JP2021511308A - 改変タンパク質 - Google Patents

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Abstract

本開示は、1つ以上の改変炭水化物結合モジュール(CBM)を含むシアル酸結合分子の群を提供する。改変CBMは、宿主免疫応答および/または抗薬物抗体(ADA)の産生と関連する有害事象のリスクを低下させる。改変CBMは、治療にまたは薬剤として使用することができ、免疫応答および/または細胞成長の調節のための分子として特定の用途を見出すことができる。改変CBMはまた、アジュバント、例えば、粘膜アジュバントとして、さらにがん、敗血症および/または細胞表面シアル酸含有レセプターと結合する病原体によって引き起こされるか、もしくはもたらされる疾患の処置および/または予防にも使用することもできる。

Description

本発明は、新規のシアル酸結合分子および同じものの(医学的使用を含む)使用を提供する。
シアル酸結合炭水化物結合モジュール(CBM)(Vibrio choleraeおよびStreptococcus pneumoniae由来のものならびにそれらの多価型を含む)は、有効な抗菌剤であることが示されており、一部は、マウスをH7N9インフルエンザウイルスの致死的攻撃から守ることが示されている。生物学的製剤、Sp2CBMTDは、Pseudomonas aeruginosaシュードアミニダーゼ(pseudaminidase)(PaTD)の三量体形成ドメインと遺伝的に融合したS.pneumoniaeノイラミニダーゼA(SpCBM)のCBMファミリー40ドメインの2コピーを含む。タンパク質は、三量体形成ドメインにより組み合わされて、6コピーのSpCBMを含むオリゴマーを形成する。
しかしながら、いかなるタンパク質ベースの治療薬(therapeutic)を用いる場合も、生物学的製剤に対する患者の免疫応答と関連する有害作用のリスクがある。ある場合には、生物学的製剤は、抗薬物抗体(ADA)と薬物の間の免疫複合体(IC)の形成をもたらす可能性のあるADAの産生を誘導することもある。そのような複合体の存在は、有効性を低下させるか、もしくは治療薬の半減期を変えることもあり、または過敏症反応などの有害作用を引き起こす可能性もあるであろう。
タンパク質の免疫原性に影響を与える多くの因子が存在する。1つの重要な決定因子は、抗体産生につながるT細胞依存的な事象を誘発する可能性がある固有のエピトープの存在である。T細胞は、抗原提示細胞(APC)内に生じるタンパク質抗原のプロセシングに由来する短いペプチドフラグメントを認識する。これらのフラグメントの一部は、ヒト白血球抗原(HLA)/主要組織適合抗原複合体(MHC)クラスII分子と複合体を形成することになり、十分に安定して結合していれば、APCの表面に運ばれ、T細胞に提示されることになる。T細胞レセプターによる非自己ペプチドの認識は、続いて起こる免疫応答を誘発する。
本開示は、シアル酸結合分子の新規の群を提供する。
本明細書に記載されているシアル酸結合分子は、1つ以上の改変炭水化物結合モジュール(CBM)を含んでもよい。
明記したとおり、いかなるタンパク質ベースの治療薬を用いる場合も、生物学的製剤に対する患者の免疫応答と関連する有害作用のリスクがある。生物学的製剤は、抗薬物抗体(ADA)と薬物の間の免疫複合体(IC)の形成をもたらす可能性のあるADAの産生を誘発する場合もある。そのような複合体の存在は、有効性を低下させるか、もしくは治療薬の半減期を変えることもあり、または過敏症反応などの有害作用を引き起こす可能性もあるであろう。本開示のCBMは、こうした有害作用のリスクを低下させるために改変された。
炭水化物結合モジュールは、複数のファミリーに分類され、ファミリー40CBM(CBM40)のメンバーと分類されるCBMは、本明細書に記載されている改変分子の製造に有用な場合もある。ファミリー40CBMは、およそ200残基の分子を含み、GH33シアリダーゼのN末端に見られることが多い。それらがGH33シアリダーゼのβ−プロペラに挿入されているのが見つかる場合がある。
したがって、本明細書に記載されているシアル酸結合分子は、1つ以上の改変ファミリー40炭水化物結合モジュール(CBM40)を含んでもよい。
本明細書全体をとおして、「含む(comprising)」という用語は、実施形態が言及された特徴を「含み」、そのように他の特徴を含んでもよいことを示すよう使用される。ただし、「含む(comprising)」という用語はまた、関連する特徴「から本質的になる」または関連する特徴「からなる」実施形態を包含する場合もある。
上記に鑑み、本開示は、シアル酸結合要素を含む分子、例えば、シアル酸結合要素を含むより大きな分子を含んでもよい。明記したとおり、そのシアル酸結合要素(すなわち、シアル酸結合分子)自体は、改変CBM、例えば、改変CBM40を含んでもよい(それからなるか、またはそれから本質的になってもよい)。(非限定)例として、本開示の分子は、シアル酸と結合する能力を示すことができるだけでなく、1つ以上の他の機能を有してもよい。例えば、本分子は、酵素活性を有してもよい。例えば、有用な分子は、(本明細書に記載される)改変CBMを含み、いくらかのシアリダーゼ活性を示してもよい。
一実施形態において、CBMは、酵素(例えば、シアリダーゼ)活性を有する分子の一部として提供されなくても、またはその分子内に含まれなくてもよい。
有用なシアル酸結合分子は、酵素部分およびシアル酸結合部分を含む融合タンパク質であってもよく、この場合、シアル酸結合部分は、本明細書に記載される改変CBMを含む。そのような場合には、酵素部分は、シアル酸結合部分と融合されてもよい。明記したとおり、任意の有用な融合タンパク質の酵素部分は、シアリダーゼ活性を含んでもよい(もしくはそれを有するか、またはそれを示してもよい)。
「改変された」という用語は、参照配列に対して1つ以上の変異を含む分子を包含する。
「参照配列」は、任意の野生型CBM配列であってもよい。例えば、参照配列は、野生型ファミリー40CBM配列、例えば、Vibrio cholerae NanHシアリダーゼまたはStreptococcus pneumoniae NanAシアリダーゼの野生型CBM配列を含んでも、それから本質的になっても、またはそれからなってもよい(その他の微生物に存在する類似または一致するCBM(CBM40を含む)が「CBM」および/またはCBM参照配列という用語の範囲内に包含されることが認識されるべきである)。
したがって、改変CBM配列は、一定のまたは特定の野生型CBM由来であってもよい。
改変CBM配列は、1つ以上の変異を含む野生型CBM配列を含んでもよい。
1つ以上の変異は、機能的であってもよく、すなわち、それらは個々に(および/または独立して)あるいはまとめて(例えば、相乗的に)野生型CBM(例えば、改変CBMが由来する野生型CBM)の生理的、生物学的、免疫学的および/または薬理学的特性の1つ以上を調節しても(変えても、向上させても、または抑制/阻害しても)よい。特に、1つ以上の変異は、以下であってもよい。
(i)CBMの免疫原性(もしくは抗原性)を変えてもよく;および/または
(ii)(CBMもしくは改変CBMを含む任意の多量体分子の)効力を変えてもよく(例えば、向上させてもよく)および/または
(iii)それらは、CBMの熱安定性を調節してもよい(例えば、向上させてもよい);および/または
(iv)それらは、CBMの溶解性を調節してもよい(例えば、向上させてもよい);および/または
(v)それらは、分子の生体内半減期を調節してもよい(例えば、向上させてもよい)
「変異」は、野生型CBM分子に対するいかなる変更を含んでもよい。例えば、「変異」という用語は、例えば、以下を含んでもよい。
(i)1つ以上のアミノ酸置換(ここでは、1つ以上の野生型アミノ酸が別の(異なる)アミノ酸で置き換えられるか、または変えられ、「置換」という用語は、保存的アミノ酸置換を含むであろう);および/または
(ii)1つ以上のアミノ酸除去(ここでは、1つ以上の野生型アミノ酸残基が除去される);および/または
(iii)1つ以上のアミノ酸付加/挿入(ここでは、追加のアミノ酸残基が野生型(もしくは参照)一次配列に付加される);および/または
(iv)1つ以上のアミノ酸/配列反転(通常、ここでは、一次配列中の2つ以上連続的なアミノ酸が反転される;および/または
(v)1つ以上のアミノ酸/配列重複(ここでは、一次アミノ酸配列のアミノ酸もしくはその一部(例えば、一続きの5〜10アミノ酸)が繰り返される)
明記したとおり、本開示による改変CBMは、本明細書に記載されている1つ以上の変異を含んでもよい。
例となる野生型CBM(言い換えると、有用な改変CBMが由来し得る参照配列)は、Streptococcus pneumoniae NanAシアリダーゼであり、このアミノ酸配列は、受託番号P62575として寄託され、配列番号1(1035アミノ酸)として下で再現されている。
配列番号1
MSYFRNRDID IERNSMNRSV QERKCRYSIR KLSVGAVSMI VGAVVFGTSP VLAQEGASEQ
PLANETQLSG ESSTLTDTEK SQPSSETELS GNKQEQERKD KQEEKIPRDY YARDLENVET
VIEKEDVETN ASNGQRVDLS SELDKLKKLE NATVHMEFKP DAKAPAFYNL FSVSSATKKD
EYFTMAVYNN TATLEGRGSD GKQFYNNYND APLKVKPGQW NSVTFTVEKP TAELPKGRVR
LYVNGVLSRT SLRSGNFIKD MPDVTHVQIG ATKRANNTVW GSNLQIRNLT VYNRALTPEE
VQKRSQLFKR SDLEKKLPEG AALTEKTDIF ESGRNGKPNK DGIKSYRIPA LLKTDKGTLI
AGADERRLHS SDWGDIGMVI RRSEDNGKTW GDRVTITNLR DNPKASDPSI GSPVNIDMVL
VQDPETKRIF SIYDMFPEGK GIFGMSSQKE EAYKKIDGKT YQILYREGEK GAYTIRENGT
VYTPDGKATD YRVVVDPVKP AYSDKGDLYK GNQLLGNIYF TTNKTSPFRI AKDSYLWMSY
SDDDGKTWSA PQDITPMVKA DWMKFLGVGP GTGIVLRNGP HKGRILIPVY TTNNVSHLNG
SQSSRIIYSD DHGKTWHAGE AVNDNRQVDG QKIHSSTMNN RRAQNTESTV VQLNNGDVKL
FMRGLTGDLQ VATSKDGGVT WEKDIKRYPQ VKDVYVQMSA IHTMHEGKEY IILSNAGGPK
RENGMVHLAR VEENGELTWL KHNPIQKGEF AYNSLQELGN GEYGILYEHT EKGQNAYTLS
FRKFNWDFLS KDLISPTEAK VKRTREMGKG VIGLEFDSEV LVNKAPTLQL ANGKTARFMT
QYDTKTLLFT VDSEDMGQKV TGLAEGAIES MHNLPVSVAG TKLSNGMNGS EAAVHEVPEY
TGPLGTSGEE PAPTVEKPEY TGPLGTSGEE PAPTVEKPEY TGPLGTAGEE AAPTVEKPEF
TGGVNGTEPA VHEIAEYKGS DSLVTLTTKE DYTYKAPLAQ QALPETGNKE SDLLASLGLT
AFFLGLFTLG KKREQ
配列番号1のCBM領域は、アミノ酸残基121〜305であり、この配列は、配列番号2と指定されている(その配列は以下である:VIEKEDVETN ASNGQRVDLS SELDKLKKLE NATVHMEFKP DAKAPAFYNL FSVSSATKKD EYFTMAVYNN TATLEGRGSD GKQFYNNYND APLKVKPGQW NSVTFTVEKP TAELPKGRVR LYVNGVLSRT SLRSGNFIKD MPDVTHVQIG ATKRANNTVW GSNLQIRNLT VYNRALTPEE VQKRS)。
よって、本開示は、配列番号2(および/または配列番号1)の改変型を含むシアル酸結合分子を提供する。配列番号2の改変型は、1つ以上の変異した残基を含んでもよく、この変異は、例えば、配列番号2の配列に対して行われたアミノ酸置換、付加/挿入、重複、除去および/または反転である。
例となるVibrio cholerae NanHシアリダーゼアミノ酸配列は、受託番号A5F7A4として寄託され、配列番号3(781アミノ酸)として下で再現されている。
配列番号3
MRFKNVKKTA LMLAMFGMAT SSNAALFDYN ATGDTEFDSP AKQGWMQDNT NNGSGVLTNA
DGMPAWLVQG IGGRAQWTYS LSTNQHAQAS SFGWRMTTEM KVLSGGMITN YYANGTQRVL
PIISLDSSGN LVVEFEGQTG RTVLATGTAA TEYHKFELVF LPGSNPSASF YFDGKLIRDN
IQPTASKQNM IVWGNGSSNT DGVAAYRDIK FEIQGDVIFR GPDRIPSIVA SSVTPGVVTA
FAEKRVGGGD PGALSNTNDI ITRTSRDGGI TWDTELNLTE QINVSDEFDF SDPRPIYDPS
SNTVLVSYAR WPTDAAQNGD RIKPWMPNGI FYSVYDVASG NWQAPIDVTD QVKERSFQIA
GWGGSELYRR NTSLNSQQDW QSNAKIRIVD GAANQIQVAD GSRKYVVTLS IDESGGLVAN
LNGVSAPIIL QSEHAKVHSF HDYELQYSAL NHTTTLFVDG QQITTWAGEV SQENNIQFGN
ADAQIDGRLH VQKIVLTQQG HNLVEFDAFY LAQQTPEVEK DLEKLGWTKI KTGNTMSLYG
NASVNPGPGH GITLTRQQNI SGSQNGRLIY PAIVLDRFFL NVMSIYSDDG GSNWQTGSTL
PIPFRWKSSS ILETLEPSEA DMVELQNGDL LLTARLDFNQ IVNGVNYSPR QQFLSKDGGI
TWSLLEANNA NVFSNISTGT VDASITRFEQ SDGSHFLLFT NPQGNPAGTN GRQNLGLWFS
FDEGVTWKGP IQLVNGASAY SDIYQLDSEN AIVIVETDNS NMRILRMPIT LLKQKLTLSQ
N
配列番号3のCBM領域は、アミノ酸残基25〜216であり、この配列は、配列番号4であってもよい(その配列は以下である:ALFDYNATGD TEFDSPAKQG WMQDNTNNGS GVLTNADGMP AWLVQGIGGR AQWTYSLSTN QHAQASSFGW RMTTEMKVLS GGMITNYYAN GTQRVLPIIS LDSSGNLVVE FEGQTGRTVL ATGTAATEYH KFELVFLPGS NPSASFYFDG KLIRDNIQPT ASKQNMIVWG NGSSNTDGVA AY)
よって、本開示は、配列番号4(および/または配列番号3)の改変型を含むシアル酸結合分子を提供する。配列番号4の改変型は、1つ以上の変異した残基を含んでもよく、この変異は、例えば、配列番号4の配列に対して行われたアミノ酸置換、付加/挿入、重複、除去および/または反転である。
明記したとおり、本明細書に記載されているシアル酸結合分子は、1つ以上の(例えば、2つ以上)の改変CBMを含んでもよい。シアル酸結合分子が2つ以上の改変CBMを含む場合、分子は、多価CBMと呼ばれる場合もある。多価CBMである(またはそれを含む)シアル酸結合分子は、アミノ酸/ペプチドリンカーによって連結された複数(2つ以上)の改変CBMを含むコンストラクトとして作製されてもよい。それぞれ改変CBMは、例えば、5、10または15アミノ酸を含むペプチドによって別のものと連結されてもよい。例として任意の1つ以上の以下のペプチドが2つ以上のCBMを連結するために使用されて、多価CBMであるシアル酸結合分子が生成されてもよい。
(i)5アミノ酸リンカー: ALXGS
LQALG
GGXSG
GGALG
GGSLG
(ii)10アミノ酸リンカー: ALXGSGGGSG
LQALGGGGSL
(iii)15アミノ酸リンカー:ALXGSGGGSGGGGSG
ここで、「X」は、任意のアミノ酸である。
使用のためのシアル酸結合分子は、1つ以上のオリゴマー形成ドメインをさらに含んでもよい。本開示のシアル酸結合分子のCBM要素と同様に、オリゴマー形成ドメインは、野生型オリゴマー形成ドメイン由来であってもよく、したがって、対応する野生型オリゴマー形成ドメイン配列に対して1つ以上の変異を含んでもよい。有用なオリゴマー形成ドメインは、自己会合して、多量体構造、例えば、三量体を形成する能力を示す。使用のための改変オリゴマー形成ドメインは、その同じオリゴマー形成特性を有する任意の分子を含んでもよい。誤解を避けるために、「オリゴマー形成ドメイン」という用語は、本明細書中で使用される場合、野生型オリゴマー形成ドメインだけでなく、改変されたもの(本明細書中で開示されている「改変オリゴマー形成ドメイン」)も包含する。
例えば、本開示によるシアル酸結合分子は、オリゴマー形成ドメインと結合、連結または融合した1つ以上(例えば、2つ)のCBM(例えば、本明細書に記載される1つ、2つ以上の改変CBM)を含んでもよい。得られたシアル酸結合分子は、(多量体)CBM::オリゴマー形成ドメイン「融合物」である。
適したオリゴマー形成ドメインとしては、Pseudomonas aeruginosaシュードアミニダーゼから得ることができるものを挙げることができる。例となるPseudomonas aeruginosaシュードアミニダーゼアミノ酸配列は、受託番号Q9L6G4(PAO579株由来)として寄託され、配列番号13(438アミノ酸)として下で再現されている。類似する、一致するまたはその他の有用なオリゴマー形成ドメインが一般用語「オリゴマー形成ドメイン」の範囲内に包含され得ることを認識すべきである。
配列番号13
MNTYFDIPHR LVGKALYESY YDHFGQMDIL SDGSLYLIYR RATEHVGGSD GRVVFSKLEG
GIWSAPTIVA QAGGQDFRDV AGGTMPSGRI VAASTVYETG EVKVYVSDDS GVTWVHKFTL
ARGGADYNFA HGKSFQVGAR YVIPLYAATG VNYELKWLES SDGGETWGEG STIYSGNTPY
NETSYLPVGD GVILAVARVG SGAGGALRQF ISLDDGGTWT DQGNVTAQNG DSTDILVAPS
LSYIYSEGGT PHVVLLYTNR TTHFCYYRTI LLAKAVAGSS GWTERVPVYS APAASGYTSQ
VVLGGRRILG NLFRETSSTT SGAYQFEVYL GGVPDFESDW FSVSSNSLYT LSHGLQRSPR
RVVVEFARSS SPSTWNIVMP SYFNDGGHKG SGAQVEVGSL NIRLGTGAAV WGTGYFGGID
NSATTRFATG YYRVRAWI
配列番号13のオリゴマー形成ドメインは、アミノ酸残基333〜438であり、この配列は、配列番号14であってもよい(その配列は以下である:VPDFESDWFS VSSNSLYTLS HGLQRSPRRV VVEFARSSSP STWNIVMPSY FNDGGHKGSG AQVEVGSLNI RLGTGAAVWG TGYFGGIDNS ATTRFATGYY RVRAWI)。
明記したとおり、本発明は、改変オリゴマー形成ドメインを利用してもよい。改変オリゴマー形成ドメインは、参照オリゴマー形成配列に対して1つ以上の変異を含むオリゴマー形成ドメインを含んでもよい。
「参照オリゴマー形成配列」は、例えば、上記の配列番号13および14を含む、任意の野生型オリゴマー形成ドメイン配列であってもよい。
したがって、改変オリゴマー形成ドメインは、一定のまたは特定の野生型オリゴマー形成ドメイン由来であってもよい。
改変オリゴマー形成ドメイン配列は、1つ以上の変異を含む野生型オリゴマー形成ドメイン配列を含んでもよい。
1つ以上の変異は、機能的であってもよく、すなわち、それらは個々に(および/または独立して)あるいはまとめて(例えば、相乗的に)野生型オリゴマー形成ドメイン(例えば、改変オリゴマー形成ドメインが由来する野生型オリゴマー形成ドメイン)の生理的、免疫学的、生物学的および/または薬理学的特性の1つ以上を調節しても(向上させてもまたは抑制/阻害しても)よい。上記のとおり、変異は、以下であってもよい。
(i)オリゴマー形成ドメインの免疫原性(もしくは抗原性)を変えてもよく;および/または
(ii)(例えば、1つ以上の改変CBMを含む多量体分子の)効力を向上させてもよく;および/または
(iii)それらは、オリゴマー形成ドメインの熱安定性を調節してもよく(例えば、向上させてもよく);および/または
(iv)それらは、オリゴマー形成ドメインの溶解性を調節してもよく(例えば、向上させてもよく);および/または
(v)それらは、オリゴマー形成ドメインの生体内半減期を調節してもよい(例えば、向上させてもよい)。
改変オリゴマー形成ドメインと関連した、「変異」という用語は、上で定義されたとおりである。
あらゆる場合において、変異は、CBMもしくはオリゴマー形成ドメインまたは同じものを含むシアル酸結合分子の免疫学的/抗原特性を調節してもよい。
タンパク質の免疫原性に影響を与える多くの因子が存在する。1つの重要な決定因子は、抗体産生につながるT細胞依存的な事象を誘発する可能性がある固有のエピトープの存在である。T細胞は、抗原提示細胞(APC)内に生じるタンパク質抗原のプロセシングに由来する短いペプチドフラグメントを認識する。これらのフラグメントの一部は、ヒト白血球抗原(HLA)/主要組織適合抗原複合体(MHC)クラスII分子と複合体を形成することになり、十分に安定して結合していれば、APCの表面に運ばれ、T細胞に提示されることになる。T細胞レセプターによる非自己ペプチドの認識は、続いて起こる免疫応答を誘発する。したがって、免疫原性の低いCBMを提供するために、野生型CBMおよび/またはオリゴマー形成ドメインは、免疫原性/抗原性の領域(すなわち、免疫学的エピトープを持つまたは含む可能性がある領域またはドメイン)を特定するために分析されてもよい。免疫原性(または抗原性)は、例えば、特定のヒトまたは動物宿主に対して評価され得る特性であり、言い換えると、CBMおよび/またはオリゴマー形成ドメインは、どの領域またはドメインが特定の(例えば、ヒト)宿主において免疫原性/抗原性であり得るか判断するために分析されてもよい。免疫原性(または抗原性)は、例えば、スクリーニング技術におけるインシリコ(例えば、T細胞エピトープに関するスクリーニング:(例として)ProPredインシリコ解析を含む)、T細胞増殖アッセイ、(ProimmuneヒトドナーT細胞増殖アッセイを含む)およびその他の免疫学的技術を使用して評価されてもよい。タンパク質を「脱免疫化する(deimmunize)」ための方法に関するさらなる情報は、内容全体が参照により組み込まれるJawa V, et al.((2013)T-cell dependent immunogenicity of protein therapeutics: Preclinical assessment and mitigation. Clin Immunol. 149, 534-555)およびSingh H, and Raghava GP((2001)ProPred: prediction of HLA-DR binding sites. Bioinformatics. 17(12), 1236-7)から導き出すことができる。
これらの技術を使用して、CBMおよびオリゴマー形成ドメインの両方の免疫原性/抗原性領域を特定することが可能であった。図1は、SpCBM配列(図1A)およびPaTD配列(図1B)内の抗原性領域の完全な解析(ProPred予測)を示す。予測されるバインダー(binder)は青で色づけされ、それぞれの結合領域の最初の残基は赤で示されている。予測される抗原性ペプチド(緑のバー)およびProimmune(紫のバー)は、配列の下に示されている。
例えば、SpCBM分子内の残基127〜300の間のさまざまな領域(図1Aに示されるとおり)が免疫原性/抗原性ドメインを持つと特定された。例えば、残基127〜135、146〜154、154〜166、158〜166、143〜151、149〜157、167〜176、167〜178、182〜196、188〜196、185〜193、204〜212、213〜221、220〜228、239〜246、239〜254、241〜249、242〜249、241〜250、241〜251、239〜251、239〜249、239〜247、246〜254、243〜251、257〜265、267〜275、284〜300、284〜299、284〜297、286〜284、286〜300および289〜296にわたる領域は、免疫原性の可能性があると特定された(そのいくつかは少数のアレルと結合することが予測されるが、その他は、中程度または高度に免疫原性とみなされる)。
さらに具体的に、上記のインシリコおよび免疫学的(T細胞増殖)アッセイ)を使用して、下記残基にわたる領域:
配列番号1の167〜178(すなわち、配列:FYNLFSVSSATK)
配列番号1の167〜181(すなわち、配列:FYNLFSVSSATKKDE)
配列番号1の239〜251(すなわち、配列:VRLYVNGVLSRTS)
配列番号1の236〜250(すなわち、配列 KGRVRLYVNGVLSRT)
配列番号1の245〜254(すなわち、配列:GVLSRTSLRS)
配列番号1の286〜294(すなわち、配列 IRNLTVYNR)
は、免疫原性/抗原性と特定された。残基245〜254にわたる領域は顕著な免疫原性の場所であることが特定されていることに留意すべきである。
PaTDオリゴマー形成ドメイン内の残基336〜424の間の領域は、免疫原性/抗原性ドメインを持つと特定された。例えば、残基336〜344、340〜348、341〜349、348〜356、353〜363、355〜363、355〜370、362〜370、362〜370/371、375〜383、375〜390、400〜407、402〜410、397〜405、403〜410および416〜424にわたる領域は、免疫原性の可能性があると特定された(そのいくつかは少数のアレルと結合することが予測されるが、その他は、中程度または高度に免疫原性とみなされる)。非限定例として、配列番号13の残基338〜352は、免疫原性/抗原性ドメインを持つと特定された。
さらに具体的に、上記のインシリコおよび免疫学的(T細胞増殖)アッセイ)を使用して、下記残基にわたる領域:
配列番号13の340〜349(すなわち、配列:WFSVSSNSLY)
配列番号13の351〜359(すなわち、配列:LSHGLQRSP)
配列番号13の398〜406(すなわち、配列:GSLNIRLGT)
配列番号13の392〜406(すなわち、配列:GAQVEVGSLNIRLGT)
配列番号13の338〜352(すなわち、配列:SDWFSVSSNSLYTLS)
は、免疫原性/抗原性と特定された。残基340〜349、351〜359および398〜406にわたる領域は、顕著な免疫原性の場所であることが特定されたことに留意すべきである。
まとめて、(CBMおよびオリゴマー形成ドメインの両方の)これらの領域は、「免疫原性/抗原性」の領域と呼ばれることになる。
したがって、使用のための改変CBMおよび/またはオリゴマー形成は、例えば、免疫原性/抗原性の上で特定された領域内の1つ以上のアミノ酸残基(またはアミノ酸配列)を変異させること(例えば、置換すること、除去すること、付加すること、反転させることおよび/または重複させること)によって形成することができる。
よって、本開示による改変CBMまたはオリゴマー形成ドメインは、改変された免疫原性(または抗原性)プロファイルを含んでもよい。言い換えると、野生型CBMまたはオリゴマー形成ドメインと比較した場合、本開示による改変CBM/オリゴマー形成ドメインは、ヒトまたは動物宿主において免疫原性/抗原性が低くてもよい(または異なる免疫原性/抗原性であってもよい)。当業者は、CBMまたはオリゴマー形成ドメインの一次アミノ酸配列に導入される変異が、特定のエピトープをより高いまたは低い免疫原性にすることによって免疫原性を調節することができることを理解するであろう。
したがって、一態様において、本発明は、改変された免疫学的プロファイルを有するCBMを得る方法であって、CBM一次、二次および/または三次アミノ酸配列/構造のどの領域またはドメインが免疫原性であるかを判断することと、1つ以上の判断された免疫原性/抗原性の領域またはドメイン内の1つ以上のアミノ酸残基または配列を変異させることと、を含む方法を提供する。
さらに、本発明は、(上記のとおりの)改変された免疫学的プロファイルを有するCBMを得る方法によって得ることができる改変CBMを提供する。
さらに、本開示は、改変された免疫学的プロファイルを有するオリゴマー形成ドメインを得る方法であって、オリゴマー形成ドメインCBM一次、二次および/または三次アミノ酸配列/構造のどの領域またはドメインが免疫原性であるかを判断することと、1つ以上の判断された免疫原性/抗原性の領域またはドメイン内の1つ以上のアミノ酸残基または配列を変異させることと、を含む方法を提供する。
さらに、本発明は、(上記のとおりの)改変された免疫学的プロファイルを有するオリゴマー形成ドメインを得る方法によって得ることができる改変オリゴマー形成ドメインを提供する。
本開示は、改変された多量体CBMを得る方法をさらに提供する。本方法は、
上記のとおり改変された免疫学的プロファイルを有する少なくとも1つのCBMを得ることと、任意に上記のとおり改変された免疫学的プロファイルを有するオリゴマー形成ドメインを得ることと、
少なくとも1つの改変CBMを含む多量体CBMを作り出すことと、を含んでもよい。
CBM/オリゴマー形成ドメインの免疫原性/抗原性は、個別のアミノ酸変異を受けてもよい。例えば、特定のアミノ酸残基が置き換えられる(別のもので置換される)か、または除去されてもよい。任意の所与の変異の影響を予測するために、改変された配列(参照配列に対して少なくとも1つの変異を含む配列)が、例えば、免疫原性配列(例えば、抗原配列内のMHC結合領域を含む)を特定するよう設計されたプログラムに提供されてもよい。当業者は、適したプログラムおよびシステムに精通しているであろうが、ProPredが一例であり、このサーバの目的は、Sturniolo et. al., 1999による公開された文献から導き出される定量マトリックス(quantitative matrix)を使用して抗原配列中のMHCクラスII結合領域を予測することである。このサーバは、乱交雑性に結合領域の位置を特定するのを支援する。
ユーザーは、CBM/オリゴマー形成ドメインの免疫原性/抗原性に影響があるが、同時に(CBMのシアル酸結合特性およびオリゴマー形成ドメインのオリゴマー形成特性に非常に重要な場合もある)タンパク質構造に影響を与えないであろう変異を特定することを目指すであろう。例えば、本明細書中で開示されている改変CBMは、例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)によって評価される場合にシアリルラクトースに対する結合親和性を維持してもよい。
上記に基づき、例としてSpCBM分子を使用して、1つ以上の以下の残基が、変異していてもよい。
残基167(F)、168(Y)、169(N)、170(L)、171(F)、172(S)、173(V)、174(S)、175(S)、176(A)、177(T)、178(K)、179(K)、180(D)、181(E)、236(K)、237(G)、238(R)、239(V)、240(R)、241(L)、242(Y)、243(V)、244(N)、245(G)、246(V)、247(L)、248(S)、249(R)、250(T)、251(S)、252(L)、253(R)、254(S)、286(I)、287(R)、288(N)、289(L)、290(T)、291(V)、292(Y)、293(N)および/または294(R)
上記に基づき、例としてPaTDを使用して、1つ以上の以下の残基が、変異していてもよい。
残基338(S)、339(D)、340(W)、341(F)、342(S)、343(V)、344(S)、345(S)、346(N)、347(S)、348(L)、349(Y)、350(T)、351(L)、352(S)、353(H)、354(G)、355(L)、356(Q)、357(R)、358(S)、359(P)、392(G)、393(A)、394(Q)、395(V)、396(E)、397(V)、398(G)、399(S)、400(L)、401(N)、402(I)、403(R)、404(L)、405(G)および/または406(T)。
「変異」という用語は、これらの残基を含む任意の領域(「免疫原性/抗原性領域)へのさらなるアミノ酸の付加を含むことに留意すべきである。さらに、「変異」という用語は、これらの領域内における任意の1つ以上のアミノ酸の重複および/または任意の配列の反転を含んでもよい。例えば、2つ以上(例えば、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15個(以上))のアミノ酸の短い配列が反転されてもよく(および/または重複していてもよい)。変異が置換である場合、置換アミノ酸は、他の19の天然に生じるアミノ酸または人工もしくは合成アミノ酸のいずれか1つであってもよい。さらに、置換アミノ酸は、関連した位置にある野生型アミノ酸の誘導体または類似体であってもよい。
非限定例として、SpCBMに関して、1つ以上の以下の変異が生じさせられてもよく(なお、これらの変異のすべてがCBMの免疫原性を調節することに向けられていなくてもよく)、例えば、1つ以上の変異(変異M156FおよびM185Iを含む)は、熱安定性を調節するために使用されてもよい。
(i) M156F
(ii) Y168W(「Im15」と呼ぶ)
(iii) L170A(「Im16」と呼ぶ)
(iv) L170T(「Im17」と呼ぶ)
(v) V173G(「Im18」と呼ぶ)
(vi) M185I
(vii) V239A(「Im19」と呼ぶ)
(viii) V239T(「Im20」と呼ぶ)
(ix) V246G(「Im21」と呼ぶ)
(x) I286A(「Im22」と呼ぶ)
(xi) Y292E(「Im23」と呼ぶ)
さらに、再び非限定例として、PaTD分子に関して、以下の変異の1つ以上が生じさせられてもよい。
(i) S342D(「Im24」と呼ぶ)
(ii) S345D(「Im25」と呼ぶ)
(iii) L348D(「Im26」と呼ぶ)
(iv) R403K(「Im27」と呼ぶ)
誤解を避けるために、上記(i)〜(xi)として列挙されているCBM変異のいずれも、および(i)〜(iv)として列挙されているPaTD変異のいずれも、個々におよび/または列挙されている変異の1つ以上の他の変異と組み合わせて生じさせられてもよい。例えば、残基156、170および185または239、246、286および292または156、170、185、239、246、286および292の2つ以上にある変異が組み合わされてもよい。さらに、または代替的に、残基239および246または286および292にある変異が組み合わされてもよい。
さらに、上で挙げた変異は例にすぎず、当然のことながら、所望の特性(例えば、ヒト宿主における免疫原性/抗原性の低下)を有するCBM/オリゴマー形成ドメインをもたらす、示した位置にあるあらゆる変異が本発明の範囲内に含まれるべきである。
この分野の当業者が1つ以上のアミノ酸変異をCBMまたはオリゴマー形成ドメイン配列に導入するのを可能にする多くの技術が存在する。そうした技術のいずれかがここで使用されてもよく、それらとしては、例えば、(部位)特異的変異誘発((site−)directed mutagenesis)、PCR変異誘発、挿入変異誘発(insertional mutagenesis)、符号タグ化変異誘発(signature tagged mutagenesis)、トランスポゾン変異誘発および/または配列飽和変異誘発(sequence saturation mutagenesis)を含む、変異誘発技術が挙げられる。本明細書に記載されている任意の1つ以上の変異を導入するために遺伝子合成技術も使用することができる。
任意の変異誘発手順に先立って、野生型CBMおよび/またはオリゴマー形成ドメイン核酸配列は、例えば、細菌(例えば、E.coli)発現系などの発現系における発現のためにコドンが最適化される、コドン最適化処理に供されてもよい。
有用なシアル酸結合分子は、単量体改変CBM(すなわち、単一の改変CBM)を含む場合もあり、その他は、多量体、言い換えると、2つ以上のCBM(例えば、2つ以上の改変CBM)を含む分子である場合もある。そのような場合には、シアル酸結合分子は、「多量体CBM」と呼ばれることもある。複数のCBMを含むシアル酸結合分子は、2つ以上の改変CBMを含んでもよく、その場合、シアル酸結合分子内のすべてではなくいくつかのCBMが改変される。言い換えると、2つ以上のCBMを含むシアル酸結合分子は、改変および未改変CBMの混合物を含んでもよい。
一実施形態において、シアル酸結合分子は、六量体CBMを含んでもよい。六量体CBMは、6つのCBM単量体を含む。大半の場合、六量体CBMは、2つの融合したCBMを含み、それが、融合したオリゴマー形成(三量体形成)ドメインによりそれら自体にさらに結合される。
例として、有用な六量体CBM分子の一般構造は、以下のとおり表すことができる。
Figure 2021511308
上の概略(および一般)構造は、それぞれが2つのCBM(CBM1およびCBM2)ならびにオリゴマー形成ドメイン(この場合、三量体形成ドメイン:TD)を含む3つの繰り返し単位を含むシアル酸結合分子を示す。
本明細書に記載されるとおり、CBM部分の一方または両方は、本明細書に記載される改変CBMであってもよい。各繰り返し単位は、同じでも、または異なってもよく、言い換えると、同時に繰り返し単位のそれぞれが(改変されたまたは別の)2つのCBMを含んでもよい。CBMのタイプおよび/または改変のレベルもしくは程度は、さまざまであってもよい。非限定例として、1つの繰り返し単位は、野生型配列を有する2つのCBMを含んでもよい。別の1つは、1つが野生型配列を有し、1つが(本明細書に記載される1つ以上の変異を含む)改変された配列を有する2つの異なるCBMを含んでもよい。第3の繰り返し単位は、2つの(本明細書に記載されている1つ以上の変異を含む)改変CBMを含んでもよい。当業者は、CBMタイプおよび/または配列(野生型対変異配列)の他の組み合わせが作製され、試験されてもよいことを理解するであろう。
非限定例として、以下は、六量体シアル酸結合分子を作製するために使用してもよい(「HEX」単位と呼ぶ)個々の単位を表す。それぞれの場合において、HEX単位は、2つの改変CBM(CBM1およびCBM2と示される)を含み、それぞれのCBMに導入された特定の変異は括弧内に特定されている。「−−−−」記号は、(一方のCBMを別のCBMと、またはCBMをオリゴマー形成ドメインと連結する)アミノ酸リンカーを示すことに留意すべきである。したがって、六量体シアル酸結合分子は、いくつか(例えば、3つ)のHEX単位から構成されてもよい。それぞれの場合において、(「TD」と示される)オリゴマー形成ドメインは、その単位を合わせて三量体として結合する。任意の所与の六量体は、見出しHEX1、HEX2、HEX3、HEX4、HEX5、HEX6およびHEX17として上(および下)に記載されている単位の同一のコピーを含んでもよいが、当業者は、さらなる選択肢が利用可能であることを理解するであろう。例えば、HEX単位は、それぞれが異なる変異(本明細書において詳述されている選択肢から選択される1つ以上である変異)を有する2つのCBMから構成されてもよい。
(i) HEX1
CBM1 (L170T V239A V246G I286A Y292E)-----CBM2 (L170T V239A V246G I286A Y292E)-----TD (S342D L348D R403K)
(ii) HEX2
CBM1 (V239A V246G I286A Y292E)----CBM2 (V239A V246G I286A Y292E)----TD (S342D R403K)
(iii) HEX3
CBM1 (V239A V246G I286A)-----CBM2 (V239A V246G I286A)-----TD (S342D R403K)
(iv) HEX4
CBM1 (V239A V246G)-----CBM2 (V239A V246G)-----TD (S342D)
(v) HEX5
CBM1 (V239A V246G)-----CBM2 (V239A V246G)-----TD (R403K)
(vi) HEX6
CBM1 (V239A V246G)-----CBM2 (V239A V246G)-----TD (S342D R403K)
(vii) HEX17
CBM1 (V239A V246G A162P)-----CBM2 (V239A V246G A162P)-----TD (S342D R403K)
なお、HEX6およびHEX17は、追加のA162P変異を除いて一致する。このプロリン変異(残基162にある野生型アラニンの置換)は、熱安定性を向上させることが示された(単一のCBM Tmが3〜4℃だけ)。プロリン変異の使用に関するさらなる情報は、一般的なアプローチを記載しているFu 2009, 'Increasing protein stability by improving beta-turns'(DOI 10.1002/prot.22509)から導き出すことができる。プロリン変異は、CBM分子の予測される免疫原性に影響を及ぼさず(増加または低下させず)、他の変異、NもしくはC末端またはリガンド結合部位の近くに位置しない。むしろ予想外にも、熱安定性の中程度の向上を超えて、A162P変異が、インビボ実験において、特に、HEX6を使用して行われたそうした同じ実験と比較して著しい向上を示す六量体CBM(すなわち、HEX17)をもたらすことが確認された。例えば、改変分子(特に、3×HEX17単位を含む分子)は、例えば、IL−8を含む、炎症促進サイトカインに対する調節を示す。実際に、3×HEX17単位を含む分子によるIL−8の産生に対する調節効果(特に、阻害効果)は、他の試験された改変分子を超えて向上した。
Sp2CBMTD(別名「SpOrig」)アミノ酸配列と比較した、HEX6およびHEX17分子のアミノ酸配列は以下である。
SpOrig GAMVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDAKAPAFYNLFSVSSAT
HEX6 GAMVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDAKAPAFYNLFSVSSAT
HEX17 GAMVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDPKAPAFYNLFSVSSAT

SpOrig KKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTVEKPTAELPKG
HEX6 KKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTVEKPTAELPKG
HEX17 KKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTVEKPTAELPKG

SpOrig RVRLYVNGVLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIRNLTVYNRALT
HEX6 RARLYVNGGLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIRNLTVYNRALT
HEX17 RARLYVNGGLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIRNLTVYNRALT

SpOrig PEEVQKRSGGGSGVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDAKAPAF
HEX6 PEEVQKRSGGGSGVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDAKAPAF
HEX17 PEEVQKRSGGGSGVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDPKAPAF

SpOrig YNLFSVSSATKKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTV
HEX6 YNLFSVSSATKKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTV
HEX17 YNLFSVSSATKKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTV

SpOrig EKPTAELPKGRVRLYVNGVLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIR
HEX6 EKPTAELPKGRARLYVNGGLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIR
HEX17 EKPTAELPKGRARLYVNGGLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIR

SpOrig NLTVYNRALTPEEVQKRSGGALGVPDFESDWFSVSSNSLYTLSHGLQRSPRRVVVEFARS
HEX6 NLTVYNRALTPEEVQKRSGGSLGVPDFESDWFDVSSNSLYTLSHGLQRSPRRVVVEFARS
HEX17 NLTVYNRALTPEEVQKRSGGSLGVPDFESDWFDVSSNSLYTLSHGLQRSPRRVVVEFARS

SpOrig SSPSTWNIVMPSYFNDGGHKGSGAQVEVGSLNIRLGTGAAVWGTGYFGGIDNSATTRFAT
HEX6 SSPSTWNIVMPSYFNDGGHKGSGAQVEVGSLNIKLGTGAAVWGTGYFGGIDNSATTRFAT
HEX17 SSPSTWNIVMPSYFNDGGHKGSGAQVEVGSLNIKLGTGAAVWGTGYFGGIDNSATTRFAT

SpOrig GYYRVRAWI
HEX6 GYYRVRAWI
HEX17 GYYRVRAWI
いかなる特定の使用または用途に縛られることを望まないが、本開示の分子は、
(i)疾患の処置および/または予防を必要とする対象における疾患の処置および/または予防に;
(ii)(ヒトまたは動物対象における)免疫応答の調節に;
(iii)細胞成長、増殖および/または分化の調節に
(iv)アジュバントとして;および/または
(vi)医薬の製造に
有用な場合もある。
再びいかなる特定の使用に縛られることを望まないが、本開示の分子は、さまざまな疾患および/または状態、特に、病原体、とりわけ、細胞表面シアル酸含有レセプターに結合することができる病原体によって引き起こされるか、またはもたらされる疾患または状態の処置および/または予防に(薬剤として)使用されてもよい。本開示は、病原体、とりわけ、細胞表面シアル酸含有レセプターに結合することができる病原体によって引き起こされるか、またはもたらされる疾患および/または状態を患っているか、あるいはそれと接触したリスクがある対象、特にヒト対象の処置に有用な方法も提供することができる。例えば、「病原体」という用語は、細胞表面炭水化物と結合する、それを認識する、あるいは別の方法でそれと関連づけることができるあらゆる病原体、とりわけ、細胞に結合/付着する手段および/または細胞に入り込む手段として細胞表面(シアル酸)炭水化物の存在を活用または利用するよう進化した病原体を包含する場合もある。したがって、「病原体」という用語は、微生物病原体を含んでもよく、それらとしては、OrthomyxoviridaeまたはParamyxoviridaeファミリーに属するウイルスなどの呼吸器病原体、例えば、インフルエンザおよびヒトパラインフルエンザ、ならびにStreptococcus属(Streptococcus pneumoniaeなど)に属する細菌および/またはHaemophilus influenzae、Pseudomonas aeruginosaを挙げることができ、それらのすべてが哺乳動物細胞の表面にある炭水化物に結合することができる。当業者は、本明細書に記載されているタイプの病原体が最も頻繁にコロニー形成/侵入する哺乳動物細胞が、上皮細胞、とりわけ、粘膜管を覆う上皮細胞(例えば、呼吸上皮細胞)であることを理解するであろう。疾患を処置または予防するためにシアル酸結合分子をどのように使用することができるかの完全な開示に関しては、その内容全体を参照によって本明細書に組み込んだものとするPCT/GB2009/002189を参照のこと。
(ヒトまたは動物対象における)免疫応答の調節に関して、本明細書に記載されているさまざまなシアル酸結合分子(1つ以上の改変CBMを含む分子)は、免疫調節特性を有する。例えば(理論に縛られることを望まないが)、本開示のシアル酸結合分子は、宿主免疫応答を調節し、免疫系を刺激し、免疫系プロセス、経路および/またはその任意の構成成分の発現、機能および/または活性を調節する(例えば、増加または低減させる)。「刺激すること」という用語は、免疫応答に対して使用される場合、免疫源、抗原、病原体、疾患もしくは感染症に対する免疫系の迅速さおよび/または反応性を高める現象を包含する場合もある。理論に縛られることを望まないが、本明細書中で開示されているシアル酸結合分子と関連づけられるあらゆる免疫調節特性に加えて、本開示のシアル酸結合分子を投与されたか、またはそれと接触させられた対象は、感染症/疾患の発症により良く対処することができるようになる場合もある。シアル酸結合分子の免疫調節活性の完全な開示に関しては、内容全体を参照によって本明細書に組み込んだものとするPCT/GB2015/050161を参照のこと。
さらに、本開示のシアル酸結合分子(1つ以上の改変CBMを含んでもよい分子)が細胞成長および/または細胞活性の状況を調節するために使用されてもよいことが示された。「成長」および「活性」という用語は、細胞に対して使用される場合、細胞増殖、細胞生存性、細胞遊走、細胞代謝、細胞分化および/または細胞形態/表現型の1つ以上と関連づけられるプロセスおよび/または現象を含む場合もある。「成長」および/または「活性」という用語は、例えば、免疫系の特定の化合物、サイトカイン、ケモカインおよび1つ以上の環境因子(光、温度、圧力、機械的応力および同種のもの)に対する応答を含む、特定の外来性および/または内在性因子または刺激に対する細胞の応答をさらに含む場合もある。したがって、本明細書中で開示されているシアル酸結合分子は、細胞応答性のレベルを調節する(阻害する、低下させるまたは増加させる)ために使用することができる。したがって、本開示の任意の分子は、異常な細胞成長および/または活性によって引き起こされる、もたらされるおよび/または特徴づけられる疾患および/または状態の処置または予防あるいは同じものを処置または予防するための薬剤の製造に使用することができる。
いかなる特定の医学的用途に縛られることを望まないが、異常な細胞成長および/または活性によって引き起こされる、もたらされるまたは特徴づけられる疾患は、例えば、良性または悪性状態と呼ばれるか、または分類されるものを含む、細胞増殖および/または分化障害を含む場合もあることに留意すべきである。例えば、「細胞増殖および/または分化障害」という用語は、まとめて「がん」と呼ばれる疾患および/または状態を含む場合もある。「がん」という用語は、以下に限定されるものではないが、乳がん、骨がん、脳がん(神経膠腫)、膵がん、肺がん、前立腺がん、皮膚がん、卵巣がん、子宮頸がん、頭頸部がんおよび腸/結腸がんの形態と呼ばれるがんを含む場合もある。「がん」という用語はまた、まとめて「白血病」(慢性および急性の両方)と呼ばれる疾患および/または状態ならびに粘膜/粘膜関連の表面または組織に影響を及ぼすあらゆるがんを含む場合もある。
したがって、1つ以上の改変CBMを含んでもよい本明細書に記載されているシアル酸結合分子は、がんの処置および/または予防に用途を見出すことができる(すなわち、使用するためのものであってもよい)。本開示のシアル酸結合分子は、がんの処置および/または予防のための薬剤の製造にさらに使用されてもよい。細胞成長および/または細胞活性を調節するためにシアル酸結合分子をどのように使用することができるかの完全な開示については、内容全体を参照によって本明細書に組み込んだものとするPCT/GB2017/052808を参照のこと。
(1つ以上の改変CBMを含む)任意の本開示のシアル酸結合分子は、アジュバントとして使用されてもよく、それ自体が1つ以上の抗原に対する宿主免疫応答を増大させる、調節するまたは向上させるために1つ以上の抗原と組み合わせて使用されてもよい。本明細書中で開示されているシアル酸結合分子ベースのアジュバントは、任意のタイプの抗原と組み合わせることができるが、本開示の対象であるアジュバントは、特に、粘膜アジュバント、言い換えると、粘膜に投与される抗原とともに使用するためのアジュバントとして有用な場合もあることに留意すべきである。シアル酸結合分子をどのようにアジュバントとして使用することができるかの完全な開示に関しては、内容全体を参照によって本明細書に組み込んだものとするPCT/GB2017/052805を参照のこと。
本開示のシアル酸結合分子(1つ以上の改変CBMを含んでもよい分子)が敗血症の処置および/または予防に有用性を見出すことができることも示された。「敗血症」という用語は、感染性(例えば、ウイルス性、細菌性および/または真菌性)の病因を有する可能性のあるいくつかの疾患、状態および/または症候群に対して使用される。例えば、「敗血症」という用語は、SIRS(全身性炎症反応症候群:Singer et al, 2016: JAMA "The third International consensus definitions for sepsis and septic shockを参照)、敗血症(「感染過程に応じたSIRS」と定義されることが多い)、重症敗血症(敗血症に誘発された臓器不全または組織低灌流を伴う敗血症である(それ自体が血圧低下、乳酸上昇または尿量減少として現れる場合もある)を伴う敗血症である)および敗血症性ショック(重症敗血症に加えて、例えば、静脈内輸液の投与にもかかわらず持続する低血圧)と呼ばれる疾患状態、状態あるいは症候群を含む場合もある。「敗血症」という用語は、ほとんどの場合、「細菌性敗血症」に起因する疾患、状態および/または症候群に対して使用される。細菌性敗血症は、血液中の細菌の存在から起きる可能性があり、「菌血症」または「敗血症(septicaemia)」と呼ばれることもある。「敗血症」という用語はまた、血液中のLPS、毒素および/または膜断片などの細菌成分の存在によって引き起こされるか、またはもたらされる疾患および/または状態を包含する場合もある。このタイプの成分は、他の組織および/または臓器に存在する一次感染、例えば、肺、脳、皮膚、尿路、骨盤および/または腹部に存在する感染症から生じる場合もある。
敗血症の処置および/または予防にシアル酸結合分子をどのように使用することができるかの完全な開示に関しては、内容全体を参照によって本明細書に組み込んだものとするPCT/GB2017/052800を参照のこと
本明細書に記載されている改変CBMおよび同じものを含む任意の分子は、その要素をいくつかの組織または細胞に向けるまたは送達するための他の要素と結合されても、結びつけられてももしくは連結されても、または関連づけられてもよい。このタイプの分子は、「治療的弾頭(herapeutic warhead)」または「複合物」としても知られている場合もある。理論に縛られることを望まないが、特定の細胞レセプターおよび膜結合分子における、本開示の分子内に含まれることもあるさまざまな改変CBMに対するリガンドの存在は、本明細書に記載されているさまざまな分子を、結合した異種分子(これらは、改変CBMまたは同じものを含む分子とは別個で異なる分子である)を前記細胞または前記細胞を含む組織に送達する手段として活用することを可能にする場合もある。結合したそのような分子は、例えば、がんを含むさまざまな疾患の処置に有用な場合もあり、この場合、本明細書に記載されている結合した分子(細胞の表面に発現する炭水化物に対して親和性を示す分子)は、そこに治療的および/または細胞傷害性部分を向けるために使用されてもよい。
例として、(任意の改変CBMまたは同じものを含む分子を含む)本明細書に記載される分子は、1つ以上(例えば、2、3、4つ以上)の例えば、治療的および/または細胞傷害性である部分と結合されてもよい。
有用な分子は、異種部分と結合した(連結された、結びつけられた、または別の方法で関連づけられた)本開示の改変CBMを含んでもよい。異種部分は、改変CBM分子の一部の部分に結合されてもよい治療的および/または細胞傷害性部分を含んでもよい。
例えば、異種部分は、改変CBM分子の一端または両端と結合されてもよい。異種部分は、さらにまたは代わりに改変CBM分子の内部部分に結合されてもよい(またはさらには融合されてもよい)。当然のことながら、異種部分は改変CBM分子に結合されるが、分子は(その結合も)、改変CBM分子の炭水化物(シアル酸)結合特性を(実質的に)妨げても、除去しても、または低下させてもならない。
明記したとおり、異種部分は、本明細書に記載されている改変CBM(または同じものを含む分子)のいずれか1つに対するリガンドを含むレセプターを発現する細胞または組織に影響を及ぼす疾患の処置に有用な薬物であってもよい。例えば、薬物は、がんおよび同種のものの処置に使用するための化学療法薬であってもよい。異種部分は、細胞を殺すか、または細胞のアポトーシスを誘導することができる細胞傷害性部分であってもよい。異種部分は、特定の細胞を特定の組織にまたは組織内にリクルートすることができる分子を含んでもよい。例えば、異種部分は、例えば、T細胞を、例えば、腫瘍またはがん組織にリクルートする手段として使用することができるT細胞レセプター(TCR)であってもよい。
本開示は、本明細書に記載のさまざまな使用、薬剤および方法に利用するための組成物を提供することができる。したがって、本明細書に記載されている任意の改変CBM(または改変CBMを含む任意の分子)は、使用のために製剤化されてもよい。
都合上、組成物、製剤および同種のものについて記載する下記セクションに関して、本明細書に記載される改変CBMを含む分子、同じものを含む分子および同じものを含む任意の複合物(例えば、改変CBM::薬物複合物/融合物)はともに、一般用語「改変CBMを含む分子」に含まれることになることに留意すべきである。
改変CBMを含む分子は、治療または医薬組成物として使用するために製剤化されてもよい。さまざまな組成物は、1つ以上の本明細書に記載されている分子を含んでもよく、任意の所与の処置は、これらの組成物の1つ以上の投与(一緒、同時、または別々)が必要とされる場合もある。本開示による組成物は、1つ以上の他の治療的部分、例えば、1つ以上の疾患および/または状態の処置に有用な分子、小分子、抗体、オリゴヌクレオチドおよび同種のものをさらに含んでもよいことに留意すべきである。さらに、または代替的に、改変CBMは、1つ以上の他の(異なる)治療的要素とともに投与されてもよく、この場合、1つ以上の他の(異なる)治療的要素は、同じまたは異なる疾患の処置のために使用されてもよい。「ともに投与される」という用語は、1つ以上の他の治療的要素の投与の前、後および/またはそれと同時の改変CBMの投与を包含する。
本明細書に記載されている分子は、(経口を含む)経腸、非経口および/または局所投与用に製剤化されてもよく、当業者は、厳密な製剤化は投与経路に応じて変化する場合もあることを理解するであろう。
本発明による医薬組成物は、医薬品に通例使用される物質を含み、例えば、Remington's The Sciences and Practice of Pharmacy, 22nd Edition(Pharmaceutical Press 2012)および/またはHandbook of Pharmaceutical Excipients, 7th edition(compiled by Rowe et al, Pharmaceutical Press, 2012)に記載されているとおりに従来どおり調製されてもよく、これらの文献および参考文献のすべての内容全体を参照により組み込んだものとする。
本開示の治療または医薬組成物(改変CBMを含む分子を含み、本明細書に記載の薬剤または方法のいずれかに使用するための組成物)は、薬学的に許容される賦形剤、担体、アジュバントおよびバッファーの1つ以上とともに製剤化されてもよい。本組成物は、例えば、経口(経粘膜を含む)、非経口、経腸、筋肉内、皮下、静脈内投与されてもよく、または所望の効果(例えば、細胞成長/活性の調節、同じものと関連づけられる疾患/状態および/またはがんの処置または予防および/または腫瘍成長の調節)を達成するのに有用な任意の他の経路を介して投与されてもよい。明記したとおり、選択された投与経路に応じて、厳密な組成物の製剤化は、変化する場合もある。
改変CBMを含む分子を含み、対象に投与するための治療または医薬製剤は、化合物および/またはその炭水化物結合特性を不活性化するか、または変性させる可能性のある酵素、酸および他の天然の化合物/条件(例えば、免疫系の化合物(抗体を含む)、細胞およびプロセスを含む)の作用から分子を保護する材料中にコーティングされても、カプセル化されても、あるいは包まれてもよい。
本明細書に記載されている分子を含む組成物に使用するために利用可能な場合もあるさまざまな標準的な従来の賦形剤の中に、非経口、経腸、経口(経粘膜を含む)および他の投与の経路に適した、改変CBMを含む分子と有害な反応をしない薬学的に許容される有機または無機の担体物質がある。
改変CBMを含む分子が非経口投与用に製剤化される場合、組成物は、滅菌されてもよい。
本組成物は、油ベースの溶液もしくは水溶液、懸濁液および/またはエマルジョンを含んでもよい。
他の実施形態において、本組成物は、例えば、(溶解性もしくは生分解性)フィルム、ペッサリーまたは(座剤を含む)埋め込み剤(implant)などの埋め込み剤の形をとってもよい。
本明細書に記載されている分子を含む医薬調製物は、安定剤、湿潤剤、乳化剤、塩(浸透圧に影響を与える際に使用するため)、バッファーおよび/または活性化合物と有害な反応をしないその他の物質と混合されてもよい。
本明細書に記載されている1つ以上の分子は、経口用に製剤化され、投与されてもよい。明記したとおり、経口投与は、それ自体が鼻腔内投与および/または吸入による投与を含むであろう、粘膜投与を含むであろう。
使用のための組成物としては、経口投与に適した固体剤形を挙げることができる。これらとしては、例えば、カプセル剤、錠剤、丸剤、散剤、および顆粒剤を挙げることができる。任意の所与の固体剤形において、改変CBMを含む分子(または同じものを含む任意の分子もしくは複合物)は、少なくとも1つの不活性な薬学的に許容される賦形剤と混合されてもよい。適した賦形剤の例としては、この分野の当業者にはわかるであろうが、例えば、充填剤もしくは増量剤、保水剤、湿潤剤、結合剤、崩壊剤、溶解抑制剤(olution retarder)、吸収促進剤、吸着剤、滑沢剤またはそれらの混合物を挙げることができる。錠剤、丸剤またはカプセル剤は、緩衝剤をさらに含んでもよい。錠剤、糖衣錠、カプセル剤、丸剤および/または顆粒剤などの固体剤形はまた、胃腸環境および/または胃酸から保護するコーティングなどのコーティングおよびシェルを用いて調製することができる。
固体剤形は、不透明化剤(opacifying agent)を含んでもよく、腸管の特定の部分においてまたはそこへの活性剤(この場合、改変CBMを含む分子または同じものを含む複合物)の遅延放出を確保するよう製剤化されてもよい。
経口投与用の固体組成物は、それぞれの投薬が適切な用量の改変CBMを含む分子(または同じものを含む複合物)を含む単位剤形に製剤化され得る。任意の所与の固体剤形内に含まれる改変CBMを含む分子(または同じものを含む複合物)の厳密な量は、意図される使用に応じて変化することになる。固体組成物は、「単位用量」を含んでもよく、単位用量は、処置期間にわたって所望の効果(例えば、細胞成長および/または活性の調節)をもたらすよう算出された量の改変CBMを含む分子(または同じものを含む複合物)を含む。
経口投与用の液体剤形(明記したとおり)としては、乳剤、液剤、懸濁剤、シロップ剤、およびエリキシル剤を挙げることができ。液体剤形は、化合物または組成物に加えて、当該技術分野において一般的に使用される水またはその他の溶媒などの不活性希釈剤、可溶化剤および乳化剤を含んでもよい。
任意の本開示の分子は、任意の適切な量で使用されてもよい。明記したとおり、本分子は、経口、粘膜または非経口投与用に製剤化されてもよく、したがって、厳密な製剤化は、意図される投与経路および/または対象の生理的および/またはその他の特質によって決まる場合もある。任意の所与の用量に存在する改変CBMを含む分子の量は、0.1μg〜1000μgの範囲であってもよい。例えば、約0.1μg、0.2μg、0.3μg、0.4μg、0.5μg、1μg、10μg、20μg、25μg、50μg、100μg、200μg、300μg、400μg、500μg、600μg、700μg、800μgまたは900μgの量である。より多い量の改変CBM(または同じものを含む分子)が使用されてもよく、例えば、1mg〜10mgの範囲の量、例えば、約1mg、2mg、3mg、4μg、5mg、6mg、7mg、8mgまたは9mgの量である。選択された量の改変CBM分子が、特定の体積の薬学的に許容される賦形剤、希釈剤および/またはバッファー中で製剤化されてもよい。賦形剤、希釈剤またはバッファーの体積は、約10μl〜5mlであってもよい。例えば、CBM32/47/67/70分子の必要とされる量は、約15μl、20μl、25μl、30μl、35μl、40μl、45μl、50μl、55μl、60μl、65μl、70μl、75μl、80μl、85μl、90μl、95μl、100μl、200μl、250μl、300μl、400μl、500μl、600μl、700μl、800μl、900μl、1ml、2ml、3mlまたは4mlと組み合わされてもよい(または製剤化されてもよい)。例えば、5μg/ml、10μg/ml、20μg/ml、25μg/ml、50μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、300μg/ml、500μg/ml、600μg/ml、700μg/ml、800μg/mlまたは900μg/ml、950μg/ml、1mg/ml、1.5mg/ml、2mg/ml、2.5mg/ml、3mg/ml、3.5mg/ml、4mg/ml、4.5mg/ml、5mg/ml、5.5mg/ml、6mg/ml、6.5mg/ml、7mg/ml、7.5mg/ml、8mg/ml、8.5mg/ml、9mg/mlまたは9.5mg/mlの用量を含む、約0.1μg/ml〜10mg/mlの濃度の用量が使用されてもよい。
使用時、疾患(例えば、細胞増殖および/または分化障害あるいはがん)の処置および/または予防の一部として投与される改変CBM分子の用量は、何日、何週、何か月または何年にわたって複数回投与されてもよい。例えば、最初の(または第1の)投与後、約(+/−1または2日)3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、21、28および/または35日後に改変CBM分子の用量が再び投与されてもよい。複数の繰り返しの用量が、規則的な間隔で、例えば、先行する用量の後、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27または28日毎に与えられてもよい。与えられる任意の日に、特定の用量の改変CBM分子が1、2、3回以上投与されてもよい。毎回、改変CBM分子は、適した処置に影響を及ぼすか、または特定の疾患もしくは状態に対する予防をもたらすよう(最良だと考えられる何らかの経路によって)投与されてもよい。
本発明は、以下を示す以下の図を参照して詳細に記載される。
抗原性ペプチドのProPred予測を示す図である。A.SpCBM配列。B.PaTD配列。予測されるバインダーは青で色づけされ、それぞれの結合領域の最初の残基は赤で示されている。Nordic Biopharma(緑のバー)およびProimmune(紫のバー)によって予測される抗原性ペプチドを配列の下に示す。 野生型および変異ドメインの発現試験を示す図である。レーン1、M12標準物質;レーン2、WTSpCBM;レーン3〜11、Im15〜Im23;レーン12〜15、Im24〜Im27;レーン16、WT PaTD。A)全細胞抽出物、B)可溶性抽出物。 SpCBM構造におけるペプチド167〜181の位置を示す図である。 バリアントIm28〜Im34の発現およびNi−NTAプルダウンを示す図である。 六量体構造上のHEX17変異の部位を示す図である。個々のSpCBM(pdbコード4c1x)およびPaTD(pdbコード2w38)の結晶構造を組み合わせて六量体(すなわち、1分子当たり6コピーのSpCBMおよび3コピーのPaTD)を作ることによってHEX17の四次構造のモデルを作った。結合したリガンド(α2,3−シアリルラクトース)の位置を棒状(オレンジ)に示している。変異の位置も以下のように示す:青、A162P変異の部位;水色、他の2つのCBM変異の部位;マゼンダ、TD変異の部位。 IL−8刺激を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、IL−8含有量をELISAによって求めた。対照と処理細胞との間の統計的有意性を、Tukey多重比較検定を使用した一元配置分散分析法を用いて判断した。 炎症性メディエーターの多重分析を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。6h、24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、ヒトCytokine 12−plexアッセイを使用して炎症性メディエーターを分析した。対照および/またはWT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 炎症性メディエーターの多重分析を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。6h、24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、ヒトCytokine 12−plexアッセイを使用して炎症性メディエーターを分析した。対照および/またはWT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 炎症性メディエーターの多重分析を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。6h、24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、ヒトCytokine 12−plexアッセイを使用して炎症性メディエーターを分析した。対照および/またはWT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 炎症性メディエーターの多重分析を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。6h、24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、ヒトCytokine 12−plexアッセイを使用して炎症性メディエーターを分析した。対照および/またはWT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 炎症性メディエーターの多重分析を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。6h、24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、ヒトCytokine 12−plexアッセイを使用して炎症性メディエーターを分析した。対照および/またはWT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 炎症性メディエーターの多重分析を示すグラフである。10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17)の添加によってA549細胞を刺激した。6h、24hまたは48hの時点において細胞上清を採取し、ヒトCytokine 12−plexアッセイを使用して炎症性メディエーターを分析した。対照および/またはWT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 インフルエンザ菌株PR8により致死的攻撃をした場合のCBM処置マウスおよび未処置マウスの生存パーセンテージを示すグラフである。CBM2、CBM3およびCBM4は、それぞれHEX17、HEX6およびWT(SpOrig)を表す。CBMを単回投与した動物には、PR8による致死的攻撃の1日前に100μgのCBMを与え、反復投与された動物にはPR8攻撃の3日および1日前に2×0.1μgのCBMを与えた。 PR8感染中のCBM処置マウスおよび未処置マウスの臨床スコアを示すグラフである。CBM2、CBM3およびCBM4は、それぞれHEX17、HEX6およびWT(SpOrig)を表す。1〜5の上昇する臨床スコアは、それぞれ症状のない(1)から昏睡および死亡(5)を示す。 PR8感染中のCBM処置マウスおよび未処置マウスの体重減少パーセンテージを示すグラフである。CBM2、CBM3およびCBM4は、それぞれHEX17、HEX6およびWT(SpOrig)を表す。 PR8攻撃マウス試験からの21日目の肺ホモジネートおよび血清組織の抗mCBM抗体分析を示すグラフである。WT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 PR8攻撃マウス試験からの21日目の肺ホモジネートおよび血清組織の抗mCBM抗体分析を示すグラフである。WT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 PR8攻撃マウス試験からの21日目の肺ホモジネートおよび血清組織の抗mCBM抗体分析を示すグラフである。WT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 PR8攻撃マウス試験からの21日目の肺ホモジネートおよび血清組織の抗mCBM抗体分析を示すグラフである。WT六量体と六量体バリアントとの間の統計的有意性を、一元配置分散分析法(Tukey多重比較検定)を使用して判断した。 35日目のBALマウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目のBALマウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目のBALマウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目のBALマウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目の血清マウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目の血清マウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目の血清マウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。 35日目の血清マウスサンプルの抗CBM抗体レベルを示すグラフである。
方法および結果
Sp2CBMTD:免疫原性領域の予測
Nordic Biopharmaインシリコスクリーニング
インシリコT細胞エピトープスクリーニングは、4つの顕著な免疫原性集団および2つの境界の免疫原性集団を特定した。
顕著:
ドメイン 残基範囲 配列
SpCBM 245〜254 GVLSRTSLRS
PaTD 340〜349 WFSVSSNSLY
PaTD 351〜359 LSHGLQRSP
PaTD 398〜406 GSLNIRLGT
境界:
ドメイン 残基範囲 配列
SpCBM 167〜178 FYNLFSVSSATK
SpCBM 239〜251 VRLYVNGVLSRTS
ProimmuneヒトドナーT細胞増殖アッセイ
Proimmune調査は、抗原性が高い2つの領域および抗原性が中程度の2つの領域を強調した。
抗原性が高い:
ドメイン 残基範囲 配列
SpCBM 236〜250 KGRVRLYVNGVLSRT
PaTD 392〜406 GAQVEVGSLNIRLGT
抗原性が中程度:
ドメイン 残基範囲 配列
SpCBM 167〜181 FYNLFSVSSATKKDE
PaTD 338〜352 SDWFSVSSNSLYTLS
ProPredインシリコ解析
さらなるインシリコツール、オンラインProPredサーバ4も使用した。ProPredサーバの結果を図1に示す。Nordic Biopharma/Proimmuneエピトープの相対的な位置も強調され、3つの方法間で妥当な一致を示している。ProPredは、上で挙げたエピトープに加えて、SpCBMドメインに別の1つの免疫原性エピトープを強く予測した。
ドメイン 残基範囲 配列
SpCBM 286〜294 IRNLTVYNR
個々のCBMおよびTDドメインにある変異
免疫原性を低下させるであろう変異の設計を導くために、ProPredを使用して、これらのペプチドの各残基をすべて代替残基に替える影響を試験した。アレルバインダー(allele binder)の予測される数を最も減少させたものが確認された。SpCBMおよびTDドメインの両方の結晶構造はわかっているため、タンパク質構造を明らかに妨害するであろう変異を導入する可能性を低下させるようこれらの変異のモデルも作った。
初めに、SpCBMに9つの単一の変異およびPaTDに4つの単一の変異を導入し、それを以下に列挙する(「Im」は、免疫原性変異体の略である)。
Figure 2021511308

注:Im1〜Im14(示さず)は、Proimmuneデータが利用可能になる前にコドン最適化されていないバックグラウンドに変異誘発によって導入された。
WTおよび変異コンストラクトの合成
WT SpCBM、WT PaTDおよびバリアントIm15〜Im27をコードする遺伝子をE.coli発現のためにコドン最適化し、GeneArtによって合成した。その遺伝子を、その後、6Hisタグ付きタンパク質としての発現のために社内でpHISTEVベクターにクローン化した。
発現および生物物理学的キャラクタリゼーション
溶解性を評価するために最初の発現試験を実施した。結果は、すべてが発現したが、すべてが溶解性な訳ではなかったことを示している(図2)。注:溶解性(またはその欠如)が必ずしも有用性の予測因子ではない。当業者は、タンパク質を製造または生産するとき、特定のプロセスには、(封入体および同種のものから)容易に精製されるため、不溶性材料の使用が必要とされることを理解するであろう。下流のプロトコルは、その後、溶解性などの特徴を調節するためにタンパク質を再構築してもよい。
発現試験の結果は、以下のことを示している。
・Im16(L170A)は、不溶性であるか、または非常に難溶性である
・Im25(TD、S345D)は、不溶性である
・Im15(Y168W)およびIm17(L170T)は、低下した溶解性を有する
・Im18(V173G)およびIm22(I286A)は、わずかに低下している。
・残りは、可溶性発現を示す。
13の可溶性タンパク質をE.coliにおいて発現させ、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)に続く6Hisタグを除去するためのTEV消化、その後、リバースIMAC(reverse IMAC)およびサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって精製した。
精製された10のドメイン(WTSp、Im19、Im20、Im21、Im22、Im23、WTTD、Im24、Im26およびIm27)は、以下によってさらに特徴づけられた。
(i)融解温度(Tm)を測定するためのThermofluor
(ii)三次構造をWTと比較するための近紫外円二色性(CD)
(iii)溶液中のオリゴマー状態を調べるための動的光散乱(DLS)
(iv)シアリルラクトースに対する結合親和性を測定するための表面プラズモン共鳴(SPR)
(v)IL−8サイトカイン刺激の測定
その結果の概要を表1に示す。
Figure 2021511308
表1.WTドメインおよびそれらのバリアントの生物物理学的キャラクタリゼーションの定性的概要。色分けは、(緑’、オレンジおよび黄色を含む)緑から赤であり、ここでは、緑は、バリアントがその特定の特徴に関してそのWT対応物とよく類似していることを示し、淡緑色(緑’)または黄色は、差の程度の増加を示す。赤またはオレンジは、顕著な差を示す。N/A:タンパク質の溶解性/純度が不十分なため、これらのキャラクタリゼーションが実施されなかった。N/D:未決定。
Spペプチド167〜181:
Im15、Im16、Im17、Im18はすべて、不溶性または難溶性である(明記したとおり、これは、必ずしもタンパク質の有用性に影響を与える訳ではない)。これらは、「中程度に」抗原性の領域167〜181(FYNLFSVSSATKKDE)にある。この領域は、明らかに変化に非常に影響されやすい。
前の結果は、L170(およびI286)に隣接したM156FがTmを約4℃上昇させることを示している。
したがって、これはL170Tと組み合わせることができるであろう。M156Fは、予測される免疫原性を増加させない。
M185Iは、Tmを5℃上昇させ、L170に平行する(図3)。この変異も含むことができるであろう。なお、M156Fのように、M185Iは予測される免疫原性を増加させないが、予測されるアレルバインダーの数をわずかに減少させる。
Spペプチド236〜250:
Im19、Im20、Im21はすべて、WTと同様に挙動した。これらは、「高度に」抗原性の領域236〜250(KGRVRLYVNGVLSRT)にある。
トレオニン変異(Im20、V239T)よりもIm19(V239A)を選択した。予測される免疫原性に差はないが、Im19は、WT Thermofluor Tmおよび近紫外スペクトルとより一致している。これは、Im21(V246G)と組み合わされるであろう。
Spペプチド286〜294:
Im22(I286A)は、WTと大まかに類似しているが、Im23(Y292E)は、低いリガンド親和性を示すようである。この領域、286〜294IRNLTVYNRは、Proimmuneによってはフラグが立たなかったが、ProPredによっては免疫原性であると強く予測されている。
Im22がWTよりも低いTmを有するいくつかの指標がある。この残基は、M156に隣接しているため、M156Fが含まれた場合、異なるように挙動する可能性がある。
TDペプチド338〜352:
Im24(S342D)およびIm26(L348D)は、WT三量体形成ドメインと類似の特徴を示すが、Im26のTmの低下がいくらか示唆される。これらは、「中程度に」抗原性の領域338〜352SDWFSVSSNSLYTLSにある。WT配列は、9つのアレルと結合することが予測されたが、Im24は、2つのアレルを予測し、Im24/Im26二重変異体は、1つのアレルを予測する。
TDペプチド392〜406:
Im27(R403K)は、WTと類似している。これは、「高度に」抗原性の領域392〜406GAQVEVGSLNIRLGTの一部である。この変異が導入されると、予測されるアレルは、21から3に減少する。
複数の変異の組み合わせIm28〜34の合成
以下の変異を導入した。
i)M156F/L170T
ii)M156F/L170T/M185I:ProPredにおいて、この領域に関して予測されるアレルは、WTの31からこの組み合わせの19に減少している。
iii)V239A/V246G:ProPredにおいて、この領域に関するアレルは、44から3に減少している。
iv)I286A/Y292E:ProPredにおいて、アレルは、41から1に減少している。
v)V239A/V246G/I286A/Y292Eは、先行する前の二重のものを組み合わせている。
vi)M156F/L170T/M185I/V239A/V246G/I286A/Y292Eは、すべてのSp変異を組み合わせている
vii)TD:S342D/L348D/R403K:予測されるアレルは、TDペプチド338〜352に関しては9から1に減少しており、ペプチドTDペプチド392〜406に関するアレルは、21から3に減少している。この三重変異体は、すべてのTD変異体を組み合わせている。これらはすべて、表面に露出し、TDのN末端の遠位にあるため、六量体型のSpCBMを妨げないことが予想されるであろう。
コンストラクトは、Im28〜Im34と呼ぶ。
(SpCBM)バリアント 変異
Im28 M156F/L170T
Im29 M156F/L170T/M185I
Im30 V239A/V246G
Im31 I286A/Y292E
Im32 V239A/V246G/I286A/Y292E
Im33 M156F/L170T/M185I/V239A/V246G/I286A/Y292E
(PaTD)バリアント 変異
Im34 S342D/L348D/R403K
2.5 Im28〜Im34の発現および生物物理学的キャラクタリゼーション
単一の変異と同様に、組み合わせIm28〜Im34をGeneArtによって合成し、発現解析のためにpHISTEVにサブクローニングした。Hisタグ付き可溶性抽出物に対するニッケルビーズプルダウンも実施した(図4)。
六量体型
六量体コンストラクトHEX1〜HEX17の設計
六量体型(HEX1〜HEX17と呼ぶ)をコードする遺伝子をGeneArtによって合成した。
Sp2CBMTD
Figure 2021511308
タンデム型CBMコピーの反復配列を合成することに関連する問題を回避するために六量体型を2つの部分で合成した。第1の遺伝子は、第1のCBMを含み、第2の部分は、第2のCBMプラスTDを包含した。これらは、その後、同時にpHISTEVにクローン化して、発現時に三量体を形成するSp2CBMTDコンストラクトを作り出すことができた。
第1の六量体、HEX1は、CBMに変異L170T/V239A/V246G/I286A/Y292EおよびTDにS342D/L348D/R403Kを含んでいた。
個々のドメインの溶解性データは、HEX1が可溶性ではなさそうであったことを示した(繰り返すが、必ずしも分子の有用性を反映する訳ではない)。さらなるコンストラクト、HEX3を合成した。なおHEX2には、HEX3と同じ変異が含まれたが、Y292Eが追加された。
HEX3を合成し、pHISTEVベクターにサブクローニングした。発現は、すべての試験条件(変動する温度、IPTG濃度、誘導時の細胞密度、熱ショックあり、またはなし)下において不溶性であった。同じ3つの変異(V239A V246G I286A)を含むCBMのみのドメインは、可溶性である。二重変異体(V239A V246G)は、WTと極めて類似して挙動する。よって、I286Aを含まず、一方または両方のいずれかのTD変異を含むさらなるバリアント(HEX4、HEX5およびHEX6)を設計し、PCR/ライゲーションによって構築した。
HEX6に対する研究の間、HEX6変異の異なる組み合わせを含むいくつかの他のバージョンを設計した(HEX7〜HEX16の番号を付けた;特徴づけされていない)。
HEX17は、追加のA162P変異とともにHEX6変異を含む。このプロリン変異は、単一のCBM Tmを3〜4℃上昇させることが示された。プロリン変異は、他の変異、NもしくはC末端またはリガンド結合部位に近くない。
六量体バリアントのキャラクタリゼーション
発現、精製およびキャラクタリゼーションの結果を表2に示す。これらの結果に基づいて、HEX6およびHEX17を前に進めた。六量体上のHEX17変異の位置を図5に示す。
Figure 2021511308
表2.六量体Sp2CBMTDバリアントの生物物理学的キャラクタリゼーションの定性的概要。色分けは、緑から赤であり、ここでは、緑は、バリアントがその特定の特徴に関してそのWT対応物とよく類似していることを示し、淡緑色(緑’)または黄色は、差の程度の増加を示す。赤またはオレンジは、顕著な差を示す。N/A:タンパク質の溶解性/純度が不十分なため、これらのキャラクタリゼーションが実施されなかった。N/D:未決定。
(実施例1)
炎症性メディエーター。
目的:経時的に炎症性メディエーターのレベルを分析することによってmCBM処理ヒト肺上皮細胞(A549)の自然免疫応答を評価すること。
Sp2CBMTDの哺乳動物細胞への投与は、インビトロおよびインビボの両方において炎症促進応答を刺激した1、2。これが改変六量体シアル酸結合分子を用いても依然として観察されるかどうかを判断するために、10μgの生物学的製剤(Sp2CBMTD(別名SpOrig)、HEX6またはHEX17の添加によって哺乳動物A549細胞を刺激し、投与後の特定の時点に細胞培養培地を採取した。炎症性メディエーターの濃度をELISAおよび多重アッセイの両方によって測定した。
ヒト1×Mouse CXCL1/KC Quantikine ELISA Kit(R&D BioSystems)を使用したヒトIL−8(試験のための基準サイトカイン)応答。刺激したA549細胞からのIL−8の濃度レベルを図6に示す。A549細胞が改変六量体HEX17により刺激されると、IL−8レベルがSp2CBMTD(別名SpOrig)、またはHEX6刺激細胞と比較した場合よりも有意に低いことが明らかである。
ヒトCytokine 12−plexアッセイ(Bio−Plex Pro(商標)、Bio−Rad)を使用した炎症性メディエーター応答。図7は、Sp2CBMTD(WT、別名SpOrig)、HEX6およびHEX17(バリアント)によるA549細胞刺激後の特定の時点(6h、24h、48h)における培養培地からの12の炎症性メディエーターの分析を示す。分析に先立って、サンプルを解凍し、ヒトHS Cytokine−12 plexアッセイ(R&D Systems)を使用する前にPBS中で1:4に希釈した。このデータは、以下のことを示している。
・HEX17は、SpOrigおよびHEX6と比較して、試験したほぼすべてのサイトカインのレベルに影響を及ぼしている。SpOrigおよびHEX6と比較した場合に、48hの時点で分析物IL−6、IL−8、GM−CSFおよびIFN−ガンマの観察された濃度(pg/ml)が有意に低下している。
・48hの時点の対照と比較した場合、HEX17は、IL−5、およびVEGF(まだ確認されていない)を除く試験したすべてのサイトカインのレベルを増加させたようである。
・HEX6は、48hの時点においてSpOrigと比較してIL−6刺激の低下のみを示した。
(実施例2)
インビボにおけるPR8マウスデータ。
試験の目的は、致死性インフルエンザ感染症のマウスモデルにおいてSp2CBMTD(SpOrig)およびそのバリアントの効力を評価することであった。単独で病的状態または大量死を引き起こすかどうかを評価するために各候補タンパク質をインフルエンザ感染症でない状態でも投与した。
生存、臨床スコアおよび体重減少。
この結果は、CBM2(HEX17)、CBM3(HEX6)またはCBM4(WT、SpOrig)のいずれも、単独でいかなる明白な病的状態または大量死も引き起こさなかったことを示している。PR8インフルエンザウイルスによる致死的攻撃の1日前のCBM2(HEX17)、CBM3(HEX6)およびCBM4(WT、SpOrig)のいずれかの単回の100μg用量の投与がPR8感染から保護し、最大の効力はHEX17(100%生存)で見られ、続いて、SpOrig、次にHEX6であった(図8)。臨床スコアも、SpOrigおよびHEX6と比較してHEX17で低かった(図9)。生き延びた単回高用量処置群のマウスはすべて、ピーク感染時に体重が減少したが、未処置の感染マウスとは対照的にすぐに回復した(図10)。
PR8攻撃マウス試験からの肺ホモジネートおよび血清組織の抗mCBM抗体分析。
この試験の目的は、Sp2CBMTD(SpOrig)の改変されたバリアントの改変された免疫原性エピトープがPR8攻撃試験のマウスにおいて抗体レベルの低下を示せるかどうかを判定することであった(エピトープは、ヒトMHCクラスII結合情報に基づいて改変されたことに留意すべきである)。これに関して、PR8攻撃試験から生き延びたマウスを21日目に選別し、肺および血清を採取し、ELISA方式で被覆抗原SpOrig(1μg/ウェル)に対する抗mCBM抗体、IgG、IgA、IgEおよびIgMに関して試験した。図11に示したデータは、以下のことを示した。
・改変タンパク質HEX17は、SPORIGと比較してマウス肺IgMレベルの有意な(p<0.05)低下を示した。HEX6処置については生き残っているマウスが1匹のみのため、HEX17およびSpOrigのデータのみを統計分析した。
・SpOrigと比較して改変CBMで処置したマウスにおいて抗体レベルのわずかな低下傾向(肺IgAおよびIgM)のいくつかの指標がある。
(実施例3)
マウスにおけるmCBM、Sp2CBMTDおよびHEX17の反復鼻腔内投薬の影響。
この試験の目的は、マウスにおける経時的なSp2CBMTD(SpOrig)およびHEX17の両方の反復投薬の臨床的影響および免疫応答を評価することであった。
実験手順
鼻腔内投薬。1、15および29日目に、マウスの群(薬剤毎に10匹の雌、10匹の雄のBALB/cマウス)に、40μLの固定体積で回復可能なガス麻酔(イソフルラン/酸素混合物)下において鼻腔内経路により20μgの滅菌PBS、Sp2CBMTDまたはHEX17のいずれかを投与した。
体重および投与後の所見。−1日目から試験終了(35日目)まで週に2回すべてのマウスを計量した。用量投与後の最初の2hは15分毎、その後、次の6hは30分毎に投与後の所見を記録した。
組織サンプルの分析。ELISA方式でコーティング抗原としてSp2CBMTDまたはHEX17(1μg/ウェル)のいずれかに対する抗CBM抗体応答(IgG、IgAおよびIgM)に関してマウス組織(血清および気管支肺胞洗浄(BAL))を試験した。さまざまな抗体タイプに対するHRP結合検出抗体のその発色基質3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)との反応後の各サンプルのOD450nmにおける吸光度示数(基準バックグラウンドOD620nm)を測定した。
結果:
臨床スコア。
マウスにおけるSp2CBMTDおよびHEX17の反復鼻腔内投薬の影響についてのさらなる試験は、いずれの分子も体重または食餌摂取にいかなる著しい影響もなかったことを明らかにしている。さらに、より後の用量において、HEX17は、より良好な認容性を示したようであり、いくつかの(回復する)臨床徴候(立毛、背中を丸めた姿勢、活動性低下、半ば閉じた眼および不規則な呼吸を含む)がSp2CBMTD投与後の限定された期間に確認された。
マウスの血清およびBAL組織の抗mCBM抗体分析。
図12に示したデータは、1〜29日目の間に2週間毎に20μgのCBMの3用量をマウスに与えた場合、35日後に適応免疫応答が両CBMに対して誘発されたことを示した。HEX17(エピトープが前に示されたヒトMHCクラスII結合情報に基づいて改変された改変CBMまたは「脱免疫化」CBMの例)は、BALおよび血清組織の両方においてSp2CBMTD処置マウスと比較してIgAの有意な(p<0.05)減少を実証した。これは、両被覆抗原に対して観察された。2つの候補間のIgA応答の差も雄および雌マウス間で著しかった。IgG応答の差は、血清よりもBALサンプルでより明らかであった。Sp2CBMTDに対して試験した場合、BALおよび血清サンプルの両方のIgMレベルの有意な低下もあったが、これは、HEX17被覆プレートでは有意でなかった。

Claims (10)

  1. 1つ以上の改変ファミリー40炭水化物結合モジュール(CBM40)を含む、シアル酸結合分子。
  2. 1つ以上の改変CBM40が、参照配列に対して1つ以上の変異を含む、請求項1に記載のシアル酸結合分子。
  3. 参照配列が、
    (i)野生型ファミリー40CBM配列;
    (ii)Vibrio choleraeの野生型CBM40配列;
    (iii)Vibrio choleraeのNanHシアリダーゼ配列;
    (iv)Streptococcus pneumoniaeの野生型CBM40配列;
    (v)Streptococcus pneumoniaeのNanAシアリダーゼ配列;
    (vi)配列番号1の配列;
    (vii)配列番号2の配列;
    (viii)配列番号3の配列;および
    (ix)配列番号4の配列
    からなる群から選択される、請求項1または2に記載のシアル酸結合分子。
  4. 変異が、
    (i)1つ以上のアミノ酸置換;
    (ii)1つ以上のアミノ酸除去;
    (iii)1つ以上のアミノ酸付加/挿入;
    (iv)1つ以上のアミノ酸/配列反転;および
    (v)1つ以上のアミノ酸/配列重複
    からなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシアル酸結合分子。
  5. シアル酸結合分子が、改変オリゴマー形成ドメインを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシアル酸結合分子。
  6. 改変オリゴマー形成ドメインが、参照配列に対して1つ以上の変異を含む、請求項5に記載のシアル酸結合分子。
  7. 参照配列が、
    (i)野生型Pseudomonas aeruginosaシュードアミニダーゼ配列;
    (ii)受託番号Q9L6G4として寄託されたPseudomonas aeruginosaシュードアミニダーゼアミノ酸配列;
    (iii)配列番号13の配列;および
    (iv)配列番号14の配列
    からなる群から選択される、請求項5または6に記載のシアル酸結合分子。
  8. 以下の構造:
    CBM1(V239A V246G A162P)--CBM2(V239A V246G A162P)--TD(S342D R403K)
    を含み、CBM1およびCBM2はCBM40配列由来であり、TDは三量体形成ドメイン由来である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のシアル酸結合分子。
  9. 以下の配列を含む、シアル酸結合分子。
    GAMVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDPKAPAFYNLFSVSSATKKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTVEKPTAELPKGRARLYVNGGLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIRNLTVYNRALTPEEVQKRSGGGSGVIEKEDVETNASNGQRVDLSSELDKLKKLENATVHMEFKPDPKAPAFYNLFSVSSATKKDEYFTMAVYNNTATLEGRGSDGKQFYNNYNDAPLKVKPGQWNSVTFTVEKPTAELPKGRARLYVNGGLSRTSLRSGNFIKDMPDVTHVQIGATKRANNTVWGSNLQIRNLTVYNRALTPEEVQKRSGGSLGVPDFESDWFDVSSNSLYTLSHGLQRSPRRVVVEFARSSSPSTWNIVMPSYFNDGGHKGSGAQVEVGSLNIKLGTGAAVWGTGYFGGIDNSATTRFATGYYRVRAWI
  10. (i)治療に
    (ii)疾患の処置および/または予防を必要とする対象における疾患の処置および/または予防に;
    (iii)(ヒトまたは動物対象における)免疫応答の調節に;
    (iv)細胞成長、増殖および/または分化の調節に
    (v)アジュバントとして;
    (vi)医薬として;
    (vii)がんの処置に;および
    (viii)細胞表面シアル酸含有レセプターと結合する病原体によって引き起こされるか、またはもたらされる疾患の処置および/または予防に、
    使用するための、請求項1〜9のいずれか1項に記載のシアル酸結合分子。
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