.05〜約600、特に約0.5〜約100、好ましくは約5〜約50μmolのPLP及び/又はPNP及び/又はPMPを含む。
特徴によれば、組成物は、赤血球の内部に存在する又は赤血球の内部及び外部に存在する、赤血球にカプセル化された、PLP酵素及びPLP及びさらに非リン酸塩PLP前駆体をカプセル化した赤血球を含んでいる。この非リン酸塩前駆体は、PN、PL又はPM、好ましくはPN、又はこれらの化合物の2又は3の混合物であってもよい。非リン酸塩前駆体は、赤血球の内部及び/又は外部に存在してもよい。この非リン酸塩前駆体の存在は、この非リン酸塩前駆体の非存在下よりも著しく高い赤血球内のPLPレベルに到達する可能性を提供する。
実施形態において、組成物は、PLP酵素及びPLPに加えてそのリン酸塩前駆体、PNP、PLP及び/又はPMPの1つをカプセル化する赤血球を含む。この同様の組成物は、ちょうど説明されたように、有利に非リン塩前駆体、特にPNをさらに含んでもよい。
本発明の組成物は、好ましくは、35%、40%若しくは45%以上のヘマトクリット値を有する。
実施形態によれば、組成物は、赤血球及び医薬的に許容される溶媒を含み、該赤血球は一方で、PLP酵素、例えば、メチオニナーゼをカプセル化し、他方では、同時、個別又は逐次投与するための非リン酸塩形態におけるビタミンB6、好ましくはPNをカプセル化している。組成物は、特に、個別に赤血球(懸濁液)と非リン酸塩形態のビタミンB6、好ましくはPN(溶液)とを含む、キットの形態であってもよい。実施形態によれば、医薬的に許容される溶媒は、赤血球のための<<保存液>>、すなわち、活性成分をカプセル化する赤血球が、それらの注射を待つ間に保存するために、それらの適切な形態で懸濁される溶液である。保存液は、好ましくは、特に、グルコース、デキストロース、アデニン及びマンニトールから選ばれる赤血球の保存を促進する少なくとも一つの薬剤を含む。有利には、保存液は、赤血球内のPLP−ホスファターゼ酵素の阻害を許容する無機リン酸塩塩を含む。
保存液は、NaClと、アデニンと、グルコース、デキストロース及びマンニトールのうちの少なくとも1つの化合物とを含む水溶液であってもよい。特徴によれば、さらに、無機リン酸塩を含む。
保存液は、NaCl、アデニン及びデキストロースを含んでもよく、好ましくはAS3培地(medium)である。特徴によれば、さらに、無機リン酸塩を含む。
保存液は、NaCl、アデニン、グルコース及びマンニトールを含んでもよく、好ましくはSAGマンニトール又はADsol培地である。特徴によれば、さらに、無機リン酸塩を含む。
特に、組成物又は懸濁液は、保存液中で、72時間、2℃〜8℃に含まれる温度の保存にて、0.5、特に0.3、とりわけ0.2、好ましくは0.15、より好ましくは0.1g/dL以下のレベルで維持される細胞外ヘモグロビンレベルで特徴づけられる。
特に、組成物又は懸濁液は、保存液中で、24時間〜20日を含む期間、特に24時間〜72時間の期間で、2℃〜8℃に含まれる温度の保存にて、0.5、特に0.3、とりわけ0.2、好ましくは0.15、より好ましくは0.1g/dL以下のレベルで維持される細胞外ヘモグロビンレベルで特徴づけられる。
細胞外ヘモグロビンレベルは、有利には、G.B.Blakney and A.J.Dinwoodie,Clin.Biochem.8,96−102,1975に記載の手動の参照方法によって測定される。自動装置もまた、それらに特異的な感度を有する測定が実施可能なものが存在する。
特に、組成物又は懸濁液は、保存液中で、72時間、2℃〜8℃に含まれる温度の保存にて、2、とりわけ1.5、好ましくは1%以下のレベルで維持される溶血率で特徴づけられる。
特に、組成物又は懸濁液は、保存液中で、24時間〜20日を含む期間、特に24時間〜72時間で、2℃〜8℃に含まれる温度の保存にて、2、とりわけ1.5、好ましくは1%以下のレベルで維持される溶血率で特徴づけられる。
特に、懸濁液のヘマトクリット値は、35%、40%、45%以上である。
特定の方法によれば、赤血球中のビタミンB6の代謝は、赤血球内レベルを増加させるために、PN−キナーゼ及びPNP−オキシダーゼの赤血球内レベルを増加させることによって、及び/又は、PLP−ホスファターゼの赤血球内レベルを減少させることによって、調節される。
特徴によれば、組成物は、PLP酵素、例えば、メチオニナーゼ、及びPLP若しくはその前駆体に加え、PN−キナーゼ及び/又はPNP−オキシダーゼ及び/又はPLP−ホスファターゼを阻害する薬剤を含む。これらの酵素又は薬剤は、赤血球中にカプセル化されて見出され得る、又は赤血球の外側と内側に見出され得る。
この(これらの)酵素又は薬剤はまた、特に、それが赤血球の懸濁液から分離されている場合、非リン酸塩ビタミンB6の製剤と混合されて、別々に投与されてもよい。
本発明の目的は、従って、薬剤として使用するためのそのような組成物である。
本発明の目的は、特に、良好なバイオアベイラビリティーの条件下で、それを必要とする患者に、PLP酵素とその補因子とを提供する可能性を与える薬剤であって、それは、該酵素が治療用途において活性がありかつ効果的であるように、PLP酵素及びその補因子がそれぞれ有効量で利用可能であることを意味する。薬剤は、特に、酵素の基質の血漿若しくは循環濃度及び/又は臓器における濃度を、枯渇する若しくは低減することを目的とする。
第1の下位目的によれば、薬剤は、メチオニナーゼを含み、それを必要とする患者における血漿若しくは循環メチオニンを枯渇させる又は低減させることができる。薬物は、抗癌剤であり、癌、特にメチオニン栄養要求性の腫瘍細胞を含む癌、特に乳房、肺、大腸、腎臓、膀胱、黒色腫及び膠芽腫癌の治療を可能にする。
第2の下位目的によれば、薬剤はメチオニナーゼを含み、それを必要とする患者における血漿若しくは循環若しくは肝臓ホモシステインを枯渇させる又は低減させることができる。薬剤は、ホモシスチン尿症及び/又は高ホモシステイン血症及び/又は関連する病状、例えば心血管疾患、中枢神経系の、眼システムの及び/又は骨格の治療を可能にする((El−Sayed and Shindia Targets in gene therapy Prof.Yongping You ed.,2011)。
本発明の第3の下位目的によれば、薬剤はTPLを含み、それを必要とする患者における血漿若しくは循環チロシンを枯渇させる又は低減させることができる。薬剤は抗癌剤であり、それは、癌、特にチロシン栄養要求性の腫瘍細胞を含む癌、特にメラノーマの治療を可能にする。
本発明の第4の下位目的によれば、薬剤はhTATアーゼを含み、それを必要とする患者における血漿若しくは循環及び/又は肝臓チロシンを枯渇させる又は低減させることができる。薬剤は、このPLP酵素の欠損に関連する稀な疾患、特にリヒナー−ハンハルト(Richner−Hanhart)症候群(タイプIIのチロシン血症)の治療を可能にする。
本発明の第5の下位目的によれば、薬剤はシスタチオニンβシンターゼを含み、それを必要とする患者における血漿若しくは循環及び/又は肝臓のホモシステインを枯渇させる又は低減させることができる。薬物は、ホモシスチン尿症及び/又は高ホモシステイン血症及び/又は関連する病状、例えば心血管疾患、中枢神経系の疾患、眼球系の疾患及び/又は骨格の疾患の治療を可能にする。
本発明はまた、PLP酵素、例えばメチオニナーゼ、医薬的に許容される溶媒、及びピリドキサールリン酸(PLP)及び任意にリン酸塩又は非リン酸塩PLP前駆体をカプセル化した赤血球を含む医薬組成物を調製するための方法であって、該方法は、以下の工程:任意に、及び好ましくは、赤血球細胞のペレットを、生理的緩衝液を用いて1回又は数回洗浄及び遠心分離し;赤血球懸濁液を低張液媒体と接触させ、赤血球膜に孔を生じさせ;孔を開ける前及び後に、赤血球懸濁液を、次いで、PLP酵素、例えばメチオニナーゼと接触させ;PLP酵素、例えば、メチオニナーゼが赤血球に入り;孔が、等張又は高張、有利には高張緩衝液によって閉じられ、そして、PLP酵素、例えばメチオニナーゼを含有する再シール化された赤血球の懸濁液が回収され;任意に、赤血球懸濁液は、最も脆弱な赤血球を除去するために培養され;赤血球懸濁液を保存液で洗浄して、調製されること;を含む方法であって、ここで、方法は:
−PLP及び/又は、存在する場合、PLPのリン酸塩前駆体は、PLP酵素、例えばメチオニナーゼと共にカプセル化され、
−存在する場合、非リン酸塩PLP前駆体は、孔を開ける前及び/又は後、赤血球の懸濁液に添加され、及び/又は
−存在する場合、非リン酸塩PLP前駆体はインキュベーション中又は保存液へ添加される。
好ましくは、いくつかのPLPは、PLP酵素及び、PN、PL及び/又はPMなどの少なくとも1つの非リン酸塩前駆体と共カプセル化され、孔を開ける前及び/又は後、及び/又はインキュベーション中に赤血球の懸濁液へ、及び/又は保存液へ添加される。好ましくは、非リン酸塩前駆体はPNである。
赤血球懸濁液は低張液媒体と接触させ、赤血球膜に孔を生じさせる。溶解−再シール化技術は、3つの選択肢が存在するようであり、それは、低張透析、低張予備膨潤及び低張希釈であって、すべて、赤血球の内部及び外部の間の浸透圧の差に基づいている。低張透析が好ましい。
PLP酵素、例えばメチオニナーゼ、及び任意にPLP及び/又はPLP前駆体をカプセル化した赤血球の懸濁液は、特に以下の方法で得ることが可能である:
1− 65%以上のヘマトクリット値レベルの等張液に赤血球のペレットを懸濁し、+1〜+8℃の間で冷却すること、
2− 65%以上のヘマトクリット値レベルの赤血球の懸濁液と、+1〜+8℃の間で冷却された低張溶解液とを、透析デバイス、例えばコイル又は透析カートリッジ(カートリッジが好ましい)に通すことを含む、+1〜+8℃の間で維持される温度における溶解手順;
3− 溶解前又は溶解中に、+1〜+8℃の間で維持される温度で、カプセル化されるように(特に事前構成される溶液中で)、好ましくは徐々に、活性成分(単数又は複数)を溶液中に添加することによってカプセル化する手順;及び
4− より高い温度、特に、+30〜+42℃に含まれる温度において、等張又は高張、有利には高張液の存在下で実施される再シール化手順。
好ましい代替の、着想(inspiration)は、国際公開第2006/016247号(欧州特許第1773452号明細書)に記載の方法から引き出してもよい:
1− 65%以上のヘマトクリット値レベルの等張液中に赤血球のペレットを懸濁し、+1〜+8℃の間で冷却すること、
2− この同一のペレットからの赤血球のサンプルから浸透圧脆弱性を測定すること、
3− 65%以上のヘマトクリット値レベルの赤血球の懸濁液と、+1〜+8℃の間で冷却された低張溶解液とを、透析デバイス、例えばコイル又は透析カートリッジ(カートリッジが好ましい)に通すことを含む、+1〜+8℃の間で維持される温度における溶解手順;溶解パラメータは、以前に測定された浸透圧脆弱性に応じて調整されており:特に、測定された浸透圧脆弱性に応じて、透析デバイスを通過する赤血球懸濁液の流れを調整し又は溶解溶液の浸透圧を調整し;及び
4− 溶解前又は溶解中に、+1〜+8℃の間で維持される温度で、カプセル化されるように(特に事前構成される溶液中で)、好ましくは徐々に活性成分(単数又は複数)を溶液中に添加することによってカプセル化する手順;及び
5− より高い温度、特に、+30〜+42℃に含まれる温度において、等張又は高張、有利には高張液の存在下で実施される再シール化手順。
特に、透析のために、赤血球のペレットは、高いヘマトクリット値レベル、65%以上、及び好ましくは70%以上を有する等張液に懸濁され、この懸濁液が+1〜+8℃の間に、好ましくは+2〜+6℃、典型的には約+4℃に冷却される。特定の方法によれば、ヘマトクリット値レベルは65〜80%の間、好ましくは70〜80%を含む。
測定される場合、浸透圧脆弱性は、有利には、溶解工程の直前に、カプセル化される活性成分(単数又は複数)の存在下で又は非存在下で、好ましくは存在下で、赤血球に対して測定される。それらを含む赤血球又は懸濁液は、有利には、溶解のために選択される温度に近い又は同一の温度である。本発明の別の有利な特徴によれば、浸透圧脆弱性の実施される測定は、迅速に利用され、すなわち、溶解手順は、サンプルを採取した後に短時間で実施される。好ましくは、サンプリングと溶解の開始との間の時間経過は、30分以下、より好ましくは25分以下及びさらに20分以下である。
測定及び浸透圧脆弱性を考慮した、溶解・再シール化手順の実施方法に関し、当業者は、詳細として国際公開第2006/016247号を参照することができる。当該文書は参照により本明細書に援用される。
カプセル化技術の強化については、2013年5月7日に出願された仏国特許第1354204号明細書に記載され、当業者が参照可能であり、参照により本明細書に援用される。このように、本実施形態によれば、活性成分、すなわちPLP酵素、例えばメチオニナーゼと、任意に1又は複数の他の活性成分、例えばPLP及び/又はPLP前駆体とをカプセル化した赤血球は、溶解・再シール化によって赤血球内への活性成分をカプセル化すること、活性成分と280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは約290〜330mOsmol/kgの間の浸透圧を有する溶液とを取り込んだ赤血球を含む懸濁液又はペレットを得ること、280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは約290〜330mOsmol/kgの間の浸透圧で又はインキュベーション溶液添加後に該浸透圧で、ペレット又は懸濁液をインキュベーションすること、を含む方法によって得られる。インキュベーションは、特に30分以上の期間、とりわけ、1時間以上実施される。その後、インキュベートされた溶液の溶液を除去し、得られた赤血球を患者への溶液の注射を許容する溶液中、好ましくは、患者への溶液の注射を許容する保存液に懸濁する。示された浸透圧は、赤血球が懸濁される溶液の、又は、関連する瞬間におけるペレットの溶液の浸透圧である。
特定の方法によれば、非リン酸塩PLP前駆体、特にビタミンB6の非リン酸塩形態は、製造若しくは貯蔵方法中に又は最終的な製剤に提供される。この化合物は、例えば、インキュベーション溶液中又は保存液に取り込まれてもよく、さらに、注射前の希釈が実施される場合は注射前に製剤に取り込まれてもよい。
特徴によれば、特に0.1〜250、好ましくは1〜50mMのPN及び/又はPL及び/又はPMが、製造又は貯蔵方法中又は最終的な製剤において提供される。上述したように、ビタミンB6のこれらの非リン酸塩の誘導体の画分は、赤血球中でPLPに変換される。
<<安定化赤血球懸濁液>>とは、ヒトでそれを使用するまで、0.2g/dl以下を維持する細胞外ヘモグロビンを含有する懸濁液を特に意味し、後者は、活性成分を取り込んだ赤血球のバッチを製造した後、特に1〜72時間介入し得る。
<<即時使用可能な(ready−to−use)安定化赤血球懸濁液>>とは、患者への注射可能にする溶液中、特に保存液中で、安定化した懸濁液を意味する。そのヘマトクリット値は、一般には、35%、40%又は45%以上である。
<<赤血球ペレット>>とは、前に懸濁された液体媒体の赤血球を分離後の、回収された赤血球の濃縮物又は濃縮を意味する。分離は、濾過又は遠心分離することによって確保されてもよい。遠心分離は、一般に、このような分離に使用される手段である。ペレットは、液体培地の一定の割合を含む。一般に、ペレットは、70〜85%のヘマトクリット値を有する。
<<インキュベーション溶液>>とは、活性成分をカプセル化する赤血球がインキュベーション工程の間に存在する溶液を意味する。インキュベーションは、ヘマトクリット値の広い範囲にわたって、特に、10〜85%のヘマトクリット値が達成されてもよい。
<<脆弱な赤血球(fragile erythrocytes)>>とは、懸濁液が2〜8℃の間で保存された場合、特に1〜72時間後、保存液中に懸濁されると、溶解され得る取り込み手順から得られる赤血球を意味する。
<<初期ヘマトクリット値>>とは、インキュベーション中の脆弱な赤血球の溶解に起因する細胞損失前のヘマトクリット値を意味する。
該方法は、特に、以下の工程を含み得る:
(a)低張性媒体と赤血球とを接触すること(赤血球の膜に孔を開けさせる)、活性成分と接触すること(それを赤血球へカプセル化するために)、特に等張若しくは高張、有利には高張媒体を用いて赤血球を再シール化すること、を含む、赤血球内へカプセル化されるように活性成分(単数又は複数)をカプセル化すること(PLP酵素、例えば、メチオニナーゼ、及び任意にPLP及び/又はPLP前駆体)、
(b)活性成分をカプセル化した赤血球と、280mOsmol/kg以上、特に、約280〜約380mOsmol/kgの間、好ましくは、約290〜約330mOsmol/kgの間の浸透圧を有する溶液とを含む懸濁液又はペレットを得ること又は調製すること、
(c)工程(b)自体の又はインキュベーション溶液を添加した後の工程(b)のペレット若しくは懸濁液を、280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは、約290〜約330mOsmol/kgの間の浸透圧にて、30分間以上の期間、特に1時間以上、インキュベートすること、
(d)工程(c)のインキュベートされた懸濁液の液体媒体を除去すること、
(e)(d)で得られた赤血球を、患者へ懸濁液の注射を可能にする溶液、好ましくは、患者へ懸濁液の注射を可能にする保存液へ懸濁すること。
非リン酸塩形態のビタミンB6は、カプセル化工程の間、工程(a)において、又は工程(c)のインキュベーションの間又は保存液中にさらに、添加されてもよい。
第一の方法によれば、溶解・再シール化によるカプセル化後の工程、特に工程(b)は、280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは約290〜約330mOsmol/kgの間の浸透圧の溶液中の、溶解−再シール化工程で若しくは工程(a)で得られた懸濁液又はペレットを希釈することによる、少なくとも1回の洗浄サイクル、好ましくは2若しくは3回の洗浄サイクル、及びその後に赤血球のペレット又は懸濁液を得ること、を含んでいる。このペレット又はこの懸濁液は、活性成分を取り込んだ赤血球と280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは、約290〜約330mOsmol/kgの間の浸透圧の溶液とを含む。以下の工程、例えば(c)、(d)及び(e)が、その後、適用される。
第二の方法によれば、溶解−再シール化工程又は工程(a)において、等張若しくは高張媒体を用いる赤血球の再シール化は、280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは、約290〜約330mOsmol/kgの間の浸透圧の溶液中にて、インキュベーションされ得る赤血球の懸濁液、例えば、工程(b)の懸濁液を生産する。換言すれば、溶解−再シール化工程又は工程(a)は、赤血球を再シール化するための工程を含み、ここで、活性成分をカプセル化する懸濁された赤血球が、等張若しくは高張、有利には高張の再シール化溶液と混合されるものであり、280mOsmol/kg以上、特に約280〜380mOsmol/kgの間、好ましくは、約290〜約330mOsmol/kgの間の浸透圧を有する赤血球の懸濁液を産生する。この方法において、インキュベーション工程又は工程(c)は、再シール化により生じる懸濁液のインキュベーションを含む。インキュベーションは、30分以上の期間、特に、1時間以上実施される。以下の工程、例えば(d)及び(e)がその後、適用される。
溶解・再シール化した後の工程、例えば、(b)〜(e)は、脆弱な赤血球、又はそれらの大部分、特に、50、60、70、80又は90%以上又はそれ以上の溶解を生じる条件下で実施される。これを行うために、インキュベーション時間、インキュベーション温度及び赤血球が懸濁される溶液の浸透圧に対して作用することが可能である。浸透圧が高い程、インキュベーション時間がより長くなり得る。従って、浸透圧がより低ければ、同じ効果を得るためのインキュベートがより短くなる。また、温度が高いほど、インキュベーション時間がより短くなり、その逆もまた同様である。1回又は複数回の洗浄サイクルは、その後、細胞破片(debris)と細胞外ヘモグロビン、並びに細胞外の活性成分の除去を可能にする。
本発明によれば、洗浄サイクルは、赤血球の懸濁液又はペレットを希釈し、次いで赤血球と洗浄液との分離を含んでいる。好ましくは、洗浄工程は、好ましくは2又は3回の希釈−分離サイクルを含む。分離は、任意の適切な手段、例えば、濾過及び遠心分離などによって達成することができる。遠心分離が好ましい。
インキュベーションは、懸濁液のヘマトクリット値に限定されない。この方法において、一般に10〜85%の間、特に40〜80%を含む初期ヘマトクリット値を有する懸濁液がインキュベートされてもよい。これは、むしろ70%からはペレット、この値以下は懸濁液と呼ばれる。
除去工程又は工程(d)は、特に細胞破片及び細胞外ヘモグロビン同様、結果的に細胞外の活性成分を除去するために、懸濁液及びインキュベートしたペレットの液体部分を除去することを目的としている。
除去工程又は工程(d)の第一の方法によれば、分離、特に、遠心分離が実施され、これは、特に懸濁液に適用可能である。この分離は、1又は複数回、例えば2又は3回の洗浄サイクルに続き、等張液中で希釈し、その後、分離、特に遠心分離することによって実施されるものであってもよい。
除去工程又は工程(d)の第二の方法によれば、分離、特に遠心分離前に希釈が実施され、これは懸濁液又はペレットに適用可能である。希釈は、特に等張洗浄溶液又は保存液を用いて実施することができる。
最後の工程又は工程(e)は、任意の他の処理を行うことなく、患者に投与できるように、最終懸濁液を調製すること、からなる。
この工程の第一の方法によれば、除去工程又は工程(d)から得られる赤血球ペレットの希釈は、注射液、特に保存液を用いて行われる。
この工程の第二の方法によれば、除去工程又は工程(d)から得られる赤血球ペレットを洗浄するための1又は複数のサイクルは、注射液、特に保存液を用いて、分離に続いて希釈することによって実施される。洗浄後、赤血球は、注射液、特に保存液中に再懸濁される。
本発明の方法は、さらに、以下の特徴の1つ、複数又は全体を含んでもよい:
−インキュベーション工程又は工程(c)は、脆弱な赤血球を確実に溶解するために十分な時間をかけ、約2〜約39℃に含まれる温度で実施される。
−インキュベーション工程又は工程(c)は、特に約2〜約10℃、特に約2〜約8℃を含む低温で実施され、約1時間〜約72時間、特に約6時間〜約48時間、好ましくは、約19時間〜約30時間、持続する;
−インキュベーション工程又は工程(c)は、約20〜約39℃、特に室温(25℃±5℃)を含む高い温度で実施され、約30分〜約10時間、特に約1時間〜6時間、好ましくは約2時間〜約4時間、持続し;室温よりも高い温度で作用させることは可能であるが、これは細胞収率、P50及び/又は2,3−DPG含有量に負の影響を及ぼす可能性がある;
−インキュベーション工程又は工程(c)において、懸濁液は、10〜85%、特に40〜80%に含まれる初期ヘマトクリット値である;例えば70〜約85%のヘマトクリット値を有する、分離したペレット、又は約40〜70%を含むヘマトクリット値を有する希釈されたペレットをインキュベートしてもよい;
−インキュベーション工程は、懸濁液の撹拌を含む;
−インキュベーション工程は、任意の撹拌を含まない;
−洗浄及び/又はインキュベーション溶液として、計量された(metered)NaCl水溶液は、所望の浸透圧を得るために使用される;一例として、溶液は、従って、0.9%のNaClのを含んでいてもよい;この溶液はまた、特にNaClに加え、グルコース、特にグルコース一水和物、リン酸一ナトリウム二水和物、リン酸二ナトリウム十二水和物を含んでもよい;一例として、組成物は、0.9%のNaCl、0.2%のグルコース一水和物、0.034%のリン酸一ナトリウム二水和物、0.2%のリン酸二ナトリウム十二水和物を含む;
−最後の工程又は工程(e)における洗浄は、保存液を用いて実施される;
−即時使用可能な懸濁液中の溶液(液体部分)の又は患者に注入可能である浸透圧は、約280〜約380mOsmol/kg、好ましくは約290〜約330mOsmol/kgが含まれる;
−即時使用可能な懸濁液の又は患者に注入可能なヘマトクリット値は、35%、40%又は45%以上である;
−洗浄、インキュベーションの全ての工程は、保存液を用いて実施される;
−工程(b)の洗浄溶液及び/又は工程(e)の洗浄溶液及び保存液は、同じ組成であり、赤血球の保存を促進する化合物(単数又は複数)を含む;
−保存液(及び必要な場合、洗浄溶液(単数又は複数)又はインキュベーション溶液)は、NaCl、アデニン及びグルコース、デキストロース、及びマンニトールのうちの少なくとも1つの化合物を含む水溶液である;
−保存液(及び必要な場合、洗浄又はインキュベーション溶液(単数又は複数))は、NaCl、アデニン及びデキストロース、好ましくAS3媒体(medium)を含む;
−保存液(及び必要な場合、洗浄又はインキュベーション溶液(単数又は複数))は、NaCl、アデニン、グルコース及びマンニトール、好ましくは、SAG−マンニトール又はADsol媒体を含む。
本発明の方法は、特に、以下の工程を含む:
(a)赤血球内へ活性成分をカプセル化することであって、赤血球の膜に孔を開口させる低張媒体と接触させること、赤血球へ活性成分をカプセル化させるために活性成分と接触させること、等張又は高張媒体を用いて赤血球を再シール化すること、を含んでいる。活性成分は、後者の溶解前に赤血球の懸濁液中に存在してもよく、又はさらに溶解中若しくは溶解後に添加されてもよいが、常に再シール化前であることに留意すべきである。この工程(a)の実施形態において、本方法は、以下の下位工程を含む;
(a1)60%又は65%以上ヘマトクリット値の赤血球の懸濁液を有すること、
(a2)当該懸濁液中の赤血球の浸透圧脆弱性を測定すること、
(a3)溶解溶液と反対に(counter to a lysis solution)、透析装置、特に透析カートリッジへ赤血球懸濁液を通過させること、(a2)で測定された浸透圧脆弱性に応じて、赤血球懸濁液の流動(flow)を調節すること又は溶解溶液の流速を調節すること又は溶解溶液の浸透圧の調節すること、を含む、溶解及び活性成分(単数又は複数)の内在化の手順、
(a4)赤血球を再シール化する手順。
本発明の別の目的は、良好なバイオアベイラビリティーの条件下、PLP酵素及びその補因子を用いて、それを必要とする患者に提供することを目的とした治療的処置方法であって、酵素とその補因子が、治療用途において活性がありかつ効果があるように相互に、有効量で利用可能であることを意味する。この方法は、特に、酵素の基質の血漿若しくは循環濃度及び/又は臓器での濃度を枯渇させる若しくは減少させることを目的としている。この方法は、本発明の組成物の有効量の投与又は本発明のキットの使用を含む。
第一の下位目的によれば、本発明は、それを必要とする患者における血漿又は循環メチオニンの枯渇又は減少を可能にする治療的処置方法である。この方法は、本発明の組成物の有効量の投与又は本発明のキットの使用であって、メチオニナーゼとその補因子を含む。この方法は、癌、特にメチオニン栄養要求性腫瘍細胞、特に乳房、肺、結腸、腎臓、膀胱、黒色腫及び膠芽腫癌を含む癌を治療するための方法である。
第二の下位目的によれば、本発明は、それを必要とする患者における血漿又は循環又は肝臓ホモシステインの枯渇又は減少を可能にする治療的処置方法である。この方法は、本発明の組成物の有効量の投与又は本発明のキットの使用であって、メチオニナーゼとその補因子を含む。この方法は、ホモシスチン尿症及び/又は高ホモシステイン血症及び/又は高ホモシステイン血症に関連する病状、例えば心血管疾患、中枢神経系の疾患、眼のシステムの疾患及び/又は骨格の疾患、を治療するための方法である。
本発明の第三の下位目的によれば、本発明は、それを必要とする患者における血漿又は循環チロシンの枯渇又は減少を可能にする治療的処置方法である。この方法は、本発明の組成物の有効量の投与又は本発明のキットの使用であって、TPLとその補因子を含む。本方法は、癌、特にチロシン栄養要求性腫瘍細胞、特に黒色腫を含む癌の治療方法である。
本発明の第四の下位目的によれば、本発明は、それを必要とする患者における血漿若しくは循環又は肝臓チロシンの枯渇又は減少を可能にする治療的処置方法である。この方法は、本発明の組成物の有効量の投与又は本発明のキットの使用であって、hTATアーゼとその補因子を含む。この方法は、このPLP酵素の欠乏に関連するまれな疾患、特にリヒナー−ハンハルト症候群(タイプIIのチロシン血症)を治療するための方法である。
本発明の第五の下位目的によれば、本発明は、それを必要とする患者における血漿若しくは循環及び/又は肝臓のホモシステインの枯渇又は減少を可能にする治療的処置方法である。この方法は、本発明の組成物の有効量の投与又は本発明のキットの使用であって、シスタチオニンβシンターゼ及びその補因子を含む。この方法は、ホモシスチン尿症及び/又は高ホモシステイン血症及び/又は高ホモシステイン血症に関連する病状、例えば心血管疾患、中枢神経系の疾患、眼のシステムの疾患及び/又は骨格の疾患を治療するための方法である。
これらの治療用途に使用される組成物は、さらに、このPLP酵素の補因子、すなわちPLP、及び/又はその前駆体を含み、それは、非リン酸塩前駆体、例えばビタミンB6の非リン酸塩形態、及び/又はリン酸塩前駆体、例えばピリドキシンリン酸(PNP)であってもよい。組成物はまた、PN−キナーゼ、PNP−オキシダーゼ、PLP−ホスファターゼを阻害する薬剤を含んでいてもよい。より一般的治療方法は、上記のように、組成物又はキットの投与を含んでもよい。
治療1ヶ月毎に患者に対し、1回又は複数回の注射で、35%、40%又は45%以上のヘマトクリット値を有する、50〜300mLの懸濁液又は組成物となる、1又は複数の用量、特に1又は2用量を投与する。これらは、静脈内又は動脈内注射によって、特に、特に灌流によって、投与される。
あるいは、PLP酵素、例えばメチオニナーゼをカプセル化する赤血球を含む組成物の有効量、及びビタミンB6の非リン酸塩形態、好ましくはPN形態を含む溶液の有効量が、同一の患者に別々に投与される。このビタミンB6の非リン酸塩形態は、注射によって、赤血球の懸濁液と同時に若しくは別々に又は任意の他の経路、特に経口経路を介して投与されてもよい。
第一の実施形態において、注射前に、1〜72時間以内、特に10〜72時間の期間に調製された、活性成分(単数又は複数)をカプセル化した赤血球の懸濁液が患者に注射される。この懸濁液は、35%、40%又は45%以上のヘマトクリット値を有する。それは、保存液中に見出される。細胞外ヘモグロビンレベルは、0.5g、特に0.3g、特に0.2、好ましくは0.15、さらに0.1g/dL以下、及び/又はホモリシスレベル2、特に1.5、好ましくは1%以下である。懸濁液は、注射の前に洗浄されない又は同様操作されない。
本発明の別の目的は、精製された形態の下、高い収率で、メチオニナーゼを産生するための方法であって、以下の工程を含む:
(a)メチオニナーゼを産生するように形質転換された細菌を培養し、該培養物を遠心分離し、ペレットを回収すること、
(b)溶解緩衝液にペレットを懸濁して細菌細胞を溶解し、遠心分離し、上清を回収すること、
(c)上清を沈殿剤で処理し、沈殿し、ペレットを回収すること、
(d)約25〜40℃を含む温度でPEGを使用してペレットを結晶化又は沈殿を2回を適用し、ペレットを回収すること
(e)可溶化緩衝液(例えば[25mMのトリス、0.5mMのP5P;0.5mg/mLのベータメルカプトエタノール;pH7.5])中にペレットを懸濁し、イオン交換クロマトグラフィーにて2回処理し、メチオニナーゼの溶液を回収すること、
(f)メチオニナーゼの溶液をクロマトグラフィーによるポリッシング(polishing)工程へ投入し、精製したメチオニナーゼ液を回収すること。
好ましい実施形態において、使用はシュードマス・プチダ(Pseudomas putida)の配列をコードするメチオニナーゼで構成されている。この配列は、生産株に配列を適合させるために最適化されてもよい。生産株は、好ましくは大腸菌、例えば株HMS174である。メチオニナーゼ配列、好ましくは、最適化されたものを含む発現ベクターは、生産株を形質転換するために使用され、産生するクローンが選択されてもよい。その後、このクローンを使用するメチオニナーゼの製造が、通常の条件下において発酵槽中で行われる。
好ましくは、工程(a)のペレットは、溶解緩衝液中に再懸濁される(例えば[100mMのリン酸ナトリウム;4.4mMのEDTA;3.3mMのP5P;1mMのDTT;pH7.6])(湿重量のグラム当たり7mL)。好ましくは、溶解は、高圧均質化、有利には複数の工程で、好ましくは3段階の高圧均質化によって実施される。典型的な温度は、均質化の各段階の前に約10℃(9〜12℃の間)で維持される。好ましくは、溶解した後、遠心分離の前に、細胞溶解物は、カチオン性凝固剤、好ましくはポリエチレンイミン(PEI)を使用して清澄化(clarifying)するために投入される。典型的なPEI濃度は、約0.05〜約0.5%(V/V)、特に約0.1〜約0.3%、好ましくは0.2%であってもよい。
工程(c)での沈殿は、硫酸アンモニウムを用いて、典型的には約60%の飽和で、実施されてもよい。好ましくは、この沈殿の前に、上清は約0.2μMの膜で濾過される。
工程(d)では、PEGは、好ましくはPEG−6000である。その最終濃度は、約5〜約25%(W/V)、特に約5〜約15%であってもよい。最初のラウンドは、好ましくは、硫酸アンモニウムの存在下で実施されてもよい。一般的に、硫酸アンモニウムは、約10%の飽和(9〜11%)であってもよい。典型的には、PEGは、約10%の最終濃度であってもよい。第二ラウンドは、好ましくは無機塩、典型的にはアルカリ金属塩、例えば塩化ナトリウム又は塩化カリウム、好ましくは塩化ナトリウムの存在下で実施することができる。塩は、約0.20M(0.19〜0.21の間)の最終濃度であってもよい。典型的には、PEGは、約12%の最終濃度であってもよい。温度は、約25〜約35℃、特に約28〜約32℃、典型的には約30℃が含まれてもよい。
工程(e)において、クロマトグラフィーは、DEAEセファロースを用いて実行してもよい。好ましくは、クロマトグラフィーの前に、再懸濁したペレット又は沈殿物は、約0.45μMのフィルターを通過させてもよい。
工程(f)において、ポリッシングは、残留した汚染物質、例えばエンドトキシン、HCP及びDNA等を除去するために実施される。これは、Q膜クロマトグラフィーを用いて実施され得る。
精製したメチオニナーゼは、その後、濃縮され、ダイアフィルトレーション(diafiltered)されてもよい。保存は、凍結乾燥及び約−80℃の貯蔵を介して実施されてもよい。本発明は、これより非限定的な例として挙げられる実施例の手段及び以下の図面を参照してより詳細に説明する。
欧州特許第0978560号明細書に記載された方法に従った、及び本出願に記載の改良された方法に従った、MGLを精製する方法の記述。欧州特許第0978560号明細書に記載された方法に行われた変形は、硫酸アンモニウムによる沈殿工程の後の工程に関する。 異なる濃度のピリドキシン(PN)を有するRC−MGL−PLP懸濁液のインキュベーション後の、PLPの赤血球内濃度(図2)及び細胞外濃度(図3)の比較。ピリドキシンの非存在下(0mM)、室温にて3時間及び24時間インキュベートしたRC−MGL−PLP懸濁液は、約3.9μMの基礎PLPレベルを有する。2mM及び4mMのピリドキシンと懸濁液とのインキュベーションは、3時間のインキュベーション後、赤血球内PLP濃度を8μMに上昇させる可能性を与え(薄い灰色のバー)、24時間のインキュベーション後には、かなり高いレベル(それぞれ11μM及び14μM)を達成する可能性を与える(濃い灰色のバー)。 異なる濃度のピリドキシン(PN)を有するRC−MGL−PLP懸濁液のインキュベーション後の、PLPの赤血球内濃度(図2)及び細胞外濃度(図3)の比較。ピリドキシンの非存在下(0mM)、室温にて3時間及び24時間インキュベートしたRC−MGL−PLP懸濁液は、約3.9μMの基礎PLPレベルを有する。2mM及び4mMのピリドキシンと懸濁液とのインキュベーションは、3時間のインキュベーション後、赤血球内PLP濃度を8μMに上昇させる可能性を与え(薄い灰色のバー)、24時間のインキュベーション後には、かなり高いレベル(それぞれ11μM及び14μM)を達成する可能性を与える(濃い灰色のバー)。 MGL−PLP複合体を有する赤血球(RCS)の薬物動態。RC−MGL−PLP2生成物は、3mg/mLのMGL及び〜30μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。RC−MGL−PLP3生成物は、3mg/mLのMGL及び〜125μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。RC−MGL−PLP4生成物は、5mg/mLのMGL及び33μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。RC−MGL−PLP5生成物は6mg/mLのMGL及び100μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。生成物の蛍光標識(CFSE)は、インビボでのRCのトレーサビリティを可能にする。マウスCD1に静脈内注射された生成物(生成物RC−MGL−PLP2、RC−MGL−PLP3とRC−MGL−PLP5は8mL/kg、生成物RC−MGL−PLP4は10mL/kg)は、120時間、すなわち、投与5日後、注射したRCが75%以上の生存率を有し、優れた安定性を有する。RC−MGL−PLP4生成物は、その生存率が、〜10日後に75%未満に低減する。 フリーのMGL酵素の薬動力学(pharmacodynamics)。MGL酵素は、二つの注射可能な生成物(MGL−L1とMGL−L2)を得るために、10μMのP5Pを補充したリン酸カリウム溶液を用いて希釈した。当該生成物は、1)生成物RC−MGL−PLP2と同じ酵素濃度、すなわち、0.45mg/mLのMGLと、2)RC−MGL−PLP2の2倍の濃度、すなわち、0.90mg/mLのMGLが得られるように製造された。両方の生成物は、注射6時間後、ピリドキシンの補充IVと共に、CD1マウスに静脈内(IV)投与される(8mL/kg)。血漿L−メチオニンレベルは、HPLC−MS−MSにより測定される。非処理のCD1におけるL−Metのレベルは68μMと評価された。これらの生成物MGL−L1及びMGL−L2の両方は、それらの投与後15分以内に急速に枯渇へと導かれるが、長い時間持続しない。 短期間のRC−MGL−のPLPの薬動力学。生成物RC−MGL−PLP2は、3mg/mLのMGL及び〜30μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。RC−MGL−PLP3生成物は、3mg/mLのMGL及び〜125μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。両生成物は、RC−MGL−PLP2を受け入れるマウスに投与6時間後、ピリドキシンのIV補充と共に、CD1マウスに静脈内(IV)投与される(8mL/kg)。血漿L−メチオニンレベルは、HPLC−MS−MSにより測定される。未処理CD1中のL−Metのレベルは82μMと評価された。両方の生成物RC−MGL−PLP2とRC−MGL−PLP3は、それらの投与後15分で急速な枯渇を導き、L−Metレベルがそれぞれ15.0±3.6μM及び22.7±1.5μMへと減少し、その後、35μMでより適度な枯渇を維持するが、48時間〜120時間の間、安定である。 長期のRC−MGL−PLPの薬動力学。生成物RC−MGL−PLP4(0.5mg/mL)は、5mg/mLのMGL及び33μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。生成物は、RC−MGL−PLP4を受け入れるマウスに投与6時間後、ピリドキシンのIV補充と共に、CD1マウスに静脈内(IV)投与される(10mL/kg)。血漿L−メチオニンレベルは、HPLC−MS−MSにより測定される。未処理CD1中のL−Metのレベルは68μMと評価された。生成物RC−MGL−PLP4は、投与後15分で急速に枯渇を導き、〜10μMのL−Metのレベルへと減少させ、その後、〜25μMでより適度な枯渇を維持するが、24時間〜48時間の間、安定である。 循環PLP酵素の残存活性。酵素MGLは、注射可能な生成物MGL−L2を得るために、10μMのP5Pを補充したリン酸カリウム溶液を用いて希釈した。生成物RC−MGL−PLP2は、3mg/mLのMGL及び〜30μMのPLPを含む懸濁液の溶解−再シール化によって得られる。生成物RC−MGL−PLP3は3mg/mLのMGL及び〜125μMのPLPのを含む懸濁液の溶解・再シール化によって得られる。生成物RC−MGL−PLP4は、5mg/mLのMGL及び33μMのPLPを含む懸濁液の溶解・再シール化によって得られる。生成物RC−MGL−PLP5は6mg/mLのMGL及び100μMのPLPを含む懸濁液の溶解・再シール化によって得られる。生成物は、CD1マウスに静脈内注射される(生成物MGL−L2、RC−MGL−PLP2、RC−MGL−PLP3及びRC−MGL−PLP5は8mL/kg、RC−MGL−PLP4は10mL)。注射されたMGL酵素(合計RCS)の残存活性は、実施例4に記載の方法に従ってMGLによって産生されるNH3を測定することによって決定される。
実施例1.メチオニンガンマリアーゼ(MGL)の取得及びを特徴付ける方法
株の生産及び高産生クローンの単離:シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)(GenBank:D88554.1)のMGLの天然配列は、(P.プチダから生産株の大腸菌へ、由来する配列を適合させるために)稀なコドンを変更することによって最適化した。他の変更は、翻訳開始状況を改善するために実施されている。最後に、サイレント突然変異は、コード配列中の推定の細菌プロモータの一部の3つのエレメントの削除を実施した(ボックス−35、ボックス−10及びポジション56の転写因子の結合部位)。生産株大腸菌HMS174(DE3)は、最適化された配列を含む発現ベクターpGTPc502_MGL(プロモーターT7)を用いて形質転換し、産生クローンを選択した。産生クローンは、GY培地+0.5%グルコース+カナマイシンを用いて37℃で6〜8時間(前培養1)及び16時間(前培養2)プレ培養される。
発酵:生産は、その後、光学密度0.02の前培養2から、攪拌、制御された圧力及びpHで、GY培地を用いて発酵槽において達成される。成長期(37℃)は、光学密度10になるまで実施し、発現誘導は、培養培地に1mMのIPTGを添加することにより28℃にて達成される。細胞沈殿物は、誘導20時間後に2つのフェーズで回収される:細胞培養液は、500kDaの中空糸を通過させた後、5〜10倍に濃縮され、次いで、細胞ペレットは15900×gandにて遠心分離で回収され、その後、−20℃で保存される。
精製:細胞ペレットは解凍され、溶解緩衝液(7v/w)中に懸濁される。溶解は、高圧均質化によって10℃において3工程で行われる(1工程は1000バール、その後の2工程は600バール)。細胞溶解物は、その後、10℃で0.2%PEIを添加して清澄化し、15900×gで遠心分離を実施する。可溶性画分は、その後、20時間かけて、6℃にて硫酸アンモニウム(60%飽和)で沈殿する前に0.2μmで滅菌される。二つの結晶化工程は、可溶化緩衝液を用いて再可溶化された沈殿に対して実施され、第一の結晶化工程は、10%(最終濃度)のPEG−6000及び10%飽和硫酸アンモニウムを添加することで実施され、第二の結晶化は、次に30℃にて最終濃度12%のPEG−6000及び0.2MのNaCl(最終濃度)を添加することで実現される。MGLタンパク質を含むペレットは、15900×gで遠心分離した後に各段階で回収される。MGLタンパク質を含むペレットは、可溶化緩衝液中で再懸濁され、2つの陰イオン交換クロマトグラフィー(DEAEセファロースFF)に投入される前に0.45μmのフィルターに通される。精製されたタンパク質は、その後、ポリッシング工程が行われ、別の汚染物質(エンドトキシン、HCP宿主細胞タンパク質、残存DNA)を除去するためのQ膜クロマトグラフィーカプセルを通過させる。最後に、精製されたMGLタンパク質は、40mg/mLに濃縮され、10kDaのカットオフタンジェンシャルフロー濾過カセットを使用して、製剤緩衝液中にてダイアフィルトレーションされる(diafiltered)。物質は、その後、バイアル当たり〜50mgのタンパク質に分注され、最終的に制御された圧力及び温度下にて凍結乾燥され、−80℃で保存された。
評価(Characterization):酵素の比活性は、実施例4に記載のように、産生されるNH3を測定することによって決定される。純度はSDS−PAGEにより決定される。水で溶解された後のPLPレベルは、実施例5に記載の方法に従って評価された。浸透圧は浸透圧計(マイクロ−スモメータールーザータイプ15)を用いて測定された。
以下の表は、MGLの1生産バッチの主な特徴を要約したものである:
製造方法の考察。実施例1に記載のMGLの精製方法は、欧州特許第0978560号明細書に記載の方法及び関連する文献(Takakura et al.,Appl Microbiol Biotechnol 2006)に基づいて確立される。この選択は、著者らの大規模生産に特に実用的であって、容易に適応できると記載されている結晶化工程の単純性及び頑強性(robustness)によって説明される。この工程は、溶解/清澄化後に得られるMGL溶液を加熱した後に、PEG6000及び硫酸アンモニウムの使用に基づき、PEG6000/硫酸アンモニウム工程を追加することによる不純物を除去することである。この工程の他の注目すべき点は、PEG6000を用いたMGL溶液の処置後の遠心分離を達成することによる不純物を除去する工程の間に、高い純度レベルを迅速に得ることができることである。不純物は、再度遠心分離ペレット中に見られ、MGLは、大部分が、上清の溶液中に見られる。この純度のために、セファクリルS200HRカラムのゲル濾過による精製工程に関連して、単一のクロマトグラフィー工程においてMGL溶液を陰イオン交換カラム(DEAE)に通過させて、精製タンパク質を得る可能性を提供する。
小規模試験に対する特許方法を場所に適用した場合、得られた結果が再現できないようであった。欧州特許第0978560号明細書によれば、不純物を除去する工程の終わりにて(PEG6000/硫酸アンモニウムでの処理及び遠心分離)、MGL酵素は、大部分が可溶性画分に見出され、遠心分離が、ペレット中の不純物の除去を引き起こす。欧州特許第0978560号明細書中に記載の方法に従って行われた小規模試験の間、MGLタンパクは、遠心分離ペレット中に、再び大部分が見出された(〜80%)。以下の表は、可溶性画分のSDS−PAGEゲル上での濃度測定によって評価されたMGLの割合を示している。
この予想外の結果は、従って、1)MGLを含む遠心分離ペレットから操作すること、2)DEAEカラムにロード後、不純物を除去することを改善する2つの連続した結晶化工程を実施すること、3)DEAEカラムのクロマトグラフィーを最適化すること、によって、特許された方法の最適化を導く。
この最後の工程に対し、DEAEセファロースFF樹脂は、試験緩衝液及びpH条件において最終的に十分強力な交換体ではないことが見出される。異なる追加の最適化試験の後、選択は、最終的に、1)方法の頑強性を改善するトリス緩衝液pH7.6を用いた初期の方法において使用されるリン酸緩衝液を置換すること、及び2)MGLを損なうことなく、エンドトキシンレベル及びタンパク質の純度を実質的に向上させるために、DEAEで第2パッセージ(passage)を実施すること、を指示する(Takakura et al.,2006の0.8EU/mg 対 改良方法の0.57EU/mg)。
最後に、大規模GMP生産の要件に適合した方法を得るために、膜Qを用いるポリッシング工程が、残留エンドトキシン及びHCPのレベルを減少させるために追加された。ポリッシングのこの最終工程は、工業規模の生産工程で使用することが困難な工程であるS200ゲル濾過クロマトグラフィーの実施(コスト及びクロマトグラフィーの時間)を回避する。
欧州特許第0978560号明細書の方法と同様に、本出願の方法の異なる精製工程は、図1に示されている。
以下の表は、提供される適用が、最初の方法で記載されたものと少なくとも同等の収率を有する精製方法を得ることを導くことを確認する可能性を提供する。
実施例2.マウス赤血球中のMGLとPLPの共カプセル化
CD1マウス(チャールズリバー)の全血を、血漿及びバフィーコートを除去するために4℃にて、10分間、1000×gで遠心分離する。RCを、0.9%NaCl(v:v)で3回洗浄する。凍結乾燥したMGLは78.7mg/mLの濃度で水に再懸濁し、MGL及びPLPの異なる濃度を含有する70%のヘマトクリット値を有する最終懸濁液を得るために、赤血球の懸濁液に添加する。懸濁液を120mL/時の流量で血液透析器にロードし、対向流として15mL/分の流速で低張液に対して透析した。次いで、懸濁液を高張液で再度シール化し、その後、37℃で30分間インキュベートした。0.9%NaCl、0.2%グルコースで3回洗浄した後、懸濁液を6%のBSAを補充したSAG−マンニトール保存液中に取り込んだ。得られた生成物はD0(調整後2時間以内)及びD1(すなわち、2〜8℃で〜18時間−24時間の保存後)で性質を調べる。血液学的特性は、獣医学オートマトン(veterinary automaton)(シスメックス、POCH−100iV)で得られる。
結果:
以下に挙げる別の研究では、完成した生成物中のMGL活性は、水溶液中のMGLの外部較正範囲に対し、実施例4に記載した方法を用いてアッセイされる。説明的な研究と組み合わせられたこれらの結果は、最終生成物におけるMGL活性が、該方法に導入される酵素の量と共に増加し、及び、良好な安定性を維持しながら最終生成物1mL当たり32IUのMGLまで容易にカプセル化可能であることを示す。
別の研究では、3つのマウスの完成した生成物RC−MGL−PLP1、RC−MGL−PLP2及びRC−MGL−PLP3は、以下の方法に従って調製された:
−RC−MGL−PLP1:3mg/mLのMGL及び〜30μMのPLPを含む懸濁液由来のMGL及びPLPの共カプセル化。最終生成物は、最終10μMのPLPを補充したSAGマンニトール、6%BSA中に取り込んだ。
−RC−MGL−PLP2:3mg/mLのMGL及び〜30μMのPLPを含む懸濁液由来のMGL及びPLPの共カプセル化。最終生成物は、SAGマンニトール6%BSA中に取り込んだ。
−RC−MGL−PLP3:この生成物は、3mg/mLのMGL及び〜124μMのPLPを含む懸濁液由来のMGL及びPLPの共カプセル化に由来する。最終生成物は、SAGマンニトール6%BSA中に取り込んだ。
第三の研究において、マウスの最終生成物RC−MGL−PLP4は、以下の方法に従って新しいバッチのMGLから調製された:
−RC−MGL−PLP4:5mg/mLのMGL及び〜35μMのPLPを含む懸濁液由来のMGL及びPLPの共カプセル化。最終生成物は、SAGマンニトール6%BSA中に取り込んだ。
最後に、第四の研究において、マウス生成物RC−MGL−PLP5は、以下の方法に従ってMGLの第三のバッチから調製された:
−RC−MGL−PLP5:6mg/mLのMGL及び〜100μMのPLPを含む懸濁液由来のMGL及びPLPの共カプセル化。最終生成物は、SAGマンニトール6%BSA中に取り込んだ。
D0(それらの調製後)における3つの最終生成物の血液学的及び生化学的特徴は、以下の表に詳述される。カプセル化の収率は良好であり、18.6%〜30.5%で変化する。
実施例3.工業的方法に従ったメチオニンガンマリアーゼ及びPLPをカプセル化するヒトRCの製造
白血球を除去したヒトRCのパウチ(「エタブリッセメント フランチャイス デュ サンウ(Etablissement Francais du Sang)」から提供)を、0.9%NaClで3回洗浄サイクル実施する(ワッシャ コーベ(washer Cobe)2991)。凍結乾燥MGLを0.7%NaClで再懸濁し、3mg/mLのMGL及び〜30μMのPLP(MGLの製剤に由来する)を含んだ、70%のヘマトクリット値を有する最終的な懸濁液を得るために、赤血球の懸濁液に添加される。懸濁液を均質化し、欧州特許第1773452号明細書に記載された方法に従ってカプセル化を実施する。再シール化された懸濁液は、その後、ほとんどの脆弱なRCを除去するために、室温で3時間インキュベートする。懸濁液を0.9%のNaCl、0.2%グルコース溶液(ワッシャ コーベ2991)を用いて3回洗浄し、次いで80mLの保存液(AS−3)で再懸濁する。カプセル化されたMGLレベルは、実施例4と同様にアッセイされる。
実施例4.RCにカプセル化されたMGLのアッセイ
細胞懸濁液(総RC)中の、及び上清中のMGL活性のアッセイは、MGLによって生成されるNH3の測定に基づく。NH3イオンは、ロシュ・ダイアグノスティックスによって市販されるキット(11877984)に従って、グルタミン酸脱水素酵素(GLDH)の酵素作用によって間接的にアッセイされる。
標準の準備:異なる濃度のMGL標準は、マトリックスで(全体又は上清RC)又は水溶液中で調製した。
・水溶液中の標準に対し、MGLは、pH7.2の100mMリン酸緩衝液中で、20μMのPLPの存在下、0〜12μgmLの様々な濃度で調製される。
・総RCマトリックス標準に対し、10μLのRC−LRは、260μMのPLPと、0〜100μg/mLの種々の濃度のMGLとを含む溶液の90μLを用いて溶解される。「全RC」標準は、次に、pH7.2の100mMリン酸緩衝液で20倍に希釈される。
・上清マトリックス基準に対し、RC−LRの上清10μLは、6.4μMのPLPと、0〜20μg/mLの種々の濃度のMGLとを含む溶液50μLで溶解される。
サンプルの前処理:アッセイされるサンプル(10μL)は、標準と同じ方法で前処理される(PLPと同一の希釈液を添加するが、MGLの添加なし)。
MGLのアッセイ:7.5μLの標準(STD)又はサンプルをUVプレートのウェルに導入する。緩衝溶液中のα−ケトグルタル酸、NADPH及びGLDHを含む94μLの試薬R1(ロシュキット)及び56μLの試薬R2(ロシュキット)は、サンプルの内因性NH3を除去するために添加される。インキュベーションの10分後、75μLの78.3mM L−メチオニンを導入し、反応混合物を30分間インキュベートする。NADPHからNADP+への分解は、連続的に340nmの光学密度を測定することによって追跡される。標準及びサンプルに対する、ΔOD/分の値は、340nmで得られるO.D.曲線の線形領域で計算される。較正曲線ΔOD/分=f(標準のMGL濃度又は活性)は、その後、プロットされる。回帰パラメータは、サンプル中のMGL濃度の決定を可能にする。この結果は、mg/mLで、又はIU/mLで表してもよい(バッチごとに評価される特定のMGL活性)。赤血球内MGLレベルは、次の式で計算することにより得られる:[MGL]赤血球内=([MGL]総合−([MGL]上清×(1−ヘマトクリット値/100))/(ヘマトクリット値/100)
実施例5.HPLC法による血液サンプル中のPLPのアッセイ
細胞懸濁液(総RC)中の、及び、上清中のPLPのアッセイは、Van de Kamp et al.Nutrition Research 15,415−422、1995に記載された方法の適応である。アッセイは、蛍光定量法(RF−10AXL機器、励起:300nm、発光:400nm)による検出で、RP−HPLC(島津製作所UFLC)を用いて実施される。サンプル中に含まれるPLPは、トリクロロ酢酸(TCA)を用いて最終6%で抽出した。遠心分離(15,000×g、10分間)後、上清を回収し、次いで移動相A中に希釈する。50μLのサンプル容量は、5μC−18ジェミニカラム、250×4.6mm(フェノメネクス社)に注入される。移動相Aは、33mMのリン酸二水素カリウム(monobasic potassium phosphate)と、PLPのシグナルを増感させるための亜硫酸水素ナトリウム(0.5g/L)を補充した8mMの1−オクタンスルホン酸ナトリウムと、33mMのリン酸二水素カリウム及び17%(v:v)の2−プロパノールからなる移動相Bと、からなる。使用した勾配は、移動相Bの増加する割合を有する移動相A(100%)であり、8分間にわたってBを0%から8%まで増加する。カラムを通過する流れは1mL/分で維持される。サンプル中のPLPの濃度は、サンプルと同じTCA処理対象のPLPの外部標準範囲によって決定される。PLPの保持時間は〜3.4分である。赤血球内PLPレベルは次の式で計算して得られる:[PLP]赤血球内=([PLP]総合−([PLP]上清×(1−ヘマトクリット値/100))/(ヘマトクリット値/100)
実施例6.MGLとPLPの共カプセル化によるRCのPLPレベルの増加
マウスRCの懸濁液は、実施例2に記載のMGL及びPLPをカプセル化する方法に従う。細胞内PLPのアッセイは、実施例5に記載の方法に従って実施される。
ヒトRCの懸濁液は、実施例3に記載のMGL及びPLPをカプセル化する方法に従う。室温でのインキュベーション工程前に、ヒトRC−MGL−PLPの部分は、実施例5に記載の方法に従って、細胞内PLPのアッセイを実施するためにサンプリングされる。
以下の表は、ヒト又はマウスの赤血球におけるPLPの生理的レベルと、MGLを用いた後者の共カプセル化によって達成されるレベルとを比較する。
実施例7.インビトロにおけるピリドキシンを用いたインキュベーションによるRC−MGL中のPLP濃度の増加の実証
ヒトRCの懸濁液は、実施例3に記載したMGLをカプセル化する方法に従う。インキュベーション工程の3時間前に、RCの一部を採取し、異なる濃度のピリドキシン(0mM、2mM及び4mM)で容量−容量インキュベーション用に3つに分離される。均質化後、これらの懸濁液を室温(RT)でインキュベートする。3時間及び24時間のインキュベーション後、細胞懸濁液、及び、上清のサンプル(10分間、4℃にて1000×gで懸濁液を遠心分離後に得られる)が調製され、実施例5に記載したようにHPLCによってPLP濃度を測定するために凍結される。
得られた結果は図2及び図3に示されている。
ピリドキシンの非存在下において、赤血球内のPLPレベルは3.9μMである(MGLとPLPの共カプセル化から得られるPLP)。このPLP濃度は、インキュベーションの3時間及び24時間後、一定のままである。PLP濃度のわずかな減少は24時間で観察され、インキュベーション終了時の溶血で説明できる細胞外PLPが同時に発生する。
ピリドキシンの存在下(2mM又は4mM)、RC−MGLは、3時間のインキュベーション後には2倍に(〜8μMのPLP)、24時間のインキュベーション後には用量効果の発生を有しながら、ほぼ3倍に増加した(2mM及び4mMのピリドキシン濃度それぞれに対して11μM及び14μM)赤血球内濃度を有するPLPへと増加する。これらの結果は、ピリドキシン(PN)とPLP依存PLP酵素をカプセル化しているRC懸濁液のインキュベーションは、長期持続するような方法で、細胞内のPLPレベルを増加させることが可能であることを示している。
実施例8.マウスにおけるMGL−PLPをカプセル化しているRCの薬物動態
マウス生成物RC−MGL−PLP2、RC−MGL−PLP3、RC−MGL−PLP4及びRC−MGL−PLP5をCFSE(蛍光)で標識し、CD1マウスに静脈内注射する。様々な時間後(3つの生成物に対してはD0+15分、D1、D2、D5、RC−MGL−PLP4に対しては追加的にD14とD28、及び、RC−MGL−PLP5生成物に対してはD14)、マウスを屠殺し、血液をリチウムヘパリン酸塩(heparinate)管に回収し、薬物動態を決定するために光から離して+4℃で維持した。全血中のCFSEで標識した赤血球の割合はフローサイトメトリー法によって決定される。5μLの全血、を1mLのPBS 0.5%BSA中に希釈し、各サンプルはトリプリケートで実施される(FL−1で10,000個の細胞の計数;サイトメーターFC500、ベックマン・コールター)。MGLが充填された赤血球の生存率の評価は、異なる時間に、CFSEで標識したRCの割合を、T0+15分(100%コントロール)にCFSEで標識したRCの割合へ加えることで得られる。各時間に対し、異なる得られた割合は、グラフ上にコピーされ(図4)、循環しているMGLが充填されたRCの割合、対、時間を示している。
異なる時点での循環する血液中のCFSEで標識されたRCの割合の決定は、注射後120時間後まで、マウスのインビボにおいて、4つの生成物の優れた安定性を示している(それぞれ83.5±0.6%、94.7±0.6%、87.3±5.6%及び76.8±1.3%の生存率)。生成物RC−MGL−PLP4に対し、29日間の薬物動態学的研究は、MGLをカプセル化している赤血球の半減期は〜12.6日であることを示した。
実施例9.24時間におけるL−メチオニンの枯渇
実施例2で調製され、特徴づけられたマウス生成物RC−MGL−PLP1、RC−MGL−PLP2及びRC−MGL−PLP3は、8mL/kgの投与量でCD1マウスに静脈内注射される。6時間後、〜0.09mgのピリドキシン(すなわち、2.9mMピリドキシン塩酸溶液150μL)は、RC−MGL−PLP2を受け入れたマウスに注射された。L−Metの血漿レベルは、HPLC−MS−MSにより24時間時点で評価された(Piraud M.et al.,Rapid ComMun.Mass Spectrum.19,3287−97,2005)。以下の表は、注射したマウスの種々の群で得られた枯渇を示している。
L−Metの血漿レベルは、コントロールマウスにおいて82.7±22.5μMであると評価された。低PLP濃度と共にカプセル化されたMGLを含む生成物RC−MGL−PLP1は、生成物の投与24時間後、44%のL−Met枯渇を導く。我々は、生成物の保存液に添加されたPLPは、酵素MGLには利用可能ではないという仮説を提唱する。なぜなら、1)それは大部分が保存液中に存在するBSAに結合し、2)それは、RCの膜を通過できないためである。
結果は、ピリドキシンのIV注射(RC−MGL−PLP2)、又は、より強力な濃度のPLPのカプセル化のいずれかによる、赤血球中のPLPのより多くの結果の提供が、〜1.5倍L−Met枯渇が得られる可能性が高いことを示す(それぞれ73%及び64%の枯渇)。
実施例10.RC−MGLの薬力学
そのフリーの形態のMGL酵素が、8mL/kgの投与量でCD1マウスに静脈内注射される。2つのシリーズの注射は、第一に0.45mg/mLの酵素濃度で(生成物MGL−L1)、第二に2倍の濃度(0.90mg/mL;生成物MGL−L2)で実施された。注射6時間後、〜0.09mgのピリドキシン(すなわち、150μLの2.9mMピリドキシン塩酸溶液)を、MGL−L1及びMGL−L2を受け入れたマウスに注射される。L−Metの血漿レベルは、MGL−L1の注射の15分後、24時間後、48時間後及び120時間後に、並びに、MGL−L2の注射の15分後、24時間後、48時間後、120時間後及び144時間後にHPLC−MS−MSによって評価される。図5は、注射したマウスの種々の群で得られた枯渇を示している。
結果は、両方の実験群で、非常に強力なL−メチオニン枯渇(〜4μM)及び迅速なオーバータイム(注射15分後)を示した。しかしながら、このP5Pの初期供給(希釈液に存在するが、水に取り込まれた酵素の製剤中にも存在する)及びRC−MGL−PLP2生成物に実施されるものと同一のビタミンB6の補給に関わらず、この枯渇は一過性であり、経時的に維持されず、L−メチオニンレベルは、注射24時間後にコントロール値へと回復する。フリーのMGLの活性は、従って、注射の15分〜24時間後に消失し、おそらく循環している酵素の迅速な除去によるものである。
第二フェーズでは、実施例2のように調製され、特徴づけられたマウス生成物RC−MGL−PLP2及びRC−MGL−PLP3は、8mL/kgの投与量でCD1マウスに静脈内注射される。6時間後、〜0.09mgのピリドキシン(すなわち、150μLの2.9mMピリドキシン塩酸溶液)がRC−MGL−PLP2を受け入れたマウスに注射される。L−Metの血漿レベルは、HPLC−MS−MSにより、注射15分後、24時間後、48時間後、及び120時間後に評価される。図6及び以下の表は、注射したマウスの種々の群で得られた枯渇を示す。
結果は、両方の実験群において、L−メチオニン枯渇が〜35μMで安定し、経時的に維持されることを示している(注射48時間〜120時間後)。これらの結果は、PLP又はその前駆体(ビタミンB6)の補充が、マウスにおいて、注射後少なくとも120時間、RCにカプセル化されたMGLの活性を維持する可能性を与えることを示している。指標としての、様々な生成物の注射24時間後及び120時間後における血漿中のL−メチオニン濃度(MGLのフリー形態又はPLPを有する赤血球共カプセル化された形態)は、以下の表に示されている:
120時間以上の経時的な薬力学を評価するために、最終生成物中において、0.5mg/mLの酵素のカプセル化されたMGL濃度を有するマウスの生成物RC−MGL−PLP4が、10mg/kgの用量でCD1マウスへ静脈内注射される。6時間後、〜0.09mgのピリドキシン(すなわち、150μLの2.9mMピリドキシン塩酸溶液)が、RC−MGL−PLP4を受け入れたマウスに注射される。L−Metの血漿レベルは、HPLC−MS−MSによって評価される。図7は、注射15分後、D1、D2、D5、D14及びD28に得られた枯渇を示す。
結果は、有意なL−メチオニンの枯渇(コントロールに対して〜10μM 対 〜68μM)及び経時的な急速な枯渇(注射15分後)を示している。しかしながら、この枯渇は、RC−MGL−PLP4注射後、24時間〜48時間に、〜25μMの値で安定し、約12日目で最終的にコントロール値となるように5日後に〜40μMまで増加する。
最終的に、注射されたMGL酵素の残存活性は、PLPの存在下で、実施例4に記載したアッセイ法によって決定される。以下の図8は、フリーの酵素MGL−L2、様々な生成物RC−MGL−PLP及びTPL酵素(文献からのデータ)に対する、残存活性対時間を示している。
結果は、マウス赤血球にMGLをカプセル化することによって、24時間で強い酵素活性を保持する可能があることを示す(〜60〜100%の間の残存活性)。この残留活性は、48時間でわずかに減少し(〜35〜100%)、120時間まで、すなわち、注射の5日後まで、〜20及び〜65%に含まれる値で、維持される。フリー形態におけるMGLの残存活性は、24時間でほぼゼロになるように、注射の最初の数分後に大幅に低下する(残存活性<10%)。比較すると、フリー形態で注射されたTPLの残存活性は、グラフ上に及び注射5時間後でコピーされ、後者は高々37%である(Elmer et al.,1978)。残存活性の測定は、明らかに、それらの酵素活性を維持するために、赤血球中にPLP酵素がカプセル化されることの利点を示している。

Claims (25)

  1. 赤血球及び医薬的に許容される溶媒を含む医薬組成物であって、前記赤血球が、PLP依存性酵素(ピリドキサールリン酸)及びPLPをカプセル化している、医薬組成物。
  2. 前記赤血球中にカプセル化された及び/又は前記赤血球外に存在するPLPの非リン酸塩前駆体をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  3. PLP前駆体の非リン酸塩形態として、ピリドキサール、ピリドキシン及び/又はピリドキサミンを含む、請求項2に記載の組成物。
  4. さらに、赤血球中にカプセル化された、PLPリン酸塩前駆体を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. PLPリン酸塩前駆体として、PNP(ピリドキシンリン酸)及び/又はPMP(ピリドキサミンリン酸)を含む、請求項4に記載の組成物。
  6. 前記赤血球1mL当たり0.01〜30、好ましくは0.05〜10mgのPLP依存性酵素を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
  7. 赤血球1リットル(L)当たり、0.05〜600、特に0.5〜100、好ましくは5〜50μmolのカプセル化されたPLP及び/又はPNP(ピリドキシンリン酸)及び/又はPMP(ピリドキサミンリン酸)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. さらにピリドキシンキナーゼ(PNキナーゼ)、ピリドキシンリン酸オキシダーゼ(PNP−オキシダーゼ)、及び/又はPLPホスファターゼ阻害剤を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. PLP依存性酵素として、メチオニナーゼ、チロシンフェノールリアーゼ、チロシンアミノトランスフェラーゼ又はシスタチオニンβシンターゼを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 薬物としての、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。
  11. 赤血球と医薬的に許容される溶媒とを含む組成物であって、前記赤血球が、一方で、PLP依存性酵素をカプセル化しており、他方で、同時、個別又は逐次投与のためのビタミンB6の非リン酸塩形態をカプセル化している、請求項10に記載の組成物。
  12. 抗癌剤として、特にメチオニン栄養要求性の腫瘍細胞を含む癌に対するものである、又はホモシスチン尿症若しくは高ホモシステイン血症若しくは関連する心臓血管疾患の治療を可能にする薬剤として、メチオニナーゼを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  13. 抗癌剤として、特にチロシン栄養要求性の腫瘍細胞を含む癌に対するものである、チロシンフェノールリアーゼを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  14. リヒナー−ハンハルト(Richner−Hanhart)症候群(タイプIIのチロシン血症)に対する薬剤としての、チロシンアミノトランスフェラーゼを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  15. ホモシスチン尿症若しくは高ホモシステイン血症若しくは関連する心臓血管疾患の治療を可能にする薬剤として、シスタチオニンβシンターゼを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  16. PLP依存性酵素、医薬的に許容される溶媒、及びピリドキサールリン酸(PLP)及び任意にPLPのリン酸塩若しくは非リン酸塩前駆体をカプセル化する赤血球を含む医薬組成物を調製する方法であって、前記は以下の工程:任意に、生理的緩衝液で1回又は複数回赤血球ペレットを洗浄及び遠心分離する;赤血球の懸濁液を低張液媒体と接触させて、赤血球膜に孔を開けさせる:赤血球の懸濁液を、孔を開ける前又は後に、PLP依存性酵素と接触させる;前記酵素が赤血球に入る;孔は、高張緩衝液を用いて閉じられ、再シール化された赤血球の懸濁液は回収される;任意に、前記赤血球の懸濁液は、最も脆弱な赤血球を除去するためにインキュベートされる;赤血球の懸濁液を、保存液で洗浄して、調製する;を含み、ここで、前記方法が:
    −PLP及び/又は存在する場合、リン酸塩PLP前駆体は、PLP依存性酵素と共カプセル化され、
    −存在する場合、非リン酸塩PLP前駆体は、孔を開ける前又は後に赤血球の懸濁液に添加され、及び/又は、
    −存在する場合、非リン塩PLP前駆体は、インキュベーション中又は保存液へ添加される、
    方法。
  17. PLPがPLP依存性酵素と共カプセル化され、少なくとも1つの非リン酸塩前駆体が、孔を開ける前及び/又は後に赤血球の懸濁液へ、及び/又はインキュベーション中に及び/又は保存液へ、添加される、請求項16に記載の方法。
  18. 非リン酸塩前駆体がピリドキシンである、請求項17に記載の方法。
  19. 必要とする患者において、血漿若しくは循環メチオニンを枯渇する又は減少させる治療的処置方法であって、請求項1〜15のいずれか1項に記載の組成物の有効量を投与することを含む、方法。
  20. メチオニナーゼを産生するための方法であって、以下の工程:
    (a)メチオニナーゼを産生するように形質転換された細菌を培養し、培養物を遠心分離し、ペレットを回収すること、
    (b)溶解緩衝液に前記ペレットを懸濁して細菌細胞を溶解し、遠心分離して、上清を回収すること、
    (c)沈殿剤で前記上清を処理し、沈殿して、ペレットを回収すること、
    (d)約25〜40℃を含む温度にて、PEGを使用して、ペレットに2ラウンドの結晶化又は沈殿化を適用し、ペレットを回収すること、
    (e)可溶化緩衝液中にペレットを懸濁し、陰イオン交換クロマトグラフィーに2ラウンド実施し、メチオニナーゼの溶液を回収すること、
    (f)メチオニナーゼの溶液をクロマトグラフィーによるポリッシング工程にかけ、精製したメチオニナーゼ溶液を回収すること、
    を含む方法。
  21. 前記工程(b)において、溶解した後、及び遠心分離の前に、細胞溶解物は、カチオン性凝固剤、好ましくはポリエチレンイミンを使用して清澄化する、請求項20に記載の方法。
  22. 前記工程(c)において、沈殿は、硫酸アンモニウムを用いて実施される、請求項20又は21に記載の方法。
  23. 前記工程(d)において、PEGがPEG−6000である、請求項20〜22のいずれか1項に記載の方法。
  24. 前記工程(d)において、PEG沈殿の第一ラウンドが、硫酸アンモニウムの存在下で実施され、及び、PEG沈殿の第二ラウンドが、無機塩の存在下で実施される、請求項20〜23のいずれか1項に記載の方法。
  25. 前記工程(e)において、クロマトグラフィーが、DEAEセファロース上で実施される、請求項20〜24のいずれか1項に記載の方法。
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