JP2021526835A - 二機能性および三機能性融合タンパク質およびその使用 - Google Patents

二機能性および三機能性融合タンパク質およびその使用 Download PDF

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Abstract

アクチビンアンタゴニストドメイン、TОPβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの2つまたはそれより多くを含む、二機能性および三機能性融合タンパク質が本明細書に開示される。さらに、本開示は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TОPβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの2つまたはそれより多くを含む二機能性または三機能性融合タンパク質を投与することを含む、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置する方法を提供する。必要に応じて、このような方法は、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するための追加の活性薬剤または支持療法を投与することをさらに含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年6月15日に出願された米国仮出願第62/685,747号の優先権の利益を主張する。前述の出願は、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
がんの処置において、化学療法は高い毒性を伴い、耐性がん細胞バリアントの出現をもたらし得ることが長い間認識されている。腫瘍の生存および成長にとって重要な、過剰発現したまたは活性化した腫瘍タンパク質に対する標的化療法を用いても、がん細胞は変わらず変異および適応し、例えば、冗長経路を利用することによって、標的化経路への依存性を低減する。がん免疫療法は、がん細胞を標的とする代わりに、免疫系の活性化に焦点を当てる、がん処置における新たなパラダイムである。その原理は、宿主の免疫応答、特に適応T細胞応答を再装備して、がん細胞、特に、他の処置形態を逃れた微小残存病変を死滅させるための免疫監視機構を提供し、それ故に、長期持続性防御免疫を達成することである。
2011年の黒色腫の処置に関する抗CTLA−4抗体であるイピリムマブのFDAによる承認は、がん免疫療法における新たな時代を先導した。抗PD−1または抗PD−L1療法によって、臨床試験において黒色腫、腎臓がん、および肺がんにおける持続性応答が誘導されたという実証は、その時代の到来をさらに表している(Pardoll, D. M., Nat Immunol. 2012; 13:1129-32)。しかし、おそらく、抗CTLA−4処置が、一次T細胞阻害チェックポイントを妨害することによって、新たな自己反応性T細胞の生成をもたらし得ることが原因で、イピリムマブ療法はその毒性プロファイルによって制限される。PD−L1/PD−1相互作用を阻害することにより、主に、本質的に抗ウイルス性または抗がん性である疲弊T細胞における既存の慢性免疫応答の脱阻害がもたらされるが(Wherry, E. J., Nat Immunol. 2011; 12:492-9)、それにもかかわらず、抗PD−1療法によって、致命的となる可能性のある肺関連自己免疫有害事象がもたらされることがあり得る。これまでの抗PD1および抗PD−L1の有望な臨床活性にもかかわらず、治療活性を高めることもしくは毒性を低下させることのいずれか、またはその両方によって治療指数を高めることが、免疫療法の開発の中心的目標のままである。
Pardoll, D. M., Nat Immunol. 2012; 13:1129-32 Wherry, E. J., Nat Immunol. 2011; 12:492-9
よって、患者においてがんを処置するための、有効な療法、特に毒性プロファイルの低い療法に対する満たされていない高い需要が依然として存在する。したがって、本開示の目的は、それを必要とする患者においてがんを処置するための組成物および改良された方法を提供することである。
一部分では、本明細書で示すデータは、アクチビンアンタゴニスト(阻害剤)およびTGFβアンタゴニストを単独でまたは組み合わせて使用して、がんを処置することができることを実証する。特に、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、または汎特異的TGFβ抗体による処置が、がんモデルにおいて、別々に、腫瘍負荷を低下させ、生存時間を増加させることが示された。さらに、アクチビンアンタゴニストをTGFβアンタゴニストと組み合わせて使用して、いずれかの薬剤単独に関して観察された効果と比較して、抗腫瘍活性を相乗的に増加させることができることが示された。さらに、このデータは、アクチビンおよびTGFβアンタゴニスト療法の有効性が、免疫系に依存することを示す。したがって、一部分では、本開示は、アクチビンおよびTGFβアンタゴニストを免疫療法薬として、特に、多種多様ながん(例えば、免疫抑制および/または免疫疲弊に関連するがん)を処置するために使用することができるという発見に関する。任意の特定の理論に拘束されることを望まないが、このようなアクチビンおよびTGFβアンタゴニストは、単独でまたは免疫チェックポイントアンタゴニスト(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合するおよびそれを阻害する抗体、またはその抗原結合断片)と組み合わせて使用した場合、がんを処置するのに特に有用であり得ると考えられる。したがって、本開示は、一部分では、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む、二機能性および三機能性融合タンパク質を提供する。本開示は、例えば、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するために、このような二機能性および三機能性融合タンパク質を使用する方法をさらに提供する。必要に応じて、このような方法は、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するための追加の活性薬剤または支持療法を患者に投与することをさらに含む。他の公知の腫瘍免疫療法剤(immuno−oncology agent)と同様に、このような二機能性および三機能性融合タンパク質が患者の免疫応答を増強する能力は、がんの分野以外のより広い治療との関連を有し得る。例えば、免疫増強剤は、多種多様な感染性疾患、特に免疫抑制および/または免疫疲弊を促進する病原体を処置するのに有用であり得ることが提唱されている。また、このような免疫増強剤は、ワクチン(例えば、感染性疾患およびがんワクチン)の免疫化効率をブーストするのに有用であり得る。
ある特定の態様では、本開示のアクチビンアンタゴニストは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、およびアクチビンAE)を阻害する薬剤である。アクチビンアンタゴニストとしては、例えば、アクチビン結合ドメイン(例えば、ActRIIAおよびActRIIBの細胞外ドメイン)を含むポリペプチド、抗体またはその抗原結合断片(例えば、抗アクチビン、抗ActRIIA、および抗ActRIIB抗体またはその抗原結合断片)、低分子、およびポリヌクレオチドが挙げられる。アクチビン阻害に関する効果は、例えば、本明細書に記載のものを含む細胞に基づくアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を使用して決定することができる。したがって、一部の実施形態では、本開示のアクチビンアンタゴニストは、アクチビンに結合し得る。リガンド結合活性は、例えば、本明細書に記載のものを含む、例えば、結合親和性アッセイを使用して決定することができる。特に、本開示は、一部では、アクチビンに結合するアクチビンアンタゴニストドメインを含む二機能性および三機能性融合タンパク質を提供する。例えば、好適なアクチビンアンタゴニストドメインとしては、ActRIIAまたはActRIIBポリペプチドのアクチビン結合ドメインおよびアクチビン、ActRIIA、またはActRIIBに結合する抗体、またはその抗原結合断片が挙げられる。一部の実施形態では、本開示のアクチビンアンタゴニストは、少なくとも1×10−8M(例えば、少なくとも1×10−8M、少なくとも1×10−9M、少なくとも1×10−10M、少なくとも1×10−11M、または少なくとも1×10−12M)のKで、少なくともアクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、および/またはアクチビンEに結合する。一部の実施形態では、本開示のアクチビンアンタゴニスト、またはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10−8M(例えば、少なくとも1×10−8M、少なくとも1×10−9M、少なくとも1×10−10M、少なくとも1×10−11M、または少なくとも1×10−12M)のKで、少なくともアクチビンAおよび/またはアクチビンBに結合する。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメイン(例えば、ActRIIAおよびActRIIBポリペプチドドメイン)は、例えば、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、およびBMP10を含む1つまたは複数の追加のリガンドにさらに結合し得る。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインおよびTGFβアンタゴニストドメインまたは免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの1つまたは複数を含む二機能性または三機能性融合タンパク質を使用して、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置することができる。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインおよび免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む二機能性融合タンパク質をアクチビンアンタゴニストと組み合わせて使用して、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置することができる。
ある特定の態様では、本開示のTGFβアンタゴニストは、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3)を阻害する薬剤である。TGFβアンタゴニストとしては、例えば、TGFβ結合ドメイン(例えば、TβRIIおよびベータグリカンの細胞外ドメイン)を含むポリペプチド、抗体またはその抗原結合断片(例えば、抗TGFβ、抗TβRII、および抗ベータグリカン抗体またはその抗原結合断片)、低分子、およびポリヌクレオチドが挙げられる。TGFβ阻害に関する効果は、例えば、本明細書に記載のものを含む細胞に基づくアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を使用して決定することができる。したがって、一部の実施形態では、本開示のアクチビンアンタゴニストは、TGFβに結合し得る。リガンド結合活性は、例えば、本明細書に記載のものを含む、例えば、結合親和性アッセイを使用して決定することができる。特に、本開示は、一部では、TGFβに結合するTGFβアンタゴニストドメインを含む二機能性および三機能性融合タンパク質を提供する。例えば、好適なアクチビンアンタゴニストドメインとしては、TβRIIまたはベータグリカンポリペプチドのTGFβ結合ドメインおよびTGFβ、TβRII、またはベータグリカンに結合する抗体、またはその抗原結合断片が挙げられる。一部の実施形態では、本開示のTGFβアンタゴニストは、少なくとも1×10−8M(例えば、少なくとも1×10−8M、少なくとも1×10−9M、少なくとも1×10−10M、少なくとも1×10−11M、または少なくとも1×10−12M)のKで、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3に結合する。一部の実施形態では、本開示のTGFβアンタゴニスト、またはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10−8M(例えば、少なくとも1×10−8M、少なくとも1×10−9M、少なくとも1×10−10M、少なくとも1×10−11M、または少なくとも1×10−12M)のKで、TGFβ1およびTGFβ3に結合するが、TGFβ2には実質的に結合しない(例えば、1×10−7Mより高いKで結合する)。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインおよびアクチビンアンタゴニストドメインまたは免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの1つまたは複数を含む二機能性または三機能性融合タンパク質を使用して、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置することができる。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインおよび免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む二機能性融合タンパク質をTGFβアンタゴニストと組み合わせて使用して、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置することができる。
ある特定の態様では、本開示の免疫チェックポイントアンタゴニストは、1つまたは複数の免疫チェックポイントタンパク質(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4)を阻害する薬剤である。免疫チェックポイントアンタゴニストとしては、例えば、免疫チェックポイント結合ドメインを含むポリペプチド、抗体またはその抗原結合断片、低分子、およびポリヌクレオチドが挙げられる。免疫チェックポイント阻害に関する効果は、例えば、本明細書に記載のものを含む細胞に基づくアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を使用して決定することができる。したがって、一部の実施形態では、本開示の免疫チェックポイントアンタゴニストは、免疫チェックポイントタンパク質に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば、本明細書に記載のものを含む、例えば、結合親和性アッセイを使用して決定することができる。特に、本開示は、一部では、免疫チェックポイントタンパク質に結合する免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む二機能性および三機能性融合タンパク質を提供する。例えば、好適な免疫チェックポイントアンタゴニストドメインとしては、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合する抗体、またはその抗原結合断片が挙げられる。一部の実施形態では、本開示の免疫チェックポイントアンタゴニストは、少なくとも1×10−8M(例えば、少なくとも1×10−8M、少なくとも1×10−9M、少なくとも1×10−10M、少なくとも1×10−11M、または少なくとも1×10−12M)のKで、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4に結合する。一部の実施形態では、本開示の免疫チェックポイントアンタゴニスト、またはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10−8M(例えば、少なくとも1×10−8M、少なくとも1×10−9M、少なくとも1×10−10M、少なくとも1×10−11M、または少なくとも1×10−12M)のKで、PD−1、PD−L1、またはCTLA4に結合する。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインおよびTGFβアンタゴニストドメインまたはアクチビンアンタゴニストドメインの1つまたは複数を含む二機能性または三機能性融合タンパク質を使用して、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置することができる。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインおよびアクチビンアンタゴニストドメインを含む二機能性融合タンパク質を免疫チェックポイントアンタゴニストと組み合わせて使用して、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置することができる。
一部の実施形態では、本開示は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む融合タンパク質を提供する。一部の実施形態では、タンパク質は、アクチビンアンタゴニストドメインおよびTGFβアンタゴニストドメインを含む。一部の実施形態では、融合タンパク質は、アクチビンアンタゴニストドメインおよび免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む。一部の実施形態では、融合タンパク質は、TGFβアンタゴニストドメインおよび免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む。一部の実施形態では、融合タンパク質は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む。一部の実施形態では、融合タンパク質は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および/または免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種であるポリペプチドドメインをさらに含む。一部の実施形態では、融合タンパク質は、リンカードメインをさらに含む。一部の実施形態では、融合タンパク質のドメインは、a)A−X−T;b)A−X−I;c)T−X−I;d)A−X−H−X−T;e)A−X−H−X−I;f)I−X−H−X−T;g)A−X−T−X−I;h)T−X−A−X−I;i)A−X−I−X−T;j)A−X−T−H−X−I;k)T−X−A−H−X−I;l)A−X−I−H−X−T;m)A−X−H−T−X−I;n)T−X−H−A−X−I;およびo)A−X−H−I−X−T(式中、(i)「A」は、アクチビンアンタゴニストドメインに相当し;(ii)「T」は、TGFβアンタゴニストドメインに相当し;(iii)「I」は、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに相当し;(iv)「H」は、前記アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種であるポリペプチドドメインに相当し;(v)「X」は、必要に応じたリンカードメインに相当し;前記ドメインの配置が、N末端からC末端か、またはC末端からN末端である)からなる群から選択される順序で配置されている、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に開示されている融合タンパク質のいずれかを含むホモ二量体を提供する。
一部の実施形態では、本開示は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのポリペプチドドメインを含むヘテロ二量体を提供する。
一部の実施形態では、ヘテロ二量体は、a)A−X−T;b)A−X−I;c)T−X−I;d)A−X−H−X−T;e)A−X−H−X−I;f)I−X−H−X−T;g)A−X−T−X−I;h)T−X−A−X−I;i)A−X−I−X−T;j)A−X−T−H−X−I;k)T−X−A−H−X−I;l)A−X−I−H−X−T;m)A−X−H−T−X−I;n)T−X−H−A−X−I;およびo)A−X−H−I−X−T(式中、(i)「A」は、アクチビンアンタゴニストドメインに相当し;(ii)「T」は、TGFβアンタゴニストドメインに相当し;(iii)「I」は、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに相当し;(iv)「H」は、前記アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種であるポリペプチドドメインに相当し;(v)「X」は、必要に応じたリンカードメインに相当し;前記ドメインの配列が、N末端からC末端かまたはC末端からN末端である)から選択される2つのポリペプチドを含む。
一部の実施形態では、本開示は、a)免疫チェックポイントアンタゴニストドメインおよびTGFβアンタゴニストドメインを含む第1のポリペプチド;ならびにb)アクチビンアンタゴニストドメインを含む第2のポリペプチドを含むヘテロ二量体を提供する。一部の実施形態では、第2のポリペプチドは、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインをさらに含む。
一部の実施形態では、本開示は、a)TGFβアンタゴニストドメインおよびアクチビンアンタゴニストドメインを含む第1のポリペプチド;ならびにb)免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む第2のポリペプチドを含むヘテロ二量体を提供する。一部の実施形態では、第2のポリペプチドは、TGFβアンタゴニストドメインをさらに含む。一部の実施形態では、第2のポリペプチドは、アクチビンアンタゴニストドメインをさらに含む。一部の実施形態では、ヘテロ二量体は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および/または免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種である1つまたは複数のポリペプチドドメインをさらに含む。一部の実施形態では、ヘテロ二量体は、1つまたは複数のリンカードメインをさらに含む。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインは、ActRIIAポリペプチドである。一部の実施形態では、ヘテロ二量体は、ActRIIAポリペプチドは、a)配列番号110の21〜30位のいずれか1つで開始し、配列番号110の110〜135位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;b)配列番号110の21位で開始し、配列番号110の135位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;c)配列番号110の30位で開始し、配列番号110の110位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;d)配列番号111に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;およびe)配列番号112に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドからなる群から選択される。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、アクチビンに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、アクチビンAに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、アクチビンBに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、GDF8および/またはGDF11にさらに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビンAおよび/またはアクチビンBのシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、GDF8および/またはGDF11のシグナル伝達をさらに阻害する。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインは、ActRIIBポリペプチドである。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、a)配列番号50の20〜29位のいずれか1つで開始し、配列番号50の109〜134位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;b)配列番号50の20位で開始し、配列番号50の134位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;c)配列番号50の29位で開始し、配列番号50の109位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;d)配列番号51に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;e)配列番号52に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;f)配列番号54に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;およびg)配列番号55に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドからなる群から選択される。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、アクチビンに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、アクチビンAに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、アクチビンBに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、GDF8および/またはGDF11にさらに結合する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビンAおよび/またはアクチビンBのシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、GDF8および/またはGDF11のシグナル伝達をさらに阻害する。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインは、アクチビンに結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、アクチビンAに結合する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、アクチビンBに結合する。一部の実施形態では、抗体は、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビンAおよび/またはアクチビンBのシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインは、ActRII受容体に結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、ActRIIAに結合する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、ActRIIBに結合する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビン−ActRIIAおよび/またはアクチビン−ActRIIBのシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、ビマグルマブまたはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインが、TβRIIポリペプチドである。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、a)配列番号1の23〜35位のいずれか1つで開始し、配列番号1の153〜159位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;b)配列番号1の23位で開始し、配列番号1の159位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;c)配列番号1の35位で開始し、配列番号1の153位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;d)配列番号2の23〜60位のいずれか1つで開始し、配列番号2の178〜184位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;e)配列番号2の23位で開始し、配列番号2の184位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;f)配列番号2の60位で開始し、配列番号2の178位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;g)配列番号18に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;h)配列番号27に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;i)配列番号20に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;ならびにj)配列番号28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38;および39のいずれか1つに対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
からなる群から選択される。一部の実施形態では、ポリペプチドは、TGFβに結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドは、TGFβ1に結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドは、TGFβ3に結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドは、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、TGFβ1および/またはTGFβ3のシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインは、ベータグリカンポリペプチドである。一部の実施形態では、ベータグリカンポリペプチドは、a)配列番号120の21〜28位のいずれか1つで開始し、配列番号120の381〜787位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;b)配列番号120の21位で開始し、配列番号120の787位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;c)配列番号120の28位で開始し、配列番号120の381位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;d)配列番号121に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;およびe)配列番号125に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドからなる群から選択される。一部の実施形態では、ポリペプチドが、TGFβに結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドが、TGFβ1に結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドは、TGFβ2に結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドは、TGFβ3に結合する。一部の実施形態では、ポリペプチドは、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3のシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインは、TGFβに結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、TGFβ1に結合する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、TGFβ2に結合する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、TGFβ3に結合する。一部の実施形態では、抗体またはその抗原結合断片は、抗体:フレソリムマブ、メテリムマブ、Lily21D1、LilyDM4、XOMA089、およびXOMA681、またはその抗原結合断片から選択される。一部の実施形態では、抗体は、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3のシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、異種の部分は、相互作用対の第1または第2のメンバーを含む。一部の実施形態では、異種の部分は、ヘテロ二量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸改変を含む。一部の実施形態では、異種の部分は、免疫グロブリンFcドメインである。一部の実施形態では、免疫グロブリンFcドメインは、ヒト免疫グロブリンFcドメインである。一部の実施形態では、免疫グロブリンFcドメインは、免疫グロブリンG1Fcドメインである。一部の実施形態では、リンカーは、10〜25アミノ酸長の間である。一部の実施形態では、リンカーは、a)(GGGGS)(式中、n=≧2);b)(GGGGS)(式中、n=≧3);c)(GGGGS)(式中、n=≧4);およびd)配列番号4〜7、19、21、25、26、40、および63〜67のうちいずれか1つのアミノ酸配列から選択されるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、リンカーは、(GGGGS)(式中、n≠≧5)を含む。一部の実施形態では、リンカーは、(GGGGS)(式中、n≠≧5)を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体は、グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチン化アミノ酸、および脂質部分にコンジュゲートしたアミノ酸から選択される1つまたは複数の改変されたアミノ酸残基を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体は、グリコシル化されている。一部の実施形態では、融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体は、CHO細胞における前記ポリペプチドの発現のグリコシル化パターン特性を有する。一部の実施形態では、融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体は、単離されている。一部の実施形態では、融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体は、組換え体である。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数を阻害する。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−1を阻害する。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−L1を阻害する。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、CTLA−4を阻害する。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−1に結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−L1に結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、CTLA4に結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、イピリムマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマズ、アテゾリズマブ、アベルマブ、およびデュルバルマブから選択される抗体、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に開示されている融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体のいずれかおよび薬学的に許容される賦形剤を含む医薬調製物を提供する。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に開示されている融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体のいずれかに関するコード配列を含む単離されたポリヌクレオチドを提供する。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に開示されているポリヌクレオチドのいずれかに作動可能に連結したプロモーター配列を含む組換えポリヌクレオチドを提供する。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に開示されているポリヌクレオチドのいずれかを含む細胞を提供する。一部の実施形態では、細胞は、CHO細胞である。
一部の実施形態では、本開示は、本明細書に開示されているポリヌクレオチドのいずれかの発現に適切な条件下で細胞を培養するステップを含む、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体を作製する方法を提供する。
一部の実施形態では、本開示は、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置する方法であって、それを必要とする患者に本明細書に開示されている融合タンパク質、ホモ二量体、ヘテロ二量体または医薬調製物のいずれかのうちの1つまたは複数の有効量を投与するステップを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害は、リンパ系または骨髄系の造血器腫瘍、線維肉腫または横紋筋肉腫などの間葉起源の腫瘍、黒色腫、眼球内黒色腫、非黒色腫皮膚がん、奇形癌腫、神経芽腫、神経膠腫、脳幹神経膠腫、視覚路および視床下部の神経膠腫、乏突起神経膠腫、腺癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、癌腫、非小細胞肺癌、肝細胞腫、肝細胞癌、子宮内膜がんまたは子宮癌、唾液腺癌、分化甲状腺癌、肺の癌腫、陰茎癌、副腎皮質癌、内分泌膵島細胞癌、結腸癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭癌、髄様癌、気管支原性肺癌、腎細胞癌、肛門癌、胆管癌、絨毛癌、胚性癌腫、上皮細胞癌、リンパ腫、成人ホジキンリンパ腫、成人非ホジキンリンパ腫、AIDS関連リンパ腫、中枢神経系リンパ腫、皮膚T細胞性リンパ腫、T細胞リンパ腫、セミノーマ、神経膠芽腫、多形神経膠芽腫、肉腫、ユーイング肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫(endotheliosarcoma)、リンパ管肉腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、軟組織肉腫、カポジ肉腫、骨/悪性線維肉腫、骨肉腫/悪性線維性組織球腫、サルコイドーシス肉腫、子宮肉腫、リンパ管内皮細胞肉腫、白血病、急性リンパ芽球性白血病、急性リンパ球性白血病、急性骨髄性(myeloid)白血病、慢性リンパ球性白血病、慢性骨髄性(myelogenous)白血病、ヘアリー細胞白血病、骨髄性(myelogenous)白血病、骨髄性(myeloid)白血病、骨髄芽球性白血病、前骨髄球性白血病、骨髄単球性白血病、単球性白血病、赤白血病、慢性骨髄球性白血病、白血病 骨肉腫、多発性骨髄腫、リンパ系腫瘍、扁平上皮癌(squamous cell cancer)、扁平上皮癌(epithelial squamous cell cancer)、腹膜の扁平上皮癌、頚部扁平上皮癌、転移性頚部扁平上皮癌、転移性頚部扁平上皮癌、潜在性転移性頚部扁平上皮癌、ウィルムス腫瘍、星状細胞腫、肺がん、小細胞肺がん、非小細胞肺がん、肝細胞がん、胃(gastric)または胃(stomach)がん、胃腸がん、消化管カルチノイド腫瘍、膵臓がん、外分泌膵臓がん、膵島細胞膵臓がん、子宮頸がん、子宮頸部異形成、卵巣がん、卵巣上皮がん、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣低悪性度腫瘍、肝臓がん、神経内分泌腫瘍、甲状腺髄様癌、副甲状腺がん、乳がん、結腸がん、直腸がん、腎臓または腎がん、前立腺がん、外陰がん、頭頚部がん、AIDS関連悪性腫瘍、肛門がん、星状細胞腫、小脳星状細胞腫、大脳星状細胞腫、胆管がん、肝外胆管がん、骨がん、骨の線維性骨異形成症、脳腫瘍、頭蓋外胚細胞腫瘍、性腺外胚細胞腫瘍、胚細胞腫瘍、ホジキン病、髄芽腫、松果体腫瘍、松果体腫、テント上神経外胚葉性腫瘍(supratentorial neuroectodermal tumor)、上衣腫、上皮がん、上皮性異形成、粘膜上皮異形成、食道がん、食道異形成、眼のがん、ゴーシェ病、胆嚢がん、妊娠性絨毛腫瘍、絨毛性腫瘍、高ガンマグロブリン血症、下咽頭がん、腸がん、腸ポリープまたは腺腫、小腸がん、大腸がん、喉頭がん、口唇または口腔がん、リンパ増殖性障害、マクログロブリン血症、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、中皮腫、悪性胸腺腫、胸腺腫、転移性潜在性形質細胞腫瘍、骨髄異形成症候群、骨増殖性障害、鼻腔または副鼻腔がん、上咽頭がん、中咽頭がん、パラプロテイン血症、陰茎がん、褐色細胞腫、下垂体腫瘍、網膜芽細胞腫、唾液腺がん、セザリー症候群、皮膚がん、精巣がん、尿道がん、子宮がん、腟がん、無汗性外胚葉異形成、前後異形成、窒息性胸郭異形成、心房指異形成(atriodigital dysplasia)、気管支肺異形成、大脳異形成、軟骨外胚葉異形成、鎖骨頭蓋異形成、先天性外胚葉異形成、頭蓋骨幹異形成、頭蓋手根足根骨異形成、頭蓋骨幹端異形成、象牙質異形成、骨幹異形成、外胚葉異形成、エナメル質異形成、脳眼異形成、骨端半肢形成異常、多発性骨端異形成、点状骨端異形成、顔面指趾生殖器異形成、家族性線維性顎異形成、家族性白色襞性異形成、線維筋性異形成、開花性骨異形成(florid osseous dysplasia)、遺伝性腎−網膜異形成、発汗性外胚葉異形成、発汗減少性外胚葉異形成(hypohidrotic ectodermal dysplasia)、リンパ性減少性胸腺異形成(lymphopenic thymic dysplasia)、乳腺異形成、下顎顔面異形成(mandibulofacial dysplasia)、骨幹端異形成(metaphysial dysplasia)、Mondini異形成、単骨性線維性骨異形成、多発性骨端異形成(multiple epiphysial dysplasia)、眼耳脊椎異形成(oculoauriculovertebral dysplasia)、眼歯指異形成、眼脊椎異形成(oculovertebral dysplasia)、歯牙異形成(odontogenic dysplasia)、眼下顎異形成(opthalmomandibulomelic dysplasia)、根尖性セメント質異形成(periapical cemental dysplasia)、多骨性線維性骨異形成、偽軟骨発育不全脊椎骨端異形成(pseudoachondroplastic spondyloepiphysial dysplasia)、網膜異形成、中隔視神経異形成、脊椎骨端異形成(spondyloepiphysial dysplasia)、心室橈骨異形成(ventriculoradial dysplasia)、良性の繁殖異常(dysproliferative)障害(例えば、良性腫瘍、線維嚢胞性状態、組織肥大化、および)、白斑症、角化症、ボーエン病、農夫皮膚、日光口唇炎(solar cheilitis)、日光角化症、重鎖病、滑膜腫、頭蓋咽頭腫、血管芽腫(emangioblastoma)、聴神経腫瘍、ならびに髄膜腫からなる群から選択される。一部の実施形態では、方法は、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するための1つまたは複数の追加の活性薬剤または支持療法の投与をさらに含む。一部の実施形態では、追加の活性薬剤または支持療法は、免疫チェックポイントアンタゴニストであり、前記免疫チェックポイントアンタゴニストが、ポリペプチド、抗体もしくはその抗原結合断片、低分子、および/またはポリヌクレオチドから選択される。一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストは、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合する抗体またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗体は、イピリムマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、アテゾリズマブ、アベルマブ、およびデュルバルマブ、またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、追加の活性薬剤または支持療法は、アクチビンアンタゴニストであり、前記アクチビンアンタゴニストが、ポリペプチド、抗体もしくはその抗原結合断片、低分子、および/またはポリヌクレオチドから選択される。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストは、本明細書に開示されているActRIIポリペプチドのいずれかである。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストは、本明細書に開示されているActRII抗体のいずれかである。一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストは、本明細書に開示されているアクチビン抗体のいずれかである。一部の実施形態では、追加の活性薬剤または支持療法は、TGFβアンタゴニストであり、TGFβアンタゴニストは、ポリペプチド、抗体もしくはその抗原結合断片、低分子、および/またはポリヌクレオチドから選択される。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストは、本明細書に開示されているTβRIIポリペプチドのいずれかである。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストは、本明細書に開示されているTGFβ抗体のいずれかである。一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストは、本明細書に開示されているベータグリカンポリペプチドのいずれかである。
図1は、ヒトTGFβ受容体II型(hTβRII)(NP_003233.4)(配列番号1)のB(短い)アイソフォームのための天然前駆体のアミノ酸配列を示す。実線下線は、プロセッシングされた細胞外ドメイン(ECD)(残基23〜159)を示し、二重下線は、A(長い)アイソフォームにおいて置き換えられたバリンを示す。点線下線は、リーダー(残基1〜22)を表す。
図2は、ヒトTβRII(NP_001020018.1)(配列番号2)のA(長い)アイソフォームのための天然前駆体のアミノ酸配列を示す。実線下線は、プロセッシングされたECD(残基23〜184)を示し、二重下線は、スプライスで生じたイソロイシン置換を示す。点線下線は、リーダー(残基1〜22)を表す。
図3は、5つの異なるTβRII構築物のリンカー配列の比較を示す。
図4Aおよび4Bは、TGFβ1およびTGFβ3、ならびにいくつかの異なるTβRII−Fc融合タンパク質構築物の1つとの間の結合親和性を表形式で示す。 同上。
図5Aおよび5Cは、いくつかの異なるTβRII−Fc融合タンパク質構築物の1つに対するTGFβ1の親和性を試験するレポーター遺伝子アッセイからの結果をグラフで表す。図5Bおよび5Dは、いくつかの異なるTβRII−Fc融合タンパク質構築物の1つに対するTGFβ3の親和性を試験するレポーター遺伝子アッセイからの結果をグラフで表す。図5Eおよび5Fは、これらの同じ実験からのIC50のデータを表形式で提示する。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。
図6は、Clustal 2.1を使用する、ヒトIgGアイソタイプからのFcドメインの多重配列アラインメントを示す。ヒンジ領域は、点線下線によって示される。二重下線は、非対称鎖の対形成を促進するためのIgG1 Fcにおいて設計された位置の例、ならびに他のアイソタイプであるIgG2、IgG3およびIgG4に関して対応する位置を示す。
図7は、複数のActRIIBおよびActRIIAの結晶構造の複合分析に基づいて、ボックスで示したリガンドに直接接触すると本明細書において推測される残基を有するヒトActRIIAおよびヒトActRIIBの細胞外ドメインのアラインメントを示す。
図8は、様々な脊椎動物のActRIIB前駆体タンパク質[ラット(配列番号101);ブタ(配列番号102);マウス(配列番号103);ヒト(配列番号104);ウシ(配列番号108);およびアフリカツメガエル(配列番号105)](それらの細胞内ドメインは含まない)、ヒトActRIIA前駆体タンパク質(配列番号106)(その細胞内ドメインは含まない)、およびコンセンサスActRII前駆体タンパク質(配列番号107)の複数の配列アラインメントを示す。
図9は、様々な脊椎動物のActRIIAタンパク質(それらの細胞内ドメインは含まない)の複数の配列アラインメントを示す。
図10は、ActRIIB−Fc:ActRIIB−Fcホモ二量体およびTβRII−Fc:TβRII−Fcホモ二量体と比較した比較ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体IC50データを示す。IC50は、本明細書に記載されるようにA−204 Reporter Gene Assayによって決定した。ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、ActRIIB−Fc:ActRIIB−Fcホモ二量体と同様にアクチビンA、アクチビンB、GDF8、GDF11、およびBMP10シグナル伝達経路を阻害する。しかし、BMP9シグナル伝達経路のActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体による阻害は、ActRIIB−Fc:ActRIIB−Fcホモ二量体と比較して著明に低減した。これらのデータは、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体が対応するActRIIB−Fc:ActRIIB−Fcホモ二量体と比較してアクチビンA、アクチビンB、GDF8、GDF11、およびBMP10のより選択的なアンタゴニストであることを実証する。さらに、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、TβRII−Fc:TβRII−Fcホモ二量体と同様に、TGFβ1およびTGFβ3シグナル伝達経路を阻害する。
図11は、ActRIIA−Fc:ActRIIA−Fcホモ二量体およびTβRII−Fc:TβRII−Fcホモ二量体と比較した比較ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体IC50データを示す。IC50は、本明細書に記載されるようにA−204 Reporter Gene Assayによって決定した。ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、ActRIIA−Fc:ActRIIA−Fcホモ二量体と同様にアクチビンA、アクチビンB、およびGDF11シグナル伝達経路を阻害する。しかし、BMP10シグナル伝達経路のActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体による阻害は、ActRIIA−Fc:ActRIIA−Fcホモ二量体と比較して著明に低減した。これらのデータは、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体が対応するActRIIA−Fc:ActRIIA−Fcホモ二量体と比較してアクチビンA、アクチビンB、およびGDF11のより選択的なアンタゴニストであることを実証する。さらに、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、TβRII−Fc:TβRII−Fcホモ二量体と同様に、TGFβ1およびTGFβ3シグナル伝達経路を阻害する。
図12は、切断された、バリアントActRIIB(25〜131、L79D)ドメインのアミノ酸配列(配列番号109)を示す。
1.概観
TGFβスーパーファミリーは、TGFβ、アクチビン、Nodal、骨形成遺伝子タンパク質(BMP)、増殖分化因子(GDF)、および抗ミュラー管ホルモン(AMH)を含む、30を超える分泌因子から構成される[Weissら(2013年)、Developmental Biology、2巻(1号):47〜63頁]。スーパーファミリーのメンバーであって、脊椎動物および非脊椎動物のいずれにおいても見出されるメンバーは、多様な組織内で遍在的に発現し、動物の寿命を通して発生の最早期に機能する。実際、TGFβスーパーファミリータンパク質は、幹細胞の自己再生、原腸形成、分化、器官の形態形成、および成体組織のホメオスタシスの鍵となるメディエーターである。TGFβスーパーファミリーによるシグナル伝達の異常が、広範にわたるヒト病態と関連することは、この活性の遍在性と符合する。
TGFβスーパーファミリーのリガンドは、1つの単量体の中央3−1/2ターンヘリックスが、他の単量体のベータ−ストランドにより形成される凹部表面に対してパッキングされる、同じ二量体構造を共有する。TGFβファミリーメンバーの大半は、分子間ジスルフィド結合によりさらに安定化される。このジスルフィド結合は、「システインノット」モチーフと称されるモチーフを生成する他の2つのジスルフィド結合により形成されるリングを横切る[Linら(2006年)、Reproduction、132巻:179〜190頁;およびHinckら(2012年)、FEBS Letters、586巻:1860〜1870頁]。
TGFβスーパーファミリーのシグナル伝達は、I型およびII型のセリン/スレオニンキナーゼ受容体の異種複合体(heteromeric complex)によって媒介され、これらは、リガンド刺激の際に、下流のSMADタンパク質(例えば、SMADタンパク質1、2、3、5、および8)をリン酸化および活性化する[Massague、2000年、Nat.Rev.Mol.Cell Biol.1巻:169〜178頁]。これらのI型およびII型受容体は、システインリッチな領域を持つリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および、予測セリン/スレオニンキナーゼ特異性を持つ細胞質ドメインから構成される膜貫通タンパク質である。概して、I型受容体は、細胞内シグナル伝達を媒介する一方、II型受容体は、TGFβスーパーファミリーリガンドの結合に必要とされる。I型およびII型の受容体は、リガンド結合後に安定な複合体を形成し、II型受容体によるI型受容体のリン酸化をもたらす。
TGFβファミリーは、結合するI型受容体と、活性化させるSmadタンパク質とに基づき、系統発生上の2つの分枝に分けられる。1つは、近年進化した分枝であり、例えば、TGFβ、アクチビン、GDF8、GDF9、GDF11、BMP3およびNodalを含み、これは、Smad2および3を活性化するI型受容体を介してシグナル伝達する[Hinck (2012) FEBS Letters 586:1860−1870]。他の分枝は、スーパーファミリーのより遠い関連タンパク質を含み、例えば、BMP2、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF1、GDF5、GDF6、およびGDF7を含み、これは、Smad1、5、および8を介してシグナル伝達する。
TGFβアイソフォームは、TGFβスーパーファミリーの基礎となるメンバーであり、そのうち、哺乳動物では、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3と表示される3つのアイソフォームが公知である。生物活性な成熟TGFβリガンドは、ホモ二量体として機能し、主に、I型受容体であるALK5を介してシグナル伝達するが、加えてまた、内皮細胞内のALK1を介してもシグナル伝達することが見出されている[Goumansら(2003年)、Mol Cell、12巻(4号):817〜828頁]。TGFβ1は、最も夥多であり、かつ、遍在的に発現するアイソフォームである。TGFβ1は、創傷治癒において重要な役割を果たすことが公知であり、恒常的に活性なTGFβ1トランス遺伝子を発現するマウスは、線維症を発症する[Clouthierら(1997年)、J Clin. Invest.、100巻(11号):2697〜2713頁]。TGFβ1の発現は、ヒト神経膠芽腫細胞において最初に説明されたが、胚神経系のニューロン内および星状膠細胞内で生じる。TGFβ3は当初、ヒト横紋筋肉腫細胞系から単離され、以来、肺腺癌および腎癌細胞系において見出されている。TGFβ3は、口蓋および肺の形態形成に重要であることが公知である[Kubiczkovaら(2012年)、Journal of Translational Medicine、10巻:183頁]。
アクチビンは、TGFβスーパーファミリーのメンバーであり、当初、濾胞刺激ホルモンの分泌の調節因子として発見されたが、その後、多様な生殖的および非生殖的役割が特徴付けられている。2つの近縁のβサブユニットのホモ/ヘテロ二量体(それぞれ、ββ、ββ、およびββ)である、3つの主要なアクチビン形態(A、B、およびAB)が存在する。ヒトゲノムはまた、主に肝臓内で発現する、アクチビンCおよびアクチビンEもコードし、βまたはβを含有するヘテロ二量体形態もまた公知である。TGFβスーパーファミリーにおいて、アクチビンは、卵巣および胎盤の細胞におけるホルモン生成を刺激し得、神経細胞の生存を支援し得、細胞周期の進行に対して細胞型に依存して正もしくは負に影響を及ぼし得、そして、少なくとも両生類の胚において中胚葉分化を誘導し得る、独特かつ多機能の作用因子である[DePaoloら(1991年)、Proc Soc Ep Biol Med.198巻:500〜512頁;Dysonら(1997年)、Curr Biol.7巻:81〜84頁;およびWoodruff(1998年)、Biochem Pharmacol.55巻:953〜963頁]。いくつかの組織では、アクチビンのシグナル伝達は、その関連するヘテロ二量体であるインヒビンによってアンタゴナイズされる。例えば、下垂体からの卵胞刺激ホルモン(FSH)分泌の制御において、アクチビンは、FSHの合成および分泌を促進するが、インヒビンは、FSHの合成および分泌を低減する。アクチビンの生活性を調節し得、そして/または、アクチビンに結合し得る他のタンパク質としては、フォリスタチン(FS)、フォリスタチン関連タンパク質(FSRP、FLRGまたはFSTL3としても公知)およびα−マクログロブリンが挙げられる。
本明細書で記載される通り、「アクチビンA」に結合する作用因子は、単離βサブユニットの文脈であれ、二量体の複合体(例えば、ββホモ二量体またはββヘテロ二量体)としてであれ、βサブユニットに特異的に結合する作用因子である。ヘテロ二量体の複合体(例えば、ββヘテロ二量体)の場合、「アクチビンA」に結合する作用因子は、βサブユニット内に存在するエピトープには特異的であるが、複合体のβ以外のサブユニット(例えば、複合体のβサブユニット)内に存在するエピトープには結合しない。同様に、「アクチビンA」にアンタゴナイズする(これを阻害する)本明細書で開示される作用因子は、単離βサブユニットの文脈であれ、二量体の複合体(例えば、ββホモ二量体またはββヘテロ二量体)としてあれ、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性を阻害する作用因子である。ββヘテロ二量体の場合、「アクチビンA」を阻害する作用因子は、βサブユニットの1つまたは複数の活性を特異的に阻害するが、複合体のβ以外のサブユニット(例えば、複合体のβサブユニット)の活性は阻害しない作用因子である。この原則はまた、「アクチビンB」、「アクチビンC」、および「アクチビンE」に結合し、かつ/またはこれらを阻害する作用因子にも当てはまる。「アクチビンAB」にアンタゴナイズする本明細書で開示される作用因子は、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性と、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性とを阻害する作用因子である。
BMPおよびGDFは、併せて、TGFβスーパーファミリーの特徴的折り畳みを共有するシステインノットサイトカインのファミリーを形成する[Riderら(2010年)、Biochem J.、429巻(1号):1〜12頁]。このファミリーは、例えば、BMP2、BMP4、BMP6、BMP7、BMP2a、BMP3、BMP3b(GDF10としても公知)、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8、BMP8a、BMP8b、BMP9(GDF2としても公知)、BMP10、BMP11(GDF11としても公知)、BMP12(GDF7としても公知)、BMP13(GDF6)、BMP14(GDF5としても公知)、BMP15、GDF1、GDF3(VGR2としても公知)、GDF8(ミオスタチンとしても公知)、GDF9、GDF15およびdecapentaplegicを含む。骨形成を誘導する能力であって、BMPにそれらの名称を与えた能力のほか、BMP/GDFは、広範にわたる組織の発達における形態形成活性も提示する。BMP/GDFホモおよびヘテロ二量体は、I型およびII型受容体の二量体の組合せと相互作用して、複数の可能なシグナル伝達複合体をもたらし、SMAD転写因子の2つの競合するセットのうちの1つを活性化させる。BMP/GDFは、高度に特異的で、局在化された機能を有する。これらは、BMP/GDF発現の発達上の制限を含む多数の形で調節されており、高アフィニティでサイトカインに結合するいくつかの特異的BMPアンタゴニストタンパク質の分泌を介して調節されている。興味深いことに、これらの多数のアンタゴニストは、TGFβスーパーファミリーのリガンドに相似している。
一部分では、本明細書で示すデータは、アクチビンアンタゴニストおよびTGFβアンタゴニストをがんを処置するために単独でまたは組み合わせて使用することができることを実証する。特に、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、または汎特異的TGFβ抗体による処置が、がんモデルにおいて、別々に、腫瘍負荷を低下させ、生存時間を増加させることが示された。さらに、アクチビンアンタゴニストをTGFβアンタゴニストと組み合わせて使用して、いずれかの薬剤単独に関して観察された効果と比較して、抗腫瘍活性を相乗的に増加させることができることが示された。いずれの特定の理論に拘束されることも望まないが、このようなアクチビンおよびTGFβアンタゴニストは、免疫チェックポイントアンタゴニスト(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合するおよびそれを阻害する抗体、またはその抗原結合断片)と組み合わせて使用した場合、がんを処置するのに特に有用であり得ると考えられる。したがって、本開示は、一部分では、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む、二機能性および三機能性融合タンパク質を提供する。本開示は、例えば、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するために、このような二機能性および三機能性融合タンパク質を使用する方法をさらに提供する。
本明細書中で使用される用語は、一般に、本開示の文脈の範囲内で、かつ、各々の用語が使用される特定の文脈において、当該分野におけるその通常の意味を有する。本開示の組成物および方法、ならびに、これらの作製方法および使用方法の記載において、専門家にさらなる案内を提供するために、特定の用語が以下または本明細書中の他の場所で論じられている。用語の任意の使用の範囲および意味は、それが使用される特定の文脈から明らかである。
「相同」は、そのあらゆる文法的な形態および語の綴りのバリエーションにおいて「共通する進化的起源」を有する2つのタンパク質間の関係を指し、同じ生物種のスーパーファミリーからのタンパク質ならびに異なる生物種からの相同タンパク質を含む。このようなタンパク質(およびこれをコードする核酸)は、%同一性の観点であれ、特定の残基もしくはモチーフおよび保存された位置の存在によるものであれ、その配列類似性によって反映されるように、配列の相同性を有する。
用語「配列類似性」は、そのあらゆる文法的な形態において、共通する進化の起源を共有している場合も共有していない場合もある、核酸もしくはアミノ酸配列間の同一性もしくは対応性の程度をいう。しかし、一般的な用法およびこの出願において、用語「相同」は、「高度に」のような副詞で修飾されるとき、配列の類似性を指す場合があり、そして、共通する進化の起源に関連していてもしていなくてもよい。
参照ポリペプチド(またはヌクレオチド)配列に照らした「配列同一性パーセント(%)」または「同一性パーセント(%)」とは、配列を決定し、必要な場合、最大の配列同一性パーセントを達成するようにギャップを導入した後における、保存的置換は配列同一性の一部と考えない場合の、候補配列内のアミノ酸残基(または核酸)の百分率であって、参照ポリペプチド(ヌクレオチド)配列内のアミノ酸残基(または核酸)と同一であるアミノ酸残基(または核酸)の百分率と定義される。アミノ酸配列同一性パーセントを決定することを目的とするアラインメントは、当該分野の技術の範囲内にある種々の方式で、例えば、BLASTソフトウェア、BLAST−2ソフトウェア、ALIGNソフトウェア、またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなど、一般に利用可能なコンピュータソフトウェアを使用して達成することができる。当業者は、配列を決定するのに適切なパラメータであって、比較される配列の全長にわたり最大のアラインメントを達成するのに必要とされる、任意のアルゴリズムを含むパラメータを決定することができる。しかし、本明細書の目的では、アミノ酸(核酸)配列同一性%値は、配列比較コンピュータプログラムである、ALIGN−2を使用して生成する。ALIGN−2配列比較コンピュータプログラムは、Genentech,Inc.により作成され、ソースコードは、使用説明書と共に、米国著作権局、Washington D.C.、20559に提出され、ここで、米国著作権登録第TXU510087号として登録されている。ALIGN−2プログラムは、Genentech,Inc.、South San Francisco、Calif.から一般に利用可能であるが、ソースコードからコンパイルすることもできる。ALIGN−2プログラムは、デジタルUNIX(登録商標)V4.0Dを含む、UNIX(登録商標)オペレーティングシステム上の使用のためにコンパイルされるべきである。全ての配列比較パラメータは、ALIGN−2プログラムにより設定され、変化しない。
「アゴナイズする」とは、すべてのその文法的形態において、タンパク質および/または遺伝子を(例えば、タンパク質の遺伝子発現を活性化もしくは増幅することによって、または不活性のタンパク質を活性状態となるように誘導することによって)活性化するプロセス、あるいはタンパク質および/または遺伝子の活性を増加させるプロセスを指す。
「アンタゴナイズする」とは、すべてのその文法的形態において、タンパク質および/または遺伝子を(例えば、タンパク質の遺伝子発現を阻害もしくは減少させることによって、または活性のタンパク質を不活性状態となるように誘導することによって)阻害するプロセス、あるいはタンパク質および/または遺伝子の活性を減少させるプロセスを指す。
本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって数値に関して使用される「約」および「およそ」という用語は、当業者によく知られ、許容される精度区間を意味する。
本明細書に開示される数値範囲は、範囲を規定する数を含む。
「a」および「an」という用語は、この用語が使用される文脈が明らかに他を指示しない限り、複数の対象物を含む。「a」(または「an」)という用語、ならびに「1つまたは複数」および「少なくとも1つ」という用語は、本明細書において、互換可能に使用することができる。さらにまた、本明細書において使用される「および/または」は、他のものを伴うか、もしくは伴わない、2つまたはそれよりも多くの特定の特徴または成分のそれぞれの特定の開示とすべきである。したがって、本明細書において「Aおよび/またはB」などの語句において使用される「および/または」という用語は、「AおよびB」、「AまたはB」、「A」(単独)および「B」(単独)を含むことが意図される。同様に、「A、Bおよび/またはC」などの語句において使用される「および/または」という用語は、以下の態様のそれぞれを包含することが意図される:A、BおよびC;A、BまたはC;AまたはC;AまたはB;BまたはC;AおよびC;AおよびB;BおよびC;A(単独);B(単独);ならびにC(単独)。
本明細書全体にわたって、「含む(comprise)」という語、または「含む(comprises)」または「含むこと(comprising)」などの変形は、言及された整数または整数の群の包含という意味を含むが、任意の他の整数または整数の群の除外という意味を含まないことが理解されるであろう。本明細書で使用される場合、「含む(comprises)」という用語は、より狭い「からなる(consisting)」および「本質的にからなる(consisting essentially of)」という用語の使用も包含する。
「本質的にからなる(consisting essentially of)」という用語は、特定の材料またはステップ、および本明細書に開示される本発明の基本および新規の特性に著しく影響を与えないものに限定される。
本明細書で使用される「認識可能な親和性」という用語は、50nM未満の解離定数(K)での結合を意味する。
「ポリペプチド」、「オリゴペプチド」、「ペプチド」および「タンパク質」という用語は、任意の長さのアミノ酸の鎖を指すために、本明細書において互換可能に使用される。鎖は、直鎖状または分岐状であってもよく、これは、修飾アミノ酸を含んでいてもよく、および/または非アミノ酸によって中断されていてもよい。この用語は、天然で、または介入によって修飾されたアミノ酸鎖も包含し;例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、または任意の他の操作もしくは修飾、例えば、標識成分とのコンジュゲーションなど。また、この定義内には、例えば、アミノ酸の1つまたは複数のアナログ(例えば、非天然アミノ酸などを含む)および当技術分野において公知の他の修飾を含有する、ポリペプチドも含まれる。ポリペプチドは、一本鎖または会合鎖として存在し得ることが理解される。
「へテロマー」または「ヘテロ多量体」という用語は、少なくとも第1のポリペプチド鎖と、第2のポリペプチド鎖とを含む複合体であって、第2のポリペプチド鎖のアミノ酸配列が、第1のポリペプチド鎖と、少なくとも1つのアミノ酸残基だけ異なる複合体を指す。へテロマーは、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖により形成される「ヘテロ二量体」を含む場合もあり、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖に加えて、1つまたは複数のポリペプチド鎖が存在するより高次の構造を形成する場合もある。ヘテロ多量体の例示的な構造として、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体、およびさらなるオリゴマー構造が挙げられる。本明細書では、ヘテロ二量体を、X:Yまたは、これと同義に、X−Yと表示する[表示中、Xは第1のポリペプチド鎖を表し、Yは第2のポリペプチド鎖を表す]。本明細書では、より高次のへテロマーおよびオリゴマー構造を対応する形式で表示する。ある特定の実施形態では、ヘテロ多量体は、組換え(例えば、1つまたは複数のポリペプチド構成要素が、組換えタンパク質であり得る)であり、単離されており、かつ/または精製されている。
2.ActRII、TGFβRII、およびベータグリカンポリペプチド
本明細書で使用される場合、「TβRII」という用語は、任意の種由来のトランスフォーミング成長因子ベータ受容体II型(TβRII)タンパク質のファミリーおよび変異誘発または他の改変によってこのようなTβRIIタンパク質から導出されたバリアントを指す。本明細書におけるTβRIIへの言及は、現在特定されている形態のいずれか1つに対する言及であると理解される。TβRIIファミリーのメンバーは、一般に、システインリッチ領域を含むリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および予測されるセリン/トレオニンキナーゼ活性を有する細胞質ドメインで構成される膜貫通タンパク質である。「TβRIIポリペプチド」という用語は、任意の天然に生じるTβRIIファミリーメンバーのポリペプチド、および有用な活性を維持した任意のこれらのバリアント(変異体、断片、融合体、およびペプチド模倣形態を含む)を含むポリペプチドを含む。
上記に記載するように、ヒトTβRIIは、細胞外ドメイン(ECD)における選択的スプライシングによって生じた、A(長い)およびB(短い)の少なくとも2つのアイソフォームで天然に存在する(図1および2、配列番号1および2)。配列番号1の残基23〜159に対応する配列番号27は、TβRIIの天然の全長細胞外ドメインの短いアイソフォームを表す。配列番号2の残基23〜184に対応する配列番号18は、TβRIIの天然の全長細胞外ドメインの長いアイソフォームを表す。他に言及されない限り、TβRIIの短いアイソフォームおよび長いアイソフォームに基づくバリアントに関するアミノ酸位置の番号付けは、それぞれ、天然前駆体の配列番号1および配列番号2における対応する位置を指す。
ある特定の実施形態では、本開示は、バリアントTβRIIポリペプチドを提供する。本開示のTβRIIポリペプチドは、限定されるものではないが、TGFβ1またはTGFβ3などのTGFβスーパーファミリーのメンバーと結合し得、これらの機能を阻害し得る。TβRIIポリペプチドは、天然に存在するTβRIIポリペプチドの切断ECDドメインと少なくとも70%同一のアミノ酸配列、必要に応じて、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一のアミノ酸配列からなるか、またはこれらのアミノ酸配列を含み、そのC末端が、配列番号1のアミノ酸153〜159のいずれかに存在する、ポリペプチドを含み得る。TβRIIポリペプチドは、天然に存在するTβRIIポリペプチドの切断ECDドメインと少なくとも70%同一のアミノ酸配列、必要に応じて、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一のアミノ酸配列からなるか、またはこれらのアミノ酸配列を含み、そのC末端が、配列番号2のアミノ酸178〜184のいずれかに存在する、ポリペプチドを含み得る。特定の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号18のアミノ酸配列と少なくとも70%同一のアミノ酸配列、必要に応じて、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一のアミノ酸配列を含む。必要に応じて、TβRIIポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸160〜567からなる配列から、または配列番号2のアミノ酸185〜592からなる配列から、5より多くの連続したアミノ酸、あるいは10、20、30、40、50、52、60、70、80、90、100、150もしくは200またはそれよりも多くの連続したアミノ酸を含まない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸160〜567を含まない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸1〜22を含まない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸1〜22および160〜567を含まない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸185〜592を含まない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸1〜22を含まない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸1〜22および185〜592を含まない。プロセシングされていないTβRIIポリペプチドは、任意のシグナル配列、および任意のN末端からシグナル配列への配列を、含むか、または除かれているかのいずれかであり得る。本明細書で詳細に述べるように、プロセシングされたTβRIIポリペプチドのN末端は、配列番号1のアミノ酸23〜35または配列番号2のアミノ酸23〜60のいずれかに存在し得る。プロセシングされたTβRIIポリペプチドの例としては、限定されるものではないが、配列番号1のアミノ酸23〜159(配列番号27に記述)、配列番号1のアミノ酸29〜159(配列番号28に記述)、配列番号1のアミノ酸35〜159(配列番号29に記述)、配列番号1のアミノ酸23〜153(配列番号30に記述)、配列番号1のアミノ酸29〜153(配列番号31に記述)、配列番号1のアミノ酸35〜153(配列番号32に記述)、配列番号2のアミノ酸23〜184(配列番号18に記述)、配列番号2のアミノ酸29〜184(配列番号33に記述)、配列番号2のアミノ酸60〜184(配列番号29に記述)、配列番号2のアミノ酸23〜178(配列番号34に記述)、配列番号2のアミノ酸29〜178(配列番号35に記述)、および配列番号2のアミノ酸60〜178(配列番号32に記述)が挙げられる。TβRIIの長いアイソフォームに基づく対応するバリアントが、挿入に隣接するC末端位で保存的なVal−Ile置換とともに25アミノ酸挿入をコードするヌクレオチド配列を含むことは当業者によって理解される。したがって、TβRIIポリペプチドは、単離されたTβRIIポリペプチドの細胞外部分を含んでいてもよく、これは、短いアイソフォームおよび長いアイソフォームの両方、これらのバリアント(例えば、配列番号1のアミノ酸23〜159または配列番号2のアミノ酸23〜184に対応する配列中に、2、3、4、5、10、15、20、25、30または35以下のアミノ酸置換を含むバリアントを含む)、これらの断片、および前述のいずれかを含む融合タンパク質を含むが、それぞれの場合において、好ましくは、前述のTβRIIポリペプチドのいずれかは、TGFβ1もしくはTGFβ3の少なくとも1つまたは両方について実質的に親和性を維持する。一般に、TβRIIポリペプチドは、生物学的に関連する温度、pHレベルおよびオスモル濃度で、水溶液に可溶性であるように設計される。
一部の実施形態では、本開示のバリアントTβRIIポリペプチドは、変更されたリガンド結合プロファイルを付与する1つまたは複数の変異を細胞外ドメイン中に含む。TβRIIポリペプチドは、天然に存在するTβRIIポリペプチドの対応する部分に対して、アミノ酸配列中に1つ、2つ、5つまたはそれよりも多くの変更を含んでいてもよい。一部の実施形態では、変異は、配列番号1の70位に対応する位置で、置換、挿入または欠失をもたらす。一部の実施形態では、変異は、配列番号1の110位に対応する位置で、置換、挿入または欠失をもたらす。例としては、限定されるものではないが、配列番号1のそれぞれ70位および110位に対応する位置における、NからDへの置換、またはDからKへの置換が挙げられる。このようなバリアントTβRIIポリペプチドの例としては、限定されるものではないが、配列番号36〜39に記述される配列が挙げられる。TβRIIポリペプチドは、配列番号8、10、12、14、16、46もしくは47、またはこれらのサイレントバリアント、あるいはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でこれらの相補体とハイブリダイズする核酸のいずれか1つによってコードされる、ポリペプチドまたはその部分を含んでいてもよい。特定の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号12、またはこのサイレントバリアント、あるいはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でこれらの相補体とハイブリダイズする核酸のいずれか1つによってコードされる、ポリペプチドまたはその部分を含んでいてもよい。
一部の実施形態では、本開示のバリアントTβRIIポリペプチドは、ヒトTβRIIアイソフォームCにおいて天然に存在するように(Konrad et al., BMC Genomics 8:318, 2007)、ヒトTβRII ECDのC末端の近くに位置するグルタミン酸残基の対(配列番号1の151位および152位、または配列番号2の176位および177位)の間の36アミノ酸(配列番号41)の挿入をさらに含む。
TβRIIポリペプチドが、TβRIIリガンドを選択的にアンタゴナイズするように改変され得ることが実証されている。N70残基は、可能性があるグリコシル化部位を表す。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、グリコシル化されていない。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、グリコシル化されていないか、またはAsn157位でのグリコシル化が低減されている。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、グリコシル化されていないか、またはAsn73位でのグリコシル化が低減されている。
ある特定の実施形態では、TβRIIポリペプチドはTGFβ1およびTGFβ3に結合し、TβRIIポリペプチドはTGFβ2への実質的な結合を示さない。ある特定の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3に結合する。結合は、溶液中、またはBiacore(商標)システムなどの表面プラズモン共鳴システムにおいて、精製されたタンパク質を使用して評価され得る。
ある特定の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、TGFβ1およびTGFβ3細胞内シグナル伝達を阻害し、TβRIIポリペプチドは、TGFβ2シグナル伝達に対する中程度または限定的な阻害効果を有する。細胞シグナル伝達に対する阻害効果は、当技術分野において公知の方法によってアッセイすることができる。
これらを基に、TβRIIポリペプチドの活性部分は、配列番号1のアミノ酸配列23〜153、23〜154、23〜155、23〜156、23〜157または23〜158、および配列番号1のアミノ酸24〜35のいずれかで開始するこれらの配列のバリアントを含んでいてもよい。同様に、TβRIIポリペプチドの活性部分は、配列番号2のアミノ酸配列23〜178、23〜179、23〜180、23〜181、23〜182または23〜183、および配列番号2のアミノ酸24〜60のいずれかで開始するこれらの配列のバリアントを含んでいてもよい。例示的なTβRIIポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列29〜159、35〜159、23〜153、29〜153および35〜153、または配列番号2のアミノ酸配列29〜184、60〜184、23〜178、29〜178および60〜178を含む。これらの範囲内のバリアント、特に、配列番号1または配列番号2の対応する部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%の同一性を有するものも企図される。配列番号1のアミノ酸160〜567または配列番号2のアミノ酸185〜592からなる配列を含まないTβRIIポリペプチドが選択されてもよい。特定の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号18のアミノ酸配列と少なくとも70%同一のアミノ酸配列、必要に応じて、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一のアミノ酸配列を含む。
一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号94〜100のいずれか1つのアミノ酸配列に対して少なくとも80%、85%、90%、92%、94%、95%、97%、99%もしくは100%同一なアミノ酸配列、またはその生物学的に活性な断片を含む。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号94のアミノ酸配列に対して少なくとも80%、85%、90%、92%、94%、95%、97%、99%または100%同一なアミノ酸配列、またはその生物学的に活性な断片を含む。一部の実施形態では、TβRIIポリペプチドは、配列番号98のアミノ酸配列に対して少なくとも80%、85%、90%、92%、94%、95%、97%、99%または100%同一なアミノ酸配列、またはその生物学的に活性な断片を含む。
本明細書で使用する場合、用語「ActRIIB」とは、任意の種に由来するアクチビン受容体IIB型(ActRIIB)タンパク質のファミリーと、変異誘発または他の改変によるこのようなActRIIBタンパク質に由来する改変体とを指す。本明細書におけるActRIIBに対する言及は、現在同定されている形態のうちの任意の1つに対する言及であるものと理解される。ActRIIBファミリーのメンバーは、一般に、システインリッチな領域を含むリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメインおよび予測セリン/スレオニンキナーゼ活性を持つ細胞質ドメインから構成される、膜貫通タンパク質である。
用語「ActRIIBポリペプチド」は、ActRIIBファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチド、ならびに、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体およびペプチド模倣形態を含む)を含むポリペプチドを包含する。このような改変体ActRIIBポリペプチドの例は、本開示を通して提供されるほか、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、国際特許出願公開第WO2006/012627号、同第WO2008/097541号および同第WO2010/151426号においても提供されている。本明細書で記載される、全てのActRIIB関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、そうでないことが具体的に指示されない限りにおいて、下記で提供される、ヒトActRIIB前駆体のタンパク質配列(配列番号50)の番号付けに基づく。
ヒトActRIIB前駆体のタンパク質配列は、以下の通りである。
Figure 2021526835
シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示し、潜在的な、内因性N−連結グリコシル化部位は、二重下線で指し示す。
プロセシング後の細胞外ActRIIBポリペプチド配列は、以下の通りである。
Figure 2021526835
一部の実施形態では、タンパク質は、N末端における「SGR・・・」配列により生成することができる。細胞外ドメインのC末端「テール」は、一重下線で指し示す。「テール」を欠失させた配列(Δ15配列)は、以下の通りである。
Figure 2021526835
配列番号1の64位においてアラニン(A64)を有するActRIIBの形態についてはまた、文献、例えば、Hildenら(1994年)、Blood、83巻(8号):2163〜2170頁を参照されたい、においても報告されている。本出願人らは、A64置換を有するActRIIBの細胞外ドメインを含むActRIIB−Fc融合タンパク質は、アクチビンおよびGDF11に対する親和性が比較的低いことを確認した。これに対し、64位においてアルギニン(R64)を有する、同じActRIIB−Fc融合タンパク質は、アクチビンおよびGDF11に対する親和性が、低nM〜高pMの範囲である。したがって、R64を有する配列を、本開示におけるヒトActRIIBのための「野生型」参照配列として使用する。
64位においてアラニンを有するActRIIBの形態は、以下の通りである。
Figure 2021526835
シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
代替的なA64形態の、プロセシング後の細胞外ActRIIBポリペプチド配列は、以下の通りである。
Figure 2021526835
一部の実施形態では、タンパク質は、N末端における「SGR・・・」配列により生成することができる。細胞外ドメインのC末端「テール」は、一重下線で指し示す。「テール」を欠失させた配列(Δ15配列)は、以下の通りである。
Figure 2021526835
ヒトActRIIB前駆体タンパク質をコードする核酸配列であって、ActRIIB前駆体のアミノ酸1〜513をコードする、Genbank参照配列NM_001106.3のヌクレオチド25〜1560を表す核酸配列を、下記(配列番号56)に示す。示される配列は、64位においてアルギニンを提示するが、代わりに、アラニンを提示するように改変することができる。シグナル配列に下線を付す。
Figure 2021526835
プロセシング後のヒト細胞外ActRIIBポリペプチドをコードする核酸配列は、以下(配列番号57)の通りである。示される配列は、64位においてアルギニンを提示するが、代わりに、アラニンを提示するように改変することができる。
Figure 2021526835
ヒトActRIIB細胞外ドメインおよびヒトActRIIA細胞外ドメインのアミノ酸配列のアラインメントを、図7に例示する。このアラインメントは、両方の受容体内のアミノ酸残基であって、ActRIIリガンドに直接接触すると考えられるアミノ酸残基を指し示す。例えば、複合ActRII構造は、ActRIIB−リガンドの結合ポケットが、部分的に、残基Y31、N33、N35、L38〜T41、E47、E50、Q53〜K55、L57、H58、Y60、S62、K74、W78〜N83、Y85、R87、A92、およびE94〜F101により規定されることを指し示した。図7を参照のこと。これらの位置では、保存的変異が許容されることが予測される。
加えて、ActRIIBは、完全に保存された細胞外ドメインの大きな連なりを伴って、脊椎動物間で良好に保存されている。例えば、図8は、多様なActRIIBオーソログと比較してヒトActRIIB細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描示する。ActRIIBに結合するリガンドの多くもまた、高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントから、リガンド結合ドメイン内の鍵となるアミノ酸位置であって、正常なActRIIB−リガンド結合活性に重要なアミノ酸位置を予測するほか、正常なActRIIB−リガンド結合活性を著明に変更せずに、置換を許容する可能性が高いアミノ酸位置も予測することが可能である。したがって、本開示の方法に従い有用な活性ヒトActRIIB改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ActRIIBの配列に由来する、対応する位置における1つまたは複数のアミノ酸を含んでもよいし、ヒトまたは他の脊椎動物配列内の残基と類似する残基を含んでもよい。以下の例は、限定的であると意図せずに、活性ActRIIB改変体を規定するこの手法を例示する。ヒト細胞外ドメイン(配列番号104)内のL46は、XenopusのActRIIB(配列番号105)ではバリンであるので、この位置は変更することができ、任意選択で、V、I、もしくはFなどの別の疎水性残基、またはAなどの非極性残基に変更することができる。ヒト細胞外ドメイン内のE52はXenopusではKであり、この部位がE、D、K、R、H、S、T、P、G、YおよびおそらくAなどの極性残基を含む、広範な変化を許容し得ることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のT93はXenopusではKであり、広範な構造バリエーションがこの位置で許容され、S、K、R、E、D、H、G、P、GおよびYなどの極性残基が好まれることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のF108はXenopusではYであり、したがってYまたは他の疎水性基、例えばI、VまたはLが許容されるはずである。ヒト細胞外ドメイン内のE111はXenopusではKであり、D、R、KおよびH,ならびにQおよびNを含む荷電残基がこの位置で許容されることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のR112はXenopusではKであり、RおよびHを含む塩基性残基がこの位置で許容されることを示す。ヒト細胞外ドメイン内の119位のAは、比較的保存が不良であり、齧歯動物ではPとして現れ、XenopusではVとして現れるので、この位置では、本質的に任意のアミノ酸が許容されるはずである。
さらに、当該分野では、ActRIIタンパク質は、特にリガンド結合に関する、構造機能的特徴との関係で特徴付けられている[Attisanoら(1992年)、Cell、68巻(1号):97〜108頁;Greenwaldら(1999年)、Nature Structural Biology、6巻(1号):18〜22頁;Allendorphら(2006年)、PNAS、103巻(20号):7643〜7648頁;Thompsonら(2003年)、The EMBO Journal、22巻(7号):1555〜1566頁;ならびに米国特許第7,709,605号、同第7,612,041号、および同第7,842,663号]。本明細書の教示に加えて、これらの参考文献も、1つまたは複数の正常な活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するActRIIB改変体をどのようにして生成するのかについての指針を十分に提供している。
例えば、3フィンガーの毒素フォールドとして公知の構造モチーフを規定することは、I型受容体およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の様々な位置に配置された保存されたシステイン残基により形成される[Greenwaldら(1999年)、Nat Struct Biol、6巻:18〜22頁;およびHinck(2012年)、FEBS Lett、586巻:1860〜1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外殻により画されるようなヒトActRIIBのコアとなるリガンド結合性ドメインは、配列番号50(ActRIIB前駆体)の29〜109位に対応する。したがって、これらのシステインによって画されるコア配列に隣接する構造的に秩序のより乏しいアミノ酸は、必ずしもリガンド結合性を変更することなく、N末端で約1、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残基だけ、かつ/またはC末端で約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25残基だけ短縮することができる。N末端および/またはC末端短縮型についての例示的なActRIIB細胞外ドメインとして、配列番号51、52、54、55および109が挙げられる。
Attisanoらは、ActRIIBの細胞外ドメインのC末端におけるプロリンノットの欠失が、受容体のアクチビンに対する親和性を低減することを示した。前駆体配列番号50のアミノ酸20〜119を含有するActRIIB−Fc融合タンパク質である「ActRIIB(20〜119)−Fc」は、GDF11およびアクチビンへの結合が、プロリンノット領域と、完全膜近傍ドメインとを含むActRIIB(20〜134)−Fcと比べて低減されている(例えば、米国特許第7,842,663号を参照されたい)。しかし、ActRIIB(20〜129)−Fcタンパク質は、プロリンノット領域が破壊されていてもなお、野生型と比べてある程度低減されているが、同様の活性を保持する。
したがって、アミノ酸134、133、132、131、130、および129(配列番号50に照らして)で終止するActRIIB細胞外ドメインは全て、活性であることが予測されるが、134または133で終止する構築物が最も活性であり得る。同様に、残基129〜134(配列番号50に照らして)のいずれにおける変異も、リガンド結合親和性を大幅に変更することはないと予測される。この裏付けとして、当該分野では、P129およびP130(配列番号50に照らして)の変異は、リガンド結合を実質的に減殺しないことが公知である。したがって、本開示のActRIIBポリペプチドは、アミノ酸109(最後のシステイン)という前方の位置で終結し得るが、109および119またはその間(例えば、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、または119)で終結する形態は、リガンド結合が低減されることが予測される。アミノ酸119(本明細書の配列番号50に照らして)は保存が良好でないので、たやすく変更または短縮される。128(配列番号50に照らして)またはこの後方で終結するActRIIBポリペプチドは、リガンド結合活性を保持するはずである。配列番号50に照らして、119および127またはその間(例えば、119、120、121、122、123、124、125、126、または127)で終結するActRIIBポリペプチドは、中程度の結合能を有する。これらの形態のいずれも、臨床状況または実験状況に応じて、使用が所望され得る。
ActRIIBのN末端では、アミノ酸29またはこの前方(配列番号50に照らして)で始まるタンパク質は、リガンド結合活性を保持することが予測される。アミノ酸29は、最初のシステインを表す。24位(配列番号50に照らして)における、アラニンからアスパラギンへの変異は、リガンド結合に実質的に影響を及ぼさずに、N結合型グリコシル化配列を導入する[米国特許第7,842,663号]。これは、シグナル切断ペプチドとシステイン架橋領域との間の領域であって、アミノ酸20〜29に対応する領域内の変異が、良好に許容されることを確認する。特に、20、21、22、23、および24位(配列番号50に照らして)で始まるActRIIBポリペプチドは、一般的なリガンド結合活性を保持するはずであり、25、26、27、28、および29位(配列番号50に照らして)で始まるActRIIBポリペプチドもまた、リガンド結合活性を保持すると予測される。例えば、米国特許第7,842,663号では、驚くべきことに、22、23、24または25で始まるActRIIB構築物が最も大きな活性を有することが実証されている。
まとめると、ActRIIBの活性部分(例えば、リガンド結合部分)の一般式は、配列番号1のアミノ酸29〜109を含む。したがって、ActRIIBポリペプチドは、例えば、配列番号50のアミノ酸20〜29のいずれか1つに対応する残基で始まり、配列番号50のいずれか1つのアミノ酸109〜134に対応する位置で終わるActRIIBの部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、から本質的になる、またはからなり得る。他の例としては、配列番号50の20〜29または21〜29位で開始し、配列番号50の119〜134、119〜133、129〜134、または129〜133位で終了するポリペプチドが挙げられる。他の例としては、配列番号50の20〜24、21〜24、または22〜25位で開始し、配列番号50の109〜134、119〜134または129〜134位で終了する構築物が挙げられる。これらの範囲内のバリアントとしてはまた、特に、配列番号50の対応する部分に対して少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の同一性を有するものが企図される。
本明細書で記載される改変は、多様な形で組み合わせることができる。一部の実施形態では、ActRIIB改変体は、リガンド結合ポケット内における1、2、5、6、7、8、9、10または15以下の保存的アミノ酸変化と、リガンド結合ポケット内の40、53、55、74、79、および/または82位における0、1、またはこれを超える非保存的変更とを含む。ばらつきが特に良好に許容され得る結合ポケットの外部の部位として、細胞外ドメイン(上記で言及した)のアミノ末端およびカルボキシ末端と、42〜46および65〜73位(配列番号50に照らして)とが挙げられる。実際、65位におけるアスパラギンからアラニンへの変更(N65A)は、バックグラウンドをA64とするときのリガンド結合を改善するので、バックグラウンドをR64とするときのリガンド結合に有害作用を及ぼさないことが予測されている[米国特許第7,842,663号]。この変化はおそらく、バックグラウンドをA64とするときのN65におけるグリコシル化を消失させることから、この領域内の著明な変化は、許容される可能性が高いことが実証される。R64A変化は許容が不良であるが、R64Kは許容が良好であるので、64位では、Hなどの別の塩基性残基が許容され得る[米国特許第7,842,663号]。追加的に、当技術分野で記載された変異生成プログラムの結果は、保存することが多くの場合有益なActRIIBにおけるアミノ酸位置があることを指し示す。配列番号50に照らして、これらには、80位(酸性または疎水性アミノ酸)、78位(疎水性、特にトリプトファン)、37位(酸性、特にアスパラギン酸またはグルタミン酸)、56位(塩基性アミノ酸)、60位(疎水性アミノ酸、特にフェニルアラニンまたはチロシン)が含まれる。したがって、本開示は、ActRIIBポリペプチドにおいて保存され得るアミノ酸のフレームワークを提供する。保存することが所望され得る他の位置は、以下の通りである:52位(酸性アミノ酸)、55位(塩基性アミノ酸)、81位(酸性)、98(極性または帯電、特にE、D、RまたはK)(全て配列番号50に照らして)。
一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号50に関して、79位に天然に生じるロイシンを含む。一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号50に関して、79位に酸性アミノ酸(例えば、天然に生じるDまたはEアミノ酸残基あるいは人工酸性アミノ酸)を含む。代替の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号50に関して、79位に酸性アミノ酸(例えば、天然に生じるDまたはEアミノ酸残基あるいは人工酸性アミノ酸)を含まない。
用語「ActRIIAポリペプチド」は、ActRIIAファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合物、およびペプチド模倣物形態を含む)を含むポリペプチドを含む。このような改変体ActRIIAポリペプチドの例は、本開示を通して、および参照によりその全体を本明細書に組み込む国際特許出願公開番号WO2006/012627およびWO2007/062188に提供されている。本明細書で記載されるあらゆるActRIIA関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、他に特段の指定がなければ、下記に示すヒトActRIIA前駆体タンパク質配列(配列番号110)の番号付けに基づく。
ヒトActRIIA前駆体タンパク質配列を次に示す:
Figure 2021526835
シグナルペプチドは、単一の下線によって指し示し;細胞外ドメインは、太字フォントで指し示し;潜在的な内在性N結合型グリコシル化部位は、二重の下線によって指し示す。
プロセシングされた細胞外ヒトActRIIAポリペプチド配列を次に示す:
Figure 2021526835
細胞外ドメインのC末端「テイル」は、単一の下線によって指し示す。「テイル」を欠失した配列(Δ15配列)を次に示す:
Figure 2021526835
ヒトActRIIA前駆体タンパク質をコードする核酸配列を下記に示し(配列番号113)、これは、Genbank参照配列NM_001616.4のヌクレオチド159〜1700に対応する。シグナル配列に下線を引く。
Figure 2021526835
Figure 2021526835
プロセシングされた細胞外ヒトActRIIAポリペプチドをコードする核酸配列を次に示す:
Figure 2021526835
ActRIIAは、脊椎動物の間で十分に保存されており、細胞外ドメインの大きな区間(stretch)が完全に保存されている。例えば、図9は、種々のActRIIAオルソログと比較した、ヒトActRIIA細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描写する。ActRIIAに結合するリガンドの多くも高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントから、正常なActRIIAリガンド結合活性に重要な、リガンド結合性ドメイン内の重要なアミノ酸位置を予測すると共に、正常なActRIIAリガンド結合活性を有意に変更することのない、置換に寛容である可能性があるアミノ酸位置を予測することが可能である。したがって、現在開示されている方法に従って有用な活性ヒトActRIIA改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ActRIIAの配列由来の対応する位置に1つもしくは複数のアミノ酸を含み得る、またはヒトもしくは他の脊椎動物配列における残基と同様の残基を含み得る。
限定を意味するものではないが、次の例は、活性ActRIIA改変体を定義するこのアプローチを例証する。図9に例証するように、ヒト細胞外ドメインにおけるF13は、Ovis aries(ヒツジ)(配列番号115)、Gallus gallus(ニワトリ)(配列番号116)、Bos taurus(ウシ)(配列番号117)、Tyto alba(フクロウ)(配列番号118)、およびMyotis davidii(コウモリ)(配列番号119)ActRIIAにおいてYであり、F、W、およびYを含む芳香族残基が、この位置で許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるQ24は、Bos Taurus ActRIIAではRであり、D、R、K、H、およびEを含む荷電残基がこの位置で許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるS95は、Gallus gallusおよびTyto alba ActRIIAではFであり、この部位が、E、D、K、R、H、S、T、P、G、Yなどの極性残基、およびおそらくL、I、またはFなどの疎水性残基を含む多種多様な変化に寛容となり得ることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるE52は、Ovis aries ActRIIAではDであり、DおよびEを含む酸性残基が、この位置で許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるP29は、保存が比較的不良であり、Ovis aries ActRIIAではSとして出現し、Myotis davidii ActRIIAではLとして出現し、したがって、本質的に任意のアミノ酸がこの位置で許容される筈である。
その上、上記のように、ActRIIタンパク質は、構造/機能的な特徴の観点から、特にリガンド結合に関して当該分野で特徴付けられている[Attisanoら(1992年)Cell、68巻(1号):97〜108頁;Greenwaldら(1999年)Nature Structural Biology、6巻(1号):18〜22頁;Allendorphら(2006年)PNAS、103巻(20号):7643〜7648頁;Thompsonら(2003年)The EMBO Journal、22巻(7号):1555〜1566頁;ならびに米国特許第7,709,605号、第7,612,041号、および第7,842,663号]。本明細書の教示に加えて、これらの参考文献は、1つまたは複数の所望の活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するActRIIA改変体を生成する仕方についてのガイダンスを十分に提供する。
例えば、3−フィンガートキシンフォールドとして公知の明確な構造モチーフは、I型およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の変動的な位置に位置する保存されたシステイン残基によって形成される[Greenwaldら(1999年)Nat Struct Biol、6巻:18〜22頁;およびHinck(2012年)FEBS Lett、586巻:1860〜1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外部によって境界を画定されるヒトActRIIAのコアリガンド結合性ドメインは、配列番号110(ActRIIA前駆体)の30〜110位に対応する。したがって、これらのシステインにより境界を画定されたコア配列に隣接する構造的により秩序的でないアミノ酸は、必ずしもリガンド結合を変更することなく、N末端において約1、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、28、または29残基、およびC末端において約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25残基、切断することができる。例示的なActRIIA細胞外ドメインは、配列番号111および112を含む。
したがって、ActRIIAの活性部分(例えば、リガンド結合)の一般式は、配列番号110のアミノ酸30〜110を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチドである。したがって、ActRIIAポリペプチドは、例えば、配列番号110のアミノ酸21〜30のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり、配列番号110のアミノ酸110〜135のうちのいずれか1つに対応する位置で終わるActRIIAの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。他の例としては、配列番号110の21〜30、22〜30、23〜30、24〜30位から選択される位置で開始し、配列番号110の111〜135、112〜135、113〜135、120〜135、130〜135、111〜134、111〜133、111〜132、または111〜131位から選択される位置で終了する構築物が挙げられる。これらの範囲内の改変体、特に、配列番号110の対応する部分に対し、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる改変体も考慮される。したがって、一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号110のアミノ酸30〜110に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるポリペプチドを含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。任意選択で、ActRIIAポリペプチドは、配列番号110のアミノ酸30〜110に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であり、リガンド結合性ポケットにおいて1、2、5、10または15個以下の保存的アミノ酸変化を含むポリペプチドを含む。
「ベータグリカンポリペプチド」という用語は、任意の天然に存在するベータグリカンタンパク質(TGFBR3、またはその非ヒトオルソログの1つによってコードされる)、および有用な活性を維持した任意のこれらのバリアント(変異体、断片、融合体およびペプチド模倣形態を含む)を含むポリペプチドを含む。
ヒトベータグリカンのアイソフォームAの前駆体タンパク質配列(NCBI参照配列NP_003234.2)は以下の通りである。
Figure 2021526835
シグナルペプチドは一重下線によって示され、細胞外ドメインは太字フォントで示され、膜貫通ドメインは点線下線によって示される。このアイソフォームは、二重下線によって上記で示された単一のアラニンの挿入によって、ベータグリカンのアイソフォームBと異なる。
プロセシングされたベータグリカンのアイソフォームAのポリペプチド配列は以下の通りである。
Figure 2021526835
ヒトベータグリカンのアイソフォームAのプロセシングされていない前駆体タンパク質をコードする核酸配列を下記に示し(配列番号122)、これは、NCBI参照配列NM_003243.4のヌクレオチド516〜3068に対応する。シグナル配列は実線下線によって示され、膜貫通領域は点線下線によって示される。
Figure 2021526835
プロセシングされたベータグリカンのアイソフォームAの細胞外ドメインをコードする核酸配列を下記に示す(配列番号123)。
Figure 2021526835
Figure 2021526835
ヒトベータグリカンのアイソフォームBの前駆体タンパク質配列(NCBI参照配列NP_001182612.1)は以下の通りである。
Figure 2021526835
シグナルペプチドは一重下線によって示され、細胞外ドメインは太字フォントで示され、膜貫通ドメインは点線下線によって示される。
プロセシングされたベータグリカンのアイソフォームBのポリペプチド配列は以下の通りである。
Figure 2021526835
ヒトベータグリカンのアイソフォームBのプロセシングされていない前駆体タンパク質をコードする核酸配列を下記に示し(配列番号126)、これは、NCBI参照配列NM_001195683.1のヌクレオチド516〜3065に対応する。シグナル配列は実線下線によって示され、膜貫通領域は点線下線によって示される。
Figure 2021526835
Figure 2021526835
プロセシングされたベータグリカンのアイソフォームBの細胞外ドメインをコードする核酸配列を下記に示す(配列番号127)。
Figure 2021526835
Figure 2021526835
ある特定の実施形態では、本開示は、断片、機能的バリアント、およびこれらの改変形態を含む、少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む二機能性または三機能性融合タンパク質に関する。好ましくは、本開示の発明による使用のためのベータグリカンポリペプチドは可溶性である(例えば、ベータグリカンの細胞外リガンド結合ドメイン)。他の好ましい実施形態では、本開示の発明による使用のためのベータグリカンポリペプチドは、1つまたは複数のTGFβアイソフォーム(TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3)のリガンドと結合し、およびこれらの活性(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害する。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121または125のアミノ酸配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121のアミノ酸21〜28のいずれか1つで開始し、配列番号121のアミノ酸381〜787のいずれか1つで終了するポリペプチドと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、配列番号121のアミノ酸21〜381と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121のアミノ酸21〜787と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121のアミノ酸28〜381と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121のアミノ酸28〜787と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121のアミノ酸21〜781と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号121のアミノ酸28〜781と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸21〜28のいずれか1つで開始し、配列番号125のアミノ酸380〜786のいずれか1つで終了するポリペプチドと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸21〜380と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸21〜786と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸28〜380と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸28〜786と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸21〜780と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、配列番号125のアミノ酸28〜780と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である少なくとも1つのベータグリカンポリペプチドを含む。
上記に記載するように、本開示は、天然に存在するTβRIIポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ActRIIAポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチドと特定の程度の配列同一性または類似性を共有する、TβRIIポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ActRIIAポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチドを提供する。2つのアミノ酸配列の同一性パーセントを決定するために、配列は、最適な比較の目的のためにアラインメントされる(例えば、ギャップは、最適なアラインメントのために第1および第2のアミノ酸もしくは核酸配列の1つまたは両方に導入することができ、非相同配列は、比較の目的のために無視することができる)。次いで、対応するアミノ酸位置でのアミノ酸残基が比較される。第1の配列中の位置が第2の配列中の対応する位置で同じアミノ酸残基によって占められる場合、その結果、分子はその位置で同一である(本明細書で使用される場合、アミノ酸「同一性」はアミノ酸「相同性」と等価である)。2つの配列の間の同一性パーセントは、2つの配列の最適なアラインメントのために導入される必要があるギャップの数およびそれぞれのギャップの長さを考慮した、配列によって共有される同一の位置の数の関数である。
配列の比較、ならびに2つの配列の間の同一性および類似性パーセントの決定は、数学的アルゴリズム(Computational Molecular Biology, Lesk, A. M., ed., Oxford University Press, New York, 1988;Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Smith, D. W., ed., Academic Press, New York, 1993;Computer Analysis of Sequence Data, Part 1, Griffin, A. M., and Griffin, H. G., eds., Humana Press, New Jersey, 1994;Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987;およびSequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M Stockton Press, New York, 1991)を使用して達成することができる。
一実施形態では、2つのアミノ酸配列の間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージ(http://www.gcg.comで入手可能)におけるGAPプログラムに組み込まれているNeedlemanおよびWunsch(J Mol. Biol. (48):444−453 (1970))のアルゴリズムを使用して決定される。詳細な実施形態では、以下のパラメーターがGAPプログラムにおいて使用される:Blosum 62行列またはPAM250行列のいずれか、ならびにギャップの重みが16、14、12、10、8、6または4、および長さの重みが1、2、3、4、5または6。さらに別の実施形態では、2つのヌクレオチド配列の間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージ(Devereux, J., et al., Nucleic Acids Res. 12(1):387 (1984))(http://www.gcg.comで入手可能)におけるGAPプログラムを使用して決定される。例示的なパラメーターは、NWSgapdna.CMP行列、ならびにギャップの重みが40、50、60、70または80、および長さの重みが1、2、3、4、5または6を使用することを含む。他に規定のない限り、2つのアミノ酸配列の間の同一性パーセントは、Blosum 62行列、GAPの重みが10および長さの重みが3を使用するGAPプログラムを使用して決定されるべきであり、このようなアルゴリズムが所望の同一性パーセントをコンピュータで計算できない場合、本明細書に開示される好適な代替を選択すべきである。
別の実施形態では、2つのアミノ酸配列の間の同一性パーセントは、PAM120の重みの残余テーブル、ギャップ長さペナルティが12およびギャップペナルティが4を使用して、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれている、E. MyersおよびW. Miller(CABIOS, 4:11−17 (1989))のアルゴリズムを使用して決定される。
2つのアミノ酸配列の間の最良の全体的なアラインメントを決定するための別の実施形態は、Brutlag et al.(Comp. App. Biosci., 6:237−245 (1990))のアルゴリズムに基づくFASTDBコンピュータプログラムを使用して決定することができる。配列アラインメントにおいて、クエリーおよび対象の配列は両方ともアミノ酸配列である。前記網羅的配列アラインメントの結果は、同一性パーセントに関して提示される。一実施形態では、アミノ酸配列同一性は、Brutlag et al.(Comp. App. Biosci., 6:237−245 (1990))のアルゴリズムに基づくFASTDBコンピュータプログラムを使用して行なわれる。詳細な実施形態では、アミノ酸アラインメントの同一性および類似性パーセントを計算するために用いられるパラメーターは、行列=PAM 150、k−タプル=2、ミスマッチペナルティ=1、連結ペナルティ=20、ランダム化群の長さ=0、カットオフスコア=1、ギャップペナルティ=5およびギャップサイズペナルティ=0.05を含む。
本開示のポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ActRIIAポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)は、N末端で様々なリーダー配列のいずれかを追加で含んでいてもよい。このような配列は、ペプチドが、真核系において発現し、分泌経路を標的にすることを可能にするであろう。例えば、Ernstら、米国特許第5,082,783号(1992年)を参照されたい。あるいは、天然のシグナル配列(例えば、天然のTβRII、ActRIIB、ActRIIAまたはベータグリカンのシグナル配列)は、細胞からの放出を生じさせるために使用されてもよい。可能なリーダー配列は、天然のリーダー、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)およびミツバチのメリチン(それぞれ、配列番号22〜24)を含む。TPAリーダー配列が組み込まれる融合タンパク質の例としては、配列番号9、11、13、15、17、82、85、88、91および110が挙げられる。シグナルペプチドのプロセシングは、他の変数の中で、選択されるリーダー配列、使用される細胞型および培養条件に応じて変化し得、したがって、プロセシングされたポリペプチドのための実際のN末端開始部位は、N末端またはC末端のいずれかの方向で、1、2、3、4または5アミノ酸までシフトし得る。TβRIIの長いアイソフォームに基づく対応するバリアントが、挿入に隣接するC末端位で保存的なVal−Ile置換とともに25アミノ酸挿入を含むことは当業者によって理解される。
ある特定の実施形態では、本開示は、ポリペプチドのグリコシル化を変更するように、ポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ベータグリカンポリペプチド)の特定の変異を企図する。このような変異は、O連結もしくはN連結グリコシル化部位などの1つまたは複数のグリコシル化部位を導入あるいは取り除くように、選択され得る。アスパラギン連結グリコシル化認識部位は、一般に、適切な細胞内グリコシル化酵素によって特異的に認識される、トリペプチド配列のアスパラギン−X−トレオニン(または、アスパラギン−X−セリン)(ここで、「X」は任意のアミノ酸である)を含む。変更はまた、(O連結グリコシル化部位のための)野生型ポリペプチドの配列への1つもしくは複数のセリンまたはトレオニン残基の付加あるいは置換によって行なわれてもよい。グリコシル化認識部位の1番目もしくは3番目のアミノ酸位置の1つまたは両方での種々のアミノ酸置換または欠失(および/または2番目の位置でのアミノ酸欠失)は、改変されたトリペプチド配列で非グリコシル化をもたらす。ポリペプチドにおける糖質部分の数を増加させる別の手段は、グリコシドのポリペプチドへの化学的または酵素的カップリングによる。使用されるカップリングの様式に応じて、糖は、(a)アルギニンおよびヒスチジン;(b)遊離カルボキシル基;(c)システインのものなどの遊離スルフヒドリル基;(d)セリン、トレオニンもしくはヒドロキシプロリンのものなどの遊離ヒドロキシル基;(e)フェニルアラニン、チロシンもしくはトリプトファンのものなどの芳香族残基;または(f)グルタミンのアミド基に付着し得る。これらの方法は、参照により本明細書に組み込まれる、1987年9月11日に公開された国際公開第87/05330号およびAplin and Wriston (1981) CRC Crit. Rev. Biochem., pp. 259−306に記載されている。ポリペプチドに存在する1つまたは複数の糖質部分の除去は、化学的および/または酵素的に達成され得る。化学的脱グリコシル化は、例えば、ポリペプチドのトリフルオロメタンスルホン酸化合物または等価な化合物への曝露を含み得る。この処理は、連結されている糖(N−アセチルグルコサミンまたはN−アセチルガラクトサミン)を除くほとんどまたはすべての糖の切断をもたらすが、アミノ酸配列は無傷なままである。化学的脱グリコシル化は、Hakimuddin et al. (1987) Arch. Biochem. Biophys. 259:52およびEdge et al. (1981) Anal. Biochem. 118:131によってさらに記載されている。ポリペプチドにおける糖質部分の酵素的切断は、Thotakura et al. (1987) Meth. Enzymol. 138:350による記載の種々のエンドグリコシダーゼおよびエキソグリコシダーゼの使用によって達成することができる。哺乳動物細胞、酵母細胞、昆虫細胞および植物細胞が、すべて、ペプチドのアミノ酸配列に影響を与え得る異なるグリコシル化パターンを導入し得るので、ポリペプチドの配列は、必要により、使用される発現系の種類に応じて調整されてもよい。一般に、ヒトにおける使用のためのポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ActRIIAポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)は、適切なグリコシル化を提供する哺乳動物細胞系、例えば、HEK293またはCHO細胞系で発現するが、他の哺乳動物発現細胞系、操作されたグリコシル化酵素を有する酵母細胞系および昆虫細胞も同様に有用であると予想される。
本開示は、変異体、特に、ポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ActRIIAポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)のコンビナトリアル変異体のセット、ならびに切断型変異体を作製する方法をさらに企図し、コンビナトリアル変異体のプールは、機能的バリアント配列を特定するために特に有用である。このようなコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングする目的は、例えば、アゴニストもしくはアンタゴニストのいずれかとして作用し得るか、あるいはすべて一緒になって新規の活性を持つ、ポリペプチドバリアントを作製することであり得る。種々のスクリーニングアッセイを下記に提供し、このようなアッセイは、バリアントを評価するために使用され得る。例えば、ActRIIB、ActRIIA、ベータグリカンおよび/またはTβRIIポリペプチドバリアントを含む二機能性または三機能性融合タンパク質は、ActRIIB、ActRIIA、ベータグリカンまたはTβRIIリガンドに結合する能力、ActRIIB、ActRIIA、ベータグリカンまたはTβRIIリガンドのActRIIB、ActRIIA、ベータグリカンまたはTβRIIポリペプチドへの結合を予防する能力、またはActRIIB、ActRIIA、ベータグリカンまたはTβRIIリガンドによって引き起こされるシグナル伝達を干渉する能力についてスクリーニングされてもよい。
天然に存在するポリペプチドの細胞外ドメインを含むポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)に対する選択性または一般に増加した効力を有するコンビナトリアル誘導バリアントを作製することができる。同様に、変異誘発は、対応する野生型ポリペプチドと劇的に異なる血清半減期を有するバリアントを生じさせることができる。例えば、変更されたタンパク質は、天然TβRIIポリペプチドの破壊、またはそうでなければ除外または不活性化をもたらす、タンパク質分解または他のプロセスに対して、より安定またはより不安定のいずれかにすることができる。このようなバリアント、およびこれらをコードする遺伝子は、TβRIIポリペプチドの半減期を調節することによって、TβRIIポリペプチドのレベルを変更するために利用することができる。例えば、短い半減期は、より一時的な生物学的効果を生じさせることができ、患者内での組換えポリペプチドのレベルのより厳密な制御を可能にし得る。Fc融合タンパク質中では、変異を、リンカー(もしあれば)および/またはFc部分中に生じさせて、タンパク質の半減期を変更することができる。
コンビナトリアルライブラリーは、可能性があるポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)配列の少なくとも一部分をそれぞれ含むポリペプチドのライブラリーをコードする遺伝子の縮重ライブラリーの手段で生成してもよい。例えば、可能性があるポリペプチドのヌクレオチド配列の縮重セットが、個々のポリペプチドとして、あるいはより大きな融合タンパク質(例えば、ファージディスプレイ用)のセットとして、発現可能であるように、合成オリゴヌクレオチドの混合物を、遺伝子配列に酵素的にライゲートすることができる。
可能性があるポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)バリアントのライブラリーを縮重オリゴヌクレオチド配列から作製することができる、多くの方法がある。縮重遺伝子配列の化学合成は、自動DNA合成機で行なうことができ、次いで、合成遺伝子を発現用の適切なベクターにライゲートすることができる。縮重オリゴヌクレオチドの合成は、当技術分野で周知である(例えば、Narang, SA (1983) Tetrahedron 39:3; Itakura et al., (1981) Recombinant DNA, Proc. 3rd Cleveland Sympos. Macromolecules, ed. AG Walton, Amsterdam: Elsevier pp273−289;Itakura et al., (1984) Annu. Rev. Biochem. 53:323;Itakura et al., (1984) Science 198:1056;Ike et al., (1983) Nucleic Acid Res. 11:477を参照されたい)。このような技術は、他のタンパク質の指向進化において用いられている(例えば、Scott et al., (1990) Science 249:386−390;Roberts et al., (1992) PNAS USA 89:2429−2433;Devlin et al., (1990) Science 249: 404−406;Cwirla et al., (1990) PNAS USA 87: 6378−6382;ならびに米国特許第5,223,409号、米国特許第5,198,346号および米国特許第5,096,815号を参照されたい)。
あるいは、他の形態の変異誘発を利用して、コンビナトリアルライブラリーを作製することができる。例えば、ポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)バリアントは、例えば、アラニンスキャニング変異誘発など(Ruf et al., (1994) Biochemistry 33:1565−1572;Wang et al., (1994) J. Biol. Chem. 269:3095−3099;Balint et al., (1993) Gene 137:109−118;Grodberg et al., (1993) Eur. J. Biochem. 218:597−601;Nagashima et al., (1993) J. Biol. Chem. 268:2888−2892;Lowman et al., (1991) Biochemistry 30:10832−10838;およびCunningham et al., (1989) Science 244:1081−1085)を使用してスクリーニングすることにより;リンカースキャニング変異誘発(Gustin et al., (1993) Virology 193:653−660;Brown et al., (1992) Mol. Cell Biol. 12:2644−2652;McKnight et al., (1982) Science 232:316)により;飽和変異誘発(Meyers et al., (1986) Science 232:613)により;PCR変異誘発(Leung et al., (1989) Method Cell Mol Biol 1:11−19)により;または化学的変異誘発等を含むランダム変異誘発(Miller et al., (1992) A Short Course in Bacterial Genetics, CSHL Press, Cold Spring Harbor, NY;およびGreener et al., (1994) Strategies in Mol Biol 7:32−34)により、作製およびライブラリーから単離することができる。リンカースキャニング変異誘発は、特に、コンビナトリアル条件では、ポリペプチドの切断(生体活性)型を特定するための魅力的な方法である。
広範囲の技術が、点変異および切断により作られたコンビナトリアルライブラリーの遺伝子産物をスクリーニングするために、さらに言えば、ある特定の特性を有する遺伝子産物についてcDNAライブラリーをスクリーニングするために、当技術分野で公知である。このような技術は、一般に、ポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチドまたはベータグリカンポリペプチド)のコンビナトリアル変異誘発により作製される遺伝子ライブラリーの迅速スクリーニングに適用可能である。大きな遺伝子ライブラリーをスクリーニングするために最も広く使用されている技術は、典型的には、遺伝子ライブラリーを複製可能発現ベクターにクローニングすること、得られるベクターのライブラリーで適切な細胞を形質転換すること、および所望の活性の検出が、生成物が検出された遺伝子をコードするベクターの比較的容易な単離を促進する条件下で、コンビナトリアル遺伝子を発現させることを含む。好ましいアッセイとしては、リガンド結合アッセイおよびリガンド媒介細胞シグナル伝達アッセイが挙げられる。
ある特定の実施形態では、本開示のポリペプチド(例えば、TβRIIポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ベータグリカンポリペプチド)は、天然ポリペプチド中に天然に存在する任意のものに加えて、翻訳後修飾をさらに含んでいてもよい。このような修飾としては、限定されるものではないが、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化、ペグ化(ポリエチレングリコール)およびアシル化が挙げられる。結果として、修飾されたポリペプチドは、ポリエチレングリコール、脂質、モノサッカリドまたはポリサッカリド、およびホスフェートなどの非アミノ酸要素を含有し得る。ポリペプチドの機能性に対するこのような非アミノ酸要素の効果は、他のポリペプチドバリアントについて、本明細書に記載するようにして試験され得る。ポリペプチドが、ポリペプチドの新生型を切断することによって細胞中で生成される場合、翻訳後プロセシングも、タンパク質の適正なフォールディングおよび/または機能のために重要であり得る。異なる細胞(CHO、HeLa、MDCK、293、WI38、NIH−3T3またはHEK−293など)は、このような翻訳後の活性に関する特異的な細胞内の仕組みおよび特徴的機構を有し、ポリペプチドの適正な修飾およびプロセシングを確実にするために選択され得る。
ある特定の態様では、本開示は、融合タンパク質を提供し、一部の実施形態では、第1の部分は、リンカーによって異種部分(例えば、Fc部分)と接続される。一部の実施形態では、リンカーはグリシンおよびセリンリッチリンカーである。他の中性に近いアミノ酸、例えば、限定されるものではないが、Thr、Asn、ProおよびAlaもリンカー配列中で使用され得る。一部の実施形態では、リンカーは、GlyおよびSerを含有するアミノ酸配列の様々な順列を含む。一部の実施形態では、リンカーは、10アミノ酸長より大きい。さらなる実施形態では、リンカーは、少なくとも12、15、20、21、25、30、35、40、45または50アミノ酸の長さを有する。一部の実施形態では、リンカーは、40、35、30、25、22または20アミノ酸未満である。一部の実施形態では、リンカーは、10〜50、10〜40、10〜30、10〜25、10〜21、10〜15、10、15〜25、17〜22、20または21アミノ酸長である。一部の好ましい実施形態では、リンカーは、アミノ酸配列GlyGlyGlyGlySer(GGGGS)(配列番号19)、またはその反復の(GGGGS)n(式中、n≧2)を含む。特定の実施形態では、n≧3またはn=3〜10である。本出願は、(GGGGS)リンカーによって一緒に融合したTβRII部分および異種部分を含むタンパク質が、n<4の場合のTβRII融合タンパク質と比較して、TGFβ1およびTGFβ3に対してより強い親和性で会合するという驚くべき知見を教示する。このため、好ましい実施形態では、n≧4またはn=4〜10である。本出願は、n>4である(GGGGS)nリンカーを含むタンパク質が、(GGGGS)リンカーを有するタンパク質と同様の阻害特性を有していたことも教示する。このため、一部の実施形態では、nは、(GGGGS)nリンカーにおいて、4を超えない。一部の実施形態では、n=4〜10、4〜9、4〜8、4〜7、4〜6、4〜5、5〜8、5〜7または5〜6である。一部の実施形態では、n=3、4、5、6または7である。特定の実施形態では、n=4である。一部の実施形態では、(GGGGS)配列を含むリンカーは、N末端トレオニンも含む。一部の実施形態では、リンカーは、以下のいずれか1つである。
Figure 2021526835
一部の実施形態では、リンカーは、TGGGPKSCDK(配列番号7)のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、リンカーは、N末端トレオニンが欠如した、配列番号21、4〜7、25〜26または40のいずれか1つである。一部の実施形態では、リンカーは、グリシンリッチ(例えば、2〜10、2〜5、2〜4、2〜3個のグリシン残基)であってもよく、例えば、トレオニン/セリンおよびグリシンの単一の配列またはトレオニン/セリンおよび/もしくはグリシンの繰り返し配列、例えば、GGG(配列番号63)、GGGG(配列番号64)、TGGGG(配列番号65)、SGGGG(配列番号66)、またはSGGG(配列番号67)シングレット、またはリピートを含有してもよい。一部の実施形態では、リンカーは、配列番号26または40のアミノ酸配列を含まない。
ある特定の態様では、本明細書に開示のポリペプチドの機能的バリアントまたは改変形態は、ポリペプチド(例えば、アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチド)の少なくとも一部分および1つまたは複数の異種部分を有する融合タンパク質を含む。このような異種部分の周知の例としては、限定されるものではないが、ポリヒスチジン、Glu−Glu、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、チオレドキシン、プロテインA、プロテインG、免疫グロブリン重鎖定常領域(Fc)、マルトース結合タンパク質(MBP)またはヒト血清アルブミンが挙げられる。異種部分は、所望の特性を付与するように選択され得る。例えば、一部の異種部分は、親和性クロマトグラフィーによる融合タンパク質の単離のために特に有用である。親和性精製の目的のためには、グルタチオン結合樹脂、アミラーゼ結合樹脂、およびニッケルまたはコバルト結合樹脂などの、親和性クロマトグラフィー用の関連するマトリックスが使用される。このようなマトリックスの多くは、Pharmacia GST精製システムおよび(HIS)融合パートナーを用いる有用なQIAexpress(商標)システム(Qiagen)などの「キット」の形態で入手可能である。別の例としては、異種部分は、ポリペプチド(例えば、アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチド)の検出を容易にするために選択され得る。このような検出ドメインの例としては、様々な蛍光タンパク質(例えば、GFP)、および特異的抗体が入手可能である通常は短いペプチド配列である「エピトープタグ」が挙げられる。特異的モノクローナル抗体が容易に入手可能である周知のエピトープタグとしては、FLAG、インフルエンザウイルスヘマグルチニン(HA)およびc−mycタグが挙げられる。一部の場合では、異種部分は、Xa因子またはトロンビンに対するものなどの、プロテアーゼ切断部位を有し、これは、関連するプロテアーゼが融合タンパク質を部分的に消化し、それによって融合タンパク質から組換えタンパク質を自由にすることを可能にする。次いで、自由になったタンパク質は、その後のクロマトグラフィー分離によって、異種部分から単離することができる。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のポリペプチド(例えば、アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチド)は、ポリペプチドをin vivoで安定化するドメイン(「安定剤」ドメイン)と融合される。「安定化する」とは、これが破壊の減少、腎臓によるクリアランスの減少、または他の薬物動態効果によるものかに関わらず、血清半減期を増加させるものを意味する。免疫グロブリンのFc部分との融合は、広範囲のタンパク質における望ましい薬物動態学的特性を付与することが公知である。同様に、ヒト血清アルブミンとの融合は、望ましい特性を付与することができる。選択され得る異種部分の他の種類としては、多量体化(例えば、二量体化、四量体化)ドメインおよび機能的ドメインが挙げられる。
融合タンパク質の異なる要素は、所望の機能性と合致する任意の様式で配置されてもよいことが理解される。例えば、アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチドは、異種ドメインに対してC末端に置かれてもよく、あるいは、異種ドメインは、アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチドに対してC末端に置かれてもよい。アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチドおよび異種ドメインは、融合タンパク質中で隣接している必要はなく、追加のドメインまたはアミノ酸配列が、いずれかのドメインのC末端もしくはN末端に、またはドメイン間に含まれていてもよい。
本明細書で使用される場合、「免疫グロブリンFcドメイン」または単に「Fc」という用語は、免疫グロブリン鎖の定常領域のカルボキシル末端部分、好ましくは、免疫グロブリン重鎖定常領域またはこれらの部分を意味すると理解される。例えば、免疫グロブリンFc領域は、1)CH1ドメイン、CH2ドメインおよびCH3ドメイン、2)CH1ドメインおよびCH2ドメイン、3)CH1ドメインおよびCH3ドメイン、4)CH2ドメインおよびCH3ドメイン、または5)2つまたはそれよりも多くのドメインおよび免疫グロブリンヒンジ領域の組合せを含んでいてもよい。好ましい実施形態では、免疫グロブリンFc領域は、少なくとも免疫グロブリンヒンジ領域、CH2ドメインおよびCH3ドメインを含み、好ましくは、CH1ドメインが欠如している。一部の実施形態では、免疫グロブリンFc領域は、ヒト免疫グロブリンFc領域である。
一実施形態では、重鎖定常領域の由来となる免疫グロブリンのクラスは、IgG(Igγ)(γサブクラス1、2、3または4)である。
ヒトIgG1のFc部分(G1Fc)のために使用され得る天然アミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号58)。点線下線はヒンジ領域を示し、実線下線は天然に存在するバリアントを有する位置を示す。一部分では、本開示は、配列番号58と70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなるポリペプチドを提供する。G1Fcにおいて天然に存在するバリアントは、配列番号58(Uniprot P01857を参照されたい)において使用される番号付け体系によるE134DおよびM136Lを含むであろう。
Figure 2021526835
必要に応じて、IgG1 Fcドメインは、Asp−265、リジン322およびAsn−434などの残基で1つまたは複数の変異を有する。ある特定の場合では、これらの変異の1つまたは複数(例えば、Asp−265変異)を有する変異体IgG1 Fcドメインは、野生型Fcドメインに対して、Fcγ受容体への結合能力が低減されている。他の場合では、これらの変異の1つまたは複数(例えば、Asn−434変異)を有する変異体Fcドメインは、野生型IgG1 Fcドメインに対して、MHCクラスI関連Fc受容体(FcRN)への結合能力が増加している。
ヒトIgG2のFc部分(G2Fc)のために使用され得る天然アミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号59)。点線下線はヒンジ領域を示し、二重下線は、配列中で矛盾するデータベースが存在する位置を示す(UniProt P01859による)。一部分では、本開示は、配列番号59と70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなるポリペプチドを提供する。
Figure 2021526835
ヒトIgG3のFc部分(G3Fc)のために使用され得るアミノ酸配列の2つの例を下記に示す。G3Fcにおけるヒンジ領域は、他のFc鎖の最大で4倍程度の長さであり得、類似の17残基セグメントに先行する3つの同一の15残基セグメントを含有する。下記に示す第1のG3Fc配列(配列番号60)は、単一の15残基セグメントからなる短いヒンジ領域を含有するが、第2のG3Fc配列(配列番号61)は全長ヒンジ領域を含有する。それぞれの場合で、点線下線はヒンジ領域を示し、実線下線は、UniProt P01859による天然に存在するバリアントを有する位置を示す。一部分では、本開示は、配列番号60または61と70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなるポリペプチドを提供する。
Figure 2021526835
Figure 2021526835
G3Fcにおける天然に存在するバリアント(例えば、Uniprot P01860を参照されたい)は、配列番号60において使用される番号付け体系に変換される場合、E68Q、P76L、E79Q、Y81F、D97N、N100D、T124A、S169N、S169del、F221Yを含み、本開示は、これらの1つまたは複数のバリエーションを含有するG3Fcドメインを含む融合タンパク質を提供する。加えて、ヒト免疫グロブリンIgG3遺伝子(IGHG3)は、異なるヒンジの長さによって特徴付けられる構造的多形を示す(Uniprot P01859を参照されたい)。詳細には、バリアントWISは、V領域の大部分およびCH1領域のすべてが欠如している。これは、ヒンジ領域中に通常存在する11個に加えて、7位に余分な鎖間ジスルフィド結合を有する。バリアントZUCは、大部分のV領域、CH1領域のすべて、およびヒンジの一部分が欠如する。バリアントOMMは、対立遺伝子型または別のガンマ鎖サブクラスを表わし得る。本開示は、これらのバリアントの1つまたは複数を含有するG3Fcドメインを含む追加の融合タンパク質を提供する。
ヒトIgG4のFc部分(G4Fc)のために使用され得る天然アミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号62)。点線下線はヒンジ領域を示す。一部分では、本開示は、配列番号62と70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなるポリペプチドを提供する。
Figure 2021526835
Fcドメイン中の種々の遺伝子操作された変異は、G1Fc配列(配列番号58)に関して本明細書において提示され、G2Fc、G3FcおよびG4Fc中の類似の変異は、図6におけるG1Fcとのそれらのアラインメントから誘導することができる。不均一なヒンジ長に起因して、アイソタイプアラインメント(図6)に基づく類似のFcの位置は、配列番号58、59、60、61および62中で異なるアミノ酸数を持つ。ヒンジ、C2およびC3領域からなる免疫グロブリン配列(例えば、配列番号58、59、60、61および62)中の所与のアミノ酸位置は、番号付けが、Uniprotデータベースにおけるように全IgG1重鎖定常ドメイン(C1、ヒンジ、C2およびC3領域からなる)を包含する場合に、同じ位置とは異なる数字により特定されることも明らかであり得る。
免疫グロブリンの他のクラスであるIgA(Igα)、IgD(Igδ)、IgE(Igε)およびIgM(Igμ)を使用してもよい。適切な免疫グロブリン重鎖定常領域の選択は、米国特許第5,541,087号および米国特許第5,726,044号において詳細に議論されている。特定の結果を達成するためのある特定の免疫グロブリンのクラスおよびサブクラスからの特定の免疫グロブリン重鎖定常領域配列の選択は、当技術分野における技量のレベル内であると考えられる。免疫グロブリンFc領域をコードするDNA構築物の部分は、少なくともヒンジドメインの部分を含み、好ましくは、FcガンマのCHドメイン、またはIgA、IgD、IgEもしくはIgMのいずれか中の相同ドメインの少なくとも一部分を含む。
さらにまた、免疫グロブリン重鎖定常領域内のアミノ酸の置換または欠失が、本明細書に開示される方法および組成物の実施において有用であり得ることが企図される。一例は、CH2領域の上部にアミノ酸置換を導入して、Fc受容体に対する親和性が低減されたFcバリアントを作製することあろう(Cole et al. (1997) J. Immunol. 159:3613)。
例えば、本出願は、遺伝子操作されたFc領域またはバリアントFc領域を有するFc融合タンパク質をさらに提供する。このような抗体およびFc融合タンパク質は、例えば、抗原依存性細胞傷害(ADCC)および補体依存性細胞傷害(CDC)などのエフェクター機能の調節において有用であり得る。加えて、改変は、抗体およびFc融合タンパク質の安定性を改善し得る。抗体およびFc融合タンパク質のアミノ酸配列バリアントは、適切なヌクレオチド変化をDNAに導入することによって、またはペプチド合成によって、調製される。このようなバリアントとしては、例えば、本明細書に開示される抗体およびFc融合タンパク質のアミノ酸配列からの欠失、ならびに/またはこのアミノ酸配列への挿入、ならびに/またはこのアミノ酸配列内の残基の置換が挙げられる。欠失、挿入および置換の任意の組合せは、最終構築物が所望の特性を持つならば、最終構築物に達するために行なわれる。グリコシル化部位の数または位置の変化などのアミノ酸の変化はまた、抗体およびFc融合タンパク質の翻訳後プロセスを変更し得る。
低減されたエフェクター機能を有する抗体およびFc融合タンパク質は、限定されないが、Bluestone et al.(国際公開第94/28027号および国際公開第98/47531号を参照されたい;Xu et al. 2000 Cell Immunol 200; 16−26も参照されたい)に記載のAla−Ala変異を含む、アミノ酸配列における変化を導入することによって生成され得る。したがって、ある特定の実施形態では、Ala−Ala変異を含む定常領域内の変異を有する本開示のFc融合タンパク質は、エフェクター機能を低減または無効化するために使用され得る。これらの実施形態によれば、抗体およびFc融合タンパク質は、234位でのアラニンへの変異、もしくは235位でのアラニンへの変異、またはこれらの組合せを含んでいてもよい。一実施形態では、抗体またはFc融合タンパク質は、IgG4フレームワークを含み、Ala−Ala変異は、234位でのフェニルアラニンからアラニンへの変異、および/または235位でのロイシンからアラニンへの変異を記載する。別の実施形態では、抗体またはFc融合タンパク質は、IgG1フレームワークを含み、Ala−Ala変異は、234位でのロイシンからアラニンへの変異、および/または235位でのロイシンからアラニンへの変異を記載する。抗体またはFc融合タンパク質は、代替で、または追加で、CH2ドメイン中の点変異K322Aを含む他の変異を保有していてもよい(Hezareh et al. 2001 J Virol. 75: 12161−8)。
特定の実施形態では、抗体またはFc融合タンパク質は、補体依存性細胞傷害(CDC)を増強または阻害するかのいずれかのために改変されていてもよい。調節されたCDC活性は、Fc領域中の1つもしくは複数のアミノ酸の置換、挿入または欠失を導入することによって、達成され得る(例えば、米国特許第6,194,551号を参照されたい)。あるいは、または加えて、システイン残基が、Fc領域に導入されていてもよく、それによって、この領域において鎖間のジスルフィド結合の形成を可能にする。このようにして作製されたホモ二量体抗体は、改善もしくは低減された内部移行能、および/または増加もしくは減少した補体媒介細胞死滅を有し得る。Caron et al., J. Exp Med. 176:1191−1195 (1992)およびShopes, B. J. Immunol. 148:2918−2922 (1992)、国際公開第99/51642号、Duncan & Winter Nature 322: 738−40 (1988);米国特許第5,648,260号;米国特許第5,624,821号;ならびに国際公開第94/29351号を参照されたい。
ある特定の好ましい実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、アクチビンアンタゴニストポリペプチド、TGFβアンタゴニストポリペプチド、または免疫チェックポイントアンタゴニストポリペプチドから選択される少なくとも2つまたはそれより多くのポリペプチドドメインを含むヘテロ多量体であり、2つまたはそれより多くのポリペプチドドメインは、共有結合的にまたは非共有結合的に会合している。一部の実施形態では、かかる二機能性または三機能性融合タンパク質ヘテロ多量体は、ヘテロ二量体の複合体であるが、より高次のヘテロ多量体の複合体もまた含まれ、これらに限定されないが、例えば、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体およびさらなるオリゴマー構造である。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、少なくとも1つの多量体化ドメインを含む。本明細書に開示される場合、用語「多量体化ドメイン」は、少なくとも第1のポリペプチドと少なくとも第2のポリペプチドとの間の共有結合的または非共有結合的な相互作用を促進するアミノ酸またはアミノ酸の配列を指す。本明細書に開示のポリペプチドは、多量体化ドメインに共有結合的または非共有結合的に連結し得る。好ましくは、多量体化ドメインは、第1のポリペプチドと、第2のポリペプチドとの間の相互作用を促進して、ヘテロ多量体形成(例えば、ヘテロ二量体形成)を促進し、任意選択でホモ多量体形成(例えば、ホモ二量体形成)を妨げるかまたはそれ以外の様式で不利にさせ、それによって所望のヘテロ多量体の収率を上昇させる。
当該分野で公知の多くの方法を使用して、タンパク質ヘテロ多量体を生成することができる。例えば、天然には生じないジスルフィド結合は、フリーのチオールが第2のポリペプチド上の別のフリーのチオール含有残基と相互作用して、ジスルフィド結合が第1のポリペプチドと、第2のポリペプチドとの間で形成されるように、第1のポリペプチド上で、天然に生じるアミノ酸をシステインなどのフリーのチオール含有残基で置きかえることにより構築することができる。ヘテロ多量体の形成を促進する相互作用の追加の例は、Kjaergaardら、WO2007147901などに記載されているイオン性相互作用;Kannanら、U.S.8,592,562などに記載されている静電ステアリング効果;Christensenら、U.S.20120302737などに記載されているコイルドコイル相互作用;PackおよびPlueckthun、(1992年)、Biochemistry、31巻:1579〜1584頁などに記載されているロイシンジッパー;およびPackら、(1993年)、Bio/Technology、11巻:1271〜1277頁などに記載されているヘリックスターンヘリックスモチーフを含むが、これらに限定されない。多様なセグメントの連結は、例えば、化学的架橋、ペプチドリンカー、ジスルフィド架橋などによる共有結合、またはアビジン−ビオチンなどによる親和性相互作用、またはロイシンジッパー技術を介して得ることができる。
相互作用ペアの第1および第2のメンバーは非対称ペアであってもよく、これは、ペアのメンバーが、自己会合よりも優先的に互いに会合することを意味する。したがって、非対称相互作用ペアの第1および第2のメンバーは会合して、ヘテロ二量体の複合体を形成することができる。代替的に、相互作用ペア非誘導型であってもよく、これは、アのメンバーが、実質的な優先性なく互いに会合することも自己会合することもでき、そのため、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。したがって、非誘導相互作用ペアの第1および第2のメンバーは会合して、ホモ二量体複合体またはヘテロ二量体の複合体を形成してもよい。任意選択で、相互作用ペアの第1のメンバー(例えば、非対称ペアまたは非誘導相互作用ペア)は、共有結合的に相互作用ペアの第2のメンバーに会合する。任意選択で、相互作用ペアの第1のメンバー(例えば、非対称ペアまたは非誘導相互作用ペア)は、非有結合的に相互作用ペアの第2のメンバーに会合する。
単一細胞株からの非対称の免疫グロブリンに基づくタンパク質の大規模産生において生じる問題は、「鎖会合課題」として公知である。二重特異性抗体の産生において顕著に直面するように、鎖会合課題は、単一細胞株において異なる重鎖および/または軽鎖が産生される場合に、固有に生じる複数の組合せの中から所望の多重鎖タンパク質を効率的に産生するという難題に関係する[Kleinら(2012年)mAbs 4巻:653〜663頁]。この問題は、同じ細胞内で2種の異なる重鎖および2種の異なる軽鎖が産生される場合に最も喫緊となり、この場合、1種のみが典型的に望まれるときに、総計16通りの可能な鎖組合せ(これらのいくつかは同一であるが)が存在する。にもかかわらず、同じ原理が、2種の異なる(非対称)重鎖のみを取り込む所望の多重鎖融合タンパク質の収量縮小の原因である。
単一細胞株においてFc含有融合ポリペプチド鎖の所望のペア形成を増加させて、許容される収量で好ましい非対称融合タンパク質を産生する様々な方法が、当該分野で公知である[Kleinら(2012年)mAbs 4巻:653〜663頁;およびSpiessら(2015)、Molecular Immunology 67(2A):95−106]。Fc含有鎖の所望のペア形成を得るための方法として、電荷に基づくペア形成(静電ステアリング(electrostatic steering))、「ノブ・ホール型(knobs−into−holes)」立体ペア形成およびSEEDbodyペア形成およびロイシンジッパーベースのペア形成が挙げられるがこれらに限定されない[Ridgwayら(1996年)Protein Eng 9巻:617〜621頁;Merchantら(1998年)Nat Biotech 16巻:677〜681頁;Davisら(2010年)Protein Eng Des Sel 23巻:195〜202頁;Gunasekaranら(2010);285:19637−19646;Wranikら(2012) J Biol Chem 287:43331−43339;US5932448;WO1993/011162;WO2009/089004およびWO2011/034605]。本明細書において記載されるように、これらの方法を使用して、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ多量体複合体を生成することができる。
例えば、特異的ポリペプチドの間の相互作用を促進し得る1つの手段は、Arathoonら、U.S.7,183,076およびCarterら、U.S.5,731,168などにおいて記載されている、凸部対凹部(ノブ・ホール)(protuberance−into−cavity(knob−into−hole))相補領域を操作することによる手段である。「凸部」は、第1のポリペプチド(例えば、第1の相互作用ペア)の界面に由来する小型のアミノ酸側鎖を、より大型の側鎖(例えば、チロシンまたはトリプトファン)で置き換えることにより構築する。任意選択で、大型のアミノ酸側鎖をより小型のアミノ酸側鎖(例えば、アラニンまたはスレオニン)で置き換えることにより、第2のポリペプチド(例えば、第2の相互作用ペア)の界面上に、凸部と同一または同様なサイズの相補的「凹部」を創出する。第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドの界面に位置および寸法が適切な凸部または凹部が存在する場合は、隣接する界面において、それぞれ、対応する凹部または凸部を操作することが必要とされるだけである。
中性のpH(7.0)では、アスパラギン酸およびグルタミン酸は、負に帯電し、リシン、アルギニン、およびヒスチジンは、正に帯電している。これらの帯電残基を使用して、ヘテロ二量体の形成を促進し、同時に、ホモ二量体の形成を妨げることができる。反対の電荷の間では、誘引性の相互作用が生じ、同じ電荷の間では、排斥性の相互作用が生じる。部分的に、本明細書で開示されるタンパク質複合体は、帯電界面残基の部位指向変異誘発を実行することにより、ヘテロ多量体の形成(例えば、ヘテロ二量体の形成)を促進するための誘引性の相互作用、および任意選択で、ホモ二量体の形成(例えば、ホモ二量体の形成)を妨げるための排斥性の相互作用を使用する。
例えば、IgG1のCH3ドメインの界面は、ドメイン間相互作用に関与する4つの固有の電荷残基ペア:Asp356−Lys439’、Glu357−Lys370’、Lys392−Asp399’、およびAsp399−Lys409’[第2の鎖内の残基の番号付けは(’)で指し示している]を含む。ここで、IgG1のCH3ドメイン内の残基を表示するのに使用される番号付けスキームは、KabatによるEU番号付けスキームに準拠することに留意されたい。CH3ドメイン間相互作用に存在する2回転対称に起因して、構造内では、各固有の相互作用が2回現れる(例えば、Asp399−Lys409’およびLys409−Asp399’)。野生型配列では、K409−D399’は、ヘテロ二量体の形成およびホモ二量体の形成のいずれにも好都合である。第1の鎖内の電荷極性を切り換える単一の変異(例えば、K409E;陽性電荷から、陰性電荷への切換え)は、第1の鎖のホモ二量体の形成に不都合な相互作用をもたらす。この不都合な相互作用は、同じ電荷間(陰性間;K409E−D399’およびD399−K409E’)で生じる排斥性の相互作用のために発生する。第2の鎖内の電荷極性を切り換える同様の変異(D399K’;陰性電荷から、陽性電荷への切換え)は、第2の鎖のホモ二量体の形成に不都合な相互作用(K409’−D399K’およびD399K−K409’)をもたらす。しかし、同時に、これらの2つの変異(K409EおよびD399K’)は、ヘテロ二量体の形成には好都合な相互作用(K409E−D399K’およびD399−K409’)をもたらす。
ヘテロ二量体の形成およびホモ二量体の阻止における静電ステアリング効果は、追加の帯電残基の変異によりさらに増強することができ、これは、第2の鎖内の反対に帯電した残基とペア形成する場合もしない場合もあり、例えばArg355およびLys360が挙げられる。下記の表は、電荷を変化させる可能な変異であって、ヘテロ多量体の形成を増強するのに単独または組合せで使用し得る変異を列挙する。
Figure 2021526835
一部の実施形態では、相互作用が静電的に不都合となるように、本出願の融合タンパク質内のCH3間の界面を構成する1つまたは複数の残基を、帯電アミノ酸で置き換える。例えば、界面内の正に帯電したアミノ酸(例えば、リシン、アルギニン、またはヒスチジン)を、負に帯電したアミノ酸(例えば、アスパラギン酸またはグルタミン酸)で置き換える。代替的に、または前出の置換と組み合わせて、界面内の負に帯電したアミノ酸を、正に帯電したアミノ酸で置き換える。ある特定の実施形態では、アミノ酸を、所望の電荷特徴を有する天然に生じないアミノ酸で置き換える。負に帯電した残基(AspまたはGlu)をHisへと変異させることは、立体的問題を引き起こし得る側鎖体積の増大をもたらすことに留意されたい。さらに、Hisのプロトンドナー形態およびプロトンアクセプター形態は、局在化環境に依存する。デザイン戦略とともにこれらの問題を考慮に入れるべきである。ヒトIgGサブクラスおよびマウスIgGサブクラスでは、界面残基が高度に保存されるため、本明細書で開示される静電ステアリング効果は、ヒトおよびマウスのIgG1、IgG2、IgG3およびIgG4に適用することができる。この戦略はまた、CH3ドメインの界面における非帯電残基の帯電残基への改変にも拡張することができる。
部分的に、本開示は、電荷ペア形成(静電ステアリング)に基づいて相補的となるように操作されたFc配列を使用した、非対称Fc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。静電相補性を有するFc配列のペアの一方は、任意選択のリンカーありまたはなしで、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドに任意に融合して、ヘテロ多量体を生成することができる。この単鎖は、第1のFcと相補的なFc配列と共に最適な細胞において共発現させて、所望の多重鎖構築物の生成に有利に働くことができる。静電ステアリングに基づくこの例において、配列番号68[ヒトG1Fc(E134K/D177K)]および配列番号69[ヒトG1Fc(K170D/K187D)]は、操作されたアミノ酸置換に二重の下線が引かれた相補的Fc配列の例であり、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドは、配列番号68または配列番号69のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図6を参照)が、下記の相補的hG1Fcペア(配列番号68および69)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 2021526835
部分的に、本開示は、立体相補性のために操作されたFc配列を使用した、非対称Fc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。部分的に、本開示は、立体相補性の例としてノブ・ホール型ペア形成を提供する。立体相補性を有するFc配列のペアの一方は、任意選択のリンカーありまたはなしで、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドに任意に融合して、ヘテロ多量体を生成することができる。この単鎖は、第1のFcと相補的なFc配列と共に最適な細胞において共発現されて、所望の多重鎖構築物の生成に有利に働くことができる。ノブ・ホール型ペア形成に基づくこの例において、配列番号70[ヒトG1Fc(T144Y)]および配列番号71[ヒトG1Fc(Y185T)]は、操作されたアミノ酸置換に二重の下線が引かれた相補的Fc配列の例であり、構築物のTβRIIまたはActRIIBポリペプチドは、配列番号70または配列番号71のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図6を参照)が、下の相補的hG1Fcペア(配列番号70および71)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 2021526835
操作されたジスルフィド結合と組み合わせたノブ・ホール型ペア形成に基づくFc相補性の例は、配列番号72[hG1Fc(S132C/T144W)]および配列番号73[hG1Fc(Y127C/T144S/L146A/Y185V)]に開示されている。これらの配列における操作されたアミノ酸置換には二重の下線が引かれ、構築物TGFβスーパーファミリーI型またはII型ポリペプチドは、配列番号72または配列番号73のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図6を参照)が、下記の相補的hG1Fcペア(配列番号72および73)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 2021526835
部分的に、本開示は、ヒトIgGおよびIgA C3ドメインの指状嵌合型(interdigitating)β−ストランドセグメントを生成するように操作されたFc配列を使用した、非対称Fc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。このような方法は、SEEDbody融合タンパク質の形成を可能にするストランド交換操作ドメイン(strand−exchange engineered domain)(SEED)C3ヘテロ二量体の使用を含む[Davisら(2010年)Protein Eng Design Sel 23巻:195〜202頁]。SEEDbody相補性を有するFc配列のペアの一方は、任意選択のリンカーありまたはなしで、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドに任意に融合して、第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドの融合タンパク質を生成することができる。この単鎖は、第1のFcと相補的なFc配列と共に最適な細胞において共発現されて、所望の多重鎖構築物の生成に有利に働くことができる。SEEDbody(Sb)ペア形成に基づくこの例において、配列番号74[hG1Fc(SbAG)]および配列番号75[hG1Fc(SbGA)]は、IgA Fcに由来する操作されたアミノ酸置換に二重の下線が引かれた相補的IgG Fc配列の例であり、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドは、配列番号74または配列番号75のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG1Fc、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcの対応する位置におけるアミノ酸置換(図6を参照)が、下記の相補的IgG−IgAペア(配列番号74および75)において使用することができるFc単量体を生成するであろうと認めることができる。
Figure 2021526835
部分的に、本開示は、切断可能なロイシンジッパードメインであって、Fc C3ドメインのC末端に結合させたロイシンジッパードメインを伴う非対称のFc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。ロイシンジッパーの結合は、ヘテロ二量体の抗体重鎖の優先的なアセンブリーを引き起こすのに十分である[Wranikら(2012年)、J Biol Chem、287巻:43331〜43339頁]。本明細書で開示される通り、ロイシンジッパー形成鎖に結合させたFc配列のペアの一方を、任意選択のリンカーを伴うかまたは伴わずに、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドへと任意に融合させて、第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドの融合タンパク質を生成することができる。この単鎖を、選択した細胞内で相補的なロイシンジッパー形成鎖に結合させたFc配列と共に共発現させて、所望の多重鎖構築物の生成を優先することができる。精製後における、構築物の、細菌性エンドプロテイナーゼであるLys−Cによるタンパク質分解性消化により、ロイシンジッパードメインを放出することができ、構造が天然Fcと同一のFc構築物をもたらす。ロイシンジッパーのペア形成に基づくこの例では、配列番号76[hG1Fc−Ap1(酸性)]および配列番号77[hG1Fc−Bp1(塩基性)]が、相補的なIgG Fc配列[配列中、操作された相補的ロイシンジッパー配列に下線を付す]の例であり、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドは、配列番号76または配列番号77のいずれかに融合させてよいが、これらの両方には融合させない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fc、および天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を踏まえると、任意選択のリンカーを伴うかまたは伴わずに、hG1Fc、hG2Fc、hG3Fc、またはhG4Fc(図6を参照されたい)に結合させたロイシンジッパー形成配列により、下記(配列番号76および77)の相補的なロイシンジッパー形成ペアにおいて使用され得るFc単量体が生成されることが理解され得る。
Figure 2021526835
ある特定の態様では、本開示は、第1のポリペプチドであって、第1のポリペプチドの等電点(pI)を変更する1つもしくは複数のアミノ酸修飾を含む第1のポリペプチドおよび/または第2のポリペプチドであって、第2のポリペプチドの等電点を変更する1つもしくは複数のアミノ酸修飾を含む第2のポリペプチドに関する。一部の実施形態では、約5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、または9.0より高いpI値を有する1つまたは複数の候補ドメインは、完全マルチドメインタンパク質の構築のために選択される。他の実施形態では、約9.0、8.5、8.0、7.5、7.0、6.5、6.0、5.5、または5.0より低いpI値を有する1つまたは複数の候補ドメインは、完全マルチドメインタンパク質の構築のために選択される。単一のタンパク質が複数の荷電形態を有することは、当業者によって理解されるであろう。任意の特定の理論に拘束されることを望まないが、タンパク質の荷電は、限定されるものではないが、アミノ酸置換、カチオン化、脱アミノ化、カルボキシ末端のアミノ酸異種性、リン酸化およびグリコシル化を含むいくつかの異なる機構によって改変され得る。
タンパク質のpIは、限定されるものではないが、等電点電気泳動および様々なコンピュータアルゴリズム(例えば、Bjellqvist et al., 1993, Electrophoresis 14:1023を参照されたい)を含む種々の方法によって決定することができる。一実施形態では、pIは、多重温度冷蔵槽再循環ユニットおよびEPS 3501 XL電源を備えたPharmacia Biotech Multiphor 2電気泳動システムを使用して決定される。プレキャストアンフォラインゲル(例えば、Amersham Biosciences、pI範囲2.5〜10)に、タンパク質試料が負荷される。広範囲pIマーカー標準物質(例えば、Amersham、pI範囲3〜10、8μL)が、タンパク質の相対pIを決定するために使用される。電気泳動は、例えば、1500V、50mAで105分間、行うことができる。ゲルは、例えば、精製水で1×に希釈されたSigma固定溶液(5×)を使用して固定される。染色は、例えば、Simply Blue染色剤(Invitrogen)を使用して、室温で終夜行われる。脱染は、例えば、25%のエタノール、8%の酢酸および67%の精製水からなる溶液を用いて行われる。等電点は、例えば、Bio−Rad密度計を使用して、標準物質の検量線と比較して決定される。1または複数の計量は、異なるpH値、異なる温度、異なる剪断応力、および異なる凍結/融解サイクルからなる群から選択される1または複数の異なる条件下で、ドメインの安定性を特徴付ける計量をさらに含んでもよい。
一部では、本開示は、所望のヘテロマー種の精製を容易にするFcドメインにおけるさらなる変異と組み合わせた、上記の方法による非対称のFc含有ポリペプチド鎖の所望の対形成を提供する。例は、一方のFc含有ポリペプチド鎖中の2つの負荷電アミノ酸(アスパラギン酸またはグルタミン酸)および相補的Fc含有ポリペプチド鎖中の2つの正荷電アミノ酸(例えば、アルギニン)(配列番号78〜79)のさらなる置換を加えた、配列番号72〜73に開示されているような、操作されたジスルフィド結合と組み合わせたノブ・ホ−ル型対形成に基づくFcドメインの相補性である。これら4つのアミノ酸置換は、等電点または正味の分子電荷の差異に基づいて、異種ポリペプチド混合物からの所望のヘテロマー融合タンパク質の選択的精製を容易にする。これらの配列における操作されたアミノ酸置換は以下で二重の下線が引かれ、第一のポリペプチドおよび第二のポリペプチドは、配列番号78または配列番号79のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図6を参照)が、下の相補的hG1Fcペア(配列番号78−79)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 2021526835
別の例は、一方のFc含有ポリペプチド鎖(配列番号80)の213位におけるヒスチジンのアルギニンへの置換を加えた、配列番号72〜73に開示されているような、操作されたジスルフィド結合と組み合わせたノブ・ホール型対形成に基づくFcドメインの相補性を含む。この置換(Kabatらの番号付けシステムではH435Rと示される)は、プロテインAに対する親和性の差異に基づいて望ましくないホモ二量体からの所望のヘテロマーの分離を容易にする。操作されたアミノ酸置換は二重下線によって示され、構築物の第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドを、配列番号80または配列番号73の、両方ではないが、いずれかに融合させることができる。天然hG1Fcと天然hG2Fcと天然hG3Fcと天然hG4Fcの間の高いアミノ酸配列同一度を考えると、hG2Fc、hG3Fc、またはhG4Fc(図6を参照されたい)における対応する位置でのアミノ酸置換によって、配列番号80(下記)および配列番号73の相補的hG1Fc対の代わりに使用することができる相補的Fc対を生じることが認識され得る。
Figure 2021526835
3.核酸および製造の方法
ある特定の実施形態では、本開示は、ポリペプチドならびにそれを含む二機能性または三機能性融合タンパク質、ホモ二量体およびヘテロ二量体の単離された形態および/または精製された形態を入手可能にし、これは、他のタンパク質および/もしくは他のポリペプチド種から単離されるか、またはそうでなければ、これらを実質的に含まない(例えば、少なくとも80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%含まない)。ポリペプチドは、一般に、組換え核酸からの発現によって生成される。よって、本開示のポリペプチド、ならびにこれらを含む二機能性または三機能性融合タンパク質、ホモ二量体、およびヘテロ二量体は、一般に、組換え体である。
ある特定の実施形態では、本開示は、タンパク質の部分(例えば、受容体の細胞外リガンド結合ドメインまたは抗体のリガンド結合ドメイン)のためのコード配列を含む可溶性のポリペプチドならびにそれを含む二機能性または三機能性融合タンパク質、ホモ二量体およびヘテロ二量体をコードする核酸を含む。さらなる実施形態では、本開示は、このような核酸を含む宿主細胞にも関連する。宿主細胞は、任意の原核細胞または真核細胞であり得る。例えば、本開示のポリペプチドは、E.coliなどの細菌細胞、昆虫細胞(例えば、バキュロウイルス発現系の使用)、酵母または哺乳動物細胞において発現され得る。他の好適な宿主細胞が当業者に公知である。したがって、本開示の一部の実施形態は、ポリペプチドを生成する方法にさらに関連する。
ある特定の態様では、本開示は、本明細書に開示される断片、機能的バリアントおよび融合タンパク質を含む、ポリペプチドならびにそれを含む二機能性または三機能性融合タンパク質、ホモ二量体およびヘテロ二量体のいずれかをコードする単離された核酸および/または組換え核酸を提供する。配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142は、IgG Fcドメインと融合した細胞外ドメインを含むTβRII、ActRIIA、ActRIIBまたはベータグリカンポリペプチドならびにそのバリアントをコードする。対象の核酸は、一本鎖または二本鎖であり得る。このような核酸は、DNAまたはRNA分子であり得る。これらの核酸は、例えば、ポリペプチドを作成するための方法において、または直接治療剤(例えば、アンチセンス、RNAiまたは遺伝子治療アプローチ)として使用され得る。
ある特定の態様では、ポリペプチドをコードする対象の核酸は、配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142のバリアントである核酸を含むことがさらに理解される。バリアントのヌクレオチド配列は、対立遺伝子バリアントなどの、1つもしくは複数のヌクレオチドの置換、付加または欠失によって異なる配列を含む。
ある特定の実施形態では、本開示は、配列番8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である単離された核酸配列または組換え核酸配列を提供する。当業者には、配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142と相補的な核酸配列、および配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142のバリアントも本開示の範囲内であることは明らかである。さらなる実施形態では、本開示の核酸配列は、単離されているか、組換えであるか、および/もしくは異種ヌクレオチド配列と融合されているか、またはDNAライブラリー中の核酸配列であり得る。
他の実施形態では、本開示の核酸は、配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142において指定されたヌクレオチド配列、配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142の相補体配列、またはその断片に、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列も含む。上記で議論されたように、当業者は、DNAハイブリダイゼーションを促進する適切なストリンジェンシーな条件が多様であり得ることを容易に理解する。例えば、6.0×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)で、約45℃でのハイブリダイゼーション、続いて、2.0×SSCで、50℃での洗浄を行なうことができる。例えば、洗浄ステップ中の塩濃度は、約2.0×SSC、50℃の低ストリンジェンシーから、約0.2×SSC、50℃の高ストリンジェンシーまで選択することができる。加えて、洗浄ステップにおける温度は、室温、約22℃の低ストリンジェンシー条件から、約65℃の高ストリンジェンシー条件まで上昇させることができる。温度および塩の両方を変化させることができ、または、他の変数を変えながら、温度もしくは塩濃度を一定に保持してもよい。一部の実施形態では、本開示は、6×SSC、室温の低ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズし、続いて、2×SSC、室温で洗浄した核酸を提供する。
配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142において記述された核酸と異なる単離された核酸も、遺伝コードにおける縮重に起因して、本開示の範囲内である。例えば、いくつかのアミノ酸が、2つ以上の三連塩基によって指定される。同じアミノ酸を特定するコドン、またはシノニム(例えば、CAUおよびCACはヒスチジンに対するシノニムである)は、タンパク質のアミノ酸配列に影響を与えない「サイレント」変異をもたらし得る。しかしながら、対象のタンパク質のアミノ酸配列における変更をもたらすDNA配列多型が、哺乳動物細胞の間に存在すると予想される。当業者には、特定のタンパク質をコードする核酸の1つまたは複数のヌクレオチド(最大でヌクレオチドの約3〜5%)におけるこれらのバリエーションが、天然の対立遺伝子のバリエーションに起因して所与の種の個体の間で存在し得ることは明らかである。ありとあらゆるこのようなヌクレオチドバリエーションおよび結果として生じるアミノ酸多型は、本開示の範囲内である。
TβRIIの長いアイソフォームに基づく対応するバリアントが、挿入に隣接するC末端位で保存的なVal−Ile置換とともに25アミノ酸挿入をコードするヌクレオチド配列を含むことは当業者には明らかである。TβRIIの長い(A)アイソフォームまたは短い(B)アイソフォームのいずれかに基づく対応するバリアントが、天然に存在するTβRIIのアイソフォームCについての記載と同じ場所で、108ヌクレオチドの挿入を含み、36アミノ酸の挿入をコードするバリアントヌクレオチド配列(配列番号41)を含むことも明らかである。
ある特定の実施形態では、本開示の組換え核酸は、発現構築物中で、1つまたは複数の調節ヌクレオチド配列に作動可能に連結され得る。調節ヌクレオチド配列は、一般に、発現のために使用される宿主細胞について適切である。多数の種類の適切な発現ベクターおよび好適な調節配列が、種々の宿主細胞に対して当技術分野で公知である。典型的には、前記1つまたは複数の調節ヌクレオチド配列としては、限定されるものではないが、プロモーター配列、リーダーまたはシグナル配列、リボソーム結合性部位、転写開始配列および転写終結配列、翻訳開始配列および翻訳終結配列、ならびにエンハンサー配列またはアクチベーター配列が挙げられ得る。当技術分野で公知の構成プロモーターまたは誘導プロモーターは、本開示によって企図される。プロモーターは、天然に存在するプロモーター、または2以上のプロモーターのエレメントを組み合わせたハイブリッドプロモーターのいずれかであり得る。発現構築物は、プラスミドなどのエピソームにおいて細胞中で存在していてもよく、または発現構築物は染色体に挿入されてもよい。好ましい実施形態では、発現ベクターは、形質転換された宿主細胞の選択を可能にする選択マーカー遺伝子を含有する。選択マーカー遺伝子は、当技術分野において周知であり、使用される宿主細胞とともに変わる。
本明細書に開示されるある特定の態様では、対象の核酸は、ポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)をコードし、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結されたヌクレオチド配列を含む発現ベクター中で提供される。調節配列は、当技術分野で認識され、Tポリペプチドの発現を指示するために選択される。したがって、調節配列という用語は、プロモーター、エンハンサーおよび他の発現制御エレメントを含む。例示的な調節配列は、Goeddel; Gene Expression Technology: Methods in Enzymology, Academic Press, San Diego, CA (1990)に記載されている。例えば、作動可能に連結された場合に、DNA配列の発現を制御する広い範囲の発現制御配列のいずれかを、これらのベクター中で使用して、ポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)をコードするDNA配列を発現させることができる。このような有用な発現制御配列としては、例えば、SV40の早期および後期プロモーター、tetプロモーター、アデノウイルスまたはサイトメガロウイルス前初期プロモーター、RSVプロモーター、lac系、trp系、TACまたはTRC系、発現がT7RNAポリメラーゼにより指示されるT7プロモーター、ファージラムダの主要オペレーターおよびプロモーター領域、fdコートタンパク質に対する制御領域、3−ホスホグリセリン酸キナーゼまたは他の糖分解酵素に対するプロモーター、酸性ホスファターゼのプロモーター、例えば、Pho5、酵母α−接合因子のプロモーター、バキュロウイルス系のポリヘドロンプロモーター、ならびに原核細胞もしくは真核細胞またはそれらのウイルスの遺伝子の発現を制御することが公知の他の配列、ならびにこれらの様々な組合せが挙げられる。発現ベクターの設計は、形質転換される宿主細胞の選択および/または発現される所望のタンパク質の種類などの因子に依存し得ることが理解されるべきである。また、ベクターのコピー数、そのコピー数を制御する能力、および抗生物質マーカーなどのベクターによってコードされる任意の他のタンパク質の発現も、考慮されるべきである。
本開示に含まれる組換え核酸は、クローニングされた遺伝子またはその一部分を、原核細胞、真核細胞(酵母、鳥類、昆虫または哺乳動物)のいずれかまたはその両方における発現のために好適なベクターにライゲートすることによって、生成することができる。組換えポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)の生成のための発現ビヒクルとしては、プラスミドおよび他のベクターが挙げられる。例えば、好適なベクターとしては、以下の種類のプラスミド:E.coliなどの原核細胞における発現のための、pBR322由来プラスミド、pEMBL由来プラスミド、pEX由来プラスミド、pBTac由来プラスミドおよびpUC由来プラスミドが挙げられる。
一部の哺乳動物発現ベクターは、細菌中でのベクターの増殖を容易にするための原核生物配列、および真核細胞中で発現される1つまたは複数の真核生物転写ユニットの両方を含有する。pcDNAI/amp、pcDNAI/neo、pRc/CMV、pSV2gpt、pSV2neo、pSV2−dhfr、pTk2、pRSVneo、pMSG、pSVT7、pko−neoおよびpHygに由来するベクターは、真核細胞のトランスフェクションのための好適な哺乳動物発現ベクターの例である。これらのベクターの一部は、原核細胞および真核細胞の両方で複製および薬物耐性選択を容易にするために、pBR322などの細菌プラスミド由来の配列で改変される。あるいは、ウシパピローマウイルス(BPV−1)、またはエプスタインバーウイルス(pHEBo、pREP由来およびp205)などのウイルスの誘導体を、真核細胞におけるタンパク質の一過性発現のために使用することができる。他のウイルス(レトロウイルスを含む)発現系の例は、遺伝子治療の送達システムの説明において、下記に見出すことができる。プラスミドの調製および宿主生物の形質転換において用いられる種々の方法は、当技術分野において周知である。原核細胞および真核細胞の両方に対する他の好適な発現系、ならびに一般的な組換え手順については、Molecular Cloning A Laboratory Manual, 3rd Ed., ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001)を参照されたい。一部の例では、バキュロウイルス発現系の使用によって組換えポリペプチドを発現させることが望ましくあり得る。このようなバキュロウイルス発現系の例としては、pVL由来ベクター(pVL1392、pVL1393およびpVL941など)、pAcUW由来ベクター(pAcUW1など)、およびpBlueBac由来ベクター(β−gal含有pBlueBacIIIなど)が挙げられる。
ある特定の実施形態では、Pcmv−Scriptベクター(Stratagene、La Jolla、Calif.)、pcDN4ベクター(Invitrogen、Carlsbad、Calif.)およびpCI−neoベクター(Promega、Madison、Wisc.)などのベクターは、CHO細胞における対象のポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)の生成のために設計される。好ましい実施形態では、ベクターは、HEK−293細胞における対象のポリペプチドの生成のために設計される。明らかであるように、対象の遺伝子構築物を使用して、例えば、精製のために、融合タンパク質またはバリアントタンパク質を含むタンパク質を生成させるために、培養中に増殖された細胞における対象のポリペプチドの発現を引き起こすことができる。
本開示は、対象のポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)の1つまたは複数に対するコード配列(例えば、配列番号8、10、12、14、16、46、47、56、57、83、86、89、92、113、114、122、123、126、127、129、132、135、138、および142)を含む組換え遺伝子でトランスフェクトされた宿主細胞にも関連する。宿主細胞は、任意の原核細胞または真核細胞であり得る。例えば、本明細書に開示される二機能性または三機能性融合タンパク質は、E.coliなどの細菌細胞、昆虫細胞(例えば、バキュロウイルス発現系を使用する)、酵母または哺乳動物細胞において発現させてもよい。他の好適な宿主細胞が当業者に公知である。
したがって、本開示は、対象のポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)を生成するための方法にさらに関連する。例えば、ポリペプチドをコードする発現ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞は、適切な条件下で培養して、ポリペプチドの発現を生じさせることができる。ポリペプチドを、分泌させ、細胞およびポリペプチドを含有する培地の混合物から単離することができる。あるいは、ポリペプチドは、細胞質または膜画分に維持されてもよく、細胞は、回収され、溶解され、タンパク質が単離される。細胞培養物は、宿主細胞および培地を含む。細胞培養のための好適な培地は、当技術分野において周知である。対象のポリペプチドは、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、限外濾過、電気泳動、ポリペプチドの特定のエピトープに対して特異的な抗体を用いる免疫親和性精製、ならびにポリペプチドに融合したドメインに結合する薬剤を用いる親和性精製(例えば、プロテインAカラムがFc融合を精製するために使用され得る)を含む、タンパク質を精製するための、当技術分野において公知の技術を使用して、細胞培養培地、宿主細胞、またはその両方から単離することができる。好ましい実施形態では、ポリペプチドは、その精製を容易にするドメインを含有する融合タンパク質である。例としては、精製は、例えば、以下の3つまたはそれよりも多くを任意の順序で含む一連のカラムクロマトグラフィーによって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換を用いて終了することができる。
別の実施形態では、組換えポリペプチド(例えば、二機能性または三機能性融合タンパク質)の所望の部分のN末端で、ポリ−(His)/エンテロキナーゼ切断部位配列などの精製リーダー配列についてコードする融合遺伝子は、Ni2+金属樹脂を使用する親和性クロマトグラフィーによって、発現した融合タンパク質の精製を可能にし得る。次いで、精製リーダー配列は、その後、エンテロキナーゼによる処理によって除去されて、精製されたポリペプチドを提供することができる(例えば、Hochuli et al., (1987) J. Chromatography 411:177;およびJanknecht et al., PNAS USA 88:8972を参照されたい)。
融合遺伝子を作成するための技術は周知である。本質的には、異なるポリペプチド配列をコードする様々なDNA断片の連結は、ライゲーションのための平滑末端または交互末端、適切な末端を提供するための制限酵素消化、必要によりコヒーシブ末端の充填、望ましくない連結を回避するためのアルカリホスファターゼ処理、ならびに酵素的ライゲーションを用いる、慣用の技術に従って行なわれる。別の実施形態では、融合遺伝子は、自動DNA合成機を含む慣用の技術によって、合成することができる。あるいは、遺伝子断片のPCR増幅は、キメラ遺伝子配列を作製するためにその後にアニーリングすることができる、2つの連続的な遺伝子断片の間の相補的なオーバーハングを生じさせるアンカープライマーを使用して、行なうことができる(例えば、Current Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al., John Wiley & Sons: 1992を参照されたい)。
4.抗体アンタゴニスト
ある特定の態様では、本開示は、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの2つまたはそれより多くを含む二機能性または三機能性融合タンパク質に関し、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの1つまたは複数が、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3)、ActRII(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、TβRII、ベータグリカン、および免疫チェックポイント阻害剤(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4)の1つまたは複数に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。特に、アクチビン、TGFβ、TβRII、ベータグリカン、および免疫チェックポイント阻害剤の1つまたは複数に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインを含むこのような二機能性または三機能性融合タンパク質を使用して、本明細書に記載の1つまたは複数の疾患または状態(例えば、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および異形成障害)を処置または予防することができる。
一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、および/またはアクチビンAC)に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、アクチビン抗体(抗アクチビン抗体)とは、一般に、抗体がアクチビンの標的化における診断剤および/または治療剤として有用であるように、十分な親和性でアクチビンに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗アクチビン抗体の無関係の非アクチビンタンパク質への結合の程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacoreまたは他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイによって測定される、抗体のアクチビンへの結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗アクチビン抗体は、異なる種由来のアクチビンの中で保存されたアクチビンのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗アクチビン抗体はヒトアクチビンに結合する。他の好ましい実施形態では、抗アクチビン抗体は、アクチビンが同族のI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、およびALK4)に結合するのを阻害し、したがって、これらの受容体を介するアクチビン媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害し得る。ヒトアクチビンに結合する。アクチビンは配列相同性を共有し、したがって、1つのアクチビン(例えば、アクチビンA)に結合する抗体は1つまたは複数の追加のアクチビン(例えば、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAC)に結合し得ることに留意されたい。一部の実施形態では、抗アクチビン抗体は、少なくともアクチビンAおよび/またはアクチビンBに結合する。アクチビン抗体の例は、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる、国際特許出願公開第WO2015/017576号に開示されている。これらの抗体のいずれか、またはその抗原結合断片は、二機能性または三機能性融合タンパク質および本開示の方法に組み込まれ得る。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、REGN2477、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、アクチビンアンタゴニストドメインは、ActRII受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、ActRII抗体(抗ActRII抗体)は、一般に、抗体が、ActRII(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)を標的とする際に、診断剤および/または治療剤として有用であるように、十分な親和性でActRIIに結合する抗体を指す。一部の実施形態では、ActRII抗体は、ActRIIAに結合するが、ActRIIBには結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1×10−7Mより大きいKでActRIIBに結合するかまたは比較的中程度の結合、例えば、約1×10−8Mまたは約1×10−9Mを有する)。他の実施形態では、ActRII抗体は、ActRIIBに結合するが、ActRIIAには結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1×10−7Mより大きいKでActRIIAに結合するかまたは比較的中程度の結合、例えば、約1×10−8Mまたは約1×10−9Mを有する)。さらに他の実施形態では、ActRII抗体は、ActRIIAおよびActRIIBに結合する。ある特定の実施形態では、抗ActRII抗体の、関連しない、非ActRIIタンパク質への結合の程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイによって測定した場合、抗体のActRIIへの結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満であるか、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ActRII抗体は、様々な種に由来するActRIIの間で保存されているActRIIのエピトープ(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)に結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ActRII抗体は、ヒトActRII(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)に結合する。ActRIIAは、ActRIIBに対する配列相同性を有し、したがって、ActRIIAに結合する抗体は、一部の場合には、ActRIIBにも結合するおよび/またはそれを阻害する場合があり、逆もまたしかりである。このようなActRIIBおよび/またはActRIIA抗体の例は、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる、国際特許出願公開第WO2012/064771号、同第WO2013/063536号、同第WO2017/156488号、同第WO2010/125003号、および同第WO2013/188448号に開示されている。これらの抗体のいずれか、またはその抗原結合断片は、二機能性または三機能性融合タンパク質および本開示の方法に組み込まれ得る。一部の実施形態では、ActRIIA/B抗体は、ビマグルマブ、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインは、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2および/またはTGFβ3)に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、TGFβ抗体(抗TGFβ抗体)は、一般に、抗体が、TGFβを標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でTGFβに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗TGFβ抗体が無関係の非アクチビンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、TGFβに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗TGFβ抗体は、異なる種に由来するTGFβの間で保存されているTGFβのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗TGFβ抗体は、ヒトTGFΒに結合する。他の好ましい実施形態では、抗TGFβ抗体は、TGFβが、同族のI型受容体、II型受容体、または共受容体(例えば、TβRII、ALK5、およびベータグリカン)に結合するのを阻害し、よって、これらの受容体を介するTGFβに媒介されるシグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害し得る。TGFβは配列相同性を共有し、したがって、1つのTGFβ(例えば、TGFβ1)に結合する抗体は1つまたは複数の追加のTGFβ(例えば、TGFβ2および/またはTGFβ3)に結合し得ることに留意されたい。一部の実施形態では、抗TGFβ抗体は、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3に結合する。代替の実施形態では、抗TGFβ抗体は、TGFβ1およびTGFβ3に結合するが、TGFβ2には結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1×10−7Mより大きいKでTGFβ2に結合するかまたは比較的中程度の結合、例えば、約1×10−8Mまたは約1×10−9Mを有する)。一部の実施形態では、TGFβ抗体は、フレソリムマブ、またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、TGFβ抗体は、メテリムマブ、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインは、TβRIIに結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、TβRII抗体(抗TβRII抗体)は、一般に、抗体が、TβRIIを標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でTβRIIに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗TβRII抗体が無関係の非TβRIIタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、TβRIIに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗TβRII抗体は、異なる種に由来するTβRIIの間で保存されているTβRIIのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗TβRII抗体は、ヒトTβRIIに結合する。
一部の実施形態では、TGFβアンタゴニストドメインは、ベータグリカンに結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、ベータグリカン抗体(抗ベータグリカン抗体)は、一般に、抗体が、ベータグリカンを標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でベータグリカンに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗ベータグリカン抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、ベータグリカンに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ベータグリカン抗体は、異なる種に由来するベータグリカンの間で保存されているベータグリカンのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ベータグリカン抗体は、ヒトベータグリカンに結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−1に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、PD−1抗体(抗PD−1抗体)は、一般に、抗体が、PD−1を標的化する(例えば、PD−1媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でPD−1に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗PD−1抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、PD−1に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗PD−1抗体は、異なる種に由来するPD−1の間で保存されているPD−1のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗PD−1抗体は、ヒトPD−1に結合する。他の好ましい実施形態では、抗PD−1抗体は、PD−1がPD−L1に結合するのを阻害し得る。一部の実施形態では、抗PD−1抗体は、ニボルマブ、またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗PD−1抗体は、ペムブロリズマブ、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、PD−L1に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、PD−L1抗体(抗PD−L1抗体)は、一般に、抗体が、PD−L1を標的化する(例えば、PD−L1媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でPD−L1に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗PD−L1抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、PD−L1に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗PD−L1抗体は、異なる種に由来するPD−L1の間で保存されているPD−L1のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗PD−L1抗体は、ヒトPD−L1に結合する。他の好ましい実施形態では、抗PD−L1抗体は、PD−L1がPD−1に結合するのを阻害し得る。一部の実施形態では、抗PD−L1抗体は、アテゾリズマブ、またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗PD−L1抗体は、アベルマブ、またはその抗原結合断片である。一部の実施形態では、抗PD−L1抗体は、デュルバルマブ、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、CTLA4に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、CTLA4抗体(抗CTLA4抗体)は、一般に、抗体が、CTLA4を標的化する(例えば、CTLA4媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でCTLA4に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗CTLA4抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、CTLA4に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗CTLA4抗体は、異なる種に由来するCTLA4の間で保存されているCTLA4のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗CTLA4抗体は、ヒトCTLA4に結合する。他の好ましい実施形態では、抗CTLA4抗体は、CTLA4がMHCクラスII分子に結合するのを阻害し得る。一部の実施形態では、抗PD−L1抗体は、イピリムマブ、またはその抗原結合断片である。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、BTLAに結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、BTLA抗体(抗BTLA抗体)は、一般に、抗体が、BTLAを標的化する(例えば、BTLA媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でBTLAに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗BTLA抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、BTLAに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗BTLA抗体は、異なる種に由来するBTLAの間で保存されているBTLAのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗BTLA抗体は、ヒトBTLAに結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、LAG3に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、LAG3抗体(抗LAG3抗体)は、一般に、抗体が、LAG3を標的化する(例えば、LAG3媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でLAG3に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗LAG3抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、LAG3に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗LAG3抗体は、異なる種に由来するLAG3の間で保存されているLAG3のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗LAG3抗体は、ヒトLAG3に結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、TIM3に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、TIM3抗体(抗TIM3抗体)は、一般に、抗体が、TIM3を標的化する(例えば、TIM3媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でTIM3に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗TIM3抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、TIM3に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗TIM3抗体は、異なる種に由来するTIM3の間で保存されているTIM3のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗TIM3抗体は、ヒトTIM3に結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、LAIR1に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、LAIR1抗体(抗LAIR1抗体)は、一般に、抗体が、LAIR1を標的化する(例えば、LAIR1媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でLAIR1に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗LAIR1抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、LAIR1に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗LAIR1抗体は、異なる種に由来するLAIR1の間で保存されているLAIR1のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗LAIR1抗体は、ヒトLAIR1に結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、B7−DCに結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、B7−DC抗体(抗B7−DC抗体)は、一般に、抗体が、B7−DCを標的化する(例えば、B7−DC媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でB7−DCに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗B7−DC抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、B7−DCに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗B7−DC抗体は、異なる種に由来するB7−DCの間で保存されているB7−DCのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗B7−DC抗体は、ヒトB7−DCに結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、HVEMに結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、HVEM抗体(抗HVEM抗体)は、一般に、抗体が、HVEMを標的化する(例えば、HVEM媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でHVEMに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗HVEM抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、HVEMに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗HVEM抗体は、異なる種に由来するHVEMの間で保存されているHVEMのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗HVEM抗体は、ヒトHVEMに結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、TIM4に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、TIM4抗体(抗TIM4抗体)は、一般に、抗体が、TIM4を標的化する(例えば、TIM4媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でTIM4に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗TIM4抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、TIM4に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗TIM4抗体は、異なる種に由来するTIM4の間で保存されているTIM4のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗TIM4抗体は、ヒトTIM4に結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、B7−H3に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、B7−H3抗体(抗B7−H3抗体)は、一般に、抗体が、B7−H3を標的化する(例えば、B7−H3媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でB7−H3に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗B7−H3抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、B7−H3に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗B7−H3抗体は、異なる種に由来するB7−H3の間で保存されているB7−H3のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗B7−H3抗体は、ヒトB7−H3に結合する。
一部の実施形態では、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインは、B7−H4に結合する抗体、またはその抗原結合ドメインである。本明細書で使用される場合、B7−H4抗体(抗B7−H4抗体)は、一般に、抗体が、B7−H4を標的化する(例えば、B7−H4媒介性免疫抑制活性を阻害する)診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でB7−H4に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗B7−H4抗体が無関係の非ベータグリカンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質−タンパク質相互作用もしくは結合親和性アッセイにより測定して、B7−H4に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗B7−H4抗体は、異なる種に由来するB7−H4の間で保存されているB7−H4のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗B7−H4抗体は、ヒトB7−H4に結合する。
抗体という用語は、最も広い意味で本明細書で使用され、限定されるものではないが、所望の抗原結合活性を示す限り、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、および抗体断片を含む、様々な抗体構造を包含する。抗体断片とは、無傷抗体が結合する抗原に結合する無傷抗体の一部分を含む、無傷抗体以外の分子を指す。抗体断片の例としては、限定されるものではないが、Fv、Fab、Fab’、Fab’−SH、F(ab’);ダイアボディ;直鎖抗体;一本鎖抗体分子(例えば、scFv);および抗体断片から形成される多重特異性抗体が挙げられる。例えば、Hudson et al. (2003) Nat. Med. 9:129−134;Pluckthun, in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, vol. 113, Rosenburg and Moore eds., (Springer−Verlag, New York), pp. 269−315 (1994);国際公開第93/16185号;ならびに米国特許第5,571,894号、米国特許第5,587,458号および米国特許第5,869,046号を参照されたい。本明細書に開示される抗体は、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であり得る。特定の実施形態では、本開示の抗体は、それらに付着され、検出されることが可能な標識(例えば、標識は、放射性同位元素、蛍光化合物、酵素または酵素補因子であり得る)を含む。好ましい実施形態では、本開示の抗体は、単離された抗体である。
ダイアボディは、二価または二重特異性であり得る、2つの抗原結合性部位を有する抗体断片である。例えば、EP404,097;国際公開第1993/01161号;Hudson et al. (2003) Nat. Med. 9:129−134 (2003);およびHollinger et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6444−6448を参照されたい。トリアボディおよびテトラボディも、Hudson et al. (2003) Nat. Med. 9:129−134に記載されている。
シングルドメイン抗体は、抗体の重鎖可変ドメインのすべてもしくは一部分、または軽鎖可変ドメインのすべてもしくは一部分を含む抗体断片である。ある特定の実施形態では、シングルドメイン抗体は、ヒトシングルドメイン抗体である。例えば、米国特許第6,248,516号を参照されたい。
抗体断片は、限定されるものではないが、無傷抗体のタンパク質消化、および本明細書に記載の組換え宿主細胞(例えば、E.coliまたはファージ)による生成を含む様々な技術によって作成することができる。
本明細書における抗体は、任意のクラスの抗体であり得る。抗体のクラスとは、その重鎖によって保有される定常ドメインまたは定常領域の種類を指す。5つの主要な抗体のクラス:IgA、IgD、IgE、IgGおよびIgMがあり、これらのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG、IgG、IgG、IgG、IgAおよびIgAにさらに分けられ得る。免疫グロブリンの異なるクラスに対応する重鎖定常ドメインは、アルファ、デルタ、イプシロン、ガンマおよびミューとよばれる。
一般に、本明細書に開示される方法における使用のための抗体は、好ましくは、高い結合親和性で、その標的抗原に特異的に結合する。親和性は、K値として表わされてもよく、固有の結合親和性(例えば、最小アビディティ効果を有する)を反映する。典型的には、結合親和性は、無細胞の状況または細胞に関連する状況に関わらず、in vitroで測定される。本明細書に開示されるアッセイを含む、当技術分野において公知のいくつかのアッセイのいずれかを使用して、結合親和性測定値を得ることができ、例えば、表面プラズモン共鳴(Biacore(商標)アッセイ)、放射性標識抗原結合性アッセイ(RIA)およびELISAが挙げられる。一部の実施形態では、本開示の抗体は、少なくとも、1×10−9もしくはそれよりも強い、1×10−10もしくはそれよりも強い、1×10−11もしくはそれよりも強い、1×10−12もしくはそれよりも強い、1×10−13もしくはそれよりも強い、または1×10−14もしくはそれよりも強いKで、それらの標的抗原[例えば、ActRIIB、ActRIIA、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC) TβRII、ベータグリカン、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3)、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4]に結合する。
ある特定の実施形態では、Kは、以下のアッセイによって記載されるようにして、目的の抗体のFabバージョンおよびその標的抗原を用いて行なわれるRIAによって、測定される。抗原に対するFabの溶液結合親和性は、未標識抗原の滴定系列の存在中、最低濃度の放射性標識抗原(例えば、125I標識)でFabを平衡化すること、次いで、抗Fab抗体コーティングプレートを用いて結合した抗原を捕捉することによって、測定される[例えば、Chen et al. (1999) J. Mol. Biol. 293:865−881を参照されたい]。アッセイのための条件を確立するために、マルチウェルプレート(例えば、MICROTITER(登録商標)、Thermo Scientific製)を、捕捉性抗Fab抗体(例えば、Cappel Labs製)でコーティングし(例えば、終夜)、その後、好ましくは、室温(およそ23℃)でウシ血清アルブミンを用いてブロッキングする。非吸着プレートにおいて、放射性標識抗原を、目的のFabの連続希釈により混合する[例えば、Presta et al., (1997) Cancer Res. 57:4593−4599における、抗VEGF抗体、Fab−12の評価と一致する]。次いで、目的のFabを、好ましくは、終夜インキュベートして、しかし、インキュベーションは、平衡に達することを確実にするために、より長い時間(例えば、約65時間)継続してもよい。その後、混合物を、好ましくは、室温で約1時間、インキュベーションのために、捕捉プレートに移す。次いで、溶液を除去し、プレートを、好ましくは、ポリソルベート20およびPBSの混合物で数回洗浄する。プレートが乾燥したら、シンチレーション剤(例えば、MICROSCINT(登録商標)、Packard製)を添加し、プレートを、ガンマカウンター(例えば、TOPCOUNT(登録商標)、Packard製)でカウントする。
別の実施形態によれば、Kは、例えば、BIACORE(登録商標)2000またはBIACORE(登録商標)3000(Biacore,Inc.、Piscataway、N.J.)を、約10応答単位(RU)で固定化抗原CM5チップとともに使用して、表面プラズモン共鳴アッセイを使用して測定される。簡潔には、カルボキシメチル化デキストランのバイオセンサーチップ(CM5、Biacore,Inc.)を、供給業者の使用説明書に従って、N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド塩酸塩(EDC)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)で活性化する。例えば、抗原を、10mMの酢酸ナトリウム、pH4.8で、5μg/mL(約0.2μM)に希釈した後、5μl/分の流速で注入して、カップリングしたタンパク質のおよそ10応答単位(RU)を達成することができる。抗原の注入後、1Mのエタノールアミンを、未反応基をブロッキングするために注入する。動態測定のために、Fabの2倍連続希釈(0.78nM〜500nM)を、0.05%のポリソルベート20(TWEEN(登録商標)−20)界面活性剤(PBST)を有するPBS中に、およそ25μl/分の流速で注入する。会合速度(kon)および解離速度(koff)は、例えば、単純な一対一ラングミュア結合モデル(BIACORE(登録商標)Evaluationソフトウェア バージョン3.2)を使用して、会合および解離センサーグラムを同時にフィッティングすることによって、計算する。平衡解離定数(K)を、比koff/konとして計算する[例えば、Chen et al., (1999) J. Mol. Biol. 293:865−881を参照されたい]。会合速度(on−rate)、例えば、上記の表面プラズモン共鳴アッセイにより10−1−1を超える場合、次いで、会合速度(on−rate)は、ストップフローを備える分光光度計(Aviv Instruments)または8000シリーズSLM−AMINCO(登録商標)分光光度計(ThermoSpectronic)などの分光計で、撹拌キュベットを用いて測定される場合に、増加させた濃度の抗原の存在中で、PBS中の20nMの抗抗原抗体(Fab型)の蛍光発光強度(例えば、励起=295nm;発光=340nm、16nmバンドパス)の増加または減少を測定する、蛍光消光技術を使用して決定することができる。
human ActRIIB、ActRIIA、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、およびアクチビンAC)、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3) TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4の核酸ならびにアミノ酸配列は、当技術分野において周知であり、したがって、本開示による使用のための抗体アンタゴニストは、当技術分野における知識および本明細書に提供される教示に基づいて、当業者によって日常的に作成され得る。
ある特定の実施形態では、本明細書に提供される抗体は、キメラ抗体である。キメラ抗体とは、重鎖および/または軽鎖の一部分が特定の供給源または種に由来するが、重鎖および/または軽鎖の残りの部分が異なる供給源または種に由来する抗体を指す。ある特定のキメラ抗体は、例えば、米国特許第4,816,567号;およびMorrison et al., (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:6851−6855に記載されている。一部の実施形態では、キメラ抗体は、非ヒト可変領域(例えば、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはサルなどの非ヒト霊長類に由来する可変領域)およびヒト定常領域を含む。一部の実施形態では、キメラ抗体は、クラスまたはサブクラスが親抗体のものから変更された、「クラススイッチ」抗体である。一般に、キメラ抗体は、その抗原結合断片を含む。
ある特定の実施形態では、本明細書に提供されるキメラ抗体は、ヒト化抗体である。ヒト化抗体とは、非ヒト超可変領域(HVR)由来のアミノ酸残基、およびヒトフレームワーク領域(FR)由来のアミノ酸残基を含むキメラ抗体を指す。特定の実施形態では、ヒト化抗体は、HVRのすべてまたは実質的にすべて(例えば、CDR)が非ヒト抗体のものに対応し、FRのすべてまたは実質的にすべてがヒト抗体のものに対応する、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインのすべてを実質的に含む。ヒト化抗体は、必要に応じて、ヒト抗体に由来する抗体定常領域の少なくとも一部分を含んでいてもよい。抗体、例えば、非ヒト抗体の「ヒト化形態」とは、ヒト化を受けた抗体を指す。
ヒト化抗体およびこれらを作成する方法は、例えば、Almagro and Fransson (2008) Front. Biosci. 13:1619−1633に概説されており、さらに、例えば、Riechmann et al., (1988) Nature 332:323−329;Queen et al. (1989) Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 86:10029−10033;米国特許第5,821,337号、米国特許第7,527,791号、米国特許第6,982,321号および米国特許第7,087,409号;Kashmiri et al., (2005) Methods 36:25−34[SDR(a−CDR)グラフト化を記載している];Padlan, Mol. Immunol. (1991) 28:489−498(「再表面化」を記載している);Dall’Acqua et al. (2005) Methods 36:43−60(「FRシャッフリング」を記載している);Osbourn et al. (2005) Methods 36:61−68;ならびにKlimka et al. Br. J. Cancer (2000) 83:252−260 (FRシャッフリングへの「ガイド付き選択」アプローチを記載している)に記載されている。
ヒト化のために使用され得るヒトフレームワーク領域としては、限定されるものではないが、「ベストフィット」法を使用して選択されるフレームワーク領域[例えば、Sims et al. (1993) J. Immunol. 151:2296を参照されたい];軽鎖または重鎖可変領域の特定のサブグループのヒト抗体の定常配列に由来するフレームワーク領域[例えば、Carter et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:4285;およびPresta et al. (1993) J. Immunol., 151:2623を参照されたい];ヒト成熟(体細胞変異)フレームワーク領域またはヒト生殖細胞系列フレームワーク領域[例えば、Almagro and Fransson (2008) Front. Biosci. 13:1619−1633を参照されたい]:およびFRライブラリーのスクリーニングに由来するフレームワーク領域[例えば、Baca et cd., (1997) J. Biol. Chem. 272:10678−10684;およびRosok et cd., (1996) J. Biol. Chem. 271:22611−22618を参照されたい]が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書に提供される抗体は、ヒト抗体である。ヒト抗体は、当技術分野において公知の様々な技術を使用して生成することができる。ヒト抗体は、一般に、van Dijk and van de Winkel (2001) Curr. Opin. Pharmacol. 5: 368−74およびLonberg (2008) Curr. Opin. Immunol. 20:450−459に記載されている。
ヒト抗体は、免疫原[例えば、ActRIIB、ActRIIA、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3) TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4]を、抗原負荷に応答して、無傷ヒト抗体またはヒト可変領域を有する無傷抗体を生成するように改変されたトランスジェニック動物に投与することによって、調製され得る。このような動物は、典型的には、内因性免疫グロブリン遺伝子座を置き換えるか、または染色体外に存在するか、もしくは動物の染色体にランダムに統合される、ヒト免疫グロブリン遺伝子座のすべてまたは一部分を含有する。このようなトランスジェニック動物において、内因性免疫グロブリン遺伝子座は、一般に、不活性化されている。トランスジェニック動物からヒト抗体を得るための方法の総説として、例えば、Lonberg (2005) Nat. Biotechnol. 23:1117−1125;米国特許第6,075,181号および同第6,150,584号(XENOMOUSE(商標)技術を記載している);米国特許第5,770,429号(HuMab(登録商標)技術を記載している);米国特許第7,041,870号(K−M MOUSE(登録商標)技術を記載している);ならびに米国特許出願公開第2007/0061900号(VelociMouse(登録商標)技術を記載している)を参照されたい。このような動物によって作製される無傷抗体由来のヒト可変領域は、例えば、異なるヒト定常領域と組み合わせることによって、さらに改変され得る。
本明細書に提供されるヒト抗体は、ハイブリドーマに基づく方法によって作成することもできる。ヒトモノクローナル抗体の産生のためのヒトミエローマおよびマウス−ヒトヘテロミエローマ細胞系が記載されている[例えば、Kozbor J. Immunol., (1984) 133: 3001;Brodeur et al. (1987) Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, pp. 51−63, Marcel Dekker, Inc., New York;およびBoerner et al. (1991) J. Immunol., 147: 86を参照されたい]。ヒトB細胞ハイブリドーマ技術により作製されるヒト抗体はまた、Li et al., (2006) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103:3557−3562に記載されている。追加の方法としては、例えば、米国特許第7,189,826号(ハイブリドーマ細胞系からのモノクローナルヒトIgM抗体の産生を記載している)およびNi, Xiandai Mianyixue (2006) 26(4):265−268 (2006)(ヒト−ヒトハイブリドーマを記載している)に記載されるものが挙げられる。ヒトハイブリドーマ技術(トリオーマ技術)もまた、Vollmers and Brandlein (2005) Histol. Histopathol., 20(3):927−937 (2005)およびVollmers and Brandlein (2005) Methods Find Exp. Clin. Pharmacol., 27(3):185−91に記載されている。
本明細書に提供されるヒト抗体はまた、ヒト由来ファージディスプレイライブラリーから選択されるFvクローン可変ドメイン配列を単離することによって作製してもよい。このような可変ドメイン配列は、次いで、所望のヒト定常ドメインと組み合わされ得る。抗体ライブラリーからヒト抗体を選択するための技術は、本明細書に記載される。
例えば、本開示の抗体は、所望の活性(1つまたは複数)を有する抗体について、コンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることによって、単離され得る。ファージディスプレイライブラリーを作製するため、および所望の結合特性を保有する抗体についてそのようなライブラリーをスクリーニングするための、種々の方法が当技術分野において公知である。このような方法は、例えば、Hoogenboom et al. (2001) in Methods in Molecular Biology 178:1−37, O’Brien et al., ed., Human Press, Totowa, N.J.において概説されており、例えば、McCafferty et al. (1991) Nature 348:552−554; Clackson et al., (1991) Nature 352: 624−628;Marks et al. (1992) J. Mol. Biol. 222:581−597;Marks and Bradbury (2003) in Methods in Molecular Biology 248:161−175, Lo, ed., Human Press, Totowa, N.J.;Sidhu et al. (2004) J. Mol. Biol. 338(2):299−310;Lee et al. (2004) J. Mol. Biol. 340(5):1073−1093; Fellouse (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101(34):12467−12472;およびLee et al. (2004) J. Immunol. Methods 284(1−2): 119−132にさらに記載されている。
ある特定のファージディスプレイ法では、VHおよびVL遺伝子のレパートリーを、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって別にクローニングし、ファージライブラリーにランダムに組換えし、次いで、これをWinter et al. (1994) Ann. Rev. Immunol., 12: 433−455に記載されているようにして、抗原結合ファージについてスクリーニングすることができる。ファージは、典型的には、一本鎖Fv(scFv)断片として、またはFab断片としてのいずれかで、抗体断片を提示する。免疫された供給源由来のライブラリーは、ハイブリドーマを構築する要件なしで、免疫原[例えば、ActRIIB、ActRIIA、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3) TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4]に対する高親和性抗体を提供する。あるいは、Griffiths et al. (1993) EMBO J、12: 725−734に記載されるようにして、ナイーブレパートリーを、クローニングして(例えば、ヒトから)、任意の免疫化なしで、広範囲の非自己抗原に対し、自己抗原にも対する抗体の単一供給源を提供することができる。最後に、Hoogenboom and Winter (1992) J. Mol. Biol., 227: 381−388に記載されるようにして、幹細胞由来の再構成されていないV遺伝子セグメントをクローニングし、ランダム配列を含有するPCRプライマーを使用して、高度可変CDR3領域をコードし、in vitroでの再構成を達成することによって、ナイーブライブラリーを合成的に作成することもできる。ヒト抗体ファージライブラリーを記載する特許刊行物としては、例えば、米国特許第5,750,373号、ならびに米国特許出願公開第2005/0079574号、米国特許出願公開第2005/0119455号、米国特許出願公開第2005/0266000号、米国特許出願公開第2007/0117126号、米国特許出願公開第2007/0160598号、米国特許出願公開第2007/0237764号、米国特許出願公開第2007/0292936号および米国特許出願公開第2009/0002360号が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書に提供される抗体は、多重特異性抗体、例えば、二重特異性抗体である。多重特異性抗体(典型的には、モノクローナル抗体)は、1つまたは複数(例えば、2、3、4、5、6またはそれよりも多い)抗原に対する、少なくとも2つの異なるエピトープ(例えば、2、3、4、5もしくは6またはそれよりも多い)に対する結合特異性を有する。
「オクトパス抗体」を含む、3つまたはそれよりも多くの機能的抗原結合部位を有する遺伝子操作された抗体も本明細書に含まれる(例えば、米国特許出願公開第2006/0025576号を参照されたい)。
ある特定の実施形態では、本明細書に開示される抗体は、モノクローナル抗体である。モノクローナル抗体とは、実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体、すなわち、この集団を構成する個々の抗体が、同一であるか、および/または同じエピトープに結合することを指すが、例えば、天然に存在する変異を含有するか、またはモノクローナル抗体調製物の生成の間に生じる、可能性があるバリアント抗体は除き、このようなバリアントは、一般に、少量で存在する。典型的には異なるエピトープに対して作られる異なる抗体を含む、ポリクローナル抗体調製物とは対照的に、モノクローナル抗体調製物のそれぞれのモノクローナル抗体は、抗原上の単一のエピトープに対して作られる。そのため、「モノクローナル」という修飾語句は、実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体の特性を示し、任意の特定の方法による抗体の生成を必要とすると解釈されるべきではない。例えば、本方法に従って使用されるモノクローナル抗体は、限定されるものではないが、ハイブリドーマ法、組換えDNA法、ファージディスプレイ法、およびヒト免疫グロブリン遺伝子座のすべてまたは一部を含有するトランスジェニック動物を利用する方法を含む種々の技術によって作成され得、このような方法およびモノクローナル抗体を作成するための他の例示的な方法は本明細書に記載される。
例えば、アクチビンAに由来する免疫原を使用することによって、抗タンパク質/抗ペプチド抗血清またはモノクローナル抗体は、標準的なプロトコールによって作成することができる[例えば、Antibodies: A Laboratory Manual (1988) ed. by Harlow and Lane, Cold Spring Harbor Pressを参照されたい]。マウス、ハムスターまたはウサギなどの哺乳動物を、アクチビンAポリペプチドの免疫原性形態、抗体応答を誘発する能力がある抗原性断片、または融合タンパク質で免疫することができる。タンパク質またはペプチドに対して免疫原性を付与するための技術としては、担体へのコンジュゲーション、または当技術分野において周知の他の技術が挙げられる。アクチビンAポリペプチドの免疫原性部分は、アジュバントの存在中で投与することができる。免疫化の進行は、血漿または血清中の抗体価の検出によって、監視することができる。標準的なELISAまたは他のイムノアッセイを、抗体産生のレベルおよび/または結合親和性のレベルを評価するための抗原としての免疫原とともに使用することができる。
アクチビンAの抗原性調製物による動物の免疫後、抗血清を得ることができ、所望により、ポリクローナル抗体を、血清から単離することができる。モノクローナル抗体を生成するために、抗体産生細胞(リンパ球)を、免疫された動物から回収し、標準的な体細胞融合手順によって、ミエローマ細胞などの不死化細胞と融合させて、ハイブリドーマ細胞を得ることができる。このような技術は、当技術分野において周知であり、例えば、ハイブリドーマ技術[例えば、Kohler and Milstein (1975) Nature, 256: 495−497を参照されたい]、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術[例えば、Kozbar et al. (1983) Immunology Today, 4:72を参照されたい]、およびヒトモノクローナル抗体を生成するためのEBVハイブリドーマ技術[Cole et al. (1985) Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc. pp. 77−96]が挙げられる。ハイブリドーマ細胞は、アクチビンAポリペプチドと特異的反応性の抗体の産生のために、免疫化学的にスクリーニングすることができ、モノクローナル抗体を、このようなハイブリドーマ細胞を含む培養物から単離することができる。
ある特定の実施形態では、1つまたは複数のアミノ酸改変を、本明細書に提供される抗体のFc領域に導入し、それによってFc領域バリアントを作製し得る。Fc領域バリアントは、1つまたは複数のアミノ酸位置にアミノ酸改変(例えば、置換、欠失および/または付加)を含むヒトFc領域配列(例えば、ヒトIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4のFc領域)を含んでいてもよい。
例えば、本開示は、in vivoでの抗体の半減期が重要である適用に対する望ましい候補にする、一部の、しかしすべてではないエフェクター機能を持つ抗体バリアントを企図し、それにもかかわらず、ある特定のエフェクター機能[例えば、補体依存性細胞傷害(CDC)および抗体依存性細胞傷害(ADCC)]は不必要または有害である。in vitroおよび/またはin vivo細胞傷害アッセイを実施して、CDCおよび/またはADCC活性の低減/欠乏を確認することができる。例えば、Fc受容体(FcR)結合アッセイを実施して、抗体がFcγR結合性を欠くが(そのため、ADCC活性を欠く可能性がある)、FcRn結合能を保持していることを確実にすることができる。ADCCを媒介するための初代細胞であるNK細胞は、FcγRIIIのみを発現するが、単球は、FcγRI、FcγRIIおよびFcγRIIIを発現する。造血細胞におけるFcR発現は、例えば、Ravetch and Kinet (1991) Annu. Rev. Immunol. 9:457−492に概説されている。目的の分子のADCC活性を評価するためのin vitroアッセイの非限定的な例は、米国特許第5,500,362号;Hellstrom, I. et al. (1986) Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 83:7059−7063;Hellstrom, I et al. (1985) Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 82:1499−1502;米国特許第5,821,337号;およびBruggemann, M. et al. (1987) J. Exp. Med. 166:1351−1361に記載されている。あるいは、非放射活性アッセイ法を用いてもよい(例えば、ACTI(商標)、フローサイトメトリー用の非放射活性細胞傷害アッセイ;CellTechnology,Inc.、Mountain View、Calif.;およびCytoTox 96(登録商標)、非放射活性細胞傷害性アッセイ、Promega、Madison、Wis.)。このようなアッセイのために有用なエフェクター細胞としては、末梢血単核細胞(PBMC)およびナチュラルキラー(NK)細胞が挙げられる。あるいは、または加えて、目的の分子のADCC活性は、in vivoで、例えば、Clynes et al. (1998) Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 95:652−656に開示されているものなどの動物モデルで評価してもよい。C1q結合アッセイもまた、抗体がC1qに結合することができず、そのため、CDC活性を欠くことを確認するために行ってもよい[例えば、国際公開第2006/029879号および国際公開第2005/100402号におけるC1qおよびC3c結合ELISAを参照されたい]。補体活性化を評価するために、CDCアッセイを行なってもよい[例えば、Gazzano−Santoro et al. (1996) J. Immunol. Methods 202:163;Cragg, M. S. et al. (2003) Blood 101:1045−1052;およびCragg, M. S, and M. J. Glennie (2004) Blood 103:2738−2743を参照されたい]。FcRn結合およびin vivoのクリアランス/半減期の決定は、当技術分野において公知の方法を使用して行うこともできる[例えば、Petkova, S. B. et al. (2006) Int. Immunol. 18(12):1759−1769を参照されたい]。
低減したエフェクター機能を有する本開示の抗体としては、Fc領域残基238、265、269、270、297、327および329の1つまたは複数の置換を有する抗体が挙げられる(米国特許第6,737,056号)。このようなFc変異体としては、アミノ酸位置265、269、270、297および327の2つまたはそれよりも多くに置換を有するFc変異体が挙げられ、残基265および297のアラニンへの置換を有するいわゆる「DANA」Fc変異体を含む(米国特許第7,332,581号)。
ある特定の実施形態では、システインが遺伝子操作された抗体を作出することが望ましいことがあり、例えば、「thioMAb」は、抗体の1つまたは複数の残基がシステイン残基と置換されている。特定の実施形態では、置換された残基は、抗体のアクセス可能部位に存在する。それらの残基をシステインで置換することによって、反応性チオール基は、それによって抗体のアクセス可能な部位に配置され、抗体を、薬物部分またはリンカー−薬物部分などの他の部分とコンジュゲートするために使用して、本明細書においてさらに記載されるようにして、免疫コンジュゲートを作出し得る。ある特定の実施形態では、以下の残基のいずれか1つまたは複数が、システインで置換されていてもよい:軽鎖のV205(Kabat番号付け);重鎖のA118(EU番号付け);および重鎖Fc領域のS400(EU番号付け)。システインが遺伝子操作された抗体は、例えば、米国特許第7,521,541号に記載されるようにして、作製してもよい。
加えて、望ましい抗体を特定するために、抗体をスクリーニングするために使用される技術は、得られる抗体の特性に影響を与えることがある。例えば、抗体が溶液中で抗原を結合するために使用される場合、溶液の結合を試験することが望ましくあり得る。様々な異なる技術を、特定の望ましい抗体を特定するために、抗体および抗原の間の相互作用を試験するために利用可能である。様々な技術としては、ELISA、表面プラズモン共鳴結合アッセイ(例えば、Biacore(商標)結合アッセイ、BiacoreAB、Uppsala、Sweden)、サンドイッチアッセイ(例えば、IGEN International,Inc.、Gaithersburg、Marylandの常磁性ビーズシステム)、ウエスタンブロット、免疫沈降アッセイおよび免疫組織化学的検査が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書に提供される抗体および/または結合ポリペプチドのアミノ酸配列バリアントが企図される。例えば、抗体および/もしくは結合ポリペプチドの結合親和性ならびに/または他の生物学的特性を改善することが望ましくあり得る。抗体および/または結合ポリペプチドのアミノ酸配列バリアントは、抗体および/または結合ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に適切な改変を導入することによって、あるいはペプチド合成によって、調製され得る。このような改変としては、例えば、抗体および/もしくは結合ポリペプチドのアミノ酸配列からの欠失、ならびに/またはこのアミノ酸配列への挿入、ならびに/またはこのアミノ酸配列内の残基の置換が挙げられる。欠失、挿入および置換の任意の組合せは、最終構築物が所望の特性、例えば、標的との結合(例えば、ActRIIB、ActRIIA、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、およびアクチビンAC)、TGFβ(TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3) TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4の結合)を持つならば、最終構築物に達するために行うことができる。
変更(例えば、置換)は、例えば、抗体親和性を改善するために、HVRにおいて行なってもよい。このような変更は、HVR「ホットスポット」、すなわち、体細胞成熟プロセス中に高頻度で変異を受けるコドンによってコードされる残基において(例えば、Chowdhury (2008) Methods Mol. Biol. 207:179−196 (2008)を参照されたい)、および/またはSDR(a−CDR)において行なうことができ、得られるバリアントVHまたはVLは、結合親和性について試験される。二次ライブラリーを構築し、二次ライブラリーから再選択することによる親和性成熟は、当技術分野において記載されている[例えば、Hoogenboom et al., in Methods in Molecular Biology 178:1−37, O’Brien et al., ed., Human Press, Totowa, N.J., (2001)を参照されたい]。親和性成熟の一部の実施形態では、多様性は、任意の種々の方法によって、成熟のために選択された可変遺伝子に導入される(例えば、エラープローンPCR、鎖シャッフリング、またはオリゴヌクレオチド定方向変異誘発)。次いで、二次ライブラリーが作出される。次いで、ライブラリーを、所望の親和性を有する任意の抗体バリアントを特定するためにスクリーニングする。多様性を導入するための別の方法は、いくつかのHVR残基(例えば、一度に4〜6残基)がランダム化される、HVR定方向アプローチを含む。抗原結合性に関与するHVR残基は、例えば、アラニンスキャニング変異誘発またはモデリングを使用して、具体的に特定され得る。特に、CDR−H3およびCDR−L3が、多くの場合、標的にされる。
ある特定の実施形態では、置換、挿入または欠失は、このような変更が、抗原に結合する抗体の能力を実質的に低減させない限り、1つまたは複数のHVR内で生じさせ得る。例えば、結合親和性を実質的に低減させない保存的変更(例えば、本明細書に提供されるような保存的置換)を、HVRにおいて行なってもよい。このような変更は、HVR「ホットスポット」またはSDRの外側であり得る。上記において提供されるバリアントVHおよびVL配列のある特定の実施形態では、それぞれのHVRは、変更されていないか、または1、2もしくは3以下のアミノ酸置換を含むかのいずれかである。
変異誘発のために標的にされ得る抗体および/または結合ポリペプチドの残基または領域の特定のための有用な方法は、Cunningham and Wells (1989) Science, 244:1081−1085に記載されているように、「アラニンスキャニング変異誘発」と呼ばれる。この方法では、標的残基(例えば、arg、asp、his、lysおよびgluなどの荷電残基)の残基または基が特定され、中性または負に荷電したアミノ酸(例えば、アラニンまたはポリアラニン)によって置き換えられて、抗体または結合ポリペプチドと抗原の相互作用が影響を受けるか否かを決定する。さらなる置換を、最初の置換に対する機能的感受性を実証するアミノ酸位置に導入してもよい。あるいは、または加えて、抗原−抗体複合体の結晶構造を使用して、抗体および抗原の間の接触点を特定することができる。このような接触残基および隣接する残基は、置換の候補として標的にされてもよく、または除外されてもよい。バリアントは、それらが所望の特性を含有するか否かを決定するためにスクリーニングされ得る。
アミノ酸配列の挿入は、1残基から100またはそれよりも多くの残基を含有するポリペプチドまでの長さの範囲のアミノ末端および/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一または複数のアミノ酸残基の配列間挿入を含む。末端挿入の例としては、N末端メチオニル残基を有する抗体が挙げられる。抗体分子の他の挿入バリアントとしては、酵素(例えば、ADEPTについて)もしくは抗体の血清半減期を増加させるポリペプチドとの抗体のN末端またはC末端の融合が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書に提供される抗体および/または結合ポリペプチドは、当技術分野において公知であって、容易に入手可能である、追加の非タンパク質性部分を含有するようにさらに改変されていてもよい。抗体および/または結合ポリペプチドの誘導体化のために好適な部分としては、限定されるものではないが、水溶性ポリマーが挙げられる。水溶性ポリマーの非限定的な例としては、限定されるものではないが、ポリエチレングリコール(PEG)、エチレングリコール/プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ−1,3−ジオキソラン、ポリ−1,3,6−トリオキサン、エチレン/無水マレイン酸コポリマー、ポリアミノ酸(ホモポリマーまたはランダムコポリマーのいずれか)、およびデキストランまたはポリ(n−ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロプロピレン(propropylene)グリコールホモポリマー、プロリプロピレン(prolypropylene)オキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、ポリビニルアルコール、ならびにこれらの混合物が挙げられる。ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドは、水中でのその安定性に起因して、製造中の利点を有し得る。ポリマーは、任意の分子量のものであってもよく、分岐または非分岐であってもよい。抗体および/または結合ポリペプチドに付着するポリマーの数は変更されてもよく、2以上のポリマーが付着する場合、それらは、同じまたは異なる分子であり得る。一般に、誘導体化のために使用されるポリマーの数および/または種類は、限定されるものではないが、抗体誘導体および/または結合ポリペプチド誘導体が規定された条件下での治療において使用されるかに関わらず、改善される抗体および/もしくは結合ポリペプチドの特定の特性または機能を含む考慮事項に基づいて決定することができる。
5.低分子アンタゴニスト
他の態様では、本開示は、低分子、または低分子の組合せであるアクチビンアンタゴニスト、TGFβアンタゴニスト、および/または免疫チェックポイントアンタゴニストに関する。特に、本開示は、一部分では、このような低分子を、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの2つまたはそれより多くを含む二機能性または三機能性融合タンパク質と組み合わせて使用して、本明細書に記載の1つまたは複数の疾患または状態(例えば、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および異形成障害)を処置または予防することに関する。
ある特定の態様では、低分子は、アクチビンアンタゴニストである。一部の実施形態では、低分子は、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、および/またはアクチビンACを阻害する。一部の実施形態では、低分子はアクチビンAを阻害するが、アクチビンBを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、低分子はアクチビンBを阻害するが、アクチビンAを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、低分子は、アクチビンAおよびアクチビンBを阻害する。一部の実施形態では、低分子はActRIIAを阻害するが、ActRIIBを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、低分子はActRIIBを阻害するが、ActRIIAを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、低分子は、ActRIIAおよびActRIIBを阻害する。
ある特定の態様では、低分子は、TGFβアンタゴニストである。一部の実施形態では、低分子は、少なくともTGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3)を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、TGFβ1およびTGFβ3を阻害するが、TGFβ2を阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、低分子は、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、TβRIIを阻害する。一部の実施形態では、低分子は、ベータグリカンを阻害する。
ある特定の態様では、低分子は、免疫チェックポイントアンタゴニストである。一部の実施形態では、低分子は、PD−1を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、PD−L1を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、CTLA4を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、BTLAを阻害する。一部の実施形態では、低分子は、LAG3を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、TIM3を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、LAIR1を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、B7−DCを阻害する。一部の実施形態では、低分子は、HVEMを阻害する。一部の実施形態では、低分子は、TIM4を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、B7−H3を阻害する。一部の実施形態では、低分子は、B7−H4を阻害する。
小分子アンタゴニストは、直接的または間接的な阻害剤であり得る。例えば、間接的な小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくとも1つもしくは複数のタンパク質[例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3 TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4]の発現(例えば、転写、翻訳、細胞分泌、またはそれらの組合せ)を阻害することができる。代替的に、直接的な小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、例えば、1つもしくは複数のタンパク質[アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3 TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4]に直接的に結合し、そうすることで前記1つもしくは複数のタンパク質の活性を阻害することができる。1つまたは複数の間接的な小分子アンタゴニストおよび1つまたは複数の直接的な小分子アンタゴニストの組合せを、本明細書で開示される方法に従って使用することができる。
本開示の結合有機低分子アンタゴニストは、公知の方法論(例えば、PCT公開の国際公開第00/00823号および国際公開第00/39585号を参照されたい)を使用して、特定および化学合成され得る。一般に、本開示の低分子アンタゴニストは、通常、約2000ダルトン未満のサイズ、あるいは約1500、750、500、250または200ダルトン未満のサイズであり、このような有機低分子は、好ましくは、本明細書に記載のポリペプチドに特異的に結合する能力がある。このような低分子アンタゴニストは、周知の技術を使用して、過度の実験なく特定され得る。これに関して、ポリペプチド標的に結合する能力がある分子についての有機低分子ライブラリーをスクリーニングするための技術は、当技術分野において周知であることに留意されたい(例えば、国際出願公開の国際公開第00/00823号および国際公開第00/39585号を参照されたい)。
本開示の結合有機低分子は、例えば、アルデヒド、ケトン、オキシム、ヒドラゾン、セミカルバゾン、カルバジド、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、N−置換ヒドラジン、ヒドラジド、アルコール、エーテル、チオール、チオエーテル、ジスルフィド、カルボン酸、エステル、アミド、ウレア、カルバメート、カーボネート、ケタール、チオケタール、アセタール、チオアセタール、ハロゲン化アリール、アリールスルホネート、ハロゲン化アルキル、アルキルスルホネート、芳香族化合物、複素環化合物、アニリン、アルケン、アルキン、ジオール、アミノアルコール、オキサゾリジン、オキサゾリン、チアゾリジン、チアゾリン、エナミン、スルホンアミド、エポキシド、アジリジン、イソシアネート、塩化スルホニル、ジアゾ化合物、および酸塩化物であり得る。
6.ポリヌクレオチドアンタゴニスト
他の態様では、本開示は、ポリヌクレオチド、またはポリヌクレオチドの組合せであるアクチビンアンタゴニスト、TGFβアンタゴニスト、および/または免疫チェックポイントアンタゴニストに関する。特に、本開示は、一部分では、このようなポリヌクレオチドを、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインの2つまたはそれより多くを含む二機能性または三機能性融合タンパク質と組み合わせて使用して、本明細書に記載の1つまたは複数の疾患または状態(例えば、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および異形成障害)を処置または予防することに関する。
ある特定の態様では、ポリヌクレオチドは、アクチビンアンタゴニストである。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、少なくともアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、および/またはアクチビンAC)を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドはアクチビンAを阻害するが、アクチビンBを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドはアクチビンBを阻害するが、アクチビンAを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、アクチビンAおよびアクチビンBを阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドはActRIIAを阻害するが、ActRIIBを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドはActRIIBを阻害するが、ActRIIAを阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、ActRIIAおよびActRIIBを阻害する。
ある特定の態様では、ポリヌクレオチドは、TGFβアンタゴニストである。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、少なくともTGFβ(例えば、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3)を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、TGFβ1およびTGFβ3を阻害するが、TGFβ2を阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、TGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、TβRIIを阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、ベータグリカンを阻害する。
ある特定の態様では、ポリヌクレオチドは、免疫チェックポイントアンタゴニストである。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、PD−1を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、PD−L1を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、CTLA4を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、BTLAを阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、LAG3を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、TIM3を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、LAIR1を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、B7−DCを阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、HVEMを阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、TIM4を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、B7−H3を阻害する。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、B7−H4を阻害する。
本開示のポリヌクレオチドアンタゴニストは、アンチセンス核酸、RNAi分子[例えば、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)]、アプタマーおよび/またはリボザイムであり得る。ヒトTアクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3 TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4の核酸ならびにアミノ酸配列は、当技術分野において公知であり、したがって、本開示の方法による使用のためのポリヌクレオチドアンタゴニストは、当技術分野における知識および本明細書に提供される教示に基づいて、当業者によって日常的に作成され得る。
例えば、アンチセンス技術は、アンチセンスDNAもしくはRNAにより、または三重らせん形成により、遺伝子発現を制御するために使用することができる。アンチセンス技術は、例えば、Okano (1991) J. Neurochem. 56:560;Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression, CRC Press, Boca Raton, Fla. (1988)において議論されている。三重らせん形成は、例えば、Cooney et al. (1988) Science 241:456;およびDervan et al., (1991)Science 251:1300において議論されている。これらの方法は、ポリヌクレオチドの相補的DNAまたはRNAへの結合に基づく。一部の実施形態では、アンチセンス核酸は、所望の遺伝子のRNA転写物の少なくとも一部分に対して相補的な一本鎖RNAまたはDNA配列を含む。しかしながら、絶対的な相補性は、好ましいが、必要でない。
本明細書で言及される「RNAの少なくとも一部分に対して相補的」な配列とは、RNAとハイブリダイズして、安定な二重鎖を形成することが可能であるのに十分な相補性を有する配列を意味し;本明細書に開示される遺伝子の二本鎖アンチセンス核酸の場合では、したがって、二重鎖DNAの一本鎖が試験され得るか、または三重鎖形成がアッセイされ得る。ハイブリダイズする能力は、相補性の程度およびアンチセンス核酸の長さの両方に依存する。一般に、ハイブリダイズする核酸が大きいほど、それが含有し得、安定な二重鎖(または場合によっては三重鎖)を依然として形成し得るRNAとの塩基ミスマッチが多くなる。当業者は、ハイブリダイズした複合体の融点を決定するための標準的手順の使用によって、容認できるミスマッチの程度を確かめることができる。
メッセージの5’末端、例えば、AUG開始コドンまで、およびAUG開始コドンを含む5’非翻訳配列に対して相補的であるポリヌクレオチドは、翻訳を阻害する際に最も効率的に働くはずである。しかしながら、mRNAの3’非翻訳配列に対して相補的な配列は、同様に、mRNAの翻訳を阻害する際に有効であることが示されている[例えば、Wagner, R., (1994) Nature 372:333−335を参照されたい]。したがって、本開示の遺伝子の5’または3’非翻訳非コード領域のいずれかに対して相補的なオリゴヌクレオチドは、内因性mRNAの翻訳を阻害するためのアンチセンスアプローチにおいて使用することができるであろう。mRNAの5’非翻訳領域に対して相補的なポリヌクレオチドは、AUG開始コドンの相補体を含むはずである。mRNAコード領域に対して相補的なアンチセンスポリヌクレオチドは、あまり効果的ではない翻訳の阻害剤であるが、本開示の方法に従って使用することができるであろう。本開示のmRNAの5’−非翻訳領域、3’−非翻訳領域またはコード領域とハイブリダイズするように設計されているかに関わらず、アンチセンス核酸は、少なくとも6ヌクレオチド長でなければならず、好ましくは、6〜約50ヌクレオチド長の範囲のオリゴヌクレオチドである。詳細な態様では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも10ヌクレオチド、少なくとも17ヌクレオチド、少なくとも25ヌクレオチドまたは少なくとも50ヌクレオチドである。
一実施形態では、本開示のアンチセンス核酸は、外因性配列からの転写によって、細胞内で生成される。例えば、ベクターまたはその一部分は、転写され、本開示の遺伝子のアンチセンス核酸(RNA)を生成する。このようなベクターは、所望のアンチセンス核酸をコードする配列を含有するであろう。このようなベクターは、転写されて所望のアンチセンスRNAを生成することができる限り、エピソームに残ったままであり得るか、または染色体に統合され得る。このようなベクターは、当技術分野において標準的な組換えDNA技術の方法によって構築することができる。ベクターは、脊椎動物細胞における複製および発現のために使用される、プラスミド、ウイルス、または当技術分野において公知の他のものであり得る。本開示の所望の遺伝子をコードする配列、またはその断片の発現は、脊椎動物細胞、好ましくは、ヒト細胞中で作用する、当技術分野において公知の任意のプロモーターによってであり得る。このようなプロモーターは、誘導的または構成的であり得る。このようなプロモーターとしては、限定されるものではないが、SV40早期プロモーター領域[例えば、Benoist and Chambon (1981) Nature 29:304−310を参照されたい]、ラウス肉腫ウイルスの3’末端反復配列に含有されるプロモーター[例えば、Yamamoto et al. (1980) Cell 22:787−797を参照されたい]、ヘルペスチミジンプロモーター[例えば、Wagner et al. (1981) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78:1441−1445を参照されたい]、およびメタロチオネイン遺伝子の調節配列[例えば、Brinster, et al. (1982) Nature 296:39−42を参照されたい]が挙げられる。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドアンタゴニストは、1つまたは複数の遺伝子の発現を標的にする干渉RNAまたはRNAi分子である。RNAiとは、標的化mRNAの発現に干渉するRNAの発現を指す。詳細には、RNAiは、siRNA(低分子干渉RNA)による特異的mRNAとの相互作用を介して、標的化遺伝子を発現抑制する。dsRNA複合体は、次いで、細胞による分解に対して標的にされる。siRNA分子は、十分に相補的(例えば、その遺伝子に対して少なくとも80%の同一性)な標的遺伝子の発現に干渉する、10〜50ヌクレオチド長の二本鎖RNA二重鎖である。一部の実施形態では、siRNA分子は、標的遺伝子のヌクレオチド配列に対して少なくとも85、90、95、96、97、98、99または100%同一であるヌクレオチド配列を含む。
追加のRNAi分子としては、短ヘアピンRNA(shRNA)、また短干渉ヘアピンおよびマイクロRNA(miRNA)が挙げられる。shRNA分子は、ループによって連結された標的遺伝子由来のセンス配列およびアンチセンス配列を含有する。shRNAは、核から細胞質に輸送され、mRNAとともに分解される。Pol IIIまたはU6プロモーターは、RNAiのためにRNAを発現するために使用することができる。Paddison et al.[Genes & Dev. (2002) 16:948−958, 2002]は、RNAiに影響を及ぼす手段としてヘアピンへフォールディングされる低分子RNA分子を使用している。したがって、このような短ヘアピンRNA(shRNA)分子はまた、本明細書に記載の方法において有利に使用される。機能的shRNAのステムおよびループの長さは様々であり、ステムの長さは約25〜約30ntのどこかの範囲であり得、ループのサイズは、サイレンシング活性に影響を与えることのない、4〜約25ntの範囲内であり得る。任意の特定の理論に拘束されることは望まないが、これらのshRNAは、DICER RNaseの二本鎖RNA(dsRNA)生成物と共通点があり、任意のイベントにおいて、特異的遺伝子の発現を阻害するための同じ能力を有する。shRNAは、レンチウイルスベクターから発現させることができる。miRNAは、「ステム−ループ」構造によって特徴付けられるプレmiRNAとして最初に転写される約10〜70ヌクレオチド長の一本鎖RNAであり、その後、RISCによるさらなるプロセシング後に、成熟miRNAにプロセシングされる。
限定されないがsiRNAを含むRNAiを媒介する分子は、化学合成(Hohjoh, FEBS Lett 521:195−199, 2002)、dsRNAの加水分解(Yang et al., Proc Natl Acad Sci USA 99:9942−9947, 2002)によってin vitroで、T7RNAポリメラーゼによるin vitro転写によって(Donzeet et al., Nucleic Acids Res 30:e46, 2002;Yu et al., Proc Natl Acad Sci USA 99:6047−6052, 2002)、およびE.coliのRNase IIIなどのヌクレアーゼを使用する二本鎖RNAの加水分解によって(Yang et al., Proc Natl Acad Sci USA 99:9942−9947, 2002)、生成され得る。
別の態様によれば、本開示は、限定されるものではないが、デコイDNA、二本鎖DNA、一本鎖DNA、複合体化DNA、カプセル化DNA、ウイルスDNA、プラスミドDNA、ネイキッドRNA、カプセル化RNA、ウイルスRNA、二本鎖RNA、RNA干渉を生じさせる能力がある分子、またはこれらの組合せを含む、ポリヌクレオチドアンタゴニストを提供する。
一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドアンタゴニストはアプタマーである。アプタマーは、二本鎖DNA分子および一本鎖RNA分子を含む、核酸分子であって、これは、結合して、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3 TβRII、ベータグリカン、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、およびB7−H4ポリペプチドなどの標的分子に特異的に結合する三次構造を形成する。アプタマーの作製および治療的使用は、当技術分野において十分に確立されている。例えば、米国特許第5,475,096号を参照されたい。アプタマーについての追加の情報は、米国特許出願公開第20060148748号に見ることができる。核酸アプタマーは、例えば、指数的富化によるリガンドの系統進化(SELEX)プロセスを介して、当技術分野において公知の方法を使用して選択される。SELEXは、例えば、米国特許第5,475,096号、米国特許第5,580,737号、米国特許第5,567,588号、米国特許第5,707,796号、米国特許第5,763,177号、米国特許第6,011,577号および米国特許第6,699,843号に記載の、標的分子に対する高度に特異的な結合を有する核酸分子のin vitro進化のための方法である。アプタマーを特定するための別のスクリーニング方法は、米国特許第5,270,163号に記載されている。SELEXプロセスは、種々の二次元および三次元構造を形成するための核酸の能力、ならびに実質的に、単量体または多量体のいずれであるかに関わらず、他の核酸分子およびポリペプチドを含む、任意の化学化合物とともに、リガンドとして機能する(特異的結合対を形成する)ためのヌクレオチド単量体内で利用可能な化学的多様性に基づく。任意のサイズまたは組成の分子が、標的としての機能を果たし得る。SELEX法は、候補オリゴヌクレオチドの混合物からの選択、ならびに所望の結合親和性および選択性を達成するために、同じ一般的な選択スキームを使用して、結合、分割および増幅の段階的な反復を含む。ランダム化配列のセグメントを含み得る、核酸の混合物から開始して、SELEX法は、混合物を結合のために有利な条件下で標的と接触させるステップ;標的分子に特異的に結合しているそれらの核酸から未結合の核酸を分割するステップ;核酸−標的複合体を解離させるステップ;核酸−標的複合体から解離した核酸を増幅して、核酸のリガンド富化混合物を得るステップを含む。結合、分割、解離および増幅のステップは、所望により、多くのサイクルを繰り返して、標的分子に対して非常に特異的な高親和性の核酸リガンドを与える。
典型的には、このような結合分子は、動物に対して別々に投与されるが[例えば、O’Connor (1991) J. Neurochem. 56:560を参照されたい]、このような結合分子はまた、宿主細胞によって取り込まれ、in vivoで発現されるポリヌクレオチドから、in vivoで発現させることができる[例えば、Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression, CRC Press, Boca Raton, Fla. (1988)を参照されたい]。
8.例示的な治療的使用
本明細書で使用される場合、障害または状態を「予防する」治療薬とは、統計学的試料中で、未処置の対照試料と比べて、処置試料における障害もしくは状態の発生を低減させるか、あるいは未処置の対照試料と比べて、障害または状態の1つもしくは複数の症状の発生を遅延させるか、またはその症状の重症度を低減させる化合物を指す。
「処置」、「処置すること」、「緩和」などの用語は、本明細書において、一般に、所望の薬理学的効果および/または生理学的効果を得ることを意味し、処置される状態の1つもしくは複数の症状の重症度を改善すること、緩和すること、および/または減少させることを指すためにも使用され得る。効果は、疾患、状態もしくはその症状の開始または再発を、完全または部分的に遅延させる観点から予防的であってもよく、ならびに/あるいは疾患もしくは状態、および/または疾患もしくは状態に起因する有害効果を、部分的または完全に治癒させる観点で治療的であってもよい。本明細書で使用される「処置」は、哺乳動物、特に、ヒトの疾患または状態の任意の処置を包含し、(a)疾患もしくは状態に罹患しやすくあり得るが、それを有するとまだ診断されていない対象において生じる疾患または状態を予防すること;(b)疾患もしくは状態を阻害すること(例えば、その発生を阻止すること);あるいは(c)疾患もしくは状態を軽減すること(例えば、疾患もしくは状態の退行を引き起こすこと、1つもしくは複数の症状の改善を提供すること)を含む。
「患者」、「対象」または「個体」という用語は、本明細書において互換可能に使用され、ヒトまたは非ヒト動物のいずれかを指す。これらの用語には、哺乳動物、例えば、ヒト、非ヒト霊長類、実験動物、家畜動物(ウシ、ブタ、ラクダなどを含む)、コンパニオン動物(例えば、イヌ、ネコ、他の飼育動物など)およびげっ歯類(例えば、マウスおよびラット)を含む。特定の実施形態では、患者、対象または個体はヒトである。
本明細書で使用される場合、「組合せ」、「との組み合わせで」、「共投与」などは、第2の療法が身体内で依然として有効であるように(例えば、2つの化合物が、患者において同時に有効であり、これは、2つの化合物の相乗効果を含み得る)、任意の形態の投与を指す。有効性は、血液、血清または血漿中の薬剤の測定可能な濃度に関連しないことがある。例えば、異なる治療用化合物は、同じ製剤中または別々の製剤中のいずれかで、同時的または逐次的のいずれかで、異なるスケジュールで投与することができる。したがって、このような処置を受ける個体は、異なる療法の組合せ効果から利益を得ることができる。本開示の1つまたは複数の二機能性または三機能性融合タンパク質は、1つもしくは複数の他の追加薬剤または支持療法と同時に、その前に、またはその後に、投与することができる。一般に、それぞれの治療剤は、特定の薬剤について決定された用量および/またはタイムスケジュールで投与される。レジメンにおいて用いられる特定の組合せは、達成される療法および/または所望の治療効果とともに、本開示のアンタゴニストの適合性を考慮に入れる。
一部分では、本明細書で示すデータは、アクチビンアンタゴニストおよびTGFβアンタゴニストを単独でまたは組み合わせて使用して、がんを処置することができることを実証する。特に、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、または汎特異的TGFβ抗体による処置が、がんモデルにおいて、別々に、腫瘍負荷を低下させ、生存時間を増加させることが示された。さらに、アクチビンアンタゴニストをTGFβアンタゴニストと組み合わせて使用して、いずれかの薬剤単独に関して観察された効果と比較して、抗腫瘍活性を相乗的に増加させることができることが示された。いずれの特定の理論に拘束されることも望まないが、このようなアクチビンおよびTGFβアンタゴニストは、単独で、または免疫チェックポイントアンタゴニスト(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合するおよびそれを阻害する抗体、またはその抗原結合断片)と組み合わせて使用した場合、がんを処置するのに特に有用であり得ると考えられる。したがって、本開示は、一部分では、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む、二機能性および三機能性融合タンパク質を提供する。本開示は、例えば、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するために、このような二機能性および三機能性融合タンパク質を使用する方法をさらに提供する。必要に応じて、このような方法は、がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するための追加の活性薬剤または支持療法を患者に投与することをさらに含む。他の公知の腫瘍免疫療法剤と同様に、このような二機能性および三機能性融合タンパク質が患者の免疫応答を増強する能力は、がんの分野以外のより広い治療との関連を有し得る。例えば、免疫増強剤は、多種多様な感染性疾患、特に免疫抑制および/または免疫疲弊を促進する病原体を処置するのに有用であり得ることが提案されている。また、このような免増強剤は、ワクチン(例えば、感染性疾患およびがんのワクチン)の免疫化の有効性をブーストするのに有効であり得る。
一般に、「腫瘍」は、良性および悪性のがん、ならびに休眠腫瘍を指す。一般的に、「がん」は、原発性悪性細胞または腫瘍(例えば、細胞が、元の悪性腫瘍または腫瘍の部位以外の対象の体の部位に移動していないもの)および二次悪性細胞または腫瘍(例えば、転移、元の腫瘍の部位と異なる二次的な部位への悪性細胞または腫瘍細胞の移動から生じるもの)を指す。転移は、局所的または遠位であり得る。転移は、磁気共鳴画像法(MRI)スキャン、コンピュータ断層撮影(CT)スキャン、血液および血小板数、肝機能研究、胸部X線、特異的症状のモニタリングに加えた骨のスキャン、ならびにこれらの組合せの単一のまたは組み合わせた使用によって、最も高い頻度で検出される。
本開示の二機能性および三機能性融合タンパク質を使用して、限定されるものではないが、膀胱、乳房、結腸、腎臓、肝臓、肺、卵巣、子宮頚部、膵臓、直腸、前立腺、胃、表皮、および脳のがんを含む、様々な形態のがん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および異形成障害を処置することができる。本開示の二機能性および三機能性融合タンパク質によって処置され得るがんの例は、限定されるものではないが、リンパ系または骨髄系の造血器腫瘍、線維肉腫または横紋筋肉腫などの間葉起源の腫瘍、黒色腫、眼球内黒色腫、非黒色腫皮膚がん、奇形癌腫、神経芽腫、神経膠腫、脳幹神経膠腫、視覚路および視床下部の神経膠腫、乏突起神経膠腫、腺癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、癌腫、非小細胞肺癌、肝細胞腫、肝細胞癌、子宮内膜がんまたは子宮癌、唾液腺癌、分化甲状腺癌、肺の癌腫、陰茎癌、副腎皮質癌、内分泌膵島細胞癌、結腸癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭癌、髄様癌、気管支原性肺癌、腎細胞癌、肛門癌、胆管癌、絨毛癌、胚性癌腫、上皮細胞癌、リンパ腫、成人ホジキンリンパ腫、成人非ホジキンリンパ腫、AIDS関連リンパ腫、中枢神経系リンパ腫、皮膚T細胞性リンパ腫、T細胞リンパ腫、セミノーマ、神経膠芽腫、多形神経膠芽腫、肉腫、ユーイング肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫(endotheliosarcoma)、リンパ管肉腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、軟組織肉腫、カポジ肉腫、骨/悪性線維肉腫、骨肉腫/悪性線維性組織球腫、サルコイドーシス肉腫、子宮肉腫、リンパ管内皮細胞肉腫、白血病、急性リンパ芽球性白血病、急性リンパ球性白血病、急性骨髄性(myeloid)白血病、慢性リンパ球性白血病、慢性骨髄性(myelogenous)白血病、ヘアリー細胞白血病、骨髄性(myelogenous)白血病、骨髄性(myeloid)白血病、骨髄芽球性白血病、前骨髄球性白血病、骨髄単球性白血病、単球性白血病、赤白血病、慢性骨髄球性白血病、白血病 骨肉腫、多発性骨髄腫、リンパ系腫瘍、扁平上皮癌(squamous cell cancer)、扁平上皮癌(epithelial squamous cell cancer)、腹膜の扁平上皮癌、頚部扁平上皮癌、転移性頚部扁平上皮癌、転移性頚部扁平上皮癌、潜在性転移性頚部扁平上皮癌、ウィルムス腫瘍、星状細胞腫、肺がん、小細胞肺がん、非小細胞肺がん、肝細胞がん、胃(gastric)または胃(stomach)がん、胃腸がん、消化管カルチノイド腫瘍、膵臓がん、外分泌膵臓がん、膵島細胞膵臓がん、子宮頸がん、子宮頸部異形成、卵巣がん、卵巣上皮がん、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣低悪性度腫瘍、肝臓がん、神経内分泌腫瘍、甲状腺髄様癌、副甲状腺がん、乳がん、結腸がん、直腸がん、腎臓または腎がん、前立腺がん、外陰がん、頭頚部がん、AIDS関連悪性腫瘍、肛門がん、星状細胞腫、小脳星状細胞腫、大脳星状細胞腫、胆管がん、肝外胆管がん、骨がん、骨の線維性骨異形成症、脳腫瘍、頭蓋外胚細胞腫瘍、性腺外胚細胞腫瘍、胚細胞腫瘍、ホジキン病、髄芽腫、松果体腫瘍、松果体腫、テント上神経外胚葉性腫瘍(supratentorial neuroectodermal tumor)、上衣腫、上皮がん、上皮性異形成、粘膜上皮異形成、食道がん、食道異形成、眼のがん、ゴーシェ病、胆嚢がん、妊娠性絨毛腫瘍、絨毛性腫瘍、高ガンマグロブリン血症、下咽頭がん、腸がん、腸ポリープまたは腺腫、小腸がん、大腸がん、喉頭がん、口唇または口腔がん、リンパ増殖性障害、マクログロブリン血症、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、中皮腫、悪性胸腺腫、胸腺腫、転移性潜在性形質細胞腫瘍、骨髄異形成症候群、骨増殖性障害、鼻腔または副鼻腔がん、上咽頭がん、中咽頭がん、パラプロテイン血症、陰茎がん、褐色細胞腫、下垂体腫瘍、網膜芽細胞腫、唾液腺がん、セザリー症候群、皮膚がん、精巣がん、尿道がん、子宮がん、腟がん、無汗性外胚葉異形成、前後異形成、窒息性胸郭異形成、心房指異形成(atriodigital dysplasia)、気管支肺異形成、大脳異形成、軟骨外胚葉異形成、鎖骨頭蓋異形成、先天性外胚葉異形成、頭蓋骨幹異形成、頭蓋手根足根骨異形成、頭蓋骨幹端異形成、象牙質異形成、骨幹異形成、外胚葉異形成、エナメル質異形成、脳眼異形成、骨端半肢形成異常、多発性骨端異形成、点状骨端異形成、顔面指趾生殖器異形成、家族性線維性顎異形成、家族性白色襞性異形成、線維筋性異形成、開花性骨異形成(florid osseous dysplasia)、遺伝性腎−網膜異形成、発汗性外胚葉異形成、発汗減少性外胚葉異形成(hypohidrotic ectodermal dysplasia)、リンパ性減少性胸腺異形成(lymphopenic thymic dysplasia)、乳腺異形成、下顎顔面異形成(mandibulofacial dysplasia)、骨幹端異形成(metaphysial dysplasia)、Mondini異形成、単骨性線維性骨異形成、多発性骨端異形成(multiple epiphysial dysplasia)、眼耳脊椎異形成(oculoauriculovertebral dysplasia)、眼歯指異形成、眼脊椎異形成(oculovertebral dysplasia)、歯牙異形成(odontogenic dysplasia)、眼下顎異形成(opthalmomandibulomelic dysplasia)、根尖性セメント質異形成(periapical cemental dysplasia)、多骨性線維性骨異形成、偽軟骨発育不全脊椎骨端異形成(pseudoachondroplastic spondyloepiphysial dysplasia)、網膜異形成、中隔視神経異形成、脊椎骨端異形成(spondyloepiphysial dysplasia)、心室橈骨異形成(ventriculoradial dysplasia)、良性の繁殖異常(dysproliferative)障害(例えば、良性腫瘍、線維嚢胞性状態、組織肥大化、および)、白斑症、角化症、ボーエン病、農夫皮膚、日光口唇炎(solar cheilitis)、日光角化症、重鎖病、滑膜腫、頭蓋咽頭腫、血管芽腫(emangioblastoma)、聴神経腫瘍、ならびに髄膜腫が挙げられる。
ある特定の態様では、本開示の二機能性および三機能性融合タンパク質を1つまたは複数の追加の活性薬剤または支持療法と組み合わせて使用して、様々な形態のがん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および異形成障害を処置することができる。例えば、1つまたは複数のがん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および異形成障害を処置するための追加の治療剤は、限定されるものではないが、細胞傷害剤、抗血管新生剤、アポトーシス促進剤、免疫調節剤、抗生剤、ホルモン、ホルモンアンタゴニスト、ケモカイン、プロドラッグ、毒素、酵素または他の活性薬剤を含んだ。有用な追加の活性薬剤は、例えば:抗有糸分裂剤、抗キナーゼ剤、アルキル化剤、代謝拮抗剤、抗生剤、アルカロイド剤、抗血管新生剤、アポトーシス促進剤、およびこれらの組合せから選択される医薬特性を有し得る。
一部の実施形態では、追加の活性薬剤または支持療法としては、例えば、フルオロウラシル、アファチニブ、アプリジン、アザリビン、アナストロゾール、アントラサイクリン、アキシチニブ、アミノグルテチミド、アムサクリン、AVL−101、AVL−291、ベンダムスチン、ブレオマイシン、ブセレリン、ボルテゾミブ、ボスチニブ、ビカルタミド、ブリオスタチン−1、ブスルファン、カペシタビン、カリケアマイシン、カンプトテシン、カルボプラチン、10−ヒドロキシカンプトテシン、カルムスチン、セレブレックス、クロラムブシル、シスプラチン(CDDP)、Cox−2阻害剤、イリノテカン(CPT−11)、SN−38、クラドリビン、カンプトテカン、クリゾチニブ、コルヒチン、シクロホスファミド、シタラビン、シプロテロン、クロドロネート、ダカルバジン、ダサチニブ、ジエンエストロール、ディナシクリブ、ドセタキセル、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、ジエチルスチルベストロール、ドキソルビシン、2−ピロリノドキソルビシン(2P−DOX)、シアノ−モルホリノドキソルビシン、ドキソルビシングルクロニド、エピルビシングルクロニド、エルロチニブ、エストラムスチン、エピドフィロトキシン、エルロチニブ、エンチノスタット、エストロゲン受容体結合剤、エトポシド(VP16)、エトポシドグルクロニド、エトポシドリン酸塩、エキセメスタン、フィルグラスチム、フィンゴリモド、フロクスウリジン(FUdR)、フルオキシメステロン、3’,5’−O−ジオレオイル−FudR(FUdR−dO)、フルドロコルチゾン、フルダラビン、フルタミド、ゴセレリン、ファルネシル−タンパク質トランスフェラーゼ阻害剤、フラボピリドール、フォスタマチニブ、ガネテスピブ、GDC−0834、GS−1101、ゲフィチニブ、ゲムシタビン、ヒドロキシウレア、イブルチニブ、イダルビシン、レバミソール、イデラリシブ、イホスファミド、イマチニブ、レトロゾール、アスパラギナーゼ、ロイプロリド、ラパチニブ、レノリダミド、ロイコボリン、イロノテカン、LFM−A13、ロムスチン、メクロレタミン、メルファラン、メルカプトプリン、6−メルカプトプリン、メゲストロール、メトトレキセート、ミトキサントロン、ニルタミド、ミトラマイシン、マイトマイシン、ノコダゾール、オクトレオチド、ミトタン、ナベルビン、ネラチニブ、ニロチニブ、ニトロソウレア、オラパリブ、プリコマイシン、プロカルバジン、パクリタキセル、オキサリプラチン、PCI−32765、ペントスタチン、プリカマイシン、PSI−341、ラロキシフェン、セムスチン、ソラフェニブ、ストレプトゾシン、SU11248、スニチニブ、タモキシフェン、ポルフィマー、テモゾロミド、メスナ、テマゾロミド(DTICの水性形態)、トランスプラチナム、サリドマイド、チオグアニン、ラルチトレキセド、チオテパ、テニポシド、トポテカン、ウラシルマスタード、バタラニブ、ビノレルビン、ビンブラスチン、リツキシマブ、パミドロネート、ビンクリスチン、ビンカアルカロイド、ZD1839、リシン、アブリン、アルファ毒素、サポリン、リボヌクレアーゼ(例えば、オンコナーゼ) DNase I、ブドウ球菌エンテロトキシン−A、アメリカヤマゴボウ抗ウイルスタンパク質、ゲロニン、ジフテリア毒素、シュードモナス外毒素、シュードモナス内毒素、RANTES、MCAF、MIP 1−アルファ、MIP 1−ベータ、IP−10、アンギオスタチン、バキュロスタチン、カンスタチン、マスピン、抗VEGF抗体、抗PlGFペプチドおよび抗体、抗血管増殖因子抗体、抗Flk−1抗体、抗Flt−1抗体およびペプチド、抗Kras抗体、抗cMET抗体、抗MIF(マクロファージ遊走−阻止因子)抗体、ラミニンペプチド、フィブロネクチンペプチド、プラスミノーゲン活性化阻害剤、組織メタロプロテイナーゼ阻害剤、インターフェロン、インターロイキン−12、IP−10、Gro−ベータ、トロンボスポンジン、2−メトキシエステラジオール(2-methoxyoestradiol)、プロリフェリン関連タンパク質、カルボキシアミドトリアゾール、CM101、Marimastat、ペントサンポリ硫酸、アンギオポイエチン−2、インターフェロン−アルファ、ハービマイシンA、PNU145156E、16Kプロラクチン断片、Linomide(ロキニメックス)、サリドマイド、ペントキシフィリン、ゲニステイン、TNP−470、エンドスタチン、パクリタキセル、アキュチン、アンギオスタチン、シドフォビル、ビンクリスチン、ブレオマイシン、AGM−1470、血小板第四因子、ALK1ポリペプチド(例えば、ダランテルセプト)、ミノサイクリン、サイトカイン、幹細胞増殖因子、リンフォトキシン、造血因子、コロニー刺激因子(CSF)、インターフェロン(IFN)、エリスロポエチン、トロンボポエチン、リンフォトキシン、腫瘍壊死因子(TNF)、造血因子、インターロイキン(IL)、コロニー刺激因子、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、インターフェロン、インターフェロン−アルファ、ベータもしくはラムダ、幹細胞増殖因子、S1因子、ヒト成長ホルモン、N−メチオニルヒト成長ホルモン、ウシ成長ホルモン、副甲状腺ホルモン、チロキシン、インスリン、プロインスリン、リラキシン、プロリラキシン、糖タンパク質ホルモン、卵胞刺激ホルモン(FSH)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、黄体形成ホルモン(LH)、肝細胞増殖因子、プロスタグランジン、線維芽細胞増殖因子、プロラクチン、胎盤ラクトーゲン、OBタンパク質、腫瘍壊死因子−アルファおよび/もしくはベータ、ミューラー管抑制物質、マウスゴナドトロピン関連ペプチド、血管内皮成長因子、インテグリン、トロンボポエチン(TPO)、神経成長因子、例えばNGF−ベータ、血小板成長因子、インスリン様成長因子−Iおよび/もしくは−II、エリスロポエチン(EPO)、骨誘導性因子、インターロイキン(IL)(例えば、IL−1、IL−1アルファ、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−13、IL−14、IL−15、IL−16、IL−17、IL−18、IL−21、IL−25、LIF、Kit−リガンドまたはFLT−3)、アンギオスタチン、トロンボスポンジン、エンドスタチン、腫瘍壊死因子、LT、アルキル化剤、ニトロソウレア、代謝拮抗剤、トポイソメラーゼ阻害剤、有糸分裂阻害剤、アントラサイクリン、コルチコステロイドホルモン、性ホルモン、標的化抗腫瘍化合物、イマチニブ(Gleevec)、ゲフィチニブ(Iressa)、エルロチニブ(Tarceva)、リツキシマブ(Rituxan)、ベバシズマブ(Avastin)、ブスルファン、シスプラチン、カルボプラチン、クロラムブシル、シクロホスファミド、イホスファミド、ダカルバジン(DTIC)、メクロレタミン(ナイトロジェンマスタード)、メルファラン、テモゾロミド、5−フルオロウラシル、カペシタビン、6−メルカプトプリン、メトトレキセート、ゲムシタビン、シタラビン(ara−C)、フルダラビン、ペメトレキセド、トポテカン、イリノテカン、エトポシド(VP−16)、テニポシド、ダウノルビシン、ドキソルビシン(Adriamycin)、エピルビシン、イダルビシン、またはミトキサントロンのうちの1つまたは複数が挙げられる。
一部の実施形態では、追加の活性薬剤または支持療法は、例えば、1つまたは複数の放射性核種を含む。本開示の方法に従って使用することができる放射性核種としては、限定されるものではないが、111In、177Lu、212Bi、213Bi、211At、62Cu、67Cu、90Y、125I、131I、32P、33P、47Sc、111Ag、67Ga、142Pr、153Sm、161Tb、166Dy、166Ho、186Re、188Re、189Re、212Pb、223Ra、225Ac、59Fe、75Se、77As、89Sr、99Mo、105Rh、109Pd、143Pr、149Pm、169Er、194Ir、198Au、199Au、211Pb、および227Thが挙げられる。一部の実施形態では、治療用放射性核種は、好ましくは、20〜6,000keVの範囲、好ましくはオージェ放射体に関しては60〜200keVの範囲、ベータ放射体に関しては100〜2,500keVの範囲、およびアルファ放射体に関しては4,000〜6,000keVの範囲の崩壊エネルギーを有する。一般に、有用なベータ粒子放出核種の最大崩壊エネルギーは、好ましくは20〜5,000keV、より好ましくは100〜4,000keV、および最も好ましくは500〜2,500keVである。オージェ放出粒子とともに実質的に崩壊する放射性核種も好ましい。例えば、Co−58、Ga−67、Br−80m、Tc−99m、Rh−103m、Pt−109、In−111、Sb−119、I−125、Ho−161、Os−189mおよびIr−192である。有用なベータ粒子放出核種の崩壊エネルギーは、好ましくは1,000keV未満であり、より好ましくは100keV未満であり、および最も好ましくは70keV未満である。アルファ粒子を生成しながら実質的に崩壊する放射性核種も好ましい。このような放射性核種としては、限定されるものではないが:Dy−152、At−211、Bi−212、Ra−223、Rn−219、Po−215、Bi−211、Ac−225、Fr−221、At−217、Bi−213、Th−227およびFm−255が挙げられる。有用なアルファ粒子を放出する放射性核種の崩壊エネルギーは、好ましくは2,000〜10,000keV、より好ましくは3,000〜8,000keV、および最も好ましくは4,000〜7,000keVである。有用な追加の潜在的放射性同位体としては、11C、13N、15O、75Br、198Au、224Ac、126I、133I、103Ru、105Ru、107Hg、203Hg、121mTe、122mTe、125mTe、165Tm、167Tm、77Br、113mIn、95Ru、97Ru、168Tm、197Pt、109Pd、105Rh、142Pr、143Pr、161Tb、.166Ho、199Au、57Co、58Co、51Cr、59Fe、75Se、201Tl、225Ac、76Br、および169Ybが挙げられる。
一部の実施形態では、追加の活性薬剤または支持療法は、例えば、1つまたは複数の光活性薬剤または染料を含む。蛍光色素などの蛍光組成物、および他の色素原、または染料、例えば、可視光に対して感受性のポルフィリンを使用して、適切な光を病変に向けることによって、病変を検出および処置することができる。療法では、これは、光放射線、光線療法、または光力学療法と称されている。Joni et al. (eds.), (Libreria Progetto 1985); van den Bergh, Chem. Britain (1986), 22:430を参照されたい。さらに、光線療法を実現するために、モノクローナル抗体を光活性化色素に連結させてもよい。Mew et al., J. Immunol. (1983),130:1473; idem., Cancer Res. (1985), 45:4380;Oseroff et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1986), 83:8744; idem., Photochem. Photobiol. (1987), 46:83;Hasan et al., Prog. Clin. Biol. Res. (1989), 288:471;Tatsuta et al., Lasers Surg. Med. (1989), 9:422;Pelegrin et al., Cancer (1991), 67:2529を参照されたい。
一部のがん/腫瘍は、特に、腫瘍抗原に対して特異的なT細胞において、ある特定の免疫チェックポイント経路を利用することによって免疫監視機構を回避することができる(Pardoll, 2012, Nature Reviews Cancer 12:252-264)。がん治療のためのチェックポイント阻害剤抗体に関する研究は、がん処置に耐性であると以前に考えられたがんを処置することに成功した(例えば、Ott & Bhardwaj, 2013, Frontiers in Immunology 4:346;Menzies & Long, 2013, Ther Adv Med Oncol 5:278-85;Pardoll, 2012, Nature Reviews Cancer 12:252-64;Mavilio & Lugli)。大多数の抗がん剤とは対照的に、チェックポイント阻害剤は、腫瘍細胞を直接標的としないが、免疫系の内因性抗腫瘍活性を増強するために、リンパ球受容体またはそれらのリガンドをむしろ標的とする。(Pardoll, 2012, Nature Reviews Cancer 12:252-264)。このような阻害剤は、罹患した細胞、組織または病原体に対する免疫応答を調節することによって主に作用するため、このような薬剤の抗腫瘍効果を増強するために他の治療モダリティ、ADC、および/またはインターフェロンと組み合わせてこれらを使用することができる。
抗PD1抗体は、黒色腫、非小細胞肺がん、膀胱がん、前立腺がん、結腸直腸がん、頭頚部がん、トリプルネガティブ乳がん、白血病、リンパ腫および腎細胞がんの処置のために使用されてきた(Topalian et al., 2012, N Engl J Med 366:2443-54;Lipson et al., 2013, Clin Cancer Res 19:462-8;Berger et al., 2008, Clin Cancer Res 14:3044-51;Gildener-Leapman et al., 2013, Oral Oncol 49:1089-96;Menzies & Long, 2013, Ther Adv Med Oncol 5:278-85)。例示的な抗PD1抗体としては、ペンブロリズマブ(MK−3475、Merck)、ニボルマブ(BMS−936558、Bristol−Myers Squibb)、AMP−224(GlaxoSmithKline)、AMP−514(GlaxoSmithKline)、ピディリズマブ(CT−011、Curetech Ltd.)、PDR001(Novartis)、セミプリマブ(Regeneron and Sanofi)が挙げられる。抗PD1抗体は、例えば、ABCAM(AB137132)、Biolegend(EH12.2H7、RMP1−14)およびAffymetrix Ebioscience(J105、J116、MIH4)から市販されている。
抗PD−L1抗体は、尿路上皮癌、非小細胞肺がん、転移性メルケル細胞癌、および胃がんの処置のために使用されている。例示的な抗PD−L1抗体としては、アテゾリズマブ(Roche Genetech)、アベルマブ(Merck Serono and Pfizer)、およびデュルバルマブ(AstraZeneca)が挙げられる。
抗CTL4A抗体は、黒色腫、前立腺がん、小細胞肺がん、非小細胞肺がんの処置に関する臨床試験において使用されている(Robert & Ghiringhelli, 2009, Oncologist 14:848-61;Ott et al., 2013, Clin Cancer Res 19:5300;Weber, 2007, Oncologist 12:864-72;Wada et al., 2013, J Transl Med 11:89)。例示的な抗CTLA4抗体としては、イピリムマブ(Bristol−Myers Squibb)およびトレメリムマブ(Pfizer)が挙げられる。イピリムマブは、最近、転移性黒色腫の処置に関するFDAの承認を受けた(Wada et al., 2013, J Transl Med 11:89)。
CTLA4、PD1およびPD−L1に対するチェックポイント阻害剤が臨床的に最も進歩しているが、他の潜在的なチェックポイント抗原も公知であり、例えば、LAG3、B7−H3、B7−H4、TIM3、BTLA、LAIR1、B7−DC、HVEM、およびTIM4を含む治療用阻害剤の標的として使用することができる(例えば、Pardoll, 2012, Nature Reviews Cancer 12:252-264)。
ある特定の態様では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質は、1つまたは複数のチェックポイント阻害剤を含むか、またはそれと組み合わせて使用されてもよい。本開示の二機能性もしくは三機能性融合タンパク質の一部を含み得るか、または本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質と組み合わせて使用することができる例示的なチェックポイント阻害剤としては、CTLA4、PD1、PD−L1、LAG3、B7−H3、B7−H4、TIM3、BTLA、LAIR1、B7−DC、HVEM、およびTIM4の1つまたは複数の阻害剤が挙げられる。一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質の一部を含み得るか、または本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質と組み合わせて使用することができるチェックポイント阻害剤としては、CTLA4、PD1、およびPD−L1の1つまたは複数の阻害剤が挙げられる。一部の実施形態では、CTLA4阻害剤(例えば、CTLA4抗体)は、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質の一部を含むか、または本開示の二機能性または三機能性タンパク質と組み合わせて使用することができる。一部の実施形態では、PD1阻害剤(例えば、PD1抗体)は、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質の一部を含むか、または本開示の二機能性または三機能性タンパク質と組み合わせて使用することができる。一部の実施形態では、PD−L1阻害剤(例えば、PD−L1抗体)は、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質の一部を含むか、または本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質と組み合わせて使用することができる。
ある特定の態様では、本開示の二機能性および三機能性融合タンパク質は、ワクチン接種プロトコールと組み合わせた場合、様々な形態のがん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、および/または異形成障害を処置する際により有効であり得る。腫瘍に対するワクチン接種に対する多くの実験戦略が考案されている(Rosenberg, S., 2000, Development of Cancer Vaccines, ASCO Educational Book Spring: 60-62;Logothetis, C., 2000, ASCO Educational Book Spring: 300-302;Khayat, D. 2000, ASCO Educational Book Spring: 414-428;Foon, K. 2000, ASCO Educational Book Spring: 730-738を参照されたい;Restifo, N. and Sznol, M., Cancer Vaccines, Ch. 61, pp. 3023-3043 in DeVita, V. et al. (eds.), 1997, Cancer: Principles and Practice of Oncology. Fifth Editionも参照されたい)。これらの戦略の1つでは、自家または同種異系間腫瘍細胞を使用してワクチンを調製する。これらの細胞ワクチンは、GM−CSFを発現するように腫瘍細胞が形質導入される場合に、有効性を増加させたことが示されている(Dranoff et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 90: 3539-43)。したがって、一部の実施形態では、1つまたは複数の二機能性および三機能性タンパク質を免疫原性剤、例えば、がん細胞、精製腫瘍抗原(組換えタンパク質、ペプチド、および炭水化物分子を含む)、細胞、および免疫刺激性サイトカインをコードする遺伝子をトランスフェクトした細胞と組み合わせることができる(He et al (2004) J. Immunol. 173:4919-28)。使用することができる腫瘍ワクチンの非限定例としては、黒色腫抗原のペプチド、例えば、gp100、MAGE抗原、Trp−2、MART1および/またはチロシナーゼ、またはサイトカインGM−CSFを発現するようトランスフェクトされた腫瘍細胞のペプチドが挙げられる。
他の態様では、本開示の方法は、特定の毒素または病原体に暴露された患者を処置することを対象とした。したがって、本開示は、治療有効量の本開示の1つまたは複数の二機能性または三機能性融合タンパク質をそれを必要とする対象に投与することを含み、必要に応じて、感染性疾患を処置するために1つまたは複数の追加の支持療法および/または活性薬剤を投与することをさらに含む、対象の感染性疾患(例えば、ウイルス、細菌または寄生生物による感染)を処置または予防する方法をさらに提供する。
一部の実施形態では、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質を使用して、Retroviridae;Picornaviridae(例えば、ポリオウイルス、A型肝炎ウイルス;エンテロウイルス、ヒトコクサッキーウイルス、ライノウイルス、エコーウイルス);Calciviridae(例えば、胃腸炎を引き起こす株);Togaviridae(例えば、ウマ脳炎ウイルス、風疹ウイルス);Flaviridae(例えば、デングウイルス、脳炎ウイルス、黄熱ウイルス);Coronaviridae(例えば、コロナウイルス);Rhabdoviridae(例えば、水疱性口内炎ウイルス、狂犬病ウイルス);Filoviridae(例えば、エボラウイルス);Paramyxoviridae(例えば、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス、麻疹ウイルス、呼吸器合抱体ウイルス);Orthomyxoviridae(例えば、インフルエンザウイルス);Bungaviridae(例えば、ハンタウイルス、ブンヤウイルス(bunga virus)、フレボウイルスおよびナイロウイルス);Arena viridae(出血熱ウイルス);Reoviridae(例えば、レオウイルス、オルビウイルスおよびロタウイルス);Birnaviridae;Hepadnaviridae(B型肝炎ウイルス);Parvoviridae(パルボウイルス);Papovaviridae(パピローマウイルス、ポリオーマウイルス);Adenoviridae(大部分のアデノウイルス);Herpesviridae(単純ヘルペスウイルス(HSV)1およびHSV−2、水痘帯状疱疹ウイルス、サイトメガロウイルス(CMV)、ヘルペスウイルス);Poxviridae(天然痘ウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス);およびIridoviridae(例えば、アフリカブタ熱ウイルス);ならびに未分類のウイルス(例えば、海綿状脳症の病原体、デルタ肝炎の病原体(B型肝炎ウイルスの欠損型サテライト(defective satellite)であると考えられる)、非A、非B型肝炎の病原体(クラス1=内因的に伝染するもの;クラス2=非経口的に伝染するもの(すなわち、C型肝炎);ノーウォークウイルスおよび関連ウイルス、ならびにアストロウイルス)、水痘、感冒、ウイルス性気管支炎、サイトメガロウイルス感染症、コロラドダニ炎、デング熱、エボラ出血熱、流行性耳下腺炎、「手足口」病、肝炎、単純ヘルペス、帯状疱疹、HPV、インフルエンザ(Flu)、ラッサ熱、はしか、マールブルグ出血熱、伝染性単核球症、おたふくかぜ、灰白髄炎、進行性多巣性白質脳症(progressive multifocal leukencephalopathy)、狂犬病、風疹、SARS、天然痘、ウイルス性脳炎、ウイルス性胃腸炎、ウイルス性髄膜炎、ウイルス性肺炎、ウエストナイル疾患、黄熱病、Helicobacter pyloris、Borelia burgdorferi、Legionella pneumophilia、Mycobacteria種(例えば、M.tuberculosis、M.avium、M.intracellulare、M.kansaii、M.gordonae)、Staphylococcus aureus、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Listeria monocytogenes、Streptococcus pyogenes(群AのStreptococcus)、Streptococcus agalactiae(群BのStreptococcus)、Streptococcus(viridans群)、Streptococcus faecalis、Streptococcus bovis、Streptococcus(嫌気性種)、Streptococcus pneumoniae、病原性Campylobacter種、Enterococcus種、Haemophilus influenzae、Bacillus anthracia、corynebacterium diphtheriae、corynebacterium種、Erysipelothrix rhusiopathiae、Clostridium perfringens、Clostridium tetani、Enterobacter aerogenes、Klebsiella pneumoniae、Pasturella multocida、Bacteroides種、Fusobacterium nucleatum、Streptobacillus moniliformis、Treponema pallidium、Treponema pertenue、Leptospira、およびActinomyces israelli、脾脱疽、細菌性成人呼吸促迫症候群、細菌性髄膜炎、ブルセラ病、カンピロバクター症、ネコひっかき病、気管支炎、コレラ、ジフテリア、チフス、淋病、レジオネラ症、らい病(ハンセン病)、レプトスピラ症、リステリア症、ライム病、類鼻疽、MRSA感染症、マイコバクテリア感染症、髄膜炎、ノカルジア症、腎炎、糸球体腎炎、歯周病、百日咳(pertussis)(百日咳(Whooping Cough))、疫病、肺炎球菌性肺炎、オウム病、Q熱、ロッキー山紅斑熱(RMSF)、サルモネラ症、猩紅熱(scarlet dever)、細菌性赤痢、梅毒、敗血症性ショック、出血性ショック(haemodynamic shock)、敗血症症候群、破傷風、トラコーマ、結核、野兎病、腸チフス、Cryptococcus neoformans、Histoplasma capsulatum、Coccidioides immitis、Blastomyces dermatitidis、およびCandida albicans、アスペルギルス症;鵞口瘡、クリプトコッカス症、ブラストミセス症、コクシジオイデス症、ヒストプラズマ症(ahistoplasmosis)、赤痢アメーバ、大腸バランチジウム、フォーラーネグレリア、Acanthamoeba種、Giardia lambia、Cryptosporidium種、Pneumocystis carinii、Plasmodium vivax、Babesia microti、Trypanosoma brucei、Trypanosoma cruzi、Leishmania donovani、Toxoplasma gondii、Nippostrongylus brasiliensis、アフリカトリパノソーマ症、アメーバ症、回虫症、バベシア症、シャーガス病、肝吸虫症、クリプトスポリジウム症、嚢虫症、裂頭条虫症、メジナ虫症、エキノコックス症、蟯虫症、肝蛭症、肥大吸虫症、フィラリア症、自由生活性アメーバ感染症、ジアルジア虫症、顎口虫症、膜様条虫症、イソスポーラ症、カラアザール、リーシュマニア症、マラリア、メタゴニムス症、ハエ症、オンコセルカ症、シラミ寄生症、蟯虫感染症、疥癬、住血吸虫症、条虫症、トキソカラ症、トキソプラズマ症、旋毛虫症、旋毛虫病、鞭虫症、およびトリパノソーマ症から選択される1種または複数のウイルス、バクテリア、または寄生生物による感染を処置または予防することができる。
一部の実施形態では、本開示は、有効量の本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質を病原体を処置するための第2の治療剤、例えば、抗生剤、抗真菌剤、抗ウイルス剤、または抗寄生生物薬と組み合わせてそれを必要とする患者に投与することによって、感染性疾患を処置する方法を提供する。
9.医薬組成物
本明細書に記載の薬剤(例えば、二機能性および三機能性融合タンパク質)は、医薬組成物に製剤化され得る。本開示による使用のための医薬組成物は、1つもしくは複数の生理的に許容される担体または賦形剤を使用して、慣用の方法で製剤化され得る。このような製剤は、一般に、ほとんどの規制上の要件に適合する、実質的にパイロジェンフリーである。
ある特定の実施形態では、本開示の治療方法は、組成物を全身的または局所的に、インプラントまたはデバイスとして投与することを含む。投与される場合、本開示における使用のための治療用組成物は、パイロジェンフリーの、生理学的に許容される形態である。上記に記載の組成物中に、必要に応じて含まれていてもよい、本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質以外の治療的に有用な薬剤は、本明細書に開示される方法において、対象の化合物と同時にまたは連続的に投与され得る。
典型的には、本明細書に開示されるタンパク質治療剤は、非経口で、特に、静脈内または皮下に投与される。非経口投与に好適な医薬組成物は、1つまたは複数の薬学的に許容される無菌の等張の水溶液もしくは非水性溶液、分散液、懸濁液またはエマルジョン、あるいは使用の直前に無菌注射溶液または分散液に再構成され得る無菌粉末と組み合わせて、1つまたは複数の本開示の二機能性または三機能性融合タンパク質を含んでいてもよく、これは、抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤、製剤を意図されるレシピエントの血液と等張にする溶質、または懸濁化剤もしくは増粘剤を含有していてもよい。本開示の医薬組成物において用いられ得る好適な水性および非水性担体の例としては、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)、およびこれらの好適な混合物、オリーブ油などの植物油、ならびにオレイン酸エチルなどの注射可能な有機エステルが挙げられる。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティング材料の使用によって、分散液の場合には必要な粒子径の維持によって、および界面活性剤の使用によって、維持することができる。
組成物および製剤は、所望により、活性成分を含有する1つもしくは複数の単位剤形を含み得るパックまたはディスペンサーデバイスで提供されてもよい。パックは、例えば、ブリスターパックなどの金属またはプラスチック製のホイルを含んでいてもよい。パックまたはディスペンサーデバイスは、投与についての使用説明書が添付されていてもよい。
さらに、組成物は、標的組織部位への送達のための形態でカプセル化または注射されてもよい。ある特定の実施形態では、本発明の組成物は、1つまたは複数の治療用化合物(例えば、二機能性および三機能性タンパク質)を標的組織部位に送達する能力があり、組織が成長するための構造を提供し、最適には、身体内に再吸収される能力があるマトリックスを含んでいてもよい。例えば、マトリックスは、本開示の二機能性および三機能性タンパク質の徐放を提供し得る。このようなマトリックスは、他の移植医学適用のために現在使用されている材料で形成されてもよい。
マトリックス材料の選択は、生体適合性、生分解性、機械的特性、美容的外観および界面特性に基づく。対象の組成物の特定の適用は、適切な製剤を規定する。組成物のための有望なマトリックスは、生分解性で、化学的に規定される、硫酸カルシウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、ポリ乳酸およびポリ無水物であり得る。他の有望な材料は、骨または皮膚コラーゲンなどの、生分解性で、生物学的に十分に規定されるものである。さらなるマトリックスは、純粋なタンパク質または細胞外マトリックス成分で構成される。他の有望なマトリックスは、焼結ヒドロキシアパタイト、バイオガラス、アルミナートまたは他のセラミックなどの、非生分解性で、化学的に規定されるものである。マトリックスは、ポリ乳酸およびヒドロキシアパタイト、またはコラーゲンおよびリン酸三カルシウムなどの上記で述べた種類の材料のいずれかの組合せで構成され得る。バイオセラミックは、カルシウム−アルミナート−ホスフェート中などの組成物中で改変されてもよく、処理して孔径、粒子径、粒子形状および生分解性が改変される。
ある特定の実施形態では、本発明の方法は、経口的に、所定量の薬剤を活性成分としてそれぞれ含有する、例えば、カプセル剤、カシェ剤、丸剤、錠剤、ロゼンジ(風味付けされた基剤、通常、スクロースおよびアカシアまたはトラガカントを使用する)、散剤、顆粒剤の形態で、あるいは水性もしくは非水性液体中の液剤または懸濁剤として、あるいは水中油型もしくは油中水型の液体エマルジョンとして、あるいはエリキシル剤もしくはシロップ剤として、あるいはトローチ(ゼラチンおよびグリセリン、またはスクロースおよびアカシアなどの不活性基剤を使用する)として、ならびに/あるいは洗口剤などとして投与することができる。薬剤はまた、ボーラス、舐剤またはペーストとして投与されてもよい。
経口投与用の固体剤形(カプセル剤、錠剤、丸剤、糖衣剤、散剤、顆粒剤など)において、本発明の1つまたは複数の治療用化合物は、1つまたは複数の薬学的に許容される担体、例えば、クエン酸ナトリウムもしくはリン酸二カルシウム、および/または以下のいずれかと混合され得る:(1)フィラーまたは増量剤、例えば、デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトールおよび/またはケイ酸;(2)結合剤、例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、スクロースおよび/またはアカシアなど;(3)保湿剤、例えば、グリセロール;(4)崩壊剤、例えば、寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモデンプンまたはタピオカデンプン、アルギン酸、ある特定のシリケートおよび炭酸ナトリウム;(5)溶解遅延剤、例えば、パラフィン;(6)吸収促進剤、例えば、第4級アンモニウム化合物;(7)湿潤剤、例えば、セチルアルコールおよびグリセロールモノステアレートなど;(8)吸収剤、例えば、カオリンおよびベントナイトクレー;(9)滑沢剤、例えば、タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムおよびこれらの混合物;ならびに(10)着色剤。カプセル剤、錠剤および丸剤の場合において、医薬組成物はまた、緩衝剤を含んでいてもよい。同様の種類の固体組成物はまた、ラクトースまたは乳糖などの賦形剤、および高分子量ポリエチレングリコールなどを使用する、軟および硬ゼラチンカプセルにおいてフィラーとして用いられてもよい。
経口投与用の液体剤形としては、薬学的に許容されるエマルジョン、マイクロエマルジョン、液剤、懸濁剤、シロップ剤およびエリキシル剤が挙げられる。活性成分に加えて、液体剤形は、当技術分野において一般に使用される不活性希釈剤、例えば、水または他の溶媒、可溶化剤および乳化剤、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、油(特に、綿実油、落花生油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ならびにこれらの混合物を含有していてもよい。不活性希釈剤以外に、経口組成物は、湿潤剤、乳化剤および懸濁化剤、甘味剤、香味剤、着色剤、香料ならびに保存剤などの補助剤も含み得る。
懸濁剤は、活性化合物に加えて、懸濁化剤、例えば、エトキシル化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトールおよびソルビタンエステル、微結晶性セルロース、メタ水酸化アルミニウム、ベントナイト、寒天およびトラガカント、ならびにこれらの混合物を含有していてもよい。
本発明の組成物はまた、補助剤、例えば、保存剤、湿潤剤、乳化剤および分散剤を含有していてもよい。微生物の作用の防止は、様々な抗細菌剤および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノールソルビン酸などの包含によって、確実にされ得る。等張剤、例えば、糖、塩化ナトリウムなどを組成物に含めることも望ましくあり得る。加えて、注射可能な医薬形態の持続的吸収は、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンなどの吸収を遅らせる薬剤の包含によって、もたらされ得る。
投薬量レジメンは、対象の本発明の化合物(例えば、二機能性および三機能性タンパク質)の作用を変える様々な要因を考慮して、主治医によって決定されることが理解される。様々な要因としては、限定されるものではないが、患者の年齢、性別および食事、疾患の重症度、投与時間、ならびに他の臨床的要因が挙げられる。必要に応じて、投薬量は、再構成において使用されるマトリックスの種類、および組成物中の化合物の種類によって変化し得る。最終組成物への他の公知の成長因子の添加も投薬量に影響を与え得る。進行は、骨の成長および/または修復、例えば、X線(DEXAを含む)、組織形態計測的決定およびテトラサイクリン標識の定期的評価によって、監視することができる。
ある特定の実施形態では、本発明は、本開示の二機能性および三機能性タンパク質のin vivo産生のための遺伝子治療も提供する。このような治療は、上記で列挙したような障害を有する細胞または組織への二機能性または三機能性ポリヌクレオチド配列の導入によって、その治療効果を達成するであろう。二機能性または三機能性ポリヌクレオチド配列の送達は、キメラウイルスなどの組換え発現ベクター、またはコロイド分散系を使用して、達成することができる。標的化リポソームの使用が、二機能性または三機能性ポリヌクレオチド配列の治療的送達のために好ましい。
本明細書において教示されている遺伝子治療のために利用され得る様々なウイルスベクターとしては、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニア、または好ましくは、レトロウイルスなどのRNAウイルスが挙げられる。好ましくは、レトロウイルスベクターは、マウスまたは鳥類レトロウイルスの誘導体である。単一の外来遺伝子が挿入され得るレトロウイルスベクターの例としては、限定されるものではないが、モロニーマウス白血病ウイルス(MoMuLV)、ハーベイマウス肉腫ウイルス(HaMuSV)、マウス乳腺腫瘍ウイルス(MuMTV)およびラウス肉腫ウイルス(RSV)が挙げられる。いくつかの追加のレトロウイルスベクターは、複数の遺伝子を組み込むことができる。すべてのこれらのベクターは、形質導入細胞を特定および作製することができるように、選択マーカー用の遺伝子を移行または組み込むことができる。レトロウイルスベクターは、例えば、糖、糖脂質またはタンパク質を付着させることによって、標的特異的にすることができる。好ましい標的化は、抗体を使用することによって、達成される。当業者は、特定のポリヌクレオチド配列が、二機能性または三機能性ポリヌクレオチドを含有するレトロウイルスベクターの標的特異的送達を可能にするために、レトロウイルスゲノムに挿入され、またはウイルスエンベロープに付着され得ることを認識する。好ましい実施形態では、ベクターは、骨または軟骨に標的化される。
あるいは、組織培養細胞は、従来のリン酸カルシウムトランスフェクションによって、レトロウイルス構造遺伝子gag、polおよびenvをコードするプラスミドで直接トランスフェクトされ得る。次いで、これらの細胞は、目的の遺伝子を含有するベクタープラスミドでトランスフェクトされる。得られる細胞は、レトロウイルスベクターを培養培地に放出する。
二機能性または三機能性ポリヌクレオチドのための別の標的化送達系は、コロイド分散系である。コロイド分散系としては、高分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズ、ならび水中油型エマルジョン、ミセル、混合ミセルおよびリポソームを含む脂質に基づく系が挙げられる。本発明の好ましいコロイド系は、リポソームである。リポソームは、in vitroおよびin vivoでの送達ビヒクルとして有用な人工膜小胞である。RNA、DNAおよび無傷のビリオンが水性の内部に封入され、生物学的に活性な形態で細胞に送達され得る(例えば、Fraley, et al., Trends Biochem. Sci., 6:77, 1981を参照されたい)。リポソームビヒクルを使用する効率的な遺伝子導入のための方法は、当技術分野において公知であり、例えば、Mannino, et al., Biotechniques, 6:682, 1988を参照されたい。リポソーム組成物は、通常、リン脂質の組合せ、通常、ステロイド、特に、コレステロールとの組合せである。他のリン脂質または他の脂質も使用し得る。リポソームの物理的特性は、pH、イオン強度および二価カチオンの存在に依存する。
リポソームの製造において有用な脂質の例としては、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴ脂質、セレブロシドおよびガングリオシドなどのホスファチジル化合物が挙げられる。例示的なリン脂質としては、卵ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリンおよびジステアロイルホスファチジルコリンが挙げられる。リポソームの標的化はまた、例えば、器官特異性、細胞特異性および細胞小器官特異性に基づくことによっても可能であり、当技術分野において公知である。
本開示は、pHを調整するための酸および塩基;ならびに狭い範囲内でpHを保つための緩衝剤を含んで、変更され得る製剤を提供する。
例示
以下、本発明を一般に記載し、本発明のある特定の実施形態の例示の目的のために単に含まれ、本発明を限定することを意図するものではない、以下の実施例を参照することによって、より容易に理解されるであろう。
(実施例1)
TβRII受容体融合タンパク質バリアントの作製
TβRII ECDバリアント
ヒトTβRIIの可溶性細胞外部分およびヒトFc部分を含むTβRII融合タンパク質を作製した。それぞれの融合タンパク質について、配列番号18のアミノ酸配列を有するTβRIIアミノ酸配列を、いくつかの異なるリンカーの1つによって、配列番号49のアミノ酸配列を有するIgG Fc部分と融合した。それぞれの融合タンパク質は、配列番号23のアミノ酸配列(下記)を有するTPAリーダー配列も含んでいた。
組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA):MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP(配列番号23)
いくつかの設計された構築物の実例の概要を図3として提示する。例示項において試験された異なる構築物についての配列を詳述した表を下記に提示する。
Figure 2021526835
構築物の成分についてのアミノ酸配列およびそれぞれの構築物を、これらの構築物を発現するために使用される核酸配列とともに、下記に提示する。
TβRII部分:アミノ酸配列
Figure 2021526835
Fc部分:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII−hFc:核酸配列
Figure 2021526835
hTβRII−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
下記の動物実験のために、ヒトFcドメインがマウスIgG1 Fcドメインによって置き換えられた配列番号9のバリアント形態を使用した。このバリアントをhTβRII−mFcという。
hTβRII(G4S)3−hFc:核酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)3−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:核酸配列
Figure 2021526835
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:リーダー配列を欠くアミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:リーダー配列を欠き、hTβRII部分の前のグリシンを欠く、アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:リーダー配列を欠き、hTβRII部分の前のグリシンおよびアラニンを欠く、アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:リーダー配列を欠き、hTβRII部分の前のグリシン、アラニンおよびトレオニンを欠く、アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)4−hFc:リーダー配列を欠き、hTβRII部分の前のグリシン、アラニン、トレオニンおよびイソロイシンを欠く、アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII (G4S)4−hFc:リーダー配列を欠き、hTβRII部分の前のグリシン、アラニン、トレオニン、イソロイシンおよびプロリンを欠く、アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII (G4S)4−hFc:リーダー配列を欠き、hTβRII部分の前のグリシン、アラニン、トレオニン、イソロイシン、プロリンおよびプロリンを欠く、アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)2−hFc:核酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)2−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII拡張ヒンジ−hFc:核酸配列
Figure 2021526835
hTβRII拡張ヒンジ−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)5−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)6−hFc:アミノ酸配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)5−hFc:ヌクレオチド配列
Figure 2021526835
hTβRII(G4S)6−hFc:ヌクレオチド配列
Figure 2021526835
Figure 2021526835
様々な構築物は、CHO細胞中で成功裏に発現され、分析的なサイズ排除クロマトグラフィーおよびSDS−PAGEによって決定されるように、高純度に精製された。hTβRII(G4S)2−hFc、hTβRII(G4S)3−hFc、hTβRII(G4S)4−hFc、hTβRII(G4S)5−hFcおよびhTβRII(G4S)6−hFcタンパク質は、37℃で13日間PBS中で保持された場合に、SDS−PAGE分析によって決定される同様の強い安定性を示した。hTβRII(G4S)2−hFc、hTβRII(G4S)3−hFc、hTβRII(G4S)4−hFcタンパク質は、ラット、マウスまたはヒト血清中でも保持され、同様の強い安定性を示した。
TβRII ECDバリアント
上記に記載の融合タンパク質(例えば、配列番号18)に含まれるTβRIIドメインに加えて、本開示は、代替のTβRIIドメインを含む融合タンパク質も企図する。例えば、融合タンパク質は、下記に示す野生型hTβRIIshort(23〜159)配列(配列番号27)、または下記に開示する任意の他のTβRIIポリペプチドを含んでいてもよい。
Figure 2021526835
(1)下記に示すhTβRIIshort(23〜159/D110K)アミノ酸配列(配列番号36)、ここで、置換された残基に下線を引いている。
Figure 2021526835
(2)下記に示すN末端で切断されたhTβRIIshort(29〜159)アミノ酸配列(配列番号28)。
Figure 2021526835
(3)下記に示すN末端で切断されたhTβRIIshort(35〜159)アミノ酸配列(配列番号29)。
Figure 2021526835
(4)下記に示すC末端で切断されたhTβRIIshort(23〜153)アミノ酸配列(配列番号30)。
Figure 2021526835
(5)下記に示すC末端で切断されたhTβRIIshort(23〜153/N70D)アミノ酸配列(配列番号38)、ここで、置換された残基に下線を引いている。
Figure 2021526835
出願人はまた、上記および下記に示す野生型hTβRIIlong(23〜184)配列(配列番号20)に基づいて、対応する5つのバリアント(配列番号37、33、34、39)も構想し、ここで、25アミノ酸の挿入に下線を引いている。スプライシングが、挿入に隣接するC末端位での保存的アミノ酸置換(Val→Ile)をもたらすことに留意されたい。
Figure 2021526835
(1)下記に示すhTβRIIlong(23〜184/D135K)アミノ酸配列(配列番号37)、ここで、置換された残基に二重下線を引いている。
Figure 2021526835
(2)下記に示すN末端で切断されたhTβRIIlong(29〜184)アミノ酸配列(配列番号33)。
Figure 2021526835
(3)下記に示すN末端で切断されたhTβRIIlong(60〜184)アミノ酸配列(配列番号29と同じ)。
Figure 2021526835
(4)下記に示すC末端で切断されたhTβRIIlong(23〜178)アミノ酸配列(配列番号34)。
Figure 2021526835
(5)下記に示すC末端で切断されたhTβRIIlong(23〜178/N95D)アミノ酸配列(配列番号39)、ここで、置換された残基に二重下線を引いている。
Figure 2021526835
追加のTβRII ECDバリアントとしては、以下が挙げられる。
(A)下記に示すNおよびC末端で切断されたhTβRIIshort(35〜153)またはhTβRIIlong(60〜178)アミノ酸配列(配列番号32)。
Figure 2021526835
(B)下記に示すNおよびC末端で切断されたhTβRIIshort(29〜153)アミノ酸配列(配列番号31)。
Figure 2021526835
(C)下記に示すNおよびC末端で切断されたhTβRIIlong(29〜178)アミノ酸配列(配列番号35)。
Figure 2021526835
上記のバリアント(配列番号36、28、29、30、38、37、33、34、39、32、31および35)のいずれかは、hTβRIIアイソフォームCにおいて天然に存在するように(Konrad et al., BMC Genomics 8:318, 2007)、hTβRII ECDのC末端の近くに位置するグルタミン酸残基の対(配列番号1の151位および152位、または配列番号2の176位および177位)の間の36アミノ酸(配列番号41)の挿入を組み込むことができた。
Figure 2021526835
例として、任意の挿入部位に隣接する対のグルタミン酸残基を、hTβRIIshort(29〜159)バリアント(配列番号28)について、下記に表す(下線)。
Figure 2021526835
Fcドメインバリアント
上記に記載の構築物を、配列番号49のアミノ酸配列を有するFcドメインを用いて作製したが、本開示は、ヒトIgG2 Fcドメイン(配列番号42、下記)または全長ヒトIgG1 Fc(hG1Fc)(配列番号43、下記)を含む、代替Fcドメインを含むhTβRII−hFc融合タンパク質を企図する。必要に応じて、Fcドメインと無関係のポリペプチドを、Fcドメインの場所に付着させることができた。
Figure 2021526835
リーダー配列バリアント
上記に記載の作製された構築物は、TPAリーダー配列を含んでいたが、天然のリーダー配列(配列番号22、下記)またはミツバチメリチン(配列番号24、下記)のリーダー配列などの代替リーダー配列を使用し得る。
Figure 2021526835
(実施例2)
細胞に基づくアッセイにおける受容体融合タンパク質バリアントによる分化リガンド阻害
hTβRII(G4S)2−hFc、hTβRII(G4S)3−hFc、hTβRII(G4S)4−hFc、hTβRII−hFcおよびhTβRII拡張ヒンジ−hFcタンパク質に対するTGFβ1、TGFβ2ならびにTGFβ3の親和性を、Biacore(商標)装置によりin vitroで評価し、結果を図4Aおよび4Bにまとめる。それぞれの融合タンパク質は、高親和性でTGFβ1およびTGFβ3に結合する能力があったが、(G4S)4より長いか、または(G4S)4と同じ長さのリンカーを有する構築物は、驚くべきことに、(G4S)4より短い長さのリンカーを有する構築物よりも、高親和性でTGFβ1およびTGFβ3の両方に結合する能力があった。TGFβ2およびいずれかの構築物の間の結合は、低いか、または一過性であった。構築物の脱グリコシル化は、結合を変化させなかった。
A549細胞におけるレポーター遺伝子アッセイを使用して、TGFβ1、TGFβ2およびTGFβ3の活性を阻害するhTβRII−hFcバリアントの能力を決定した。このアッセイは、pGL3(CAGA)12レポータープラスミド(Dennler et al, 1998, EMBO 17: 3091−3100)、およびトランスフェクト効率について制御するためのRenillaレポータープラスミド(pRLCMV)でトランスフェクトされたヒト肺癌細胞系に基づく。CAGAモチーフは、TGFβ応答遺伝子(例えば、PAI−1)のプロモーター中に存在し、そのため、このベクターは、一般に、SMAD2およびSMAD3を介してシグナル伝達する因子のために使用される。
アッセイの初日に、A549細胞(ATCC(登録商標):CCL−185(商標))を48ウェルプレートに分配した。2日目に、pGL3(CAGA)12、pRLCMV、X−tremeGENE 9(Roche Applied Science)、およびOptiMEM(Invitrogen)を含有する溶液をプレインキュベートし、次いで、0.1%のBSAで補充されたEagle最小必須培地(EMEM、ATCC(登録商標))に添加し、これを、37℃、5%のCOで終夜、インキュベーションのために、蒔かれた細胞に適用した。3日目に、培地を除去し、細胞を、下記に記載のようにして調製されたリガンドおよび阻害剤の混合物とともに、37℃、5%のCOで終夜インキュベートした。
被験物質の連続希釈を、アッセイ緩衝液(EMEM+0.1%のBSA)中、48ウェルプレートで行った。試験リガンドを含有する等体積のアッセイ緩衝液を添加して、以前に決定されたEC50と等しい最終リガンド濃度を得た。ヒトTGFβ1、ヒトTGFβ2、およびヒトTGFβ3は、PeproTechから入手した。試験溶液を、37℃で30分間インキュベートし、次いで、混合物の一部をすべてのウェルに添加した。試験溶液との終夜のインキュベートの後、細胞をリン酸緩衝食塩水ですすぎ、次いで、passive lysis緩衝液(Promega E1941)で溶解し、−70℃で終夜保管した。4日目および最終日に、プレートを穏やかに振とうしながら室温に温めた。細胞溶解物を二反復で化学発光プレート(96ウェル)に移し、Dual−Luciferase Reporterアッセイシステム(Promega E1980)からの試薬を用いて発光光度計で分析して、正規化されたルシフェラーゼ活性を決定した。
図5A〜5Fにおいて示されるように、hTβRII(G4S)2−hFc;hTβRII(G4S)3−hFc;hTβRII(G4S)4−hFc;hTβRII(G4S)5−hFc;hTβRII(G4S)6−hFc;hTβRII−hFc;およびhTβRII拡張ヒンジ−hFcタンパク質はすべて、TGFβ1およびTGFβ3の両方を阻害する能力があった。興味深いことに、改善されたTGFβ1およびTGFβ3阻害とhTβRII(G4S)2−hFc;hTβRII(G4S)3−hFcおよびhTβRII(G4S)4−hFc構築物についてのリンカーの長さの間に相関が存在したが(図5E)、この改善傾向は、hTβRII(G4S)5−hFcおよびhTβRII(G4S)6−hFc構築物について、プラトーになったように見えた(図5F)。
(実施例3)
ActRIIB:TβRIIヘテロ二量体の生成
細胞外ドメインとFcドメインの間に位置するリンカーによりFcドメインにそれぞれ別々に融合したヒトActRIIBおよびヒトTβRIIの細胞外ドメインを含む可溶性ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロマー複合体を構築した。個々の構築物は、それぞれ、ActRIIB−Fc融合ポリペプチドおよびTβRII−Fc融合ポリペプチドと称され、それぞれに関する配列を以下に提供する。
ActRIIB−FcまたはTβRII−Fcホモ二量体複合体と対照的に、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロマー複合体の形成を促進するための方法は、非対称ヘテロマー複合体の形成をガイドするFcドメインのアミノ酸配列に変更を導入することである。Fcドメインを使用して非対称相互作用対を作製するための多くの異なるアプローチについて、本開示において記載する。
1つのアプローチでは、それぞれ、配列番号82、84、85、および87のActRIIB−FcおよびTβRII−Fcポリペプチド配列において例示されるように、一方のFcドメインを変更して相互作用面にカチオン性アミノ酸を導入する一方で、他方のFcドメインを変更して相互作用面にアニオン性アミノ酸を導入する。ActRIIB−Fc融合ポリペプチドおよびTβRII−Fc融合ポリペプチドはそれぞれ、組織プラスミノーゲンアクチベーター(TPA)リーダー(配列番号23)およびActRIIBまたはTβRII細胞外部分と改変されたFc部分の間に位置する(G4S)4リンカーを用いる。
ActRIIB−Fcポリペプチド配列(配列番号82)は以下に示される:
Figure 2021526835
リーダー(シグナル)配列とリンカーに下線を引いている。可能なホモ二量体複合体のいずれかよりもむしろ、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2つのアミノ酸置換(酸性アミノ酸をリシンで置き換えること)を上記二重下線によって示したように、ActRIIB融合タンパク質のFcドメイン中に導入することができる。配列番号82のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供され得る。
このActRIIB−Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号83)によってコードされる:
Figure 2021526835
プロセシングされたActRIIB−Fc融合ポリペプチド(配列番号84)は以下の通りであり、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
Figure 2021526835
TβRII−Fc融合ポリペプチド(配列番号85)の相補的形態は以下の通りである:
Figure 2021526835
リーダー配列とリンカーに下線を引いている。上記配列番号82および84のActRIIB−Fc融合ポリペプチドによるヘテロ二量体形成をガイドするために、2つのアミノ酸置換(リシンをアスパラギン酸で置き換える)を上記二重下線によって示したように、TβRII−Fc融合ポリペプチドのFcドメイン中に導入することができる。配列番号85のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端にリシン(K)を付加して与えられてもよい。
このTβRII−Fc融合タンパク質は、以下の核酸(配列番号86)によってコードされる:
Figure 2021526835
Figure 2021526835
プロセシングされたTβRII−Fc融合タンパク質の配列(配列番号87)は以下の通りであり、必要に応じて、C末端にリシン(K)を付加して与えられてもよい。
Figure 2021526835
それぞれ、配列番号84および配列番号87のActRIIB−FcおよびTβRII−Fcタンパク質は、同時に発現され、CHO細胞系から精製され、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcを含むヘテロマー複合体を生じ得る。
非対称のFc融合タンパク質を使用してヘテロ多量体複合体の形成を促進する別のアプローチでは、Fcドメインを変更して、相補的疎水性相互作用ならびにそれぞれ、配列番号88〜90および91〜93のActRIIB−FcおよびTβRII−Fcポリペプチド配列に例示したように、追加の分子間ジスルフィド結合を導入する。ActRIIB−Fc融合ポリペプチドとTβRII−Fc融合ポリペプチドはそれぞれ、組織プラスミノーゲンアクチベーター(TPA)リーダーを用いる。
ActRIIB−Fcポリペプチド配列(配列番号88)は以下に示される:
Figure 2021526835
リーダー(シグナル)配列とリンカーに下線を引いている。可能なホモ二量体複合体のいずれかよりもむしろ、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2つのアミノ酸置換(セリンをシステインでおよびトレオニンをトリプトファン(trytophan)で置き換えること)を上記二重下線によって示したように、融合タンパク質のFcドメイン中に導入することができる。配列番号88のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供され得る。
このActRIIB−Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号89)によってコードされる:
Figure 2021526835
Figure 2021526835
プロセシングされたActRIIB−Fc融合ポリペプチドは以下の通りである:
Figure 2021526835
TβRII−Fc融合ポリペプチド(配列番号91)の相補的形態は以下の通りであり、必要に応じて、C末端から除去したリシン(K)とともに提供され得る。
Figure 2021526835
リーダー配列とリンカーに下線を引いている。上記配列番号88および91のActRIIB−Fc融合ポリペプチドによるヘテロ二量体形成をガイドするために、4つのアミノ酸置換を上記二重下線によって示したように、TβRII融合ポリペプチドのFcドメイン中に導入することができる。配列番号91のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
このA TβRII−Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号92)によってコードされる:
Figure 2021526835
プロセシングされたTβRII−Fc融合タンパク質の配列は以下の通りであり、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
Figure 2021526835
それぞれ、配列番号90および配列番号93のActRIIB−FcおよびTβRII−Fcタンパク質は、同時に発現され、CHO細胞系から精製され、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcを含むヘテロマー複合体を生じ得る。
ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の活性を比較するために、それぞれが、配列番号82、84、85、87、88、90、91、または93のいずれか1つに存在するようなActRIIBまたはTβRII細胞外ドメインのいずれか;改変されていないhG1Fcドメイン(ホモ二量体の形成を促進する);およびActRIIBまたはTβRII細胞外部分と改変されていないFc部分の間に位置する(G4S)4リンカーを含む、ActRIIB−Fcホモ二量体とTβRII−Fcホモ二量体を生成した。これらのホモ二量体の両方が、配列番号23のTPAリーダー配列を使用して発現された。
上記の様々なヘテロ二量体およびホモ二量体の精製は、例えば、任意の順序で、以下のものの3つまたはそれより多くを含む一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成され得る:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびエピトープに基づく親和性クロマトグラフィー(例えば、TβRIIまたはActRIIB上のエピトープを対象とする抗体または機能的に同等のリガンドを用いる)、ならびにマルチモーダルクロマトグラフィー(例えば、静電リガンドと疎水性リガンドの両方を含有する樹脂を用いる)。精製は、ウイルス濾過と緩衝液交換により完了され得る。
(実施例4)
細胞に基づくアッセイにおける受容体融合タンパク質バリアントによる差示的なリガンドの阻害
A549細胞におけるレポーター遺伝子アッセイを使用して、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、BMP9、およびBMP10の活性を阻害するActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の能力を決定し、ActRIIB−Fcホモ二量体およびTβRII−Fcホモ二量体の活性の阻害と比較したが、そのすべては実施例3において上記されている。このアッセイは、トランスフェクション効率を制御するために、pGL3(CAGA)12レポータープラスミド(Dennler et al, 1998, EMBO 17: 3091-3100)およびウミシイタケレポータープラスミド(pRLCMV)を用いてトランスフェクトしたヒト肺癌細胞系に基づく。CAGAモチーフはTGFβ−応答性遺伝子(例えば、PAI−1)のプロモーター中に存在するため、このベクターは、SMAD2およびSMAD3によりシグナル伝達する因子にとって一般的に有用である。
アッセイの初日に、A549細胞(ATCC(登録商標):CCL−185(商標))を48ウェルプレートに分配した。2日目に、pGL3(CAGA)12、pRLCMV、X−tremeGENE 9(Roche Applied Science)およびOptiMEM(Invitrogen)を含有する溶液をプレインキュベートし、次いで、0.1%のBSAで補充されたEagle最小必須培地(EMEM、ATCC(登録商標))に添加し、これを、37℃、5%のCOで終夜、インキュベーションのために、蒔かれた細胞に適用した。3日目に、培地を除去し、細胞を、下記に記載のようにして調製されたリガンドおよび阻害剤の混合物とともに、37℃、5%のCOで終夜インキュベートした。
被験物質の連続希釈を、アッセイ緩衝液(EMEM+0.1%のBSA)中、48ウェルプレートで行った。試験リガンドを含有する等体積のアッセイ緩衝液を添加して、以前に決定されたEC50と等しい最終リガンド濃度を得た。試験溶液を、37℃で30分間インキュベートし、次いで、混合物の一部をすべてのウェルに添加した。試験溶液との終夜のインキュベートの後、細胞をリン酸緩衝食塩水ですすぎ、次いで、passive lysis緩衝液(Promega E1941)で溶解し、−70℃で終夜保管した。4日目および最終日に、プレートを穏やかに振とうしながら室温に温めた。細胞溶解物を二反復で化学発光プレート(96ウェル)に移し、Dual−Luciferase Reporterアッセイシステム(Promega E1980)からの試薬を用いて発光光度計で分析して、正規化されたルシフェラーゼ活性を決定した。
図10に例示したように、TβRII−Fcホモ二量体は、この細胞に基づくアッセイにおいて、TGFβ1およびTGFβ3を阻害することが可能であるが、TGFβ2、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、BMP9、またはBMP10を阻害しなかった。対照的に、ActRIIB−Fcホモ二量体は、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、BMP9、およびBMP10を阻害することが可能であるが、TGFβ1、TGFβ2、またはTGFβ3を阻害しなかった。ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、TGFβ1、TGFβ3、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、およびBMP10を阻害することが可能であるが、BMP9またはTGFβ2を阻害しなかった。これらのデータは、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体が、ActRIIB−Fcホモ二量体とTβRII−Fcホモ二量体の強力な阻害剤の特徴の多くを保持し、よって、Smad 2/3に関連するTGFβスーパーファミリーのリガンドの2つの別個の群(すなわち、TGFβおよびアクチビン/GDF)に、特有に影響を及ぼすことが可能であるリガンドトラップの興味深い分類を表すことを実証する。さらに、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体はBMP9を阻害せず、よって、ActRIIBに関連するリガンドに対して、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcは、ActRIIBホモ二量体よりもより選択的なアンタゴニストである。したがって、ActRIIB−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、このような選択的アンタゴニズムがTGFβ1およびTGFβ3の阻害と組み合わせて所望されるある特定の適用において、ActRIIBホモ二量体よりもより有用であろう。
(実施例5)
ActRIIA:TβRIIヘテロ二量体の生成
細胞外ドメインとFcドメインの間に位置するリンカーによりFcドメインにそれぞれ別々に融合したヒトActRIIAおよびヒトTβRIIの細胞外ドメインを含む可溶性ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロマー複合体を構築した。個々の構築物は、それぞれ、ActRIIA−Fc融合ポリペプチドおよびTβRII−Fc融合ポリペプチドと称され、それぞれに関する配列を以下に提供する。
ActRIIA−FcまたはTβRII−Fcホモ二量体複合体と対照的に、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロマー複合体の形成を促進するための方法は、非対称ヘテロマー複合体の形成をガイドするFcドメインのアミノ酸配列に変更を導入することである。Fcドメインを使用して非対称相互作用対を作製するための多くの異なるアプローチについて、本開示において記載する。
1つのアプローチでは、それぞれ、配列番号128、130、131、および133のActRIIA−FcおよびTβRII−Fcポリペプチド配列において例示されるように、一方のFcドメインを変更して相互作用面にカチオン性アミノ酸を導入する一方で、他方のFcドメインを変更して相互作用面にアニオン性アミノ酸を導入する。ActRIIA−Fc融合ポリペプチドおよびTβRII−Fc融合ポリペプチドはそれぞれ、組織プラスミノーゲンアクチベーター(TPA)リーダー(配列番号23)およびActRIIAまたはTβRII細胞外部分と改変されたFc部分の間に位置する(G4S)4リンカーを用いる。
ActRIIA−Fcポリペプチド配列(配列番号128)は以下に示される:
Figure 2021526835
リーダー(シグナル)配列とリンカーに下線を引いている。可能なホモ二量体複合体のいずれかよりもむしろ、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2つのアミノ酸置換(酸性アミノ酸をリシンで置き換えること)を上記二重下線によって示したように、ActRIIA融合タンパク質のFcドメイン中に導入することができる。配列番号128のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供され得る。
このActRIIA−Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号129)によってコードされる:
Figure 2021526835
プロセシングされたActRIIA−Fc融合ポリペプチド(配列番号130)は以下の通りであり、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
Figure 2021526835
TβRII−Fc融合ポリペプチド(配列番号131)の相補的形態は以下の通りである:
Figure 2021526835
リーダー配列とリンカーに下線を引いている。上記配列番号128および130のActRIIA−Fc融合ポリペプチドによるヘテロ二量体形成をガイドするために、2つのアミノ酸置換(リシンをアスパラギン酸で置き換える)を上記二重下線によって示したように、TβRII−Fc融合ポリペプチドのFcドメイン中に導入することができる。配列番号131のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端にリシン(K)を付加して与えられてもよい。
このTβRII−Fc融合タンパク質は、以下の核酸(配列番号132)によってコードされる:
Figure 2021526835
プロセシングされたTβRII−Fc融合タンパク質の配列(配列番号133)は以下の通りであり、必要に応じて、C末端にリシン(K)を付加して与えられてもよい。
Figure 2021526835
それぞれ、配列番号130および配列番号133のActRIIA−FcおよびTβRII−Fcタンパク質は、同時に発現され、CHO細胞系から精製され、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcを含むヘテロマー複合体を生じ得る。
非対称のFc融合タンパク質を使用してヘテロ多量体複合体の形成を促進する別のアプローチでは、Fcドメインを変更して、相補的疎水性相互作用ならびにそれぞれ、配列番号134、136、137、および139のActRIIA−FcおよびTβRII−Fcポリペプチド配列に例示したように、追加の分子間ジスルフィド結合を導入する。ActRIIA−Fc融合ポリペプチドとTβRII−Fc融合ポリペプチドはそれぞれ、組織プラスミノーゲンアクチベーター(TPA)リーダーを用いる。
ActRIIA−Fcポリペプチド配列(配列番号134)は以下に示される:
Figure 2021526835
リーダー(シグナル)配列とリンカーに下線を引いている。可能なホモ二量体複合体のいずれかよりもむしろ、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2つのアミノ酸置換(セリンをシステインでおよびトレオニンをトリプトファンで置き換えること)を上記二重下線によって示したように、融合タンパク質のFcドメイン中に導入することができる。配列番号134のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
このActRIIA−Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号135)によってコードされる:
Figure 2021526835
プロセシングされたActRIIA−Fc融合ポリペプチドは以下の通りである:
Figure 2021526835
TβRII−Fc融合ポリペプチド(配列番号137)の相補的形態は以下の通りであり、必要に応じて、C末端から除去したリシン(K)とともに提供されてもよい。
Figure 2021526835
リーダー配列とリンカーに下線を引いている。上記配列番号134および136のActRIIA−Fc融合ポリペプチドによるヘテロ二量体形成をガイドするために、4つのアミノ酸置換を上記二重下線によって示したように、TβRII融合ポリペプチドのFcドメイン中に導入することができる。配列番号137のアミノ酸配列は、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
このA TβRII−Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号138)によってコードされる:
Figure 2021526835
プロセシングされたTβRII−Fc融合タンパク質の配列は以下の通りであり、必要に応じて、C末端から除去されたリシン(K)とともに提供されてもよい。
Figure 2021526835
それぞれ、配列番号134および配列番号137のActRIIA−FcおよびTβRII−Fcタンパク質は、同時に発現され、CHO細胞系から精製され、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcを含むヘテロマー複合体を生じ得る。
ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の活性を比較するために、それぞれ、配列番号128、130、131、133、134、136、137、および139のいずれか1つに存在するようなActRIIAまたはTβRII細胞外ドメインのいずれか;改変されていないhG1Fcドメイン(ホモ二量体の形成を促進する);ならびにActRIIAまたはTβRII細胞外部分と改変されていないFc部分の間に位置する(G4S)4リンカーを含む、ActRIIA−Fcホモ二量体とTβRII−Fcホモ二量体を生成した。これらのホモ二量体の両方が、配列番号23のTPAリーダー配列を使用して発現された。
上記の様々なヘテロ二量体およびホモ二量体の精製は、例えば、任意の順序で、以下のものの3つまたはそれより多くを含む一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成され得る:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびエピトープに基づく親和性クロマトグラフィー(例えば、TβRIIまたはActRIIA上のエピトープを対象とする抗体または機能的に同等のリガンドを用いる)、ならびにマルチモーダルクロマトグラフィー(例えば、静電リガンドと疎水性リガンドの両方を含有する樹脂を用いる)。精製は、ウイルス濾過と緩衝液交換により完了され得る。
(実施例6)
細胞に基づくアッセイにおける受容体融合タンパク質バリアントによる差示的なリガンドの阻害
A549細胞におけるレポーター遺伝子アッセイを使用して、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、およびBMP10の活性を阻害するActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体の能力を決定し、ActRIIA−Fcホモ二量体およびTβRII−Fcホモ二量体の活性の阻害と比較した、そのすべては実施例3において上記されている。このアッセイは、トランスフェクション効率を制御するために、pGL3(CAGA)12レポータープラスミド(Dennler et al, 1998, EMBO 17: 3091-3100)およびウミシイタケレポータープラスミド(pRLCMV)を用いてトランスフェクトしたヒト肺癌細胞系に基づく。CAGAモチーフはTGFβ−応答性遺伝子(例えば、PAI−1)のプロモーター中に存在するため、このベクターは、SMAD2およびSMAD3によりシグナル伝達する因子にとって一般的に有用である。
アッセイの初日に、A549細胞(ATCC(登録商標):CCL−185(商標))を48ウェルプレートに分配した。2日目に、pGL3(CAGA)12、pRLCMV、X−tremeGENE 9(Roche Applied Science)およびOptiMEM(Invitrogen)を含有する溶液をプレインキュベートし、次いで、0.1%のBSAで補充されたEagle最小必須培地(EMEM、ATCC(登録商標))に添加し、これを、37℃、5%のCOで終夜、インキュベーションのために、蒔かれた細胞に適用した。3日目に、培地を除去し、細胞を、下記に記載のようにして調製されたリガンドおよび阻害剤の混合物とともに、37℃、5%のCOで終夜インキュベートした。
被験物質の連続希釈を、アッセイ緩衝液(EMEM+0.1%のBSA)中、48ウェルプレートで行った。試験リガンドを含有する等体積のアッセイ緩衝液を添加して、以前に決定されたEC50と等しい最終リガンド濃度を得た。試験溶液を、37℃で30分間インキュベートし、次いで、混合物の一部をすべてのウェルに添加した。試験溶液との終夜のインキュベートの後、細胞をリン酸緩衝食塩水ですすぎ、次いで、passive lysis緩衝液(Promega E1941)で溶解し、−70℃で終夜保管した。4日目および最終日に、プレートを穏やかに振とうしながら室温に温めた。細胞溶解物を二反復で化学発光プレート(96ウェル)に移し、Dual−Luciferase Reporterアッセイシステム(Promega E1980)からの試薬を用いて発光光度計で分析して、正規化されたルシフェラーゼ活性を決定した。
図11に例示したように、TβRII−Fcホモ二量体は、この細胞に基づくアッセイにおいて、TGFβ1およびTGFβ3を阻害することが可能であるが、TGFβ2、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、またはBMP10を阻害しなかった。対照的に、ActRIIA−Fcホモ二量体は、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、およびBMP10を阻害することが可能であるが、TGFβ1、TGFβ2、またはTGFβ3を阻害しなかった。ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、TGFβ1、TGFβ3、アクチビンA、アクチビンB、およびGDF11を阻害することが可能であるが、BMP10またはTGFβ2を阻害しなかった。これらのデータは、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体が、ActRIIA−Fcホモ二量体とTβRII−Fcホモ二量体の強力な阻害剤の特徴の多くを保持し、よって、Smad 2/3に関連するTGFβスーパーファミリーのリガンドの2つの別個の群(すなわち、TGFβおよびアクチビン/GDF)に、特有に影響を及ぼすことが可能であるリガンドトラップの興味深い分類を表すことを実証する。さらに、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体はBMP910を阻害せず、よって、ActRIIAに関連するリガンドに対して、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcは、ActRIIAホモ二量体よりもより選択的なアンタゴニストである。したがって、ActRIIA−Fc:TβRII−Fcヘテロ二量体は、このような選択的アンタゴニズムがTGFβ1およびTGFβ3の阻害と組み合わせて所望されるある特定の適用において、ActRIIAホモ二量体よりもより有用であろう。
(実施例7)
ActRIIA−Fc融合タンパク質の生成
ヒトまたはマウスのFcドメインに融合したヒトActRIIAの細胞外ドメイン(その間にリンカーを有する)を有するActRIIA融合タンパク質を生成した。この構築物は、それぞれ、hActRIIA−hFcおよびhActRIIA−mFcと称される。
ActRIIA−hFcは、CHO細胞系から精製されたものを下に示す(配列番号140):
Figure 2021526835
ActRIIA−hFcおよびActRIIA−mFcタンパク質は、CHO細胞系で発現された。3つの異なるリーダー配列を検討した:
(i)ミツバチメリチン(配列番号24)
(ii)組織プラスミノーゲン活性化因子(配列番号23)
(iii)天然ActRIIAリーダー配列:MGAAAKLAFAVFLISCSSGA(配列番号143)。
選択された形態はTPAのリーダーを用い、以下のプロセシングされていないアミノ酸配列を有する:
Figure 2021526835
このポリペプチドは、以下の核酸配列によってコードされる:
Figure 2021526835
ActRIIA−hFcおよびActRIIA−mFcの両方は、組換え発現に非常に適合した。タンパク質は、タンパク質の単一の明確なピークとして精製された。N末端配列決定は、−ILGRSETQE(配列番号144)の単一の配列を明らかにした。精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。ActRIIA−hFcタンパク質は、サイズ排除クロマトグラフィーによって判定したときは98%を超える、SDS PAGEによって判定したときは95%を超える純度に精製された。
ActRIIA−hFcおよびActRIIA−mFcは、リガンドへの高い親和性を示した。標準のアミンカップリング手順を使用して、Biacore(商標)CM5チップの上にGDF−11またはアクチビンAを固定化した。ActRIIA−hFcおよびActRIIA−mFcタンパク質を系に加え、結合を測定した。ActRIIA−hFcは5×10−12の解離定数(K)でアクチビンに結合し、9.96×10−9のKでGDF11に結合した。ActRIIA−mFcは、同様にふるまった。
薬物動態学的研究において、ActRIIA−hFcは非常に安定していた。ラットに1mg/kg、3mg/kgまたは10mg/kgのActRIIA−hFcタンパク質を投与し、タンパク質の血漿中レベルを24、48、72、144および168時間後に測定した。別個の研究では、ラットに1mg/kg、10mg/kgまたは30mg/kgで投与した。ラットでは、ActRIIA−hFcは11〜14日の血清中半減期を有し、薬物の循環レベルは2週後にかなり高かった(1mg/kg、10mg/kgまたは30mg/kgの最初の投与の場合はそれぞれ11μg/ml、110μg/mlまたは304μg/ml)。カニクイザルでは、血漿中半減期は14日を実質的に超え、薬物の循環レベルは1mg/kg、10mg/kgまたは30mg/kgの最初の投与の場合はそれぞれ25μg/ml、304μg/mlまたは1440μg/mlであった。
(実施例8)ActRIIB−Fc融合タンパク質の生成
その間に最小限のリンカーを有する、ヒトまたはマウスのFcドメインに融合しているヒトActRIIBの細胞外ドメインを有する、可溶性ActRIIB融合タンパク質を構築した。構築物は、hActRIIB−hFcおよびhActRIIB−mFcとそれぞれ呼ぶ。
ActRIIB−hFcは、CHO細胞系から精製されたものを下に示す(配列番号145):
Figure 2021526835
ActRIIB−hFcおよびActRIIB−mFcタンパク質は、CHO細胞系で発現された。3つの異なるリーダー配列を検討した:(i)ミツバチメリチン(配列番号24)、(ii)組織プラスミノーゲン活性化因子(配列番号23)、および(iii)天然hActRIIB:MGAAAKLAFAVFLISCSSGA(配列番号148)。
選択された形態はTPAのリーダーを用い、以下のプロセシングされていないアミノ酸配列(配列番号146)を有する:
Figure 2021526835
このポリペプチドは、以下の核酸配列(配列番号147)によってコードされる:
Figure 2021526835
CHO細胞で生成された物質のN末端配列決定は、−GRGEAEの主要な配列(配列番号149)を明らかにした。注目すべきことに、文献で報告された他の構築物は、−SGR…配列で始まる。
精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。
ActRIIB(20−134)−hFcについてのいくつかのリガンドの親和性を、BiacoreTM機器でin vitroで評価した。結果を以下の表にまとめる。ActRIIB(20−134)−hFcはアクチビンA、アクチビンB、およびGDF11に高い親和性で結合した。
Figure 2021526835
(実施例9)
アクチビンおよびTGFβアンタゴニストの抗腫瘍活性
hActRIIA−mFc、hActRIIB−mFc、およびhTβRII−mFc融合タンパク質の強力な抗腫瘍活性を同系マウスの白血病モデルにおいて調査した。8週齢のBALB/cマウスを無作為に処置に割り当て(1群当たりn=10)、がん細胞を投与する2日前に始めて、週に2回、hActRIIA−mFc(10mg/kg)、hActRIIB−mFc(10mg/kg)、hTβRIIlong(23〜184)−mFc(10mg/kg)、またはビヒクル(リン酸緩衝食塩水、PBS、5ml/kg)で腹腔内に処置した。0日目に、各マウスに、PBS(100μL)中に懸濁した1×10個のRL♂1(RL雄1)細胞を皮下接種した。RL雄1は、BALB/c起源のx線に誘導された白血病である(Sato H et al., 1973, J Exp Med 138:593-606)。マウスに接種した後に、体重および腫瘍体積を週に2回測定した。カリパスで得た2次元の測定値から腫瘍体積を計算した:腫瘍体積(mmで)=(L×W×W)/2(式中、LおよびWは、それぞれ、腫瘍長および幅(mmで)である)。完全な腫瘍退縮と無腫瘍生存は両方、Teicher BA (ed) Anticancer Drug Development Guide: Preclinical Screening, Clinical Trials, and Approval; Humana Press, 1997によって定義された。地域のIACUC規制では、生存分析に使用されるエンドポイントは、2000mmより大きい腫瘍体積、20%を超える体重の損失、または手足の麻痺であった。異なる群の生存曲線を生存期間中央値および対数順位(マンテル−コックス)検定によって比較した。
以下の表に示したように、hActRIIA−mFcとhActRIIB−mFcの両方は、抗腫瘍活性を示した。しかし、hTβRII−mFcは、このモデルにおいていずれの認識可能な抗腫瘍活性も示さなかった。
Figure 2021526835
ビヒクルおよびhTβRII−mFcで処置したマウスの0と比較して、hActRIIA−mFcまたはhActRIIB−mFcによる処置によって、56日目に、10匹のマウスの2匹(20%)が無腫瘍状態となった。生存期間中央値の増加および対数順位検定における高い有意差によって、hActRIIA−mFcとhActRIIB−mFcはそれぞれ、腫瘍を有するマウスの生存を増加させたことも示される。ビヒクルで処置した群の0と比較して、hActRIIB−mFcで処置したマウスの50%が34日目までに完全な腫瘍退縮を示したため、ActRIIB−mFcに対する初期応答は特にロバストであった。これらの結果によって、hActRIIA−mFcおよびhActRIIB−mFcは、in vivoで抗腫瘍活性を有することが示され、これらのタンパク質が、他のアクチビンアンタゴニストと同様に、がんの処置に有用であり得ることが示される。
同じマウスの白血病モデルを使用して、次いで、hActRIIB−hFcが、hActRIIB−mFcのものに類似する抗腫瘍活性を有するかどうか、および抗腫瘍活性がT細胞に媒介される免疫に依存するかどうかを評価した。8週齢のBALB/cマウスを無作為に処置に割り当て(1群当たりn=10)、がん細胞を投与する2日前に始めて、週に2回、hActRIIB−mFc(10mg/kg)、hActRIIB−hFc(10mg/kg)、またはビヒクル(PBS、5ml/kg)で腹腔内に処置した。さらに、7週齢のT細胞免疫欠損のNCr−ヌードマウスを無作為に処置に割り当て(1群当たりn=10)、がん細胞を投与する2日前に始めて、週に2回、hActRIIB−mFc(10mg/kg)、hActRIIB−hFc(10mg/kg)、またはビヒクル(PBS、5ml/kg)で腹腔内に処置した。最後に、上記実験の間のおよそ7週間、無腫瘍のままであった4匹のマウス(hActRIIA−mFcで処置した2匹のマウス、およびhActRIIB−mFcで処置した2匹のマウス)にRL雄1細胞を再負荷し、抗腫瘍免疫メモリーについて試験した。0日目に、各マウスに、PBS(100μL)中に懸濁した1×10個のRL♂1(RL雄1)細胞を皮下接種した。マウスに接種した後に、体重および腫瘍体積を週に2回測定した。地域のIACUC規制では、生存分析に使用されるエンドポイントは、2000mmより大きい腫瘍体積、20%を超える体重の損失、または後脚の麻痺であった。
以下の表に示されるように、hActRIIB−mFcおよびhActRIIB−hFcの抗腫瘍効果は、マウスの株に依存した。
Figure 2021526835
hActRIIB−hFcとhActRIIB−mFcは両方、以下の表に示されたように、免疫競合BALB/cマウスにおいて抗腫瘍活性を示した。hActRIIB−mFcまたはhActRIIB−hFcによる処置によって、ビヒクル処置マウスの0と比較して、それぞれ、マウスの10%または30%を56日目に無腫瘍状態にさせた。生存期間中央値の増加および対数順位検定における高い有意差によって、hActRIIB−mFcとhActRIIB−hFcはそれぞれ、腫瘍を有するマウスの生存を促進したことも実証される。重要なことに、NCr−ヌードマウスにおけるhActRIIB−mFcおよびhActRIIB−hFcの抗腫瘍効果は存在せず、BALB/cマウスと比較して顕著に鈍化し、それによって、ActRIIBリガンドのこれらの阻害剤に対する作用機構においてT細胞免疫を関係させる。さらに、前の実験から持ち越された4匹すべての無腫瘍マウスは、RL雄1腫瘍細胞を繰り返し接種したにも関わらず、本実験の全体を通して検出可能な腫瘍成長を示さなかった。これらの結果は、免疫細胞が、BALB/cバックグラウンドにおいてhActRIIA−mFcまたはhActRIIB−mFcで処置することによってもたらされるRL雄1腫瘍の退縮を媒介する、および有効な抗腫瘍免疫応答によって、腫瘍抗原に対する免疫記憶が生じたというさらなるエビデンスをもたらす。さらに、これらの結果によって、in vivoでのhActRIIB−hFcおよびhActRIIB−mFcの抗腫瘍活性が確認され、この活性においてT細胞免疫を強く関係させる。まとめると、このデータは、アクチビンアンタゴニストを使用して、in vivoでの免疫活性を強化することができ、よって、このようなアンタゴニストは、免疫活性の上昇が望ましい種々の障害および状態を処置するのに有用であり得る(例えば、がん免疫療法への適用および様々な病原体の処置)ことを示唆する。任意の特定の理論に拘束されることを望まないが、このようなアクチビンアンタゴニストは、免疫チェックポイントアンタゴニスト(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合するおよびそれを阻害する抗体、またはその抗原結合断片)と組み合わせて使用した場合、がんを処置するのに特に有用であり得ると考えられる。
(実施例10)
アクチビンとTGFβアンタゴニストの併用療法の抗腫瘍活性
実施例9で記載したのと同じマウス白血病モデルを使用して、次いで、hActRIIB−hFc抗腫瘍活性が、TGFβアンタゴニストと組み合わせることによって強化され得るかどうかを調査した。この組合せの研究では、汎特異的TGFβ抗体(高い親和性でTGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3に結合するもの)をTGFβアンタゴニストとして使用した。
8週齢のBALB/cマウスを無作為に処置に割り当て(1群当たりn=10)、がん細胞を投与する2日前に始めて、週に2回、hActRIIB−hFc(10mg/kg)、TGFβ抗体(mAb)(10mg/kg)、hActRIIA−hFcおよびTGFβmAbの組合せ(両方とも10mg/kg)、またはビヒクル(リン酸緩衝食塩水、PBS、5ml/kg)で腹腔内に処置した。0日目に、各マウスに、PBS(100μL)中に懸濁した1×10個のRL♂1(RL雄1)細胞を皮下接種した。RL雄1は、BALB/c起源のx線に誘導された白血病である(Sato H et al., 1973, J Exp Med 138:593-606)。マウスに接種した後に、前の実施例において記載したように、体重および腫瘍体積を週に2回測定した。異なる群の生存曲線を生存期間中央値および対数順位(マンテル−コックス)検定によって比較した。
以下の表に示されるように、アクチビンアンタゴニストおよびTGFβアンタゴニストによる併用療法は、各アンタゴニスト単独に対して観察されたよりも高い抗腫瘍活性を示した。
Figure 2021526835
hActRIIB−hFc単独またはTGFβ mAb単独による処置は、このモデルにおいて腫瘍退縮に関する中程度の効果、すなわち、それぞれ30%および20%の無腫瘍状態を示した。hActRIIB−hFcおよびTGFβ mAbによる併用処置は、抗腫瘍活性において驚くべきかつ有意な増加、すなわち、70%の無腫瘍状態およびおよそ2倍の生存期間中央値時間をもたらした。この種の相乗効果は、一般に、個々の薬剤が、異なる細胞機構を介して作用することのエビデンスであると考えられる。したがって、アクチビンまたはTGFβシグナル伝達経路のいずれかの阻害によって抗腫瘍活性が促進され得るが、両方の経路の阻害を使用して、抗腫瘍活性の増加が望ましいこのような実験または臨床状況において抗腫瘍活性を相乗的に増加させることができる。まとめると、これらのデータは、アクチビンおよびTGFβのアンタゴニストを単独で使用してがんを処置することができるが、特に、組み合わせてがんを処置することができることを示す。任意の特定の理論に拘束されることを望まないが、このようなアクチビンアンタゴニストおよびTGFβアンタゴニストは、免疫チェックポイントアンタゴニスト(例えば、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合するおよびそれを阻害する抗体またはその抗原結合断片)と組み合わせて使用した場合、がんを処置するのに特に有用であり得ると考えられる。
参照による組み込み
本明細書において言及されたすべての刊行物および特許は、各個の刊行物または特許が、参照により本明細書に組み込まれると具体的かつ個々に示されている場合のように、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
主題の特定の実施形態を説明してきたが、上記の明細書は例示的なものであって、限定的なものではない。多くの改変は、本明細書および下記の特許請求の範囲の検討の際に、当業者に明らかになるであろう。本発明の全範囲は、特許請求の範囲を均等物のその全範囲と一緒に参照し、本明細書をこのような変形と一緒に参照することによって、決定されるべきである。

Claims (105)

  1. アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む融合タンパク質。
  2. アクチビンアンタゴニストドメインおよびTGFβアンタゴニストドメインを含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
  3. アクチビンアンタゴニストドメインおよび免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
  4. TGFβアンタゴニストドメインおよび免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
  5. アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
  6. 前記アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および/または免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種であるポリペプチドドメインをさらに含む、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質。
  7. リンカードメインをさらに含む、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質。
  8. 前記融合タンパク質の前記ドメインが、
    a.A−X−T;
    b.A−X−I;
    c.T−X−I;
    d.A−X−H−X−T;
    e.A−X−H−X−I;
    f.I−X−H−X−T;
    g.A−X−T−X−I;
    h.T−X−A−X−I;
    i.A−X−I−X−T;
    j.A−X−T−H−X−I;
    k.T−X−A−H−X−I;
    l.A−X−I−H−X−T;
    m.A−X−H−T−X−I;
    n.T−X−H−A−X−I;および
    o.A−X−H−I−X−T
    (式中、(i)「A」は、アクチビンアンタゴニストドメインに相当し;(ii)「T」は、TGFβアンタゴニストドメインに相当し;(iii)「I」は、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに相当し;(iv)「H」は、前記アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種であるポリペプチドドメインに相当し;(v)「X」は、必要に応じたリンカードメインに相当し;前記ドメインの配置が、N末端からC末端か、またはC末端からN末端である)
    からなる群から選択される順序で配置されている、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質。
  9. 先行する請求項のいずれかに記載の融合タンパク質を含むホモ二量体。
  10. アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのポリペプチドドメインを含むヘテロ二量体。
  11. a.A−X−T;
    b.A−X−I;
    c.T−X−I;
    d.A−X−H−X−T;
    e.A−X−H−X−I;
    f.I−X−H−X−T;
    g.A−X−T−X−I;
    h.T−X−A−X−I;
    i.A−X−I−X−T;
    j.A−X−T−H−X−I;
    k.T−X−A−H−X−I;
    l.A−X−I−H−X−T;
    m.A−X−H−T−X−I;
    n.T−X−H−A−X−I;および
    o.A−X−H−I−X−T
    (式中、(i)「A」は、アクチビンアンタゴニストドメインに相当し;(ii)「T」は、TGFβアンタゴニストドメインに相当し;(iii)「I」は、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに相当し;(iv)「H」は、前記アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種であるポリペプチドドメインに相当し;(v)「X」は、必要に応じたリンカードメインに相当し;前記ドメインの配列が、N末端からC末端かまたはC末端からN末端である)
    から選択される2つのポリペプチドを含む、請求項10に記載のヘテロ二量体。
  12. a.免疫チェックポイントアンタゴニストドメインおよびTGFβアンタゴニストドメインを含む第1のポリペプチド;ならびに
    b.アクチビンアンタゴニストドメインを含む第2のポリペプチド
    を含むヘテロ二量体。
  13. 前記第2のポリペプチドが、免疫チェックポイントアンタゴニストドメインをさらに含む、請求項12に記載のヘテロ二量体。
  14. a.TGFβアンタゴニストドメインおよびアクチビンアンタゴニストドメインを含む第1のポリペプチド;ならびに
    b.免疫チェックポイントアンタゴニストドメインを含む第2のポリペプチド
    を含むヘテロ二量体。
  15. 前記第2のポリペプチドが、TGFβアンタゴニストドメインをさらに含む、請求項14に記載のヘテロ二量体。
  16. 前記第2のポリペプチドが、アクチビンアンタゴニストドメインをさらに含む、請求項14に記載のヘテロ二量体。
  17. 前記アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメイン、および/または免疫チェックポイントアンタゴニストドメインに対して異種である1つまたは複数のポリペプチドドメインをさらに含む、請求項12から16のいずれか一項に記載のヘテロ二量体。
  18. 1つまたは複数のリンカードメインをさらに含む、任意の先行する請求項に記載のヘテロ二量体。
  19. 前記アクチビンアンタゴニストドメインが、ActRIIAポリペプチドである、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  20. 前記ActRIIAポリペプチドが、
    a.配列番号110の21〜30位のいずれか1つで開始し、配列番号110の110〜135位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    b.配列番号110の21位で開始し、配列番号110の135位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    c.配列番号110の30位で開始し、配列番号110の110位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    d.配列番号111に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
    e.配列番号112に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
    からなる群から選択される、請求項19に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  21. ActRIIBポリペプチドが、アクチビンに結合する、請求項19または20に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  22. 前記ActRIIBポリペプチドが、アクチビンAに結合する、請求項21に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  23. 前記ActRIIBポリペプチドが、アクチビンBに結合する、請求項21または22に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  24. 前記ActRIIBポリペプチドが、GDF8および/またはGDF11にさらに結合する、請求項21から24のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  25. 前記ActRIIBポリペプチドが、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビンAおよび/またはアクチビンBのシグナル伝達を阻害する、請求項21から24のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  26. 前記ActRIIBポリペプチドが、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、GDF8および/またはGDF11のシグナル伝達をさらに阻害する、請求項25に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  27. 前記アクチビンアンタゴニストドメインが、ActRIIBポリペプチドである、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  28. 前記ActRIIBポリペプチドが、
    a.配列番号50の20〜29位のいずれか1つで開始し、配列番号50の109〜134位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    b.配列番号50の20位で開始し、配列番号50の134位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    c.配列番号50の29位で開始し、配列番号50の109位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    d.配列番号51に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    e.配列番号52に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    f.配列番号54に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
    g.配列番号55に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
    からなる群から選択される、請求項27に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  29. 前記ActRIIBポリペプチドが、アクチビンに結合する、請求項27または28に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  30. 前記ActRIIBポリペプチドが、アクチビンAに結合する、請求項29に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  31. 前記ActRIIBポリペプチドが、アクチビンBに結合する、請求項29または30に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  32. 前記ActRIIBポリペプチドが、GDF8および/またはGDF11にさらに結合する、請求項29から31のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  33. 前記ActRIIBポリペプチドが、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビンAおよび/またはアクチビンBのシグナル伝達を阻害する、請求項27から32のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  34. 前記ActRIIBポリペプチドが、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、GDF8および/またはGDF11のシグナル伝達をさらに阻害する、請求項33に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  35. 前記アクチビンアンタゴニストドメインが、アクチビンに結合する抗体またはその抗原結合断片である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  36. 前記抗体またはその抗原結合断片が、アクチビンAに結合する、請求項35に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  37. 前記抗体またはその抗原結合断片が、アクチビンBに結合する、請求項35または請求項36に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  38. 前記抗体が、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビンAおよび/またはアクチビンBのシグナル伝達を阻害する、請求項35から37のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  39. 前記アクチビンアンタゴニストドメインが、ActRII受容体に結合する抗体またはその抗原結合断片である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  40. 前記抗体またはその抗原結合断片が、ActRIIAに結合する、請求項39に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  41. 前記抗体またはその抗原結合断片が、ActRIIBに結合する、請求項39または40に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  42. 前記抗体またはその抗原結合断片が、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、アクチビン−ActRIIAおよび/またはアクチビン−ActRIIBのシグナル伝達を阻害する、請求項39から41のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  43. 前記抗体またはその抗原結合断片が、ビマグルマブまたはその抗原結合断片である、請求項39に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  44. 前記TGFβアンタゴニストドメインが、TβRIIポリペプチドである、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  45. 前記TβRIIポリペプチドが、
    a.配列番号1の23〜35位のいずれか1つで開始し、配列番号1の153〜159位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    b.配列番号1の23位で開始し、配列番号1の159位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    c.配列番号1の35位で開始し、配列番号1の153位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    d.配列番号2の23〜60位のいずれか1つで開始し、配列番号2の178〜184位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    e.配列番号2の23位で開始し、配列番号2の184位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    f.配列番号2の60位で開始し、配列番号2の178位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    g.配列番号18に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    h.配列番号27に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    i.配列番号20に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;ならびに
    j.配列番号28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38;および39のいずれか1つに対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
    からなる群から選択される、請求項44に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  46. 前記ポリペプチドが、TGFβに結合する、請求項44または45に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  47. 前記ポリペプチドが、TGFβ1に結合する、請求項46に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  48. 前記ポリペプチドが、TGFβ3に結合する、請求項46または47に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  49. 前記ポリペプチドが、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、TGFβ1および/またはTGFβ3のシグナル伝達を阻害する、請求項46から48のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  50. 前記TGFβアンタゴニストドメインが、ベータグリカンポリペプチドである、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  51. 前記ベータグリカンポリペプチドが、
    a.配列番号120の21〜28位のいずれか1つで開始し、配列番号120の381〜787位のいずれか1つで終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    b.配列番号120の21位で開始し、配列番号120の787位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    c.配列番号120の28位で開始し、配列番号120の381位で終了する配列に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
    d.配列番号121に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
    e.配列番号125に対して少なくとも75%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
    からなる群から選択される、請求項50に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  52. 前記ポリペプチドが、TGFβに結合する、請求項50または51に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  53. 前記ポリペプチドが、TGFβ1に結合する、請求項52に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  54. 前記ポリペプチドが、TGFβ2に結合する、請求項51または52に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  55. 前記ポリペプチドが、TGFβ3に結合する、請求項51から54のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  56. 前記ポリペプチドが、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3のシグナル伝達を阻害する、請求項50から55のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  57. 前記TGFβアンタゴニストドメインが、TGFβに結合する抗体またはその抗原結合断片である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  58. 前記抗体またはその抗原結合断片が、TGFβ1に結合する、請求項57に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  59. 前記抗体またはその抗原結合断片が、TGFβ2に結合する、請求項57または請求項58に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  60. 前記抗体またはその抗原結合断片が、TGFβ3に結合する、請求項57から59のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  61. 前記抗体またはその抗原結合断片が、抗体:フレソリムマブ、メテリムマブ、Lily21D1、LilyDM4、XOMA089、およびXOMA681、またはその抗原結合断片から選択される、請求項57に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  62. 前記抗体が、レポーター遺伝子アッセイを使用して決定した場合、TGFβ1、TGFβ2、および/またはTGFβ3のシグナル伝達を阻害する、請求項57から61のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  63. 異種の部分が、相互作用対の第1または第2のメンバーを含む、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  64. 前記異種の部分が、ヘテロ二量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸改変を含む、請求項63に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  65. 前記異種の部分が、免疫グロブリンFcドメインである、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  66. 前記免疫グロブリンFcドメインが、ヒト免疫グロブリンFcドメインである、請求項65に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  67. 前記免疫グロブリンFcドメインが、免疫グロブリンG1Fcドメインである、請求項65または66に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  68. 前記リンカーが、10〜25アミノ酸長の間である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  69. 前記リンカーが、
    a.(GGGGS)(式中、n=≧2);
    b.(GGGGS)(式中、n=≧3);
    c.(GGGGS)(式中、n=≧4);および
    d.配列番号4〜7、19、21、25、26、40、および63〜67のうちいずれか1つのアミノ酸配列
    から選択されるアミノ酸配列を含む、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  70. 前記リンカーが、(GGGGS)(式中、n≠≧5)を含む、請求項69に記載のヘテロ多量体。
  71. 前記リンカーが、(GGGGS)(式中、n≠≧5)を含む、請求項69に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  72. グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチン化アミノ酸、および脂質部分にコンジュゲートしたアミノ酸から選択される1つまたは複数の改変されたアミノ酸残基を含む、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  73. グリコシル化されている、請求項65に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  74. CHO細胞における前記ポリペプチドの発現のグリコシル化パターン特性を有する、請求項73に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  75. 単離されている、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  76. 組換え体である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  77. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数を阻害する、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  78. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、PD−1を阻害する、請求項77に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  79. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、PD−L1を阻害する、請求項77に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  80. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、CTLA−4を阻害する、請求項77に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  81. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合する抗体またはその抗原結合断片である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  82. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、PD−1に結合する抗体またはその抗原結合断片である、請求項81に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  83. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、PD−L1に結合する抗体またはその抗原結合断片である、請求項81に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  84. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、CTLA4に結合する抗体またはその抗原結合断片である、請求項81に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  85. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストドメインが、イピリムマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマズ、アテゾリズマブ、アベルマブ、およびデュルバルマブから選択される抗体、またはその抗原結合断片である、任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体。
  86. 任意の先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬調製物。
  87. いずれかの先行する請求項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体に対するコード配列を含む単離されたポリヌクレオチド。
  88. 請求項87に記載のポリヌクレオチドに作動可能に連結したプロモーター配列を含む組換えポリヌクレオチド。
  89. 請求項87または88に記載のポリヌクレオチドを含む細胞。
  90. CHO細胞である、請求項89に記載の細胞。
  91. 請求項88または88に記載のポリヌクレオチドの発現に適切な条件下で細胞を培養するステップを含む、アクチビンアンタゴニストドメイン、TGFβアンタゴニストドメインから選択される2つまたはそれより多くのドメインを含む融合タンパク質、ホモ二量体またはヘテロ二量体を作製する方法。
  92. がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置する方法であって、それを必要とする患者に請求項1から86のいずれか一項に記載の融合タンパク質、ホモ二量体、ヘテロ二量体または医薬調製物のうちの1つまたは複数の有効量を投与するステップを含む、方法。
  93. 前記がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害が、リンパ系または骨髄系の造血器腫瘍、線維肉腫または横紋筋肉腫などの間葉起源の腫瘍、黒色腫、眼球内黒色腫、非黒色腫皮膚がん、奇形癌腫、神経芽腫、神経膠腫、脳幹神経膠腫、視覚路および視床下部の神経膠腫、乏突起神経膠腫、腺癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、癌腫、非小細胞肺癌、肝細胞腫、肝細胞癌、子宮内膜がんまたは子宮癌、唾液腺癌、分化甲状腺癌、肺の癌腫、陰茎癌、副腎皮質癌、内分泌膵島細胞癌、結腸癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭癌、髄様癌、気管支原性肺癌、腎細胞癌、肛門癌、胆管癌、絨毛癌、胚性癌腫、上皮細胞癌、リンパ腫、成人ホジキンリンパ腫、成人非ホジキンリンパ腫、AIDS関連リンパ腫、中枢神経系リンパ腫、皮膚T細胞性リンパ腫、T細胞リンパ腫、セミノーマ、神経膠芽腫、多形神経膠芽腫、肉腫、ユーイング肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫(endotheliosarcoma)、リンパ管肉腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、軟組織肉腫、カポジ肉腫、骨/悪性線維肉腫、骨肉腫/悪性線維性組織球腫、サルコイドーシス肉腫、子宮肉腫、リンパ管内皮細胞肉腫、白血病、急性リンパ芽球性白血病、急性リンパ球性白血病、急性骨髄性(myeloid)白血病、慢性リンパ球性白血病、慢性骨髄性(myelogenous)白血病、ヘアリー細胞白血病、骨髄性(myelogenous)白血病、骨髄性(myeloid)白血病、骨髄芽球性白血病、前骨髄球性白血病、骨髄単球性白血病、単球性白血病、赤白血病、慢性骨髄球性白血病、白血病 骨肉腫、多発性骨髄腫、リンパ系腫瘍、扁平上皮癌(squamous cell cancer)、扁平上皮癌(epithelial squamous cell cancer)、腹膜の扁平上皮癌、頚部扁平上皮癌、転移性頚部扁平上皮癌、転移性頚部扁平上皮癌、潜在性転移性頚部扁平上皮癌、ウィルムス腫瘍、星状細胞腫、肺がん、小細胞肺がん、非小細胞肺がん、肝細胞がん、胃(gastric)または胃(stomach)がん、胃腸がん、消化管カルチノイド腫瘍、膵臓がん、外分泌膵臓がん、膵島細胞膵臓がん、子宮頸がん、子宮頸部異形成、卵巣がん、卵巣上皮がん、卵巣胚細胞腫瘍、卵巣低悪性度腫瘍、肝臓がん、神経内分泌腫瘍、甲状腺髄様癌、副甲状腺がん、乳がん、結腸がん、直腸がん、腎臓または腎がん、前立腺がん、外陰がん、頭頚部がん、AIDS関連悪性腫瘍、肛門がん、星状細胞腫、小脳星状細胞腫、大脳星状細胞腫、胆管がん、肝外胆管がん、骨がん、骨の線維性骨異形成症、脳腫瘍、頭蓋外胚細胞腫瘍、性腺外胚細胞腫瘍、胚細胞腫瘍、ホジキン病、髄芽腫、松果体腫瘍、松果体腫、テント上神経外胚葉性腫瘍(supratentorial neuroectodermal tumor)、上衣腫、上皮がん、上皮性異形成、粘膜上皮異形成、食道がん、食道異形成、眼のがん、ゴーシェ病、胆嚢がん、妊娠性絨毛腫瘍、絨毛性腫瘍、高ガンマグロブリン血症、下咽頭がん、腸がん、腸ポリープまたは腺腫、小腸がん、大腸がん、喉頭がん、口唇または口腔がん、リンパ増殖性障害、マクログロブリン血症、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、中皮腫、悪性胸腺腫、胸腺腫、転移性潜在性形質細胞腫瘍、骨髄異形成症候群、骨増殖性障害、鼻腔または副鼻腔がん、上咽頭がん、中咽頭がん、パラプロテイン血症、陰茎がん、褐色細胞腫、下垂体腫瘍、網膜芽細胞腫、唾液腺がん、セザリー症候群、皮膚がん、精巣がん、尿道がん、子宮がん、腟がん、無汗性外胚葉異形成、前後異形成、窒息性胸郭異形成、心房指異形成(atriodigital dysplasia)、気管支肺異形成、大脳異形成、軟骨外胚葉異形成、鎖骨頭蓋異形成、先天性外胚葉異形成、頭蓋骨幹異形成、頭蓋手根足根骨異形成、頭蓋骨幹端異形成、象牙質異形成、骨幹異形成、外胚葉異形成、エナメル質異形成、脳眼異形成、骨端半肢形成異常、多発性骨端異形成、点状骨端異形成、顔面指趾生殖器異形成、家族性線維性顎異形成、家族性白色襞性異形成、線維筋性異形成、開花性骨異形成(florid osseous dysplasia)、遺伝性腎−網膜異形成、発汗性外胚葉異形成、発汗減少性外胚葉異形成(hypohidrotic ectodermal dysplasia)、リンパ性減少性胸腺異形成(lymphopenic thymic dysplasia)、乳腺異形成、下顎顔面異形成(mandibulofacial dysplasia)、骨幹端異形成(metaphysial dysplasia)、Mondini異形成、単骨性線維性骨異形成、多発性骨端異形成(multiple epiphysial dysplasia)、眼耳脊椎異形成(oculoauriculovertebral dysplasia)、眼歯指異形成、眼脊椎異形成(oculovertebral dysplasia)、歯牙異形成(odontogenic dysplasia)、眼下顎異形成(opthalmomandibulomelic dysplasia)、根尖性セメント質異形成(periapical cemental dysplasia)、多骨性線維性骨異形成、偽軟骨発育不全脊椎骨端異形成(pseudoachondroplastic spondyloepiphysial dysplasia)、網膜異形成、中隔視神経異形成、脊椎骨端異形成(spondyloepiphysial dysplasia)、心室橈骨異形成(ventriculoradial dysplasia)、良性の繁殖異常(dysproliferative)障害(例えば、良性腫瘍、線維嚢胞性状態、組織肥大化、および)、白斑症、角化症、ボーエン病、農夫皮膚、日光口唇炎(solar cheilitis)、日光角化症、重鎖病、滑膜腫、頭蓋咽頭腫、血管芽腫(emangioblastoma)、聴神経腫瘍、ならびに髄膜腫からなる群から選択される、請求項92に記載の方法。
  94. 前記がん、腫瘍、前腫瘍性障害、過剰増殖性障害、または異形成障害を処置するための1つまたは複数の追加の活性薬剤または支持療法の投与をさらに含む、請求項92または93に記載の方法。
  95. 前記追加の活性薬剤または支持療法が、免疫チェックポイントアンタゴニストであり、前記免疫チェックポイントアンタゴニストが、ポリペプチド、抗体もしくはその抗原結合断片、低分子、および/またはポリヌクレオチドから選択される、請求項94に記載の方法。
  96. 前記免疫チェックポイントアンタゴニストが、PD−1、PD−L1、CTLA4、BTLA、LAG3、TIM3、LAIR1、B7−DC、HVEM、TIM4、B7−H3、および/またはB7−H4の1つまたは複数に結合する抗体またはその抗原結合断片である、請求項95に記載の方法。
  97. 前記抗体が、イピリムマブ、ニボルマブ、ペンブロリズマブ、アテゾリズマブ、アベルマブ、およびデュルバルマブ、またはその抗原結合断片である、請求項96に記載の方法。
  98. 前記追加の活性薬剤または支持療法が、アクチビンアンタゴニストであり、前記アクチビンアンタゴニストが、ポリペプチド、抗体もしくはその抗原結合断片、低分子、および/またはポリヌクレオチドから選択される、請求項95から97のいずれか一項に記載の方法。
  99. 前記アクチビンアンタゴニストが、任意の先行する請求項に記載のActRIIポリペプチドである、請求項98に記載の方法。
  100. 前記アクチビンアンタゴニストが、任意の先行する請求項に記載のActRII抗体である、請求項98に記載の方法。
  101. 前記アクチビンアンタゴニストが、任意の先行する請求項に記載のアクチビン抗体である、請求項98に記載の方法。
  102. 前記追加の活性薬剤または支持療法が、TGFβアンタゴニストであり、前記TGFβアンタゴニストが、ポリペプチド、抗体もしくはその抗原結合断片、低分子、および/またはポリヌクレオチドから選択される、請求項94から101のいずれか一項に記載の方法。
  103. 前記TGFβアンタゴニストが、任意の先行する請求項に記載のTβRIIポリペプチドである、請求項102に記載の方法。
  104. 前記TGFβアンタゴニストが、任意の先行する請求項に記載のTGFβ抗体である、請求項102に記載の方法。
  105. 前記TGFβアンタゴニストが、任意の先行する請求項に記載のベータグリカンポリペプチドである、請求項102に記載の方法。
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