JP2020530027A - ヘモペキシン製剤 - Google Patents

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Abstract

本発明は、概して、(a)少なくとも50mg/mLのヘモペキシン含有量と;(b)少なくとも15mMのリン酸緩衝液と;(c)pH5.8〜8と;(d)少なくとも50mMの塩化ナトリウムとを含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤、およびその使用に関する。

Description

本発明は、概して、ヘモペキシンの安定な液体製剤およびその使用に関する。
溶血は、赤血球が破壊されることを特徴とし、酵素欠損、異常ヘモグロビン症、遺伝性球状赤血球症、発作性夜間ヘモグロビン尿症および棘細胞性貧血のような赤血球異常、ならびに脾腫、自己免疫障害(例えば、新生児の溶血性疾患)、遺伝性障害(例えば、鎌状赤血球症またはG6PD欠損)、微小血管症性溶血、グラム陽性菌感染(例えば、連鎖球菌属(Streptococcus)、腸球菌属(Enterococus)およびブドウ球菌属(Staphylococcus))、寄生虫感染(例えば、プラスモジウム属(Plasmodium))、毒素および外傷(例えば、熱傷)のような外因子に関連する貧血性障害の証しである。溶血はまた、輸血、特に大量輸血のおよび体外心肺補助を使用する患者における一般的な障害でもある。
溶血に関連する状態を有する患者で見られる有害効果は、赤血球からのヘモグロビン(Hb)およびヘムのような鉄および鉄含有化合物の放出に大いに起因している。生理的条件下では、放出されたヘモグロビンは、ハプトグロビンのような可溶性タンパク質によって結合され、マクロファージおよび肝細胞に輸送される。しかしながら、溶血の発生が加速し、病理学的性質になると、ハプトグロビンの緩衝能が圧倒される。結果として、ヘモグロビンがフェリヘモグロビンに急速に酸化され、今度はこれが遊離ヘム(プロトポルフィリンIXおよび鉄を含む)を放出する。ヘムは(例えば、ヘモグロビンおよびミオグロビンのような必須タンパク質の一部として)いくつかの生物学的プロセスで重要な役割を果たすが、遊離ヘムは極めて毒性である。遊離ヘムは、脂質膜、タンパク質および核酸を損傷する極めて毒性の活性酸素種(ROS)を産生する酸化還元活性鉄の供給源である。ヘムの毒性は、脂質膜に入り込むその能力によってさらに悪化し、脂質膜でヘムは膜成分の酸化を引き起こし、細胞溶解および死を促進する。
連続的な低レベルの細胞外Hb/ヘム曝露の進化圧によって、生理的定常状態条件下および軽度の溶血中に遊離Hb/ヘムの有害効果を制御する代償機構がもたらされた。これらのシステムは、Hb捕捉剤ハプトグロビン(Hp)およびヘム捕捉剤タンパク質ヘモペキシン(Hpx)およびα1−ミクログロブリンを含む、Hbまたはヘムに結合する血漿タンパク質のグループの放出を含む。
ヘモペキシンは、図1に示されるように90°の角度でしっかり組み合わさり、ドメイン間リンカーペプチドによって結合した2枚の厚いディスクに似た2つの四翼βプロペラードメインによって形成される、単一439アミノ酸長ペプチド鎖で構成される61kDa血漿β−1B−糖タンパク質である(非特許文献1)。ヘムは、血管内および血管外溶血の結果として血液中に放出され、ドメイン間リンカーペプチドによって形成されたポケットの2つの四翼βプロペラードメイン間に結合する。残基His213およびHis266がヘム鉄原子に配位して、ヘモグロビンと同様に安定なビスヒスチジル錯体を与える。
ヘモペキシンは、約20%の、シアル酸、マンノース、ガラクトースおよびグルコサミンを含む炭水化物を含有する。12個のシステイン残基がタンパク質配列中に見られ、おそらく6つのジスルフィド架橋を説明する。ヘモペキシンは、高い親和性(K<1pM)でヘムに結合し、血流から肝臓へのヘム特異的担体として機能するその能力のおかげで、ヘム毒性に対する防御の第一線となる。ヘモペキシンは等モル比でヘムに結合するが、ヘムがこのタンパク質に共有結合しているという証拠はない。
ヘム結合に加えて、ヘモペキシン調製物は、セリンプロテアーゼ活性(非特許文献2)、ならびに抗炎症および炎症促進活性の呈示、細胞接着の阻害ならびに一定の二価金属イオンの結合のようないくつかの他の機能を有することも報告されている。
内因性ヘモペキシンは、生理的定常状態条件下で遊離ヘムの有害効果を制御することができるが、高レベルのヘムが内因性ヘモペキシンの枯渇をもたらし、ヘム媒介酸化組織損傷を引き起こす溶血に関連する条件のような病態生理学的条件下では、定常状態ヘムレベルの維持における効果をほとんど有さない。研究により、ヘモペキシン輸注が、鎌状赤血球症(SCD)およびβサラセミアのような溶血性障害の実験的マウスモデルでヘム誘発内皮活性化、炎症および酸化損傷を軽減することが示された。ヘモペキシン投与が、炎症性サイトカインのレベルを有意に低下させ、溶血性動物のヘム誘導血管収縮に対抗することも示されている。しかしながら、精製ヘモペキシンは重要な治療可能性を示しているが、液体調製物としての安定性に乏しいことに悩まされている。
Mauk、2011;Protein Science、第20巻、791〜805頁 Linら、2016;Molecular Medicine 22:22〜31、2016
本開示は、治療的使用に適したヘモペキシンの安定な液体製剤を提供することによって、この課題を解決または少なくとも部分的に軽減する。
本発明の一態様では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)少なくとも50mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)少なくとも15mMのリン酸緩衝液と;
(c)pH5.8〜8と;
(d)少なくとも50mMの塩化ナトリウムと
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
本発明の別の態様では、溶血に関連する状態を治療する方法であって、本明細書に開示される精製ヘモペキシンの液体製剤を、それを必要とする対象に投与することを含む方法が提供される。
βプロペラーCドメイン(薄灰色)、Nドメイン(濃い灰色)、リンカー配列およびヘムを示す、ヘム−ヘモペキシン複合体の構造の図である。βプロペラーCドメインに位置するヒアルロン酸結合モチーフ[348〜358(濃い灰色)]、NドメインとCドメインの界面にあるArg−Gly−Glu配列[128〜130(矢印)]、およびJEN14エピトープの位置も示している。 SYPROオレンジの存在下でのタンパク質のアンフォールディングについての温度に対する相対蛍光強度(RFU)の典型的な記録を示す図である。Tは、融解曲線の中点(灰色水平バー)によって決定される。PBS、pH7.4で製剤化したHpx(破線、T=53.0℃)およびクエン酸塩リン酸塩、pH7.4で製剤化したHpx(実線、T60.5℃)を示す。 ヒト血漿由来ヘモペキシン(Hpx)の生化学的特性評価を示す図である。A:還元条件および非還元条件下でのHpxバッチTO290016(20−1.25μg)のSDS−PAGE分析。MWマーカーを両条件について1レーンにロードした;バンドをクーマシー染色(SimplyBlue;Invitrogen)によって可視化した;B:2D−PAGE分析:ヘモペキシンサンプル(5μg)を、固定化pH勾配ストリップ(pI3〜10、Invitrogen)、引き続いてSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分離した。スポットをコロイドブルー染色(SimplyBlue;Invitrogen)によって可視化し、Hpxの複数のバンドをボックス内にマークする;C:SEC−HPLC(カラム:YMC Pack Diol−300、5μm、300×8mm)によって分析した、10%未処理(実線)および老化Hpx(「老化」、37℃で3カ月;破線)の分子サイズ分布。各種のモル質量を、MALS(Dawn HELEOS、Wyatt Technologies)およびRI検出器(Optilab T−rEX、Wyatt Technologies)によりインラインで決定した(薄灰色線);D:様々な濃度のヘモペキシン(PBS、pH7.4で製剤化)および対応する粘度をプロットし、ポリクローナルIgG(三角形)の粘度曲線と比較した。粘度測定は、25℃で、回転レオメーター(HAAKE、ThermoScientific)において2連で行った。 図3−1の続き。 DSFデータ評価を示す図である。A:散布図でのTと対応する緩衝液タイプの可視化。緩衝液タイプA(PBS、pH7.4)は参照製剤になる。最も安定な緩衝液(破線の円a〜c)の様々な塩(NaCl)濃度を、異なる濃淡の灰色によって強調し、ここでは破線の円内の低いデータポイントが低い塩濃度(50〜150mM NaCl)を表し、破線の円内の高いデータポイントが高い塩濃度(150〜250mM NaCl)を表す;(a)クエン酸塩リン酸塩、(b)リン酸ナトリウム、(c)グリシン緩衝液。B:分析した全ての条件の塩化ナトリウム依存性の可視化。各濃度での平均を線として示す。C:pHに対するTの密度プロット;D:クエン酸リン酸製剤化サンプルにおけるTと対応する塩(NaCl)濃度の可視化。PBSは参照製剤(アステリスク)になり、200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaClを白丸として示す。異なる緩衝液強度を異なる濃淡の灰色によって強調し、緩衝液濃度は上から下に低下する(100mM〜15mMクエン酸塩リン酸塩)。各条件を少なくとも3回測定した;エラーバーは標準偏差を示している。 図4−1の続き。 DSFによる様々な糖の存在下での熱安定性を示す図である。散布図でのTと対応する緩衝液タイプの可視化。分析した3つの異なる緩衝液の異なる糖濃度を異なる濃淡の灰色にしている。 DSFによる様々なアミノ酸の存在下での熱安定性を示す図である。散布図でのTと対応するクエン酸塩リン酸塩緩衝液中のアミノ酸の可視化。各アミノ酸を2つの異なる濃度で試験した(50μMのみを分析したグルタミン酸を除く)。 物理的ストレス誘導安定性についてのSEC−HPLC分析からのデータを示す図である。A:様々な濃度のP80で、PBS、pH7.4で製剤化したHpx;B:様々な濃度のP80で、クエン酸塩リン酸塩、pH7.4で製剤化したHpx。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図7−1の続き。 様々な物理誘導ストレスによる処理後に実行したサンプルについてのSDS−PAGEゲルの写真である。A:PBS、pH7.4で製剤化したHpxサンプルを還元(上部パネル、500mMジチオトレイトール、DTT)および非還元(底部パネル)条件下で分析した。B:クエン酸塩リン酸塩、pH7.4で製剤化したHpxサンプルを還元(上部パネル、500mMジチオトレイトール、DTT)および非還元(底部)条件下で分析した。U:未処理;A:撹拌;F/T:凍結/解凍サイクル。 図8−1の続き。 物理誘導ストレス時のヘモペキシンへのヘム結合を示す図である。A:PBS、140mM NaCl、pH7.4;およびB:様々な濃度のP80で、クエン酸塩リン酸塩、pH7.4で製剤化したHpx。示される処理;未処理−白丸;撹拌−黒色正方形;凍結/解凍−灰色三角形後のヘム結合を百分率で示す。 PBS中、P80の非存在下(w/o P80)および様々な濃度のP80(0.1〜0.001%v/v)で製剤化し、3カ月間にわたって分析した10%Hpx溶液のSEC−HPLCデータを示す図である。A:37℃およびB:25℃(RT)で貯蔵した。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図10−1の続き。 PBS中、P80の非存在下(w/o、三角形)および様々な濃度のP80(0.1〜0.001%v/v)で製剤化し、3カ月間にわたって分析した10%Hpx溶液のヘム結合能を示す図である。A:37℃およびB:25℃(RT)で貯蔵した。 様々な緩衝液で製剤化し、加速条件(37℃)貯蔵で6カ月ならびに室温(RT)および2〜8℃での貯蔵で最大24カ月にわたって分析した10%Hpx溶液のSEC−HPLCデータを示す図である。A:200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、pH7.2;B:200mM クエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、pH7.2;C:100mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl、pH7.6;D:100mMリン酸ナトリウム、300mM NaCl、pH7.6;E:300mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl、pH7.6;F:PBS、140mM NaCl、pH7.4。全ての製剤(PBSを除く)が、0.002%v/v P80を含有している。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図12−1の続き。 時間0カ月、6カ月および12カ月のサンプルを用いたSDS−PAGEゲルの写真である。A〜C:サンプルを還元条件(500mMジチオトレイトール、DTT)下で分析した。D〜F:サンプルを非還元条件下で分析した。タンパク質15μgを各レーンにロードした。各製剤を示されるように時間0カ月、6カ月および12カ月で分析した。分子量マーカーを、図に示されるように左レーンにkDa値で示す。1レーン−分子量マーカー、2レーン−200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.002% P80、pH7.2;3レーン−200mMクエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、0.002% P80、pH7.2;4レーン−100mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl、0.002% P80、pH7.6;5レーン−100mMリン酸ナトリウム、300mM NaCl、0.002% P80、pH7.6;6レーン−300mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl、0.002% P80、pH7.6;7レーン−PBS、pH7.4。 図13−1の続き。 ヘモペキシンへのヘム結合を示す図である。A〜C:2〜8℃(C)、RT(B)および37℃(A)で貯蔵したサンプルについての各時点での百分率で示されるヘム結合(実線)。所与の時点での対応するモノマー百分率を各製剤について同じ色で示す(破線)。D:ヘム結合とHpxモノマーとの間の全体的な相関。N=144、ノンパラメトリックスピアマン相関、r=0.83。 図14−1の続き。 様々な緩衝液で製剤化し、6カ月(37℃で貯蔵)および24カ月(RTおよび2〜8℃で貯蔵)にわたって分析した10%Hpx溶液のSEC−HPLCデータを示す図である。A:15mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、pH7.2;B:15mMクエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、pH7.2;C:50mMクエン酸塩リン酸塩、200mM NaCl、pH7.2;D:50mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、pH7.2;E:200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、pH7.2。全ての製剤が0.01%v/v P80を含有する。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図15−1の続き。 時間0カ月、6カ月および12カ月のサンプルを用いたSDS−PAGEゲルの写真である。サンプルを還元条件(500mMジチオトレイトール、DTT)下で分析した。タンパク質15μgを各レーンにロードした。各製剤を示されるように時間0カ月(上部左)、6カ月および12カ月貯蔵で分析した。分子量マーカーを、図に示されるように右レーンにkDa値で示す;1レーン−15mMクエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;2レーン−50mMクエン酸塩リン酸塩、200mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;3レーン−50mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;4レーン−30mMクエン酸塩リン酸塩、500mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;5レーン−75mMクエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;6レーン−100mMクエン酸塩リン酸塩、200mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;7レーン−100mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;8レーン−15mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;9レーン−200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;10レーン−分子量マーカー。 時間0カ月、6カ月および12カ月のサンプルを用いたSDS−PAGEゲルの写真である。サンプルを還元条件下で分析した。タンパク質15μgを各レーンにロードした。各製剤を示されるように時間0カ月(上部左)、6カ月および12カ月貯蔵で分析した。分子量マーカーを、図に示されるように右レーンにkDa値で示す;1レーン−15mMクエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;2レーン−50mMクエン酸塩リン酸塩、200mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;3レーン−50mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;4レーン−30mMクエン酸塩リン酸塩、500mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;5レーン−75mMクエン酸塩リン酸塩、300mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;6レーン−100mMクエン酸塩リン酸塩、200mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;7レーン−100mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;8レーン−15mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;9レーン−200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;10レーン−分子量マーカー。 ヘモペキシンへのヘム結合を示す図である。37℃(A)、RT(B)および2〜8℃(C)で貯蔵したサンプルについての各時点での百分率で示されるヘム結合(実線)。所与の時点での対応するモノマー百分率を各製剤について同じ色で示す(破線)。 血漿由来ヒトヘモペキシンの高タンパク質濃度での粘度挙動を示す図である。様々な濃度のヘモペキシンの製剤を調製し(製剤1:200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;製剤2:50mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;製剤3:15mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;製剤4:PBS、0.01%、P80、pH7.4)、それらの粘度をポリクローナルIgG(三角形)の粘度曲線と比較した。粘度測定は、25℃で、回転レオメーター(HAAKE、ThermoScientific)において2連で行った。 HUNK自動化学変性システムを使用したΔG傾向を示す図である。0〜8M尿素における36点変性曲線を、0.25、1、5、10、25、50、100、150、250および300mg/mLの濃度のHpxについて作成した。各曲線は、各製剤についての一回の実行を表す。 様々な濃度のHpx製剤1(200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2)の、6カ月にわたって分析したSEC−HPLCデータを示す図である(A:300;B:250;C:200およびD:100g/L)。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図21−1の続き。 様々な濃度のHpx製剤2(50mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2)の、6カ月にわたって分析したSEC−HPLCデータを示す図である(A:300;B:250;C:200およびD:100g/L)。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図22−1の続き。 様々な濃度のHpx製剤3(15mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2)の、6カ月にわたって分析したSEC−HPLCデータを示す図である(A:300;B:250;C:200およびD:100g/L)。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。斜線模様の棒は、一定の時点の後、ゲル化のために製剤を分析することができなかったことを示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図23−1の続き。 様々な濃度のHpx製剤4(PBS、0.01% P80、pH7.4)の、6カ月にわたって分析したSEC−HPLCデータを示す図である(A:300;B:250;C:200およびD:100g/L)。分子サイズ分布を100%積み上げ縦棒グラフとして提示し、各分子種をそれぞれ百分率の量として示す。斜線模様の棒は、一定の時点の後、ゲル化のために製剤を分析することができなかったことを示す。凝集体およびダイマーを各列の底部で強調する(それぞれ、黒色および灰色);断片を各列の上部に示す(灰色)。 図24−1の続き。
本明細書を通して、文脈上他に要求されない限り、「含む(comprise)」という単語、または「含む(comprises)」もしくは「含んでいる(comprising)」のような変形は、明記される要素もしくは整数または要素もしくは整数の群の包含を意味するが、他の要素もしくは整数または要素もしくは整数の群の排除を意味しないことが理解される。
本明細書における先行刊行物(もしくはそこから得られる情報)または知られている事項への言及は、その先行刊行物(もしくはそこから得られる情報)または知られている事項が、本明細書が関連する活動分野における一般常識の一部を形成することの承認または自認または任意の形態の示唆とみなされず、またみなされるべきでない。
本明細書で使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は、文脈上他に明確な指示がない限り、複数の事象を含むことに留意しなければならない。よって、例えば、「溶血に関連する状態(a condition associated with haemolysis)」への言及は、単一の状態ならびに2つまたはそれ以上の状態を含み;「薬剤(an agent)」への言及は、単一の薬剤ならびに2つまたはそれ以上の薬剤を含み;以下同様である。
反対の指示がない限り、本明細書を通して「%」含有量になされる言及は、%w/v(重量/体積)を意味するものとみなされるべきである。例えば、少なくとも10%のヘモペキシン含有量を含む液体製剤は、少なくとも10%w/v(すなわち、少なくとも100mg/mL)のヘモペキシン含有量を含む液体製剤を意味するとみなされる。
本発明は、少なくとも一部は、一定の条件を修正してその液体製剤中のヘモペキシンの安定性を増強することができるという本発明者らの驚くべき発見に基づいている。
よって、本発明の一態様では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)少なくとも50mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)少なくとも15mMのリン酸緩衝液と;
(c)pH5.8〜8と;
(d)少なくとも50mMの塩化ナトリウムと
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
ヘモペキシン
ヘモペキシンは、少なくとも一部は、高い親和性(K<1pM)でヘムに結合し、血流から肝臓へのヘム特異的担体として機能するその能力に起因して、ヘム毒性に対する防御の第一線となる。ヘモペキシンはまた、セリンプロテアーゼ活性、ならびに抗炎症および炎症促進活性、細胞接着を阻害する能力ならびに一定の二価金属イオンの結合のようないくつかの他の機能を有することが報告されている。ヘモペキシンの特徴のいくつかを以下の表1に要約する:
Figure 2020530027
液体製剤のヘモペキシン含有量は意図した用途に依存し得る。例えば、液体製剤をニート組成物(すなわち、さらに希釈しない)としてそれを必要とする対象に投与する場合、ヘモペキシン含有量は、典型的には例えば、必要とされる投与量および投与される体積のような因子に関して、直接投与に適したものとなる。一例として、ヘモペキシン含有量を、それが、所望の治療用量に関して、対象に投与される液体製剤の体積を最小化するのに十分に高く、さらなる希釈なしに投与することを可能にするために液体製剤の粘度を最小化するのに十分に低くなるように最適化することができる。よって、本明細書に開示される一実施形態では、ヘモペキシン含有量が、さらなる希釈なしでの投与に適するように、液体製剤の粘度を最小化するよう最適化される。適切な粘度は、当業者に周知されており、投与経路および/または投与体積のような因子に依存する可能性がある。タンパク質含有製剤の皮下注射についての閾値は50mPasにもなることが、W.Du&A.Klibanov、「Hydrophobic Salts Markedly Diminish Viscosity of Concentrated Protein Solutions」、Biotechnology and Bioengineering、632〜636頁、2011に言及されている。本明細書に開示される特定の実施形態では、液体製剤は、25℃で50mPas以下の粘度を含む。本明細書に開示される好ましい実施形態では、液体製剤は、25℃で20mPas以下の粘度を含む。
液体製剤をニート組成物(すなわち、さらに希釈しない)としてそれを必要とする対象に投与する場合、精製ヘモペキシンの適切な投与量は当業者に周知されており、治療される溶血性状態の性質および重症度(例えば、内因性遊離ヘムのレベル)、治療される対象の年齢、体重および性別、いずれかの他の根底にある状態の存在ならびに前記の組み合わせのような因子に依存する可能性がある。
「少なくとも50mg/mL」への言及は、50mg/mL、55mg/mL、60mg/mL、65mg/mL、70mg/mL、75mg/mL、80mg/mL、85mg/mL、90mg/mL、95mg/mL、100mg/mL、105mg/mL、110mg/mL、115mg/mL、120mg/mL、125mg/mL、130mg/mL、135mg/mL、140mg/mL、145mg/mL、150mg/mL、155mg/mL、160mg/mL、165mg/mL、170mg/mL、175mg/mL、180mg/mL、185mg/mL、190mg/mL、195mg/mL、200mg/mL、205mg/mL、210mg/mL、215mg/mL、220mg/mL、225mg/mL、230mg/mL、235mg/mL、240mg/mL、245mg/mL、250mg/mL、255mg/mL、260mg/mL、265mg/mL、270mg/mL、275mg/mL、280mg/mL、285mg/mL、290mg/mL、295mg/mL、300mg/mL、305mg/mL、310mg/mL、315mg/mL、320mg/mL、325mg/mL、330mg/mL、335mg/mL、340mg/mL、345mg/mL、350mg/mL、355mg/mL、360mg/mL、365mg/mL、370mg/mL、375mg/mL、380mg/mL、385mg/mL、390mg/mL、400mg/mL、405mg/mLなどを含む。よって、本発明の好ましい形態では、液体製剤は、少なくとも50mg/mL、好ましくは少なくとも55mg/mL、好ましくは少なくとも60mg/mL、好ましくは少なくとも65mg/mL、好ましくは少なくとも70mg/mL、好ましくは少なくとも75mg/mL、好ましくは少なくとも80mg/mL、好ましくは少なくとも85mg/mL、好ましくは少なくとも90mg/mL、好ましくは少なくとも95mg/mL、好ましくは少なくとも100mg/mL、好ましくは少なくとも105mg/mL、好ましくは少なくとも110mg/mL、好ましくは少なくとも115mg/mL、好ましくは少なくとも120mg/mL、好ましくは少なくとも125mg/mL、好ましくは少なくとも130mg/mL、好ましくは少なくとも135mg/mL、好ましくは少なくとも140mg/mL、好ましくは少なくとも145mg/mL、好ましくは少なくとも150mg/mL、好ましくは少なくとも155mg/mL、好ましくは少なくとも160mg/mL、好ましくは少なくとも165mg/mL、好ましくは少なくとも170mg/mL、好ましくは少なくとも175mg/mL、好ましくは少なくとも180mg/mL、好ましくは少なくとも185mg/mL、好ましくは少なくとも190mg/mL、好ましくは少なくとも195mg/mL、好ましくは少なくとも200mg/mL、好ましくは少なくとも205mg/mL、好ましくは少なくとも210mg/mL、好ましくは少なくとも215mg/mL、好ましくは少なくとも220mg/mL、好ましくは少なくとも225mg/mL、好ましくは少なくとも230mg/mL、好ましくは少なくとも235mg/mL、好ましくは少なくとも240mg/mL、好ましくは少なくとも245mg/mL、好ましくは少なくとも250mg/mL、好ましくは少なくとも255mg/mL、好ましくは少なくとも260mg/mL、好ましくは少なくとも265mg/mL、好ましくは少なくとも270mg/mL、好ましくは少なくとも275mg/mL、好ましくは少なくとも280mg/mL、好ましくは少なくとも285mg/mL、好ましくは少なくとも290mg/mL、好ましくは少なくとも295mg/mL、好ましくは少なくとも300mg/mL、好ましくは少なくとも305mg/mL、好ましくは少なくとも310mg/mL、好ましくは少なくとも315mg/mL、好ましくは少なくとも320mg/mL、好ましくは少なくとも325mg/mL、好ましくは少なくとも330mg/mL、好ましくは少なくとも335mg/mL、好ましくは少なくとも340mg/mL、好ましくは少なくとも345mg/mL、好ましくは少なくとも350mg/mL、好ましくは少なくとも355mg/mL、好ましくは少なくとも360mg/mL、好ましくは少なくとも365mg/mL、好ましくは少なくとも370mg/mL、好ましくは少なくとも375mg/mL、好ましくは少なくとも380mg/mL、好ましくは少なくとも385mg/mL、好ましくは少なくとも390mg/mL、好ましくは少なくとも400mg/mL、好ましくは少なくとも405mg/mLなどのヘモペキシン含有量を含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、75mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、75mg/mL〜250mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、75mg/mL〜200mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、75mg/mL〜150mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、100mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、150mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、200mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、250mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、100mg/mL〜200mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、300mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、250mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、200mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、100mg/mL〜200mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示されるさらに別の実施形態では、液体製剤は、約100mg/mLのヘモペキシンを含む。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、100mg/mLのヘモペキシンを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、本発明の液体製剤は、少なくとも5mLの体積を有し、少なくとも75mg/mLのヘモペキシンを含む。別の実施形態では、液体製剤は、少なくとも5mLの体積を有し、少なくとも100mg/mLまたは少なくとも200mg/mLのヘモペキシンを含む。特定の実施形態では、液体製剤は、少なくとも5mLの体積を有し、約100mg/mL、約125mg/mL、約150mg/mL、約175mg/mL、約200mg/mL、約225mg/mL、約250mg/mL、約275mg/mL、約300mg/mL、約325mg/mL、約350mg/mL、約375mg/mLまたは約400mg/mLの濃度のヘモペキシンを含む。別の態様では、少なくとも5mLの精製ヘモペキシンの安定な液体製剤を含有する容器であって、ヘモペキシンの濃度は少なくとも100mg/mLまたは少なくとも200mg/mLまたは少なくとも250mg/mLまたは少なくとも300mg/mLである容器が提供される。別の態様では、少なくとも5mLの精製ヘモペキシンの安定な液体製剤を含有する容器であって、ヘモペキシンの濃度は100mg/mLまたは200mg/mLまたは250mg/mLまたは300mg/mLである容器が提供される。
他の実施形態では、液体製剤をヘモペキシン濃縮物として製造することができ、濃縮物は投与のために希釈される。ヘモペキシン濃縮物としての液体製剤を製造する利点の1つは、それが貯蔵用の体積を最小化することである。濃縮物を、所望であれば対象への投与の前または間に希釈することができる。濃縮物として製造することができる精製ヘモペキシンの適切な濃度は、当業者に周知されている。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、少なくとも250mg/mLのヘモペキシン含有量を含む。
「少なくとも250mg/mL」への言及は、250mg/mL、260mg/mL、270mg/mL、280mg/mL、290mg/mL、300mg/mL、305mg/mL、310mg/mL、315mg/mL、320mg/mL、325mg/mL、330mg/mL、335mg/mL、340mg/mL、345mg/mL、350mg/mL、355mg/mL、360mg/mL、365mg/mL、370mg/mL、375mg/mL、380mg/mL、385mg/mL、390mg/mL、400mg/mL、405mg/mLなどを含む。よって、本発明の好ましい形態では、液体製剤は、少なくとも300mg/mL、好ましくは少なくとも305mg/mL、好ましくは少なくとも310mg/mL、好ましくは少なくとも315mg/mL、好ましくは少なくとも320mg/mL、好ましくは少なくとも325mg/mL、好ましくは少なくとも330mg/mL、好ましくは少なくとも335mg/mL、好ましくは少なくとも340mg/mL、好ましくは少なくとも345mg/mL、好ましくは少なくとも350mg/mL、好ましくは少なくとも355mg/mL、好ましくは少なくとも360mg/mL、好ましくは少なくとも365mg/mL、好ましくは少なくとも370mg/mL、好ましくは少なくとも375mg/mL、好ましくは少なくとも380mg/mL、好ましくは少なくとも385mg/mL、好ましくは少なくとも390mg/mL、好ましくは少なくとも400mg/mL、好ましくは少なくとも405mg/mLなどのヘモペキシン含有量を含む。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、少なくとも300mg/mLのヘモペキシン含有量を含む。
一実施形態では、ヘモペキシン含有量がUV吸光度分光法によって測定される。一代替実施形態では、ヘモペキシンが免疫比濁法によって測定される。UV吸光度分光法および免疫比濁法の例示的な例は本明細書の他に記載する。
本明細書で使用される場合、「ヘモペキシン」という用語は、配列番号1のアミノ酸残基24〜462またはこれと少なくとも60%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、からなるまたはから本質的になる、天然供給源(例えば、血漿)から単離もしくは少なくとも部分的に精製されたヘモペキシンタンパク質または組換え的に産生されたヘモペキシンタンパク質を意味することを意図している。ヘモペキシンは、ヒトおよび非ヒト変異体を含むことができる。液体製剤がヒト対象への投与を意図している場合、ヘモペキシンがヒトヘモペキシンであることが一般的に好ましい。しかしながら、ヘモペキシンの非ヒトアイソフォームがヒトヘムに結合する能力を保持する限り、意図する対象がヒトである場合に、ヘモペキシンの非ヒトアイソフォームを使用してもよいことが理解されるべきである。逆に、液体製剤が非ヒト対象への投与を意図している場合、ヘモペキシンが投与される種に由来することが一般的に好ましいが、ヘモペキシンのヒトアイソフォームが意図する非ヒト対象のまたは対象中のヘムに結合する能力を保持する限り、意図する対象が非ヒト対象である場合に、ヘモペキシンのヒトアイソフォームを使用してもよいことも理解されるべきである。本明細書で使用される場合、「〜に由来する(derived from)」という用語は、その種に由来するヘモペキシンのアミノ酸配列と同一であるまたは実質的に同一であるアミノ酸配列を含む、その天然供給源から単離または少なくとも部分的に精製されたヘモペキシンならびに組換え的に産生されたヘモペキシンを含むことを意図している。ヘモペキシンの非ヒトアイソフォームの例示的な例は当業者に周知されており、その例示的な例としては、ウシ、ウマまたはブタに由来するヘモペキシンが挙げられる。
本明細書に開示される一実施形態では、ヘモペキシンはヒトヘモペキシンである。これには、ヒト血漿から回収された少なくとも部分的に精製されたヘモペキシンまたは組換え的に産生されたヘモペキシンが含まれる。血漿からヘモペキシンを精製する適切な方法は当業者に周知されており、その例示的な例は、その内容全体を参照によって本明細書に組み入れる、国際公開第2014/055552号に記載されている。特定の実施形態では、本発明の精製ヘモペキシンの液体製剤は、血漿画分または組換え供給原料から商業規模で製造される。例示的な例として、血漿画分を出発材料として使用する場合、商業規模の製造は、血漿少なくとも約500kgに由来する血漿画分の使用を伴う。好ましくは、出発血漿画分が、1バッチ当たり少なくとも約2000kg、3000kg、4000kg、5000kg、7500kg、10000kgおよび/または15000kgの血漿に由来する。
液体製剤が、血漿のような供給原料から精製され、臨床または獣医学用途(例えば、溶血に関連する状態を有する対象に投与するため)に使用されるヘモペキシンを含む場合、当業者であれば、溶液中の活性ウイルス含有量(ウイルス力価)および他の潜在的な感染因子(例えば、プリオン)のレベルを低下させることが望ましいことを理解するだろう。これは、ヘモペキシンを含む供給原料(すなわち、出発材料)が血漿由来である場合に、特に望ましいだろう。溶液中のウイルス力価を減少させる方法は当業者に知られている。例としては、低温殺菌(例えば、グリシン(例えば、2.75M)およびスクロース(例えば、50%)ならびに/または他の選択された賦形剤もしくは塩のような高濃度の安定剤の存在下、60℃で10時間溶液をインキュベートする)、乾式熱処理、ウイルス濾過(ナノフィルターを通した溶液の通過;例えば、20nmカットオフ)ならびに/または溶液を、溶液中のウイルスを不活性化する期間および条件下、適切な有機溶媒および界面活性剤による処理に供することが挙げられる。溶媒界面活性剤は、特に血漿由来製品中のエンベロープウイルスを不活性化するために20年以上使用されている。よって、当技術分野で知られている種々の試薬および方法を使用してこれを行うことができる(例えば、全体を参照によって本明細書に組み入れる、米国特許第4540573号および米国特許第4764369号参照)。適切な溶媒には、トリ−n−ブチルホスフェート(TnBP)およびエーテルが含まれる。いくつかの実施形態では、溶媒は約0.3%で、好ましくはTnBPである。適切な界面活性剤には、ポリソルベート(Tween)80、ポリソルベート(Tween)20、Triton X−100、オクチルグルコシド(OPG)のような非イオン性界面活性剤(典型的には約1%)が含まれる。溶媒および界面活性剤濃度を含む処理条件の選択は、一部は、供給原料の特徴に依存し、純度が低い供給原料は一般的により高濃度の試薬およびより極端な反応条件を要する。好ましい界面活性剤はポリソルベート80であり、特に好ましい組み合わせはポリソルベート80とTnBPである。好ましい界面活性剤はポリソルベート20であり、特に好ましい組み合わせはポリソルベート20とTnBPである。好ましい界面活性剤はOPGであり、特に好ましい組み合わせはOPGとTnBPである。供給原料を、溶媒および界面活性剤試薬と、存在する可能性のあるエンベロープウイルスを不活性化するのに十分な温度および時間、撹拌することができる。例えば、溶媒界面活性剤処理を25℃で約4時間行うことができる。その後、溶媒界面活性剤化学物質は、例えばC−18疎水性樹脂のようなクロマトグラフィー媒体への吸着、または目的のタンパク質を吸着する条件下でイオン交換樹脂のドロップスルー(drop−through)画分中にこれらを溶出することによって除去される。
ウイルス不活性化工程は、精製方法の任意の適切な段階で行うことができる。本明細書に開示される一実施形態では、ウイルス不活性化工程が、低温殺菌または有機溶媒および界面活性剤による処理を含む。本明細書に開示される別の実施形態では、ウイルス不活性化工程はウイルス濾過を含む。ウイルス濾過を使用する場合、濾過工程前に遊離アミノ酸(例えば、アルギニン)を添加することによって、フィルターを通るヘモペキシンの流動速度および回収率を有意に改善することができる。本明細書に開示される一実施形態では、ヘモペキシンを含む供給原料または溶液は、ヘモペキシンの精製前にウイルス不活性化工程を受ける。精製前に溶媒界面活性剤処理のようなウイルス不活性化工程を使用する利点は、それによって、ヘモペキシンの樹脂への結合ならびにフロースルー(ドロップスルー)画分による有機溶媒および界面活性剤の除去を促進する条件を利用することによって、処理された溶液からの有機溶媒および界面活性剤の除去が可能になることである。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される、精製ヘモペキシンの液体製剤は、これらが通常会合している他の成分(例えば、他の血漿由来タンパク質)を実質的に含まない。よって、一実施形態では、液体製剤は、総タンパク質の20%未満、好ましくは総タンパク質の10%未満、より好ましくは総タンパク質の5%未満の、これらが通常会合している他の成分(すなわち、不純物)を含む。当業者であれば、本発明の液体製剤中に存在する不純物のレベルが、組成物の意図した用途に依存することを理解するだろう。例えば、組成物を、それを必要とするヒト対象に投与する場合(すなわち、臨床用途)、組成物が(総タンパク質の)5%未満の不純物を含むことが望ましいだろう。逆に、タンパク質をインビトロで使用する場合、組成物が(総タンパク質の)5%超の不純物を含む場合が許容される。一実施形態では、液体製剤は、総タンパク質の少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも95重量%、好ましくは少なくとも97重量%、好ましくはまたは少なくとも98重量%、好ましくは少なくとも99重量%、より好ましくは少なくとも99.5重量%のヘモペキシン含有量を含む。特定の実施形態では、液体製剤中のヘモペキシンの純度のレベルは、免疫比濁法を使用して決定される。免疫比濁法を行う適切な方法は当業者に周知されている。液体製剤中のヘモペキシンの純度のレベルは、BNII機器(Siemens Healthcare、Malvern、PA、米国)などで免疫比濁法によってヘモペキシン含有量を測定することによって決定することができる。液体製剤の総タンパク質含有量は、Bradford法または280nmでのUV分光法によって決定することができる。次いで、ヘモペキシン含有量を総タンパク質含有量で割って、100を掛けることによって、ヘモペキシンの百分率純度を計算することができる。精製ヘモペキシンの安定な液体製剤中に含有される他の微量タンパク質の百分率純度も同様に決定することができる。ヘモペキシンをヒト血漿から精製した場合、液体製剤中に存在する可能性のある微量タンパク質の例示的な例としては、アルブミン、α1酸糖タンパク質、α1アンチトリプシン、α2マクログロブリン、アポリポタンパク質A−I、アンチトロンビン−III、セルロプラスミン、ハプトグロビン、免疫グロブリンA(IgA)、免疫グロブリンG(IgG)およびトランスフェリンが挙げられる。
組換えヘモペキシンは当業者に知られている組換え方法によって製造することができる。例えば、ヘモペキシンタンパク質(またはその前駆体)をコードする核酸配列を含む核酸分子を、前記核酸配列を発現することができる適切な宿主細胞にトランスフェクトし、前記宿主細胞を、前記核酸配列の発現に適した条件下でインキュベートし、前記タンパク質を回収することができる。組換えヘモペキシンをコードする核酸分子を製造する適切な方法も、おそらくは組換えヘモペキシンタンパク質を発現および/または分泌するために使用される宿主細胞(例えば、微生物)の性質に基づくコドンの最適化を含む、遺伝暗号の知識に基づいて、当業者に知られている。適切な宿主細胞も当業者に知られており、その例示的な例としては、原核細胞(例えば、大腸菌(E.coli))および真核細胞(例えば、ピキア・パストリス(P.pastoris)、国際公開第2016/054072号に記載されるチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株CHO−K1およびCHO−S;NS0ハイブリドーマ細胞ならびに国際公開第2012/050874号に記載されるHEK293細胞)が挙げられる。「Short Protocols in Molecular Biology」第5版、第2巻セット:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology」(Frederick M.Ausubel(著者、編者)、Roger Brent(編者)、Robert E.Kingston(編者)、David D.Moore(編者)、J.G.Seidman(編者)、John A.Smith(編者)、Kevin Struhl(編者)、J Wiley&Sons、ロンドン)が参照される。組換えヘモペキシンの例示的な例は、その内容を参照によって本明細書に組み入れる、国際公開第2016/054072号に記載されている。
本明細書に開示される一実施形態では、ヘモペキシンは、NCBI参照配列NP_000604.1(配列番号1、以下)のアミノ酸残基24〜462またはこれと少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、からなるまたはから本質的になる。配列番号1のアミノ酸残基1〜23(以下の下線を付したテキスト)がシグナル配列をコードすることに留意されたい:
ヒトヘモペキシン前駆体(配列番号1)
MARVLGAPVA LGLWSLCWSL AIATPLPPTS AHGNVAEGET KPDPDVTERC SDGWSFDATT LDDNGTMLFF KGEFVWKSHK WDRELISERW KNFPSPVDAA FRQGHNSVFL IKGDKVWVYP PEKKEKGYPK LLQDEFPGIP SPLDAAVECH RGECQAEGVL FFQGDREWFW DLATGTMKER SWPAVGNCSS ALRWLGRYYC FQGNQFLRFD PVRGEVPPRY PRDVRDYFMP CPGRGHGHRN GTGHGNSTHH GPEYMRCSPH LVLSALTSDN HGATYAFSGT HYWRLDTSRD GWHSWPIAHQ WPQGPSAVDA AFSWEEKLYL VQGTQVYVFL TKGGYTLVSG YPKRLEKEVG TPHGIILDSV DAAFICPGSS RLHIMAGRRL WWLDLKSGAQ ATWTELPWPH EKVDGALCME KSLGPNSCSA NGPGLYLIHG PNLYCYSDVE KLNAAKALPQ PQNVTSLLGC TH
別の実施形態では、ヘモペキシンは、配列番号1のアミノ酸残基24〜462またはこれと少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、93%、95%、96%、97%、98%もしくは99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、からなるまたはから本質的になるヒトヘモペキシンである。
「少なくとも60%」への言及は、例えば、最適アラインメントまたは最良適合分析後の60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99または100%の配列同一性を含む。よって、本明細書に開示される一実施形態では、ヘモペキシンは、配列番号1のアミノ酸残基24〜462との少なくとも60%、好ましくは少なくとも65%、好ましくは少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、好ましくは少なくとも93%、好ましくは少なくとも95%、好ましくは少なくとも96%、好ましくは少なくとも97%、好ましくは少なくとも98%または好ましくは少なくとも99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、からなるまたはから本質的になる。
比較ウィンドウを整列するための配列の最適アラインメントは、アルゴリズム(Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0、Genetics Computer Group、575 Science Drive Madison、WI、米国のGAP、BESTFIT、FASTAおよびTFASTA)のコンピュータ化された実行、または選択された種々の方法のいずれかによって作成された検査および最良アラインメント(すなわち、比較ウィンドウにわたる最高の百分率相同性をもたらす)によって行うことができる。例えば、Atschulら(1997)Nucl.Acids.Res.25:3389によって開示されているBLASTファミリーのプログラムも参照することができる。配列分析の詳細な考察は、Unit 19.3 of Ausubelら(1994〜1998)In: Current Protocols in Molecular Biology、John Wiley&Sons Inc.に見出すことができる。
本明細書で使用される「配列同一性」という用語は、比較ウィンドウにわたって、ヌクレオチド間ベースまたはアミノ酸間ベースで配列が同一または構造的に類似である程度を指す。よって、例えば、「配列同一性の百分率」は、比較ウィンドウにわたって2つの最適に配列された配列を比較し、同一の核酸塩基(例えば、A、T、C、G、I)または同一のアミノ酸残基(例えば、Ala、Pro、Ser、Thr、Gly、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、Lys、Arg、His、Asp、Glu、Asn、Gln、CysおよびMet)が両配列中に生じる位置の数を決定して一致した位置の数を得て、一致した位置の数を比較ウィンドウ中の位置の総数(すなわち、ウィンドウサイズ)で割り、結果に100を掛けて配列同一性の百分率を得ることによって計算される。例えば、「配列同一性」は、ソフトウェアに付随する参照マニュアルに使用される標準的デフォルトを使用して、DNASISコンピュータプログラム(ウィンドウズ用バージョン2.5;Hitachi Software Engineering Co.,Ltd.、South San Francisco、カリフォルニア、米国から入手可能)によって計算される「一致百分率」である。
本明細書で使用される「配列同一性」という用語は、ヌクレオチドまたはアミノ酸レベルでの比較配列間の正確な同一性を含む。この用語はまた、本明細書において、配列間の差異が、構造的、機能的、生化学的および/またはコンフォメーションレベルで互いに関連しているアミノ酸(またはヌクレオチドの文脈では、前記ヌクレオチドによってコードされるアミノ酸)に関する、ヌクレオチドまたはアミノ酸レベルで正確でない同一性(すなわち、類似性)を含めるためにも使用される。例えば、アミノ酸レベルで非同一性(類似性)がある場合、「類似性」は、それにもかかわらず、構造的、機能的、生化学的および/またはコンフォメーションレベルで互いに関連するアミノ酸を含む。一実施形態では、ヌクレオチドおよび配列比較は類似性よりもむしろ同一性のレベルで行われる。例えば、ロイシンをイソロイシンまたはバリン残基に置換することができる。これを保存的置換と呼ぶことができる。一実施形態では、修飾は、非修飾ポリペプチドと比較した場合に、修飾ポリペプチドの結合特異性にも機能的活性にも効果を有さないまたは無視できるほどの効果しか有さないように、アミノ酸配列をその中に含まれるアミノ酸残基のいずれかの保存的置換によって修飾することができる。
本明細書に記載されるヘモペキシンに関する配列同一性は、配列を整列させ、必要に応じて、ギャップを導入して、最大百分率相同性を達成した後の対応するペプチド配列の残基と同一である候補配列中のアミノ酸残基の百分率に関連し、いずれの保存的置換も配列同一性の一部とみなさない。NまたはC末端伸長も、挿入も、配列同一性または相同性を減少させると解釈されないものとする。
ヘモペキシンの変異体も本明細書で意図される。本明細書で使用される場合、ヘモペキシンの「変異体」は、ヘモペキシン(ヒトもしくは非ヒト)の天然(自然に存在する)アイソフォームのアミノ酸配列またはその一部分と少なくともいくらかの配列同一性を共有するが、依然としてヘムに結合する能力を保持する分子である。いくつかの実施形態では、変異体は、配列番号1のアミノ酸残基24〜462との少なくとも60%、好ましくは少なくとも65%、好ましくは少なくとも70%、好ましくは少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、好ましくは少なくとも85%、好ましくは少なくとも90%、好ましくは少なくとも93%、好ましくは少なくとも95%、好ましくは少なくとも96%、好ましくは少なくとも97%、好ましくは少なくとも98%または好ましくは少なくとも99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、からなるまたはから本質的になる。
本明細書に開示される一実施形態では、変異体は、天然ヘモペキシンのヘム結合断片である。本明細書で互換的に「結合断片」または「ヘム結合断片」とも呼ばれるヘモペキシンのヘム結合断片は、親分子のヘムに結合する機能的活性の少なくとも一部を保持する天然ヘモペキシン分子(ヒトまたは非ヒト)の一部である。本明細書の他で言及されるように、ヘム結合は当業者に知られている方法を使用して容易に決定することができ、その方法の例示的な例は、その内容全体を参照によって本明細書に組み入れる、Lipiskiら(2013、Antioxidants&Redox Signalling、19(14)、1619〜1633頁)によって記載されている方法である。Lipiskiら(2013)による方法へのわずかな修正も本明細書の他に記載されるように使用することができる。
一実施形態では、ヘモペキシンの断片は、ヘム鉄原子を配位して安定なビスヒスチジル錯体をもたらすと記載されている、アミノ酸残基His213およびHis266を含む2つの四翼βプロペラードメイン間のインタクトなヘム結合ドメインを含む。
ヘムに対するヘモペキシン(その変異体を含む)の結合親和性は、ヘモペキシン(その変異体を含む)のアミノ酸配列に応じて変化し得ることが当業者によって理解されるだろう。一実施形態では、ヘモペキシンまたはそのヘム結合断片は、1×10−12以下の平衡解離定数(K)を有する結合親和性でヘムに結合する。
ヘモペキシンまたはそのヘム結合断片を含む融合タンパク質も本明細書で想定される。ヘモペキシンを含む適切な融合タンパク質の例示的な例は、その内容全体を参照によって本明細書に組み入れる、国際公開第2006/018428に記載されている。
「少なくとも部分的に精製された(at least partially purified)」、「単離された(isolated)」、「精製された(purified)」などの用語は、本明細書において、ヘモペキシンが単離および/または精製形態で提供される;すなわち、その自然環境から分離、単離または精製され、実質的に純粋なまたは均質な形態で提供されることを意味するために使用される。このようなタンパク質は、典型的には自然の環境またはそれらが製造される環境(例えば、細胞培養)で、このような製造がインビトロもしくはインビボで行われる組換えDNA技術による場合に見られる他のポリペプチドまたは核酸のような、それらが自然状態で会合している材料を含まないまたは実質的に含まない。例えば、少なくとも部分的に精製されたヘモペキシンは、(総タンパク質の)50%以下の不純物を含んでよい。よって、本明細書に開示される一実施形態では、精製ヘモペキシンは、(総タンパク質の)50%以下、好ましくは45%以下、好ましくは40%以下、好ましくは35%以下、好ましくは30%以下、好ましくは25%以下、好ましくは20%以下、好ましくは15%以下、好ましくは10%以下または好ましくは5%以下の不純物または好ましくは(総タンパク質の)1%以下の不純物を含む、からなるまたはから本質的になる。
本明細書に開示される別の実施形態では、ヘモペキシンは、富化されている、濃縮されているまたは由来する出発材料中のヘモペキシンの活性、量もしくは濃度よりも大きい比活性、量もしくは濃度を有する、単離および/または精製形態で提供される。一実施形態では、精製ヘモペキシンの液体製剤は血漿に由来する。
塩化ナトリウム
本発明者らは、驚くべきことに、精製ヘモペキシンの液体製剤に組み込まれる塩化ナトリウムの量が、その中のヘモペキシンの安定性と直接相関することを発見した。
「少なくとも50mM」への言及は、50mM、100mM、150mM、200mM、250mM、300mM、350mM、400mM、450mM、500mM、550mM、600mM、650mMなどを含む。よって、本発明の好ましい実施形態では、液体製剤は、その範囲を含む、少なくとも50mMの塩化ナトリウム、少なくとも100mMの塩化ナトリウム、少なくとも150mMの塩化ナトリウム、少なくとも200mMの塩化ナトリウム、少なくとも250mMの塩化ナトリウム、少なくとも300mMの塩化ナトリウム、少なくとも350mMの塩化ナトリウム、少なくとも400mMの塩化ナトリウム、少なくとも450mMの塩化ナトリウム、少なくとも500mMの塩化ナトリウム、少なくとも550mMの塩化ナトリウム、少なくとも600mMの塩化ナトリウム、少なくとも650mMの塩化ナトリウムなどを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、約50mM〜約600mMの塩化ナトリウムを含む。別の実施形態では、液体製剤は、約150mM〜約400mMの塩化ナトリウムを含む。別の実施形態では、液体製剤は、約150mM〜約250mMの塩化ナトリウムを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、150mMの塩化ナトリウムを含む。別の実施形態では、液体製剤は、400mMの塩化ナトリウムを含む。
リン酸緩衝液
本発明者らは、驚くべきことに、精製ヘモペキシンの液体製剤に組み込まれるリン酸緩衝液の種類および量もヘモペキシンの安定性に影響を及ぼすことを発見した。
適切なリン酸緩衝液は当業者に周知されているが、その例示的な例としてはリン酸ナトリウム、リン酸カリウムおよびクエン酸塩リン酸塩が挙げられる。本発明者らは、予想外に、クエン酸塩リン酸塩およびリン酸ナトリウム緩衝液が、溶液中のヘモペキシンの安定化においてリン酸カリウム緩衝液、グリシン緩衝液およびトリス(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン)緩衝液よりも良く働くことを発見した。よって、本明細書に開示される一実施形態では、リン酸緩衝液は、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムおよびクエン酸塩リン酸塩からなる群から選択される。本明細書に開示されるさらなる実施形態では、リン酸緩衝液は、リン酸ナトリウムおよびクエン酸塩リン酸塩からなる群から選択される。
一実施形態では、リン酸緩衝液はリン酸ナトリウムである。一実施形態では、リン酸ナトリウム緩衝液は、第一リン酸ナトリウムおよび第二リン酸ナトリウムを含む。
本発明者らは、予想外に、クエン酸塩リン酸塩が、溶液中のヘモペキシンの安定化においてリン酸ナトリウム緩衝液よりも良く働くことを発見した。よって、別の実施形態では、リン酸緩衝液はクエン酸塩リン酸塩である。一実施形態では、クエン酸塩リン酸塩緩衝液は、クエン酸および第二リン酸ナトリウムを含む。
「少なくとも15mM」への言及は、15mM、20mM、25mM、30mM、35mM、40mM、45mM、50mM、55mM、60mM、65mM、70mM、75mM、80mM、85mM、90mM、100mM、150mM、200mM、250mM、300mM、350mM、400mM、400mMなどを含む。よって、本発明の好ましい実施形態では、液体製剤は、その範囲を含む、少なくとも15mM、少なくとも20mM、少なくとも25mM、少なくとも30mM、少なくとも35mM、少なくとも40mM、少なくとも45mM、少なくとも50mM、少なくとも55mM、少なくとも60mM、少なくとも65mM、少なくとも70mM、少なくとも75mM、少なくとも80mM、少なくとも85mM、少なくとも90mM、少なくとも100mM、少なくとも150mM、少なくとも200mM、少なくとも250mM、少なくとも300mM、少なくとも350mM、少なくとも400mM、少なくとも400mMのリン酸緩衝液などを含む。
本発明者らは、ある範囲のリン酸緩衝液および塩化ナトリウム濃度が溶液中のヘモペキシンの安定性を改善するのに有用であることを示したが、本発明者らはまた、予想外に、一定の濃度のリン酸緩衝液と一定の濃度の塩化ナトリウムを、組み合わせると、最適な安定性をもたらすことも発見した。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩と150mM〜400mMの塩化ナトリウムを含む。別の実施形態では、液体製剤は、15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩と150mM〜250mMの塩化ナトリウムを含む。
別の実施形態では、液体製剤は、200mMのクエン酸塩リン酸塩と150mMの塩化ナトリウムを含む。別の実施形態では、液体製剤は、50mMのクエン酸塩リン酸塩と400mMの塩化ナトリウムを含む。さらに別の実施形態では、液体製剤は、15mMのクエン酸塩リン酸塩と150mMの塩化ナトリウムを含む。
本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、50mM〜200mMのリン酸ナトリウムと50mM〜400mMの塩化ナトリウムを含む。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤は、50mM〜200mMのリン酸ナトリウムと150mM〜250mMの塩化ナトリウムを含む。本明細書に開示されるさらに別の実施形態では、液体製剤は、200mMのリン酸ナトリウムと150mMの塩化ナトリウムを含む。
pH
本発明者らはまた、pHも溶液中のヘモペキシンの安定性の維持で役割を果たすことを発見した。
「pH5.8〜8」への言及は、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9および8.0を含む。よって、本発明の好ましい実施形態では、液体製剤は、pH5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9または8.0を含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤のpHは6.5〜8.0である。本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤のpHは7.0〜7.6である。本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤のpHは7.2である。
液体製剤のpHを決定する、および必要に応じて、調整する適切な方法は当業者に周知されている。好ましくは、pHが室温で測定される。
導電率
本発明者らはまた、導電率が、少なくとも部分的に、溶液中のヘモペキシンの安定性に寄与できることを発見した。本明細書に開示される一実施形態では、精製ヘモペキシンの液体製剤は、少なくとも10mS/cmの導電率を含む。「少なくとも10mS/cm」は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50mS/cmなどを意味する。別の実施形態では、精製ヘモペキシンの液体製剤は、10〜45mS/cmの導電率を含む。
導電率「10〜45mS/cm」への言及は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44および45mS/cmを含む。
本明細書に開示される別の実施形態では、液体製剤の導電率は10〜25mS/cmである。本明細書に開示されるさらに別の実施形態では、液体製剤の導電率は15〜25mS/cmである。本明細書に開示されるさらに別の実施形態では、液体製剤の導電率は10〜15mS/cmである。本明細書に開示されるさらなる実施形態では、液体製剤の導電率は少なくとも30mS/cmである。
液体製剤の導電率を決定する、および必要に応じて、調整する適切な方法は当業者に周知されているが、その例示的な例は本明細書の他に記載する。好ましくは、導電率が室温で測定される。
安定剤
いくつかの実施形態では、液体製剤は、安定剤をさらに含むことができる。適切な安定剤は当業者に知られているが、その例示的な例としては、アミノ酸、炭水化物、塩および/または界面活性剤(例えば、非イオン性界面活性剤)が挙げられる。いくつかの実施形態では、安定剤は、糖アルコールとアミノ酸の混合物を含む。安定剤は、糖(例えば、スクロースまたはトレハロース)、糖アルコール(例えば、マンニトールまたはソルビトール)およびアミノ酸(例えば、プロリン、グリシンおよびアルギニン)の混合物を含むことができる。好ましい実施形態では、製剤は、アルギニンのようなアミノ酸を含む。他の実施形態では、製剤は、最大100mMの濃度の二価金属イオンおよび米国特許第7045601号に記載される錯化剤を含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、非イオン性界面活性剤をさらに含む。適切な非イオン性界面活性剤は当業者に知られており、その例示的な例としては、ポリソルベート80(ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノオレエート)が挙げられる。本発明者らは、精製ヘモペキシンの液体製剤中のポリソルベート80の存在が、その中のヘモペキシンの安定性を改善することを発見した。よって、本明細書に開示される一実施形態では、非イオン性界面活性剤はポリソルベート80である。一実施形態では、非イオン性界面活性剤は、少なくとも0.0005%v/vの量で存在する。「少なくとも0.0005%v/v」への言及は、0.0005%、0.0006%、0.0007%、0.0008%、0.0009%、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.015%、0.02%、0.05%、0.10%、0.15%v/vなどを含む。よって、本発明の好ましい実施形態では、液体製剤は、少なくとも0.001%v/v、好ましくは少なくとも0.002%v/v、好ましくは少なくとも0.005%v/v、好ましくは少なくとも0.01%v/v、好ましくは少なくとも0.015%v/v、好ましくは少なくとも0.02%v/v、好ましくは少なくとも0.05%v/v、好ましくは少なくとも0.10%v/v、好ましくは少なくとも0.15%v/vなどを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、非イオン性界面活性剤は0.01%v/v未満の量で存在する。
本発明の特定の実施形態では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)100〜300mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)15mM〜200mMのリン酸緩衝液と;
(c)pH6.5〜8.0と;
(d)150mM〜400mMの塩化ナトリウムと;
(e)場合により、0.02%v/v未満の量の非イオン性界面活性剤と
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
1つの好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
別の好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、100〜250mg/mLのヘモペキシン含有量および25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
本発明の特定の実施形態では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)100〜300mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)15mM〜200mMのリン酸緩衝液と;
(c)pH6.5〜8.0と;
(d)150mM〜400mMの塩化ナトリウムと;
(e)0.02%v/v未満の量の非イオン性界面活性剤と
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
1つの好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
別の好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、100〜250mg/mLのヘモペキシン含有量および25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
本発明の特定の実施形態では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)100〜300mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩緩衝液と;
(c)pH6.5〜8.0と;
(d)150mM〜400mMの塩化ナトリウムと;
(e)場合により、0.02%v/v未満の量の非イオン性界面活性剤と
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
1つの好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
別の好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、100〜250mg/mLのヘモペキシン含有量および25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
本発明の特定の実施形態では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)100〜300mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩緩衝液と;
(c)pH6.5〜8.0と;
(d)150mM〜400mMの塩化ナトリウムと;
(e)0.02%v/v未満の量の非イオン性界面活性剤と
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
1つの好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
別の好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、100〜250mg/mLのヘモペキシン含有量および25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
本発明の特定の実施形態では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)100〜300mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩緩衝液と;
(c)pH7.0〜7.6と;
(d)150mM〜400mMの塩化ナトリウムと;
(e)場合により、0.02%v/v未満の量の非イオン性界面活性剤と
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
1つの好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
別の好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、100〜250mg/mLのヘモペキシン含有量および25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
本発明の特定の実施形態では、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
(a)100〜300mg/mLのヘモペキシン含有量と;
(b)15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩緩衝液と;
(c)pH7.0〜7.6と;
(d)150mM〜400mMの塩化ナトリウムと;
(e)0.02%v/v未満の量の非イオン性界面活性剤と
を含む、精製ヘモペキシンの安定な液体製剤が提供される。
1つの好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
別の好ましい実施形態では、安定な液体製剤は、100〜250mg/mLのヘモペキシン含有量および25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を有する。
安定性
本明細書の他に言及されるように、精製ヘモペキシンは、PBSのような標準的な緩衝溶液中で本質的に不安定である。このことが、特に経時的な製剤の貯蔵に関して大きな問題をもたらす。例えば、本明細書に開示される本発明者ら自身のデータによって示されるように、リン酸緩衝食塩水(PBS;10mMリン酸ナトリウム、1.8mMリン酸カリウム、137mM NaCl、2.7mM KCl;pH7.4)で製剤化された精製ヘモペキシンは、示差走査蛍光定量(DSF)によって決定されるように比較的不安定である。PBSと対照的に、本発明者らは、ヘモペキシンを塩化ナトリウムおよびクエン酸塩リン酸塩、リン酸ナトリウムまたはリン酸カリウムのような代替リン酸緩衝液で製剤化した場合に、より高いTmに向かう予想外の有意なシフトを特定した。より高いTmに向かうこのシフトは、ヘモペキシンに対する安定化効果を示している。
同様に、本発明者らは、精製ヘモペキシンをPBSで製剤化した場合に、ヘモペキシン凝集体(ヘモペキシンダイマーを含む)およびヘモペキシン断片の量の増加によって証明されるように、経時的な溶液中のヘモペキシンの有意な分解があることを発見した。例えば、37℃で3カ月間の貯蔵後、ヘモペキシンのPBS(pH7.4)中液体製剤は、54.6%w/wの凝集体、3.1%w/wのダイマーおよび9.8%のヘモペキシン断片を含有しており、わずか32.5%w/wのヘモペキシンモノマーしか残っていなかった。このことは、ヘム結合活性の喪失によっても反映された。対照的に、精製ヘモペキシンを、少なくとも15mMの代替リン酸緩衝液(例えば、クエン酸塩リン酸塩またはリン酸ナトリウムのような)と組み合わせてNaCl溶液で製剤化し、37℃で同じ期間貯蔵すると、溶液中のヘモペキシン凝集体および断片の割合は有意に減少し、50%超のヘモペキシンモノマーが溶液中に残っていた。このことは、ヘム結合の保護でも反映され、ヘモペキシンに対する有意な安定化効果を示している。本明細書に開示される一実施形態では、NaClおよびリン酸緩衝液を含む溶液中のモノマーヘモペキシンの濃度は、サイズ排除HPLCによって測定した場合に、総タンパク質の少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも90重量%または少なくとも95重量%である。
好ましくは、本明細書に開示される液体製剤は、少なくとも2カ月、3カ月、4カ月、5カ月、6カ月、7カ月、8カ月、9カ月、10カ月、12カ月、18カ月、24カ月、36カ月またはそれ以上の間、元の安定性の特徴を実質的に保持する。例えば、2〜8℃または25℃で貯蔵した液体製剤は、1カ月以上貯蔵した場合に、典型的にはHPLC−SECによって測定した場合に実質的に同じ分子サイズ分布を保持する、または実質的に同じヘモペキシンモノマー含有量を保持する。液体製剤の特定の実施形態は、2〜8℃および/または25℃室温で貯蔵した場合、少なくとも3カ月間またはそれ以上の間でさえ安定で、商業的な医薬使用に適していることができる。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で1カ月間貯蔵した場合に、少なくとも70%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で2カ月間貯蔵した場合に、少なくとも50%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で3カ月間貯蔵した場合に、少なくとも50%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で1カ月間貯蔵した場合に、少なくとも80%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で2カ月間貯蔵した場合に、少なくとも70%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で3カ月間貯蔵した場合に、少なくとも60%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される液体製剤は、薬学的に許容される担体を用いて製剤化することができる。適切な薬学的に許容される担体、希釈剤および/または賦形剤は当業者に知られている。例としては、溶媒、分散媒、抗真菌および抗菌剤、界面活性剤、等張剤ならびに吸収剤などが挙げられる。
製剤を、分注および長期貯蔵する前に濾過によって滅菌することもできる。本明細書に記載される組成物は、注射可能な製剤のような多くの可能な剤形のいずれかに製剤化することができる。製剤化およびその後の投与(投薬)は当業者の技能の範囲内である。投薬は、対象の治療に対する反応性に依存するが、望ましい効果(例えば、ヘムレベルの低下)が望まれる限り一定に続く。当業者であれば、最適投与量、投薬方法および繰り返し率を容易に決定することができる。
本発明の別の態様では、液体製剤中のヘモペキシンのヘム結合活性を決定する方法であって、
(a)ヘムとヘム担体分子の複合体を準備することと;
(b)(a)の複合体を、ヘモペキシンを含む液体製剤と混合し、ヘムが担体分子からヘモペキシンに移動するのを可能にする期間にわたって、混和物をインキュベートすることと;
(c)450nm〜700nmの範囲から選択される2つまたはそれ以上の波長で(b)の混和物の吸光度を測定することと
を含み、(c)で測定される2つまたはそれ以上の波長での吸光度値間の差は、液体製剤中のヘモペキシンのヘム結合活性を示す方法が提供される。
本開示のこの態様は、ヘムがアルブミンまたはヘモペキシンに結合している場合のヘムの異なるスペクトル特徴を使用して、溶液中のヘム−ヘモペキシン複合体の濃度、したがって、ヘモペキシンのヘム結合活性を決定することができるという本発明者らの知見に基づく。一実施形態では、モル過剰のヘム担体分子複合体を、ヘモペキシンを含む液体製剤(必要に応じて、リン酸緩衝食塩水のような適切な緩衝溶液に希釈している)と混合し、ヘムがヘム担体タンパク質からヘモペキシンに移動するのを可能にする期間にわたって、混和物をインキュベートする。次いで、混合物の吸光度を、可視スペクトルの最低2つの波長で測定する。次いで、ベールの法則を、担体分子およびヘモペキシンに結合したヘムについての吸光係数ならびに測定された吸光度値に使用して、得られたヘム−ヘモペキシン複合体の濃度を計算することができる。この濃度を典型的には、アッセイ中に行われる元のヘモペキシン溶液の希釈について補正すると、得られた濃度は、元の液体製剤中の活性ヘモペキシンの量に対応する。ヘム担体分子は、典型的にはヘモペキシンよりも低い親和性でヘムに結合し、一般的に水性環境でヘムに結合することができる。ヘム担体分子の適切な例は当業者に周知されており、その例示的な例としては、ヘモグロビンおよびアルブミンが挙げられる。よって、本明細書に開示される一実施形態では、ヘム担体分子は、ヘモグロビンおよびアルブミンからなる群から選択される。ヘム担体分子が、自然に存在する分子(例えば、ヘモグロビンもしくはアルブミンのような血清由来ヘム担体)であってもよいし、または自然に存在しなくてもよい(例えば、ヒト組換えアルブミンのような組換え的に産生された担体分子)ことが当業者によって理解されるだろう。一実施形態では、ヘム担体タンパク質はアルブミンである。より好ましくは、ヘム担体タンパク質はヒトアルブミンである。アルブミンを使用する利点には、(i)これが容易に入手可能であり、(ii)これが血漿中で生理的に関連するヘム担体であり、(iii)これがヘムをヘモペキシンに移動させることが知られており、(iv)これがヘムと規定の1:1複合体を形成することが含まれる(Ascenzi&Fasano、2009、Life、61(12)1118〜1122参照)。
ヘムが担体分子からヘモペキシンに移動した場合に吸光度変化を示す最低2つの波長が必要である。一実施形態では、2つまたはそれ以上の波長は、一方の波長での吸光度が増加し、他方の波長での吸光度が減少するように選択される。2つまたはそれ以上の波長の間の吸光度の変化の大きさが大きくなるほど、ヘム結合活性の決定における方法の感度が高くなることが予想される。急勾配上ではなく、混合スペクトルのピークまたは谷の近くの波長が好ましく、方法を分光光度計較正の誤差に対してより寛容性にすることができる。本明細書における「450nm〜700nm」への言及は、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm、580nm、590nm、600nm、610nm、620nm、630nm、640nm、650nm、660nm、670nm、680nm、690nmおよび700nmを含む。可視スペクトルでは、アルブミンに結合したヘムは、約500nm、533nmおよび622nmで吸光度ピークを有するが、ヘモペキシンに結合したヘムは、約533nmおよび565nmで吸光度ピークを有する。よって、本明細書に開示される一実施形態では、2つまたはそれ以上の波長は、500nm〜630nmの範囲から選択される。1つの好ましい実施形態では、2つまたはそれ以上の波長は、500nm、533nmおよび622nmからなる群から選択される。さらなる実施形態では、2つまたはそれ以上の波長は533nmおよび622nmである。622nmでの吸光度は、ヘムがアルブミンからヘモペキシンに移動した場合の吸光度の変化の大きさがより大きいために500nmよりも有利である(これらの両方が同じ変化の向きを示す)。
これらの波長でのヘム移動混合物の吸光度ならびにヘム−アルブミンおよびヘム−ヘモペキシンの吸光係数に基づいて、ヘム−ヘモペキシン複合体の濃度を計算することができる。最終的な混合物で決定されるヘム−ヘモペキシンの量は、生物学的に活性なヘモペキシンの量を表す。インキュベーション時間および温度は、典型的には溶液中でのヘム結合分子からヘモペキシンへのヘムの移動を可能にするよう選択される。この方法は、典型的には全ての活性ヘモペキシン分子を完全に飽和させるのに十分なヘムが存在することを保証するために、ヘモペキシンに対してかなり過剰のヘム−アルブミン(およそ2.5倍)が存在するように行われる。本明細書に開示される一実施形態では、インキュベーションは、20〜25℃または37℃で約5〜60分間行われる。1つの好ましい実施形態では、インキュベーションは37℃で10〜20分間行われる。混和物のpHおよび緩衝液濃度は、典型的にはヘム担体分子がヘムをヘモペキシンに移動させることを可能にするよう選択される。1つの好ましい実施形態では、pHは生理的条件に近い;すなわち、約pH6.5〜7.5である。一実施形態では、pHは7.0である。ヘム結合分子およびヘモペキシンの濃度は、2つまたはそれ以上の波長での全吸光度が、分光光度計の直線範囲内にあるように選択される。この方法は、混和物中の全ての活性ヘモペキシン分子を完全に飽和させるのに十分なヘムが存在することを保証するために、ヘモペキシンに対してかなり過剰量のヘム担体分子(例えば、約2.5倍)が存在するように設定することができる。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、2〜8℃で6カ月間貯蔵した場合に、ヘム結合活性を有する少なくとも90%のヘモペキシンを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、室温(例えば、25℃)で6カ月間貯蔵した場合に、少なくとも90%のヘモペキシンモノマーを含む。
本明細書に開示される一実施形態では、液体製剤は、37℃で6カ月間貯蔵した場合に、少なくとも50%のヘモペキシンモノマーを含む。
治療方法
本発明の別の態様では、溶血に関連する状態を治療する方法であって、本明細書に開示される精製ヘモペキシンの安定な液体製剤を含む、からなるまたはから本質的になる組成物を、それを必要とする対象に投与することを含む方法が提供される。
本明細書で使用される「対象」という用語は、霊長類(例えば、下等または高等霊長類)を含む動物を指す。高等霊長類はヒトを含む。本発明はヒトでの標的状態への特定の用途を有するが、非ヒト動物も本明細書に開示される組成物および方法から利益を得ることができることが当業者によって理解されるだろう。よって、本発明はヒト用途と獣医学用途の両方を有することが当業者によって理解されるだろう。便宜上、「動物」は、ウシ、ウマ、ヒツジ、ブタ、ラクダ、ヤギ、ロバ、イヌおよびネコのような家畜および伴侶動物を含む。ウマに関しては、これらは競馬産業で使用されるウマならびに娯楽的または家畜産業で使用されるウマを含む。
本発明の組成物および製剤は、いくつかの方法で対象に投与することができる。適切な投与経路の例としては、静脈内、皮下、心房内または輸注が挙げられる。一実施形態では、組成物または製剤が静脈内投与される。別の実施形態では、組成物または製剤が皮下投与される。
必要な場合、本発明の方法は、第2の治療剤を投与することをさらに含むことができる。第2の治療用化合物は、順次に(本明細書に開示される組成物もしくは製剤の投与の前もしくは後に)または同時に、対象に共投与することができる。一実施形態では、第2の治療剤は鉄キレート剤(例えば、デフェロキサミンまたはデフェリプロン)である。
本発明の別の態様では、溶血に関連する状態を治療するための医薬品の製造における、本明細書に開示される本発明の組成物または製剤の使用が提供される。このような組成物または製剤は、好ましくはヒト患者での使用に適している。
本発明の別の態様では、それを必要とする対象の溶血に関連する状態の治療に使用するための、本明細書に開示される本発明の組成物または製剤が提供される。
溶血に関連するまたはヘモグロビン/ヘム媒介毒性のリスクがある状態は当技術分野で知られている。一実施形態では、状態が急性溶血性状態および/または慢性溶血性状態から選択される。一実施形態では、状態は、溶血性貧血、骨髄無形成発症、高度溶血発症、輸血誘発性溶血、溶血性尿毒症症候群、心筋梗塞、急性胸部症候群、肺高血圧症、下肢潰瘍、成長遅滞、骨梗塞、子癇前症、腎不全、急性腎障害、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、出血性脳卒中を含む脳卒中、頭蓋内出血(ICH)、脾臓血球貯留、脾梗塞、自己免疫疾患(例えば、自己免疫溶血性貧血)、微生物感染または易感染性増加(例えば、マラリア感染)、外傷、移植関連状態、心肺バイパス術を使用した開心術、および熱傷(熱傷後の溶血を伴うヘモグロビン血症またはヘモグロビン尿の治療を含む)からなる群から選択される。
一実施形態では、状態は、鎌状赤血球貧血、遺伝性球状赤血球症、遺伝性楕円赤血球症、サラセミア、先天性赤血球異形成貧血および発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH)、全身性エリテマトーデスおよび慢性リンパ性白血病からなる群から選択される。
一実施形態では、状態は、出血性脳卒中および頭蓋内出血(ICH)からなる群から選択される。
一実施形態では、状態は、溶血および炎症を引き起こす、遺伝子または遺伝性の疾患または障害である。
一実施形態では、状態はARDSである。
当業者であれば、本明細書に記載される本発明が、具体的に記載されているもの以外の変形および修正が可能であることを理解するだろう。本発明が、精神および範囲内に含まれる全てのこのような変形および修正を含むことを理解すべきである。本発明はまた、個別にまたは集合的に本明細書で言及されているまたは示されている工程、構成、組成物および化合物の全て、ならびに前記工程または構成のいずれか2つまたはそれ以上のいずれかのおよび全ての組み合わせも含む。
本発明の一定の実施形態をここで、以下の実施例を参照して記載するが、これらの実施例は例示目的のみを意図しており、上に記載される一般性の範囲を限定することを意図するものではない。
実施例
材料および方法
A.サンプル製造
報告されている製剤開発のために、ヘモペキシン(Hpx)をKankakeeのヒト血漿(Kistler−Cohn Fraction IV)から精製した。精製方法の詳細は、その内容全体を参照によって本明細書に組み入れる、国際公開第2014/055552号に以前記載された方法に基づいた。精製Hpxを、タンパク質濃度3〜4%で、PBS、pH7.4で提供した。
Cary60分光光度計(Agilent)を用いて、280nmでのUV吸光度を測定することによって、製剤のタンパク質濃度を決定した。手短に言えば、タンパク質溶液を、機器の精度範囲内(<1.5mg/mL)の濃度までNaCl 0.9%に希釈し、UV−Vis使い捨てキュベット(経路長:1cm)に入れた。測定した吸光度を、吸光係数1.971を使用して、ランベルト・ベールの法則に従って変換した:A=ε×c×l(式中、cは濃度であり、lはキュベットの経路長(cm)であり、εは吸光係数であり(280nmで0.1%;1cm経路長)、Aは所与の波長での吸光度である)。タンパク質濃度を、2つの独立した測定からの平均mg/mLとして表した。
DSF実験のために、Hpxを、調査の緩衝液/賦形剤に最終濃度0.1mg/mLまで希釈した。ストレス誘導安定性試験のためのより高度に濃縮された(最大35%)Hpx製剤は、10kDa MWカットオフ濾過カセット(PES、50cm、PALL Life Sciences)を使用して、Aktaフラックス装置(GE Healthcare)によるダイアフィルトレーションによって得た。
B.安定性試験
Figure 2020530027
C.示差走査蛍光定量(DSF)
示差走査蛍光定量(DSF)は、様々な安定剤および賦形剤の存在下での精製タンパク質の熱安定性を調査する迅速な方法である。タンパク質がアンフォールドする温度は、タンパク質がアンフォールドするにつれて露出するタンパク質の疎水性部分に対する親和性を有する色素の蛍光の増加によって測定される。Niesenら(Niesen、2007)によるアッセイプロトコルを適宜適合および修正した。手短に言えば、精製Hpx(およそ4%)を、様々な賦形剤の存在下で所望の緩衝液に最終タンパク質濃度0.1mg/mLまで希釈した。0.1mg/mLタンパク質20μLおよびSYPROオレンジ(PBSに1:400に事前希釈)0.5μLを添加することによって、サンプルをPCRプレートのウェルに分配した。各条件を3連で測定した。プレートを光学用箔で密封し、短時間遠心沈殿してウェルの底で全ての溶液を回収した。25℃から80℃までの温度傾斜(0.5℃/分)をCFX96リアルタイムPCRシステム(BioRad)で行い、励起波長および発光波長をそれぞれ492nmおよび610nmに設定した。データ収集をCFX Manager(商標)ソフトウェア(BioRad)で行った。温度上昇によるタンパク質のアンフォールディングを通して、新たに露出した疎水性区画と結合している色素によって610nmでの強力な蛍光が発せられた。このようにして、各条件についての融解曲線を図2に示されるように作成した。ピークになった後、蛍光強度は徐々に減少したが、これはタンパク質が沈殿および凝集によって溶液から取り除かれることによって主に説明される。ピークのS字状上昇曲線は二相転移によって説明することができ、各融解曲線の変曲点をTの決定に使用した(一次微分)。Hpxを(不)安定化する緩衝液条件を特定するために、各スクリーニング条件下のタンパク質のT値を参照T(PBS、pH7.4中のHpx)と比較した。
D.ヘム結合アッセイI
Lipiski(2013;Human Hp1−1 and Hp2−2 Phenotype−Specific Haptoglobin Therapeutics Are Both Effective In Vitro and in Guinea Pigs to Attenuate Haemoglobin Toxicity.Antioxidants&Redox Signalling、19(14)、1619〜1633頁)によって以前記載された方法を適合させることによって、ヘム結合を測定した。手短に言えば、met−Hb(Fe3+)(PBS中15μM)またはヒトアルブミンに結合したヘミン(PBS中25μM)を、10μMヒトHpxとインキュベートした。経時的なmet−Hb/ヘミンのヘム−Hpxへの移行を追跡するために、Cary 60 UV−VIS分光光度計(Agilent Technologies)を使用して、連続的UV−VISスペクトルを記録した(350〜650nm)。各時点で、SciPy(www.scipy.org)のLawson−Hanson’s Non Negative Least Squaresアルゴリズムを適用することによって、フルスペクトルのデコンボリューションによって、反応混合物中のmet−Hb/ヘミンおよびヘム−Hpxの濃度を決定した。デコンボリューションスクリプトはUZH(J.DeuelおよびD.Schaer)によって提供された。プラトーに到達した後、少なくとも15のデータポイントを平均し、移動したヘムの量(μM)として表した。Hpx活性を、最初に適用したHpxの総量と比較したヘム/ヘミン結合Hpxの量としての百分率で表した。
E.ヘム結合アッセイII
以下は、溶液中の活性ヘモペキシンの量を測定するための代替アッセイである。
ヘモペキシンは、知られているタンパク質の中で最も高い親和性でヘミン(フェリヘムとしても知られている、クロリド配位子を有し鉄(III)を含有するプロトポルフィリンIXからなる、ヘムの完全酸化型)に結合し、アルブミンに結合しているヘミンと競合することができる。ヘミンは、ソーレー領域に特徴的な強い吸収帯を有すると同時に、スペクトルの可視領域にあまり強くない帯を有する。これらの帯の吸収極大のシフトは、溶液中のヘミンの酸化および配位子結合状態に依存する。遊離ヘミンは、385nmに吸収極大を有するので、これを溶液中の遊離ヘミンの正確な濃度決定に使用することができる。可視領域では、アルブミンに結合したヘミンのスペクトルは、500nm、533nmおよび622nmに極大のピークを有し、ヘモペキシンに結合したヘミンのスペクトルは、533nmおよび565nmにピーク極大を有する。この方法では、精製ヘモペキシンを過剰量のヘム−アルブミン複合体に添加し、分光光度法を使用して、533nmおよび622nmでのアルブミンからヘモペキシンへのヘミン移動中の吸光度変化を測定する。上記波長でのヘミン移動混合物の吸光度ならびにヘム−アルブミンおよびヘム−ヘモペキシンの吸光係数に基づいて、ヘム−ヘモペキシン複合体の濃度を計算することができる。最終混合物で決定されるヘム−ヘモペキシンの量は、活性ヘモペキシンの量に相当する。
略語:
CV 変動係数
Hpx ヘモペキシン
PBS リン酸緩衝食塩水
PVDF ポリフッ化ビニリデン
Q.S. 適量
SOP 標準業務手順書
UV 紫外線
Vis 可視
材料および装置:
・ヘミン:Frontier Scientific H651−9。
・精製ヒトアルブミン:すなわち、CSLB Albuminar 25%またはAlbuRx 25%。
・ヘモペキシン対照および試験用サンプル。
・PBS pH7.4:ThermoFisher 28348 20×濃縮物または等価物。
・リン酸:Fisher A260−500、85重量%(14.62Mに相当)。
・水:Fisher W5−4、HPLCグレードまたはそれ以上。
・使い捨てUVキュベット:1.5mL、セミミクロ(12.5×12.5×45mm)カタログ番号:759165、ブランドGmbH、1cm経路長。
・0.22μm PVDFシリンジフィルター(Millipore SLGV033RS、低タンパク質結合Duraporeまたは等価物)。
・サーモスタットマルチセルチャンバーを備えたUV−Vis分光光度計(または等価物)。
・較正した調整可能なピペット。
・較正したpHメーター。
手順
(i)緩衝液製造
5Mリン酸溶液:85重量%リン酸3.42mLを脱イオン水2.5mLにゆっくり添加する。1×PBS:20×PBS濃縮物を脱イオン水に希釈して1×PBSにする。
(ii)ヘム−アルブミン複合体の製造
ヘミンおよそ66mgを、0.1M NaOHを使用して、メスフラスコ中で溶解して、Q.S.〜10mLにし、37℃で3分間インキュベートし、最終濃度約10mMに調整した。ヘミンストック溶液の濃度を決定するために、最終的な希釈係数が1000で、ヘミン濃度が約10μMとなるように、ヘミン溶液500μLを5mM NaOH 4500μLに添加することによって、10倍系列希釈を3回行った。UV−Vis分光光度計を5mM NaOHでゼロに合わせ、希釈溶液の吸光度をA385で読み取り、以下の式1を使用して、ヘミンストックについての実際の濃度(mM)を計算した。5mM NaOH中のヘミン吸光係数は58400M−1cm−1である(Kirschner−Zilberら、1982;Biochimica et Biophysica Acta 690:20〜30頁)。
式1
上記のステップ(ii)からのストックヘミン=A385÷58400×10
ストックヘミン溶液およそ2.5mLを、0.1M NaOHを使用して10mLに希釈した(4倍希釈、およそ2.5mM)。25%アルブミン8mL、HPLCグレードの水2mLおよび0.1M NaOH溶液中2.5mMヘミン10mLを混合し、次いで、37℃で1時間インキュベートした。5Mリン酸(約80〜100μLが必要であった)でpHを7.4に調整した。メスフラスコ中、HPLCグレードの水またはそれ以上のものを使用して希釈溶液をQ.S.〜25mLにし、次いで、0.22μmフィルターに通過させ、必要に応じて−80℃でのその後の貯蔵のために0.5mLに分割した。アルブミンの最終濃度は約1.21mM(66kDa、80mg/mLに基づく)であった。ヘム−アルブミン複合体の最終濃度は、上記の式1から計算したストックヘミン濃度を総希釈係数10で割ったものに等しい。
(iii)ヘモペキシン試験サンプル希釈
較正した調整可能なピペットを使用して、ヘモペキシン溶液を、PBS中およそ10mg/mLのヘモペキシンに希釈した。
(iv)ヘモペキシンアッセイ対照
ヘモペキシンアッセイ対照は、確立された(既知の)機能的活性を有するヘモペキシンサンプルとした。ヘモペキシン試験サンプルを分析する場合、アッセイ対照を各アッセイに含めた。ヘモペキシン対照サンプルの活性値を確立するために、上記のヘム移動アッセイを、対照サンプルで異なる日に少なくとも3回行うことができる。異なる繰り返しのCV%は理想的には10%以内になり、さもなければ新たに作製した緩衝液および試薬でアッセイを繰り返した。
(v)アルブミンからヘモペキシンへのヘム移動
プラスチックキュベット中で、ヘム−アルブミン溶液250μlを、10mg/mLヘモペキシン試験サンプルまたはアッセイ対照600μL、およびPBS1150μLと混合した。次いで、各サンプルについての混合物を、上に概説されるように、単一ヘモペキシン希釈を使用して3連で製造した。混合物を37℃で10〜20分間インキュベートし、Advanced Reads Modeおよび18セルホルダーを使用して、UV−Vis分光光度計で吸光度値を測定した。測定前にPBSを使用して分光光度計を0に合わせた。以下の設定を使用した:
・波長:533nm、622nmおよび700nm。平均時間:1秒。キュベット温度:37℃。
(vi)計算、データ分析および受入れ基準
700nmでの吸光度値を、典型的には読取り値の最小限の光散乱干渉を保証するために0.1AU未満に維持した。次いで、ヘム−ヘモペキシン(すなわち、総活性ヘモペキシン)の濃度を、以下の式2を使用して、各移動反応について計算した。計算したヘモペキシン濃度をμM単位で報告し、キュベットは1cmの経路長(l)を有していた:
式2
Figure 2020530027
次いで、結果に希釈係数を掛けて、元の溶液中の活性ヘモペキシン濃度を決定した。次いで、各サンプルの3連を平均した。アッセイ対照についての平均活性ヘモペキシン濃度は、典型的にはアッセイ対照のそのバッチについて前に確立された値の10%以内であるべきである。
F.安定性評価および指示するタンパク質特性評価の方法
表2は他の全てのアッセイおよび手順を要約しており、これらをHpx安定性およびタンパク質特性評価のさらなる調査に使用した。
Figure 2020530027
精製(PBS製剤化)ヒトヘモペキシンの生化学的特性評価
最初のアプローチでは、精製PBS製剤化Hpxをいくつかの生化学的方法によって分析して、分析ベンチマーク(参照値)を設定した。SDS−PAGEおよびSEC−HPLCデータは、精製Hpxについて98%超のタンパク質純度を実証した(図3)。他者(Mauk、2011)によって以前示されているように、Hpxは、非還元条件(およそ60kDa)と比較して、還元条件下で増加した分子量(およそ65〜70kDa)を示した(図3A)。SEC−HPLCによる分子サイズ分布は、57kDaのモル質量を有するモノマーHpxに対応する1つの主ピークを明らかにした(SLS測定によって確認、図3C)。老化および熱ストレスサンプルでは、2つの別個のフラグメントピークを特定することができ(32〜35kDaおよび17〜20kDa)、2つのピークはより高分子量の種に対応し、そのうちの一方はHpxダイマー(130〜138kDa)と特定された。第2のピークはさらに高い分子量に対応し、より高次のポリマーまたは凝集体を反映していた。
さらに、等電点電気泳動によって、図3Bに示されるように、pH6.55の理論上の等電点を確認することができ(およそpH6)、複数のHpxバンドを炭水化物変動性、特にMauk、2011によって記載されているシアリル化の程度に帰することができた。2D−PAGE分析は、ごく微量の不純物を明らかにした。
最後に、ヒトヘモペキシンを最大350g/L(35%)まで濃縮し(PBS、pH7.4で製剤化)、サンプルを断続的に採取して、対応するタンパク質濃度での溶液粘度を分析した(図3D)。以下に示されるように、最大300g/Lの濃度まで、粘度が20mPaS未満のままであり、これはいずれの送達システムにとっても許容的粘度と考えられる(Du、2011;Biotechnology and Bioengineering、632〜636頁)。
緩衝液スクリーニング
いくつかの緩衝液候補を定義し、熱安定性に関して最適な緩衝液条件についてのスクリーニングをDSFによって行った。このハイスループット法は、DSCデータ(示差走査熱量測定(differential scanning calorimetry))と非常によく相関することが示されたが、いくつかの条件を同時に分析することができるという利点を有する。最初のスクリーニングで、全ての緩衝液を、150mM塩化ナトリウムの存在下および非存在下で、ならびに対応する緩衝液の緩衝能範囲内の少なくとも0.5のpH段階で分析した。以下の表3に、分析した条件全てを要約している。さらに、以下の表3に示されるように、Hpxにとって最も有望な緩衝液環境(D、GおよびK)を、様々な緩衝液濃度(15〜300mM)および様々な塩化ナトリウム濃度(50〜600mM)の添加に関してさらに分析した。
Figure 2020530027
各条件について、対応するT値を決定し、参照TになるPBS、pH7.4中Hpxと比較した。結果を絶対Tとしてまたは参照(PBSに希釈したHpxのT)に対するΔTとして表した。図4Aに示されるように、3つの緩衝液(a、bおよびc;クエン酸塩リン酸塩、リン酸ナトリウムおよびグリシン)は、明らかに高いHpxのTへの熱シフトを誘導し、タンパク質に対する安定化効果を暗示した。さらに、塩化ナトリウムの非存在下では、3つの緩衝液全てがタンパク質融解の早期開始を示し(付属書類Aに示されるデータ;スクリーニングI)、安定剤としての塩化ナトリウムの必要性を実証した。この所見を、3つの安定化緩衝液に様々な濃度の塩化ナトリウム(50〜250mM)を補充することによってさらに分析した。図4Aおよび図4Bに示されるように、塩化ナトリウムの濃度が増加すると、用量依存的に熱安定性の増強を達成することができた。試験した全ての緩衝液によって広範なpH範囲を網羅することができたが、図4Cによると、pH7.0〜7.6が最適な条件であるように思われた。
クエン酸塩リン酸塩緩衝液(200mM)で150mM NaClの存在下、pH7.2で製剤化されたHpxはかなり良好な熱安定性(ΔT:7℃)をもたらしたが、得られた容量オスモル濃度は都合悪く高かった(およそ880mOsm/L)。そのため、図4Dに示されるように、クエン酸塩リン酸塩濃度と塩化ナトリウム濃度のいくつかの組み合わせを分析した。低いクエン酸塩リン酸塩濃度で同様の熱安定性を維持するために、より高い塩化ナトリウム濃度を適用することが必要であったが、これは溶液の全体的な容量オスモル濃度に全く影響を及ぼさないまた増加の影響さえ及ぼした。低い容量オスモル濃度は緩衝液と塩化ナトリウムの両方を低下させることによってのみ達成することができるが、これはまた熱安定性の減少を引き起こした。
要約すると、中性pHでクエン酸塩リン酸塩またはリン酸ナトリウムを含み、塩化ナトリウム(>150mM)と組み合わせた緩衝液系は、少なくとも熱安定性に関しては、ヒト血漿由来のヘモペキシンに適切な製剤となるだろう。その後、ヘモペキシンを、以下の節に記載されるように上記の塩の様々な緩衝液系に様々な濃度の組み合わせでダイアフィルトレーションした。
分析した全ての組み合わせの完全なデータセットは付属書類Aに要約している。
賦形剤スクリーニング
3.1.糖
糖の熱安定性に対する影響を調査した。熱タンパク質安定性を増強した前に定義した緩衝液に、様々な濃度の様々な糖を補充した。手短に言えば、2.5%、5%、7.5%および10%のスクロース、トレハロースまたはマンニトールを、以下の表4に示されるように、150mM NaClの存在下で、対応する緩衝液に添加した。
Figure 2020530027
熱安定性を上記と同じ設定で評価し、結果を絶対TとしてまたはPBSに希釈したHpxのTに対するΔTとして表した。図5に示されるように、熱安定性の増加は全くないかまたはごくわずかであり、最高の糖濃度に限定された。定義によって、少なくとも1℃の変化を示すのに(破線として図に示される)、熱安定性に対する大きな効果が必要であった;これに満たない変化は全て測定誤差内である可能性が高かった。
参照製剤(PBS;T:53℃)と比較して、Tが既に上昇していた(およそ60℃)ので、クエン酸塩リン酸塩で製剤化したHpxについては、試験した全ての糖が熱安定性に対する相加効果を有さなかった。リン酸ナトリウム製剤化Hpxの場合、3つ糖の添加で明らかな用量依存的増加があったが、また有意な増加は最高濃度でのみ達成された。グリシン製剤化Hpxでも、Tの糖用量依存的増加があったが、達成された熱安定性はそれでもまだクエン酸塩リン酸塩製剤によるものよりもはるかに低かった。
3.2.アミノ酸
DSFスクリーニングを完了するために、賦形剤としてのアミノ酸をそのHpx安定化能力について分析した。報告されている刊行物に基づいてその潜在的な安定化効果に従ってアミノ酸を選択した。各サブタイプ、すなわち極性、帯電および疎水性アミノ酸を表した。分析した全ての条件の要約を以下の表5に示す。
Figure 2020530027
各アミノ酸を、2つの異なる濃度(50μMおよび100μM)で、pH7.2の200mMクエン酸塩リン酸塩緩衝液の存在下で分析した。100μMで不溶性であったため、グルタミン酸は50μMでのみ分析した。データを図6に提示しているが、糖で達成された結果と同様に、アミノ酸の添加によって熱安定性のわずかな増加しか達成されず、最も高い差はアルギニンおよびプロリンで見られた。これらの結果に基づくと、溶液中のヘモペキシンの安定性に対するアミノ酸の寄与は無視できると思われる。
3.3.非イオン性界面活性剤:ポリソルベート80(P80)
非イオン性界面活性剤をタンパク質製剤に使用して、撹拌または振盪によるタンパク質凝集を阻害することができる。タンパク質を安定化する能力は、気液界面のような疎水性表面についてタンパク質分子を打ち負かし、それによってこれらの疎水性界面でタンパク質がアンフォールディングするのを防ぐ能力に主に起因する。この試験では、溶液中のヘモペキシンに対するポリソルベート80(P80)の潜在的な安定化効果を調査した。DSF分析に使用される蛍光色素がP80の疎水性尾部に結合するので、代替の安定性アッセイを使用してHpx製剤へのP80の影響を評価した。手短に言えば、Hpxを最終タンパク質濃度10%(100mg/mL)に濃縮し、表6に示される(i)200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、pH7.2または(ii)PBS、pH7.4に対してダイアフィルトレーションした。ポリソルベート80を、0.001%から初めて0.1%までの濃度で最終製剤化Hpx溶液に添加した。非添加サンプルが対照になった。
Figure 2020530027
P80添加製剤を、以下の表7に示されるように、撹拌および凍結/解凍サイクルを含む様々なストレス条件に曝露して、室温(RT)および37℃で3カ月の貯蔵期間にわたるその相対的な安定性を評価した。
Figure 2020530027
最初の一連の実験で、各Hpx製剤を、せん断応力下での製品の安定性を理解するための一定の撹拌に供して、非イオン性界面活性剤が、タンパク質安定性に関して有益であるかそうでないかを決定した。サンプルを、25℃で4時間、1000rpmでベンチトップサーモサイクラーで撹拌した。撹拌なしの同一のサンプルセットが対照になった。撹拌期間後、サンプルを図7に示されるようにSEC−HPLCによって分析した。撹拌した製剤は、ストレスでの大規模な凝集もダイマーまたは断片形成の変化も示さなかった。さらに、8つの製剤全てを、−70℃〜周囲温度の5連続凍結/解凍サイクルに供して、物理的安定性を評価した;また、凍結/解凍サイクルを受けない同一製剤のセットを対照として使用した。SEC−HPLCは、図7に示されるように、5連続凍結/解凍サイクル後に、未処理対照群と比較して、凝集体の量がわずかに増加することを明らかにした。この観察は具体的なP80濃度と無関係に、8つの製剤全てでなされた。興味深いことに、凍結/解凍サイクルを受けた製剤は断片を全く示さなかった。
SEC−HPLCは、具体的なP80濃度と無関係ではあるが、連続凍結/解凍サイクル後に凝集体のわずかな増加を明らかにしたが、図8に示されるように、全てのサンプルをSDS−PAGE(還元および非還元)によって分析した後、差は観察されなかった。さらに、ヘム結合アッセイによって実証された(図9)、Hpxがヘムに結合する能力は、様々なP80濃度の存在によっては影響を受けなかった。種々のP80濃度間のヘム結合能の差は、アッセイの変動性(<5%)の範囲内であった。したがって、P80は、試験したいずれの濃度および処理でもヘム結合を損なわなかった。
上記のように、全ての製剤を、加速条件(37℃)下およびRTで少なくとも3カ月間貯蔵し、サンプルを各貯蔵月後に分析した(以下の実施例4参照)。
種々の条件下での安定性試験
4.1.製剤製造
様々な貯蔵条件(短期間および長期間)下で、安定性試験を行うことによって、上記のDSFに基づく以前の好ましい条件をさらに調査した。手短に言えば、PBSで製剤化したHpxを、10%Hpxに濃縮し、以下の表8に示される望ましい緩衝液および賦形剤組成にダイアフィルトレーションした。必要に応じて、0.2M HClまたは0.2M NaOHを慎重に滴定してpH調整を行った。その後、各製剤を滅菌濾過し、滅菌ガラスバイアルに充填し、0、1、2および3カ月または他に示される時点でのその後の分析のために様々な温度で貯蔵した。
Figure 2020530027
4.2.PBS中様々な濃度のポリソルベート80による短期間安定性試験
PBSで製剤化したHpxを10%に濃縮し、その後、表8(I〜VI)に示されるように様々な濃度のP80を添加した。
全ての製剤を、光から保護して、室温および37℃で3カ月間貯蔵した。各時点で、サンプルをSEC−HPLCによって分析して、オリゴマーおよび断片の潜在的な生成を監視した。3カ月後の各P80濃度についての分子サイズ分布結果を図10に示す。
37℃での貯蔵後、Hpx製剤の各々は、RTで3カ月間貯蔵した製剤(凝集体の増加1%未満)と比較して、凝集体の有意な増加(3カ月後63〜70%)を示した。37℃で3カ月間の貯蔵後の対照およびP80含有サンプルのSEC−HPLC分析からの%ピーク面積結果を以下の表9に示す。両貯蔵条件についての0、1、2および3カ月時点からの完全なSEC−HPLC結果は付属書類Aに示す。
Figure 2020530027
さらに、ヘモペキシンのヘム結合能を3カ月の期間にわたって各時点で評価すると、データ(図11)は、SEC−HPLCデータ分析後に観察されたのと類似の様相を明らかにした。ヘム結合は、37℃で3カ月間の貯蔵後に、95%からおよそ20〜25%まで大いに減少し、これはその時点でのHpxモノマーの量(表9)と極めてよく相関していた。また、他の濃度と比較して低いヘム結合活性を示した最高P80濃度(0.1%、黒色曲線)を除いて、P80濃度間の差は観察されなかった。
RTで3カ月間貯蔵したサンプルは、活性とHpxモノマー含有量との間の類似の相関を示した。しかしながら、0.1% P80を含有するサンプルと他の全てのサンプルとの間の差は、RTでは37℃ほど明白でなかった(図11B)。
要約すると、0.02%およびそれ未満のP80濃度は、分子サイズ分布およびヘム結合活性に関して安定性を損なわなかった。PBSで製剤化したHpxは、P80濃度に関わらず、37℃で3カ月間にわたってタンパク質モノマー含有量およびヘム結合活性の大幅な減少を示すことも分かった。したがって、PBS製剤は、加速温度で、要求されるHpx安定性を提供しなかった。
4.3.安定性試験:リード製剤
表8(a〜f)に概説されるように、様々な緩衝液および塩濃度で製剤化したHpxを製造した。全ての製剤にP80を添加して最終P80濃度0.002%を達成し(PBSを除く)、光から保護して、2〜8℃、RT(25℃)または37℃で少なくとも6カ月間貯蔵した。各時点で、サンプルを採取し、SEC−HPLC分析に供して、Hpxのモノマー、オリゴマーおよび断片の量を測定した(表10)。分子サイズ分布結果を図12に示す。2〜8℃で貯蔵した場合、様々な製剤間で凝集体および断片の有意な変化は観察されず、モノマーHpx(94%超)は、試験期間(24カ月)全体を通して安定なままであった。同様に、RT(24カ月)で貯蔵した製剤は、製剤と無関係に観察された経時的な断片のわずかな増加を除いて、ほぼ変化しないままであった。37℃の貯蔵後、Hpx製剤の各々は凝集体および断片の増加を示したが、クエン酸塩リン酸塩で製剤化したHpxが最も安定な製剤であるように思われた。クエン酸塩リン酸塩製剤の安定性は、加速条件(37℃)下6カ月後の63.3%(150mM NaCl)および68.9%(300mM NaCl)Hpxモノマー含有量によって示されるように、塩化ナトリウム濃度の増加(製剤Aおよび製剤B)によってさらに改善された。
リン酸ナトリウム緩衝液を含む製剤は、あまり安定でなく、6カ月後に最大36%の凝集体の増加を示した(より高い塩濃度または増加した緩衝液濃度の存在下でより良い結果)。断片含有量はRTおよび2〜8℃で極めて低いままであったが、37℃では経時的におよそ20%の断片が生成された。
これらのデータは、DSFによって得られた熱安定性データと極めて良く相関していた。したがって、具体的な製剤でのHpxのTを、より高いタンパク質濃度での短期間安定性試験の結果の指標として使用することができた。
Figure 2020530027
Figure 2020530027
また、これらの製剤のHpxの安定性をSDS−PAGEによって分析した。各製剤から、サンプルを時間0および3カ月後に採取し、図13に例示されるように、各貯蔵温度で、非還元または還元SDS−PAGEによって分析した。SDS−PAGE分析からのデータは、SEC−HPLC結果と一致していた。2〜8℃の貯蔵では、還元および非還元条件下で追加のバンドもバンド強度の有意な変化も観察されなかった。RTで貯蔵したサンプルは、Hpxダイマーの形成を反映した可能性が高いおよそ125kDaの低強度のバンド、ならびにいくつかの低分子量バンド、最も顕著には約30kDaおよび20kDaを示した。これらの所見は、「老化および熱ストレス」サンプルにおいてSLSによって決定された断片サイズと一致していた(図3C参照)。非還元SDS−PAGE下では、37℃で貯蔵したサンプルが、250kDaより上の強い高分子量バンドを示し、各製剤についての強度が、SEC−HPLCによって検出された凝集体とよく相関していた。さらに、RTサンプルで見られるような低分子量バンドパターンが、増加した強度であるが、観察された。
機能的パラメーターとして、Hpxのヘム結合を、各製剤について各時点で評価した。図14に示されるように、37℃でインキュベーションすると、ヘモペキシンのヘムへの結合が経時的に減少し、この減少は対応するHpxモノマー含有量(SEC−HPLCによって決定される)と強く相関していた。
4.4.安定性試験:リン酸塩濃度が低く、容量オスモル濃度が減少したリード製剤
加速条件下では、(i)200mMクエン酸塩リン酸塩および150mMまたは(ii)300mM塩化ナトリウム、pH7.2を含む製剤(タンパク質濃度10%)が最大の安定性を示した。これらの全体的な容量オスモル濃度(それぞれ、876mOsm/Lおよび1176mOsm/L)は高かったが、比較的高い容量オスモル濃度(すなわち、12%サンドグロブリン、高スクロース濃度により892.3mOsm/L)を有する製剤を用いた静脈内(i.v.)施用のための現在認可されている医薬品が存在することに留意すると、これらの製剤はまだi.v.投与に適していた。さらに、これらの医薬品は、Hpx製品について現在推定される(すなわち、20〜30mL/注射未満)よりもずっと高い投与量(100mL/注射超)で注入されている。DSFデータは、図4に示されるように、容量オスモル濃度と熱安定性との間に直接的な関係があることを示唆している。等しい熱安定性を維持するために、より低いクエン酸塩リン酸塩濃度をより高い塩化ナトリウム濃度と組み合わせることができ、逆もまた同様である。各製剤についてのDSFおよび対応するTによって得られる結果は、加速条件(すなわち、37℃)下での短期間安定性試験での挙動の点から予測的であると考えられるが、より低い賦形剤濃度で製剤化したいくつかのHpx溶液を、表8(1〜5)に示されるように、3カ月安定性試験用に製造した。全ての製剤にP80を添加して最終P80濃度0.01%を達成し、光から保護して、2〜8℃、RT(25℃)または37℃で少なくとも6カ月の期間貯蔵した。毎月の時点で、サンプルを温度貯蔵から採取し、分析した。
少なくとも6カ月の期間にわたる各製剤についての分子サイズ分布結果を表11および図15に示す。2〜8℃では、モノマーHpxの含有量(93%超)が試験期間(24カ月)を通して安定なままであり、24カ月後のRTではごくわずかな差しかなかった。37℃の加速温度では、Hpx製剤の各々が、経時的に凝集体および断片の顕著な増加を示した。凝集体含有量に関して、製剤間で大きな差が見られた。ほぼ等張の製剤は凝集を促進したが、高張性製剤は、前のDSF分析によって予測されるようにタンパク質を安定化するように思われた。
Figure 2020530027
Figure 2020530027
同様に、上記Hpx製剤を、各製剤含有量および貯蔵温度についてSDS−PAGEによって分析した。サンプルを時間0および3カ月後に採取し、還元(図16)および非還元(図17)SDS−PAGEによってそれぞれ分析した。これらの分析からのデータはSEC−HPLC結果と一致していた。2〜8℃の貯蔵では、還元と非還元の両条件下で、追加のバンドに関するわずかな変化が観察された。RTで貯蔵したサンプルは、およそ125kDaのかすかなバンドの強度の弱含みの増加、約50kDaのバンドのより大幅な増加および20kDa〜40kDaのいくつかの追加の低分子バンドを示した。最後に、37℃で貯蔵したサンプルは、その強度がSEC−HPLCによって決定される凝集体含有量とよく相関する明白な高分子量バンド、ならびに追加の低分子量バンド(RTで貯蔵したサンプルでも、より低いバンド強度であるが、既に観察されている)を示した。
機能的パラメーターとしてのHpxのヘム結合能も、各貯蔵温度条件について各時点で評価した。他の製剤で前に見られたように、ヘモペキシンのヘムへの結合は、Hpxモノマー含有量(SEC−HPLCによって決定される)とよく相関し、37℃での貯蔵中に顕著に減少した(図18)。
4.5.短期間安定性試験−再現性
ヒトHpxについてのリード製剤を定義するためのデータセットをさらに作成するために、特定された2つ最も安定な製剤を上記のように2つの新たなHpxバッチで製造して、再現性およびバッチ間変動性について点検した。サンプルを37℃で貯蔵し、SEC−HPLCおよびヘム結合アッセイによって分析した。
以下の表12〜14に示されるように、クエン酸塩リン酸塩に基づく2つの製剤から得られた結果は、分析した全ての時点で同等であり、堅牢な分析再現性ならびにバッチ間一貫性を実証した。
Figure 2020530027
Figure 2020530027
Figure 2020530027
トリス緩衝液中でのHpx安定性
ヘモペキシン精製後、貯蔵のためにタンパク質溶液を濃縮し、PBS、pH7.5にダイアフィルトレーションした。溶媒界面活性剤除去のためのクロマトグラフィー工程の準備において、PBS中の塩の存在が、溶媒界面活性剤除去に使用されるCapto Q強陰イオン交換樹脂でのヘモペキシン結合を妨害する恐れがあることに留意して、ヘモペキシンを50mMトリス緩衝液にダイアフィルトレーションした。このクロマトグラフィー工程を妨害しないようにするために、50mMトリス、pH7.4をヘモペキシン貯蔵緩衝液として選択した。
ヘモペキシンの2つのバッチ、TO302001およびTO294131を、50mMトリス緩衝液、pH7.5で製造した。SEC−HPLC分析で、これらのトリス緩衝ヘモペキシンバッチでは有意なタンパク質凝集が明らかであった。いくつかのPBS中ヘモペキシンバッチならびに2つのトリス中バッチについてSEC−HPLC分析によって決定されるモノマー含有量の要約を以下の表15に示す。表15の結果によって示されるように、PBS緩衝Hpxバッチと比較して、トリス緩衝Hpxバッチ中のHpxモノマーの量の有意な低下があった。モノマー含有量の減少は、Hpx調製物中に通常は存在しない複数の高分子量ピークの存在の増加に関連していた。
Figure 2020530027
2つの異なるHpxバッチについて透析およびSEC−HPLC分析を使用して、異なる緩衝液中でのヘモペキシン安定性をさらに調査した。50mMトリス中で貯蔵したHpxバッチTO302001のサンプルをPBSに透析して、トリス緩衝液中での貯蔵後のタンパク質凝集が可逆的であるかどうかを決定した。PBS中で貯蔵したHpxバッチTO290235のサンプルを50mMトリスおよび20mMリン酸ナトリウムpH7.5にも透析して、トリスまたは20mMリン酸ナトリウム緩衝液中の透析の前のPBS中の透析がHpx凝集を防ぐかどうかを決定した。この試験の結果を以下の表16に示す。
Figure 2020530027
トリス緩衝HpxのPBSへの透析は、タンパク質凝集を逆転させるように見えなかった。PBS緩衝ヘモペキシンの50mMトリス緩衝液への透析は、前にトリス中で貯蔵した2つのHpxバッチと類似のタンパク質凝集を示した。PBS緩衝Hpxのリン酸ナトリウムへの透析は、より高いHpxモノマー含有量を示した。これらの結果は、20mMリン酸ナトリウム、pH7.5が、溶媒界面活性剤除去用にCapto Q樹脂で使用するための適切な低塩Hpx緩衝液代替物であることを示している。
Hpx精製に使用される固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)カラムのニッケルの存在がトリス緩衝液の存在下でのHpx凝集に影響を及ぼす(attributing to)か及ぼさないかを決定するために、Hpxのいくつかのサンプルを種々のEDTA溶液とインキュベートした(TO303011およびTO303030)。以下の表17は、EDTAインキュベーション後に得られたSEC−HPLCデータの要約を提供している。
Figure 2020530027
結果は、ニッケルの存在が、トリス緩衝液の存在下でのHpx凝集に対してほとんど効果を有さないことを示している。
トリス緩衝液中でのヘモペキシン安定性をさらに調査して、トリスでの透析前のニッケル除去が少ないHpx凝集をもたらすかどうかを決定した。このために、100mM EDTA、pH7.4を利用して、Hpx精製プロセスで追加のダイアフィルトレーション工程を実行して、Hpx溶液からニッケルを除去した。種々のプロセス工程でのHpxバッチTO294179からの3つのサンプルを50mMトリス緩衝液、pH7.5に透析した。SEC−HPLC結果を以下の表18に提示する。
Figure 2020530027
結果は、50mMトリス緩衝液、pH7.5に透析した3つのサンプル全てがHpx凝集を示し、EDTA透析後にHpx凝集の増加があったことを示した。いったん50mMトリス緩衝液に交換したら、ニッケルの非存在がまだHpx凝集をもたらしたことに留意すると、EDTA透析後のHpx凝集の増加がニッケルの存在に起因するようには思えなかった。結果は、いくつかの例で、Hpx凝集の可能性のために貯蔵緩衝液として50mMトリス緩衝液、pH7.5を回避すべきであることを示唆した。さらなる安定性試験は、高レベルのNaClが存在する場合を除いて、トリス緩衝液中のHpx安定性の減少を確認した。トリス緩衝液の存在下でのHpx収率喪失および凝集を最小化するための代替緩衝液を評価する必要があるかもしれない。
高タンパク質濃度でのHpx安定性
6.1.サンプル製造
報告された製剤開発のために、Hpxをヒト血漿(Kistler−Cohn Fraction IV)から精製した。精製プロセス詳細は他に記載されている[6]。精製Hpxを、タンパク質濃度3〜4%で、PBS、pH7.4で提供した。ストレス誘導安定性試験用の高濃度(最大30%)Hpx製剤を、10kD MWカットオフ濾過カセット(PES、50cm2、PALL Life Sciences)を使用して、Aktaフラックス装置(GE Healthcare)で限外濾過およびダイアフィルトレーションによって得た。
6.2 安定性評価および指示タンパク質特性評価のための方法
6.2.1 ΔGおよびΔG傾向
ΔGおよびΔG傾向を、Unchained Laboratories製の化学変性システムであるHUNKを使用して測定した。サンプルを、0〜8M尿素中36点変性曲線を使用して変性させた。ΔGを計算するために、天然Hpxと完全変性Hpxの固有蛍光波長比を使用して、データを当てはめた。10の異なるHpx濃度:0.25、1、5、10、25、50、100、200、250および300.0mg/mLでΔGを測定することによって、ΔG傾向を決定した。結果を傾向についてΔGまたはΔΔGとして表した。
6.2.2 特性評価のための他のアッセイ
表19は、Hpx安定性およびタンパク質特性評価のさらなる調査のために使用される他の全てのアッセイおよび手順を要約している。
Figure 2020530027
6.3 高タンパク質濃度での安定性試験
6.3.1 製剤製造
以下のリード製剤を、高タンパク質濃度のHpxでさらに調査し、その後、加速貯蔵条件(37℃)、長期貯蔵(2〜8℃)下で分析した:
・製剤1:200mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;
・製剤2:50mMクエン酸塩リン酸塩、400mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;
・製剤3:15mMクエン酸塩リン酸塩、150mM NaCl、0.01% P80、pH7.2;
・製剤4:PBS、0.01% P80、pH7.4。
化学変性試験および熱安定性調査を行うことによって、製剤をさらに特性評価した。手短に言えば、PBSで製剤化したHpx製剤を30%Hpxに濃縮し、表20に示されるように所望の緩衝液および賦形剤組成物にダイアフィルトレーションした。必要に応じて、0.2M HClまたは0.2M NaOHで慎重に滴定することによって、pH調整を行った。その後、様々な製剤を製剤緩衝液で所望の濃度に希釈した。最後に、各製剤を滅菌濾過し、滅菌ガラスバイアルに充填し、0カ月、1カ月、2カ月、3カ月および6カ月または他に示される時点でのその後の分析のために様々な温度で貯蔵した。
Figure 2020530027
6.3.2 高タンパク質濃度での粘度挙動
製造したHpx製剤の粘度挙動を、以下のタンパク質濃度で分析した(表21)。図19に示されるように、最大250g/Lの標的濃度まで、粘度は20mPas未満のままであり、これはいずれの送達システムにとっても許容的粘度とみなされる。W.Du&A.Klibanov、「Hydrophobic Salts Markedly Diminish Viscosity of Concentrated Protein Solutions」、Biotechnology and Bioengineering、632〜636頁、2011。これらの著者らは、皮下注射のための閾値が50mPasにもなることを示していることに留意されたい。この試験はまた、いずれの所与の標的タンパク質濃度の各Hpx製剤も類似の粘度を示すことを実証した。また、予想されるように、標的タンパク質濃度の増加には粘度増加が伴った。さらに、これらの製剤のタンパク質濃度が標的レベル(すなわち、100、200、250および300mg/L)より上であったので、結果として生じる粘度は、実施例1で測定されたものと比較して比較的高くなった(図3Dと図19を比較)。最後に、容量オスモル濃度増加(より高い塩濃度)は、粘度に有意には影響を及ぼさなかった。
Figure 2020530027
6.3.3 化学安定性:HUNKを使用したΔGおよびΔΔG決定
タンパク質のΔGの小さな増加が、タンパク質の安定性の10倍の増加をもたらすことができる(以下の表22参照)。
Figure 2020530027
最も安定な形態のタンパク質は、典型的には、濃度依存性ではない(すなわち、平坦な線)高いΔG値を示す。10点ΔG傾向をHpx濃度0.25、1、5、10、25、50、100、200、250および300mg/mLで作製して、各製剤の安定性および凝集状態を決定した(3.2.2節参照)。ΔG傾向の結果を図20に示す。
製剤1および2では、Hpxが、分析した全ての濃度で6.0kCal/mol超のΔG値を示した。これは、これらの2つの製剤でHpxが極めて安定であり、存在する変性タンパク質の量が極めて少ないことを示していた;しかしながら、製剤2のHpxは、わずかに上向きのΔG傾向のために、1よりもわずかに安定性が低く、天然状態での凝集の存在を示した。
製剤1および2と対照的に、製剤3および4のΔG値はずっと低く、高レベルの変性Hpxを示した。製剤3は、製剤4よりも安定性を提供し、製剤4で中程度〜高レベルなのと比較して、製剤3では変性タンパク質が中程度レベルのみであった。さらに、製剤4のHpxは下向きのΔG傾向に基づいて変性状態で凝集を示していたが、製剤3の傾向は濃度によって影響を受けなかった。これらの結果によって、製剤にクエン酸塩を含めることによって得られる安定性も確認された。
要約すると、製剤1、2および3はHpxを有効に安定化し、中程度〜低レベルの変性タンパク質しか存在しなかった。対照的に、製剤4は安定化したHpxが最小であり、変性状態で凝集した高レベルの変性タンパク質が存在していた。製剤4と比較して、製剤3で観察された安定性が大きかったことによって示されるように、クエン酸塩がHpxの安定性に寄与した。
6.3.4 高タンパク質濃度での経時的な分子サイズ分布
製剤1〜4を、光から保護して、37℃および2〜8℃で少なくとも6カ月間さらに貯蔵した。各時点で、サンプルを採取し、SEC−HPLC分析に供して、Hpxのモノマー、オリゴマーおよび断片を監視した。6カ月後の各濃度についての分子サイズ分布結果を以下の図21〜図24および表23および表24に示す。
37℃での貯蔵後、Hpx製剤の各々は、経時的に凝集体および断片の増加を示した。高容量オスモル濃度製剤で製剤化したHpxがより安定であるように思われ、同じ時点で分析した場合、タンパク質濃度の増加で観察されたタンパク質凝集体の増加がごくわずかであった。対照的に、高タンパク質濃度での低い賦形剤濃度は、強い凝集をもたらし、一定期間後にはタンパク質のゲル化さえもたらした(製剤3および4)。以前のデータに基づいて2〜8℃の貯蔵温度を選択したので、全ての製剤を同様に2〜8℃に保ち、6カ月後に分析した。2〜8℃で貯蔵した場合、異なる製剤間で凝集体および断片の有意な変化は観察されなかった。これらの貯蔵条件下では、6カ月の試験期間を通して、モノマーHpx(93%超)が安定なままであり、これは製剤およびタンパク質濃度に関係なく観察された。
Figure 2020530027
Figure 2020530027
Figure 2020530027
Figure 2020530027
6.3.5 結論
化学変性試験の結果は、製剤1、引き続いて製剤2でHpxが最も安定であったことを示している。ほぼ生理的容量オスモル濃度でクエン酸塩を含有していた製剤3は、製剤4(PBS対照)よりも、化学変性分析でHpxに安定性をもたらした。化学変性によって得られたこれらのデータは、経時的に分析したSEC−HPLCによって評価した安定性試験データと一致している。
15mMクエン酸塩リン酸塩は、熱安定性、化学変性、オリゴマー化および断片化試験の結果によって証明されるように、Hpxの安定性を改善し、PBSのみと比較して優れた性能をもたらした。重要なことに、化学変性データおよびSEC−HPLCデータによって証明されるように、Hpx製剤を2〜8℃で6カ月間にわたって貯蔵した場合でさえ、100g/Lから300g/Lまで製剤1、2および3中のHpxの濃度を増加させることによって安定性は有意には失われなかった。
付属文書A
Figure 2020530027
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付属書類B
Figure 2020530027
Figure 2020530027
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Claims (43)

  1. 精製ヘモペキシンの安定な液体製剤であって、
    (a)少なくとも50mg/mLのヘモペキシン含有量と;
    (b)少なくとも15mMのリン酸緩衝液と;
    (c)pH5.8〜8と;
    (d)少なくとも50mMの塩化ナトリウムと
    を含む、前記精製ヘモペキシンの安定な液体製剤。
  2. 75mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む、請求項1に記載の安定な液体製剤。
  3. 100mg/mL〜200mg/mLのヘモペキシンを含む、請求項2に記載の安定な液体製剤。
  4. 200mg/mL〜300mg/mLのヘモペキシンを含む、請求項2に記載の安定な液体製剤。
  5. 200mg/mLのヘモペキシンを含む、請求項2に記載の安定な液体製剤。
  6. 250mg/mLのヘモペキシンを含む、請求項2に記載の安定な液体製剤。
  7. 300mg/mLのヘモペキシンを含む、請求項2に記載の安定な液体製剤。
  8. 少なくとも150mMの塩化ナトリウムを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  9. リン酸緩衝液はリン酸ナトリウム、リン酸カリウムおよびクエン酸塩リン酸塩からなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  10. リン酸緩衝液はクエン酸塩リン酸塩である、請求項9に記載の安定な液体製剤。
  11. 15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩と、
    150mM〜400mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項10に記載の安定な液体製剤。
  12. 15mM〜200mMのクエン酸塩リン酸塩と、
    150mM〜250mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項11に記載の安定な液体製剤。
  13. 200mMのクエン酸塩リン酸塩と、
    150mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項11に記載の安定な液体製剤。
  14. 50mMのクエン酸塩リン酸塩と、
    400mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項11に記載の安定な液体製剤。
  15. 15mMのクエン酸塩リン酸塩と、
    150mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項11に記載の安定な液体製剤。
  16. リン酸緩衝液はリン酸ナトリウムである、請求項9に記載の安定な液体製剤。
  17. 50mM〜200mMのリン酸ナトリウムと、
    50mM〜400mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項16に記載の安定な液体製剤。
  18. 50mM〜200mMのリン酸ナトリウムと、
    150mM〜250mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項17に記載の安定な液体製剤。
  19. 200mMのリン酸ナトリウムと、
    150mMの塩化ナトリウムと
    を含む、請求項18に記載の安定な液体製剤。
  20. pHは7.0〜7.6である、請求項1〜19のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  21. pHは7.2である、請求項20に記載の安定な液体製剤。
  22. 非イオン性界面活性剤をさらに含む、請求項1〜21のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  23. 非イオン性界面活性剤はポリソルベート80である、請求項22に記載の安定な液体製剤。
  24. 非イオン性界面活性剤は少なくとも0.0005%v/vの量で存在する、請求項22または23に記載の安定な液体製剤。
  25. 非イオン性界面活性剤は0.01%v/v未満の量で存在する、請求項24に記載の安定な液体製剤。
  26. 25℃で測定した場合に20mPaS未満の粘度を含む、請求項1〜25のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  27. 精製ヘモペキシンは、免疫比濁法およびBradford法または280nmでのUV分光法による総タンパク質含有量によってヘモペキシン含有量を測定することによって決定した場合に、総タンパク質の少なくとも95重量%、または少なくとも97重量%、または少なくとも98重量%、または少なくとも99重量%または少なくとも99.5重量%を構成する、請求項1〜26のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  28. 精製ヘモペキシンはヒト血漿に由来する、または組換えヘモペキシン、ヘモペキシン変異体、もしくはヘモペキシンもしくはそのヘム結合断片を含む融合タンパク質からなる群から選択される、請求項1〜27のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  29. 精製ヘモペキシンは少なくとも500kgのヒト血漿に由来する血漿画分から回収される、請求項28に記載の安定な液体製剤。
  30. 37℃で1カ月間貯蔵した場合、少なくとも70%のヘモペキシンモノマーを含む、請求項1〜29のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  31. 37℃で2カ月間貯蔵した場合、少なくとも50%のヘモペキシンモノマーを含む、請求項1〜29のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  32. 37℃で3カ月間貯蔵した場合、少なくとも50%のヘモペキシンモノマーを含む、請求項1〜29のいずれか1項に記載の安定な液体製剤。
  33. 37℃で1カ月間貯蔵した場合、少なくとも80%のヘモペキシンモノマーを含む、請求項30に記載の安定な液体製剤。
  34. 37℃で2カ月貯蔵した場合、少なくとも70%のヘモペキシンモノマーを含む、請求項31に記載の安定な液体製剤。
  35. 37℃で3カ月間貯蔵した場合、少なくとも60%のヘモペキシンモノマーを含む、請求項32に記載の安定な液体製剤。
  36. 溶血に関連する状態を治療する方法であって、請求項1〜35のいずれか1項に記載の安定な液体製剤を、それを必要とする対象に投与することを含む前記方法。
  37. 溶血に関連する状態は急性溶血性状態および/または慢性溶血性状態から選択される、請求項36に記載の方法。
  38. 状態は、溶血性貧血、骨髄無形成発症、高度溶血発症、輸血誘発性溶血、溶血性尿毒症症候群、心筋梗塞、急性胸部症候群、肺高血圧症、下肢潰瘍、成長遅滞、骨梗塞、子癇前症、腎不全、急性腎障害、急性呼吸窮迫症候群(ARDS)、出血性脳卒中を含む脳卒中、頭蓋内出血(ICH)、脾臓血球貯留、脾梗塞、自己免疫溶血性貧血を含む自己免疫疾患、微生物感染または易感染性増加、マラリア感染、外傷、移植関連状態、心肺バイパス術を使用した開心術、ならびに熱傷後の溶血を伴うヘモグロビン血症またはヘモグロビン尿の治療を含む熱傷からなる群から選択される、請求項36に記載の方法。
  39. 状態は、鎌状赤血球貧血、遺伝性球状赤血球症、遺伝性楕円赤血球症、サラセミア、先天性赤血球異形成貧血および発作性夜間ヘモグロビン尿症(PNH)、全身性エリテマトーデスおよび慢性リンパ性白血病からなる群から選択される、請求項36に記載の方法。
  40. 状態は、出血性脳卒中および頭蓋内出血(ICH)からなる群から選択される、請求項36に記載の方法。
  41. 状態はARDSである、請求項36に記載の方法。
  42. 安定な液体製剤は静脈内投与される、請求項36〜41のいずれか1項に記載の方法。
  43. 安定な液体製剤は皮下投与される、請求項36〜41のいずれか1項に記載の方法。
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