JP2018515449A - 組換え抗体分子の単量体化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)尿素及び/又は塩酸グアニジンから選択される変性剤で組成物を処理する変換ステップ;
b)ステップa)が、還元剤の存在下で、又は還元剤との処理後に実施されることを含む、
抗体分子が、1つのVH及び1つのVLを含む目的の抗原に対する特異性を有する少なくとも1つのFvを含み、ここで、該VH及びVLは、1つ以上のリンカーを介して直接的又は間接的に連結され、それらの間のジスルフィド結合によって安定化されることを特徴とする、組換え発現された抗体分子の組成物中の単量体のパーセンテージを増加させる方法が提供される。
本明細書中で使用される用語多量体又は多量体形態は、ドメインの全てが、正しく折り畳まれ、対合する、2つ以上の抗体単量体からのドメインからなる抗体形態を指す。例えば、多量体は、2つ以上の抗体単量体から形成され得、各VHドメインは、VLドメインと対になって、図9のFab−dsFvについて示されるように、相補的Fv領域を形成する。
本明細書中で使用されるチオールは、エンティティー−SHを含む基を指す。
・VH37 + VL95C、例えば、Protein Science 6, 781−788 Zhuら(1997年)参照;
・VH44 + VL100、例えば、Biochemistry 33 5451−5459 Reiterら(1994年);又はJournal of Biological Chemistry Vol. 269 No. 28 pp.18327−18331 Reiterら(1994年);又はProtein Engineering, vol.10 no.12 pp.1453−1459 Rajagopalら(1997年)参照;
・VH44 + VL105、例えば、J Biochem. 118, 825−831 Luoら(1995年)参照;
・VH45 + VL87、例えば、Protein Science 6, 781−788 Zhuら(1997年)参照;
・VH55 + VL101、例えば、FEBS Letters 377 135−139 Youngら(1995年)参照;
・VH100 + VL50、例えば、Biochemistry 29 1362−1367 Glockshuberら(1990年)参照;
・VH100b + VL49;
・VH98 + VL46、例えば、Protein Science 6, 781−788 Zhuら(1997年)参照;
・VH101 + VL46;
・VH105 + VL43、例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 90 pp.7538−7542 Brinkmannら(1993年);又は Proteins 19, 35−47 Jungら(1994年)参照;
・VH106 + VL57、例えば、FEBS Letters 377 135−139 Youngら(1995年)参照
及び分子内に位置する可変領域対におけるそれに対応する位置(複数可)。
a)式(I):VH−CH1−X−V1のポリペプチド鎖;及び
b)式(II):VL−CL−Y−V2のポリペプチド鎖;
ここで、VHは、重鎖可変ドメインを表し;
CH1は、重鎖定常領域、例えばそのドメイン1を表し;
Xは、結合又はリンカーを表し;
Yは、結合又はリンカーを表し;
V1は、dsFv、sdAb、scFv又はdsscFvを表し;
VLは、軽鎖可変ドメインを表し;
CLは、軽鎖定常領域由来のドメイン、例えばCκを表し;
V2は、dsFv、sdAb、scFv又はdsscFvを表し、
ここで、V1及びV2の少なくとも1つは、dsscFvである。
本明細書中で用いられる「ジスルフィド安定化可変断片」又は「dsFv」は、VHとVLの間のペプチドリンカーを含まない一本鎖可変断片を指し、VHとVLの間のドメイン間ジスルフィド結合によって代わりに安定化される。
本明細書中で用いられる「単一ドメイン抗体」又は「dsAb」は、VH又はVL又はVHHなどの単一の単量体可変抗体ドメインからなる抗体断片を指す。
抗体フォーマットの例を、図18に示す。
1つの態様において、抗体は、血清アルブミンに特異的な結合ドメインを含む。
N末端からの配列において、第1の重鎖可変ドメイン(VH1)、CH1ドメイン及び第2の重鎖可変ドメイン(VH2)を含む重鎖;
N末端からの配列において、第1の軽鎖可変ドメイン(VL1)、CLドメイン及び第2の軽鎖可変ドメイン(VL2)を含む軽鎖を含み、
ここで前記重鎖及び軽鎖は、VH1及びVL1が第1の抗原結合部位を形成し、VH2及びVL2は、第2の抗原結合部位を形成するように配列され、
第1の抗原結合部位によって結合される抗原は、ヒトOX40であり、第2の抗原結合部位によって結合される抗原は、ヒト血清アルブミンであり、特に
重鎖の第1の可変ドメイン(VH1)は、CDR−H1について配列番号1で示される配列、CDR−H2について配列暗号2で示される配列及びCDR−H3について配列番号3で示される配列を含み、軽鎖の第1の可変ドメイン(VL1)は、CDR−L1について配列番号4で示される配列、CDR−L2について配列番号5で示される配列、CDR−L3について配列番号6で示される配列を含み、
第2の重鎖可変ドメイン(VH2)は、配列番号11で示される配列を有し、第2の軽鎖可変ドメイン(VL2)は、配列番号12で示される配列を有し、及び
第2の重鎖可変ドメイン(VH2)及び第2の軽鎖可変ドメイン(VL2)は、ジスルフィド結合によって結合される。
CHO発現及びA26Fab−645dsFvの清澄化
ヒトOX40及び軽鎖配列A26 Fab Light−(3xG4S)−645dsFv(gL4)(配列番号16)及び重鎖配列A26 Fab Heavy−(G4S、G4T、G4S)−645dsFv(gH5)(配列番号15)を有する血清アルブミンに結合する構築物は、安定なジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)欠損チャイニーズハムスター卵巣細胞株(CHO DG44)において発現された。これは、選択可能なマーカーとしてのDHFRに対する遺伝子及び生成物をコードする遺伝子の両方を含むプラスミドベクターを用いた製造業者の指示に従って、Nuclefector(Lonza)を使用してトランスフェクションによって生成された。トランスフェクトされた細胞は、ヒポキサンチン及びチミジンを欠く培地中、及びDHFR阻害剤メトトレキサートの存在下で選択された。
清澄化されたCHO上清を、必要なスケールに応じたカラムサイズの範囲で充填された9.4mlのHiScreen(連続した2つのカラム)MabSelectクロマトグラフィー樹脂に適用した。カラムは、Delbeccos Phosphate Buffered Saline (PBS)pH7.4又は100mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl pH7.4中で平衡化した。充填後、PBS平衡緩衝液でカラムを洗浄した。次に結合した物質を、pH3.4で0.1Mクエン酸ナトリウム緩衝液で溶出した。回収された溶出ピークを、2MのTris/HCl pH8.5で約pH7にpH調整した。pH調整された溶出を、10kDaの分子量カットオフ遠心分離濃縮機又は接線流限外ろ過膜を使用して、pH7.4のPBSリン酸緩衝液に緩衝液交換した。
還元剤のみ
フィードは、例1に記載のように精製された抗体、濃度1g/L及び15%単量体であった。実験は、エッペンドルフ(Eppendorf)中、室温で、1mLのフィード容積で行った。使用した還元剤は、50mMのβ−meaであった。分析を実施する前に、サンプルを、PBSで緩衝液交換して還元剤を除去した。
単量体のパーセンテージを、0〜23時間にわたって分析した。
フィードは、例1で提供される精製された抗体、濃度1.1g/L及び14%単量体であった。
3M尿素を変性剤として使用し、還元剤として50mMβ−meaを使用した。尿素を最初にフィードに添加し、続いて還元剤を添加した。還元剤の添加後、時間点はβ−meaの添加直後(標識された0時間)の最初の5時間までサンプリングした。すべてのサンプルを緩衝液交換し、次にSE UPLCで分析した。実験は、室温で行った。
結果を表2に示す。
HMWS=高分子量種
SE−HPLC分析を使用して、単量体%及び単量体量を決定した。図1も参照。
多量体種を単量体に変換するための最適条件を同定するために、スクリーニング試験を変性剤及び還元剤の濃度を変化させて実施した。例1で提供されるように、フィードは精製抗体であった。各実験は、室温で、1200rpmの混合速度、1.1g/Lのフィード濃度及び5mLのサンプル容積で実施した。尿素を最初にフィードに添加し、すぐには還元剤を加えた。時間経過サンプルを、0〜5時間で採取した。サンプルを、変換ステップの終わりに、−20℃ですぐに凍結した。1日後、サンプルを、0.22μmろ過し、SE UPLCによって分析した。変性剤及び還元剤が依然として存在するので、変換反応は、分析まで継続した。試験された変性剤は、尿素及び塩酸グアニジン(GuHCl)であった。
10mMβ−meaを有する1Mグアニジンは、最も高い単量体収率を与えた(図2B参照)。
81%単量体を、3M尿素及び50mMβ−meaサンプルにおいて見た(図2C参照)。10mMのβ−meaのみでさえ、77%単量体が、3M尿素サンプルで見られた(図2C)。1M尿素サンプルは、3M尿素サンプルと比較して、単量体%の有意な増加を依然として有したが、%単量体の低下があった。
尿素変換の時間的経過研究を、SE UPLCカラムで実施した。フィードは、例1で提供されるように精製抗体であった。2つのサンプルを、1.5mLバイアル中で調製し、SE UPLCカラムに流した。尿素を最初にフィードに添加し、すぐに還元剤を加えた。時間点は40分毎で行った。サンプルの条件は、以下の通りであった:
・0.5g/Lのフィード濃度、20mMのβ−mea濃度、pH8.6、4M尿素濃度
・5.0g/Lのフィード濃度、100mMのβ−mea濃度、pH5.4、4M尿素濃度。
サンプルコンパートメントの温度を10℃に設定し、これは、室温での反応に関し、反応の速度を低下させるであろう。SE−UPLC分析から得られた結果を、図3に示す。
β−meaを還元剤として、尿素を変性剤として用いる変換ステップの最適条件を見出すために、変換反応に最も大きな効果を有すると考えられるパラメータを検討した。これらは、フィード濃度、尿素濃度、β−mea濃度及びpHであった(表3参照)。フィードは、例1で提供されるように精製抗体であった。フィード材料は、15%単量体を含み、全ての変換ステップで使用される時間は、5時間であった。尿素を最初にフィードに添加し、すぐに還元剤を加えた。
実験設計を表5に示す。
単量体%を最大にするための最適条件は、最も高い還元剤濃度(100mMβ−mea)及び最も高い変性剤濃度(4M尿素)であった。
尿素濃度は、単量体%に対して強い正の効果を有した。β−mea濃度は、単量体%に対してより弱い効果を有した。パラメータ範囲のこの第1のスクリーニングから、さらなる範囲を続く第2スクリーニングのために選択した。これらは、β−mea濃度について80〜150mM及び尿素濃度について2.5〜5Mであった。これらの範囲は、タンパク質が一本鎖形成を妨げる限界であるため選択された。
単量体収率を最大限にするための最適条件を見出すために、第2のパラメータ範囲スクリーニングを、例4から有望な範囲を選択することにより実施した。第2のスクリーニングのために選択された範囲を、表7に示す。
この研究で得られた結果を表8に示す。
上記例5に見られる60%の単量体収率のための実験空間にわたるスイートプロットを、図6に示す。
4.7M尿素及び115mMβ−meaを使用する表9の実験5からの変換ステップの前後のサンプルのSE−UPLCクロマトグラムを、図7及び図8に示す。
CHO発現及びA26Fab−645dsFvの清澄化は、例1の通りに実施され、2Lスケール実験のフィードとして清澄化培養液を提供した。変換実験は、2Lの変換用量を使用して、2L発酵容器で実施した。抗体の濃度は、2.2g/Lであり、そのうちの30%が単量体であった。実験条件を表10に示し、変換ステップを17時間実施した。実験において、還元剤β−meaを最初に加え、続いて尿素を加えた。サンプルをSE UPLCで分析した。
変換ステップのロバストな条件を同定し、これは次の通りであった:4.5〜4.9M尿素、95〜135mMβ−mea、6時間、フィード濃度2.75g/L。
最もロバストな条件を、次の通りであることを確認した:4.7M尿素、115mMβ−mea、6時間、フィード濃度2.75g/L。
Claims (27)
- a)尿素及び/又は塩酸グアニジンから選択される変性剤で組成物を処理する変換ステップ;
b)ステップa)が、還元剤の存在下で、又は還元剤との処理後に実施される、
ことを含む、
抗体分子が、1つのVH及び1つのVLを含む目的の抗原に対する特異性を有する少なくとも1つのFvを含み、ここで、該VH及びVLは、1つ以上のリンカーを介して直接的又は間接的に連結され、それらの間のジスルフィド結合によって安定化されることを特徴とする、組換え発現された抗体分子の組成物中の単量体のパーセンテージを増加させる方法。 - 前記還元剤が、グルタチオン(GHS)、エチルスルファイト、2−メルカプトエタノール(BME)、2−メルカプトエチルアミン(BMEA)、システイン−HCl及びジチオスレイトール(DTT)を含む群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記還元剤が、2−メルカプトエタノール(BME)及び2−メルカプトエチルアミン(BMEA)、特に2−メルカプトエチルアミンから選択される、請求項2に記載の方法。
- 前記2−メルカプトエチルアミンは、10〜150ミリモルである、請求項3に記載の方法。
- 前記2−メルカプトエチルアミンは、50〜150ミリモルである、請求項4に記載の方法。
- 前記2−メルカプトエチルアミンは、95〜135ミリモル、例えば、110〜120ミリモルである、請求項5に記載の方法。
- 前記変性剤は尿素であり、1〜5モルの濃度である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記尿素は、3〜5モルの濃度である、請求項7に記載の方法。
- 前記尿素は、4.5〜4.9モル、例えば4.7モルの濃度である、請求項8に記載の方法。
- 前記変性剤は、塩酸グアニジンであり、1〜2モルの濃度である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ステップa)は、2〜70時間、例えば3〜50時間、例えば4〜25時間、特に4〜6時間、例えば6時間の範囲の期間実施される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、室温で実施される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記抗体は、0.5g/L〜5g/Lの範囲の濃度である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変換ステップは、付随する撹拌の存在下で実施される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 撹拌速度は、100〜1200rpmの範囲である、請求項14に記載の方法。
- 下流精製のさらなるステップを含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 下流処理は、ステップクロマトグラフィーを含む、請求項16に記載の方法。
- 1つ以上のリンカーを介して直接的又は間接的に結合され、それらの間のジスルフィド結合によって安定化されるVH及びVLは、抗原結合部位を形成する相補的VH/VL対である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記VH及びVLは、リンカーを介して直接結合される、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
- 前記抗体は、dsscFv、Fab−2xdsscFv、Fab−dsscFv−dsFv、 Fab−dsscFv−sdAb、Fab−dsscFv−scFv及びFab−dsscFvから選択される、請求項19に記載の方法。
- 各VH及びVLは、第2の抗体を介してVH及びVLを間接的に結合するリンカーを含む、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
- 前記抗体は、Fab−dsFvである、請求項21に記載の方法。
- 前記抗体は、ヒトOX40及びヒト血清アルブミンに結合する二重特異性抗体融合タンパク質であって:
N末端から順に、第1の重鎖可変ドメイン(VH1)、CH1ドメイン及び第2の重鎖可変ドメイン(VH2)を含む重鎖、
N末端から順に、第1の軽鎖可変ドメイン(VL1)、CLドメイン及び第2の軽鎖可変ドメイン(VL2)を含む軽鎖、
を含み、
ここで、該重鎖及び軽鎖は、VH1及びVL1が第1の抗原結合部位を形成し、VH2及びVL2が第2の抗原結合部位を形成するように整列され、
第1の抗原結合部位によって結合される抗原は、ヒトOX40であり、第2の抗原結合部位によって結合される抗原は、ヒト血清アルブミンである、
請求項22に記載の方法。 - 前記重鎖の第1の可変ドメイン(VH1)は、CDR−H1について配列番号1で示される配列、CDR−H2について配列番号2で示される配列及びCDR−H3について配列番号3で示される配列を含み、軽鎖の第1の可変ドメイン(VL1)は、CDR−L1について配列番号4で示される配列、CDR−L2について配列番号5で示される配列及びCDR−L3について配列番号6で示される配列を含み、
ここで第2の重鎖可変ドメイン(VH2)は、配列番号11で示される配列を有し、第2の軽鎖可変ドメイン(VL2)は、配列番号12で示される配列を有し、及び
第2の重鎖可変ドメイン(VH2)及び第2に軽鎖可変ドメイン(VL2)は、ジスルフィド結合によって結合される、
請求項23に記載の方法。 - 抗体分子の多量体種を単量体に変換するための2−メルカプトエチルアミン並びに尿素及び塩酸グアニジンから選択される変性剤を含む組成物であって、該抗体分子は、1つのVH及び1つのVLを含む目的の抗原に対して特異性を有する少なくとも1つのFvを含み、該VH及びVLは、1つ以上のリンカーを介して直接的又は間接的に結合され、それらの間のジスルフィド結合によって安定化される、上記組成物。
- 前記尿素は、3〜5モルであり、2−メルカプトエチルアミンは、80〜150ミリモルである、請求項25に記載の組成物。
- 抗体分子の多量体種を単量体に変換するための2−メルカプトエチルアミン並びに尿素及び塩酸グアニジンから選択される変性剤を含む組成物の使用であって、該抗体分子は、1つのVH及び1つのVLを含む目的の抗原に対して特異性を有する少なくとも1つのFvを含み、ここで、該VH及びVLは、1つ以上のリンカーを介して直接的又は間接的に連結され、それらの間のジスルフィド結合によって安定化される、上記使用。
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