JP2020127427A - アルカリホスファターゼの下流プロセシング - Google Patents
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Abstract
Description
以前に、APは、広範囲の疾患(急性腎障害(AKI)、敗血症、炎症性腸疾患(IBD)など)において医薬として有用であること示した。これらの研究は、単離されたウシAP、ならびに単離、および組換えヒトAPなどの天然に生じたAPを使用した。いくつかの動物モデルにおいて、ヒト腸型APの触媒ドメインと、ヒト胎盤型APのクラウンドメインとを含む組換えキメラアルカリホスファターゼが使用された(WO2008133511に記載された)。現時点において、新規の改良された組換えキメラアルカリホスファターゼであって、図18に示されたような配列を有するアルカリホスファターゼを含む医薬組成物が、医薬としての使用のために開発されている。
HCPは、細胞または器官によって産生またはコードされたタンパク質であり、産生処理において使用され、意図される生成物とは無関係である。いくつかは、増殖、生存、および通常の細胞プロセシングに必須であるが、他のものは必須でなくてもよい。企図された生成物のように、HCPは、多くの翻訳後修飾を用いて宿主細胞によって修飾されてもよい。有用性の有無にかかわらず、HCPは一般的に、最終的な薬剤内容物において望ましくない。一般的に少量で存在する(目的タンパク質のミリグラムあたりナノグラムとして表わされる百万分率)が、それらを取り除くために、非常に多くの労力および費用が産業によって費やされる(Wang et al; Biotechnology and Bioengineering, Vol. 103, No. 3, June 15, 2009)。
以下の化学式を有するリガンドを含む固相であって、Rが当該リガンドを当該固相に結合するスペーサを示す固相を提供する工程と、
いくつかの洗浄工程であって、少なくとも1つの洗浄工程が、HCPの少なくとも一部をリガンドから分離するが、リガンドに結合したAPの少なくとも一部を保持することができる洗浄緩衝液を用いて実施される、いくつかの洗浄工程を実施する工程と、
前記APの少なくとも一部をリガンドから分離することができる溶出緩衝液を用いてAPを得る工程とを含む方法を提供する。好ましくは、HCPの少なくとも一部が、この最後の工程を実施する間に、リガンド、または固相に結合したままである。
以下の式を有する第2リガンドを含む第2固相を提供することと、
いくつかの洗浄工程であって、少なくとも1つの洗浄工程が、7.5〜8.5のpHを有し、0.05〜0.2M NaClと、0.1〜0.5M L−Argとを含む第2洗浄緩衝液を用いて行われる、いくつかの洗浄工程を行うこととを含む方法を提供する。好ましい実施形態において、前記第2洗浄緩衝液は、1〜20%、好ましくは2〜10%、より好ましくは4〜6%、最も好ましくは約5%グリセロールをさらに含む。
混合型クロマトグラフィー(たとえば、Capto Adhere(式II))
界面活性剤に基づくウイルスの不活性化(たとえば、Triton X-100)
陰イオン交換クロマトグラフィー(たとえば、Poros 50 HQ)
アフィニティクロマトグラフィー(たとえば、Mimetic Blue AP(式I))
疎水性相互作用クロマトグラフィー(たとえば、Butyl 650 M)
限外濾過/透析濾過
ウイルス濾過
バルク充填
AmSO4:アンモニウム硫酸塩;AP:アルカリホスファターゼ;AU:吸光度ユニット;BDS:原薬;BH:ベッド高;BPC:バイオプロセス容器;catA:カテプシン様タンパク質;細胞培養回収物;CHO:チャイニーズハムスター卵巣;CV:カラム体積;ELISA:酵素免疫測定法;EQ:平衡;HCP:宿主細胞タンパク質;HIC:疎水性相互作用クロマトグラフィー;HMW:高分子量化学種;ID:内径;L−Arg:L−アルギニン;LOD:検出限界;LOQ:定量限界;MBAP:Mimetic Blueアルカリホスファターゼ樹脂;NaSCN:ナトリウムチオシアネート;PD:工程開発;PES:ポリエチレンスルホン;ppm:パーツパーミリオン;PSI:重量ポンド毎平方インチ;qPCR:定量的ポリメラーゼ連鎖反応;recAP:組換えアルカリホスファターゼ;RP−HPLC:逆相高速液体クロマトグラフィー;SEC−HPLC:サイズ排除クロマトグラフィー;SDS−PAGE:ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動;TMP:膜圧;UFDF:限外濾過/透析濾過;v/v:体積 対 体積;WFI:注入のための水
AKTA Avant;AKTA Bioprocess skid(GE Healthcare社);AKTA Process;AKTA Purifier;BioPhotometer Plus UV-Vis 分光光度計(Eppendorf社);BPG 10 cm and 14 cm 径 クロマトグラフィーカラム(GE Healthcare社);Eppendorf Plus UV-Vis 分光光度計;Fisher Scientific Mini 遠心機;フロアスケール (Ohaus社);Invitrogen Novex Mini Cell;Mettler Toledo Seven Multi pHおよび伝導率メータ;Millipore Vantage-L カラム;ペリスタポンプ(Millipore社);スイングバケット遠心機
10L BPC(Hyclone);20L BPC(Hyclone);100L BPC(Hyclone)Invitrogen 4〜12%Bis−Tris SDSゲル;15N Planova 中空繊維フィルタ(Asahi Kasei社)5L BPC(Hyclone);酢酸;Butyl 650M樹脂(Tosoh Bioscience社);Capto Adhere 樹脂(GE Healthcare社);D−ソルビトール;エタノール;L−アルギニン;L−アルギニン塩酸塩;L−ヒスチジン;塩化マグネシウム六水和物;Mimetic Blue AP 樹脂(ProMetic Biosciences社);Pellicon 2 Ultrafiltration Biomax 10 kDa 0.1 m2 (Millipore社);Pellicon Biomax 10 kDa 50 cm2 UF/DF カセット(Millipore社);Planova 15N ウイスルフィルタ(Asahi Kasei社);Poros 50 HQ 樹脂(Applied Biosystems社);塩化ナトリウム;水酸化ナトリウム,50%;リン酸ナトリウム;Tris塩酸塩;トロメタミン;Tris塩基;Tris塩酸塩;WFI(Hyclone);塩化亜鉛
製剤安定性試験
recAPのための多くの製剤試験は、米国のKBI BioPharma社によって行われた。CMOは、処理の開発および製造のためにAM−Pharma社によって契約された。初期の製剤は、AM−Pharma社によって以前に開発されたAPの形態BIAPに使用されたものに基づいた。BIAPは、高レベルのグリセロール(25〜40%)を含むTris緩衝液において非常に安定であることが示された。初期の緩衝液の組成物は、以下の通りである。
5mM Tris−HCl、2mM MgCl2、50μm ZnCl2、25%(w/v)グリセロール pH8 recAPは、10mg/mLにおいてこの緩衝液中で製剤される。この緩衝液中におけるrecAPの最大の溶解度は、確立されなかった。しかし、35mg/mLまでのrecAPの濃度は、5mM Tris−HCl、2mM MgCl2、50μm ZnCl2、pH8.2においてもたらされた。
第1の製剤安定性は、以下に注目して行われた。
・ pHロバスト性(7.5〜8.5)、およびTris緩衝液濃度 5 対 50mM
・ 添加剤の種類、および濃度(グリセロール25%、2% 対 250mM ソルビトール)
・ 注射器性能
試料は、pH、DSC、DLS、浸透圧、粘度によって分析された。
recAPの物理的安定性の軽微な減少は、25%グリセロール製剤において、pHの低下を用いるDLSによって観察された。Z平均径は、10nmから12nmまで増加する。試料均一性は、pHとともに減少し(0.12〜0.33 PdI)、および粒子寸法分布のピーク幅の増加。
2%グリセロール、または250mM ソルビトール製剤において傾向は、観察されなかった。
強制分解試験
・ 熱ストレス:50℃で1週間にわたるインキュベーション
・ 凍結/融解ストレス
o 2.5mL mL −75℃のフリーザにおいて24時間直接凍結し、続いて室温で融解させた。
o 2.5mLを−65℃まで凍結乾燥器中において0.05℃/分で凍結させ、0.05℃/分で25℃に融解させた。
o 1、3、または5回の凍結/融解サイクルへの曝露
・ 攪拌ストレス:室温で5日間にわたる、回転式ラック、および軌道振とうによる。
・ 脱アミド化/塩基加水分解:1MTris塩基を用いて試料をpH≧10とし、37℃で5日間にわたるインキュベーション
・ 脱アミド化/酸加水分解:試料を1N HClを用いてpH≦4とし、37℃で5日間にわたるインキュベーション
・ 酸化:37℃で4時間にわたって、0.04%(v/v)過酸化水素に曝露
・ 光安定性:クールライト 8.00kluxに150時間にわたって曝露し、20時間にわたるUV光の10.0ワット 時間/平方メートル
全ての試料は、以下によって分析された。
・ SEC
・ RP−HPLC
・ 活性(動態)
・ cIEF
・ A280
・ SDS−CGE
・ PepMap w/LC/MS。
加速度的な安定性試験が、10L/5〜10グラムスケールの製造工程に由来する原薬を用いて進行中である(表1を参照)。recAP試料は、−75℃、2〜8℃、および25℃で保存され、試料は、1月間にわたって試験された。
最近、粒子形成は、10グラムスケールで製造されたrecAPのバッチにおいて観察された。粒子は、0.22μm濾過後、数日以内で再出現した。視覚的に、粒子は、タンパク性の性質のようである。
Tris)、緩衝液の強度(5 対 50mM Tris)、および添加剤(ソルビトール、スクロース、グリセロール、NaCl、およびアルギニン)が試験された(表2を参照)。26の製剤のいずれも、濾過後に粒子の形成を抑制しない。しかし、より迅速な粒子形成およびより高いpHに向かう傾向があるようである。
recAP製剤開発
3つの製剤は、凍結−融解、および熱ストレスの間における、recAPの粒子形成、および安定性/凝集体を評価するために評価された。製剤は、評価され、以下に列挙される。
20mM ヒスチジン、250mM ソルビトール、50μM ZnCl2、2mM MgCl2、pH7.0 20mM クエン酸塩、250mM ソルビトール、50μM
ZnCl2、2mM MgCl2、pH7.0
50mM Tris、25% グリセロール、50μM ZnCl2、2mM MgCl2、pH8.0
全ての時点において、全ての試料は、透明で無色のようであった。緩衝液置換の前に、未濾過のDemo4 DSは、ゼロ時間において、および試験の最後において〜50個の小さな粒子を有し、透明で無色のようであった。
中間洗浄のスクリーニング計画
2つのカラム工程は、宿主細胞タンパク質クリアランスを提供するために、特定の中間洗浄の開発のために選択された。洗浄は、生成物の収率を保つことに焦点を合わされたが、カラム溶出液におけるHCPレベルを有意に減少させた。中間洗浄は、混合型Capto Adhere樹脂、またはアフィニティMimetic Blue樹脂に基づいて最初に選択された。
第1中間洗浄の選別
本試験の目的は、生成物と公知のHCP不純物との間の潜在的相互作用、HCP不純物と樹脂リガンドとの間の相互作用、または双方を、生成物:リガンド相互作用に干渉することなく阻害することができるCapto Adhereカラム工程のための中間洗浄を特定することであった。HCP不純物との相互作用を阻害することは、究極的には、向上した生成物の精製度をもたらすことであろう。したがって、最初の選別は、Capto Adhere 回収工程のための様々な中間洗浄を試験することと、それらのHCPクリアランスを高める能力を調べるために採用された。第1の選別において利用される中間洗浄は、静電相互作用、疎水性相互作用、または2つの組み合わせを阻害するための組み合わせを含む混合型クロマトグラフィーのための現存する溶出機序に基づいて選択された。修飾因子(すなわち、カオトロピック剤、疎水性修飾因子、塩、またはアルキルグリコール)を含む中間洗浄工程の包含は、HCP不純物を用いる任意の現存する相互作用を減少させることができるが、生成物:リガンド相互作用は無傷のままであった。修飾因子の効果のスクリーニングに加えて、pH7.0および8.0が評価された。
第1の選別は、残留HCPにおける少なくとも50%の減少を提供することができる1つの中間洗浄(0.1M NaCl、0.2M L−Arg、pH8.0)を明らかにした。生成物収率は、この特定の洗浄によって悪影響を受けたので、修飾因子であって、タンパク質:リガンドの相互作用を潜在的に強化することができる修飾因子を処理する中間洗浄緩衝液が、第2の選別に組み込まれた。第1の選別からの最も効果的な中間洗浄緩衝液は、それらの追加効果、およびpH値の変化を評価するために、連続して、および組み合わせて試験された(図7)。
Capto Adhere中間洗浄スクリーニング試験の終了後、収集された分析データ、特にHCP ELISAおよびウエスタンブロットの結果は、Capto Adhere回収工程について中間洗浄の選択に利用された(図5、図7、および図8)。スクリーニング試験を通じて、2つの中間洗浄は、基準コントロールランに比べて、有意なHCP減少を明確に示した。2つの中間洗浄は、(1)0.1M NaCl、0.2M L−Arg、pH8.0、および(2)0.1M NaCl、0.2M L−Arg、5%グリセロール、pH8.0であった。図8におけるウエスタンブロットは、これらの中間洗浄を組み込んだランに由来する溶出液の直接比較をもたらした。両方の中間洗浄は、基準ランに比べて、特定のHCP、カテプシン様タンパク質における有意に多い減少をもたらした。しかし、減少のレベルは、0.1M NaCl、0.2M L−Arg、5%グリセロール、pH8.0中間洗浄を受けた溶出液においてわずかに高かった。HCP ELISAデータに基づいて、0.1M NaCl、0.2M L−Arg、5%グリセロール、pH8.0中間洗浄を受けた溶出液は、基準溶出液に比べて、0.1M NaCl、0.2M L−Arg、pH8.0にて約46%に対して、約65%減少した。より高いHCPクリアランスに加えて、生成物収率は、0.1M NaCl、0.2M L−Arg、5%グリセロール、pH8.0中間洗浄を受けた溶出液で高かった。より高いHCPクリアランスおよび生成物収率を考えると、Capto Adhereカラム工程のために選択された中間洗浄は、0.1M NaCl、0.2M L−Arg、5%グリセロール、pH8.0であった。
第1中間洗浄の選別
本試験の目的は、生成物:リガンド干渉を妨げることなく、生成物と公知のHCP不純物との間の潜在的な相互作用、HCP不純物と樹脂リガンドとの間の相互作用、または双方を阻害することができるMimetic Blue APカラム工程のための中間洗浄を特定することであった。Mimetic Blue AP(MBAP)は、特に、アルカリホスファターゼ精製のために開発された合成アフィニティ吸着剤である。リガンドは、機能的なホスホン酸基に結合した青い発色団からなる。recAPとリガンドとの間の結合は、リン酸塩の非存在下で生じる。リン酸塩が移動相に導入されるとき、溶出がなされる。この結合機序の特異性は、洗浄緩衝液が、recAP−HCP相互作用、および/または樹脂−HCP相互作用を阻害するために製剤化することができ、リン酸塩を用いる溶出まで樹脂におけるrecAP固着を維持するが、移動相においてHCPを除去することができることを示唆した。
第2スクリーニング試験は、第1スクリーニングランにおいて観察されたHCPクリアランスを向上することを試みて新規の洗浄条件を導入した。塩化ナトリウムおよびL−アルギニンは、第1スクリーニングランよりも低濃度で再度試験された。アルギニンは、Capto Adhere第1スクリーニングランにおける選択的HCP除去を示したので、我々は、この種類のクロマトグラフィーにおけるアルギニンの使用をさらに検討する必要があった。カオトロープ尿素は、MBAP第1スクリーニングランにおける中程度のHCPクリアランスを示したので、尿素は、塩化ナトリウムと組み合わせて、連続で試験された。10%のエチレングリコールも、HCPにおいて低い減少を示したので、HCPとrecAPとの間、またはHCPとカラムマトリックスとの間の分離を増加させることを試みるために、NaClと組み合わせて試験された。最後に、洗浄緩衝液は、pH依存性相互作用を検出するために、pH7.0および8.0の双方で試験された。
3つの中間洗浄修飾因子は、さらなる改善のために以前の実験から選択された。第1の洗浄スクリーニング試験において、1M 尿素は、生成物の回収率に影響を与えることなく、溶出液におけるHCP減少を示した。第2の洗浄スクリーニング試験において、エチレングリコール + NaClは、重度の生成物損失をもたらすことなく、HCPを減少させた。アルギニンは、選択的なHCP除去を示したが、40mMを超える濃度は、収率に悪影響を与えた。実験の次段階は、これらの修飾因子の検討に発展した。NaClなしの溶出緩衝液の使用は、同様に進められた。最終のランは、修飾因子洗浄によるカラム性能の減少を試験するために、上位3つの候補を3g recAP/L 樹脂カラムローディングにおいて試験した。
HCP減少実験を終えた後、小規模の確認ランが、改良された処理条件を組み込んで遂行された。細胞培養回収物(200L PD 16OCT2012)は、ウイルス濾過を除いて、全ての単位操作によって処理された。最終生成物分析は、濾過されたUF/DF残留物に実施された。各クロマトグラフィー工程の1つのサイクルが行われた。処理中間物は、RP−HPLC(力価、および%イソダイマーA)、ELISA(活性、およびHCP)、ならびにSDS−PAGEおよびウエスタンブロットによって分析された。分析結果の要約は、図15に見ることができる。新規処理は、34%の全処理収率で53mgの精製recAPを回収した。
HCP減少実験のCapto AdhereランNo.32は、0.1M NaCl、0.2M L−Arg、5%グリセロール、pH8.0中間洗浄を用いて行われた(セクションVI.Cを参照)。この洗浄製剤は、最も高いHCPクリアランスをもたらすことを示し、Capto Adhere法における包含のために選択された。したがって、ランNo.32に由来する溶出液を、精製処理の残留物を通して精製した。
Capto Adhere溶出液は、室温に平衡化された。1.0%トライトン X−100の濃度(WFIにおいて)をもたらすために、4.65mLの10%トライトン X−100が41.9mlのCapto Adhere溶出液に添加された。溶出液は、完全に混合され、続いてウイルス不活性化を遂行するために60分間にわたって静的にインキュベートされた。インキュベーション後、材料は、514mLのWFIを用いて12×希釈された。伝導率の標的は、≦4.5mS/cmであった。溶液の最終伝導率は、4.13mS/cmであり、pHは、7.74であった。
、予期されたように行われた。
Mimetic Blue APクロマトグラフィー工程は、2つの方法の改良を組み込んだ。40mM アルギニンを含む3.0CV中間洗浄緩衝液が添加された。また、溶出緩衝液は、緩衝液中のNaClを除去することによって変更された。双方の改良は、処理中間物において、HCPを減少させるために実施された。
処理における次の工程は、疎水性相互作用クロマトグラフィーを用いる最終精製工程を包含した。Butyl 650M樹脂は、1.1cmカラムに、8.3mLの最終カラム体積について8.7cmのベッド高まで充填された。ブチル精製工程のための標的のベッド高は、19.5cmであるが、高さは、容量近くまで樹脂を導入するために、このランにおいて低下された。カラム非対称性は、1.17であり、プレート高は、0.034cmであった。試料採取後のMBAP溶出液は、37.8mLであった。MBAP溶出液は、31.9gの2.1M AmSO4の添加によって、1.0M AmSO4に調整された。導入の伝導率は、135mS/cmであり、pHは、7.67であった。このランにおける実際の導入係数は、9.2g recAP/L 樹脂であった。クロマトグラフィー法は、デモラン5操作パラメータから変更されなかった(2)。48mLの溶出体積が集められた。沈殿形成の抑制のために、溶出液は、AmSO4濃度を低下させるために、96mL WFIを用いて144.5mLの最終希釈体積まで直ちに希釈された。分析は、86%recAP質量の収率と、活性において81%の回収率とを示した。溶出液は、0.2μm PES フィルタを通して濾過され、2〜8℃で保存された。Butyl 650Mクロマトグラフィーは、予期されたように行われた。
50cm2 Pellicon(Millipore社)Biomax 10kDa PES限外濾過カセットは、UF/DF工程について使用され、13g/m2の面積に対する質量の比がもたらされた。カセットは、WFIを用いて洗浄され、続いて製剤緩衝液を用いて平衡化された(20mM ヒスチジン、250mM D−ソルビトール、2mM MgCl2、50μM ZnCl2、pH7.0)。145mLの希釈されたブチル溶出液は、40mLまで約3倍に濃縮された。生成物の少ない体積が原因で、残留分は、さらに濃縮されなかった。濃縮の間に、膜を横断するTMPは、≦15psiで維持された。濃縮後、生成物は、製剤緩衝液を用いて、10×透析濾過された。材料は、集められ、0.2μM PESボトルトップフィルタを通して濾過された。生成物の回収後、30mLの製剤緩衝液は、膜表面から生成物を回収するために、カセットを通して再循環された。緩衝液フラッシュは、残留分に添加されなかったが、別個に保存された。このことは、UF/DF残留分の希釈を防ぐために行われた。UF/DF工程収率は、残留分におけるrecAP質量収率67%、緩衝液フラッシュにおいて15%であり、全recAP回収率82%に同等であった。HCP濃度は、2ppmのLOQ未満であった。生成物は、2〜8℃において保存された。
この精製ランの目的は、Capto AdhereおよびMimetic Blue APクロマトグラフィー工程に対してなされる処理の変更が組み込まれる、回収工程からUF/DFおよび最終製剤までの全精製処理を行うことであった。我々は、これらの変更が、recAP分子の活性、または全処理の収率に悪影響を与えることなく、BDSにおけるHCP濃度を、≦100ppmの標的規格以下に大きく減少させることができると考えた。処理中間物のウエスタンブロット分析は、catAが、Mimetic Blue中間洗浄工程後に検出不可能であることを示した。HCP ELISAによって測定されるように、このランにおいてもらされるBDSにおける残留HCP濃度は、<2ppmであった(LOQ未満)。543U/mgの比活性は、規格内であり、全収率は、34%であった。UF/DF工程における生成物回収率は、デモラン4および5におけるよりも低かったが、UF/DFにおける少ない残留体積は、不十分な生成物回収率をもたらした。UF/DF工程の他、工程の収率は、デモラン4および5と同等であり、Capto AdhereおよびMBAP処理が、処理の全収率を有意に減少しないことを示した。
精製処理
recAPについての精製処理は、6つの単位操作を含む。Capto Adhereクロマトグラフィー回収工程は、1%トライトンX−100を用いる溶出液のウイルス不活性化に続く。Poros HQ 50を用いる陰イオン交換クロマトグラフィーは、界面活性剤を除去し、供給流を部分的に精製する。2つの追加のクロマトグラフィー工程(Mimetic Blue AP およびButyl 650M)は、不純物(すなわち、宿主細胞タンパク質、DNA)を規格まで減少させるために行われる。材料は、濃縮され、緩衝液は、10kDa MWCO PES膜を用いて製剤緩衝液に交換された。最後に、精製されたrecAPは、15N Planova中空繊維フィルタを用いてウイルス濾過された。
回収工程の目的は、細胞培養培地から標的分子を分離し、生成物を濃縮し、部分的にrecAPを精製することである。混合モード樹脂Capto Adhereは、精製処理における回収工程として選択された。Capto Adhereカラムの容量は、8g recAP/L 樹脂として以前に測定された(3)。
Capto Adhere溶出液は、室温に平衡化された。533mLの10%トライトンX−100(WFI中)は、溶出液に添加され、1.2%の最終濃度をもたらした。(1.0%濃度の標的は、重量測定誤差が原因で超過した。)溶出液は、完全に混合され、続いて静的に60分間インキュベートされた。インキュベーションの後、材料は、63.9LのWFIを用いて13×希釈された。伝導率の標的は、≦4.5mS/cmであった。溶液の最終伝導率は、3.21mS/cmであり、pHは、7.72であった。
Mimetic Blue AP(MBAP)樹脂は、消毒されたQuickscale14cm径カラム(Millipore社)に、2.6Lの最終カラム体積について17.0cmのベッド高まで充填された。カラム非対称性は、1.37であり、プレート高は、0.039cmであった。充填カラムは、0.5M NaOHで消毒され、平衡化された。MBAPカラムの容量は、以前に測定されたように3g recAP/L 樹脂であった(3)。このランの実際のローディングファクタは、2.9g recAP/L 樹脂であった。Poros溶出液は、伝導率を減少させるために、WFIを用いて1:1に希釈された。希釈されたPoros溶出液をカラムに充填した後、未結合材料は、EQ緩衝液洗浄を用いて除去された。溶出は、25mM NaPO4、130mM NaClを用いて下流で行われた。溶出は、UV280が0.125AU/cmを超えて上昇し、それがピーク末端にて0.25AU/cmに低下するまで集められた。溶出液は、0.2μM PESフィルタを通して無菌の10L BPCに集められた。体積は、2.4L、または0.9CVであった。
Butyl 650M樹脂は、消毒されたBPG100カラム(GE Healthcare社)に、1.5Lの最終カラム体積について19.0cmのベッド高まで充填された。カラム非対称性は、1.37であり、プレート高は、0.039cmであった。充填カラムは、0.5M NaOHで消毒され、1.0M AmSO4を用いて平衡化された。2.4L MBAP溶出液は、2.2Lの2.1M AmSO4の添加によって1.0M AmSO4に調整された。導入の伝導率は、125.7mS/cmであり、pHは、7.77であった。Butyl 650Mカラムの容量は、10g recAP/L 樹脂として以前に設定された(4)が、現在の処理条件下におけるカラムの真の容量は、厳密に試験されなかった。このランにおける実際の導入は、4.6g recAP/L 樹脂であり、標的ローディングファクタの約半分であった。カラムのローディング後、未結合材料は、EQ緩衝液洗浄によって除去された。溶出は、0.6M AmSO4を用いてもたらされた。溶出ピークは、UVが、ピーク末端において0.25AU/cmまで低下するまで0.25AU/cmの間で集められた。溶出液は、0.2μM PESフィルタを通して、20L BPCに集められた。体積は、4.4Lであった。沈殿形成を防ぐために、溶出液は、AmSO4濃度を低下させるために、8.8L WFIを用いて直ちに希釈された。ランは、以前のデモランと同等に行われた。
デモラン5において、新規の製剤緩衝液は、粒状化する傾向がある物質の溶解性を向上させるために使用された。新規の製剤は、20mM ヒスチジン、250mM D−ソルビトール、2mM MgCl2、50μM ZnCl2、pH7.0であった。25%グリセロールのVF後添加は、処理から除かれたので、UF/DF最終濃度標的は、≧13.5g/Lから≧11.5g/Lまで変化した。
0.01m2 Planova 15N 中空繊維ウイスルフィルタ(Asahi社)は、ウイルス濾過工程に使用された。カートリッジは、保存緩衝液を抜き取られ、ペリスタポンプを用いて製剤緩衝液によって平衡化された。流速は、膜を横切って15psi圧力をもたらすために5mL/分に調節された。UF/DF残留分は、室温に平衡化するために冷却保存液から除去された。5〜10個の小さな白色粒子が、一晩残留分において形成された。残留分は、5mL/分でフィルタを通って押し出され、無菌のPETGボトルに集められた。濾過は、180分で終了し、圧力は、処理を通じて15psiで維持された。10mLの製剤緩衝液は、カートリッジを通って押し出され、集められ、回収率を最大化するために生成物に添加された。濃度は、96mLの製剤緩衝液の添加によって、9.9g/Lに調整された。ウイルス濾過の最終体積は、490mLであり、4.8gの生成物を得た。試料は、UV280(力価)、RP−HPLC(%イソダイマーA)、SEC−HPLC(純度)、およびELISA(活性およびHCP)によって分析された。VFについて工程収率は、UF/DF残留分に比べて、95%のrecAP質量収率と、活性において94%の回収率とであった。
デモラン5中間処理工程と、最終BDSとの分析の要約は、表8に示される。
デモラン結果、および考察
処理の記述
全体処理のためのパラメータは、様々な上流の細胞培養回収物を用いる一連の小規模精製の間に初めて開発された。Capto Adhere および Mimetic Blueクロマトグラフィー工程の処理パラメータは、宿主細胞タンパク質クリアランスのレベルを増加させるためにさらに改良され、以前のデモランに由来するBDSのロットにおいて、粒子の発見、カテプシン様宿主細胞タンパク質(より具体的には、カテプシンAのハムスターホモログとして質量分析を用いて確認された)として同定された。下流精製処理が改良されるとすぐに、小規模の確認ランを行い、最終処理条件を確認した(1)。デモランの結果は、最終的な上流処理の代表である、浄化された細胞培養回収物(200L PD産生)を利用したこの報告において示された(5)。このデモランについて、上流処理開発チームは、約0.6g/L recAPの逆相(RP)−力価を有する約70リットルの浄化された細胞培養回収物をもたらした。回収材料の一部、約24リットルは、デモラン6に利用された。
Capto Adhereカラム工程は、浄化された回収物内のrecAP生成物を回収し、供給流を濃縮するために使用された。回収導入材料の条件は、Capto Adhere樹脂に必須ではなかった。なぜなら、この樹脂は、高い伝導率を有する供給流に耐えることができるからである。導入材料は、環境温度まで平衡化され、1.86Lの充填されたCapto Adhereカラムに導入され、表11に列挙された条件を用いて精製された。導入される生成物の最大量は14.0gであったので、充填されたCapto Adhereカラムのために8g recAP/L 樹脂を導入するたった1回のサイクルが必要であっただけである。生成物溶出は、最初のwatch UVコマンドで起こり、続いて2.0カラム体積(CV)で回収された。溶出に続いて、中間物は、ウイルス不活性化に順応させるために100L BPC(Hyclone)に0.2ミクロン濾過され、12倍希釈された。回収されるとすぐに、Capto Adhere中間物は、ウイルス不活性化および希釈工程に直ちに移された。
ウイルス不活性化工程は、効果的に不活性化された潜在的エンベロープウイルスに包含された。不活性化に利用されたトライトンX−100界面活性剤は、生成物充填と、ヒトおよび動物への投与との前に生成物から除去されなければならず、このことは、不活性化に続く処理工程によって達成することができた。ウイルス不活性化に続く精製工程は、Poros HQ樹脂を用いる陰イオン交換クロマトグラフィーを包含した。この処理工程は、残留トライトンX−100と、追加の不純物(すなわち、DNA、HCP)とを生成物から除去することを補助するであろう。約13.8gの生成物は、回収工程後に回収され、38.8mS/cmの伝導率を有していた。Poros HQ樹脂について最大ローディングは、10g recAP/L 樹脂を超えず、したがって、1つのサイクルのみが1.53リットルPoros HQカラムに必要であった。
Poros 50 HQ精製の遂行後、後続の精製工程は、Mimetic Blue AP樹脂を用いるアフィニティクロマトグラフィーを包含した。Mimetic Blueカラム工程によって精製されるべき約9gの生成物が存在した。2.6L充填カラムについて、1つのサイクルのみが、約3.3g recAP/L ローディングを必要とした。Poros HQ溶出液は、環境温度に温められ、続いてローディングの前に伝導率を減少させるために、WFIを用いて2×(1+1)希釈された。アリコートが希釈されるとすぐに、充填された2.6L Mimetic Blueカラムに導入され、表13に列挙された改良条件を用いて精製された。処理条件は、残留HCPを除去するために、L−アルギニンを用いる中間洗浄を包含する以前に確立された条件からわずかに修正され、緩衝液混合が原因の生成物損失を抑制するために、平衡緩衝液を用いる洗浄を行った。中間洗浄に加えて、溶出条件は、ナトリウムリン酸塩と塩との組み合わせに代えて、ナトリウムリン酸塩のみの使用による以前のデモランから修正された。Mimetic Blueカラム工程についての改善試験は、溶出緩衝液中における塩を除去した処理中間物について残留HCPの著しい減少を示したので、処理から排除された(1)。溶出の間、≧0.125AU/cmから≦0.25AU/cmの予め規定されたUVゲートは、生成物の回収について利用された。生成物は、2〜8℃で保存される前に、無菌の5L BPC(Hyclone)0.2ミクロンPES濾過された。
処理内における最終的なクロマトグラフィー工程は、Butyl 650M樹脂を用いる疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)を包含した。HICクロマトグラフィーの前に、Mimetic Blue溶出液は、硫酸アンモニウムの添加前に、環境温度に温められた。Mimetic Blue溶出液のUV280は、10g recAP/L 樹脂を超えない、Butyl 650Mサイクルの最少の数を計算するために使用された。充填された1.48LButyl 650Mカラムについて、1つのサイクルのみが、5.5g recAP/L 樹脂の最大ローディングに必要であると思われた。カラムローディングの直前に、Mimetic Blue溶出液は、2.1M AmSO4 pH8.0を用いて、1.0M AmSO4の最終濃度まで希釈された。カラムローディングは、潜在的な沈殿形成を減少させるために、アンモニウム硫酸塩の添加の1時間以内に遂行された。生成物は、続いて、表14に列挙された確定条件を用いて精製された。生成物は、≧0.25AU/cmから≦0.25AU/cmの予め定められたUVゲートを用いて、0.6M AmSO4で溶出された。カラムから溶出されるとすぐに、溶出液は、WFIを用いて直ちに3×(1+2)希釈され、2〜8℃の保存前に、無菌の20L BPC(Hyclone)に0.2ミクロンPES濾過された。
処理のうち次工程は、緩衝液置換に対する限外濾過/透析濾過、ならびに生成物の濃縮を包含した。10kDaのカットオフ分子量を有する0.1m2 Pellicon 2 Ultrafiltration Biomax カセットは、生成物の濃縮に利用され、続いてアンモニウム硫酸塩を除去するために透析濾過された。膜は、第1に0.5M NaOHを用いて1時間消毒され、WFIで洗浄され、製剤緩衝液(20mM L−ヒスチジン、250mM D−ソルビトール、2mM MgCl2、50μM ZnCl2、pH7.0)を用いて平衡化された。希釈されたHIC溶出液は、膜上へのローディング前に環境温度に温められた。膜上にローディングされた生成物は、70g/m2であった。TMPは、0.1m2膜について1分毎に0.5Lの横断流速を用いるランを通じて、≦15PSIに維持された。希釈されたButyl 650M溶出液は、14g/Lまで最初に濃縮され、続いて、製剤緩衝液を用いて10×透析濾過された。膜は、続いて、UV280による11.5g/Lの標的濃度に達するために、約31mLの製剤緩衝液を用いて洗浄された。標的濃度に達するとすぐに、残留分は、0.2ミクロンPESフィルタユニットを用いて濾過され、直ちにウイルス濾過によって処理された。
バルク充填前において、処理における最終工程は、ウイルス濾過であった。0.001m2 Planova 15Nフィルタは、50L/m2製剤緩衝液を用いて平衡化された(20mM L−ヒスチジン、250mM D−ソルビトール、2mM MgCl2、50μM ZnCl2、pH7.0)。UF/DF残留分は、430L/m2ローディングにおける平衡化ウイルスフィルタに適用され、≦15psiの差分圧力を維持した。全ての材料が適用されるとすぐに、フィルタは、フィルタハウジングにおけるタンパク質を回収するために、10L/m2の製剤緩衝液を用いて洗浄された。洗浄液は、続いて濾液に添加され、10.4g/Lの最終濃度をもたらした。バルク原薬についての標的規格は、9.0〜11.0mg/mLであったので、最終濃度は、PES濾過前の規格範囲内であった。BDSの作製について、ウイルス濾液は、続いて0.2ミクロンPESフィルタシステムを通じて1L PETG容器に濾過され、2〜8℃で保存された。
デモランの終了後、各処理中間物についての分析結果は、図16に代表して示された。このデモランに関する最も重要な要因は、<0.5ppmまでのHCPの顕著なクリアランスであり、Capto AdhereおよびMimetic Blueカラム工程のためにさらに確立された改善された条件を用いて、標的規格の<100ppmをはるかに下回った(1)。
安定性試験は、実施例3で得られた製剤を用いて行われた。示された条件下におけるヒスチジン緩衝液、およびクエン酸塩緩衝液における製剤の結果は、図17に要約される。
(a)単離されたアルカリホスファターゼ(AP)を含み、100ppm未満の宿主細胞タンパク質(HCP)を含む組成物を製造するための方法であって、
以下の化学式を有するリガンドを含む固相であって、Rが当該リガンドを当該固相に結合するスペーサ分子を示す固相を提供する工程と、
いくつかの洗浄工程であって、少なくとも1つの洗浄工程が、20〜100mM アルギニン(Arg)、0.5〜2M 尿素、もしくは5〜15%エチレングリコール、またはそれらの組み合わせを含む洗浄緩衝液を用いて実施される、いくつかの洗浄工程を実施する工程と、
前記APの少なくとも一部をリガンドから分離することができる溶出緩衝液を用いてAPを得る工程とを含むことを特徴とする方法。
(b)洗浄緩衝液は、1mM未満のNaClを含むことを特徴とする方法。
(c)溶出緩衝液は、1mM未満のNaClを含むことを特徴とする方法。
(d)洗浄緩衝液は、約40mM Argを含むことを特徴とする方法。
(e)第2精製工程をさらに含み、当該工程が、
以下の式を有する第2リガンドを含む第2固相を提供することと、
いくつかの洗浄工程であって、少なくとも1つの洗浄工程が、7.5〜8.5のpHを有し、0.05〜0.2M NaClと、0.1〜0.5M L−Argとを含む第2洗浄緩衝液を用いて行われる、いくつかの洗浄工程を行うこととを含むことを特徴とする方法。
(f)第2の洗浄緩衝液は、1〜20%グリセロールをさらに含むことを特徴とする方法。
(g)第2の精製工程は、第1の精製工程に先行することを特徴とする方法。
(h)陰イオン交換クロマトグラフィー、限外濾過/透析濾過、ウイルス濾過、および疎水性相互作用クロマトグラフィー、ならびにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、少なくとも1つのさらなる精製工程を含むことを特徴とする方法。
(i)単離されたアルカリホスファターゼ(AP)を含む物理的に安定な組成物を製造する方法であって、
緩衝液中のAPの溶解または希釈を含み、6.5〜7.5のpHを有し、好ましくは、200〜300mM ソルビトール、および/または10〜40%グリセロール、および/または5〜40mM ヒスチジン、および/または10〜40mM クエン酸塩、またはそれらの任意の組み合わせを含む組成物をもたらすことを特徴とする方法。
(j)組成物は、100ppm未満の宿主細胞タンパク質(HCP)を含み、当該組成物は、好ましくは、上述の(a)〜(i)のいずれか1つの方法によって得られるAPを含むことを特徴とする方法。
(k)組成物は、100ppm未満の宿主細胞タンパク質を含み、当該組成物は、2月にわたる2〜8℃における安定性試験の間に可視粒子形成を示さないことを特徴とする組成物。
(l)6.5〜7.5、好ましくは約7のpHを有し、10〜40mM クエン酸塩、または5〜40mM ヒスチジンを含むことを特徴とする組成物。
(m)200〜300mM ソルビトール、および/または10〜40%グリセロールを含むことを特徴とする組成物。
(n)アルカリホスファターゼは、配列番号1のアミノ酸配列に対して、少なくとも95%の配列同一性、より好ましくは少なくとも98%の配列同一性、より好ましくは少なくとも99%の配列同一性、最も好ましくは100%の配列同一性を有するタンパク質であることを特徴とする方法、または組成物。
(o)HCPは、カテプシン様タンパク質であり、および/または組換えアルカリホスファターゼは、好ましくは哺乳類宿主細胞、より好ましくはチャイニーズハムスター卵巣(CHO)宿主細胞を含む細胞系発現システムから得られることを特徴とする、方法、または組成物。
(p)医薬としての使用のための組成物。
Claims (8)
- 単離されたアルカリホスファターゼ(AP)を含む物理的に安定な組成物を製造する方法であって、
緩衝液中のAPの溶解または希釈を含み、6.5〜7.5のpHを有し、好ましくは、200〜300mM ソルビトール、および/または10〜40%グリセロール、および/または5〜40mM ヒスチジン、および/または10〜40mM クエン酸塩、またはそれらの任意の組み合わせを含む組成物をもたらすことを特徴とする方法。 - 前記組成物は、100ppm未満の宿主細胞タンパク質(HCP)を含み、好ましくはAPをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 100ppm未満の宿主細胞タンパク質を含み、2月にわたる2〜8℃における安定性試験の間に可視粒子形成を示さないことを特徴とする組成物。
- 6.5〜7.5、好ましくは約7のpHを有し、10〜40mM クエン酸塩、または5〜40mM ヒスチジンを含むことを特徴とする請求項3に記載の組成物。
- 200〜300mM ソルビトール、および/または10〜40%グリセロールを含むことを特徴とする請求項4に記載の組成物。
- 前記アルカリホスファターゼは、配列番号1のアミノ酸配列に対して、少なくとも95%の配列同一性、より好ましくは少なくとも98%の配列同一性、より好ましくは少なくとも99%の配列同一性、最も好ましくは100%の配列同一性を有するタンパク質であることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記HCPは、カテプシン様タンパク質であり、および/または前記組換えアルカリホスファターゼは、好ましくは哺乳類宿主細胞、より好ましくはチャイニーズハムスター卵巣(CHO)宿主細胞を含む細胞系発現システムから得られることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 医薬としての使用のための請求項3〜5のいずれか1項に記載の組成物。
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