JP2019518473A - Il−17a、il−17f、および他の炎症誘発性分子に対する三重特異的抗体 - Google Patents

Il−17a、il−17f、および他の炎症誘発性分子に対する三重特異的抗体 Download PDF

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Abstract

本発明は、バイオテクノロジの分野に関し、ヒトIL−17A、ヒトIL−17F、およびヒト炎症誘発性分子(特にTNFα)に高い親和性で特異的に結合するモノクローナル三重特異的結合分子を提供する。本発明はまた、前記結合分子をコードするDNA構築体、関連する発現ベクターおよび生産方法、ならびに前記結合分子を用いる処置方法に関する。

Description

免疫系の主な機能は、細菌またはウイルス等の感染、および癌病変から体を保護することである。免疫応答は、炎症、すなわち免疫細胞の蓄積を体系的に、または体の特定の部分に含む。免疫系の細胞として、いくつかのタイプの骨髄細胞およびリンパ系細胞、例えば単球、マクロファージ、樹状細胞、好酸球、T細胞、B細胞、および好中球が挙げられる。感染または異物に応答して、免疫細胞は、サイトカインとして知られているシグナル伝達タンパク質を分泌し、これが次に、免疫細胞の増殖、発達、分化、および/または移動を調節する。いくつかの場合において、免疫応答は、病理学的過程、例えば自己免疫疾患をもたらす場合がある(例えば、Abbas et al.(eds.)(2000)Cellular and Molecular Immunology,W.B.Saunders Co.,Philadelphia,Pa.;Oppenheim and Feldmann(eds.)(2001)Cytokine Reference,Academic Press,San Diego,Calif.;von Andrian and Mackay,New Engl J Med 343:1020−1034(2000);Davidson and Diamond,New Engl J Med 345:340−350(2001)参照)。
CD4+Т細胞は、免疫応答において中心的な役割を果たしており、適応免疫系または自然免疫系の他の細胞を補助している。初期の研究では、CD4+Т細胞の2つのクラス(Th1およびTh2)が同定されていた。近年、CD4+T細胞の新しいサブセット、Th17細胞が同定された。Th17細胞は、Th1細胞およびTh2細胞が保護を実現しない細胞外細菌、ならびに一部の真菌および細菌からの宿主の保護を強化することに特化した、適応免疫系の支流として出現した。
Th17細胞は、現在6メンバー(IL−17A〜F)からなるサイトカインの新しいファミリ、IL−17ファミリの発見の関連で同定された。IL−17(以前はCTLA−8と呼ばれていた)は実質的に、Th17細胞によって発現され、IL−17サイトカインファミリにおける元分子として、IL−17Aと称されている。IL−17ファミリメンバーの配列は、現在知られている他の哺乳動物タンパク質との相同性がない。ゆえに、IL−17ファミリは、別個のサイトカインファミリを構成する。IL−17Fの結晶構造に基づいて確立されたIL−17ファミリメンバーの構造的特徴は、多くのサイトカインに類似している;各ファミリメンバーはおそらく、ホモ二量体として産生されるが、構造分析によれば、ヘテロ二量体も存在し得ることが暗示されている。より最近では、活性化CD4+T細胞によって発現されるヘテロ二量体IL−17AおよびIL−17Fが、IL−17R/IL−17RCの複合体を介してシグナルを伝達することが見出された(Wright J.F.et al.,J Immunol 181:2799−2805(2001))。
ヒトIL−17Fをコードする遺伝子は、ヒトIL−17Aをコードする遺伝子に隣接して位置する(Hymowitz et al.,Embo J 20(19):5332−41(2001))。IL−17AおよびIL−17Fは、アミノ酸配列同一性が44%であるが、IL−17ファミリの他のメンバーは、配列同一性がより低い(15〜27%)。このことは、IL−17AおよびIL−17Fが、IL−17ファミリの特別なサブグループを形成することを示唆している(Starnes et al.,J Immunol 167(8):4137−40(2001);Aggarwal and Gurney,J.Leukoc Biol 71(1):1−8(2002))。IL−17Fの生物学的効果は、IL−17Aの生物学的効果、例えば、広範囲の細胞におけるIL−6、IL−8、およびG−CSFの産生を刺激する能力に類似することが見出された。IL−17Aと同様に、IL−17Fは、軟骨基質の分泌を誘導し、かつ新しい軟骨基質の合成を阻害することができる(米国特許出願公開第2002/0177188号明細書参照)。ゆえに、IL−17Aのように、IL−17Fは、炎症性疾患の病理に寄与する可能性がある。最近、著者らは、インターロイキン23(IL−23)に曝露されたT細胞において、IL−17AおよびIL−17Fの双方が誘導されることを観察した(Aggarwal et al.,J Biol Chem 278(3):1910−4(2003))。IL−17AおよびIL−17Fの染色体局在化が類似し、かつ配列類似性が大きいという観察、ならびにIL−17AおよびIL−17Fが、特定の刺激に応答して、同じ細胞集団内で誘導されるという事実により、IL−17AおよびIL−17Fの共有結合性のヘテロ二量体を含有する新しいヒトサイトカインの同定に至った。
さらに、IL−17Aは、腫瘍壊死因子アルファ(TNFα)およびインターロイキン−1ベータ(IL−1β)と相乗的に作用して、重大な炎症誘発性状態を達成する。様々な炎症症状、免疫症状、および増殖症状(関節リウマチ(RA)、骨関節炎、関節リウマチ骨粗鬆症、炎症性線維症(例えば、強皮症、肺線維症、および硬変症)、歯肉炎、歯周症、または歯周病、炎症性腸疾患(例えば、クローン病、潰瘍性大腸炎、および炎症性腸疾患)、喘息(アレルギー性喘息が挙げられる)、アレルギー、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、多発性硬化症、乾癬、癌その他が挙げられる)を処置するために、IL−17Aの活性を、当該分子のアンタゴニストである抗体または抗原結合抗体フラグメントによって低下させることが提案された(例えば、米国特許出願公開第2003/0166862号明細書、国際公開第2005/108616号、国際公開第2005/051422号、および国際公開第2006/013107号参照)。
TNFαアンタゴニストは、炎症を軽減し、かつ軟骨および骨の破壊の進行を阻害することによって、関節炎を処置することが知られている(van den Berg,Arthritis Res 3:18−26(2001))。しかしながら、かなりのパーセンテージの患者は、TNFαアンタゴニスト含有薬物に対する応答が不十分である。臨床前研究によれば、TNFαおよびIL−17Aは、関節炎の病態生理学において同じ特性を示すことが示されている。TNFαおよびIL−17Aは、単独では、炎症性遺伝子の発現に及ぼす影響がごく僅かであるが、それらを組み合わせると、強力な相乗的応答がもたらされる。TNFαおよびIL−17Aの相互作用は、サイトカイン(LeGrand et al.,Arthritis Rheum 44:2078−2083(2001))および炎症誘発性ケモカイン(Chabaud et al.,J.Immunol 167:6015−6020(2001))の発現を増大させ、かつ軟骨および骨の破壊をも誘導する(Van Bczooijen et al.,Ann Rheum Pis 61:870−876(2002))。
現在、いくつかのIL−17A二重特異的抗体および他の炎症誘発性分子、例えばDVD(Abbott)およびCOVA322(Covagen−Janssen)が存在する。
国際公開第2015/014979号は、IL−17AおよびTNFαの四価二重特異的抗体を記載しており、これは、IL−17Aについて2つの結合部位を、そしてTNFαについて2つの結合部位を含有する。当該抗体は、関節リウマチにおいて炎症および組織破壊を阻害する相乗効果を示した。
国際公開第2014/137961号は、2つのポリペプチドを含む、IL−17AおよびTNFαの二重特異的抗体を記載している。当該二重特異的抗体は、熱的および化学的に安定しており、低い凝集能を示し、そしてIL−17AおよびTNFαに同時に結合することができる。
米国特許第8496936号明細書は、IL−17A、IL−17F、およびIL−23p19の三重特異的抗体を記載しており、これは、細胞アッセイおよびin vivo動物モデルにおいて、様々なリガンドに対して異なる活性を示すが、安定した製剤候補を作出するのに必須の物理化学的特性をなんら示さなかった。
IL−17A、IL−17F、およびTNFαの活性を、炎症反応および自己免疫疾患との関連で効果的に中和することができる抗体、特に製剤中で安定なままである抗体の生産は、依然として関連性がある。
本発明は、IL−17A、IL−17F、および炎症誘発性分子、例えばTNFαに対する三重特異的結合分子を提供する。そのような抗体は、自己免疫疾患および/または炎症性障害、例えば関節リウマチ、乾癬、および乾癬性関節炎の処置に用いられ得る。そのような障害に現在利用可能な、抗体処置が含まれる処置と比較して、本発明の三重特異的結合分子は、単独で、または他の抗炎症療法および/もしくは免疫抑制療法と組み合わせて、優れた臨床応答をもたらし得ると考えられる。
一態様において、本発明は、ヒトIL−17AおよびヒトIL−17−Fに結合する第1の結合ドメイン、ならびにヒト炎症誘発性分子に結合する第2の結合ドメインを含む三重特異的結合分子を提供する。特定の実施形態において、ヒト炎症誘発性分子は、ヒトTNFαである。特定の実施形態において、結合分子は、抗体またはその抗原結合部分である。
一部の実施形態において、第1の結合ドメインは、配列番号3のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態において、第1の結合ドメインは、配列番号1〜3のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態において、第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含む結合ドメインと同じエピトープとの結合について競合し、または同エピトープに結合する。一部の実施形態において、第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列と、配列が少なくとも90%同一である。特定の実施形態において、第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含む。特定の実施形態において、第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列からなる。
一部の実施形態において、第1の結合ドメインは、ヒト化されている。特定の実施形態において、第1の結合ドメインは、ヒト化VHHである。
一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、以下を含む結合ドメインと同じエピトープとの結合について競合し、または同エピトープに結合する:
・配列番号10〜12のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号13〜15のアミノ酸配列を含む軽鎖;
・配列番号8のアミノ酸配列を含む重鎖可変ドメイン、および配列番号9のアミノ酸配列を含む軽鎖可変ドメイン;または
・配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号6のアミノ酸配列を含む軽鎖。
一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号12のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号15のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む。一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号10〜12のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号13〜15のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む。一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号8のアミノ酸配列と、配列が少なくとも90%同一の重鎖可変ドメイン、配列番号9のアミノ酸配列と少なくとも90%同一の可変ドメイン、またはそれらの双方を含む。一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号8のアミノ酸配列を含む重鎖可変ドメイン、配列番号9のアミノ酸配列を含む軽鎖可変ドメイン、またはそれらの双方を含む。特定の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号8のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメイン、および配列番号9のアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメインを含む。
一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、一本鎖抗体、Fv、Fab、F(ab’)、Fd、一本鎖Fv分子(scFv)、ダイアボディ、または単一ドメイン抗体(dAb)である。一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、ヒト化Fabである。
一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列と、配列が少なくとも90%同一の重鎖、配列番号6のアミノ酸配列と、配列が少なくとも90%同一の軽鎖、またはそれらの双方を含む。一部の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖、配列番号6のアミノ酸配列を含む軽鎖、またはそれらの双方を含む。特定の実施形態において、第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列からなる重鎖、および配列番号6のアミノ酸配列からなる軽鎖を含む。
一実施形態において、本発明は、本明細書中に記載される第1の結合ドメインのいずれかを、本明細書中に記載される第2の結合ドメインのいずれかと組み合わせて含む三重特異的結合分子を提供する。
一実施形態において、本発明は、ヒトIL−17AおよびヒトIL−17Fに結合する第1の結合ドメイン、およびヒトTNFαに結合する第2の結合ドメインを含む三重特異的結合分子であって、前記第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含み、前記第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号6のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む、三重特異的結合分子を提供する。
一実施形態において、本発明は、ヒトIL−17AおよびヒトIL−17Fに結合する第1の結合ドメイン、およびヒトTNFαに結合する第2の結合ドメインを含む三重特異的結合分子であって、前記第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含み、前記第2の結合ドメインは、配列番号8のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号9のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む、三重特異的結合分子を提供する。
一実施形態において、本発明は、ヒトIL−17A、ヒトIL−17F、およびヒトTNFαに結合する三重特異的結合分子であって、配列番号5および7のアミノ酸配列を含む三重特異的結合分子を提供する。
一部の実施形態において、第1の結合ドメインおよび第2の結合ドメインは、5個を超えるアミノ酸のペプチドリンカーによって連結されている。特定の実施形態において、ペプチドリンカーのアミノ酸残基は、G、A、S、P、E、T、D、およびKから選択される。特定の実施形態において、ペプチドリンカーは、配列番号16のアミノ酸配列を含む。第1の結合ドメインは、ペプチドリンカーを介して、第2の結合ドメインの重鎖または軽鎖のいずれかのN末端またはC末端に連結され得る。
一部の実施形態において、結合分子は、アイソタイプIgGの抗体またはその抗原結合部分である。抗体は、例えば、アイソタイプサブタイプIgG1のものであってよい。
一部の実施形態において、結合分子は、突然変異のない同結合分子と比較して、ADCCおよび/またはCDCを軽減する少なくとも1つの突然変異を有するF領域を含む。
一部の実施形態において、結合分子は、以下の特性の少なくとも1つを有する:
・IL−17AのKが10−11M以下;
・IL−17FのKが10−7M以下;
・TNFαのKが10−11M以下;
・HT1080細胞におけるIL−6アッセイにおいて、200ng/mL未満の濃度にて少なくとも50%(例えば、60%、70%、80%、または90%)IL−17Aおよび/またはIL−17A/TNFαの活性を阻害する;
・HT080細胞によるIL−17A依存性IL−6放出を阻害する;
・HT1080細胞におけるIL−6の産生を阻害する;
・WEHI−13VAR細胞において100ng/mL未満の濃度にて少なくとも50%(例えば、60%、70%、80%、または90%)TNFα依存性細胞毒性を阻害する;
・ウサギ、マウス、またはモルモットのTNFαには結合しない;
・IL−17AおよびTNFαに同時に結合する;
・カニクイザルIL−17AおよびTNFαに結合する。
・ヒト血清における37℃での少なくとも3、4、5、6、または7日のインキュベーション後(例えば、7日のインキュベーション後)、安定したままである;
・半減期が、in vivoで、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、または15日を超える(例えば12日);
・in vivo関節炎モデルにおいて抗炎症効果を有する;そして
・IL−17およびTNFαの活性をin vivo阻害する。
一態様において、本発明は、本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれか、および薬学的に許容可能な賦形剤を含む医薬組成物を提供する。
一態様において、本発明は、本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子を提供する。
本発明はまた、本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第2の結合ドメインの、重鎖、軽鎖、またはそれらの双方をコードするヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子を提供する。
一部の態様において、本発明は、以下を含む単離された核酸分子を提供する:
・本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列;
・本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第2の結合ドメインの重鎖をコードするヌクレオチド配列;
・本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列;または
・上記のあらゆる組合せ。
一部の実施形態において、単離された核酸分子は、本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの、第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列、および第2の結合ドメインの軽鎖をコードするヌクレオチド配列を含み、場合によっては、ペプチドリンカーをコードするヌクレオチド配列をさらに含む。単離された核酸分子は、例えば、配列番号4をコードするヌクレオチド配列、および配列番号6をコードするヌクレオチド配列を含んでよく、場合によっては、ペプチドリンカーをコードするヌクレオチド配列をさらに含む。一実施形態において、ペプチドリンカーのアミノ酸配列は、配列番号16である。一実施形態において、単離された核酸分子は、配列番号7をコードする。
一部の実施形態において、単離された核酸分子は、配列番号1〜15のいずれか1つのアミノ酸配列をコードする。
本発明はまた、先に記載される単離された核酸分子のいずれかを含むベクターであって、発現制御配列をさらに含むベクターを提供する。
本発明はまた、以下を含む宿主細胞を提供する:
・本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列;
・本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第2の結合ドメインの重鎖をコードするヌクレオチド配列;および
・本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかの第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列。
特定の実施形態において、宿主細胞は、配列番号5をコードするヌクレオチド配列、および配列番号7をコードするヌクレオチド配列を含む。
一態様において、本発明は、本明細書中に記載される三重特異的結合分子のいずれかを生産する方法であって、先に記載される宿主細胞を用意することと、前記宿主細胞を、結合分子の発現に適した条件下で培養することと、生じた結合分子を単離することとを含む方法を提供する。
一態様において、本発明は、必要とする患者を処置する方法であって、本明細書中に記載される三重特異的結合分子または医薬組成物のいずれかを患者に投与することを含む方法を提供する。一部の実施形態において、患者は、IL−17A、IL−17F、またはTNFαによって媒介される障害を患っている。特定の実施形態において、本発明は、患者における関節リウマチ、乾癬、または乾癬性関節炎を処置する方法であって、本明細書中に記載される三重特異的結合分子または医薬組成物のいずれかを患者に投与することを含む方法を提供する。一部の実施形態において、当該方法はさらに、抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む。先の処置方法のいずれにおいても、患者はヒトであってよい。
三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα抗体の生産の概略を示す図である。 IL−17A−His6−FLAGのタンパク質配列を示す図である。 精製したIL−17A−His6−FLAGタンパク質を示すゲルである。 精製した対照抗IL−17A抗体を示すゲルである。 ラマ(Lama glama)の免疫化によって産生された抗ヒトIL−17A抗体の力価を示すグラフである。 抗体Fabフラグメントのファージディスプレイ用のpH5プラスミドを示すマップである。 大腸菌(E.coli)における抗体Fabフラグメントの分泌発現用のpLL−Fabプラスミドを示すマップである。 免疫ファージライブラリからの抗IL17−Aフラグメントの選択後の、特異的抗原および非特異的抗原とのポリクローナルファージの結合を示すグラフである。 ヒトIL−17AおよびIL−17Fに特異的な高親和性VHHドメイン(VHH17;配列番号4)およびその親VHHドメイン(VHH;配列番号17)のアミノ酸配列を示す図である。ヒト化プロセス中に置換されたアミノ酸を太字で示す。CDRを灰色で強調表示する。図9はまた、抗ヒトTNFα抗体(RU2303604号明細書)の重鎖および軽鎖の可変ドメインアミノ酸配列(それぞれ配列番号18および9)を示す図である。 抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα三重特異的抗体の一部として用いた抗TNFα抗体変異体のCDRにおける突然変異の表を示す(上から下へ、配列番号19〜32)。 異なる抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα三重特異的抗体変異体の一過性発現の結果を示す図である。 WEHI−13VAR細胞を用いた細胞毒性TNFα依存性アッセイにおける、異なる抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα三重特異的抗体変異体の抗TNFα活性の比較分析を示す図である。阻害活性が最大である変異体を灰色で表示する。 WEHI−13VAR細胞を用いる細胞毒性TNFα依存性アッセイにおける、3つの抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα三重特異的抗体改変体(Mab12、Mab31、およびMab32)の抗TNFα活性を示すグラフである。 WEHI−13VAR細胞を用いるTNFα依存性細胞毒性アッセイにおける、抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα三重特異的抗体BCD−121、ならびに2つの市販の単一特異的抗TNFα抗体アダリムマブおよびインフリキシマブについての抗TNFα活性を示すグラフである。 HT1080細胞におけるIL−17A依存性IL−6産生の機能を阻害するBCD−121の能力を、陽性対照(単一特異的抗IL−17A抗体BCD−085)および陰性対照(抗TNFα抗体アダリムマブ)と比較して示すグラフである。 HT1080細胞における二重IL−17A/TNFα依存性IL−6産生を阻害するBCD−121の能力を、陽性対照(単一特異的抗IL−17A抗体BCD−085)および陰性対照(再生抗TNFα抗体アダリムマブ)と比較して示すグラフである。 抗体BCD−121由来の抗体依存性細胞毒性(ADCC)を、Jurkat−tm TNFα c1.8細胞培養体に基づいて、3つの市販の単一特異的抗TNFα抗体(アダリムマブ、インフリキシマブ、およびシムジア)と比較して示すグラフである。 抗体BCD−121由来の補体依存性細胞毒性(CDC)を、Jurkat−tm TNFα c1.8細胞培養体に基づいて、3つの市販の単一特異的抗TNFα抗体(アダリムマブ、インフリキシマブ、およびシムジア)と比較して示すグラフである。 Octet RED96を用いた、IL−17AおよびヒトTNFα双方へのBCD−121の同時「サンドイッチ」結合のセンソグラムである。 ヒトIL−17ファミリの異なるリガンドに結合するBCD−121抗体についてのELISA結果を示すグラフである。 異なるオーソロガスTNFαタンパク質に結合するBCD−121抗体についてのELISA結果を示すグラフである。 BCD−121タンパク質凝集の熱安定性を、動的光散乱(DLS)を用いて示すグラフである。グラフは、4つのバッファについて、平均粒径(Z平均)対温度を示す。 4つの異なるバッファ溶液中で熱ストレス50℃を用いた長期間の曝露中のBCD−121の熱安定性を示すグラフである。 最適化された精製スキームに従って、安定した細胞株プロデューサの培養培地から得た、BCD−121の純度分析を示す図である。パネルA:還元条件(+β−ME)。パネルB:非還元条件(−β−ME)。レーン2およびレーン3:それぞれ10および40μgをアプライした。 純粋なヒト血清中のBCD−121安定性を、ELISAによって示すグラフである。 カニクイザル(M.fascicularis)コラーゲン誘導性関節炎(CIA)モデルにおける、BCD−121の薬力学的特性を示すグラフである。 薬物動態プロファイルを、10、50、または100mg/kgの用量での単回SC投与後のサルにおけるBCD−121のELISAによって示すグラフである。 BCD−121が、HT1080細胞におけるIL−6の産生を誘導するIL−17AおよびTNFαの能力を二重阻害することができることを示すグラフである。BCD−121は、単一特異的抗TNF Ab1、抗TNF Fab−PEG、または抗IL17 Ab(IL−17に対するモノクローナル抗体)よりも強力にIL−6放出を阻害し、IC50は20ng/mlである。 Zetasizer nano ZSPによる振盪ストレス凝集アッセイ(500rpmにて20回)を示すグラフである。データは、BCD−121が、皮下注射用の高濃度製剤(100mg/ml超)に用いられ得る、高度に可溶性の三重特異的分子であることを示している。
定義および一般的な技術
本明細書中で別段の定義がない限り、本発明に関連して用いられる科学技術用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有するものとする。例示的な方法および材料が以下に記載されるが、本明細書中に記載される方法および材料と類似の、または同等の方法および材料もまた、本発明の実行または試験に用いられ得る。本明細書中で言及される全ての刊行物および他の参考文献は、それらの全体が参照によって組み込まれる。矛盾する場合、定義を含む本明細書が支配することとなる。いくつかの文献が本明細書中に引用されているが、この引用は、これらの文献のいずれかが、当該技術における共通の一般的知識の一部を形成することの容認にはならない。
さらに、文脈によって要求されない限り、単数形の用語は複数形を含むものとし、そして複数形の用語は単数形を含むものとする。一般に、本明細書中に記載される細胞および組織培養、分子生物学、免疫学、微生物学、遺伝学、分析化学、合成有機化学、薬化学および医薬化学、ならびにタンパク質および核酸の化学およびハイブリダイゼーションに関連して用いられる命名法、ならびにそれらの技術は、当該技術において周知であり、かつ一般的に用いられるものである。酵素反応および精製技術は、当該技術において一般的に達成されるように、または本明細書中に記載されるように、製造者の仕様書に従って実行される。
本明細書および実施形態の全体を通して、文言「有する(have)」および「含む(comprise)」、または「有する(has)」、「有している(having)」、「含む(comprises)」もしくは「含んでいる(comprising)」等の変形は、記載される完全体または完全体の群の包含を意味すると理解され、他のあらゆる完全体または完全体の群の除外を意味しない。
抗体関連の定義
特記されない限り、本明細書中で用いられる「IL−17A」、「IL−17F」、および「TNFα」は、それぞれヒトIL−17A、IL−17F、およびTNFαを指す。
インターロイキン−17(「IL−17」)は、20〜30kDのグリコシル化ホモ二量体タンパク質である。IL−17Aヒト遺伝子は、155個のアミノ酸のタンパク質をコードし、これは、19個のアミノ酸のシグナル配列および136個のアミノ酸の成熟セグメントを有する。IL−17Fヒト遺伝子は、163個のアミノ酸のタンパク質をコードし、これは、30個のアミノ酸のシグナル配列および133個のアミノ酸の成熟セグメントを有する。ヒトIL−17Aポリペプチド配列は、Uniprot受入番号Q16552で入手可能である。ヒトIL−17Fポリペプチド配列は、Uniprot受入番号Q96PD4で入手可能である。
本明細書中で用いられる用語「腫瘍壊死因子アルファ」または「TNFα」は、Pennica et al.,Nature 312:721(1984)またはAggarwal et al.,JBC 260:2345(1985)に記載されるポリペプチド配列を有するヒトTNFα分子を指す。
用語「免疫応答」、「自己免疫反応」、および「自己免疫性炎症」は、例えば、リンパ球、抗原提示細胞、食細胞、顆粒球、および先の細胞または肝臓によって産生される可溶性の巨大分子(侵入病原体、病原体に感染した細胞もしくは組織、癌細胞、または、自己免疫もしくは病的な炎症の場合、正常なヒト細胞またはヒト組織の選択的な損傷、破壊、または人体からの排除をもたらす抗体、サイトカイン、および補体が挙げられる)の作用を指す。
用語「結合分子」は、抗体および免疫グロブリンを包含する。本明細書中で用いられる用語「抗体」(Ab)または「免疫グロブリン」(Ig)は、ジスルフィド結合によって相互連結されている、2つの重(H)鎖(約50〜70kDa)および2つの軽(L)鎖(約25kDa)を含む四量体を指す。各重鎖は、重鎖可変ドメイン(VH)および重鎖定常領域(CH)からなる。各軽鎖は、軽鎖可変ドメイン(VL)および軽鎖定常領域(CL)で構成される。VHドメインおよびVLドメインは、「フレームワーク領域」(FR)と呼ばれるより保存された領域に点在する、「相補性決定領域」(CDR)と呼ばれる超可変性の領域にさらに再分割され得る。各VHおよび各VLは、3つのCDR(H−CDRは、本明細書中で、重鎖由来のCDRを示し、L−CDRは、本明細書中で、軽鎖由来のCDRを示す)および4つのFRで構成され、アミノ末端からカルボキシ末端まで、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4の順に配置されている。各領域へのアミノ酸の割当ては、IMGT(登録商標)の定義(Lefranc et al.,Dev Comp Immunol 27(1):55−77(2003);またはKabatの定義、免疫学的に注目するタンパク質の配列(Sequences of Proteins of Immunological Interest)(National Institutes of Health,Bethesda,MD(1987 and 1991));Chothia&Lesk,J.Mol.Biol.196:901−917(1987);またはChothia et al.,Nature 342:878−883(1989)に従うことができる。
一部の実施形態において、本明細書中に記載される抗体または免疫グロブリンは、重鎖および軽鎖に加えて、VHHドメインまたは「ナノボディ」を含み得る。当該単一ドメインは、重鎖抗体(hcAb)の抗原結合部分であり、これは、軽鎖を欠いており、典型的にはラマおよびアルパカ等のラクダ科の種において見られる。
本明細書中で用いられる抗体の用語「抗原結合部分」(または単に「抗体部分」)は、抗原(例えば、ヒトIL−17A、ヒトIL−17F、TNFα、またはその一部)に特異的に結合する能力を保持する抗体の1つまたは複数の部分またはフラグメントを指す。完全長抗体の特定のフラグメントが、抗体の抗原結合機能を実行し得ることが示されてきた。用語「抗原結合部分」に包含される結合フラグメントの例として、(i)Fabフラグメント:V、V、C、およびC1のドメインからなる一価のフラグメント;(ii)F(ab’)フラグメント:ヒンジ領域にてジスルフィド架橋によって連結された2つのFabフラグメントを含む二価のフラグメント;(iii)VドメインおよびC1ドメインからなるFdフラグメント;(iv)抗体の単一アームのVドメインおよびVドメインからなるFvフラグメント;(v)Vドメインからなる単一ドメイン抗体(dAb)フラグメント;ならびに(vi)抗原に特異的に結合することができる、単離された相補性決定領域(CDR)が挙げられる。さらに、Fvフラグメントの2つのドメイン、VおよびVは、別個の遺伝子によってコードされているが、これらを、組換え方法を用いて、単一のタンパク質鎖として作製することを可能にする合成リンカーによって連結させることができ、この単一のタンパク質鎖では、V領域およびV領域は対になって、一価の分子を形成する(一本鎖Fv(scFv)として知られている)。また、本発明の範囲内にあるのが、Vおよび/またはVを含む抗原結合分子である。また、Vの場合、分子は、CH1、ヒンジ、CH2、またはCH3の領域の1つまたは複数を含み得る。このような一本鎖抗体はまた、抗体の用語「抗原結合部分」に包含されることが意図されている。一本鎖抗体の他の形態、例えばダイアボディもまた包含される。ダイアボディは、二価の二重特異的抗体であり、VドメインおよびVドメインが、単一のポリペプチド鎖上に発現されるが、同じ鎖上の2つの当該ドメイン間の対合を可能にするには短すぎるリンカーを用いることによって、当該ドメインを、別の鎖の相補的ドメインと対合させて、2つの抗原結合部位を作出している。
FabフラグメントおよびF(ab’)フラグメント等の抗体部分は、抗体全体から、抗体全体のパパイン消化またはペプシン消化等の従来技術を用いて調製され得る。さらに、抗体、抗体部分、およびイムノアドヘシン分子が、例えば本明細書中に記載される、標準的な組換えDNA技術を用いて得られ得る。
用語「組換え抗体」は、抗体をコードするヌクレオチド配列を含む細胞または細胞株から発現されるが、前記ヌクレオチド配列は、天然では細胞と関係しない、抗体を指す。
本明細書中で用いられる用語「変異型」抗体は、親抗体の配列に対する1つまたは複数のアミノ酸残基の付加、欠失、および/または置換によって、「親」抗体のアミノ酸配列と異なるアミノ酸配列を有する抗体を指す。好ましい実施形態において、変異型抗体は、親抗体に対して少なくとも1つまたは複数(例えば、1から約12個、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12個;一部の実施形態において、1〜約10個)のアミノ酸の付加、欠失、および/または置換を含む。一部の実施形態において、アミノ酸の付加、欠失、および/または置換は、変異型抗体のCDR内にある。変異型抗体配列に対する同一性または相同性は、本明細書において、最大パーセントの配列同一性を達成するために、必要であれば、配列をアラインしてギャップを導入した後に、親抗体の残基と同一である、変異型抗体配列中のアミノ酸残基のパーセンテージとして定義される。変異型抗体は、親抗体が結合するのと同じ抗原、好ましくはエピトープに結合する能力を保持しており、一部の実施形態において、親抗体の類似の特性よりも優れている少なくとも1つの特性または生物活性を有する。例えば、変異型抗体は、親抗体と比較して、例えば、結合親和性がより強く、半減期がより長く、IC50がより低く、または抗原の生物学的活性を阻害する能力が高くてよい。本明細書中で特に注目する変異型抗体は、親抗体と比較して、生物活性の少なくとも約2倍(好ましくは少なくとも約5倍、10倍、または20倍)の増大を示す抗体である。
用語「キメラ抗体」は、その最も広い意味において、1つの抗体由来の1つまたは複数の領域、および1つまたは複数の他の抗体由来の1つまたは複数の領域を含有する抗体、典型的には、部分的にヒト起源であり、かつ部分的に非ヒト起源である、すなわち、非ヒト動物、例えば、マウス、ラット、もしくは他の齧歯類、またはラクダ科動物、例えばラマもしくはアルパカに部分的に由来する抗体を指す。ヒト抗−抗体応答、例えば、マウス抗体の場合のヒト抗−マウス抗体応答のリスクを引き下げるためには、キメラ抗体が、非ヒト抗体よりも好ましい。典型的なキメラ抗体の例として、可変領域配列がマウスのものである一方、定常領域配列がヒトのものであるものがある。キメラ抗体の場合、抗体をヒト化するために、非ヒト部分がさらに改変されてよい。
用語「ヒト化」は、抗体が完全に、または部分的に非ヒト起源である、例えばマウスもしくはラマの、注目する抗原による免疫化から得られたそれぞれマウス抗体もしくはラマ抗体、またはこのようなマウス抗体もしくはラマ抗体に基づくキメラ抗体である場合、特に重鎖および軽鎖のフレームワーク領域および定常ドメインにおいて、特定のアミノ酸を置換して、ヒトにおいて免疫応答を回避し、または最小にすることができるという事実を指す。標的抗原との抗体の相互作用の特異性は、主に、重鎖および軽鎖の6つのCDR内に位置するアミノ酸残基内に存在する。したがって、CDR内のアミノ酸配列は、CDRの外側の配列よりも、個々の抗体間ではるかに可変的である。CDR配列は、ほとんどの抗体−抗原相互作用の原因となるため、天然に存在する特異的抗体、またはより一般的には、所与のアミノ酸配列を有するあらゆる特異的抗体の特性を模倣している組換え抗体を、例えば、異なる抗体由来のフレームワーク配列中に移植した特異的抗体由来のCDR配列を発現する発現ベクターを構築することによって、発現させることが可能である。結果として、非ヒト抗体を「ヒト化」することが、そしてなお、元の抗体の結合特異性および結合親和性を実質的に維持することが可能である。免疫原性を正確に予測することによって、特定の抗体のヒト抗−抗体応答を正確に予測することは不可能であるが、非ヒト抗体は、ヒト抗体よりも免疫原性が高い傾向がある。外来(例えば、齧歯類またはラクダ科動物)の定常領域が、ヒト起源の配列で置換されているキメラ抗体は、完全に外来起源の抗体よりも免疫原性が概して低いことが示されており、治療用抗体のトレンドは、ヒト化抗体または完全ヒト抗体に向かっている。ゆえに、キメラ抗体、または非ヒト起源の他の抗体をヒト化して、ヒト抗−抗体応答のリスクを引き下げることができる。
キメラ抗体について、ヒト化は典型的に、可変領域配列のフレームワーク領域の修飾を包含する。相補性決定領域(CDR)の一部であるアミノ酸残基は、ほとんどの場合、ヒト化に関連して改変されないであろうが、特定の場合には、個々のCDRアミノ酸残基を改変すること、例えば、グリコシル化部位、脱アミノ化部位、アスパルタート異性化部位、または不所望のシステイン残基もしくはメチオニン残基を除去することが所望され得る。N−結合型グリコシル化は、オリゴ糖鎖の、トリペプチド配列Asn−X−SerまたはAsn−X−Thr(式中、Xは、Proを除くあらゆるアミノ酸であり得る)中のアスパラギン残基への結合によって起こる。N−グリコシル化部位の除去は、好ましくは保存的置換によって、Asn残基またはSer/Thr残基を異なる残基に変異させることによって、達成され得る。pHおよび表面曝露等の要因に応じて、アスパラギン残基およびグルタミン残基の脱アミド化が起こり得る。アスパラギン残基は、特に、主に配列Asn−Gly中に存在する場合、脱アミノ化を受け易く、そしてAsn−Ala等の他のジペプチド配列中では、それほどではない。したがって、そのような脱アミノ化部位、特にAsn−Glyが、CDR配列中に存在する場合、典型的には保存的置換により、関与する残基の1つを除去することによって、当該部位を除去することが所望されてよい。
抗体配列のヒト化のための多数の方法が、当該技術において知られている。例えば、Almagro&Franssonによる総説、Front Biosci.13:1619−1633(2008)参照。一般的に用いられる一方法が、CDR移植であり、これは、例えばマウス由来のキメラ抗体について、マウス可変領域の遺伝子に対するヒト生殖系列の遺伝子対応物の同定、およびこのフレームワーク中へのマウスCDR配列の移植を包含する。CDR移植は、KabatのCDRの定義に基づくことができるが、より最近の刊行物(Magdelaine−Beuzelin et al.,Crit Rev.Oncol Hematol.64:210−225(2007))は、IMGT(登録商標)の定義(international ImMunoGeneTics information system(登録商標)、www.imgt.org)が、ヒト化の結果を向上させ得る(Lefranc et al.,Dev.Comp Immunol.27:55−77(2003)参照)ことを示唆している。場合によっては、CDR移植は、CDRが得られる親抗体と比較して、CDR移植非ヒト抗体の結合特異性および結合親和性を、ゆえに生物学的活性を低下させる虞がある。復帰突然変異(「フレームワーク修復」と呼ばれることもある)を、典型的にはフレームワーク領域内の、CDR移植抗体の選択位置に導入して、親抗体の結合特異性および結合親和性を再確立することができる。文献および抗体データベースにおいて入手可能な情報を用いて、可能性のある復帰突然変異のための位置の同定が実行され得る。復帰突然変異の候補であるアミノ酸残基は、典型的には、抗体分子の表面に位置する残基である。一方、埋め込まれている、または表面曝露の程度が低い残基は、通常、改変されないであろう。CDR移植および復帰突然変異の代替のヒト化技術は、非ヒト起源の非表面曝露残基が保持される一方、表面残基がヒト残基に改変される再表面化である。
また、ある場合には、1つまたは複数のCDRアミノ酸残基を改変して、標的エピトープに対する結合親和性を向上させることが所望されてよい。これは、「親和性成熟」として知られており、場合によっては、例えば抗体のヒト化が結合特異性または結合親和性を低下させ、そして復帰突然変異単独によって結合特異性または結合親和性を十分に向上させることができない状況において、ヒト化と共に実行され得る。種々の親和性成熟方法が、当該技術において知られており、例えば、Burks et al.,Proc Natl Acad Sci USA,94:412−417(1997)に記載されているin vitro走査飽和突然変異誘発法、およびWu et al.,Proc Natl Acad Sci USA 95:6037−6042(1998)の段階的in vitro親和性成熟法がある。
用語「単離されたタンパク質」、「単離されたポリペプチド」、または「単離された抗体」は、その起源または由来源によって、(1)天然の状態で付随する天然付随成分を伴わない、(2)同じ種由来の他のタンパク質がない、(3)異なる種由来の細胞によって発現される、または(4)自然界に存在しない、タンパク質、ポリペプチド、または抗体を指す。ゆえに、天然に由来する細胞とは異なる細胞系において化学合成または合成されるポリペプチドは、その天然付随成分から「単離される」こととなる。タンパク質はまた、当該技術において周知のタンパク質精製技術を用いて、単離によって天然付随成分を実質的に含まないようにしてもよい。
本明細書中で用いられる用語「生殖系列」は、生殖細胞を介して親から後代に引き継がれる抗体遺伝子および遺伝子セグメントのヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を指す。生殖系列配列は、成熟B細胞において抗体をコードするヌクレオチド配列とは区別され、成熟B細胞は、B細胞成熟過程の間に、組換え事象および超突然変異事象によって改変されている。特定の生殖系列配列を「利用する」抗体は、その生殖系列ヌクレオチド配列と、またはそれが特定するアミノ酸配列と、他のあらゆる生殖系列ヌクレオチド配列またはアミノ酸配列とアラインするよりも厳密にアラインするヌクレオチド配列またはアミノ酸配列を有する。
用語「親和性」は、抗原と結合分子、例えば抗体との間の引力の尺度を指す。抗原に対する結合分子の固有の誘引性は、典型的には、特定の結合分子−抗原相互作用の結合親和性平衡定数(K)として表される。結合分子は、Kが≦1mM、好ましくは≦100nMである場合、抗原に特異的に結合すると言われる。K結合親和定数は、例えば、表面プラズモン共鳴(BIAcore(商標))またはBio−Layer Interferometryによって、例えばBio−Rad由来のProteOn(商標)XPR36 SPRシステムまたはOctet(商標)システムを用いて、測定することができる。
用語「koff」は、特定の結合分子−抗原相互作用の解離速度定数を指す。koff解離速度定数は、Bio−Layer Interferometryによって、例えばOctet(商標)システムを用いて、測定することができる。
本明細書中で用いられる用語「エピトープ」は、結合分子(例えば、抗体または関連分子、例えば二重特異的結合分子)に特異的に結合する抗原の一部(決定因子)を指す。エピトープ決定基は、一般に、アミノ酸、または炭水化物側鎖もしくは糖側鎖等の分子の化学的に活性な表面基からなり、一般に、特定の三次元構造特性および特定の電荷特性を有する。エピトープは、「直鎖状」または「立体配座」であり得る。直鎖状エピトープでは、タンパク質(例えば抗原)と、相互作用分子(例えば抗体)との間の相互作用点が全て、タンパク質の一次アミノ酸配列に沿って直線的に生じる。立体配座エピトープでは、相互作用点が、一次アミノ酸配列中で互いに分離されているタンパク質上のアミノ酸残基にわたって生じる。抗原上の所望されるエピトープが決定されると、そのエピトープに対する抗体を、当該技術において周知の技術を用いて生成することが可能である。さらに、抗体または他の結合分子の生成および特徴付けにより、所望されるエピトープに関する情報が解明され得る。この情報から、例えば、抗原への結合について競合する結合分子を見出すための競合研究を行うことによって、同じ、または類似のエピトープへの結合について、結合分子を競合的にスクリーニングすることが可能である。
抗体または他の結合分子が、IL−17A、IL−17F、またはTNFαの同じエピトープに結合するか、これらへの結合について、本発明の三重特異的結合分子と交差競合するかを、当該技術において知られている方法を用いて判定することができる。一実施形態において、本発明の三重特異的結合分子を、IL−17A、IL−17F、またはTNFαに飽和条件下で結合させてから、試験抗体が前記標的抗原に結合する能力を測定する。試験抗体が、参照三重特異的結合分子と同時に標的抗原に結合することができれば、試験抗体は、参照三重特異的結合分子とは異なるエピトープに結合する。しかしながら、試験抗体が標的抗原に同時に結合することができなければ、試験抗体は、三重特異的結合分子によって結合されるエピトープと同じエピトープ、これと重複するエピトープ、またはこれに非常に近接したエピトープに結合する。この実験は、ELISA、RIA、BIACORE(商標)、Bio−Layer Interferometry、またはフローサイトメトリを用いて実行され得る。本発明の三重特異的結合分子が、別の結合分子と交差競合するかを試験するために、先に記載される競合法を二方向で用いてよい。すなわち、既知の結合分子が試験結合分子をブロックし、そしてその逆も同じであるかを判定する。そのような交差競合実験は、例えば、IBIS MX96 SPR装置またはOctet(商標)システムを用いて実行され得る。
一実施形態において、本発明の結合分子は、モノクローナル抗体である。本明細書中で用いられる頭字語「mAb」は、モノクローナル抗体、すなわち、個々のクローン細胞集団によって合成かつ分泌された抗体を指す。クローン集団は、不死化細胞のクローン集団であってよい。一部の実施形態において、クローン集団中の不死化細胞は、典型的には、免疫化された動物由来の個々のBリンパ球の、リンパ球腫瘍由来の個々の細胞との融合によって生産されたハイブリッド細胞(ハイブリドーマ)である。ハイブリドーマは、操作された細胞型であり、自然界には存在しない。
抗体のクラス(アイソタイプ)およびサブクラスは、当該技術において知られているあらゆる方法によって判定され得る。一般に、抗体のクラスおよびサブクラスは、抗体の特定のクラスおよびサブクラスに特異的な抗体を用いて判定され得る。そのような抗体は市販されている。クラスおよびサブクラスは、ELISA、ウエスタンブロット、および他の技術によって判定され得る。これ以外にも、クラスおよびサブクラスは、抗体の重鎖および/または軽鎖の定常ドメインの全てまたは一部を配列決定して、そのアミノ酸配列を、免疫グロブリンの種々のクラスおよびサブクラスの既知のアミノ酸配列と比較して、抗体のクラスおよびサブクラスを判定することによって、判定され得る。
用語「炎症誘発性分子」として、以下に限定されないが、リンフォカイン、モノカイン、従来のポリペプチドホルモン、成長ホルモン、例えば、ヒト成長ホルモン、N−メチオニルヒト成長ホルモン、およびウシ成長ホルモン、副甲状腺ホルモン、チロキシン、インスリン、プロインスリン、リラキシン、プロリラキシン、糖タンパク質ホルモン、例えば、卵胞刺激ホルモン(FSH)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、および黄体形成ホルモン(LH)、肝増殖因子、線維芽細胞増殖因子、プロラクチン、胎盤ラクトゲン、因子、および腫瘍壊死因子、ミュラー管抑制物質、ゴナドトロピン関連マウスペプチド、インヒビン、アクチビン、血管内皮増殖因子、インテグリン、トロンボポエチン(TPO)、神経成長因子および血小板由来成長因子、形質転換増殖因子(TGF)、インスリン様成長因子IおよびII、エリスロポエチン(EPO)、骨誘導因子、インターフェロン、コロニー刺激因子(CSF)、例えば、CSFマクロファージ(M−CSF)、CSF顆粒球マクロファージ(GM−CSF)、およびCSF顆粒球(G−CSF)、インターロイキン(IL)、例えば、IL−1、IL−1a、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL15、IL−12、IL−17A、IL−22、およびIL−23、腫瘍壊死因子、ならびに白血病抑制因子(LIF)およびキットリガンド(KL)を誘導する他のポリペプチド因子が挙げられる。本明細書中で用いられる用語「炎症誘発性分子」は、天然源から、または組換え細胞培養物から単離されたタンパク質、および前記タンパク質の生物学的に活性な等価物を含む。
三重特異的抗TNFα/抗IL−17A/抗IL−17F結合分子
本発明は、IL−17A、IL−17F、およびIL−17AでもIL−17Fでもない炎症誘発性分子(例えばTNFα)に対する三重特異的結合分子を提供する。特定の実施形態において、三重特異的結合分子は、三重特異的抗体またはその抗原結合部分である。結合分子は、IL−17A、IL−17F、および炎症誘発性分子(例えばTNFα)に結合するドメインを含む。一部の実施形態において、結合分子は、IL−17AおよびIL−17Fに結合する第1の結合ドメイン、ならびにTNFαに結合する第2の結合ドメインを含む。一部の実施形態において、IL−17AおよびIL−17Fについての結合ドメインは、別個であってよい。
一実施形態において、本発明の三重特異的抗TNFα/抗IL−17A/抗IL−17F結合分子は、ヒトIL−17Aおよび/またはIL−17Fへの結合について、以下を含むVHHと競合するか、前記抗原の、当該VHHと同じエピトープに結合する:
・配列番号1〜3;または
・配列番号4。
一実施形態において、本発明の三重特異的抗TNFα/IL−17A/IL−17F結合分子は、ヒトTNFαへの結合について、以下を含む抗体と競合するか、前記抗原の、当該抗体と同じエピトープに結合する:
・配列番号10〜15;
・配列番号8および9;または
・配列番号5および6。
特定の実施形態において、本発明の三重特異的抗TNFα/IL−17A/IL−17F結合分子は、ヒトIL−17Aおよび/またはIL−17Fへの結合について、以下を含むVHHと競合するか、前記抗原の、当該VHHと同じエピトープに結合し:
・配列番号1〜3;または
・配列番号4;
かつ、ヒトTNFαへの結合について、以下を含む抗体と競合するか、前記抗原の、当該抗体と同じエピトープに結合する:
・配列番号10〜15;
・配列番号8および9;または
・配列番号5および6。
一実施形態において、三重特異的結合分子は、抗IL−17A/抗IL−17F VHHドメインを含む。特定の実施形態において、抗IL−17A/抗IL−17F VHHドメインは、ヒト化されている。一部の実施形態において、抗IL−17A/抗IL−17F VHHドメインは、配列番号1の重鎖CDR1(H−CDR1)アミノ酸配列、配列番号2の重鎖CDR2(H−CDR2)アミノ酸配列、配列番号3の重鎖CDR3(H−CDR3)アミノ酸配列、またはそれらのあらゆる組合せを含む。一実施形態において、VHHドメインは、配列番号1〜3の、H−CDR1、H−CDR2、およびH−CDR3アミノ酸配列を含む。一部の実施形態において、VHHドメインは、配列が、配列番号4と少なくとも60%同一であり、例えば、配列番号4と少なくとも60%、70%、または80%同一である。一部の実施形態において、VHHドメインは、配列が、配列番号4と少なくとも90%同一であり、例えば、配列番号4と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である。特定の実施形態において、VHHドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。
一実施形態において、三重特異的結合分子は、抗ヒトTNFα抗体またはその抗原結合部分を含む。特定の実施形態において、抗ヒトTNF−アルファ抗体は、ヒト化抗体またはその抗原結合部分(例えばヒト化Fab)である。
一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の重鎖は、配列番号10のH−CDR1アミノ酸配列、配列番号11のH−CDR2アミノ酸配列、配列番号12のH−CDR3アミノ酸配列、またはそれらのあらゆる組合せを含む。一実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の重鎖は、配列番号10〜12の、H−CDR1、H−CDR2、およびH−CDR3アミノ酸配列を含む。一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の重鎖は、配列が、配列番号8と少なくとも60%同一である、例えば、配列番号8と少なくとも60%、70%、または80%同一である重鎖可変ドメイン(VH)を有する。一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の重鎖は、配列が、配列番号8と少なくとも90%同一である、例えば、配列番号8と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である重鎖可変ドメイン(VH)を有する。特定の実施形態において、VHは、配列番号8のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。VHは、アイソタイプIgG、IgM、IgE、IgA、またはIgD分子の重鎖定常ドメイン(CH)に連結され得る。特定の実施形態において、CHは、アイソタイプIgG、例えばアイソタイプサブタイプIgG1、IgG2aもしくはb、IgG3、またはIgG4のものである。特定の実施形態において、CHは、アイソタイプサブタイプIgG1のものである。
一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の重鎖(HC)は、配列が、配列番号5と少なくとも60%同一であり、例えば、配列番号5と少なくとも60%、70%、または80%同一である。一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の重鎖(HC)は、配列が、配列番号5と少なくとも90%同一であり、例えば、配列番号5と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である。特定の実施形態において、HCは、配列番号5のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。
一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の軽鎖は、配列番号13の軽鎖CDR1(L−CDR1)アミノ酸配列、配列番号14の軽鎖CDR2(L−CDR2)アミノ酸配列、配列番号15の軽鎖CDR3(L−CDR3)アミノ酸配列、またはそれらのあらゆる組合せを含む。一実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の軽鎖は、配列番号13〜15の、L−CDR1、L−CDR2、およびL−CDR3アミノ酸配列を含む。一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の軽鎖は、配列が、配列番号9と少なくとも60%同一である、例えば、配列番号9と少なくとも60%、70%、または80%同一である軽鎖可変ドメイン(VL)を有する。一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の軽鎖は、配列が、配列番号9と少なくとも90%同一である、例えば、配列番号9と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である軽鎖可変ドメイン(VL)を有する。特定の実施形態において、VLは、配列番号9のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。
一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の軽鎖(LC)は、配列が、配列番号6と少なくとも60%同一であり、例えば、配列番号6と少なくとも60%、70%、または80%同一である。一部の実施形態において、抗ヒトTNFα抗体の軽鎖(LC)は、配列が、配列番号6と少なくとも90%同一であり、例えば、配列番号6と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である。特定の実施形態において、VLは、配列番号6のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、抗TNFα結合ドメインの重鎖または軽鎖に直接的に、またはリンカーを介して連結された抗IL−17A/抗IL−17F結合ドメイン(例えばVHHドメイン)を含む(例えば、抗体またはその抗原結合部分)。一実施形態において、結合分子は、抗TNFα抗体の軽鎖にリンカーを介して連結されて融合分子を形成する、抗IL−17A/抗IL−17F VHHドメインを含む。一部の実施形態において、リンカーは、配列が、配列番号16と少なくとも60%同一であり、例えば、配列番号16と少なくとも60%、70%、または80%同一である。一部の実施形態において、リンカーは、配列が、配列番号16と少なくとも90%同一であり、例えば、配列番号16と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である。特定の実施形態において、リンカーは、配列番号16のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。一部の実施形態において、融合分子は、配列が、配列番号7と少なくとも60%同一であり、例えば、配列番号7と少なくとも60%、70%、または80%同一である。一部の実施形態において、融合分子は、配列が、配列番号7と少なくとも90%同一であり、例えば、配列番号7と少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である。特定の実施形態において、融合分子は、配列番号7のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。
一部の実施形態において、三重特異的結合分子は、先に記載される重鎖のいずれか1つ、および先に記載される軽鎖のいずれか1つを含む抗TNFα結合ドメイン、またはその抗原結合部分を含む。特定の実施形態において、三重特異的結合分子はさらに、先に記載される抗IL−17A/抗IL−17F結合ドメインのいずれか1つを含む。特定の実施形態において、三重特異的結合分子は、先に記載される融合分子のいずれか1つを、先に記載される抗TNFα結合ドメイン重鎖のいずれかと組み合わせて含む。
本明細書中に記載される方法によって得られる三重特異的結合分子のクラスは、別のクラスまたはサブクラスとスイッチされ得る。本発明の一態様において、VLまたはVHをコードする核酸分子が、当該技術において周知の方法を用いて、CLまたはCHをコードする核酸配列を含まないように単離される。次に、VLまたはVHをコードする核酸分子は、異なるクラスの免疫グロブリン分子由来のCLまたはCHをコードする核酸配列にそれぞれ作動可能に連結される。これは、先に記載されるように、CL鎖またはCH鎖を含むベクターまたは核酸分子を用いて達成され得る。例えば、元々IgMであった結合分子が、IgGにクラスがスイッチされてよい。さらに、クラススイッチングを用いて、一IgGサブクラスを別のものに、例えばIgG1からIgG2に変換してもよい。所望されるアイソタイプの本発明の結合分子を生産するための例示的な方法は、結合分子の重鎖をコードする核酸分子および結合分子の軽鎖をコードする核酸分子を単離する工程と、重鎖の可変ドメインを得る工程と、重鎖の可変ドメインを、所望されるアイソタイプの重鎖の定常ドメインとライゲーションする工程と、軽鎖およびライゲーションされた重鎖を細胞内で発現させる工程と、所望されるアイソタイプの結合分子を回収する工程とを含む。
本発明の三重特異的結合分子は、IgG、IgM、IgE、IgA、またはIgD分子であり得るが、典型的には、IgGアイソタイプのもの、例えば、IgGサブクラスIgG1、IgG2aもしくはb、IgG3、またはIgG4のものである。一実施形態において、結合分子は、IgGサブクラスIgG1の抗体である。
一実施形態において、三重特異的結合分子は、少なくとも1つの突然変異を有するFc領域を含む。いくつかの異なるFc突然変異が知られており、当該突然変異は、エフェクタ機能の改変を実現する。例えば、多くの場合、例えば、リガンド/受容体相互作用が不所望である場合、または抗体−薬物結合体の場合、エフェクタ機能を低下させ、または排除することが所望されるであろう。エフェクタ機能を低下させるように突然変異させるのに有利であり得るFc領域のアミノ酸位置として、位置228、233、234、および235の1つまたは複数が挙げられる(アミノ酸位置は、Kabatのナンバリングスキームに従って番号付けされている)。一部の実施形態において、三重特異的結合分子は、突然変異のない同結合分子と比較して、ADCCまたはCDCを軽減する1つまたは複数の突然変異を有するFc領域を含む。
特定の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、抗体または抗体部分の、1つまたは複数の他のタンパク質またはペプチドとの共有結合または非共有結合によって形成された、より大きなイムノアドヘシン分子の一部であってよい。そのようなイムノアドヘシン分子の例として、四量体scFv分子を作製するためのストレプトアビジンコア領域の使用(Kipriyanov et al.,Human Antibodies and Hybridomas 6:93−101(1995))ならびに二価のビオチン化scFv分子を作製するためのシステイン残基、マーカーペプチド、およびC末端ポリヒスチジンタグの使用(Kipriyanov et al.,Mol.Immunol.31:1047−1058(1994))が挙げられる。他の例として、抗体由来の1つまたは複数のCDRを、共有結合または非共有結合のいずれかによって分子中に組み込んで、注目する抗原に特異的に結合するイムノアドヘシンとするものが挙げられる。そのような実施形態において、CDRは、より大きなポリペプチド鎖の一部として組み込まれてもよいし、別のポリペプチド鎖に共有結合されてもよいし、非共有結合的に組み込まれてもよい。
別の実施形態において、別のポリペプチドに連結された本発明の三重特異的結合分子の全てまたは一部を含む融合抗体またはイムノアドヘシンが作製され得る。特定の実施形態において、三重特異的結合分子の可変ドメインのみが、ポリペプチドに連結される。特定の実施形態において、三重特異的結合分子のVHドメインが、第1のポリペプチドに連結される一方、三重特異的結合分子のVLドメインが、VHドメインおよびVLドメインが互いに相互作用して抗原結合部位を形成することができるように、第1のポリペプチドと結合する第2のポリペプチドに連結される。別の好ましい実施形態において、VHドメインは、VLドメインから、リンカーによって、VHドメインおよびVLドメインが互いに相互作用することができるように分離されている(例えば一本鎖抗体)。次に、VH−リンカー−VL抗体は、注目するポリペプチドに連結される。また、2つの(またはそれを超える)一本鎖抗体が互いに連結された融合抗体が作出されてもよい。これは、二価抗体もしくは多価抗体を単一のポリペプチド鎖で作出したければ、または多特異的抗体を作出したければ、有用である。
一本鎖抗体(scFv)を作出するために、VHをコードするDNAフラグメントおよびVLをコードするDNAフラグメントは、可撓性リンカーをコードする、例えばアミノ酸配列(Gly4−Ser)3をコードする別のフラグメントに、VL配列およびVH配列が、VLドメインおよびVHドメインが可撓性リンカーによって連結されている連続した一本鎖タンパク質として発現され得るように、作動可能に連結される。例えば、Bird et al.,Science 242:423−426(1988);Huston et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879−5883(1988);およびMcCafferty et al.,Nature 348:552−554(1990)参照。単一鎖抗体は、単一のVHおよびVLのみが用いられるのであれば、一価であり得;2つのVHおよびVLが用いられるのであれば、二価であり得;2つを超えるVHおよびVLが用いられるのであれば、多価であり得る。
他の実施形態において、他の修飾された抗体は、三重特異的結合分子をコードする核酸分子を用いて調製され得る。例えば、「カッパ体」(Ill et al.,Protein Eng.10:949−57(1997))、「ミニボディ」(Martin et al.,EMBO J.13:5303−9(1994))、「ダイアボディ」(Holliger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444−6448(1993))、または「ジャヌシンズ(Janusins)」(Traunecker et al.,EMBO J.10:3655−3659(1991)およびTraunecker et al.,Int.J.Cancer(Suppl.)7:51−52(1992))が、標準的な分子生物学的技術を用いて、本明細書の教示に従って調製され得る。
本発明の三重特異的結合分子は、誘導体化されていてもよいし、別の分子(例えば、別のペプチドまたはタンパク質)に連結されていてもよい。一般に、結合分子(例えば、抗体またはその抗原結合部分)は、IL−17A、IL−17F、および/またはTNFα結合が誘導体化または標識化によって悪影響を受けないように、誘導体化される。したがって、本発明の結合分子として、本明細書中に記載される三重特異的結合分子の無傷形態および修飾形態の双方が挙げられ得る。例えば、本発明の結合分子は、1つまたは複数の他の分子実体(molecular entity)、例えば別の抗体、検出剤、医薬品、および/または結合分子の、別の分子(例えば、ストレプトアビジンコア領域またはポリヒスチジンタグ)との結合を媒介することができるタンパク質もしくはペプチドに、(化学結合、遺伝的融合、非共有結合、または他の方法によって)機能的に連結され得る。
誘導体化された結合分子の一タイプが、(例えば二重特異的抗体を作出するために、同じタイプまたは異なるタイプの)2つ以上の抗体を架橋することによって、生産される。適切な架橋剤として、適切なスペーサ(例えばm−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル)またはホモ二官能基(例えばスベリン酸ジスクシンイミジル)によって分離された、2つの明確に反応性の基を有するヘテロ二官能基であるものが挙げられる。そのようなリンカーは、Pierce Chemical Company,Rockford,ILから入手可能である。
本発明の三重特異的結合分子は、ポリエチレングリコール(PEG)、メチル基もしくはエチル基、または炭水化物基等の化学基で誘導体化されていてもよい。これらの基は、結合分子の生物学的特性を向上させるのに、例えば血清半減期を延長するのに、有用であり得る。
本発明に従う三重特異的結合分子は、標識されていてもよい。本明細書中で用いられる用語「標識」または「標識された」は、結合分子内への別の分子の組込みを指す。一実施形態において、標識は、検出可能なマーカー、例えば、放射性標識アミノ酸の組込み、またはアビジンの標示(例えば、蛍光マーカーを含有するストレプトアビジン、または光学的方法もしくは比色分析法によって検出され得る酵素活性)によって検出され得るビオチニル部分の、ポリペプチドへの取付けである。別の実施形態において、標識またはマーカーは、治療薬、例えば、薬物結合体または毒素であってよい。ポリペプチドおよび糖タンパク質を標識する種々の方法が、当該技術において知られており、これらが用いられてよい。ポリペプチド用の標識の例として、以下に限定されないが:放射性同位体または放射性核種(例えば、3H、14C、15N、35S、90Y、99Tc、111In、125I、131I)、蛍光標識(例えば、FITC、ローダミン、ランタニド蛍光体)、酵素標識(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ)、化学発光マーカー、ビオチニル基、二次レポータによって認識される所定のポリペプチドエピトープ(例えば、ロイシンジッパー対配列、二次抗体用の結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグ)、磁性剤、例えばガドリニウムキレート、毒素、例えば百日咳毒素、タキソール、サイトカラシンB、グラミシジンD、臭化エチジウム、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアントラシンジオン、ミトキサントロン、ミトラマイシン、アクチノマイシンD、1−デヒドロテストステロン、グルココルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロール、およびピューロマイシン、ならびにそれらの類縁体または相同体が挙げられる。一部の実施形態において、潜在的な立体障害を減らすために、種々の長さのスペーサアームによって標識が取り付けられる。
特定の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、中性形態(双性イオン形態を含む)で、または正もしくは負に帯電した種として存在してよい。一部の実施形態において、抗体は、対イオンと複合体形成されて、薬学的に許容可能な塩を形成してよい。
用語「薬学的に許容可能な塩」は、1つまたは複数の三重特異的結合分子および1つまたは複数の対イオンを含む複合体を指し、対イオンは、薬学的に許容可能な、無機および有機の酸および塩基に由来する。
薬学的に許容可能な無機塩基として、金属イオンが挙げられ、以下に限定されないが、適切なアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、および他の生理学的に許容可能な金属イオンが挙げられる。無機塩基から誘導される塩として、例えば通常の原子価の、アルミニウム、アンモニウム、カルシウム、コバルト、ニッケル、モリブデン、バナジウム、マンガン、クロム、セレン、スズ、銅、第二鉄、第一鉄、リチウム、マグネシウム、第二マンガン塩または第一マンガン塩、カリウム、ルビジウム、ナトリウム、および亜鉛が挙げられる。
本発明の三重特異的結合分子の薬学的に許容可能な酸付加塩は、以下に限定されないが、ギ酸、酢酸、アセトアミド安息香酸、アジピン酸、アスコルビン酸、ホウ酸、プロピオン酸、安息香酸、樟脳酸、炭酸、シクラミン酸、デヒドロコール酸、マロン酸、エデト酸、エチル硫酸、フェンゾイック酸、メタリン酸、コハク酸、グリコール酸、グルコン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、タンニン酸、クエン酸、硝酸、アスコルビン酸、グルクロン酸、マレイン酸、葉酸、フマル酸、プロピオン酸、ピルビン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、安息香酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リジン、イソクエン酸、トリフルオロ酢酸、パモ酸、プロピオン酸、アントラニル酸、メシル酸、オルト酸、シュウ酸、オキサロ酢酸、オレイン酸、ステアリン酸、サリチル酸、アミノサリチル酸、ケイ酸、p−ヒドロキシ安息香酸、ニコチン酸、フェニル酢酸、マンデル酸、エンボン酸、スルホン酸、メタンスルホン酸、リン酸、ホスホン酸、エタンスルホン酸、エタンジスルホン酸、アンモニウム、ベンゼンスルホン酸、パントテン酸、ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、スルファニル酸、硫酸、硝酸、亜硝酸、硫酸モノメチルエステル、シクロヘキシルアミノスルホン酸、β−ヒドロキシ酪酸、グリシン、グリシルグリシン、グルタミン酸、カコジル酸、ジアミノヘキサン酸、カンファスルホン酸、グルコン酸、チオシアン酸、オキソグルタル酸、ピリドキサール5−リン酸、クロロフェノキシ酢酸、ウンデカン酸、N−アセチル−L−アスパラギン酸、ガラクタル酸、およびガラクツロン酸が挙げられる酸から調製され得る。
薬学的に許容可能な有機塩基として、トリメチルアミン、ジエチルアミン、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、クロロプロカイン、コリン、ジベンジルアミン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、メグルミン(N−メチルグルカミン)、プロカイン、環状アミン、第四アンモニウムカチオン、アルギニン、ベタイン、カフェイン、クレミゾール、2−エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、2−ジメチルアミノエタノール、エタンジアミン、ブチルアミン、エタノールアミン、エチレンジアミン、N−エチルモルホリン、N−エチルピペリジン、エチルグルカミン、グルカミン、グルコサミン、ヒスチジン、ヒドラバミン、イミダゾール、イソプロピルアミン、メチルグルカミン、モルホリン、ピペラジン、ピリジン、ピリドキシン、ネオジム、ピペリジン、ポリアミン樹脂、プロカイン、プリン、テオブロミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、メチルアミン、タウリン、コラート、6−アミノ−2−メチル−2−ヘプタノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、脂肪族モノおよびジカルボン酸、フェニル置換アルカン酸、ヒドロキシアルカン酸、芳香族酸、脂肪族スルホン酸および芳香族スルホン酸、ストロンチウム、トリシン、ヒドラジン、フェニルシクロヘキシルアミン、2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸、ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノ−トリス(ヒドロキシメチル)メタン、N−(2−アセトアミド)−2−アミノエタンスルホン酸、1,4−ピペラジンジエタンスルホン酸、3−モルホリノ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、1,3−ビス[トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]プロパン、4−モルホリンプロパンスルホン酸、4−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン−1−エタンスルホン酸、2−[(2−ヒドロキシ−1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル)アミノ]エタンスルホン酸、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸、4−(N−モルホリノ)ブタンスルホン酸、3−(N,N−ビス[2−ヒドロキシエチル]アミノ)−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−ヒドロキシ−3−[トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸、4−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン−1−(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸)、ピペラジン−1,4−ビス(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸)二水和物、4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンプロパンスルホン酸、N、N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン−N’−(4−ブタンスルホン酸)、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、N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル−4−アミノブタンスルホン酸、N−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−3−アミノ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(シクロヘキシルアミノ)エタンスルホン酸、3−(シクロヘキシルアミノ)−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸、3−(シクロヘキシルアミノ)−1−プロパンスルホン酸、N−(2−アセトアミド)イミノ二酢酸、4−(シクロヘキシルアミノ)−1−ブタンスルホン酸、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン、2−アミノ−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、およびトロメタモールが挙げられる。
一部の実施形態において、本開示の二重特異的抗体分子は、2本の重鎖および2本の軽鎖を含む抗TNFα抗体、またはその抗原結合部分、および当該抗体に(直接的に、またはリンカーを介して)連結された抗IL−17A/抗IL−17F VHHを含む。抗IL−17A/抗IL−17F VHHは、そのN末端またはC末端によって、抗TNFα抗体の重鎖または軽鎖のN末端またはC末端に連結され得る。特定の実施形態において、抗IL−17A/抗IL−17F VHHは、抗TNFα抗体の軽鎖のN末端に連結される。本明細書中に記載されるそのようなあらゆる融合が、当該技術において知られている方法に従ってもたらされ得る。例えば、Ahmad et al.,Clinical and Developmental Immunology 2012,Article ID 980250(2012)参照。特定の実施形態において、抗TNFα抗体は、リンカーによって、より好ましくはペプチドリンカーによって、最も好ましくは、タンパク質分解開裂部位を欠くペプチドリンカーによって、抗IL−17A/抗IL−17F VHHに連結される。一部の実施形態において、リンカーのアミノ酸残基は、G、A、S、P、E、T、D、およびKから選択される。一部の実施形態において、リンカーは、配列番号16のアミノ酸配列を含み、またはそれからなる。
核酸分子およびベクター
本発明はまた、本明細書中に記載される本発明の三重特異的結合分子をコードする核酸分子および核酸配列を提供する。一部の実施形態において、異なる核酸分子が、三重特異的結合分子の第1のドメインおよび第2のドメインのアミノ酸配列をコードする。第1のドメインおよび/または第2のドメインが重鎖および軽鎖を含む場合、一部の実施形態において、異なる核酸が、重鎖および軽鎖のアミノ酸配列をコードする。他の実施形態において、同じ核酸分子が、重鎖および軽鎖のアミノ酸配列をコードする。特定の実施形態において、一核酸分子が、第1のドメインおよび第2のドメインのアミノ酸配列(例えば、重鎖および軽鎖の配列)のあらゆる組合せをコードしてよい。特定の実施形態において、一核酸分子が、第1の結合ドメインのアミノ酸配列および第2の結合ドメインの軽鎖アミノ酸配列をコードしてよく、場合によってはこの2つを連結するあらゆるペプチドリンカー配列を含んでもよい。
ヌクレオチド配列への言及は、他に明記されない限り、その補体を包含する。ゆえに、特定の配列を有する核酸への言及は、その相補鎖を、その相補配列と共に包含するものと理解されるべきである。本明細書中で言及される用語「ポリヌクレオチド」は、少なくとも10塩基長の、リボヌクレオチドもしくはデオキシヌクレオチド、またはいずれかのタイプのヌクレオチドの修飾形態のヌクレオチドのポリマー形態を意味する。当該用語は、一本鎖の形態および二本鎖の形態を含む。
本発明はまた、上記のヌクレオチド配列の1つもしくは複数と、または配列番号1〜16からなる群から選択されるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列と、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一であるヌクレオチド配列を提供する。特定の実施形態において、ヌクレオチド配列は、配列番号4〜9からなる群から選択されるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列と、少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、または99%同一である。核酸配列の文脈における用語「パーセント配列同一性」は、最大一致するようにアラインされた場合に、2つの配列中で同じである残基に言及する。配列同一性の比較の長さは、少なくとも約9ヌクレオチド、一般には少なくとも約18ヌクレオチド、より一般には少なくとも約24ヌクレオチド、典型的には少なくとも約28ヌクレオチド、より典型的には少なくとも約32ヌクレオチド、好ましくは少なくとも約36、48、またはそれを超えるヌクレオチドのストレッチにわたってよい。当該技術において知られているいくつかの異なるアルゴリズムが、ヌクレオチド配列同一性を測定するのに用いられ得る。例えば、Wisconsin Package Version 10.0,Genetics Computer Group(GCG),Madison,WisconsinのプログラムであるFASTA、Gap、またはBestfitを用いて、ポリヌクレオチド配列が比較され得る。例えば、プログラムFASTA2およびFASTA3を含むFASTAは、アライメント、およびクエリー配列とサーチ配列間の最良の重複領域の配列同一性パーセントを提供する(Pearson,Methods Enzymol.183:63−98(1990);Pearson,Methods Mol.Biol.132:185−219(2000);Pearson,Methods Enzymol.266:227−258(1996);Pearson,J.Mol.Biol.276:71−84(1998);参照によって本明細書中に組み込まれる)。特に明記されない限り、特定のプログラムまたはアルゴリズムについて、デフォルトパラメータが用いられる。例えば、核酸配列間の配列同一性パーセントは、FASTAを、そのデフォルトのパラメータ(6のワードサイズ、そしてスコアリングマトリックスについてNOPAMファクター)で用いて、またはGapを、GCG Version 6.1(参照によって本明細書に組み込まれる)で与えられるそのデフォルトのパラメータで用いて、判定され得る。
一態様において、本発明は、配列番号1〜16から選択されるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子を提供する。核酸分子はまた、前記ヌクレオチド配列のあらゆる組合せを含み得る。一実施形態において、核酸分子は、配列番号4をコードするヌクレオチド配列を含む。別の実施形態において、核酸分子は、配列番号4および6をコードするヌクレオチド配列を含む。別の実施形態において、核酸分子は、配列番号4、6、および16をコードするヌクレオチド配列を含む。別の実施形態において、核酸分子は、配列番号7をコードするヌクレオチド配列を含む。別の実施形態において、核酸分子は、配列番号5をコードするヌクレオチド配列を含む。
先の実施形態のいずれにおいても、核酸分子は単離されていてよい。
更なる態様において、本発明は、本明細書中に記載されるヌクレオチド配列のいずれかを発現させるのに適したベクターを提供する。本明細書中で用いられる用語「ベクター」は、連結された別の核酸を輸送することができる核酸分子を意味する。一部の実施形態において、ベクターは、プラスミド、すなわち、追加のDNAセグメントがライゲーションされ得る環状の二本鎖DNAの断片である。一部の実施形態において、ベクターは、ウイルスベクターであり、ウイルスゲノム中に追加のDNAセグメントがライゲーションされ得る。一部の実施形態において、ベクターは、これが導入される宿主細胞内で自律複製することができる(例えば、細菌の複製起点を有する細菌ベクター、およびエピソーム哺乳動物ベクター)。他の実施形態において、ベクター(例えば、非エピソーム哺乳動物ベクター)は、宿主細胞中に導入されると直ぐに、宿主細胞のゲノム中に統合され、これによって、宿主ゲノムと共に複製され得る。さらに、特定のベクターは、これが作動可能に連結されている遺伝子の発現を導くことができる。そのようなベクターは、本明細書で「組換え発現ベクター」(または単に「発現ベクター」)と呼ばれる。
本発明は、本明細書中に記載される三重特異的結合分子またはその一部のアミノ酸配列(例えば、第1の結合ドメインおよび/または第2の結合ドメインの重鎖配列および/または軽鎖配列)のいずれかをコードする核酸分子を含むベクターを提供する。本発明はさらに、融合タンパク質、修飾された抗体、抗体フラグメントをコードする核酸分子を含むベクター、およびそのプローブを提供する。
本発明の核酸分子は、三重特異的結合分子またはその一部を生産するあらゆる源から単離することができる。特定の実施形態において、本発明の核酸分子は、単離されるのではなく合成することができる。
一部の実施形態において、本発明の核酸分子は、あらゆる源由来の重鎖定常ドメインをコードするヌクレオチド配列にインフレームで連結された、本発明の三重特異的結合分子の第1のドメインまたは第2のドメイン由来のVHドメインをコードするヌクレオチド配列を含んでよい。同様に、本発明の核酸分子は、あらゆる源由来の軽鎖定常ドメインをコードするヌクレオチド配列にインフレームで連結された、本発明の三重特異的結合分子の第1のドメインまたは第2のドメイン由来のVLドメインをコードするヌクレオチド配列を含んでよい。
本発明の更なる態様において、第1の結合ドメインまたは第2の結合ドメインの重鎖可変ドメイン(VH)および/または軽鎖可変ドメイン(VL)をコードする核酸分子は、完全長抗体遺伝子に「変換」され得る。一実施形態において、VHドメインまたはVLドメインをコードする核酸分子は、重鎖定常ドメイン(CH)または軽鎖定常ドメイン(CL)を既にコードする発現ベクター中への挿入によって、それぞれ、VHセグメントがベクター内のCHセグメントに作動可能に連結され、かつ/またはVLセグメントがベクター内のCLセグメントに作動可能に連結されるように、完全長抗体遺伝子に変換される。別の実施形態において、VHドメインおよび/またはVLドメインをコードする核酸分子は、標準的な分子生物学的技術を用いて、VHドメインおよび/またはVLドメインをコードする核酸分子を、CHドメインおよび/またはCLドメインをコードする核酸分子に連結する、例えばライゲーションすることによって、完全長抗体遺伝子に変換される。次に、完全長の重鎖および/または軽鎖をコードする核酸分子は、これが導入された細胞から発現され得る。
核酸分子は、大量の三重特異的結合分子を、組換えにより発現するのに用いられ得る。核酸分子はまた、本明細書中に記載されるヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、二重特異的抗体、一本鎖抗体、イムノアドヘシン、ダイアボディ、突然変異抗体、および抗体誘導体を生産するのに用いられ得る。
別の実施形態において、本発明の核酸分子は、特定のアミノ酸配列についてのプローブまたはPCRプライマーとして用いられる。例えば、核酸は、診断法におけるプローブとして、またはPCRプライマーとして用いられて、使用可能なDNA領域を増幅することができ、例えば、三重特異的結合分子の一部(例えば可変ドメイン)をコードする追加の核酸分子を単離することができる。一部の実施形態において、核酸分子は、オリゴヌクレオチドである。一部の実施形態において、オリゴヌクレオチドは、三重特異的結合分子の高度に可変的なドメインに由来する。一部の実施形態において、オリゴヌクレオチドは、本明細書中に記載される本発明の三重特異的結合分子のCDRの1つまたは複数の全てまたは一部をコードする。
別の実施形態において、核酸分子およびベクターは、突然変異した三重特異的結合分子を作製するのに用いられ得る。抗体を、第1の結合ドメインおよび/または第2の結合ドメインの重鎖および/または軽鎖の可変ドメインにおいて突然変異させて、例えば、三重特異的結合分子の結合特性を改変してよい。例えば、突然変異を、CDR領域の1つまたは複数において起こして、三重特異的結合分子のKを増大または減少させてもよいし、koffを増大または減少させてもよいし、抗体の、L−17A、IL−17F、および/またはTNFαに対する結合特異性を改変してもよい。別の実施形態において、1つまたは複数の突然変異が、抗体中で、生殖系列と比較して変化することが知られている、本発明の三重特異的結合分子の第1の結合ドメインまたは第2の結合ドメインに対応するアミノ酸残基にて起こされる。突然変異は、可変ドメインのCDR領域またはフレームワーク領域内で起こされてもよいし、定常ドメイン内で起こされてもよい。好ましい実施形態において、突然変異は、可変ドメイン内で起こされる。一部の実施形態において、1つまたは複数の変異が、本発明の三重特異的結合分子の可変ドメインのCDR領域またはフレームワーク領域内で、生殖系列と比較して変化することが知られているアミノ酸残基にて起こされる。
別の実施形態において、フレームワーク領域を、結果として生じるフレームワーク領域が、対応する生殖系列遺伝子のアミノ酸配列を有するように、突然変異させる。フレームワーク領域または定常ドメイン内に突然変異を起こして、三重特異的結合分子の半減期を延長することができる。例えば、国際公開第00/09560号参照。また、フレームワーク領域または定常ドメイン中に突然変異を起こして、三重特異的結合分子の免疫原性を改変し、かつ/または別の分子への共有結合もしくは非共有結合のための部位を提供することができる。本発明に従えば、三重特異的結合分子は、可変ドメインのCDRまたはフレームワーク領域のいずれか1つまたは複数において突然変異を有してもよいし、定常ドメイン内に突然変異を有してもよい。
一部の実施形態において、先に記載されるようにして得られた、第1の結合ドメインおよび第2の結合ドメインの部分配列または完全長配列(例えば、結合ドメインが重鎖および軽鎖の配列を含む、重鎖配列および軽鎖配列)をコードするDNAを、発現ベクター中に、遺伝子が、必須の発現制御配列、例えば転写制御配列および翻訳制御配列に作動可能に連結されるように挿入することによって、本発明の三重特異的結合分子は発現される。発現ベクターとして、プラスミド、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、植物ウイルス、例えば、カリフラワーモザイクウイルス、タバコモザイクウイルス、コスミド、YAC、EBV由来エピソーム等が挙げられる。DNAは、ベクター内の転写制御配列および翻訳制御配列が、DNAの転写および翻訳を調節するその意図された機能を果たすように、ベクター中にライゲーションされ得る。発現ベクターおよび発現制御配列は、用いられる発現宿主細胞と適合するように選択され得る。第1の結合ドメインおよび第2の結合ドメインの部分配列または完全長配列をコードするDNA(例えば、結合ドメインが重鎖および軽鎖の配列を含む、重鎖配列および軽鎖配列)が、別々のベクター中に挿入されてよい。一実施形態において、上記DNAのあらゆる組合せが、同じ発現ベクター中に挿入される。DNAは、標準的な方法(例えば、抗体遺伝子フラグメントおよびベクター上の相補的制限部位のライゲーション、または制限部位が存在しない場合の平滑末端ライゲーション)によって、発現ベクター中に挿入され得る。
好都合なベクターとして、機能的に完全なヒトCH免疫グロブリン配列またはヒトCL免疫グロブリン配列をコードし、適切な制限部位が操作されて、あらゆるVH配列またはVL配列が、先に記載されるように、容易に挿入かつ発現され得るものがある。そのようなベクター中の、HCをコードする遺伝子およびLCをコードする遺伝子は、関連するmRNAを安定化させることによって抗体タンパク質収量全体を高めることとなる、イントロン配列を含有してよい。イントロン配列は、RNAスプライシングが起こることとなる場所を決定するスプライスドナー部位およびスプライスアクセプタ部位に挟まれている。イントロン配列の位置は、抗体鎖の可変領域もしくは定常領域のいずれかに、または、複数のイントロンが用いられる場合、可変領域および定常領域の双方に、存在し得る。ポリアデニル化および転写終結が、コード領域の下流の天然の染色体部位にて生じ得る。組換え発現ベクターはまた、宿主細胞からの抗体鎖の分泌を促進するシグナルペプチドをコードしてもよい。抗体鎖遺伝子は、シグナルペプチドが免疫グロブリン鎖のアミノ末端にインフレームで連結されるように、ベクター中にクローニングされてよい。シグナルペプチドは、免疫グロブリンシグナルペプチドであっても、異種シグナルペプチド(すなわち、非免疫グロブリンタンパク質由来のシグナルペプチド)であってもよい。
抗体鎖遺伝子に加えて、本発明の組換え発現ベクターは、宿主細胞中での抗体鎖遺伝子の発現を制御する調節配列を有してよい。当業者であれば、発現ベクターの設計(調節配列の選択を含む)は、形質転換されることとなる宿主細胞の選択、所望されるタンパク質の発現レベル等の要因によって決まり得ることを理解するであろう。哺乳動物宿主細胞発現にとって好ましい調節配列として、哺乳動物細胞において高レベルのタンパク質発現を導くウイルスエレメント、例えば、レトロウイルスLTRに由来するプロモータおよび/またはエンハンサ、サイトメガロウイルス(CMV)(例えばCMVプロモータ/エンハンサ)、シミアンウイルス40(SV40)(例えばSV40プロモータ/エンハンサ)、アデノウイルス(例えば、アデノウイルス主要後期プロモータ(AdMLP))、ポリオーマおよび強力な哺乳動物プロモータ、例えば天然の免疫グロブリンおよびアクチンプロモータが挙げられる。ウイルス調節エレメントおよびその配列の更なる説明について、例えば、米国特許第5168062号明細書、米国特許第4510245号明細書、および米国特許第4968615号明細書参照。植物における抗体等の結合分子の発現方法(プロモータおよびベクター、ならびに植物の形質転換の記載を含む)が、当該技術において知られている。例えば、米国特許第6517529号明細書参照。細菌細胞または真菌細胞、例えば酵母細胞におけるポリペプチドの発現方法もまた、当該技術において周知である。
抗体鎖遺伝子および調節配列に加えて、本発明の組換え発現ベクターは、宿主細胞においてベクターの複製を調節する配列(例えば複製起点)および選択マーカー遺伝子等の追加の配列を有してよい。選択マーカー遺伝子は、ベクターが導入された宿主細胞の選択を容易にする(例えば、米国特許第4399216号明細書、米国特許第4634665号明細書、および米国特許第5179017号明細書参照)。例えば、典型的には、選択マーカー遺伝子は、G418、ハイグロマイシン、またはメトトレキセート等の薬剤に対する耐性を、ベクターが導入された宿主細胞に付与する。例えば、選択マーカー遺伝子として、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)遺伝子(dhfr−宿主細胞での、メトトレキサート選択/増幅に使用)、neo遺伝子(G418選択用)、およびグルタミン酸合成酵素遺伝子が挙げられる。
本明細書中で用いられる用語「発現制御配列」は、ライゲーションされているコード配列の発現およびプロセシングに影響をもたらすのに必須のポリヌクレオチド配列を意味する。発現制御配列として、適切な転写開始配列、転写終結配列、プロモータ配列、およびエンハンサ配列;効率的なRNAプロセシングシグナル、例えばスプライシングシグナルおよびポリアデニル化シグナル;細胞質mRNAを安定化させる配列;翻訳効率を高める配列(すなわちコザックコンセンサス配列);タンパク質の安定性を増強する配列;ならびに、所望される場合、タンパク質分泌を増強する配列が挙げられる。そのような制御配列の性質は、宿主生物に応じて異なる;原核生物では、そのような制御配列として、一般に、プロモータ、リボソーム結合部位、および転写終結配列が挙げられる;真核生物では、一般に、そのような制御配列として、プロモータおよび転写終結配列が挙げられる。用語「制御配列」は、最低でも、その存在が発現およびプロセシングに必須である全ての成分を含むことが意図されており、そしてまた、例えば、リーダ配列および融合パートナー配列といった、その存在が有利である追加の成分を含んでもよい。
宿主細胞、および三重特異的結合分子の生産方法
本発明の更なる態様が、本発明の三重特異的結合分子を生産する方法に関する。本発明のこの態様の一実施形態が、本明細書中で定義される三重特異的結合分子を生産する方法であって、三重特異的結合分子を発現することができる組換え宿主細胞を提供することと、前記宿主細胞を、三重特異的結合分子の発現に適した条件下で培養することと、生じた三重特異的結合分子を単離することとを含む方法に関する。そのような組換え宿主細胞におけるそのような発現によって産生される三重特異的結合分子は、本明細書中で、「組換え三重特異的結合分子」と呼ぶ。三重特異的結合分子が抗体である場合、「組換え抗体」と呼ぶ。本発明はまた、そのような宿主細胞の子孫細胞、およびこれによって産生される三重特異的結合分子を提供する。
用語「組換え宿主細胞」(または単に「宿主細胞」)は、本明細書中で用いられる場合、組換え発現ベクターが導入された細胞を意味する。本発明は、例えば、先に記載される、本発明に従うベクターを含み得る宿主細胞を提供する。本発明はまた、例えば、本発明の三重特異的結合分子の第1の結合ドメインおよび/または第2の結合ドメインの、重鎖もしくはその抗原結合部分をコードするヌクレオチド配列、軽鎖もしくはその抗原結合部分をコードするヌクレオチド配列、またはそれらの双方を含む宿主細胞を提供する。「組換え宿主細胞」および「宿主細胞」は、特定の対象細胞だけでなく、そのような細胞の子孫も意味すると理解されるべきである。次の世代で、突然変異または環境の影響に起因する特定の修飾が発生する場合があるため、そのような子孫は、実際には、親細胞と同一ではない場合があるが、それでもやはり、本明細書で用いられる用語「宿主細胞」の範囲内に含まれる。
本発明の三重特異的結合分子をコードする核酸分子、および当該核酸分子を含むベクターは、適切な哺乳動物、植物、細菌、または酵母宿主細胞の形質移入に用いられ得る。形質転換は、ポリヌクレオチドを宿主細胞中に導入する、知られているあらゆる方法によってよい。哺乳動物細胞中への異種ポリヌクレオチドの導入方法が、当該技術において周知であり、デキストラン媒介形質移入、リン酸カルシウム沈殿、ポリブレン媒介形質移入、プロトプラスト融合、エレクトロポレーション、リポソーム内へのポリヌクレオチドのカプセル化、および核中へのDNAの直接マイクロインジェクションが挙げられる。また、核酸分子は、ウイルスベクターによって哺乳動物細胞中に導入され得る。細胞を形質転換する方法は、当該技術において周知である。例えば、米国特許第4399216号明細書、米国特許第4912040号明細書、米国特許第4740461号明細書、および米国特許第4959455号明細書参照。植物細胞を形質転換する方法は、当該技術において周知であり、例として、アグロバクテリウム媒介形質転換、バイオリスティック形質転換、直接注射、エレクトロポレーション、およびウイルス形質転換が挙げられる。細菌細胞および酵母細胞を形質転換する方法もまた、当該技術において周知である。
発現用の宿主として利用可能な哺乳動物細胞株は、当該技術において周知であり、American Type Culture Collection(ATCC)から入手可能な多くの不死化細胞株が挙げられる。とりわけ、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、NS0細胞、SP2細胞、HEK−293T細胞、293 Freestyle細胞(Invitrogen)、NIH−3T3細胞、HeLa細胞、新生ハムスター腎(BHK)細胞、アフリカミドリザル腎細胞(COS)、ヒト肝細胞癌細胞(例えばHep G2)、A549細胞、およびいくつかの他の細胞株が挙げられる。特に好ましい細胞株は、どの細胞株の発現レベルが高いかを判定することによって選択される。用いられ得る他の細胞株として、昆虫細胞株、例えばSf9細胞またはSf21細胞がある。三重特異的結合分子をコードする組換え発現ベクターが、哺乳動物宿主細胞中に導入される場合、宿主細胞における結合分子の発現を、またはより好ましくは、宿主細胞が増殖する培養培地中への結合分子の分泌を可能にするのに十分な期間、宿主細胞を培養することによって、結合分子が生産される。三重特異的結合分子は、標準的なタンパク質精製法を用いて、培地から回収され得る。植物宿主細胞として、例えば、タバコ(Nicotiana)属、シロイヌナズナ(Arabidopsis)属、ウキクサ、トウモロコシ、コムギ、ジャガイモ等が挙げられる。細菌宿主細胞として、大腸菌(E.coli)およびストレプトマイセス(Streptomyces)属種が挙げられる。酵母宿主細胞として、分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)、およびピキア酵母(Pichia pastoris)が挙げられる。
さらに、生産細胞株からの、本発明の三重特異的結合分子の発現は、いくつかの知られている技術を用いて増強され得る。例えば、グルタミン合成酵素遺伝子発現系(GS系)は、特定の条件下で発現を増強するための一般的なアプローチである。GS系は、欧州特許第0216846号明細書、欧州特許第0256055号明細書、欧州特許第0323997号明細書、および欧州特許第0338841号明細書に関連して、全体的に、または部分的に考察されている。
異なる細胞株によって、またはトランスジェニック動物において発現される三重特異的結合分子はおそらく、互いに異なるグリコシル化パターンを有する可能性が高い。しかしながら、本明細書中で提供される核酸分子によってコードされる、または本明細書中で提供されるアミノ酸配列を含む三重特異的結合分子は全て、結合分子のグリコシル化状態に拘らず、そしてより一般的には、翻訳後修飾の有無に拘らず、本発明の一部である。
三重特異的結合分子は、種々の方法を用いて調製され得る。例えば、IL−17A、IL−17F、および/もしくはTNFα、またはそれらのあらゆる組合せに結合するドメインは、別個に(例えば、化学的タンパク質合成、組換え発現法、ハイブリドーマ技術等を用いて)調製されてから、直接的に、またはリンカーを介して、互いに化学的に結合され得る。分子(例えば、抗体またはその抗原結合部分)を化学的に結合する手段は、当業者に周知である。ポリペプチドは、典型的には、種々の官能基;例えば、カルボン酸(COOH)基または遊離アミン(−NH2)基を含有し、これらは、対応するポリペプチド上の、またはリンカー上の適切な官能基との反応に利用可能である。抗体はまた、誘導体化されて、追加の反応性官能基に曝露されてもよいし、これを取り付けてもよく、1つまたは複数のリンカー分子、例えばPierce Chemical Company,Rockford 111から入手可能なものの取付けを包含し得る。本発明の三重特異的結合分子に用いられるリンカーは、当該技術において知られている種々の適切なリンカーのいずれであってもよい。
本発明の特定の実施形態において、IL−17A、IL−17F、および/もしくはTNFα、またはそれらのあらゆる組合せに結合するドメインは、宿主細胞における組換え抗体または抗原結合部分の発現によって産生される。結合ドメインのあらゆる組合せをコードする配列は、(直接的に、またはリンカーを介して)連結され得る。IL−17A、IL−17F、およびTNFαに結合するドメインをコードする、生じた核酸分子は、発現ベクター中に挿入されて、宿主細胞中に導入される。次に、生じた三重特異的結合分子は、発現系から発現されて、単離されて、精製される。
本発明の特定の実施形態において、三重特異的結合分子の結合ドメインは、結合分子のタンパク質分解から保護するように設計された新規なリンカー分子と対形成されてよい。そのようなリンカーは、典型的には、タンパク質分解開裂部位を欠いている。
医薬組成物
本発明の別の態様は、活性成分として(または唯一の活性成分として)本発明の三重特異的結合分子を含む医薬組成物である。医薬組成物は、本明細書中に記載されるあらゆる三重特異的結合分子を含み得る。一部の実施形態において、当該組成物は、IL−17A、IL−17F、TNFαの活性によって影響され得る障害、および/または自己免疫疾患もしくは炎症性疾患の改善、予防、および/または処置が意図される。
一般に、本発明の三重特異的結合分子は、例えば以下で説明される、1つまたは複数の薬学的に許容可能な賦形剤と組み合わせて、製剤として投与されるのに適している。
本発明の医薬組成物は、少なくとも1つの三特異的結合分子、および1つまたは複数の関連する細胞表面受容体、例えば、自己免疫応答または炎症応答に関与する細胞表面受容体を標的とする1つまたは複数の追加の結合分子(例えば抗体)を含んでよい。
用語「賦形剤」は、本明細書中で、本発明の化合物以外のあらゆる成分を説明するのに用いられる。賦形剤の選択は、特定の投与様式、溶解性および安定性に及ぼす賦形剤の影響、ならびに剤形の性質等の要因に大きく依存することとなる。本明細書中で用いられる「薬学的に許容可能な賦形剤」として、生理学的に適合するあらゆる全ての溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤、ならびに吸収遅延剤等が挙げられる。薬学的に許容可能な賦形剤の一部の例として、水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノール等、およびそれらの組合せがある。多くの場合、等張剤、例えば、糖、ポリアルコール、例えばマンニトール、ソルビトール、または塩化ナトリウムを組成物中に含むことが好ましいであろう。薬学的に許容可能な物質の更なる例として、湿潤剤または少量の補助物質、例えば湿潤剤もしくは乳化剤、防腐剤、またはバッファがあり、これらは抗体の貯蔵寿命または有効性を増強する。
本発明の医薬組成物およびその調製方法は、当業者であれば容易に明らかとなろう。そのような組成物およびその調製方法は、例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第19版(Mack Publishing Company,1995)に見ることができる。医薬組成物は、好ましくは、GMP(適正製造基準(good manufacturing practices))条件下で製造される。
本発明の医薬組成物は、バルクで、単一単位用量として、または複数の単一単位用量として調製、包装、または販売され得る。本明細書中で用いられる「単位用量」は、所定量の活性成分を含む医薬組成物の離散的な量である。活性成分の量は一般に、対象に投与されることとなる活性成分の投与量、またはそのような投与量の好都合な割合、例えば、そのような投与量の1/2もしくは1/3に等しい。
当該技術において受け入れられている、ペプチド、タンパク質、または抗体を投与するあらゆる方法が、本発明の三重特異的結合分子に適切に使用され得る。
本発明の医薬組成物は、典型的には、非経口投与に適している。本明細書中で用いられる、医薬組成物の「非経口投与」として、対象の組織の物理的な破壊(breaching)によって特徴付けられる投与、および組織中の破れ目(breach)を通しての医薬組成物の投与(ゆえに、概して、血流、筋肉、または内臓中への直接投与をもたらす)のあらゆる経路が挙げられる。ゆえに、非経口投与として、以下に限定されないが、組成物の注射、外科的切開を介した組成物の付与、組織を貫通する非外科的創傷を介した組成物の付与その他による、医薬組成物の投与が挙げられる。特に、非経口投与として、以下に限定されないが、皮下、腹腔内、筋肉内、胸骨内、静脈内、動脈内、髄腔内、脳室内、尿道内、頭蓋内、滑膜内の注射または注入;および腎臓透析注入技術が挙げられると考えられる。腫瘍内送達、例えば、腫瘍内注射もまた有利であり得る。局所灌流も考えられる。好ましい実施形態として、静脈内経路および皮下経路が挙げられる。
非経口投与に適した医薬組成物の製剤は、典型的には、活性成分を、薬学的に許容可能な担体、例えば滅菌水または滅菌等張性生理食塩水と組み合わせて含む。そのような製剤は、ボーラス投与または連続投与に適した形態で調製、包装、または販売され得る。注射用製剤が、防腐剤を含有するアンプルまたは多服用量容器等の単位剤形で、調製、包装、または販売され得る。非経口投与用の製剤として、以下に限定されないが、懸濁液、溶液、油性ビヒクルまたは水性ビヒクル中のエマルジョン、ペースト等が挙げられる。そのような製剤はさらに、懸濁化剤、安定化剤、または分散剤が挙げられるがこれらに限定されない1つまたは複数の追加の成分を含んでよい。非経口投与用の製剤の一実施形態において、活性成分は、適切なビヒクル(例えば、パイロジェンフリー滅菌水)で再構成される乾燥(すなわち、粉末または顆粒)形態で提供されてから、再構成された組成物が非経口投与される。また、非経口製剤として、賦形剤、例えば塩、炭水化物、および緩衝剤(好ましくはpH3〜9)を含有してもよい水溶液が挙げられるが、一部の用途のために、非経口製剤は、より適切には、滅菌された非水性溶液として、または適切なビヒクル、例えばパイロジェンフリー滅菌水と併用されることとなる乾燥形態として製剤化されてよい。例示的な非経口投与形態として、滅菌水溶液、例えば水性のプロピレングリコール溶液またはデキストロース溶液中の溶液または懸濁液が挙げられる。そのような剤形は、所望されるのであれば、適切に緩衝化され得る。有用な他の非経口投与可能製剤として、活性成分を微結晶形態で、またはリポソーム調剤中に含むものが挙げられる。非経口投与用の製剤は、放出が即時であり、かつ/または修飾されるように製剤化されてよい。製剤の修飾された放出として、遅延放出、持続放出、パルス放出、制御放出、標的放出、およびプログラム化放出が挙げられる。
例えば、一態様において、三重特異的結合分子を、必要な量で、必要に応じて、先で列挙された成分の1つまたは組合せと共に、適切な溶媒中に組み込んでから濾過滅菌することによって、滅菌注射溶液が調製され得る。一般に、活性化合物を、基本的な分散媒体、および先で列挙されたもの由来の必要とされる他の成分を含有する滅菌ビヒクル中に組み込むことによって、分散液が調製される。滅菌注射溶液の調製用の滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、有効成分プラス所望される追加のあらゆる成分の粉末を、予め滅菌濾過されたその溶液から生じさせる、真空乾燥および凍結乾燥である。溶液の適切な流動性は、例えば、レシチン等のコーティングの使用、分散液の場合には、必要とされる粒径の維持、および界面活性剤の使用によって、維持され得る。吸収を遅延させる剤、例えば、モノステアリン酸塩およびゼラチンを組成物中に含めることによって、かつ/または修飾放出コーティング(例えば徐放性コーティング)を用いることによって、注射用組成物の持続吸収が達成され得る。
本発明の三重特異的結合分子はまた、典型的には乾燥粉末の形態で(単独で、混合物として、または混合成分粒子として、例えば、適切な薬学的に許容可能な賦形剤と混合されて)、乾燥粉末吸入器から、加圧容器、ポンプ、スプレー、アトマイザ(好ましくは、電気流体力学を用いて霧状ミストを生成するアトマイザ)、もしくはネブライザからのエアロゾルスプレーとして(適切な噴射剤を使用し、または使用しない)、または点鼻薬として、鼻腔内投与されてもよいし、吸入によって投与されてもよい。
加圧容器、ポンプ、スプレー、アトマイザ、またはネブライザは、一般に、例えば、活性物質の分散、可溶化、または持続放出に適した剤、溶媒としての噴射剤を含む、本発明の結合分子の溶液または懸濁液を含有する。
乾燥粉末または懸濁液製剤の使用に先立って、製剤は一般に、吸入による送達に適したサイズ(典型的には5ミクロン未満)に微粒状化される。これは、螺旋ジェットミリング、流動床ジェットミリング、ナノ粒子を形成するための超臨界流体処理、高圧ホモジナイゼーション、または噴霧乾燥等の適切なあらゆる粉砕方法によって達成され得る。
吸入器または注入器に用いられるカプセル、ブリスター、およびカートリッジが、本発明の化合物、適切な粉末基剤、および性能修飾剤(performance modifier)の粉末混合物を含有するように製剤化され得る。
電気流体力学を用いて霧状ミストを生成するアトマイザに用いるのに適した溶液製剤は、作動あたりの本発明の三重特異的結合分子の適切な用量を含有し得、作動容量は、例えば、1μL〜100μLまで変動し得る。
メントールおよびレボメントール等の適切なフレーバ、またはサッカリンもしくはサッカリンナトリウム等の甘味料が、吸入/鼻腔内投与が意図される本発明の製剤に加えられてよい。
吸入/鼻腔内用の製剤は、放出が即時であり、かつ/または修飾されるように製剤化されてよい。製剤の修飾された放出として、遅延放出、持続放出、パルス放出、制御放出、標的放出、およびプログラム化放出が挙げられる。
乾燥粉末吸入器およびエアロゾルの場合、投薬量単位は、計量された量を送達するバルブによって決定される。本発明に従う単位は、典型的には、本発明の結合分子の計量された用量または「パフ」を投与するように構成される。全1日用量は、典型的には、単回用量で、より一般的には、1日を通した分割用量として投与されることとなる。
本発明の三重特異的結合分子は、経口経路投与用に製剤化されてもよい。経口投与は、化合物が消化管に入るような嚥下、および/または化合物が口から直接血流に入る口腔内投与、舌側(lingual)投与、もしくは舌下投与を含み得る。
経口投与に適した製剤として、固体系、半固体系、および液体系、例えば錠剤;多粒子もしくはナノ粒子、液体、または粉末を含有する軟質カプセルまたは硬質カプセル;ロゼンジ(液体充填剤を含む);チュー(chew);ゲル;急速分散剤形;フィルム;胚珠(ovule);スプレー;および口腔/粘膜接着パッチが挙げられる。
液体製剤として、懸濁液、溶液、シロップ、およびエリキシルが挙げられる。そのような製剤は、軟質カプセル剤または硬質カプセル剤(例えば、ゼラチンまたはヒドロキシプロピルメチルセルロースから製造)中の充填剤として使用され得、典型的には、担体、例えば、水、エタノール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセルロース、または適切な油、ならびに1つまたは複数の乳化剤および/もしくは懸濁化剤を含む。液体製剤はまた、例えばサシェからの、固体の再構成によって調製されてもよい。
一実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、pH5.0〜6.5のバッファ中に1〜100mMの濃度にてヒスチジンおよびアセタートを含む組成物中で製剤化される。
本発明の三重特異的結合分子の治療的使用
一態様において、本発明の三重特異的結合分子は、IL−17A、IL−17F、および/またはTNFαの活性によって影響を受け得る障害の処置に用いられる。例えば、医師は、本発明の三重特異的結合分子を単独で、または他の治療剤と組み合わせて(連続的に、または同時に)投与することによって、自己免疫疾患または炎症性疾患を処置することができる。三重特異的結合分子は、IL−17A、IL−17F、および/またはTNFαの活性を調節して、自己免疫応答または炎症応答の低下をもたらす。本発明の三重特異的結合分子および方法によって処置され得る疾患として、以下のいずれかが挙げられ得る:関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、敗血症性関節炎、ライム変形性関節症、乾癬性関節炎、反応性関節炎、脊椎関節症、全身性エリテマトーデス、クローン病、潰瘍性大腸炎、炎症性腸疾患、インスリン依存性真性糖尿病、甲状腺炎、喘息、アレルギー性疾患、乾癬、プラーク乾癬、アトピー性皮膚炎、強皮症、「移植片対宿主」臓器移植拒絶反応、臓器移植に伴う急性または慢性免疫疾患、サルコイドーシス、川崎病、グレーブス病、ネフローゼ症候群、慢性疲労症候群、ヴェゲナー肉芽腫症、ヘノッホ−シェーンライン紫斑病、顕微鏡的腎血管炎、慢性活動性肝炎、尿毒症、敗血性ショック、毒素ショック症候群、敗血症症候群、悪液質、後天性免疫不全症候群、急性横脊髄炎、ハンチントン舞踏病、パーキンソン病、アルツハイマー病、脳卒中、原発性胆汁性肝硬変、溶血性貧血、成人(急性)呼吸窮迫症候群、脱毛症、円形脱毛症、血清反応陰性関節症、関節症、ライター病、潰瘍性大腸炎の関節症に関連する乾癬性関節症、アトピー性アレルギー、自己免疫性水疱性疾患、尋常性天疱瘡、シート様天疱瘡、類天疱瘡、線状IgA、自己免疫性溶血性貧血、クームス陽性溶血性貧血、後天性悪性貧血、若年性悪性貧血、関節炎、原発性硬化性A型肝炎、潜在性自己免疫性肝炎、線維症肺疾患、原発性線維症肺胞炎、炎症後間質性肺疾患、間質性肺炎、慢性好酸球性肺炎、感染後間質性肺疾患、痛風性関節炎、自己免疫性肝炎、自己免疫性I型肝炎(古典的自己免疫性肝炎またはルポイド)、自己免疫性II型肝炎変形性関節症、原発性硬化性胆管炎、I型乾癬、II型乾癬、特発性白血球減少症、自己免疫性好中球減少症、腎NOS疾患、糸球体腎炎、顕微鏡的腎血管炎、円板状エリテマトーデス、特発性またはNOS−男性不妊症、精子に対する自己免疫、多発性硬化症(全てのサブタイプ)、交感神経性眼炎、結合組織疾患に続発する肺高血圧症、グッドパスチャー症候群、結節性多発動脈炎の肺症状、急性リウマチ熱、リウマチ性脊椎炎、強直性脊椎炎、スティル病、全身性硬化症、Shengrena症候群、シェーグレン症候群、高安動脈炎、自己免疫性血小板減少症、特発性血小板減少症、自己免疫性甲状腺疾患、甲状腺機能亢進症、甲状腺腫自己免疫性甲状腺機能低下症(橋本病)、自己免疫性萎縮性甲状腺機能低下症、原発性粘液浮腫、白内障ぶどう膜炎、原発性血管炎、白斑、急性肝疾患、慢性肝疾患、アレルギー、喘息、精神障害(うつ病および統合失調症が挙げられる)、仲介型のTh2型およびTh1型疾患、結膜炎、アレルギー性接触性皮膚炎、アレルギー性鼻炎、アルファ−1−抗トリプシン欠損症、筋萎縮性側索硬化症、貧血、サイトカイン療法障害に関連する嚢胞性線維症、脱髄疾患、皮膚炎、虹彩網膜炎/ぶどう膜炎/視神経炎、虚血再灌流障害における損傷、虚血性脳卒中、若年性リウマチ様関節炎、自己免疫性腸障害、自己免疫性難聴、自己免疫性リンパ増殖性症候群、自己免疫性心筋炎、自己免疫早期卵巣不全、および眼瞼炎。三重特異的結合分子はまた、先の障害のあらゆる組合せを処置し得る。
特定の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、(以下に限定されないが)関節リウマチ(RA)、骨関節炎、関節リウマチ骨粗鬆症、炎症性線維症(例えば、強皮症、肺線維症、および硬変症)、歯肉炎、歯周症、または歯周病、炎症性腸疾患(例えば、クローン病、潰瘍性大腸炎、および炎症性腸疾患)、喘息(アレルギー性喘息が挙げられる)、アレルギー、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、多発性硬化症、乾癬、および癌から選択される障害を処置するのに用いられる。
特定の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、関節リウマチ、乾癬、または乾癬性関節炎を処置するのに用いられる。
「処置する」、「処置すること」、および「処置」は、生物学的障害および/またはそれに付随する症状の少なくとも1つを緩和または排除する方法を指す。本明細書中で用いられる、疾患、障害、または症状を「軽減する」とは、疾患、障害、または症状の症候の重篤度および/または発生頻度を低下させることを意味する。さらに、「処置」への本明細書中での言及として、治癒的処置、緩和的処置、および予防的処置への言及が挙げられる。
一態様において、処置の対象、または患者は、哺乳動物、好ましくはヒト対象である。前記対象は、あらゆる年齢の男性または女性であり得る。
「治療的に有効な量」とは、処置されることとなる障害の症候の1つまたは複数をある程度緩和することとなる、投与されることとなる治療剤の量を指す。
本発明の三重特異的結合分子は、単独で、または1つもしくは複数の他の薬物もしくは抗体と組み合わせて(またはそれらのあらゆる組合せとして)投与されてよい。ゆえに、本発明の医薬組成物、方法、および使用はまた、以下で詳述される、他の活性剤との組合せ(共投与)の実施形態を包含する。
本明細書中で用いられる用語「同時投与」、「同時投与される」、および「と組み合わせて」は、1つまたは複数の他の治療剤を伴う三重特異的結合分子に言及するものであり、以下を意味することが意図され、そして以下を指し、かつ以下を含む:
・本発明の三重特異的結合分子、および治療剤のそのような組合せの、処置を必要とする患者への同時投与(そのような成分が、前記成分を実質的に同時に前記患者に放出する単一剤形に一緒に製剤化される場合)、
・本発明の三重特異的結合分子、および治療剤のそのような組合せの、処置を必要とする患者への実質的に同時の投与(そのような成分が、前記患者によって実質的に同時に摂取されると直ぐに、前記成分が、前記患者に実質的に同時に放出される別個の剤形に、互いに別々に製剤化される場合)、
・本発明の三重特異的結合分子、および治療剤のそのような組合せの、処置を必要とする患者への逐次投与(そのような成分が、前記患者によって、それぞれの投与間の時間間隔を長くして連続して摂取されると直ぐに、前記成分が、前記患者に実質的に異なる時点にて放出される別個の剤形に、互いに別々に製剤化される場合)、
・本発明の三重特異的結合分子、および治療剤のそのような組合せの、処置を必要とする患者への逐次投与(そのような成分が、前記成分を制御放出すると直ぐに、同じ時点および/または異なる時点にて、同時に、連続的に、かつ/または重複して前記患者に放出される単一剤形に一緒に製剤化される場合)(各部分が、同じ経路または異なる経路によって投与され得る)。
本発明の三重特異的結合分子は、追加の治療的処置なしに、すなわちスタンドアロン療法として施されてよい。これ以外にも、本発明の三重特異的結合分子による処置は、少なくとも1つの追加の治療的処置(併用療法)を含んでよい。一部の実施形態において、三重特異的結合分子は、自己免疫疾患または炎症性障害の処置用の別の医薬品/薬物と同時投与されてもよいし、これと共に製剤化されてもよい。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、抗炎症剤と組み合わせて投与される。本発明の三重特異的結合分子と共に投与され得る抗炎症剤として、以下に限定されないが、コルチコステロイド(例えば、ベタメタゾン、ブデソニド、コルチゾン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン、プレドニゾン、およびトリアムシノロン)、非ステロイド性抗炎症薬(例えば、バルサラジド、セレコキシブ、ジクロフェナク、ジフルニサル、エトドラク、フェノプロフェン、フロクタフェニン、フルルビプロフェン、イブプロフェン、インドメタシン、ケトプロフェン、メクロフェナマート、メフェナム酸、メロキシカム、ナブメトン、ナプロキセン、オルサラジン、オキサプロジン、フェニルブタゾン、ピロキシカム、サルサラート、スリンダク、テノキシカム、チアプロフェン酸、およびトルメチン)、ならびにアセトアミノフェン、抗ヒスタミン剤、アミノアリールカルボン酸誘導体、アリール酢酸誘導体、アリール酪酸誘導体、アリールカルボン酸、アリールプロピオン酸誘導体、ピラゾール、ピラゾロン、サリチル酸誘誘導体(例えば、スルファサラゾンおよびメサラミン)、チアジンカルボキサミド、e−アセトアミドカプロン酸、S−アデノシルメチオニン、3−アミノ−4−ヒドロキシ酪酸、アミクセトリン、ベンダザック、ベンジダミン、ブクロム、ジフェンピラミド、ジタゾール、エモルファゾン、グアイアズレン、ナブメトン、ニメスリド、オルゴテイン、オキサセプロール、パラニリン、ペリソキサール、ピポキシム、プロクァゾン、プロキサゾール、およびテニダップが挙げられる。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、免疫抑制剤、例えば、以下に限定されないが、ステロイド、シクロスポリン、シクロスポリン類似体、シクロホスファミドメチルプレドニゾン、プレドニゾン、アザチオプリン、FK−506、15−デオキシスペルグアリン、ナタリズマブ、および、応答性T細胞の機能を抑制することによって作用する他の免疫抑制剤と組み合わせて投与される。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、免疫抑制剤、例えば、以下に限定されないが、ORTHOCLONE(商標)(OKT3)、SANDIMMUNE(商標)/NEORAL(商標)/SANGDYA(商標)(シクロスポリン)、PROGRAF(商標)(タクロリムス)、CELLCEPT(商標)(ミコフェノラート)、アザチオプリン、グルココルチコステロイド、AVONEX(商標)(インターフェロン−ベータ1A)、およびRAPAMUNE(商標)(シロリムス)と組み合わせて投与される。一実施形態において、免疫抑制剤が、臓器移植または骨髄移植の拒絶を防ぐのに用いられてよい。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、TNFアンタゴニストと組み合わせて投与される。本発明の結合分子と共に投与され得るTNFアンタゴニストとして、以下に限定されないが、インフリキシマブ(REMICADE(商標))、アダリムマブ(HUMIRA(商標))、セルトリズマブペゴル(CIMZIA(商標))、ゴリムマブ(SIMPONI(商標))、エタネルセプト(ENBREL(商標))、キサンチン誘導体(例えば、ペントキシフィリン)、およびブプロピオン(WELLBURTIN(商標)、ZYBAN(商標))が挙げられる。特定の実施形態において、TNFアンタゴニストは、TNFαアンタゴニストである。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、以下に限定されないが、IL−6Rアンタゴニスト(例えば、トシリズマブおよびサリルマブ)、IL−6アンタゴニスト、IL−1aまたはIL−1bアンタゴニスト、IL−23アンタゴニスト、IL−22アンタゴニスト、およびGM−CSFアンタゴニストが挙げられるリスト由来のアンタゴニストと組み合わせて投与される。
一部の実施形態において、本発明の三重特異的結合分子は、IL−17Aアンタゴニストおよび/またはIL−17Fアンタゴニストと組み合わせて投与される。特定の実施形態において、前記アンタゴニストは、抗IL−17Aおよび/もしくは抗IL−17F抗体、またはその抗原結合部分である。
本発明の三重特異的結合分子および少なくとも1つの他の薬剤(例えば、免疫抑制剤または抗炎症剤)を含む医薬品が、自己免疫疾患または炎症性障害の処置における同時の投与、別々の投与、または連続した投与のための併用処置として用いられてよい。
本発明の三重特異的結合分子は、先に記載される処置方法において用いられ得、先に記載される処置に用いられ得、かつ/または先に記載される処置用の医薬品の製造に用いられ得ることが理解される。
用量および投与経路
本発明の三重特異的結合分子は、問題の症状の処置に有効な量で、すなわち、所望される結果を達成するのに必須の投与量で、かつそうするのに必須の期間、投与されることとなる。治療的に有効な量は、処置されることとなる特定の症状、患者の年齢、性別、および体重、そして三重特異的結合分子が、スタンドアロン処置として施されることとなるのか、1つまたは複数の追加の抗自己免疫処置または抗炎症処置と組み合わせて施されることとなるのか等の要因に従って、変動し得る。
投薬レジメンが、所望される最適な応答を実現するように調整され得る。例えば、単回のボーラス投与がなされてもよいし、いくつかの分割用量が経時的に投与されてもよいし、用量が、治療状況の緊急性によって示されるのと比例して増減されてもよい。投与の容易さおよび投薬量の均一性のために、非経口組成物を投薬単位形態で製剤化することが特に有利である。本明細書中で用いられる投薬単位形態は、処置されることとなる患者/対象にとって単位投薬量として適した、物理的に離散的な単位を指す;各単位は、必要とされる薬学的担体と組み合わせて、所望される治療効果をもたらすように計算された所定量の活性化合物を含有する。本発明の投薬単位形態の仕様は、一般に、(a)化学療法剤の特有の特徴、および達成されることとなる特定の治療効果または予防効果、ならびに(b)個体における感受性の扱い(treatment of sensitivity)について、そのような活性化合物を配合する技術に固有の制限によって決定され、かつこれらに直接的に依存する。
ゆえに、当業者であれば、本明細書中に記載される開示に基づいて、用量および投薬レジメンが、治療技術において周知の方法に従って調整されることを理解するであろう。すなわち、最大許容用量が容易に確立され得、そして、検出可能な治療利益を患者にもたらす有効量もまた、検出可能な治療利益を患者にもたらすための、各薬剤を投与するための時間的要件と同様に、決定され得る。したがって、特定の用量および投与レジメンが本明細書中で例示されている一方、当該例示は、本発明を実施する際に患者に提供され得る用量および投与レジメンを決して制限しない。
投与量の値は、緩和されるべき症状のタイプおよび重症度によって変動し得、そして単回投与または複数回投与を含み得ることに留意されるべきである。特定のあらゆる対象について、特定の投薬レジメンが、個々の必要性、および組成物の投与を管理または監督する者の専門的判断に従って経時的に調整されるべきであり、本明細書中に記載される投薬量範囲は、例示に過ぎず、具体化される組成物の範囲または実施を限定することは意図されていないとさらに理解されるべきである。さらに、本発明の組成物による投薬レジメンは、疾患のタイプ、患者の年齢、体重、性別、病状、症状の重症度、投与経路、および使用される特定の三重特異的結合分子が挙げられる種々の要因に基づき得る。ゆえに、投薬レジメンは、幅広く変動し得るが、標準的な方法を用いてルーチン的に決定され得る。例えば、臨床効果、例えば毒性作用および/またはラボ値を含み得る薬物動態パラメータまたは薬力学パラメータに基づいて、用量が調整され得る。ゆえに、本発明は、当業者によって決定される患者内用量漸増を包含する。適切な投薬量およびレジメンの決定は、関連技術において周知であり、本明細書中に開示される教示が与えられれば、当業者によって達成されると理解されよう。
適切な投与経路の例が、先に記載されている。
本発明の三重特異的結合分子の適切な用量は、0.1〜100mg/kg、例えば約0.5〜50mg/kg、例えば約1〜20mg/kgの範囲にあると考えられる。三重特異的結合分子は、例えば、少なくとも0.25mg/kg、例えば少なくとも0.5mg/kg、例えば少なくとも1mg/kg、例えば少なくとも1.5mg/kg、例えば少なくとも2mg/kg、例えば少なくとも3mg/kg、例えば少なくとも4mg/kg、例えば少なくとも5mg/kg、そして例えば最大で50mg/kg、例えば最大で30mg/kg、例えば最大で20mg/kg、例えば最大で15mg/kgの投薬量で投与されてよい。投与は、通常、適切な間隔で、例えば、毎週1回、2週間に1回、3週間に1回、または4週間に1回、そして、場合によっては投薬量を必要に応じて増減させてよい責任医師によって適切であると考えられる限り、繰り返されることとなる。
自己免疫疾患または炎症性障害の治療に有効な量は、患者において疾患進行を安定化させ、かつ/または症候を改善し、そして好ましくは疾患の進行を逆転させるその能力によって、測定され得る。自己免疫疾患または炎症性障害を阻害する本発明の三重特異的結合分子の能力は、例えば例に記載されるような、in vitroアッセイ、およびそのような障害における有効性を予測するのに適した動物モデルによって評価され得る。適切な投薬レジメンは、特定の各状況において最適な治療応答をもたらすように選択されることとなり、例えば、単回ボーラスとして、または連続注入として投与されることとなり、各症例の緊急性によって示される投薬量の調整が可能である。
診断用途および組成
本発明の三重特異的結合分子は、診断プロセス(例えば、in vitro、ex vivo)にも有用である。例えば、三重特異的結合分子は、患者由来のサンプル(例えば、組織サンプル、または体液サンプル、例えば、炎症性滲出液、血液、血清、腸液、唾液、もしくは尿)中のIL−17A、IL−17F、および/またはTNFαのレベルを検出かつ/または測定するのに用いられ得る。適切な検出方法および測定方法として、免疫学的方法、例えば、フローサイトメトリ、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、化学発光アッセイ、ラジオイムノアッセイ、および免疫組織学が挙げられる。本発明はさらに、本明細書中に記載される三重特異的結合分子を含むキット(例えば診断キット)を包含する。
本発明がよりよく理解され得るように、以下の例が記載される。これらの例は、説明目的で示されるに過ぎず、本発明の範囲をいかなる方法でも限定するものとして解釈されるべきでない。
本明細書中で引用された刊行物、特許、および特許出願は全て、参照によって本明細書に組み込まれる。上記の発明は、理解を明確にする目的で、説明および例示によって一部詳細に記載されたが、当業者であれば、本発明の教示に照らして、添付の実施形態の精神または範囲から逸脱することなく、ある種の変更および修飾が上記の発明になされてよいことが容易に明らかとなろう。

例1:三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα抗体の作出および最適化
図1に示すように、三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα抗体を作出し、かつ最適化した。
例2:哺乳動物細胞の懸濁培養における組換え抗原および組換え抗体の生産
公開されているプロトコール(Longo et al.,Methods Enzymol 529:227−240(2013))に従って、EBNA1(エプスタイン・バール・ウイルス核抗原1)を構成的に発現するCHO−K1細胞において、抗体および抗原を産生させた。Life Technologies Corporationによって生産されている無血清培地を用いて、製造者の指示に従って、細胞を、オービタルシェーカ上で懸濁培養した。一過性発現のために、細胞を、2×10E6/mlの濃度にて、線状ポリエチレンイミン(PEI MAX,Polysciences)により形質移入した。DNA/PEI比は1:3であった。形質移入の5〜7日後に、培地を2000gにて20分間遠心分離して、0.22μmフィルタで濾過した。アフィニティクロマトグラフィによって、標的タンパク質を培養液から抽出した。
Profinity IMAC Ni−charged resin(Bio−Rad Company)を用いて、タンパク質のC末端に6個のアミノ酸を含有する組換えタンパク質IL−17A、およびFLAG−ペプチド(図2)を、培養液から抽出して精製した。精製に先立って、NiClを培養液に加えて、1mMの濃度にした。次に、5mlのProfinity IMAC Ni−charged resinを培養液に加えて、シェーカ上で室温にて1時間撹拌した。吸着剤(5ml)を、Thermo Scientificポリプロピレンカラムに移して、5カラム容量のPBSで洗浄して、非特異的結合成分を除去した。結合した抗原を、0.3Mイミダゾール、рН8、150mM NaClを用いて溶出した。次に、SnakeSkin Dialysis Tubing技術を用いた透析によって、タンパク質をPBS(pH7.4)に移して、濾過して(0.22μm)、チューブに移して、−70℃にて保存した。生じたタンパク質溶液の純度を、SDSゲル電気泳動によって評価した(図3)。
試験IgG1抗体および対照IgG1抗体を、IL−17A−Fc抗原について先に記載した手順に従って、HiTrap Protein FF 1mlカラム(GE Healthcare)で精製した。生じたタンパク質溶液の純度を、SDSゲル電気泳動によって評価した(図4)。
変性条件下での電気泳動純度データに従えば、組換え抗原産物、ならびにIL−17A−H6FおよびIL−17A−Fcは、免疫化および更なる研究に適している。さらに、満足のいく純度の対照調製物AIN457(Novartis;再現されたもの(米国特許第7807155号明細書))を、研究に用いることができる。
例3:ヒトIl−17aによるラマの免疫化、およびラマFabファージ抗体ライブラリの作成
ラマ(Lama Glama)を、等容量の完全フロイントアジュバント(1回目の注射中)または不完全フロイントアジュバント(残りの注射用)と混合した抗原物質の皮下注射によって、連続して5回免疫化した。組換えタンパク質の混合物を、抗原(1回の注射につき各タンパク質0.2mg)として用い、そのうちの1つが、ヒトIL−17A−H6F(例2)であった。1回目から3週間後に2回目の注射(免疫化工程)を実行してから、2週間おきにさらに3回免疫化を実行した。血液サンプル(50ml)を、3回目からはじめて、各注射の5日後に採取した。
免疫化後に採取したラマ血液を、1mM EDTAを含有するPBS溶液で2倍に希釈した。希釈した血液35mlを、1.077g/mlの密度、15mlの容量の、培地溶液Histopaque(登録商標)−1077(Sigma)上に重層してから、800gにて20分間遠心分離した。単核細胞(リンパ球および単球)を、血漿/Histopaque培地の相間ゾーンから選択してから、1mM EDTAを含有するPBS溶液で洗浄した。
標準的なプロトコールに従って確認した、IL−17Aに対する血清免疫グロブリン力価は、1/10000以上であった。これは、抗体ライブラリの構築に満足のいくものである(5)。
llama RNeasy Mini Kitを用いて、提唱されているプロトコール(QIAGEN)に従って、単核細胞の総RNAを抽出した。RNA濃度を、Nanovue(GE Healthcare)によって判定して、抽出されたRNAの品質を、1.5%アガロースゲル上での電気泳動によって調べた。
MMLV RTキット(Evrogen)を用いて、逆転写酵素、およびランダム−MMuLV六量体オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いる推奨プロトコールに従って、逆転写反応を実行した。
逆転写産物を、2段階PCRにおける鋳型として用いて、オリゴヌクレオチドのセットおよび公開されているプロトコール(de Haard et al.,J Biol Chem 274(26):18218−30(1999);De Genst et al.,Dev Comp Immunol 30(1−2):187−98(2006))を用いて、制限部位に隣接して位置する可変ドメイン遺伝子を生成した。次に、一フラグメントの可変軽鎖ドメインおよび重鎖ドメインの遺伝子の合成を、制限、ライゲーション、および増幅によって順次実行した。重鎖の遺伝子を、カッパ遺伝子と、そして軽鎖のラムダ遺伝子と別々に組み合わせた。ゆえに、全反応におけるマトリックスの推定分子数は、1011以上であった。生じたDNA産物VL−CK−VHを、制限酵素NheI/Eco91Iで処理して、元のファージミドpH5中にライゲーションした。図6は、生じたプラスミド構造を示す。ライゲーション産物を、既知のプロトコール(Bond et al.,J Mol Biol 332(3):643−55(2003))に従って得たエレクトロコンピテントSS320細胞中に形質転換した。それぞれ、Fabライブラリのカッパ誘導体のレパートリは、5.1×10E8であり、Fabライブラリのラムダ誘導体のレパートリは、3.7×10E8であった。
例4:ファージ抗体のFabライブラリの選択
特異的抗IL−17AファージFabを、先で記載した一連の選択サイクルを実行することによって、組換えヒトIL−17A(R&D Systems)でFabディスプレイライブラリから単離した(Marks et al.,J Mol Biol 222(3):581−597(1991);de Haard et al.,J Biol Chem 274(26):18218−30(1999))。パニングによる選択を実行するために、50mM炭酸バッファ(pH9.5)中のヒトIL−17Aを、吸着管High Sorb(Nunc)の表面上に、4℃にて一晩吸着させた。管を、PBS(pH7.4)で洗浄してから、PBS溶液(pH7.4)−スキムミルク(0.5%wt./Vol.)で1時間ブロックした。次に、PBS(pH7.4)−スキムミルク(0.5%wt./Vol.)中のファージ溶液2.4ml(1ml中1012ファージ粒子の濃度)を、抗原を入れた試験管に加えて、撹拌しながら1時間インキュベートした。非結合ファージを、PBS溶液(pH7.4)−Tween 20(0.1%vol./vol)を用いて、一連の洗浄サイクルの間に除去した。洗浄回数は、第1ラウンドから第3ラウンドまで、それぞれ20−30−40回まで増大させた。残りの結合ファージ粒子を、100mlのGly−HCl(pH2.5)溶液で15分間、撹拌しながら溶出してから、1M Tris−HCl(pH7.6)で中和した。細菌株、大腸菌(E.coli)TG1に、得られたファージを感染させてから、ファージを単離して、次の選択サイクルに用いた。
第2および第3ラウンドの、IL−17Aの選択後、ポリクローナルファージ産物のEIA分析は、顕著な富化を示した(図8)。抗IL−17Aに特異的なヒトFabによって富化された、生じたクローンプールを、重鎖CH1遺伝子のC末端にmycタグおよびHis6タグを含有する発現プラスミドpLLに再クローニングした(図7)。
例5:ヒトIL−17aへのFabの特異的結合の分析
EIA(ELISA)を用いて、選択されたFabフラグメントの、ヒトIL−17Aとの結合を測定した。陽性対照として、公開されている配列(Novartis)を有するFab抗体AIN457を用いた。特異的結合アッセイのために、ELISAプレート(Nunc Immuno Maxisorp)上のウェルを、50μlのIL−17A(1Xコーティング炭酸バッファ中0.5μg/ml)でコーティングしてからシールして、4℃にて一晩インキュベートした。その後のステップは全て、GenetixQ−pix2xt(Molecular Device)ロボットシステムおよびTecan Freedom EVO 200(Tecan)に基づく自動化高性能プラットフォームを用いる標準的なEIAプロトコールによって実行した。非特異的結合を阻害するために、ブロッキングバッファ(BB)を加えた(PBS中0.5%スキムミルク200μl)。プレートを、シェーカ上で室温にて1時間インキュベートした。PBS−Tweenによる洗浄後、分析されるFabを含有する試験細胞上清を、ウェルあたり50μl加えて、等容量のブロッキングバッファと混合した。プレートを再び室温にて1時間、振盪しながらインキュベートしてから、プレートの各ウェルを、PBS−Tweenバッファで5回洗浄した。洗浄後、50μl/ウェルのヒト抗Fab HRP結合二次抗体(Pierce−Thermo Scientific)を、PBS−Tween中に、1:5000の比率で加えた。プレートを、ロータリーシェーカ(50分、室温)上で振盪して、先に記載したようにPBS−Tweenバッファで5回洗浄した。TMB(100μl/ウェル)を、飽和するまで(平均3〜5分)加えることによって比色シグナルを発色させてから、更なる発色を、停止溶液(100μl/ウェル、10%硫酸)を加えることによって停止させた。色シグナルを、450nmの波長にて、適したプレートリーダ(Tecan−Sunrise;Tecan)を用いて測定した。抗体結合の程度は、色シグナル生成と比例した。シグナルがバックグラウンドカラーを5倍超上回ったクローンを、競合的EIA分析で試験して、IL−17Aリガンドと受容体との相互作用を阻害するアンタゴニストFabを検出した。
例6:IL−17AリガンドとIL−17R受容体との相互作用のブロッキングの競合的EIA分析
競合ELISAを用いて、以前に選択された抗ヒトIL−17A Fabのアンタゴニスト能力を分析した。陽性対照として、アンタゴニストFab抗体AIN457(Novartis)を用いた。ELISAプレート(Nunc Immuno Maxisorp)のウェルに、50μlの受容体IL−17ARA−Fc(R&D Systems)を、1Xコーティング炭酸バッファ中1mg/mlの濃度にて固定して、4℃にて一晩インキュベートした。その後のステップは全て、GenetixQ−pix2xt(Molecular Device)ロボットシステムおよびTecan Freedom EVO 200(Tecan)に基づく自動化高性能プラットフォームを用いる標準的なEIAプロトコールによって実行した。非特異的結合を阻害するために、ブロッキングバッファ(BB)を加えた(PBS中0.5%スキムミルク200μl)。プレートを、シェーカ上で室温にて1時間インキュベートした。
同時に、分析されるFabを含有する試験細胞上清の50μlを、96ウェルプレート中で、1%ミルクPBS−Tween中0.4μg/mlの濃度の50μlのIL−17A−His6−Flagと混合した。これを次に、シェーカ上で500回転/分にて撹拌しながら、37℃にて1時間インキュベートした。
IL−17ARA−Fc受容体を含有するプレートからブロッキングバッファを洗い流した後、先に記載した反応混合物を、ウェルあたり90μlにて移した。プレートを再び室温にて45分間、振盪しながらインキュベートしてから、プレートの各ウェルを、PBS−Tweenバッファで5回洗浄した。50μl/ウェルのマウス抗FLAG M2抗体(Sigma)を、1μg/mlの濃度にて加えた。プレートを室温にて45分間インキュベートしてから、プレートの各ウェルを、PBS−Tweenバッファで5回洗浄した。50μl/ウェルの抗マウスIgG HRP結合二次抗体(Pierce−Thermo Scientific)(PBS−Tween中に1:5000の比率にて希釈した)を加えた。プレートを、ロータリーシェーカ上で室温にて45分間振盪して、先に記載したようにPBS−Tweenバッファで5回洗浄した。TMB(100μl/ウェル)を、飽和するまで(平均3〜5分)加えることによって比色シグナルを発色させてから、更なる発色を、停止溶液(10%硫酸、100μl/ウェル)を加えることによって停止させた。色シグナルを、450nmの波長にて、適したプレートリーダ(Tecan−Sunrise;Tecan)を用いて測定した。抗体結合の程度は、色シグナル生成と比例した。
対照Fab抗体AIN457のレベルにて阻害を示したクローンを陽性として注目して、更なる分析に用いた。陽性クローンの可変ドメインの遺伝子を、Applied Biosystems 3130 Genetic Analyzer(Applied Biosystems)を用いる標準的なプロトコールに従って配列決定して、分析した。VHH可変ドメインを含有するクローンを、更なる研究のために選択した。また、一クローン、3VHHFabが、23の異なる軽鎖ドメイン配列と組み合わせされて現れることも見出され、このことは、その相対的な構造的耐性を示し得、かつ、軽鎖ではなくVHHドメインが、IL−17Aとの相互作用に寄与していることを示唆し得る。
例7:動態解離定数k off (k dis )による、抗IL−17A VHHFab候補の比較スクリーニング
抗IL−17A Fab候補についてのkoffの比較スクリーニングを、装置Octet Red 96(Pall−ForteBio)を用いて実行した。抗FABCH1バイオセンサを、10mM PBS、pH7.2〜7.4、0.1%Tween−20、および0.1%BSAを含有するランニングバッファ中で30分間再水和させた。大腸菌(E.coli)10x作業バッファを試験サンプルに加えて、最終濃度を1xにした。次に、抗FABCH1バイオセンサを、候補Fabフラグメントのサンプルおよび大腸菌(E.coli)中に、12℃にて4時間浸漬した。Fabフラグメントが表面上に固定されたセンサを、ランニングバッファでウェル中に移して、ベースラインを特定した(60秒)。次に、センサを、検体(IL−17A、30μg/ml)の溶液が入ったウェル中に、抗原−抗体複合体の会合(association)のために移した(300秒)。次に、センサを、ランニングバッファを含有するウェルに、次の解離工程のために戻した(300秒)。各実験の後、用いたセンサを、次の実験に用いるために、再生用の3倍バッファ(Gly−HCl、pH1.7)に入れることによって、再生した。Octet Data Analysisソフトウェア(バージョン7.0)を用いて、相互作用モデル1:1を用いる標準的な手順に従って、曲線の解析を実行した。
抗IL−17A Fab候補のkoffスクリーニングの結果を、表1に示す。ユニークなVHHFabは全て、ヒトIL−17Aとの特異性が高い親和性結合を示した一方、3VHHFabは、非常に速いkonおよび非常に遅いkdis(1/秒)を示した(機器の感度を超えていた)。
表1.ヒトIL−17Aに対するVHHFab親和性およびヒトIL−17Fに対する特異性。

ゆえに、解析データに基づいて、3VHHVK4B11のVHHモノドメインは、他の2つの候補と比較して、最大の結合親和性を示した。
例8:ヒトIL−17FへのVHHFabの特異的結合
ELISAアッセイを、ヒトIL−17F(R&D Systems)についてではあるが、例5に記載した標準的なELISAプロトコールに従って、3つの前述のVHHFabに実行した。Fab抗体AIN457(公開されている配列;Novartis)を、陽性対照として用いた。3つのVHHFab候補の相互作用の定性分析の結果を、表1に示す。以下に記載する突然変異を有する、以後VHH17(配列番号1;図9)と称するVHHモノドメインを、3VHHVK4B11 Fabに対する親和性試験および交差反応性試験に基づいて、更なる研究のために選択した。
例9:抗IL−17A VHH17ドメインのCDRの走査突然変異誘発
VHH17ドメインCDRの個々の位置への突然変異を、Q5(登録商標)Site−Directed Mutagenesis Kit(NEB)を用いたNNKランダム化技術によって、製造者のプロトコールに従って挿入した。プラスミドpET22b−VHH17を、マトリックスとして用いた。PCR産物を、低融点アガロースゲル上で分画して、適切なカラム上で精製した。ライゲーション後、DNAを、大腸菌(E.coli)発現株BL21(DE3)中に形質転換した。先に記載したように、個々のクローンを、96ウェルプレート中での発現によって得た。突然変異体VHH17を含有する上清を、先に記載した条件下で、そして高性能Genetix Q−pix2xtシステムおよびTecan Freedom EVO200システムを用いて、ELISAによって分析した。固定化されたIL−17Aの濃度は、0.2μg/mlであった。結合したVHH17モノドメインを、1:5000希釈マウス抗mycタグ9E10、抗マウスIgG(HRP)結合体(Pierce)、およびTMB+H/HSO色素で染色した。450nmの波長での吸収を測定した。
走査突然変異誘発によって得られた結果を、表2に示す。この表は、野生型配列と比較した場合の、突然変異体VHH17/ヒトIL−17A結合シグナルの≦30%の低下に相当するCDR置換を示している。一態様において、本発明は、当該突然変異およびそのあらゆる組合せを含む三重特異的結合分子を提供する。
表2.VHH17走査突然変異誘発
このスクリーニングにより、アミノ酸置換に耐性である、VHH17のCDR中のアミノ酸位置が同定された。本アミノ酸置換パネルは、ヒトIL−17Aに対するVHH17親和性の結合親和性を大幅に変化させないことが実証されている。ゆえに、この置換パネルは、候補の様々な特性を向上させるのに用いることができる。
例10:抗IL−17A/抗IL−17Fおよび抗TNFα三重特異的抗体:VHH−IgG1(LALA)の操作および生成
ヒトTNFα(RU2303604号明細書)に対する抗体の重鎖可変ドメインおよび軽鎖可変ドメインの遺伝子を、元のコドン組成内で合成して、重鎖および軽鎖についてそれぞれpEE−Hc(IgG1)プラスミドおよびpEE−Lcプラスミド中にクローニングした。これにより、CHO−EBNA細胞における共同の(joint)一過性発現が、IgG1アイソタイプモノクローナル抗体を産生し得る。これらの構築体を、配列決定によって検証し、重鎖についてはpEE−aTNF−IgG1Hcと命名し、そして軽鎖についてはpEE−aTNFLcと命名した(図9は、可変ドメインのアミノ酸配列を示す)。
図9に示す可変ドメインを有する抗TNFαIgG1の「効果なし」LALA変異体を得るために(Woodle et al.,Transplantation 68(5):608−16(1999))、アミノ酸置換L234A/L235A(Kabat命名法)を、オリゴヌクレオチド指定突然変異誘発を用いて、pEE−aTNF−IgG1Hc構築体内に、PfuUltraHSポリメラーゼ(Stratagene)を介して、公開されているプロトコール(Q5(登録商標)Site−Directed Mutagenesis Kit(NEB))に従って、導入した。PCR産物を、低融点アガロースゲル上で分画して、カラム上で精製した。ライゲーション反応後、DNAを大腸菌(E.coli)中に形質転換した。標的配列を、配列決定によって確認し、以降、pEE−aTNF−IgG1HcLALAと命名した。
また、例8において検出したIL−17AおよびIL−17Fに対する高親和性VHH配列を基礎として用いて、VHH17遺伝子を合成した(配列番号4;図9)。ヒトVH生殖系列に特異的な、突然変異の元のセットを導入した(Q5V、S11L、D61A、Y77N、R93V)(同様に、突然変異E44G/R45Tの組合せを、重鎖と軽鎖の可変ドメイン(VHおよびVL)間のサブユニット間接触の部位に導入した)。以前に示されたように(RU2014138740号明細書)、これは、抗体軽鎖と組み合わせて、VHH誘導体の安定性を実現する。
さらに、標準的な遺伝子工学的手順に従って、特定の13アミノ酸可撓性リンカー(融合分子内の双方のポリペプチドの正確な、独立した折畳み、および異なる抗原との独立した結合に必須)によって軽鎖から分離させた、軽鎖pEE−aTNFLc構築体のN末端に、VHH17遺伝子(配列番号1)をクローニングした。生じた構築体を、pEE−VHH17−77N−aTNFLcと命名した。
重鎖pEE−aTNF−IgG1HcLALAおよび軽鎖pEE−VHH17−77N−aTNFLcのCDR中の計算された位置におけるオリゴヌクレオチド指定突然変異誘発によって(図10中の表参照)(Kabat命名法)、PfuUltraHSポリメラーゼ(Stratagene)を用いて、公開されているプロトコール(Q5(登録商標)Site−Directed Mutagenesis Kit(NEB))に従って、先で記載した手順に従って、様々なアミノ酸置換を導入した。更なる研究のために選択したクローン中の突然変異を、図10に示す。
重鎖突然変異および軽鎖突然変異を含有する構築体を、対で組み合わせて、種々の対組合せを得、そして、例2に記載するように、一過性の蓄積を保持した。これにより、抗TNFαドメインのCDR中に突然変異のない1つの変異体(MabC)、および三重特異的抗体の32個の変異体(Mab1〜32;図11)が生じた。全ての変異体の生産能は、100mg/lに近いかそれを上回り、これは、変異体の特性の更なる研究に満足のいくものであった。
例11:三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子による、腫瘍アルファ壊死因子の中和の比較分析
抗体の試験溶液を、96ウェルプレート中で、500ng/mlの濃度から、1ウェルあたり溶液2,100μlきざみで滴定した。500pg/mlの濃度に組換えヒトTNFαの溶液を調製してから、50μlを、試験サンプル入りの各ウェルに加えた。プレートを、COインキュベータ内で37℃にて1時間インキュベートした。
WEHI−13VAR細胞を、1×10細胞/mlの濃度に懸濁させて、試験溶液入りの各ウェル中に50μl導入した。プレートを、COインキュベータ内で37℃にて20〜24時間インキュベートした。生存細胞の数を、生体染色Alamar Blueを用いて測定した。インキュベーションの完了後、Alamar Blue試薬20μlを、検体プレートの各ウェルに加えてから、プレートを、オービタルシェーカ上で室温にて5分間振盪した。プレートを、37℃にて16〜20時間インキュベートした。蛍光読取りを、Fluoroskan Ascent FL装置を用いて、544/590nmの励起/発光波長にて、相対的蛍光単位で評価した。データ分析のために、Microsoft Excelを用いて、蛍光シグナルと、試験サンプルおよび標準サンプルの濃度について、依存関係ダイアグラムをプロットした。
図12中の表は、突然変異していない変異体MabCおよび単一特異的抗TNFα抗体アダリムマブと比較した、32の突然変異体の三重特異的抗体のアンタゴニスト活性の比較分析の結果を示す。この分析に基づいて、6つの最良の変異体を選択かつ試験して、最良の3つを同定した:Mab12(ED50=4ng/ml)、Mab31(ED50=20ng/ml)、およびMab32(ED50=4ng/ml)。図13は、これらの変異体の、対照に対する比較分析のダイアグラムを示す。この分析に基づいて、Mab12変異体を、追跡調査に選択し、BCD−121と命名した。
さらに、同じ方法を用いて、三重特異的候補BCD−121を、2つの抗TNFα単一特異的抗体インフリキシマブおよびアダリムマブと比較した。結果は、BCD−121が、アダリムマブおよびインフリキシマブよりも大きなアンタゴニスト活性を示し(それぞれ5倍過剰および10倍過剰)、EC50が6ng/mlであることを確認した(図14)。
例12:三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子による、IL−17A依存的IL−6産生の阻害の比較分析
ヒト組換えIL−17AおよびTNFαの存在下で、ヒトHT1080細胞株(ATCC:CCL−121)によって、IL−6の産生を誘導するIL−17Aの能力を用いて、三重特異的候補BCD−121(例10参照)の中和活性を分析した。10%不活化胎児血清、グルタミン、およびゲンタマイシンを補充したDMEM培地中で、細胞を増殖させた。細胞を、96ウェル平底細胞培養プレートに、ウェルあたり5×10個加えて、5時間放置して付着させた。40ng/mlの組換えIL−17Aの混合物を、抗体希釈液と共に、37℃にて1時間インキュベートした。次に、サイトカイン/抗体混合物を、細胞に加えて、一晩放置した。HT1080細胞培養体におけるIL−6の産生は、加えたIL−17Aの量に比例した。細胞上清中に放出されたIL−6の量を、ELISAによって、「DuoSet ELISA Development System Human IL6」(R&D System,Cat.No.DY206)を用いて判定した。結果を図15に示す。再生した抗TNFα単一特異的抗体アダリムマブを、陰性対照として用いて、抗IL−17A単一特異的抗体BCD−085を、陽性対照(BIOCAD)として用いた。グラフから分かるように、アダリムマブはIL−6の産生を阻害せず、BCD−085は、IL−6の産生を約9.2ng/mLのIC50で阻害し、BCD−121抗体は、IL−6の産生を3.5ng/mLのIC50で有利に阻害した。ゆえに、候補抗体BCD−121は、このアッセイにおいて、IL−6産生の最も強力なアンタゴニストである。
例13:三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子BCD−121による、二重IL−17A/TNFα依存的IL−6産生の阻害の比較分析
ヒト組換えIL−17AおよびTNFαの存在下で、ヒトHT1080細胞株(ATCC:CCL−121)によってIL−6の産生を誘導するIL−17Aまたは二重IL−17A/TNFαの能力を用いて、三重特異的結合分子候補BCD−121(例10参照)の中和活性を分析した。10%不活化胎児血清、グルタミン、およびゲンタマイシンを補充したDMEM培地中で、細胞を増殖させた。1ウェルあたり5×10個の細胞を、96ウェル平底細胞培養プレートに加えた。細胞を、5時間放置して付着させた。40ng/mlの組換えIL−17Aおよび20ng/mlのTNFαの混合物を、抗体の希釈液と共に、37℃にて1時間インキュベートした。次に、サイトカインおよび抗体の混合物を、細胞に加えて、一晩放置した。HT1080細胞培養体におけるIL−6の産生は、加えたIL−17Aの量に比例した。細胞上清中に放出されたIL−6の量を、ELISAによって、「DuoSet ELISA development system human IL6」(R&D System,Cat.No.DY206)を用いて判定した。結果を図16に示す。再生した抗TNFα単一特異的抗体アダリムマブおよび抗IL−17A単一特異的抗体BCD−085(BIOCAD)を、対照として用いた。グラフから分かるように、BCD−121三重特異的抗体は、単一特異的抗体と比較して、有利な効果を示し、約25pMのIC50値を、そしてより下部のプラトーでは、ほとんど検出不可能な量のIL−6を示した。対照的に、対照抗体アダリムマブは、IC50値が約100pMであった。BCD−085は、約25pMの同様のIC50値を示したが、閾値プラトー(threshold plateau)がBCD−121よりも20倍超低かった。ゆえに、BCD−121は、用いたアッセイにおいて、IL−6産生の最も強力なアンタゴニストである。
例14:Jurkat−tmTNFα細胞における三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子BCD−121の抗体依存的細胞毒性(ADCC)の分析
以下の定量アッセイに用いるために、Jurkat−tmTNFα cl.8細胞培養体をフラスコから回収して、200gにて5分間遠心分離した。定量のために、上清をデカントして、培地中でもう一回洗浄した。
細胞ペレットを5mlの培地中に懸濁させて、定量した。細胞の生存率および数を判定した。白色96ウェル培養プレートに播種するための細胞懸濁液を、3×10細胞/mlにて調製した。
試験サンプルを、96ウェルプレートのウェル中に希釈した。試験サンプルを含むウェル中に、Jurkat−tmTNFα cl.8細胞懸濁液を加えて、プレートを、COインキュベータ内で15〜30分間インキュベートした。
PBMC細胞の懸濁液を、7.5×10細胞/mlの濃度で調製して、試験サンプルと共にウェル中に加えた。プレートをCOインキュベータ内で37℃にて4時間インキュベートした。
Assay Bufferを、セット「CytoTox−Glotm Cytotoxicity Assay」由来のAAF−Glo(商標)Substrateと混合してから、試験サンプルを含む各ウェルに加えた。プレートを、室温にて15分間インキュベートした。発光を、Fluoroskan Ascent FL装置で測定した。この方法によって、細胞内プロテアーゼの活性を判定する。発光シグナルは、溶解した細胞の数に比例する。
図17に示すように、BCD−121は、IgG1由来の抗体アダリムマブおよびインフリキシマブと比較して、おおよそ100倍低いADCC活性を示した。この活性のレベルは、シムジア(Fab−PEG)に匹敵する。
例15:Jurkat−tmTNFα細胞における三重特異的抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子BCD−121の補体依存的細胞毒性(CDC)の分析
抗体の試験溶液を、96ウェルプレート中で、15μg/mlの濃度から、1ウェルあたり250μlきざみで滴定した。ヒト補体を、分析用の冷却培地(1%BSA入りRPMI)中に1:3で溶解させて、50μlを、試験サンプル入りのウェル中に加えた。50μlのJurkat−tmTNFα細胞懸濁液を各ウェルに加えて、サンプルを、1×10細胞/mlの濃度(1ウェルあたり5×10細胞)とした。プレートを、オービタルシェーカ上で室温にて3分間振盪して、37℃のCOインキュベータ内に2〜3時間置いた。生存細胞数を、生存染色Alamar Blueを用いて測定した。インキュベーションの完了後、Alamar Blue試薬15μlを、検体プレートの各ウェルに加えてから、プレートを、オービタルシェーカ上で室温にて5分間振盪した。プレートを、37℃にて18〜24時間インキュベートした。蛍光読取りを、Fluoroskan Ascent FL装置を用いて、544/590nmの励起/発光波長にて、相対的蛍光単位で評価した。
図18に見られるように、BCD−121は、IgG1由来の抗体アダリムマブおよびインフリキシマブと比較して、Jurkat−tmTNFα cl.8細胞においてCDC活性を有していない。この活性のレベルは、シミジア(Fab−PEG)に匹敵する。
例16:OctetRED96装置を用いた、ヒトIL−17AおよびヒトTNFαとのBCD−121の同時相互作用の分析
ヒトIL−17AおよびヒトTNFαへのBCD−121の同時結合の分析を、Octet Red96装置(Pall−ForteBio)による古典的な「サンドイッチ」分析法を用いて実行した(図19)。ランニングバッファとして0.1%Tween−20および0.1%BSAを含有するPBSを用いて、30℃にて分析を実行した。実験中、第1の抗原(IL−17A−ビオチン)を、ストレプトアビジンでコーティングしたセンサ上に、20μg/mlの濃度および200μl/ウェルの容量にて固定化した。さらにセンサを、20μg/mlの濃度の抗体の200μl/ウェルの抗体溶液中に浸漬した。その後、センサを、1mg/mlの濃度の200μl/ウェルのTNFα溶液中に、そしてタンパク質を含有しない生理食塩水中に浸漬した。
結合曲線マイナスベースラインシグナルを、Octet Data Analysis(Version 7.0)を用いて、標準的な手順に従って分析した。
図19に示すセンソグラムは、三重特異的結合分子BCD−121が、IL−17AおよびTNFαに同時に結合することができることを示している。
例17:Biacore T200装置を用いた、オーソロガスIL−17AリガンドおよびTNFαリガンドとのBCD−121結合の分析
分析を、サンドイッチアプローチを用いて、Sino Biologicsによって製造されているIL−17A調製物およびTNFα調製物を用いて行った。チップの活性化後、個々のリガンドを、非特異的に(NH2基によって)、バイオセンサ表面上に20μg/mlの濃度にて固定化した。次に、抗体の負荷(Loading)を、1〜25μg/mlの濃度にて実行した。その後、複合体解離工程用のランニングバッファ中にセンサを浸漬した。流量は10μl/分であった。
得られたデータの分析を、BIA Evolution 3.1ソフトウェアおよびHeterogeneous Ligandモデルを用いて実行した。
表3は、ヒトおよび霊長類由来のオーソログIL−17AリガンドおよびTNFαリガンドとのBCD−121の相互作用に関するデータを示す。BCD−121は、全てのリガンドに対して非常に高い親和性(pM未満)を示す。
表3.IL−17A、IL−17F、およびTNFαに対するBCD−121の親和性
例18:BCD−121と種々のIL−17ファミリ抗原(A、B、C、D、E、F、およびA/F)との相互作用の酵素イムノアッセイ
ELISAを用いて、ヒトIL17ファミリ抗原に対するBCD−121の比較結合を測定した。結合分析のために、ELISAプレート(Greiner bio one由来の結合培地)のウェルを、50μlのヒトIL−17A、IL−17B、IL−17C、IL−17D、IL−17E、IL−17F、またはIL−17A/F(R&D Systems)で、(1×コーティング炭酸バッファ中)1μg/mlの濃度にて個々にコーティングして、密封して、4℃にて一晩インキュベートした。その後の全ての工程を、標準的なEIAプロトコールによって実行した。非特異的結合を阻害するために、ブロッキングバッファBBを加えた(PBS中0.5%スキムミルク200μl)。プレートを、シェーカ上で室温にて1時間インキュベートした。PBS−Tweenで洗浄した後、50μlの試験抗体を、PBS−Tween中5μg/mlの濃度にて、各ウェルに加えた。プレートを再び室温にて1時間、振盪しながらインキュベートしてから、プレートの各ウェルを、PBS−Tweenバッファで3回洗浄した。洗浄後、ヒト抗Fab HRP結合二次抗体(Pierce−Thermo Scientific由来)を、PBS−Tween中に、1:5000の比率にて加えた(50μl/ウェル)。プレートを、ロータリーシェーカ(50分、室温)上で振盪して、先に記載したようにPBS−Tweenバッファで3回洗浄した。TMB(50μl/ウェル)を、飽和するまで(平均3〜5分)加えることによって比色シグナルを発色させてから、更なる発色を、停止溶液(30μl/ウェル、10%硫酸)を加えることによって停止させた。色シグナルを、450nmにて、適したプレートリーダ(Tecan−Sunrise;Tecan)を用いて測定した。抗体結合の程度は、色シグナル生成と比例した。
ヒトIL−17ファミリのメンバーとのBCD−121の相互作用の結果を、図20に示す。BCD−121についての光吸収濃度の曲線から分かるように、三重特異的結合分子は、IL−17AおよびIL−17Fと高い親和性で特異的に相互作用し、そしてその天然ヘテロ二量体IL−17A/Fと低い親和性で特異的に相互作用する。BCD−121は、ファミリの他のメンバーと交差反応しない。
例19:モルモット、ウサギ、およびマウスのTNFαとのBCD−121の相互作用の酵素イムノアッセイ
ELISAアッセイを、例16に記載したのと同様のプロトコールを用いて実施した。ヒト、モルモット、ウサギ、およびマウスのTNFα抗原は、R&D Systemsに由来する。
ヒト、モルモット、ウサギ、およびマウスのTNFαとのBCD−121の相互作用の結果を、図21に示す。BCD−121の光吸収濃度についての曲線から分かるように、三重特異的結合分子は、特異的に、ヒトTNFαにのみ高い親和性で反応する。BCD−121は、TNFαオーソログ(例17に示すように、霊長類TNFαオーソログを除く)と交差反応しない。
例20:動的光散乱法(DLS)を用いてタンパク質凝集点を評価することによる、熱安定性の判定
Zetasizer Nano ZSP装置で、サンプル(1mg/ml)の凝集点(aggregation point)の判定を実行した。0.5mlの溶液を、ダストフリーの石英キュベット内に入れ、これを装置内で1.5℃ずつ50〜85℃まで徐々に加熱した。各温度を30秒間維持して、散乱光の強度を定数測定(constant measuring)した。散乱光の強度を、角度θ=173°にて検出した。
動的光散乱法を用いて得たデータを、4つの異なるバッファ中でのタンパク質凝集点について、図22および表4に示す。
表4.動的光散乱によって測定したBCD−121凝集点
例21:熱ストレス50℃法による長期間曝露中の熱安定性の測定
約5mg/mlの濃度のタンパク質サンプルを、それぞれ200μlの3つの部に分けて、別々のチューブ内に入れた:各組成物について1本のチューブを、+4℃の冷蔵庫内で保存した。他の2本を試験管ヒータ内に入れて、50℃にてそれぞれ6時間および24時間インキュベートした。加温後、チューブをヒータから取り出して、室温にて15分間静置して、8000rpmにて5分間遠心分離して、上清を、UV検出器によるゲル濾過用に移した。
サイズ排除クロマトグラフィ用の研究標準を用いた(Bio−rad;cat.number 151−1901)。50℃での長時間加熱下での種々のバッファ中のBCD−121安定性についてのデータを、図23の表に示す。
結果は、試験した全てのバッファが、満足のいくBCD−121熱ストレス安定性をもたらすことを示している。
例22:BCD−121の生産用の安定した細胞株の作製
抗体の軽鎖および重鎖を最適な比率で含有するNeon Transfection System(Life Technologies)スラリー親細胞株CHO−Sベクター構築体を用いたエレクトロポレーションによる形質移入によって、BCD−121の安定したプロデューサ細胞株を得た。ClonePixロボットプラットフォーム(Molecular Devices)を用いて、生産性が高い(1000mg/L)クローン株を得た。ミニプール選択の準備段階を、抗生物質を用いて、種々の培養形式で実行した。生産性分析を、分析システムOctet RED96(Pall Life Sciences)を用いて実行した。基本培地および培養スキームの選択に、自動化システムBiomek FXロボット(Beckman Coulter)を用いて、DOEを実行した。プロデューサ細胞を培養するために、動物性タンパク質を含有しない無血清培地およびフィッティング(fitting)を用いた。前臨床研究用のBCD−121の蓄積を、使用容量が50lのHyClone単回使用バイオリアクタ(Thermo Fisher Scientific)内で実行した。
例23:生産が安定した細胞株環境からのBCD−121の単離
BCD−121を含有する培養液の清澄化を、深層フィルタMillistak C0HC(Merck−Millipore)上で実行した。一次抗体の精製を、プロテインAによる親和性樹脂上で、特異的標的タンパク質を用いて実行して、抗体を、pH3.3〜3.8のグリシンバッファで溶出した。ウイルス不活化のために、溶出液を、酸性pHにて30〜60分間インキュベートしてから、1M Tris−OH溶液で中和した。残留DNA、タンパク質産生細胞、切断リガンド親和性吸着剤凝集体、および抗体フラグメントを除去するために、吸着剤CHT(商標)Ceramic Hydroxyapatite(Bio−Rad)上で最終のクロマトグラフィ精製を実行した。この方法について、タンパク質溶液を、pH7.5にて調製した吸着剤に、続いて塩化ナトリウムによる特定の溶出勾配にアプライした。精製したタンパク質を、Viresolve PROフィルタ(Merck Millipore)のセットを用いて、ウイルスについて濾過した。タンパク質を、カットオフ限界が50kDaであるテープ上での接線流中で濃縮し、続いて酢酸バッファ(pH5.0)、ソルビトール、およびポリソルベート−80を含有する最終バッファに対して透析濾過した。最終溶液中のタンパク質濃度は、少なくとも70mg/mlであった。
精製結果を図24に示す。SDS入りポリアクリルアミドゲルを還元条件および非還元条件下で用いる直立電気泳動により、医薬組成物に用いるのに十分な生成物の純度が示された。
例24:純粋なヒト血清中でのBCD−121安定性を示す酵素イムノアッセイ
純粋なヒト血清中でのBCD−121の安定性を評価するために、三重特異的抗体を、2、10、および50μg/mlの濃度にて、7人の健康なドナーから得た純粋なヒト血清混合物に加えて、0.01%チメロサールで保存処理して、37℃にて7日間保存した。7日後、BCD−121の濃度を、ELISAによって、2つのアッセイ形式で測定した:固定化したTNFαおよびビオチン化したIL17(ストレプトアビジン−HRP結合体の検出による)、ならびに固定化したTNFα(ヤギ抗ヒトIgG Fc−HRP結合体の検出による)。2、10、および50μg/mlの濃度になるように、BCD−121をELISA測定の直前に加えた血清サンプルを、対照として用いた。測定を、以下のように実行した:対照、および、2、10、または50μg/mlのBCD−121を含む、保存した血清サンプルを、100ng/mlに希釈し(それぞれ20倍、100倍、および500倍)、そして実際の濃度を、PBS−Tween中に溶解した標準較正曲線(6.25〜200ng/ml)に対して測定した。全てのELISA工程は、標準的なEIAプロトコールによって実行した。100μlの希釈サンプルまたは較正標準を、TNFαによってプレコーティングしたマイクロウェルに加えた。コーティングしたTNFαの濃度は、pH9.5の20mM炭酸バッファ中2μg/mlであった。次に、ブロッキングバッファ(BB:PBS中0.5%スキムミルク200μl)をプレートに加えた。プレートをシェーカ上で室温にて1時間インキュベートした。PBS−Tweenで洗浄した後、100μlのビオチン化IL17(3μg/ml)またはヤギ抗ヒトIgG Fc−HRP(Sigma、1:20000の比率)を、ウェル単位で加えた(PBS−Tween中の濃度)。プレートを再び室温にて1時間、振盪しながらインキュベートしてから、プレートの各ウェルを、PBS−Tweenバッファで3回洗浄した。100μlのストレプトアビジン−HRP結合体を、1:20000(Sigma)の比率で、ビオチン化したIL17を予め加えたウェル中に追加的に加えた。その後の1時間のインキュベーションおよび洗浄の後、TMB(100μl/ウェル)を、飽和するまで(平均10〜15分)加えることによって比色シグナルを発色させてから、更なる発色を、停止溶液(50μl/ウェル、10%硫酸)を加えることによって停止させた。色シグナルを、450nmにて、適したプレートリーダ(Tecan−Sunrise;Tecan)を用いて測定した。BCD−121結合の量は、色シグナル生成と比例した。較正曲線濃度を、これに希釈係数を掛けて、理論的に加えた血清BCD−121濃度%として表した。
例25:in vivoでのBCD−121抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子の有効性の評価
以下の研究を、コラーゲン誘導性関節炎のモデルを用いて、雄のカニクイザル(Macaca fascicularis)に行った。実験における動物の総数は、それぞれ4頭のサルの5群で20頭であった。実験では、産物の4用量:0.2mg/kg;1.0mg/kg;5.0mg/kg;10.0mg/kgを用いた。対照群の動物にはプラセボを与えた。産物およびプラセボの投与を、コラーゲンによる予備感作の後に開始した。この研究の間、全群の動物を測定して、APWの関節面を算出した。研究の最後に、中手指節関節および中足指節関節をとって、破壊的変化の重篤度を評価した。実験群についての概略を、以下の表5に示す。
表5.
関節炎誘導のために、ウシII型コラーゲン(Sigma)のエマルジョンを、動物に3回投与した。
コラーゲンの第1の投与:
投与したコラーゲンの総量は、実験動物あたり2mgであった。この目的のために、2mgのコラーゲンを、0.7mlの0.1M酢酸中に溶解した。この溶液に、0.7mlの完全フロイントアジュバントを加えた。
コラーゲンの第1の投与後、動物を28日間閉じ込めた(kept)。
コラーゲンの第2の投与:
投与したコラーゲンの総量は、実験動物あたり3mgであった。この目的のために、3mgのコラーゲンを、1mlの0.1M酢酸中に溶解した。この溶液に、1mlの完全フロイントアジュバントを加えた。
コラーゲンの第2の投与後、動物を21日間閉じ込めた。
コラーゲンの第3の投与
投与したコラーゲンの総量は、実験動物あたり3mgであった。この目的のために、3mgのコラーゲンを、1mlの0.1M酢酸中に溶解した。この溶液に、1mlの完全フロイントアジュバントを加えた。
関節のサイズの測定を、以下の時点にてデバイダによって実行した。
・コラーゲンの第1の投与前;
・コラーゲンの第2の投与時;そして
・第2の投与(コラーゲンの投与直前)の後、7週間毎週。
測定プロセス中、関節の縦軸および横軸を推定した。この手順を、親指を除く全ての中手指節関節および中足指節関節に実行した。面積の計算は、以下の式によって実行した:
JA=縦軸の値×横軸の値×3.14×0.25。
各動物の16関節についてのデータを用いて、炎症面積のパーセント(PIA)を算出した。この計算は、以下の式によって実行した:
実験日のJA値×100
関節炎の誘発前のJAの平均値
図26に示す結果は、サルCIAモデルにおけるBCD−121の用量依存的抗炎症効果を実証している。
例26:BCD−121抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子の毒物動態の評価
毒物動態アッセイを、カニクイザル(cynomolgus)に実行した。この研究では、BCD−121産物の3つの用量レベルを用いた。実験群の概略を、以下の表6に示す。
表6.
研究の過程で、以下のパラメータを評価した:
−臨床検査の結果;
−動物の体重(投与前、ならびに実験の7、14、21、28、35、および42日目);
−体温(投与前、ならびに実験の7、14、21、28、35、および42日目の投与後1、2、4、6、および24時間);
−尿検査(投与前、ならびに実験の7、14、21、28、35、および42日目);
−パラメータ:赤血球数、白血球数、ヘモグロビン濃度の臨床血液分析(投与前、ならびに実験の7、14、21、28、35、および42日目);
−血清比率:LDH、総ビリルビン、総タンパク質、グルコース、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、およびアラニンアミノトランスフェラーゼの生化学的分析(投与前、ならびに実験の7、14、21、28、35、および42日目);そして
−霊長類の血清中の薬物濃度(投与後0.5、1、3、6、24、30、48、72、96、120、144、168、192、264、336、408、504、624、720、816、912、および1008時間)。
ELISA、およびホースラディッシュペルオキシダーゼを指標酵素として用いて、血清中の薬物レベルを評価した。
96ウェルマイクロタイタープレート(「Costar」、Cat.No.3590)のウェルを、250ng/100μlの20mM Tris−НСIバッファ溶液、рН9.0をベースとする組換えヒトTNFα(R&D Systems,Cat N 210−TA/CF)で、ウェル単位で感作させて、4℃にて16〜18時間インキュベートした。結合していない抗原を、ウェルから除去した。非特異的結合部位をブロックするために、1.0%BSA、0.14M NaCl、および0.05%Tween−20(ブロッキングバッファ(BB))を含有する20mMトリスНСIバッファ溶液рН7.2〜7.4(TB)200μlを、各ウェル中に導入してから、ウェルを37℃にて30分間インキュベートした。BB溶液を除去して、BBで1000〜10,000倍希釈した100μlの試験血清を、各ウェル中に導入した。同時に、3.9〜250ng/mlの範囲の異なる濃度のBCD−121を含有する100μlのBBを、各ウェル中に導入した。プレートを、37℃にて30分間インキュベートした。ウェル内容物を除去して、各ウェルを、0.05 Tween−20を含有する200μlのTBで3回洗浄して、ホースラディッシュペルオキシダーゼで標識したヒトIgG Fcフラグメントに対する抗体(「Sigma」、USA,Cat.No.A0170、使用希釈のもの)を含有する100μlのBBを各ウェル中に導入して、ウェルを37℃にて30分間インキュベートした。ウェル内容物を除去して、各ウェルを、0.05 Tween−20を含有する200μlのTBで4回洗浄して、0.1mg/mlテトラメチルベンジジンおよび0.003%НОを含有する100μlの0.1M酢酸ナトリウムバッファ溶液、pH5.0を各ウェル中に導入した。反応を停止させるために、50μlの2M НSOを各ウェル中に導入してから、吸光度をウェル中で、プレート分光光度計を用いて450nmにて測定した。
試験サンプル中のBCD−121の濃度を判定するために、参照標準におけるBCD−121の吸光度と濃度との関係の較正曲線をプロットし、そして試験サンプルで得た吸光度の値を用いて、BCD−121の濃度を判定した。
信頼できるBCD−121検出の下限は、2ng/mlであった。試験血清(Х)中のBCD−121の濃度(μg/ml)を、以下の式に従って算出した:
Х=АхF
式中、A−較正曲線を用いて判定した、試験サンプル中のBCD−121表の濃度(ng/ml);
F−初期血清の希釈倍数;
PKプロファイルの結果は、BCD−121の期待レベルを示した(図27)。末端配列(terminal disposition)半減期を、12日を超えて算出した。サルにおいて得られたBCD−121のPKプロファイルは、天然のヒトIgG抗体のものと類似しており、典型的な用量依存特性を有していた。
例27:カニクイザルにおける1ヶ月間の反復皮下投与に続く、1ヶ月間の投与なし期間の毒性の評価
BCD−121の1ヶ月間の反復皮下投与に続く、1ヶ月の回復期間の毒性アッセイを、ジャワのカニクイザルに実行した。3つの用量レベルを実験に用いた。実験群の概略を、以下の表7に示す。
表7.
研究の過程で、以下のパラメータを評価した:
−臨床検査の結果;
−動物の体重(投与前、そしてその後毎週);
−体温(投与前、そしてその後、実験終了まで毎週);
−心血管系に及ぼす影響、これについて、心臓の生体電気活性を、Poly−Spectrumシステムを用いて評価した;投与前、そしてその後、実験の3、5、および7週目に評価した;
−尿検査(投与前、ならびに実験の3、5、および7週目);
−パラメータ:赤血球数、白血球数、ヘモグロビン濃度、リンパ球数、単球、好中球、好酸球、および好塩基球の数、ならびに血小板数の臨床血液分析(投与前、その後、実験の第1週から開始して、週に1回);
−以下に関して血液凝固系に及ぼす影響の評価:
活性化部分トロンボプラスチン時間、フィブリノーゲン濃度、およびプロトロンビン時間(投与前、その後、実験の3、5、および7週目);
−血清比率の生化学的分析:ナトリウム、カリウム、クレアチニン、尿素、アルカリホスファターゼ、LDH、総ビリルビン、総タンパク質、グルコース、トリグリセリド、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、アラニンアミノトランスフェラーゼ、総コレステロール(投与前、ならびに実験の3、5、および7週目);
−投与期間の終わりに、群3*のサテライト動物を、安楽死させてから病理学的に検査した;研究の終わりに、群3および対照群の動物に同じことをした;
−毒性研究の一部として、局所刺激性薬物の影響も評価し、これについて、注射部位の軟部組織を選択して、組織学的検査を実行した。
例28:BCD−121抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子の免疫毒性の調査
1ヶ月間の反復皮下投与に続く、1ヶ月の回復期間の免疫毒性の調査毒性アッセイを、ジャワのカニクイザルに実行した。3つの用量レベルを実験に用いた。実験群の概略を、以下の表8に示す。
表8.
研究の過程で、以下のパラメータを評価した:
−リンパ球の亜集団組成。これは、投与前、そしてその後、実験の2、4、および6週目に評価した;
−免疫グロブリンのクラス比率。これは、投与前、そして実験の2、4、および6週目に評価した;
−食作用に及ぼす影響を、投与前に、そしてその後、実験の2、4、および6週目に評価した。
例29:BCD−121抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子の反復皮下投与時の免疫原性の評価
1ヶ月間の反復皮下投与に続く、1ヶ月の回復期間の免疫毒性の調査毒性アッセイを、ジャワのカニクイザルに実行した。3つの用量レベルを実験に用いた。実験群の概略を、以下の表9に示す。
表9.
免疫原性アッセイを、抗体結合のレベルに実行し、これについて、血清を、投与前に、そしてその後、実験の3、5、および7週目に選択かつ単離する。
例30:BCD−121抗IL−17A/抗IL−17F/抗TNFα結合分子の反復皮下投与中の薬物動態アッセイ
1ヶ月間の反復皮下投与に続く、1ヶ月の回復期間の薬物動態アッセイを、ジャワのカニクイザルに実行した。3つの用量レベルを用いた。実験群の概略を、以下の表10に示す。
表10.
産物レベルを評価するために、実験の0、1、2、8、9、15、16、22、23、29、36、および43日目に採血を実行した。
表11:配列番号チャート

Claims (43)

  1. ヒトIL−17AおよびヒトIL−17−Fに結合する第1の結合ドメイン、ならびにヒト炎症誘発性分子に結合する第2の結合ドメインを含む三重特異的結合分子。
  2. 前記結合分子は、抗体またはその抗原結合フラグメントである、請求項1に記載の結合分子。
  3. 前記第1の結合ドメインは、配列番号3のアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載の結合分子。
  4. 前記第1の結合ドメインは、配列番号1〜3のアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載の結合分子。
  5. 前記第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含む結合ドメインと同じエピトープとの結合について競合し、または同エピトープに結合する、請求項1または2に記載の結合分子。
  6. 前記第1の結合ドメインは、配列番号4と少なくとも90%同一である、請求項1または2に記載の結合分子。
  7. 前記第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載の結合分子。
  8. 前記第1の結合ドメインはヒト化されている、請求項1に記載の結合分子。
  9. 前記第2の結合ドメインは、ヒトTNFαに結合する、請求項1に記載の結合分子。
  10. 前記第2の結合ドメインは、
    a)配列番号10〜12のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号13〜15のアミノ酸配列を含む軽鎖;
    b)配列番号8のアミノ酸配列を含む重鎖可変ドメイン、および配列番号9のアミノ酸配列を含む軽鎖可変ドメイン;または
    c)配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号6のアミノ酸配列を含む軽鎖
    を含む結合ドメインと同じエピトープとの結合について競合し、または同エピトープに結合する、請求項9に記載の結合分子。
  11. 前記第2の結合ドメインは、配列番号12のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号15のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む、請求項9に記載の結合分子。
  12. 前記第2の結合ドメインは、配列番号10〜12のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号13〜15のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む、請求項11に記載の結合分子。
  13. 前記第2の結合ドメインは、配列番号8と少なくとも90%同一である重鎖可変ドメイン、配列番号9と少なくとも90%同一である可変ドメイン、またはそれらの双方を含む、請求項9に記載の結合分子。
  14. 前記第2の結合ドメインは、配列番号8のアミノ酸配列を含む重鎖可変ドメイン、配列番号9のアミノ酸配列を含む軽鎖可変ドメイン、またはそれらの双方を含む、請求項9に記載の結合分子。
  15. 前記第2の結合ドメインは、配列番号8のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメイン、および配列番号9のアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメインを含む、請求項9に記載の結合分子。
  16. 前記第2の結合ドメインは、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、一本鎖抗体、Fv、Fab、F(ab’)、Fd、一本鎖Fv分子(scFv)、ダイアボディ、または単一ドメイン抗体(dAb)である、請求項9に記載の結合分子。
  17. 前記第2の結合ドメインは、配列番号5と少なくとも90%同一である重鎖、配列番号6と少なくとも90%同一である軽鎖、またはそれらの双方を含む、請求項9に記載の結合分子。
  18. 前記第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖、配列番号6のアミノ酸配列を含む軽鎖、またはそれらの双方を含む、請求項9に記載の結合分子。
  19. 前記第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列からなる重鎖、および配列番号6のアミノ酸配列からなる軽鎖を含む、請求項9に記載の結合分子。
  20. ヒトIL−17AおよびヒトIL−17Fに結合する第1の結合ドメイン、およびヒトTNFαに結合する第2の結合ドメインを含む三重特異的結合分子であって、前記第1の結合ドメインは、配列番号4のアミノ酸配列を含み、前記第2の結合ドメインは、配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖、および配列番号6のアミノ酸配列を含む軽鎖を含む、三重特異的結合分子。
  21. ヒトIL−17A、ヒトIL−17F、およびヒトTNFαに結合する三重特異的結合分子であって、配列番号5および7のアミノ酸配列を含む三重特異的結合分子。
  22. 前記第1の結合ドメインおよび前記第2の結合ドメインは、5個を超えるアミノ酸のペプチドリンカーによって連結されている、請求項1、20、および21のいずれか一項に記載の結合分子。
  23. 前記ペプチドリンカーのアミノ酸残基が、G、A、S、P、E、T、D、およびKから選択される、請求項22に記載の結合分子。
  24. 前記ペプチドリンカーは、配列番号16のアミノ酸配列を含む、請求項22に記載の結合分子。
  25. 前記結合分子は、アイソタイプIgGの抗体またはその抗原結合フラグメントである、請求項1、20、および21のいずれか一項に記載の結合分子。
  26. 前記抗体は、アイソタイプサブタイプIgG1のものである、請求項25に記載の結合分子。
  27. 前記結合分子は、突然変異のない同結合分子と比較して、前記抗体依存性細胞媒介性細胞毒性(ADCC)および/または前記補体依存性細胞毒性(CDC)を軽減する少なくとも1つの突然変異を有するF領域を含む、請求項1、20、21のいずれか一項に記載の結合分子。
  28. 前記結合分子は、以下の特性:
    a)IL−17AのKDが10−11M以下;
    b)IL−17FのKDが10−7M以下;
    c)TNFαのKDが10−11M以下;
    d)HT1080細胞におけるIL−6アッセイにおいて、200ng/mL未満の濃度にて少なくとも50%IL−17Aおよび/またはIL−17A/TNFαの活性を阻害する;
    e)HT080細胞によるIL−17A依存性IL−6放出を阻害する;
    f)HT1080細胞におけるIL−6の産生を阻害する;
    g)WEHI−13VAR細胞において100ng/mL未満の濃度にて少なくとも50%TNFα依存性細胞毒性を阻害する;
    h)ウサギ、マウス、またはモルモットのTNFαには結合しない;
    i)IL−17AおよびTNFαに同時に結合する;
    j)カニクイザルIL−17AおよびTNFαに結合する;
    k)ヒト血清における37℃での7日のインキュベーション後、安定したままである;
    l)半減期が、in vivoで、12日を超える;
    m)in vivo関節炎モデルにおいて炎症誘発性効果を有する;そして
    l)IL−17およびTNFαの活性をin vivo阻害する
    の少なくとも1つを有する、請求項1、20、21のいずれか一項に記載の結合分子。
  29. 請求項1〜28のいずれか一項に記載の結合分子、および薬学的に許容可能な賦形剤を含む医薬組成物。
  30. 請求項3〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子。
  31. 請求項11〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第2の結合ドメインの、前記重鎖、前記軽鎖、またはそれらの双方をコードするヌクレオチド配列を含む、単離された核酸分子。
  32. a)請求項3〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列;
    b)請求項11〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第2の結合ドメインの重鎖をコードするヌクレオチド配列;
    c)請求項11〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第2の結合ドメインの前記軽鎖をコードするヌクレオチド配列;または
    d)a)〜c)のあらゆる組合せ
    を含む、単離された核酸分子。
  33. 請求項3〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列、および請求項11〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第2の結合ドメインの前記軽鎖をコードするヌクレオチド配列を含み、場合によっては、ペプチドリンカーをコードするヌクレオチド配列をさらに含む、単離された核酸分子。
  34. 配列番号1〜15のいずれか1つのアミノ酸配列をコードする、単離された核酸分子。
  35. 請求項30〜34のいずれか一項に記載の単離された核酸分子を含むベクターであって、発現制御配列をさらに含むベクター。
  36. a)請求項3〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第1の結合ドメインをコードするヌクレオチド配列;
    b)請求項11〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第2の結合ドメインの重鎖をコードするヌクレオチド配列;および
    c)請求項11〜20のいずれか一項に記載の結合分子の前記第2の結合ドメインの前記軽鎖をコードするヌクレオチド配列
    を含む宿主細胞。
  37. 配列番号5をコードするヌクレオチド配列、および配列番号7をコードするヌクレオチド配列を含む宿主細胞。
  38. 請求項36または請求項37に記載の宿主細胞を用意することと、前記宿主細胞を、前記結合分子の発現に適した条件下で培養することと、生じた前記結合分子を単離することとを含む、請求項1〜28のいずれか一項に記載の結合分子の生産方法。
  39. 請求項1〜28のいずれか一項に記載の結合分子、または請求項29に記載の医薬組成物を必要とする患者を処置する方法であって、前記結合分子または前記医薬組成物を前記患者に投与することを含む方法。
  40. 前記患者は、IL−17A、IL−17F、またはTNFαによって媒介される障害を患っている、請求項39に記載の方法。
  41. 患者の関節リウマチ、乾癬、または乾癬性関節炎を処置する方法であって、前記患者に、請求項1〜28のいずれか一項に記載の結合分子、または請求項29に記載の医薬組成物を投与することを含む方法。
  42. 前記方法はさらに、抗炎症剤または免疫抑制剤を投与することを含む、請求項41に記載の方法。
  43. 前記患者はヒトである、請求項39に記載の方法。
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