JP2021515573A - 抗体のアフィニティ成熟のための方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、関心対象の抗体のフレームワーク領域および少なくとも1つの隣接相補性決定領域(CDR)をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する新規方法に関する。これらのライブラリーは、親抗体と比較して改善された特性を有する成熟抗体を得るための、アフィニティ成熟法における使用に適している。

Description

本発明は、関心対象の抗体のフレームワーク領域および少なくとも1つの隣接相補性決定領域(CDR)をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する新規方法に関する。これらのライブラリーは、親抗体に比較して改善された特性を持つ成熟抗体を得るための、アフィニティ成熟法における使用に適している。
本明細書において、特許出願および製造者のマニュアルを含む多くの文書が引用される。これらの文書の開示は、本発明の特許性に関して関連するとは見なされないが、その全体が本明細書に援用される。より具体的には、すべての言及される文書は、各個々の文書が特にそして個々に本明細書に援用されると示されるのと同じ度合いまで、本明細書に援用される。
抗体は、診断および療法適用に広く用いられている。このため、こうした抗体の特性を最適化するための方法、例えばターゲット抗原に対するアフィニティを増加させることへの開発にかなりの努力が払われてきた。抗体アフィニティの増加は、特異性が改善されているため、減少した抗体および/または抗原濃度で、抗体のパフォーマンスを増進させると期待される。in vitroアフィニティ成熟のための異なる方法が知られており、これには、細胞に基づくディスプレイ、例えば酵母細胞表面ディスプレイ、ファージディスプレイまたは細胞不含ディスプレイ、例えばリボソームディスプレイが含まれる。これらの方法は、非特異的結合剤を排除し、そして高アフィニティの特異的結合剤を同定するため、陰性および陽性選択の実行を可能にする。
しかし、既知のアフィニティ成熟法の不都合な点は、ポリヌクレオチドライブラリーに突然変異誘発されていない親配列がしばしば多量に存在することであり、これによって、改善された抗体の選択および同定は、時間が掛かり、そして労力を要するものとなる。いくつかの場合、アフィニティ成熟法を用いることによっては、改善された抗体の同定はまったく不可能でさえあった。本発明者らは、ここで、望ましくない多量の親配列を含有しないライブラリーを提供することによって、先行技術に関連する不都合な点を克服するための方法を見出している。
本発明は、心臓トロポニンT(cTnT)に対する抗体を用いて例示されているが、方法は、他の抗原に対して向けられる抗体にも転用可能であることが意図される。
心臓トロポニンTは、心疾患患者において広く用いられるバイオマーカーである。心疾患患者におけるその有用性は、近年、Westermannら(Nature Reviews/Cardiology, vol 14(2017) 473−483)によって概説されてきている。cTnTの使用は、急性心筋梗塞(AMI)と推測される患者においてよく確立されているが、トロポニン測定はまた、他の急性および非急性セッティングでも用いられている。AMIと推測される患者において、迅速な治療およびさらなる診断評価を可能にするため、早期の意思決定が非常に重要である。
トロポニンに関するより新しい高感度のアッセイは、明確により低い濃度の検出も可能にする。これらのアッセイおよび非常に低いカットオフ濃度を用いた、いくつかの迅速な診断戦略が、急性心臓ケアにおける診断を改善することが報告されてきている。さらに、例えば心不全、肺塞栓症、または安定冠動脈疾患患者におけるバイオマーカーとしてのトロポニンアッセイの非冠動脈および非急性適用は、近い将来実現しそうであり、そして個体リスク階層化を改善する可能性もある。
心臓トロポニンTは、通常、サンドイッチ型イムノアッセイで測定され、ここで、少なくとも1つの抗体を用いて、cTnTを捕捉し、そして少なくとも第二の(標識)抗体を用いて、試料中のcTnTを検出する。これはまた、Roche Diagnostics、ドイツによって販売されるcTnTに関する第五世代アッセイにも当てはまる。欧州動物細胞培養コレクション(European Collection of Animal Cell Culcures)、英国に寄託されるようなハイブリドーマクローン7.1 A 12.2−22(ECACC 89060901)によって産生されるモノクローナル抗体12.1A11.11−7は、cTnTに関するアッセイにおける最適な検出抗体として、ほぼ30年に渡って用いられてきている。この抗体が1989年に生成されてから、cTnTの検出のためにより優れたモノクローナル抗体は浮上してきていない。
過去数年にわたって、例えばこうしたアッセイで用いる検出抗体の標識のための洗練された技術に基づいて、多様なトロポニンを測定するためのさらにより高感度のアッセイが開発されてきている。
多くの研究によって、AMIと推測される患者のトリアージを改善する潜在能力に関して、ならびに臨床診断の他の分野におけるその有用性に関しての両方で、トロポニンに関する多様な高感度アッセイが評価されてきている。
最も高感度のトロポニンアッセイさえ、健康な個体の特定の割合で、トロポニンを測定できないと報告されてきている(例えばWestermannら、上記を参照されたい)。明らかに、アッセイ感度は、例えばcTnTの検出において最も重要であり、そしてこの目的に向けた改善が非常に望ましいであろう。
現在、非常に驚くべきことに、本明細書の請求項において定義するように、アフィニティ成熟のための新規方法に基づいて、抗体12.1A11.11−7の相補性決定領域(CDR)において特定の突然変異を有する抗体を選択し、そして同定することも可能であることが見出されてきており、該抗体は、一方で、cTnTと抗体の複合体形成に負の影響を及ぼさず、cTnTおよびこうした突然変異抗体の間に形成される複合体の安定性に関して、有意な改善を示す。これらの驚くべき特性を通じて、優れた感受性を持つcTnTに関するアッセイが実現可能である。
抗体12.1A11.11−7に成功裡に適用されてきたアフィニティ成熟法を、本開示に基づく診断および療法抗体を含む異なる抗体に転用してもよい。
したがって、本発明は、一連の増幅反応を実行することによって、抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する新規方法に関する。これらのポリヌクレオチドライブラリーを、ターゲット抗原に対する増加したアフィニティなどの改善された特性を持つ抗体を同定するための選択法において用いてもよい。
本発明の目的は、既知の親相補性決定領域(CDR)を含む可変鎖を有する親抗体に比較して、改善された特性を有する抗体を生成することであり、ここでこれらの既知のCDRは、既知のCDRポリヌクレオチド配列にコードされる。
第一の工程において、前記親抗体の可変鎖の1つのランダム化CDRまたは前記親抗体の可変鎖の2つの隣接ランダム化CDRをコードする、複数のポリヌクレオチドライブラリーを生成する。これらのライブラリーは、CDRのランダム化のそれぞれの度合いに応じて、約10〜約1011メンバー、または約10〜約1010メンバーのサイズを有してもよい。
これらのライブラリーを組み合わせることによって、さらなるポリヌクレオチドライブラリーを生成する。このライブラリーのメンバーは、ランダム化可変鎖、すなわち前記親抗体の可変鎖のランダム化CDR1、ランダム化CDR2およびランダム化CDR3をコードする。さらに、ライブラリーメンバーは、可変鎖のフレームワーク領域FW1、FW2、FW3およびFW4、特に親抗体の可変鎖のフレームワーク領域FW1、FW2、FW3およびFW4をコードしてもよい。このライブラリーは、CDRに関するランダム化のそれぞれの度合いに応じて、約10〜約1022メンバー、または約1011〜約1013、または約2x1011〜5x1012メンバーのサイズを有してもよい。
本発明のポリヌクレオチドライブラリーは、親CDRポリヌクレオチド配列を実質的に含まない。これは、親CDRポリヌクレオチド配列が存在しないライブラリーを生成することによって達成可能である。したがって、ライブラリー中に親CDRポリヌクレオチド配列を含む個々のライブラリーメンバーの量は、1つのランダム化CDRポリヌクレオチド配列を含むライブラリーに関して、約1:10もしくはそれ未満、1:5x10もしくはそれ未満、または約1:10もしくはそれ未満、あるいは2つのランダム化CDRポリヌクレオチド配列を含むライブラリーに関しては約1:10もしくはそれ未満、あるいは3つのランダム化CDRポリヌクレオチド配列を含むライブラリーに関しては約1:5x10もしくはそれ未満、または約1:10もしくはそれ未満である。
1つまたはそれより多い重鎖CDR内にランダムアミノ酸置換を含むライブラリーの構築。図1A:突然変異体ライブラリーの構築に必要な重鎖断片の産生(工程1)。第一ラウンド(PCR1)において、それぞれ、断片1、3および4に対応する3つの異なる重鎖断片を、対応するプライマーセットの補助によって生成した。薄いグレーのストレッチはCDRを示す。主鎖配列を黒で示す。水平の矢印は用いるプライマーを示す。垂直の矢印はPCRの結果を示す。図中で×印で示される短い42bpオリゴヌクレオチド(断片2)は、PCRによっては得られず、別個に化学合成された。 1つまたはそれより多い重鎖CDR内にランダムアミノ酸置換を含むライブラリーの構築。図1B:CDR単一アミノ酸ランダム化によるHCライブラリー合成。第二の工程PCR2において、図1Aに記載するように得られた4つの断片は、テンプレートとして働いた(黒線)。×印を含む水平の矢印は、各々、各CDRコドン位に関して縮重されているNNKコドンを含む、ポリヌクレオチドライブラリーを示す。これらのポリヌクレオチドライブラリーは、さらに、必要とされ、そして示されるように、工程1の断片の1つまたは2つにハイブリダイズ可能な配列ストレッチを含む。順方向および逆方向プライマー(小さい矢印)は、それぞれ、それぞれのPCRを実行するために用いられた。 1つまたはそれより多い重鎖CDR内にランダムアミノ酸置換を含むライブラリーの構築。図1C:ライブラリー合成の最終工程。工程1の断片の1つまたは2つにハイブリダイズ可能なさらなる配列ストレッチは、HCライブラリーの産生における最終工程、すなわちPCR2の4つの産物すべてを用いた重複PCRを実行するために必要である。この重複PCRにおいて、末端プライマー(F1A;R1A)を用いて、そして断片自体がメガプライマーとして作用する。 ペリプラズム(periplasmatic)Fab発現のためのベクターマップ。示す図中の説明は、自明であると考える。 cTnT結合Fab断片のスクリーニングのためのELISAセットアップ。ストレプトアビジンでコーティングされたマイクロタイタープレート(SAプレート)を用いて、ビオチン化心臓トロポニンT(bi−cTnT)を固相に結合させる。組換え抗cTnT重鎖を含むFab断片(<cTnT>−Fab)はTnTに結合し、そしてペルオキシダーゼ(POD)標識抗ヒトFab抗体(抗huFab−POD)を通じて検出される。 Elecsysサンドイッチアッセイ。アッセイセットアップを示すスキームを示す。ビオチン化(bi)捕捉抗体をストレプトアビジン(SA)コーティングビーズに付着させる。多様なアフィニティ成熟抗cTnT抗体をルテニル化(Ru)し、そしてアフィニティ成熟の効果をECL分析によって調べた。 真正特定因子および特定因子誘導体に関するECLシグナルカウント。真正抗cTnT抗体および突然変異体抗体(組み合わせ12は、それぞれ、表2に用いるFab断片識別子を指す)のカウントを示す。薄いグレーのバーは希釈マルチアッセイ試薬中のアッセイブランク値(ノイズ)を示し、濃いグレーのバーは商業的cTnT Elecsys(登録商標)アッセイの標準物質1で得たカウント(シグナル)を示す。抗体組み合わせ12は、改善されたシグナル対ノイズ比を示す。
1つの態様において、1つのCDRをランダム化させ、そして得られたライブラリーにおける他の(ランダム化)ポリヌクレオチド配列に対する親ポリヌクレオチド配列の比は1:10またはそれ未満である。1つの態様において、2つのCDRをランダム化させ、そして得られたライブラリーにおける他の(ランダム化)ポリヌクレオチド配列に対する親ポリヌクレオチド配列の比は1:10またはそれ未満である。1つの態様において、3つのCDRをランダム化させ、そして得られたライブラリーにおける他のポリヌクレオチド配列に対する親ポリヌクレオチド配列の比は1:5x10またはそれ未満である。
既知の方法にしたがって抗体ライブラリーを生成するために、ランダム化可変鎖をコードするポリヌクレオチドライブラリーを用いてもよい。これらの抗体ライブラリーから、親抗体に比較して改善された特性を有する個々の抗体の効率的な選択を行ってもよい。
したがって、本発明の第一の側面は、各々、関心対象の抗体のフレームワーク領域および少なくとも1つの隣接相補性決定領域(CDR)をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する方法であって、抗体が、既知の親CDRポリヌクレオチド配列にコードされる既知の親CDRを含み、
i)抗体の第一のフレームワーク領域をコードするポリヌクレオチドを提供し、
ii)(i)のポリヌクレオチドに関する第一のPCRプライマーを提供し、
iii)各々、要素A−B−Cからなるポリヌクレオチドの混合物を提供し、
ここで
A)は第一のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドであり、
各B)は、親CDRポリヌクレオチド配列と同じ数のコドンを含むポリヌクレオチドライブラリーのメンバーであり、ここで、前記ライブラリーのメンバーは、少なくとも1つのランダム化コドン、例えば1つのランダム化コドンまたは2つのランダム化コドンを含むよう設計されており、そして
C)は第二のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドである、
iv)要素C)に関する第二のPCRプライマーを提供し、
v)ポリヌクレオチド(i)〜(iv)に基づくPCRを実行し、それによってポリヌクレオチドのライブラリーを得て、そしてここでこうしたPCRは、親CDRポリヌクレオチド配列の非存在下で行われる
ことで特徴づけられる、前記方法に関する。
この側面にしたがって、第一のフレームワーク領域は、FW1またはFW4のいずれかであり、前記の第二のフレームワーク領域は、第一のものがFW1であればFW2であるか、または第一のものがFW4であればFW3であり、そして前記CDRは、第一のフレームワーク領域がFW1であればCDR1であるか、または第一のフレームワーク領域がFW4であればCDR3である。
したがって、特定の態様において、第一のフレームワーク領域はFW1であり、前記の第二のフレームワーク領域はFW2であり、前記の第一のプライマーはFW1に関する順方向プライマーであり、そして前記の第二のプライマーはFW2に関する逆方向プライマーであり、そして前記CDRはCDR1である。
この側面のさらなる特定の態様において、第一のフレームワーク領域はFW4であり、前記の第二のフレームワーク領域はFW3であり、前記の第一のプライマーはFW4に関する逆方向プライマーであり、そして前記の第二のプライマーはFW3に関する順方向プライマーであり、そして前記親CDRはCDR3である。
本発明のさらなる側面は、各々、関心対象の抗体のフレームワーク領域および2つの隣接相補性決定領域(CDR)をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する方法であって、抗体が、第一および第二の既知の親CDRポリヌクレオチド配列によってコードされる、既知の第一および第二の親CDRを含み、
i)抗体の第一のフレームワーク領域をコードするポリヌクレオチドを提供し、
ii)各々、要素A−B−Cからなるポリヌクレオチドの第一の混合物を提供し、
ここで
A)は第一のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドであり、
各B)は、第一の親CDRポリヌクレオチド配列と同じ数のコドンを含む第一のポリヌクレオチドライブラリーのメンバーであり、ここで、前記ライブラリーのメンバーは、少なくとも1つのランダム化コドン、例えば1つのランダム化コドンまたは2つのランダム化コドンを含むよう設計されており、そして
C)は第二のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドである、
iii)要素C)に関する第一のPCRプライマーを提供し、
iv)各々、要素A’−B’−C’からなるポリヌクレオチドの第二の混合物を提供し、
ここで
A’)は前記の第一のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドであり、
各B’)は、第二の親CDRポリヌクレオチド配列と同じ数のコドンを含む第二のポリヌクレオチドライブラリーのメンバーであり、ここで、前記ライブラリーのメンバーは、少なくとも1つのランダム化コドン、例えば1つのランダム化コドンまたは2つのランダム化コドンを含むよう設計されており、そして
C’)は第三のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドである、
v)要素C’)に関する第二のPCRプライマーを提供し、
vi)ポリヌクレオチド(i)〜(v)に基づくPCRを実行し、それによってポリヌクレオチドのライブラリーを得る、そしてここでこうしたPCRは、親CDRポリヌクレオチド配列の非存在下で行われる
ことで特徴づけられる、前記方法に関する。
この側面の特定の態様において、第一のフレームワーク領域はFW2であり、前記の第二のフレームワーク領域はFW1であり、前記の第三のフレームワーク領域はFW3であり、第一の親CDRはCDR1であり、第二の親CDRはCDR2であり、要素C)に関する前記の第一のプライマーはFW1に関する順方向プライマーであり、要素C’)に関する前記の第二のプライマーはFW3に関する逆方向プライマーである。
この側面のさらなる特定の態様において、第一のフレームワーク領域はFW3であり、前記の第二のフレームワーク領域はFW2であり、前記の第三のフレームワーク領域はFW4であり、第一の親CDRはCDR2であり、第二の親CDRはCDR3であり、要素C)に関する前記の第一のプライマーはFW2に関する順方向プライマーであり、要素C’)に関する前記の第二のプライマーはFW4に関する逆方向プライマーである。
用語「親抗体」または「親免疫グロブリン」は、本明細書において、それぞれ、既知のまたは非修飾抗体を指す。本開示に例示するように、親抗体をコードするポリヌクレオチド配列の特定の部分を用いて、ポリヌクレオチドライブラリーを生成する。
「親CDR」は、既知の、非修飾または親抗体のCDR配列である。「親CDRポリヌクレオチド配列」は、親抗体のCDRをコードするポリヌクレオチド配列である。
用語「ポリヌクレオチド」は、本明細書において、複数のヌクレオチド、通常、少なくとも約10ヌクレオチドを含む分子を含み、リボヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチド、およびヌクレオチド類似体を含む。特定の態様において、ヌクレオチドはデオキシリボヌクレオチドである。
用語「ハイブリダイズ可能」は、当該技術分野において、一本鎖ポリヌクレオチドが、適切な条件下、例えば温度、イオン強度およびインキュベーション時間の適切な条件下で、相補ポリヌクレオチドにアニーリングして、それによって二本鎖ポリヌクレオチドを形成することと理解される。本発明にしたがって、用語「ハイブリダイゼーション可能」は、特に、増幅反応の、例えば、本明細書に記載するようなPCRの条件下で、一本鎖ポリヌクレオチドが相補ポリヌクレオチドにアニーリングして、それによって二本鎖ポリヌクレオチドを形成することを示す。増幅反応、例えばPCRにおいて、鎖アニーリングに適した条件は、当該技術分野に周知である。
上述のような方法は、要素A−B−CまたはA’−B’−C’からなるポリヌクレオチド混合物の使用を伴う。要素Bは、ランダム化しようとする特定の親CDRポリヌクレオチド配列と同じ数のコドンを含み、そして少なくとも1つのランダム化コドン、例えば1つのランダム化コドンまたは2つのランダム化コドンを含むよう設計される。特定の態様において、要素Bは1つのランダム化コドンを含む。これらのポリヌクレオチド混合物は、既知の方法にしたがった化学的ポリヌクレオチド合成によって提供されてもよい。
特定の態様において、要素Bの混合物は、1つのCDRポリヌクレオチド配列とともに、異なるランダム化コドンを含むように設計されている、複数のサブセットで構成される。したがって、CDRポリヌクレオチド配列が10コドン、すなわち30ヌクレオチドを含む場合、要素Bのそれぞれの混合物は、最大10のサブセットで構成され、各々は、1つの異なるランダム化コドンを含むように設計されている。したがって、特定の態様において、要素Bの混合物は、各々、1つのランダム化コドンまたは2つのランダム化コドンを含み、それによって、CDRポリヌクレオチド配列のすべてのコドンのランダム化を含む、複数のサブセットを含むように設計されている。
ポリヌクレオチド混合物A−B−CまたはA’−B’−C’の要素Bは、少なくとも1つのランダム化コドンを含むように設計される。ランダム化コドンは、限定されるわけではないが、NNN、式中NはA/C/G/Tを意味する、NNB、式中NはA/C/G/Tを意味し、そしてBはC/G/Tを意味する、NNK、式中NはA/C/G/Tを意味し、そしてKはG/Tを意味する、またはNNS、式中NはA/C/G/Tを意味し、そしてSはC/Gを意味する、を含む、任意の適切なランダム化コドンより選択されてもよい。特定の態様において、ランダム化コドンはNNKコドンである。しかし、ランダム化が親CDRポリヌクレオチド配列を生成しないように設計されることに注目すべきである。
本発明のさらにさらなる側面は、上述のような方法にしたがって得られうるポリヌクレオチドのライブラリーであり、ここでポリヌクレオチドは、可変抗体鎖、例えば可変H鎖または可変L鎖の1つのランダム化CDRまたは2つのランダム化CDRをコードする。本発明者らは、こうしたライブラリーが親CDRポリヌクレオチド配列を実質的に含まないことを見出してきている。ライブラリーは、1つのランダム化CDR、例えばCDR1またはCDR3をコードするポリヌクレオチド、あるいは2つの隣接ランダム化CDR、例えばCDR1およびCDR2、またはCDR2およびCDR3の組み合わせをコードするポリヌクレオチドを含んでもよい。これらのライブラリーを、例えば重複PCRまたは同等の増幅反応によって組み合わせて、3つのランダム化CDR、すなわちCDR1、CDR2およびCDR3を有する可変抗体鎖をコードするポリヌクレオチドライブラリーを生成してもよい。
したがって、抗体の可変鎖のランダム化変異体、例えばランダム化可変H鎖またはランダム化可変L鎖をコードするポリヌクレオチドライブラリーを生成するため、各々、抗体の1つのCDRまたは2つの隣接CDRのランダム化変異体をコードする上述のようなライブラリー、特にいくつかのライブラリーの組み合わせを用いてもよい。特定の態様において、可変鎖はランダム化可変H鎖である。
本発明のさらにさらなる側面は、上述のように生成されたライブラリーに基づく重複PCRまたは同等の増幅反応を実行することによって、抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成するための方法に関する。1つの態様において、例えば出発材料として、ランダム化CDR1を含むライブラリー、ランダム化CDR1およびランダム化CDR2を含むライブラリー、ランダム化CDR2およびランダム化CDR3を含むライブラリー、ならびにランダム化CDR3を含むライブラリーを用いる。
ポリヌクレオチド配列ライブラリーのメンバーは、既知の親CDRポリヌクレオチド配列、特に既知のCDR1ポリヌクレオチド配列、既知のCDR2ポリヌクレオチド配列および既知のCDR3ポリヌクレオチド配列を含む、関心対象の抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチド配列の変異体である。特定の態様において、ライブラリーは、親CDRポリヌクレオチド配列、例えば親CDR1ポリヌクレオチド配列、親CDR2ポリヌクレオチド配列および/または親CDR3ポリヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドを実質的に含まない。
したがって、本発明のさらにさらなる側面は、上述のような方法にしたがって得られうる抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーであって、可変鎖がランダム化CDR1、ランダム化CDR2およびランダム化CDR3を含み、そしてライブラリーが親CDRポリヌクレオチド配列を実質的に含まない、前記ライブラリーに関する。
いくつかの態様において、ライブラリーは、可変鎖、例えば抗体のH鎖または抗体のL鎖をコードし、ここで、抗体は、既知の親CDR1ポリヌクレオチド配列、既知の親CDR2ポリヌクレオチド配列および既知の親CDR3ポリヌクレオチド配列を含む既知の親ポリヌクレオチド配列によってコードされる関心対象の抗体であり、そしてライブラリーは既知の親CDRポリヌクレオチド配列を実質的に含まない。
本発明のさらにさらなる側面は、抗体ライブラリーを生成する方法であって、抗体が第一の可変鎖および第二の可変鎖を含み、上述のような前記抗体の第一の可変鎖をコードするポリヌクレオチドライブラリーが転写/翻訳系、例えば細胞に基づく系、ファージ系またはin vitro系において発現され、そして前記抗体の第二の可変鎖と、例えば第二の可変鎖をコードするポリヌクレオチドを同時発現することによって、または第二の可変鎖をタンパク質として付加することによって、組み合わされる、前記方法に関する。抗体ライブラリーを生成するための適切な系が当該技術分野に知られる。特に適切な系は、リボソームin vitro翻訳/転写系、例えばStaffordら, Protein Eng Des Sel., 2014, 27 (4): 97−109に記載されるような系である。
本発明のさらにさらなる側面は、上述のような抗体のライブラリーから、第一の可変鎖および第二の可変鎖を含む抗体を選択する方法であって、選択される抗体が、既知の親CDRを含む既知の親可変鎖を含む親抗体に比較して、改善された結合特性を有する、前記方法に関する。この方法は、工程:
a)本発明記載の抗体の第一の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを転写/翻訳系で発現し、
b)前記抗体の第一の可変鎖の発現されたライブラリーと前記抗体の第二の可変鎖を組み合わせ、そして
c)改善された結合特性を有する第一の可変鎖および第二の可変鎖を含む抗体を選択する
工程を含んでもよい。
選択される抗体は、H鎖およびL鎖の両方において、既知の親CDRを有する抗体に比較して、改善された結合アフィニティを示してもよい。
この態様にしたがって、各々、CDR1、CDR2およびCDR3を含む可変H鎖および可変L鎖から、第一および第二の可変鎖を選択してもよい。いくつかの態様にしたがって、第一の可変鎖は可変H鎖であり、そして第二の可変鎖は可変L鎖である。他の態様において、第一の可変鎖はL鎖であり、そして第二の可変鎖はH鎖である。しばしば、抗体の可変H鎖は抗原結合の主な部分に寄与することが知られる。こうした場合、発現テンプレートとしての単一の種または限定された数の種の可変L鎖と組み合わせられる、ディスプレイテンプレートとしての可変H鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを調製することが意図されてもよい。1つの態様において、可変H鎖由来のポリヌクレオチドのライブラリーを親可変L鎖と組み合わせ、そして結合特性が改善された抗体を選択する。
本発明は、抗体のアフィニティ成熟に、そしてこの方法にしたがって得られる抗体に関する。抗体は、ジスルフィド結合によって連結された2つの重(H)鎖および2つの軽(L)鎖を含んでもよい。重鎖および軽鎖は、各々、1つの定常ドメインおよび1つの可変ドメインからなる。抗原に対する結合特異性は、抗体を形成する軽鎖および重鎖の可変ドメインによって提供される。より具体的には、その特異性を決定し、そして特異的リガンドと接触する抗体の部分は、相補性決定領域(CDR)と称される。CDRは、分子の最も可変性である部分であり、そしてこれらの分子の多様性に寄与する。各可変ドメインには、3つのCDR領域、CDR1、CDR2およびCDR3があり、4つのフレームワーク領域(FW)に包埋されている。本明細書において、CDR−HC(またはCDR(HC))は、可変重鎖のCDR領域を示し、そしてCDR−LC(またはCDR(LC))は、可変軽鎖のCDR領域に関する。同様に、FW−HC(またはFW(HC))は、可変重鎖のフレームワーク領域を示し、そしてFW−LC(またはFW(LC))は、可変軽鎖のフレームワーク領域に関する。
用語「含む」は、本発明にしたがって用いた際、特に列挙された配列および/または構成要素に加えて、さらなる配列/構成要素が含まれてもよいことを示す。しかし、この用語はまた、請求される主題が、正確に、列挙される配列および/または構成要素からなることもまた含む。
本発明の抗体に、列挙されるアミノ酸配列以外のものが含まれるこれらの態様において、さらなるアミノ酸が、N末端またはC末端のいずれか、あるいは両方に存在してもよい。さらなる配列には、例えば、本明細書で以下に詳細に論じるように、例えば精製または検出のために導入される配列が含まれてもよい。さらに、個々の配列が、列挙される配列を「含む」場合、これらにはまた、N末端またはC末端のいずれか、あるいは両方に、さらなるアミノ酸が含まれてもよい。
本発明にしたがって、抗体は、そのターゲット抗原に対する結合特異性および/または結合アフィニティによって特徴づけられてもよい。ターゲット抗原は、それに対して抗体を生成可能な任意の構造、例えばペプチド、タンパク質、炭水化物、核酸等を含んでもよい。抗体によって結合される任意の分析物は、ターゲット抗原として働いてもよく、そして該分析物への抗体結合を、本明細書に開示するようなアフィニティ成熟に供してもよい。例えば、ターゲット抗原は、診断法における、関心対象の任意の分析物であってもよい。特定の態様において、ターゲット抗原は、配列番号1のヒト心臓トロポニンT(cTnT)である。やはり、上述のように、本発明の抗体がさらなるアミノ酸を含む場合、前記抗体は、必然的に、そのターゲット抗原、例えばcTnTに特異的に結合しなければならないことが認識されるであろう。
用語「特異的に結合する」(本明細書において、「特異的に相互作用する」とも称される)は、本発明にしたがって、抗体がそのターゲット抗原、例えばcTnTにのみ結合し、異なるターゲット抗原、例えばタンパク質、特に類似の構造の異なるタンパク質と交差反応しないかまたは本質的に交差反応しないことを意味する。例えば、cTnTに特異的に結合する抗体は、トロポニンI(配列番号33)と交差反応しない。
抗体の「結合アフィニティ」は、以下の等式にしたがって、ターゲット抗原上のエピトープおよび抗体の結合部位の間の相互作用の強度を測定する:
Kd=kd/ka
式中:
Kd=解離平衡定数[M]
kd=解離速度定数[s−1
ka=会合速度定数[M−1−1
抗体の結合アフィニティに関するさらなる適切なパラメーターは以下のとおりである:
t/2=複合体解離半減期=ln2/kd/60[分]
Rmax=分析物の反応最大値[RU]
MR:モル比=分析物の反応最大値(Rmax)の比
本発明にしたがって、本発明の方法によって選択される抗体は、親抗体のアフィニティより高い、ターゲット抗原に関するアフィニティを有する。この改善されたアフィニティは、親抗体に比較して、少なくとも20%のt/2の増加によって示されてもよい。t/2の測定を、例えば実施例6に記載するように行ってもよい。
抗体の特異性およびアフィニティを分析するための対応する方法は、例えば、Harlow & Lane(1988) Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press、およびHarlow & Lane (1999) Using Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Pressに記載される。適切な研究の限定されない例は、例えば結合研究、構造的および/または機能的に緊密に関連する分子を用いたブロッキングおよび競合研究である。これらの研究を、例えば、FACS分析、フローサイトメトリー滴定分析(FACS滴定)、表面プラズモン共鳴(SPR、例えばBIAcore(登録商標)を用いたもの)、等温滴定熱量測定(ITC)、蛍光滴定などの方法によって、あるいは放射標識リガンド結合アッセイによって、行ってもよい。さらなる方法には、例えばウェスタンブロット、ELISA(競合ELISAを含む)、RIA、ECL、およびIRMA試験が含まれる。
本発明の背景において、用語「抗体」は、全イムノグロブリン分子ならびにその抗原結合断片、例えばFab、Fab’、F(ab’)、Fvに関する。さらに、該用語は、修飾および/または改変抗体分子、ならびに組換え的にまたは合成的に生成された/合成された抗体に関する。用語「抗体」はまた、二機能性抗体、三機能性抗体、完全ヒト抗体、キメラ抗体、および抗体構築物、例えば一本鎖Fv(scFv)または抗体融合タンパク質も含む。
「Fab断片」は、本明細書において、1つの軽鎖、ならびに1つの重鎖のC1および可変領域で構成される。Fab分子の重鎖は、別の重鎖分子とジスルフィド結合を形成不能である。「Fab’断片」は、鎖間ジスルフィド結合が2つのFab’断片の2つの重鎖の間に形成されてF(ab’)分子を形成可能であるように、1つの軽鎖、ならびにVドメインおよびC1ドメインを含有する1つの重鎖の部分、ならびにまたC1およびC2ドメインの間の領域を含有する。「F(ab’)断片」は、2つの重鎖の間に鎖間ジスルフィド結合が形成されるように、2つの軽鎖、ならびにC1およびC2ドメインの間の定常領域を含有する2つの重鎖を含有する。したがって、F(ab’)断片は、2つの重鎖の間のジスルフィド結合によってともに保持される2つのFab’断片で構成される。
Fab/c断片は、FcおよびFab決定基の両方を含有し、ここで、「Fc」領域は、抗体のC2およびC3ドメインを含む2つの重鎖断片を含有する。2つの重鎖断片は、2つまたはそれより多いジスルフィド結合によって、そしてC3ドメインの疎水性相互作用によって、ともに保持される。
「Fv領域」は、重鎖および軽鎖の両方由来の可変領域を含むが、定常領域を欠く。「一本鎖Fv」(「scFv」とも略される)は、本発明の背景において、抗体のVおよびVドメインを有する抗体断片であり、ここでこれらのドメインは、単一のポリペプチド鎖中に存在する。一般的に、scFvポリペプチドは、scFvが抗原結合のために望ましい構造を形成することを可能にする、VおよびVドメイン間のポリペプチドリンカーをさらに含む。一本鎖抗体の産生のために記載される技術は、例えば、Plueckthun The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, RosenburgおよびMoore監修 Springer−Verlag, N.Y. 113 (1994), 269−315に記載される。
用語「完全ヒト抗体」は、本明細書において、ヒト免疫グロブリンタンパク質配列のみを含む抗体を指す。にもかかわらず、完全ヒト抗体は、マウスにおいて、マウス細胞において、またはマウス細胞由来のハイブリドーマにおいて産生されたならば、ネズミ炭水化物鎖を含有してもよいし、あるいはラットにおいて、ラット細胞において、またはラット細胞由来のハイブリドーマにおいて産生されたならば、ラット炭水化物鎖を含有してもよい。同様に、完全ヒト抗体は、ハムスターにおいて、ハムスター細胞、例えばCHO細胞において、またはハムスター細胞由来のハイブリドーマにおいて産生されたならば、ハムスター炭水化物鎖を含有してもよい。一方で、「マウス抗体」または「ネズミ抗体」は、マウス(ネズミ)免疫グロブリンタンパク質配列のみを含む抗体である一方、「ラット抗体」または「ウサギ抗体」は、それぞれ、ラットまたはウサギ免疫グロブリン配列のみを含む抗体である。完全ヒト抗体と同様、こうしたネズミ、ラットまたはウサギ抗体は、他の種または他の種の細胞において産生されたならば、こうした動物由来の炭水化物鎖を含有してもよい。例えば、抗体は、ハムスター細胞、例えばCHO細胞、またはハムスター細胞由来のハイブリドーマにおいて産生されたならば、ハムスター炭水化物鎖を含有してもよい。完全ヒト抗体は、例えば、完全ヒト抗体の産生およびスクリーニングを可能にする、広く用いられているスクリーニング技術である、ファージディスプレイによって産生されてもよい。また、本発明の背景において、ファージ抗体を用いてもよい。ファージディスプレイ法は、例えば、US 5,403,484、US 5,969,108およびUS 5,885,793に記載される。完全ヒト抗体の発展を可能にする別の技術は、マウスハイブリドーマ技術の修飾を伴う。マウスは、それ自体のマウス遺伝子と交換して、ヒト免疫グロブリン遺伝子座を含有するようなトランスジェニックとなる(例えば、US 5,877,397を参照されたい)。
用語「キメラ抗体」は、ヒトまたは非ヒト(例えばマウス、ウマ、ウサギ、イヌ、ウシ、ニワトリ)いずれかの別の種由来の抗体領域(例えば定常領域)に融合されるかまたはキメラ化されるヒトまたは非ヒト種の可変領域を含む抗体を指す。
上述のように、用語「抗体」はまた、抗体構築物、例えば抗体融合タンパク質も含み、ここで、抗体は、例えば特異的アミノ酸配列によって本明細書に定義されるドメインに加えて、組換え的に産生された構築物の単離および/または調製のための、さらなるドメイン(単数または複数)を含む。
本発明の抗体は、組換え抗体、例えば組換えヒト抗体、またはヘテロハイブリッド抗体であるように産生されてもよいが、なお本発明に開示し、そして定義するようなCDRを含む。
用語「組換え抗体」には、組換え手段によって調製されるか、発現されるか、生成されるか、または単離されたすべての抗体、例えばヒト免疫グロブリン遺伝子に関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、宿主細胞内にトランスフェクションされた組換え発現ベクターを用いて発現される抗体、組換えコンビナトリアルヒト抗体ライブラリーから単離された抗体、あるいは他のDNA配列にヒト免疫グロブリン遺伝子配列をスプライシングする工程を含む任意の他の手段によって調製されるか、発現されるか、生成されるか、または単離された抗体が含まれる。組換えヒト抗体は、ヒト生殖系列免疫グロブリン配列由来の可変および(存在するならば)定常領域を有する。しかし、こうした抗体は、in vitro突然変異誘発に供されてもよく(またはヒトIg配列に関してトランスジェニックである動物を用いる場合、in vivo体細胞突然変異誘発に供されてもよく)、そしてしたがって、組換え抗体のVおよびV領域のアミノ酸配列は、ヒト生殖系列VおよびV配列に由来し、そして関連する一方、ヒト抗体生殖系列レパートリー内にin vivoで天然には存在しない可能性もある配列である。
用語「ヘテロハイブリッド抗体」は、異なる生物に由来する軽鎖および重鎖を有する抗体を指す。例えば、ネズミ軽鎖と会合するヒト重鎖を有する抗体は、ヘテロハイブリッド抗体である。ヘテロハイブリッド抗体の例には、キメラおよびヒト化抗体が含まれる。
本発明にしたがった抗体は、列挙する組み合わせの軽鎖CDRおよび重鎖CDRを含む。CDRが取り込まれるそれぞれの可変ドメインの取り巻くフレームワーク配列は、当業者によって特に困難なく選択されうる。例えば、以下にさらに記載されるフレームワーク配列または付随する実施例で使用する特定のフレームワーク配列を用いてもよい。
本発明にしたがって、CDRは、特に列挙する配列を含んでもよいし、または最大1つのアミノ酸置換で異なってもよい。こうしたものとして、CDRの各々において1つのアミノ酸を異なるアミノ酸によって置換してもよい。アミノ酸置換が、1つの抗体または1つの鎖のCDRの全てではないがいくつかに存在することもまた包含されることが認識されるであろう。
用語「置換」は、本発明にしたがって、アミノ酸の別のアミノ酸での置換を指す。したがって、アミノ酸総数は同じままである。特定の位でのアミノ酸の欠失および異なる位での1つ(またはそれより多く)のアミノ酸の導入は、明らかに、用語「置換」には含まれない。置換は、本発明にしたがって、保存的アミノ酸置換または非保存的アミノ酸置換であってもよい。用語「保存的アミノ酸置換」は、当該技術分野に周知であり、そして類似の構造的および/または化学的特性を有する異なるアミノ酸でのアミノ酸の置換を指す。こうした類似性には、関与する残基の極性、電荷、可溶性、疎水性、親水性、および/または両親媒性の性質の類似性が含まれる。アミノ酸置換は、以下の群の1つのアミノ酸の1つが、同じ群の別のアミノ酸によって置換されるならば、保存的アミノ酸置換である:非極性(疎水性)アミノ酸には、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、およびメチオニンが含まれ;極性中性アミノ酸には、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、アスパラギン、およびグルタミンが含まれ;陽性荷電(塩基性)アミノ酸には、アルギニン、リジン、およびヒスチジンが含まれ;そして陰性荷電(酸性)アミノ酸には、アスパラギン酸およびグルタミン酸が含まれる。
本発明は、親抗体に比較して、改善された結合特性を示す、任意のターゲット抗原に特異的に結合する抗体の生成に関する。これは、親抗体12.1A11.11−7に比較して、改善された特性を示す、心臓トロポニンTに特異的に結合する抗体の生成によって例示される。
1つの態様において、ヒト心臓トロポニンTに特異的に結合する抗体(配列番号1)は、(i)軽鎖可変ドメイン中のCDRが、配列番号2のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号3のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号4のアミノ酸配列を含むCDR3、またはCDRあたり最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含み、そして(ii)重鎖可変ドメイン中のCDRが、配列番号5;配列番号6;または配列番号7のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号8;または配列番号9のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号10;配列番号11;配列番号12;または配列番号13のアミノ酸配列を含むCDR3を含み、ここで、CDRの少なくとも2つが、配列番号6;または配列番号7のCDR1、配列番号9のCDR2、および配列番号12のCDR3より選択されるか、あるいはCDR1が配列番号7であり、CDR2が配列番号8であり、そしてCDR3が配列番号11または配列番号13であり、但し、配列番号6のCDR1が存在する場合、a)CDR3は配列番号11または配列番号13のいずれでもないか、あるいはb)抗体内のCDR2およびCDR3は、それぞれ、同時に配列番号8および配列番号12ではない点で特徴づけられる抗体である。
1つの態様において、本発明は、ヒト心臓トロポニンTに特異的に結合する抗体(配列番号1)を開示し、該抗体は、CDRが以下のアミノ酸配列(i)軽鎖可変ドメイン中、配列番号2のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号3のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号4のアミノ酸配列を含むCDR3、ならびに(ii)重鎖可変ドメイン中、配列番号5;配列番号6;または配列番号7のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号8;または配列番号9のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号10;配列番号11;配列番号12;または配列番号13のアミノ酸配列を含むCDR3を含み、ここで、CDRの少なくとも2つが、配列番号6または配列番号7のCDR1、配列番号9のCDR2、および配列番号12のCDR3より選択されるか、あるいはCDR1が配列番号7であり、CDR2が配列番号8であり、そしてCDR3が配列番号11または配列番号13であり、但し、配列番号6のCDR1が存在する場合、a)CDR3は配列番号11または配列番号13のいずれでもないか、あるいはb)抗体内のCDR2およびCDR3は、それぞれ、同時に配列番号8および配列番号12ではない点で特徴づけられる。
さらに、本発明はまた、ヒト心臓トロポニンTに特異的に結合する抗体(配列番号1)も開示し、
ここで、抗体は、式I:
FW(LC)1−CDR(LC)1−FW(LC)2−CDR(LC)2−FW(LC)3−CDR(LC)3−FW(LC)4(式I)
に示すようなフレームワーク領域(FW)およびCDRからなる軽鎖可変ドメイン
ならびに式II:
FW(HC)1−CDR(HC)1−FW(HC)2−CDR(HC)2−FW(HC)3−CDR(HC)3−FW(HC)4(式II)
に示すようなFWおよびCDRからなる重鎖可変ドメインを含み、
式中、FWは以下のアミノ酸配列または少なくとも85%同一であるその変異体を含み:
軽鎖中
FW(LC)1 配列番号14のアミノ酸配列;
FW(LC)2 配列番号15のアミノ酸配列;
FW(LC)3 配列番号16のアミノ酸配列;
FW(LC)4 配列番号17のアミノ酸配列;
重鎖中
FW(HC)1 配列番号18のアミノ酸配列;
FW(HC)2 配列番号19のアミノ酸配列;
FW(HC)3 配列番号20のアミノ酸配列;
FW(HC)4 配列番号21のアミノ酸配列;
そしてCDRは、以下のアミノ酸配列、(i)軽鎖可変ドメイン中、配列番号2のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号3のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号4のアミノ酸配列を含むCDR3、ならびに(ii)重鎖可変ドメイン中、配列番号5;配列番号6;または配列番号7のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号8;または配列番号9のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号10;配列番号11;配列番号12;または配列番号13のアミノ酸配列を含むCDR3を含み、ここで、CDRの少なくとも2つが、配列番号6または配列番号7のCDR1、配列番号9のCDR2、および配列番号12のCDR3より選択されるか、あるいはCDR1が配列番号7であり、CDR2が配列番号8であり、そしてCDR3が配列番号11または配列番号13であり、但し、配列番号6のCDR1が存在する場合、a)CDR3は配列番号11または配列番号13のいずれでもないか、あるいはb)抗体内のCDR2およびCDR3は、それぞれ、同時に配列番号8および配列番号12ではない、前記配列、あるいはCDRあたり最大1つのアミノ酸置換で異なるこれらのCDRの変異体を含む。
さらに、本発明は、式I:
FW(LC)1−CDR(LC)1−FW(LC)2−CDR(LC)2−FW(LC)3−CDR(LC)3−FW(LC)4(式I)
に示すようなフレームワーク領域(FW)およびCDRからなる軽鎖可変ドメイン
ならびに式II:
FW(HC)1−CDR(HC)1−FW(HC)2−CDR(HC)2−FW(HC)3−CDR(HC)3−FW(HC)4(式II)
に示すようなFWおよびCDRからなる重鎖可変ドメイン
を含む抗cTnT抗体も開示し、、
式中、FWは以下のアミノ酸配列または少なくとも85%同一であるその変異体を含み:
軽鎖中
FW(LC)1 配列番号14のアミノ酸配列;
FW(LC)2 配列番号15のアミノ酸配列;
FW(LC)3 配列番号16のアミノ酸配列;
FW(LC)4 配列番号17のアミノ酸配列;
重鎖中
FW(HC)1 配列番号18のアミノ酸配列;
FW(HC)2 配列番号19のアミノ酸配列;
FW(HC)3 配列番号20のアミノ酸配列;
FW(HC)4 配列番号21のアミノ酸配列;
そしてCDRは、以下のアミノ酸配列、(i)軽鎖可変ドメイン中、配列番号2のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号3のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号4のアミノ酸配列を含むCDR3、ならびに(ii)重鎖可変ドメイン中、配列番号5;配列番号6;または配列番号7のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号8;または配列番号9のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号10;配列番号11;配列番号12;または配列番号13のアミノ酸配列を含むCDR3を含み、ここで、CDRの少なくとも2つが、配列番号6または配列番号7のCDR1、配列番号9のCDR2、および配列番号12のCDR3より選択されるか、あるいはCDR1が配列番号7であり、CDR2が配列番号8であり、そしてCDR3が配列番号11または配列番号13であり、但し、配列番号6のCDR1が存在する場合、a)CDR3は配列番号11または配列番号13のいずれでもないか、あるいはb)抗体内のCDR2およびCDR3は、それぞれ、同時に配列番号8および配列番号12ではない、前記配列を含む。
式Iで示す一次構造は、N末端からC末端への本発明の抗体の軽鎖可変ドメインの構成要素の順に相当する。式IIで示す一次構造は、N末端からC末端への本発明の抗体の重鎖可変ドメインの構成要素の順に相当する。各場合で、フレームワーク領域(FW)1は、それぞれの可変鎖ドメインの最もN末端の部分に相当する一方、FW4は、それぞれの可変鎖ドメインの最もC末端の部分に相当する。
上に定義するように、それぞれのFWおよびCDR配列は、列挙するアミノ酸配列を「含む」。1つの態様において、それぞれのFWおよびCDR配列は、前記アミノ酸配列からなり、すなわち本発明の抗トロポニンT抗体の軽鎖可変ドメイン(単数または複数)および重鎖可変ドメイン(単数または複数)は、それぞれ、式Iおよび式IIに示すようなFWおよびCDRからなり、ここで、それぞれのFWおよびCDR配列は、列挙するアミノ酸配列からなる。
CDRおよびその変異体に関して、上に提供する定義および特に例示する態様は、変更すべきところは変更して適用される。
フレームワーク領域に関して、特定の度合いの可変性もまた、本明細書に想定され、すなわち個々のFWは、特に列挙されるアミノ酸配列または該配列に少なくとも85%同一であるアミノ酸配列を含んでもよいし、または該配列からなってもよい。好ましくは、同一性は少なくとも90%、より好ましくは少なくとも92.5%、より好ましくは少なくとも95%、さらにより好ましくは、同一性は少なくとも98%、例えば少なくとも99%、そして最も好ましくは、同一性は少なくとも99.5%である。異なるFWに関して、実際の配列、および例えばそれぞれのFW配列の長さ、ならびにそれぞれの可変鎖ドメイン内の位置に応じて、配列同一性の異なる度合いが許容されうる可能性もあることが認識されるであろう。
本発明にしたがって、用語「配列同一性%」は、アミノ酸配列の全長(またはその比較する部分全体)を構成するアミノ酸残基の数に比較した際の、2つまたはそれより多い整列されたアミノ酸配列の同一のアミノ酸のマッチ(「ヒット」)数を記載する。同一性パーセントは、残基総数によって同一残基の数を割り、そしてその答えに100を乗じることによって同定される。言い換えると、整列を用いて、当該技術分野に知られるような配列比較アルゴリズムを用いて測定されるように、または手動で整列させそして視覚的に調べた際に、これらの(下位)配列を比較し、そして比較ウィンドウに渡って、または指定される領域に渡って、最大に対応するように整列させた際に、2つまたはそれより多い配列または下位配列に関して同じである(例えば85%同一性の)アミノ酸残基の割合を決定してもよい。
当業者は、例えばNCBI BLASTアルゴリズム(Altschul, S.F.ら [1997] Nucleic Acids Res. 25:3389−3402)、CLUSTALWコンピュータプログラム(Tompson, J.D.ら [1994] Nucleic Acids Res. 22:4673−4680)またはFASTA(Pearson, W.R. & Lipman, D.J. [1988] Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85:2444−2448)に基づくものなどのアルゴリズムを用いて、配列間/中の配列同一性パーセントを決定する方法を知っている。1つの態様において、本発明にしたがって、NCBI BLASTアルゴリズムを使用する。アミノ酸配列に関して、BLASTPプログラムは、3のワード長(W)および10の期待値(E)をデフォルトとして用いる。BLOSUM62スコアリングマトリックス(Henikoff, S. & Henikoff, J.G. [1992] Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89:10915−10919)は、50の整列(B)、10の期待値(E)、M=5、N=4、および両鎖の比較を用いる。したがって、配列同一性%を示す態様において、NCBI BLASTプログラムで決定した際に少なくとも85%の配列同一性を有するすべてのアミノ酸配列は、前記態様の範囲内に属する。
それぞれの特に列挙するアミノ酸配列に比較した際、フレームワーク領域における変異の上述の度合いは、アミノ酸(単数または複数)の置換、挿入、付加、または欠失のためでありうる。
用語「置換」は、本明細書の上記に定義されている。1つより多くのアミノ酸を置換しようとする場合、各アミノ酸は、独立に別のアミノ酸に置換され、すなわち除去される各アミノ酸に関して、異なるアミノ酸が同じ位で導入される。
用語「挿入」は、本発明にしたがって、特に列挙するアミノ酸配列への、1つまたはそれより多いアミノ酸の付加を指し、ここで、付加はポリペプチドのNまたはC末端に対するものではない。
用語「付加」は、本発明にしたがって、ポリペプチドのNまたはC末端いずれか、あるいは両方への、特に列挙するアミノ酸配列への1つまたはそれより多いアミノ酸の付加を指す。
用語「欠失」は、本発明にしたがって用いた際、特に列挙するアミノ酸配列からの1つまたはそれより多いアミノ酸の喪失を指す。
1つの態様において、フレームワーク領域のアミノ酸配列中の変異は、アミノ酸(単数または複数)の置換による。置換は、本明細書において上に定義するように、保存的アミノ酸置換または非保存的アミノ酸置換であってもよい。用語「置換」に関して、上に提供する定義および特に例示する態様は、変更すべきところは変更して適用される。1つの態様において、フレームワーク領域中の置換は、保存的アミノ酸置換である。
さらなる態様において、CDRは、上に列挙する特定の配列(すなわちいかなる変異も含まない)からなり、そして上に列挙するフレームワーク領域(FW)は、上に列挙する特定の配列内に、最大で以下の量のアミノ酸変異を含む:
FW(LC)1 最大3アミノ酸変異;
FW(LC)2 最大2アミノ酸変異;
FW(LC)3 最大4アミノ酸変異;
FW(LC)4 最大1アミノ酸変異;ならびに
FW(HC)1 最大3アミノ酸変異;
FW(HC)2 最大2アミノ酸変異;
FW(HC)3 最大4アミノ酸変異;および
FW(HC)4 最大1アミノ酸変異。
さらなる態様において、FW中のアミノ酸変異は置換である。
さらなる態様において、軽鎖または重鎖可変ドメインフレームワーク領域中に存在する変異の総量は、最大9アミノ酸置換、例えば最大8アミノ酸置換、例えば最大6アミノ酸置換、例えば最大4アミノ酸置換、例えば最大3アミノ酸置換、例えば最大2アミノ酸置換である。さらなる態様において、軽鎖可変ドメインのフレームワーク領域1〜4中に総計で、または重鎖可変ドメインのフレームワーク領域1〜4中に総計で、1つのアミノ酸置換しか存在しない。
FWとして本明細書に定義する式Iおよび式IIの部分は、可変鎖領域のフレームまたは骨格の部分を形成するアミノ酸配列であるため、前記配列内の置換、特に保存的アミノ酸置換の形の置換は、多くの場合、抗cTnT抗体の結合能に影響を及ぼさないであろう。これは、これらのアミノ酸が、典型的にはcTnTへの結合に直接は関与せず、そして適切な代替アミノ酸での置換は、タンパク質の三次元構造およびフォールディングの改変が起こらないように設計可能であるためである。一方、こうした置換は、例えば特定の宿主における改善された発現のため、または例えばさらなるジスルフィド架橋の導入によるタンパク質の安定化のため、多くの有益な効果を提供しうる。
1つの態様において、本明細書に上に開示するようなcTnTに対するモノクローナル抗体は、37℃で10分間またはそれより長いt/2解離でcTnTに結合する。
本発明はさらに、
(i)配列番号22のアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメイン、および
(ii)配列番号23;配列番号24;配列番号25;配列番号26;配列番号27;配列番号28;配列番号29;配列番号30;配列番号31;および配列番号32のアミノ酸配列より選択される重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメイン
を含む抗体
ここで、該抗体はヒト心臓トロポニンTに特異的に結合し、そして37℃で10分間またはそれより長いt/2解離を有する
を開示する。
本発明でやはり開示するのは、
(i)配列番号22のアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメイン、および
(ii)配列番号23;配列番号24;配列番号25;配列番号26;配列番号27;配列番号28;配列番号29;配列番号30;配列番号31;および配列番号32のアミノ酸配列より選択されるアミノ酸配列の重鎖可変ドメイン
ここで、CDRは、以下のアミノ酸配列、(i)軽鎖可変ドメイン中、配列番号2のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号3のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号4のアミノ酸配列を含むCDR3、ならびに(ii)重鎖可変ドメイン中、配列番号5;配列番号6;または配列番号7のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号8;または配列番号9のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号10;配列番号11;配列番号12;または配列番号13のアミノ酸配列を含むCDR3を含み、ここで、CDRの少なくとも2つが、配列番号6または配列番号7のCDR1、配列番号9のCDR2、および配列番号12のCDR3より選択されるか、あるいはCDR1が配列番号7であり、CDR2が配列番号8であり、そしてCDR3が配列番号11または配列番号13であり、但し、配列番号6のCDR1が存在する場合、a)CDR3は配列番号11または配列番号13のいずれでもないか、あるいはb)この抗体内のCDR2およびCDR3は、それぞれ、同時に配列番号8および配列番号12ではない、
そして、該抗体はヒト心臓トロポニンTに特異的に結合し、そして37℃で10分間またはそれより長いt/2解離を有する
を含む抗体である。
1つの態様において、本開示は、
(i)配列番号22のアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメイン、および
(ii)配列番号23;配列番号24;配列番号25;配列番号26;配列番号27;配列番号28;配列番号29;配列番号30;配列番号31;および配列番号32のアミノ酸配列より選択されるアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメイン
を含む抗体に関する。
本発明の抗cTnT抗体に関して、本明細書の上記に提供するすべての定義および特に例示される態様、特に、引用される度合いおよび変異のタイプは、変更すべきところは変更して適用される。
本発明にしたがって、それぞれのターゲット抗原、例えばcTnTに対して改善された結合特性(より優れたK値)を有し、そしてしたがって、ターゲット抗原、例えばcTnTを、以前のアッセイに比較した際に優れた感度で検出可能である、新規抗体、例えば新規抗cTnT抗体を提供する。用語「K」は、平衡解離定数(平衡結合定数の逆数)を指し、そして本明細書において、当該技術分野で提供される定義にしたがって用いられる。K値を決定するための手段および方法は、以下に簡潔に提供し、そして提供する実施例に詳細に記載するとおりである。
抗体の、例えば抗cTnT抗体の結合特性は、リアルタイムのバイオセンサーに基づく分子相互作用測定、例えば表面プラズモン共鳴分光測定を通じて最適に決定され、これに関してはBiacore技術が同義である。実験詳細を実施例5に提供し、そして動力学データを表3に示す。例えば、表3において、組み合わせ「12」と示される抗体は、cTnTに対して改善された結合特性、すなわち1.18E+06 1/Msの会合定数(k);3.7 E−04の解離定数(k)(約31分の解離半減期およびしたがって3.2E−10Mの全アフィニティ定数(K)と変換される)を有する。
これらの結果に基づいて、本発明に開示しそして請求するような突然変異抗体は、驚くべきことに、cTnTと抗体の複合体形成に負の影響を及ぼさない一方で、これらすべてに関するKaは親抗体に関するものと同じ範囲内にある。他方で、より優れたK値に転換される、cTnT間で形成される複合体の安定性に関する有意な改善が達成可能であった。
1つの態様において、本明細書の上記に開示するような、本発明記載のモノクローナル抗体は、37℃で10分間またはそれより長いt/2解離でcTnTに結合する。
一般的に、当該技術分野に周知であるように、より低いK値は、より高いまたは改善されたアフィニティに対応する。1つの態様において、突然変異体抗cTnT抗体は、5.8E−10MのKを有する親抗体のKと等しいかまたはそれより低い結合アフィニティを有する。
可変軽鎖および重鎖領域に関して上に列挙する配列は、付随する実施例に使用されているアミノ酸配列である。
本発明はさらに、本明細書で上に定義する本発明の抗体の任意の1つの軽鎖可変領域をコードする核酸分子に関する。この核酸分子は、本明細書において、本発明の第一の核酸分子と称される。さらに、本発明はまた、本明細書で上に定義する本発明の抗体の任意の1つの重鎖可変領域をコードする核酸分子にも関する。この核酸分子は、本明細書において、本発明の第二の核酸分子と称される。
本発明にしたがって、本明細書において核酸配列またはポリヌクレオチドとも称される、用語「核酸分子」には、DNA、例えばcDNAまたはゲノムDNAが含まれる。
本発明の核酸分子は、例えば標準的化学合成法および/または組換え法によって合成されてもよいし、あるいは例えば化学合成および組換え法を組み合わせることによって、半合成的に産生されてもよい。確立された方法、例えば制限消化、連結および分子クローニングを用いて、転写制御要素および/または他のアミノ酸コード配列に対するコード配列の連結を行ってもよい。
本発明にしたがって、本発明の第一の核酸分子は:
(i)配列番号2のアミノ酸配列を含むCDR1、配列番号3のアミノ酸配列を含むCDR2、および配列番号4のアミノ酸配列を含むCDR3を含む;
(ii)本明細書で上に定義するような式Iのアミノ酸配列からなる;または
(iii)配列番号22のアミノ酸配列からなる軽鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる
軽鎖可変領域をコードする。
同様に、本発明の第二の核酸分子は
(i)配列番号6のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号12のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(ii)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号8のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号11のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(iii)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号8のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号13のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(iv)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号13のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(v)配列番号6のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号10のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(vi)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号11のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(vii)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号12のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(viii)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号10のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(ix)配列番号7のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号8のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号12のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(x)配列番号5のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR1、配列番号9のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR2、および配列番号12のアミノ酸配列または最大1つのアミノ酸置換で異なるその変異体を含むCDR3を含む;
(xi)本明細書で上に定義するような式IIのアミノ酸配列からなる;
(xii)配列番号23のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xiii)配列番号24のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xiv)配列番号25のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xv)配列番号26のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xvi)配列番号27のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;または
(xvii)配列番号28のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xviii)配列番号29のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xix)配列番号30のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;
(xx)配列番号31のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる;または
(xxi)配列番号32のアミノ酸配列からなる重鎖可変ドメインに少なくとも85%同一であるアミノ酸配列からなる
重鎖可変領域をコードする。
本発明はさらに、本発明の第一の核酸分子、すなわち本明細書で上に定義する本発明の抗体の任意の1つの軽鎖可変領域をコードする核酸分子を含むベクターに関する。本発明はさらに、本発明の第二の核酸分子、すなわち本明細書で上に定義する本発明の抗体の任意の1つの重鎖可変領域をコードする核酸分子を含むベクターに関する。こうしたベクターはまた、本明細書において、「本発明の個々のベクター(単数または複数)」とも称される。
分子生物学の当業者には、多くの適切なベクターが知られ、その選択は所望の機能に応じる。ベクターの限定されない例には、プラスミド、コスミド、ウイルス、バクテリオファージおよび例えば遺伝子操作において慣用的に用いられる他のベクターが含まれる。当業者に周知の方法を用いて、多様なプラスミドおよびベクターを構築してもよい;例えば、Sambrookら(同箇所)、およびAusubel, Current Protocols in Molecular Biology, Green Publishing Associates and Wiley Interscience, N.Y. (1989), (1994)に記載される技術を参照されたい。
1つの態様において、ベクターは発現ベクターである。本発明記載の発現ベクターは、宿主において、本発明の核酸分子の複製および発現を指示することが可能であり、そしてしたがって、選択される宿主において、それによってコードされる本発明の抗トロポニンT抗体のドメインの可変鎖ドメインの発現を提供する。さらなる態様において、ベクター(単数または複数)は、本発明の前記可変ドメインのみが発現されるのではなく、本発明の前記可変鎖ドメインを含む全長IgG抗体も発現されることを確実にするさらなる配列を含む。
発現ベクターは、例えば、クローニングベクター、バイナリーベクターまたは組込みベクターであってもよい。発現は、例えば翻訳可能mRNAへの、核酸分子の転写を含む。1つの態様において、ベクターは、モノクローナルウサギ抗体の重鎖および/または軽鎖の一過性組換え発現のための真核発現プラスミドである。こうしたベクターは、抗体発現のために特に開発されているが、また、真核細胞、例えばHEK293またはその派生物あるいはCHO細胞の例えば一過性トランスフェクションによる抗体産生用でもある。
ベクターの限定されない例には、pQE−12、pUCシリーズ、pBluescript(Stratagene)、発現ベクターのpETシリーズ(Novagen)またはpCRTOPO(Invitrogen)、ラムダgt11、pJOE、pBBR1−MCSシリーズ、pJB861、pBSMuL、pBC2、pUCPKS、pTACT1、pTRE、pCAL−n−EK、pESP−1、pOP13CAT、E−027 pCAG Kosak−Cherry(L45a)ベクター系、pREP(Invitrogen)、pCEP4(Invitrogen)、pMC1neo(Stratagene)、pXT1(Stratagene)、pSG5(Stratagene)、EBO−pSV2neo、pBPV−1、pdBPVMMTneo、pRSVgpt、pRSVneo、pSV2−dhfr、pIZD35、Okayama−Berg cDNA発現ベクターpcDV1(Pharmacia)、pRc/CMV、pcDNA1、pcDNA3(Invitrogen)、pcDNA3.1、pSPORT1(GIBCO BRL)、pGEMHE(Promega)、pLXIN、pSIR(Clontech)、pIRES−EGFP(Clontech)、pEAK−10(Edge Biosystems) pTriEx−Hygro(Novagen)およびpCINeo(Promega)が含まれる。ピキア・パストリス(Pichia pastoris)に適したプラスミドベクターの限定されない例は、例えばプラスミドpAO815、pPIC9KおよびpPIC35K(すべてInvitrogen)を含む。ゼノパス属(Xenopus)胚、ゼブラフィッシュ胚ならびに非常に多様な哺乳動物および鳥類細胞においてタンパク質を発現するために適した別のベクターは、多目的発現ベクターpCS2+である。
一般的に、ベクターは、1つまたはそれより多い複製起点(оri)およびクローニングまたは発現のための遺伝系、宿主における選択のための1つまたはそれより多いマーカー、例えば抗生物質耐性、ならびに1つまたはそれより多い発現カセットを含有してもよい。さらに、確立された方法を用いて、ベクター中に含まれるコード配列を、転写制御要素に、そして/または他のアミノ酸コード配列に連結してもよい。こうした制御配列は当業者に周知であり、そしてこれには限定されるわけではないが、転写開始を確実にする制御配列、内部リボソーム進入部位(IRES)(Owens, G.C.ら [2001] Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98:1471−1476)、そして随意に、転写物の転写終結および安定化を確実にする制御要素が含まれる。転写開始を確実にするこうした制御要素に関する限定されない例は、プロモーター、翻訳開始コドン、エンハンサー、インスレーターおよび/または本発明の核酸分子の下流に含まれるべき転写終結を確実にする制御要素を含む。さらなる例には、Kozak配列ならびにRNAスプライシングのためのドナーおよびアクセプター部位に隣接する介在配列、分泌シグナルをコードするヌクレオチド配列、あるいは用いる発現系に応じて、発現されたタンパク質を細胞区画に、または培地に向けることが可能なシグナル配列が含まれる。ベクターはまた、正しいタンパク質フォールディングを促進するため、1つまたはそれより多いシャペロンをコードするさらなる発現可能ポリヌクレオチドも含有してもよい。
複製の適切な起点のさらなる例には、例えば全長ColE1、一部切除(truncated)ColEI、SV40ウイルスおよびM13複製起点が含まれる一方、適切なプロモーターのさらなる例には、限定なしに、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、RSVプロモーター(ラウス肉腫ウイルス)、lacZプロモーター、テトラサイクリンプロモーター/オペレーター(tetp/о)、ニワトリβアクチンプロモーター、CAGプロモーター(ニワトリβアクチンプロモーターおよびサイトメガロウイルス極初期エンハンサーの組み合わせ)、gai10プロモーター、ヒト伸長因子lαプロモーター、AOX1プロモーター、GAL1プロモーター、CaMキナーゼプロモーター、lac、trpまたはtacプロモーター、T7またはT5プロモーター、lacUV5プロモーター、オートグラファ・カリフォルニカ(Autographa californica)核多角体病ウイルス(AcMNPV)多角プロモーターまたは哺乳動物および他の動物細胞におけるグロビンイントロンが含まれる。エンハンサーの1つの例は、例えばSV40エンハンサーである。転写終結を確実にする制御要素のさらなる限定されない例には、SV40−ポリA部位、tk−ポリA部位、rhо独立lppターミネーターまたはAcMNPV多角ポリアデニル化シグナルが含まれる。選択マーカーのさらなる限定されない例には、メトトレキセートに対する耐性を与えるdhfr(Reiss, Plant Physiol. (Life Sci. Adv.) 13 (1994), 143−149)、アミノ配糖体ネオマイシン、カナマイシンおよびパロマイシンに対する耐性を与えるnpt(Herrera−Estrella, EMBO J. 2 (1983), 987−995)およびハイグロマイシンに対する耐性を与えるhygro(Marsh, Gene 32 (1984), 481−485)が含まれる。さらなる選択可能遺伝子が記載されてきており、すなわち、細胞がトリプトファンの代わりにインドールを利用することを可能にするtrpB;細胞がヒスチジンの代わりにヒスチノールを利用することを可能にするhisD(Hartman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (1988), 8047);細胞がマンノースを利用することを可能にするマンノース−6−リン酸イソメラーゼ(WO 94/20627)、およびオルニチンデカルボキシラーゼ阻害剤、2−(ジフルオロメチル)−DL−オルニチン、DFMOに対する耐性を与えるODC(オルニチンデカルボキシラーゼ)(McConlogue, 1987, : Current Communications in Molecular Biology中, Cold Spring Harbor Laboratory編集)またはブラスチシジンSに対する耐性を与えるアスペルギルス・テレウス(Aspergillus terreus)由来のデアミナーゼ(Tamura, Biosci. Biotechnol. Biochem. 59 (1995), 2336−2338)が含まれる。
さらなる態様において、ベクターは、イントロンAを含む5’ CMVプロモーターおよび3’ BGHポリアデニル化配列からなる発現カセットを含有する真核生物発現プラスミドである。発現カセットに加えて、該プラスミドは、大腸菌(E. coli)におけるプラスミド増幅のため、pUC18由来複製起点、およびアンピシリン耐性を与えるベータ−ラクタマーゼ遺伝子を含有してもよい。抗体の分泌のため、真核生物リーダー配列が、抗体遺伝子の5’にクローニングされてもよい。
適切な細菌発現宿主は、例えば、JM83、W3110、KS272、TG1、K12、BL21(例えばBL21(DE3)、BL21(DE3)PlysS、BL21(DE3)RIL、BL21(DE3)PRARE)またはRosettaa由来の株を含む。ベクター修飾、PCR増幅および連結技術に関しては、Sambrook & Russel [2001] (Cold Spring Harbor Laboratory、NY)を参照されたい。
例えば化学薬品に基づく方法(ポリエチレンイミン、リン酸カルシウム、リポソーム、DEAE−デキストラン、ヌクレオフェクション)、非化学的方法(エレクトロポレーション、ソノポレーション、光学トランスフェクション、遺伝子エレクトロトランスファー、水力学的送達、または本発明の核酸分子と細胞を接触させた際の天然存在形質転換)、粒子に基づく方法(遺伝子銃、マグネトフェクション、インペールフェクション(impalefection))、ファージベクターに基づく方法およびウイルス法によって、細胞内に導入するために、本発明の核酸分子および/またはベクターを設計してもよい。例えば、ウイルス、例えばレトロウイルス、ワクシニアウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、セムリキ森林ウイルスまたはウシパピローマウイルス由来の発現ベクターを、ターゲティングされる細胞集団内への核酸分子の送達に用いてもよい。さらに、バキュロウイルス系もまた、本発明の核酸分子のための真核発現系においてベクターとして用いてもよい。1つの態様において、本発明の核酸分子および/またはベクターは、リン酸カルシウムによる化学的コンピテント大腸菌の形質転換のため、ならびに/あるいはポリエチレンイミンまたはリポフェクタミントランスフェクションによるHEK293およびCHOの一過性トランスフェクションのために設計されている。
本発明は:
(i)本明細書で上に定義するオプション(i)にしたがった軽鎖可変ドメインおよび本明細書で上に定義するオプション(i)にしたがった重鎖可変ドメインをコードする核酸分子;
(ii)本明細書で上に定義するオプション(ii)にしたがった軽鎖可変ドメインおよび本明細書で上に定義するオプション(ii)にしたがった重鎖可変ドメインをコードする核酸分子;または
(iii)本明細書で上に定義するオプション(iii)にしたがった軽鎖可変ドメインおよび本明細書で上に定義するオプション(iii)にしたがった重鎖可変ドメインをコードする核酸分子
を含むベクターにさらに関する。
1つの態様において、ベクターは発現ベクターである。
本発明のベクター、特にベクターのタイプまたは制御配列に関して、本明細書で上に提供するすべての定義および特に例示する態様は、変更すべきところは変更して適用される。ベクターのこの第二のタイプは、少なくとも2つの核酸分子、すなわち軽鎖可変ドメインをコードするものおよび重鎖可変ドメインをコードするものを含むベクターに関する。上記組み合わせから明らかであるように、軽鎖可変ドメインおよび重鎖可変ドメインは、本発明の機能性抗cTnT抗体の発現が可能であるように、ベクター中で組み合わせられる。この第二のタイプのベクターはまた、本明細書において、「本発明の組み合わせベクター」とも称される。
本発明はさらに:
(i)本発明の組み合わせベクター;または
(ii)本発明の第一の核酸分子、すなわち本発明記載の軽鎖可変領域をコードする核酸分子を含む本発明の個々のベクター、および本発明の第二の核酸分子、すなわち本発明記載の重鎖可変領域をコードする核酸分子を含む本発明の個々のベクター、ここでこれらの2つのベクターは、上記オプション(i)〜(iii)に定義するような軽鎖および重鎖可変領域をマッチさせるためにコードする核酸分子を含む
を含む宿主細胞または非ヒト宿主に関する。
宿主細胞は、任意の原核または真核細胞であってもよい。用語「原核生物」は、本発明のタンパク質の発現のため、DNAまたはDNAまたはRNA分子で形質転換されるか、形質導入されるかまたはトランスフェクションされてもよいすべての細菌を含むよう意味される。原核宿主には、グラム陰性ならびにグラム陽性細菌、例えば、大腸菌、ネズミチフス菌(S. typhimurium)、セラチア・マルセセンス(Serratia marcescens)、コリネバクテリウム属(Corynebacterium)(グルタミクム(glutamicum))、シュードモナス属(Pseudomonas)(フルオレセンス(fluorescens))、ラクトバチルス属(Lactobacillus)、ストレプトミセス属(Streptomyces)、サルモネラ属(Salmonella)および枯草菌(Bacillus subtilis)が含まれてもよい。
用語「真核」は、酵母、より高次の植物、昆虫および哺乳動物細胞が含まれるよう意味される。典型的な哺乳動物宿主細胞には、Hela、HEK293、H9、Per.C6およびJurkat細胞、マウスNIH3T3、NS/0、SP2/0およびC127細胞、COS細胞、例えばCOS1またはCOS7、CV1、ウズラ(quail)QC1−3細胞、マウスL細胞、マウス肉腫細胞、Bowes黒色腫細胞およびチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞が含まれる。本発明にしたがった例示的な哺乳動物宿主細胞はCHO細胞である。他の適切な真核宿主細胞には、限定なしに、ニワトリ細胞、例えばDT40細胞、または酵母細胞、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、ピキア・パストリス、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)およびクロイベロミセス・ラクティス(Kluyveromyces lactis)が含まれる。発現に適した昆虫細胞は、例えばショウジョウバエ属(Drosophila)S2、ショウジョウバエ属Kc、スポドプテラ属(Spodoptera)Sf9およびSf21またはトリコプルシア属(Trichoplusia)Hi5細胞である。適切なゼブラフィッシュ細胞株には、限定なしに、ZFL、SJDまたはZF4が含まれる。
記載するベクター(単数または複数)は、宿主ゲノム内に組み込まれても、または染色体外に維持されてもいずれでもよい。ベクターが適切な宿主内に取り込まれたら、宿主は、核酸分子の高レベル発現に適した条件下で維持され、そして望ましいように、本発明の抗体の収集および精製が続いてもよい。上記宿主細胞に関する適切な培地および条件は当該技術分野に知られる。
1つの態様において、列挙する宿主は、哺乳動物細胞、例えばヒト細胞またはヒト細胞株である。さらなる態様において、本発明のベクター(単数または複数)で形質転換される宿主細胞は、HEK293またはCHOである。さらにさらなる態様において、本発明のベクター(単数または複数)で形質転換される宿主細胞はCHOである。これらの宿主細胞ならびに適切な培地および細胞培養条件は、当該技術分野に記載されてきており、例えば、Baldi L.ら, Biotechnol Prog. 2005 Jan−Feb;21(1):148−53、Girard P.ら, Cytotechnology. 2002 Jan;38(1−3):15−21およびStettler M.ら, Biotechnol Prog. 2007 Nov−Dec;23(6):1340−6を参照されたい。
本発明にしたがった、用語「〜を含むベクター」に関して、宿主細胞が本発明の抗cTnT抗体を産生するために必要でありそして/または十分であるさらなる核酸配列が、ベクター中に存在することが理解される。こうしたさらなる核酸配列は、例えば、軽鎖の残りをコードする核酸配列ならびに重鎖の残りをコードする核酸配列である。
本発明にしたがった宿主細胞または非ヒト宿主は、本明細書で上に定義するような軽鎖および重鎖可変領域の両方をコードする1つのベクターを含むか、または2つの別個のベクターを含み、ここで1つのベクターが本発明にしたがった軽鎖可変領域をコードする核酸分子を所持し、そして第二のベクターが本発明にしたがったマッチする重鎖可変領域をコードする核酸分子を所持するかいずれかである。したがって、第一のベクターが本明細書上記のオプション(i)にしたがった軽鎖可変領域をコードする核酸分子を所持する場合、第二のベクターは、やはり上記オプション(i)にしたがった重鎖可変領域をコードする核酸分子を所持する。同じことは、オプション(ii)および(iii)に、変更すべきところは変更して適用される。
したがって、各場合で、これらの核酸分子の発現は、互いに関連付けられており、これらは、本明細書で上に記載する結合能からなる本発明の抗体の産生を確実にするために、1つの抗体分子内に存在する必要がある。
例えば、この態様にしたがった宿主細胞を使用して、本発明の抗体を多量に産生してもよい。前記宿主細胞は、宿主内に上述のベクター(単数または複数)を導入することによって産生される。宿主中の前記ベクター(単数または複数)の存在は、次いで、本発明の抗体の上記軽鎖可変ドメインおよび重鎖可変ドメインをコードする核酸分子の発現を仲介する。本明細書で上に記載するように、本発明のベクター(単数または複数)は、全長IgG抗体の発現を可能にするさらなる配列を含み、それによって宿主細胞による全長IgG抗体の産生を生じてもよく、ここで、前記抗体は、本発明にしたがった可変軽鎖および/または重鎖ドメインの存在によって特徴づけられる。
本発明はさらに、上述のように得られる抗体、例えば配列番号1のcTnTに特異的に結合する抗体の産生のための方法であって、本発明の宿主細胞を適切な条件下で培養し、そして産生された抗体を単離する工程を含む、前記方法に関する。
この態様にしたがって、本発明の宿主中に存在するベクター(単数または複数)は発現ベクター(単数または複数)であるか、またはベクター(単数または複数)が、その発現が確実になるような方式で、宿主細胞のゲノム内に本発明の核酸分子(単数または複数)の安定な取り込みを仲介するかいずれかである。抗体の発現が確実になるように、本発明の抗cTnT抗体のそれぞれの軽鎖および重鎖ドメインをコードする核酸分子が成功裡に導入されている宿主細胞の選択のための手段および方法が当該技術分野に周知であり、そして記載されてきている(Browne, S.M. & Al−Rubeai, M. [2007] Trends Biotechnol. 25:425−432; Matasci, Mら [2008] Drug Discov. Today: Technol. 5:e37−e42; Wurm, F.M. [2004] Nat. Biotechnol. 22:1393−1398)。
原核または真核宿主細胞を培養するために適した条件が当業者に周知である。例えば、細菌、例えば大腸菌は、典型的には4〜約37℃の温度で、ルリア・ベルタニ(LB)培地中、通気下で培養可能である。発現産物の収量および溶解度を増加させるため、培地を緩衝するか、あるいは両方を増進させるかまたは促進することが知られる適切な添加剤を培地に補充してもよい。誘導性プロモーターが、宿主細胞中に存在するベクター(単数または複数)における本発明の核酸分子を制御する場合、ポリペプチドの発現を、適切な誘導剤、例えばアンヒドロテトラサイクリンの添加によって誘導してもよい。適切な発現プロトコルおよび戦略が当該技術分野に記載されてきており(例えば、Dyson, M. R.ら (2004). BMC Biotechnol. 4, 32−49、およびBaldi, L.ら (2007). Biotechnol. Lett. 29, 677−684中)、そしてこれを特定の宿主細胞の必要性に、そして必要であれば発現しようとするタンパク質の必要条件に適応させてもよい。
細胞タイプおよびその特定の必要条件に応じて、哺乳動物細胞培養を、例えば、10%(v/v)FCS、2mM L−グルタミンおよび100U/mlペニシリン/ストレプトマイシンを含有するRPMI、ウィリアムのEまたはDMEM培地中で行ってもよい。細胞を、例えば37℃、またはDT40ニワトリ細胞に関しては41℃で、5%CO、水飽和大気中で維持してもよい。
昆虫細胞培養に適した培地は、例えばTNM+10%FCS、SF900またはHyClone SFX−昆虫培地である。昆虫細胞を、通常、接着または懸濁培養として、27℃で増殖させる。
真核または脊椎動物細胞のための適切な発現プロトコルは、当業者に周知であり、そして例えばSambrook, J & Russel, D.W. [2001] (Cold Spring Harbor Laboratory, NY)より得られうる。
1つの態様において、哺乳動物細胞、例えばCHOまたはHEK293細胞を用いて方法を行う。さらなる態様において、CHO細胞を用いて方法を行う。
組換え産生法で使用する宿主に応じて、発現された抗体はグリコシル化される可能性もあり、またはグリコシル化されない可能性もある。1つの態様において、本発明の抗体のコード配列を含有するプラスミドまたはウイルスを用い、そしてN末端FLAG−タグおよび/またはC末端His−タグに遺伝子融合させる。さらなる態様において、前記FLAG−タグの長さは、約4〜8アミノ酸、例えば正確に8アミノ酸である。上記ベクターを用いて、一般の当業者に一般的に知られる技術のいずれを用いて、宿主を形質転換またはトランスフェクションしてもよい。さらに、融合された機能的に連結された遺伝子を調製し、そしてこれらを例えば哺乳動物細胞および細菌において発現するための方法が当該技術分野に周知である(Sambrook、同箇所)。
形質転換宿主をバイオリアクター中で増殖させ、そして最適細胞増殖を達成するために当該技術分野に知られる技術にしたがって培養してもよい。次いで、本発明の抗体を増殖培地から単離してもよい。本発明の微生物的に発現される抗体の単離および精製は、任意の慣用的手段、例えばアフィニティクロマトグラフィ(例えばStrep−タグIIまたはHisタグなどの融合タグを用いて)、ゲル濾過(サイズ排除クロマトグラフィ)、陰イオン交換クロマトグラフィ、陽イオン交換クロマトグラフィ、疎水性相互作用クロマトグラフィ、高圧液体クロマトグラフィ(HPLC)、逆相HPLCまたは免疫沈降によってもよい。これらの方法は当該技術分野に周知であり、そして一般的に、Sambrook, J & Russel, D.W. [2001] (Cold Spring Harbor Laboratory, NY)に記載されてきている。
本発明にしたがって、用語「産生された抗体を単離する」は、抗体、例えば本発明の抗cTnT抗体の単離を指す。
本発明はさらに:
(i)本発明の抗体、
(ii)本発明の核酸分子、
(iii)本発明のベクター、
(iv)本発明の宿主細胞、および/または
(v)本発明の方法によって産生される抗体
の少なくとも1つを含む組成物に関する。
用語「組成物」は、本発明にしたがって用いた際、列挙する化合物の少なくとも1つを含む組成物に関する。組成物は、随意に、それによって本発明の化合物の特性を改変する、例えば安定化する、調節するおよび/またはその機能を増進することが可能なさらなる分子を含んでもよい。組成物は固形または液体型であってもよく、そしてとりわけ、粉末(単数または複数)、錠剤(単数または複数)または溶液(単数または複数)の形であってもよい。
組成物の構成要素を1つの容器または複数の容器、例えば密封アンプルまたはバイアル中に、水溶液としてまたは再構成のための凍結乾燥配合物として、パッケージングしてもよい。凍結乾燥配合物の例として、10mlバイアルに5mlの1%(w/v)または10%(w/v)水溶液を充填し、そして生じた混合物を凍結乾燥する。例えば療法使用のための注射用水、または診断目的のための別の望ましい溶媒、例えば緩衝剤のいずれかを用いて、凍結乾燥化合物(単数または複数)を再構成することによって、使用のための溶液を調製する。保存剤および他の添加剤もまた存在してもよく、例えば抗微生物剤、酸化防止剤、キレート剤、および不活性ガス等が存在してもよい。
組成物の多様な構成要素を、使用のための説明書とともに、キットとしてパッケージングしてもよい。
1つの態様において、本発明の組成物は、当業者が、当該技術分野に周知のin vitroまたはex vivo法、例えばイムノアッセイのような方法を行うことを可能にする組成物である。
本発明の抗体を利用してもよいイムノアッセイの例は、直接または間接的形式いずれかのイムノアッセイである。こうしたイムノアッセイの例は、酵素連結免疫吸着アッセイ(ELISA)、酵素イムノアッセイ(EIA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、あるいは発光、蛍光、化学発光または電気化学発光の検出に基づくイムノアッセイである。
以下において、本発明は、心臓トロポニンTの検出で例示される。他のターゲット抗原に対して向けられる本発明の抗体を、適宜修飾されたアッセイで用いてもよいことに注目しなければならない。
心臓トロポニンT(cTnT)は、それぞれ、US 6,333,397およびUS 6,376,206に開示されるようなサンドイッチイムノアッセイによって最適に検出され、そして本質的にcTnTの測定のためのすべての続く世代のアッセイで確認される。第五世代cTnTアッセイ、Roche Diagnostics、ドイツによって販売される、cTnTに関する高感度アッセイ(hs−cTnT)において、なお、サンドイッチイムノアッセイ原理が使用される。このアッセイは、5ng/mlの検出下限(LOD)でcTnTを検出可能であるため、高感度アッセイである。用いるアッセイプロトコルに応じて、それぞれ9または18分間の全体の非常に短いインキュベーション時間にもかかわらず、この優れたLODに到達する。このアッセイにおいて、ビオチン化捕捉抗体およびルテニル化検出抗体を含むサンドイッチが形成される。この複合体は、ストレプトアビジンでコーティングされた磁気ビーズに結合し、そして未結合物質は洗い流される。当業者に明らかであるように、Kdが傑出していない場合、これは非常に重要であり、これは、ある程度の解離が生じ、そしてシグナルの減少が導かれ、これがLOD減少に直接つながるであろうためである。
当業者には明らかであるように、本発明記載の抗体をcTnTの検出のための方法に用いることが好適であろう。
1つの態様において、本開示は、試料においてcTnTを検出する方法であって:a)本開示にしたがった抗cTnT抗体と試料を、抗cTnT抗体/cTnT複合体の形成のために十分な時間および条件下で接触させ;そしてb)抗cTnT抗体/cTnT複合体を測定する、ここでその複合体の量は、試料中のcTnTの濃度の指標となる、前記方法に関する。例えば「抗cTnT抗体/cTnT複合体」における用語「/」は、一方で抗cTnT抗体および他方でcTnTの間で、非共有複合体が形成されることを示すために用いられる。
1つの態様において、本発明は、試料中のcTnTを検出する方法であって:a)cTnTに対する第一の抗体およびcTnTに対する第二の抗体を試料と、第一の抗cTnT抗体/cTnT/第二の抗cTnT抗体の複合体が形成されるために十分な時間および条件下で接触させ、ここで第二の抗体は、検出可能に標識されており;そしてb)(a)で形成される複合体を測定する、ここで、この複合体の量は、試料中のcTnTの濃度の指標であり、そして第一または第二の抗体のいずれかが、本発明記載の抗体である、前記方法に関する。
当業者に明らかであるように、試料を、任意の望ましい順序で、すなわち、まず、第一の抗体、第二の抗体;第一の抗体よりもまず第二の抗体、または同時に、第一の抗cTnT抗体/cTnT/第二の抗cTnT抗体の複合体が形成されるために十分な時間および条件下で接触させてもよい。
当業者が容易に認識するであろうように、特定の抗cTnT抗体およびcTnT抗原/分析物の間の複合体(=抗cTnT抗体/cTnT複合体)の形成、またはcTnTに対する第一の抗体、cTnT(分析物)および第二の抗cTnT抗体の複合体を含む二次またはサンドイッチ複合体(=第一の抗cTnT抗体/cTnT/第二の抗cTnT抗体の複合体)の形成いずれかのために適切であるかまたは十分である時間および条件を確立することは、ルーチンの実験に過ぎないことが容易に認識されるであろう。
任意の適切な手段によって、抗cTnT抗体/cTnT複合体の検出を行ってもよい。当業者は、こうした手段/方法をよく知っている。
用語「試料」または「関心対象の試料」または「試験試料」は、本明細書において交換可能に用いられる。試料はin vitro試料であり、in vitroで分析され、そして体内には戻されないであろう。試料の例には、限定されるわけではないが、液体試料、例えば血液、血清、血漿、滑液、尿、唾液、およびリンパ液、あるいは固形試料、例えば組織抽出物、軟骨、骨、滑膜、および結合組織が含まれる。1つの態様において、試料は、血液、血清、血漿、滑液および尿より選択される。1つの態様において、試料は、血液、血清および血漿より選択される。1つの態様において、試料は血清または血漿である。
用語「参照試料」は、本明細書において、関心対象の試料と実質的に同一の方式で分析され、そしてその情報が関心対象の試料のものに比較される、試料を指す。参照試料は、それによって、関心対象の試料から得られる情報の評価を可能にする標準を提供する。参照試料は、健康なまたは正常な組織、臓器または個体から得られてもよく、それによって、組織、臓器または個体の健康状態の標準を提供してもよい。正常参照試料の状態および関心対象試料の状態の間の相違は、疾患発展のリスク、あるいはこうした疾患または障害の存在またはさらなる進行の指標となりうる。参照試料は、異常なまたは疾患の組織、臓器または個体から得られてもよく、それによって、組織、臓器または個体の疾患状態の標準を提供してもよい。異常な参照組織の状態および関心対象試料の状態の間の相違は、低下した疾患発展のリスク、あるいはこうした疾患または障害の非存在または改善の指標となりうる。
用語、指標の「上昇した」または「増加した」レベルは、参照または参照試料におけるこうした指標のレベルに比較してより高い、試料におけるこうした指標のレベルを指す。例えば、所定の疾患を患っていない個体の液体試料におけるよりも、所定の疾患を患っている個体の同じ液体試料において、より多量に検出可能であるタンパク質は、上昇したレベルを有する。
特定の態様において、cTnTに対する第一の抗体、cTnT(分析物)およびcTnTに対する第二の抗体を含むサンドイッチであって、第二の抗体が検出可能に標識されている前記サンドイッチが形成されるであろう。
一般的に、以下のカテゴリーに分類されうる多数の標識(色素とも称される)が入手可能であり、これらすべてはともに、そして各々、本開示にしたがった態様に相当する:
(a)蛍光色素
蛍光色素は、例えば、Briggsら ”Synthesis of Functionalized Fluorescent Dyes and Their Coupling to Amines and Amino Acids,” J. Chem. Soc., Perkin−Trans. 1 (1997) 1051−1058)に記載されるとおりである。
蛍光標識またはフルオロフォアには、希土類キレート(ユーロピウムキレート)、FITC、5−カルボキシフルオレセイン、6−カルボキシフルオレセインを含むフルオレセイン型標識;TAMRAを含むローダミン型標識;ダンシル;リサミン;シアニン;フィコエリトリン;テキサスレッド;およびその類似体が含まれる。蛍光標識は、本明細書に開示する技術を用いて、ターゲット分子中に含まれるアルデヒド基にコンジュゲート化可能である。蛍光色素および蛍光標識試薬には、Invitrogen/Molecular Probes(米国オレゴン州ユージーン)およびPierce Biotechnology, Inc.(イリノイ州ロックフォード)より商業的に入手可能なものが含まれる。
(b)発光色素
発光色素または標識は、化学発光および電気化学発光色素にさらに下位分類することも可能である。
異なるクラスの化学発光原標識には、ルミノール、アクリジニウム化合物、セレンテラジンおよび類似体、ジオキセタン、ペルオキシシュウ酸およびその誘導体に基づく系が含まれる。免疫診断法に関しては、主に、アクリジニウムに基づく標識が用いられる(詳細な概説は、Dodeigne C.ら, Talanta 51 (2000) 415−439に提供される)。
電気化学発光標識として用いられる主な標識は、それぞれ、ルテニウムおよびイリジウムに基づく電気化学発光複合体である。電気化学発光(ECL)は、高感度および選択的方法として、分析適用に非常に有用であることが証明された。該方法は、化学発光分析(バックグラウンド光学シグナルを持たない)の分析上の利点を、電極電位を適用することによる反応制御の容易さと組み合わせている。一般的に、ルテニウム複合体、特に液相または液体−固体界面において、TPA(トリプロピルアミン)で再生する[Ru(Bpy)3]2+(〜620nmで光子を放出する)がECL標識として用いられる。近年、イリジウムに基づくECL標識もまた記載されてきている(WO2012107419(A1))。
(c)放射標識は、放射性同位体(放射性核種)、例えば3H、11C、14C、18F、32P、35S、64Cu、68Gn、86Y、89Zr、99TC、111In、123I、124I、125I、131I、133Xe、177Lu、211At、または131Biなどを利用する。
(d)画像撮影および療法目的のための標識として適切な金属キレート複合体が当該技術分野に周知である(US 2010/0111856; US 5,342,606; US 5,428,155; US 5,316,757; US 5,480,990; US 5,462,725; US 5,428,139; US 5,385,893; US 5,739,294; US 5,750,660; US 5,834,456; Hnatowichら, J. Immunol. Methods 65 (1983) 147−157; Mearesら, Anal. Biochem. 142 (1984) 68−78; Mirzadehら, Bioconjugate Chem. 1 (1990) 59−65; Mearesら, J. Cancer (1990)、Suppl. 10:21−26; Izardら, Bioconjugate Chem. 3 (1992) 346−350; Nikulaら, Nucl. Med. Biol. 22 (1995) 387−90; Cameraら, Nucl. Med. Biol. 20 (1993) 955−62; Kukisら, J. Nucl. Med. 39 (1998) 2105−2110; Verelら, J. Nucl. Med. 44 (2003) 1663−1670; Cameraら, J. Nucl. Med. 21 (1994) 640−646; Rueggら, Cancer Res. 50 (1990) 4221−4226; Verelら, J. Nucl. Med. 44 (2003) 1663−1670; Leeら, Cancer Res. 61 (2001) 4474−4482; Mitchellら, J. Nucl. Med. 44 (2003) 1105−1112; Kobayashiら Bioconjugate Chem. 10 (1999) 103−111; Miedererら, J. Nucl. Med. 45 (2004) 129−137; DeNardoら, Clinical Cancer Research 4 (1998) 2483−90; Blendら, Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals 18 (2003) 355−363; Nikulaら J. Nucl. Med. 40 (1999) 166−76; Kobayashiら, J. Nucl. Med. 39 (1998) 829−36; Mardirossianら, Nucl. Med. Biol. 20 (1993) 65−74; Roselliら, Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals, 14 (1999) 209−20)。
1つの態様において、cTnTに対する第一の抗体、cTnT(分析物)およびcTnTに対する第二の抗体を含む、サンドイッチが形成され、ここで第二の抗体は検出可能に標識されており、そして第一の抗cTnT抗体は、固相に結合可能であるかまたは固相に結合している。
1つの態様において、本発明に開示する抗cTnT抗体を、cTnTを測定するイムノアッセイで用いる。1つの態様において、本明細書で上に開示する抗cTnT抗体を、サンドイッチ型イムノアッセイに用いる。1つの態様において、本発明に開示する抗cTnT抗体を検出抗体として用いる。1つの態様において、本明細書に開示するような抗cTnT抗体を、発光色素、特に化学発光色素または電気化学発光色素で検出可能に標識する。
本発明の説明および実施例には、これらのおよび他の態様が開示され、そして含まれる。本発明にしたがって使用される方法、使用および化合物のいずれか1つに関するさらなる文献は、例えば電子デバイスを用いて、公的ライブラリーおよびデータベースから検索可能である。例えば、インターネット上で利用可能である公的データベース「Medline」を、例えばncbi.nlm.nih.gov/PubMed/medline.htmlで、ワールドワイドウェブにおいて利用してもよい。ワールドワイドウェブにおいて利用可能であるさらなるデータベースおよびアドレス、例えばncbi.nlm.nih.gov/、fmi.ch/biology/research_tools.html、tigr.org/、またはinfobiogen.fr/が当業者に知られ、そしてlycos.comで、ワールドワイドウェブ中のアドレスを用いてもまた得られうる。
別に定義しない限り、本明細書で用いるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野において、一般の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合は、定義を含めて特許明細書が優先するであろう。
本明細書に提供するすべてのアミノ酸配列は、当該技術分野で習慣的に行われるように、最もN末端の残基で始まり、そして最もC末端の残基で終わるよう提示され(N→C)、そして本発明全体でアミノ酸を同定するために用いる1文字または3文字略語は、アミノ酸に関して一般的に用いられるものに対応する。
本明細書において、特に請求項において特徴づけられる態様に関して、従属請求項において言及される各態様は、前記従属請求項が従属する各請求項(独立または従属)の各態様と組み合わせられると意図される。例えば、独立請求項1が3つの選択肢A、BおよびCを列挙し、従属請求項2が選択肢D、EおよびFを列挙し、そして請求項3が請求項1および2に従属し、そして3つの選択肢G、HおよびIを列挙する場合、別に特に言及しない限り、明細は明確に、組み合わせA、D、G; A、D、H; A、D、I; A、E、G; A、E、H; A、E、I; A、F、G; A、F、H; A、F、I; B、D、G; B、D、H; B、D、I; B、E、G; B、E、H; B、E、I; B、F、G; B、F、H; B、F、I; C、D、G; C、D、H; C、D、I; C、E、G; C、E、H; C、E、I; C、F、G; C、F、H; C、F、Iに対応する態様を開示することが理解されるものとする。
同様に、そしてまた独立および/または従属請求項が選択肢を列挙しない場合にも、従属請求項が複数の先行する請求項に言及する場合、それによって含まれる主題の任意の組み合わせが明らかに開示されると見なされることが理解される。例えば、独立請求項1があり、従属請求項2が請求項1に言及し、そして従属請求項3が請求項2および1の両方に言及する場合、請求項3および1の主題の組み合わせが、明らかにそして明確に開示され、請求項3、2および1の主題の組み合わせも同様であるということになる。請求項1〜3のいずれか1項に言及するさらなる従属請求項4が存在する場合、請求項4および1、請求項4、2および1、請求項4、3および1、ならびに請求項4、3、2および1の主題の組み合わせが、明らかにそして明確に開示されるということになる。
上記考慮はすべての付随する請求項に変更すべきところは変更して適用される。限定されない例を提供するため、請求項13、12および1(i)の組み合わせは、請求項構造に関して明らかにそして明確に想定される。同じことは、例えば請求項13、11および4(ii)の組み合わせ等に当てはまる。
本発明の特定の側面はまた付随する図によっても例示される。
以下の実施例が本発明を例示する。
実施例1:材料および一般的な方法
組換えDNA技術
Sambrook, J.ら, Molecular Cloning: A laboratory manual; Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, 1989に記載されるような標準法を用いて、DNAを操作した。製造者の指示にしたがって分子生物学試薬を用いた。
DNA配列決定
Microsynth AG(スイス・バルガッハ)で行われる二本鎖配列決定によって、DNA配列を決定した。
DNAおよびタンパク質配列分析、ならびに配列データ管理
Vector NT1 Advanceパッケージソフト、バージョン11.5.0を、配列生成、マッピング、分析、注釈および例示に用いた。
タンパク質化学および標識技術
標準タンパク質化学および標識技術は、例えば、Hermanson, G. “Bioconjugate Techniques” 第3版 (2013) Academic Pressに提供される。
バイオインフォマティクス
バイオインフォマティクス法は、例えば、Keith J.M. (監修) “Bioinformatics” Vol. IおよびVol. II, Methods in Molecular Biology Vol. 1525およびVol. 1526 (2017) Springerに、そしてMartin, A.C.R. & Allen, J. “Bioinformatics Tools for Analysis of Antibodies” : Duebel S. & Reichert J.M. (監修) “Handbook of Therapeutic Antibodies”中 Wiley−VCH (2014)に提供される。
電気化学発光イムノアッセイ
イムノアッセイおよび関連法は、例えば、Wild D. (監修) “The Immunoassay Handbook” 第4版 (2013) Elsevierに提供される。電気化学発光標識としてのルテニウム複合体は、例えば、Staffilani M.ら Inorg. Chem. 42 (2003) 7789−7798に提供される。典型的には、電気化学発光(ECL)に基づくイムノアッセイの実行のため、Elecsys 2010分析装置または後継系、例えばRoche分析装置(Roche Diagnostics GmbH、ドイツ・マンハイム)例えば、E170、cobas e 601モジュール、cobas e 602モジュール、cobas e 801モジュール、およびcobas e 411、ならびにこれらの分析装置のために設計されたRoche Elecsysアッセイを、別に示さない限り、各々、標準条件を用いて、用いた。
実施例2:ライブラリー構築
親抗体可変重鎖は、ネズミ起源のものである(配列番号34)。それぞれ、HCCDR1、HCCDR2および/またはHCCDR3の単一アミノ酸ランダム化を目的として、突然変異HCCDRを含むライブラリーを構築した。第一の工程において、各々、4つの異なる親抗体フレームワーク領域の1つをコードする4つのDNA断片を生成した。社内で、ポリメラーゼ連鎖反応によって、フレームワーク領域1、3および4を得て、フレームワーク領域2に相当する短い断片2(42bp)を、Metabion international AGで注文した(図1Aを参照されたい)。断片をゲル精製し、そして定量化した。これらのDNA断片の1つの100ngを、4つのアドオンPCR反応混合物の各々において、ポリヌクレオチドテンプレートとして用いた。親CDRと同じ数のコドンを含むポリヌクレオチドライブラリーの使用によってCDR領域を付加し、ここで前記ライブラリーのメンバーは、それぞれのHCCDRのそれぞれのコドン位各々に1つのNNKコドンを含むライブラリーメンバーを含むよう設計された。さらに、CDRライブラリー中のポリヌクレオチドは、それぞれのCDRに隣接するフレームワーク領域にハイブリダイズ可能な配列を含んだ。入れ子(nested)PCR増幅のため、末端プライマーを用いた。それによって(図1Bを参照されたい)、部分的に重複する配列を含む4つのDNA断片を生成した。FW1配列の3’端に、そしてFW4配列の5’端にハイブリダイズする末端プライマーを用いて、重複PCRを行って、4つの断片を直鎖DNAライブラリー構築物に連結した(図1Cを参照されたい)。典型的なPCR反応を、PCR等級の水で100μl反応混合物に満たし、該混合物は、MgSO4を含む10μlの10xPCR緩衝剤、200μM dNTP混合物、0.5μM順方向プライマーおよび逆方向プライマー、250ng DNAテンプレート、5単位のPwo DNAポリメラーゼを含有した。典型的なPCRは、94℃5分間の初期テンプレート変性で開始し、30サイクル(94℃2分間、60℃45秒間、72℃1分間)を使用し、そして72℃5分間の最終伸長工程を含有した。プライマー、テンプレートおよび断片配列を表1に列挙する。ライブラリー断片は、細胞不含系における転写および翻訳の成功に必要なすべての制御配列を含有した。当業者は、当該技術分野の方法によって、こうしたライブラリーを生成可能である。例えば、Hanes, J. & Pluckthun, A. (1997), “In vitro selection and evolution of functional proteins by using ribosome display”, Proc Natl Acad Sci U.S.A. 94, 4937−42を参照されたい。こうして生成した、3つのHC CDRを含み、そして約5・1011ライブラリーメンバーに相当するDNAライブラリー250ngを、in vitroディスプレイアプローチに用いた。
表1:
抗cTnT Fab断片ライブラリーの生成に用いた配列
Figure 2021515573
Figure 2021515573
Figure 2021515573
実施例3:in vitroディスプレイ
Fabディスプレイ用の緩衝液を調製し、そして回転ローテーションで、4℃で一晩インキュベーションした。洗浄緩衝液、WB(60mM Tris;AcOHでpH7.5に調整、180mM NaCl、60mM酢酸マグネシウム、5%ブロッカーBSA、33mM KCl、200μg t−RNA、0.05%Tween20);ビーズ洗浄緩衝液BWB(100mM PBS、0.1%Tween20);停止緩衝液SB(50mM Tris、AcOHでpH7.5に調整、150mM NaCl、50mM酢酸マグネシウム、5%ブロッカーBSA(Pierce)、33mM KCl、0.5%Tween20、8.2mM酸化グルタチオン);溶出緩衝液(55mM Tris AcOHでpH7.5に調整、165mM NaCl、22mM EDTA、1mg BSA、5000U rRNA(5000U)、50μg tRNA)。
必要な体積の磁気ビーズ(ストレプトアビジンコーティングビーズ)を、10μL初期懸濁物あたり100μLの洗浄緩衝液(WB)を用い、回転ローテーションで、4℃で一晩ブロッキングした。25μLのビーズをプレパニング工程に用い、そして20μLをターゲット/バックグラウンド試料あたりのパニングに用いた。ビーズ保存緩衝液のアジ化ナトリウムを除去するため、ビーズ洗浄緩衝液(BWB)で4回、そしてWBで3回、ビーズを洗浄した。ビーズを収集するために磁場を2分間適用し、そして続いて上清を廃棄することによって、これらの工程を実行した。最終洗浄工程後、ビーズを最初の体積までWB中に再懸濁した。
製造者の指示にしたがって、PUREfrexTM DS2.0を用いて、in vitro転写および翻訳を行った。ターゲット(T)に関して1.5mL反応試験管およびバックグラウンド(BG)に関するものを用意した。
発現テンプレート(LC)およびディスプレイテンプレート(HC)のDNA投入を、2:1分子比で適用した。ディスプレイおよび発現テンプレートをコードするDNAの量をすべてのFabディスプレイサイクルで一定に維持した。in vitro転写/翻訳反応混合物を37℃で1時間インキュベーションした。インキュベーション後、100μL停止緩衝液を添加し、その後、14000rpm、1℃で15分間の遠心分離工程によって、反応を停止した。別に記載しない限り、続く工程を4℃で行った。翻訳混合物の反応停止上清を、調製したビーズ懸濁物に添加し、そしてロッキングプラットホーム上で30分間インキュベーションした。その後、懸濁物を13000rpmおよび1℃で10分間遠心分離して、残りの3つ組複合体を含む上清から、非特異的結合分子を含むビーズを分離した。プレパニングした上清(300μL)を、WBであらかじめブロッキングした新たな2mL反応試験管に移し、そしてさらなる使用まで、氷上で維持した。ターゲット(組換えビオチン化cTnT)を、最終濃度10nM〜50nMの範囲で、300μLプレパニング上清に添加した。選択圧を上昇させるため、ビオチン化cTnT濃度をサイクルごとに減少させた。懸濁物をロッキングプラットホーム上で30分間インキュベーションした。溶液パニング工程によって、ビオチン化cTnTおよび3つ組複合体の間の特異的結合が可能になった。ターゲットcTnTに結合した3つ組複合体を、20分間のインキュベーション工程において、ストレプトアビジンビーズで捕捉した。サイクルIIIにおいて、2つの方法で選択圧のさらなる増加を達成した:抗原濃度を2nMに減少させることによるか、または非ビオチン化競合剤を用いることによるかいずれか。後者の場合、低ビオチン化cTnT濃度および過剰な競合剤cTnTで、パニング工程を一晩行った。
洗浄工程は、磁場における、結合したターゲット−3つ組複合体でのビーズの捕捉、その後、上清の除去を含む。ビーズを500μL氷冷WBで洗浄した。続くディスプレイサイクルで、洗浄工程の期間を5分から1時間に延長することによって、選択圧を増加させた。最終洗浄工程を用いて、ブロッキングされた新たな2mLの反応試験管にビーズを移した。続いて、磁場でビーズを捕捉し、そして上清を除去した。EDTAを含有する100μLの1xEBを添加し、そして振盪しながら10分間インキュベーションすることによって、以下の溶出工程を行った。3つ組複合体からmRNAを放出させた。その後、溶出混合物を14000rpm、1℃で10分間遠心分離した。製造者の指示にしたがって、RNeasy MinEluteクリーンナップキット(Qiagen)を用いて、濃縮されたRNAを単離しそして精製した。RNAを16μLのRNase不含水で溶出した。選択工程由来の残渣DNAを消化するため、製造者の指示にしたがって、Ambion DNA−freeTMキットを用いた。残渣DNAは、続くPCR反応では増幅不能である。DNアーゼ脱活性化後、懸濁物を13000rpmおよび室温で2分間遠心分離した。上清(50μL)を、氷上で、新鮮な1.5mL反応試験管に移した。精製RNAを逆転写(RT)のために直ちに用いた。残りの上清は−20℃で保存した。
溶出mRNAをcDNAに逆転写した。パニング工程において、2つの反応を、ターゲットを含有する試料Tのためにセットアップした。2つのさらなる反応を試料BGのために用意し、そして陰性対照は水を含有した。試料の数にしたがって、マスターミックスを調製し、そしてプレミックスを氷上で0.2mL反応試験管に分配した。各反応に、12μLの溶出RNAおよび0.5μLの逆転写酵素を接種した。RNAの代わりに12μLのRNアーゼ不含水で、陰性対照を実施した。PCRサーモサイクラー中、65℃で45分間、逆転写を行った。続いて、cDNA試料を氷上で5分間インキュベーションし、そして以下の工程で増幅した。残りの試料を−20℃で保存した。2つのPCR反応を実行した:最初のPCR「RTに対するPCR」を、選択プールのcDNAを増幅するため、プライマーFrtおよびRrtで実行した。in vitro転写/翻訳のための制御要素を再付着させるため、プライマーF1AおよびR1Aを用いた第二のPCR、「RT−PCRに対するPCR」を適用した。Pwo DNAポリメラーゼを用いて、両反応を実行した。
選択プールの十分なDNA濃度を提供するため、試料TおよびBG各々に関して、4つの反応をセットアップした。
さらに、4つの対照試料をセットアップした。最初の2つの試料は、試料TおよびBGのmRNA単離後のDNA消化から得られ、そして潜在的に残っているDNAを増幅するPCRによって該試料を検証した。第三および第四は、PCR等級の水を用いた、RTの陰性対照および「RTに対するPCR」に関する陰性対照であった。
QIAquickゲル抽出キットで、調製用1%アガロースゲルから、TのPCR産物を精製し、続いて、定量化し、そして「RT−PCRに対するPCR」のテンプレートとして用いた。選択プールの3つの反応、およびDNAテンプレートの代わりにPCR等級の水を用いた陰性対照のものを用意した。各反応に関して、250ngのあらかじめ精製した「RTに対するPCR」を用いた。QIAquickゲル抽出キットで、1%調製用アガロースゲルから、PCR産物を精製し、そして適切な発現系への続くサブクローニングのため、さらに修飾した。
実施例4:濃縮された結合剤のペリプラズム発現
濃縮されたFab結合剤を単離するため、FabのヒトCH1ドメイン、ネズミVLドメインおよびヒトCLドメインを含有するphoATIR3−9bi Fab TN−T M7chim発現ベクター(図2を参照されたい)内に、ネズミ可変HCをクローニングした。発現ベクター内へのクローニングを可能にするため、リーダー配列Tir9に位置するBsiWI制限部位を、各選択プールに提供した。
第二の制限部位KpnIは、HCの可変領域の末端に存在し、そしてしたがって、付着させる必要はない。したがって、BsiWI制限部位を含有する順方向プライマー5’ GCTACAAACGCGTACGCTATGGAAGTGCAGCTGCAGCAGAGCG−3’(配列番号95)、および逆方向プライマーRrt 5’−GGAAAGCCTCTGAGGACCAGCACGGATGCCCTGTGC−3’(配列番号88)を用いたPCRを行った。96ウェルディープウェルブロック(DWB)中でペリプラズム発現を行った。Integra VIAFlo96を用いることによって、プレ培養(「マスター」)DWBにウェルあたり1mLのLB(100μg/mLアンピシリン)を満たし、そしてあらかじめ実施されたサブクローニングおよび形質転換の単離クローンを接種した。選択プールあたり約300コロニーを摘み取った。1つのウェルを陰性対照として接種なしに放置し;別のウェルに、陽性対照として、TnT M−7(野生型)Fab発現ベクターで形質転換したXL1ブルーを接種した。DWBを空気浸透可能膜で密封し、そして軌道振盪装置インキュベーター(750rpm)中、30℃で一晩インキュベーションした。続いて、Simmons, L. C., Reilly, D., Klimowski, L., Raju, T. S., Meng, G., Sims, P., Hong, K., Shields, R. L., Damico, L. A., Rancatore, P. & Yansura, D. G. (2002) “Expression of full−length immunoglobulins in Escherichia coli: rapid and efficient production of aglycosylated antibodies”, J Immunol Methods 263, 133−47に記載されるように、マスターDWBの各ウェルから50μLを、ウェルあたり1150mL C.R.A.P.培地(100μg/mLアンピシリン)で調製した新規「発現」DWBに移した。DWBを空気浸透可能膜で密封し、そして軌道振盪装置インキュベーター中、30℃でインキュベーションした。Fab発現の誘導は、phоAプロモーターとリン酸制限C.R.A.P.培地に基づく。24時間後、4000rpmで10分間の遠心分離によって、Fabを発現する細胞を採取し、そしてさらなる使用まで、−20℃で保存した。
プレ培養マスターDWBを、950μLの40%グリセロールを添加し、そして−80℃で保存することによる「グリセロールショック」に用いた。密封DWBを5分間激しくボルテックスし、そしてさらに室温で10分間振盪することによって、細胞ペレットを50μLのB−PERII細菌タンパク質抽出試薬(Thermo Fisher Scientific)中に再懸濁した。細胞溶解物を950μL Tris緩衝液(20mM Tris pH7.5、150mM NaCl)中で希釈し、そして10分間インキュベーションした後に遠心分離した(10分間、4000rpm)。未精製細胞抽出物を含有する発現ブロックを、SPR動力学研究においてさらに使用するまで、4℃で維持した。
実施例5:ELISAスクリーン
詳細なBioacore分析のために、最適な突然変異Fab結合剤を明らかにするため、先の酵素連結免疫吸着アッセイ(ELISA)を実施した。ELISAセットアップを図3に示す。軌道振盪装置上で振盪することによって、ビオチン化組換え心臓トロポニンT(100nM)をストレプトアビジン−MTP96ウェルプレートにRTで1時間捕捉した。抗原トロポニンTを100μL IP緩衝液(PBS pH7.3、1%BSA)中で希釈した。続いて、マイクロプレート洗浄装置BioTek ELx405 Selectを用いて、ウェルを300μL 1x洗浄緩衝液(150mM NaCl、0.05%Tween20、0.2%Bronidox)で3回洗浄した。洗浄後、突然変異抗cTnT Fab結合剤を含有する未精製細胞抽出物をIP緩衝液で1:2に希釈し、そしてトロポニンTが捕捉されたウェルに移した。再び、ウェルを300μL 1x洗浄緩衝液で3回洗浄した。ヤギで産生された抗ヒトIgG(Fab特異的)−ペルオキシダーゼ標識抗体(検出抗体)を1:40000希釈(IP緩衝液中)で用いて、トロポニンT結合突然変異Fab断片を検出した。ウェルを再び300μLの1x洗浄緩衝液で3回洗浄して、未結合検出抗体を除去した。マイクロプレートを、RTで30分間、ウェルあたり100μLのABTSでインキュベーションした。405nmに設定したマイクロプレート読み取り装置BioTek Power wave XSで、光学密度を測定した。親抗cTnT抗体の野生型Fabを陽性対照として用いた。最初のヒットを同定し、そしてその未精製細胞抽出物を動力学分析に供した。
実施例6:SPRに基づく機能分析
GE Healthcare T200装置上、詳細な動力学研究を37℃で行った。Biacore CM−5シリーズSセンサーを装置に搭載し、そして製造者の指示にしたがってあらかじめ調整した。システム緩衝液は、HBS−ET(10mM HEPES(pH7.4)、150mM NaCl、1mM EDTA、0.05%(w/v)Tween(登録商標)20)であった。試料緩衝液は、1mg/ml CMD(カルボキシメチルデキストラン、Fluka)を補充したシステム緩衝液であった。1つの態様において、抗ヒト抗体捕捉系をCM5バイオセンサー上で確立した。NHS/EDC化学を用いて、製造者の指示にしたがって、GAHF(ab’)2、(ヤギ抗ヒトF(ab’)2)(コード番号:109−005−097、ロット番号13.12.2005、Jackson Immuno Research)を固定した。10mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0)中の30μg/mlのGAHF(ab’)2を、フローセル1、2、3および4にあらかじめ濃縮し、そして10.000 RU GAHF(ab’)2で固定した。続いて、センサーを1MエタノールアミンpH8.5で飽和させた。
キメラ抗TnT抗体断片を、記載されるように大腸菌細胞中でペリプラズム発現させ、そして既知の方法によって溶解した(技術的詳細に関しては、Andersen, D. C. & Reilly, D. E. (2004); Production technologies for monoclonal antibodies and their fragments. Curr Opin Biotechnol 15, 456−62を参照されたい)。溶解物を、試料緩衝液中、1:20に希釈した。発現溶解物から、Fab断片を、ヒト化フレームワーク領域を通じて、流速10μl/分で1分間、バイオセンサー上に捕捉し、その後、10倍濃縮HBS−EP緩衝液を用いて、30μl/分で2分間の洗浄工程で洗浄した。反応単位(RU)でのFab断片捕捉レベル(CL)を監視した。組換えヒトTnT(Roche、37kDa)を試料緩衝液中、90nMで希釈し、そして0nM、30nM、11nM、3.3nM、1.1nM、0nM、3.3nM TnT濃度で、濃度シリーズを生じた。分析物濃度シリーズは、3分間の会合相では80μl/分であり、そして解離相を3分間監視した。
分析物会合相の終了時のレポート時点で、反応単位(RU)で「結合後期(BL)」を監視した。動力学速度決定の各サイクル後、捕捉系を、20μl/分で、10mMグリシンpH1.5の15秒間の注入後、20μl/分での10mMグリシンpH1.7の1分間2回の注入によって再生した。
cTnT分析物の動力学パラメーターka[1/Ms]、kd[1/s]、t1/2解離[分]、KD[M]および結合化学量論(モル比)(詳細に関しては:Schraeml, M. & Biehl, M. (2012); Kinetic screening in the antibody development process. Methods Mol Biol 901, 171−81.を参照されたい)を、製造者の指示にしたがって、Biaevaluationソフトウェア(GE healthcare)で、各Fab断片突然変異体に関して決定した。動力学パラメーターをCDR突然変異部位に相関させ、そしてその抗原複合体安定性(t1/2解離)にしたがって、表3に列挙する。
動力学パラメーターを、対応するCDR中で同定された突然変異に相関させた。このスクリーニングで得た突然変異体はすべて、1より多いアミノ酸置換を含有した。次いで、単一置換を含む、ならびにすべての置換の多様な組み合わせ/変異を含む突然変異体Fab断片を作製し、そして試験した。試験したすべての突然変異/組み合わせを表2に列挙する。
表2:
構築し、そして分析したすべての突然変異(対応するアミノ酸置換(単数または複数)を含む)の概観
Figure 2021515573
上記突然変異体はすべて、SPRによって分析され、そしてその抗原複合体安定性(t1/2解離)にしたがってランク付けされた(表3を参照されたい)。
表3:
アフィニティ成熟cTnT抗体Fab断片の動力学データ
Figure 2021515573
表3における略語:ka:会合速度定数[M−1s−1]、kd:解離速度定数[s−1]、KD:解離平衡定数KD[M]、t/2解離:複合体半減期、ln(2)/kd60[分]、Rmax:分析物の反応最大値[RU]、MR:モル比=分析物の反応最大値(Rmax)の比。
抗体組み合わせ12、すなわち9、17および19番に含まれる突然変異に含まれる個々の置換を別個に分析すると(表3を参照されたい)、この突然変異抗体のアフィニティ、複合体安定性およびECLアッセイ成績を改善する、3つの突然変異部位の相乗効果があることが明らかになってくる。これはまた、そこに含まれる突然変異の相乗効果も示す。
実施例7:HEK細胞におけるキメラ抗体の発現
標準法にしたがってキメラヒト/マウス抗体を得た。対応するベクターおよびクローニング法が、Norderhaugら J Immunol Methods. 1997 May 12;204(1):77−87に記載される。
SPRによって選択されるいくつかのFab断片から、全長ネズミ/ヒトキメラ抗体、すなわちヒトIgG CH1、CH2およびCH3ドメインを持つ抗体を構築し、そして産生した。RT−PCRによって重鎖および軽鎖をコードするcDNAを、ハイブリドーマクローン7.1 A 12.2−22(ECACC 89060901)から得て、そしてヒトサイトメガロウイルス(CMV)極初期エンハンサー/プロモーター領域の下流の別個のベクター内にクローニングし、そしてその後にBGHポリアデニル化シグナルが続いた。
懸濁適合ヒト胚性腎臓FreeStyle 293−F細胞株(Thermo Fisher Scientific)を抗体の一過性遺伝子発現(TGE)に用いた:製造者の指針にしたがって、PEIpro(Polyplus−transfection SA、ストラスブール)トランスフェクション試薬によって、複合体化した等量の両発現プラスミド(総量0.7mg/L細胞培養)を用いて、およそ2x10E6生存細胞/mlで細胞をトランスフェクションした。トランスフェクション3時間後、発現をブーストするために、HDAC阻害剤のバルプロ酸を添加した(最終濃度:4mM)。毎日、培養に6%(v/v)のダイズペプトン加水分解物に基づくフィードを補充した。トランスフェクション7日後、遠心分離によって培養上清を収集し、そして標準法にしたがって抗体をそこから精製した。
実施例8:ECL測定
実施例7にしたがって産生した抗体をサンドイッチイムノアッセイ(図4を参照されたい)中で試験した。IgGルテニウムコンジュゲートを生成し、そして親抗cTnT抗体と突然変異抗cTnT抗体の成績を比較するため、真正Roche Elecsysアッセイ、カタログ番号05092744190(Roche Diagnostics GmbH、ドイツ・マンハイム)中に含まれる元来の標準ルテニル化コンジュゲートの代わりに用い、そして比較した。突然変異mAbを、異なる標識化学量論で、ルテニウムにコンジュゲート化した。1つの態様において、ルテニウム標識モル比は、1:10抗体IgG:標識であった。抗cTnT抗体変異体由来のルテニウムコンジュゲートをElecsys R2試薬中で希釈し、そしてトロポニンT hsアッセイ明細を用いて、ブランク対照(普遍希釈剤、Id. 11732277122、希釈剤マルチアッセイ、Id. 03609987170、Roche Diagnostics GmbH、ドイツ・マンハイム)、トロポニンT hsCalSet由来のCal1およびCal2(Id. 05092752190、Roche Diagnostics GmbH、ドイツ・マンハイム)で、トロポニンT hsアッセイプロトコルを用いて、Cobas E170モジュール上で測定を行った。結果を図5に示す。それぞれ組み合わせ番号11および12に存在する突然変異を含む抗体は、親(非突然変異)抗体に比較して、改善されたシグナル対ノイズ比を示す。

Claims (15)

  1. 各々、既知の親CDRを含む関心対象の抗体のフレームワーク領域および少なくとも1つの隣接相補性決定領域(CDR)をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する方法であって、該親CDRが既知の親CDRポリヌクレオチド配列にコードされ、該方法は、
    i)抗体の第一のフレームワーク領域をコードするポリヌクレオチドを提供し、
    ii)(i)のポリヌクレオチドに関する第一のPCRプライマーを提供し、
    iii)各々、要素A−B−Cからなるポリヌクレオチドの混合物を提供し、
    ここで
    A)は第一のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドであり、
    各B)は、親CDRポリヌクレオチド配列と同じ数のコドンを含むポリヌクレオチドライブラリーのメンバーであり、ここで、該ライブラリーのメンバーは、少なくとも1つのランダム化コドンを含むよう設計されており、そして
    C)は第二のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドである、
    iv)要素(C)に関する第二のPCRプライマーを提供し
    v)ポリヌクレオチド(i)〜(iv)に基づくPCRを実行し、それによってポリヌクレオチドのライブラリーを得る、
    そしてここでこうしたPCRは、親CDRポリヌクレオチド配列の非存在下で行われる
    ことで特徴づけられる、前記方法。
  2. 前記の第一のフレームワーク領域は、FW1またはFW4のいずれかであり、前記の第二のフレームワーク領域は、該第一のものがFW1であればFW2であるか、または該第一のものがFW4であればFW3であり、そして前記CDRは、該第一のフレームワーク領域がFW1であればCDR1であるか、または該第一のフレームワーク領域がFW4であればCDR3である、請求項1の方法。
  3. 前記の第一のフレームワーク領域がFW1であり、前記の第二のフレームワーク領域がFW2であり、前記の第一のプライマーがFW1に関する順方向プライマーであり、そして前記の第二のプライマーがFW2に関する逆方向プライマーであり、そして前記CDRがCDR1である、請求項1または2の方法。
  4. 前記の第一のフレームワーク領域がFW4であり、前記の第二のフレームワーク領域がFW3であり、前記の第一のプライマーがFW4に関する逆方向プライマーであり、そして前記の第二のプライマーがFW3に関する順方向プライマーであり、そして前記親CDRがCDR3である、請求項1または2の方法。
  5. 各々、第一および第二の既知の親CDRを含む関心対象の抗体のフレームワーク領域および2つの隣接相補性決定領域(CDR)をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成する方法であって、第一および第二の親CDRが、第一および第二の既知のCDRポリヌクレオチド配列によってコードされ、該方法は、
    i)抗体の第一のフレームワーク領域をコードするポリヌクレオチドを提供し、
    ii)各々、要素A−B−Cからなるポリヌクレオチドの第一の混合物を提供し、
    ここで
    A)は該第一のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドであり、
    各B)は、該第一の親CDRと同じ数のコドンを含む第一のポリヌクレオチドライブラリーのメンバーであり、ここで、該ライブラリーのメンバーは、少なくとも1つのランダム化コドンを含むよう設計されており、そして
    C)は第二のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドである、
    iii)要素C)に関する第一のPCRプライマーを提供し、
    iv)各々、要素A’−B’−C’からなるポリヌクレオチドの第二の混合物を提供し、
    ここで
    A’)は該第一のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドであり、
    各B’)は、該第二の親CDRポリヌクレオチド配列と同じ数のコドンを含む第二のポリヌクレオチドライブラリーのメンバーであり、ここで、該ライブラリーのメンバーは、少なくとも1つのランダム化コドンを含むよう設計されており、そして
    C’)は第三のフレームワーク領域にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチドである
    v)要素C’)に関する第二のPCRプライマーを提供し、
    vi)ポリヌクレオチド(i)〜(v)に基づくPCRを実行し、それによってポリヌクレオチドのライブラリーを得る、
    そしてここでこうしたPCRは、親CDRポリヌクレオチド配列の非存在下で行われる
    ことで特徴づけられる、前記方法。
  6. 前記の第一のフレームワーク領域がFW2であり、前記の第二のフレームワーク領域がFW1であり、前記の第三のフレームワーク領域がFW3であり、前記第一の親CDRがCDR1であり、前記第二の親CDRがCDR2であり、要素C)に関する前記の第一のプライマーがFW1に関する順方向プライマーであり、要素C’)に関する前記の第二のプライマーがFW3に関する逆方向プライマーである、請求項5の方法。
  7. 前記の第一のフレームワーク領域がFW3であり、前記の第二のフレームワーク領域がFW2であり、前記の第三のフレームワーク領域がFW4であり、該第一の親CDRがCDR2であり、該第二の親CDRがCDR3であり、要素C)に関する前記の第一のプライマーがFW2に関する順方向プライマーであり、要素C’)に関する前記の第二のプライマーがFW4に関する逆方向プライマーである、請求項5の方法。
  8. 要素B)において、親CDRポリヌクレオチド配列の1つのコドンまたは2つのコドンがランダム化されている、請求項1〜7のいずれか一項の方法。
  9. 抗体の可変鎖の1つのランダム化CDRまたは2つの隣接ランダム化CDRをコードする請求項1〜8のいずれか一項にしたがって得られるポリヌクレオチドのライブラリーであって、得られるライブラリーにおいて、他の(ランダム化)ポリヌクレオチド配列に対する親ポリヌクレオチド配列の比が、1つのCDRがランダム化されている場合は1:10またはそれ未満であり、そして2つのCDRがランダム化されている場合には1:10またはそれ未満である、前記ライブラリー。
  10. 抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成するための請求項9記載のライブラリーの使用であって、可変鎖が可変H鎖または可変L鎖より選択される、前記使用。
  11. 請求項3、4、6および7にしたがって生成されるライブラリーに基づいて重複PCRを実行することによって、抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーを生成するための方法。
  12. 請求項11にしたがって得られる抗体の可変鎖をコードするポリヌクレオチドのライブラリーであって、可変鎖がランダム化CDR1、ランダム化CDR2およびランダム化CDR3を含み、そして得られるライブラリーにおいて、ライブラリー中の他のポリヌクレオチド配列に対する親ポリヌクレオチド配列の比が1:5x10またはそれ未満である、前記ライブラリー。
  13. 抗体が第一の可変鎖および第二の可変鎖を含む抗体ライブラリーを生成するための方法であって、請求項12記載の抗体の第一の可変鎖をコードするポリヌクレオチドライブラリーが発現され、そして前記抗体の第二の可変鎖と組み合わせられる、前記方法。
  14. 請求項13にしたがって生成されたライブラリーから、第一の可変鎖および第二の可変鎖を含む抗体を選択する方法であって、選択された抗体が既知の親CDRを含む親抗体に比較して、改善された結合特性を有する、前記方法。
  15. 選択された抗体が、親抗体に比較して少なくとも20%の解離複合体半減期t/2の選択された増加を示す、請求項14の方法。
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