JP2021516334A - マイクロチップキャピラリー電気泳動アッセイおよび試薬 - Google Patents

マイクロチップキャピラリー電気泳動アッセイおよび試薬 Download PDF

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Abstract

タンパク質薬物製造物サンプル中の純度を評価し不純物を同定するためのMCEアッセイおよび試薬が提供される。タンパク質薬物サンプル中の分析物を分析する方法が提供される。

Description

発明の技術分野
本発明の態様は概して、キャピラリー電気泳動、特にマイクロチップキャピラリー電気泳動の分野を対象とする。
発明の背景
今日の品質管理(QC)ラボに課せられた生物学的製品の検査要求を満たすためには、堅牢で再現性が高く、使用者の使いやすい技術の導入が欠かせない。高品質の分析データを生成し続け、無効な試験結果の数や機器関連の調査を最小限に抑えるようにしつつ、出力結果の増加を促進するには、技術の格上げが必要である。電気泳動は、歴史的に製品の純度のQCと断片化分析に使用されてきたが、その方法は、ゲルを用いたものからキャピラリーを用いたもの、そして最近ではマイクロチップへと移行している。マイクロチップキャピラリー電気泳動(Microchip Capillary Electrophoresis(MCE))により、QC分析に必要な性能と再現性の基準を維持しつつ、サンプル分析時間を劇的に削減することができる(Ouimet,C.,et al.,Expert Opin Drug Discov.,12(2):213−224(2017)(非特許文献1))。
MCEは、バイオ医薬品の特性評価、品質管理、および創薬のために製薬業界での使用が増加している有望な技術として登場したが、アッセイ干渉を起こしやすい傾向がある。
したがって、アッセイ干渉を低減する改良されたMCEアッセイおよび組成物を提供することが本発明の目的である。
本発明の別の目的は、タンパク質薬物製造物中の不純物の検出を改善するMCEアッセイおよび組成物を提供することである。
Ouimet,C.,et al.,Expert Opin Drug Discov.,12(2):213−224(2017)
タンパク質薬物製造物サンプル中の純度を評価し不純物を同定するためのMCEアッセイおよび試薬が提供される。タンパク質薬物サンプル中の分析物を分析する方法が提供される。好ましいタンパク質薬物には、抗体およびその抗原結合断片、融合タンパク質、ならびに組換えタンパク質が挙げられるが、これらには限定されない。アッセイは、タンパク質製造物およびタンパク質製造物中の不純物を分離、同定、および定量するためにMCE技術を採用する。不純物には、タンパク質凝集体、タンパク質断片、タンパク質マルチマー、およびアッセイ汚染物質などが挙げられるが、これらには限定されない。還元性緩衝液および非還元性緩衝液も提供される。
一実施形態では、アルキル化剤、例えば155〜175mMの2−ヨードアセトアミド;0.50〜1.5%のドデシル硫酸リチウム;および65〜95mMのリン酸ナトリウムを含む非還元性の水性電気泳動サンプル緩衝液が提供され、ここで水性電気泳動サンプル緩衝液は7未満のpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは6である。別の実施形態では、水性緩衝液は、166mMの2−ヨードアセトアミド、0.81%のドデシル硫酸リチウム、および81mMのリン酸ナトリウムを含む。
還元性緩衝液も提供される。一実施形態では、還元性緩衝液は、0.5〜1.5%のドデシル硫酸リチウム、55〜85mMのリン酸ナトリウム、および還元剤を含む水性電気泳動サンプル緩衝液であり、ここで、水性電気泳動サンプル緩衝液は8より大きいpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは9である。一実施形態では、還元性緩衝液は、135〜155mMのジチオスレイトールを含む。さらに別の実施形態では、0.69%のドデシル硫酸リチウム、69mMのリン酸ナトリウム、および142mMのジチオスレイトールを含む還元性緩衝液が提供される。
HEPESを用いた緩衝液もまた、本開示の方法と共に使用することができる。一実施形態では、アルキル化剤、例えば、55〜75mMの2−ヨードアセトアミド;0.1〜1.0%のドデシル硫酸リチウム;5〜85mMのHEPES、および5〜115mMの塩化ナトリウムを含む、非還元性のHEPESを用いた水性電気泳動サンプル緩衝液が提供され、ここで水性電気泳動サンプル緩衝液は9未満のpHを有する。別の実施形態では、緩衝液のpHは8である。さらに別の実施形態では、水性緩衝液は、66.4mMの2−ヨードアセトアミド、0.32%のドデシル硫酸リチウム、16.2mMのHEPES、および48.6mMの塩化ナトリウムを含む。
別の実施形態では、0.05〜0.75%のドデシル硫酸リチウム、5mM〜115mMの塩化ナトリウム、5mM〜115mMのHEPES、および還元剤を含む、還元性のHEPESを用いた水性電気泳動サンプル緩衝液が提供され、ここで水性電気泳動サンプル緩衝液は7より大きいpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは8である。一実施形態では、還元性緩衝液は、35〜50mMのジチオスレイトールを含む。さらに別の実施形態では、0.28%のドデシル硫酸リチウム、41.5mMの塩化ナトリウム、13.8mMのHEPES、および42.5mMのジチオスレイトールを含む還元性緩衝液が提供される。
一実施形態では、タンパク質サンプルを上述の非還元性緩衝液に添加して緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップを含む、タンパク質薬物サンプル中の汚染物質または不純物を同定する非還元性MCE法が提供される。緩衝化されたタンパク質薬物サンプルは、65℃〜85℃の間に5分〜15分間加熱されて、変性した緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成する。好ましい実施形態では、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルは、70℃に10分間加熱される。
タンパク質薬物サンプルを、検出可能な標識と混合し30〜40℃で20〜40分間、加熱して、変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを形成する。好ましい検出可能な標識には、ダイノミクス社(Dyomics)製DY−631 NHSエステルなどが挙げられるが、これには限定されない。使用し得る他の検出可能な標識には、他の染料、フルオロフォア、クロモフォア、マスタグ、量子ドットなど、および参照によりその全体が援用される米国特許第6,924,372号に開示のものなどが挙げられる。好ましい実施形態では、標識を添加したタンパク質薬物サンプルは、35℃に30分間、加熱される。過剰な標識は任意で、例えばスピンフィルターを使用することによって、サンプルから除去される。
変性した標識されたタンパク質薬物製造物を希釈してMCEにかけ、マイクロチップキャピラリー電気泳動システム上で、希釈されたタンパク質薬物サンプルを分離して、電気泳動図を作成する。一実施形態では、初めに0.5mg/mlでマイクロチップ上に注入されたサンプルの最終濃度は、MCEへは9μg/mlとなる。電気泳動図は、タンパク質薬物製造物および不純物に対応するピークを含む。この方法は、汚染物質または不純物に対応する、電気泳動図中のピークを特定することによって、完結する。
別の実施形態では、タンパク質薬物サンプル中の汚染物質または不純物を同定する還元性MCE法が提供される。この方法は、タンパク質サンプルを上記のいずれかの還元性緩衝液に添加して、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成することから始まる。緩衝化されたタンパク質薬物サンプルは、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを65〜85℃、好ましくは70℃に10分間、加熱することにより変性させ、変性したタンパク質薬物サンプルを形成する。タンパク質薬物サンプルを、検出可能な標識と混合し30〜40℃で20〜40分間加熱して、変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを形成する。好ましい実施形態では、標識を添加したタンパク質薬物サンプルは、35℃に30分間、加熱される。過剰な標識は任意で、例えばスピンフィルターを使用することによって、サンプルから除去される。好ましい検出可能な標識には、ダイノミクス社製DY−631 NHSエステルなどが挙げられるが、これには限定されない。使用され得る他の検出可能な標識には、他の染料、フルオロフォア、クロモフォア、マスタグ、量子ドットなど、および参照によりその全体が援用される米国特許第6,924,372号に開示のものなどが挙げられる。
一実施形態では、サンプル濃度について確立されたアッセイ範囲は0.4mg/ml〜0.6mg/mlであり、分析されている約7μg/ml〜11μg/mlの最終濃度に対応しており、この最終濃度がマイクロチップキャピラリー電気泳動システム上でMCE分析にかけられて、電気泳動図が作成される。この方法は、汚染物質または不純物に対応する、電気泳動図中のピークを特定することによって、完結する。
図1Aは、典型的な還元されていないサンプルの分析の電気泳動図を示す。図1Bは、典型的な還元されたサンプルの分析の電気泳動図を示す。X軸は分単位の時間を表し、Y軸は相対蛍光単位(RFU)を表す。移動時間の増加は、タンパク質サイズの増加に対応する。
発明の詳細な説明
I.定義
本明細書中に別段の指示がない限り、または文脈に矛盾することが明らかでない限り、請求されている本発明について記載する文脈において(とりわけ、特許請求の範囲との関連において)、「a」、「an」、「the」、および同様な指示対象の使用は、単数形および複数形の両方を対象とするものと解釈すべきである。
本明細書において別段の指示がない限り、本明細書中の値の範囲の列挙は、該範囲内に含まれる各個別の値を個々に参照する簡略法として機能することのみを意図したものにすぎず、各個別の値は、あたかも本明細書中に個々に列挙されているかのように本明細書に援用されている。
「約」という用語が使用されている場合、値は、提示された値を約+/−10%の範囲で上回るかまたは下回るかのいずれかの値を記述することを意図したものである。他の実施形態において値は、提示された値を約+/−5%の範囲で上回るかまたは下回るかのいずれかの値の範囲であり得る。他の実施形態において値は、提示された値を約+/−2%の範囲で上回るかまたは下回るかのいずれかの値の範囲であり得る。他の実施形態において値は、提示された値を約+/−1%の範囲で上回るかまたは下回るかのいずれかの値の範囲であり得る。先行する範囲は、状況によって明確になることを意図しており、これ以上の制限は示唆されていない。本明細書中に別段の指示がない限り、または文脈に矛盾することが明らかでない限り、本明細書において記載される全ての方法は、任意の適切な順序で実行できる。本明細書中に提供されているありとあらゆる例、または例示的な言い回し(例えば、「のような(such as)」)の使用は、あくまで発明を分かりやすく例証することを意図したものであり、別途請求されていない限り、本発明の範囲を限定するものではない。非請求要素が本発明の実施に必須であることを示唆する言い回しは、本明細書中に一切含まれていないものと解釈すべきである。
「タンパク質」とは、ペプチド結合を介して互いに結合された2つ以上のアミノ酸残基を含む分子を指す。タンパク質にはポリペプチドとペプチドが含まれ、さらに例えばグリコシル化、脂質付加、硫酸化、グルタミン酸残基のガンマ−カルボキシル化、アルキル化、ヒドロキシル化およびADP−リボシル化などの改変も含まれ得る。タンパク質は、タンパク質を主成分とする薬物をはじめとする科学的または商業的関心の対象となり得る。それらのタンパク質の代表としては、酵素、リガンド、受容体、抗体、およびキメラもしくは融合タンパク質が挙げられる。タンパク質は、周知の細胞培養方法を使用して、様々なタイプの組換え細胞によって生産され、一般的には遺伝子工学技術(例えば、キメラタンパク質をコードする配列、またはコドン最適化配列、イントロンを含まない配列など)によって細胞内に導入され、エピソームとして存在する場合もあれば、または細胞のゲノムに組み込まれる場合もある。
「抗体」とは、ジスルフィド結合を介して互いに結合された4つのポリペプチド鎖、2つの重(H)鎖、および2つの軽(L)鎖からなる、免疫グロブリン分子を指す。各重鎖は、重鎖可変領域(HCVRまたはVH)と、重鎖定常領域とを有する。重鎖定常領域には、CH1、CH2、およびCH3という3つのドメインが含まれている。各軽鎖は、軽鎖可変領域と、軽鎖定常領域とを有する。軽鎖定常領域は、1つのドメイン(CL)からなる。VH領域およびVL領域は、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変性領域に更に細分化されており、これらCDRには、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる、より保存された領域が散在している。VHおよびVLはそれぞれ、3つのCDRおよび4つのFRで構成され、これらは、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4の順序でアミノ末端からカルボキシ末端にかけて配置されている。「抗体」という用語には、任意のアイソタイプまたはサブクラスのグリコシル化および非グリコシル化免疫グロブリンの両方に対する言及が包含される。「抗体」という用語には、抗体発現用にトランスフェクトされた宿主細胞から単離された抗体のように、組換え手段によって調製、発現、作製または単離された抗体分子も包含される。また、抗体という用語には、二重特異性抗体も含まれ、この二重特異性抗体には、複数のそれぞれ異なるエピトープに結合できるヘテロ四量体免疫グロブリンが含まれる。二重特異性抗体は、米国特許第8,586,713号に概説されており、本特許は、参照により本出願に援用されている。
「Fc融合タンパク質」は、1つが免疫グロブリン分子のFc部分である、2つ以上のタンパク質の一部または全部を含み、それらのタンパク質は、自然界では他の方法では一緒には見いだされない。抗体由来のポリペプチドの様々な部分(Fcドメインを含む)に融合した特定の異種ポリペプチドを含む融合タンパク質の調製が、例えば、Ashkenazi et al.,Proc.Natl.Acad.Sci USA,88:10535(1991);Byrn et al.,Nature 344:677(1990);およびHollenbaugh et al.,“Construction of Immunoglobulin Fusion Proteins”,in Current Protocols in Immunology,Suppl.4,pages 10.19.1−10.19.11(1992)に記載されている。「受容体Fc融合タンパク質」は、Fc部分に結合した受容体の1つまたは複数の細胞外ドメインを含み、Fc部分は、いくつかの実施形態では、免疫グロブリンのCH2およびCH3ドメインに続くヒンジ領域を含む。いくつかの実施形態では、Fc融合タンパク質は、1つまたは複数の配位子に結合する2つ以上の異なる受容体鎖を含む。例えば、Fc融合タンパク質は、例えばIL−1トラップまたはVEGFトラップなどのトラップである。
用語「MCE」または「マイクロチップキャピラリー電気泳動」は、マイクロチップを用いたキャピラリー電気泳動(CE)による分析物の分離を指す。
II.MCEアッセイと緩衝液
タンパク質薬物サンプル中の分析物を分析する方法が提供される。好ましいタンパク質薬物には、抗体およびその抗原結合断片、融合タンパク質、および組換えタンパク質が挙げられるが、これらには限定されない。アッセイは、タンパク質製造物およびタンパク質製造物中の不純物を分離、同定、および定量するためにMCE技術を採用する。不純物には、タンパク質凝集体、タンパク質断片、タンパク質マルチマー、およびアッセイ汚染物質などが挙げられるが、これらには限定されない。還元性緩衝液および非還元性緩衝液も提供される。
A.緩衝液
1.非還元性緩衝液
一実施形態では、155〜175mMのアルキル化剤、例えば2−ヨードアセトアミドまたはNEM;0.50〜1.5%のドデシル硫酸リチウム;および75〜95mMのリン酸ナトリウムを含む非還元性の水性電気泳動サンプル緩衝液が提供され、ここで水性電気泳動サンプル緩衝液は7未満のpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは6である。別の実施形態では、水性緩衝液は、166mMの2−ヨードアセトアミド、0.81%のドデシル硫酸リチウム、および81mMのリン酸ナトリウムを含む。
2.還元性緩衝液
還元性緩衝液も提供される。一実施形態では、還元性緩衝液は、0.5〜1.5%のドデシル硫酸リチウム、65〜95mMのリン酸ナトリウム、および還元剤を含む水性電気泳動サンプル緩衝液であり、ここで、水性電気泳動サンプル緩衝液は8より大きいpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは9である。
還元剤は、当技術分野では公知である。例示的な還元剤には、ジチオスレイトール(DTT、CAS 3483−12−3)、β−メルカプトエタノール(BME、2BME、2−ME、b−mer、CAS 60−24−2)、2−アミノエタンチオール(2−MEA−HCl、システアミン−HClとも称されるもの、CAS 156−57−0)、トリス(2−カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩、(TCEP、CAS 5961−85−3)、システイン塩酸塩(Cys−HCl、CAS 52−89−1)、または2−メルカプトエタンスルホン酸ナトリウム塩(MESNA)などが挙げられるが、これらには限定されない。タンパク質結合を還元する他の方法も当分野に公知であり、例えば固定化還元カラムが挙げられ、このカラムはチオール系還元剤が固定化された樹脂を含有しており、ペプチドおよびタンパク質のジスルフィド結合の固相還元が可能である。酸化剤を含め、還元剤がポリペプチド間の化学的相互作用を低減するのに適していることが想定される。
一実施形態では、還元性緩衝液は、135〜155mMのジチオスレイトールを含む。
さらに別の実施形態では、0.69%のドデシル硫酸リチウム、69mMのリン酸ナトリウム、および142mMのジチオスレイトールを含む還元性緩衝液が提供される。
3.HEPESを用いた非還元性緩衝液
HEPESを用いた緩衝液もまた、本開示の方法と共に使用することができる。一実施形態では、アルキル化剤、例えば、55〜75mMの2−ヨードアセトアミド;0.1〜1.0%ドデシル硫酸リチウム;5〜85mMのHEPES、および5〜115mMの塩化ナトリウムを含む、非還元性のHEPESを用いた水性電気泳動サンプル緩衝液が提供され、ここで水性電気泳動サンプル緩衝液は9未満のpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは8である。別の実施形態では、水性緩衝液は、66.4mMの2−ヨードアセトアミド、0.32%のドデシル硫酸リチウム、16.2mMのHEPES、および48.6mMの塩化ナトリウムを含む。
4.HEPESを用いた還元性緩衝液
別の実施形態では、0.05〜0.75%のドデシル硫酸リチウム、5mM〜115mMの塩化ナトリウム、5mM〜115mMのHEPES、および還元剤を含む、還元性のHEPESを用いた水性電気泳動サンプル緩衝液が提供され、ここで水性電気泳動サンプル緩衝液は7より大きいpHを有する。好ましい実施形態では、緩衝液のpHは8である。一実施形態では、還元性緩衝液は、35〜50mMのジチオスレイトールを含む。さらに別の実施形態では、0.28%のドデシル硫酸リチウム、41.5mMの塩化ナトリウム、13.8mMのHEPES、および42.5mMのジチオスレイトールを含む還元性緩衝液が提供される。
B.アッセイ
1.非還元性アッセイ
一実施形態では、タンパク質薬物サンプル中の汚染物質または不純物を同定する非還元性MCE法が提供され、この方法は、タンパク質サンプルを、上に考察した非還元性緩衝液に添加して、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップを含む。緩衝化されたタンパク質薬物サンプルは、65℃〜85℃の間に5分〜15分間加熱されて、変性した緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成する。好ましい実施形態では、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルは、70℃に10分間加熱される。次いで、検出可能な標識を、変性した緩衝化されたタンパク質薬物サンプルに添加し、30〜40℃で20〜40分間、加熱して、変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを形成する。好ましい実施形態では、標識が添加された変性したタンパク質薬物サンプルは、35℃に30分間、加熱される。過剰な標識は任意で、例えばスピンフィルターを使用することによって、サンプルから除去される。
好ましい検出可能な標識には、ダイノミクス社製DY−631 NHSエステルなどが挙げられるが、これには限定されない。使用し得る他の検出可能な標識には、他の染料、フルオロフォア、クロモフォア、マスタグ、量子ドットなど、および参照によりその全体が援用される米国特許第6,924,372号に開示のものなどが挙げられる。
変性した標識されたタンパク質薬物製造物を希釈してMCEにかけ、マイクロチップキャピラリー電気泳動システム上で、希釈されたタンパク質薬物サンプルを分離して、電気泳動図を作成する。一実施形態では、初めに0.5mg/mlでマイクロチップ上に注入されたサンプルの最終濃度は、MCEへは9μg/mlとなる。別の実施形態では、サンプル開始濃度は0.2mg/mlである。電気泳動図は、タンパク質薬物製造物および不純物に対応するピークを含む。この方法は、汚染物質または不純物に対応する、電気泳動図中のピークを特定することによって、完結する。
2.還元性アッセイ
別の実施形態では、タンパク質薬物サンプル中の汚染物質または不純物を同定する還元性MCE法が提供される。この方法は、タンパク質薬物サンプルを、上記の還元性緩衝液のうちのいずれか1つに添加して、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成することから始まる。緩衝化されたタンパク質薬物サンプルは、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを65〜85℃、好ましくは70℃に10分間、加熱することにより変性させ、変性したタンパク質薬物サンプルを形成する。次いで、標識を添加されたタンパク質薬物サンプルを30〜40℃で20〜40分間、加熱して、変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを形成する。好ましい実施形態では、標識を付加されたタンパク質薬物製造物サンプルは、35℃に30分間、加熱される。過剰な標識は任意で、例えばスピンフィルターを使用することによって、サンプルから除去される。好ましい検出可能な標識には、ダイノミクス社製DY−631 NHSエステルなどが挙げられるが、これには限定されない。使用され得る他の検出可能な標識には、他の染料、フルオロフォア、クロモフォア、マスタグ、量子ドットなど、および参照によりその全体が援用される米国特許第6,924,372号に開示のものなどが挙げられる。
一実施形態では、サンプル濃度について確立されたアッセイ範囲は0.4mg/ml〜0.6mg/mlであり、分析されている約7μg/ml〜11μg/mlの最終濃度に対応しており、この最終濃度がマイクロチップキャピラリー電気泳動システム上でMCE分析にかけられて、電気泳動図が作成される。この方法は、汚染物質または不純物に対応する、電気泳動図中のピークを特定することによって、完結する。
C.計測装置
本開示のMCEアッセイを実行するための計測装置は、市販されている。好ましい実施形態では、本開示のMCEアッセイは、LabChip GXIIまたはLabChip GXII Touch HT、およびLabChip(登録商標)HT Protein Express Chipを用いて実行される。
III.対象のタンパク質
本開示のMCEアッセイおよび試薬を用いてアッセイされる、対象のタンパク質、例えばタンパク質薬物製造物は、原核細胞または真核細胞での発現に適した対象のタンパク質であれば、どのようなものであってもよく、提供される人工宿主細胞システムにおいて使用することができる。例えば、対象のタンパク質としては、限定されるものではないが、抗体もしくはその抗原結合フラグメント、キメラ抗体もしくはその抗原結合フラグメント、ScFvもしくはそのフラグメント、Fc融合タンパク質もしくはそのフラグメント、成長因子もしくはそのフラグメント、サイトカインもしくはそのフラグメント、または細胞表面受容体もしくはそのフラグメントの細胞外ドメインが挙げられる。対象のタンパク質は、単一のサブユニットからなる単純なポリペプチドである場合もあれば、あるいは2つ以上のサブユニットを含む複雑なマルチサブユニットタンパク質である場合もある。対象のタンパク質は、生物医薬品、食品添加物、または保存料、または精製および品質基準の対象となるいかなるタンパク質製造物であってもよい。
いくつかの実施形態では、タンパク質薬物製造物(対象のタンパク質)は、抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、モノクローナル抗体、多重特異性抗体、二重特異性抗体、抗原結合抗体フラグメント、一本鎖抗体、ダイアボディ、トリアボディもしくはテトラボディ、FabフラグメントもしくはF(ab’)2フラグメント、IgD抗体、IgE抗体、IgM抗体、IgG抗体、IgG1抗体、IgG2抗体、IgG3抗体、またはIgG4抗体である。一実施形態では、抗体は、IgG1抗体である。一実施形態では、抗体は、IgG2抗体である。一実施形態では、抗体は、IgG4抗体である。一実施形態では、抗体は、キメラIgG2/IgG4抗体である。一実施形態では、抗体は、キメラIgG2/IgG1抗体である。一実施形態では、抗体は、キメラIgG2/IgG1/IgG4抗体である。
いくつかの実施形態では、抗体は、抗プログラム細胞死1抗体(例えば、米国特許出願公開第2015/0203579A1号に記載の抗PD1抗体)、抗プログラム細胞死リガンド−1(例えば、米国特許出願公開第2015/0203580A1号に記載の抗PD−L1抗体)、抗Dll4抗体、抗アンジオポエチン−2抗体(例えば、米国特許第9,402,898号に記載の抗ANG2抗体)、抗アンジオポエチン様3抗体(例えば米国特許第9,018,356号に記載の抗AngPtl3抗体)、抗血小板由来成長因子受容体抗体(例えば、米国特許第9,265,827号に記載の抗PDGFR抗体)、抗Erb3抗体、抗プロラクチン受容体抗体(例えば、米国特許第9,302,015号に記載の抗PRLR抗体)、抗補体5抗体(例えば、米国特許出願公開第2015/0313194A1号に記載の抗C5抗体)、抗TNF抗体、抗上皮成長因子受容体抗体(例えば、米国特許第9,132,192号に記載の抗EGFR抗体、または米国特許出願公開第2015/0259423A1号に記載の抗EGFRvIII抗体)、抗プロタンパク質転換酵素サブチリシンケキシン−9抗体(例えば、米国特許第8,062,640号もしくは米国特許9,540,449号に記載の抗PCSK9抗体)、抗増殖分化因子8抗体(例えば、米国特許第8,871,209号もしくは同第9,260,515号に記載の抗GDF8抗体(別称:抗ミオスタチン抗体))、抗グルカゴン受容体(例えば、米国特許出願公開第2015/0337045A1号もしくは同第2016/0075778A1号に記載の抗GCGR抗体)、抗VEGF抗体、抗lL1R抗体、インターロイキン4受容体抗体(例えば、米国特許出願公開第2014/0271681A1号、または米国特許第8,735,095号もしくは同第8,945,559号に記載の抗IL4R抗体)、抗インターロイキン6受容体抗体(例えば、米国特許第7,582,298号、同第8,043,617号もしくは同第9,173,880号に記載の抗IL6R抗体)、抗IL1抗体、抗IL2抗体、抗IL3抗体、抗IL4抗体、抗IL5抗体、抗IL6抗体、抗IL7抗体、抗インターロイキン33(例えば、米国特許第9,453,072号もしくは同第9,637,535号に記載の抗IL33抗体)、抗呼吸系発疹ウイルス抗体(例えば、米国特許出願公開第9,447,173号に記載の抗RSV抗体)、抗分化クラスター3(例えば、米国特許第9,447,173号および同第9,447,173号、ならびに米国特許第62/222,605号に記載の抗CD3抗体)、抗分化クラスター20(例えば、米国特許第9,657,102号および同第20150266966A1号、ならびに米国特許第7,879,984号に記載の抗CD20抗体)、抗CD19抗体、抗CD28抗体、抗分化クラスター48(例えば、米国特許第9,228,014号に記載の抗CD48抗体)、抗Fel d1抗体(例えば、米国特許第9,079,948号に記載の抗体)、抗中東呼吸器症候群ウイルス(例えば、米国特許出願公開第2015/0337029A1号に記載の抗MERS抗体)、抗エボラウイルス抗体(例えば、米国特許出願公開第2016/0215040号に記載の抗体)、抗ジカウイルス抗体、抗リンパ球活性化遺伝子3抗体(例えば、抗LAG3抗体、または抗CD223抗体)、抗神経成長因子抗体(例えば、米国特許出願公開第2016/0017029号、ならびに米国特許第8,309,088号および同第9,353,176号に記載の抗NGF抗体)、および抗プロテインY抗体からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、二重特異性抗体は、抗CD3x抗CD20二重特異性抗体(米国特許出願公開第2014/0088295A1号および米国特許出願公開第20150266966A1号に記載)、抗CD3x抗ムチン16二重特異性抗体(例えば、抗CD3x抗Muc16二重特異性抗体)、および抗CD3x抗前立腺特異的膜抗原二重特異性抗体(例えば、抗CD3x抗−PSMA二重特異性抗体)からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、対象のタンパク質は、アブシキシマブ、アダリムマブ、アダリムマブ−アト、アド−トラスツズマブ、アレムツズマブ、アリロクマブ、アテゾリズマブ、アベルマブ、バシリキシマブ、ベリムマブ、ベンラリズマブ、ベバシズマブ、ベズロトクスマブ、ブリナツモマブ、ブレンツキシマブベドチン、ブロダツマブ、カナキヌマブ、カプロマブペンデタイド、セルトリズマブペゴル、セミプリマブ、セツキシマブ、デノスマブ、ジヌツキシマブ、デュピルマブ、デュルバルマブ、エクリズマブ、エロツズマブ、エミシズマブ−kxwh、エンタンシネリロクマブ、エビナクマブ、エボロクマブ、ファシヌマブ、ゴリムマブ、グセルクマブ、イブリツモマブチウクセタン、イダルシズマブ、インフリキシマブインフリキシマブ−アブダ、インフリキシマブ−ダイブ、イピリムマブ、イキセキズマブ、メポリズマブ、ネシツムマブ、ネスバクマブ、ニボルマブ、オビルトキサキシマブ、オビヌツズマブ、オクレリズマブ、オファツマブ、オララツマブ、オマリズマブ、パニツムマブ、ペンブロリズマブ、ペルツズマブ、ラムシルツナブ、ラニビズマブ、ラキシバクマブ、レスリズマブ、リヌクマブ、リツキシマブ、サリルマブ、セキキヌマブ、シルツキシマブ、トシリズマブ、トシリズマブ、トラスツズマブ、トレボグルマブ、ウステキヌマブ、およびベドリズマブからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、対象のタンパク質は、Fc部分と別のドメインとを含む、組換えタンパク質(Fc融合タンパク質など)である。いくつかの実施形態では、Fc融合タンパク質は、Fc部分に結合した受容体の1つまたは複数の細胞外ドメインを含む、受容体Fc融合タンパク質である。いくつかの実施形態では、Fc部分はヒンジ領域を含み、その後にIgGのCH2およびCH3ドメインが続く。いくつかの実施形態では、受容体Fc融合タンパク質には、単一のリガンドまたは複数のリガンドのいずれかに結合する、2つ以上の別個の受容体鎖が含まれる。例えば、Fc融合タンパク質は、TRAPタンパク質、例えば、IL−1トラップ(例えば、hIgG1のFcに融合したIL−1R1細胞外領域に融合したIL−1RacPリガンド結合領域を含む、リロナセプト;参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第6,927,004号を参照されたい)、またはVEGFトラップ(例えば、hIgG1のFcに融合したVEGF受容体Flk1のIgドメイン3に融合したVEGF受容体Flt1のIgドメイン2を含む、アフリベルセプトまたはジブ−アフリベルセプト;米国特許第7,087,411号および第7,279,159号を参照されたい)である。他の実施形態では、Fc融合タンパク質は、1つまたは複数の抗原結合ドメイン(Fc部分に結合した抗体の可変重鎖フラグメントおよび可変軽鎖フラグメントなど)を1つ以上含む、ScFv−Fc融合タンパク質である。
IV.細胞培養
本開示のMCEアッセイおよび試薬を用いてアッセイされるタンパク質薬物製造物は、細胞培養物である。細胞培養は、回分培養を指す「流加回分細胞培養」または「流加回分培養」であり得る。本回分培養では、まず細胞および培地を培養容器に供給する。追加的な培養栄養素は、培養中に離散的増分にて培養物にゆっくり供給される。この栄養素供給は、培養終了前に、細胞および/または産物を定期的に採取することの有無に関係なく為される。流加回分培養には、培養物全体(細胞および培地を含み得る)を定期的に取り除いて新鮮な培地と交換する、「半連続流加回分培養」が含まれる。流加回分培養は、単純な「回分培養」とは区別される。この回分培養において、細胞培養用の全てのコンポーネント(動物細胞および全ての培養栄養素を含む)が、回分培養の培養プロセスの開始時に培養容器に供給される。流加回分培養は、標準的な流加プロセス中に培養容器から上澄みが除去されない限り、「灌流培養」とは異なり得る。この灌流培養では、細胞は、例えば濾過によって培養物中に拘束され、培養培地が連続的または断続的に導入されて培養容器から除去される。対照的に、流加細胞培養中には、試験目的でサンプルを取り除くことが想到される。流加プロセスは、ワーキングボリューム(working volume)および/またはタンパク質産生が最大限に到達したことが判別され、且つ以後にタンパク質が回収されるまで継続される。
細胞培養は、「連続細胞培養」とされる場合がある。この細胞培養は、通常は特定の成長段階にて、細胞を継続的に成長させる目的に用いられる技術である。例えば、細胞をコンスタントに供給することが必要とされる場合、または特定の対象のタンパク質を生産することが必要とされる場合、細胞培養物を、特定の成長段階にて、維持することが必要であると考えられる。したがって、その特定の段階にて細胞を維持するには、条件を継続的にモニターして、それに応じて調整する必要がある。
細胞は、細胞培養培地で培養される。「細胞培養培地」および「培養培地」という用語は、哺乳動物細胞の増殖に使用される栄養溶液を指す。この栄養溶液は、通常、細胞の成長を促進するために必要な栄養素を提供する。例えば、炭水化物エネルギー源とされる、必須アミノ酸(例えば、フェニルアラニン、バリン、スレオニン、トリプトファン、メチオニン、ロイシン、イソロイシン、リジン、ヒスチジン)、非必須アミノ酸(例えば、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、プロリン、セリン、チロシン)、微量元素、エネルギー源、脂質、ビタミンなどである。細胞培養培地は、細胞増殖を支持する原料を供給する抽出物、例えば、血清またはペプトン(加水分解物)を含有し得る。培地は、動物由来の抽出物の代わりに、酵母由来または大豆抽出物を含有してもよい。化学的に定義された培地は、全ての化学成分が公知である(すなわち、公知の化学構造を有する)細胞培養培地を指す。化学的に定義済みの培地は、血清または動物由来のペプトンのような、動物由来の成分は全く含まれていない。一実施形態では、培地は、化学的に定義済みの培地とされる。
また、溶液は、成長率および/または生存率を最低率を超える程度に増強させる成分(ホルモンおよび成長因子など)も含有してもよい。本溶液は、培養の対象となる特定の細胞を生存させ且つ増殖させるのに最適なpHおよび塩濃度となるように調合してもよい。
「細胞株」とは、細胞の連続継代または継代培養を介して特定の系統から誘導される、細胞(1種または複数種)を指す。「細胞」という用語は、「細胞母集団」と同義に使用される。
「細胞」という用語には、組換え核酸配列を発現するのに好適な、任意の細胞が包含される。細胞には、細菌細胞、哺乳類細胞、ヒト細胞、非ヒト動物細胞、鳥類細胞、昆虫細胞、酵母細胞などの原核生物および真核生物の細胞、または例えばハイブリドーマやクアドローマなどの細胞融合体が挙げられる。或る特定の実施形態において、細胞は、ヒト、サル、類人猿、ハムスター、ラットまたはマウスの細胞である。他の実施形態では、細胞は、下記の細胞:チャイニーズハムスター卵巣(CHO)(例えば、CHO K1、DXB−11 CHO、Veggie−CHO)、COS(例えば、COS−7)、網膜細胞、Vero、CV1、腎臓(例えば、HEK293、293 EBNA、MSR 293、MDCK、HaK、BHK21)、HeLa、HepG2、WI38、MRC 5、Colo25、HB 8065、HL−60、リンパ球、例えばジャーカット(Tリンパ球)またはDaudi(Bリンパ球)、A431(表皮)、U937、3T3、L細胞、C127細胞、SP2/0、NS−0、MMT細胞、幹細胞、腫瘍細胞、および前述の細胞に由来する細胞株から選択される。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のウイルス遺伝子、例えば、ウイルス遺伝子を発現する網膜細胞(例えば、PER.C6(登録商標)細胞)が、細胞内に含まれる。いくつかの実施形態では、細胞は、CHO細胞である。他の実施形態では、細胞はCHO K1である。
V.キット
一実施形態では、1つまたは複数の本開示の緩衝液または成分を含む、本開示の緩衝液を製造するキットが提供される。キットは、緩衝液または成分のための容器を含むことができる。緩衝液は、溶液状態、または凍結乾燥された形態とすることができる。キットはまた任意で、凍結乾燥された製剤のための希釈剤すなわち再構成溶液を含む第2の容器を含み;そして任意で、溶液または再構成溶液の使用、および/または凍結乾燥された緩衝液または粉末状成分の使用についての指示書を含む。
キットは、緩衝液、希釈剤、およびフィルターのうちの1つまたは複数を含め、本開示のMCEアッセイを実行するのに必要な試薬をさらに含んでいてもよい。緩衝液および試薬は、瓶、バイアル、または試験管に入っていてもよい。
実施例1:治療用タンパク質の純度および不純物分析のためのMCEアッセイ
方法および材料:
材料:
キャピラリー電気泳動分離およびデータ収集には、LabChip GXIIまたはLabChip GXII Touch HTおよびLabChip(登録商標)HT Protein Express Chipを使用した(パーキンエルマー社(Perkin Elmer))。上記の開示された非還元性および還元性変性緩衝液を、MCEアッセイに使用した。
方法:
表1に、MCEアッセイ用のサンプルを調製するワークフロー手順を示す。簡潔には、タンパク質サンプルを0.5mg/mlに希釈した。1μlの非還元性(NR)または還元性(R)変性緩衝液と4μlの希釈サンプルを96ウェルプレートに加えた。サンプルを混合、遠心分離し、製造物に指定された温度、通常は75℃で10分間、加熱した。次いで、サンプルを5μMの市販の色素(例えば、ダイノミクス社製DY−631 NHSエステル)で標識した。サンプルを混合、遠心分離し、次いで35℃で30分間、加熱した。次いで、標識されたサンプルを105μlの希釈停止溶液で希釈した。サンプルを、LabChip GXIIまたはLabChip GXII Touch HTを用いて分離した。
緩衝液
200mMのリン酸ナトリウム一塩基性一水和物、200mMのリン酸ナトリウム二塩基性七水和物、および10%のドデシル硫酸リチウム(LDS)のストック溶液を調製した。このストック溶液とMilli−Q(登録商標)水を使用して、100mMのリン酸ナトリウム、1%のLDSでpH6のもの、および100mMのリン酸ナトリウム、1%のLDSでpH9のものの溶液を調製した。
34μLの1Mヨードアセトアミド(IAM)(Milli−Q(登録商標)水で調製したてのもの)+166μLの100mMリン酸ナトリウム、1%のLDSでpH6のもの+5μLのMilli−Q(登録商標)水を添加して、非還元性緩衝液を調製した。最終濃度は、166mMの2−ヨードアセトアミド、0.81%のドデシル硫酸リチウム、および81mMのリン酸ナトリウムであった。
68μLの10倍還元剤(500mMのジチオスレイトール(DTT)+166μLの100mMリン酸ナトリウム、1%のLDSでpH9のもの+6μLのMilli−Q(登録商標)水)を添加して還元性緩衝液を調製した。最終濃度は、0.69%のドデシル硫酸リチウム;69mMのリン酸ナトリウム;および142mMのジチオスレイトールであった。
(表1)MCEアッセイのためのサンプル調製方法
Figure 2021516334
結果
マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)により、QC分析に必要な性能と再現性の基準を維持しつつ、サンプル分析時間を劇的に削減することが可能になる。MCEアッセイを、本明細書に開示の還元されていないおよび還元された変性緩衝液を使用して発展させた。図1A〜1Bに、還元されていないサンプルおよび還元されたサンプル中のタンパク質の分析結果を示す代表的な電気泳動図を示す。
前述の明細書では、本発明をその或る特定の実施形態との関連において説明し、例証目的に多くの詳細を記載してきたが、本発明が追加的な実施形態を受け入れる余地のあること、および本明細書に記載される特定の詳細が、本発明の基本原理から逸脱することなく大幅に変更できることは、当業者に明らかであろう。
本明細書中に引用されている全ての参考文献は、その全体が参照により援用されている。本発明は、その趣旨または本質的属性から逸脱することなしに他の特定の形態で実施できる。したがって、本発明の範囲を指示するものとして参照すべきは、前述の明細書ではなく、寧ろ添付の特許請求の範囲である。

Claims (25)

  1. 155〜175mMの2−ヨードアセトアミドと、
    0.50〜1.5%のドデシル硫酸リチウムと、
    75〜95mMのリン酸ナトリウムと
    を含み、
    7未満のpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  2. pHが6である、請求項1に記載の水性緩衝液。
  3. 166mMの2−ヨードアセトアミドと、0.81%のドデシル硫酸リチウムと、81mMのリン酸ナトリウムとを含む、請求項1または2に記載の水性緩衝液。
  4. 166mMの2−ヨードアセトアミドと、
    0.81%のドデシル硫酸リチウムと、
    81mMのリン酸ナトリウムと
    から成り、
    6.0のpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  5. 0.50〜1.5%のドデシル硫酸リチウムと、
    45〜75mMのリン酸ナトリウムと、
    還元剤と
    を含み、
    8より大きいpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  6. pHが9である、請求項5に記載の水性緩衝液。
  7. 135〜155mMのジチオスレイトールを含む、請求項5または6に記載の水性緩衝液。
  8. 0.69%のドデシル硫酸リチウムと、69mMのリン酸ナトリウムと、142mMのジチオスレイトールとを含む、請求項5〜7のいずれか一項に記載の水性緩衝液。
  9. 0.69%のドデシル硫酸リチウムと、
    69mMのリン酸ナトリウムと、
    142mMのジチオスレイトールと
    から成り、
    9.0のpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  10. タンパク質薬物サンプル中の汚染物質または不純物を同定する方法であって、
    前記タンパク質薬物サンプルを請求項1〜4のいずれか一項に記載の緩衝液に添加して、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップと、
    前記緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを、65〜85℃に5〜15分間、加熱して、変性した緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップと、
    前記変性した緩衝化されたタンパク質薬物サンプルに検出可能な標識を添加し、30〜40℃で20〜40分間、加熱して、変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップと、
    前記変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを希釈し、MCEにかけて、マイクロチップキャピラリー電気泳動システム上で、希釈されたタンパク質薬物サンプルを分離し、電気泳動図を作成するステップと、
    汚染物質または不純物に対応する、前記電気泳動図におけるピークを同定するステップと
    を含む、方法。
  11. 前記緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを、70℃で10分間、加熱する、請求項10に記載の方法。
  12. 前記標識されたタンパク質薬物サンプルを、35℃で30分間、加熱する、請求項10または11に記載の方法。
  13. 前記希釈されたタンパク質薬物サンプルが9mg/mlである、請求項10〜12のいずれか一項に記載の方法。
  14. タンパク質薬物サンプル中の汚染物質または不純物を同定する方法であって、
    前記タンパク質サンプルを請求項5〜9のいずれか一項に記載の緩衝液に添加して、緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップと、
    前記緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを65〜85℃に5〜15分間、加熱して、変性したタンパク質薬物サンプルを形成するステップと、
    前記変性したタンパク質薬物サンプルに、検出可能な標識を添加し、30〜40℃で20〜40分間、加熱して、変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを形成するステップと、
    前記変性した標識されたタンパク質薬物サンプルを希釈し、マイクロチップキャピラリー電気泳動システム上でMCE分析にかけて、電気泳動図を作成するステップと、
    汚染物質または不純物に対応する、前記電気泳動図におけるピークを同定するステップと
    を含む、方法。
  15. 前記緩衝化されたタンパク質薬物サンプルを、70℃で10分間、加熱する、請求項14に記載の方法。
  16. 前記サンプルを、35℃で30分間、加熱する、請求項14または15に記載の方法。
  17. 前記希釈されたタンパク質薬物サンプルが9μg/mlである、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記検出可能な標識がDY−631 N−ヒドロキシスクシンイミジルエステルである、請求項10〜17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の緩衝液と、前記緩衝液中での電気泳動のためにサンプルを調製するための書面による指示書とを含む、キット。
  20. 55〜75mMの2−ヨードアセトアミドと、
    0.1〜1.0%のドデシル硫酸リチウムと、
    5〜115mMの塩化ナトリウムと、
    5〜85mMのHEPESと
    を含み、
    9未満のpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  21. 66.4mMの2−ヨードアセトアミドと、
    0.32%のドデシル硫酸リチウムと、
    48.6mMのNaClと、
    16.2mMのHEPESと
    を含み、
    9未満のpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  22. pHが8である、請求項20または21に記載の水性緩衝液。
  23. 0.05〜0.75%のドデシル硫酸リチウムと、
    5mM〜115mMのNaClと、
    5mM〜85mMのHEPESと、
    35〜50mMのジチオスレイトールと
    を含み、
    7より大きいpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  24. 0.28%のドデシル硫酸リチウムと、
    41.5mMのNaClと、
    13.8mMのHEPESと、
    42.5mMのジチオスレイトールと
    を含み、
    7より大きいpHを有する、
    水性電気泳動サンプル緩衝液。
  25. pHが8である、請求項23または24に記載の水性緩衝液。
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