JP2020178701A - 腫瘍細胞においてwntシグナル伝達に拮抗する二重パラトピックポリペプチド - Google Patents
腫瘍細胞においてwntシグナル伝達に拮抗する二重パラトピックポリペプチド Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本発明は、新規の二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性結合ポリペプチド、さらに具体的には、Wntシグナル伝達経路を阻害することが可能な新規の二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性免疫グロブリン単一可変ドメイン構築物を提供する。本発明は、そのようなポリペプチドの特定の配列、その産生方法、およびがんなどの疾患の処置方法を含む、そのようなポリペプチドを使用する方法にも関する。【解決手段】特定の配列から選択されるCDR1〜CDR3を含むことにより定義される第1の免疫グロブリン単一可変ドメインと、特定の配列から選択されるCDR1〜CDR3を含むことにより定義される第2の免疫グロブリン単一可変ドメインとを含む、LRP5またはLRP6に特異的に結合するポリペプチドにより、上記課題が解決される。【選択図】なし
Description
本発明は、新規の低密度リポタンパク質受容体様タンパク質5(LRP5)および低密度リポタンパク質受容体様タンパク質6(LRP6)結合ポリペプチドに関する。本発明は、そのようなポリペプチドをコードする核酸に、そのようなポリペプチドを調製するための方法に、そのようなポリペプチドを発現するまたは発現することができる宿主細胞に、そのようなポリペプチドを含む組成物に、および特にがん疾患の分野での治療目的でのそのようなポリペプチドまたはそのような組成物の使用にも関する。
Wntシグナル伝達経路の活性化には、Frizzled受容体へのおよび共受容体LRP5(受託番号:UniProtKB−O75197/LRP5_HUMAN)またはその密接に関係する相同体LRP6(受託番号:UniProtKB−O75581/LRP6_HUMAN)への細胞外Wntリガンドの結合が必要である。哺乳動物細胞には19のWntタンパク質および10のFrizzled受容体が存在する。Wntリガンドが存在しなければ、細胞質ベータカテニンは、スキャフォールドタンパク質アキシンおよびAPCならびにキナーゼGSK3ベータおよびCK1aからなるタンパク質複合体によりリン酸化される。ユビキチンリガーゼベータTrcPによるそれに続く認識によってベータカテニンはユビキチン媒介性の分解を受ける。Wntリガンドが存在すると、FrizzledおよびLRP5またはLRP6にWntが結合して、細胞質エフェクタータンパク質Dvlが動員されてLRP5またはLRP6細胞質テイルがリン酸化され、それによりアキシンに対するドッキング部位が提供される。LRP5またはLRP6によりアキシンが隔離されると、アキシン−APC−GSK3ベータ複合体が不活性化され、したがって、細胞内ベータカテニンが安定化して蓄積される。このゆえに、ベータカテニンの細胞質レベルが上昇し、ベータカテニンは核に移動して、転写因子のT細胞因子(TCF)/リンパ系エンハンサー結合因子(LEF)ファミリーのメンバーと複合体化する。次に、基礎転写機構およびcAMP応答配列結合タンパク質(CREB)結合タンパク質(CBP)またはその相同体p300を含む転写活性化補助因子が動員されて、アキシン2、サイクリンD1およびc−Mycを含む種々の標的遺伝子が発現される。
追加のレベルのリガンド依存性Wnt経路調節は、E3リガーゼRNF43、およびその密接に関係する相同体ZNRF3により、ならびに分泌型R−スポンジンタンパク質により媒介される(de Lau et al. “The R-spondin/Lgr5/Rnf43 module: regulator of Wnt signal strength”. Genes Dev.2014; 28(4):305-16)。RNF43は、細胞表面でのFrizzled/LRP5またはLRP6受容体複合体のユビキチン化を媒介して、この複合体を分解させ、それによってリガンド依存性Wnt経路活性を阻害する。RNF43の活性はR−スポンジンファミリーメンバー(R−スポンジン1〜4リガンド)により相殺される。R−スポンジンリガンドが存在する場合、それは細胞表面からRNF43を取り除いて、Frizzled/LRP5またはLRP6複合体を蓄積させ、Wntリガンドの存在下でWntシグナル伝達を増強する。
LRP5およびLRP6はリガンド依存性Wntシグナル伝達活性化のゲートキーパーとして機能し、したがって、19のWntリガンドおよび10のFrizzled受容体のすべてにより媒介されR−スポンジンリガンドにより増強される経路の完全な遮断を達成するための標的と見なしうる。特に、WntリガンドはWnt1クラスとWnt3aクラスに分けることが可能であり、それぞれがシグナル伝達のためにLRP5およびLRP6の異なるエピトープ/領域に結合する。LRP5およびLRP6の外部ドメインは、EGF様ドメインに連結されているベータプロペラの4つの反復単位、続いて3つのLDLRタイプA反復を含む。LRP5およびLRP6の組み合わされた構造的および機能的分析により、Wnt1(Wnt1クラスリガンド)はベータプロペラ1および2を含有する断片に結合し、Wnt3aはLRP6のベータプロペラ3および4を含有する断片に結合すると示唆されている。現在までのところ、ベータプロペラ1〜4領域を含有するLRP6外部ドメインの低解像度写真のみが報告されている(Ahn et al. “Structural basis of Wnt signaling inhibition by Dickkopf binding to LRP5/6”.Dev Cell.2011; 21(5):862-73)。しかし、これらの低解像度復元(40Å)が不確実でありWntリガンドと複合体化したLRP6外部ドメインの構造データがないために、Wnt1またはWnt3aリガンド結合に関与する正確なエピトープを確定することができないでいる。
LRP5およびLRP6はリガンド依存性Wntシグナル伝達活性化のゲートキーパーとして機能し、したがって、19のWntリガンドおよび10のFrizzled受容体のすべてにより媒介されR−スポンジンリガンドにより増強される経路の完全な遮断を達成するための標的と見なしうる。特に、WntリガンドはWnt1クラスとWnt3aクラスに分けることが可能であり、それぞれがシグナル伝達のためにLRP5およびLRP6の異なるエピトープ/領域に結合する。LRP5およびLRP6の外部ドメインは、EGF様ドメインに連結されているベータプロペラの4つの反復単位、続いて3つのLDLRタイプA反復を含む。LRP5およびLRP6の組み合わされた構造的および機能的分析により、Wnt1(Wnt1クラスリガンド)はベータプロペラ1および2を含有する断片に結合し、Wnt3aはLRP6のベータプロペラ3および4を含有する断片に結合すると示唆されている。現在までのところ、ベータプロペラ1〜4領域を含有するLRP6外部ドメインの低解像度写真のみが報告されている(Ahn et al. “Structural basis of Wnt signaling inhibition by Dickkopf binding to LRP5/6”.Dev Cell.2011; 21(5):862-73)。しかし、これらの低解像度復元(40Å)が不確実でありWntリガンドと複合体化したLRP6外部ドメインの構造データがないために、Wnt1またはWnt3aリガンド結合に関与する正確なエピトープを確定することができないでいる。
Wntシグナル伝達の過剰活性化は種々のタイプのがんの発病に関与している。一部のがんタイプでは、下流シグナル伝達分子における頻繁な突然変異が構成的に活性化されたWnt経路の一因となっている(例えば、結腸直腸がんにおけるAPC突然変異;肝細胞癌におけるベータカテニン活性化突然変異)。これとは対照的に、トリプルネガティブ乳がん(TNBC)、非小細胞肺がん(NSCLC)、膵臓腺癌では、ならびに結腸直腸がん(CRC)のサブセットおよび子宮内膜がんでは、Wntシグナル伝達活性化は、ベータカテニン細胞内蓄積により検出した場合、リガンド依存性機構により(すなわち、自己分泌/パラ分泌Wnt活性化により)駆動される。NSCLC、TNBCおよび膵臓腺癌では、リガンド依存性Wnt活性化は、Wntリガンドならびに/もしくはLRP5およびLRP6受容体の増加した発現、またはLRP5およびLRP6ネガティブレギュレーターDKK1のサイレンシングを含む、複数の機構によって媒介される(TNBC: Liu et al. “LRP6 overexpression defines a class of breast cancer subtype and is a target for therapy”. Proc Natl Acad Sci U S A 2010; 107 (11):5136-41; Khramtsov et al. “Wnt/beta-catenin pathway activation is enriched in basal-like breast cancers and predicts poor outcome”. Am J Pathol.2010; 176(6): 2911-20; NSCLC: Nakashima et al. “Wnt1 overexpression associated with tumor proliferation and a poor prognosis in non-small cell lung cancer patients”. Oncol Rep.2008; 19(1):203-9; Pancreatic cancer: Zhang et al. “Canonical wnt signaling is required for pancreatic carcinogenesis”. Cancer Res.2013; 73(15):4909-22)。特に、公表されているデータによれば、健康な組織(例えば、乳腺および肺上皮)では、ベータカテニンは細胞膜のみに局在していることが明らかにされてきた。これとは対照的に、TNBC、NSCLCおよび膵臓腺癌原発臨床試料の大多数が、異常なWntシグナル伝達に起因するベータカテニン細胞内蓄積(すなわち、細胞質/核において;Wntシグナル伝達活性化のバイオマーカー)を示した。最近の刊行物によれば、CRCおよび子宮内膜がんのサブセットにおいて、リガンド依存性Wntシグナル伝達活性化は突然変異した/不活性化したRNF43により(Giannakis et al.“RNF43 is frequently mutated in colorectal and endometrial cancers”. Nat Genet.2014; 46(12):1264-6)、またはR−スポンジン融合転写物(構成的に活性な強力プロモーターにより駆動されるR−スポンジン2またはR−スポンジン3タンパク質をコードする;Seshagiri et al. “Recurrent R-spondin fusions in colon cancer”. Nature 2012; 488(7413):660-4)を活性化することにより媒介されることが明らかにされてきた。不活性化RNF43突然変異およびR−スポンジン融合転写物は両方とも、細胞表面上のFrizzledの量を増加することによりリガンド依存性Wntシグナル伝達をin vitroで増大させることが明らかにされてきた。腫瘍中でのリガンド依存性Wntの活性化は、腫瘍増殖および化学療法または免疫療法に対する抵抗性を駆動することが明らかにされ、前臨床モデルでの再発に関連付けられている。
いくつかのLRP5またはLRP6結合分子は、Wntシグナル伝達経路を調節することができ、当技術分野で公知である:
Dickkopf−1(DKK1)はLRP5およびLRP6阻害剤である。DKK1は両方のWnt共受容体、LRP5および6と会合し、膜貫通タンパク質KremenはWntシグナル伝達を阻害して急速なLRP5およびLRP6内部移行をもたらす。DKK1はWnt1およびWnt3a媒介性シグナル伝達の両方を阻害することが明らかにされている。構造モデル研究により、単一DKK1分子はLRP6外部ドメインの伸長領域(ベータプロペラ1〜3)に協同的に結合することが明らかにされる。構造分析によれば、DKK1はLRP6と協同的に結合相互作用し、ベータプロペラ3領域への最初の結合によりLRP6外部ドメインの立体構造変化を経てベータプロペラ1および2への相互作用/結合が促進されることが示唆されている。しかし、言及したように、DKK1に結合している完全LRP6外部ドメインの構造再構築の解像度が低いせいで、LRP6へのDKK1結合に関与するベータプロペラ1、2および3ドメイン内の確定したエピトープは解明されていない。
Dickkopf−1(DKK1)はLRP5およびLRP6阻害剤である。DKK1は両方のWnt共受容体、LRP5および6と会合し、膜貫通タンパク質KremenはWntシグナル伝達を阻害して急速なLRP5およびLRP6内部移行をもたらす。DKK1はWnt1およびWnt3a媒介性シグナル伝達の両方を阻害することが明らかにされている。構造モデル研究により、単一DKK1分子はLRP6外部ドメインの伸長領域(ベータプロペラ1〜3)に協同的に結合することが明らかにされる。構造分析によれば、DKK1はLRP6と協同的に結合相互作用し、ベータプロペラ3領域への最初の結合によりLRP6外部ドメインの立体構造変化を経てベータプロペラ1および2への相互作用/結合が促進されることが示唆されている。しかし、言及したように、DKK1に結合している完全LRP6外部ドメインの構造再構築の解像度が低いせいで、LRP6へのDKK1結合に関与するベータプロペラ1、2および3ドメイン内の確定したエピトープは解明されていない。
in vivoでのDKK1処置は消化管において重篤な毒性を引き起こすことが明らかにされた。特に、成獣マウスでDKK1を、アデノウイルスの媒介により発現させると、小腸および結腸での増殖を著しく阻害し、進行性の構造変性、深刻な体重減少ならびに大腸炎および全身感染症による死亡を伴うことが明らかにされた。特に、LRP5およびLRP6は腸の増殖性上皮細胞において発現され腸上皮の増殖に必要とされ、LRP5およびLRP6を阻害するとこのおよび他の正常組織に有毒である可能性があることが示唆されている(Zhong et al.“Lrp5 and Lrp6 play compensatory roles in mouse intestinal development”. J Cell Biochem.2012; 113(1):31-8)。このために、LRP5およびLRP6を阻害する、またはWnt(Wnt1およびWnt3a)シグナル伝達経路全般を阻害する薬剤を治療目的に使用可能かどうか、例えば、抗がん薬として開発することが可能かどうかは疑わしい。
国際公開第2009/056634号は、Wnt1シグナル伝達経路とまたはWnt3/3aシグナル伝達経路と相互作用することがあるLRP6結合分子に言及しており、この分子はアンタゴニスト的にもアゴニスト的にもなることがあり、変形性関節炎、多発性嚢胞腎疾患、またはがんなどの「Wntシグナル伝達関係障害」の診断目的でまたはこれを処置するために使用することができる。そのアミノ酸配列により定義されるそのような結合分子の特定の例は本文書には提供されていない。
国際公開第2011/138391号および国際公開第2011/138392号は多価LRP6結合抗体を開示している。国際公開第2011/138391号は、1つのWntシグナル伝達経路(Wnt1またはWnt3)をもう一方の経路(ぞれぞれWnt3またはWnt1)を増強することなく遮断している抗体の権利を主張している。国際公開第2011/138392号は、とりわけ、LRP6受容体のクラスター化によりWntシグナル伝達を増強する抗体または抗体断片を提供している。
国際公開第2011/138391号および国際公開第2011/138392号は多価LRP6結合抗体を開示している。国際公開第2011/138391号は、1つのWntシグナル伝達経路(Wnt1またはWnt3)をもう一方の経路(ぞれぞれWnt3またはWnt1)を増強することなく遮断している抗体の権利を主張している。国際公開第2011/138392号は、とりわけ、LRP6受容体のクラスター化によりWntシグナル伝達を増強する抗体または抗体断片を提供している。
国際公開第2011/138391号は、所望の効果を達成するためには、LRP6結合分子を完全長IgG抗体のフォーマットにする必要があると説明している。第2の結合特異性を有する一本鎖Fv部分に連結されている第1の結合特異性を有するIgG分子を含むLRP6二重パラトピック分子の例が提供される。一部のフォーマットは著しく減少した熱安定性(50〜52℃のTm)を有すると記載されている。Fc部分は、補体依存性細胞傷害(CDC)または抗体依存性細胞傷害(ADCC)などのエフェクター機能をIgG分子に与えることができる。
国際公開第2013/067355号は、国際公開第2011/138391号に開示されているIgG分子由来の半減期延長された二重パラトピックLRP6結合scFv免疫グロブリン構築物を開示している。
国際公開第2011/119661号は、LRP6に結合し、第1のWntアイソフォームにより、特に、Wnt3またはWnt3aにより誘導されるシグナル伝達を阻害するが、第2のWntアイソフォームにより誘導されるシグナル伝達を増強する抗体を開示しており、この第2のWntアイソフォームはWnt1、2、2b、4、6、7a、7b、8a、9a、9b、10aまたは10bアイソフォームのこともある。LRP6のE1〜E2領域にならびにLRP6のE3〜E4領域に結合する二重特異性分子が開示されている。ノブインホール技法を使用して二重特異性抗体は作成された。
国際公開第2013/067355号は、国際公開第2011/138391号に開示されているIgG分子由来の半減期延長された二重パラトピックLRP6結合scFv免疫グロブリン構築物を開示している。
国際公開第2011/119661号は、LRP6に結合し、第1のWntアイソフォームにより、特に、Wnt3またはWnt3aにより誘導されるシグナル伝達を阻害するが、第2のWntアイソフォームにより誘導されるシグナル伝達を増強する抗体を開示しており、この第2のWntアイソフォームはWnt1、2、2b、4、6、7a、7b、8a、9a、9b、10aまたは10bアイソフォームのこともある。LRP6のE1〜E2領域にならびにLRP6のE3〜E4領域に結合する二重特異性分子が開示されている。ノブインホール技法を使用して二重特異性抗体は作成された。
LRP6抗体の結合に関与している結合エピトープ(LRP6外部ドメイン/ベータプロペラ領域内の限定されたアミノ酸残基)の同定は、国際公開第2009/056634号でも国際公開第2011/138391号または国際公開第2013/067355号でも提供されておらず、国際公開第2011/119661号で部分的に提供されているだけである。特に、LRP6結合抗体は、直接Wntと競合するまたは三元受容体複合体(Wnt−LRP6−Frizzled)の形成を阻害することを含む、LRP6の異なる領域への結合による別の機構を介してWntシグナル伝達を阻害することが可能であり、他の抗体は、おそらく受容体クラスター化によりシグナル伝達を増強する(Ahn et al. “Structural basis of Wnt signaling inhibition by Dickkopf binding to LRP5/6”.Dev Cell.2011; 21(5):862-73)。
しかし、当技術分野で記載される結合分子で、現在までいずれかの疾患を処置する医薬としての使用を保健機関から認可を受けたものは1つもない。具体的には、そのような使用には、そのような分子が他の標的に結合、これを活性化、もしくこれを阻害する、またはこれに結合、これを活性化、もしくこれを阻害(例えば、他のシグナル伝達経路の望ましくない活性化もしくは阻害、または標的アイソフォームに関して活性化もしくは阻害の欠如をもたらしてしまう)しないように非常に特異的な結合特性、正確な特異性が必要であり、二重または多特異性剤の場合には、2つまたはそれよりも多い結合特異性の間の正確な均衡、適切な薬理動態および動的特性、許容できる毒性プロファイル、ならびに当然のことながらin vivo有効性が必要である。
上記に鑑みて、数種類のがん疾患および腫瘍の効率的な処置を可能にする新規の治療剤の必要性がある。したがって、NSCLCおよびTNBCを含むいくつかのがん疾患の処置において使用することが可能であるそのような薬理活性剤を提供することが本発明の目的である。
特に、当技術分野で現在使用されているおよび/または公知の薬剤、組成物および/または方法と比べてある特定の利点を与えるそのような薬理活性剤、組成物および/または処置の方法を提供することが本発明の目的である。これらの利点は、特に当技術分野で既知の候補薬物と比べた場合、in vivo有効性、改良された治療的および薬理的特性、より少ない副作用、および改善された調製の容易さまたは減少した製品コストなどの他の有利な特性を含む。
上記に鑑みて、数種類のがん疾患および腫瘍の効率的な処置を可能にする新規の治療剤の必要性がある。したがって、NSCLCおよびTNBCを含むいくつかのがん疾患の処置において使用することが可能であるそのような薬理活性剤を提供することが本発明の目的である。
特に、当技術分野で現在使用されているおよび/または公知の薬剤、組成物および/または方法と比べてある特定の利点を与えるそのような薬理活性剤、組成物および/または処置の方法を提供することが本発明の目的である。これらの利点は、特に当技術分野で既知の候補薬物と比べた場合、in vivo有効性、改良された治療的および薬理的特性、より少ない副作用、および改善された調製の容易さまたは減少した製品コストなどの他の有利な特性を含む。
本発明の第1の態様によれば、本発明はLRP5またはLRP6に特異的に結合するポリペプチドを提供し、そのような本発明のポリペプチドは、以下のCDR配列:
(i):
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
(ii):
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
(iii):
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)
ならびに以下のCDR配列:
(iv):
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
(v):
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)の群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
(i):
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
(ii):
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
(iii):
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)
ならびに以下のCDR配列:
(iv):
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
(v):
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)の群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
そのような免疫グロブリン単一可変ドメインに関して用語「第1の」および「第2の」は、(これらのドメインは少なくとも異なるCDR配列を含むので)専らこれらのドメインが2つの異なるドメインであることを示すことを意図されている。したがって、これらの用語は、そのようなポリペプチド鎖内でのドメインの正確な順序または配列を指すとは理解されないものとする。
本発明のポリペプチドは、
以下のCDR:
CDR1(Alb11):SFGMS(=配列番号16)
CDR2(Alb11):SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3(Alb11):GGSLSR(=配列番号18)
を含む、Alb11ドメインなどの、特にアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメインなどの、第3の免疫グロブリン単一可変ドメインを含んでいてもよい。
以下のCDR:
CDR1(Alb11):SFGMS(=配列番号16)
CDR2(Alb11):SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3(Alb11):GGSLSR(=配列番号18)
を含む、Alb11ドメインなどの、特にアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメインなどの、第3の免疫グロブリン単一可変ドメインを含んでいてもよい。
さらに具体的な実施形態によれば、本発明のポリペプチドは、VHHドメイン、好ましくはヒト化VHHドメインである免疫グロブリン単一可変ドメインを含む。
さらに具体的な実施形態によれば、本発明のポリペプチドは、以下の配列:
(i):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSTYTVGWFRQAPGKEREFVAAIRRRGSSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADTRTVALLQYRYDYWGQGTLVTVSS
(=配列番号19)
(ii):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAIRRSGRRTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAAARRVRSSTRYNTGTWWWEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号20)
(iii):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGLTFSRYTMGWFRQAPGKEREFVAAIVRSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADRRGRGENYILLYSSGRYEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号21)
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)
ならびに以下の配列:
(iv):
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAISWSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAASPIPYGSLLRRRNNYDYWGQGTLVTVSS
(=配列番号22)、および
(v):
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAISWRSGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADPRGYGVAYVSAYYEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号23)
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)からなる群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
さらに具体的な実施形態によれば、本発明のポリペプチドは、以下の配列:
(i):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSTYTVGWFRQAPGKEREFVAAIRRRGSSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADTRTVALLQYRYDYWGQGTLVTVSS
(=配列番号19)
(ii):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAIRRSGRRTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAAARRVRSSTRYNTGTWWWEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号20)
(iii):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGLTFSRYTMGWFRQAPGKEREFVAAIVRSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADRRGRGENYILLYSSGRYEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号21)
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)
ならびに以下の配列:
(iv):
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAISWSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAASPIPYGSLLRRRNNYDYWGQGTLVTVSS
(=配列番号22)、および
(v):
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAISWRSGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADPRGYGVAYVSAYYEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号23)
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)からなる群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
特に好ましい実施形態によれば、本発明のポリペプチドは半減期延長部分をさらに含み、前記半減期延長部分は前記ポリペプチドに共有結合的に連結されており、アルブミン結合ペプチドまたはアルブミン結合免疫グロブリンドメインなどのアルブミン結合部分、好ましくは、アルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン、さらに好ましくは、Alb11ドメイン、抗トランスフェリン免疫グロブリンドメインなどのトランスフェリン結合部分、ポリエチレングリコール分子、ヒト血清アルブミン、およびヒト血清アルブミンの断片からなる群から選択してもよい。
特に好ましいのは、上で概説した2つの免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)および(b)に加えて、以下の配列:
EVQLVESGGGLVQPGNSLRLSCAASGFTFSSFGMSWVRQAPGKGLEWVSSISGSGSDTLYADSVKGRFTISRDNAKTTLYLQMNSLRPEDTAVYYCTI
GGSLSRSSQGTLVTVSS
(=配列番号24)
を有するAlb11ドメインを含むポリペプチドである。
特に好ましいのは、上で概説した2つの免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)および(b)に加えて、以下の配列:
EVQLVESGGGLVQPGNSLRLSCAASGFTFSSFGMSWVRQAPGKGLEWVSSISGSGSDTLYADSVKGRFTISRDNAKTTLYLQMNSLRPEDTAVYYCTI
GGSLSRSSQGTLVTVSS
(=配列番号24)
を有するAlb11ドメインを含むポリペプチドである。
さらなる実施形態によれば、本発明は、以下の3つのポリペプチド鎖:
F13500575、配列番号25の配列を有する、
F13500571、配列番号26の配列を有する、および
F13500720、配列番号27の配列を有する、
のいずれかを含むまたはからなるポリペプチドを特に含む。
さらなる態様によれば、本発明は、本発明のポリペプチドの産生に使用される核酸分子、発現ベクター、宿主細胞、および製造方法に関する。本発明のポリペプチドをコードする核酸分子は、それぞれの発現ベクターを構築するために単離された形態で使用することが可能であり、次にベクターは本発明のポリペプチドの生物製剤生産のために使用される宿主細胞にトランスフェクトすることができる。そのような製造方法は典型的に、当技術分野で公知の方法に従って、ポリペプチドの発現を可能にする条件下で宿主細胞を培養し、ポリペプチドを回収して、
これを精製するステップを含む。
F13500575、配列番号25の配列を有する、
F13500571、配列番号26の配列を有する、および
F13500720、配列番号27の配列を有する、
のいずれかを含むまたはからなるポリペプチドを特に含む。
さらなる態様によれば、本発明は、本発明のポリペプチドの産生に使用される核酸分子、発現ベクター、宿主細胞、および製造方法に関する。本発明のポリペプチドをコードする核酸分子は、それぞれの発現ベクターを構築するために単離された形態で使用することが可能であり、次にベクターは本発明のポリペプチドの生物製剤生産のために使用される宿主細胞にトランスフェクトすることができる。そのような製造方法は典型的に、当技術分野で公知の方法に従って、ポリペプチドの発現を可能にする条件下で宿主細胞を培養し、ポリペプチドを回収して、
これを精製するステップを含む。
本発明のポリペプチドに関与するさらなる態様、実施形態、使用および方法は、本発明の以下の詳細な説明からおよび添付の特許請求の範囲から明らかになる。
本発明は、TNBC、CRC、およびNSCLCなどのいくつかのがんタイプの副作用がもっと少ないもっと効率的な処置を可能にする新規の分子を提供する。本発明のポリペプチドは、腫瘍縮小を誘導して病理学的完全奏功(pCR)をもたらすことができる点で、がん患者の処置において驚くべき治療効果(すなわち、有効性)を提供する。これは次に、特に、例えば、乳がんでなどの高度なアンメットメディカルニーズ適応症で、無憎悪生存および全生存を著しく改善すると予想される。したがって、本発明のポリペプチドは、いくつかのがんタイプ、特に、脱調節されたWntシグナル伝達経路およびベータカテニン蓄積を示すがんタイプの処置での新規の治療選択肢を提供する。
本発明は、TNBC、CRC、およびNSCLCなどのいくつかのがんタイプの副作用がもっと少ないもっと効率的な処置を可能にする新規の分子を提供する。本発明のポリペプチドは、腫瘍縮小を誘導して病理学的完全奏功(pCR)をもたらすことができる点で、がん患者の処置において驚くべき治療効果(すなわち、有効性)を提供する。これは次に、特に、例えば、乳がんでなどの高度なアンメットメディカルニーズ適応症で、無憎悪生存および全生存を著しく改善すると予想される。したがって、本発明のポリペプチドは、いくつかのがんタイプ、特に、脱調節されたWntシグナル伝達経路およびベータカテニン蓄積を示すがんタイプの処置での新規の治療選択肢を提供する。
さらに、本発明のポリペプチドは製造が容易であり、高い安定性および低い抗原性を有し、注射および注入に加えて、投与経路に関して種々の選択肢を提供する。
定義
本発明の上記ならびに他の態様および実施形態は本明細書のさらなる説明から明らかになる:
a)別の方法で示されるまたは定義されなければ、使用される用語はすべて当技術分野でのその通常の意味を有し、このことは当業者に明らかになる。例えば、Sambrook et al, "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (2nd Ed.), VoIs.1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989); Lewin, "Genes IV", Oxford University Press, New York, (1990), and Roitt et al., "Immunology" (2nd Ed.), Gower Medical Publishing, London, New York (1989)などの標準的ハンドブック、ならびに本明細書で引用される一般的背景技術を参照する。さらに、別の方法で示されなければ、特に詳細に記載されていない方法、ステップ、技法および操作はすべて、当業者には明らかになるように、実施することが可能でありそれ自体公知の様式で実施されてきた。例えば、再び、標準的ハンドブックを、上で言及された一般的背景技術を、およびそこに引用されるさらなる参考文献を参照する。
本発明の上記ならびに他の態様および実施形態は本明細書のさらなる説明から明らかになる:
a)別の方法で示されるまたは定義されなければ、使用される用語はすべて当技術分野でのその通常の意味を有し、このことは当業者に明らかになる。例えば、Sambrook et al, "Molecular Cloning: A Laboratory Manual" (2nd Ed.), VoIs.1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989); Lewin, "Genes IV", Oxford University Press, New York, (1990), and Roitt et al., "Immunology" (2nd Ed.), Gower Medical Publishing, London, New York (1989)などの標準的ハンドブック、ならびに本明細書で引用される一般的背景技術を参照する。さらに、別の方法で示されなければ、特に詳細に記載されていない方法、ステップ、技法および操作はすべて、当業者には明らかになるように、実施することが可能でありそれ自体公知の様式で実施されてきた。例えば、再び、標準的ハンドブックを、上で言及された一般的背景技術を、およびそこに引用されるさらなる参考文献を参照する。
b)別の方法で示されなければ、用語「免疫グロブリン」および「免疫グロブリン配列」は、本明細書で使用されるのが重鎖抗体を指すためであれ従来の4本鎖抗体を指すためであれ、フルサイズ抗体、その個々の鎖の両方、ならびに、その部分、ドメインまたは断片(それぞれVHHドメインまたはVH/VLドメインなどの抗原結合ドメインまたは断片を含むがこれらに限定されない)すべてを含む一般用語として使用される。さらに、本明細書で使用される用語「配列」(例えば、「免疫グロブリン配列」、「抗体配列」、「(単一)可変ドメイン配列」、「VHH配列」または「タンパク質配列」のような用語で)は、文脈がさらに限定された解釈を必要としていなければ、一般に、関連するアミノ酸配列ならびにそのアミノ酸配列をコードしている核酸配列またはヌクレオチド配列の両方を含むと理解されるべきである。
c)本明細書で使用される用語「ドメイン」(ポリペプチドまたはタンパク質の)とは、タンパク質の残りとは独立して、その三次構造を保持する能力を有するフォールディングされたタンパク質構造のことである。一般に、ドメインはタンパク質の個別の機能特性の原因であり、多くの場合、タンパク質の残りのおよび/またはドメインの機能を失わずに付加する、取り除くまたは他のタンパク質に移すことができる。
c)本明細書で使用される用語「ドメイン」(ポリペプチドまたはタンパク質の)とは、タンパク質の残りとは独立して、その三次構造を保持する能力を有するフォールディングされたタンパク質構造のことである。一般に、ドメインはタンパク質の個別の機能特性の原因であり、多くの場合、タンパク質の残りのおよび/またはドメインの機能を失わずに付加する、取り除くまたは他のタンパク質に移すことができる。
d)本明細書で使用される用語「免疫グロブリンドメイン」とは、抗体鎖(例えば、従来の4本鎖抗体のまたは重鎖抗体の鎖など)の球状領域、または本質的にそのような球状領域からなるポリペプチドのことである。免疫グロブリンドメインは抗体分子に特徴的である免疫グロブリンフォールドを保持していて、このフォールドは2本のベータシートに配置された約7本の逆平行ベータストランドの2層サンドイッチからなり、保存されたジスルフィド結合により安定化されていてもよいことを特徴とする。
e)本明細書で使用される用語「免疫グロブリン可変ドメイン」とは、4つの「フレームワーク領域」から本質的になる免疫グロブリンドメインであり、これら領域は当技術分野ではおよび以下では、それぞれ「フレームワーク領域1」または「FR1」;「フレームワーク領域2」または「FR2」;「フレームワーク領域3」または「FR3」;および「フレームワーク領域4」または「FR4」と呼ばれ、これらのフレームワーク領域は3つの「相補性決定領域」または「CDR」により分断されており、これらの領域は当技術分野ではおよび以下では、それぞれ「相補性決定領域1」または「CDR1」;「相補性決定領域2」または「CDR2」;および「相補性決定領域3」または「CDR3」と呼ばれる。したがって、免疫グロブリン可変ドメインの全体構造または配列は以下の通り:FR1−CDR1−FR2−CDR2−FR3−CDR3−FR4に示すことが可能である。抗原結合部位を有することにより抗原に対する特異性を抗体に与えるのは免疫グロブリン可変ドメインである。
e)本明細書で使用される用語「免疫グロブリン可変ドメイン」とは、4つの「フレームワーク領域」から本質的になる免疫グロブリンドメインであり、これら領域は当技術分野ではおよび以下では、それぞれ「フレームワーク領域1」または「FR1」;「フレームワーク領域2」または「FR2」;「フレームワーク領域3」または「FR3」;および「フレームワーク領域4」または「FR4」と呼ばれ、これらのフレームワーク領域は3つの「相補性決定領域」または「CDR」により分断されており、これらの領域は当技術分野ではおよび以下では、それぞれ「相補性決定領域1」または「CDR1」;「相補性決定領域2」または「CDR2」;および「相補性決定領域3」または「CDR3」と呼ばれる。したがって、免疫グロブリン可変ドメインの全体構造または配列は以下の通り:FR1−CDR1−FR2−CDR2−FR3−CDR3−FR4に示すことが可能である。抗原結合部位を有することにより抗原に対する特異性を抗体に与えるのは免疫グロブリン可変ドメインである。
f)本明細書で使用される用語「免疫グロブリン単一可変ドメイン」とは、追加の可変免疫グロブリンドメインと対合せずに抗原のエピトープ特異的に結合することができる免疫グロブリン可変ドメインのことである。本発明の意味での免疫グロブリン単一可変ドメインの1例は、免疫グロブリン単一可変ドメインVHおよびVL(VHドメインおよびVLドメイン)などの「ドメイン抗体」である。免疫グロブリン単一可変ドメインのもう1つの重要な例は、下文で定義されるように、ラクダ科由来の「VHHドメイン」(または単に「VHH」)である。
上の定義に鑑みて、従来の4本鎖抗体(IgG、IgM、IgA、IgDまたはIgE分子などの;当技術分野では公知である)のまたはFab断片、F(ab’)2断片、ジスルフィド連結FvもしくはscFv断片などのFv断片、もしくはそのような従来の4本鎖抗体に由来するダイアボディ(すべて当技術分野では公知である)の抗原結合ドメインは、通常は免疫グロブリン単一可変ドメインとは見なされない。なぜならば、これらの場合、抗原のそれぞれのエピトープへの結合は通常は、1つ(単一)の免疫グロブリンドメインによっては起こらず、軽および重鎖可変ドメインなどの一対の(会合している)免疫グロブリンドメインにより、すなわち、それぞれの抗原のエピトープに共同で結合する、免疫グロブリンドメインのVH−VL対により起こると考えられるからである。
上の定義に鑑みて、従来の4本鎖抗体(IgG、IgM、IgA、IgDまたはIgE分子などの;当技術分野では公知である)のまたはFab断片、F(ab’)2断片、ジスルフィド連結FvもしくはscFv断片などのFv断片、もしくはそのような従来の4本鎖抗体に由来するダイアボディ(すべて当技術分野では公知である)の抗原結合ドメインは、通常は免疫グロブリン単一可変ドメインとは見なされない。なぜならば、これらの場合、抗原のそれぞれのエピトープへの結合は通常は、1つ(単一)の免疫グロブリンドメインによっては起こらず、軽および重鎖可変ドメインなどの一対の(会合している)免疫グロブリンドメインにより、すなわち、それぞれの抗原のエピトープに共同で結合する、免疫グロブリンドメインのVH−VL対により起こると考えられるからである。
f1)「VHHドメイン」は、VHH、VHHドメイン、VHH抗体断片、およびVHH抗体としても知られているが、最初は「重鎖抗体」の(すなわち、「軽鎖を欠く抗体」の;Hamers-Casterman C, Atarhouch T, Muyldermans S, Robinson G, Hamers C, Songa EB, Bendahman N, Hamers R.: "Naturally occurring antibodies devoid of light chains"; Nature 363, 446-448 (1993))抗原結合免疫グロブリン(可変)ドメインと言われてきた。用語「VHHドメイン」が選ばれてきたのは、これらの可変ドメインを従来の4本鎖抗体に存在する重鎖可変ドメイン(本明細書では「VHドメイン」または「VHドメイン」と呼ばれる)とおよび従来の4本鎖抗体に存在する軽鎖可変ドメイン(本明細書では「VLドメイン」または「VLドメイン」と呼ばれる)と区別するためである。VHHドメインは追加の抗原結合ドメインなしでエピトープに特異的に結合することが可能である(従来の4本鎖抗体中のVHまたはVLとは対照的に、これらの場合、エピトープはVLドメインとVHドメインが一緒になって認識する)。VHHドメインは単一の免疫グロブリンドメインにより形成される小さく頑強で効率的な抗原認識ユニットである。
本発明の文脈では、用語VHHドメイン、VHH、VHHドメイン、VHH抗体断片、VHH抗体、ならびに「ナノボディ(登録商標)」および「ナノボディ(登録商標)ドメイン」(「ナノボディ」はAblynx N.V.社;Ghent;Belgiumの商標である)は互換的に使用され、免疫グロブリン単一可変ドメイン(FR1−CDR1−FR2−CDR2−FR3−CDR3−FR4の構造を有し、第2の免疫グロブリン可変ドメインの存在を必要とせずにエピトープに特異的に結合する)を表し、例えば、国際公開第2009/109635号、図1に定義されるいわゆる「ホールマーク残基」によりVHドメインとは区別することもできる。
VHHドメインのアミノ酸残基はKabatらにより与えられたVHドメインについての一般的番号付け("Sequence of proteins of immunological interest", US Public Health Services, NIH Bethesda, MD, Publication No.91)に従って番号が付けられており、ラクダ科由来のVHHドメインに適用した場合、例えば、Riechmann and Muyldermans, J. Immunol. Methods 231, 25-38 (1999)の図2に示されている。この番号付けに従えば、
−FR1は1〜30位のアミノ酸残基を含み、
−CDR1は31〜35位のアミノ酸残基を含み、
−FR2は36〜49位のアミノ酸を含み、
−CDR2は50〜65位のアミノ酸残基を含み、
−FR3は66〜94位のアミノ酸残基を含み、
−CDR3は95〜102位のアミノ酸残基を含み、および
−FR4は103〜113位のアミノ酸残基を含む。
しかし、VHドメインについて及びVHHドメインについて当技術分野では周知のように、CDRのそれぞれのアミノ酸残基の総数は変動することがあり、Kabat番号付けにより示されるアミノ酸残基の総数とは一致しないことがある(すなわち、Kabat番号付けに従った1つまたは複数の位置が実際の配列内で占有されていないことがある、または実際の配列がKabat番号付けにより許される数よりも多くのアミノ酸残基を含有することがある)ことに留意すべきである。これは、一般にはKabatに従った番号付けは実際の配列内のアミノ酸残基の実際の番号付けと一致することも一致しないこともあることを意味する。
VHHドメインのアミノ酸残基はKabatらにより与えられたVHドメインについての一般的番号付け("Sequence of proteins of immunological interest", US Public Health Services, NIH Bethesda, MD, Publication No.91)に従って番号が付けられており、ラクダ科由来のVHHドメインに適用した場合、例えば、Riechmann and Muyldermans, J. Immunol. Methods 231, 25-38 (1999)の図2に示されている。この番号付けに従えば、
−FR1は1〜30位のアミノ酸残基を含み、
−CDR1は31〜35位のアミノ酸残基を含み、
−FR2は36〜49位のアミノ酸を含み、
−CDR2は50〜65位のアミノ酸残基を含み、
−FR3は66〜94位のアミノ酸残基を含み、
−CDR3は95〜102位のアミノ酸残基を含み、および
−FR4は103〜113位のアミノ酸残基を含む。
しかし、VHドメインについて及びVHHドメインについて当技術分野では周知のように、CDRのそれぞれのアミノ酸残基の総数は変動することがあり、Kabat番号付けにより示されるアミノ酸残基の総数とは一致しないことがある(すなわち、Kabat番号付けに従った1つまたは複数の位置が実際の配列内で占有されていないことがある、または実際の配列がKabat番号付けにより許される数よりも多くのアミノ酸残基を含有することがある)ことに留意すべきである。これは、一般にはKabatに従った番号付けは実際の配列内のアミノ酸残基の実際の番号付けと一致することも一致しないこともあることを意味する。
VHドメインのアミノ酸残基を番号付けするための別の方法が当技術分野では公知であり、この方法はVHHドメインにも類似する様式で適用することが可能である。しかし、本明細書、特許請求の範囲および図では、別の方法で示されていなければ、上記のように、Kabatに従ってVHHドメインに適用される番号付けに従う。
VHHドメインのアミノ酸残基の総数は通常は110〜120の範囲、多くの場合112と115の間である。しかし、より小くより長い配列のほうが本明細書に記載される目的にも適していることがあることに留意すべきである。
VHHドメインのアミノ酸残基の総数は通常は110〜120の範囲、多くの場合112と115の間である。しかし、より小くより長い配列のほうが本明細書に記載される目的にも適していることがあることに留意すべきである。
VHHドメインおよびVHHドメインを含有するポリペプチドのさらなる構造的特徴および機能特性は以下のようにまとめることが可能である:
VHHドメイン(軽鎖可変ドメインが存在しなくても、およびこれと相互作用しなくても抗原と機能的に結合するように本来「設計」されている)は、単一の比較的小さな機能的抗原結合構造ユニット、ドメインまたはポリペプチドとして機能することが可能である。これによりVHHドメインは従来の4本鎖抗体のVHおよびVLドメインと区別される。従来の4本鎖抗体のVHおよびVLドメインはそれだけでは一般に単一の抗原結合タンパク質または免疫グロブリン単一可変ドメインとして実用化に適してはおらず、機能的な抗原結合ユニットを提供するためには何らかの形態で組み合わせる必要がある(例えば、Fab断片などの従来の抗体断片で;scFvで、これはVLドメインに共有結合的に連結されているVHドメインからなる)。
VHHドメイン(軽鎖可変ドメインが存在しなくても、およびこれと相互作用しなくても抗原と機能的に結合するように本来「設計」されている)は、単一の比較的小さな機能的抗原結合構造ユニット、ドメインまたはポリペプチドとして機能することが可能である。これによりVHHドメインは従来の4本鎖抗体のVHおよびVLドメインと区別される。従来の4本鎖抗体のVHおよびVLドメインはそれだけでは一般に単一の抗原結合タンパク質または免疫グロブリン単一可変ドメインとして実用化に適してはおらず、機能的な抗原結合ユニットを提供するためには何らかの形態で組み合わせる必要がある(例えば、Fab断片などの従来の抗体断片で;scFvで、これはVLドメインに共有結合的に連結されているVHドメインからなる)。
これらの独特な特性のせいで、VHHドメインの使用は、単独でももっと大きなポリペプチドの一部としてでも、従来のVHおよびVLドメイン、scFvまたは従来の抗体断片(Fab−またはF(ab’)2断片など)の使用よりも有意な利点をいくつか提供する:
−抗原に高親和性でおよび高選択性で結合するためには単一のドメインのみが必要であり、そのために2つの別々のドメインが存在する必要も、これら2つのドメインが正しい空間立体構造および立体配置で(すなわち、scFvの場合のように、特別に設計されたリンカーの使用を通じて)存在していることを確かめる必要もない;
−VHHドメインは単一遺伝子から発現させることが可能であり、翻訳後フォールディングまたは修飾を必要としない;
−VHHドメインは容易に、工学的に操作して多価および多重特異性フォーマットにすることが可能である(本明細書でさらに考察される);
−VHHドメインは高度に可溶性であり凝集する傾向がない(Ward et al., Nature 341: 544-546 (1989)により記載されているマウス由来抗原結合ドメインの場合と同様に);−VHHドメインは熱、pH、プロテアーゼおよび他の変性剤または状態に対して高度に安定しており、したがって、冷凍装置を使用せずに、調製し、保存しまたは輸送することができ、経費削減、時間節約および環境保全をかなえる;
−VHHドメインは、生産に必要な規模でも、調製するのが容易であり比較的安価である。例えば、VHHドメインおよびVHHドメインを含有するポリペプチドは微生物発酵を使用して産生することが可能であり(例えば、下でさらに説明される)、例えば、従来の抗体断片の場合のように、哺乳動物発現系の使用を必要としない;
−VHHドメインは、従来の4本鎖抗体およびその抗原結合断片と比べて比較的小さく(おおよそ15kDa、または従来のIgGの10分の1)、したがって、そのような従来の4本鎖抗体およびその抗原結合断片よりも
−−組織への高度な(より高度な)浸透を示し
−−より高用量で投与することが可能である;
−VHHドメインはいわゆる空洞結合特性を示すことが可能であり(従来のVHドメインと比べて、とりわけその伸張されたCDRループのせいで)、したがって、従来の4本鎖抗体およびその抗原結合断片では到達できない標的およびエピトープにも接近することが可能である。
−抗原に高親和性でおよび高選択性で結合するためには単一のドメインのみが必要であり、そのために2つの別々のドメインが存在する必要も、これら2つのドメインが正しい空間立体構造および立体配置で(すなわち、scFvの場合のように、特別に設計されたリンカーの使用を通じて)存在していることを確かめる必要もない;
−VHHドメインは単一遺伝子から発現させることが可能であり、翻訳後フォールディングまたは修飾を必要としない;
−VHHドメインは容易に、工学的に操作して多価および多重特異性フォーマットにすることが可能である(本明細書でさらに考察される);
−VHHドメインは高度に可溶性であり凝集する傾向がない(Ward et al., Nature 341: 544-546 (1989)により記載されているマウス由来抗原結合ドメインの場合と同様に);−VHHドメインは熱、pH、プロテアーゼおよび他の変性剤または状態に対して高度に安定しており、したがって、冷凍装置を使用せずに、調製し、保存しまたは輸送することができ、経費削減、時間節約および環境保全をかなえる;
−VHHドメインは、生産に必要な規模でも、調製するのが容易であり比較的安価である。例えば、VHHドメインおよびVHHドメインを含有するポリペプチドは微生物発酵を使用して産生することが可能であり(例えば、下でさらに説明される)、例えば、従来の抗体断片の場合のように、哺乳動物発現系の使用を必要としない;
−VHHドメインは、従来の4本鎖抗体およびその抗原結合断片と比べて比較的小さく(おおよそ15kDa、または従来のIgGの10分の1)、したがって、そのような従来の4本鎖抗体およびその抗原結合断片よりも
−−組織への高度な(より高度な)浸透を示し
−−より高用量で投与することが可能である;
−VHHドメインはいわゆる空洞結合特性を示すことが可能であり(従来のVHドメインと比べて、とりわけその伸張されたCDRループのせいで)、したがって、従来の4本鎖抗体およびその抗原結合断片では到達できない標的およびエピトープにも接近することが可能である。
特定の抗原またはエピトープに結合するVHHドメインを得る方法は、以前、例えば、国際公開第2006/040153号および国際公開第2006/122786号に記載されている。そこにも詳細に説明されているように、ラクダ科由来のVHHドメインは、最初のVHH配列のアミノ酸配列中の1つまたは複数のアミノ酸残基をヒト由来の従来の4本鎖抗体由来のVHドメイン中の対応する位置に存在するアミノ酸残基のうちの1つまたは複数で置き換えることにより「ヒト化」することが可能である。ヒト化VHHドメインは1つまたは複数の完全ヒトフレームワーク領域配列を含有することが可能であり、さらに具体的な実施形態では、DP−29、DP−47、DP−51、またはその部分に由来するヒトフレームワーク領域配列を含有することが可能であり、JH5などのJH配列と組み合わせてもよい。
f2)「ドメイン抗体」は、「Dab」、「Domain Antibodies」、および「dAb」(用語「Domain Antibodies」および「dAb」はGlaxoSmithKlineグループ会社により商標として使用されている)としても知られるが、例えば、Ward, E.S., et al.: "Binding activities of a repertoire of single immunoglobulin variable domains secreted from Escherichia coli"; Nature 341: 544-546 (1989); Holt, L.J.et al.: "Domain antibodies: proteins for therapy"; TRENDS in Biotechnology 21(11): 484-490 (2003); および国際公開第2003/002609号に記載されてきた。ドメイン抗体は非ラクダ科哺乳動物、特にヒト4本鎖抗体のVHまたはVLドメインに本質的に一致する。単一抗原結合ドメインとして、すなわち、それぞれVLまたはVHドメインと対合することなくエピトープに結合するためには、例えば、ヒト単一VHまたはVLドメイン配列のライブラリーを使用することにより、そのような抗原結合特性の特定の選択が必要である。ドメイン抗体は、VHH同様に、おおよそ13〜おおよそ16kDaの分子量を有し、完全ヒト配列に由来する場合は、例えば、ヒトでの治療的使用のためにヒト化する必要がない。VHHドメインの場合と同様に、ドメイン抗体も原核生物発現系でよく発現され、全体的製造費用が著しく減少する。
ドメイン抗体、ならびに、VHHドメインは、1つまたは複数のCDRのアミノ酸配列に1つまたは複数の変更を導入することにより親和性成熟にかけることが可能であり、この変更によりそれぞれの親分子と比べた場合、そのそれぞれの抗原に対して得られた免疫グロブリン単一可変ドメインの親和性が改善される。本発明の親和性成熟免疫グロブリン単一可変ドメイン分子は、例えば、Marks et al., 1992, Biotechnology 10:779-783, or Barbas, et al., 1994, Proc. Nat. Acad. Sci, USA 91: 3809-3813.; Shier et al., 1995, Gene 169:147-155; Yelton et al., 1995, Immunol.155: 1994-2004; Jackson et al., 1995, J.Immunol.154(7):3310-9; and Hawkins et al., 1992, J. MoI.Biol.226(3): 889 896; KS Johnson and RE Hawkins, "Affinity maturation of antibodies using phage display", Oxford University Press 1996により記載される通りに、当技術分野で公知の方法により調製することができる。
f3)さらに、上記のCDRのうちの1つまたは複数を、ヒトスキャフォールドまたは非免疫グロブリンスキャフォールドを含むがこれらに限定されない他の「スキャフォールド」上に「移植する」ことが可能であることも当業者に明らかになる。適切なスキャフォールドおよびそのようなCDR移植のための技法は当技術分野では公知である。
g)用語「エピトープ」および「抗原決定基」は、互換的に使用することが可能であり、従来の抗体または本発明のポリペプチドなどの抗原結合分子により、さらに詳細には、前記分子の抗原結合部位により認識される、ポリペプチドなどの巨大分子の一部のことである。エピトープは免疫グロブリンに対する最小結合部位を定義し、したがって、免疫グロブリンの特異性の標的を表す。
抗原結合分子(従来の抗体または本発明のポリペプチドなどの)のうちエピトープを認識する部分はパラトープと呼ばれる。
g)用語「エピトープ」および「抗原決定基」は、互換的に使用することが可能であり、従来の抗体または本発明のポリペプチドなどの抗原結合分子により、さらに詳細には、前記分子の抗原結合部位により認識される、ポリペプチドなどの巨大分子の一部のことである。エピトープは免疫グロブリンに対する最小結合部位を定義し、したがって、免疫グロブリンの特異性の標的を表す。
抗原結合分子(従来の抗体または本発明のポリペプチドなどの)のうちエピトープを認識する部分はパラトープと呼ばれる。
h)本明細書で使用される用語「二重パラトピック」(抗原)結合分子または「二重パラトピック」ポリペプチドとは、本明細書で定義される第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび第2の免疫グロブリン単一可変ドメインを含むポリペプチドであって、これら2つの可変ドメインは1つの抗原の2つの異なるエピトープに結合することができ、そのエピトープは通常では、例えば、従来の抗体または1つの免疫グロブリン単一可変ドメインなどの1つの単一特異性免疫グロブリンが同時に結合することはない、ポリペプチドを意味するものとする。本発明に従った二重パラトピックポリペプチドは異なるエピトープ特異性を有する可変ドメインで構成されており、同じエピトープに結合する互いに相補的な可変ドメインを含有しない。したがって、本発明に従った二重パラトピックポリペプチドはLRP5またはLRP6への結合を巡って互いに競合しない。
i)ある特定のエピトープ、抗原もしくはタンパク質(またはその少なくとも1つの部分、断片もしくはエピトープ)に「結合する」もしくは「特異的に結合する」ことができる、「親和性を有する」および/または「特異性を有する」ポリペプチド(免疫グロブリン、抗体、免疫グロブリン単一可変ドメイン、本発明のポリペプチド、または一般的には抗原結合分子もしくはその断片)は、前記エピトープ、抗原もしくはタンパク質に「対する」もしくは「向けられる」と言われるまたはそのようなエピトープ、抗原もしくはタンパク質に関する「結合」分子である。
i)ある特定のエピトープ、抗原もしくはタンパク質(またはその少なくとも1つの部分、断片もしくはエピトープ)に「結合する」もしくは「特異的に結合する」ことができる、「親和性を有する」および/または「特異性を有する」ポリペプチド(免疫グロブリン、抗体、免疫グロブリン単一可変ドメイン、本発明のポリペプチド、または一般的には抗原結合分子もしくはその断片)は、前記エピトープ、抗原もしくはタンパク質に「対する」もしくは「向けられる」と言われるまたはそのようなエピトープ、抗原もしくはタンパク質に関する「結合」分子である。
k)一般的に、用語「特異性」とは、特定の抗原結合分子または抗原結合タンパク質(免疫グロブリン、抗体、免疫グロブリン単一可変ドメイン、または本発明のポリペプチドなどの)が結合することが可能な異なるタイプの抗原またはエピトープの数のことである。抗原結合タンパク質の特異性はその親和性および/または結合活性に基づいて決定することが可能である。親和性は、抗原と抗原結合タンパク質の解離についての平衡定数(KD)により表されるが、エピトープと抗原結合タンパク質上の抗原結合部位の間の結合強度を表す尺度であり:KDの値が小さくなるに従ってエピトープと抗原結合分子の間の結合強度は強くなる(代わりに、親和性は1/KDのことである親和性定数(KA)として表すことも可能である)。当業者には明らかになるように(例えば、本明細書でのさらなる開示に基づいて)、親和性は目的の特定の抗原に応じて、それ自体公知である様式で決定することが可能である。結合活性は、抗原結合分子(免疫グロブリン、抗体、免疫グロブリン単一可変ドメイン、または本発明のポリペプチドなどの)と関連する抗原の間の結合の強さの尺度である。結合活性は、エピトープと抗原結合分子上のその抗原結合部位の間の親和性と抗原結合分子上に存在する関連する結合部位の数の両方に関係する。
典型的には、抗原結合タンパク質(本発明のポリペプチドなどの)は、10E−5〜10E−14モル/リットル(M)もしくはそれ未満、好ましくは、10E−7〜10E−14モル/リットル(M)もしくはそれ未満、さらに好ましくは、10E−8〜10E−14モル/リットル、さらに好ましくは、10E−11〜10E−13の解離定数(KD)で(例えば、Kinexaアッセイで測定した場合;当技術分野では公知)、および/または少なくとも10E7 ME−1、好ましくは、少なくとも10E8 ME−1、さらに好ましくは、少なくとも10E11 ME−1などの少なくとも10E9 ME−1の会合定数(KA)で結合する。10E−4Mよりも大きな任意のKD値は一般に非特異的結合を示していると見なされる。好ましくは、本発明のポリペプチドは、500nM未満、好ましくは、200nM未満、さらに好ましくは、500pM未満などの10nM未満のKDで所望の抗原に結合する。抗原またはエピトープへの抗原結合タンパク質の特異的結合は、例えば、本明細書に記載されるアッセイ、スキャチャード解析ならびに/または放射免疫アッセイ(RIA)、酵素免疫アッセイ(EIA)およびサンドイッチ競合アッセイなどの競合結合アッセイ、ならびに当技術分野でそれ自体公知であるその異なるバリアントを含む、それ自体公知である任意の適切な様式で決定することが可能である。
l)LRP5にならびにLRP6に結合することができる結合分子と関連した用語「交差反応性の」(「LRP5/LRP6交差反応性の」)は、そのような結合分子がLRP5分子に含まれるエピトープに特異的に結合することが可能であり、代わりにLRP6分子に含まれるエピトープにも特異的に結合することが可能であることを意味するように意図されている。通常、そのような交差反応性は、そのような結合分子が結合している異なるタンパク質のエピトープが類似する構造および/または配列を有する、例えば、保存されたエピトープを表す、例えば、同じタンパク質ファミリーに属するタンパク質(例えば、LRPタンパク質ファミリーに属しているLRP5とLRP6)により共有されている場合に生じることがある。
m)アミノ酸残基は、当技術分野で一般に知られており取り決められているように、標準3文字または1文字アミノ酸コードに従って示される。2つのアミノ酸配列を比較した場合、用語「アミノ酸差異」とは、第2の配列と比べて、基準配列の位置での表示された番号のアミノ酸残基の挿入、欠失または置換のことである。置換の場合、そのような置換は好ましくは保存的アミノ酸置換であり、これはアミノ酸残基が、類似する化学構造でありポリペプチドの機能、活性または他の生物学的特性にほとんどまたは本質的に全く影響を及ぼさない別のアミノ酸残基で置き換えられていることを意味する。そのような保存的アミノ酸置換は当技術分野では、例えば、国際公開第98/49185号から周知であり、保存的アミノ酸置換は好ましくは、以下の群(i)〜(v)内の1つのアミノ酸が同じ群内の別のアミノ酸残基で置換されている置換である:(i)小型の脂肪族、非極性またはわずかに極性の残基:Ala、Ser、Thr、ProおよびGly;(ii)極性、負電荷残基およびその(非電荷)アミド:Asp、Asn、GluおよびGln;(iii)極性、正電荷残基:His、ArgおよびLys;(iv)大型の脂肪族、非極性残基:Met、Leu、Lle、ValおよびCys;ならびに(v)芳香族残基:Phe、TyrおよびTrpである。特に好ましい保存的アミノ酸置換は以下の通りである:
AlaからGlyへまたはSerへ;
ArgからLysへ;
AsnからGlnへまたはHisへ;
AspからGluへ;
CysからSerへ;
GlnからAsnへ;
GluからAspへ;
GlyからAlaへまたはProへ;
HisからAsnへまたはGlnへ;
IleからLeuへまたはValへ;
LeuからIleへまたはValへ;
LysからArgへ、GlnへまたはGluへ;
MetからLeuへ、TyrへまたはIleへ;
PheからMetへ、LeuへまたはTyrへ;
SerからThrへ;
ThrからSerへ;
TrpからTyrへ;
TyrからTrpへまたはPheへ;
ValからIleへまたはLeuへ。
AlaからGlyへまたはSerへ;
ArgからLysへ;
AsnからGlnへまたはHisへ;
AspからGluへ;
CysからSerへ;
GlnからAsnへ;
GluからAspへ;
GlyからAlaへまたはProへ;
HisからAsnへまたはGlnへ;
IleからLeuへまたはValへ;
LeuからIleへまたはValへ;
LysからArgへ、GlnへまたはGluへ;
MetからLeuへ、TyrへまたはIleへ;
PheからMetへ、LeuへまたはTyrへ;
SerからThrへ;
ThrからSerへ;
TrpからTyrへ;
TyrからTrpへまたはPheへ;
ValからIleへまたはLeuへ。
n)核酸またはポリペプチド分子は、例えば、その天然の生物学的供給源および/またはその核酸もしくはポリペプチド分子が得られた反応培地もしくは培養培地と比べた場合、別の核酸、別のタンパク質/ポリペプチド、別の生物学的成分もしくは巨大分子などのその核酸もしくはポリペプチド分子が前記供給源もしくは培地では通常会合している少なくとも1つの他の成分または少なくとも1つの汚染物質、不純物もしくは微量成分から分離されている場合、「本質的に単離された(形態)」であると見なされる。特に、核酸またはポリペプチド分子は、それが少なくとも2倍、特に少なくとも10倍、さらに詳細には少なくとも100倍、および1000倍まで、またはそれよりも多く精製されている場合は「本質的に単離されている」と見なされる。「本質的に単離された形態」である核酸またはポリペプチド分子は、好ましくは、適切なクロマトグラフィー技法などの、ポリアクリルアミドゲル電気泳動などの適切な技法を使用して決定された場合、本質的に均一である。
o)例えば、2つの免疫グロブリン単一可変ドメイン配列間の「配列同一性」はこれら2つの配列間で同一であるアミノ酸の百分率を示している。配列同一性は、国際公開第2008/020079号の49および50頁の段落f)に記載されている通りに計算するまたは決定することができる。「配列類似性」は、同一であるまたは保存的アミノ酸置換を表すアミノ酸の百分率を示している。
o)例えば、2つの免疫グロブリン単一可変ドメイン配列間の「配列同一性」はこれら2つの配列間で同一であるアミノ酸の百分率を示している。配列同一性は、国際公開第2008/020079号の49および50頁の段落f)に記載されている通りに計算するまたは決定することができる。「配列類似性」は、同一であるまたは保存的アミノ酸置換を表すアミノ酸の百分率を示している。
標的特異性
本発明のポリペプチドは、それがこれらの分子(LRP5/LRP6交差反応性結合分子)の両方に含まれるエピトープに特異的に結合する免疫グロブリン単一可変ドメインを含む点で、LRP5ならびにLRP6に対して特異性を有する。
本発明の分子は、LRP5およびLRP6のヒト形態に、ならびに、好ましくは、創薬に適している他の種の対応物、すなわち、カニクイザルおよびマウスLRP5およびLRP6にも結合するものとする。
本発明のポリペプチドは、それがこれらの分子(LRP5/LRP6交差反応性結合分子)の両方に含まれるエピトープに特異的に結合する免疫グロブリン単一可変ドメインを含む点で、LRP5ならびにLRP6に対して特異性を有する。
本発明の分子は、LRP5およびLRP6のヒト形態に、ならびに、好ましくは、創薬に適している他の種の対応物、すなわち、カニクイザルおよびマウスLRP5およびLRP6にも結合するものとする。
本発明のポリペプチド
その最も広い意味で、本発明はがん疾患の処置のための新規の薬理活性剤を提供する。本発明に従った薬剤は、新規のクラスの結合分子、すなわち、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピックポリペプチドに属し、この二重パラトピックポリペプチドは異なるエピトープにおいてLRP5および/またはLRP6に結合する2つまたはそれよりも多い免疫グロブリン単一可変ドメインを含む。用語「交差反応性の」および「二重パラトピック」は上に説明されているので、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック分子は、LRP5タンパク質に含まれる2つの異なるエピトープにおいてLRP5に結合することができ、LRP6タンパク質に含まれる対応する2つのエピトープにおいてLRP6に結合することもできる分子と定義することが可能である。
その最も広い意味で、本発明はがん疾患の処置のための新規の薬理活性剤を提供する。本発明に従った薬剤は、新規のクラスの結合分子、すなわち、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピックポリペプチドに属し、この二重パラトピックポリペプチドは異なるエピトープにおいてLRP5および/またはLRP6に結合する2つまたはそれよりも多い免疫グロブリン単一可変ドメインを含む。用語「交差反応性の」および「二重パラトピック」は上に説明されているので、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック分子は、LRP5タンパク質に含まれる2つの異なるエピトープにおいてLRP5に結合することができ、LRP6タンパク質に含まれる対応する2つのエピトープにおいてLRP6に結合することもできる分子と定義することが可能である。
さらに具体的には、本発明のポリペプチドは:
−Wnt1駆動標的遺伝子転写が阻害されるように、Wnt1シグナル伝達経路の阻害をもたらすエピトープを介して/様式で、LRP5にならびにLRP6に特異的に結合することができる(LRP5/LRP6交差反応性の)第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン、および
−Wnt3a駆動標的遺伝子転写が阻害されるように、Wnt3aシグナル伝達経路の阻害をもたらすエピトープを介して/様式で、LRP5にならびにLRP6に特異的に結合することができる(LRP5/LRP6交差反応性の)第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含む。そのようなポリペプチドに存在する2つの免疫グロブリン単一可変ドメインであって、2つのドメインが異なるエピトープ(関係するWnt1/Wnt3aシグナル伝達)に結合している免疫グロブリン単一可変ドメインのせいで、これらの分子は二重パラトピック結合分子である。この二重パラトピック結合様式は図1に模式的に示されている。
−Wnt1駆動標的遺伝子転写が阻害されるように、Wnt1シグナル伝達経路の阻害をもたらすエピトープを介して/様式で、LRP5にならびにLRP6に特異的に結合することができる(LRP5/LRP6交差反応性の)第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン、および
−Wnt3a駆動標的遺伝子転写が阻害されるように、Wnt3aシグナル伝達経路の阻害をもたらすエピトープを介して/様式で、LRP5にならびにLRP6に特異的に結合することができる(LRP5/LRP6交差反応性の)第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含む。そのようなポリペプチドに存在する2つの免疫グロブリン単一可変ドメインであって、2つのドメインが異なるエピトープ(関係するWnt1/Wnt3aシグナル伝達)に結合している免疫グロブリン単一可変ドメインのせいで、これらの分子は二重パラトピック結合分子である。この二重パラトピック結合様式は図1に模式的に示されている。
この文脈では、本発明のポリペプチドは、図1に示されるようにそのLRP5/LRP6結合ドメインの両方を介して1つの単一LRP5またはLRP6分子に結合することが可能である(分子内結合様式)と想定されていることに留意すべきである。しかし、他の結合様式も同様に生じることがある。
最後に、本発明のポリペプチドは、LRP5およびLRP6への結合を巡って、LRP5およびLRP6の天然のリガンドでありWnt1およびWnt3aシグナル伝達を妨害するDKK1と競合し、それによってWnt1ならびにWnt3aシグナル伝達経路を阻害することができると想定されている。しかし、この説も本発明の範囲を限定もすると理解されるべきではない。
最後に、本発明のポリペプチドは、LRP5およびLRP6への結合を巡って、LRP5およびLRP6の天然のリガンドでありWnt1およびWnt3aシグナル伝達を妨害するDKK1と競合し、それによってWnt1ならびにWnt3aシグナル伝達経路を阻害することができると想定されている。しかし、この説も本発明の範囲を限定もすると理解されるべきではない。
さらに具体的には、本発明に従ったポリペプチドはLRP5またはLRP6に特異的に結合し、そのようなポリペプチドは、以下のCDR配列:
(i):
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
[=Wnt1−333E06modドメインのCDR]
(ii):
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
[=Wnt1−333G06ドメインのCDR]
(iii):
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
[=Wnt1−332D036modドメインのCDR]
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)
ならびに以下のCDR配列:
(iv):
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
[=Wnt3a−093A01ドメインのCDR]
(v):
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
[=Wnt3a−367B10ドメインのCDR]
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)の群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
(i):
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
[=Wnt1−333E06modドメインのCDR]
(ii):
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
[=Wnt1−333G06ドメインのCDR]
(iii):
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
[=Wnt1−332D036modドメインのCDR]
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)
ならびに以下のCDR配列:
(iv):
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
[=Wnt3a−093A01ドメインのCDR]
(v):
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
[=Wnt3a−367B10ドメインのCDR]
を有することにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)の群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
そのような免疫グロブリン単一可変ドメインに関連する用語「第1の」および「第2の」の使用は、これらのドメインが、異なるCDR配列を含むことになり、異なるエピトープに結合することになるので、異なるドメインであることを示すことのみが意図されている。しかし、これらの用語は、そのようなポリペプチド鎖内のドメインの正確な順番または配列を指すと理解されるものとしない。言い換えると、上記の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)および(b)は、本発明のそのようなポリペプチド内で(a)−(b)の順でまたは(b)−(a)の順で配置されてもよい。
用語「LRP5またはLRP6分子に特異的に結合する」は、免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)および(b)がLRP5およびLRP6との関連では交差反応性であることを意味すると意図されている。当然のことながら、そのような分子の結合特性はその(CDR)配列により決定されるので、上でおよび特許請求の範囲で述べられる特色「LRP5またはLRP6分子に特異的に結合する」は本発明の有用性を説明することだけを意図されており、本発明の範囲を限定するためではない。
用語「LRP5またはLRP6分子に特異的に結合する」は、免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)および(b)がLRP5およびLRP6との関連では交差反応性であることを意味すると意図されている。当然のことながら、そのような分子の結合特性はその(CDR)配列により決定されるので、上でおよび特許請求の範囲で述べられる特色「LRP5またはLRP6分子に特異的に結合する」は本発明の有用性を説明することだけを意図されており、本発明の範囲を限定するためではない。
免疫グロブリン単一可変ドメインは典型的には、4つのフレームワーク領域(それぞれFR1〜FR4)および3つの相補性決定領域(それぞれCDR1〜CDR3)から本質的になる。1つのポリペプチド、またはポリペプチド鎖内に位置するためには、前記第1のおよび前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインは直接的にまたはリンカーペプチドにより共有結合的に連結される必要がある。
したがって、本発明の分子の全体構造は以下の:
FR(a)1−CDR(a)1−FR(a)2−CDR(a)2−FR(a)3−CDR(a)3−FR(a)4−[リンカーペプチド]−FR(b)1−CDR(b)1−FR(b)2−CDR(b)2−FR(b)3−CDR(b)3−FR(b)4
のように描くことも可能であり、
FR(a)は第1の免疫グロブリン単一可変ドメインのフレームワーク領域を表し、
FR(b)は第2の免疫グロブリン単一可変ドメインのフレームワーク領域を表し、
CDR(a)は第1の免疫グロブリン単一可変ドメインのCDRを表し、
CDR(b)は第2の免疫グロブリン単一可変ドメインのCDRを表し、
[リンカーペプチド]は存在していてもよいリンカーペプチドを表し、
CDRは上述の配列を有している。
したがって、本発明の分子の全体構造は以下の:
FR(a)1−CDR(a)1−FR(a)2−CDR(a)2−FR(a)3−CDR(a)3−FR(a)4−[リンカーペプチド]−FR(b)1−CDR(b)1−FR(b)2−CDR(b)2−FR(b)3−CDR(b)3−FR(b)4
のように描くことも可能であり、
FR(a)は第1の免疫グロブリン単一可変ドメインのフレームワーク領域を表し、
FR(b)は第2の免疫グロブリン単一可変ドメインのフレームワーク領域を表し、
CDR(a)は第1の免疫グロブリン単一可変ドメインのCDRを表し、
CDR(b)は第2の免疫グロブリン単一可変ドメインのCDRを表し、
[リンカーペプチド]は存在していてもよいリンカーペプチドを表し、
CDRは上述の配列を有している。
その上、(a)と(b)は交換することが可能であると理解されているものとする、すなわち、
FR(b)1−CDR(b)1−FR(b)2−CDR(b)2−FR(b)3−CDR(b)3−FR(b)4−[リンカーペプチド]−FR(a)1−CDR(a)1−FR(a)2−CDR(a)2−FR(a)3−CDR(a)3−FR(a)4
の全体構造を有する分子も本発明には包含されているものとする。
リンカーペプチドは、以下のCDR:
CDR(Alb11)1:SFGMS(=配列番号16)
CDR(Alb11)2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR(Alb11)3:GGSLSR(=配列番号18)
を含むAlb11ドメインなどの、例えば、アルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメインなどの、第3のドメインを含むまたはからなっていてもよい。
FR(b)1−CDR(b)1−FR(b)2−CDR(b)2−FR(b)3−CDR(b)3−FR(b)4−[リンカーペプチド]−FR(a)1−CDR(a)1−FR(a)2−CDR(a)2−FR(a)3−CDR(a)3−FR(a)4
の全体構造を有する分子も本発明には包含されているものとする。
リンカーペプチドは、以下のCDR:
CDR(Alb11)1:SFGMS(=配列番号16)
CDR(Alb11)2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR(Alb11)3:GGSLSR(=配列番号18)
を含むAlb11ドメインなどの、例えば、アルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメインなどの、第3のドメインを含むまたはからなっていてもよい。
これにより、以下の全体構造:
FR(a)1−CDR(a)1−FR(a)2−CDR(a)2−FR(a)3−CDR(a)3−FR(a)4−[リンカーペプチド]−FR(Alb11)1−CDR(Alb11)1−FR(Alb11)2−CDR(Alb11)2−FR(Alb11)3−CDR(Alb11)3−FR(Alb11)4−[リンカーペプチド]−FR(b)1−CDR(b)1−FR(b)2−CDR(b)2−FR(b)3−CDR(b)3−FR(b)4
を有する本発明のポリペプチドの群が生じる。
FR(a)1−CDR(a)1−FR(a)2−CDR(a)2−FR(a)3−CDR(a)3−FR(a)4−[リンカーペプチド]−FR(Alb11)1−CDR(Alb11)1−FR(Alb11)2−CDR(Alb11)2−FR(Alb11)3−CDR(Alb11)3−FR(Alb11)4−[リンカーペプチド]−FR(b)1−CDR(b)1−FR(b)2−CDR(b)2−FR(b)3−CDR(b)3−FR(b)4
を有する本発明のポリペプチドの群が生じる。
その上、3つの免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)、(b)、およびAlb11の順番は固定されておらず、上記のドメインが順番:
(b)−Alb11−(a)
で配置されているポリペプチドも同様に包含されているものとする。さらに、ポリペプチドのN−またはC−終端末端にAlb11ドメインを有するポリペプチド(例えば、Alb11−(a)−(b)、Alb11−(b)−(a)、(a)−(b)−Alb11、または(b)−(a)−Alb11)も本明細書には包含されているものとする。
(b)−Alb11−(a)
で配置されているポリペプチドも同様に包含されているものとする。さらに、ポリペプチドのN−またはC−終端末端にAlb11ドメインを有するポリペプチド(例えば、Alb11−(a)−(b)、Alb11−(b)−(a)、(a)−(b)−Alb11、または(b)−(a)−Alb11)も本明細書には包含されているものとする。
3つの好ましい実施形態では、本発明のポリペプチドは以下の通りに定義される免疫グロブリン単一可変ドメインを含む:
第1の好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチド。
第2の好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチド。
第3の好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチド。
第1の好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチド。
第2の好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチド。
第3の好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチド。
当然のことながら、上述のバリアント、すなわち、リンカーペプチドおよび/またはさらなるドメインを含んでいる、特に、Alb11ドメイン、異なる順番の免疫グロブリン単一可変ドメインを含んでいてもよい、はこれら3つの好ましい実施形態にも同様に当てはまるものとする。
特に好ましい実施形態では、アルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメインは2つのLRP5/LRP6結合免疫グロブリン単一可変ドメインの間に位置している。したがって、3つの特に好ましい実施形態は以下の通りに想定することが可能である:
第1の特に好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
以下のCDR配列:
CDR1:SFGMS(=配列番号16)
CDR2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3:GGSLSR(=配列番号18)
を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン
をこの順に、または上記ドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第2の特に好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
以下のCDR配列:
CDR1:SFGMS(=配列番号16)
CDR2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3:GGSLSR(=配列番号18)
を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン
をこの順に、または上記ドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第3の特に好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
以下のCDR配列:
CDR1:SFGMS(=配列番号16)
CDR2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3:GGSLSR(=配列番号18)
を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン
をこの順に、または上記ドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第1の特に好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
以下のCDR配列:
CDR1:SFGMS(=配列番号16)
CDR2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3:GGSLSR(=配列番号18)
を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン
をこの順に、または上記ドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第2の特に好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
以下のCDR配列:
CDR1:SFGMS(=配列番号16)
CDR2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3:GGSLSR(=配列番号18)
を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン
をこの順に、または上記ドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第3の特に好ましい実施形態:以下のCDR配列:
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
以下のCDR配列:
CDR1:SFGMS(=配列番号16)
CDR2:SISGSGSDTLYADSVKG(=配列番号17)
CDR3:GGSLSR(=配列番号18)
を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
および以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン
をこの順に、または上記ドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
上述のCDR配列に加えて、本発明のポリペプチドに含まれる免疫グロブリン単一可変ドメインは免疫グロブリンフレームワーク領域(FR)配列を含む。これらの配列は好ましくはヒトにおいて免疫原性ではなく、したがって好ましくはヒトまたはヒト化FR配列である。適切なヒトまたはヒト化FR配列は当技術分野では公知である。特に好ましいFR配列は下に示される実施形態から取得することが可能であり、下では、完全な免疫グロブリン単一可変ドメインおよびそれによってCDR配列ならびにFR配列を開示している。
さらに具体的な実施形態では、本発明のポリペプチドは、VHHドメイン、好ましくはヒト化VHHドメインである免疫グロブリン単一可変ドメインを含む。
さらに具体的な実施形態によれば、本発明のポリペプチドは、以下の配列:
(i)
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSTYTVGWFRQAPGKEREFVA
AIRRRGSSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
DTRTVALLQYRYDYWGQGTLVTVSS
[=Wnt1−333E06modドメイン;=配列番号19]
(ii)
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVA
AIRRSGRRTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
ARRVRSSTRYNTGTWWWEYWGQGTLVTVSS
[=Wnt1−333G06ドメイン;=配列番号20]、および
(iii)
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGLTFSRYTMGWFRQAPGKEREFVA
AIVRSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
DRRGRGENYILLYSSGRYEYWGQGTLVTVSS
[=Wnt1−333D03modドメイン;=配列番号21]
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)からなる群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)、
ならびに、以下の配列:
(iv)
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVA
AISWSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
SPIPYGSLLRRRNNYDYWGQGTLVTVSS
[=Wnt3a−093A01ドメイン;=配列番号22]および
(v)
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVA
AISWRSGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
DPRGYGVAYVSAYYEYWGQGTLVTVSS
[=Wnt3a−367B10ドメイン;=配列番号23]
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)からなる群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
さらに具体的な実施形態によれば、本発明のポリペプチドは、以下の配列:
(i)
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSTYTVGWFRQAPGKEREFVA
AIRRRGSSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
DTRTVALLQYRYDYWGQGTLVTVSS
[=Wnt1−333E06modドメイン;=配列番号19]
(ii)
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVA
AIRRSGRRTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
ARRVRSSTRYNTGTWWWEYWGQGTLVTVSS
[=Wnt1−333G06ドメイン;=配列番号20]、および
(iii)
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGLTFSRYTMGWFRQAPGKEREFVA
AIVRSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
DRRGRGENYILLYSSGRYEYWGQGTLVTVSS
[=Wnt1−333D03modドメイン;=配列番号21]
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)からなる群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン(a)、
ならびに、以下の配列:
(iv)
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVA
AISWSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
SPIPYGSLLRRRNNYDYWGQGTLVTVSS
[=Wnt3a−093A01ドメイン;=配列番号22]および
(v)
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVA
AISWRSGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAA
DPRGYGVAYVSAYYEYWGQGTLVTVSS
[=Wnt3a−367B10ドメイン;=配列番号23]
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)からなる群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン(b)
を含む。
好ましい実施形態は、
−配列番号19に示されるアミノ酸配列を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび配列番号22に示されるアミノ酸配列を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン;または
−配列番号20に示されるアミノ酸配列を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン;または
−配列番号21に示されるアミノ酸配列を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチドである。
−配列番号19に示されるアミノ酸配列を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび配列番号22に示されるアミノ酸配列を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン;または
−配列番号20に示されるアミノ酸配列を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン;または
−配列番号21に示されるアミノ酸配列を有する第1の免疫グロブリン単一可変ドメインおよび配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含むポリペプチドである。
したがって、上記実施形態は
isvd(a)−[リンカーペプチド]−isvd(b)
として模式的に表すことが可能であり、
「isvd」はそれぞれの免疫グロブリン単一可変ドメインを表し、他の点では
特に、任意のリンカーペプチドおよび/またはさらなるドメイン、特に、Alb11ドメインの存在に関して、ならびに免疫グロブリン単一可変ドメインの異なり順番に関して、同じ定義およびバリアントが上述の通りに当てはまるものとする。
isvd(a)−[リンカーペプチド]−isvd(b)
として模式的に表すことが可能であり、
「isvd」はそれぞれの免疫グロブリン単一可変ドメインを表し、他の点では
特に、任意のリンカーペプチドおよび/またはさらなるドメイン、特に、Alb11ドメインの存在に関して、ならびに免疫グロブリン単一可変ドメインの異なり順番に関して、同じ定義およびバリアントが上述の通りに当てはまるものとする。
本発明の特定の実施形態によれば、上記のペプチドは半減期延長部分をさらに含んでいてもよく、前記半減期延長部分は前記ポリペプチドに共有結合的に連結されており、アルブミン結合ペプチドまたはアルブミン結合免疫グロブリンドメインなどのアルブミン結合部分、好ましくは、アルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン、さらに好ましくは、Alb11ドメイン、抗トランスフェリン免疫グロブリンドメインなどのトランスフェリン結合部分、ポリエチレングリコール分子、血清アルブミン、好ましくはヒト血清アルブミン、および(ヒト)血清アルブミンの断片からなる群から選択してもよい。
上記Alb11免疫グロブリン単一可変ドメインの配列は以下の通りである:
EVQLVESGGGLVQPGNSLRLSCAASGFTFSSFGMSWVRQAPGKGLEWVSSISGSGSDTLYADSVKGRFTISRDNAKTTLYLQMNSLRPEDTAVYYCTI
GGSLSRSSQGTLVTVSS
(=Alb11ドメイン;=配列番号24)
上記Alb11免疫グロブリン単一可変ドメインの配列は以下の通りである:
EVQLVESGGGLVQPGNSLRLSCAASGFTFSSFGMSWVRQAPGKGLEWVSSISGSGSDTLYADSVKGRFTISRDNAKTTLYLQMNSLRPEDTAVYYCTI
GGSLSRSSQGTLVTVSS
(=Alb11ドメイン;=配列番号24)
ヒト血清アルブミンに結合する免疫グロブリン単一可変ドメインのさらなる例は当技術分野では公知であり、例えば、国際公開第2006/122787号および国際公開第2008/028977号にさらに詳細に記載されている。ヒト血清アルブミンに結合する他のポリペプチドは、例えば、国際公開第2008/068280号、国際公開第2009/127691号、および国際公開第2011/095545号に記載されている。
したがって、本発明の3つの好ましい特定の実施形態は以下の通りである:
第1の好ましい特定の実施形態:
−配列番号19に示されるアミノ酸配列を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号24に示されるアミノ酸配列を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号22に示されるアミノ酸配列を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメインを
この順に、または上記3つのドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第2の好ましい特定の実施形態:
−配列番号20に示されるアミノ酸配列を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号24に示されるアミノ酸配列を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメインを
この順に、または上記3つのドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第3の好ましい特定の実施形態:
−配列番号21に示されるアミノ酸配列を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号24に示されるアミノ酸配列を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメインを
この順に、または上記3つのドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
したがって、本発明の3つの好ましい特定の実施形態は以下の通りである:
第1の好ましい特定の実施形態:
−配列番号19に示されるアミノ酸配列を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号24に示されるアミノ酸配列を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号22に示されるアミノ酸配列を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメインを
この順に、または上記3つのドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第2の好ましい特定の実施形態:
−配列番号20に示されるアミノ酸配列を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号24に示されるアミノ酸配列を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメインを
この順に、または上記3つのドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
第3の好ましい特定の実施形態:
−配列番号21に示されるアミノ酸配列を有する第1の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号24に示されるアミノ酸配列を有するアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン;
−配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する第2の(LRP5/LRP6結合)免疫グロブリン単一可変ドメインを
この順に、または上記3つのドメインが交換されている順に含むポリペプチド。
さらに具体的な好ましい実施形態では、アルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメインは2つのLRP5/LRP6結合免疫グロブリン単一可変ドメイン間に位置している。
上記の免疫グロブリン単一可変ドメインの配列は表IIA、IIB、およびIICにまとめられている。
上記の免疫グロブリン単一可変ドメインの配列は表IIA、IIB、およびIICにまとめられている。
上述のように、本発明のポリペプチドに存在する(少なくとも2つの)免疫グロブリン単一可変ドメインはリンカーを使用せずに直接的に、またはリンカーを介して互いに連結することが可能である。リンカーは好ましくはリンカーペプチドであり、本発明に従えば、その標的エピトープのそれぞれへの少なくとも2つの異なる免疫グロブリン単一可変ドメインの結合を可能にするように選択されることになる。
適切なリンカーはとりわけエピトープ、特に、免疫グロブリン単一可変ドメインを結合させる標的分子上のエピトープ間の距離に依存することになる。これは本明細書の開示に基づけば当業者には明らかになるが、それはある限定された程度の決まりきった実験の後でもよい。
したがって、適切なリンカーは、例えば、9またはそれよりも多いアミノ酸、好ましくは、約20〜40アミノ酸などの少なくとも17アミノ酸の長さを有するアミノ酸配列を含むことができる。リンカー配列は天然に存在する配列でも天然には存在しない配列でもよい。治療目的で使用される場合には、リンカーは好ましくは、本発明のポリペプチドが投与される対象では非免疫原性である。
適切なリンカーはとりわけエピトープ、特に、免疫グロブリン単一可変ドメインを結合させる標的分子上のエピトープ間の距離に依存することになる。これは本明細書の開示に基づけば当業者には明らかになるが、それはある限定された程度の決まりきった実験の後でもよい。
したがって、適切なリンカーは、例えば、9またはそれよりも多いアミノ酸、好ましくは、約20〜40アミノ酸などの少なくとも17アミノ酸の長さを有するアミノ酸配列を含むことができる。リンカー配列は天然に存在する配列でも天然には存在しない配列でもよい。治療目的で使用される場合には、リンカーは好ましくは、本発明のポリペプチドが投与される対象では非免疫原性である。
1つの有用なグループのリンカー配列は、国際公開第1996/34103号および国際公開第1994/04678号に記載されている重鎖抗体のヒンジ領域に由来するリンカーである。他の例はAla−Ala−Alaなどのポリアラニンリンカー配列である。
リンカー配列のさらに好ましい例は、例えば、(gly4ser)3、(gly4ser)5、(gly4ser)7、(gly3ser)3、(gly3ser)5、(gly3ser)7、(gly3ser2)3、(gly3ser2)5、および(gly3ser2)7を含む、(glyxsery)zリンカーなどの異なる長さのGly/Serリンカーである。
ポリペプチドリンカーに代わって、またはこれに加えて、本発明のポリペプチドに存在する少なくとも2つの免疫グロブリン単一可変ドメインを別のポリペプチドなどの別の部分を介して互いに連結させることができ、この別の部分は、好ましいしかし非限定的実施形態では、すでに上に記載されているさらなる免疫グロブリン単一可変ドメインでもよい。そのような部分は本質的に不活性でもよく、またはポリペプチドの所望の特性を改善するなどの生物学的効果を有していてもよく、またはポリペプチドに1つまたは複数の追加の所望の特性を与えてもよい。すでに上で述べられたように、Alb11ドメインなどの(ヒト)血清アルブミン結合ドメインなどの好ましい追加のポリペプチドドメインは、ポリペプチドの半減期を増加することになる。
リンカー配列のさらに好ましい例は、例えば、(gly4ser)3、(gly4ser)5、(gly4ser)7、(gly3ser)3、(gly3ser)5、(gly3ser)7、(gly3ser2)3、(gly3ser2)5、および(gly3ser2)7を含む、(glyxsery)zリンカーなどの異なる長さのGly/Serリンカーである。
ポリペプチドリンカーに代わって、またはこれに加えて、本発明のポリペプチドに存在する少なくとも2つの免疫グロブリン単一可変ドメインを別のポリペプチドなどの別の部分を介して互いに連結させることができ、この別の部分は、好ましいしかし非限定的実施形態では、すでに上に記載されているさらなる免疫グロブリン単一可変ドメインでもよい。そのような部分は本質的に不活性でもよく、またはポリペプチドの所望の特性を改善するなどの生物学的効果を有していてもよく、またはポリペプチドに1つまたは複数の追加の所望の特性を与えてもよい。すでに上で述べられたように、Alb11ドメインなどの(ヒト)血清アルブミン結合ドメインなどの好ましい追加のポリペプチドドメインは、ポリペプチドの半減期を増加することになる。
したがって、さらなる実施形態によれば、本発明は、正確なアミノ酸配列は下の表IIIから取得することが可能である、以下の配列のいずれかを含むポリペプチドを特に含む:
配列番号25(=ポリペプチドF013500575の配列)
配列番号26(=ポリペプチドF013500571の配列)、および
配列番号27(=ポリペプチドF013500720の配列)。
さらに特定の実施形態によれば、本発明のポリペプチドは以下の分子の群から選択される:
ポリペプチドF013500575、配列番号25の配列を有する、
ポリペプチドF013500571、配列番号26の配列を有する、
ポリペプチドF013500720、配列番号27の配列を有する。
配列番号25(=ポリペプチドF013500575の配列)
配列番号26(=ポリペプチドF013500571の配列)、および
配列番号27(=ポリペプチドF013500720の配列)。
さらに特定の実施形態によれば、本発明のポリペプチドは以下の分子の群から選択される:
ポリペプチドF013500575、配列番号25の配列を有する、
ポリペプチドF013500571、配列番号26の配列を有する、
ポリペプチドF013500720、配列番号27の配列を有する。
以前説明されたように、別の方法で示されなければ、本発明のポリペプチドは、さらなる部分および/または追加のポリペプチドドメインを、そのような追加の部分またはドメインによりLRP5/LRP6へのその結合が妨げられない限り、含んでもよい。
本発明のポリペプチドは、グリコシル残基などの改変物または改変されたアミノ酸側鎖をさらに含有することが可能であり、そのような分子の半減期および他の特性を増加するためにペグ化してもよい。二重パラトピック免疫グロブリン単一可変ドメイン構築物をペグ化するのに有用な技法および試薬は、例えば、国際公開第2011/107507号から取得してもよい。
本発明のポリペプチドは、グリコシル残基などの改変物または改変されたアミノ酸側鎖をさらに含有することが可能であり、そのような分子の半減期および他の特性を増加するためにペグ化してもよい。二重パラトピック免疫グロブリン単一可変ドメイン構築物をペグ化するのに有用な技法および試薬は、例えば、国際公開第2011/107507号から取得してもよい。
本発明のポリペプチドは、ある特定の発現系(特定のベクターまたは宿主細胞などの)を使用することにより発現されるように、または封入体としてもしくは可溶性形態で発現されるように、または培地もしくは細胞膜周辺腔に分泌されるように、または細胞内に含有されるように、またはさらに均一な産物を産生するように分子を最適化するために、改変されたN終端配列、例えば、N終端アミノ酸のうちの1つもしくは複数の欠失、または、例えば、第1のN終端アミノ酸の交換(例えば、グルタミンからアラニンへ)を有していてもよい。本発明のポリペプチドは、例えば、そのようなポリペプチドの安定性をさらに増強するまたは免疫原性を減少するために、例えば、国際公開第2012/175741号、国際公開第2011/075861号、または国際公開第2013/024059号で説明されているように、追加のアラニンなどの改変されたC終端配列(上の表IIIに示される3つの実施形態について示されている)、および/またはC終端部分でもしくはフレームワーク領域のいずれか内の他の限定された位置でさらなるアミノ酸交換を有していてもよい。
さらに、本発明のポリペプチドの半減期は、アルブミンドメインを付加することにより、すなわち、ポリペプチドをアルブミン融合タンパク質に変換することにより増強してもよい。有用なアルブミン部分、およびその部分を結合分子に付加する方法の例は、例えば、国際公開第2001/079271号および国際公開第2003/059934号に提供されている。
好ましくは、本発明のポリペプチドは、下の実施例7.1に記載されるFACS結合アッセイで測定され、10-6モル/リットルもしくはそれ未満の、さらに好ましくは10-9モル/リットルもしくはそれ未満の範囲の、さらに好ましくは10-10から10-13モル/リットルの範囲の結合(EC50)値を有しており、
または、下の実施例7.3で述べられている、Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイで測定され、10-9モル/リットルもしくはそれ未満の、好ましくは、5×10-10モル/リットルから10-12モル/リットルまでの範囲のIC50値を有している。
好ましくは、本発明のポリペプチドは、下の実施例7.1に記載されるFACS結合アッセイで測定され、10-6モル/リットルもしくはそれ未満の、さらに好ましくは10-9モル/リットルもしくはそれ未満の範囲の、さらに好ましくは10-10から10-13モル/リットルの範囲の結合(EC50)値を有しており、
または、下の実施例7.3で述べられている、Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイで測定され、10-9モル/リットルもしくはそれ未満の、好ましくは、5×10-10モル/リットルから10-12モル/リットルまでの範囲のIC50値を有している。
本発明のポリペプチドは、TNBC、CRC、およびNSCLCなどのいくつかのがんタイプのさらに効率的な処置を可能にする。本発明のポリペプチドは、改善されたin vitro特徴(すなわち、Wnt経路阻害のより高い効率、例えば、下の実施例7および8参照)、ならびに有意なin vivo腫瘍増殖阻害特性を有し、例えば、下の実施例9および10に示されるように、当技術分野で記載される他のLRP6結合分子と比べてより高いin vivo有効性をもたらす。
特に、Wnt駆動腫瘍モデルにおいてin vivoで示されるように、LRP5/LRP6交差反応性半減期延長二重パラトピックヒト化VHH構築物はWntシグナル伝達および腫瘍増殖をin vivoで阻害することができ、実質的な腫瘍縮小さえ提供し(すなわち、100%を超える腫瘍増殖阻害)、これは同じ実験設定下で、当技術分野で公知のLRP6結合剤を用いては達成できなかった。腫瘍縮小(すなわち、腫瘍退縮)は当然のことながらがん患者の処置のための所望の治療効果(すなわち、有効性)である。さらに、病理学的完全奏功(pCR)をもたらす腫瘍退縮は、無憎悪生存および全生存の著しい改善を示す、認知された臨床的エンドポイントである。
同じin vivo実験では、有意な体重変化は観察されず(<10%)、胃腸病理組織学的分析の結果は本発明の上記ポリペプチドのいかなる毒性効果も示さなかった。これは、上で考察されたin vivo DKK1発現研究(すなわち、腸粘膜潰瘍および体重減少をもたらす)を考慮すると特に驚くべきことである。
特に、Wnt駆動腫瘍モデルにおいてin vivoで示されるように、LRP5/LRP6交差反応性半減期延長二重パラトピックヒト化VHH構築物はWntシグナル伝達および腫瘍増殖をin vivoで阻害することができ、実質的な腫瘍縮小さえ提供し(すなわち、100%を超える腫瘍増殖阻害)、これは同じ実験設定下で、当技術分野で公知のLRP6結合剤を用いては達成できなかった。腫瘍縮小(すなわち、腫瘍退縮)は当然のことながらがん患者の処置のための所望の治療効果(すなわち、有効性)である。さらに、病理学的完全奏功(pCR)をもたらす腫瘍退縮は、無憎悪生存および全生存の著しい改善を示す、認知された臨床的エンドポイントである。
同じin vivo実験では、有意な体重変化は観察されず(<10%)、胃腸病理組織学的分析の結果は本発明の上記ポリペプチドのいかなる毒性効果も示さなかった。これは、上で考察されたin vivo DKK1発現研究(すなわち、腸粘膜潰瘍および体重減少をもたらす)を考慮すると特に驚くべきことである。
したがって、本発明のポリペプチドは実際にがん疾患の処置のための、および特に(トリプルネガティブ)乳がんなどの高度なアンメットメディカルニーズ適応症においてさえも使用するための新規の治療選択肢を提供している。
驚くべきことに、本発明者らは、従来の経路を介して、すなわち、LRP6(例えば、国際公開第2009/056634号での「Wntシグナル伝達媒介性疾患」の処置のための標的として言及されている)などの1つの所与の標的に対して高い特異性/選択性を有する阻害剤または結合分子を開発しようとして、この解決策に到達したのではない。それとは対照的に、本発明者らは、2つの関連するタンパク質、LRP6とLRP5を同時に標的とする分子を開発し、それによって、先行技術では期待できなかった上記の著しく改善されたin vitroおよびin vivo効果を達成した。
この優位性の根底にある分子機構は完全に明らかになってはいない。しかし、特定の理論に縛られたくはないが、そのような交差反応性分子は、Wntシグナル伝達経路の高度に複雑なシグナル伝達カスケードに対して追加の、それによるより強力な効果をもたらすことができると推測することができる。
驚くべきことに、本発明者らは、従来の経路を介して、すなわち、LRP6(例えば、国際公開第2009/056634号での「Wntシグナル伝達媒介性疾患」の処置のための標的として言及されている)などの1つの所与の標的に対して高い特異性/選択性を有する阻害剤または結合分子を開発しようとして、この解決策に到達したのではない。それとは対照的に、本発明者らは、2つの関連するタンパク質、LRP6とLRP5を同時に標的とする分子を開発し、それによって、先行技術では期待できなかった上記の著しく改善されたin vitroおよびin vivo効果を達成した。
この優位性の根底にある分子機構は完全に明らかになってはいない。しかし、特定の理論に縛られたくはないが、そのような交差反応性分子は、Wntシグナル伝達経路の高度に複雑なシグナル伝達カスケードに対して追加の、それによるより強力な効果をもたらすことができると推測することができる。
上記の有利な効果は、下の実施例においておよびその中に含まれる比較データを通じてさらに説明されることになる。
さらに、本発明のポリペプチドは製造するのが容易であり、可溶性が高く、これは本発明のポリペプチドが従来の抗体と比べてより高い濃度で貯蔵しおよび/または投与することができることを意味する。本発明のポリペプチドは室温で安定しており、極端なpHでさえ長期の安定性を有するので、冷凍装置を使用せずに、調製し、貯蔵しおよび/または輸送することができ、輸送費削減、時間節約および環境保全をかなえる。上記のせいでおよびその低い免疫原性のせいで、本発明のポリペプチドは、注射および注入以外の投与経路に関して、ならびに投与レジメンおよび特定のデバイスの使用に関して種々の選択肢をさらに提供する。
核酸、ベクター、宿主細胞
さらなる態様によれば、本発明は、本発明のポリペプチドをコードする核酸分子および発現ベクターに、ならびに本発明のポリペプチドを発現する宿主細胞に関する。これらの核酸、ベクター、および宿主細胞は本発明のポリペプチドを製造するのに有用であり、さらなる態様およびその実施形態は、本発明のポリペプチドを製造する方法の概要に関連して下でさらに説明されることになる。
さらに、本発明のポリペプチドは製造するのが容易であり、可溶性が高く、これは本発明のポリペプチドが従来の抗体と比べてより高い濃度で貯蔵しおよび/または投与することができることを意味する。本発明のポリペプチドは室温で安定しており、極端なpHでさえ長期の安定性を有するので、冷凍装置を使用せずに、調製し、貯蔵しおよび/または輸送することができ、輸送費削減、時間節約および環境保全をかなえる。上記のせいでおよびその低い免疫原性のせいで、本発明のポリペプチドは、注射および注入以外の投与経路に関して、ならびに投与レジメンおよび特定のデバイスの使用に関して種々の選択肢をさらに提供する。
核酸、ベクター、宿主細胞
さらなる態様によれば、本発明は、本発明のポリペプチドをコードする核酸分子および発現ベクターに、ならびに本発明のポリペプチドを発現する宿主細胞に関する。これらの核酸、ベクター、および宿主細胞は本発明のポリペプチドを製造するのに有用であり、さらなる態様およびその実施形態は、本発明のポリペプチドを製造する方法の概要に関連して下でさらに説明されることになる。
治療的使用
本発明のポリペプチドは、その生物学的特性のせいで、がんおよび特発性肺線維症(IPE)などの過剰なまたは異常な細胞増殖を特徴とする疾患を処置するのに適している。
例えば、以下のがん、腫瘍、および他の増殖性疾患は、それに限定されることなく、本発明に従ったポリペプチドで処置することができる:
頭頸部のがん;例えば、非小細胞肺がん(NSCLC)および小細胞肺がん(SCLC)などの肺のがん;例えば、神経原性腫瘍および間充織腫瘍などの縦隔の新生物;例えば、食道、胃(胃がん)、膵臓、肝臓および胆管(例えば、肝細胞癌(HCC)を含む)、ならびに小腸および大腸(例えば、結腸直腸がんを含む)のがんなどの消化(GI)管のがん;前立腺のがん;精巣のがん;例えば、卵巣のがんなどの婦人科がん;例えば、乳癌、ホルモン受容体陽性乳がん、Her2陽性乳がん、およびトリプルネガティブ乳がんなどの乳房のがん;内分泌系のがん;例えば、線維肉腫、横紋筋肉腫、血管肉腫、カポジ肉腫などの軟部組織のがん;例えば、骨髄腫、骨肉腫、ユーイング肉腫、線維肉腫、骨軟骨腫、骨芽細胞腫、および軟骨芽細胞腫などの骨の肉腫;中皮腫;例えば、基底細胞癌、扁平上皮癌、メルケル細胞癌、およびメラノーマなどの皮膚のがん;例えば、星状細胞腫、神経膠芽腫、グリオーマ神経芽細胞腫、および網膜芽細胞腫などの中枢神経系および脳の新生物;例えば、B細胞非ホジキンリンパ腫(NHL)、T細胞非ホジキンリンパ腫、慢性B細胞リンパ性白血病(B−CLL)、慢性T細胞リンパ性白血病(T−CLL)、ホジキン病(HD)、大顆粒リンパ性白血病(LGL)、慢性骨髄性白血病(CML)、急性骨髄性/骨髄球性白血病(AML)、急性リンパ性/リンパ芽球性白血病(ALL)、多発性骨髄腫(MM)、形質細胞腫、および骨髄異形成症候群(MDS)などのリンパ腫および白血病;ならびに未知の原発部位のがん。
本発明のポリペプチドは、その生物学的特性のせいで、がんおよび特発性肺線維症(IPE)などの過剰なまたは異常な細胞増殖を特徴とする疾患を処置するのに適している。
例えば、以下のがん、腫瘍、および他の増殖性疾患は、それに限定されることなく、本発明に従ったポリペプチドで処置することができる:
頭頸部のがん;例えば、非小細胞肺がん(NSCLC)および小細胞肺がん(SCLC)などの肺のがん;例えば、神経原性腫瘍および間充織腫瘍などの縦隔の新生物;例えば、食道、胃(胃がん)、膵臓、肝臓および胆管(例えば、肝細胞癌(HCC)を含む)、ならびに小腸および大腸(例えば、結腸直腸がんを含む)のがんなどの消化(GI)管のがん;前立腺のがん;精巣のがん;例えば、卵巣のがんなどの婦人科がん;例えば、乳癌、ホルモン受容体陽性乳がん、Her2陽性乳がん、およびトリプルネガティブ乳がんなどの乳房のがん;内分泌系のがん;例えば、線維肉腫、横紋筋肉腫、血管肉腫、カポジ肉腫などの軟部組織のがん;例えば、骨髄腫、骨肉腫、ユーイング肉腫、線維肉腫、骨軟骨腫、骨芽細胞腫、および軟骨芽細胞腫などの骨の肉腫;中皮腫;例えば、基底細胞癌、扁平上皮癌、メルケル細胞癌、およびメラノーマなどの皮膚のがん;例えば、星状細胞腫、神経膠芽腫、グリオーマ神経芽細胞腫、および網膜芽細胞腫などの中枢神経系および脳の新生物;例えば、B細胞非ホジキンリンパ腫(NHL)、T細胞非ホジキンリンパ腫、慢性B細胞リンパ性白血病(B−CLL)、慢性T細胞リンパ性白血病(T−CLL)、ホジキン病(HD)、大顆粒リンパ性白血病(LGL)、慢性骨髄性白血病(CML)、急性骨髄性/骨髄球性白血病(AML)、急性リンパ性/リンパ芽球性白血病(ALL)、多発性骨髄腫(MM)、形質細胞腫、および骨髄異形成症候群(MDS)などのリンパ腫および白血病;ならびに未知の原発部位のがん。
身体でのその特定の位置/起源を特徴とする上記のあらゆるがん、腫瘍、新生物、などは、原発腫瘍とそれに由来する転移性腫瘍の両方を含むことが意図されている。
さらに具体的には、本発明のポリペプチドは、異常な細胞増殖が異常な(活性化された)Wntシグナル伝達により引き起こされるまたはこれを伴う疾患、特に、がん疾患の処置に有用である。
したがって、本発明のポリペプチドは固形腫瘍の処置に、さらに具体的には、肺がん、肝臓がん、結腸がん、脳がん、甲状腺がん、膵臓がん、乳がん、卵巣がんおよび前立腺がんの処置に、さらに具体的には非小細胞肺がん(NSCLC)、トリプルネガティブ乳がん(TNBC)、および結腸直腸がん(CRC)の処置に特に有用である。特に、本発明のポリペプチドは、無憎悪生存(PFS)および全生存(OS)を延ばすために、局所進行性または転移性TNBCを有する患者、転移性NSCLCまたは局所進行性もしくは転移性CRCを有する患者を処置するのに単剤としてまたは組み合わせて使用してもよい。さらに、本発明のポリペプチドは、病理学的完全奏功(pCR;ネオアジュバンド全身療法の完了に続く完全切除胸検体およびすべての採取された所属リンパ節の病理組織学的評価により残遺浸潤がんおよび上皮内がんが存在しないことと定義されている)を達成するために乳がん患者のためのネオアジュバンド処置として使用してもよい。
さらに具体的には、本発明のポリペプチドは、異常な細胞増殖が異常な(活性化された)Wntシグナル伝達により引き起こされるまたはこれを伴う疾患、特に、がん疾患の処置に有用である。
したがって、本発明のポリペプチドは固形腫瘍の処置に、さらに具体的には、肺がん、肝臓がん、結腸がん、脳がん、甲状腺がん、膵臓がん、乳がん、卵巣がんおよび前立腺がんの処置に、さらに具体的には非小細胞肺がん(NSCLC)、トリプルネガティブ乳がん(TNBC)、および結腸直腸がん(CRC)の処置に特に有用である。特に、本発明のポリペプチドは、無憎悪生存(PFS)および全生存(OS)を延ばすために、局所進行性または転移性TNBCを有する患者、転移性NSCLCまたは局所進行性もしくは転移性CRCを有する患者を処置するのに単剤としてまたは組み合わせて使用してもよい。さらに、本発明のポリペプチドは、病理学的完全奏功(pCR;ネオアジュバンド全身療法の完了に続く完全切除胸検体およびすべての採取された所属リンパ節の病理組織学的評価により残遺浸潤がんおよび上皮内がんが存在しないことと定義されている)を達成するために乳がん患者のためのネオアジュバンド処置として使用してもよい。
本発明のポリペプチドは、第一選択、第二選択、または任意のさらなる選択処置という状況での治療レジメンで使用してもよい。
本発明のポリペプチドは、上記疾患の予防、短期または長期処置のために使用してもよく、これを放射線療法および/または手術と組み合わせてもよい。
同様に、本発明のポリペプチドは、特発性肺線維症(IPE)などの、Wntシグナル伝達経路を伴う異常な細胞増殖により引き起こされる他の疾患の処置に特に有用である(Konigshoff et al. “Functional Wnt signaling is increased in idiopathic pulmonary fibrosis”. PLoS One 2008;3(5):e2142; Lam et al. “Wnt coreceptor Lrp5 is a driver of idiopathic pulmonary fibrosis”. Am J Respir Crit Care Med.2014;190(2):185-95)。
本発明のポリペプチドは、上記疾患の予防、短期または長期処置のために使用してもよく、これを放射線療法および/または手術と組み合わせてもよい。
同様に、本発明のポリペプチドは、特発性肺線維症(IPE)などの、Wntシグナル伝達経路を伴う異常な細胞増殖により引き起こされる他の疾患の処置に特に有用である(Konigshoff et al. “Functional Wnt signaling is increased in idiopathic pulmonary fibrosis”. PLoS One 2008;3(5):e2142; Lam et al. “Wnt coreceptor Lrp5 is a driver of idiopathic pulmonary fibrosis”. Am J Respir Crit Care Med.2014;190(2):185-95)。
さらに、本発明のポリペプチドは、網膜内層細胞での異常なWnt活性化に起因する網膜症の処置、とりわけ、糖尿病性網膜症の処置に特に有用であり、この異常なWnt活性化は異常な新しい網膜血管形成の増加を引き起こし、糖尿病性網膜症の発症および進行をもたらす(Chen, Y., et al. “Activation of the Wnt pathway plays a pathogenic role in diabetic retinopathy in humans and animal models” The Am J Pathol.2009; 175(6):2676-85., Gao et al. “Elevated LRP6 levels correlate with vascular endoth
elial growth factor in the vitreous of proliferative diabetic retinopathy” Mol Vis.2015;21:665-72)。
最後に、Wnt1/Wnt3aシグナル伝達経路を阻害すれば樹状細胞(DC)および樹状細胞機能にも効果を及ぼすことが可能であることは明らかにできたので、本発明のポリペプチドは、免疫疾患および感染症の処置に、ならびにすでに上で述べた種々のがん疾患での腫瘍微小環境に影響を及ぼすのにも有用である可能性がある。腫瘍は抗腫瘍免疫を積極的に抑制し、DCはがん免疫回避機構で重要な役割を果たしている。特に、腫瘍微小環境でのWntリガンドが免疫細胞内のパラ分泌シグナル伝達を開始し、宿主抗腫瘍免疫を調節することも可能であることが研究により明らかになった(Hong et al. “beta-catenin promotes regulatory T-cell responses in tumors by inducing vitamin A metabolism in dendritic cells”. Cancer Res.2015;75(4):656-65)。
elial growth factor in the vitreous of proliferative diabetic retinopathy” Mol Vis.2015;21:665-72)。
最後に、Wnt1/Wnt3aシグナル伝達経路を阻害すれば樹状細胞(DC)および樹状細胞機能にも効果を及ぼすことが可能であることは明らかにできたので、本発明のポリペプチドは、免疫疾患および感染症の処置に、ならびにすでに上で述べた種々のがん疾患での腫瘍微小環境に影響を及ぼすのにも有用である可能性がある。腫瘍は抗腫瘍免疫を積極的に抑制し、DCはがん免疫回避機構で重要な役割を果たしている。特に、腫瘍微小環境でのWntリガンドが免疫細胞内のパラ分泌シグナル伝達を開始し、宿主抗腫瘍免疫を調節することも可能であることが研究により明らかになった(Hong et al. “beta-catenin promotes regulatory T-cell responses in tumors by inducing vitamin A metabolism in dendritic cells”. Cancer Res.2015;75(4):656-65)。
当然のことながら、上記は、それを必要とする患者に治療有効用量を投与することにより上記疾患を処置する種々の方法での本発明のポリペプチドの使用、ならびにそのような疾患の処置のための医薬ならびにそのような本発明のポリペプチドを含む医薬組成物の製造ならびにそのような本発明のポリペプチドおよび同類の物を含む医薬の調製および/または製造のためのこれらポリペプチドの使用も含む。
他の活性物質との組合せ
本発明のポリペプチドは、単独でまたは例えば、細胞分裂阻害もしくは細胞傷害性物質、細胞増殖阻害剤、抗血管新生物質、ステロイド、免疫調節剤/チェックポイント阻害剤、および同類の物などの、最先端のもしくは標準治療化合物などの他の薬理活性物質と組み合わせて使用してもよい。
本発明のポリペプチドは、単独でまたは例えば、細胞分裂阻害もしくは細胞傷害性物質、細胞増殖阻害剤、抗血管新生物質、ステロイド、免疫調節剤/チェックポイント阻害剤、および同類の物などの、最先端のもしくは標準治療化合物などの他の薬理活性物質と組み合わせて使用してもよい。
本発明に従った化合物と組み合わせて投与してもよい細胞分裂阻害および/または細胞傷害性物質は、ホルモン、ホルモン類似体および抗ホルモン薬、アロマターゼ阻害剤、LHRHアゴニストおよびアンタゴニスト、増殖因子(例えば、血小板由来増殖因子(PDGF)、線維芽細胞増殖因子(FGF)、血管内皮増殖因子(VEGF)、上皮増殖因子(EGF)、インスリン様増殖因子(IGF)、ヒト上皮増殖因子(HER、例えば、HER2、HER3、HER4)および肝細胞増殖因子(HGF)などの増殖因子)の阻害剤、阻害剤は、例えば、(抗)増殖因子抗体、(抗)増殖因子受容体抗体、ならびに、例えば、セツキシマブ、ゲフィチニブ、アファチニブ、ニンテダニブ、イマチニブ、ラパチニブ、ボスチニブおよびトラスツズマブなどのチロシンキナーゼ阻害剤である;代謝拮抗剤(例えば、メトトレキサート、ラルチトレキセドなどの葉酸代謝拮抗剤、5−フルオロウラシル(5−FU)、カペシタビンおよびゲムシタビンなどのピリミジン類似体、メルカプトプリン、チオグアニン、クラドリビンおよびペントスタチンなどのプリンおよびアデノシン類似体、シタラビン(araC)、フルダラビン);抗腫瘍抗生物質(例えば、アントラサイクリン);白金誘導体(例えば、シスプラチン、オキサリプラチン、カルボプラチン);アルキル化剤(例えば、エストラムスチン、メクロレタミン、メルファラン、クロラムブシル、ブスルファン、ダカルバジン、シクロホスファミド、イホスファミド、テモゾロミド、例えば、カルムスチンおよびロムスチンなどのニトロソ尿素、チオテパ);有糸分裂阻害剤(例えば、例えば、ビンブラスチン、ビンデシン、ビノレルビンおよびビンクリスチンなどのビンカアルカロイド;ならびにパクリタキセル、ドセタキセルなどのタキサン);血管新生阻害剤、チューブリン阻害剤;DNA合成阻害剤、PARP阻害剤、トポイソメラーゼ阻害剤(例えば、例えば、エトポシドおよびリン酸エトポシドなどのエピポドフィロトキシン、テニポシド、アムサクリン、トポテカン、イリノテカン、ミトキサントロン)、セリン/トレオニンキナーゼ阻害剤(例えば、PDK1阻害剤、Raf阻害剤、A−Raf阻害剤、B−Raf阻害剤、C−Raf阻害剤、mTOR阻害剤、mTORC1/2阻害剤、PI3K阻害剤、PI3Kα阻害剤、デュアルmTOR/PI3K阻害剤、STK33阻害剤、AKT阻害剤、PLK1阻害剤(ボラセルチブなどの)、CDKの阻害剤、オーロラキナーゼ阻害剤)、チロシンキナーゼ阻害剤(例えば、PTK2/FAK阻害剤)、タンパク質タンパク質相互作用阻害剤、MEK阻害剤、ERK阻害剤、FLT3阻害剤、BRD4阻害剤、IGF−1R阻害剤、TRAILR2アゴニスト、Bcl−xL阻害剤、Bcl−2阻害剤、Bcl−2/Bcl−xL阻害剤、ErbB受容体阻害剤、BCR−ABL阻害剤、ABL阻害剤、Src阻害剤、ラパマイシン類似体(例えば、エベロリムス、テムシロリムス、リダフォロリムス、シロリムス)、アンドロゲン合成阻害剤、アンドロゲン受容体阻害剤、DNMT阻害剤、HDAC阻害剤、ANG1/2阻害剤、CYP17阻害剤、放射性医薬品、免疫チェックポイント阻害剤などの免疫治療剤(例えば、CTLA4、PD1、PD−L1、LAG3、およびイピリムマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブなどのTIM3結合分子/免疫グロブリン)、伝統的な腫瘍ワクチンなどのがんワクチン(細胞ベースワクチン、例えば、前立腺がんの処置のためのシプロイセルT)、個別化ネオ抗原ワクチン、および腫瘍溶解性ウイルス、ならびに、アミフォスチン、アナグレリド、クロドロネート(clodronat)、フィルグラスチム(filgrastin)、インターフェロン、インターフェロンアルファ、ロイコボリン、リツキシマブ、プロカルバジン、レバミソール、メスナ、ミトタン、パミドロネートおよびポルフィマーなどの種々の化学療法剤を含むがそれらに限定されない。
特に好ましいのは、
(i)乳がん患者での化学療法組合せ(ネオアジュバンド設定でのドキソルビシン/シクロホスファミド組合せおよび/またはカペシタビン/ドセタキセル組合せ;第一および後期選択処置のためのタキサン/白金レジメンを含む)とのまたはそれなしでの抗VEGF抗体(ベバシズマブおよび他の抗血管新生物質);
(ii)肺がん患者での化学療法組合せ(第一選択処置でのゲムシタビン/シスプラチン;第二選択処置でのドセタキセルまたはペメトレキセドを含む、白金ベース細胞傷害併用療法)とのまたはそれなしでのEGFR変異NSCLCに対するEGFR TKlまたはALK転位置NSCLCに対するクリゾチニブ;
(iii)例えば、CRC患者の処置のための、化学療法組合せ(イリノテカンを含む)、抗VEGF抗体組合せ(ベバシズマブおよび他の抗血管新生物質)またはレゴラフェニブ組合せとのまたはそれなしでの抗EGFR抗体(KRAS野生型腫瘍におけるセツキシマブおよびパニツムマブ);
(iv)例えば、乳がん、肺がんおよびCRC患者の処置のための、ペンブロリズマブおよびニボルマブなどの抗PD−1剤、抗PD−L1剤、抗CTLA4剤、抗BTLA剤、抗LAG3剤、ならびに抗PDL1抗体などの抗TIM3剤、等を含む、免疫療法剤;
(v)例えば、乳がんまたはCRC患者の処置のための、白金ベース抗悪性腫瘍剤などの、またはフォリン酸、5’−フルオロウラシル、およびオキサリプラチンを含むFOLFOX化学療法レジメンと組み合わせた、またはフォリン酸、5’−フルオロウラシル、オキサリプラチン、およびイリノテカンを含む、FOLFOXIRI化学療法レジメンと組み合わせた、化学療法剤
からなる群から選択される薬物と組み合わせた本発明のポリペプチドの使用を含む処置方法である。
(i)乳がん患者での化学療法組合せ(ネオアジュバンド設定でのドキソルビシン/シクロホスファミド組合せおよび/またはカペシタビン/ドセタキセル組合せ;第一および後期選択処置のためのタキサン/白金レジメンを含む)とのまたはそれなしでの抗VEGF抗体(ベバシズマブおよび他の抗血管新生物質);
(ii)肺がん患者での化学療法組合せ(第一選択処置でのゲムシタビン/シスプラチン;第二選択処置でのドセタキセルまたはペメトレキセドを含む、白金ベース細胞傷害併用療法)とのまたはそれなしでのEGFR変異NSCLCに対するEGFR TKlまたはALK転位置NSCLCに対するクリゾチニブ;
(iii)例えば、CRC患者の処置のための、化学療法組合せ(イリノテカンを含む)、抗VEGF抗体組合せ(ベバシズマブおよび他の抗血管新生物質)またはレゴラフェニブ組合せとのまたはそれなしでの抗EGFR抗体(KRAS野生型腫瘍におけるセツキシマブおよびパニツムマブ);
(iv)例えば、乳がん、肺がんおよびCRC患者の処置のための、ペンブロリズマブおよびニボルマブなどの抗PD−1剤、抗PD−L1剤、抗CTLA4剤、抗BTLA剤、抗LAG3剤、ならびに抗PDL1抗体などの抗TIM3剤、等を含む、免疫療法剤;
(v)例えば、乳がんまたはCRC患者の処置のための、白金ベース抗悪性腫瘍剤などの、またはフォリン酸、5’−フルオロウラシル、およびオキサリプラチンを含むFOLFOX化学療法レジメンと組み合わせた、またはフォリン酸、5’−フルオロウラシル、オキサリプラチン、およびイリノテカンを含む、FOLFOXIRI化学療法レジメンと組み合わせた、化学療法剤
からなる群から選択される薬物と組み合わせた本発明のポリペプチドの使用を含む処置方法である。
2つまたはそれよりも多い物質または成分が併用処置レジメンの一部として使用されることになる場合、これらの物質または成分は、本質的に同じ時間に(すなわち、同時に)または異なる時間に(例えば、逐次に、連続して、交互に、引き続いて、または他のいかなる種類の交互レジメンに従ってでも)、同じ投与経路を介してまたは異なる投与経路を介して投与することが可能である。
物質または成分が同じ投与経路を介して同時に投与されることになる場合、これらの物質または成分は、異なる医薬製剤もしくは組成物としてまたは組み合わされた医薬製剤もしくは組成物の一部として投与してもよい。その上、2つまたはそれよりも多い活性物質または成分が併用処置レジメンの一部として使用されることになる場合、物質または成分のそれぞれは同じ量で、および化合物または成分が単独で使用される場合に使用されるのと同じレジメンに従って投与してもよく、そのような併用は相乗効果をもたらすこともあればもたらさないこともある。しかし、2つまたはそれよりも多い活性物質または成分の併用が相乗効果をもたらす場合、所望の治療作用をまだ達成しつつ、投与される物質または成分のうちの1つ、それよりも多いまたは全ての量を減らせる可能性もある。これは、例えば、まだ所望の薬理学的または治療効果を得つつ、その通常の量で使用される場合の物質または成分のうちの1つまたは複数の使用に付随する不必要ないずれかの副作用を回避する、制限するまたは減少させるのに有用な場合がある。
当然のことながら、上記は、上記の組合せパートナーとの併用のための調製および本発明のポリペプチドの調製方法を含む。本発明のポリペプチドとの併用のための調製および上記組合せパートナーの調製方法も含まれる。したがって、本発明はこれによって、例えば、本発明のポリペプチドと組み合わせての投与のための、さらに具体的には、本発明のポリペプチドを用いた併用療法レジメンでの投与のための、ペンブロリズマブまたはニボルマブなどの、抗PD1抗体などの免疫調節剤/チェックポイント阻害剤の使用方法、または使用のための調製方法を提供する。
当然のことながら、上記は、上記の組合せパートナーとの併用のための調製および本発明のポリペプチドの調製方法を含む。本発明のポリペプチドとの併用のための調製および上記組合せパートナーの調製方法も含まれる。したがって、本発明はこれによって、例えば、本発明のポリペプチドと組み合わせての投与のための、さらに具体的には、本発明のポリペプチドを用いた併用療法レジメンでの投与のための、ペンブロリズマブまたはニボルマブなどの、抗PD1抗体などの免疫調節剤/チェックポイント阻害剤の使用方法、または使用のための調製方法を提供する。
さらに、本発明は、少なくとも1つの本発明のポリペプチドおよび上記の疾患および障害の処置のために使用される他の薬物からなる群から選択される1つまたは複数の他の成分および下記のデバイスを含むキットも包含する。
医薬組成物、投与方法、投与量
疾患の上記処置方法は前記疾患の処置のための医薬の調製を含むことは当業者に明らかになる。したがって、本発明は、少なくとも1つの本発明のポリペプチドを含む、上文で言及された疾患の処置のための医薬組成物にさらに関する。
本発明のポリペプチドおよび/または本発明のポリペプチドを含む組成物は、使用される特定の医薬製剤または組成物に応じて、それを必要とする患者にいかなる適切な様式でも投与することが可能である。したがって、本発明のポリペプチドおよび/または本発明のポリペプチドを含む組成物は、例えば、有効量または用量で、静脈内に(i.v.)、皮下に(s.c.)、筋肉内に(i.m.)、腹腔内に(i.p.)、経皮的に、経口的に、舌下に(例えば、舌下に置かれ粘膜を通じて吸収され舌下の毛細管網目構造に入る舌下錠、スプレーまたはドロップの形態で)、経鼻的に(鼻腔内に)(例えば、スプレー式点鼻薬の形態でおよび/または噴霧剤として)、局所的に、坐薬により、吸入により、または他のいかなる適切な様式でも投与することが可能である。
医薬組成物、投与方法、投与量
疾患の上記処置方法は前記疾患の処置のための医薬の調製を含むことは当業者に明らかになる。したがって、本発明は、少なくとも1つの本発明のポリペプチドを含む、上文で言及された疾患の処置のための医薬組成物にさらに関する。
本発明のポリペプチドおよび/または本発明のポリペプチドを含む組成物は、使用される特定の医薬製剤または組成物に応じて、それを必要とする患者にいかなる適切な様式でも投与することが可能である。したがって、本発明のポリペプチドおよび/または本発明のポリペプチドを含む組成物は、例えば、有効量または用量で、静脈内に(i.v.)、皮下に(s.c.)、筋肉内に(i.m.)、腹腔内に(i.p.)、経皮的に、経口的に、舌下に(例えば、舌下に置かれ粘膜を通じて吸収され舌下の毛細管網目構造に入る舌下錠、スプレーまたはドロップの形態で)、経鼻的に(鼻腔内に)(例えば、スプレー式点鼻薬の形態でおよび/または噴霧剤として)、局所的に、坐薬により、吸入により、または他のいかなる適切な様式でも投与することが可能である。
本発明のポリペプチドおよび/または本発明のポリペプチドを含む組成物は、処置されるまたは軽減される疾患、障害または状態を処置するおよび/または軽減するのに適している処置レジメンに従って投与される。臨床医は一般に、処置されるまたは軽減される疾患、障害または状態、疾患の重症度、その症状の重症度、使用される特定の本発明のポリペプチド、使用される特定の投与経路および医薬製剤または組成物、患者の年齢、性別、体重、食事、全身状態などの要因、ならびに臨床医に周知である類似の要因に応じて、適切な処置レジメンを決定することができる。一般には、処置レジメンは、治療有効量または用量での、1つまたは複数の本発明のポリペプチド、または本発明のポリペプチドを含む1つまたは複数の組成物の投与を含むことになる。
一般に、本明細書で言及される疾患、障害および状態の処置および/または軽減のためにならびに処置される特定の疾患、障害または状態、使用される特定の本発明のポリペプチドの効力、使用される特定の投与経路および特定の医薬製剤または組成物に応じて、本発明のポリペプチドは、体重1キログラムおよび用量あたり0.005〜20.0mg、好ましくは0.05〜10.0mg/kg/用量、さらに好ましくは0.5〜10mg/kg/用量の量で、連続して(例えば、注入により)またはさらに好ましくは単一用量(例えば、週2回、毎週、または毎月投与などの;下参照)として一般に投与されるが、特に、前述のパラメータに応じて著しく変動することがある。したがって、いくつかの場合には、上に与えられた最少用量未満を使用するので十分なこともあれば、他の場合には、上限を超えなければならないこともある。大量を投与する場合は、その量を1日にわたり分散されるいくつかのより少用量に分割するのが賢明であることもある。
特定の本発明のポリペプチドならびにその特定の薬物動態および他の特性に応じて、特定の本発明のポリペプチドは毎日、2日ごとに、3日ごとに、4日ごとに、5日ごとにまたは6日ごとに、毎週、毎月、などで投与されてもよい。投薬レジメンは長期、毎週処置を含むこともできる。「長期」とは、少なくとも2週間、好ましくは、数か月または数年の期間のことである。
特定の本発明のポリペプチドならびにその特定の薬物動態および他の特性に応じて、特定の本発明のポリペプチドは毎日、2日ごとに、3日ごとに、4日ごとに、5日ごとにまたは6日ごとに、毎週、毎月、などで投与されてもよい。投薬レジメンは長期、毎週処置を含むこともできる。「長期」とは、少なくとも2週間、好ましくは、数か月または数年の期間のことである。
本発明のポリペプチドのおよび本発明のポリペプチドを含む組成物の有効性は、関与する特定の疾患に応じて、任意の適切なin vitroアッセイ、細胞ベースのアッセイ、in vivoアッセイおよび/もしくはそれ自体公知である動物モデル、またはその任意の組合せを使用して試験することが可能である。適切なアッセイおよび動物モデルは当業者には明らかであり、例えば、下の実施例において使用されるアッセイおよび動物モデルを含む。
好ましくは、本発明のポリペプチドは、これらのアッセイまたはモデルのうちの少なくとも1つにおいて、好ましくはin vivoモデルのうちの1つまたは複数において、当技術分野で公知の従来の抗体(上のセクションの〔背景技術〕に記載されるLRP6結合剤などの)よりも優れた特徴を有している。
好ましくは、本発明のポリペプチドは、これらのアッセイまたはモデルのうちの少なくとも1つにおいて、好ましくはin vivoモデルのうちの1つまたは複数において、当技術分野で公知の従来の抗体(上のセクションの〔背景技術〕に記載されるLRP6結合剤などの)よりも優れた特徴を有している。
処方
製薬使用のため、本発明のポリペプチドは、(i)少なくとも1つの本発明のポリペプチド、(ii)少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤、アジュバント、および/または安定化剤を含み、(iii)1つまたは複数のさらなる薬理活性なポリペプチドおよび/または化合物を含んでいてもよい医薬調製物として処方することができる。「薬学的に許容される」とは、個体に投与された場合、それぞれの材料がいかなる生物学的または他の点で望ましくない効果も示さず、その材料を含有している医薬組成物のその他の成分(例えば、薬学的に活性な成分などの)のいずれとも有毒な様式で相互作用しないことを意味する。具体的な例は、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., Mack Publishing Company, USA (1990)などの標準的ハンドブックに見出すことが可能である。例えば、本発明のポリペプチドは、従来の抗体および抗体断片ならびに他の薬学的に活性なタンパク質についてそれ自体公知であるいかなる様式でも処方し投与することができる。したがって、さらなる実施形態によれば、本発明は、少なくとも1つの本発明のポリペプチドならびに少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤、アジュバンドおよび/または安定化剤に関し、1つまたは複数のさらなる薬理活性な物質に関してもよい。
製薬使用のため、本発明のポリペプチドは、(i)少なくとも1つの本発明のポリペプチド、(ii)少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤、アジュバント、および/または安定化剤を含み、(iii)1つまたは複数のさらなる薬理活性なポリペプチドおよび/または化合物を含んでいてもよい医薬調製物として処方することができる。「薬学的に許容される」とは、個体に投与された場合、それぞれの材料がいかなる生物学的または他の点で望ましくない効果も示さず、その材料を含有している医薬組成物のその他の成分(例えば、薬学的に活性な成分などの)のいずれとも有毒な様式で相互作用しないことを意味する。具体的な例は、例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Ed., Mack Publishing Company, USA (1990)などの標準的ハンドブックに見出すことが可能である。例えば、本発明のポリペプチドは、従来の抗体および抗体断片ならびに他の薬学的に活性なタンパク質についてそれ自体公知であるいかなる様式でも処方し投与することができる。したがって、さらなる実施形態によれば、本発明は、少なくとも1つの本発明のポリペプチドならびに少なくとも1つの薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤、アジュバンドおよび/または安定化剤に関し、1つまたは複数のさらなる薬理活性な物質に関してもよい。
静脈内、筋肉内、皮下注射または静脈注入などの非経口投与のための医薬調製物は、例えば、活性成分を含み、注入または注射に適しているのがさらなる溶解または希釈ステップの後でもよい無菌溶液、懸濁液、分散液、乳濁液、または粉末でもよい。例えば、そのような調製物に適した担体または希釈剤は、限定せずに、無菌水および薬学的に許容される水性緩衝液および生理リン酸緩衝食塩水、リンガー溶液、ブドウ糖溶液、およびハンクス液などの溶液;水油;グリセロール;エタノール;プロピレングリコールなどのグリコール、ならびに鉱物油、動物油、および植物油、例えば、ピーナッツオイル、ダイズ油、ならびにその適切な混合物を含む。
本発明のポリペプチドの溶液は、抗菌剤および抗真菌剤、例えば、p−ヒドロキシベンゾエート、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チオメルサール、エチレンジアミン四酢酸(のアルカリ金属塩)、および同類の物などの微生物の増殖を妨げる保存剤を含有していてもよい。多くの場合に、等張剤、例えば、糖、緩衝剤または塩化ナトリウムを含むことが好ましい。乳化剤および/または分散剤を使用してもよい。適切な流動性は、例えば、リポソームの形成により、分散剤の場合は必要な粒子サイズを維持することにより、または界面活性剤の使用により維持することが可能である。吸収を遅らせる他の薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを添加してもよい。溶液は注入バイアル、アンプル、輸液ビン、および同類の物に充填することができる。
あらゆる場合に、最終剤形は製造および保存の条件下で無菌、液体および安定でなければならない。無菌注射液は、必要に応じて上に列挙された種々のその他の成分と一緒に活性化合物を必要な量で適切な溶媒に取り込み、続いて濾過滅菌することにより調製される。無菌注射液の調製用の無菌粉末の場合は、好ましい調製法は真空乾燥および冷凍乾燥技法であり、これらの技法は活性成分プラス既に無菌濾過された溶液中に存在する任意の追加の所望成分の粉末を産する。
本発明のポリペプチドの溶液は、抗菌剤および抗真菌剤、例えば、p−ヒドロキシベンゾエート、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チオメルサール、エチレンジアミン四酢酸(のアルカリ金属塩)、および同類の物などの微生物の増殖を妨げる保存剤を含有していてもよい。多くの場合に、等張剤、例えば、糖、緩衝剤または塩化ナトリウムを含むことが好ましい。乳化剤および/または分散剤を使用してもよい。適切な流動性は、例えば、リポソームの形成により、分散剤の場合は必要な粒子サイズを維持することにより、または界面活性剤の使用により維持することが可能である。吸収を遅らせる他の薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを添加してもよい。溶液は注入バイアル、アンプル、輸液ビン、および同類の物に充填することができる。
あらゆる場合に、最終剤形は製造および保存の条件下で無菌、液体および安定でなければならない。無菌注射液は、必要に応じて上に列挙された種々のその他の成分と一緒に活性化合物を必要な量で適切な溶媒に取り込み、続いて濾過滅菌することにより調製される。無菌注射液の調製用の無菌粉末の場合は、好ましい調製法は真空乾燥および冷凍乾燥技法であり、これらの技法は活性成分プラス既に無菌濾過された溶液中に存在する任意の追加の所望成分の粉末を産する。
通常、水溶液または懸濁液が好まれることになる。一般には、本発明のポリペプチドなどの治療タンパク質の適切な処方は、タンパク質を適切な濃度(0.001〜400mg/ml、好ましくは、0.005〜200mg/ml、さらに好ましくは、0.01〜200mg/ml、さらに好ましくは、1.0mg/ml(静脈内投与)または100mg/ml(皮下投与)などの1.0〜100mg/mlなどの)で含む溶液などの緩衝タンパク質溶液、ならびに
−リン酸緩衝生理食塩水、pH7.4
−他のリン酸緩衝液、pH6.2〜8.2
−酢酸緩衝液、pH3.2〜7.5、好ましくはpH4.8〜5.5
−ヒスチジン緩衝液、pH5.5〜7.0
−コハク酸緩衝液、pH3.2〜6.6、および
−クエン酸緩衝液、pH2.1〜6.2
などの水性緩衝液であり、ならびに、溶液の等張性を提供するために、塩(例えば、NaCl)および/または糖(例えば、サクロースおよびトレハロースなどの)および/または他の多価アルコール(例えば、マンニトールおよびグリセロールなどの)でもよい。
−リン酸緩衝生理食塩水、pH7.4
−他のリン酸緩衝液、pH6.2〜8.2
−酢酸緩衝液、pH3.2〜7.5、好ましくはpH4.8〜5.5
−ヒスチジン緩衝液、pH5.5〜7.0
−コハク酸緩衝液、pH3.2〜6.6、および
−クエン酸緩衝液、pH2.1〜6.2
などの水性緩衝液であり、ならびに、溶液の等張性を提供するために、塩(例えば、NaCl)および/または糖(例えば、サクロースおよびトレハロースなどの)および/または他の多価アルコール(例えば、マンニトールおよびグリセロールなどの)でもよい。
好ましい緩衝タンパク質溶液は、25mMのリン酸緩衝液、pH6.5に溶解された本発明のポリペプチド約0.05mg/mlを含む溶液であり、220mMのトレハロースを添加することにより等張性に調整されている。さらに、洗浄剤、例えば、0.02%のTween−20またはTween−80などの他の薬剤がそのような溶液に含まれていてもよい。皮下適用のための処方は、100mg/mlまでまたは100mg/mlよりも上でもなどの著しく高濃度の本発明のポリペプチドを含んでいてもよい。しかし、上に与えられる成分およびその量は1つの好ましい選択肢を表しているだけであることは当業者には明らかである。代替物およびその異形は当業者には直ちに明らかになる、または上記開示から始めて容易に思いつくことが可能である。
その上、従来の抗体または抗体断片と比べて、本発明のポリペプチドの使用の1つの大きな利点は、本発明のポリペプチドが非経口投与以外の経路を介して容易に投与することも可能であり、そのような投与のために容易に処方することが可能なことである。例えば、国際公開第2004/041867号に記載されているように、そのようなポリペプチドは、経口、鼻腔内、肺内および経皮投与用に処方してもよい。
本発明のさらなる態様によれば、本発明のポリペプチドは、注射器、インジェクターペン、マイクロポンプ、または他のデバイスなどの、ポリペプチドの投与に有用であるデバイスと組み合わせて使用してもよい。
その上、従来の抗体または抗体断片と比べて、本発明のポリペプチドの使用の1つの大きな利点は、本発明のポリペプチドが非経口投与以外の経路を介して容易に投与することも可能であり、そのような投与のために容易に処方することが可能なことである。例えば、国際公開第2004/041867号に記載されているように、そのようなポリペプチドは、経口、鼻腔内、肺内および経皮投与用に処方してもよい。
本発明のさらなる態様によれば、本発明のポリペプチドは、注射器、インジェクターペン、マイクロポンプ、または他のデバイスなどの、ポリペプチドの投与に有用であるデバイスと組み合わせて使用してもよい。
製造および精製の方法
本発明は、本発明のポリペプチドを製造する方法であって、
−本発明のポリペプチドの発現を可能にする条件下で本発明のポリペプチドをコードする核酸(以下「本発明の核酸」)を含む宿主細胞を培養するステップと、
−培養物から宿主細胞により発現されたポリペプチドを回収するまたは単離するステップと、
−本発明のポリペプチドをさらに精製するおよび/または改変するおよび/または処方してもよいステップを
一般に含む方法をさらに提供する。
本発明の核酸は、例えば、コード配列ならびに調節配列を含み、天然のもしくは人工のイントロンを含んでもよいDNA分子が可能であり、またはcDNA分子が可能である。本発明の核酸は、その元々のコドンを有していてもよいし、または目的の宿主細胞または宿主生物での発現に特に適応させた最適化コドン使用を有していてもよい。本発明の1つの実施形態によれば、本発明の核酸は、上で定義されるように、本質的に単離された形態である。
本発明は、本発明のポリペプチドを製造する方法であって、
−本発明のポリペプチドの発現を可能にする条件下で本発明のポリペプチドをコードする核酸(以下「本発明の核酸」)を含む宿主細胞を培養するステップと、
−培養物から宿主細胞により発現されたポリペプチドを回収するまたは単離するステップと、
−本発明のポリペプチドをさらに精製するおよび/または改変するおよび/または処方してもよいステップを
一般に含む方法をさらに提供する。
本発明の核酸は、例えば、コード配列ならびに調節配列を含み、天然のもしくは人工のイントロンを含んでもよいDNA分子が可能であり、またはcDNA分子が可能である。本発明の核酸は、その元々のコドンを有していてもよいし、または目的の宿主細胞または宿主生物での発現に特に適応させた最適化コドン使用を有していてもよい。本発明の1つの実施形態によれば、本発明の核酸は、上で定義されるように、本質的に単離された形態である。
本発明の核酸は、例えば、プラスミド、コスミドまたはYACなどのベクターの形態である、その中に存在しているおよび/またはその一部であってもよく、このベクターも再び、本質的に単離された形態であってよい。ベクターは本質的に発現ベクター、すなわち、in vitroおよび/またはin vivoで(例えば、適切な宿主細胞、宿主生物および/または発現系で)ポリペプチドの発現を提供できるベクターであってよい。そのような発現ベクターは一般に、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター、および同類の物などの1つまたは複数の適切な調節エレメントに作動可能に連結されている少なくとも1つの本発明の核酸を含む。本発明のポリペプチドを発現するのに有用であるまたは必要である、そのような調節エレメントならびに組込み因子、選択マーカー、シグナルまたはリーダー配列、レポーター遺伝子、および同類の物などの他のエレメントの具体例は、例えば、国際公開第2006/040153号の131〜133頁に開示されている。
本発明の核酸は、本明細書に与えられる本発明のポリペプチドのアミノ酸配列に関する情報に基づいてそれ自体公知の様式で(例えば、自動DNA合成および/または組換えDNA技術により)調製するまたは得ることが可能である。
別の実施形態によれば、本発明は、本発明のポリペプチドを発現するもしくは発現することができる;および/または本発明のポリペプチドをコードする核酸を含有する宿主または宿主細胞に関する。特に好ましい実施形態によれば、前記宿主細胞は細菌細胞、酵母細胞、真菌細胞または哺乳動物細胞である。
工業規模での生産では、免疫グロブリン単一可変ドメインポリペプチドおよびこれを含有するタンパク質治療薬の(工業)生産のための好ましい異種宿主は、大規模発現、生産および発酵に、特に大規模(生物)医薬品発現、生産および発酵に適している大腸菌(E.coli)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、および出芽酵母(S.cerevisiae)の株を含む。
別の実施形態によれば、本発明は、本発明のポリペプチドを発現するもしくは発現することができる;および/または本発明のポリペプチドをコードする核酸を含有する宿主または宿主細胞に関する。特に好ましい実施形態によれば、前記宿主細胞は細菌細胞、酵母細胞、真菌細胞または哺乳動物細胞である。
工業規模での生産では、免疫グロブリン単一可変ドメインポリペプチドおよびこれを含有するタンパク質治療薬の(工業)生産のための好ましい異種宿主は、大規模発現、生産および発酵に、特に大規模(生物)医薬品発現、生産および発酵に適している大腸菌(E.coli)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、および出芽酵母(S.cerevisiae)の株を含む。
上述の細胞で産生される本発明のポリペプチドは、細胞内で(例えば、細胞質ゾルで、周辺質(periplasma)でまたは封入体で)産生されることが可能であり、次に宿主細胞から単離されることが可能であり、さらに精製されてもよく、または本発明のポリペプチドは、細胞外で(宿主細胞が培養されている培地に分泌される)産生され、次に培養培地から単離されることが可能であり、さらに精製されてもよい。
適切な発現ベクター、形質転換またはトランスフェクション法、選択マーカー、タンパク質発現の誘導方法、培養条件、および同類の物などのポリペプチドの組換え産生に使用されるさらなる方法および試薬は当技術分野では公知である。同様に、本発明のポリペプチドの製造方法で有用であるタンパク質単離および精製技法は当業者には周知である。
大腸菌および酵母などの都合の良い組換え宿主生物での発酵を通じた本発明のポリペプチドの産生は、通常高価な哺乳動物細胞培養設備を必要とする従来の抗体と比べると、費用効果がある。さらに、発現の達成可能レベルは高く、本発明のポリペプチドの収率は1〜10g/l(大腸菌)ならびに最大10g/l(酵母)およびそれよりも高い範囲である。
適切な発現ベクター、形質転換またはトランスフェクション法、選択マーカー、タンパク質発現の誘導方法、培養条件、および同類の物などのポリペプチドの組換え産生に使用されるさらなる方法および試薬は当技術分野では公知である。同様に、本発明のポリペプチドの製造方法で有用であるタンパク質単離および精製技法は当業者には周知である。
大腸菌および酵母などの都合の良い組換え宿主生物での発酵を通じた本発明のポリペプチドの産生は、通常高価な哺乳動物細胞培養設備を必要とする従来の抗体と比べると、費用効果がある。さらに、発現の達成可能レベルは高く、本発明のポリペプチドの収率は1〜10g/l(大腸菌)ならびに最大10g/l(酵母)およびそれよりも高い範囲である。
(例1)
液性免疫応答の誘導のため、LRP5およびLRP6によるラマの免疫性付与
LRP5/LRP6交差反応性結合VHHドメインの同定のために、ラマの免疫性付与のためのいくつかの手順を考え実行する必要がある:ラマは、まずLRP6およびLRP5タンパク質(ヒトおよびマウス)の組換え細胞外ドメインにより免疫化した。しかしながら、上述のLRP5組換えタンパク質の機能的特性解析により、Wnt1クラス結合エピトープのみが正しくフォールドされたことが明らかになった。対照的に、LRP5−Wnt3aクラス結合ドメインの正しいフォールディングの兆候はなかった。したがって、免疫性付与のための好適な抗原を開発するため、さらなる研究が必要である。次善策として、ヒトLRP5またはヒトLRP6を安定的にトランスフェクトしたHEK293細胞によってラマを免疫化した。しかしながら、一過的なトランスフェクションによりまたは安定的なトランスフェクションにより、また異なる細胞株(HEK293、CHOおよびNIH−3T3細胞)を使用しても、ヒトLRP5の非常に低い発現のみが達成された。したがって、LRP5の十分な発現を達成するために、さらなる研究が必要であった。いくつかの成功しなかった試行錯誤の後、最後には、これは、細胞外でのLRP5の発現の増加を企図したシャペロンであるMesDC−2によるHEK293細胞の安定的なコトランスフェクションを含む手順の開発によって達成できた。それでも、すなわちLRP5を安定的にトランスフェクトした細胞株の生成中にMesDC−2を共発現しても、タンパク質発現の不安定性が繰り返し観察された。このことは、LRP5の発現が免疫性付与および選択の間に失われ得るという問題を生じた。このさらなる問題を解決するため、LRP5を発現する細胞の継代を可能な限り制限し、さらなる細胞のソーティングを実施してLRP5を発現する細胞を増やした。
液性免疫応答の誘導のため、LRP5およびLRP6によるラマの免疫性付与
LRP5/LRP6交差反応性結合VHHドメインの同定のために、ラマの免疫性付与のためのいくつかの手順を考え実行する必要がある:ラマは、まずLRP6およびLRP5タンパク質(ヒトおよびマウス)の組換え細胞外ドメインにより免疫化した。しかしながら、上述のLRP5組換えタンパク質の機能的特性解析により、Wnt1クラス結合エピトープのみが正しくフォールドされたことが明らかになった。対照的に、LRP5−Wnt3aクラス結合ドメインの正しいフォールディングの兆候はなかった。したがって、免疫性付与のための好適な抗原を開発するため、さらなる研究が必要である。次善策として、ヒトLRP5またはヒトLRP6を安定的にトランスフェクトしたHEK293細胞によってラマを免疫化した。しかしながら、一過的なトランスフェクションによりまたは安定的なトランスフェクションにより、また異なる細胞株(HEK293、CHOおよびNIH−3T3細胞)を使用しても、ヒトLRP5の非常に低い発現のみが達成された。したがって、LRP5の十分な発現を達成するために、さらなる研究が必要であった。いくつかの成功しなかった試行錯誤の後、最後には、これは、細胞外でのLRP5の発現の増加を企図したシャペロンであるMesDC−2によるHEK293細胞の安定的なコトランスフェクションを含む手順の開発によって達成できた。それでも、すなわちLRP5を安定的にトランスフェクトした細胞株の生成中にMesDC−2を共発現しても、タンパク質発現の不安定性が繰り返し観察された。このことは、LRP5の発現が免疫性付与および選択の間に失われ得るという問題を生じた。このさらなる問題を解決するため、LRP5を発現する細胞の継代を可能な限り制限し、さらなる細胞のソーティングを実施してLRP5を発現する細胞を増やした。
ラマは、さらに、反対側の脇腹にhMesDC−2シャペロン有りおよび無しで、LRP5コードDNAおよびLRP6コードDNAにより免疫化した。LRP5/LRP6交差反応性VHHドメインを同定する機会を増やす目的により、交差反応性免疫応答を増強する試みにおいて、数匹のラマにさらなる追加免疫を行った。
免疫血液(PBL)試料を一定間隔で採取し、血清応答を測定し、全RNAを単離したPBLから調整した。組換えタンパク質による免疫性付与時のLRP5への低い血清応答に対して、LRP6への中程度の血清応答が観察された。中程度のLRP5免疫応答は、DNAによって免疫化したラマで観察された。対照的に、非常に低い免疫応答が細胞免疫性付与に関して観察された。さらに、合成ライブラリーも探索された。それでも、最終的に、例2において概説したように、次のステップを進めるための十分に多様なレパートリーが得られた。
免疫血液(PBL)試料を一定間隔で採取し、血清応答を測定し、全RNAを単離したPBLから調整した。組換えタンパク質による免疫性付与時のLRP5への低い血清応答に対して、LRP6への中程度の血清応答が観察された。中程度のLRP5免疫応答は、DNAによって免疫化したラマで観察された。対照的に、非常に低い免疫応答が細胞免疫性付与に関して観察された。さらに、合成ライブラリーも探索された。それでも、最終的に、例2において概説したように、次のステップを進めるための十分に多様なレパートリーが得られた。
(例2)
LRP5およびLRP6結合一価VHHドメイン(VHH)の単離
ライブラリー構築:
免疫組織の回収後すぐに全RNAを抽出し、RNAの完全性および濃度を確認した。これらのRNA調製物からcDNA試料を作製した。VHHをコードするヌクレオチド配列を、1ステップRT−PCR反応においてcDNA試料から増幅した。試料中のIgG2およびIgG3 cDNAから特異的に増幅した700bpのアンプリコンを、アガロースゲルから単離し、続いてネステッドPCR反応の鋳型として使用した。続いてPCR産物をSfiIおよびBstEIIによって切断し、ファージミドベクターpAX50の相当する制限酵素部位にライゲートした。ライゲーション混合物は大腸菌(Escherichia coli)TG−1にエレクトロポレーションした。得られた形質転換体のプールにより、遺伝的に多様なファージディスプレイライブラリーを構築した。
pAX50は、pUC119由来の発現ベクターであり、下流のVHHドメインクローニング部位とインフレームに、アンピシリンの耐性遺伝子およびlacプロモーター、続いてpIIIタンパク質シグナルペプチドのコード配列を含有する。VHHドメインコード配列とインフレームに、ベクターは、C末端MycおよびヘキサヒスチジンタグおよびcoliファージpIIIタンパク質をコードする。ヘルパーファージによる大腸菌TG−1へのライブラリークローンの感染後、pAX50の存在により、pIIIタンパク質との融合タンパク質として個々のVHHドメインを提示する、これらのクローンからのファージ粒子の産生が可能になる。
LRP5およびLRP6結合一価VHHドメイン(VHH)の単離
ライブラリー構築:
免疫組織の回収後すぐに全RNAを抽出し、RNAの完全性および濃度を確認した。これらのRNA調製物からcDNA試料を作製した。VHHをコードするヌクレオチド配列を、1ステップRT−PCR反応においてcDNA試料から増幅した。試料中のIgG2およびIgG3 cDNAから特異的に増幅した700bpのアンプリコンを、アガロースゲルから単離し、続いてネステッドPCR反応の鋳型として使用した。続いてPCR産物をSfiIおよびBstEIIによって切断し、ファージミドベクターpAX50の相当する制限酵素部位にライゲートした。ライゲーション混合物は大腸菌(Escherichia coli)TG−1にエレクトロポレーションした。得られた形質転換体のプールにより、遺伝的に多様なファージディスプレイライブラリーを構築した。
pAX50は、pUC119由来の発現ベクターであり、下流のVHHドメインクローニング部位とインフレームに、アンピシリンの耐性遺伝子およびlacプロモーター、続いてpIIIタンパク質シグナルペプチドのコード配列を含有する。VHHドメインコード配列とインフレームに、ベクターは、C末端MycおよびヘキサヒスチジンタグおよびcoliファージpIIIタンパク質をコードする。ヘルパーファージによる大腸菌TG−1へのライブラリークローンの感染後、pAX50の存在により、pIIIタンパク質との融合タンパク質として個々のVHHドメインを提示する、これらのクローンからのファージ粒子の産生が可能になる。
選択:
選択のため、VHHドメインのファージミドライブラリーを構築および使用した。種間(ラマのLRP5およびLRP6とヒトのLRP5およびLRP6の間)の非常に高い種の相同性を考慮すると、ラマで生じた免疫応答が十分に多様なVHHドメインを生じるかどうかは不確かであった。したがって、選択の間、免疫ライブラリーと平行して2つの合成ライブラリーを使用した。
以下のように、選択の間、異なる戦略を使用した:
− LRP5/LRP6交差反応性VHHドメインを同定する機会を増強するため、LRP5およびLRP6由来の手段を交替で用いる、例えば、LRP5によって免疫化したラマ由来のライブラリーにおけるLRP6由来タンパク質による選択、または合成ライブラリーにおける選択の間にLRP5およびLRP6両方のタンパク質の使用。
− ヒト/マウスのLRP5/LRP6交差反応性VHHドメインの選択のため、もとの種を交替で用いる(有効性の評価を可能にするそのようなLRP5およびLRP6アンタゴニストのマウス交差反応性、すなわち腫瘍増殖阻害、および同じ前臨床モデル(すなわち、異種移植片腫瘍−マウスモデル)において、治療濃度域のアセスメントに必要な安全性プロファイル)。
− それらの自然な構造のエピトープを維持するために、組換えタンパク質による「溶液中の」選択:さらなる障害として、LRP5およびLRP6の組換えタンパク質は、ELISAの結合プレートに直接コートした場合、それらの正しいフォールディングを失うことが見出された。したがって、組換えタンパク質はビオチン化され、機能性アッセイにおいて正しいフォールディングの確認後、「溶液中の」選択に使用した。
− 受容体の自然な構造を持つように、LRP5またはLRP6を過剰発現する細胞を使用する選択:これは、驚くべきことに、組換えタンパク質の機能性データがWnt3a結合エピトープの正しいフォールディングの欠如を示したため、特にLRP5のWnt3a−クラス結合ドメインへの結合剤の選択を改善するために必要とされ、重要な策であることが判明した。
選択のため、VHHドメインのファージミドライブラリーを構築および使用した。種間(ラマのLRP5およびLRP6とヒトのLRP5およびLRP6の間)の非常に高い種の相同性を考慮すると、ラマで生じた免疫応答が十分に多様なVHHドメインを生じるかどうかは不確かであった。したがって、選択の間、免疫ライブラリーと平行して2つの合成ライブラリーを使用した。
以下のように、選択の間、異なる戦略を使用した:
− LRP5/LRP6交差反応性VHHドメインを同定する機会を増強するため、LRP5およびLRP6由来の手段を交替で用いる、例えば、LRP5によって免疫化したラマ由来のライブラリーにおけるLRP6由来タンパク質による選択、または合成ライブラリーにおける選択の間にLRP5およびLRP6両方のタンパク質の使用。
− ヒト/マウスのLRP5/LRP6交差反応性VHHドメインの選択のため、もとの種を交替で用いる(有効性の評価を可能にするそのようなLRP5およびLRP6アンタゴニストのマウス交差反応性、すなわち腫瘍増殖阻害、および同じ前臨床モデル(すなわち、異種移植片腫瘍−マウスモデル)において、治療濃度域のアセスメントに必要な安全性プロファイル)。
− それらの自然な構造のエピトープを維持するために、組換えタンパク質による「溶液中の」選択:さらなる障害として、LRP5およびLRP6の組換えタンパク質は、ELISAの結合プレートに直接コートした場合、それらの正しいフォールディングを失うことが見出された。したがって、組換えタンパク質はビオチン化され、機能性アッセイにおいて正しいフォールディングの確認後、「溶液中の」選択に使用した。
− 受容体の自然な構造を持つように、LRP5またはLRP6を過剰発現する細胞を使用する選択:これは、驚くべきことに、組換えタンパク質の機能性データがWnt3a結合エピトープの正しいフォールディングの欠如を示したため、特にLRP5のWnt3a−クラス結合ドメインへの結合剤の選択を改善するために必要とされ、重要な策であることが判明した。
(例3)
一価VHHのスクリーニング
選択後、クローンを96深ウェルプレート(1mL容積)で増殖し、VHH発現をIPTGの添加によって誘導した。単一クローンの周辺質の抽出物を、例えばWO2011/107507に報告されているように標準的な方法に従って調整し、ヒトLRP6およびLRP5への結合をスクリーニングした。まず、FACSベースの結合アッセイと比較した場合、感受性を示し、強固で、ハイスループットなアッセイである、組換えLRP5およびLRP6を使用する結合ELISAアッセイにおいて周辺質の抽出物をスクリーニングした。精製後、ELISAアッセイにおいて同定されたVHHは、結合FACSアッセイを使用してさらに特性解析され、精製したVHHの、それらの自然な構造でのLRP5およびLRP6受容体への結合を確認した。
一価VHHのスクリーニング
選択後、クローンを96深ウェルプレート(1mL容積)で増殖し、VHH発現をIPTGの添加によって誘導した。単一クローンの周辺質の抽出物を、例えばWO2011/107507に報告されているように標準的な方法に従って調整し、ヒトLRP6およびLRP5への結合をスクリーニングした。まず、FACSベースの結合アッセイと比較した場合、感受性を示し、強固で、ハイスループットなアッセイである、組換えLRP5およびLRP6を使用する結合ELISAアッセイにおいて周辺質の抽出物をスクリーニングした。精製後、ELISAアッセイにおいて同定されたVHHは、結合FACSアッセイを使用してさらに特性解析され、精製したVHHの、それらの自然な構造でのLRP5およびLRP6受容体への結合を確認した。
通常、ELISAとFACS結合アッセイの間の良好な相関性が期待される。しかしながら、本事例では、パネル「2」の結合剤に関して図2に示すように、ELISAアッセイにおける最も良いLRP5およびLRP6結合VHH(すなわち組換えLRP5またはLRP6の外部ドメインに高親和性)は、FACS結合アッセイにおいてヒトLRP5およびヒトLRP6への結合を示さないまたは非常に弱い結合を示した。異なるコーティング緩衝液(dPBS対重炭酸塩緩衝液)およびELISA装置中の遮断液(Marvel対BSA)の使用によっても、観察された矛盾を解決しなかった。代わりに、ELISAにおいて非常に弱い結合剤は、パネル「1」の結合剤に関して図2に示すように、LRP5およびLRP6発現細胞を使用する結合FACSアッセイにおいてLRP5およびLRP6への高親和性を示すことが見出された。したがって、これらのさらなるデータおよび実験により、2つの受容体の自然な構造を認識する高親和性結合剤の選択が可能になった。さらに、これらの高親和性結合剤が、LRP5およびLRP6タンパク質において、構造依存的なエピトープを認識し、線状エピトープは認識しないことの確認がこれにより得られた。したがって、これらのさらなる非日常的なデータおよび実験により、その自然な構造で細胞膜上に発現するLRP5およびLRP6に対して高親和性を有するはずである、治療上関連のあるLRP5およびLRP6結合剤の選択を可能にした。
したがって、(i)ロースループットのFACS結合アッセイ、(ii)あまり強固ではないアッセイ設定、および(iii)LRP5を過剰発現する細胞の継代時に組換えタンパク質発現の喪失により遭遇する上記の困難にもかかわらず、これらのアッセイは高親和性VHH結合剤のさらなる選択および特性解析のために続けて使用した。簡単に述べると、細胞は、プレート撹拌機上で、4℃で1.5時間、精製したVHH希釈物(1μMから最終濃度1pMまでの1:5段階希釈)とインキュベートした。1×リン酸緩衝液(PBS)+10%ウシ胎仔血清(FBS)+0.05%アジ化ナトリウムからなるFACS緩衝液により、細胞を5回洗浄後、それらをVHHのフレームワーク領域に結合する、したがって試験した全てのLRP5および/またはLRP6結合剤に結合する、マウスポリクローナル抗体と4℃で30分から最高1時間までインキュベートした。FACS緩衝液により細胞を3回洗浄後、細胞は標識した二次抗体(抗マウス−PE)と4℃で30分から最高1時間までインキュベートし、続いて、FACS緩衝液による3回の洗浄ステップを行った。蛍光はFACS Array(BD)を使用して測定した。
結合FACSデータおよび配列解析に基づき、免疫ライブラリーおよび合成起源から、全部で100個のLRP5/LRP6交差反応性VHHファミリー/クラスターが同定された。それらの代表的な例を以下にさらに示し、それらの配列によって定義した。VHHは大腸菌において発現され、精製された。大腸菌における発現が不十分であると分かった場合には、VHHはピキア・パトリス(Pichia pastoris)において産生した。VHHの発現および精製の簡単な説明を以下にさらに報告する。
大腸菌におけるVHHの遺伝的発現
コード配列をpAX100発現ベクターにクローニングし、c−Mycヘキサ−ヒスチジン−タグタンパク質として大腸菌において発現させた。対象のVHH構築物を含有する大腸菌TG−1細胞を、振盪フラスコ内でカナマイシンを補充したTB培地中で増殖させ(37℃、250rpm)、発現のため1mM IPTGを添加して誘導した。細胞培養物をスピン後、周辺質の抽出物は、ペレットを凍結融解し、dPBS中に再懸濁することによって調整した。
大腸菌におけるVHHの遺伝的発現
コード配列をpAX100発現ベクターにクローニングし、c−Mycヘキサ−ヒスチジン−タグタンパク質として大腸菌において発現させた。対象のVHH構築物を含有する大腸菌TG−1細胞を、振盪フラスコ内でカナマイシンを補充したTB培地中で増殖させ(37℃、250rpm)、発現のため1mM IPTGを添加して誘導した。細胞培養物をスピン後、周辺質の抽出物は、ペレットを凍結融解し、dPBS中に再懸濁することによって調整した。
ピキア(P)・パトリスにおけるVHHの遺伝的発現
コード配列をpAX159発現ベクターにクローニングし、c−Mycヘキサ−ヒスチジン−タグタンパク質としてP.パトリスにおいて発現させた。対象のVHH構築物を含有するP.パトリスX−33細胞を、BGCM(緩衝化グリセロール複合培地、Invitrogen)中で増殖させた(30℃、250rpm)。3日目に、培地をBMCM(緩衝化メタノール複合培地、Invitrogen)に変え、培養物をさらに増殖させ、0.5vol%のメタノール(100%)の添加により定期的に誘導した。細胞培養物をスピン後、上澄み液(分泌されたVHHを含有する)を回収した。
VHH精製:
ヘキサ−ヒスチジン−タグVHHは、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(RoboColumns 100ul Nickel Sepharose(商標) 6 FF、Atoll)によってTecan EVO150上で精製し、250mMイミダゾールによってカラムから溶出し、続いてdPBSで脱塩した。VHHの純度および完全性は、SDS−PAGEおよび/または抗Mycおよび抗VHH検出を使用するウェスタンブロットによって確かめた。
コード配列をpAX159発現ベクターにクローニングし、c−Mycヘキサ−ヒスチジン−タグタンパク質としてP.パトリスにおいて発現させた。対象のVHH構築物を含有するP.パトリスX−33細胞を、BGCM(緩衝化グリセロール複合培地、Invitrogen)中で増殖させた(30℃、250rpm)。3日目に、培地をBMCM(緩衝化メタノール複合培地、Invitrogen)に変え、培養物をさらに増殖させ、0.5vol%のメタノール(100%)の添加により定期的に誘導した。細胞培養物をスピン後、上澄み液(分泌されたVHHを含有する)を回収した。
VHH精製:
ヘキサ−ヒスチジン−タグVHHは、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(RoboColumns 100ul Nickel Sepharose(商標) 6 FF、Atoll)によってTecan EVO150上で精製し、250mMイミダゾールによってカラムから溶出し、続いてdPBSで脱塩した。VHHの純度および完全性は、SDS−PAGEおよび/または抗Mycおよび抗VHH検出を使用するウェスタンブロットによって確かめた。
(例4)
精製した一価VHHのin vitro特性解析
VHHスクリーニング後、LRP5およびLRP6を発現する細胞に高親和性の精製したVHHは、以下に記載したようにいくつかの機能性アッセイおよび生物物理学的アッセイを使用して特性解析した。
4.1 LRP5およびLRP6結合能および交差反応性:FACSベースのDKK1競合アッセイ
LRP5/LRP6交差反応性一価VHHの特性解析中、結合FACSアッセイにおいて得られたデータは、Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイにおいて観察された効力といつも相関するわけではないことが観察され、ほとんどの場合、いくつかのVHHの急速オフ速度によるようである。したがって、選択性および結合能測定ならびにLRP5とLRP6結合の間の比較がより信頼できることが分かっている、このさらなるアッセイが確立される必要がある(すなわち、DKK1競合FACS)。その目的は、同じ濃度で両受容体の封鎖を達成するために、同様の効力でLRP5およびLRP6に結合する機能性VHHを選択することである。したがって、同定したWnt1およびWnt3a機能性VHHは、以下のようにDKK−1競合FACSにおいて特性解析した:
精製した一価VHHのin vitro特性解析
VHHスクリーニング後、LRP5およびLRP6を発現する細胞に高親和性の精製したVHHは、以下に記載したようにいくつかの機能性アッセイおよび生物物理学的アッセイを使用して特性解析した。
4.1 LRP5およびLRP6結合能および交差反応性:FACSベースのDKK1競合アッセイ
LRP5/LRP6交差反応性一価VHHの特性解析中、結合FACSアッセイにおいて得られたデータは、Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイにおいて観察された効力といつも相関するわけではないことが観察され、ほとんどの場合、いくつかのVHHの急速オフ速度によるようである。したがって、選択性および結合能測定ならびにLRP5とLRP6結合の間の比較がより信頼できることが分かっている、このさらなるアッセイが確立される必要がある(すなわち、DKK1競合FACS)。その目的は、同じ濃度で両受容体の封鎖を達成するために、同様の効力でLRP5およびLRP6に結合する機能性VHHを選択することである。したがって、同定したWnt1およびWnt3a機能性VHHは、以下のようにDKK−1競合FACSにおいて特性解析した:
FACSベースのDKK1競合アッセイのため、ヒトLRP5またはヒトLRP6を安定的に過剰発現するHEK293細胞を使用した。ヒト組換えDKK1(rhDKK1−R&D Systems、Cat 5439−DK/CF)は、一定の最終濃度1nMで細胞に添加した。細胞は、プレート撹拌機上で、4℃で1.5時間、rhDKK1ならびにLRP5および/またはLRP6結合剤希釈物(精製したVHHの1:5段階希釈)とインキュベートした。FACS緩衝液により細胞を3回洗浄後、細胞はビオチン化ヤギ抗ヒトDKK1(R&D Systems、Cat BAF1096)と、プレート撹拌機上で、4℃で30分間インキュベートした。FACS緩衝液により細胞を3回洗浄後、細胞はストレプトアビジンPE(BD Bioscience,Cat 554061)と、暗所のプレート撹拌機上で、4℃で30分から1時間インキュベートした。細胞をFACS緩衝液により2回洗浄し、蛍光をFACS Array(BD)を使用して測定し、MCF値を報告した。
LRP5/LRP6交差反応性VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合、ならびにヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ヒトDKK1と競合すると考えられる。対照的に、LRP5特異的VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合に関してヒトDKK1と競合するが、ヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関しては、結合能がないまたは非常に弱い(>200nM)(同じことが、逆に、LRP6特異的VHHに当てはまる)。この実験の結果として、本LRP5/LRP6交差反応性VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合、ならびにヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ヒトDKK1と競合することが示され得る(すなわち、結合剤の濃度の増加によるMCF値の減少。DKK1結合の完全な阻害は、試験した最高濃度での≦60 MCF値に相当する)。
LRP5/LRP6交差反応性VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合、ならびにヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ヒトDKK1と競合すると考えられる。対照的に、LRP5特異的VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合に関してヒトDKK1と競合するが、ヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関しては、結合能がないまたは非常に弱い(>200nM)(同じことが、逆に、LRP6特異的VHHに当てはまる)。この実験の結果として、本LRP5/LRP6交差反応性VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合、ならびにヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ヒトDKK1と競合することが示され得る(すなわち、結合剤の濃度の増加によるMCF値の減少。DKK1結合の完全な阻害は、試験した最高濃度での≦60 MCF値に相当する)。
4.2 種間交差反応性:マウスとカニクイザル(cynomolgus monkey)
LRP5/LRP6交差反応性VHHの選択されたパネルが、マウスおよびカニクイザル起源のLRP5およびLRP6に結合できるかどうか調べるため、DKK1競合FACSを以下のように実施した:
VHHの段階希釈物を、1および0.3nM hDKK1の存在下でマウスLRP5、カニクイザルLRP5、マウスLRP6、またはカニクイザルLRP6を安定的に発現するHEK293細胞とインキュベートした(それぞれマウスおよびカニクイザルのEC50値を下回る濃度)。細胞へのDKK1の結合は、上記のように二次検出としてストレプトアビジン−PEを有するビオチン化抗DKK1抗体を使用して検出した。結果として、そのような交差反応性が実証された。
LRP5/LRP6交差反応性VHHの選択されたパネルが、マウスおよびカニクイザル起源のLRP5およびLRP6に結合できるかどうか調べるため、DKK1競合FACSを以下のように実施した:
VHHの段階希釈物を、1および0.3nM hDKK1の存在下でマウスLRP5、カニクイザルLRP5、マウスLRP6、またはカニクイザルLRP6を安定的に発現するHEK293細胞とインキュベートした(それぞれマウスおよびカニクイザルのEC50値を下回る濃度)。細胞へのDKK1の結合は、上記のように二次検出としてストレプトアビジン−PEを有するビオチン化抗DKK1抗体を使用して検出した。結果として、そのような交差反応性が実証された。
4.3 エピトープビニング
最も強力なWnt1シグナル伝達遮断LRP5/LRP6交差反応性VHHに関してビニング実験を実施し、異なるエピトープビンを同定した。特に、FACSベースのアッセイを使用して、LRP5およびLRP6受容体結合に関して他のビオチン化VHH(参照VHHと呼ぶ)との競合能力について、個々のVHHを分析した。個々のVHHの段階希釈物を、200pMまたは500pMのビオチン化参照VHH(EC50値を下回る濃度)と共に、ヒトLRP5またはLRP6を安定的に発現するHEK293細胞上でインキュベートした。ビオチン化参照VHHの細胞への結合は、ストレプトアビジン−PEを使用して検出した。LRP5およびLRP6への結合に関して参照VHHと競合するVHHは、FACS Arrayを使用して測定した蛍光の減少を示した。
これらの実験の結果として、Wnt1遮断剤は3つのビンに分類できた。Wnt3a遮断剤に関して、VHHの低い親和性によりエピトープビニング実験を実施できなかった。
最も強力なWnt1シグナル伝達遮断LRP5/LRP6交差反応性VHHに関してビニング実験を実施し、異なるエピトープビンを同定した。特に、FACSベースのアッセイを使用して、LRP5およびLRP6受容体結合に関して他のビオチン化VHH(参照VHHと呼ぶ)との競合能力について、個々のVHHを分析した。個々のVHHの段階希釈物を、200pMまたは500pMのビオチン化参照VHH(EC50値を下回る濃度)と共に、ヒトLRP5またはLRP6を安定的に発現するHEK293細胞上でインキュベートした。ビオチン化参照VHHの細胞への結合は、ストレプトアビジン−PEを使用して検出した。LRP5およびLRP6への結合に関して参照VHHと競合するVHHは、FACS Arrayを使用して測定した蛍光の減少を示した。
これらの実験の結果として、Wnt1遮断剤は3つのビンに分類できた。Wnt3a遮断剤に関して、VHHの低い親和性によりエピトープビニング実験を実施できなかった。
4.4 Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイ
LRP5/LRP6交差反応性VHHのWntシグナル伝達を阻害する能力を、機能性Wnt1およびWnt3aアッセイにおいて試験した。これに関しても、確立された手順は使用できないが、Wnt1/Wnt3a−LRP5/LRP6遮断アッセイなど、生化学機能性アッセイを確立するためにいくつかの試みが必要であった。組換えLRP5およびLRP6タンパク質が遭遇する困難(例1参照)に加えて、機能性組換えWnt1リガンド(市販のものを含む)は入手できない。Wntタンパク質は、多くの保存システインを含有し、不飽和モノ脂肪酸(パルミトレイン酸)によって改変され、保存セリンに結合する。これらの翻訳後修飾は効率的なシグナル伝達およびWnt分泌に必要である。構造分析により、パルミトレイン酸脂質を含有するドメインの1つがFrizzled受容体への結合に必要であり、細胞表面でのWntリガンドのLRP5およびLRP6との相互作用を可能にする構造変化をもたらすことが示された。したがって、そのような翻訳後修飾が、このタンパク質を含む機能性研究に必要であるが、同時にそのような脂質ベースの翻訳後修飾はこれらのタンパク質の発現および精製(低可溶性)を非常に困難にすることが分かった。したがって、このことが生化学アッセイの大きなハードルとなることが分かった。
LRP5/LRP6交差反応性VHHのWntシグナル伝達を阻害する能力を、機能性Wnt1およびWnt3aアッセイにおいて試験した。これに関しても、確立された手順は使用できないが、Wnt1/Wnt3a−LRP5/LRP6遮断アッセイなど、生化学機能性アッセイを確立するためにいくつかの試みが必要であった。組換えLRP5およびLRP6タンパク質が遭遇する困難(例1参照)に加えて、機能性組換えWnt1リガンド(市販のものを含む)は入手できない。Wntタンパク質は、多くの保存システインを含有し、不飽和モノ脂肪酸(パルミトレイン酸)によって改変され、保存セリンに結合する。これらの翻訳後修飾は効率的なシグナル伝達およびWnt分泌に必要である。構造分析により、パルミトレイン酸脂質を含有するドメインの1つがFrizzled受容体への結合に必要であり、細胞表面でのWntリガンドのLRP5およびLRP6との相互作用を可能にする構造変化をもたらすことが示された。したがって、そのような翻訳後修飾が、このタンパク質を含む機能性研究に必要であるが、同時にそのような脂質ベースの翻訳後修飾はこれらのタンパク質の発現および精製(低可溶性)を非常に困難にすることが分かった。したがって、このことが生化学アッセイの大きなハードルとなることが分かった。
したがって、精製したVHHの特性解析のために細胞ベースの機能性アッセイを開発した:Wntベータラクタマーゼレポーター遺伝子アッセイ。特に、Wnt1経路阻害のため、CellSensor LEF/TCF−bla FreeStyle 293F細胞(Invitrogen、Cat.K1677)をヒトWnt1によりトランスフェクトし、ヒトWnt1を安定的に過剰発現するクローンを選択した。Wnt3a経路の阻害を試験するため、ヒトWnt3aを安定的に過剰発現するCellSensor LEF/TCF−bla FreeStyle 293F細胞を生成した。CellSensor(登録商標)LEF/TCF−bla FreeStyle(商標)293細胞株は、FreeStyle(商標)293細胞(Invitrogen)に安定的に組み込まれるWnt誘導性LEF/TCFプロモーターの制御下のベータラクタマーゼレポーター遺伝子を含有する。したがって、これらの細胞におけるWnt1およびWnt3aの発現は、恒常的な発現、したがってベータラクタマーゼの酵素活性をもたらす。したがって、LRP5/LRP6交差反応性機能性VHHによる処置は、ベータラクタマーゼの酵素活性の阻害をもたらすWnt1およびWnt3a経路の阻害をもたらすと考えられる。
アッセイのため、Wnt1またはWnt3aを過剰発現する1E06/mlの細胞を384ウェルの組織培養プレートに播種し、37℃で終夜インキュベートした。後日、LRP5/LRP6交差反応性VHH溶液の様々な段階希釈物を調整し、最終濃度10nMでLiClの存在下で細胞に添加した。陽性対照として、DKK1を、最終濃度200nMで細胞に添加した。DKK1処置はWnt1およびWnt3a経路の完全な阻害、したがって、ベータラクタマーゼの酵素活性の阻害をもたらした。細胞は37℃で終夜インキュベートした。後日、ベータラクタマーゼの酵素活性を製造業者の指示(Invitrogen、Cat K1085)に従って測定した。蛍光発光に関して、460nmおよび530nmでの値は標準的な蛍光プレートリーダーを使用して得られ、460/530nm発光比を示した処置に関してプロットした。陽性対照に対して有効性を算出した(DKK1;最終濃度200nM)
完全な有効性、および50nMより優れた効力がある、全部で12個のLRP5/LRP6交差反応性Wnt1遮断剤が選択された。主に効力が低い14個の交差反応性Wnt3a遮断剤が同定された。1つのWnt3a遮断剤のみが、良好な効力を示した(5nM以下)。
完全な有効性、および50nMより優れた効力がある、全部で12個のLRP5/LRP6交差反応性Wnt1遮断剤が選択された。主に効力が低い14個の交差反応性Wnt3a遮断剤が同定された。1つのWnt3a遮断剤のみが、良好な効力を示した(5nM以下)。
4.5 Wnt1およびWnt3aリン酸化アッセイ
Wnt1遮断剤に関する各ビンからの、最も効力があり有効なリード、ならびに最も効力があり有効なWnt3a遮断剤を、Wnt1およびWnt3a依存性LRP5およびLRP6リン酸化アッセイにおいて続けて試験した。Wnt1またはWnt3aのいずれかをコードする発現ベクターとコトランスフェクトした、InvitrogenのCellSensor LEF/TCF 293F細胞(cat K1677)を、リン酸化アッセイに使用した。Wnt−Frizzled−LRP5またはLRP6複合体形成は、LRP5またはLRP6リン酸化、続いて下流のシグナル伝達をもたらすため、リン酸化の定量はそのようなシグナル伝達の測定に使用され得る。LRP5およびLRP6特異的な読出しを得るため、細胞を溶解し、LRP6またはLRP5選択的抗体(2つの受容体の細胞内ドメインに対する)によって免疫沈降を実施した。ウェスタンブロットにおいて、LRP6およびLRP5リン酸化タンパク質の両方を検出する抗リン酸−LRP6(Ser1490)ポリクローナル抗体(Cell signaling Technology)を使用して、リン酸化LRP6またはLRP5を検出した。各ビンから少なくとも1つの代表的なVHHを含有する精製したWnt1およびWnt3a遮断VHHの選択したパネルを、最終濃度10から100nMで試験した。特に、細胞溶解ならびにLRP5およびLRP6免疫沈降の前に、細胞を、遮断VHHの存在下で終夜インキュベートした。遮断LRP5およびLRP6リン酸化におけるWnt1およびWnt3a遮断VHHの効果は、陽性対照に対するウェスタンブロットのバンドの定量によって算出した(DKK1、最終濃度1μM)。
Wnt1遮断剤に関する各ビンからの、最も効力があり有効なリード、ならびに最も効力があり有効なWnt3a遮断剤を、Wnt1およびWnt3a依存性LRP5およびLRP6リン酸化アッセイにおいて続けて試験した。Wnt1またはWnt3aのいずれかをコードする発現ベクターとコトランスフェクトした、InvitrogenのCellSensor LEF/TCF 293F細胞(cat K1677)を、リン酸化アッセイに使用した。Wnt−Frizzled−LRP5またはLRP6複合体形成は、LRP5またはLRP6リン酸化、続いて下流のシグナル伝達をもたらすため、リン酸化の定量はそのようなシグナル伝達の測定に使用され得る。LRP5およびLRP6特異的な読出しを得るため、細胞を溶解し、LRP6またはLRP5選択的抗体(2つの受容体の細胞内ドメインに対する)によって免疫沈降を実施した。ウェスタンブロットにおいて、LRP6およびLRP5リン酸化タンパク質の両方を検出する抗リン酸−LRP6(Ser1490)ポリクローナル抗体(Cell signaling Technology)を使用して、リン酸化LRP6またはLRP5を検出した。各ビンから少なくとも1つの代表的なVHHを含有する精製したWnt1およびWnt3a遮断VHHの選択したパネルを、最終濃度10から100nMで試験した。特に、細胞溶解ならびにLRP5およびLRP6免疫沈降の前に、細胞を、遮断VHHの存在下で終夜インキュベートした。遮断LRP5およびLRP6リン酸化におけるWnt1およびWnt3a遮断VHHの効果は、陽性対照に対するウェスタンブロットのバンドの定量によって算出した(DKK1、最終濃度1μM)。
4.6 生物物理学的特徴
LRP5/LRP6交差反応性VHHは、例3に報告したように、大腸菌およびピキア・パトリスにおける発現および精製に関してさらに特性解析した。特に、一価のリードパネルVHHの発現率は、それらが0.1mg/Lを超えた場合に許容可能であると考えられた。選択したLRP5/LRP6交差反応性VHHは、大腸菌において0.1から8.2mg/Lの範囲で、ならびにピキア・パトリスはより高い濃度で(>1mg/L)発現を示した。発現は、SDS−PAGE分析によって評価した。
一価LRP5/LRP6交差反応性VHHの熱安定性は、Lightcycler(Roche)を使用して蛍光ベースの熱シフトアッセイ(TSA)により測定した。VHHを、Syproオレンジの存在下、異なるpH値でインキュベートし、温度勾配を適用した。熱誘導性のアンフォールディング時に、タンパク質の疎水性パッチが暴露されSyproオレンジと結合し、蛍光強度の増加をもたらした(Ex/Em=465/580nm)。蛍光強度曲線の一次導関数の屈曲点は、融解温度(Tm)の指標として役立つ。全てのVHHに関して、TmはpHの増加と共に上昇し、pH6で横ばいになり、VHHは典型的なTmパターンを示す。LRP5/LRP6交差反応性Wnt1遮断剤VHHおよびWnt3a遮断剤VHHに関して、pH7で平均82℃が得られた。
LRP5/LRP6交差反応性VHHは、例3に報告したように、大腸菌およびピキア・パトリスにおける発現および精製に関してさらに特性解析した。特に、一価のリードパネルVHHの発現率は、それらが0.1mg/Lを超えた場合に許容可能であると考えられた。選択したLRP5/LRP6交差反応性VHHは、大腸菌において0.1から8.2mg/Lの範囲で、ならびにピキア・パトリスはより高い濃度で(>1mg/L)発現を示した。発現は、SDS−PAGE分析によって評価した。
一価LRP5/LRP6交差反応性VHHの熱安定性は、Lightcycler(Roche)を使用して蛍光ベースの熱シフトアッセイ(TSA)により測定した。VHHを、Syproオレンジの存在下、異なるpH値でインキュベートし、温度勾配を適用した。熱誘導性のアンフォールディング時に、タンパク質の疎水性パッチが暴露されSyproオレンジと結合し、蛍光強度の増加をもたらした(Ex/Em=465/580nm)。蛍光強度曲線の一次導関数の屈曲点は、融解温度(Tm)の指標として役立つ。全てのVHHに関して、TmはpHの増加と共に上昇し、pH6で横ばいになり、VHHは典型的なTmパターンを示す。LRP5/LRP6交差反応性Wnt1遮断剤VHHおよびWnt3a遮断剤VHHに関して、pH7で平均82℃が得られた。
LRP5およびLRP6 VHHの凝集および多量体化の発生可能性は、分析サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって調べた。このため、0.5mg/mLの精製したVHH試料8μgを、Agilent SEC−3カラム上のDionex Ultimate 3000装置を介して注入した。L−アルギニン緩衝液(10mM リン酸、300mM Arg−HCl、pH6.0)を移動相として使用し、流速1mL/分を適用した。LRP5/LRP6 VHHはいずれも、SEC分析の間主な凝集事象を示さなかった:プロファイルにより、ほとんどの試料は95%より多くが単量体であることが示された。
(例5)
半減期延長二重パラトピック構築物の生成および特性解析
LRP5/LRP6交差反応性Wnt1およびWnt3a VHHを、図1に図示したように、構成要素として使用して二重パラトピック構築物を生成した。VHHを結合する血清アルブミンへの遺伝的融合を、半減期延長方法として使用した。3つの構成要素(Wnt1遮断剤、Wnt3a遮断剤、およびアルブミン結合剤)を、可動性リンカーを介して連結した。例3に記載のように、VHHをピキア・パトリスにおいて産生し、精製した。生じた構築物、すなわち二重パラトピックの、半減期延長LRP5/LRP6交差反応性VHH構築物を、例えばWO2012/131078に報告したように標準的な手順に従って、C末端cMyc−ヘキサ−ヒスチジンタグVHH構築物の形態で、ピキア・パトリス発現ベクターpAX159にクローニングした。異なる方向の構成要素および異なるリンカー、特にGS−リンカーを探索した。LRP6における潜在的なWnt1およびWnt3a結合部位間の広範囲の表面積(すなわち、ベータプロペラドメイン1および2はベータプロペラドメイン3に近接していない)を反映するモデルデータに基づき、比較的長いGSリンカーを選択した。Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイにおける効力の最良の結果は、ヒト血清アルブミン/HSA結合VHHを中央に置くことによって得られた。35個のGSリンカーを使用し、Wnt1およびWnt3a VHH遮断剤を好ましい順番で配置した。
半減期延長二重パラトピック構築物の生成および特性解析
LRP5/LRP6交差反応性Wnt1およびWnt3a VHHを、図1に図示したように、構成要素として使用して二重パラトピック構築物を生成した。VHHを結合する血清アルブミンへの遺伝的融合を、半減期延長方法として使用した。3つの構成要素(Wnt1遮断剤、Wnt3a遮断剤、およびアルブミン結合剤)を、可動性リンカーを介して連結した。例3に記載のように、VHHをピキア・パトリスにおいて産生し、精製した。生じた構築物、すなわち二重パラトピックの、半減期延長LRP5/LRP6交差反応性VHH構築物を、例えばWO2012/131078に報告したように標準的な手順に従って、C末端cMyc−ヘキサ−ヒスチジンタグVHH構築物の形態で、ピキア・パトリス発現ベクターpAX159にクローニングした。異なる方向の構成要素および異なるリンカー、特にGS−リンカーを探索した。LRP6における潜在的なWnt1およびWnt3a結合部位間の広範囲の表面積(すなわち、ベータプロペラドメイン1および2はベータプロペラドメイン3に近接していない)を反映するモデルデータに基づき、比較的長いGSリンカーを選択した。Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイにおける効力の最良の結果は、ヒト血清アルブミン/HSA結合VHHを中央に置くことによって得られた。35個のGSリンカーを使用し、Wnt1およびWnt3a VHH遮断剤を好ましい順番で配置した。
最適なVHH結合剤および結合剤の組合せの選択のため、ライブラリーを生成し、ヒト血清アルブミン(HSA)結合VHHをLRP5/LRP6 Wnt1−Wnt3a遮断剤間に置いた。特に、Wnt1またはWnt3aアッセイ(レポーターアッセイおよびリン酸化アッセイ)において高い効力および有効性を持つ高親和性結合剤のパネルを、ライブラリーに使用し、図1に図示したように設計した半減期延長二重パラトピック構築物を生成した。ピキア・パトリスでの発現(例3に報告したように)に続いて精製後、半減期延長二重パラトピック構築物を3つの希釈(1/100、1/1000、1/7000)で、30μM HSAの存在下で、Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイ(例4に記載)において続けてスクリーニングし、有効性および相対的な効力を評価した。一般に、Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイにおけるデータ間の良好な相関が観察され、多くのフォーマットに関して高い有効性が測定された。全部で11個の半減期延長二重パラトピックLRP5およびLRP6構築物をさらなる特性解析のために選択し、レポーターアッセイと多様なWnt1およびWnt3a遮断剤の両方における有効性を考慮に入れた。このさらなる特性解析アッセイは、以下に記載する。
Wnt1/Wnt3aレポーターアッセイ:
Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイを最終濃度の30μM HSAの存在下で例4.4に記載のように実施した。精製した二重パラトピックLRP5/LRP6構築物を、2.5μMから始めて12段階の希釈で試験した。ほとんどの構築物が、1.7nMから0.16nMの間の範囲の高い効力を示し、以下の表IVに示すように、両方のレポーターアッセイにおいて完全な有効性を示した。ここに記載のVHHドメインを阻害する個々のWnt1およびWnt3aの配列を、以下の表Vに提供する。
Wnt1およびWnt3aレポーターアッセイを最終濃度の30μM HSAの存在下で例4.4に記載のように実施した。精製した二重パラトピックLRP5/LRP6構築物を、2.5μMから始めて12段階の希釈で試験した。ほとんどの構築物が、1.7nMから0.16nMの間の範囲の高い効力を示し、以下の表IVに示すように、両方のレポーターアッセイにおいて完全な有効性を示した。ここに記載のVHHドメインを阻害する個々のWnt1およびWnt3aの配列を、以下の表Vに提供する。
(例6)
VHHおよびVHH構築物の配列最適化
配列最適化は、親配列を変異させ、ヒトIGHV3−IGHJ生殖系列コンセンサス配列への同一性を上昇させるプロセスである。例えば、フレームワーク領域(いわゆる、ホールマーク残基は除く)の特異的なアミノ酸をそれらのヒトの対応物と交換し、途中、タンパク質構造、活性および安定性は保存されるべきである。
VHHおよびVHH構築物の配列最適化
配列最適化は、親配列を変異させ、ヒトIGHV3−IGHJ生殖系列コンセンサス配列への同一性を上昇させるプロセスである。例えば、フレームワーク領域(いわゆる、ホールマーク残基は除く)の特異的なアミノ酸をそれらのヒトの対応物と交換し、途中、タンパク質構造、活性および安定性は保存されるべきである。
これらの変異は以下のように分類され得る:
1.標準:これらの位置の配列最適化は、VHHの安定性または活性または親和性を劇的に変えるとは考えられず、したがってそれらは全てを一度に変更し、基本的なバリアントを産生する。
2.ユニーク:これらの位置の配列最適化がVHHの安定性または活性または親和性に影響するかは分かっておらず、したがってそれらは、基本的なバリアントに加えて個々の基準で調ベる。
ホールマーク残基はVHHの安定性、活性、および親和性に重要であることが公知であり、したがって変異されない。
さらに、翻訳後修飾(PTM)に感受性であるという実験的な証拠があるCDRに存在するアミノ酸は、PTM部位が不活性化されるが、タンパク質構造、活性、および安定性は無傷なままである方法で変更される。抗体およびVHHに関して記載した最も一般的な翻訳後修飾を、以下の表VIに列挙する。翻訳後修飾へのVHHの感受性は、加速ストレス研究によって分析し、メチオニン酸化を分析するためのH2O2処置、高温、高pH、および長期保存を含むいくつかの標準的な条件を適用し、アスパラギン脱アミノ化およびアスパラギン酸異性化を試験する。酸化、脱アミノ化、および異性化の割合は、標準的な手順に従って測定し、参照試料と比較した(VHHは−20℃で保存)。逆相クロマトグラフィー(RPC)および質量分析(MS)を使用するペプチドマッピングにおいて完全タンパク質分析を実施し、感受性の可能性がある残基を同定した。ストレス試験後にVHHにおいて観察された翻訳後修飾の場合、相当するアミノ酸を変異した。
1.標準:これらの位置の配列最適化は、VHHの安定性または活性または親和性を劇的に変えるとは考えられず、したがってそれらは全てを一度に変更し、基本的なバリアントを産生する。
2.ユニーク:これらの位置の配列最適化がVHHの安定性または活性または親和性に影響するかは分かっておらず、したがってそれらは、基本的なバリアントに加えて個々の基準で調ベる。
ホールマーク残基はVHHの安定性、活性、および親和性に重要であることが公知であり、したがって変異されない。
さらに、翻訳後修飾(PTM)に感受性であるという実験的な証拠があるCDRに存在するアミノ酸は、PTM部位が不活性化されるが、タンパク質構造、活性、および安定性は無傷なままである方法で変更される。抗体およびVHHに関して記載した最も一般的な翻訳後修飾を、以下の表VIに列挙する。翻訳後修飾へのVHHの感受性は、加速ストレス研究によって分析し、メチオニン酸化を分析するためのH2O2処置、高温、高pH、および長期保存を含むいくつかの標準的な条件を適用し、アスパラギン脱アミノ化およびアスパラギン酸異性化を試験する。酸化、脱アミノ化、および異性化の割合は、標準的な手順に従って測定し、参照試料と比較した(VHHは−20℃で保存)。逆相クロマトグラフィー(RPC)および質量分析(MS)を使用するペプチドマッピングにおいて完全タンパク質分析を実施し、感受性の可能性がある残基を同定した。ストレス試験後にVHHにおいて観察された翻訳後修飾の場合、相当するアミノ酸を変異した。
(例7)
3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物のin vitro特性解析;他のLRP6結合分子との比較
VHH配列の最適化後、3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物を組換えにより発現および精製し、以下に記載のように、いくつかの機能性アッセイおよび生物物理学的アッセイを使用して特性解析した。
3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物のin vitro特性解析;他のLRP6結合分子との比較
VHH配列の最適化後、3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物を組換えにより発現および精製し、以下に記載のように、いくつかの機能性アッセイおよび生物物理学的アッセイを使用して特性解析した。
7.1 FACS結合アッセイ
ヒトLRP5およびLRP6への結合は、図3Aおよび図3Bに報告したように、FACS分析によって細胞上で測定した。特に、ヒトLRP5への結合はヒトLRP5を安定的に過剰発現するHEK293細胞上で試験した。ヒトLRP6への結合に関しては、ヒトLRP6を安定的に過剰発現するHEK293細胞を使用した。細胞は、プレート撹拌機上で、4℃で1.5時間、LRP5およびLRP6結合剤希釈物(図3Aおよび図3Bに示した最終濃度に相当する結合剤の1:5段階希釈)とインキュベートした。細胞をFACS緩衝液(1×PBS(Invitrogen cat.no.141190−094)+10% FBS(Sigma cat.no.F7524)+0.05%アジ化ナトリウム)により5回洗浄後、細胞はVHHのフレームワーク領域に結合するマウスポリクローナル抗体と4℃で1時間インキュベートした。細胞をFACS緩衝液により3回洗浄後、細胞は標識化二次抗体(抗マウスPE(115−116−071))と4℃で1時間インキュベートし、続いて、FACS緩衝液による3回の洗浄ステップを行った。蛍光は、FACS Array(BD)を使用して測定した。ヒトLRP5およびLRP6への結合は、試験した最高濃度において≧600MCF値に相当する。陰性対照は、非標的化結合剤(HEK293細胞に発現しない細菌タンパク質に結合するVHH構築物)からなる。それぞれ図3Aおよび図3Bに示すように、ヒトLRP5およびLRP6への結合は、3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の試験した最高濃度でそれぞれ≧600MCFおよび≧1600MCF値に相当する。これらのデータは、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子が細胞アッセイシステムにおいてそれらの自然な構造でヒトLRP5およびヒトLRP6両方に結合することを明らかにする。hLRP5およびhLRP6への結合のEC50値を以下の表VIIに報告する。
ヒトLRP5およびLRP6への結合は、図3Aおよび図3Bに報告したように、FACS分析によって細胞上で測定した。特に、ヒトLRP5への結合はヒトLRP5を安定的に過剰発現するHEK293細胞上で試験した。ヒトLRP6への結合に関しては、ヒトLRP6を安定的に過剰発現するHEK293細胞を使用した。細胞は、プレート撹拌機上で、4℃で1.5時間、LRP5およびLRP6結合剤希釈物(図3Aおよび図3Bに示した最終濃度に相当する結合剤の1:5段階希釈)とインキュベートした。細胞をFACS緩衝液(1×PBS(Invitrogen cat.no.141190−094)+10% FBS(Sigma cat.no.F7524)+0.05%アジ化ナトリウム)により5回洗浄後、細胞はVHHのフレームワーク領域に結合するマウスポリクローナル抗体と4℃で1時間インキュベートした。細胞をFACS緩衝液により3回洗浄後、細胞は標識化二次抗体(抗マウスPE(115−116−071))と4℃で1時間インキュベートし、続いて、FACS緩衝液による3回の洗浄ステップを行った。蛍光は、FACS Array(BD)を使用して測定した。ヒトLRP5およびLRP6への結合は、試験した最高濃度において≧600MCF値に相当する。陰性対照は、非標的化結合剤(HEK293細胞に発現しない細菌タンパク質に結合するVHH構築物)からなる。それぞれ図3Aおよび図3Bに示すように、ヒトLRP5およびLRP6への結合は、3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の試験した最高濃度でそれぞれ≧600MCFおよび≧1600MCF値に相当する。これらのデータは、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子が細胞アッセイシステムにおいてそれらの自然な構造でヒトLRP5およびヒトLRP6両方に結合することを明らかにする。hLRP5およびhLRP6への結合のEC50値を以下の表VIIに報告する。
3つのLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の効力および有効性を、例4.1に記載したようにFACSベースのDKK1競合アッセイを使用してさらに分析した。ヒトLRP5またはヒトLRP6を安定的に過剰発現するHEK293細胞を、LRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の段階希釈物とインキュベートした(図4Aおよび図4Bに示した最終濃度に相当する1:5段階希釈)。LRP5/LRP6交差反応性VHHは、それぞれ図4Aおよび4Bに示すように、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ならびにヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ヒトDKK1と競合した。DKK1結合の完全な阻害は、試験した最高濃度(≧10nM)で達成され、MCF値≦60に相当した。対照的に、LRP5特異的VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞への結合に関してはヒトDKK1と競合するが、ヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関しては、全くないまたは非常に低い効力(>200nM)である(同じことが、逆に、LRP6特異的VHHに当てはまる)。この実験の結果として、本LRP5/LRP6交差反応性VHHは、ヒトLRP5を過剰発現するHEK293細胞ならびにヒトLRP6を過剰発現するHEK293細胞への結合に関して、ヒトDKK1と競合する(すなわち、結合剤の濃度の増加によるMCF値の減少。DKK1結合の完全な阻害は、試験した最高濃度での≦60MCF値に相当する)。3つのLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物のhLRP5およびhLRP6への結合に関するDKK1競合のIC50値を以下の表VIIIに報告する。これらのデータは、3つのLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物のヒトLRP5およびヒトLRP6への結合を明確にし、2つの受容体間で非常に似た親和性を示した(DKK1競合アッセイにおいてIC50効力値によって本明細書で定義した)。さらにデータは、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子が、それらの自然な構造でヒトLRP5ならびにヒトLRP6に結合しているという考えを補強する。
7.3 Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイ
フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子の効力および有効性を、Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイを使用して分析し、同じアッセイにおいてWnt1およびWnt3a遮断剤両方の機能性試験を可能にした。Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイは、手順に以下の変更を加えた例4.4に記載のアッセイに基づく。384ウェルの組織培養プレートに播種したWnt1を過剰発現する1E06個/mlの細胞を、最終濃度500ng/mlの組換えヒトWnt3a(rec.human Wnt3a:R&D #5036−WN/CF)により処置し、次いで細胞を37℃で終夜インキュベートした。後日、LRP5/LRP6二重パラトピック交差反応性VHHの様々な段階希釈溶液を調整し、最終濃度10nMのLiClの存在下で細胞に添加した。陽性対照として、DKK1を最終濃度200nMで細胞に添加した。DKK1処置は、Wnt1とWnt3aを複合した経路の完全な阻害、したがってベータラクタマーゼの酵素活性の完全な阻害をもたらした。細胞は37℃で終夜インキュベートした。後日、ベータラクタマーゼの酵素活性を製造業者の指示に従って測定した。例4.4に報告したように、蛍光放出に関して、460nmおよび530nmでの値を標準的な蛍光プレートリーダーを使用して得て、460/530nm放出比を示した処置についてプロットした。図5Aに「ベースライン」として報告した蛍光の比[460/530nm]の値は、Wnt1およびWnt3a経路の完全な阻害に相当し、陽性対照による処置によって決定された(DKK1;最終濃度200nM)。「Wnt1」として報告した蛍光[460/535nm]の比の値は、Wnt1経路のみの活性化に相当し、Wnt1過剰発現細胞から決定された(すなわち組換えヒトWnt3aによる処置無し)。「Wnt1+Wnt3a」として報告した蛍光の比[460/535nm]の値はWnt1およびWnt3a経路を複合した活性化に相当し、組換えヒトWnt3aによるWnt1過剰発現細胞の処置によって決定した。図5Aに示すように、完全な阻害(すなわち、ベースラインに相当する蛍光の比[460/535nm])は、3つのLRP5/LRP6交差反応性、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子による処置によって達成される。さらに、IC50値によって以下の表IXに示すように高い効力も報告された。
フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子の効力および有効性を、Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイを使用して分析し、同じアッセイにおいてWnt1およびWnt3a遮断剤両方の機能性試験を可能にした。Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイは、手順に以下の変更を加えた例4.4に記載のアッセイに基づく。384ウェルの組織培養プレートに播種したWnt1を過剰発現する1E06個/mlの細胞を、最終濃度500ng/mlの組換えヒトWnt3a(rec.human Wnt3a:R&D #5036−WN/CF)により処置し、次いで細胞を37℃で終夜インキュベートした。後日、LRP5/LRP6二重パラトピック交差反応性VHHの様々な段階希釈溶液を調整し、最終濃度10nMのLiClの存在下で細胞に添加した。陽性対照として、DKK1を最終濃度200nMで細胞に添加した。DKK1処置は、Wnt1とWnt3aを複合した経路の完全な阻害、したがってベータラクタマーゼの酵素活性の完全な阻害をもたらした。細胞は37℃で終夜インキュベートした。後日、ベータラクタマーゼの酵素活性を製造業者の指示に従って測定した。例4.4に報告したように、蛍光放出に関して、460nmおよび530nmでの値を標準的な蛍光プレートリーダーを使用して得て、460/530nm放出比を示した処置についてプロットした。図5Aに「ベースライン」として報告した蛍光の比[460/530nm]の値は、Wnt1およびWnt3a経路の完全な阻害に相当し、陽性対照による処置によって決定された(DKK1;最終濃度200nM)。「Wnt1」として報告した蛍光[460/535nm]の比の値は、Wnt1経路のみの活性化に相当し、Wnt1過剰発現細胞から決定された(すなわち組換えヒトWnt3aによる処置無し)。「Wnt1+Wnt3a」として報告した蛍光の比[460/535nm]の値はWnt1およびWnt3a経路を複合した活性化に相当し、組換えヒトWnt3aによるWnt1過剰発現細胞の処置によって決定した。図5Aに示すように、完全な阻害(すなわち、ベースラインに相当する蛍光の比[460/535nm])は、3つのLRP5/LRP6交差反応性、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子による処置によって達成される。さらに、IC50値によって以下の表IXに示すように高い効力も報告された。
WO2011/138391では、LRP6に結合し、プロペラ1(例えば、Wnt1)およびプロペラ3(例えば、Wnt3)リガンド相互作用の両方を阻害する多価抗体が開示された。これらの多価LRP6結合抗体は、第一の受容体結合ドメインとしてIgG抗体および第二の受容体結合ドメインとしてscFv断片からなる二重パラトピックLRP6結合分子であり、IgG抗体とscFv断片はリンカーによって連結されている。WO2011/138391では、全てのLRP6結合分子がWnt1およびWnt3aレポーターアッセイにおいてほぼ同じ効力を持つことが報告されている(WO2011/138391の図18)。したがって、それらの多価LRP6結合分子のいずれかが、比較実験のために選択され得る。したがって、第一の比較化合物として「901」構築物を使用することが決定された(MOR08168IgG1LALA 6475 scfvと呼ばれる;WO2011/138391の図27にも示された)。
この「901」構築物の誘導体がWO2013/067355に示される。特に、801Tおよび802Tと名付けられた化合物が開示され(明細書のp.132の開示を参照)、両方とも2つのLRP6結合scFvドメインと半減期延長部分を持つ。801Tおよび802Tは同じin vitro効力および生物物理学的な特性を持つようであるため、それらのうち1つのみ−変異体802T−を以下に記載の実験に含めた。
WO2011/119661では、LRP6に結合し、複数のWntアイソフォームによるシグナル伝達を阻害する二重特異性抗体が開示された。これらの二重特異性抗LRP6抗体はLRP6の2つの異なる領域に結合し、Wntアイソフォーム、中でもWnt1およびWnt3aによって誘導されたシグナル伝達を阻害する。Knobs−into−holes工学(Atwell et al.“Stable heterodimers from remodeling the domain interface of a homodimer using a phage display library”.J Mol Biol.1997;270(1):26−35)を使用して、これらの二重特異性抗LRP6抗体を構築した。WO2011/119661の例11は、YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つIgGハイブリッドを開示する。したがって、比較のため、YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つ2つの二重特異性IgGハイブリッド抗体を、knobs−into−holes工学技術により、すなわち、YW210.09の重鎖のCH3にKnob、YW211.31.62の重鎖のCH3にhole、またはその逆を作製するように工学的に操作したアミノ酸変化により生成し、それぞれKnob HC YW210.09およびKnob HC YW211.31.62と本明細書において呼ぶ。これら2つの構築物は、例4.4に従ってWnt1およびWnt3aレポーターアッセイにおいて特性解析した。予想した通り、YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つ2つの二重特異性IgGハイブリッドは、以下の表Xに報告するように、Wnt1およびWnt3aアッセイにおいて類似の効力を示した。したがって、以下にさらに示した比較例のため、Knob HC YW210.09を第二の比較化合物として選択した。
WO2011/119661では、LRP6に結合し、複数のWntアイソフォームによるシグナル伝達を阻害する二重特異性抗体が開示された。これらの二重特異性抗LRP6抗体はLRP6の2つの異なる領域に結合し、Wntアイソフォーム、中でもWnt1およびWnt3aによって誘導されたシグナル伝達を阻害する。Knobs−into−holes工学(Atwell et al.“Stable heterodimers from remodeling the domain interface of a homodimer using a phage display library”.J Mol Biol.1997;270(1):26−35)を使用して、これらの二重特異性抗LRP6抗体を構築した。WO2011/119661の例11は、YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つIgGハイブリッドを開示する。したがって、比較のため、YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つ2つの二重特異性IgGハイブリッド抗体を、knobs−into−holes工学技術により、すなわち、YW210.09の重鎖のCH3にKnob、YW211.31.62の重鎖のCH3にhole、またはその逆を作製するように工学的に操作したアミノ酸変化により生成し、それぞれKnob HC YW210.09およびKnob HC YW211.31.62と本明細書において呼ぶ。これら2つの構築物は、例4.4に従ってWnt1およびWnt3aレポーターアッセイにおいて特性解析した。予想した通り、YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つ2つの二重特異性IgGハイブリッドは、以下の表Xに報告するように、Wnt1およびWnt3aアッセイにおいて類似の効力を示した。したがって、以下にさらに示した比較例のため、Knob HC YW210.09を第二の比較化合物として選択した。
半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の効力および有効性は、Wnt1とWnt3aを複合したレポーターアッセイを使用して、MOR08168IgG1LALA 6475 scfv二重パラトピックLRP6結合分子、Knob HC YW210.09二重特異性抗LRP6分子、および802T二重特異性抗LRP6分子と比較した。図5Bに示すように、LRP5/LRP6交差反応性、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子F013500571と同様に、Knob HC YW210.09(YW211.31.62およびYW210.09重鎖ヘテロダイマーを持つ二重特異性IgGハイブリッド抗体)による処置により、完全な阻害(すなわち、図5Bのベースラインに相当する蛍光の比[460/535nm])が達成された。しかしながら、以下の表XIに報告したように、F013500571はより高い効力を示した。代わりに、MOR08168IgG1LALA 6475 scfvおよび802T二重パラトピックLRP6結合分子は、Wnt1およびWnt3a阻害の完全な欠如を示した(すなわち蛍光の比[460/535nm]が、それぞれ図5Bおよび図5Cのベースラインよりも著しく高い)。これらのデータは、MOR08168IgG1LALA 6475 scfvと802T二重パラトピックLRP6結合分子の両方が、F013500571と比較した場合、Wnt1およびWnt3a経路阻害において著しく有効性が低いことを示す。したがって、Knob HC YW210.09は、以下にさらに記載したようにin vivo実験のための比較化合物として選択された(例9;in vivo有効性)。
(例8)
がん細胞株のWntシグナル伝達および生存率における3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の効果
活性なWntシグナル伝達を阻害する半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の能力は、先に記載されたように、活性なWntシグナル伝達を有するがん細胞株を使用してさらに特性解析した(Bafico et al.“An autocrine mechanism for constitutive Wnt pathway activation in human cancer cells”.Cancer Cell 2004;6(5):497−506;DeAlmeida et al.“The soluble wnt receptor Frizzled8CRD−hFc inhibits the growth of teratocarcinomas in vivo”.Cancer Res.2007;67(11):5371−9);Akiri et al.“Wnt pathway aberrations including autocrine Wnt activation occur at high frequency in human non−small−cell lung carcinoma”.Oncogene.2009;28(21):2163−72)。簡単に述べると、活性なWntシグナル伝達を有するがん細胞株、PA−1およびPA−TU−8988Sを12ウェルプレートに播種し、最終濃度1μMのLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物により2日間処置した。Wntシグナル伝達を阻害する能力は、内在性のWnt標的遺伝子Axin2のmRNA発現の阻害によって検出した。標準的なRNA技術を使用してqPCR発現解析を実施した:RNA単離は、QIAGENによって提供された手順に従って、QIAGEN RNeasy Mini Kitを使用して実施した;SuperScript VILO cDNA Synthesis Kitを使用するcDNA合成(Invitrogen、Cat.No.11754050)およびAxin2 TaqManプライマー/プローブ(Hs00610344_m1 AXIN2 FAM,Life Technologies)および真核生物の18s内在性対照VIC−MGB(4319413E−1307061、Applied Biosystems)によるTaqMan Gene Expression Assayを使用するqPCRを実施した。
がん細胞株のWntシグナル伝達および生存率における3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の効果
活性なWntシグナル伝達を阻害する半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の能力は、先に記載されたように、活性なWntシグナル伝達を有するがん細胞株を使用してさらに特性解析した(Bafico et al.“An autocrine mechanism for constitutive Wnt pathway activation in human cancer cells”.Cancer Cell 2004;6(5):497−506;DeAlmeida et al.“The soluble wnt receptor Frizzled8CRD−hFc inhibits the growth of teratocarcinomas in vivo”.Cancer Res.2007;67(11):5371−9);Akiri et al.“Wnt pathway aberrations including autocrine Wnt activation occur at high frequency in human non−small−cell lung carcinoma”.Oncogene.2009;28(21):2163−72)。簡単に述べると、活性なWntシグナル伝達を有するがん細胞株、PA−1およびPA−TU−8988Sを12ウェルプレートに播種し、最終濃度1μMのLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物により2日間処置した。Wntシグナル伝達を阻害する能力は、内在性のWnt標的遺伝子Axin2のmRNA発現の阻害によって検出した。標準的なRNA技術を使用してqPCR発現解析を実施した:RNA単離は、QIAGENによって提供された手順に従って、QIAGEN RNeasy Mini Kitを使用して実施した;SuperScript VILO cDNA Synthesis Kitを使用するcDNA合成(Invitrogen、Cat.No.11754050)およびAxin2 TaqManプライマー/プローブ(Hs00610344_m1 AXIN2 FAM,Life Technologies)および真核生物の18s内在性対照VIC−MGB(4319413E−1307061、Applied Biosystems)によるTaqMan Gene Expression Assayを使用するqPCRを実施した。
図6Aに示したように、3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物によって処置したPA−TU8988SおよびPA−1がん細胞の両方は、未処置(対照)細胞と比較した場合、Axin2の相対的なmRNAレベル(すなわち、内在性対照に対して正規化)の著しい減少を示した。これらのデータは、活性なWntシグナル伝達を有するがん細胞株におけるWntシグナル伝達を阻害する半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の能力を実証した。さらに、細胞の生存率に対するWntシグナル伝達遮断の効果を、それらの増殖が活性なWntシグナル伝達依存的であることが先に報告された(Jiang et al.“Inactivating mutations of RNF43 confer Wnt dependency in pancreatic ductal adenocarcinoma”.Proc Natl Acad Sci USA.2013;110(31):12649−54)PA−TU8988SおよびYAPCがん細胞株において調べた。細胞生存率は、半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物(最終濃度1μM)または比較化合物802T(最終濃度1μM)による処置の10日後にAlamar Blueアッセイ(Invitrogen、Cat.#DAL1100)を実施することによって測定した。図6Bに示すように、3つの半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物によって処置したPA−TU8988Sがん細胞は、未処置(対照)細胞と比較した場合、生存細胞の割合が著しく減少した(≧75%減少)。802Tによる処置時、細胞生存率における影響は検出されなかった(図6B、右手側の図表)。これらのデータは、活性なWntシグナル伝達に依存するがん細胞の細胞増殖を阻害する、半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物の能力を実証し、また802Tと比較した場合、これらの構築物の優れた効果も示す。
さらに、細胞生存率の用量依存性は、上記のように802Tと比較して、PA−TU8988S(図6C)およびYAPC(図6D)がん細胞株においてF013500571に関して評価した。細胞生存率の用量依存的な減少は、F013500571での処置時に検出された。対照的に、PA−TU8988SおよびYAPCがん細胞株の両方における比較化合物802Tによる処置時には、細胞生存率への効果は見られなかった。これらのデータは、802Tと比較した場合、半減期延長二重パラトピックLRP5/LRP6交差反応性VHH構築物が優れた効果を有することを示す。
(例9)
in vivo有効性
LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物/結合分子を、Wnt駆動腫瘍モデルにおいてin vivoでさらに特性解析した。実験は、これらの結合分子がin vivoで腫瘍増殖を阻害するか測定するために行った。比較化合物Knob HC YW210.09の有効性もまた、同じWnt駆動腫瘍モデルを使用して測定した。マウス乳がんウイルスLTRエンハンサー(MMTVプロモーター)を使用するWntリガンドのトランスジェニック発現は、マウスにおいて広範な乳管過形成、続いて6カ月齢までにトランスジェニック(TG)マウスにおいて乳腺腺癌をもたらす。これらの乳房腫瘍は、グルココルチコイド誘導性のWntリガンドの過剰発現によって駆動され、細胞内ベータカテニン局在によって評価されるように、上皮および間葉マーカーの発現(basal−like表現型)ならびに活性なWntシグナル伝達を含む、TNBC腫瘍と類似の特性を有する。特に、MMTV−Wnt−1トランスジェニックマウス由来の乳房腫瘍はWnt1依存的である。実際に、ヒトFcドメインに融合したFrizzled8システインリッチドメイン(CRD)(F8CRDhFc)を含む可溶性Wnt受容体を使用するWnt活性の遮断は、in vivoでの腫瘍増殖を阻害することが報告された(DeAlmeida et al.“The soluble wnt receptor Frizzled8CRD−hFc inhibits the growth of teratocarcinomas in vivo”.Cancer Res.2007;67(11):5371−9)。したがって、MMTV−Wnt1トランスジェニックマウスから単離した腫瘍は、有効性実験の開始前、2から5回の継代の間にヌードマウスに腫瘍断片として皮下に継代した。移植後14日から21日の間、腫瘍が平均容積およそ150から250mm3に達した場合、マウスは群あたり7匹の群に無作為に分け、化合物をi.v.投与した。LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物を、F013500571については図7Aに、F013500720については図7Bに示した用量で週2回マウスにi.v.投与した。比較化合物Knob HC YW210.09も週2回i.v.投与したが、上記に説明したin vitro実験においてこの化合物で得られたデータにより、より高用量、すなわち30および45mg/kg(図7C)で投与した。有効性実験の間、腫瘍容積および体重をモニターし、中間の腫瘍容積を図7Aから図7Cに報告する。腫瘍増殖阻害(TGI)は有効性実験の終了時に測定した。特に、TGIは、対照群(図7Aおよび図7Bに示した実験においてはヒスチジン緩衝液−20mMヒスチジン pH6.5緩衝液−、または図7Cに示した実験においてはクエン酸緩衝液によってマウスを処置)と比較して各処置群について測定した。さらに、有効性実験の終了時に胃腸(GI)の病理組織学的分析(十二指腸から直腸までの胃腸管の断片のH&E染色による)を実施し、LRP5およびLRP6アンタゴニストの潜在毒性を評価した。腫瘍増殖阻害(TGI)、in vivo有効性試験の終了時のGI病理組織学的分析の結果、著しい体重の減少(有効性実験の開始時と比較して体重の減少が>18%)により屠殺する必要があるマウスの数に相当する死亡率、および腫瘍退縮の数(処置の開始時に測定した腫瘍容積よりも小さい実験終了時の腫瘍容積)を、実験に関する表XIIA、XIIB、およびXIICにおいて各処置群について報告し、データはそれぞれ図7A、7B、および7Cにも示した。
in vivo有効性
LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物/結合分子を、Wnt駆動腫瘍モデルにおいてin vivoでさらに特性解析した。実験は、これらの結合分子がin vivoで腫瘍増殖を阻害するか測定するために行った。比較化合物Knob HC YW210.09の有効性もまた、同じWnt駆動腫瘍モデルを使用して測定した。マウス乳がんウイルスLTRエンハンサー(MMTVプロモーター)を使用するWntリガンドのトランスジェニック発現は、マウスにおいて広範な乳管過形成、続いて6カ月齢までにトランスジェニック(TG)マウスにおいて乳腺腺癌をもたらす。これらの乳房腫瘍は、グルココルチコイド誘導性のWntリガンドの過剰発現によって駆動され、細胞内ベータカテニン局在によって評価されるように、上皮および間葉マーカーの発現(basal−like表現型)ならびに活性なWntシグナル伝達を含む、TNBC腫瘍と類似の特性を有する。特に、MMTV−Wnt−1トランスジェニックマウス由来の乳房腫瘍はWnt1依存的である。実際に、ヒトFcドメインに融合したFrizzled8システインリッチドメイン(CRD)(F8CRDhFc)を含む可溶性Wnt受容体を使用するWnt活性の遮断は、in vivoでの腫瘍増殖を阻害することが報告された(DeAlmeida et al.“The soluble wnt receptor Frizzled8CRD−hFc inhibits the growth of teratocarcinomas in vivo”.Cancer Res.2007;67(11):5371−9)。したがって、MMTV−Wnt1トランスジェニックマウスから単離した腫瘍は、有効性実験の開始前、2から5回の継代の間にヌードマウスに腫瘍断片として皮下に継代した。移植後14日から21日の間、腫瘍が平均容積およそ150から250mm3に達した場合、マウスは群あたり7匹の群に無作為に分け、化合物をi.v.投与した。LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物を、F013500571については図7Aに、F013500720については図7Bに示した用量で週2回マウスにi.v.投与した。比較化合物Knob HC YW210.09も週2回i.v.投与したが、上記に説明したin vitro実験においてこの化合物で得られたデータにより、より高用量、すなわち30および45mg/kg(図7C)で投与した。有効性実験の間、腫瘍容積および体重をモニターし、中間の腫瘍容積を図7Aから図7Cに報告する。腫瘍増殖阻害(TGI)は有効性実験の終了時に測定した。特に、TGIは、対照群(図7Aおよび図7Bに示した実験においてはヒスチジン緩衝液−20mMヒスチジン pH6.5緩衝液−、または図7Cに示した実験においてはクエン酸緩衝液によってマウスを処置)と比較して各処置群について測定した。さらに、有効性実験の終了時に胃腸(GI)の病理組織学的分析(十二指腸から直腸までの胃腸管の断片のH&E染色による)を実施し、LRP5およびLRP6アンタゴニストの潜在毒性を評価した。腫瘍増殖阻害(TGI)、in vivo有効性試験の終了時のGI病理組織学的分析の結果、著しい体重の減少(有効性実験の開始時と比較して体重の減少が>18%)により屠殺する必要があるマウスの数に相当する死亡率、および腫瘍退縮の数(処置の開始時に測定した腫瘍容積よりも小さい実験終了時の腫瘍容積)を、実験に関する表XIIA、XIIB、およびXIICにおいて各処置群について報告し、データはそれぞれ図7A、7B、および7Cにも示した。
図7Aから図7Cおよび上記の表XIIAから表XIICから分かるように、LRP5/LRP6交差反応性半減期延長二重パラトピックVHH構築物(2×/週のスケジュールで、4mg/kgと10mg/kgのF013500571および1mg/kgのF013500720)による処置は、著しい体重の変化(<10%)がなく、GI病理組織学的分析後に何も所見が報告されずに、実際に腫瘍退縮(すなわち、腫瘍の縮小;有効性実験の開始時の腫瘍容積と比較して有効性実験の終了時の腫瘍容積の減少に相当する腫瘍増殖阻害(TGI)>100%)をもたらした。重要なことに、それに対して、3×/週のスケジュールでの90mg/kgに相当する、マウスにおいて投与可能な最大i.v.用量/スケジュールでさえも、LRP6特異的結合剤Knob HC YW210.09による処置時には腫瘍退縮が観察できなかった。
上記に説明した実験において観察されたように、in vivo有効性における差をさらに調べるため、比較化合物のより高用量でさえもマウスにより頻繁に投与(3回/週)できるようにさらなる実験を設定した。要するに、そのようなより高い暴露を達成するため、比較化合物は、以下の表XIIDに示したようにi.p.投与された。
上記に説明した実験において観察されたように、in vivo有効性における差をさらに調べるため、比較化合物のより高用量でさえもマウスにより頻繁に投与(3回/週)できるようにさらなる実験を設定した。要するに、そのようなより高い暴露を達成するため、比較化合物は、以下の表XIIDに示したようにi.p.投与された。
表XIIDに示したデータから分かるように、この設定においても、TGIに関して著しく強い効果は得られなかった。言い換えると、これらの実験、データおよび結果は、Knob HC YW210.09と比較した場合に、半減期延長二重パラトピックVHH構築物のより高い有効性、ならびに本発明のポリペプチドの腫瘍増殖を減らすだけでなく、腫瘍縮小も誘導する先例のない能力をはっきりと示す。もちろん、がん患者の処置のため、腫瘍縮小(すなわち、腫瘍退縮)は望ましい治療効果(すなわち有効性)である。実際に、臨床試験において、病理学的完全奏功(pCR)をもたらす腫瘍退縮を誘導する処置は、乳がんなど、高いアンメットメディカルニーズ適応症の無憎悪生存および全生存の著しい改善を積極的に導く。
上記の比較例は、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物が、親和性またはKD値など、その結合特性において優れているだけでなく、in vivo設定においても非常に有利であり優れた特性を有することも示す。
上記の比較例は、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物が、親和性またはKD値など、その結合特性において優れているだけでなく、in vivo設定においても非常に有利であり優れた特性を有することも示す。
次に、化合物MOR08168IgG1LALA 6475 scfvが同様の有利な効果を提供し得るかどうか調べた。このため、以下のようにマウスにおけるin vivo忍容性試験を実施した:MOR08168IgG1LALA 6475 scfv化合物を週2回(2qw)、3mg/kgでi.v.投与した;WO2011/138391において図22に記載したように、異種移植片腫瘍モデルにおいてin vivo有効性が検出された同じ用量/レジメン。MOR08168IgG1LALA 6475 scfvによる最初の処置は1日目に実施し、6日目からマウスの著しい体重の減少が検出された。10日目に、MOR08168IgG1LALA 6475 scfv化合物によって処置した何匹かのマウスは、著しい体重の減少(>10%)を示した。11日目に、マウスを屠殺し、胃腸管(GI)病理組織学的分析により、マウスの大腸および盲腸にびらんを伴う炎症が明らかになった。これらのデータは、MOR08168IgG1LALA 6475 scfvが有効な用量/レジメンで忍容ではないことを示す。したがって、LRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物は、治療濃度域に関して優れている;すなわちそれらは、著しい体重の変化なく(<10%)腫瘍退縮を誘導し、GI病理組織学的分析後に何の所見も報告されなかった。
(例10)
in vivo Wnt経路阻害
Wntシグナル伝達におけるLRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物/結合分子の効果をさらに特性解析するため、例9に記載するように、有効性実験の終了時に腫瘍を単離した。特に、化合物または対照処置の最後の注入の16時間後に腫瘍を単離した。Wntシグナル伝達阻害は、例8に記載したように分析し、腫瘍におけるAxin2のmRNA発現の低下によって測定した。対照群に対するAxin2 mRNA発現の倍数変化を、F013500571によるin vivo有効性に関しては図8Aに、F013500720によるin vivo有効性に関しては図8Bに報告する。各処置群に関するAxin2 mRNA低下の定量は、以下の表XIIIAおよびXIIIBに報告する。
in vivo Wnt経路阻害
Wntシグナル伝達におけるLRP5/LRP6交差反応性二重パラトピック半減期延長VHH構築物/結合分子の効果をさらに特性解析するため、例9に記載するように、有効性実験の終了時に腫瘍を単離した。特に、化合物または対照処置の最後の注入の16時間後に腫瘍を単離した。Wntシグナル伝達阻害は、例8に記載したように分析し、腫瘍におけるAxin2のmRNA発現の低下によって測定した。対照群に対するAxin2 mRNA発現の倍数変化を、F013500571によるin vivo有効性に関しては図8Aに、F013500720によるin vivo有効性に関しては図8Bに報告する。各処置群に関するAxin2 mRNA低下の定量は、以下の表XIIIAおよびXIIIBに報告する。
図8Aおよび図8Bならびに表XIIIAおよび表XIIIBから分かるように、Axin2 mRNA発現の著しい低下および用量依存的な減少(特に、F013500571による処置に関して)が、対照群と比較してLRP5/LRP6交差反応性結合分子によって処置した腫瘍において観察された。これらの結果は、LRP5/LRP6交差反応性結合分子が、実際に腫瘍細胞においてWntシグナル伝達を抑制することによって腫瘍増殖を阻害できることを示す。
(例11)
工業生産プロセス
11.1 発酵:上記の表IIIおよび表Vに記載のいずれかのポリペプチドは、誘導性プロモーターの制御下で、W3110、TG1、BL21、BL21(DE3)、HMS174、HMS174(DE3)、MM294のような異なる大腸菌株の細胞質で発現され得る。このプロモーターは、lacUV5、tac、T7、trp、T5、araBから選択され得る。培養培地は、好ましくはWilms et al.,2001(Wilms,B.,Hauck,A.,Reuss,M.,Syldatk,C.,Mattes,R.,Siemann,M.,and Altenbuchner,J.:High−Cell−Density Fermentation for Production of L−N−Carbamoylase Using an Expression System Based on the Escherichia coli rhaBAD Promoter.Biotechnology and Bioengineering,73:95−103(2001))、DeLisa et al.,1999(DeLisa,M.P.,Li,J.C.,Rao,G.,Weigand,W.A.,and Bentley,W.E.:Monitoring GFP−operon fusion protein expression during high cell density cultivation of Escherichia coli using an on−line optical sensor.Biotechnology and Bioengineering,65:54−64.(1999))に従って完全に定義される、または等価物である。しかしながら、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン、およびバリンのようなアミノ酸、または大豆ペプトンもしくは酵母エキスなどの複合培地成分による培地の補充が有益であり得る。発酵のプロセスはフェドバッチモードで実施される。条件:温度30〜40℃、pH6〜7.5、溶存酸素は20%以上に保つ。最初の炭素源の消費後、培養物は上述の供給培地(または等価物)によって供給される。発酵槽内の乾燥細胞重量が40から90g/Lに達した場合、使用したプロモーターシステムに対応する適切な誘導物質によって培養が誘導される(例えば、IPTG、ラクトース、アラビノース)。誘導は、パルス完全誘導としてまたは長時間にわたりそれぞれの誘導物質を発酵槽に供給することによる部分誘導としてのいずれかで実施され得る。産生相は少なくとも4時間続く。細胞は、ボウル型遠心分離機、筒状ボウル型遠心分離機、またはディスク型遠心分離機において遠心分離によって回収され、培養上澄み液は廃棄した。
工業生産プロセス
11.1 発酵:上記の表IIIおよび表Vに記載のいずれかのポリペプチドは、誘導性プロモーターの制御下で、W3110、TG1、BL21、BL21(DE3)、HMS174、HMS174(DE3)、MM294のような異なる大腸菌株の細胞質で発現され得る。このプロモーターは、lacUV5、tac、T7、trp、T5、araBから選択され得る。培養培地は、好ましくはWilms et al.,2001(Wilms,B.,Hauck,A.,Reuss,M.,Syldatk,C.,Mattes,R.,Siemann,M.,and Altenbuchner,J.:High−Cell−Density Fermentation for Production of L−N−Carbamoylase Using an Expression System Based on the Escherichia coli rhaBAD Promoter.Biotechnology and Bioengineering,73:95−103(2001))、DeLisa et al.,1999(DeLisa,M.P.,Li,J.C.,Rao,G.,Weigand,W.A.,and Bentley,W.E.:Monitoring GFP−operon fusion protein expression during high cell density cultivation of Escherichia coli using an on−line optical sensor.Biotechnology and Bioengineering,65:54−64.(1999))に従って完全に定義される、または等価物である。しかしながら、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、トリプトファン、およびバリンのようなアミノ酸、または大豆ペプトンもしくは酵母エキスなどの複合培地成分による培地の補充が有益であり得る。発酵のプロセスはフェドバッチモードで実施される。条件:温度30〜40℃、pH6〜7.5、溶存酸素は20%以上に保つ。最初の炭素源の消費後、培養物は上述の供給培地(または等価物)によって供給される。発酵槽内の乾燥細胞重量が40から90g/Lに達した場合、使用したプロモーターシステムに対応する適切な誘導物質によって培養が誘導される(例えば、IPTG、ラクトース、アラビノース)。誘導は、パルス完全誘導としてまたは長時間にわたりそれぞれの誘導物質を発酵槽に供給することによる部分誘導としてのいずれかで実施され得る。産生相は少なくとも4時間続く。細胞は、ボウル型遠心分離機、筒状ボウル型遠心分離機、またはディスク型遠心分離機において遠心分離によって回収され、培養上澄み液は廃棄した。
11.2 精製:大腸菌細胞塊を6から8倍量の溶解緩衝液(リン酸またはTris緩衝液、pH7〜8.5)に再懸濁した。細胞溶解は、好ましくは高圧ホモジナイズし、続いてボウル型、筒状ボウル型、またはディスク型遠心分離機での遠心分離によって細胞片を除去することにより実施した。標的タンパク質を含有する上澄み液は、0.22〜10μmフィルターを使用して濾過してもよく、pH7〜8.5で陽イオン交換クロマトグラフィーによって分離してもよい(例えばToyopearl MegaCap(登録商標)II SP−550EC、Toyopearl GigaCap S−650M、SP Sepharose BB、SP Sepharose FFまたはS HyperCel(商標))。溶出は、pH7〜8.5で線形に増加するNaCl勾配によって実施した。標的タンパク質を含有する画分を集め、続いて遊離システイン残基によって仲介される二量体化または凝集を防ぐため、5〜10mM DTTとインキュベートした。0.8〜1M 硫酸アンモニウムまたは2〜3M NaClのさらなる添加後、溶液は、pH7〜8.5での親水性相互作用クロマトグラフィー(例えば、Phenyl Sepharose HP、Phenyl Sepharose FF、Butyl Sepharose HP、Butyl Sephrose FF、Butyl Toyopearl 650(S,M,C)、Phenyl Toyopearl 650(S,M,C))によって分離した。溶出は、5mM DTTの存在下で、線形に減少する硫酸アンモニウムまたはNaCl勾配によってpH7〜8.5で行った。純度が最少で90%の標的タンパク質を含有する画分を集め、5mM DTTの存在下で透析濾過により脱塩し、続いておよそ5mg/mLに濃縮した。続く再フォールディングは、タンパク質溶液を50mM Tris、150mM NaCl、4mM Cystamin、10mM CHAPS、pH 8.5により1:5〜1:20に希釈し、最終タンパク質濃度を0.25〜1mg/mlにすることによって実施した。再フォールディング溶液は、室温で12〜36時間撹拌下でインキュベートし、次いでpH7〜8.5での陽イオン交換クロマトグラフィー(例えば、SP Sepharose FF、SP Sepharose HP、Toyopearl SP−650(S、M、C))によって分離した。溶出は、pH7〜8.5で線形に増加するNaCl勾配によって実施した。単量体の標的タンパク質を含有する画分を集め、透析濾過により25mM Na−リン酸、220mM エンドトキシンフリーのトレハロース、pH7.5に製剤化した。溶液は濾過によって滅菌し、2から8℃で保存した。
(例12)
s.c.投与用の医薬製剤
本発明の上記の二重パラトピックポリペプチド構築物のいずれかは、以下の組成を有する皮下適用のための医薬製剤の製造のために選択され得る。
原薬:100mg/ml(1から3nmol/ml)
酢酸緩衝液:25mM
トレハロース:220mM
Tween−20:0.02%
原薬は、上記の組成を有する溶液内で製剤化され、滅菌し、2から8℃で保存した。
s.c.投与用の医薬製剤
本発明の上記の二重パラトピックポリペプチド構築物のいずれかは、以下の組成を有する皮下適用のための医薬製剤の製造のために選択され得る。
原薬:100mg/ml(1から3nmol/ml)
酢酸緩衝液:25mM
トレハロース:220mM
Tween−20:0.02%
原薬は、上記の組成を有する溶液内で製剤化され、滅菌し、2から8℃で保存した。
(例13)
ヒトにおける医薬用途
上記の例11.2で調整した溶液は、2週間ごとから4週間ごとに静脈注入(用量100から200mg)によって、Wntシグナル伝達阻害剤に感受性のがんを患っているヒトなど、それを必要とする患者に適用する。
ヒトにおける医薬用途
上記の例11.2で調整した溶液は、2週間ごとから4週間ごとに静脈注入(用量100から200mg)によって、Wntシグナル伝達阻害剤に感受性のがんを患っているヒトなど、それを必要とする患者に適用する。
(例14)
ex vivoアッセイにおける樹状細胞による炎症性サイトカイン放出へのWnt3aシグナル伝達阻害の効果
PBMCは、インフォームフォコンセントを行った健常なドナーから得た。ヒト単核球由来樹状細胞(Mo−DC)を以下のように生成した:PBMCは、50ng/mL GM−CSFおよび50ng/mL IL−4を補充したX−VIVO培地中で培養した。培養24時間後、上澄み液を注意深く除去し、同じGM−CSFおよびILー4を補充したX−VIVO培地中で置き換えた。4日目に、上澄み液を注意深く除去し、LPSのみの存在下、もしくはヒトWnt3aまたはヒトWnt3aおよびLRP5/LRP6交差反応性結合分子との組合せの存在下でX−VIVO培地によって置き換えた。後日、上澄み液を回収し、製造業者の指示に従ってELISAによりTNF−アルファの分析にかけた。先に報告されたように(Oderup et al.”Canonical and noncanonical Wnt proteins program dendritic cell responses for tolerance”.J Immunol.2013;190(12):6126−34)、および図9Aに示すように、Wnt3aは分化した樹状細胞(DC)による炎症性サイトカイン分泌(すなわち、TNF−アルファ放出)を直接阻害する。DCからのTNF−アルファ放出のWnt3a駆動抑制は、LRP5/LRP6交差反応性結合分子の添加によって回復した。
ex vivoアッセイにおける樹状細胞による炎症性サイトカイン放出へのWnt3aシグナル伝達阻害の効果
PBMCは、インフォームフォコンセントを行った健常なドナーから得た。ヒト単核球由来樹状細胞(Mo−DC)を以下のように生成した:PBMCは、50ng/mL GM−CSFおよび50ng/mL IL−4を補充したX−VIVO培地中で培養した。培養24時間後、上澄み液を注意深く除去し、同じGM−CSFおよびILー4を補充したX−VIVO培地中で置き換えた。4日目に、上澄み液を注意深く除去し、LPSのみの存在下、もしくはヒトWnt3aまたはヒトWnt3aおよびLRP5/LRP6交差反応性結合分子との組合せの存在下でX−VIVO培地によって置き換えた。後日、上澄み液を回収し、製造業者の指示に従ってELISAによりTNF−アルファの分析にかけた。先に報告されたように(Oderup et al.”Canonical and noncanonical Wnt proteins program dendritic cell responses for tolerance”.J Immunol.2013;190(12):6126−34)、および図9Aに示すように、Wnt3aは分化した樹状細胞(DC)による炎症性サイトカイン分泌(すなわち、TNF−アルファ放出)を直接阻害する。DCからのTNF−アルファ放出のWnt3a駆動抑制は、LRP5/LRP6交差反応性結合分子の添加によって回復した。
これらのデータは、フォーマットした、二重パラトピックの、および配列最適化結合分子が、Wnt3a処置した樹状細胞によるTNFアルファ分泌を回復することができ、それにより樹状細胞においてWnt阻害効果を抑制することを示す。
腫瘍微小環境内の樹状細胞においてWnt経路を遮断することは、腫瘍媒介性の免疫抑制の破壊および抗腫瘍免疫の増大に対する可能な治療アプローチを示していると考えることは重要である。
T細胞(エフェクターT細胞)に対するDCの効果を調べるため、先に記載したように(Oderup et al.”Canonical and noncanonical Wnt proteins program dendritic cell responses for tolerance”.J Immunol.2013;190(12):6126−34)、LRP5/LRP6交差反応性結合分子有りまたは無しでWnt3aによって前処置したDCをT細胞と共培養し、PBMCから単離した。DC/T細胞の共培養3日後、上澄み液を回収し、製造業者の指示に従ってELISAによりIFNガンマの分析にかけた。
腫瘍微小環境内の樹状細胞においてWnt経路を遮断することは、腫瘍媒介性の免疫抑制の破壊および抗腫瘍免疫の増大に対する可能な治療アプローチを示していると考えることは重要である。
T細胞(エフェクターT細胞)に対するDCの効果を調べるため、先に記載したように(Oderup et al.”Canonical and noncanonical Wnt proteins program dendritic cell responses for tolerance”.J Immunol.2013;190(12):6126−34)、LRP5/LRP6交差反応性結合分子有りまたは無しでWnt3aによって前処置したDCをT細胞と共培養し、PBMCから単離した。DC/T細胞の共培養3日後、上澄み液を回収し、製造業者の指示に従ってELISAによりIFNガンマの分析にかけた。
IFNガンマ分泌は、T細胞活性化のマーカーである。図9Bに示すように、Wnt3a媒介性DC阻害は、T細胞によるIFNガンマ分泌の減少をもたらし(T細胞機能の阻害)、それはLRP5/LRP6交差反応性結合分子での処置によって完全に回復される。
要約すると、これらのデータは、LRP5/LRP6交差反応性結合分子が樹状細胞においてWnt阻害効果を抑制し、T細胞機能の回復をもたらすことを示している。
T細胞の継続的な活性化/刺激は最終分化を誘導し、枯渇したT細胞表現型、T細胞機能の進歩的な喪失をもたらすことが知られている。したがって、T細胞におけるLRP5/LRP6交差反応性結合分子の効果は、DCの活性化によって媒介され、T細胞枯渇によって制限され得ることが考えられる。LRP5/LRP6交差反応性結合分子の投与とT細胞枯渇を遮断する免疫チェックポイント阻害剤の投与を組み合わせる組合せ処置は、したがって、T細胞機能を活性化および維持するのに役立ち、それにより腫瘍微小環境が変化し、本発明の分子の治療効果をサポートすると考えられる。
要約すると、これらのデータは、LRP5/LRP6交差反応性結合分子が樹状細胞においてWnt阻害効果を抑制し、T細胞機能の回復をもたらすことを示している。
T細胞の継続的な活性化/刺激は最終分化を誘導し、枯渇したT細胞表現型、T細胞機能の進歩的な喪失をもたらすことが知られている。したがって、T細胞におけるLRP5/LRP6交差反応性結合分子の効果は、DCの活性化によって媒介され、T細胞枯渇によって制限され得ることが考えられる。LRP5/LRP6交差反応性結合分子の投与とT細胞枯渇を遮断する免疫チェックポイント阻害剤の投与を組み合わせる組合せ処置は、したがって、T細胞機能を活性化および維持するのに役立ち、それにより腫瘍微小環境が変化し、本発明の分子の治療効果をサポートすると考えられる。
Claims (30)
- 以下のCDR配列:
(i):
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
(ii):
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
(iii):
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を含むことにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択される第1の免疫グロブリン単一可変ドメイン
ならびに
以下のCDR配列:
(iv):
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
(v):
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を含むことにより定義される免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)の群から選択される第2の免疫グロブリン単一可変ドメイン
を含む、LRP5またはLRP6に特異的に結合するポリペプチド。 - 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下のCDR配列:
CDR1:TYTVG(=配列番号1)
CDR2:AIRRRGSSTYYADSVKG(=配列番号2)
CDR3:DTRTVALLQYRYDY(=配列番号3)
を含み、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号10)
CDR2:AISWSGGSTYYADSVKG(=配列番号11)
CDR3:SPIPYGSLLRRRNNYDY(=配列番号12)
を含む、
請求項1に記載のポリペプチド。 - 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号4)
CDR2:AIRRSGRRTYYADSVKG(=配列番号5)
CDR3:ARRVRSSTRYNTGTWWWEY(=配列番号6)
を含み、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を含む、
請求項1に記載のポリペプチド。 - 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下のCDR配列:
CDR1:RYTMG(=配列番号7)
CDR2:AIVRSGGSTYYADSVKG(=配列番号8)
CDR3:DRRGRGENYILLYSSGRYEY(=配列番号9)
を含み、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下のCDR配列:
CDR1:SYAMG(=配列番号13)
CDR2:AISWRSGSTYYADSVKG(=配列番号14)
CDR3:DPRGYGVAYVSAYYEY(=配列番号15)
を含む、
請求項1に記載のポリペプチド。 - 前記免疫グロブリン単一可変ドメインがVHHドメイン、好ましくはヒト化VHHドメインである、請求項1から4のいずれかに記載のポリペプチド。
- 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下の配列:
(i):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSTYTVGWFRQAPGKEREFVAAIRRRGSSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADTRTVALLQYRYDYWGQGTLVTVSS
(=配列番号19)、
(ii):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAIRRSGRRTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAAARRVRSSTRYNTGTWWWEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号20)、
(iii):
AVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGLTFSRYTMGWFRQAPGKEREFVAAIVRSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADRRGRGENYILLYSSGRYEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号21)
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(i)〜(iii)の群から選択され、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが以下の配列:
(iv):
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGRTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAISWSGGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAASPIPYGSLLRRRNNYDYWGQGTLVTVSS
(=配列番号22)、
(v):
EVQLVESGGGLVQPGGSLRLSCAASGGTFSSYAMGWFRQAPGKEREFVAAISWRSGSTYYADSVKGRFTISRDNSKNTVYLQMNSLRPEDTAVYYCAADPRGYGVAYVSAYYEYWGQGTLVTVSS
(=配列番号23)
を有する免疫グロブリン単一可変ドメイン(iv)および(v)からなる群から選択される、
請求項1に記載のポリペプチド。 - 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが配列番号19に示されるアミノ酸配列を有し、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが配列番号22に示されるアミノ酸配列を有する、
請求項1または請求項2に記載のポリペプチド。 - 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが配列番号20に示されるアミノ酸配列を有し、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する、
請求項1または請求項3に記載のポリペプチド。 - 前記第1の免疫グロブリン単一可変ドメインが配列番号21に示されるアミノ酸配列を有し、
前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインが配列番号23に示されるアミノ酸配列を有する、
請求項1または請求項4に記載のポリペプチド。 - 前記第1および前記第2の免疫グロブリン単一可変ドメインがリンカーペプチドにより共有結合的に連結されており、前記リンカーペプチドが第3の免疫グロブリン単一可変ドメインを含んでいても、またはからなっていてもよい、請求項1から9のいずれかに記載のポリペプチド。
- ポリペプチドが半減期延長部分をさらに含み、前記半減期延長部分が前記ポリペプチドに共有結合的に連結されており、アルブミン結合ペプチドまたはアルブミン結合免疫グロブリンドメインなどのアルブミン結合部分、抗トランスフェリン免疫グロブリンドメインなどのトランスフェリン結合部分、ポリエチレングリコール分子、ヒト血清アルブミン、およびヒト血清アルブミンの断片からなる群から選択されていてもよい、請求項1から9のいずれかに記載のポリペプチド。
- 前記半減期延長部分がアルブミン結合免疫グロブリン単一可変ドメイン、好ましくは、配列番号24により定義されるAlb11ドメインである、請求項11に記載のポリペプチド。
- 配列番号25、配列番号26、および配列番号27を含むまたはからなるポリペプチドの群から選択されるポリペプチド。
- 請求項1から13のいずれかに記載されるポリペプチドをコードする、好ましくは単離された形態の核酸分子。
- 請求項14に記載の核酸を含む発現ベクター。
- 請求項15に記載の発現ベクターを有する宿主細胞。
- 請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチドを製造する方法であって、
請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチドの発現を可能にする条件下で請求項16に記載の宿主細胞を培養するステップと、
前記ポリペプチドを回収するステップと
を含む方法。 - 前記ポリペプチドを精製するステップ
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - (i)活性成分として、請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチド、および(ii)薬学的に許容される担体を含み、ならびに(iii)希釈剤、賦形剤、アジュバントおよび/または安定化剤を含んでもよい医薬組成物。
- ヒトまたは動物における疾患、障害または状態の処置、予防または軽減のための方法で医薬として使用するための、請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチド。
- がん、好ましくは、乳がん、肺がん、膵臓がん、結腸直腸がん、肉腫、卵巣がんもしくは肝細胞癌の処置において使用するための、または特発性肺疾患の処置において使用するための、または異常なWntシグナル伝達により引き起こされる網膜症の処置において使用するための、請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチド。
- トリプルネガティブ乳がん(TNBC)の処置において使用するための、請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチド。
- 化学療法剤、血管新生を阻害する治療活性化合物、シグナル伝達経路阻害剤、EGFR阻害剤、免疫調節剤、免疫チェックポイント阻害剤、またはホルモン療法剤と組み合わせて使用するための、請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチド。
- 請求項1から13のいずれかに記載のポリペプチドと組み合わせて使用するための化学療法剤、血管新生を阻害する治療活性化合物、シグナル伝達経路阻害剤、EGFR阻害剤、免疫調節剤、免疫チェックポイント阻害剤、およびホルモン療法剤からなる群から選択される治療剤。
- それを必要とする患者におけるがんまたは特発性肺疾患または網膜症の処置方法であって、請求項1から13のいずれか1項に記載のポリペプチド、または請求項19に記載の医薬組成物の有効量を前記患者に投与するステップを含む処置方法。
- LRP5ならびにLRP6に特異的に結合することができ(LRP5/LRP6交差反応性)Wnt1駆動標的遺伝子転写を阻害する第1の免疫グロブリン結合タンパク質、および
LRP5ならびにLRP6に特異的に結合することができ(LRP5/LRP6交差反応性)Wnt3a駆動標的遺伝子転写を阻害する第2の免疫グロブリン結合タンパク質
を含むポリペプチド。 - 前記第1と前記第2の免疫グロブリン結合タンパク質が免疫グロブリン単一可変ドメインである、請求項26に記載のポリペプチド。
- 樹状細胞においてWnt1駆動およびWnt3a駆動標的遺伝子転写を阻害することにより腫瘍微小環境を改変するための、請求項1から13、26または27のいずれかに記載のポリペプチドの使用。
- がんの処置において使用するための、請求項1から13、26または27のいずれかに記載のポリペプチド。
- 抗PD1抗体、抗PDL1抗体、抗CTLA4抗体、抗BTLA抗体、抗LAG3抗体、および抗TIM3抗体からなる群から選択される免疫チェックポイント阻害剤と組み合わせて、またはがんワクチンと組み合わせてがんの処置において使用するための、請求項1から13、26または27のいずれかに記載のポリペプチド。
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