JP2021509021A - レプチン受容体および/またはgp130に結合する二重特異性抗原結合分子、ならびにその使用方法 - Google Patents

レプチン受容体および/またはgp130に結合する二重特異性抗原結合分子、ならびにその使用方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒトGP130および/またはヒトレプチン受容体(LEPR)に結合する二重特異性抗原結合分子を含む抗原結合分子、ならびにレプチン欠損症またはレプチン抵抗性に関連する状態および障害の治療のためのかかる抗原結合分子の使用に関する。本発明の二重特異性抗原結合分子は、ヒトGP130に特異的に結合する第一の抗原結合ドメインと、ヒトLEPRに特異的に結合する第二の抗原結合ドメインとを含む、例えば、二重特異性抗体でありうる。本発明の二重特異性抗原結合分子は、誘発されたレプチンおよび/またはLEPR介在性シグナル伝達が有益である治療用途において、例えば、肥満、リポジストロフィー、ならびにレプチン欠損症もしくはレプチン抵抗性に関連するかまたはそれらが原因となる他の疾患および障害の治療において、有用である。

Description

発明の分野
本発明は、ヒトGP130および/またはヒトレプチン受容体(LEPR)に結合する二重特異性抗原結合分子(例えば、二重特異性抗体)を含む抗原結合分子、およびレプチン欠損症またはレプチン抵抗性に関連する状態および障害の治療のためのかかる抗原結合分子の使用に関する。
配列表
配列表の公的な写しは、ASCIIフォーマットの配列表としてEFS−Webを介して電子的に本明細書と同時に提出された。当該写しのファイル名は「10397WO01_SEQ_LIST_ST25.txt」、2018年12月17日が作成日であり、サイズはおよそ151KBである。このASCIIフォーマット書面に含まれる配列表は、本明細書の一部であり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
背景
糖タンパク質130(GP130)は、CNTRF−αおよびLIFR−βも含む受容体複合体の成分である。この受容体複合体を通したシグナル伝達は、特定の生物学的状況において、食欲の減少、食物摂取の減少、および重量損失を生じさせるJAK/STATシグナル伝達を活性化する。
レプチンは、主に脂肪組織によって発現され、代謝、エネルギーバランス、食物摂取の調節に関与するポリペプチドホルモンである。レプチン活性は、レプチン受容体との相互作用およびシグナル伝達によって媒介される。レプチン受容体(また、「LEPR」、「WSX」、「OB受容体」、「OB−R」、及び「CD295」としても知られる)は、大きな(818アミノ酸)細胞外ドメインを有するクラスIサイトカイン受容体ファミリーの単回膜貫通受容体である。レプチン欠損症、レプチン抵抗性、および特定のLEPRシグナル伝達欠損症/シグナル伝達障害性突然変異は、肥満、2型糖尿病、脂質異常症、リポジストロフィー、脂肪肝、非アルコール性、およびアルコール性脂肪性肝疾患、重度のインスリン抵抗性、レプレコーニズム/ドナヒュー症候群、ラブソン・メンデンホール症候群、および関連合併症と関連する。レプチン抵抗性、レプチン欠損症、および低レプチン血症(例えば、リポジストロフィー)に対処する治療アプローチは、影響を受ける個人への補足的なレプチンまたはレプチン類似体の送達に主に焦点を合わせてきた。しかしながら、このようなアプローチは、一般的に限定的な有効性、特にレプチン抵抗性の個体において示されており、有害な副作用に頻繁に関連している。したがって、レプチン抵抗性、およびレプチン欠損症または低レプチン血症に関連するその他の状態を治療するための代替的アプローチのための当技術分野における必要性が存在する。
本発明は、部分的に、LEPRおよびGP130の抗体媒介性ヘテロ二量体化の概念に関し、両方の受容体を活性化し、それによってこれらの受容体を通るシグナル伝達に関連する食欲不振誘発効果を刺激する。したがって、本発明は、ヒトGP130および/またはヒトレプチン受容体(LEPR)に結合する抗原結合分子(抗体および抗体の抗原結合断片)を提供する。特定の実施形態によると、本発明は、ヒトGP130に特異的に結合する第一の抗原結合ドメイン(D1)と、ヒトレプチン受容体(LEPR)に特異的に結合する第二の抗原結合ドメイン(D2)とを含む二重特異性抗原結合分子を提供する。本発明は、LEPRxGP130二重特異性分子(例えば、二重特異性抗体)を含む。本発明の特定の例示的な実施形態では、抗GP130抗原結合ドメイン(D1)および抗LEPR(D2)抗原結合ドメインはそれぞれ、同一または異なる軽鎖可変領域(LCVR)とペアリングされた、異なる個別の重鎖可変領域(HCVR)を含む。
本発明の抗原結合分子(例えば、二重特異性抗原結合分子)は、とくに、LEPRを発現する細胞、および/またはGP130を発現する細胞、あるいはその両方を標的化するために有用である。特定の実施形態によると、本発明の二重特異性抗原結合分子は、LEPRシグナル伝達を刺激するために、細胞表面上のLEPR及びGP130を互いに物理的に連結するために有用である。このように、本発明の二重特異性抗原結合分子は、レプチン及び/またはLEPR介在性シグナル伝達が有益である様々な治療用途において(例えば、肥満、リポジストロフィー、ならびにレプチン欠損症もしくはレプチン抵抗性に関連した、またはそれらが原因となる他の疾患および障害において)LEPRアゴニストとして機能しうる。
他の実施形態は、次の発明を実施するための形態の検討から明らかになるであろう。
図1は、アイソタイプ対照抗体(黒丸)での治療と比較した、ヒトLEPRおよびヒトGP130を発現する、高脂肪食を与えられた肥満マウスにおける、LEPRxGP130二重特異性抗体治療(白正方形および白斜方形)の効果を示す。抗体を0日目および7日目に30mg/kgで皮下投与した(「用量」および上方矢印で示す)、そして体重に対する抗体治療の効果(投与前からの体重の平均パーセント変化に関して表現)を、経時的に各治療群について経時的にプロットする。白正方形は、bsAb21236(代替的に「H4H21236D」と呼称される)で治療されたマウスを表す。白斜方形は、bsAb21237(代替的に「H4H21237D」と呼称される)で治療されたマウスを表す。()は、P<0.05アイソタイプ対照対bsAb21236を示す。(#)は、P<0.05アイソタイプ対照対bsAb21237を示す。
詳細な説明
本発明について記述する前に、本発明が本明細書に記述された特定の方法および実験条件に限定されず、それはこのような方法および条件が変化する場合があるからであることが理解されるべきである。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲のみによって制限されるので、本明細書に使用される用語は、特定の実施形態のみを記述する目的で使用されており、制限することを意図しないことも理解されるべきである。
別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書にて使用される場合、用語「約」とは、特定の言及される数値に関して使用される場合、値が言及された値から1%以下まで変動し得ることを意味する。例えば、本明細書にて使用される場合、「約100」という表現には、99および101、ならびに間の全ての値(例えば、99.1、99.2、99.3、99.4、など)が含まれる。
本明細書に記述したものと類似または同等な任意の方法および材料を本発明の実施または試験に使用することができるが、好ましい方法および材料をこれから記述する。本明細書にて言及される全ての特許、特許出願、および非特許出版物は、参照によりそれらの全体が本発明に組み込まれる。
GP130タンパク質
本明細書において使用される場合、「糖タンパク質130」、「GP130」、「gp130」およびこれに類する表現は、配列番号185に記載されるアミノ酸配列を含むヒトGP130タンパク質を指す(UniProtKB Q17RA0も参照)。「GP130」という表現は、単量体および多量体GP130分子の両方を含む。本明細書において使用される場合、「単量体ヒトGP130」という表現は、任意の多量体形成ドメインを含有も、有してもいなく、かつ、別のGP130分子への直接的な物理的接続なしに、単一のGP130分子として、通常の条件下に存在する、GP130タンパク質またはその部分を意味する。例示的な単量体GP130分子は、本明細書において、配列番号191のアミノ酸配列を含む「hGP130.mmh」と呼称される分子である(例えば、本明細書の実施例3を参照)。本明細書で使用される場合、「二量体ヒトGP130」という表現は、リンカー、共有結合、非共有結合を介して、または抗体Fcドメインなどの多量体形成ドメインを介して、互いに接続された二個のGP130分子を含む構築物を意味する。例示的な二量体GP130分子は、本明細書において、配列番号197のアミノ酸配列を含む「hGP130.hFc」、又は配列番号190のアミノ酸配列を含む「hGP130.mFc」と呼称される分子である(例えば、本明細書の実施例3を参照)。
本明細書における、タンパク質、ポリペプチド、およびタンパク質断片への全ての参照は、非ヒト種からと明示的に指定されていない限り、それぞれのタンパク質、ポリペプチド、またはタンパク質断片のヒトバージョンを指すことが意図されている。したがって、「GP130」という表現は、例えば、「マウスGP130」、「サルGP130」など、非ヒト種からであると特定されていない限り、ヒトGP130を意味する。
本明細書において使用される場合、「細胞表面発現GP130」という表現は、GP130タンパク質の少なくとも一部が、細胞膜の細胞外側に曝露され、抗体の抗原結合部分にアクセス可能であるように、インビトロまたはインビボによって細胞の表面上に発現される、一つ以上のGP130タンパク質、またはその細胞外ドメインを意味する。「細胞表面発現GP130」は、通常GP130タンパク質を発現する細胞の表面上に発現されるGP130タンパク質を含むか、またはそれらからなりうる。あるいは、「細胞表面発現GP130」は、通常はその表面上にヒトGP130を発現せず、その表面上にGP130を発現するように人為的に操作されている、細胞の表面上で発現されるGP130タンパク質を含むか、またはそれらからなりうる。
抗GP130抗体およびその抗原結合断片
本発明の一態様によれば、抗GP130抗体が提供される(例えば、単一特異性抗GP130抗体)。本発明の本態様による例示的な抗GP130抗体は、本明細書の表1および表2に列挙されている。表1には、本発明の二重特異性抗原結合分子が由来しうる例示的な抗CD130抗体の、重鎖可変領域(HCVR)、軽鎖可変領域(LCVR)、重鎖相補性決定領域(HCDR1、HCDR2およびHCDR3)、および軽鎖相補性決定領域(LCDR1、LCDR2およびLCDR3)のアミノ酸配列識別名が記載されている。表2には、例示的な抗GP130抗体のHCVR、LCVR、HCDR1、HCDR2 HCDR3、LCDR1、LCDR2、及びLCDR3の核酸配列識別名が記載されている。
本発明は、表1に列挙されるHCVRアミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含むHCVR、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似した配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片を提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCVRアミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含むLCVR、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似した配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCVRアミノ酸配列のいずれかとペアリングされた、表1に列挙されるHCVRアミノ酸配列のいずれかを含むHCVRとLCVRとのアミノ酸配列ペア(HCVR/LCVR)を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。特定の実施形態によれば、本発明は、表1に列挙された例示的な抗GP130抗体のいずれかの中に含有されるHCVR/LCVRアミノ酸配列ペアを含む、抗体またはその抗原結合断片を提供する。特定の実施形態では、HCVR/LCVRアミノ酸配列ペアは、配列番号154/10である。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR1アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む重鎖CDR1(HCDR1)、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する、それの実質的に類似の配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR2アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む重鎖CDR2(HCDR2)、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する、それの実質的に類似の配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR3アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む重鎖CDR3(HCDR3)、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する、それの実質的に類似の配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR1アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1(LCDR1)、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する、それの実質的に類似の配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR2アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2(LCDR2)、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する、それの実質的に類似の配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR3アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3(LCDR3)、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する、それの実質的に類似の配列を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されたLCDR3アミノ酸配列のいずれかとペアリングされた表1に列挙されたHCDR3アミノ酸配列のいずれかを含む、HCDR3とLCDR3とのアミノ酸配列ペア(HCDR3/LCDR3)を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片も提供する。特定の実施形態によれば、本発明は、表1に列挙された例示的な抗GP130抗体のいずれかの中に含有されるHCDR3/LCDR3アミノ酸配列ペアを含む、抗体またはその抗原結合断片を提供する。特定の実施形態では、HCDR3/LCDR3アミノ酸配列ペアは、配列番号160/16である。
本発明はまた、表1に列挙された例示的な抗GP130抗体のいずれかの中に含有される六個のCDRのセット(すなわち、HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3)を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片を提供する。特定の実施形態では、HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3のアミノ酸配列セットは、配列番号:20−22−24−12−14−16、28−30−32−12−14−16、36−38−40−12−14−16、44−46−48−12−14−16、52−54−56−12−14−16、60−62−64−12−14−16、68−70−72−12−14−16、76−78−80−12−14−16、84−86−88−12−14−16、92−94−96−12−14−16、100−102−104−12−14−16、108−110−112−12−14−16、116−118−120−12−14−16、124−126−128−12−14−16、132−134−136−12−14−16、140−142−144−12−14−16、148−150−152−12−14−16、および156−158−160−12−14−16からなる群から選択される。
関連の実施形態では、本発明は、表1に列挙される例示的な抗GP130抗体のいずれかにより定義されるHCVR/LCVRアミノ酸配列ペア内に含有される六個のCDRのセット(すなわち、HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3)を含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片を提供する。例えば、本発明は、配列番号154/10のHCVR/LCVRアミノ酸配列ペア内に含有されるHCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3アミノ酸配列セットを含む、GP130に特異的に結合する、抗体またはその抗原結合断片を含む。
HCVRおよびLCVRアミノ酸配列内のCDRを同定するための方法および技法は当該技術分野で周知であり、本明細書に開示の特定のHCVRおよび/またはLCVRアミノ酸配列内のCDRを同定するために使用することができる。CDRの境界を同定するために使用することができる例示的な慣習としては、例えば、Kabat定義、Chothia定義、およびAbM定義が挙げられる。一般的な条件では、Kabat定義は配列変動性に基づき、Chothia定義は構造ループ領域の位置に基づき、AbM定義はKabatとChothia手法との間の折衷物である。例えば、Kabat,“Sequences of Proteins of Immunological Interest,”National Institutes of Health,Bethesda,Md.(1991);Al−Lazikani et al.,J.Mol.Biol.273:927−948(1997);およびMartin et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:9268−9272(1989)を参照されたい。パブリックデータベースもまた、抗体内のCDR配列を同定するために利用可能である。
本発明は、抗GP130抗体またはその一部をコードする核酸分子も提供する。例えば、本発明は、表1に列挙されるHCVRアミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子を提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるHCVR核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるLCVRアミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子も提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるLCVR核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR1アミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子も提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるHCDR1核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR2アミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子を提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるHCDR2核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR3アミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子を提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるHCDR3核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR1アミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子を提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるLCDR1核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR2アミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子を提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるLCDR2核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR3アミノ酸配列のいずれかをコードする核酸分子を提供し、特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるLCDR3核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれらと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列を含む。
本発明はまた、HCVRをコードする核酸分子も提供し、ここにおいて、HCVRは、三つのCDR(すなわち、HCDR1−HCDR2−HCDR3)のセットを含み、ここにおいて、HCDR1−HCDR2−HCDR3アミノ酸配列のセットは、表1に列挙された例示的な抗GP130抗体のいずれかによって定義される。
本発明はまた、LCVRをコードする核酸分子も提供し、ここにおいて、LCVRは、三つのCDR(すなわち、LCDR1−LCDR2−LCDR3)のセットを含み、ここにおいて、LCDR1−LCDR2−LCDR3アミノ酸配列のセットは、表1に列挙された例示的な抗GP130抗体のいずれかによって定義される。
本発明はまた、HCVRとLCVRの両方をコードする核酸分子も提供し、ここにおいて、HCVRは、表1に列挙されるHCVRアミノ酸配列のいずれかのアミノ酸配列を含み、かつここにおいて、LCVRは、表1に列挙されたLCVRアミノ酸配列のいずれかのアミノ酸配列を含む。特定の実施形態では、核酸分子は、表2に列挙されるHCVR核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列と、表2に列挙されるLCVR核酸配列のいずれかから選択されるポリヌクレオチド配列、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似の配列とを含む。本発明のこの態様による特定の実施形態では、核酸分子は、HCVRおよびLCVRをコードし、HCVRおよびLCVRは両方とも、表1に列挙された同じ抗GP130抗体から誘導される。
本発明はまた、抗GP130抗体の重鎖可変領域または軽鎖可変領域を含むポリペプチドを発現することができる組み換え型発現ベクターも提供する。例えば、本発明は、上述の核酸分子、すなわち、表1に記載されるようなHCVR配列、LCVR配列、および/またはCDR配列のいずれかをコードする核酸分子のいずれかを含む、組み換え型発現ベクターを含む。また、本発明の範囲内に含まれるのは、そのようなベクターが導入されている宿主細胞、ならびに抗体または抗体断片の産生を可能にする条件下で宿主細胞を培養することによって抗体またはその一部分を生産する方法ならびにそうして生産された抗体および抗体断片を回収する方法である。
本発明は、修飾グリコシル化パターンを有する抗GP130抗体を含む。いくつかの実施形態では、例えば、抗体依存性細胞毒性(ADCC)機能を増大させるために、望ましくないグリコシル化部位を除去する修飾、または抗体がオリゴ糖鎖上に存在するフコース部分を欠損していることが有用であり得る(Shield et al.(2002)JBC 277:26733を参照されたい)。他の応用において、ガラクトシル化の修飾は、補体依存性細胞傷害 (CDC)を修飾するために行うことができる。
LEPRタンパク質
本明細書で使用される場合、「レプチン受容体」、「LEPR」、およびこれに類する表現は、配列番号186で表されるアミノ酸配列を含むヒトレプチン受容体を意味する(UniProtKB/Swiss−Prot登録番号P48357も参照)。科学的文献で使用されるLEPRの代替名は、「OB受容体」、「OB−R」、および「CD295」を含む。LEPRは、「WSX」とも称される(例えば、米国特許第7,524,937号を参照)。「LEPR」という表現には、単量体及び多量体LEPR分子の両方が含まれる。本明細書において使用される場合、「単量体ヒトLEPR」という表現は、任意の多量体形成ドメインを含有も、有してもいなく、かつ、別のLEPR分子への直接的な物理的接続なしに、単一のLEPR分子として、通常の条件下に存在する、LEPRタンパク質またはその部分を意味する。例示的な単量体LEPR分子は、本明細書において、配列番号187のアミノ酸配列を含む「hLEPR.mmh」と呼称される分子である(例えば、本明細書の実施例10を参照)。本明細書で使用される場合、「二量体ヒトLEPR」という表現は、リンカー、共有結合、非共有結合を介して、または抗体Fcドメインなどの多量体形成ドメインを介して、互いに接続された二個のLEPR分子を含む構築物を意味する。例示的な二量体LEPR分子は、本明細書において、配列番号189のアミノ酸配列を含む「hLEPR.hFc」と呼称される分子である(例えば、本明細書の実施例10を参照)。
本明細書における、タンパク質、ポリペプチド、およびタンパク質断片への全ての参照は、非ヒト種からと明示的に指定されていない限り、それぞれのタンパク質、ポリペプチド、またはタンパク質断片のヒトバージョンを指すことが意図されている。したがって、「LEPR」という表現は、例えば、「マウスLEPR」、「サルLEPR」など、非ヒト種からであると特定されていない限り、ヒトLEPRを意味する。
本明細書において使用される場合、「細胞表面発現LEPR」という表現は、LEPRタンパク質の少なくとも一部が、細胞膜の細胞外側に曝露され、抗体の抗原結合部分にアクセス可能であるように、インビトロまたはインビボによって細胞の表面上に発現される、一つ以上のLEPRタンパク質、またはその細胞外ドメインを意味する。「細胞表面発現LEPR」は、通常LEPRタンパク質を発現する細胞の表面上で発現されるLEPRタンパク質を含むか、またはそれからなり得る。あるいは、「細胞表面発現LEPR」は、通常はその表面上にヒトLEPRを発現せず、その表面上にLEPRを発現するように人為的に操作されている、細胞の表面上で発現されるLEPRタンパク質を含むか、またはそれからなりうる。
LEPRのいくつかのアイソフォームは、代替的スプライシングを介して生成され、それによって、最も高く最も広範な発現パターンを示すアイソフォームa(LEPR−a)を含む、長いアイソフォームb(LEPR−b)といくつかの短い形態とが生じる(Tartaglia LA.The leptin receptor.J Biol Chem 1997;272:6093〜6096)。LEPR−bは、脳で発現される優勢なアイソフォームであり、LEPR−aは肝臓で広く発現される。すべてのアイソフォームは、同じ細胞外ドメイン、膜貫通領域、およびボックス1領域を含む細胞質ドメインの短い区間を共有し、その後可変領域が続く。長い形態は、レプチンの全シグナル伝達能力を媒介するために必要な細胞内配列モチーフを含み、短い形態はこれらの領域を欠いている。短い形態の細胞外ドメインは、シグナル伝達能力の高い長い形態と同一である。
LEPR×GP130二重特異性抗原結合分子
本発明は、細胞表面上のLEPRおよびGP130をブリッジングすることによって、LEPRおよびGP130シグナル伝達を刺激する概念に基づく。特に、本発明は、(本明細書において別に記載されている)LEPRxGP130二重特異性抗体などの二重特異性抗原結合分子が、レプチン非存在下でさえも、細胞表面上のレプチン受容体の相対的近傍にGP130を導くことによって、STAT3のLEPR依存性シグナル伝達を刺激することができる、という前提に関連する。このように、本発明の二重特異性抗原結合分子は、誘発されたレプチン/LEPRシグナル伝達が有益及び/又は望ましい治療状況で用途を見出すことができるLEPRアゴニストとして機能し得る。
したがって、本発明は、ヒトGP130に結合する第一抗原結合ドメイン(本明細書において「D1」とも称される)、およびヒトLEPRに結合する第二抗原結合ドメイン(本明細書において「D2」とも称される)を含む、二重特異性抗原結合分子を提供する。本発明によると、および本明細書の作業実施例において実証されるように、本発明の二重特異性抗原結合分子によるLEPRおよびGP130の同時結合は、LEPRシグナル伝達の刺激をもたらす。
本発明の二重特異性抗原結合分子は、「LEPRxGP130二重特異性抗体」またはその他の関連用語として本明細書において称され得る。
本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子は、単一特異性(従来型)抗LEPR抗体および抗GP130抗体由来の抗原結合ドメインを使用して構築されてもよい。例えば、モノクローナル、単一特異性、抗LEPR、および/または抗GP130抗体の収集は、当技術分野で公知の標準方法を使用して製作されてもよく、その抗原結合ドメインは、当技術分野で公知の従来技術を使用してLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子(例えば、二重特異性抗体)を構築するために使用されうる。
LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を産生するために本発明の状況で使用され得る例示的な抗LEPR抗体には、米国特許出願公開第2017/0101477号に記載される抗LEPR抗体のいずれかが含まれ、その開示はその全体が本明細書に組み込まれる。本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を構築するために使用できる抗LEPR抗体は、アゴニスト抗体、すなわち、ヒトLEPRに結合し、LEPRシグナル伝達を活性化する抗体であってもよい。他の実施形態では、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を構築するために使用できる抗LEPR抗体は、増強抗体、すなわち、LEPRを介したレプチン介在性シグナル伝達を増強する抗体であってもよい。LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の構築に有用である抗LEPR抗体は、レプチンと複合体化されてLEPRに結合することができる抗体であり得る。このような抗体には、LEPRに結合し、LEPR:レプチン相互作用を遮断しないものが含まれる。あるいは、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の構築に有用である抗LEPR抗体は、LEPRへの結合についてレプチンと競合する、および/またはレプチンの非存在下においてLEPRに結合するだけである抗体であり得る。LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を構築するために使用できる特定の抗LEPR抗体の非限定的な例は、本明細書では「mAb18445」及び「mAb18446」と呼称される抗LEPR抗体を含む。
いくつかの実施形態では、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子は、LEPR−bアイソフォームを介したインビトロでのレプチン介在性シグナル伝達を増強する抗LEPR抗体に由来する。
いくつかの実施形態では、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子は、LEPR−aアイソフォームを介したインビトロでのレプチン介在性シグナル伝達を活性化しない抗LEPR抗体に由来する。
LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を製作するために本発明の状況で使用されうる、例示的な抗GP130抗体は、本明細書において別に記載されている抗GP130抗体のいずれかを含む。LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の構築に有用な抗GP130抗体は、下記の特性の一つ以上を有する抗GP130抗体を含む:サルGP130に結合する、マウスまたはラットGP130に結合しない、GP130のFNIIIドメイン内のエピトープに結合する、GP130リガンド介在性シグナル伝達を阻害しない、および/またはGP130リガンドの非存在下においてGP130シグナル伝達を活性化しない。GP130リガンドには、例えば、ヒトオンコスタチンM(OSM)、ヒト白血病阻害因子(LIF)、およびヒト毛様体神経栄養因子(CNTF)が含まれる。LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を構築するために使用できる特定の抗GP130抗体の非限定的な例は、本明細書では「mAb16683」と呼称される抗GP130抗体を含む。
本発明によれば、二重特異性抗原結合分子は単一の多機能性ポリペプチドであってもよいか、または互いに共有結合的にまたは非共有結合的に関連する二つ以上のポリペプチドの多量体複合体であってもよい。本開示によって明らかであるように、ヒトLEPRに特異的に結合する抗原結合ドメインと、ヒトGP130に特異的に結合する抗原結合ドメインとを有する任意の抗原結合構築物は、「二重特異性抗原結合分子」と見なされる。本発明におけるあらゆる二重特異性抗原結合分子、またはそのバリアントは、当業者に周知である、標準的な分子生物学的手法(例えば、組み換えDNAおよびタンパク質発現技術)を用いて構成することができる。
本発明の二重特異性抗原結合分子は、「単離されて」もよい。本明細書において使用される「単離二重特異性抗原結合分子」は、その天然環境の少なくとも一つの成分から特定及び分離及び/又は回収された二重特異性抗原結合分子を意味する。例えば、生物体の少なくとも一つの成分から、または抗体が生成される組織もしくは細胞から分離または除去された二重特異性抗体は、本発明の目的では「単離二重特異性抗体」である。単離二重特異性抗原結合分子はまた、組み換え細胞内でin situで分子を含む。単離二重特異性抗原結合分子は、少なくとも一つの精製工程または単離工程を受けた分子である。特定の実施形態によれば、単離二重特異性抗原結合分子は、他の細胞材料および/または化学物質を実質的に含まない場合がある。
抗原結合領域
本発明に記載の二重特異性抗原結合分子には、二つの別々の抗原結合ドメイン(D1およびD2)が含まれる。本明細書にて使用される場合、「抗原結合ドメイン」という表現は、所望の特定の抗原に特異的に結合することができる、あらゆるペプチド、ポリペプチド、核酸分子、足場型(scaffold−type)分子、ペプチドディスプレイ分子(peptide display molecule)、またはポリペプチド含有構築物を意味する(例えば、ヒトLEPR、またはヒトGP130)。用語「特異的に結合する」または同様の用語は、抗原結合ドメインに関して本明細書にて使用される場合、抗原結合ドメインが、特定の抗原と複合体を形成し、一般的な試験条件下においてその他の無関係な抗原に結合しないことを意味する。「無関係な抗原」とは、互いに95%未満のアミノ酸相同性を有する、タンパク質、ペプチド、またはポリペプチドである。
本発明と関連して使用することができる抗原結合ドメインの例示的な分類には、抗体、抗体の抗原結合部分、特定の抗原と特異的に相互作用するペプチド(例えば、ペプチボディー(peptibodies)、特定の抗原と特異的に相互作用する受容体分子、特定の抗原と特異的に結合する受容体のリガンド結合部分を含むタンパク質、抗原結合足場(antigen−binding scaffolds)(例えば、DARPins、HEAT反復タンパク質、ARM反復タンパク質、テトラトリコペプチド反復タンパク質、および天然の反復タンパク質に基づくその他の足場など[例えば、Boersma and Pluckthun,2011,Curr.Opin.Biotechnol.22:849〜857、およびそこに引用される参考文献を参照])、ならびにそれらのアプタマーまたは部分が包含される。
二個の分子が互いに特異的に結合するかどうかを判定する方法は、当該分野において周知であり、例えば、平衡分析、表面プラズモン共鳴法、および同様の方法が挙げられる。用語「表面プラズモン共鳴法」とは、本明細書にて使用される場合、バイオセンサーマトリクス内のタンパク質濃度の変化を、例えばBIAcore(登録商標)システム(GEヘルスケア内Biacoreライフサイエンス部門、ニュージャージー州ピスカタウェイ)を用いて検出することにより、リアルタイムの相互作用の分析を可能にする光学現象を指す。
上記の通り、「抗原結合ドメイン」(D1および/またはD2)は、抗体または抗体の抗原結合断片を含んでもよいか、またはこれらからなってもよい。用語「抗体」とは、本明細書にて使用される場合、特定の抗原(例えば、ヒトMET)と特異的に結合する、または相互作用する少なくとも一つの相補性決定領域(CDR)を含む、あらゆる抗原結合分子または分子複合体を意味する。用語「抗体」には、四つのポリペプチド鎖、ジスルフィド結合によって相互接続した二つの重(H)鎖および二つの軽(L)鎖、ならびにそれらの多量体(例えば、IgM)を含む、イムノグロブリン分子が包含される。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書ではHCVRまたはVと省略される)と重鎖定常領域とを含む。重鎖定常領域は、C1、C2、およびC3の三つのドメインを含む。軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書ではLCVRまたはVと省略される)と軽鎖定常領域とを含む。軽鎖定常領域は、一つのドメイン(C1)を含む。V領域およびV領域は、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる、より保存された領域が点在する相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変領域へとさらに細分することができる。各VおよびVは、以下の順序、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4でアミノ末端からカルボキシ末端に配置された三つのCDRおよび四つのFRからなる。本発明の異なる実施形態において、本発明に記載の抗体のFR(またはその抗原結合部分)は、ヒトの生殖系列配列と同一であってもよく、または自然にもしくは人為的に修飾されていてもよい。アミノ酸コンセンサス配列は、二つ以上のCDRの並列分析に基づいて定義され得る。
本発明に記載の二重特異性抗原結合分子のD1および/またはD2成分は、完全抗体分子(full antibody molecules)の抗原結合断片を含んでいても、これらからなっていてもよい。本明細書で使用される場合、抗体の「抗原結合部分」、抗体の「抗原結合断片」などという用語は、抗原に特異的に結合して複合体を形成する、任意の天然に存在する、酵素的に得ることができる、合成の、または遺伝子的に操作されたポリペプチドまたは糖タンパク質を含む。抗体の抗原結合断片は、例えば、抗体可変領域および随意に定常ドメインをコード化するDNAの操作および発現に関するタンパク質消化または組み換え遺伝子工学技術といった、あらゆる好適な標準的方法を用いる、完全抗体分子に由来してもよい。このようなDNAは既知であり、かつ/または例えば、市販の供給源、DNAライブラリー(例えば、ファージ抗体ライブラリーを含む)から容易に入手可能であるか、もしくは合成され得る。DNAを配列決定し、化学的にまたは分子生物学技法を使用することによって操作して、例えば、一つ以上の可変ドメインおよび/もしくは定常ドメインを好適な構成に配置するか、またはコドンを導入する、システイン残基を作成する、アミノ酸を修飾、付加、もしくは欠失させるなどが可能である。
抗体結合断片の非限定例としては、(i)Fabフラグメント、(ii)F(ab’)2フラグメント、(iii)Fdフラグメント、(iv)Fvフラグメント、(v)一本鎖Fv(scFv)分子、(vi)dAbフラグメント、および(vii)抗体の超可変領域(例えば、CDR3ペプチドなどの単離された相補性決定領域(CDR))を模倣するアミノ酸残基、または拘束FR3‐CDR3‐FR4ペプチドからなる最小認識単位が挙げられる。ドメイン特異的抗体、単一ドメイン抗体、ドメイン欠失した抗体、キメラ抗体、CDR移植抗体、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、ミニボディ、ナノボディ(例えば、一価ナノボディ、二価ナノボディなど)、小モジュラー免疫薬(SMIP)、およびサメ可変IgNARドメインなどの他の操作された分子もまた、本明細書で使用される場合、「抗原結合断片」という表現に包含される。
抗体の抗原結合断片は、典型的に、少なくとも一つの可変ドメインを含む。可変ドメインはあらゆる大きさであってもよいか、またはアミノ酸組成であってもよく、一般的に一つ以上のフレームワーク配列に隣接するか、またはフレーム内にある少なくとも一つのCDRを含み得る。Vドメインと結合したVドメインを有する抗原結合断片において、VドメインおよびVドメインは、任意の好適な配置で互いに対して配置され得る。例えば、可変領域は二量体であり、V−V、V−VまたはV−V二量体を含有し得る。代替的に、抗体の抗原結合断片は、モノマーVまたはVドメインを含有し得る。
ある特定の実施形態では、抗体の抗原結合断片は、少なくとも一つの定常ドメインに共有結合された少なくとも一つの可変ドメインを含有し得る。本発明の抗体の抗原結合断片内に見られ得る可変ドメインおよび定常ドメインの非限定的な例示的な構成には、(i)V−C1、(ii)V−C2、(iii)V−C3、(iv)V−C1−C2、(v)V−C1−C2−C3、(vi)V−C2−C3、(vii)V−CL、(viii)V−C1、(ix)V−C2、(x)V−C3、(xi)V−C1−C2、(xii)V−C1−C2−C3、(xiii)V−C2−C3、および(xiv)V−Cが含まれる。上に列挙される例示的な構成のうちのいずれかを含む可変ドメインおよび定常ドメインのいずれの構成において、可変ドメインおよび定常ドメインは、互いに直接連結され得るか、または完全もしくは部分的ヒンジもしくはリンカー領域によって連結され得る。ヒンジ領域は、単一ポリペプチド分子における隣接する可変ドメインおよび/または定常ドメイン間の可動性または半可動性連鎖をもたらす、少なくとも2個(例えば、5、10、15、20、40、60個以上)のアミノ酸からなってもよい。らに、抗原結合断片は、上にリスト化したあらゆる可変ドメインおよび定常ドメイン配置のホモ二量体またはヘテロ二量体(またはその他の多量体)を、互いにおよび/または一以上の単量体のVまたはVドメインと非共有結合性会合で(例えば、ジスルフィド結合によって)、含んでいてもよい。
本発明に記載の二重特異性抗原結合分子は、ヒト抗体および/もしくは遺伝子組み換えヒト抗体、またはその断片を含んでいてもよく、またはこれらからなっていてもよい。用語「ヒト抗体」とは、本明細書にて使用される場合、ヒト生殖系列イムノグロブリン配列由来の可変領域および定常領域を有する抗体を含む。にもかかわらず、ヒト抗体は、例えばCDRおよび特定のCDR3において、ヒト生殖系列イムノグロブリン配列によってコード化されていないアミノ酸残基(例えば、ランダムもしくはインビトロでの部位特異的変異によって、またはインビボでの体細胞突然変異によって導入された変異)を含み得る。しかしながら、用語「ヒト抗体」とは、本明細書にて使用される場合、マウスなどの別の哺乳類種の生殖系列由来のCDR配列がヒトフレームワーク配列上に移植されている抗体を含むようには意図されていない。
本発明に記載の二重特異性抗原結合分子は、遺伝子組換えヒト抗体またはその抗原結合断片を含んでいてもよいか、またはこれらからなっていてもよい。用語「遺伝子組換えヒト抗体」とは、本明細書にて使用される場合、遺伝子組換え手段によって、調製される、発現する、作成される、または単離される全てのヒト抗体、例えば、宿主細胞(以下で詳述する)中に形質導入された組換え発現ベクターを用いて発現した抗体、組替え体から単離され抗体、コンビナトリアルヒト抗体ライブラリー(以下で詳述する)、ヒトイムノグロブリン遺伝子に対してトランスジェニックである動物(例えば、マウス)から単離された抗体(例えば、Taylor et al.(1992)Nucl.Acids Res.20:6287−6295を参照のこと)、または抗体ヒトイムノグロブリン遺伝子配列から他のDNA配列へスプライスすることを含むあらゆるその他の手段によって調製される、発現する、作成される、もしくは単離される抗体などを含むように意図される。その様な遺伝子組換えヒト抗体は、ヒト生殖系列イムノグロブリン配列由来の可変領域および定常領域を有する。特定の実施形態において、しかしながら、その様な遺伝子組換えヒト抗体はインビトロでの突然変異誘発(または、ヒトIg配列にトランスジェニックな動物を使用する場合、インビボでの体細胞の突然変異誘発)に供されるため、組替え抗体のV領域およびV領域のアミノ酸配列は、ヒト生殖系列V配列およびV配列に由来し、関連する配列である一方で、インビボでのヒト抗体生殖系列レパートリー中には自然に存在し得ない。
二重特異性抗体を作成する方法は当該技術分野において周知であり、本発明の二重特異性抗原結合分子を構築するのに使用してもよい。本発明に関して使用することのできる例示的な二重特異性のフォーマットとしては、非限定的に、例えば、scFvベースまたはダイアボディ二重特異性のフォーマット(diabody bispecific format)、IgG−scFv融合体、二重可変ドメイン(DVD)−Ig、クアドローマ(Quadroma)、ノブ・イントゥ・ホール(knobs−into−holes)、共通軽鎖(例えば、ノブ・イントゥ・ホールを有する共通軽鎖など)、CrossMab、CrossFab、(SEED)ボディ、ロイシンジッパー、デュオボディ(Duobody)、IgG1/IgG2、二重作用Fab(DAF)−IgG、およびMab二重特異性フォーマット(例えば、Klein et al.2012、mAbs 4:6、1〜11、およびそこで引用される参考文献を、前述のフォーマットの考察のために参照)が挙げられる。
本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子に含めることができる例示的な抗原結合ドメイン(D1およびD2)には、本明細書に開示される抗LEPRおよび/または抗GP130抗体のいずれかから誘導される抗原結合ドメイン、または当該技術分野において公知の他の方法での抗原結合ドメインが含まれる。
例えば、本発明は、表1に列挙されるHCVRアミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有する実質的に類似したその配列を含むHCVRを含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。
本発明はまた、表1に列挙されるLCVRアミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、またはそれと少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含むLCVRを含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCVRアミノ酸配列のいずれかとペアリングされた、表1に列挙されるHCVRアミノ酸配列のいずれかを含むHCVRとLCVRとのアミノ酸配列ペア(HCVR/LCVR)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。特定の実施形態によれば、本発明は、表1に列挙された例示的な抗MET抗体のいずれかの中に含有されるHCVR/LCVRアミノ酸配列ペアを含む、D1(GP130結合)ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR1アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含む重鎖CDR1(HCDR1)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR2アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含む重鎖CDR2(HCDR2)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるHCDR3アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含む重鎖CDR3(HCDR3)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR1アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含む重鎖CDR1(LCDR1)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR2アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含む重鎖CDR2(LCDR2)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR3アミノ酸配列のいずれかから選択されるアミノ酸配列を含む、または少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、もしくは少なくとも99%の配列同一性を有するそれの実質的に類似した配列を含む重鎖CDR3(LCDR3)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
本発明はまた、表1に列挙されるLCDR3アミノ酸配列のいずれかとペアリングされた、表1に列挙されるHCDR3アミノ酸配列のいずれかを含むHCDR3とLCDR3とのアミノ酸配列ペア(HCDR3/LCDR3)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。特定の実施形態によれば、本発明は、表1に列挙された例示的な抗MET抗体のいずれかの中に含有されるHCDR3/LCDR3アミノ酸配列ペアを含む、抗体またはその抗原結合断片を提供する。
本発明はまた、表1に列挙される例示的な抗MET抗体のいずれかの中に含有される六個のCDRのセット(すなわち、HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も提供する。
関連の実施形態では、本発明は、表1に列挙される例示的な抗MET抗体のいずれかにより定義されるHCVR/LCVRアミノ酸配列ペア内に含有される六個のCDRのセット(すなわち、HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3)を含む、D1(GP130結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を提供する。
本発明は、本明細書に記載される、その開示がその全体で本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2017/0101477号に記載される、又は当技術分野で公知のその他の方法での、抗LEPR抗体のいずれかから誘導される可変ドメイン(HCVR、及び/またはLCVR)、及び/又は相補性決定領域(HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2、及び/又はLCDR3)を含むD2(LEPR結合)抗原結合ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。
非限定的な例証的実施例として、本発明は、D1(GP130結合)抗原結合ドメインとD2 (LEPR結合)抗原結合ドメインとを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含み、ここにおいて、D1抗原結合ドメインが、配列番号154/10のHCVR/LCVRアミノ酸配列ペアを、または配列番号156−158−160−12−14−16を含む重鎖CDR及び軽鎖CDRのセット(HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3)を含み、およびここにおいて、D2(LEPR結合)抗原結合ドメインが、配列番号170/10、もしくは178/10のHCVR/LCVRアミノ酸配列ペアを、または配列番号172−174−176−12−14−16、もしくは180−182−184−12−14−16を含む重鎖CDR及び軽鎖CDRのセット(HCDR1−HCDR2−HCDR3−LCDR1−LCDR2−LCDR3)を含む。これらの配列特性を有する例示的なLEPRxGP130二重特異性抗体は、bsAb21236と表示された二重特異性抗体であり、mAb16683由来のD1およびmAb18445由来のD2を含む。これらの配列特性を有する別の例示的なLEPRxGP130二重特異性抗体は、bsAb21237と表示された二重特異性抗体であり、mAb16683由来のD1およびmAb18446由来のD2を含む。本発明の二重特異性抗体のその他の具体的な例は、本明細書の実施例9、表20に記載されている。
多量体形成成分
本発明に記載の二重特異性抗原結合分子はまた、特定の実施形態において、一つ以上の多量体形成成分を含んでいてもよい。多量体形成成分は、抗原結合領域(D1およびD2)間の会合を維持するように機能することができる。本明細書にて使用される場合、「多量体形成成分」とは、同一のもしくは同様の構造または構成の第二多量体形成成分と会合する能力を有する、あらゆる巨大分子、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、またはアミノ酸である。例えば、多量体形成成分は、イムノグロブリンC3ドメインを含むポリペプチドであってもよい。多量体形成成分の非限定的な例として、イムノグロブリンのFc部分(例えば、以下のアイソタイプ、IgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4、ならびに各アイソタイプ群におけるあらゆるアロタイプから選択されるアイソタイプのFcドメイン)が挙げられる。特定の実施形態において、多量体形成成分は断片であるか、または少なくとも一つのシステイン残基を含有する1〜約200のアミノ酸長のアミノ酸配列である。その他の実施形態において、多量体形成成分はシステイン残基であるか、または短システイン含有ペプチドである。その他の多量体形成ドメインとして、ロイシンジッパー、ヘリックス・ループ・モチーフ、またはコイルドコイル・モチーフを含むか、これらからなるペプチドまたはポリペプチドが挙げられる。
特定の実施形態において、本発明に記載の二重特異性抗原結合分子は、二つの多量体形成ドメインM1およびM2を含み、ここにおいて、D1はM1に付着し、D2はM2に付着し、M1およびM2の会合は、単一の二重特異性抗原結合分子におけるD1とD2との互いの物理的結合を促進する。特定の実施形態において、M1およびM2は互いに同一である。例えば、M1は特定のアミノ酸配列を有するFcドメインであってもよく、M2はM1と同一のアミノ酸配列を有するFcドメインである。あるいは、M1およびM2は一つ以上のアミノ酸位置において互いに異なっていてもよい。例えば、M1は第一イムノグロブリン(Ig)C3ドメインを含んでいてもよく、M2は第二Ig C3ドメインを含んでいてもよい。第一および第二のIg C3ドメインは少なくとも一つのアミノ酸が互いに異なっており、少なくとも一つのアミノ酸の差異は、同一のM1およびM2配列を有する参照構築物と比べて、標的指向化する構築物とプロテインAの結合を減少させる。一実施形態において、M1のIg C3ドメインはプロテインAに結合し、M2のIg C3ドメインは、H95R修飾(IMGTエクソンナンバリングによる;H435RはEUナンバリングによる)などのプロテインA結合を減少させるかまたは破壊する突然変異を含有する。M2のC3はさらに、Y96F修飾(IMGTによる;Y436FはEUによる)を含んでいてもよい。M2のC3にて見出され得るさらなる修飾として、以下を挙げることができる:D16E、L18M、N44S、K52N、V57M、およびV82I(IMGTによる;IgG1 Fcドメインの場合においては、D356E、L358M、N384S、K392N、V397M、およびV422IはEUによる);IgG2 Fcドメインの場合においては、N44S、K52N、およびV82I(IMGT;N384S、K392N、およびV422IはEUによる);ならびに、IgG4 Fcドメインの場合においては、Q15R、N44S、K52N、V57M、R69K、E79Q、およびV82I(IMGTによる;Q355R、N384S、K392N、V397M、R409K、E419Q、およびV422IはEUによる)。
バリアント
本明細書に開示される二重特異性抗原結合分子、またはその抗原結合ドメイン(D1および/またはD2)は、抗原結合タンパク質または抗原結合ドメインが由来する対応する生殖系列配列と比較して、重鎖および/または軽鎖の可変ドメインのフレームワークおよび/またはCDR領域における一つ以上のアミノ酸置換、挿入、および/または欠失を含みうる。そのような突然変異は、本明細書に開示されるアミノ酸配列を、例えば公開抗体配列データベースから入手可能な生殖系列配列と比較することによって容易に確認され得る。本発明は、本明細書に開示される二重特異性抗原結合分子、または本明細書に開示されるアミノ酸配列のいずれかに由来するその抗原結合ドメイン抗体(D1および/またはD2)を含み、ここにおいて、一つ以上のフレームワークおよび/またはCDR領域内の一つ以上のアミノ酸は、抗体が由来する生殖系列配列の対応する残基、または別のヒト生殖系列配列の対応する残基、または対応する生殖系列残基の保存的アミノ酸置換に変異する(そのような配列変化は、本明細書において集合的に「生殖系列変異」と称される)。当業者であれば、本明細書に開示される重鎖可変領域配列および軽鎖可変領域配列から開始して、一つ以上の個々の生殖系列変異またはそれらの組み合わせを含む、多くの二重特異性抗原結合分子、またはその抗原結合ドメイン(D1および/またはD2)を容易に産生することができる。ある特定の実施形態では、Vおよび/またはVドメイン内のフレームワークおよび/またはCDR残基の全てが、抗体が由来する元の生殖系列配列に見られる残基に再び変異する。他の実施形態では、特定の残基のみ、例えば、FR1の最初の8個のアミノ酸内、もしくはFR4の最後の8個のアミノ酸内に見られる変異残基のみ、またはCDR1、CDR2、もしくはCDR3内に見られる変異残基のみが、元の生殖系列配列に変異する。他の実施形態では、フレームワークおよび/またはCDR残基のうちの一つ以上は、異なる生殖系列配列(すなわち、抗体が元々由来する生殖系列配列とは異なる生殖系列配列)の対応する残基に変異する。さらに、本発明の二重特異性抗原結合分子、またはその抗原結合ドメイン(D1および/またはD2)は、フレームワークおよび/またはCDR領域内に二つ以上の生殖系列変異の任意の組み合わせを含有してもよく、例えば、ある特定の個々の残基が、特定の生殖系列配列の対応する残基に変異する一方で、元の生殖系列配列とは異なる、ある特定の他の残基が維持されるか、または異なる生殖系列配列の対応する残基に変異する。一旦得られると、一つ以上の生殖系列変異を含有する二重特異性抗原結合分子、またはその抗原結合ドメイン(D1および/またはD2)は、結合特異性の改善、結合親和性の増大、アンタゴニストまたはアゴニストの生物学的特性の改善または増強(場合により得る)、免疫原性の低下などの一つ以上の所望の特性について容易に試験することができ、このような一般的な方法で得られた二重特異性抗原結合分子、またはその抗原結合ドメイン(D1および/またはD2)は、本発明内に包含される。
本発明はまた、抗LEPR抗体、抗GP130抗体、および本明細書に開示されるHCVR、LCVR、および/またはCDRアミノ酸配列のいずれかのバリアントを含む二重特異性抗原結合分子も含む。本発明のこの態様に含まれる例示的なバリアントには、一つ以上の保存的置換を有する、本明細書に開示されるHCVR、LCVR、及び/またはCDRアミノ酸配列のいずれかのバリアントが含まれる。例えば、本発明は、本明細書に記載されるHCVR、LCVR、および/またはCDRアミノ酸配列のいずれかに対して、例えば、10個以下、8個以下、6個以下、4個以下などの保存的アミノ酸置換を有するHCVR、LCVR、および/またはCDRアミノ酸配列を有する、抗LEPR抗体、抗GP130抗体、およびLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。
本発明のこの態様に含まれる例示的なバリアントには、本明細書に開示されるHCVR、LCVR、及び/またはCDRアミノ酸配列のいずれかとの実質的な配列同一性を有するバリアントが含まれる。アミノ酸配列の状況において、本明細書で使用される場合、「実質的な同一性」または「実質的に同一」という用語は、二つのアミノ酸配列が、既定のギャップ重みを使用したプログラムGAPまたはBESTFITなどによって最適に整列した場合、少なくとも95%、98%または99%の配列同一性を共有することを意味する。特定の実施形態では、同一ではない残基位置は、保存的アミノ酸置換だけ異なる。「保存的アミノ酸置換」とは、アミノ酸残基が、類似の化学的特性(例えば、電荷または疎水性)を備えた側鎖(R基)を有する別のアミノ酸残基によって置換されたものである。一般に、保存的アミノ酸置換は、タンパク質の機能性特性を実質的に変化させない。二つ以上のアミノ酸配列が保存的置換だけ互いに異なる場合、配列同一性の百分率または相同性の程度は、置換の保存的性質を補正するために上向きに調整してもよい。この調整を行うための手段は、当業者に周知である。例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Pearson(1994)Methods Mol.Biol.24:307〜331を参照されたい。類似の化学的特性を備えた側鎖を有するアミノ酸の基の例としては、(1)脂肪族側鎖:グリシン、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシン、(2)脂肪族−ヒドロキシル側鎖:セリンおよびトレオニン、(3)アミド含有側鎖:アスパラギンおよびグルタミン、(4)芳香族側鎖:フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファン、(5)塩基性側鎖:リジン、アルギニン、およびヒスチジン、(6)酸性側鎖:アスパラギン酸およびグルタミン酸、ならびに(7)含硫側鎖はシステインおよびメチオニンである、が挙げられる。好ましい保存的アミノ酸置換基は、バリン−ロイシン−イソロイシン、フェニルアラニン−チロシン、リジン−アルギニン、アラニン−バリン、グルタミン酸−アスパラギン酸およびアスパラギン−グルタミンである。あるいは、保存的置換とは、参照により本明細書に組み込まれるGonnet et al.(1992)Science 256:1443〜1445に開示されるPAM250対数尤度行列において正の値を有する任意の変化である。「適度に保存的な」置換とは、PAM250対数尤度行列において負以外の値を有する何らかの変化である。
二つの異なるアミノ酸配列間の配列同一性は、典型的には、配列解析ソフトウェアを使用して測定される。配列解析ソフトウェアは、保存的アミノ酸置換を含む種々の置換、欠失および他の修飾へ割り当てられた類似性の測定値を用いて類似の配列と一致させる。例えば、GCGソフトウェアは、異なる種の生物由来の相同ポリペプチドのような密接に関連するポリペプチド間の、または野生型タンパク質とその変異タンパク質の間の配列相同性または配列同一性を判定するための既定パラメータとともに使用することができるGapおよびBestfitなどのプログラムを含有する。例えば、GCG第6.1版を参照されたい。ポリペプチド配列は、GCG第6.1版におけるプログラムである、既定パラメータまたは推奨パラメータを備えたFASTAを使用して比較することもできる。FASTA(例えば、FASTA2およびFASTA3)は、問い合わせ配列と検索配列との間の最良重複の領域の整列および配列同一性パーセントを提供する(Pearson(2000)上述)。本発明の配列を、異なる生物由来の多数の配列を含有するデータベースと比較する場合の別の好ましいアルゴリズムは、既定パラメータを用いるコンピュータプログラムBLAST、特にBLASTPまたはTBLASTNである。例えば、それぞれが、参照により本明細書に組み込まれる、Altschul et al.(1990)J.Mol.Biol.215:403〜410、およびAltschul et al.(1997)Nucleic Acids Res.25:3389−402を参照されたい。
Fcバリアントを含むLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子
本発明の特定の実施形態によると、例えば、中性pHと比較して酸性pHで、FcRn受容体への抗体結合を増強または減少させる一つ以上の突然変異を含むFcドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合タンパク質が提供される。例えば、本発明は、FcドメインのC2またはC3領域に突然変異を含むLEPRxGP130二重特異性抗原結合タンパク質を含み、突然変異は、酸性環境において(例えば、pHが約5.5〜約6.0の範囲のエンドソームにおいて)FcRnに対するFcドメインの親和性を増加させる。そのような突然変異は、動物に投与されたときに抗体の血清半減期の増加をもたらし得る。このようなFc修飾の非限定的な例には、例えば、250位(例えば、EまたはQ)、250位および428位(例えば、LまたはF)、252位(例えば、L/Y/F/WまたはT)、254位(例えば、SまたはT)、および256位(例えば、S/R/Q/E/DまたはT)における修飾、または428位および/もしくは433位(例えば、H/L/R/S/P/QまたはK)および/もしくは434位(例えば、H/FまたはY)における修飾、あるいは250位および/もしくは428位における修飾、あるいは307位もしくは308位(例えば、308F、V308F)、および434位における修飾が含まれる。一実施形態では、修飾は、428L(例えば、M428L)および434S(例えば、N434S)修飾、428L、259I(例えば、V259I)、および308F(例えば、V308F)修飾、433K(例えば、H433K)および434(例えば、434Y)修飾、252、254、および256(例えば、252Y、254T、および256E)修飾、250Qおよび428L修飾(例えば、T250QおよびM428L)、ならびに307および/または308修飾(例えば、308Fおよび/または308P)を含む。
例えば、本発明は、以下からなる群から選択される変異の一つ以上のペアまたは群を含むFcドメインを含むLEPRxGP130二重特異性抗原結合タンパク質を含む:250Qおよび248L(例えば、T250QおよびM248L);252Y、254Tおよび256E(例えば、M252Y、S254TおよびT256E);428Lおよび434S(例えば、M428LおよびN434S);および433Kおよび434F(例えば、H433KおよびN434F)。前述のFcドメイン変異、および本明細書に開示される抗体可変ドメイン内の他の変異の全ての可能な組み合わせが、本発明の範囲内であることが企図される。
本発明のLEPRxGP130抗原結合分子の生物学的特徴
本発明は、高親和性でヒトLEPRに結合するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。例えば、本発明は、例えば、本明細書の実施例10に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、25℃での表面プラズモン共鳴法によって測定される約110nM未満のKで単量体ヒトLEPR(例えば、hLEPR.mmh)に結合するLEPRxGP130抗原結合分子を含む。特定の実施形態によれば、例えば、本明細書の実施例10に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、25℃での表面プラズモン共鳴法によって測定される約3分より大きい解離半減期(t1/2)で単量体ヒトLEPR(例えば、hLEPR.mmh)に結合するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子が提供される。
本発明は、高親和性でヒトGP130に結合するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。例えば、本発明は、例えば、本明細書の実施例10に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、25℃での表面プラズモン共鳴法によって測定される約150nM未満のKで単量体ヒトGP130(例えば、hGP130.mmh)に結合するLEPRxGP130抗原結合分子を含む。特定の実施形態によれば、例えば、本明細書の実施例10に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、25℃での表面プラズモン共鳴法によって測定される約2.5分より大きい解離半減期(t1/2)で単量体ヒトGP130(例えば、hGP130.mmh)に結合するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子が提供される。
本発明は、ヒトLEPRを発現する細胞に結合する能力を有するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。一部の態様では、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子は、ヒトLEPR、アイソフォームbを発現する細胞に結合する能力を有する。特定の実施形態では、レプチンの存在および/または非存在においてヒトLEPRを発現する細胞に結合するLEPRxGP130二重特異性抗原結合タンパク質が提供される。本発明は、ヒトGP130を発現する細胞に結合する能力を有するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。本発明の二重特異性抗原結合分子による細胞結合は、例えば、本明細書の実施例11に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、LEPRおよびGP130を発現する細胞上の蛍光活性化セルソーティング(FACS)によって評価されてもよい。
本発明は、GP130媒介細胞シグナル伝達を活性化するLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。特定の実施形態では、本発明は、GP130リガンドでの処理により観察される活性化の少なくとも20%の程度である効力を有するGP130媒介細胞シグナル伝達を活性化する、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。例えば、本発明は、同じまたは類似の実験的アッセイ条件下でヒトオンコスタチンM(OSM)での処理によって観察される活性化の少なくとも20%または25%の程度である効力を有するGP130媒介細胞シグナル伝達を活性化する、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。本発明の二重特異性抗原結合分子によるGP130媒介細胞シグナル伝達の活性化は、例えば、本明細書の実施例12に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、インビトロ細胞シグナル伝達アッセイにより評価されてもよい。
本発明は、特異的に、または優先的に、LEPRアイソフォーム「b」(長い形態)を介したシグナル伝達を活性化し、かつLEPRアイソフォーム「a」(短い形態)を介したシグナル伝達を実質的に活性化しないLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。特定の実施形態によれば、特異的に、または優先的に、LEPRアイソフォーム「b」(長い形態)を介したレプチンシグナル伝達を増強し、かつLEPRアイソフォーム「a」(短い形態)を介したレプチンシグナル伝達を実質的に増強しない、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を提供する。LEPRアイソフォーム「b」および/またはLEPRアイソフォーム「a」を介したシグナル伝達の活性化または増強は、例えば、本明細書の実施例14に定義されるアッセイフォーマットまたは実質的に類似したアッセイを使用して、特異的にLEPRアイソフォーム「b」またはLEPRアイソフォーム「a」を発現するレポーター細胞株を使用してインビトロアッセイにより評価され得る。
本発明は、動物に投与されたときに体重の減少を生じさせる、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。例えば、本発明は、動物に対する治療有効用量の二重特異性抗原結合分子の投与の2〜14日後、動物の体重の1%〜4%の減少を生じさせるLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。本発明の二重特異性抗原結合分子による重量損失の誘発は、例えば、本明細書の実施例13に記載のインビボモデルを使用して、または実質的に類似したモデルを使用して、遺伝子操作されたモデル系を使用して評価されてもよい。
本発明の二重特異性抗原結合分子は、前述の生物学的特徴、またはそれらの任意の組み合わせのうちの一つ以上を有してもよい。本発明の二重特異性抗原結合分子の生物学的特徴の前述のリストは、網羅的であることを意図していない。本発明の二重特異性抗原結合分子のその他の生物学的特徴は、本明細書の作業実施例を含む本開示の検討から当業者に明らかであろう。
エピトープマッピング、結合ドメイン、および関連技術
本発明の抗体および抗原結合ドメインが結合するエピトープは、LEPRまたはGP130タンパク質の3つ以上(例えば、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20以上)のアミノ酸での単一の連続配列からなり得る。あるいは、関連するエピトープは、標的タンパク質の複数の非連続的アミノ酸(または、アミノ酸配列)からなってもよい。
当業者に公知の様々な技術を使用して、本発明の抗体および抗原結合ドメインが相互作用するLEPRおよび/またはGP130上のエピトープを決定することができる。特定の抗体または抗原結合ドメインのエピトープまたは結合ドメインを決定するために使用できる例示的な技術には、例えば、ポイント突然変異誘発(例えば、アラニンスキャン突然変異誘発、アルギニンスキャン突然変異誘発など)、ペプチドブロット分析(Reineke、2004、Methods Mol Biol 248:443〜463)、プロテアーゼ保護、およびペプチド切断分析が挙げられる。さらに、抗原のエピトープ切り出し、エピトープ抽出、および化学修飾などの方法を用いることができる(Tomer、2000、Protein Science 9:487〜496)。抗体が相互作用するポリペプチド内のアミノ酸を同定するために使用することができる別の方法は、質量分析により検出される水素/重水素交換である。一般的な用語において、水素/重水素交換方法は、対象タンパク質を重水素ラベル標識すること、続いて抗原標識タンパク質に抗体を結合させることを含む。次に、タンパク質/抗体複合体は水に移され、抗体によって保護された残基(重水素標識のまま残る)を除く全ての残基で、水素−重水素交換を生じさせる。抗体の解離後、標的タンパク質はプロテアーゼ切断および質量分析解析を受け、それと抗体が相互作用する特異的なアミノ酸に対応する重水素標識残基を明らかにする。例えば、Ehring (1999) Analytical Biochemistry 267(2):252〜259;Engen and Smith (2001) Anal.Chem.73:256A〜265Aを参照されたい。X線結晶構造解析もまた使用して、それと抗体が相互作用するポリペプチド内のアミノ酸を特定することもできる。
本発明は、本明細書に記載される特定の例示的な抗GP130抗体または抗原結合ドメイン(例えば、本明細書において表1に記載されるアミノ酸配列のいずれかを含む抗体)のいずれかと同じエピトープに結合するD1(GP130結合)ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。本発明は、本明細書に記載される特定の例示的な抗LEPR抗体または抗原結合ドメイン(例えば、本明細書において表18に記載されるアミノ酸配列のいずれかを含む抗体)のいずれかと同じエピトープに結合するD2(LEPR結合)ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む。同様に、本発明はまた、本明細書に記載される特定の例示的な抗GP130抗体(例えば、本明細書において表1に記載されるアミノ酸配列のいずれかを含む抗体)のいずれかと、GP130への結合について競合するD1(GP130結合)ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も含む。さらに、本発明はまた、本明細書に記載される特定の例示的な抗LEPR抗体(例えば、本明細書において表18に記載されるアミノ酸配列のいずれかを含む抗体)のいずれかと、LEPRへの結合について競合するD2(LEPR結合)ドメインを含む、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子も含む。
当該技術分野で知られており、本明細書に例証される通常の方法を使用することにより、抗体または抗原結合ドメインが、参照抗GP130または抗LEPR抗体と同じエピトープに結合するか、または参照抗GP130または抗LEPR抗体と結合について競合するかを簡単に判断できる。例えば、試験抗体が、本発明の参照抗GP130または抗LEPR抗体と同じエピトープに結合するかどうかを判断するために、参照抗体は、標的分子(すなわち、GP130またはLEPRタンパク質、場合により得る)に結合されることができる。次に、標的分子に結合する試験抗体の能力が評価される。参照抗体との飽和結合後に試験抗体が標的分子に結合することができる場合、試験抗体は参照抗体とは異なるエピトープに結合すると結論付けることができる。一方で、試験抗体が参照抗体との飽和結合後に標的分子に結合できない場合、試験抗体は、本発明の参照抗体により結合されるエピトープと同じエピトープに結合してもよい。追加的な通常の実験(例えば、ペプチド突然変異および結合分析)が、試験抗体の結合の観察された欠如が、実際に、参照抗体と同じエピトープに結合することによるのかどうか、または立体遮断(または別の現象)が観察された結合の欠如に責任を負うかどうか、を確認するために実行され得る。この種類の実験は、ELISA、RIA、Biacore、フローサイトメトリー、または当該技術分野で利用可能な任意の他の定量的または定性的抗体結合アッセイを使用して実施することができる。本発明の特定の実施形態によると、もしも、例えば、一方の抗体の1、5、10、20、または100倍の過剰が、競合結合アッセイで測定されように、少なくとも50%、しかし好ましくは75%、90%、または99%までも他方の抗体の結合を阻害する場合、二個の抗体は同一(または重複)エピトープに結合する(例えば、Junghans et al.、Cancer Res.1990:50:1495〜1502を参照されたい)。別の方法として、一個の抗体の結合を減少または除去する抗原中の本質的に全てのアミノ酸突然変異が、他方の抗体の結合を減少または除去する場合、二個の抗体は同一エピトープに結合するとみなされる。一個の抗体の結合を減少または除去するアミノ酸突然変異のサブセットのみが、他方の抗体の結合を減少または除去する場合、二個の抗体は「重複エピトープ」を有すると見なされる。
抗体が、参照抗GP130または抗LEPR抗体との結合について競合する(または結合について交差競合する)かどうかを判断するために、上述の結合方法論が二つの方向性で実施される:第一の方向性では、参照抗体は、飽和条件下で標的分子に結合されることができ、その後に標的分子への試験抗体の結合を評価する。第二の方向性では、試験抗体は、飽和条件下で標的分子に結合されることができ、その後に標的分子への参照抗体の結合を評価する。両方の方向性で、第一の(飽和する)抗体のみが標的分子に結合することができる場合、試験抗体および参照抗体は標的分子への結合について競合すると結論付けられる。当分野の当業者によって理解されるように、参照抗体への結合について競合する抗体は、必ずしも参照抗体と同じエピトープに結合しなくてよく、重複したエピトープまたは隣接するエピトープを結合することによって参照抗体の結合を立体的に遮断し得る。
本発明の二重特異性抗原結合分子の抗原結合ドメイン(D1および/またはD2)は、抗原結合ドメインが相互作用するGP130またはLEPRのドメインに関して記載しうる。GP130およびLEPRタンパク質は、D1、D2、D3およびFNIIIと呼称される様々なドメインを含む。したがって、本発明の二重特異性抗原結合分子のD1およびD2抗原結合ドメインは、D1、D2、D3、又はFNIIIからなる群から選択されるLEPR又はGP130のドメインに結合してもよい。特定の例示的実施形態によると、LEPRxGP130の二重特異性抗原結合分子が提供され、ここにおいて、D1(抗GP130)抗原結合ドメインがGP130のFNIIIドメインに結合し、D2(抗LEPR)抗原結合ドメインがLEPRのFNIIIドメインに結合する。他の結合ドメインの組み合わせは、本発明の範囲内で意図されている。
ヒト抗体の調製
本発明の抗GP130、抗LEPR抗体、およびLEPRxGP130の二重特異性抗体は、完全ヒト抗体であり得る。完全ヒトモノクローナル抗体を含むモノクローナル抗体を生成する方法は当該技術分野で既知である。ヒトGP130および/またはヒトLEPRに特異的に結合するヒト抗体を作製するために、任意のこのような既知の方法が、本発明の状況において使用され得る。
完全ヒトモノクローナル抗体を生成するために、例えば、VELOCIMMUNE(商標)技術、または任意の他の類似の既知の方法を使用して、ヒト可変領域およびマウス定常領域を有するヒトGP130および/またはヒトLEPRに対する高親和性キメラ抗体を最初に単離する。以下の実験セクションと同様に、抗体を、親和性、リガンド遮断活性、選択性、エピトープなどを含む望ましい特徴について特徴付け、選択する。必要であれば、マウス定常領域を、所望のヒト定常領域で置換して、例えば野生型のまたは修飾されたIgG1またはIgG4、完全ヒト抗GP130および/または抗LEPR抗体を生成する。選択される定常領域は特定の用途に応じて異なり得るが、高親和性抗原結合特徴および標的特異性特徴は可変領域に存在する。特定の場合、完全ヒト抗GP130および/または抗LEPR抗体は、抗原陽性B細胞から直接単離される。
生物学的等価物
本発明は、記載された抗体のアミノ酸配列からは変化するが、関連する標的抗原(GP130及び/またはLEPR)に結合する能力を保持し、かかるバリアントが由来する親抗体の一つ以上の生物機能を発揮するアミノ酸配列を有する、バリアント抗GP130、抗LEPR抗体、及びLEPRxGP130二重特異性抗体を含む。このようなバリアント抗体および抗体断片は、親配列と比較してアミノ酸の一つ以上の付加、欠失、または置換を含むが、説明された抗体の生物学的活性とは本質的に等価である生物学的活性を呈する。同様に、本発明は、本発明の抗GP130、抗LEPR抗体、およびLEPRxGP130二重特異性抗体をコードするDNA配列を含み、ここにおいて、かかるDNA配列が、開示された親配列と比較した場合、ヌクレオチドの一つ以上の付加、欠失、または置換を含むが、本明細書に開示される例示的抗体と本質的に生物学的に等価である抗GP130、抗LEPR抗体、およびLEPRxGP130二重特異性抗体をコードする。このようなバリアントアミノ酸およびDNA配列の例は、本明細書の他の箇所で考察される。
二つの抗原結合タンパク質、または抗体は、例えば類似の実験条件下、同じモル用量で、単一用量または複数用量のいずれかで投与されたとき、吸収の速度および程度が著しい差異を示さない薬学的等価物または薬学的代替物である場合、生物学的等価物であるとみなされる。いくつかの抗体は、これらの吸収の程度は同等であるがこれらの吸収速度は同等ではない場合、等価物または薬学的代替物とみなされ、さらに、吸収速度のこのような差異が、意図的であり、ラベルに反映されており、例えば、慢性使用において有効身体薬物濃度の獲得に不可欠ではなく、研究した特定の薬剤製品にとって医学的に有意ではないとみなされるため、生物学的等価物であるとみなされる。
一実施形態では、二つの抗原結合タンパク質は、これらの安全性、純度、または有効性において臨床的に有意性のある差がない場合、生物学的に等価である。
一実施形態では、二つの抗原結合タンパク質は、参照製品と生物学的製品の間での一回以上の切り替えを行わない持続的療法と比較して、免疫原性の臨床的に有意な変化を含む有害作用のリスクの予想される上昇または有効性の減退が生じずに、患者がその様な切り替えを行うことができる場合、生物学的に等価である。
一実施形態では、二つの抗原結合タンパク質は、これらが両方とも、一つまたは複数の使用条件について、一つのまたは複数の共通の作用機序によって、このような機序が既知である程度まで作用する場合、生物学的に等価である。
生物学的等価性は、インビボおよびインビトロの方法によって実証され得る。生物学的等価性測定法には、例えば、(a)抗体またはその代謝産物の濃度が血液、血漿、血清または他の生物学的流体中で時間の関数として測定される、ヒトまたは他の哺乳類におけるインビボでの試験、(b)ヒトのインビボでの生物学的利用能データと相関し、このデータを合理的に予測しているインビトロ試験、(c)抗体(またはその標的)の適切な急性薬理学的効果が時間の関数として測定される、ヒトまたは他の哺乳類におけるインビボ試験、および(d)抗体の安全性、効能、または生物学的利用能もしくは生物学的等価性を確立する、十分に管理された臨床試験が含まれる。
種選択性および種交差反応
特定の実施形態によると、本発明は、ヒトGP130およびヒトLEPRに結合するが他種からの対応するタンパク質には結合しない、抗GP130、抗LEPR抗体、及びLEPRxGP130二重特異性抗体(および抗GP130及び/または抗LEPR抗原結合ドメインを含む他の抗原結合分子)を提供する。本発明はまた、ヒトGP130及びヒトLEPR、ならびに一つ以上の非ヒト種からのGP130及びLEPRに結合する、抗GP130、抗LEPR抗体、及びLEPRxGP130二重特異性抗体(および抗GP130及び/または抗LEPR抗原結合ドメインを含む抗原結合分子)も含む。例えば、本発明は、第一及び第二の抗原結合ドメインを含有する二重特異性抗原結合分子を含み、ここにおいて、第一の抗原結合ドメインは、ヒト及びサル(例えば、カニクイザル)GP130に結合するが、齧歯類(ラットおよび/またはマウス)GP130に結合しない。本発明は、第一及び第二の抗原結合ドメインを含む二重特異性抗原結合分子を含み、ここにおいて、第二の抗原結合ドメインは、ヒト及びサル(例えば、カニクイザル)LEPRに結合するが、齧歯類(ラットおよび/またはマウス)LEPRに結合しない。
本発明はさらに、ヒトGP130および/またはヒトLEPRに結合し、かつ場合によっては、対応するGP130および/またはLEPRタンパク質のマウス、ラット、モルモット、ハムスター、アレチネズミ、ブタ、ネコ、イヌ、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、ウシ、ウマ、ラクダ、カニクイザル、マーモセット、アカゲザル、またはチンパンジーバージョンの一つ以上に、結合しうる、または結合しない、抗GP130、抗LEPR抗体、およびLEPRxGP130二重特異性抗体(および抗GP130および/または抗LEPR抗原結合ドメインを含む他の抗原結合分子)を提供する。
治療用の製剤および投与
本発明は、本発明の抗GP130、抗LEPR抗体、及びLEPRxGP130二重特異性抗体(及び抗GP130及び/または抗LEPR抗原結合ドメインを含む他の抗原結合分子)を含む医薬組成物を提供する。本発明の医薬組成物は、好適な担体、賦形剤、および改善された転位、送達、耐用能、および同様のものを提供するその他の薬剤と共に、製剤化してもよい。
抗体の治療用途
本発明は、それを必要とする対象(例えば、ヒトなどの哺乳類)に、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子(例えば、本明細書において表20に記載のD1及びD2成分のいずれかを含むLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子)を含む治療用組成物を投与する工程を含む方法を含む。治療用組成物は、本明細書に開示されるLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子、および薬学的に許容可能な担体または希釈剤のいずれかを含むことができる。
本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子は有用であり、特に、レプチン欠損症、レプチン抵抗性、低レプチン血症に関連する、または媒介される、任意の疾患または障害の治療、予防、および/または改善について、あるいは、インビトロもしくはインビボでレプチンの本来の活性をシグナル伝達する、または模倣するLEPRを刺激するまたは活性化することによって治療可能なその他の方法について、有用である。例えば、本発明の二重特異性抗原結合分子は、リポジストロフィー状態の治療に有用である。本発明の二重特異性抗原結合分子によって治療可能である例示的なリポジストロフィーの状態には、例えば、先天性全身性リポジストロフィー、後天性全身性リポジストロフィー、家族性部分型リポジストロフィー、後天性部分型リポジストロフィー、遠心性腹部リポジストロフィー、リポアトロフィアアニュラリス(lipoatrophia annularis)、局所性リポジストロフィー、およびHIV関連リポジストロフィーが含まれる。
本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子はまた、肥満、代謝症候群、食餌誘発性食物渇望、機能性視床下部性無月経、1型糖尿病、2型糖尿病、インスリン抵抗性、インスリン受容体の突然変異による重度のインスリン抵抗性を含む重度のインスリン抵抗性、インスリン受容体の突然変異が原因ではない重度のインスリン抵抗性、下流シグナル伝達経路における突然変異が引き起こす、または他の原因によって誘発される重度のインスリン抵抗性、非アルコール性、およびアルコール性脂肪性肝疾患、アルツハイマー病、レプチン欠損症、レプチン抵抗性、リポジストロフィー、レプレコーニズム/ドナヒュー症候群、ラブソン・メンデンホール症候群からなる群から選択される一つ以上の疾患または障害の治療または予防にも有用である。
本明細書に記載される治療方法の状況では、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子は、単剤療法(すなわち、唯一の治療薬剤として)として投与されてもよく、または一つ以上の追加的治療薬剤(その実施例は本明細書において別に記載されている)と組み合わされて投与されてもよい。
併用療法および製剤
本発明は、一つ以上の追加的治療活性成分と組み合わせた、本明細書に記載されるLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子のいずれかを含む組成物および治療用製剤を含み、かつそれを必要とする対象にかかる組み合わせを投与する工程を含む治療方法を含む。
本発明のLEPRxGP130の二重特異性抗原結合分子は、一つ以上の追加的治療活性成分と共製剤化されうる、および/または、例えば、肥満、高コレステロール血症、高脂血症、2型糖尿病、1型糖尿病、食欲管理、不妊などの治療に対して処方された医薬品などの、一つ以上の追加的治療活性成分と組み合わされて投与されうる。このような追加的治療上活性成分の例には、例えば、組換えヒトレプチン(例えば、メトレレプチン[MYALEPT])、PCSK9阻害剤(例えば、抗PCSK9抗体[アリロクマブ、エボロクマブ、ボコシズマブ、ロデルシズマブ、ラルパンシズマブなど])、スタチン(アトルバスタチン、ロスバスタチン、セリバスタチン、ピタバスタチン、フルバスタチン、シンバスタチン、ロバスタチン、プラバスタチンなど)、エゼチミブ、インスリン、インスリンバリアント、インスリン分泌促進剤、メトホルミン、スルホニル尿素、ナトリウムグルコース共輸送体2(SGLT2)阻害剤(例えば、ダパグリホジン(dapaglifozin)、カナグリホジン(canaglifozin)、エンパグリフロジンなど)、GLP−1アゴニスト/類似体(例えば、エクステンジン(extendin)−4、エキセナチド、リラグルチド、リキシセナチド、アルビグルチド、デュラグルチド、など)、グルカゴン(GCG)阻害剤(例えば、抗GCG抗体)、グルカゴン受容体(GCGR)阻害剤(例えば、抗GCGR抗体、小分子GCGRアンタゴニスト、GCGR特異的アンチセンスオリゴヌクレオチド、抗GCGRアプタマー[例えば、シュピーゲルマー]、など)、アンジオポエチン様タンパク質(ANGPTL)阻害剤(例えば、抗ANGPTL3抗体、抗ANGPTL4抗体、抗ANGPTL8抗体など)、フェンテルミン、オリスタット、トピラマート、ブプロピオン、トピラマート/フェンテルミン、ブプロピオン/ナルトレキソン、ブプロピオン/ゾニサミド、プラムリンチド/メトレレピン(Metrelepin)、ロルカセリン、セチリスタット、テソフェンシン、ベルネペリトなど、が挙げられる。
追加的治療活性成分は、例えば、上に列挙した薬剤またはその誘導体のいずれか、本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の投与の直前に、それと同時に、またはその直後に投与されてもよい;(本開示の目的のために、かかる投与レジメンは、追加的治療活性成分と「組み合わせて」、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の投与とみなされる)。本発明は、本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子が、本明細書の他の場所に記載される追加的治療活性成分のうちの一つ以上と共製剤化されている医薬組成物を含む。
投与レジメン
本発明の特定の実施形態によると、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子(または本明細書に記載されるLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子と追加的治療活性薬剤のいずれかとの組み合わせを含む医薬組成物)の複数用量は、定義された時間コースにわたって対象に投与されてもよい。本発明の本態様による方法は、本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の複数用量を対象に逐次的に投与する工程を含む。本明細書で使用される場合、「逐次的に投与する」とは、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の各用量が、例えば、所定の間隔(例えば、時間、日、週または月)によって分離された異なる日にのような、異なる時点で対象に投与されることを意味する。本発明は、LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の単回初回用量を、次にLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の一つ以上の二次用量を、そして任意で、その後にLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の一つ以上の三次用量を、患者に逐次的に投与する工程を含む方法を含む。
「初回用量」、「二次用量」、及び「三次用量」という用語は、本発明のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の投与の時間配列を指す。したがって、「初回用量」は、治療レジメンの開始時に投与される用量である(また「ベースライン用量」、「負荷用量」、「開始用量」などとも呼称される)、「二次用量」は初回用量の後に投与される用量であり、「三次用量」は二次用量の後に投与される用量である。初回用量、二次用量および三次用量はすべて、同じ量のLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含有するが、投与頻度に関しては一般的に互いに異なっていてもよい。しかしながら、特定の実施形態では、初回用量、二次用量および/または三次用量に含有されるLEPRxGP130二重特異性抗原結合分子の量は、治療過程の間、互いに異なる(例えば、適宜調整して加減する)。特定の実施形態では、二回以上(例えば、2、3、4、または5)の用量は、治療レジメンの開始時に「負荷用量」として投与され、その後に続く用量が、より低い頻度ベースで投与される(例えば、「維持用量」)。
装置
本発明はまた、本明細書に記載されている二重特異性抗原結合分子(例えば、その医薬製剤)を含む、容器(例えば、バイアルまたはクロマトグラフィーカラム)または注射装置(例えば、シリンジ、充填済みシリンジまたは自動注射器)も提供する。容器または注射装置は、キット内に包装されうる。
注射装置は、物質を対象(例えば、ヒト)の身体内に非経口経路、例えば、眼内、硝子体内、筋肉内、皮下または静脈内、を介して導入する装置である。例えば、注射装置は、例えば、注入される流体(例えば、抗体、またはその断片またはその医薬製剤を含む)を保持するためのシリンダーまたはバレル、流体の注入のための皮膚、血管またはその他の組織を貫通するためのニードル、を含むシリンジ(例えば、自動注射器など、医薬製剤が充填済みの)、および液体をシリンダーからニードルの穴を通って対象の体内へ押し出すためのプランジャーであってもよい。
本発明は、例えば、注射装置で、対象の体内に分子を導入する工程、例えば注射する工程を含む、本発明の二重特異性抗原結合分子を投与するための方法を含む。
発現方法
本発明には、下記の工程を含む、本発明の二重特異性抗原結合分子またはそのイムノグロブリン鎖を作製するための組み換え方法を含む:(i)例えば、二重特異性抗原結合分子などの、軽および/または重イムノグロブリン鎖をコードする一つ以上のポリヌクレオチドを宿主細胞に導入する工程、ここにおいて、ポリヌクレオチドはベクター中にある、および/または宿主細胞染色体に組み込まれる、および/またはプロモーターに動作可能に連結されている、(ii)ポリヌクレオチドの発現に好ましい条件下で宿主細胞(例えば、哺乳類、真菌、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)、ピキアまたはピキア・パストリス)を培養する工程、ならびに(iii)任意で、宿主細胞および/または宿主細胞を成育させた培地から二重特異性抗原結合分子またはイムノグロブリン鎖を単離する工程。こうした方法の産物はまた、その医薬組成物と共に本発明の一部を形成する。
本発明の実施形態では、二重特異性抗原結合分子を作製するための方法は、例えば、カラムクロマトグラフィー、析出および/または濾過によって、分子を精製する方法を含む。こうした方法の産物はまた、本発明の一部をその医薬組成物と共に形成する。
本発明の二重特異性抗原結合分子および/または(例えば、ベクター中で)そのような分子のイムノグロブリン鎖をコードするポリヌクレオチドを含む宿主細胞もまた、本発明の一部である。宿主細胞としては、例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞および、ピキア細胞(例えば、P.パストリス)などの真菌細胞などの哺乳類細胞が含まれる。
以下の実施例は、本発明の方法および組成物をどのように作成し使用するかを当業者へ完全に開示するために提供されており、発明者がその発明として見なすものの範囲を限定することを意図していない。使用した数字(例えば、量、温度等)に対する正確さを確保するために努力がなされているが、一部の実験誤差および偏差を考慮に入れるべきである。別途示さない限り、部は重量部であり、分子量は平均分子量であり、温度は大気圧でまたは大気圧付近での℃(摂氏)である。
実施例1: 抗GP130抗体の生成
抗GP130抗体は、組換えヒトGP130細胞外ドメインを含む免疫原を有するヒトイムノグロブリン重鎖可変領域およびカッパ軽鎖可変領域をコードするDNAを含む遺伝子操作されたマウスを免疫化することによって得られた。免疫化に使用されるマウスは、「普遍的軽鎖」を発現する。すなわち、このマウスで製造された抗体は、異なる重鎖可変領域を有するが、本質的に同一の軽鎖可変ドメインを有する。
抗体の免疫応答を、GP130特異的イムノアッセイによってモニタリングした。所望の免疫応答が達成されたとき、脾細胞を収集し、マウス骨髄腫細胞と融合させて、それらの生存率を維持した、およびハイブリドーマ細胞株から。ハイブリドーマ細胞株をスクリーニングおよび選択して、GP130特異的抗体を産生する細胞株を識別した。この技術を使用して、数種の抗GP130キメラ抗体(すなわち、ヒト可変ドメインとマウス定常ドメインとを保有する抗体)を得た。さらに、米国特許出願公開第2007/0280945A1号に記載されるように、いくつかの完全ヒト抗GP130抗体を、骨髄腫細胞への融合なしに抗原陽性B細胞から直接単離した。
この実施例の方法に従って生成された例示的な抗GP130抗体の特定の生物学的特性、およびそれから構築される二重特異性抗体を、以下に記載した実施例において詳細に説明する。
実施例2: 抗GP130の重鎖および軽鎖可変領域のアミノ酸および核酸の配列
表1は、本発明の選択された抗LEPR抗体の重鎖および軽鎖の可変領域ならびにCDRのアミノ酸配列識別名を示す。(上述のように、実施例1で生成された全ての抗体は、同じ軽鎖可変領域、および同じ軽鎖CDR配列をも有する)。対応する核酸配列識別名を表2に記載する。
(表1)抗GP130アミノ酸配列識別名
Figure 2021509021
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(表2)抗GP130核酸配列識別名
Figure 2021509021
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本発明の抗体は、任意のアイソタイプであり得る。例えば、本発明の抗GP130抗体は、表1および2に記載の可変ドメインおよびCDR配列、ならびにアイソタイプIgG4、IgG1などのヒトFcドメインを含みうる。特定の用途または実験では、FcドメインはマウスFcドメインであってもよい。当業者によって理解されるように、特定のFcアイソタイプを有する抗体は、異なるFcアイソタイプを有する抗体に変換することができる(例えば、マウスIgG4 Fcを有する抗体は、ヒトIgG1を有する抗体に変換することができる、など)が、いずれの場合でも、可変ドメイン(CDRを含む)−これは、表1および2に示される数値識別名によって示されている−は変わらず、結合特性はFcドメインの性質に関わらず同一または実質的に類似していると予想される。
実施例3: 25℃および37℃で測定された各種GP130反応部に結合する抗GP130モノクローナル抗体のBiacore結合動態
精製された抗GP130モノクローナル抗体に結合する各種GP130反応部についての平衡解離定数(K)を、リアルタイム表面プラズモン共鳴ベースのBiacore 4000バイオセンサーを使用して決定した。全ての結合試験を、10mM HEPES、150mM NaCl、3mM EDTA、および0.05% v/v 界面活性剤Tween−20、pH7.4(HBS−ET)のランニング緩衝液中、25℃および37℃で実施した。Biacoreセンサーの表面を、まずモノクローナルマウス抗ヒトFc抗体(GE,# BR−1008−39)を用いたアミンカップリングによって誘導体化し、抗GP130モノクローナル抗体を捕捉した。以下の単量体および二量体GP130反応部で結合試験を行った:C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたヒトGP130細胞外ドメイン(hGP130−mmH;配列番号191)、C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたカニクイザルGP130細胞外ドメイン(mfGP130−mmH;配列番号194)、C末端マウスIgG2a Fcタグと共に発現させたヒトGP130細胞外ドメイン(hGP130−hFc;配列番号197)、C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたマウスGP130細胞外ドメイン(mGP130−mmH;配列番号196)、およびC末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたラットGP130細胞外ドメイン(rGP130−mmH;配列番号195)。「mmH」でタグ付けされた反応部は単量体であり、一方で「mFc」でタグ付けされた反応部は二量体である。したがって、例えば、「hGP130−mmH」はまた、「単量体ヒトGP130」とも呼称され、「hGP130−mFc」はまた「二量体ヒトGP130」とも呼称される。
異なる濃度のhGP130−mmH、mfGP130−mmH、hGP130−mFc(100nM〜3.7nM;3倍連続希釈)、または100nMのmGP130−mmHおよびrGP130−mmHを、まずHBS−ETランニング緩衝液中で調製し、抗ヒトFcに捕捉された抗GP130モノクローナル抗体表面の上に、流速30μL/分で4分間注入し、その間に、GP130反応部に結合したモノクローナル抗体の解離を、HBS−ETランニング緩衝液中で10分間モニタリングした。Scrubber2.0cカーブフィッティングソフトウェアを使用して、質量輸送限界(mass transport limitation)を用いてリアルタイム結合センサーグラムを1:1結合モデルにフィッティングさせることによって、会合速度(k)および解離速度(k)を決定した。結合解離平衡定数(K)および解離半減期(t1/2)を、以下のように運動速度から計算した。
Figure 2021509021
25℃および37℃での本発明の各種抗GP130モノクローナル抗体に結合するhGP130−MMH、mfGP130−MMH、hGP130.mFc、mGP130−MMH、またはrGP130−MMHについての結合動態パラメータを、表3から表12に示す。
(表3)25℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するhGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
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NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
(表4)37℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するhGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
25℃では、表3に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、663pM〜411nMの範囲のKD値で、hGP130-MMHに結合した。37℃では、表4に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、1.84nM〜225nMの範囲のKD値で、hGP130-MMHに結合した。
(表5)25℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するmfGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
ICは、 現在の実験条件下で 観察された結合が包括的であり、リアルタイム結合データに適合することができなかったことを示す。
(表6)37℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するmfGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
本発明の抗GP130モノクローナル抗体の26個中23個がmfGP130−MMHに結合した。25℃では、表5に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、812pM〜233nMの範囲のK値で、mfGP130−MMHに結合した。37℃では、表6に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、2.34nMから239nMに及ぶK値で、mfGP130−MMHに結合した。
(表7)25℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するhGP130-mFcの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
(表8)37℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するhGP130-mFcの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#は、捕捉されたGP130モノクローナル抗体からのhGP130-mFcの解離が観察されなかったことを意味し、分析中に、kd値を1.00E〜05に手動で固定した。
25℃では、表7に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、36.6pM〜8.21nMの範囲のK値で、hGP130−mFcに結合した。37℃では、表8に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、17pM〜9.56nMの範囲のK値で、hGP130−mFcに結合した。
(表9)25℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するmGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
(表10)37℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するmGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
表9および10に示されるように、25℃または37℃で、mGP130-MMHに結合した本発明の抗GP130モノクローナル抗体はなかった。
(表11)25℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するrGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
(表12)37℃でのGP130モノクローナル抗体に結合するrGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
表11および12に示されるように、本発明の26個の抗GP130モノクローナル抗体のうち2つがrGP130−MMHに結合した。25℃では、表11に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、344nM〜460nMの範囲のK値で、rGP130−MMHに結合した。37℃では、表12に示すように、抗GP130モノクローナル抗体が、403nM〜950の範囲のK値で、rGP130−MMHに結合した。
実施例4: FACS分析による抗GP130抗体細胞結合
本発明の抗GP130抗体による細胞結合を評価するために、2個の細胞株が生成された。生成された一つの細胞株は、ルシフェラーゼレポーター(Stat3−ルシフェラーゼ、Stat3−luc、SA Bioscience、#CLS−6028L)と共に、全長(FL)ヒトgp130(位置2でバリンに変化するロイシンを有する登録番号P40189のアミノ酸1〜918、天然バリアント)を安定的に過剰発現するHEK293細胞であった。フローサイトメトリーを使用して、gp130の高発現について細胞を二回ソートした。以後、HEK293/Stat3−luc/gp130−2Xソートとして知られる。IMR−32細胞(ヒト神経芽細胞腫、ATCC)もまた、これらの細胞がgp130を内因的に発現しバイオアッセイに使用されるので、細胞結合について評価された。結合に使用された細胞は、ルシフェラーゼレポーター(Stat3−ルシフェラーゼ、Stat3−luc,SA Bioscience,#CLS−6028L)を安定的に発現するために生成され、以下でIMR−32/STAT3−Luc細胞と呼称される。
FACS分析については、2%FBSを含有するPBS(カルシウムおよびマグネシウムなし)中において4℃で30分間各細胞タイプの0.5×106細胞/ウェルを染色するために、抗体の10nMを使用した。IMR−32/STAT3−luc細胞を、4℃で30分間、1mg/mLマウスIgGでインキュベートし、抗体を添加する前にFc受容体を遮断した。抗gp130抗体の結合がIMR−32細胞上のgp130に特異的であるかどうかを試験するために、25℃で30分間にわたり、myc−myc−hisタグ(hgp130.mmh)に融合されたヒトgp130の外部ドメインの組み換えタンパク質1000nMに事前結合されて、または事前結合されることなく、抗体がIMR−32/Stat3−luc細胞に添加された。一次抗体によるインキュベーションの後、細胞は8μg/mLのAlexa Fluor(登録商標)−647コンジュゲート二次抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc.、抗ヒト番号109−607−003)で30分間染色された。細胞は、BD CytoFixTM(Becton Dickinson、#554655)を使用して固定され、IQue(登録商標)(Intellicyt(登録商標))フローサイトメーターで分析された。未染色および二次抗体単独の対照もまた、すべての細胞株に対して試験された。生細胞に対する蛍光の幾何平均(geometric means)を決定するために、ForeCyt(登録商標)(IntelliCyt(登録商標))ソフトウェアを使用して結果を分析した。
表13に示されるように、10nMで試験した本発明の26個の抗gp130抗体は、29〜159倍の範囲の結合比を有するHEK293/Stat3−luc/gp130−2Xソート細胞に対する結合を示した。抗gp130抗体は、結合比4〜45倍の結合比を有するHEK293親細胞に対する結合を示した。IMR−32/Stat3−luc細胞に対する結合比は、hgp130.mmhなしで5〜23倍、およびhGP130.mmhありで4〜9倍の範囲であった。アイソタイプ対照抗体および二次抗体単独サンプルは、HEK293細胞株に対して1〜3倍の範囲の結合比を示し、IMR−32/Stat3−luc細胞に対して1〜8倍の範囲の結合比を示した。
(表13)HEK293/Stat3-luc/gp130-2XソートおよびIMR-32/Stat3-luc細胞に対する10nM抗gp130抗体の結合
Figure 2021509021
Figure 2021509021
実施例5: 各種抗GP130モノクローナル抗体間のOctetクロス競合
抗GP130モノクローナル抗体のパネル間の結合競合は、Octet HTXバイオセンサープラットフォーム(Pall ForteBio Corp.)上で、リアルタイムの標識非含有バイオレイヤーインターフェロメトリーアッセイを使用して決定された。実験全体を、10mM HEPES、150mM NaCl、3mM EDTA、0.05% v/v 界面活性剤Tween−20、および1mg/mLのBSA、pH7.4(HBS−EBT)緩衝液中で、1000rpmの速度で振盪するプレートを用いて、25℃で実施した。組み換えヒトGP130(hGP130−mmH;C末端と共に発現させたmyc−myc−ヘキサヒスチジンタグ配列番号188)上のそれぞれのエピトープに結合するために、2個の抗体が互いに競合するかどうかを評価するため、約0.4〜0.5nmのhGP130−mmHを、バイオセンサー先端部を40〜50μg/mLのhGP130−MMH溶液を含むウェルで4分間浸漬することにより、抗Penta−His抗体被覆Octetバイオセンサー先端部(Fortebio Inc、#18−5122)上に最初に捕捉した。次いで、抗原を捕捉したバイオセンサー先端部を、50μg/mLのmAb−1溶液を含むウェルへと4分間浸漬することによって、第一の抗GP130モノクローナル抗体(mAb−1)で飽和した。次いで、バイオセンサー先端部を、50μg/mLの第二の抗GP130モノクローナル抗体(mAb−2)の溶液を含むウェルへと3分間浸漬した。バイオセンサー先端部を、実験のすべてのステップ間でHBS−ETB緩衝液で洗浄した。実験の過程全体の間にリアルタイム結合応答をモニタリングし、各ステップの終了時に結合応答を記録した。mAb−1と予め複合体化されたhGP130−MMHへのmAb−2結合の応答を比較し、表14に示すとおり、各種抗GP130モノクローナル抗体の競合/非競合挙動を判定した。
(表14)抗GP130モノクローナル抗体間のクロス競合
Figure 2021509021
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実施例6: Luminex−GP130デルタD1−mmHおよびGP130デルタD1−3−mmH CHO上清におけるGP130ドメインタンパク質に結合するモノクローナル抗体
本発明の抗GP130抗体が相互作用するヒトGP130の結合領域を特定するために、Luminex FLEXMAP(FM3DD,LuminexCorp)フローサイトメトリーベースの分析を利用して、組み換えヒトGP130タンパク質ドメインの相互作用を特徴付けた。アッセイについては、約300万のカルボキシル化されたマイクロプレックス マイクロスフェア(Luminex、Cat# LC1000A)を洗浄し、渦動し、0.1 M NaPO、pH 6.2(活性化緩衝液)で超音波で分解し、次に遠心分離して上清を除去した。マイクロスフェアを120μLの活性化緩衝液に再懸濁し、50mg/mLのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS、Thermo Scientific社、Cat# 24500)を15μLを加えることによって、カルボキシレート基(−COOH)が活性化された、次に25℃で、50mg/mLの1−エチル−3−[3−ジメチルアミノプロピル]カルボジイミド(EDC、ThermoScientific、Cat# 22980)を15μL加えた。10分後に50mMのMES、pH5(カップリング緩衝液)の600μLを加えることによって、反応のpHを5.0に減少させ、マイクロスフェアは渦動され遠心分離で上清を除去された。活性化されたビーズを、カップリング緩衝液中で、マウスIgGを有する20μg/mLモノクローナル抗myc抗体の500μLと直ちに混合し、25℃で二時間インキュベートした。1M TRIS−HCl、pH8.0を50μL加えて、カップリング反応をクエンチし、マイクロスフェアを急速に渦動し、遠心分離し、1mLのダルベッコの1Xリン酸緩衝生理食塩水(DPBS、pH7.2、ThermoScientific Cat#14190136)で四回洗浄し、脱共役タンパク質およびその他の反応成分を除去した。
C末端myc−mycヘキサヒスチジンタグと共に発現させたヒトGP130デルタD1(ヒトGP130デルタD1−MMH、配列番号192)およびC末端myc−mycヘキサヒスチジンタグと共に発現させたヒトGP130デルタD1〜D3(ヒトGP130デルタD1〜D3−MMH、配列番号193)を含む、一時的に発現させたGP130タンパク質は、血清遊離CHO−S−SFM II培地(Thermo Fisher、Cat #31033020)で懸濁させ、次いで遠心分離によって清澄化した。C末端myc−mycヘキサヒスチジンタグ(ヒトGP130−MMH、配列番号191)と共に発現させた精製GP130全長細胞外ドメインを、PBS中で10ug/mLで調製した。上述のように調製された固定化抗mycモノクローナル抗体を有するマイクロスフェアのアリコートを、これらのタンパク質上清の各々の1mLに、および精製されたGP130タンパク質の500uLに、個別に添加した。マイクロスフェアを穏やかに混合し、25℃で二時間インキュベートし、1mLのDBPSで二回洗浄し、遠心分離して上清を除去し、最終的に1mLのDPBS緩衝液中に再懸濁した。完全長ヒトGP130と、ヒトGP130ドメインタンパク質の各々との個々の反応から抗myc IgGにカップリングしたマイクロスフェアの48μLを引き出し、3.6mLのPBS+20mg/mL BSA+0.05%のアジ化ナトリウム(遮断緩衝液)中で一緒に混合した。
この混合プールから75μLのマイクロスフェアが、96ウェルフィルタープレート(Millipore、Cat.No:MSBVN1250)上にウェル当たりで播種され、25μLの個々の抗ヒトGP130モノクローナル抗体(0.5または5μg/mL)と混合され、25℃で二時間インキュベートされ、次に0.05%Tween20(洗浄緩衝液)を含むDPBS200μLで、二回洗浄した。個々のマイクロスフェアに対する結合抗GP130抗体レベルの量を検出および定量化するために、遮断緩衝液中の100μLの2.5μg/mLのいずれかのR−フィコエリトリン結合ヤギF(ab’)2抗ヒトカッパ(Southern Biotech、Cat#2063〜09)を加え、30分間25℃でインキュベートした。30分後、サンプルを200μLの洗浄緩衝液で二回洗浄し、150μLの洗浄緩衝液に再懸濁した。マイクロスフェアの蛍光強度中央値(MFI)をLuminex分析器で測定した。
(表15)ヒトGP130のmycタグ捕捉全長細胞外ドメイン、単離されたヒトGP130デルタD1、およびデルタD1〜D3ドメインに結合する抗GP130抗体のLuminex MFIシグナル
Figure 2021509021
Figure 2021509021
Luminexベースの分析の結果を表15に表に示す。Luminex MFIシグナル強度は、本発明の26の抗GP130抗体がヒトGP130全長細胞外ドメインに結合したことを示す。
抗GP130抗体mAb16637、mAb16641、mAb16656、mAb16659、mAb16664、mAb16665、mAb16676、mAb16687、およびMAb16695は、ヒトGP130のD1ドメイン内の結合エピトープを示唆しつつ、両方の欠失タンパク質への結合を失った。
抗GP130抗体mAb16614、mAb16618、mAb16622、mAb16636、mAb16662、mAb16666、mAb16673、mAb16682、mAb16692は、それらの結合エピトープはヒトGP130のドメインD2〜D3内であることを示しつつ、GP130デルタD1への結合を保持する一方で、GP130デルタD1〜D3への結合を失った。
抗GP130抗体mAb16623、mAb16646、mAb16669、mAb16680、mAb16683、mAb16684、mAb16693、mAb16702は、それらの結合ドメインはヒトGP130のFNIII内であることを示しつつ、GP130デルタD1に、およびGP130デルタD1〜D3に結合した。
実施例7: リガンドを伴わない、あるいはhオンコスタチンM、hLIF、またはhCNTFを伴うIMR−32/Stat3−luc細胞における機能的細胞ベースアッセイ
抗GP130抗体の転写活性化または阻害を評価するために、IMR−32細胞(ヒト神経芽細胞ATCC)を生成して、ルシフェラーゼレポーター(STAT3−Luc;SABiosciences、# CLS−6028L)を安定的に発現させた。結果として得られた細胞株は、以下で、IMR−32/STAT3−Lucと呼称される(本明細書の実施例4を参照)。
バイオアッセイについては、IMR−32/STAT3−Luc細胞を、アッセイ緩衝液中(Pen/StrepのあるOptimem中0.1% FBS)、96ウェルプレートにおいて、15,000細胞/ウェルで播種し、5% COで、37℃で一晩インキュベートした。翌日、抗gp130抗体またはアイソタイプ対照を、アッセイ緩衝液(試験分子なしで緩衝液単独を含有するサンプルを加えて)中で100nM〜24.4pMで連続希釈し、細胞に添加し、25℃で30分間インキュベートした。30分後、100pM ヒトオンコスタチンM(hOSM、R&D System 293−OM)、20pMヒト白血病阻害因子(hLIF、R&D Systems 7734−LF)、20pMヒト毛様体神経栄養因子(hCNTF、R&D Systems 257−NT)、またはアッセイ緩衝液のいずれかを、細胞に添加した。hOSM、hLIF、およびhCNTFを、アッセイ緩衝液(試験分子なしで緩衝液単独を含有するサンプルを加えて)中で10nM〜0.17pMで連続希釈し、抗体で処置しなかった細胞に添加した。5% CO、37℃で5時間後、OneGlo(商標)試薬(Promega社、# E6031)、およびVictor(商標)Xマルチラベルプレートリーダー(Perkin Elmer)でルシフェラーゼ活性を測定した。結果を、Prism 5ソフトウェア(GraphPad)を用いて非線形回帰(4パラメータロジスティック)を使用して解析し、EC50、およびIC50値を得た。抗体の活性化は、hOSMによって達成されるRLUの最大範囲にわたって抗体によって達成されるRLUの最大範囲で計算された。以下の方程式を使用して、阻害率をRLU値で計算した。
Figure 2021509021
この方程式では、「RLUベースライン」は、抗体を含まない一定量のリガンド(hOSM、hLIF、またはhCNTF)で処理された細胞からの発光値である。「RLU阻害」は、特定の濃度のリガンドを有する特定の抗体の100nMを有する発光値であり、「RLUバックグラウンド」は、いかなるリガンドも抗体もない細胞からの発光値である。
表16に示されるように、本発明の26個の抗ヒトgp130抗体を、IMR−32/Stat3−luc細胞の活性化を活性化する、または阻害するのいずれかの能力について試験した。表19に示すように、任意の追加されたリガンドが存在しない場合、試験された本発明の抗体は、IMR−32/Stat3−luc細胞のいかなる活性化も示さなかった。本発明の26個の抗体のうちの一つ、MAb16692は、それぞれhOSM、hLIF、およびhCNTFについての48pM、140pM、および230pMのIC50値で試験された三つのリガンド全ての完全阻害を示した。試験された本発明の追加の10個の抗体は、17%〜95%の範囲の阻害率を有する、>100nM〜88pMの範囲の阻害抗体についてのIC50値を有する、少なくとも一つのリガンドへのいくらかの阻害を示した。本発明の15個の抗体は、試験されたリガンドのいずれにも阻害を示さなかった。アイソタイプ対照抗体は、いかなるIMR−32/Stat3−luc細胞の測定可能な活性化も阻害も実証しなかった。リガンドは、hOSMについての54pMのEC50値、hLIFについての23pMのEC50値、およびhCNTFについての4pMのEC50値を有するIMR−32/STAT3−luc細胞を活性化した。
(表16)IMR-32/Stat3-luc細胞におけるGP130リガンドの非存在下または存在下での抗gp130抗体の活性化および阻害
Figure 2021509021
実施例8: GP130精製抗体の遮断ELISA
GP130(糖タンパク質130)は、CNTFRα(毛様体神経向性因子受容体アルファサブユニット)と関連付けられた場合に、リガンド毛様体神経向性因子(CNTF)(ligand ciliary neurotropic factor)と高親和性三量複合体を形成するI型サイトカイン受容体の膜貫通タンパク質である。プレート結合CNTFRα/CNTF複合体に対するGP130タンパク質結合を遮断する抗gp130抗体の能力を、競合サンドイッチELISAを使用して測定した。このアッセイでは、様々な濃度の抗gp130抗体を一定量の二量体GP130タンパク質と予混合し、プレート固定化されたCNTFRα/CNTF複合体に対する抗体の存在によるgp130結合の減少をモニタリングした。
実験で使用された二量体gp130タンパク質は、c−末端でマウスIgG2aタンパク質のFc部分(hGP130−mFc;配列番号190、mw94,210ダルトン)と共に発現させたヒトgp130細胞外ドメイン(登録番号NP_002175.2のアミノ酸E23〜E619)の一部から成る。CNTFRαタンパク質は、R&D Systemsから購入された(登録番号6992のアミノ酸Q23〜P346、mw 36,000ダルトン)。CNTFタンパク質は、R&D Systemsから購入された(登録番号6441.1のアミノ酸 A2〜M200、mw 22,800ダルトン)。アイソタイプ抗体対照、抗Fel d 1、およびヒトIgG4抗体は、IgGバックグラウンド検出の対照として含まれた。
実験は以下の手順を使用して実施された。ヒトCNTFRαは、4℃で一晩96ウェルマイクロタイタープレート上のHBSS中の濃度2mg/mLで被覆された。非特異的結合部位は、HBSS中のBSAの1%(w/v)溶液を使用してその後遮断された。HBSS中の1μg/mlの濃度でヒトCNTFを、室温で1時間、プレート結合CNTFRαに加えた。別個の希釈プレートでは、ヒトGP130−mFcタンパク質の2.5nMの一定量を、連続希釈で3.4pM〜200nMの範囲の抗体で、および抗体が存在しない状態で、滴定した。これらの溶液を室温(RT)で1時間インキュベートし、その後、洗浄なしでCNTFRα/CNTF複合体と共にマイクロタイタープレートに移した。プレートを室温で2時間インキュベートし、PBST緩衝液で洗浄し、プレート結合hGP130−mFcをホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)(Jackson ImmunoResearch Inc)とコンジュゲートした抗mFcポリクローナル抗体で検出した。サンプルをTMB溶液(BD Biosciences、基材AおよびBを、メーカーの指示に従って1:1の比で混合)で発色させ、比色反応を生じさせ、次にVictor X5プレートリーダー上で450nmで吸光度を測定する前に、1M硫酸で中和した。
プリズム(商標)ソフトウェア(GraphPad)内でのシグモイド用量反応モデルを使用してデータ解析を実施した。CNTFRα/CNTF複合体へのGP130結合の50%を減少するために必要な抗体濃度として定義される、計算されたIC50値は、遮断効力の指標として使用された。試験された最大濃度での遮断率は、用量曲線から決定されるように、GP130がプレート上のCNTFRα/CNTFへ結合することを遮断する抗体の能力の指標として計算された。抗体(0%遮断)なしのGP130の2.5nMのシグナルと、HRP結合二次抗体単独(100%遮断)からのバックグラウンドシグナルとの間の差に対する、最高試験濃度の200nM抗体の存在下で観察されたシグナルの減少の比率は、100%遮断から減算された。
遮断ELISAの結果を、全抗体に対して報告された200nM抗体の存在下での遮断率で表17に示す。IC50値は、CNTFRα/CNTFへのGP130結合の>30%を遮断する抗体についてのみ報告されている。26個のGP130抗体のうち19個が、プレートコートされたCNTFRα/CNTFに結合するGP130タンパク質の<30%を遮断する。陰性数は、抗体の存在下で検出されたGP130結合の増加を示す。7個の抗体が、CNTFRα/CNTFに対するGP130タンパク質結合を>30%遮断し、およびIC50値は、1.25nM〜6.5nMのアッセイの定量化の下限より下からの範囲を示し、それらのうちの四つは試験された最も高い抗体濃度での90%以上のシグナルを遮断した。無関連な遮断対照抗体は、最大200nMの濃度で4.5%の遮断を示した。
(表17)GP130精製抗体の遮断ELISA
Figure 2021509021
Figure 2021509021
この実施例では、100%遮断は、GP130なしのOD450nm値HRP結合二次抗体と等しい。
0%遮断は、抗体を含まない2.5nM hGP130-mFcで、OD450nm値である。
負の最大遮断%は、抗体の存在下で検出されたGP130結合の増加を示す。
-IC50値は、試験された最高濃度で<30%遮断する抗体の定量的なものではない。
*は、アッセイに対して1.25E〜09Mの定量化の下限より下のIC50値を示す。
実施例9: LEPRxGP130を焦点にアプローチする二重特異性スクリーニング
本実施例は、STAT3シグナル伝達の促進についてLEPRとGP130との両方に結合する二重特異性抗体の生成について説明する。このような抗体は、本明細書では、「LEPR×GP130二重特異性抗体」または「LEPR×GP130 bsAb」、「抗LEPR×抗GP130二重特異性抗体」またはこれに類するものと呼称される。本実施例において、いくつかの抗GP130結合アームは、四つの異なる抗LEPR結合アームとペアリングされた。本実施例の二重特異性抗体を構築するために使用される抗LEPR抗体は、mAb16679、mAb18445、mAb18446およびmAb18449と呼称されるアゴニスト抗体である(米国特許出願公開第2017/0101477号を参照されたい、当該開示は参照によりその全体が本明細書に援用される)。本実施例において使用される、抗LEPR抗体の可変ドメインおよびCDRのアミノ酸配列および核酸配列を、それぞれ表18および19にまとめる。
(表18)抗LEPRアミノ酸配列識別名
Figure 2021509021
(表19)抗LEPR核酸配列識別名
Figure 2021509021
18個の二重特異性抗体を、mAb16679からの抗LEPR結合アームを18個の異なる抗GP130抗体からの結合アームとペアリングさせることによって生成した。6個の追加の二重特異性抗体を、抗LEPR抗体mAb18449、mAb18445、およびmAb18446からの結合アームを抗GP130結合アームとペアリングさせることによって生成した。本明細書に記載される二重特異性抗体を産生するために標準的方法を使用した。本実施例に示されるすべてのLEPRx GP130二重特異性抗体は、同一(「共通の」)軽鎖(配列番号10の軽鎖可変領域[LCVR]アミノ酸配列、および配列番号12、14および16の軽鎖CDR[LCDR1、LCDR2、およびLCDR3]アミノ酸配列を含む)を含む。本実施例の二重特異性抗体の成分を、表20に要約する。
(表20)LEPR×GP130二重特異性抗体成分の概要
Figure 2021509021
Figure 2021509021
Figure 2021509021
Figure 2021509021
実施例10: 25℃および37℃で測定された各種GP130反応部に結合する抗LEPRx抗GP130二重特異性抗体のBiacore結合動態
精製された抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するLEPR、およびGP130についての平衡解離定数(K値)を、Biacore 4000機器を使用して、リアルタイム表面プラズモン共鳴バイオセンサーを使用して決定した。全ての結合試験を、10mM HEPES、150mM NaCl、3mM EDTA、および0.05% v/v界面活性剤Tween−20、pH7.4(HBS−ET)のランニング緩衝液中、25℃および37℃で実施した。Biacoreセンサーの表面を、まずモノクローナルマウス抗ヒトFc抗体(GE,# BR−1008−39)を用いたアミンカップリングによって誘導体化し、抗LEPR/GP130二重特異性抗体を捕捉した。以下の反応部で結合試験を行った:C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたヒトLEPR細胞外ドメイン(hLEPR−MMH;配列番号187)、C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたカニクイザルLEPR細胞外ドメイン(mfLEPR−MMH;配列番号188)、C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたヒトGP130細胞外ドメイン(hGP130−MMH;配列番号191)、およびC末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグと共に発現させたカニクイザルGP130細胞外ドメイン(mfGP130−MMH;配列番号194)。異なる濃度のLEPRまたはGP130反応部を、まずHBS−ETランニング緩衝液中で調製し(100nM〜3.7nM;3倍連続希釈)、抗LEPR/GP130二重特異性抗体表面に捕捉された抗ヒトFcの上に、流速30μL/分で4分間注入し、その間に、LEPR、またはGP130反応部に結合した二重特異性抗体の解離を、HBS−ETランニング緩衝液中で10分間モニタリングした。Scrubber2.0cカーブフィッティングソフトウェアを使用して、質量輸送限界(mass transport limitation)を用いてリアルタイム結合センサーグラムを1:1結合モデルにフィッティングさせることによって、動態速度(k)および解離速度(k)定数を決定した。結合解離平衡定数(K)および解離半減期(t1/2)を、動力学的速度定数から以下のように計算した。
Figure 2021509021
25℃および37℃での本発明の各種抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するhLEPR−MMH、mfLEPR−MMH、hGP130−MMH、またはmfGP130−MMHについての結合動態パラメータを、表21から表28に示す。
(表21)25℃での抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するhLEPR-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
(表22)37℃での抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するhLEPR-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
25℃では、表21に示すように、抗LEPR/GP130二重特異性抗体が、5.91nM〜106nMの範囲のK値で、hLEPR−MMHに結合した。37℃では、表22に示すように、抗LEPRモノクローナル抗体が、16.2nM〜726nMの範囲のK値で、hLEPR−MMHに結合した。
(表23)25℃における抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するmfLEPR-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#ICは、観察された結合シグナルが、アイソタイプ対照抗体表面について観察された非特異的結合に対して、上記の3倍未満であったこと、および/またはデータは結合動態パラメータを測定するために使用できないことを示す。
(表24)37℃における抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するmfLEPR-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#ICは、観察された結合シグナルが、アイソタイプ対照抗体表面について観察された非特異的結合に対して、上記の三倍未満であったこと、および/またはデータは結合動態パラメータを測定するために使用できないことを示す。
25℃では、表23に示すように、22個中21個の本発明の抗LEPR/GP130二重特異性抗体が、2.63nM〜583nMの範囲のK値で、mfLEPR−MMHに結合した。37℃では、表24に示すように、22個中20個の本発明の抗LEPR/GP130二重特異性抗体が、5.05nM〜284nMの範囲のK値で、mfLEPR−MMHに結合した。
(表25)25℃における抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するhGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#ICは、観察された結合シグナルが、アイソタイプ対照抗体表面について観察された非特異的結合に対して、上記の三倍未満であったこと、および/またはデータは結合動態パラメータを測定するために使用できないことを示す。
(表26)37℃における抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するhGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#ICは、観察された結合シグナルが、アイソタイプ対照抗体表面について観察された非特異的結合に対して、上記の三倍未満であったこと、および/またはデータは結合動態パラメータを測定するために使用できないことを示す。
25℃では、表25に示すように、22個中17個の本発明の抗LEPR/GP130二重特異性抗体が、448pM〜219nMの範囲のK値で、hGP130−MMHに結合した。37℃では、表26に示すように、22個中17個の本発明の抗LEPR/GP130二重特異性抗体が、901pM〜358nMの範囲のK値で、hGP130−MMHに結合した。
(表27)25℃における抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するmfGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#ICは、観察された結合シグナルが、アイソタイプ対照抗体表面について観察された非特異的結合に対して、上記の三倍未満であったこと、および/またはデータは結合動態パラメータを測定するために使用できないことを示す。
(表28)37℃における抗LEPR/GP130二重特異性抗体に結合するmfGP130-MMHの結合動態パラメータ
Figure 2021509021
Figure 2021509021
*NBは、現在の実験条件下で結合が観察されなかったことを示す。
#ICは、観察された結合シグナルが、アイソタイプ対照抗体表面について観察された非特異的結合に対して、上記の三倍未満であったこと、および/またはデータは結合動態パラメータを測定するために使用できないことを示す。
25℃では、表27に示すように、22個中17個の本発明のLEPR×GP130二重特異性抗体が、513pnM〜188nMの範囲のK値で、mfGP130−MMHに結合した。37℃では、表28に示すように、22個中16個の本発明のLEPR×GP130二重特異性抗体が、959pM〜450nMの範囲のK値で、mfGP130−MMHに結合した。
実施例11: FACS分析により測定されたLEPR×GP130二重特異性抗体細胞結合
LEPRxGP130二重特異性抗体による細胞結合を評価するために、HEK293安定細胞株が生成された。一つの細胞株を完全長のヒトGP130(バリンに変化する位置2でロイシンを有する登録番号P40189のアミノ酸1〜918、天然バリアント)が、ルシフェラーゼレポーター(Stat3−ルシフェラーゼ、Stat3−luc,SA Bioscience,#CLS−6028L)と共に安定的に過剰発現するように生成され、GP130の高発現のためのフローサイトメトリーを使用して二回ソートした。この細胞株は、以後「HEK293/Stat3−luc/gp130−2Xソート」と呼称される。本実施例で使用される別の細胞株は、以後「HEK293/hLEPR−GPI」として知られており、タンパク質が膜に対してGPIアンカーされることができるように、GPI(グリコシルホスファチジルイノシトール)を付加することを導く、ヒトカルボキシペプチダーゼMからN末端myc−mycタグ、およびC末端ペプチド配列と共にヒトLEPRの細胞外ドメイン(登録番号P48357のアミノ酸22〜839、アイソフォームB)を安定的に発現する。
FACS分析については、HEK293親細胞、HEK293/Stat3−luc/gp130−2Xソート細胞、およびHEK293/hLEPR−GPI細胞の0.5×106細胞/ウェルを、GP130またはLEPRのいずれかに対する、あるいはLEPRxGP130二重特異性抗体と共に200nMの従来的抗体と共に、アイソタイプ対照抗体と共に、2%FBSを含有するPBS中(カルシウムおよびマグネシウムなし)で4℃でインキュベートした。
細胞に対する、抗LEPR抗体結合またはLEPRxGP130二重特異性抗体結合が、レプチンの存在によって影響を受けたかどうかを試験するために、1μM ヒトレプチン(R&D Systems、#398−LP)を細胞と共に30分間インキュベートし、次に抗LEPR抗体またはアイソタイプ対照抗体を添加した。一次抗体を用いたインキュベーション後、細胞を8mg/mLのAlexa Fluor(登録商標)−647結合二次抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc.、#109−607−003)で30分間染色した。細胞は、BD CytoFixTM (Becton Dickinson、# 554655)を使用して固定され、IQue(登録商標)(Intellicyt)フローサイトメーターで分析された。未染色および二次抗体単独の対照もまた、すべての細胞株に対して試験された。生細胞に対する蛍光の幾何平均(geometric means)を決定するために、ForeCyt(登録商標)(IntelliCyt)、およびFlowJo version 10ソフトウェアを使用して結果を分析した。
表29に示されるように、200nMで試験した本発明の二個のLEPRxGP130二重特異性抗体は、HEK293/gp130 2Xソート細胞に結合比132倍および169倍で、ならびにHEK293/hLEPR−GPI細胞にレプチンなしで結合比4423倍および6320倍で、1μMのレプチンの存在下で3596倍および5932倍で結合することを示した。従来的抗体(mAb16683)として作製された本発明の二重特異性抗体のGP130結合アームは、HEK293/gp130 2Xソート細胞に結合比235倍で、およびHEK293/hLEPR−GPI細胞に結合比21倍で結合することを示した。従来的抗体として作製された、二重特異性のLEPR結合アーム(mAb18445およびmAb18446)は、HEK293/hLEPR−GPI細胞にレプチンなしで結合比4711倍および7023倍で、ならびに1μMのレプチンの存在下で結合比4246倍および6390倍で結合することを示した。抗GP130および抗LEPRの従来的抗体および二重特異性抗体は、3〜24倍の範囲の結合比でHEK293親細胞への結合を示した。アイソタイプ対照抗体、および二次抗体単独サンプルも、レプチンの有り無しで、結合比1〜3倍の範囲で試験された細胞株のいずれに対しても有意な結合を示さなかった。
(表29)FACSによって評価された細胞への抗体結合
Figure 2021509021
実施例12: 機能的細胞ベースのアッセイ
サイトカイン受容体GP130(登録番号P40189のアミノ酸1〜918)およびLEPR(登録番号P48357のアミノ酸1〜1165)は、細胞質ドメインの膜近位領域に結合して非共有結合型チロシンキナーゼ、JAK2を有する。同族リガンドまたはアゴニスト抗体を用いた処置は、JAK2の活性化において最高度に達し、これは次に受容体の細胞質領域上のキーチロシン残基をリン酸化する。リン酸化チロシン残基は、リン酸化に伴いSTAT3およびERKなどのシグナル伝達経路の刺激につながるシグナル伝達複合体のためのドッキング部位として機能する。LEPRについては、チロシン残基Y1141はSTAT3シグナル伝達を媒介し、この残基のフェニルアラニン(Y1141F)への突然変異はSTAT3シグナル伝達を除去する(Carpenter et al.、1998、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95:6061〜6066)。
LEPRxGP130bsAbでの処置後のGP130およびLEPRヘテロ二量体化の促進を介したSTAT3の転写活性化を検出するために、バイオアッセイを開発した。特に、突然変異体であるヒトLEPR(Y1141F)および野生型ヒトGP130を安定的に発現するレポーター細胞株を、STAT3応答ルシフェラーゼレポーター(STAT3−Luc、Qiagen CLS−6028L)と共に生成した。HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)と呼称される、結果として得られる安定細胞株を、10%FBS、1ug/mLピューロマイシン、250ug/mLのハイグロマイシンB、500ug/mLのG418およびペニシリン/ストレプトマイシン/L−グルタミンを補充したDME培地中で単離し、維持した。二個のLEPRxGP130二重特異性抗体を、このバイオアッセイ、bsAb21236、およびbsAb21237で特定し、これはレプチンの存在下でSTAT3活性を促進した。
バイオアッセイについては、HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)細胞を密度20,000細胞/ウェルで播種し、次いで翌日培地を1%BSAと0.1%FBS(アッセイ緩衝液)で補充した80uLのOpti−MEMで置換した。続いて、10uLの固定濃度10nMのヒトレプチン(hLeptin;R&D Systems、#398−LP−01M)をウェルに加えた。hLeptin処理の直後に、二重特異性抗体は、アッセイ緩衝液中で500nM〜5pMの範囲の最終濃度まで半対数連続希釈され(12点)、次いで細胞に加えられた。アイソタイプ対照およびヒトOSM(hOSM;R&D Systems、#295−OM/CF)は、アッセイ緩衝液中で100nM〜1pMの範囲の最終濃度まで半対数希釈され(11点)、次いで細胞に追加された。次いで、プレートを、インキュベーター内に、5% COで37℃で一晩配置した。次いで、One−Glo試薬(Promega、#E6051)をサンプルに加え、発光モードでEnvisionマルチラベルプレートリーダー(Perkin Elmer)上でルシフェラーゼ活性を測定した。相対光単位(RLU)値を得て、GraphPad Prismソフトウェア(GraphPad)で非線形回帰を用いて結果を分析した。hOSM用量反応から得られた最大RLU値は、HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLepR(Y1141F)細胞ベースアッセイで100%の活性化として定義された。
GP130媒介細胞シグナル伝達を介して活性化するためのLEPRxGP130二重特異性抗体の能力は、HEK293.STAT3.Luc.gp130.hLepR(Y1141F)細胞ベースアッセイで評価された。結果として得られるEC50値および活性化率を表30に示す。細胞株の反応性をhOSMの用量反応を使用して確認した。これは592pMのEC50値でアッセイにおける活性化を示した。試験されたLEPRxGP130二重特異性抗体、bsAb21236およびbsAb21237の両方で、このアッセイにおいてそれぞれ2.11nM、および2.46nMのEC50値で活性化が示された。両二重特異性抗体は、hOSMで観察された最大活性化の約20%を有する。
(表30)LEPRxGP130二重特異性抗体によるHEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)細胞株の活性化
Figure 2021509021
HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)細胞ベースのアッセイにおけるLEPRxGP130の二重特異性抗体による活性化が、LEPRおよびGP130両方を介して活性化されることによるということを確認するために、二重特異性抗体による活性化を遮断するための可溶性LEPR及びGP130タンパク質を用いて、競合バイオアッセイを行った。競合バイオアッセイは、C末端hFcタグを有するヒトLEPRの細胞外ドメイン(hLEPR−hFc;配列番号189)、C末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグを有するヒトLEPRの細胞外ドメイン(hLEPR−MMH;配列番号187)、C末端hFcタグを有するヒトGP130の細胞外ドメイン(hGP130−hFc;配列番号197)、およびC末端myc−myc−ヘキサヒスチジンタグを有するヒトCNTFRの細胞外ドメイン(hCNTFR−MMH;配列番号198)の過剰な固定濃度500nMを使用した。
アッセイについては、HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)細胞を、20,000細胞/ウェルの密度で播種し、次いで翌日培地を1%BSAおよび0.1%FBS(アッセイ緩衝液)で補充した70uLのOpti−MEMで置換した。10uLの固定濃度10nMのヒトレプチン(hLeptin;R&D Systems,#398−LP−01M)をウェルに添加した。hLeptin処理の直後に、アッセイ緩衝液中の10nMの二重特異性抗体を細胞に添加した。直後に、過剰な量、500nM、の可溶性タンパク質hLEPR−hFc、hLEPR−MMH、hGP130−hFc、およびhCNTFR−MMHを適切な指定されたウェルに添加した。次いで、プレートを、インキュベーター内に、5% CO2で37℃で一晩配置した。次いで、One−Glo試薬(Promega、#E6051)をサンプルに加え、発光モードでEnvisionマルチラベルプレートリーダー(Perkin Elmer)上でルシフェラーゼ活性を測定した。相対光単位(RLU)値を得て、GraphPad Prismソフトウェア(GraphPad)を用いて結果を分析した。
競合アッセイ結果により、可溶性hLEPR−hFc、hLEPR−MMHおよびhGP130−hFcが二重特異性抗体活性を遮断することができたが、可溶性hCNTFR.mmhは二重特異性抗体の活性を遮断しなかったことを実証した。二重特異性抗体のみの活性は100%と定義されているが、アイソタイプ対照の活性は0%の活性を表す。
以下の表31は、可溶性ヒトLEPR、GP130およびCNTFRの存在下の二重特異性抗体によるHEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR細胞の活性化を示す。表32は、hLEPR−MMH、hLEPR−hFc、hGP130−hFcまたはhCNTFR−MMHの存在下のRLU産生を示す。
(表31)可溶性ヒトLEPR、GP130、及びCNTFRの存在下でのLEPRx GP130二重特異性抗体によるHEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)細胞の活性化
Figure 2021509021
(表32)可溶性ヒトLEPR、GP130、及びCNTFRの存在下でのLEPRx GP130二重特異性抗体によるHEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(Y1141F)細胞の活性化
Figure 2021509021
実施例13: 食餌誘発性肥満マウスにおけるLEPRxGP130二重特異性抗体bsAb21236およびbsAb21237のインビボ有効性
体重に対する本発明の二個のLEPR×GP130二重特異性抗体、bsAb21236およびbsAb21237の効果を、マウスLEPR細胞外ドメイン配列の代わりにヒトLEPR細胞外ドメイン配列で構成されるレプチン受容体、およびマウスIL6ST細胞外ドメイン配列の代わりにヒトIL6ST細胞外ドメイン配列で構成されるGP130タンパク質を発現する、高脂肪食を与えられた肥満LEPRHu/Hu;IL6STHu/Huマウスを使ってインビボモデルで判定した。
0日目に、12週間高脂肪食餌を与えられた23匹のオスのLEPRHu/Hu;IL6STHu/Huマウスを、体重に基づいて7〜8匹のマウスからなる三つの群に無作為化した。0日目および7日目に、各群は、30mg/kgでアイソタイプ対照抗体、30mg/kgでbsAb21236、または30mg/kgでbsAb21237のいずれかの用量を皮下注射により受けた。使用されたアイソタイプ対照抗体は、いずれの既知のマウスタンパク質にも結合しない。各マウスの体重を試験期間について毎日測定した。0日目からの体重の変化率は、測定された時点ごとに各動物に対して計算された。図1は、各処置群における動物の体重の平均変化率をまとめたものである。すべての結果は、平均±SEMとして表される。
図1に示されるように、30mg/kgのbsAb21236で処置したLEPRHu/Hu;IL6STHu/Huマウスは、アイソタイプ対照抗体を注射したマウスと比較して、抗体治療の三日後に始まった体重量パーセント変化における有意な減少、および測定された他のその後の時点での体重量パーセント変化における有意な減少を示した。30mg/kgのbsAb21237で処置したLEPRHu/Hu;IL6STHu/Huマウスは、アイソタイプ対照抗体を注射したマウスと比較して、抗体治療の五日後に始まった体重量パーセント変化における有意な減少、および測定された他のその後の時点での体重量パーセント変化における有意な減少を示した。
実施例14: LEPRxGP130 bsAbでの処置後のGP130およびLEPR(短い形態)ヘテロ二量体化の促進を介したSTAT3の転写活性化
GP130は、複数のサイトカインの共受容体に貢献し、ヒト組織で広く発現されている(Taga T.、Kishimoto T.gp130 and the interleukin−6 family of cytokines.Annu.Rev.Immunol 1997;15:797〜819)。LEPRのアイソフォームは、代替的スプライシングを介して生成され、それによって、最も高く最も広範な発現パターンを示すアイソフォームa(LEPR−a)を含む、長いアイソフォームb(LEPR−b)といくつかの短い形態とが生じる(Tartaglia LA.The leptin receptor.J Biol Chem 1997;272:6093〜6096)。すべてのアイソフォームは、同じ細胞外ドメイン、膜貫通領域、およびボックス1領域を含む細胞質ドメインの短い区間を共有し、その後可変領域が続く。長い形態は、レプチンの全シグナル伝達能力を媒介するために必要な細胞内配列モチーフを含み、短い形態はこれらの領域を欠いている。短い形態の細胞外ドメインはシグナル伝達能力の高い長い形態と同一であるため、二重特異性抗体は短い形態に結合し、GP130と複合体を生成することができる。一般的なLEPRアゴニストの主要な意図標的組織(LEPRxGP130二重特異性抗原結合分子を含む)は、LEPRアイソフォームbが主に発現される脳である。しかしながら、GP130の広範囲な発現およびLEPRのアイソフォームを考慮すると、肝臓などの組織における不必要なSTAT3活性化の可能性が存在する。
LEPRの短いアイソフォームaおよびGP130の複合体から生じるシグナル伝達結果を評価するために、バイオアッセイを開発して、LEPRxGP130bsAbでの処置後の、GP130およびLEPR(短い形態)ヘテロ二量体化の促進を介したSTAT3の転写活性化を検出した。特に、hLEPR(a)と呼称されるLEPR(NP_001003679.1)の優性の短い形態および野生型ヒトGP130を安定的に発現するレポーター細胞株を、STAT3応答性ルシフェラーゼレポーター(STAT3−Luc、Qiagen CLS−6028L)と共に生成した。HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(a)と呼称される、結果として得られる安定細胞株を、10%FBS、1ug/mLピューロマイシン、250ug/mLのハイグロマイシンB、500ug/mLのG418およびペニシリン/ストレプトマイシン/L−グルタミンを補充したDME培地中で単離し、維持した。
バイオアッセイについては、HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(a)細胞を密度20,000細胞/ウェルで播種し、次いで翌日培地を1%BSAと0.1%FBS(アッセイ緩衝液)で補充した80uLのOpti−MEMで置換した。続いて、10uLの固定濃度10nMのヒトレプチン(hLeptin;R&D Systems、#398−LP−01M)をウェルに加えた。hLeptin処理の直後に、二重特異性抗体は、アッセイ緩衝液中で500nM〜5pMの範囲の最終濃度まで半減期希釈され(12点)、次いで細胞に加えられた。対照として、ヒトレプチンおよびOSM(hOSM;R&D Systems、#295−OM/CF)は、アッセイ緩衝液中で100nM〜1pMの範囲の最終濃度まで半対数希釈され(11点)、次いで細胞に追加された。次いで、プレートを、インキュベーター内に、5% COで37℃で一晩配置した。次いで、One−Glo試薬(Promega、#E6051)をサンプルに加え、発光モードでEnvisionマルチラベルプレートリーダー(Perkin Elmer)上でルシフェラーゼ活性を測定した。相対光単位(RLU)値を得て、GraphPad Prismソフトウェア(GraphPad)で非線形回帰を用いて結果を分析した。hOSM用量反応から得られた最大RLU値は、HEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(a)細胞ベースアッセイで100%の活性化として定義された。
GP130媒介細胞シグナル伝達を介して活性化するためのLEPRxGP130二重特異性抗体の能力は、HEK293.STAT3.Luc.gp130.hLEPR(a)細胞ベースアッセイで評価された。結果として得られた反応を表33に示す。細胞株の応答性をhOSMの用量応答を使用して確認し、これは121pMのEC50値でアッセイにおける活性化を示した、そしてその最大応答を100%活性化と指定した。試験されたLEPRxGP130二重特異性抗体、bsAb21236およびbsAb21237の両方で、LEPR(a)を用いたSTAT3シグナル伝達を活性化できなかった。レプチンと同様に、本発明の二重特異性抗原結合タンパク質は、LEPRの長い形態を含有する細胞タイプでのみ生産的なSTAT3シグナル伝達を生成する。
(表33)LEPRxGP130二重特異性抗体によるHEK293.STAT3.Luc.GP130.hLEPR(a)細胞株の活性化
Figure 2021509021
まとめると、データは、本明細書に提供されるLEPRxGP130二重特異性抗体は、レプチン受容体(LEPR−aアイソフォーム)の「短い形態」を通してシグナル伝達を活性化しないが、レプチン受容体(LEPR−bアイソフォーム)の「長い形態」を通してシグナル伝達を活性化することを示している。この所見の関連性は、これらの二重特異性抗体が主に、「b」アイソフォームが主に発現されている脳内で活性を発揮することを示唆するが、「a」形態が広範囲に発現される肝臓などの他の組織では活性を発揮しないことが示唆されている。これらの二重特異性抗体を脳内でのLEPRシグナル伝達を活性化することにより肥満を治療するために使用できると仮定すると、この作業は、本明細書において提供される二重特異性抗体が、体内のあらゆる箇所(例えば炎症性肝細胞腺腫の肝臓など、(Rebouissou et al.、Nature Letters、457(8):200〜205,2009を参照))での不必要なシグナル伝達を避けながら、(脳内で)必要な場合の標的レプチンシグナル伝達において効果的であることを確認する。
本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態による範囲に限定されるものではない。実際に、本発明の種々の修飾は、本発明に記載されるものに加えて、上記の記述および付随する図から、当業者に明らかとなるであろう。そのような変更は、添付される特許請求の範囲の範囲内にあることが意図される。

Claims (31)

  1. (a)ヒトGP130に結合する第一の抗原結合ドメイン(D1)と
    (b)ヒトレプチン受容体(LEPR)に結合する第二の抗原結合ドメイン(D2)と
    を含む、単離二重特異性抗原結合分子。
  2. D1および/またはD2がイムノグロブリン可変ドメインを含む、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  3. D1および/またはD2がイムノグロブリン重鎖可変領域(HCVR)およびイムノグロブリン軽鎖可変領域(LCVR)を含む、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  4. D1をD2と接続する多量体形成成分をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  5. 前記多量体形成成分が、イムノグロブリンのFc部分を含む、請求項4に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  6. D1が、以下からなる群から選択される一つ以上の特性:
    (i)25℃で、表面プラズモン共鳴法によって測定される約50nM未満のKで、単量体ヒトGP130に結合する、
    (ii)表面プラズモン共鳴法によって決定されるとおり、サルGP130に結合するがラットまたはマウスのGP130には実質的に結合しない、
    (iii)細胞ベースのGP130シグナル伝達アッセイにおいてGP130リガンド介在性シグナル伝達を阻害しない、および
    (iv)GP130リガンドの非存在下においてGP130シグナル伝達を活性化しない
    を示す抗GP130抗体由来である、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  7. D2が、以下からなる群から選択される一つ以上の特性:
    (i)25℃で、表面プラズモン共鳴法によって測定される約110nM未満のKで、単量体ヒトLEPRに結合する、および
    (ii)インビトロでのレプチン介在性シグナル伝達を増強する
    を示す抗LEPR抗体由来である、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  8. 以下からなる群から選択される一つ以上の特性:
    (i)25℃で、表面プラズモン共鳴法によって測定される約110nM未満のKで、単量体ヒトLEPRに結合する、
    (ii)25℃で、表面プラズモン共鳴法によって測定される約3分より大きいt1/2で、単量体ヒトLEPRに結合する、
    (iii)25℃で、表面プラズモン共鳴法によって測定される約150nM未満のKで、単量体ヒトGP130に結合する、
    (iv)25℃で、表面プラズモン共鳴法によって測定される約2.5分より大きいt1/2で、単量体ヒトGP130に結合する、
    (v)サルLEPRに結合する、
    (vi)サルGP130に結合する、
    (vii)FACSによって測定されるとおり、レプチンの存在下または非存在下でヒトLEPRを発現する細胞に結合する、
    (viii)同じまたは類似の実験的アッセイ条件下でヒトオンコスタチンMによって媒介される活性化より少なくとも20%以上の効力で、細胞ベースのアッセイにおいてGP130を活性化する、および
    (ix)動物に治療有効用量で投与された場合に体重減少を生じさせる
    を示す、請求項1〜7のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  9. D1が、配列番号154のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(D1−HCVR)からの三つの重鎖相補性決定領域(D1−HCDR1、D1−HCDR2、およびD1−HCDR3)と、配列番号10のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(D1−LCVR)からの三つの軽鎖相補性決定領域(D1−LCDR1、D1−LCDR2、およびD1−LCDR3)とを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  10. D1−HCDR1が配列番号156のアミノ酸配列を含み、D1−HCDR2が配列番号158のアミノ酸配列を含み、D1−HCDR3が配列番号160のアミノ酸配列を含み、D1−LCDR1が配列番号12のアミノ酸配列を含み、D1−LCDR2が配列番号14のアミノ酸配列を含み、D1−LCDR3が配列番号16のアミノ酸配列を含む、請求項9に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  11. D1−HCVRが配列番号154のアミノ酸配列を含み、D1−LCVRが配列番号10のアミノ酸配列を含む、請求項10に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  12. D2が、配列番号2、162、170、および178からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(D2−HCVR)からの三つの重鎖相補性決定領域(D2−HCDR1、D2−HCDR2、およびD2−HCDR3)と、配列番号10のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(D2−LCVR)からの三つの軽鎖相補性決定領域(D2−LCDR1、D2−LCDR2、およびD2−LCDR3)とを含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  13. D2−HCVRが、
    それぞれ配列番号4、6、8;それぞれ配列番号164、166、168;それぞれ配列番号172、174、176;および、それぞれ配列番号180、182、184
    からなる群から選択されるD2−HCDR1、D2−HCDR2、D2−HCDR3アミノ酸配列を含み;
    D2−LCVRが、それぞれ配列番号12、14、16であるD2−LCDR1、D2−LCDR2、D2−LCDR3アミノ酸配列を含む、
    請求項12に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  14. D2−HCVRが、配列番号2、162、170、および178からなる群から選択されるアミノ酸配列を含み、D1−LCVRが、配列番号10のアミノ酸配列を含む、請求項13に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  15. D2が、LEPR−bアイソフォームを介したインビトロでのレプチン介在性シグナル伝達を増強する抗LEPR抗体に由来する、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  16. D2が、LEPR−aアイソフォームを介したインビトロでのレプチン介在性シグナル伝達を活性化しない抗LEPR抗体に由来する、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  17. LEPR−bアイソフォームを介したシグナル伝達を活性化し、かつLEPR−aアイソフォームを介したレプチン介在性シグナル伝達を実質的に活性化しない、請求項1に記載の単離二重特異性抗原結合分子。
  18. 請求項1〜17のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子と、薬学的に許容可能な担体または希釈剤とを含む、医薬組成物。
  19. 請求項1〜18のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子またはその医薬組成物を含む、容器または注射装置。
  20. 請求項1〜17のいずれか一項に記載の二重特異性抗原結合分子のイムノグロブリン鎖をコードする、単離核酸。
  21. 請求項20に記載の核酸を含む、単離ベクター。
  22. 請求項1〜21のいずれか一項に記載の二重特異性抗原結合分子、核酸、またはベクターを含む、単離宿主細胞。
  23. チャイニーズハムスター卵巣細胞である、請求項22に記載の宿主細胞。
  24. 対象における、レプチン欠損症またはレプチン抵抗性に関連するかあるいはレプチン欠損症またはレプチン抵抗性によって引き起こされる疾患または状態を治療する方法であって、それを必要とする対象に、請求項18に記載の医薬組成物を投与する工程を含む、前記方法。
  25. レプチン欠損症またはレプチン抵抗性に関連するかあるいはレプチン欠損症またはレプチン抵抗性によって引き起こされる前記疾患または状態が、リポジストロフィー、肥満、代謝症候群、食餌誘発性食物渇望、機能性視床下部性無月経、1型糖尿病、2型糖尿病、インスリン抵抗性、インスリン受容体の突然変異による重度のインスリン抵抗性、アルツハイマー病、レプチン欠損症、レプチン抵抗性、レプレコーニズム/ドナヒュー症候群、およびラブソン・メンデンホール症候群からなる群から選択される、請求項24に記載の方法。
  26. 対象におけるリポジストロフィー状態を治療するための方法であって、それを必要とする対象に、請求項18に記載の医薬組成物を投与する工程を含み、前記リポジストロフィー状態が、先天性全身性リポジストロフィー、後天性全身性リポジストロフィー、家族性部分型リポジストロフィー、後天性部分型リポジストロフィー、遠心性腹部リポジストロフィー、リポアトロフィアアニュラリス(lipoatrophia annularis)、局所性リポジストロフィー、およびHIV関連リポジストロフィーからなる群から選択される、前記方法。
  27. 第二の治療薬剤を前記対象に投与する工程をさらに含み、前記第二の治療薬剤が、組み換えヒトレプチン、PCSK9阻害剤、スタチン、エゼチミブ、インスリン、インスリンバリアント、インスリン分泌促進剤、メトホルミン、スルホニル尿素、ナトリウムグルコース共輸送体2(SGLT2)阻害剤、GLP−1アゴニスト/類似体、グルカゴン(GCG)阻害剤、グルカゴン受容体(GCGR)阻害剤、アンジオポエチン様タンパク質(ANGPTL)阻害剤、フェンテルミン、オリスタット、トピラマート、ブプロピオン、トピラマート/フェンテルミン、ブプロピオン/ナルトレキソン、ブプロピオン/ゾニサミド、プラムリンチド/メトレレピン(Metrelepin)、ロルカセリン、セチリスタット、テソフェンシン、およびベルネペリトからなる群から選択される、請求項24〜26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 以下の工程を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の二重特異性抗原結合分子またはそのイムノグロブリン鎖を作製するための方法:
    (a)前記抗原結合タンパク質のイムノグロブリン鎖をコードする一つ以上のポリヌクレオチドを宿主細胞に導入する工程、
    (b)前記ポリヌクレオチドの発現に好ましい条件下で前記宿主細胞を培養する工程、ならびに
    (c)任意で、前記宿主細胞および/または前記宿主細胞を成育させた培地から前記抗原結合タンパク質またはイムノグロブリン鎖を単離する工程。
  29. 請求項28に記載の方法の産物である、二重特異性抗原結合分子またはイムノグロブリン鎖。
  30. 請求項1〜17、18、または29のいずれか一項に記載の単離二重特異性抗原結合分子またはその医薬組成物を対象に投与するための方法であって、前記分子または組成物を前記対象の体内に注射する工程を含む、前記方法。
  31. 前記分子または組成物が、静脈内、筋肉内、または皮下注射される、請求項30に記載の方法。
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