JP2021536256A - Conditional active chimeric antigen receptor for modified T cells - Google Patents

Conditional active chimeric antigen receptor for modified T cells Download PDF

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Abstract

本開示は、腫瘍特異的標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体に関する。本キメラ抗原受容体は、親タンパク質抗体又はそのフラグメントから進化させた少なくとも1つの抗原特異的標的領域を含み、且つ異常条件下での分析における活性と比較した正常生理条件での分析における活性の低下を含む。キメラ抗原受容体の製造方法もまた提供される。The present disclosure relates to chimeric antigen receptors for binding to tumor-specific target antigens. The chimeric antigen receptor contains at least one antigen-specific target region evolved from the parent protein antibody or fragment thereof and has reduced activity in analysis under normal physiological conditions compared to activity in analysis under abnormal conditions. including. Also provided is a method for producing a chimeric antigen receptor.

Description

関連出願データ
本出願は、2018年8月2日に出願された米国特許出願第16/053166号の一部継続部分であり(現在係属中)、これは順に、現在放棄された米国特許出願第15/052,487号の分割であり、これは順に、国際出願第これは、2015年8月27日に出願されたPCT/US15/47197の一部継続出願であり、アメリカ合衆国を指定しており、さらに、2014年8月28日に出願された米国仮出願第62/043067号(現在は失効)の利益を主張しており、これらすべての出願は、その全体が参照により本明細書に援用される。
Related Application Data This application is a partial continuation of US Patent Application No. 16/053166 filed on August 2, 2018 (currently pending), which in turn is now abandoned US Patent Application No. 1. A division of No. 15 / 052,487, which, in turn, is a partial continuation of PCT / US15 / 47197 filed on August 27, 2015, International Application No. 27, which designates the United States of America. In addition, it claims the benefit of US Provisional Application No. 62/043067 (now expired) filed August 28, 2014, all of which are incorporated herein by reference in their entirety. Will be done.

本開示は、タンパク質進化の分野に関する。具体的には、本開示は、親または野生型タンパク質から条件的活性型キメラ抗原受容体を生成する方法に関する。本条件的活性型キメラ抗原受容体は、野生型正常生理条件では可逆的又は不可逆的に不活性化されるが、異常条件では活性である。 The present disclosure relates to the field of protein evolution. Specifically, the present disclosure relates to methods of producing conditional active chimeric antigen receptors from parental or wild-type proteins. This conditionally active chimeric antigen receptor is reversibly or irreversibly inactivated under wild-type normal physiological conditions, but is active under abnormal conditions.

タンパク質、特に酵素の種々の特性を進化させる可能性について記載している文献は多数ある。例えば、高温など、異なる条件で動作が安定するように酵素を進化させてもよい。高温で活性が向上する状況では、その向上のかなりの部分は、一般にQ10法則(酵素の場合に10℃の上昇で代謝回転が二倍になると推定される)によって説明されるより高い速度論的活性によるものであり得る。 There is a great deal of literature describing the potential for evolving various properties of proteins, especially enzymes. For example, the enzyme may be evolved so that its operation is stable under different conditions such as high temperature. In situations where activity increases at high temperatures, a significant portion of that improvement is generally higher kinetic as explained by the Q10 law (in the case of enzymes, it is estimated that a 10 ° C increase doubles the turnover). It can be due to activity.

加えて、その正常な動作条件でタンパク質を不安定化させる天然の突然変異の例がある。ある種の変異体は低温では活性であるものの、そのレベルは親または野生型タンパク質と比較して低いものであり得る。これもまた、典型的にはQ10又は同様の法則によって導かれるとおりの活性の低下によって説明される。 In addition, there are examples of natural mutations that destabilize proteins under their normal operating conditions. Although certain variants are active at low temperatures, their levels can be low compared to parental or wild-type proteins. This is also typically explained by a decrease in activity as guided by Q10 or a similar law.

条件的に活性化される有用な分子を生成することが望ましい。例えば、野生型動作条件では事実上不活性であるが、野生型動作条件以外では野生型動作条件と同等又はそれより良好なレベルで活性であるか、又はある種の微小環境で活性化又は不活性化されるか、又は時間の経過に伴い活性化又は不活性化される分子を生成することが望ましい。温度に加え、タンパク質を進化させ又は最適化し得る他の条件としては、pH、浸透圧、重量オスモル濃度、酸化的ストレス及び電解質濃度が挙げられる。進化させる際に最適化し得る他の望ましい特性としては、化学的抵抗性、及びタンパク質分解抵抗性が挙げられる。 It is desirable to produce useful molecules that are conditionally activated. For example, it is virtually inactive under wild-type operating conditions, but is active at levels equal to or better than wild-type operating conditions, or activated or inactive in certain microenvironments, except under wild-type operating conditions. It is desirable to produce molecules that are activated or activated or inactivated over time. In addition to temperature, other conditions under which the protein can be evolved or optimized include pH, osmolality, osmolality by weight, oxidative stress and electrolyte concentration. Other desirable properties that can be optimized for evolution include chemical resistance and proteolysis resistance.

分子を進化させ、又は操作するための戦略が多数発表されている。しかしながら、タンパク質が野生型動作条件では不活性又は事実上不活性(10%未満の活性、好ましくは1%未満の活性)となる一方で、野生型動作条件以外の条件ではその対応する親または野生型タンパク質と同等か又はそれより良好な活性を維持するように操作し、又は進化させるためには、不安定化させる突然変異が、その不安定効果を打ち消すことのない、活性を増加させる突然変異と共存する必要がある。不安定化により、Q10などの標準法則によって予測される効果を超えてタンパク質の活性が低下するであろうことが予想される。従って、対応する親または野生型タンパク質にとって正常な動作条件下では不活性化される一方で、例えば低温では効率的に働くタンパク質を進化させることが可能になれば、予期せぬ新規クラスのタンパク質が作り出される。 Many strategies for evolving or manipulating molecules have been published. However, while the protein is inactive or virtually inactive (less than 10% activity, preferably less than 1% activity) under wild-type operating conditions, its corresponding parent or wild under conditions other than wild-type operating conditions. In order to manipulate or evolve to maintain activity equal to or better than the type protein, the destabilizing mutation does not counteract its destabilizing effect, but increases activity. Must coexist with. It is expected that destabilization will reduce protein activity beyond the effects predicted by standard laws such as Q10. Therefore, if it becomes possible to evolve a protein that is inactivated under normal operating conditions for the corresponding parental or wild-type protein, but works efficiently at low temperatures, for example, an unexpected new class of protein will be produced. Be created.

癌の治療にキメラ抗原受容体(CAR)が用いられている。米国特許出願公開第2013/0280220号明細書は、腫瘍抗原を含めた2つ以上の抗原に特異的なキメラ抗原受容体をコードする改良された細胞を提供する方法及び組成物を開示している。キメラ抗原受容体を発現する細胞は、細胞療法に用いることができる。かかる細胞療法は任意の医学的状態に好適であり得るが、具体的な実施形態では、固形腫瘍が関わる癌を含め、癌の細胞療法である。 Chimeric antigen receptors (CARs) have been used to treat cancer. U.S. Patent Application Publication No. 2013/0280220 discloses methods and compositions that provide improved cells encoding chimeric antigen receptors specific for two or more antigens, including tumor antigens. .. Cells expressing the chimeric antigen receptor can be used for cell therapy. Such cell therapies may be suitable for any medical condition, but in particular embodiments are cell therapies for cancers, including cancers involving solid tumors.

本発明は、正常生理条件では不活性又は低活性であるが、異常生理条件では活性な、操作された条件的活性型キメラ抗原受容体を提供する。 The present invention provides engineered, conditionally active chimeric antigen receptors that are inactive or hypoactive under normal physiological conditions but active under abnormal physiological conditions.

本出願全体を通じて、様々な刊行物が著者及び日付によって参照される。これらの刊行物の開示は、本明細書に説明及び特許請求される開示の日付時点における当業者に公知のとおりの当該分野の技術水準をより十全に説明するため、本明細書によって全体として参照により本出願に援用される。 Various publications are referenced by author and date throughout this application. The disclosure of these publications as a whole is made herein to better explain the technical level of the art as known to those of skill in the art as of the date of the disclosure described and claimed in the present specification. Incorporated in this application by reference.

本発明の一実施形態におけるキメラ抗原受容体の概略図を示す。ASTRは抗原特異的標的領域であり、Lはリンカーであり、ESDは細胞外スペーサードメインであり、TMは膜貫通ドメインであり、CSDは共刺激ドメインであり、及びISDは細胞内シグナル伝達ドメインである。The schematic diagram of the chimeric antigen receptor in one Embodiment of this invention is shown. ASTR is an antigen-specific target region, L is a linker, ESD is an extracellular spacer domain, TM is a transmembrane domain, CSD is a co-stimulation domain, and ISD is an intracellular signaling domain. be.

実施例1の条件的活性型抗体が二価又は一価抗体として発現しても、pH6.0未満及びpH7.4超でこれらの抗体の当該の選択性に有意な変化はないことを示す。It is shown that even if the conditional active antibody of Example 1 is expressed as a divalent or monovalent antibody, there is no significant change in the selectivity of these antibodies below pH 6.0 and above pH 7.4. 実施例1の条件的活性型抗体が二価又は一価抗体として発現しても、pH6.0未満及びpH7.4超でこれらの抗体の当該の選択性に有意な変化はないことを示す。It is shown that even if the conditional active antibody of Example 1 is expressed as a divalent or monovalent antibody, there is no significant change in the selectivity of these antibodies below pH 6.0 and above pH 7.4.

実施例2の条件的活性型抗体が凝集しないことを示すサイズ排除クロマトグラフのプロファイルである。FIG. 6 is a profile of a size exclusion chromatograph showing that the conditionally active antibody of Example 2 does not aggregate.

表面プラズモン共鳴(SPR)分析によって計測したときの実施例2の条件的活性型抗体のオン及びオフ速度を示す。The on and off velocities of the conditioned active antibody of Example 2 as measured by surface plasmon resonance (SPR) analysis are shown.

A〜Bは、実施例2のSPR分析によって計測したときの条件的活性型抗体の選択性を示す。A to B show the selectivity of the conditioned active antibody as measured by the SPR analysis of Example 2.

CAR−T細胞が、CAR−T細胞の標的抗原X1を発現しないCHO細胞の集団に何ら効果を及ぼさなかったことを示す。この例のCAR−T細胞中のCAR分子は標的抗原X1に対する抗体を含んだが、この抗体は条件的活性型ではなかった(比較例A)。It is shown that CAR-T cells had no effect on a population of CHO cells that did not express the target antigen X1 of CAR-T cells. The CAR molecule in the CAR-T cells of this example contained an antibody against the target antigen X1, but this antibody was not a conditionally active form (Comparative Example A).

CAR−T細胞が、CAR−T細胞の標的抗原X1を発現するCHO−63細胞の集団を減少させたことを示す。これらのCAR−T細胞は、図7Aに示すデータの生成に使用したものと同じ細胞である(比較例A)。It is shown that CAR-T cells reduced the population of CHO-63 cells expressing the target antigen X1 of CAR-T cells. These CAR-T cells are the same cells used to generate the data shown in FIG. 7A (Comparative Example A).

CAR−T細胞が、CAR−T細胞の標的抗原X1を発現しないCHO細胞の集団に何ら効果を及ぼさなかったことを示す。この実施例3のCAR−T細胞中のCAR分子は、標的抗原X1に対する条件的活性型抗体を含んだ。It is shown that CAR-T cells had no effect on a population of CHO cells that did not express the target antigen X1 of CAR-T cells. The CAR molecule in the CAR-T cells of Example 3 contained a conditionally active antibody against the target antigen X1.

実施例3で試験したとおり、CAR−T細胞が、CAR−T細胞の標的抗原X1を発現するCHO−63細胞の集団を減少させたことを示す。これらのCAR−T細胞は、図8Aに示すデータの生成に使用したものと同じ細胞である。It is shown that CAR-T cells reduced the population of CHO-63 cells expressing the target antigen X1 of CAR-T cells, as tested in Example 3. These CAR-T cells are the same cells used to generate the data shown in FIG. 8A.

A〜Bは、実施例3に記載されるとおり、CAR−T細胞が標的抗原X1と結合することによって誘導されるサイトカイン放出を示す。A to B show cytokine release induced by the binding of CAR-T cells to the target antigen X1, as described in Example 3.

標的抗原X2に対する条件的活性型抗体を示す。The conditional active antibody against the target antigen X2 is shown.

A〜Bは、実施例4に記載されるとおり、標的抗原X2を発現するダウディ細胞へのCAR−T細胞の結合によって誘導される細胞傷害効果及び標的抗原X2を発現しないHEK293細胞上のCAR−T細胞によって誘導される細胞傷害効果を示す。As described in Example 4, A to B have a cytotoxic effect induced by binding of CAR-T cells to Daudi cells expressing the target antigen X2 and CAR- on HEK293 cells not expressing the target antigen X2. Shows the cytotoxic effect induced by T cells.

A〜Bは、実施例5に記載されるとおり、CAR−T細胞が標的抗原X1と結合することによって誘導されるサイトカイン放出を示す。A to B show cytokine release induced by the binding of CAR-T cells to the target antigen X1, as described in Example 5.

A〜Bは、実施例5に記載されるとおり、CAR−T細胞が標的抗原X2と結合することによって誘導されるサイトカイン放出を示す。A to B show cytokine release induced by the binding of CAR-T cells to the target antigen X2, as described in Example 5.

CAR−T細胞の構築に好適な標的抗原X3に対する条件的活性型抗体を示す。The conditional active antibody against the target antigen X3 suitable for the construction of CAR-T cells is shown.

一態様では、本発明は、腫瘍特異的標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体(CAR)を提供する。キメラ抗原受容体は、親タンパク質またはそのドメインから進化した少なくとも1つの抗原特異的標的領域を含んでいる。CARはさらに、膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいる。少なくとも1つの抗原特異的標的領域は、正常生理条件での分析における活性が、異常条件での分析における活性と比較して低下している。 In one aspect, the invention provides a chimeric antigen receptor (CAR) for binding to a tumor-specific target antigen. The chimeric antigen receptor contains at least one antigen-specific target region that has evolved from the parent protein or its domain. CAR further contains a transmembrane domain and an intracellular signaling domain. At least one antigen-specific target region has reduced activity in analysis under normal physiological conditions compared to activity in analysis under abnormal conditions.

別の態様において、本発明は、本発明のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターを提供する。本発現ベクターは、レンチウイルスベクター、γレトロウイルスベクター、フォーミーウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、遺伝子工学的に操作されたハイブリッドウイルス、及びトランスポゾン媒介性ベクターから選択される。 In another embodiment, the invention provides an expression vector comprising a polynucleotide sequence encoding a chimeric antigen receptor of the invention. The expression vector is a lentivirus vector, a γ retrovirus vector, a formy virus vector, an adeno-associated virus vector, an adenovirus vector, a poxvirus vector, a herpesvirus vector, a genetically engineered hybrid virus, and a transposon-mediated vector. Is selected from.

さらに別の態様において、本発明は、本発明のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む遺伝子操作された細胞傷害性細胞を提供する。この細胞傷害性細胞はT細胞であってもよく、ナイーブT細胞、セントラルメモリーT細胞、及びエフェクターメモリーT細胞から選択され得る。 In yet another embodiment, the invention provides genetically engineered cytotoxic cells comprising a polynucleotide sequence encoding the chimeric antigen receptor of the invention. The cytotoxic cells may be T cells and can be selected from naive T cells, central memory T cells, and effector memory T cells.

さらに別の態様において、本発明は、本発明のキメラ抗原受容体、発現ベクター、及び/又は遺伝子操作された細胞傷害性細胞と、薬学的に受容可能な賦形剤とを含む医薬組成物を提供する。 In yet another embodiment, the invention comprises a pharmaceutical composition comprising the chimeric antigen receptor, expression vector, and / or genetically engineered cytotoxic cell of the invention and a pharmaceutically acceptable excipient. offer.

さらに別の態様では、本発明は、少なくとも1つの抗原特異的標的領域、膜貫通ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体を製造する方法を提供する。方法は、腫瘍特異的標的抗原と特異的に結合する親タンパク質またはそのドメインから、少なくとも1つの抗原特異的標的領域を生成する工程を含む。これらには、(i)親タンパク質または野生型タンパク質またはそのドメインをコードするDNAを、1つ以上の進化技術を用いて進化させ、変異体DNAを作成する工程、(ii)変異体DNAを発現させて、変異体ポリペプチドを得る工程、(iii)変異体ポリペプチドを、正常生理条件での分析および異常条件での分析に供する工程、および(iv)工程(iii)で発現させた変異体ポリペプチドから、異常条件での分析における活性とを比較して、正常生理条件での分析における活性の低下を示す少なくとも1つの抗原特異的標的領域を選択する工程が含まれる。 In yet another aspect, the invention provides a method of producing a chimeric antigen receptor comprising at least one antigen-specific target region, a transmembrane domain and an intracellular signaling domain. The method comprises producing at least one antigen-specific target region from a parent protein or domain thereof that specifically binds to a tumor-specific target antigen. These include (i) the step of evolving the DNA encoding the parent protein or wild-type protein or its domain using one or more evolutionary techniques to create mutant DNA, and (ii) expressing the mutant DNA. To obtain a mutant polypeptide, (iii) the mutant polypeptide is subjected to analysis under normal physiological conditions and abnormal conditions, and (iv) the mutant expressed in step (iii). It comprises the step of selecting at least one antigen-specific target region from the polypeptide that exhibits reduced activity in the analysis under normal physiological conditions by comparing the activity with the activity in the analysis under abnormal conditions.

定義
本明細書に提供される実施例の理解を容易にするために、特定のしばしば登場する方法及び/又は用語は以下に記載される。
Definitions To facilitate understanding of the examples provided herein, certain frequently-appearing methods and / or terms are described below.

測定量と関連して本明細書で使用される用語「約」は、測定を行い、測定の目的に相応の注意レベルと使用される測定機器の精度を行使する当業者によって期待される測定量における通常の変動に関連するものである。特に明記しない限り、「約」は、与えられた値の+/−10%の変動に関連する。 As used herein in connection with a measure, the term "about" is the measure expected by those skilled in the art who make the measurement and exercise the level of attention and accuracy of the measuring instrument used for the purpose of the measurement. It is related to the normal fluctuations in. Unless otherwise stated, "about" is associated with a +/- 10% variation in a given value.

用語「薬剤」は、化学化合物、化学化合物の混合物、空間的に局所化された化合物の配列(例えば、VLSIPSペプチド配列、ポリヌクレオチド配列、及び/又はコンビナトリアル小分子配列)、生体高分子、バクテリオファージペプチドディスプレイライブラリー、バクテリオファージ抗体(例えばscFV)ディスプレイライブラリー、ポリソームペプチドディスプレイライブラリー、又は、バクテリア、植物、菌類又は動物(特に哺乳類)の細胞又は組織のような生体材料からつくられる抽出物を示すのに用いられる。薬剤は、本明細書の以下に記載されているスクリーニング分析に含まれることにより条件的活性型生物学的治療酵素として潜在的酵素活性のために評価される。薬剤は、以下の本明細書の以下に記載されているスクリーニング分析に含まれることにより条件的活性型生物学的治療酵素として潜在的活性のために評価される。 The term "drug" refers to a chemical compound, a mixture of chemical compounds, a spatially localized sequence of compounds (eg, VLSIPS peptide sequence, polynucleotide sequence, and / or combinatorial small molecule sequence), biopolymer, bacteriophage. Peptide display libraries, bacterial compound antibody (eg scFV) display libraries, polysome peptide display libraries, or extracts made from biological materials such as cells or tissues of bacteria, plants, fungi or animals (particularly mammals). Used to indicate. The agent is assessed for potential enzyme activity as a conditional active biotherapeutic enzyme by being included in the screening analysis described below. The agent is assessed for potential activity as a conditionally active biotherapeutic enzyme by being included in the screening analysis described below herein.

本明細書で使用される用語「アミノ酸」は、アミノ基(−NH2)及びカルボキシル基(−COOH)を含む任意の有機化合物である、好適には、自由群又はペプチドの部分として縮合後のどちらでも結合する。「アルファ−アミノ酸を形成する20種の自然にエンコードされたポリペプチド」は従来技術において知られており、アラニン(ala又はA)、アルギニン(arg又はR)、アスパラギン(asn又はN)、アスパラギン酸(asp又はD)、システイン(cys又はC)、グルタミン酸(glu又はG)、ヒスチジン(his又はH)、イソロイシン(ile又はI)、ロイシン(leu又はL)、リシン(lys又はK)、メチオニン(met又はM)、フェニルアラニン(phe又はF)、プロリン(Pro又はP)、セリン(ser又はS)、スレオニン(thr又はT)、トリプトファン(tip又はW)、チロシン(tyr又はY)及びバリン(val又はV)に関連するものである。 As used herein, the term "amino acid" is any organic compound containing an amino group (-NH 2 ) and a carboxyl group (-COOH), preferably after condensation as part of a free group or peptide. Combine either. "20 naturally encoded polypeptides that form alpha-amino acids" are known in the art and are alanine (ala or A), arginine (arg or R), asparagine (asn or N), isoleucine. (Asp or D), cysteine (cys or C), glutamic acid (glu or G), histidine (his or H), isoleucine (ile or I), leucine (leu or L), lysine (lys or K), methionine ( met or M), phenylalanine (phe or F), proline (Pro or P), serine (ser or S), threonine (thr or T), tryptophan (tip or W), tyrosine (tyr or Y) and valine (val). Or it is related to V).

用語「増幅」は、本明細書で使用されるとき、ポリヌクレオチドのコピー数が増加することを意味する。 The term "amplification" as used herein means an increase in the number of copies of a polynucleotide.

用語「抗体」は、本明細書で使用されるとき、インタクトな免疫グロブリン分子、並びにFab、Fab’、(Fab’)2、Fv、及びSCAフラグメントなど、抗原のエピトープとの結合能を有する免疫グロブリン分子のフラグメントを指す。これらの抗体フラグメントは、その由来である抗体の抗原(例えばポリペプチド抗原)に選択的に結合するいくらかの能力を保持しているものであり、当該技術分野において周知の方法を用いて作製することができ(例えば、Harlow and Lane,前掲を参照)、以下のとおり、さらに説明される。抗体は、イムノアフィニティークロマトグラフィーによる抗原の調製分量の単離に使用することができる。かかる抗体の他の様々な用途は、疾患(例えば新生物形成)の診断及び/又はステージ判定、並びに、例えば、新生物形成、自己免疫疾患、AIDS、心血管疾患、感染症などの疾患を治療するための治療適用である。キメラ抗体、ヒト様抗体、ヒト化抗体又は完全ヒト抗体が、ヒト患者への投与に特に有用である。 The term "antibody", as used herein, is an immune that has the ability to bind to an epitope of an antigen, such as an intact immunoglobulin molecule and Fab, Fab', (Fab') 2, Fv, and SCA fragments. Refers to a fragment of a globulin molecule. These antibody fragments retain some ability to selectively bind to the antigen of the antibody from which they are derived (eg, polypeptide antigen) and should be prepared using methods well known in the art. (See, for example, Harlow and Lane, supra), which is further described as follows. The antibody can be used for isolation of the prepared dose of antigen by immunoaffinity chromatography. Various other uses of such antibodies include diagnosis and / or stage determination of diseases (eg, neoplasia) and treatment of diseases such as neoplasm formation, autoimmune diseases, AIDS, cardiovascular disease, infectious diseases and the like. It is a therapeutic application to do. Chimeric antibodies, human-like antibodies, humanized antibodies or fully human antibodies are particularly useful for administration to human patients.

Fabフラグメントは抗体分子の一価抗原結合フラグメントからなり、全抗体分子を酵素パパインで消化して、インタクトな軽鎖と重鎖の一部分とからなるフラグメントを生じさせることによって作製し得る。 Fab fragments consist of monovalent antigen-binding fragments of antibody molecules and can be made by digesting all antibody molecules with the enzyme papain to yield fragments consisting of intact light chains and parts of heavy chains.

抗体分子のFab’フラグメントは、全抗体分子をペプシンで処理し、続いて還元して、インタクトな軽鎖と重鎖の一部分とからなる分子を生じさせることによって得られ得る。このように処理した抗体分子1つにつき2つのFab’フラグメントが得られる。 Fab'fragments of antibody molecules can be obtained by treating all antibody molecules with pepsin and then reducing them to give rise to a molecule consisting of an intact light chain and a portion of a heavy chain. Two Fab'fragments are obtained for each antibody molecule thus treated.

抗体の(Fab’)2フラグメントは、続く還元なしに全抗体分子を酵素ペプシンで処理することによって得られ得る。(Fab’)2フラグメントは、2つのジスルフィド結合によって一体に保持された2つのFab’フラグメントの二量体である。 Two (Fab') fragments of the antibody can be obtained by treating all antibody molecules with the enzyme pepsin without subsequent reduction. The (Fab') 2 fragment is a dimer of two Fab'fragments held together by two disulfide bonds.

Fvフラグメントは、2本の鎖として発現した軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域とを含む遺伝子操作されたフラグメントとして定義される。 An Fv fragment is defined as a genetically engineered fragment containing a variable region of a light chain expressed as two chains and a variable region of a heavy chain.

用語「抗原」又は「Ag」は、本明細書で使用されるとき、免疫応答を誘発する分子として定義される。この免疫応答には、抗体産生、又は特異的免疫適格細胞の活性化の一方、又は両方が含まれ得る。当業者は、事実上全てのタンパク質又はペプチドを含めた任意の巨大分子が抗原として働き得ることを理解するであろう。さらに、抗原は組換えDNA又はゲノムDNAに由来することができる。当業者は、従って、免疫応答を誘発するタンパク質をコードするヌクレオチド配列又は部分ヌクレオチド配列を含む任意のDNAが、この用語が本明細書において用いられるとおりの「抗原」をコードすることを理解するであろう。さらに、当業者は、抗原が遺伝子の完全長ヌクレオチド配列によってコードされることに限られる必要はないことを理解するであろう。本発明には、限定はされないが、2つ以上の遺伝子の部分ヌクレオチド配列の使用が含まれ、及びこれらのヌクレオチド配列が、所望の免疫応答を誘発するため様々な組み合わせで配置されることは容易に明らかである。さらに、当業者は、抗原が「遺伝子」によってコードされる必要は全くないことを理解するであろう。抗原が生体試料から生成され、合成されてもよく、又はそれに由来してもよいことは容易に明らかである。かかる生体試料としては、限定はされないが、組織試料、腫瘍試料、細胞又は生体液を挙げることができる。 The term "antigen" or "Ag", as used herein, is defined as a molecule that elicits an immune response. This immune response may include antibody production, or activation of specific immune-qualified cells, or both. Those of skill in the art will appreciate that any macromolecule, including virtually any protein or peptide, can act as an antigen. In addition, the antigen can be derived from recombinant DNA or genomic DNA. Those of skill in the art will therefore appreciate that any DNA comprising a nucleotide sequence or a partial nucleotide sequence that encodes a protein that elicits an immune response encodes an "antigen" as the term is used herein. There will be. Moreover, one of ordinary skill in the art will appreciate that the antigen need not be limited to being encoded by the full-length nucleotide sequence of the gene. The invention includes, but is not limited to, the use of partial nucleotide sequences of two or more genes, and it is easy for these nucleotide sequences to be arranged in various combinations to elicit the desired immune response. It is clear to. Moreover, one of ordinary skill in the art will appreciate that the antigen does not need to be encoded by a "gene" at all. It is easy to see that the antigen may be produced from a biological sample and synthesized or derived from it. Such biological samples include, but are not limited to, tissue samples, tumor samples, cells or biological fluids.

「抗原欠損エスケープバリアント」は、本明細書で使用されるとき、標的抗原の発現の低下又は欠失を呈する細胞を指し、この抗原は本発明のCARによって標的化される。 "Antigen-deficient escape variant" as used herein refers to a cell that exhibits reduced or deleted expression of a target antigen, which antigen is targeted by the CAR of the present invention.

用語「自己免疫疾患」は、本明細書で使用されるとき、自己免疫応答に起因する障害として定義される。自己免疫疾患は、自己抗原に対する不適切で過剰な応答の結果である。自己免疫疾患の例としては、限定はされないが、特に、アジソン病、円形脱毛症(alopecia greata)、強直性脊椎炎、自己免疫性肝炎、自己免疫性耳下腺炎、クローン病、糖尿病(1型)、栄養障害型表皮水疱症、精巣上体炎、糸球体腎炎、グレーブス病、ギラン・バレー(Guillain−Barr)症候群、橋本病、溶血性貧血、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症、重症筋無力症、尋常性天疱瘡、乾癬、リウマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、脊椎関節症、甲状腺炎、脈管炎、白斑、粘液水腫、悪性貧血、潰瘍性大腸炎が挙げられる。 The term "autoimmune disease", as used herein, is defined as a disorder resulting from an autoimmune response. Autoimmune diseases are the result of inadequate and excessive responses to self-antigens. Examples of autoimmune diseases are, but are not limited to, Azison's disease, alopecia greata, tonic spondylitis, autoimmune hepatitis, autoimmune parotid inflammation, Crohn's disease, diabetes (1). Type), malnutrition type epidermal vesicular disease, supratestinal inflammation, glomerular nephritis, Graves' disease, Guillan-Barr syndrome, Hashimoto's disease, hemolytic anemia, systemic erythematosus, multiple sclerosis, severe muscle Asthenia, vulgaris vulgaris, psoriasis, rheumatic fever, rheumatoid arthritis, sarcoidosis, scleroderma, Sjogren's syndrome, spondyloarthritis, thyroiditis, vasculitis, leukoplakia, mucoid edema, malignant anemia, ulcerative colitis. Will be.

用語「自家」は、本明細書で使用されるとき、後に材料を再導入するのと同じ個体から得られた任意の材料を指す。例えば、患者からのT細胞は単離され、遺伝子操作されてCARを発現し、次に患者に再導入され得る。 The term "self", as used herein, refers to any material obtained from the same individual to which the material is later reintroduced. For example, T cells from a patient can be isolated, genetically engineered to express CAR, and then reintroduced into the patient.

用語「B細胞関連疾患」は、本明細書で使用されるとき、B細胞免疫不全症、B細胞に関連する自己免疫疾患及び/又は過剰な/制御されない細胞増殖(リンパ腫及び/又は白血病を含む)を含む。本発明の二重特異性CARを治療手法に用い得るかかる疾患の例としては、限定はされないが、全身性エリテマトーデス(SLE)、糖尿病、関節リウマチ(RA)、反応性関節炎、多発性硬化症(MS)、尋常性天疱瘡、セリアック病、クローン病、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、自己免疫性甲状腺疾患、X連鎖無ガンマグロブリン血症(X−linked agammaglobulinaemis)、プレB急性リンパ芽球性白血病、全身性エリテマトーデス、分類不能型免疫不全症、慢性リンパ性白血病、選択的IgA欠損症及び/又はIgGサブクラス欠損症に関連する疾患、B系列リンパ腫(ホジキンリンパ腫及び/又は非ホジキンリンパ腫)、胸腺腫を伴う免疫不全症、一過性低ガンマグロブリン血症及び/又は高IgM症候群、並びにウイルス媒介性B細胞疾患、例えば、EBV媒介性リンパ増殖性疾患、及びB細胞が病態生理に関与する慢性感染症が挙げられる。 The term "B cell-related disease" as used herein includes B cell immunodeficiency, B cell-related autoimmune disease and / or excessive / uncontrolled cell proliferation (including lymphoma and / or leukemia). )including. Examples of such diseases in which the bispecific CAR of the present invention can be used as a therapeutic method are, but are not limited to, systemic erythematosus (SLE), diabetes, rheumatoid arthritis (RA), reactive arthritis, and polysclerosis (multiple sclerosis). MS), scoliosis vulgaris, celiac disease, Crohn's disease, inflammatory bowel disease, ulcerative colitis, autoimmune thyroid disease, X-linked agammaglobulinaemis, pre-B acute lymphoblasts Diseases associated with sex leukemia, systemic erythematosus, unclassifiable immunodeficiency, chronic lymphocytic leukemia, selective IgA deficiency and / or IgG subclass deficiency, B-series lymphoma (hodgkin lymphoma and / or non-hodgkin lymphoma), Immunodeficiency with thoracic adenoma, transient hypogamma globulinemia and / or high IgM syndrome, and virus-mediated B-cell disease, such as EBV-mediated lymphoproliferative disease, and B-cells are involved in pathophysiology. Chronic infectious diseases can be mentioned.

用語「血液脳関門」又は「BBB」は、たとえ尿素(60ダルトン)などの極めて小さい分子であっても脳への分子の輸送を制限する緊密な障壁を作り出す、脳毛細血管内皮細胞膜内にタイトジャンクションによって形成される末梢循環と脳及び脊髄との間の生理的障壁を指す。脳内の血液脳関門、脊髄内の血液脊髄関門、及び網膜内の血液網膜関門は、中枢神経系(CNS)内の連続的な毛細血管障壁であり、本明細書ではまとめて「血液脳関門」又は「BBB」と称される。BBBにはまた血液脳脊髄液関門(脈絡叢)も包含され、この関門は毛細血管内皮細胞よりむしろ上衣細胞を含む。 The term "blood-brain barrier" or "BBB" is tight within the capillary endothelial cell membrane, creating a tight barrier that limits the transport of molecules to the brain, even very small molecules such as urea (60 daltons). Refers to the physiological barrier between the peripheral circulation formed by junctions and the brain and spinal cord. The blood-brain barrier in the brain, the blood-brain barrier in the spinal cord, and the blood-retinal barrier in the retina are continuous capillary barriers within the central nervous system (CNS) and are collectively referred to herein as the "blood-brain barrier." Or "BBB". The BBB also includes the blood-brain-spinal fluid barrier (choroid plexus), which contains ependymal cells rather than capillary endothelial cells.

用語「癌」及び「癌性」は、本明細書で使用されるとき、典型的には制御されない細胞成長によって特徴付けられる哺乳動物における生理的状態を指し、又はそれを記述する。癌の例としては、限定はされないが、B細胞リンパ腫(ホジキンリンパ腫及び/又は非ホジキンリンパ腫)、脳腫瘍、乳癌、結腸癌、肺癌、肝細胞癌、胃癌、膵癌、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、尿路癌、甲状腺癌、腎癌、癌腫、黒色腫、頭頸部癌、脳癌、及び限定はされないがアンドロゲン依存性前立腺癌及びアンドロゲン非依存性前立腺癌を含めた前立腺癌が挙げられる。 As used herein, the terms "cancer" and "cancerous" refer to or describe a physiological condition in a mammal that is typically characterized by uncontrolled cell growth. Examples of cancers include, but are not limited to, B-cell lymphoma (hodgkin lymphoma and / or non-hodgkin lymphoma), brain tumor, breast cancer, colon cancer, lung cancer, hepatocellular carcinoma, gastric cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, ovarian cancer, liver cancer. , Bladder cancer, urinary tract cancer, thyroid cancer, renal cancer, cancer, melanoma, head and neck cancer, brain cancer, and prostate cancer including but not limited to androgen-dependent and androgen-independent prostate cancer. Will be.

用語「キメラ抗原受容体」又は「CAR」又は「CARs」は、本明細書で使用されるとき、細胞傷害性細胞、例えばT細胞、NK細胞及びマクロファージに抗原特異性をグラフトする操作された受容体を指す。本発明のCARは、少なくとも1つの抗原特異的標的領域(ASTR)と細胞外スペーサードメイン(ESD)と膜貫通ドメイン(TM)と1つ又はそれ以上の共刺激ドメイン(CSD)と細胞内シグナル伝達ドメイン(ISD)とを含み得る。ある実施形態では、ESD及び/又はCSDは任意選択である。別の実施形態において、CARは、2つの異なる抗原又はエピトープに特異的な二重特異性CARである。ASTRが標的抗原に特異的に結合すると、ISDが細胞内シグナル伝達を活性化する。例えば、ISDは、抗体の抗原結合特性を利用して、MHCの制限を受けない形でT細胞特異性及び反応性を選択の標的にリダイレクトすることができる。MHCの制限を受けない抗原認識により、CARを発現するT細胞は抗原プロセシングと独立した抗原認識能を得るため、従って主要な腫瘍エスケープ機構を回避する。さらに、T細胞で発現するとき、CARは有利には、内因性T細胞受容体(TCR)α鎖及びβ鎖と二量化しない。 The terms "chimeric antigen receptor" or "CAR" or "CARs", as used herein, are engineered receptors that graft antigen specificity to cytotoxic cells such as T cells, NK cells and macrophages. Point to the body. The CARs of the invention include at least one antigen-specific target region (ASTR), extracellular spacer domain (ESD), transmembrane domain (TM), one or more co-stimulation domains (CSD), and intracellular signaling. It may include a domain (ISD). In certain embodiments, ESD and / or CSD are optional. In another embodiment, CAR is a bispecific CAR specific for two different antigens or epitopes. When ASTR specifically binds to the target antigen, ISD activates intracellular signaling. For example, ISDs can utilize the antigen-binding properties of antibodies to redirect T cell specificity and reactivity to selected targets in a manner that is not restricted by MHC. By antigen recognition not restricted by MHC, T cells expressing CAR gain antigen recognition ability independent of antigen processing and thus avoid major tumor escape mechanisms. Moreover, when expressed on T cells, CAR advantageously does not dimerize with the endogenous T cell receptor (TCR) α and β chains.

用語「共発現する」は、本明細書で使用されるとき、2つ以上の遺伝子の同時の発現を指す。遺伝子は、例えば単一タンパク質又は単一ポリペプチド鎖としてのキメラタンパク質をコードする核酸であってもよい。例えば、本発明のCARを治療対照(例えばトランケート型上皮成長因子(EGFRt))と共発現させてもよく、ここでCARは第一ポリヌクレオチド鎖によってコードされ、治療対照は第二ポリヌクレオチド鎖によってコードされる。ある実施形態では、第一及び第二ポリヌクレオチド鎖は、切断可能なリンカーをコードする核酸配列によって連結されている。或いは、CAR及び治療対照は、リンカーを介して連結されていない、代わりに例えば2つの異なるベクターによってコードされる2つの異なるポリヌクレオチドによってコードされる。 The term "co-expressed" as used herein refers to the simultaneous expression of two or more genes. The gene may be, for example, a nucleic acid encoding a chimeric protein as a single protein or a single polypeptide chain. For example, the CAR of the invention may be co-expressed with a therapeutic control (eg, truncated epidermal growth factor (EGFRt)), where the CAR is encoded by the first polynucleotide chain and the therapeutic control by the second polynucleotide chain. Coded. In certain embodiments, the first and second polynucleotide chains are linked by a nucleic acid sequence encoding a cleavable linker. Alternatively, the CAR and therapeutic control are not linked via a linker, instead are encoded by two different polynucleotides, eg, encoded by two different vectors.

本明細書で使用される用語「相同」とは、種間に関して進化的及び機能的である遺伝子配列を意味する。例えば、限定はされないが、ヒトの遺伝子において、ヒトCD4遺伝子はマウス3d4遺伝子と相同遺伝子であり、これら2つの遺伝子の配列及び構造は、高い相同性を示し、及び、両遺伝子はMHCクラスIIを制限された抗原認識によるT細胞活性化の信号を送る際に機能するタンパク質をエンコードする。 As used herein, the term "homology" means a gene sequence that is evolutionary and functional with respect to the species. For example, in human genes, for example, the human CD4 gene is homologous to the mouse 3d4 gene, the sequences and structures of these two genes show high homology, and both genes are MHC class II. Encodes proteins that function in signaling T cell activation with restricted antigen recognition.

用語「条件的活性型生物学的タンパク質」は、1つ以上の正常生理条件下で親または野生型タンパク質よりも活性が高い又は低い親または野生型タンパク質のバリアント、又は変異体を指す。この条件的活性型タンパク質はまた、体の特定の領域で活性を呈し、及び/又は異常な、或いは許容的な生理的条件下で活性の増加又は低下を呈する。用語「正常生理条件」は、本明細書で使用されるとき、対象にとって投与部位における又は作用部位の組織若しくは器官における正常範囲内と見なし得る温度、pH、浸透圧、重量オスモル濃度、酸化的ストレス、電解質濃度、有機小分子、例えば、グルコース、乳酸、ピルビン酸塩、栄養成分、他の代謝産物などの濃度、別の分子、例えば、酸素、炭酸塩、リン酸塩、及び二酸化炭素などの濃度、並びに細胞型、及び栄養素利用性のうちの1つを指す。 The term "conditionally active biological protein" refers to a variant or variant of a parent or wild-type protein that is more or less active than the parent or wild-type protein under one or more normal physiological conditions. This conditionally active protein also exhibits activity in specific areas of the body and / or exhibits increased or decreased activity under abnormal or acceptable physiological conditions. The term "normal physiological conditions", as used herein, refers to temperature, pH, osmotic pressure, weight osmolal concentration, oxidative stress, which can be considered to the subject within the normal range at the site of administration or in the tissue or organ of the site of action. , Electrolyte concentration, concentration of small organic molecules such as glucose, lactic acid, pyruvate, nutritional components, other metabolites, concentration of other molecules such as oxygen, carbonates, phosphates, and carbon dioxide. , And one of the cell types and nutrient availability.

一実施形態では、正常生理条件は哺乳類である対象の血漿中の正常生理pHであり、7.0より高く約7.8まで、または約7.2から約7.8まで、または約7.2から約7.6まで、または約7.3から約7.6まで、または約7.3から約7.5までの範囲内にある。異常条件は腫瘍微小環境のpHであり、約6.0から7.0未満、または約6.2から約6.9、または約6.0から約6.8、または約6.2から約6.8、または約6.4から約6.8、または約6.4から約6.6の範囲内である。 In one embodiment, the normal physiological condition is the normal physiological pH in the plasma of a mammalian subject, which is higher than 7.0 to about 7.8, or from about 7.2 to about 7.8, or about 7. It is in the range of 2 to about 7.6, or about 7.3 to about 7.6, or about 7.3 to about 7.5. The abnormal condition is the pH of the tumor microenvironment, from about 6.0 to less than 7.0, or from about 6.2 to about 6.9, or from about 6.0 to about 6.8, or from about 6.2 to about. It is in the range of 6.8, or about 6.4 to about 6.8, or about 6.4 to about 6.6.

用語「異常条件」は、本明細書で使用されるとき、当該の条件について通常認められている範囲から外れる条件を指す。一態様において、条件的活性型生物学的タンパク質は、事実上正常生理条件では不活性であるが、異常条件では、それが由来する親または野生型タンパク質と等しいか又はそれより良好なレベルで活性である。例えば、一態様において、進化させた条件的活性型生物学的タンパク質は事実上体温で不活性であるが、それより低い温度では活性である。別の態様において、条件的活性型生物学的タンパク質は正常生理条件で可逆的又は不可逆的に不活性化される。更なる態様において、親または野生型タンパク質は治療用タンパク質である。別の態様において、条件的活性型生物学的タンパク質は、薬物、又は治療剤として使用される。更に別の態様において、このタンパク質は、例えば肺通過後など、高度に酸素化した血液中又は腎臓に見られるより低いpH環境では活性がより高いか、又はより低い。 The term "abnormal condition" as used herein refers to a condition that is outside the range normally accepted for such condition. In one embodiment, the conditionally active biological protein is virtually inactive under normal physiological conditions, but under abnormal conditions it is active at a level equal to or better than the parental or wild-type protein from which it is derived. Is. For example, in one embodiment, the evolved conditionally active biological protein is effectively inactive at body temperature, but active at lower temperatures. In another embodiment, the conditionally active biological protein is reversibly or irreversibly inactivated under normal physiological conditions. In a further embodiment, the parental or wild-type protein is a therapeutic protein. In another embodiment, the conditional active biological protein is used as a drug, or therapeutic agent. In yet another embodiment, the protein is more or less active in the lower pH environment found in highly oxygenated blood or kidneys, for example after passage through the lungs.

「保存的アミノ酸置換」は、類似の側鎖を有する残基の互換性を意味する。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、及びイソロイシン、カルボン酸側鎖を有するアミノ酸の群は、セリン及びトレオニン、アミドを含む側鎖を有するアミノ酸の群は、アスパラギン及びグルタミン、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファン、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、アルギニン、及びヒスチジン、及び、含硫側鎖を有するアミノ酸の群は、システイン及びメチオニンである。好適な保存的アミノ酸置換群は、バリン−ロイシン−イソロイシン、フェニルアラニン−チロシン、リシン−アルギニン、アラニン−バリン、及びアスパラギン−グルタミンである。 "Conservative amino acid substitution" means compatibility of residues with similar side chains. For example, the group of amino acids having an aliphatic side chain includes glycine, alanine, valine, leucine, and isoleucine, the group of amino acids having a carboxylic acid side chain, the group of amino acids having a side chain containing serine and threonine, and amide. , Asparagine and glutamine, amino acids with aromatic side chains are phenylalanine, tyrosine, and tryptophan, amino acids with basic side chains are arginine, and histidine, and amino acids with sulfur-containing side chains. Are cysteine and methionine. Suitable conservative amino acid substitution groups are valine-leucine-isoleucine, phenylalanine-tyrosine, lysine-arginine, alanine-valine, and asparagine-glutamine.

用語「対応する」は、本明細書において、ポリヌクレオチド配列が参照ポリヌクレオチド配列の全て又は一部に対して相同である(つまり、厳密に進化的に関連がなくても同一である)、又は、ポリヌクレオチド配列が参照ポリヌクレオチド配列と同一であることを意味する。これと対比的に、用語「相補的」は、本明細書において、相補的配列が参照ポリヌクレオチド配列の全て又は一部に対して相同であることを意味する。例えば、ヌクレオチド配列が「TATAC」は参照「TATAC」に対応し、参照配列「GTATA」に対して相補的である。 The term "corresponding" is used herein to indicate that a polynucleotide sequence is homologous to all or part of a reference polynucleotide sequence (ie, it is identical even if it is not strictly evolutionarily related). , Means that the polynucleotide sequence is identical to the reference polynucleotide sequence. In contrast, the term "complementary" is used herein to mean that the complementary sequence is homologous to all or part of the reference polynucleotide sequence. For example, the nucleotide sequence "TATAC" corresponds to the reference "TATAC" and is complementary to the reference sequence "GTATA".

用語「共刺激リガンド」は、本明細書で使用されるとき、抗原提示細胞上(例えば、樹状細胞、B細胞など)の分子であって、T細胞上のコグネイト共刺激分子に特異的に結合し、それによって、例えばペプチドを担持したMHC分子とのTCR/CD3複合体の結合により提供される一次シグナルに加えて、限定はされないが、増殖、活性化、分化などを含めたT細胞応答を媒介するシグナルを提供する分子を含む。共刺激リガンドには、限定はされないが、CD7、B7−1(CD80)、B7−2(CD86)、PD−L1、PD−L2、4−1BBL、OX40L、誘導性共刺激リガンド(ICOS−L)、細胞間接着分子(ICAM)、CD30L、CD40、CD70、CD83、HLA−G、MICA、MICB、HVEM、リンホトキシンβ受容体、3/TR6、ILT3、ILT4、HVEM、Tollリガンド受容体に結合するアゴニスト又は抗体及びB7−H3と特異的に結合するリガンドが含まれ得る。共刺激リガンドにはまた、特に、限定はされないが、CD27、CD28、4−1BB、OX40、CD30、CD40、PD−1、ICOS、リンパ球機能関連抗原−1(LFA−1)、CD2、CD7、LIGHT、NKG2C、B7−H3、及びCD83と特異的に結合するリガンドなど、T細胞上に存在する共刺激分子と特異的に結合する抗体も包含される。 The term "co-stimulatory ligand", as used herein, is a molecule on antigen-presenting cells (eg, dendritic cells, B cells, etc.) and is specific to a cognate co-stimulatory molecule on a T cell. T cell response including, but not limited to, proliferation, activation, differentiation, etc., in addition to the primary signal provided by binding, eg, binding of the TCR / CD3 complex to a peptide-carrying MHC molecule. Contains molecules that provide signals to mediate. Co-stimulatory ligands are, but are not limited to, CD7, B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), PD-L1, PD-L2, 4-1BBL, OX40L, inducible co-stimulatory ligands (ICOS-L). ), Cellular Adhesion Mole (ICAM), CD30L, CD40, CD70, CD83, HLA-G, MICA, MICB, HVEM, Lymphotoxin β Receptor, 3 / TR6, ILT3, ILT4, HVEM, Toll Ligand Receptor It may include an agonist or antibody and a ligand that specifically binds to B7-H3. The co-stimulatory ligand is also not particularly limited, but is limited to CD27, CD28, 4-1BB, OX40, CD30, CD40, PD-1, ICOS, lymphocyte function-related antigen-1 (LFA-1), CD2, CD7. Also included are antibodies that specifically bind to costimulatory molecules present on T cells, such as ligands that specifically bind to LIGHT, NKG2C, B7-H3, and CD83.

用語「共刺激分子」は、本明細書で使用されるとき、共刺激リガンドと特異的に結合して、それによりT細胞による共刺激応答、例えば、限定はされないが増殖を媒介するT細胞上のコグネイト結合パートナーを指す。共刺激分子としては、限定はされないが、MHCクラス1分子、BTLA及びTollリガンド受容体が挙げられる。 As used herein, the term "co-stimulatory molecule", as used herein, specifically binds to a co-stimulatory ligand, thereby mediating a co-stimulatory response by a T cell, eg, but not limited to, proliferation. Refers to the cognate binding partner of. Co-stimulatory molecules include, but are not limited to, MHC class 1 molecules, BTLA and Toll ligand receptors.

用語「共刺激シグナル」は、本明細書で使用されるとき、TCR/CD3ライゲーションなどの一次シグナルとの組み合わせでT細胞増殖及び/又は鍵分子の上方制御若しくは下方制御をもたらすシグナルを指す。 As used herein, the term "co-stimulation signal" refers to a signal that, when used herein, results in T cell proliferation and / or upregulation or downregulation of a key molecule in combination with a primary signal such as TCR / CD3 ligation.

用語「細胞傷害性細胞」は、本明細書で使用されるとき、侵入微生物、腫瘍細胞又は他の罹患組織細胞に傷害を与え、又はそれを破壊することのできる細胞を意味する。この用語は、数ある細胞型の中でも特に、ナチュラルキラー(NK)細胞、活性化NK細胞、好中球、T細胞、好酸球、好塩基球、B細胞、マクロファージ及びリンホカイン活性化キラー(LAK)細胞を含むことが意図される。細胞傷害性細胞は、抗体、受容体、リガンド又はそのフラグメント/誘導体を介して標的細胞に結合することにより安定複合体を形成し、細胞傷害性細胞を刺激して標的細胞を破壊する。 The term "cytotoxic cell" as used herein means a cell capable of damaging or destroying invading microorganisms, tumor cells or other affected tissue cells. The term refers to natural killer (NK) cells, activated NK cells, neutrophils, T cells, eosinocytes, basophils, B cells, macrophages and lymphokine-activated killer (LAK), among other cell types. ) Intended to contain cells. Cytotoxic cells form stable complexes by binding to target cells via antibodies, receptors, ligands or fragments / derivatives thereof, and stimulate cytotoxic cells to destroy the target cells.

細胞傷害性細胞にはまた、限定はされないが、ナチュラルキラーT細胞(Heczey et al.,“Invariant NKT cells with chimeric antigen receptor provide a novel platform for safe and effective cancer immunotherapy,”Blood,vol.124,pp.2824−2833,2014)及び顆粒球を含めた、腫瘍溶解能を有する他の免疫細胞も含まれ得る。さらに、細胞傷害性細胞には、限定はされないが、マクロファージ及び顆粒球、幹細胞及び/又は前駆細胞特性を有する細胞、例えば、限定はされないが、造血幹/前駆細胞(Zhen et al.,“HIV−specific Immunity Derived From Chimeric Antigen Receptor−engineered Stem Cells,”Mol Ther.,vol.23,pp.1358−1367,2015)、胚性幹細胞(ESC)、臍帯血幹細胞、及び人工多能性幹細胞(iPSC)(Themeli et al.,“New cell sources for T cell engineering and adoptive immunotherapy,”Cell Stem Cell.,vol.16,pp.357−366,2015)を含めた、貪食能を有する免疫細胞が含まれ得る。加えて、細胞傷害性細胞には、iPSC由来T細胞(TiPSC)(Themeli et al.,“Generation of tumor−targeted human T lymphocytes from induced pluripotent stem cells for cancer therapy,”Nat Biotechnol.,vol.31,pp.928−933,2013)又はiPSC由来NK細胞などの「合成細胞」が含まれる。 Cytotoxic cells are also limited to, but are not limited to, natural killer T cells (Heczy et al., "Invariant NKT cells with chimeric antigen receptor protector provide a novel platterform for lover. .2824-2833, 2014) and other immune cells capable of tumor lysis, including granulocytes, may also be included. In addition, cytotoxic cells include, but are not limited to, macrophages and granulocytes, stem cells and / or cells with prodromal properties, such as, but not limited to, hematopoietic stem / progenitor cells (Zhen et al., "HIV". -Special Immunity Derivated From Chemical Antigen Receptor-enginered Stem Cells, "Mol Ther., Vol. 23, pp. 1358-1637, 2015", Embryonic Stem Cell (ESC), Embryonic Stem Cell (ESC), Umbilical Stem Cell (ESC), Umbilical Stem Cell ) (Themelli et al., "New cell cells for T cell enginering and adaptive immunotherapy," Cell Stem Cell., Vol. 16, pp. 357-366, 2015), including phasic cells, including phagocytosis. obtain. In addition, for cytotoxic cells, iPSC-derived T cells (TiPSC) (Themeli et al., "Generation of tumor-targeted human T lymphocytes from induced pluripotent stem cells cell. pp.928-933, 2013) or "synthetic cells" such as iPSC-derived NK cells are included.

用語「分解有効」量は、基質を酵素に接触させない場合と比較したとき、基質の少なくとも50%を処理するのに必要な酵素の量を指す。 The term "degradable" amount refers to the amount of enzyme required to process at least 50% of the substrate when compared to the case where the substrate is not contacted with the enzyme.

用語「ディレクショナルライゲーション」は、ポリヌクレオチドの5’末端及び3’末端が好ましいライゲーション方向を特定するのに十分に異なるライゲーションを指す。例えば、2つの平滑末端を有する他の点では未処置且つ未消化のPCR産物は、典型的には、その多重クローニング部位において平滑末端を生じるように消化されたクローニングベクターにライゲーションするとき、好ましいライゲーション方向を有しない;従って、このような状況下では典型的にはディレクショナルライゲーションが示されることはない。対照的に、典型的には、5’EcoR I処理末端及び3’BamH Iを有する消化PCR産物が、EcoR I及びBamH Iで消化される多重クローニング部位を有するクローニングベクターにライゲーションされるとき、ディレクショナルライゲーションが示される。 The term "directional ligation" refers to a ligation in which the 5'and 3'ends of the polynucleotide are sufficiently different to specify the preferred ligation direction. For example, an otherwise untreated and undigested PCR product with two blunt ends is typically preferred ligation when ligating to a cloning vector digested to give a blunt end at its multiple cloning site. It has no direction; therefore, directional ligation is typically not shown under these circumstances. In contrast, typically when digested PCR products with 5'EcoRI treated ends and 3'BamHI are ligated into a cloning vector with multiple cloning sites digested with EcoRI and BamHI, the direction The tional ligation is shown.

用語「遺伝子修飾された細胞傷害性細胞によって標的化される疾患」は、本明細書で使用されるとき、その遺伝子修飾細胞が治療上有益な結果をもたらすために罹患細胞を標的にするか、それとも健常細胞を標的にするかに関わらず、いかなる形であれ任意の疾患に関与する任意の細胞を本発明の遺伝子修飾細胞によって標的化することを包含する。遺伝子修飾細胞には、限定はされないが、遺伝子修飾T細胞、NK細胞、及びマクロファージが含まれる。遺伝子修飾細胞は本発明のCARを発現し、CARは、標的細胞の表面上に発現する抗原のいずれかを標的化し得る。標的化され得る抗原の例としては、限定はされないが、B細胞上に発現する抗原;癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、及び芽細胞腫上に発現する抗原;様々な免疫細胞上に発現する抗原;及び様々な血液疾患、自己免疫疾患、及び/又は炎症性疾患に関連する細胞上に発現する抗原が挙げられる。標的化され得る他の抗原が当業者には明らかであり、本発明の代替的実施形態に関連して本発明のCARにより標的化され得る。 The term "disease targeted by genetically modified cytotoxic cells", as used herein, targets or targets affected cells so that the genetically modified cells have therapeutically beneficial results. It involves targeting any cell involved in any disease in any way, whether or not it targets healthy cells, with the genetically modified cells of the invention. Genetically modified cells include, but are not limited to, genetically modified T cells, NK cells, and macrophages. The genetically modified cell expresses the CAR of the invention, which can target any of the antigens expressed on the surface of the target cell. Examples of antigens that can be targeted include, but are not limited to, antigens expressed on B cells; antigens expressed on cancer, sarcoma, lymphoma, leukemia, embryonic cell tumors, and blastoma; on various immune cells. And antigens expressed on cells associated with various blood disorders, autoimmune disorders, and / or inflammatory disorders. Other antigens that can be targeted are apparent to those of skill in the art and can be targeted by the CARs of the invention in connection with alternative embodiments of the invention.

用語「遺伝子修飾細胞」、「リダイレクト細胞」、「遺伝子操作細胞」又は「修飾細胞」は、本明細書で使用されるとき、本発明のCARを発現する細胞を指す。 The terms "gene-modified cell," "redirected cell," "gene-manipulated cell," or "modified cell," as used herein, refer to a cell that expresses the CAR of the invention.

用語「DNAシャフリング」は、実質的に相同ではあるが、同一ではない配列間での組換えを示すために本明細書において使用され、実施形態によっては、DNAシャフリングは、cer/lox及び/又はflp/frtシステムなどを介してのように、非相同組換えを介しての乗換えを含むことがある。 The term "DNA shuffling" is used herein to indicate recombination between sequences that are substantially homologous but not identical, and in some embodiments, DNA shuffling refers to cer / lox and. / Or may include crossover via non-homologous recombination, such as via the flap / frt system.

用語「薬剤」又は「薬剤分子」は、ヒト又は動物の体に投与された際に、ヒト又は動物の体に有益な効果を有する物質を含む治療剤を意味する。好適には、当該薬剤は、1つ又はそれ以上の症状、病気、又は、ヒト又は動物の体における異常条件を治療する、治す又は緩和する、又は、ヒト又は動物の体の健康を増進させることができるものである。 The term "drug" or "drug molecule" means a therapeutic agent comprising a substance having a beneficial effect on the human or animal body when administered to the human or animal body. Preferably, the agent treats, cures or alleviates one or more symptoms, illnesses, or abnormal conditions in the human or animal body, or enhances the health of the human or animal body. Can be done.

「有効量」は、若干の期間にわたって投与された者の生存生物における条件を治療する又は防止する、例えば、所望の投薬期間の間に治療的な効果を提供するのに有効的である、条件的活性型生物学的タンパク質又はフラグメントの量のことである。 An "effective amount" is a condition that is effective in treating or preventing a condition in a living organism of a person who has been administered over a period of time, eg, providing a therapeutic effect during the desired dosing period. The amount of active biological protein or fragment.

用語「電解質」は、血液又は電荷を運搬する他の体液内の鉱物を定義するために本明細書で使用される。例えば、一態様において、正常生理条件及び異常条件は、「電解質濃度」の条件であることがある。一態様において、試験される電解質濃度は、イオン化されたカルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩化物、重炭酸塩、及びリン酸塩濃度の1つ又はそれ以上から選択される。例えば、一態様において、血清カルシウムの通常範囲は、8.5〜10.2mg/dLである。この態様において、異常血清カルシウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清塩化物は1リットルあたり96〜106ミリグラム当量(mEq/L)である。この態様において、異常血清塩化物濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清マグネシウム濃度の通常範囲は1.7〜2.2mg/dLである。この態様において、異常血清マグネシウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清リン酸塩の通常範囲は、2.4〜4.1mg/dLである。この態様において、異常血清リン酸塩濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清又は血液のナトリウムの通常範囲は135〜145mEq/Lである。この態様において、異常血清又は血液ナトリウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清又は血液カリウムの通常範囲は、3.7〜5.2mEq/Lである。この態様において、異常血清又は血液カリウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。さらなる態様において、血清重炭酸塩の通常範囲は20〜29mEq/Lである。この態様において、異常血清又は血液重炭酸塩濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。異なる態様において、重炭酸塩レベルは、血液における酸性の通常レベル(pH)を示すために使用されることがある。用語「電解質濃度」は、組織、又は、血液又は血漿以外の体液における特定の電解質濃度を定義するためにも使用されることがある。この場合において、正常生理条件は、その組織又は体液において臨床的通常範囲であるように考慮される。この態様において、異常組織又は体液電解質濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。 The term "electrolyte" is used herein to define minerals in blood or other body fluids that carry charge. For example, in one embodiment, the normal physiological condition and the abnormal condition may be the condition of "electrolyte concentration". In one embodiment, the electrolyte concentration tested is selected from one or more of the ionized calcium, sodium, potassium, magnesium, chloride, bicarbonate, and phosphate concentrations. For example, in one embodiment, the usual range of serum calcium is 8.5 to 10.2 mg / dL. In this embodiment, the abnormal serum calcium concentration may be selected from above or below the normal range. In another embodiment, in one embodiment, serum chloride is 96-106 milligram equivalents (mEq / L) per liter. In this embodiment, the abnormal serum chloride concentration may be selected from above or below the normal range. In another embodiment, in one embodiment, the normal range of serum magnesium concentration is 1.7-2.2 mg / dL. In this embodiment, the abnormal serum magnesium concentration may be selected from above or below the usual range. In another example, in one embodiment, the usual range of serum phosphate is 2.4-4.1 mg / dL. In this embodiment, the abnormal serum phosphate concentration may be selected from above or below the usual range. In another embodiment, in one embodiment, the usual range of sodium in serum or blood is 135-145 mEq / L. In this embodiment, the abnormal serum or blood sodium concentration may be selected from above or below the normal range. In another embodiment, in one embodiment, the normal range of serum or blood potassium is 3.7-5.2 mEq / L. In this embodiment, the abnormal serum or blood potassium concentration may be selected from above or below the normal range. In a further embodiment, the usual range of serum bicarbonate is 20-29 mEq / L. In this embodiment, the abnormal serum or blood bicarbonate concentration may be selected from above or below the usual range. In different embodiments, bicarbonate levels may be used to indicate normal levels of acidity (pH) in blood. The term "electrolyte concentration" may also be used to define a particular electrolyte concentration in tissues or body fluids other than blood or plasma. In this case, normal physiological conditions are considered to be clinically normal in the tissue or body fluid. In this embodiment, the abnormal tissue or body fluid electrolyte concentration may be selected from above or below the normal range.

本明細書で使用される用語「抗原決定基」は、酵素ポリペプチドのような抗原上の抗原性決定要素に関連する。そして、酵素特異抗体のような抗体の抗原結合部位が結合する。抗原決定基は通常、アミノ酸又は当側鎖のような分子の化学表面活性分属からなり、及び、特異3次元構造性質も特異的な電荷性を有することがある。本明細書で使用されているように、「抗原決定基」は、抗原のその部分又は抗体の本体と結合する可変領域と相互に作用する結合相互佐用を形成することができる他の巨大分子を意味する。典型的には、このような結合相互作用は、1つ又はそれ以上のCDRのアミノ酸残基との分子間作用として明らかにされる。 As used herein, the term "antigen determinant" relates to an antigenic determinant on an antigen, such as an enzyme polypeptide. Then, the antigen-binding site of the antibody such as an enzyme-specific antibody binds. Antigen determinants usually consist of chemically surface-active segments of molecules such as amino acids or side chains, and specific three-dimensional structural properties may also have specific chargeability. As used herein, an "antigen determinant" is another macromolecule capable of forming a binding interconnection that interacts with that portion of the antigen or the variable region that binds to the body of the antibody. means. Typically, such binding interactions are manifested as intermolecular interactions with one or more amino acid residues of the CDR.

本明細書で使用されるとき、用語「進化」、又は「進化している」は、1つ以上の突然変異誘発方法を用いて、新規ポリペプチドをコードする新規ポリヌクレオチドを生成することを指し、この新規ポリペプチドはそれ自体が改良された生物学的分子であり、及び/又は別の改良された生物学的分子の生成に寄与する。詳細な非限定的態様において、本開示は、親又は野生型タンパク質からの条件的活性型生物学的タンパク質の進化に関する。一態様において、例えば、進化は、米国特許出願公開第2009/0130718号明細書に開示される非確率的ポリヌクレオチドキメラ化及び非確率的部位特異的点突然変異誘発の両方を実施する方法に関する。より詳細には、本開示は、正常生理条件では親又は野生型酵素親分子と比較して活性の低下を呈するが、1つ以上の異常条件下では親又は野生型酵素の抗原特異的標的領域と比較して活性の亢進を呈する条件的活性型生物学的酵素を進化させる方法を提供する。 As used herein, the term "evolving", or "evolving", refers to the use of one or more mutagenesis methods to generate a novel polynucleotide encoding a novel polypeptide. , This novel polypeptide is itself an improved biological molecule and / or contributes to the production of another improved biological molecule. In a detailed, non-limiting aspect, the present disclosure relates to the evolution of a conditionally active biological protein from a parental or wild-type protein. In one aspect, for example, evolution relates to a method of performing both non-probabilistic polynucleotide chimerization and non-probabilistic site-specific point mutation induction disclosed in US Patent Application Publication No. 2009/0130718. More specifically, the present disclosure exhibits reduced activity under normal physiological conditions compared to the parent or wild-type enzyme parent molecule, but under one or more abnormal conditions, the antigen-specific target region of the parent or wild-type enzyme. Provides a method for evolving a conditioned active biological enzyme that exhibits enhanced activity as compared to.

用語「フラグメント」、「誘導体」及び「相似器官」は、参照ポリペプチドを参照する際に、少なくとも1つの、少なくとも本質的に参照ポリペプチドと同じ生理機能又は活性を保有するポリペプチドを有する。さらに、用語「フラグメント」、「誘導体」及び「相似器官」は、著しく高い活性を有する成熟した酵素を生成するために開裂により修飾され得る低活性前駆タンパク質のような「前形態」分子によって例示される。 The terms "fragment", "derivative" and "similar organ" have at least one polypeptide having at least essentially the same physiological function or activity as the reference polypeptide when referring to the reference polypeptide. In addition, the terms "fragment," "derivative," and "similar organ" are exemplified by "preform" molecules, such as low-activity precursor protein, which can be modified by cleavage to produce a mature enzyme with significantly higher activity. Ru.

本明細書で使用される用語「遺伝子」はポリペプチド鎖の生成において含まれるDNAセグメントを意味し、個々のコーディングセグメント(エキソン)間に介在配列(ニトロン)と同様にコーディング領域(リーダー及びトレーダー)を先行する、及び、続く領域を含む。 As used herein, the term "gene" means a DNA segment involved in the production of a polypeptide chain, a coding region (leader and trader) as well as an intervening sequence (nitrone) between individual coding segments (exons). Includes regions that precede and follow.

本明細書で使用される用語「非相同」は、一本鎖核酸配列が、他の一本鎖核酸配列又はその相補的配列にハイブリダイズできないことを意味する。したがって、非相同な部分は、ポリヌクレオチド又はポリヌクレオチドが、他の核酸又はポリヌクレオチドにハイブリダイズできない配列における部分又は領域を有することを意味する。このような領域又は部分は例えば変異の部分である。 As used herein, the term "non-homologous" means that a single-stranded nucleic acid sequence cannot hybridize to another single-stranded nucleic acid sequence or a complementary sequence thereof. Thus, non-homologous moieties mean that the polynucleotide or polynucleotide has a moiety or region in a sequence that cannot hybridize to another nucleic acid or polynucleotide. Such regions or parts are, for example, parts of the mutation.

本明細書で使用される用語「相同」又は「相同」は、一本鎖核酸配列が相補的な一本鎖核酸配列にハイブリダイズできることを意味する。ハイブリダイゼーションの程度は、配列間の同一性の量、及び、後述するような温度及び塩濃度のようなハイブリダイゼーション条件を含む要因の数によることがある。好適には、同一の領域が約5bpより大きく、さらに好適には、同一の領域が10bpよりも大きい。 As used herein, the term "homology" or "homology" means that a single-stranded nucleic acid sequence can hybridize to a complementary single-stranded nucleic acid sequence. The degree of hybridization may depend on the amount of identity between sequences and the number of factors including hybridization conditions such as temperature and salt concentration as described below. Preferably, the same region is greater than about 5 bp, and more preferably, the same region is greater than 10 bp.

本開示の利益は「産業的応用」(又は産業的工程)にまで及び、用語は、非商業的な産業的応用(例えば、非営利機関での正医学的調査)と同様に、適切な商業的な産業的(又は単に産業的な)応用を含むために用いられる。関連する応用には、診断、医学、農業、製造及び学究的世界の分野を含む。 The benefits of this disclosure extend to "industrial applications" (or industrial processes), and the term is appropriate commercial as well as non-commercial industrial applications (eg, orthodox medical research in non-commercial institutions). Used to include industrial (or simply industrial) applications. Related applications include areas of the diagnostic, medical, agricultural, manufacturing and academic worlds.

用語「免疫細胞」は、本明細書で使用されるとき、限定はされないが、抗原提示細胞、B細胞、好塩基球、細胞傷害性T細胞、樹状細胞、好酸球、顆粒球、ヘルパーT細胞、白血球、リンパ球、マクロファージ、マスト細胞、メモリー細胞、単球、ナチュラルキラー細胞、好中球、食細胞、形質細胞及びT細胞を含めた哺乳類免疫系の細胞を指す。 As used herein, the term "immune cell" is used, but is not limited to, antigen-presenting cells, B cells, basal cells, cytotoxic T cells, dendritic cells, eosinocytes, granulocytes, helpers. Refers to cells of the mammalian immune system including T cells, leukocytes, lymphocytes, macrophages, mast cells, memory cells, monospheres, natural killer cells, neutrophils, phagocytic cells, plasma cells and T cells.

用語「免疫応答」は、本明細書で使用されるとき、限定はされないが、自然免疫、体液性免疫、細胞性免疫、免疫、炎症反応、獲得(適応)免疫、自己免疫及び/又は過剰反応免疫を含めた免疫を指す。 The term "immune response" as used herein is, but is not limited to, spontaneous immunity, humoral immunity, cell-mediated immunity, immunity, inflammatory response, adaptive (adaptive) immunity, autoimmunity and / or overreaction. Refers to immunity including immunity.

用語「単離されている」は、本明細書で使用されるとき、材料がその元の環境(例えば、それが天然に存在する場合には自然環境)から取り出されていることを意味する。例えば、生きている動物が持つ天然に存在するポリヌクレオチド又は酵素は単離されていないが、自然系内で共存する材料の一部又は全てから分離されている同じポリヌクレオチド又は酵素は、単離されている。かかるポリヌクレオチドはベクターの一部であってもよく、及び/又はかかるポリヌクレオチド又は酵素は組成物の一部であってもよく、かかるベクター又は組成物がその自然環境の一部でない点でなおも単離されている。 The term "isolated", as used herein, means that the material has been removed from its original environment (eg, the natural environment if it exists in nature). For example, the naturally occurring polynucleotides or enzymes of living animals have not been isolated, but the same polynucleotides or enzymes that have been isolated from some or all of the coexisting materials in the natural system are isolated. Has been done. Such a polynucleotide may be part of a vector and / or such polynucleotide or enzyme may be part of a composition and still in that such vector or composition is not part of its natural environment. Is also isolated.

本明細書で使用される用語「分離された核酸」は核酸、例えば、DNA又はRNA分子を定義するのに用いられる。DNA又はRNA分子のような核酸は、それが誘導される有機体の自然発生遺伝子において存在するときに通常直接に隣接する5’及び3’隣接配列に、直接隣接しない。従って、用語は、例えば、プラスミド又はウイルスベクター、異種細胞の遺伝子内(又は異種細胞の遺伝子ではあるが、自然は生のものとは異なる部位)に組み込まれた核酸、及び、例えばPCR増幅又は制限酵素消化によってつくられたDNAフラグメント、又は、生体外転写でつくられたRNA分子のような分離された分子として存在する核酸のように、ベクター内に組み込まれる核酸を言い表す。この用語はまた、例えば溶融タンパク質の製造において用いることができる付加的タンパク質をエンコードする交雑遺伝子の一部を形成する組換え核酸も意味する。 As used herein, the term "isolated nucleic acid" is used to define a nucleic acid, eg, a DNA or RNA molecule. Nucleic acids such as DNA or RNA molecules are not directly adjacent to the 5'and 3'adjacent sequences that are normally directly adjacent when present in the spontaneous gene of the organism from which they are derived. Thus, the terms are, for example, plasmids or viral vectors, nucleic acids integrated within a gene of a heterologous cell (or a site that is a gene of a heterologous cell but naturally different from the raw one), and eg, PCR amplification or restriction. Represents a nucleic acid that is integrated into a vector, such as a nucleic acid that exists as a separated molecule, such as a DNA fragment made by enzymatic digestion or an RNA molecule made by in vitro transcription. The term also means recombinant nucleic acids that form part of a hybrid gene that encodes an additional protein that can be used, for example, in the production of molten proteins.

用語「レンチウイルス」は、本明細書で使用されるとき、レトロウイルス科(Retroviridae)の属を指す。レンチウイルスは、レトロウイルスの中でも、非分裂細胞を感染させることができる点でユニークである;レンチウイルスは宿主細胞のDNAに多量の遺伝情報を送達することができ、従ってレンチウイルスは、最も効率的な遺伝子デリバリーベクター送達方法の一つである。HIV、SIV、及びFIVは、全てレンチウイルスの例である。レンチウイルスに由来するベクターは、インビボで高い遺伝子導入レベルを実現するための手段を提供する。 The term "lentivirus" as used herein refers to the genus of the family Retrovirus. Lentiviruses are unique among retroviruses in that they can infect non-dividing cells; lentiviruses can deliver large amounts of genetic information to the DNA of host cells, so lentiviruses are the most efficient. It is one of the gene delivery vector delivery methods. HIV, SIV, and FIV are all examples of lentiviruses. Vectors derived from lentivirus provide a means to achieve high levels of gene transfer in vivo.

用語「リガンド」は、本明細書で使用されるとき、特定の受容体によって認識される分子、例えばランダムペプチド又は可変セグメント配列を指す。当業者は認識するであろうとおり、分子(又は巨大分子複合体)は受容体及びリガンドの両方であり得る。一般に、より小さい分子量を有する結合パートナーがリガンドと称され、より大きい分子量を有する結合パートナーが受容体と称される。 The term "ligand" as used herein refers to a molecule recognized by a particular receptor, such as a random peptide or variable segment sequence. As one of skill in the art will recognize, a molecule (or macromolecular complex) can be both a receptor and a ligand. Generally, a binding partner having a smaller molecular weight is referred to as a ligand, and a binding partner having a larger molecular weight is referred to as a receptor.

用語「ライゲーション」は、本明細書で使用されるとき、2つの二本鎖核酸フラグメントの間におけるリン酸ジエステル結合の形成過程を指す(Sambrook et al.,(1982).Molecular Cloning:A Laboratory Manual.Cold Spring Harbour Laboratory,Cold Spring Harbor,NY.,p.146;Sambrook et al.,Molecular Cloning:a laboratory manual,2nd Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)。特に提供されない限り、ライゲーションは、ライゲーションする0.5マイクログラムの略等モル量のDNAフラグメント当たり10単位のT4 DNAリガーゼ(「リガーゼ」)とする公知の緩衝液及び条件を用いて達成し得る。 As used herein, the term "ligation" refers to the process of formation of a phosphodiester bond between two double-stranded nucleic acid fragments (Sambrook et al., (1982). Molecular Cloning: A Laboratory Manual. ... .Cold Spring Harbour Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, p.146; Sambrook et al, Molecular Cloning: a laboratory manual, 2 nd Ed, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Unless otherwise provided, ligation can be achieved using known buffers and conditions of 10 units of T4 DNA ligase (“ligase”) per 0.5 microgram of DNA fragment to be ligated.

用語「リンカー」又は「スペーサー」は、本明細書で使用されるとき、2つの分子、例えばDNA結合タンパク質及びランダムペプチドをつなぐ分子又は分子群であって、例えば、ランダムペプチドがDNA結合タンパク質からの立体障害を最小限として受容体に結合することができるように、それらの2つの分子を好ましい配置に置く働きをする分子又は分子群を指す。「リンカー」(L)又は「リンカードメイン」又は「リンカー領域」は、本明細書で使用されるとき、本発明のCARの任意のドメイン/領域を一体に連結する約1〜100アミノ酸長のオリゴペプチド又はポリペプチド領域を指す。リンカーは、隣接するタンパク質ドメイン同士が互いに自由に動くことができるように、グリシン及びセリンなどの可動性の残基で構成されてもよい。2つの隣接するドメインが互いに立体的に干渉しないようにすることが望ましい場合、より長いリンカーが用いられ得る。リンカーは切断可能又は切断不可能であってもよい。切断可能リンカーの例としては、2Aリンカー(例えばT2A)、2A様リンカー又はその機能的等価物、及びこれらの組み合わせが挙げられる。一部の実施形態において、リンカーとしては、ピコルナウイルス2A様リンカー、ブタテッショウウイルスのCHYSEL配列(P2A)、トセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルス(T2A)又はこれらの組み合わせ、バリアント及び機能的等価物が挙げられる。当業者には他のリンカーが明らかであり、本発明の代替的な実施形態に関連して用いることができる。 As used herein, the term "linker" or "spacer" is a molecule or group of molecules connecting two molecules, eg, a DNA binding protein and a random peptide, eg, the random peptide is from the DNA binding protein. Refers to a molecule or group of molecules that serves to place these two molecules in a favorable arrangement so that they can bind to the receptor with minimal steric damage. The "linker" (L) or "linker domain" or "linker region", as used herein, is an oligo of approximately 1-100 amino acids in length that integrally connects any domain / region of the CAR of the invention. Refers to a peptide or polypeptide region. The linker may be composed of mobile residues such as glycine and serine so that adjacent protein domains can move freely with each other. Longer linkers can be used if it is desirable to prevent two adjacent domains from sterically interfering with each other. The linker may be cleaveable or non-cleavable. Examples of cleavable linkers include 2A linkers (eg T2A), 2A-like linkers or their functional equivalents, and combinations thereof. In some embodiments, the linker may be a picornavirus 2A-like linker, a chuteschovirus CHYSEL sequence (P2A), a Tosea asigna virus (T2A) or a combination thereof, variants and functional equivalents. Things can be mentioned. Other linkers are apparent to those of skill in the art and can be used in connection with alternative embodiments of the invention.

用語「哺乳類細胞表面ディスプレイ」は、本明細書で使用されるとき、スクリーニング目的で(例えば、磁気ビーズと蛍光活性化細胞選別との組み合わせによって特異的抗原結合に関してスクリーニングすることによる)、タンパク質又は抗体、又は抗体の一部分を哺乳類宿主細胞表面に発現させて提示する技法を指す。一態様では、DuBridge et al.,米国特許出願公開第2009/0136950号明細書にあるとおり、哺乳類発現ベクターを使用して免疫グロブリンを分泌型及び細胞表面結合型の両方として同時に発現させる。別の態様では、この技法が、Gao et al.,米国特許出願公開第2007/0111260号明細書にあるとおり、細胞で発現すると細胞膜上に提示される抗体又は抗体フラグメントのライブラリをコードするウイルスベクターのスクリーニングに用いられる。哺乳類細胞上の全IgG表面ディスプレイが公知である。例えば、Akamatsuu et al.は、IgG分子をその抗原結合親和性及び生物学的活性に基づき直接単離するのに好適な哺乳類細胞表面ディスプレイベクターを開発した。エプスタイン・バーウイルス由来のエピソームベクターを使用して抗体ライブラリが細胞表面上に全IgG分子として提示され、磁気ビーズと蛍光活性化細胞選別との組み合わせによって特異的抗原結合に関してスクリーニングされた。選別された細胞から所望の結合特性を有する抗体をコードするプラスミドが回収され、可溶性IgGの産生に好適な形態に変換された。Akamatsuu et al.J.Immunol.Methods,vol.327,pages 40−52,2007を参照のこと。Ho et al.は、親和性成熟のための単鎖Fv抗体の細胞表面ディスプレイに、一過性のタンパク質発現に広く用いられているヒト胎児腎臓293T細胞を使用した。親和性がやや低いWT抗体を発現する大過剰の細胞から、より高い親和性を有するまれな変異体抗体を発現する細胞が、シングルパスの細胞選別によって240倍エンリッチされた。さらに、固有の抗体ホットスポットをランダム化するコンビナトリアルライブラリの1回の選択後に、CD22に対する結合親和性が増加した、高度にエンリッチされた変異体が得られた。Ho et al.,“Isolation of anti−CD22 Fv with high affinity by Fv display on human cells,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.103,pages 9637−9642,2006を参照のこと。 The term "mammalian cell surface display", as used herein, for screening purposes (eg, by screening for specific antigen binding by a combination of magnetic beads and fluorescence activated cell sorting), is a protein or antibody. , Or a technique for expressing and presenting a portion of an antibody on the surface of a mammalian host cell. In one aspect, DuBridge et al. , US Patent Application Publication No. 2009/0136950 uses a mammalian expression vector to simultaneously express immunoglobulins as both secretory and cell surface bound. In another aspect, this technique is described by Gao et al. , US Patent Application Publication No. 2007/01/11260, used in the screening of viral vectors encoding a library of antibodies or antibody fragments presented on the cell membrane when expressed in cells. All IgG surface displays on mammalian cells are known. For example, Akamatsuu et al. Has developed a mammalian cell surface display vector suitable for direct isolation of IgG molecules based on their antigen binding affinity and biological activity. An antibody library was presented on the cell surface as a total IgG molecule using an episome vector derived from Epstein-Barr virus and screened for specific antigen binding by a combination of magnetic beads and fluorescence activated cell sorting. A plasmid encoding an antibody with the desired binding properties was recovered from the sorted cells and converted into a form suitable for the production of soluble IgG. Akamatsuu et al. J. Immunol. Methods, vol. See 327, pages 40-52, 2007. Ho et al. Used human fetal kidney 293T cells, which are widely used for transient protein expression, for the cell surface display of single-chain Fv antibodies for affinity maturation. Cells expressing rare mutant antibodies with higher affinities were 240-fold enriched by single-pass cell selection from large excess cells expressing WT antibodies with slightly lower affinities. In addition, after a single selection of a combinatorial library that randomizes unique antibody hotspots, highly enriched variants with increased binding affinity for CD22 were obtained. Ho et al. , "Isolation of anti-CD22 Fv with high affinity by Fv display on human cells," Proc Natl Accad Sci USA, vol. 103, pages 9637-9642, 2006.

抗原に特異的なB細胞もまた使用することができる。かかるB細胞は、ヒトドナーの末梢血単核細胞(PBMC)から直接単離し得る。このB細胞プールから組換え抗原特異的単鎖Fv(scFv)ライブラリを作成し、シンドビスウイルス発現系を使用することにより哺乳類細胞表面ディスプレイによってスクリーニングする。陽性クローンから重鎖(HC)及び軽鎖(LC)の可変領域(VR)を単離し、全IgG又はFabフラグメントとして組換え完全ヒト抗体を産生することができる。このようにして、モデルウイルス抗原のQβウイルス様粒子(VLP)を結合するいくつかの超変異高親和性抗体、並びにニコチンに特異的な抗体を単離することができる。Beerli et al.,“Isolation of human monoclonal antibodies by mammalian cell display,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.105,pages 14336−14341,2008を参照のこと。 Antigen-specific B cells can also be used. Such B cells can be isolated directly from human donor peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Recombinant antigen-specific single-chain Fv (scFv) libraries are generated from this B cell pool and screened by mammalian cell surface display using a Sindbis virus expression system. Variable regions (VR) of heavy chain (HC) and light chain (LC) can be isolated from positive clones to produce recombinant fully human antibodies as total IgG or Fab fragments. In this way, several hypervariant high-affinity antibodies that bind the model virus antigen Qβ virus-like particles (VLPs), as well as nicotine-specific antibodies, can be isolated. Beerli et al. , "Isolation of mammal monoclonal antibody by mammal cell display," Proc Natl Acad Sci USA, vol. 105, pages 14336-14341,2008.

酵母細胞表面ディスプレイもまた本発明において使用することができ、例えば、Kondo and Ueda,“Yeast cell−surface display−applications of molecular display,”Appl.Microbiol.Biotechnol.,vol.64,pages 28−40,2004を参照されたく、これは、例えば、酵母サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を使用した細胞表面エンジニアリングシステムについて記載している。酵母S.セレビシエ(S.cerevisiae)における発現用のいくつかの代表的なディスプレイシステムが、Lee et al,“Microbial cell−surface display,”TRENDS in Bitechnol.,vol.21,pages 45−52,2003に記載されている。また、Boder and Wittrup,“Yeast surface display for screening combinatorial polypeptide libraries,”Nature Biotechnol.,vol.15,pages 553,1997。 Yeast cell surface displays can also be used in the present invention, for example, Kondo and Ueda, "Yeast cell-surface dispatch-applications of molecular display," Appl. Microbiol. Biotechnol. , Vol. 64, pages 28-40, 2004, which describes, for example, a cell surface engineering system using yeast Saccharomyces cerevisiae. Yeast S. Some representative display systems for expression in S. cerevisiae are described in Lee et al, "Microbial cell-surface display," TRENDS in Bitechnol. , Vol. 21, pages 45-52, 2003. In addition, Border and Wittrup, "Yeast surface display for screening combinatorial polypeptide libraries," Nature Biotechnology. , Vol. 15, pages 533, 1997.

用語「製造する」は、本明細書で使用されるとき、治療用タンパク質の少なくとも第I相臨床試験を可能にするのに十分な分量、又は診断用タンパク質の規制当局の承認に十分な分量でタンパク質を作製することを指す。 The term "manufacturing", as used herein, in an amount sufficient to enable at least Phase I clinical trials of a Therapeutic protein, or in an amount sufficient for regulatory approval of a diagnostic protein. Refers to making a protein.

本明細書で使用されるとき、用語「微小環境」は、組織又は体において、組織の他の領域又は体の他の領域と恒常的又は一時的な物理的又は化学的違いを有する任意の部分又は領域を意味する。 As used herein, the term "microenvironment" is used in any part of a tissue or body that has a permanent or temporary physical or chemical difference from other areas of the tissue or body. Or it means an area.

本明細書で使用されるとき、用語「進化させる分子特性」には、ポリヌクレオチド配列を含む分子、ポリペプチド配列を含む分子、及び部分的にポリヌクレオチド配列を含み、且つ部分的にポリペプチド配列を含む分子への言及が含まれる。進化させる分子特性の特に関連性のある(但し何ら限定するものではない)例としては、温度;塩分;浸透圧;pH;酸化的ストレス、及びグリセロール濃度、DMSO濃度、界面活性剤濃度、及び/又は反応環境において接触する任意の他の分子種に関する等、特定の条件におけるタンパク質活性が挙げられる。進化させる分子特性のさらなる特に関連性のある(但し何ら限定するものではない)例としては、安定性−例えば、貯蔵中に直面し得るような特定の環境に特定の時間曝露した後に存在する残留分子特性の量が挙げられる。 As used herein, the term "evolving molecular property" includes a molecule comprising a polynucleotide sequence, a molecule comprising a polypeptide sequence, and a partially polynucleotide sequence and partially a polypeptide sequence. Includes references to molecules containing. Examples of particularly relevant (but not limited to) molecular properties to be evolved are temperature; salt; osmotic pressure; pH; oxidative stress, and glycerol concentration, DMSO concentration, surfactant concentration, and /. Or protein activity under certain conditions, such as with respect to any other molecular species that comes into contact in the reaction environment. Further particularly relevant (but not limited to) examples of evolving molecular properties are stability-residues present after exposure to specific environments, such as those that may be encountered during storage, for a specific period of time. The amount of molecular properties can be mentioned.

用語「突然変異」は、本明細書で使用されるとき、野生型核酸配列の配列の変化又はペプチドの配列の変化を意味する。かかる突然変異は、転移又は転換などの点突然変異であり得る。突然変異は欠失、挿入又は重複であり得る。 As used herein, the term "mutation" means a change in the sequence of a wild-type nucleic acid sequence or a change in the sequence of a peptide. Such mutations can be point mutations such as metastasis or conversion. Mutations can be deletions, insertions or duplications.

用語「多重特異性抗体」は、本明細書で使用されるとき、少なくとも2つの異なるエピトープに対して結合親和性を有する抗体である。多重特異性抗体は完全長抗体又は抗体フラグメント(例えばF(ab’)2二重特異性抗体)として調製することができる。操作された抗体は、2つ、3つ又はそれ以上(例えば4つ)の抗原に結合し得る(例えば、米国特許出願公開第2002/0004587 A1号明細書を参照)。1つの条件的活性型抗体が多重特異性となるように操作されてもよく、又は2つの抗体が、2つの抗原に結合するヘテロ二量体を含むように操作されてもよい。多重特異性抗体はまた、多機能性でもあり得る。 The term "multispecific antibody", as used herein, is an antibody that has a binding affinity for at least two different epitopes. Multispecific antibodies can be prepared as full-length antibodies or antibody fragments (eg, F (ab') 2 -bispecific antibodies). The engineered antibody may bind to two, three or more (eg, four) antigens (see, eg, US Patent Application Publication No. 2002/0004587 A1). One conditionally active antibody may be engineered to be multispecific, or two antibodies may be engineered to contain a heterodimer that binds to two antigens. Multispecific antibodies can also be multifunctional.

本明細書で使用されるとき、縮重「N,N,G/T」ヌクレオチド配列は、32個の可能なトリプレットを表し、ここで「N」はA、C、G又はTであり得る。 As used herein, the degenerate "N, N, G / T" nucleotide sequence represents 32 possible triplets, where "N" can be A, C, G or T.

用語「自然発生」は、本明細書で使用されているように、対象が自然においてみられるという事実に関連して適用されるものである。例えば、自然において原料から分離され得る有機体(ウイルスを含む)に存在するポリペプチド又はポリヌクレオチド配列で、実験室内で人によって意図的に修飾されたのではないものは自然発生である。一般的に、用語「自然発生」は、種において典型的であるように、非病理学的な(病気ではない)個体において存在するような対象に関連する。 The term "spontaneous" applies in connection with the fact that an object is found in nature, as used herein. For example, a polypeptide or polynucleotide sequence present in an organism (including a virus) that can be naturally isolated from a source material that is not intentionally modified by humans in the laboratory is spontaneous. In general, the term "spontaneous" relates to an object as it is present in a non-pathological (non-disease) individual, as is typical in a species.

本明細書で使用されるように、「正常生理条件」又は「野生型操作条件」は、対象への投与の部位又は作用部位での通常範囲内で考慮される温度、pH、浸透圧、オスモル濃度、酸化的ストレス及び電解質濃度の条件である。 As used herein, "normal physiological conditions" or "wild-type operating conditions" are temperatures, pH, osmolality, osmoles considered within normal limits at the site of administration or site of action to a subject. Conditions for concentration, oxidative stress and electrolyte concentration.

本明細書で使用されるように、「核酸分子」は、一本鎖又は二本鎖であるかによって、それぞれ少なくとも一塩基又は一塩基対からなる。さらに、核酸分子は、非限定ではあるが、RNA、DNA、遺伝子核酸、非遺伝子核酸、自然発生及び非自然発生核酸、及び合成核酸など核酸分子の群などのような分子を含むヌクレオチドの任意の群にのみ、又はキメラ的に属することができる。これは、非限定的な実施例として、ミトコンドリア、リボソームRNA、及び、1つ又はそれ以上の自然発生の成分と自然発生ではない成分からキメラ的になる核酸分子のような任意の細胞小器官に関連した核酸を含む。 As used herein, a "nucleic acid molecule" consists of at least one base or one base pair, respectively, depending on whether it is single-stranded or double-stranded. In addition, nucleic acid molecules are any of nucleotides, including, but not limited to, molecules such as RNA, DNA, genetic nucleic acids, non-genetic nucleic acids, spontaneous and non-spontaneous nucleic acids, and groups of nucleic acid molecules such as synthetic nucleic acids. It can belong only to the group or chimerically. This is a non-limiting example for any organelle such as mitochondria, ribosomal RNA, and nucleic acid molecules that become chimeric from one or more naturally occurring and non-naturally occurring components. Contains related nucleic acids.

加えて、「核酸分子」は、限定はされないがアミノ酸及び糖類によって例示されるとおりの1つ以上の非ヌクレオチドベースの成分を一部に含み得る。従って、例として、限定されないが、一部がヌクレオチドベースであり、且つ一部がタンパク質ベースであるリボザイムは、「核酸分子」と見なされる。 In addition, the "nucleic acid molecule" may include, but is not limited to, one or more non-nucleotide-based components, as exemplified by amino acids and sugars. Thus, by way of example, ribozymes that are, but are not limited to, partly nucleotide-based and partly protein-based are considered "nucleic acid molecules".

用語「〜をコードする核酸配列」又は「〜のDNAコード配列」又は「〜をコードするヌクレオチド配列」は、本明細書で使用されるとき、プロモーターなどの適切な調節配列の制御下に置かれたとき転写及び翻訳されて酵素になるDNA配列を指す。「プロモーター」は、細胞においてRNAポリメラーゼに結合して、下流(3’方向)コード配列の転写を開始する能力を有するDNA調節領域である。プロモーターはDNA配列の一部である。この配列領域は、その3’末端に開始コドンを有する。プロモーター配列は、バックグラウンドを上回る検出可能なレベルで転写の開始に必要な最小数のエレメントであるところの塩基を含む。しかしながら、RNAポリメラーゼが配列に結合し、開始コドン(プロモーターを有する3’末端)で転写が始まった後、転写は3’方向に下流に進む。プロモーター配列内には、転写開始部位(好都合にはヌクレアーゼS1でマッピングすることによって定義される)並びにRNAポリメラーゼの結合に関与するタンパク質結合ドメイン(コンセンサス配列)が見られる。 The terms "nucleic acid sequence encoding" or "DNA coding sequence of" or "nucleotide sequence encoding" are, as used herein, placed under the control of an appropriate regulatory sequence such as a promoter. Refers to a DNA sequence that is transcribed and translated into an enzyme when it is transcribed. A "promoter" is a DNA regulatory region capable of binding to RNA polymerase in a cell and initiating transcription of a downstream (3'direction) coding sequence. The promoter is part of the DNA sequence. This sequence region has a start codon at its 3'end. The promoter sequence contains a base that is the minimum number of elements required to initiate transcription at a detectable level above the background. However, after RNA polymerase binds to the sequence and transcription begins at the start codon (the 3'end with a promoter), transcription proceeds downstream in the 3'direction. Within the promoter sequence are transcription initiation sites (conveniently defined by mapping with nuclease S1) and protein binding domains (consensus sequences) involved in RNA polymerase binding.

用語「オリゴヌクレオチド」(又は同義語として「オリゴ」)は、一本鎖ポリデオキシヌクレオチド又は化学的に合成され得る2つの相補的なポリデオキシヌクレオチド鎖のいずれかを指す。かかる合成オリゴヌクレオチドは5’リン酸を有することも、又は有しないこともある。有しないものは、キナーゼの存在下でATPによってリン酸を加えなければ別のオリゴヌクレオチドにライゲーションしない。合成オリゴヌクレオチドは、脱リン酸化されていないフラグメントにライゲーションする。 The term "oligonucleotide" (or "oligo" as a synonym) refers to either a single-stranded polydeoxynucleotide or two complementary polydeoxynucleotide chains that can be chemically synthesized. Such synthetic oligonucleotides may or may not have 5'phosphoric acid. Those that do not have will not ligate to another oligonucleotide unless phosphate is added by ATP in the presence of kinase. Synthetic oligonucleotides ligate to non-dephosphorylated fragments.

本明細書で使用されるように、用語「操作可能な状態で結合」は、機能的関係性におけるポリヌクレオチド要素の結合を意味する。核酸は、他の核酸配列と機能的関係性におかれた際に「操作可能な状態で結合」である。例えば、それがコーディング配列の転写に影響を及ぼす場合、プロモーター又はエンハンサーはコーディング配列に操作可能な状態で結合される。操作可能な状態で結合は、結合されているDNA配列が、典型的には隣接しており、及び、2つのタンパク質コーディング領域を接合するのに必要な場合、隣接し、リーディングフレーム内にあることを意味する。 As used herein, the term "manipulative binding" means the binding of polynucleotide elements in a functional relationship. Nucleic acids are "manipulatively bound" when placed in a functional relationship with other nucleic acid sequences. For example, if it affects the transcription of the coding sequence, the promoter or enhancer is operably linked to the coding sequence. The binding in an operable state is that the bound DNA sequences are typically adjacent and, if necessary to join the two protein coding regions, adjacent and within the reading frame. Means.

RNAポリメラーゼが単一mRNAにおいて2つのコーディング配列を転写するときに、コーディング配列は、他のコーディング配列に「操作可能な状態で結合」し、両方のコーディング配列に由来したアミノ酸を有する単一ポリペプチド内に翻訳される。発現された配列が所望のタンパク質をつくるために最終的に処理される限り、コーディング配列は、互いに隣接する必要はない。 When RNA polymerase transcribes two coding sequences in a single mRNA, the coding sequence "manipulates" to the other coding sequence and is a single polypeptide having amino acids derived from both coding sequences. Translated within. The coding sequences need not be adjacent to each other as long as the expressed sequences are finally processed to produce the desired protein.

本明細書で使用されるように、用語「親のポリヌクレオチドセット」は1つ又はそれ以上の異なるポリヌクレオチド種からなる。通常、この用語は、好適には親のセットの突然変異生成により得られる子孫ポリヌクレオチドセットを参照するのに用いられ、この場合において、用語「親の」、「起動」及び「テンプレート」は、互換性がある。 As used herein, the term "parental polynucleotide set" consists of one or more different polynucleotide species. Typically, the term is used to refer to a set of progeny polynucleotides, preferably obtained by mutagenesis of a set of parents, in which case the terms "parent", "launch" and "template" are used. Compatible.

用語「患者」又は「対象」は、治療の目的となる、ヒトのような例えば哺乳類などの動物を意味する。対象又は患者には男性でも女性でもあり得る。 The term "patient" or "subject" means an animal, such as a mammal, such as a human, for which it is intended for treatment. The subject or patient can be male or female.

本明細書で使用されるとき、用語「生理条件」は、生存生物に適合する、及び/又は生存培養酵母細胞又は哺乳類細胞において細胞内に典型的に存在する温度、pH、浸透圧、イオン強度、粘度、及び同様の生化学的パラメータを指す。例えば、典型的な実験室培養条件下で成長する酵母細胞の細胞内条件は、生理条件である。インビトロ転写カクテルに好適なインビトロ反応条件は、概して生理条件である。一般に、インビトロ生理条件は、50〜200mMのNaCl又はKCl、pH6.5〜8.5、20〜45℃及び0.001〜10mMの二価陽イオン(例えばMg++"、Ca++);好ましくは、約150mMのNaCl又はKCl、pH7.2〜7.6、5mMの二価陽イオンを含み、多くの場合に0.01〜1.0%非特異的タンパク質(例えばウシ血清アルブミン(BSA))を含む。非イオン性界面活性剤(Tween、NP−40、Triton X−100)が、通常約0.001〜2%、典型的には0.05〜0.2%(v/v)で存在することも多くある。詳細な水溶液条件は、実施者が従来方法により選択し得る。一般的な指針として、以下の緩衝水溶液条件を適用することができる:10〜250mMのNaCl、5〜50mMのトリスHCl、pH5〜8、任意選択で二価陽イオン及び/又は金属キレート剤及び/又は非イオン性界面活性剤及び/又は膜画分及び/又は消泡剤及び/又はシンチラントの添加。正常生理条件は、患者の正常範囲内と見なし得る、患者又は対象の生体内の投与部位又は作用部位における温度、pH、浸透圧、オスモル濃度、酸化的ストレス及び電解質濃度の条件を指す。 As used herein, the term "physiological condition" is a temperature, pH, osmotic pressure, ionic strength that is compatible with a living organism and / or is typically present intracellularly in a living cultured yeast cell or mammalian cell. Refers to, viscosity, and similar biochemical parameters. For example, the intracellular conditions of yeast cells that grow under typical laboratory culture conditions are physiological conditions. Suitable in vitro reaction conditions for in vitro transcription cocktails are generally physiological conditions. Generally, in vitro physiological conditions are 50-200 mM NaCl or KCl, pH 6.5-8.5, 20-45 ° C. and 0.001-10 mM divalent cations (eg Mg ++ " , Ca ++ ); Preferably, it contains about 150 mM NaCl or KCl, pH 7.2-7.6, 5 mM divalent cations and is often 0.01-1.0% non-specific protein (eg bovine serum albumin (BSA)). )). Non-ionic surfactants (Tween, NP-40, Triton X-100) are usually about 0.001-2%, typically 0.05-0.2% (v / v). ). Detailed aqueous conditions can be selected by the practitioner by conventional methods. As a general guideline, the following buffered aqueous conditions can be applied: 10-250 mM NaCl, 5 Addition of ~ 50 mM Tris HCl, pH 5-8, optionally divalent cations and / or metal chelating agents and / or nonionic surfactants and / or membrane fractions and / or antifoaming agents and / or scintillants. Normal physiological conditions refer to conditions of temperature, pH, osmotic pressure, osmolal concentration, oxidative stress and electrolyte concentration at the site of administration or action in the patient or subject, which can be considered within the normal range of the patient.

標準規定(5’〜3’)は二本鎖ポリヌクレオチドの配列を記載するために本明細書において用いられる。 Standard specifications (5'-3') are used herein to describe the sequence of double-stranded polynucleotides.

用語「個体群」は、ポリヌクレオチド、ポリヌクレオチドの部分又はタンパク質のような組成物の収集を意味する。「混合された個体群」は、核酸又はタンパク質の同じ属ではある(つまり関連している)が、その配列において異なり(つまり同一ではない)従ってその生理的知的活性において異なる組成物の収集である。 The term "population" means the collection of compositions such as polynucleotides, parts of polynucleotides or proteins. A "mixed population" is a collection of compositions that belong to the same genus (ie, are related) of a nucleic acid or protein, but differ (ie, are not) in their sequence and thus differ in their physiological and intellectual activity. be.

「代用形」を有する分子とは、参照代用形分子との比較において、異なる性質(例えば活性の増加)を有するより成熟した分子形態を得るために、1つ又はそれ以上の共有結合及び非共有結合化学的修飾(例えば、グリコシル化、タンパク質分解開裂、二量体化又はオリゴマー化、温度による誘発又はpHによって誘発された高次構造的変化、補助因子との会合など)の任意の組み合わせを途中で経た分子を意味する。2つ又はそれ以上の化学的修飾(例えば、2つのタンパク質分解開裂、又はタンパク質分解開裂及び非グリコシル化)が成熟した分子の製造への途中で区別されることができるときに、参照前駆体分子は、「前駆代用形」分子と称される。 A molecule having a "substitute form" is one or more covalent and non-covalent to obtain a more mature molecular form with different properties (eg, increased activity) in comparison to a reference substitute molecule. During any combination of binding chemical modifications (eg, glycosylation, proteolytic cleavage, dimerization or oligomerization, temperature-induced or pH-induced higher-order structural changes, association with cofactors, etc.) It means a molecule that has passed through. Reference precursor molecules when two or more chemical modifications (eg, two proteolytic cleavages, or proteolytic cleavages and non-glycosylation) can be distinguished on the way to the production of mature molecules. Is referred to as a "precursor substitute" molecule.

本明細書で使用されるとき、用語「受容体」は、所与のリガンドに親和性を有する分子を指す。受容体は天然に存在する分子又は合成分子であり得る。受容体は改変されていない状態で用いられてもよく、又は他の種との凝集体として用いられてもよい。受容体は、結合メンバーと直接、或いは特異的結合物質を介して、共有結合的又は非共有結合的に結合することができる。受容体の例としては、限定はされないが、特定の抗原決定基(ウイルス、細胞、又は他の材料などにあるもの)との反応性を示すモノクローナル抗体を含めた抗体及び抗血清、細胞膜受容体、複合糖質及び糖タンパク質類、酵素、及びホルモン受容体が挙げられる。 As used herein, the term "receptor" refers to a molecule that has an affinity for a given ligand. The receptor can be a naturally occurring molecule or a synthetic molecule. Receptors may be used unmodified or as aggregates with other species. Receptors can covalently or non-covalently bind to a binding member, either directly or via a specific binding agent. Examples of receptors include, but are not limited to, antibodies including monoclonal antibodies that are reactive with specific antigenic determinants (such as those found in viruses, cells, or other materials) and anti-serum, cell membrane receptors. , Complex sugars and glycoproteins, enzymes, and hormone receptors.

用語「減少的再集合」は、本明細書で使用されるとき、反復配列によって媒介される欠失(及び/又は挿入)イベントを通じて生じる分子の多様性の増加を指す。 The term "decreasing reassortment" as used herein refers to an increase in molecular diversity that occurs through repeat sequence-mediated deletion (and / or insertion) events.

本明細書で使用される用語「制限部位」は、制限酵素の作用の発現に必要な認識配列を意味し、接触開裂の部位を含む。開裂の部位は、低い曖昧性配列(つまり、制限部位の発生の頻度の主要な決定要素を含む配列)からなる制限部位の部分において含まれること、又は含まれないことがあると認められる。酵素(例えば制限酵素)がポリヌクレオチドを「開裂する」というのは、制限酵素がポリヌクレオチドの開裂を触媒する又は容易にすることを意味すると理解されている。 As used herein, the term "restriction site" means a recognition sequence required for the expression of the action of a restriction enzyme and includes the site of contact cleavage. It is acknowledged that the site of cleavage may or may not be included in a portion of the restriction site consisting of a low ambiguity sequence (ie, a sequence containing a major determinant of the frequency of occurrence of the restriction site). It is understood that an enzyme (eg, a restriction enzyme) "cleaving" a polynucleotide means that the restriction enzyme catalyzes or facilitates the cleavage of the polynucleotide.

本明細書で使用されるとき、用語「一本鎖抗体」は、概してスペーサーペプチドを介して連結された、ポリペプチド連鎖におけるVHドメインとVLドメインとを含むポリペプチドを指し、これはアミノ末端及び/又はカルボキシ末端に追加的なアミノ酸配列を含み得る。例えば、一本鎖抗体は、コードポリヌクレオチドに連結するための係留セグメントを含み得る。例として、scFvは一本鎖抗体である。一本鎖抗体は、概して、免疫グロブリンスーパーファミリーの遺伝子によって実質的にコードされる(例えば、The Immunoglobulin Gene Superfamily,A.F.Williams and A.N.Barclay,in Immunoglobulin Genes,T.Honjo,F.W.Alt,and THE.Rabbits,eds.,(1989)Academic press:San Diego,Calif.,pp.361−368を参照)、最も多くの場合にはげっ歯類、非ヒト霊長類、トリ、ブタ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、又はヒト重鎖又は軽鎖遺伝子配列によってコードされる、少なくとも10連続アミノの1つ又はそれ以上のポリペプチドセグメントからなるタンパク質である。機能性一本鎖抗体は、概して特異的標的分子、典型的には受容体又は抗原(エピトープ)との結合特性を保持するために十分な免疫グロブリンスーパーファミリー遺伝子産物の一部分を含有する。 As used herein, the term "single-chain antibody" generally refers to a polypeptide comprising a VH domain and a VL domain in a polypeptide chain linked via a spacer peptide, which is an amino terminus and / Or may contain an additional amino acid sequence at the carboxy terminus. For example, a single chain antibody may include a mooring segment for linking to a coding polynucleotide. As an example, scFv is a single chain antibody. Single-chain antibodies are generally substantially encoded by genes in the immunoglobulin superfamily (eg, The Immunoglobulin Gene Superfamily, AF Williams and AN Barcry, in Immunoglobulin Genes, T. Honjo). W. Alt, and THE Labbits, eds., (1989) Academic press: San Diego, Calif., Pp. 361-368), most often rodents, non-human primates, birds. , Pig, bovine, sheep, goat, or a protein consisting of one or more polypeptide segments of at least 10 consecutive aminos encoded by the human heavy or light chain gene sequence. Functional single-chain antibodies generally contain a portion of an immunoglobulin superfamily gene product sufficient to retain binding properties to a specific target molecule, typically a receptor or antigen (epitope).

一対の分子(例えば、抗体−抗原対及びリガンド−受容体対)のメンバーは、それらが他の非特異的分子と比べて高い親和性で互いに結合する場合、互いに「特異的に結合する」と言われる。例えば、非特異的タンパク質に対する結合と比べてそれがより効率的に結合する抗原に対して産生される抗体は、抗原に特異的に結合すると記載することができる。 Members of a pair of molecules (eg, antibody-antigen pair and ligand-receptor pair) are said to "specifically bind" to each other if they bind to each other with a higher affinity than other non-specific molecules. Be told. For example, an antibody produced against an antigen to which it binds more efficiently than to a non-specific protein can be described as binding specifically to the antigen.

用語「刺激」は、本明細書で使用されるとき、刺激分子(例えば、TCR/CD3複合体)がそのコグネイトリガンドに結合し、それにより、限定はされないがTCR/CD3複合体を介したシグナル伝達など、シグナル伝達イベントが媒介されることによって生じる一次応答を意味する。刺激は、TGF−βの下方制御、及び/又は細胞骨格構造の再編成など、ある種の分子の発現の変化を媒介し得る。 As used herein, the term "stimulation" means that a stimulating molecule (eg, a TCR / CD3 complex) binds to its cognate ligand, thereby, but without limitation, via the TCR / CD3 complex. It means a primary response caused by the mediation of a signal transduction event, such as signal transduction. Stimulation can mediate changes in the expression of certain molecules, such as downregulation of TGF-β and / or rearrangement of cytoskeletal structures.

用語「刺激分子」は、本明細書で使用されるとき、抗原提示細胞上に存在するコグネイト刺激リガンドと特異的に結合するT細胞上の分子を意味する。 As used herein, the term "stimulating molecule" means a molecule on a T cell that specifically binds to a cognate-stimulating ligand present on an antigen-presenting cell.

用語「刺激性リガンド」は、本明細書で使用されるとき、抗原提示細胞上(例えば、樹状細胞、B細胞など)に存在するときT細胞上のコグネイト結合パートナー(本明細書では「刺激分子」と称される)と特異的に結合して、それにより、限定はされないが、活性化、免疫応答の惹起、増殖などを含めた、T細胞による一次応答を媒介することのできるリガンドを意味する。刺激性リガンドは当該技術分野において周知であり、特に、ペプチドを担持したMHCクラスI分子、抗CD3抗体、スーパーアゴニスト抗CD28抗体、及びスーパーアゴニスト抗CD2抗体を包含する。 The term "stimulating ligand", as used herein, is a cognate binding partner on a T cell when present on an antigen presenting cell (eg, dendritic cell, B cell, etc.) ("stimulation" herein. A ligand that can specifically bind to (referred to as a molecule) and thereby mediate a primary response by T cells, including, but not limited to, activation, eliciting an immune response, proliferation, and the like. means. Stimulant ligands are well known in the art and include, in particular, peptide-carrying MHC class I molecules, anti-CD3 antibodies, superagonist anti-CD28 antibodies, and superagonist anti-CD2 antibodies.

用語「標的細胞」は、本明細書で使用されるとき、疾患に関与する細胞であって、且つ本発明の遺伝子修飾細胞傷害性細胞(限定はされないが、遺伝子修飾T細胞、NK細胞、及びマクロファージを含む)によって標的化され得る細胞を指す。他の標的細胞が当業者には明らかであり、本発明の代替的な実施形態に関連して用いられ得る。 As used herein, the term "target cell" is a cell involved in a disease and is a genetically modified cytotoxic cell of the invention, including but not limited to genetically modified T cells, NK cells, and. Refers to cells that can be targeted by (including macrophages). Other target cells will be apparent to those of skill in the art and may be used in connection with alternative embodiments of the invention.

用語「T細胞」と「Tリンパ球」とは互換性があり、本明細書では同義語として用いられる。例としては、限定はされないが、ナイーブT細胞、セントラルメモリーT細胞、エフェクターメモリーT細胞及びこれらの組み合わせが挙げられる。 The terms "T cell" and "T lymphocyte" are compatible and are used as synonyms herein. Examples include, but are not limited to, naive T cells, central memory T cells, effector memory T cells and combinations thereof.

用語「形質導入」は、本明細書で使用されるとき、ウイルスベクターを使用した細胞への外来核酸の導入を指す。「トランスフェクション」は、本明細書で使用されるとき、組換えDNA技術を使用した細胞への外来核酸の導入を指す。用語「形質転換」は、宿主細胞への「外来性」(すなわち外因的な、又は細胞外の)遺伝子、DNA又はRNA配列の導入を意味し、従って宿主細胞は導入された遺伝子又は配列を発現して、導入された遺伝子又は配列によってコードされるタンパク質又は酵素などの所望の物質を産生することになる。導入された遺伝子又は配列はまた、「クローニングされた」又は「外来性の」遺伝子又は配列と呼ばれることもあり、開始、停止、プロモーター、シグナル、分泌、又は他の配列など、細胞の遺伝機構によって用いられる調節又は制御配列を含み得る。遺伝子又は配列は、非機能性配列又は機能不明の配列を含み得る。導入されたDNA又はRNAを受け入れて発現する宿主細胞は「形質転換」されており、「形質転換体」又は「クローン」である。宿主細胞に導入されるDNA又はRNAは、宿主細胞と同じ属又は種の細胞、又は異なる属又は種の細胞を含め、任意の供給源に由来することができる。 The term "transduction", as used herein, refers to the introduction of a foreign nucleic acid into a cell using a viral vector. "Transfection" as used herein refers to the introduction of foreign nucleic acids into cells using recombinant DNA technology. The term "transformation" means the introduction of an "exogenous" (ie, extrinsic or extracellular) gene, DNA or RNA sequence into a host cell, so that the host cell expresses the introduced gene or sequence. It will produce the desired substance, such as a protein or enzyme encoded by the introduced gene or sequence. The introduced gene or sequence may also be referred to as a "cloned" or "foreign" gene or sequence, depending on the genetic mechanism of the cell, such as initiation, arrest, promoter, signal, secretion, or other sequence. It may include the regulatory or control sequence used. The gene or sequence may include a non-functional sequence or a sequence of unknown function. The host cell that receives and expresses the introduced DNA or RNA is "transformed" and is a "transformant" or "clone". The DNA or RNA introduced into the host cell can be derived from any source, including cells of the same genus or species as the host cell, or cells of a different genus or species.

用語「治療する」は、(1)状態、疾患又は条件の臨床的又は潜在的症状に苦しむ、又はそれらに罹患しやすいが、状態の臨床的又は潜在的症状、疾患又は条件をまだ経験していない又は示していない動物において進行する状態、疾患又は条件の臨床的症状の出現を防止する又は遅延させること、(2)状態、疾患又は条件を阻害すること(つまり、疾患又は維持療法の場合においてはそれらの逆戻り又は、少なくとも1つの臨床的又は潜在性症状の進行を抑制し、減少させ、又は遅延させること)及び/又は(3)状態を楽にすること(つまり、状態、疾患、又は条件又は臨床又は潜在性症状の少なくとも1つの後退を引き起こすこと)を含む。治療される患者の利点は、統計学的にも有意であり、又は、少なくとも患者又は医師に少なくとも認知可能である。 The term "treat" (1) suffers from or is susceptible to the clinical or potential symptoms of a condition, disease or condition, but is still experiencing the clinical or potential symptoms, disease or condition of the condition. Preventing or delaying the appearance of clinical manifestations of advanced conditions, diseases or conditions in animals that are absent or not shown, (2) Inhibiting conditions, diseases or conditions (ie, in the case of disease or maintenance therapy). Suppresses, reduces, or delays their reversion or progression of at least one clinical or latent sign) and / or (3) eases the condition (ie, condition, disease, or condition or To cause at least one relapse of clinical or latent symptoms). The benefits of the patient being treated are statistically significant, or at least recognizable to the patient or physician.

「腫瘍」は、本明細書で使用されるとき、悪性か良性かに関わらず、あらゆる新生物性細胞成長及び増殖、並びにあらゆる前癌性及び癌性細胞及び組織を指す。 "Tumor" as used herein refers to any neoplastic cell growth and proliferation, whether malignant or benign, as well as any precancerous and cancerous cells and tissues.

本明細書で使用されるとき、用語「腫瘍微小環境」は、悪性過程が生き残り、及び/又は拡大し、及び/又は広がるための構造的及び/又は機能的環境を作り出すエレメントを含めた、腫瘍環境のあらゆるエレメントを指す。 As used herein, the term "tumor microenvironment" includes elements that create a structural and / or functional environment for a malignant process to survive and / or expand and / or spread. Refers to any element of the environment.

本明細書で使用されているように、用語「可変性セグメント」は、ランダム、擬似ランダム、又は定義された仁配列からなる発生期のペプチドの部分を意味する。「可変性セグメント」は、ランダム、擬似ランダム、又は定義された仁配列からなる発生期のペプチドの部分を意味する。可変性セグメントはバリアント及びインバリアント残基位置の両方からなることがあり、及び、バリアント残基位置における変異残基の度合いは、限定されることがあり、両方の選択肢は、実行者の裁量で選択される。典型的には可変性セグメントは、長さにおいて約5〜20アミノ酸残基(例えば8〜10)であり、しかし、可変性セグメントはそれより長いこともあり、及び、抗体フラグメント、タンパク質結合核酸、受容体タンパク質などのような抗体タンパク質又は受容体タンパク質からなることもある。 As used herein, the term "variable segment" means a portion of a developing peptide consisting of a random, pseudo-random, or defined jin sequence. "Variable segment" means a portion of a developing peptide consisting of a random, pseudo-random, or defined lysate sequence. The variability segment may consist of both variant and invariant residue positions, and the degree of mutated residues at variant residue positions may be limited, both options are at the discretion of the practitioner. Be selected. Typically, the variable segment is about 5-20 amino acid residues (eg, 8-10) in length, but the variable segment can be longer, and antibody fragments, protein-binding nucleic acids, and so on. It may also consist of an antibody protein such as a receptor protein or a receptor protein.

「ベクター」、「クローニングベクター」及び「発現ベクター」は、本明細書で使用されるとき、宿主細胞にポリヌクレオチド配列(例えば外来性遺伝子)を導入して宿主を形質転換し、導入された配列の発現(例えば転写及び翻訳)を促進することができる媒体を指す。ベクターには、プラスミド、ファージ、ウイルス等が含まれる。 A "vector", "cloning vector" and "expression vector", as used herein, are sequences that have been introduced by introducing a polynucleotide sequence (eg, an exogenous gene) into a host cell to transform the host. Refers to a medium capable of promoting the expression of (eg, transcription and translation). Vectors include plasmids, phages, viruses and the like.

本明細書で使用されるとき、用語「野生型」は、ポリヌクレオチドがいかなる突然変異も含まないことを意味する。「野生型(wild type)タンパク質」、「野生型(wild−type)タンパク質」、「野生型(wild−type)生物学的タンパク質」、又は「野生型(wild type)生物学的タンパク質」は、自然から単離することのできる、自然中に見られる活性レベルで活性な、且つ自然中に見られるアミノ酸配列を含むタンパク質を指す。用語「親分子」及び「標的タンパク質」もまた、野生型タンパク質を指す。「野生型タンパク質」は好ましくは、より高い結合親和性、又は酵素活性など、何らかの所望の特性を有し、これは、種々の温度又はpH環境におけるより良好な安定性、又は向上した選択性及び/又は溶解度を含めた所望の特性に関してタンパク質のライブラリをスクリーニングすることによって得られ得る。 As used herein, the term "wild type" means that the polynucleotide does not contain any mutations. "Wild type protein", "wild type protein", "wild type biological protein", or "wild type biological protein" Refers to a protein that can be isolated from nature, is active at the level of activity found in nature, and contains an amino acid sequence found in nature. The terms "parent molecule" and "target protein" also refer to wild-type proteins. The "wild-type protein" preferably has some desired properties, such as higher binding affinity, or enzymatic activity, which provides better stability or improved selectivity in various temperature or pH environments. / Or can be obtained by screening a library of proteins for the desired properties, including solubility.

例えば「ワーキング試料」にあるような用語「ワーキング」は、単に人が作業している試料である。同様に、例えば「ワーキング分子」は、人が作業している分子である。 For example, the term "working" as in "working sample" is simply a sample that a person is working on. Similarly, for example, a "working molecule" is a molecule that a person is working on.

例示を目的として、様々な例示的実施形態を参照することにより、本発明の原理を説明する。本明細書には本発明の特定の実施形態が具体的に説明されるが、当業者は、同じ原理を他のシステム及び方法において同様に適用可能であり、用い得ることを容易に認識するであろう。本発明の開示される実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用が示される任意の特定の実施形態の詳細に限定されないことが理解されるべきである。加えて、本明細書で使用される用語法は、限定ではなく、説明を目的とするものである。さらに、いくつかの方法は、本明細書に特定の順序で提示される工程を参照して記載されるが、多くの場合、当業者が理解し得るとおり、これらの工程は任意の順序で実施することができる;従って新規方法は、本明細書に開示される特定の工程順に限定されない。 For purposes of illustration, the principles of the invention will be described by reference to various exemplary embodiments. Although specific embodiments of the invention are specifically described herein, one of ordinary skill in the art will readily recognize that the same principles are applicable and can be used in other systems and methods as well. There will be. Before elaborating on the disclosed embodiments of the invention, it should be understood that the invention is not limited to the details of any particular embodiment to which its application is shown. In addition, the terminology used herein is for illustration purposes only. In addition, some methods are described herein with reference to the steps presented in a particular order, but often, as one of ordinary skill in the art would understand, these steps are performed in any order. The novel method is therefore not limited to the particular process order disclosed herein.

本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、文脈上特に明確に指示されない限り、単数形「a」、「an」、及び「the」には複数形の参照が含まれることに留意しなければならない。さらに、用語「a」(又は「an」)、「1つ又はそれ以上」及び「少なくとも1つ」は、本明細書では同義的に用いられ得る。用語「〜を含む(comprising)」、「〜を含む(including)」、「〜を有する(having)」及び「〜で構成される(constructed from)」もまた、同義的に用いられ得る。 As used herein and in the appended claims, the singular "a", "an", and "the" shall include plural references unless expressly specified in the context. You have to keep in mind. Further, the terms "a" (or "an"), "one or more" and "at least one" may be used interchangeably herein. The terms "comprising", "included", "having" and "construded from" can also be used synonymously.

本開示は、標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体(CAR)であって、親または野生型タンパク質又はそのドメインから進化させた、且つ異常条件下での分析における活性と比較した正常生理条件での分析における低下した活性を有する少なくとも1つの抗原特異的標的領域と;膜貫通ドメインと;細胞内シグナル伝達ドメインとを含むキメラ抗原受容体に関する。一部の実施形態において、キメラ抗原受容体は、細胞外スペーサードメイン又は少なくとも1つの共刺激ドメインをさらに含む。標的抗原は、腫瘍特異的抗原であってもよく、Axl、ROR2またはCD22であってもよい。 The present disclosure is a chimeric antigen receptor (CAR) for binding to a target antigen, which has evolved from a parent or wild protein or its domain and has normal physiological conditions compared to its activity in analysis under aberrant conditions. With respect to a chimeric antigen receptor comprising at least one antigen-specific target region with reduced activity in the analysis in; a transmembrane domain; and an intracellular signaling domain. In some embodiments, the chimeric antigen receptor further comprises an extracellular spacer domain or at least one co-stimulating domain. The target antigen may be a tumor-specific antigen or may be Axl, ROR2 or CD22.

本発明のCARは、(1)正常生理条件で可逆的又は不可逆的に低下する標的抗原に対するその親和性、及び(2)条件的活性型抗原特異的標的領域を有しない同じCARとの比較で、親和性の増加、のうちの少なくとも一方を有しうる。これらのCARは、腫瘍微小環境又は滑液など、異常条件が存在する疾患部位に細胞傷害性細胞を導くことができる。これらの特性の結果として、CARは、正常組織に対するその低親和性を理由としながら、細胞傷害性細胞を疾患部位に優先的に導くことができる。かかるCARは副作用が劇的に低下し、より高用量の治療薬の使用が可能となるため、治療有効性が高まり得る。CARは、対象の体内にある期間がより短い又は限られていることが必要な新規治療薬の開発に特に有効である。有益な利用の例としては、高投薬量での全身治療、並びに高濃度での局所治療が挙げられる。 The CAR of the present invention is compared with (1) its affinity for a target antigen that is reversibly or irreversibly reduced under normal physiological conditions, and (2) the same CAR that does not have a conditionally active antigen-specific target region. , Increased affinity, may have at least one of them. These CARs can guide cytotoxic cells to diseased sites where abnormal conditions are present, such as tumor microenvironment or synovial fluid. As a result of these properties, CAR can preferentially direct cytotoxic cells to diseased sites, because of their low affinity for normal tissue. Such CAR can dramatically reduce side effects and increase therapeutic efficacy by allowing the use of higher doses of therapeutic agents. CAR is particularly effective in developing new therapeutic agents that require a shorter or limited duration in a subject's body. Examples of beneficial uses include systemic treatment at high dosages, as well as topical treatment at high concentrations.

本キメラ抗原受容体は、正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 The chimeric antigen receptor may include an antigen-specific target region having a reduced binding affinity for the target antigen as compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domain under normal physiological conditions.

キメラ抗原受容体は、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して活性の増加を有し、且つ正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 Chimeric antigen receptors have increased activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild protein or its domain in analysis under aberrant conditions, and the parent or wild protein or its domain under normal physiological conditions. It may include an antigen-specific target region having a reduced binding affinity for the target antigen as compared to the antigen-specific target region of the domain.

前述のキメラ抗原受容体のいずれかにおいて、本抗原特異的標的領域はまた、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加も有し得る。 In any of the aforementioned chimeric antigen receptors, the antigen-specific target region also has increased selectivity in analysis under aberrant conditions compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domain. May have.

いくつかの実施形態では、抗原特異的標的領域は、正常生理条件での同じ活性に対する異常条件での活性の比が、少なくとも約1.1、または少なくとも約1.2、または少なくとも約1.4、または少なくとも約1.6、または少なくとも約1.8、または少なくとも約2、または少なくとも約2.5、または少なくとも約3、または少なくとも約5、または少なくとも約7、または少なくとも約8、または少なくとも約9、または少なくとも約10、または少なくとも約15、または少なくとも約20である。 In some embodiments, the antigen-specific target region has a ratio of activity under abnormal conditions to at least about 1.1, or at least about 1.2, or at least about 1.4, to the same activity under normal physiological conditions. , Or at least about 1.6, or at least about 1.8, or at least about 2, or at least about 2.5, or at least about 3, or at least about 5, or at least about 7, or at least about 8, or at least about. 9, or at least about 10, or at least about 15, or at least about 20.

本CAR分子は、2つの抗原特異的標的領域を接続するリンカーを含む(図1)。このリンカーは、CAR−T細胞上の2つの抗原特異的標的領域が標的抗原との結合において向上した又は最適な活性を呈するように2つの抗原特異的標的領域を配向する(Jensen et al.,「キメラ抗原受容体修飾T細胞による養子療法の設計及び実施(Design and implementation of adoptive therapy with chimeric antigen receptor−modified T cells)」,Immunol Rev.,vol.257,pp.127−144,2014)。従ってこのリンカーは、好ましくは2つの抗原特異的標的領域の標的抗原への向上した又は最適な結合を可能にする特異的コンホメーションをとることが可能であり、これによりCAR−T細胞の有効性が増加する。 The CAR molecule contains a linker that connects two antigen-specific target regions (Fig. 1). This linker orients the two antigen-specific target regions on CAR-T cells such that they exhibit enhanced or optimal activity in binding to the target antigen (Jensen et al.,. "Design and Implementation of chimeric antigen receptor-modified T cells", Immunol Rev-1 Thus, the linker is preferably capable of taking specific conformations that allow for improved or optimal binding of the two antigen-specific target regions to the target antigen, thereby enabling CAR-T cells. Sex increases.

一部の実施形態において、リンカーは18〜25アミノ酸のGly−Serタンデムリピートであり得る(Grada,「TanCAR:癌免疫療法の新規二重特異性キメラ抗原受容体(TanCAR:A Novel Bispecific Chimeric Antigen Receptor for Cancer Immunotherapy)」,Molecular Therapy Nucleic Acids,vol.2,e105,2013)。この可動性リンカーは、標的抗原との結合に2つの抗原特異的標的領域の向上した又は最適な提示となるよう多くの異なるコンホメーションをとることが可能である。 In some embodiments, the linker can be a Gly-Ser tandem repeat of 18-25 amino acids (Grada, "TanCAR: A Novel Bispecific Chimeric Antigen Receptor". for Cancer Immunotherapy) ”, Molecular Therapy Nuclear Antis, vol. 2, e105, 2013). This mobile linker is capable of taking many different conformations for improved or optimal presentation of two antigen-specific target regions for binding to the target antigen.

一部の実施形態において、このリンカーは正常生理条件と異常条件とで異なるコンホメーションをとることが可能である。特に、このリンカーは、異常条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションを有し、一方、同じリンカーが、正常生理条件では、異常条件下でのリンカーの第1のコンホメーションと比べて標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示の有効性が低い第2のコンホメーションを有する。かかるリンカーは、2つの抗原特異的標的領域が正常生理条件よりも異常条件でより高い結合活性で標的抗原に結合することを可能にする「条件的リンカー」と呼ぶことができる。従って、かかる条件的リンカーを含むCAR−T細胞は、異常条件では、正常生理条件での同じCAR−T細胞よりも高活性である。 In some embodiments, the linker is capable of different conformations under normal and abnormal conditions. In particular, this linker has improved or optimal first conformation for the presentation of two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under aberrant conditions, while the same linker has normal physiological conditions. In, it has a second conformation in which the presentation of two antigen-specific target regions is less effective in binding to the target antigen as compared to the first conformation of the linker under aberrant conditions. Such a linker can be referred to as a "conditional linker" that allows the two antigen-specific target regions to bind to the target antigen with higher binding activity under abnormal conditions than under normal physiological conditions. Therefore, CAR-T cells containing such a conditional linker are more active under abnormal conditions than the same CAR-T cells under normal physiological conditions.

異なるpHでコンホメーションが変化するタンパク質が、以前、例えばDi Russo et al.(「タンパク質におけるpH依存的コンホメーション変化及び実験的pK(a)に対するその効果:ニトロフォリン4のケース(pH−Dependent conformational changes in proteins and their effect on experimental pK(a)s:the case of Nitrophorin 4)」,PLoS Comput Biol.,vol.8,e1002761,2012)に記載されている。更に、異なる温度でコンホメーションが異なるタンパク質が、Caldwell,「オオムギ根細胞膜エンリッチミクロソームにおける温度誘導性タンパク質コンホメーション変化(Temperature−induced protein conformational changes in barley root plasma membrane−enriched microsomes)」,Plant Physiol.,vol.84,pp.924−929,1989に記載されている。pH及び/又は温度の影響を受ける抗体のコンホメーションについて、Gandhi,「pH及び温度がヒト化モノクローナル抗体のコンホメーション変化に及ぼす効果(Effect of pH and temperature on conformational changes of a humanized monoclonal antibody)」,米国ロードアイランド大学(University of Rhode Island)修士論文に考察されている。 Proteins whose conformation changes at different pH have previously been described, for example, by DiRusso et al. ("The effect on pH-dependent conformational changes in proteins and experimental pK (a): pH-Dependent conformational changes in protein and the effect on experimental pK (a) s: the case. 4) ”, PLos Comput Biol., Vol. 8, e1002761, 2012). In addition, proteins with different conformations at different temperatures are known as Caldwell, "Temperature-induced protein conformational change in barley root plasma membrane". .. , Vol. 84, pp. 924-929, 1989. Regarding the conformation of antibodies affected by pH and / or temperature, Gandhi, "Effect of pH and temperature on conformal change of humanized monoclonal" , Considered in the Master's Thesis of the University of Rhode Island, USA.

本発明の範囲内には、CAR分子に使用する条件的リンカーを選択することが含まれる。条件的リンカーは、異常条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションをとり、正常生理条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が準最適な第2のコンホメーションをとることができる。一部の実施形態において、正常生理条件ではリンカーのコンホメーションが準最適であることにより、異常条件でこのリンカーの向上した又は最適なコンホメーションを有するCAR分子の結合活性の約90%、又は約80%、又は約70%、又は約60%、又は約50%、又は約40%、又は約30%、又は約20%、又は約10%、又は約5%未満の標的抗原に対する結合活性を有するCAR分子が生じる。 Within the scope of the invention is the selection of conditional linkers to use for CAR molecules. Conditional linkers have improved or optimal first conformation for binding of two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under aberrant conditions and for binding to the target antigen under normal physiological conditions. The presentation of the two antigen-specific target regions can take a semi-optimal second conformation. In some embodiments, the conformation of the linker is suboptimal under normal physiological conditions, which results in approximately 90% of the binding activity of the CAR molecule with improved or optimal conformation of this linker under abnormal conditions. Or about 80%, or about 70%, or about 60%, or about 50%, or about 40%, or about 30%, or about 20%, or about 10%, or less than about 5% binding to the target antigen. An active CAR molecule is generated.

条件的リンカーは、2Aリンカー、2A様リンカー、ピコルナウイルス2A様リンカー、ブタテッショウウイルスの2Aペプチド(P2A)、及びトセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルスの2Aペプチド(T2A)、並びにこれらのバリアント及び機能等価物から選択される出発リンカーから生成されてもよい。この出発リンカーを進化させて変異体タンパク質を作製する;次に変異体タンパク質を正常生理条件での分析及び異常条件での分析に供する。これらの変異体タンパク質から、選択のタンパク質が(a)異常条件で標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションを有する条件的リンカー、及び(b)正常生理条件で標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が準最適な条件的リンカーの第2のコンホメーションを呈することに基づき、条件的リンカーを有するタンパク質が選択される。 Conditional linkers include 2A linkers, 2A-like linkers, picornavirus 2A-like linkers, pig teschovirus 2A peptide (P2A), and Tosea asigna virus 2A peptide (T2A), as well as variants thereof. And may be generated from a starting linker selected from functional equivalents. This starting linker is evolved to produce mutant proteins; the mutant proteins are then subjected to analysis under normal physiological conditions and under abnormal conditions. From these variant proteins, a conditional linker, wherein the selected protein (a) has improved presentation of two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under aberrant conditions or has an optimal first conformation. And (b) a protein with a conditioned linker is based on the fact that the presentation of two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under normal physiological conditions presents a second conformation of the suboptimal conditioned linker. Be selected.

本CAR分子はまた、2つの抗原特異的標的領域を膜貫通ドメインと接続させる細胞外スペーサードメインも含み、次には膜貫通ドメインがT細胞の内部にある共刺激ドメイン及び細胞内シグナル伝達ドメインに接続する(図1)。細胞外スペーサードメインは、好ましくは抗原特異的標的領域が標的細胞上の標的抗原を認識して結合するのを補助することが可能である(Hudecek et al.,「キメラ抗原受容体の非シグナル伝達細胞外スペーサードメインがインビボ抗腫瘍活性の決め手となる(The non−signaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptors is decisive for in vivo antitumor activity)」,Cancer Immunol Res.,vol.3,pp.125−135,2015)。一部の実施形態において、細胞外スペーサードメインは可動性ドメインであり、そのため抗原特異的標的領域が腫瘍細胞などの細胞上の標的抗原の特異的構造及び密度を最適に認識するための構造を有することが可能となる(Hudecek et al.,「キメラ抗原受容体の非シグナル伝達細胞外スペーサードメインがインビボ抗腫瘍活性の決め手となる(The non−signaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptors is decisive for in vivo antitumor activity)」,Cancer Immunol Res.,vol.3,pp.125−135,2015)。細胞外スペーサードメインの可動性により、細胞外スペーサードメインは多くの異なるコンホメーションをとることができる。 The CAR molecule also contains an extracellular spacer domain that connects the two antigen-specific target regions to the transmembrane domain, followed by the transmembrane domain into the co-stimulation domain and intracellular signaling domain inside the T cell. Connect (Fig. 1). The extracellular spacer domain is preferably capable of assisting the antigen-specific target region in recognizing and binding to the target antigen on the target cell (Hudesec et al., "Non-signaling of chimeric antigen receptor". The extracellular spacer domain is the decisive factor for in vivo antitumor activity. 2015). In some embodiments, the extracellular spacer domain is a mobile domain, so that the antigen-specific target region has a structure for optimally recognizing the specific structure and density of the target antigen on cells such as tumor cells. (Hudesec et al., "The non-signaling extracellular spucer domine of chimeric antigen receptor receptors", "The non-signaling extracellular scaper domine of chimeric antigen receptor receptors". Antigen activity) ”, Celler Immunol Res., Vol. 3, pp. 125-135, 2015). Due to the mobility of the extracellular spacer domain, the extracellular spacer domain can take many different conformations.

一部の実施形態において、細胞外スペーサードメインは正常生理条件と異常条件とで異なるコンホメーションをとることが可能である。特に、細胞外スペーサードメインは、異常条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションを有し、一方、同じ細胞外スペーサードメインが、正常生理条件では、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が準最適な第2のコンホメーションを有する。かかる細胞外スペーサードメインは、2つの抗原特異的標的領域が正常生理条件よりも異常条件でより高い結合活性で標的抗原に結合することを可能にするため、「条件的細胞外スペーサードメイン」と呼ぶことができる。従って、条件的細胞外スペーサードメインにより、CAR−T細胞は異常条件で、正常生理条件での同じCAR−T細胞よりも高活性であり得る。 In some embodiments, the extracellular spacer domain is capable of taking different conformations under normal and abnormal conditions. In particular, the extracellular spacer domain has improved or optimal first conformation for the presentation of two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under aberrant conditions, while the same extracellular spacer domain. However, under normal physiological conditions, the presentation of two antigen-specific target regions has a second conformation that is suboptimal for binding to the target antigen. Such extracellular spacer domains are referred to as "conditional extracellular spacer domains" because they allow the two antigen-specific target regions to bind to the target antigen with higher binding activity under abnormal conditions than in normal physiological conditions. be able to. Therefore, due to the conditional extracellular spacer domain, CAR-T cells may be more active under abnormal conditions than the same CAR-T cells under normal physiological conditions.

本発明の範囲内には、CAR分子に使用する条件的細胞外スペーサードメインを選択することが含まれる。一部の実施形態において、正常生理条件では細胞外スペーサードメインのコンホメーションが準最適であることにより、異常条件で同じ細胞外スペーサードメインの最適なコンホメーションを有するCAR分子の約90%、又は約80%、又は約70%、又は約60%、又は約50%、又は約40%、又は約30%、又は約20%、又は約10%、又は約5%未満の標的抗原に対する結合活性を有するCAR分子が生じる。 Within the scope of the invention is the selection of conditional extracellular spacer domains to be used for CAR molecules. In some embodiments, the conformation of the extracellular spacer domain is suboptimal under normal physiological conditions, so that approximately 90% of CAR molecules having the same extracellular spacer domain conformation under abnormal conditions, Or about 80%, or about 70%, or about 60%, or about 50%, or about 40%, or about 30%, or about 20%, or about 10%, or less than about 5% binding to the target antigen. An active CAR molecule is generated.

細胞外スペーサードメイン及び膜貫通ドメインを含む領域のユビキチン化抵抗性形態がCAR−T細胞シグナル伝達を増強し、ひいては抗腫瘍活性を増大させ得ることが発見されている(Kunii et la.,「ユビキチン化に抵抗性のT細胞を活性化するためのリンカーを発現するリダイレクトヒトT細胞の機能増強(Enhanced function of redirected human t cells expressing linker for activation of t cells that is resistant to ubiquitylation)」,Human Gene Therapy,vol.24,pp.27−37,2013)。この領域内で、細胞外スペーサードメインはCAR−T細胞の外側にあり、従って異なる条件に露出しており、条件的にユビキチン化抵抗性にし得る可能性がある。 It has been discovered that ubiquitination-resistant morphology of regions containing extracellular spacer domains and transmembrane domains can enhance CAR-T cell signaling and thus increase antitumor activity (Kunii et la., "Ubiquitin". Redirected human T cell function enhancement that expresses a linker to activate ubiquitin-resistant T cells. , Vol. 24, pp. 27-37, 2013). Within this region, the extracellular spacer domain is outside the CAR-T cells and is therefore exposed to different conditions and may conditionally become ubiquitinated resistant.

本発明の範囲内には、細胞外スペーサードメインが条件的にユビキチン化抵抗性であることが含まれる。特に、CAR分子の細胞外スペーサードメインは、正常生理条件よりも異常条件でユビキチン化抵抗性が高い。従って、条件的にユビキチン化抵抗性の細胞外スペーサードメインを有するCAR−T細胞は、正常生理条件でのその細胞傷害性と比べて異常条件で細胞傷害性が増強されることになる。 Within the scope of the present invention, the extracellular spacer domain is conditionally resistant to ubiquitination. In particular, the extracellular spacer domain of the CAR molecule has higher ubiquitination resistance under abnormal conditions than under normal physiological conditions. Therefore, CAR-T cells that conditionally have a ubiquitination-resistant extracellular spacer domain will have enhanced cytotoxicity under abnormal conditions as compared to their cytotoxicity under normal physiological conditions.

条件的にユビキチン化抵抗性の細胞外スペーサードメインは、異常なpH又は異常な温度でユビキチン化抵抗性が高く、且つ正常な生理的pH又は正常な生理的温度でユビキチン化抵抗性が低くなるように選択されてもよい。一実施形態において、条件的にユビキチン化抵抗性の細胞外スペーサードメインは、腫瘍微小環境のpHでユビキチン化抵抗性が高く、且つpH7.2〜7.6のヒト血漿のpHなど、正常な生理的pHでユビキチン化抵抗性が低い。 Conditionally, the extracellular spacer domain that is resistant to ubiquitination is expected to be highly resistant to ubiquitination at abnormal pH or temperature, and to be low in resistance to ubiquitination at normal physiological pH or temperature. May be selected for. In one embodiment, the extracellular spacer domain that is conditionally resistant to ubiquitination is highly ubiquitinated at the pH of the tumor microenvironment and has normal physiology such as the pH of human plasma at pH 7.2-7.6. Ubiquitination resistance is low at the target pH.

条件的細胞外スペーサードメインを作製するため、抗体のFcフラグメント、抗体のヒンジ領域、抗体のCH2領域、及び抗体のCH3領域から選択される出発タンパク質フラグメントを進化させて変異体タンパク質を作製する。この変異体タンパク質を正常生理条件での分析及び異常条件での分析に供する。条件的細胞外スペーサードメインは、(a)異常条件で抗原特異的標的領域がより高い結合活性で標的抗原に結合する第1のコンホメーションを有し、且つ正常生理条件で抗原特異的標的領域が異常条件におけるよりも低い結合活性で標的抗原に結合する条件的細胞外結合ドメインの第2のコンホメーションを有する条件的細胞外スペーサードメインを呈する変異体タンパク質、又は(b)異常条件で正常生理条件よりもユビキチン化抵抗性が高いタンパク質から選択される。 To create a conditional extracellular spacer domain, a mutant protein is created by evolving a starting protein fragment selected from the Fc fragment of the antibody, the hinge region of the antibody, the CH2 region of the antibody, and the CH3 region of the antibody. This mutant protein is subjected to analysis under normal physiological conditions and analysis under abnormal conditions. The conditional extracellular spacer domain has (a) a first conformation in which the antigen-specific target region binds to the target antigen with higher binding activity under abnormal conditions, and the antigen-specific target region under normal physiological conditions. A variant protein that exhibits a conditional extracellular spacer domain with a second conformation of the conditional extracellular binding domain that binds to the target antigen with lower binding activity than under abnormal conditions, or (b) normal under abnormal conditions. It is selected from proteins that are more resistant to ubiquitination than physiological conditions.

前述のキメラ抗原受容体のいずれかは、この抗原受容体を含有するタンパク質が親又は野生型タンパク質又はそのドメインと比較して発現レベルの増加を有するように構成され得る。 Any of the aforementioned chimeric antigen receptors can be configured such that the protein containing this antigen receptor has an increased expression level as compared to the parental or wild-type protein or its domain.

代替的実施形態において、本発明は、標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体(CAR)であって、親又は野生型タンパク質又はそのドメインから進化させた、且つ異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加を有する少なくとも1つの抗原特異的標的領域と;膜貫通ドメインと;細胞内シグナル伝達ドメインとを有するキメラ抗原受容体を提供する。一部の実施形態において、キメラ抗原受容体は、細胞外スペーサードメイン又は少なくとも1つの共刺激ドメインをさらに含む。 In an alternative embodiment, the invention is a chimeric antigen receptor (CAR) for binding to a target antigen, evolved from a parent or wild protein or domain thereof, and in analysis under aberrant conditions. Or a chimeric antigen receptor having at least one antigen-specific target region with increased selectivity compared to the antigen-specific target region of the wild protein or its domain; a transmembrane domain; and an intracellular signaling domain. I will provide a. In some embodiments, the chimeric antigen receptor further comprises an extracellular spacer domain or at least one co-stimulating domain.

本開示はまた、(a)正常生理条件での分析における親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較した活性の低下、及び(b)異常条件下での分析における親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較した活性の増加、のうちの少なくとも一方を有する条件的活性型タンパク質を生成するため親又は野生型タンパク質又はそのドメインを進化させる方法にも関する。条件的活性型タンパク質は、CARとなるように操作することができる。 The disclosure also includes (a) reduced activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domain in analysis under normal physiological conditions, and (b) parent or wild in analysis under abnormal conditions. It also relates to a method of evolving a parent or wild-type protein or its domain to produce a conditionally active protein having at least one of the increased activity compared to the antigen-specific target region of the type protein or its domain. Conditionally active proteins can be engineered to be CAR.

本方法によって作製されるキメラ抗原受容体は、正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 The chimeric antigen receptor produced by this method has an antigen-specific target region having a reduced binding affinity for the target antigen as compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domain under normal physiological conditions. Can include.

本方法によって作製されるキメラ抗原受容体は、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して活性の増加を有し、且つ正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 The chimeric antigen receptor produced by this method has increased activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild protein or its domain in analysis under abnormal conditions, and is parent under normal physiological conditions. Alternatively, it may include an antigen-specific target region having a reduced binding affinity for the target antigen as compared to the antigen-specific target region of the wild protein or its domain.

本方法によって作製される前述のキメラ抗原受容体のいずれかにおいて、抗原特異的標的領域はまた、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加も有し得る。 In any of the aforementioned chimeric antigen receptors produced by the method, the antigen-specific target region is also compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domain in analysis under aberrant conditions. It can also have increased selectivity.

本方法によって作製される前述のキメラ抗原受容体のいずれかは、この抗原受容体を含有するタンパク質が親又は野生型タンパク質又はそのドメインと比較して発現レベルの増加を有するように構成され得る。 Any of the aforementioned chimeric antigen receptors produced by the method can be configured such that the protein containing this antigen receptor has an increased expression level as compared to the parental or wild-type protein or its domain.

本方法の代替的実施形態において、標的抗原と結合するための本方法によって作製されるキメラ抗原受容体(CAR)は、親又は野生型タンパク質又はそのドメインから進化させた、且つ異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加を有する少なくとも1つの抗原特異的標的領域と;膜貫通ドメインと;細胞内シグナル伝達ドメインとを含む。一部の実施形態において、キメラ抗原受容体は、細胞外スペーサードメイン又は少なくとも1つの共刺激ドメインをさらに含む。 In an alternative embodiment of the method, the chimeric antigen receptor (CAR) produced by the method for binding to a target antigen has evolved from the parent or wild protein or its domain and under abnormal conditions. The analysis comprises at least one antigen-specific target region having increased selectivity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild protein or its domain; a transmembrane domain; and an intracellular signaling domain. In some embodiments, the chimeric antigen receptor further comprises an extracellular spacer domain or at least one co-stimulating domain.

キメラ抗原受容体
哺乳動物、特にヒトの免疫系は、罹患組織及び/又は病原体を標的化して破壊する細胞傷害性細胞を有する。これらの細胞傷害性細胞を使用して腫瘍などの望ましくない組織(即ち標的組織)を除去することは、有望な治療手法である。除去の標的とし得る他の組織としては、腺(例えば前立腺)過形成、疣贅、及び望ましくない脂肪組織が挙げられる。しかしながら、この比較的新しい治療手法は、これまでのところ限られた成功しか収めていない。例えば、T細胞を使用した腫瘍の標的化及び破壊は、癌細胞が表面抗原の発現を低下させて新しい療法に適応することによりこの療法の有効性が低下し得るため、長期的利益が比較的少ない。癌細胞は、腫瘍特異的T細胞に応答した検出を逃れるため脱分化することさえある。Maher,“Immunotherapy of Malignant Disease Using Chimeric Antigen Receptor Engrafted T Cells,”ISRN Oncology,vol.2012,article ID 278093,2012。
Chimeric antigen receptors The immune system of mammals, especially humans, has cytotoxic cells that target and destroy affected tissues and / or pathogens. Using these cytotoxic cells to remove unwanted tissue (ie, target tissue) such as tumors is a promising therapeutic technique. Other tissues that can be targeted for removal include glandular (eg, prostate) hyperplasia, warts, and unwanted adipose tissue. However, this relatively new treatment method has so far been of limited success. For example, tumor targeting and destruction using T cells has relatively long-term benefits because cancer cells can reduce the effectiveness of this therapy by reducing the expression of surface antigens and adapting to new therapies. few. Cancer cells may even dedifferentiate to escape detection in response to tumor-specific T cells. Maher, "Immunotherapy of Malignant Disease Using Chimeric Antigen Receptor Engrafted T Cells," ISRN Oncology, vol. 2012, article ID 278093, 2012.

キメラ抗原受容体を発現する細胞傷害性細胞は、これらの細胞傷害性細胞の特異性及び感受性を大幅に改善し得る。例えば、CARを発現するT細胞(CAR−T細胞)は、CARを使用して、CARに特異的に結合する細胞表面抗原を発現する腫瘍細胞へとT細胞を導く能力を有する。かかるCAR−T細胞は細胞傷害剤をより選択的に腫瘍細胞に送達することができる。CAR−T細胞は標的分子を直接認識することができ、従って典型的にはヒト白血球抗原(HLA)などの多型性を呈する要素による制限を受けない。このCARによる標的化戦略の利点は三点から成る。第一に、CAR−T細胞機能がHLA状態に依存しないため、原則として、同じ標的表面抗原を発現する腫瘍を有するあらゆる患者で同じCARベースの手法を用いることができる。第二に、抗原プロセシング及び提示機構の改変は腫瘍細胞の一般的な特質であり、免疫エスケープを促進し得る。しかしながら、これがCAR−T細胞に対する無防備をもたらす。第三に、このシステムを使用して、タンパク質、炭水化物、及び糖脂質を含めた様々な巨大分子を標的化することができる。 Cytotoxic cells expressing the chimeric antigen receptor can significantly improve the specificity and susceptibility of these cytotoxic cells. For example, CAR-expressing T cells (CAR-T cells) have the ability to use CAR to direct T cells to tumor cells that express cell surface antigens that specifically bind to CAR. Such CAR-T cells can more selectively deliver cytotoxic agents to tumor cells. CAR-T cells are capable of directly recognizing target molecules and are therefore typically not restricted by polymorphic elements such as human leukocyte antigen (HLA). The advantages of this CAR targeting strategy consist of three points. First, because CAR-T cell function is independent of HLA status, in principle the same CAR-based approach can be used in any patient with a tumor expressing the same target surface antigen. Second, alterations in antigen processing and presentation mechanisms are common properties of tumor cells and can promote immune escape. However, this provides defense against CAR-T cells. Third, this system can be used to target a variety of macromolecules, including proteins, carbohydrates, and glycolipids.

本発明のキメラ抗原受容体は、少なくとも1つの抗原特異的標的領域(ASTR)と膜貫通ドメイン(TM)と細胞内シグナル伝達ドメイン(ISD)とを含むキメラ人工タンパク質である。一部の実施形態において、CARは、細胞外スペーサードメイン(ESD)及び/又は共刺激ドメイン(CSD)をさらに含み得る。図1を参照のこと。 The chimeric antigen receptor of the present invention is a chimeric artificial protein containing at least one antigen-specific target region (ASTR), a transmembrane domain (TM) and an intracellular signal transduction domain (ISD). In some embodiments, CAR may further comprise an extracellular spacer domain (ESD) and / or a costimulatory domain (CSD). See FIG.

ASTRは、タンパク質、炭水化物、及び糖脂質を含む特定の標的抗原に結合するためのCARの細胞外領域である。一部の実施形態において、ASTRは、抗体、特に一本鎖抗体、又はそのフラグメントを含む。ASTRは、完全長重鎖、Fabフラグメント、単鎖Fv(scFv)フラグメント、二価一本鎖抗体又はダイアボディを含むことができ、これらの各々が標的抗原に特異的である。 ASTR is the extracellular space of CAR for binding to specific target antigens, including proteins, carbohydrates, and glycolipids. In some embodiments, the ASTR comprises an antibody, in particular a single chain antibody, or a fragment thereof. ASTRs can include full long heavy chains, Fab fragments, single chain Fv (scFv) fragments, divalent single chain antibodies or diabodies, each of which is specific for the target antigen.

ASTRはまた、標的抗原を認識してそれに結合するための別のタンパク質機能ドメインも含み得る。標的抗原は、受容体又はリガンドとして働くなど、他の生物学的機能を有し得るため、或いはASTRは、抗原と特異的に結合するための機能ドメインを含み得る。機能ドメインを有するタンパク質のいくつかの例としては、連結サイトカイン(これは、サイトカイン受容体を担持する細胞の認識につながる)、アフィボディ(affibody)、天然に存在する受容体由来のリガンド結合ドメイン、例えば腫瘍細胞上の受容体に対する可溶性タンパク質/ペプチドリガンドが挙げられる。当業者は理解するであろうとおり、事実上、所与の抗原と高親和性で結合する能力を有するほぼどの分子もASTRに使用することができる。 ASTR may also include another protein functional domain for recognizing and binding to the target antigen. The target antigen may have other biological functions, such as acting as a receptor or ligand, or the ASTR may include a functional domain for specifically binding to the antigen. Some examples of proteins with functional domains include ligated cytokines, which lead to the recognition of cells carrying cytokine receptors, affibody, ligand-binding domains derived from naturally occurring receptors, Examples include soluble protein / peptide ligands for receptors on tumor cells. As one of ordinary skill in the art will understand, virtually any molecule capable of binding a given antigen with high affinity can be used for ASTR.

一実施形態において、本発明のCARは、少なくとも2つの異なる抗原又は同じ抗原上の2つのエピトープを標的化する少なくとも2つのASTRを含む。ある実施形態では、CARは、少なくとも3つ又はそれ以上の異なる抗原又はエピトープを標的化する3つ以上のASTRを含む。CARに複数のASTRが存在するとき、ASTRはタンデムに配置されてもよく、且つリンカーペプチドによって隔てられていてもよい(図1)。 In one embodiment, the CAR of the invention comprises at least two ASTRs that target at least two different antigens or two epitopes on the same antigen. In certain embodiments, the CAR comprises three or more ASTRs that target at least three or more different antigens or epitopes. When multiple ASTRs are present in the CAR, the ASTRs may be arranged in tandem and separated by a linker peptide (FIG. 1).

一実施形態において、ASTRは、標的抗原に特異的な、且つ抗原特異性を付与するのにVHドメイン単独で十分な場合(「シングルドメイン抗体」)、VH、CH1、ヒンジ、並びにCH2及びCH3(Fc)Igドメインを有する完全長IgG重鎖を含む。完全に活性なASTRの作成にVH及びVLドメインの両方が必要な場合、VH含有CAR及び完全長λ軽鎖(IgL)が両方ともに同じ細胞傷害性細胞に導入されて、活性ASTRが作成される。別の実施形態において、CARの各ASTRは、各々が異なる標的抗原に特異的な少なくとも2つの一本鎖抗体可変フラグメント(scFv)を含む。scFvは、一方の可変ドメイン(VH又はVL)のC末端が他方の可変ドメイン(それぞれVL又はVH)のN末端にポリペプチドリンカーを介して係留されているものであり、抗原結合性又は結合特異性を大きく妨げることなしに開発されている(Chaudhary et al.,“A recombinant single−chain immunotoxin composed of anti−Tac variable regions and a truncated diphtheria toxin,”Proc.Natl.Acad.Sci.,vol.87,page 9491,1990;Bedzyk et al.,“Immunological and structural characterization of a high affinity anti−fluorescein single−chain antibody,”J.Biol.Chem.,vol.265,page 18615,1990)。これらのscFvは、天然抗体の重鎖及び軽鎖に存在する定常領域(Fc)を欠いている。少なくとも2つの異なる抗原に特異的なscFvは、タンデムに配置される。ある実施形態では、ASTRと膜貫通ドメインとの間に細胞外スペーサードメインが連結され得る。 In one embodiment, the ASTR is specific to the target antigen, and if the VH domain alone is sufficient to confer antigen specificity (“single domain antibody”), VH , CH1, hinge, and CH2 and Includes a full-length IgG heavy chain with a CH3 (Fc) Ig domain. If both V H and VL domains are required to create a fully active ASTR, both V H- containing CARs and full-length λ light chains (IgL) are introduced into the same cytotoxic cells to produce active ASTR. Will be created. In another embodiment, each ASTR of CAR comprises at least two single chain antibody variable fragments (scFv), each specific for a different target antigen. scFv is for C-terminus of one variable domain (V H or V L) is anchored via a polypeptide linker to the N-terminus of the other variable domain (V L or V H, respectively), the antigen binding Alternatively, it has been developed without significantly impairing the binding specificity (Chaudhary et al., "A recombinant single-chain immunotoxin composited of antibody-Tac variable regitions and antigen. vol.87, page 9491, 1990; Bedzyk et al., "Immunological and structural characteristic of a high affinity anti-fluorescein single-chain, single-chain. These scFvs lack the constant regions (Fc) present in the heavy and light chains of native antibodies. ScFv specific for at least two different antigens is placed in tandem. In certain embodiments, an extracellular spacer domain may be linked between the ASTR and the transmembrane domain.

別の実施形態において、scFvフラグメントは重鎖の定常ドメインの全て又は一部分に融合していてもよい。さらなる実施形態において、CARのASTRは二価(divalent)(又は二価(bivalent))の一本鎖可変フラグメント(di−scFv、bi−scFv)を含む。di−scFVを含むCARでは、各々抗原に特異的な2つのscFvが一体に連結されて、2つのVH領域及び2つのVL領域を含む単一のペプチド鎖を形成する(Xiong et al.,“Development of tumor targeting anti−MUC−1 multimer:effects of di−scFv unpaired cysteine location on PEGylation and tumor binding,”Protein Engineering Design and Selection,vol.19,pages 359−367,2006;Kufer et al.,“A revival of bispecific antibodies,”Trends in Biotechnology,vol.22,pages 238−244,2004)。 In another embodiment, the scFv fragment may be fused to all or part of the constant domain of the heavy chain. In a further embodiment, the ASTR of CAR comprises a divalent (or bivalent) single chain variable fragment (di-scFv, bi-scFv). In CARs containing di-scFVs, two scFvs, each antigen-specific, are integrally linked to form a single peptide chain containing two VH regions and two VL regions (Xiong et al. , "Development of tumor targeting antibody-MUC-1 multitimer: effects of di-scFv unpaired cylinder "A revival of bispecific antibodies," Trends in Biotechnology, vol.22, pages 238-244, 2004).

さらに別の実施形態において、ASTRはダイアボディを含む。ダイアボディでは、scFvは、2つの可変領域が一緒になって折り畳まれるには短過ぎるためscFvの二量化を駆動するリンカーペプチドを伴い作成される。さらに短いリンカー(1又は2アミノ酸)は、三量体、いわゆるトリアボディ又はトリボディの形成につながる。テトラボディもまたASTRに使用し得る。 In yet another embodiment, the ASTR comprises a diabody. In the diabody, scFv is created with a linker peptide that drives the dimerization of scFv because the two variable regions are too short to be folded together. Shorter linkers (1 or 2 amino acids) lead to the formation of trimers, so-called tribodies or tribodies. Tetra bodies can also be used for ASTR.

CARに2つ以上のASTRが存在するとき、ASTRは、オリゴペプチド若しくはポリペプチドリンカー、Fcヒンジ又は膜ヒンジ領域を介して単一のポリペプチド鎖上で互いに共有結合的に結合される。 When two or more ASTRs are present in the CAR, the ASTRs are covalently attached to each other on a single polypeptide chain via an oligopeptide or polypeptide linker, Fc hinge or membrane hinge region.

CARによって標的化される抗原は、腫瘍、腺(例えば前立腺)過形成、疣贅、及び望ましくない脂肪組織など、除去の標的となる組織の細胞の表面上又は内部に存在する。表面抗原はCARのASTRによってより効率的に認識及び結合されるが、細胞内抗原もまたCARによって標的化され得る。一部の実施形態において、標的抗原は、好ましくは、癌、炎症性疾患、ニューロン障害、糖尿病、心血管疾患、又は感染性疾患に特異的である。標的抗原の例には、様々な免疫細胞、癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、芽細胞腫、並びに様々な血液疾患、自己免疫疾患、及び/又は炎症性疾患に関連する細胞によって発現される抗原が含まれる。 Antigens targeted by CAR are present on or inside the cells of tissues targeted for removal, such as tumors, glandular (eg, prostate) hyperplasia, warts, and unwanted adipose tissue. Surface antigens are more efficiently recognized and bound by the ASTR of CAR, but intracellular antigens can also be targeted by CAR. In some embodiments, the target antigen is preferably specific for cancer, inflammatory disease, neuropathy, diabetes, cardiovascular disease, or infectious disease. Examples of target antigens are expressed by various immune cells, carcinomas, sarcomas, lymphomas, leukemias, germ cell tumors, blastomas, and cells associated with various blood disorders, autoimmune disorders, and / or inflammatory disorders. Contains antigens that are used.

ASTRによって標的化され得る癌に特異的な抗原としては、4−IBB、5T4、腺癌抗原、αフェトプロテイン、Axl、BAFF、Bリンパ腫細胞、C242抗原、CA−125、炭酸脱水酵素9(CA−IX)、C−MET、CCR4、CD152、CD19、CD20、CD200、CD22、CD221、CD23(IgE受容体)、CD28、CD30(TNFRSF8)、CD33、CD4、CD40、CD44 v6、CD51、CD52、CD56、CD74、CD80、CEA、CNT0888、CTLA−4、DR5、EGFR、EpCAM、CD3、FAP、フィブロネクチンエクストラドメイン−B、葉酸受容体1、GD2、GD3ガングリオシド、糖タンパク質75、GPNMB、HER2/neu、HGF、ヒト散乱因子受容体キナーゼ、IGF−1受容体、IGF−I、IgGl、LI−CAM、IL−13、IL−6、インスリン様成長因子I受容体、インテグリンα5β1、インテグリンανβ3、MORAb−009、MS4A1、MUC1、ムチンCanAg、N−グリコリルノイラミン酸、NPC−1C、PDGF−R a、PDL192、ホスファチジルセリン、前立腺癌細胞、RANKL、RON、ROR1、ROR2、SCH 900105、SDC1、SLAMF7、TAG−72、テネイシンC、TGFβ2、TGF−β、TRAIL−R1、TRAIL−R2、腫瘍抗原CTAA16.88、VEGF−A、VEGFR−1、VEGFR2又はビメンチンの1つ又はそれ以上が挙げられる。 Cancer-specific antigens that can be targeted by ASTR include 4-IBB, 5T4, adenocarcinoma antigen, α-fetoprotein, Axl, BAFF, B lymphoma cells, C242 antigen, CA-125, carbon dioxide dehydration enzyme 9 (CA-). IX), C-MET, CCR4, CD152, CD19, CD20, CD200, CD22, CD221, CD23 (IgE receptor), CD28, CD30 (TNFRSF8), CD33, CD4, CD40, CD44 v6, CD51, CD52, CD56, CD74, CD80, CEA, CNT0888, CTLA-4, DR5, EGFR, EpCAM, CD3, FAP, fibronectin extra domain-B, folic acid receptor 1, GD2, GD3 ganglioside, glycoprotein 75, GPNMB, HER2 / neu, HGF, Human Scattering Factor Receptor Kinase, IGF-1 Receptor, IGF-I, IgGl, LI-CAM, IL-13, IL-6, Insulin-like Growth Factor I Receptor, Integulin α5β1, Integrin ανβ3, MORAb-009, MS4A1 , MUC1, Mutin CanAg, N-glycolylneuraminic acid, NPC-1C, PDGF-R a, PDL192, phosphatidylserine, prostate cancer cells, RANKL, RON, ROR1, ROR2, SCH 900105, SDC1, SLAMF7, TAG-72. , Teneicin C, TGFβ2, TGF-β, TRAIL-R1, TRAIL-R2, Tumor Antigen CTAA16.88, VEGF-A, VEGFR-1, VEGFR2 or one or more of Vimentin.

ASTRによって標的化され得る炎症性疾患に特異的な抗原としては、AOC3(VAP−1)、CAM−3001、CCL11(エオタキシン−1)、CD125、CD147(ベイシジン)、CD154(CD40L)、CD2、CD20、CD23(IgE受容体)、CD25(IL−2受容体のa鎖)、CD3、CD4、CD5、IFN−a、IFN−γ、IgE、IgE Fc領域、IL−1、IL−12、IL−23、IL−13、IL−17、IL−17A、IL−22、IL−4、IL−5、IL−5、IL−6、IL−6受容体、インテグリンa4、インテグリンα4β7、ラマ・グラマ(Lama glama)、LFA−1(CD1 la)、MEDI−528、ミオスタチン、OX−40、rhuMAb β7、スクレロスシン(scleroscin)、SOST、TGFβ1、TNF−a又はVEGF−Aの1つ又はそれ以上が挙げられる。 Antigens specific for inflammatory diseases that can be targeted by ASTR include AOC3 (VAP-1), CAM-3001, CCL11 (eotaxin-1), CD125, CD147 (basidin), CD154 (CD40L), CD2, CD20. , CD23 (IgE receptor), CD25 (IL-2 receptor a chain), CD3, CD4, CD5, IFN-a, IFN-γ, IgE, IgE Fc region, IL-1, IL-12, IL- 23, IL-13, IL-17, IL-17A, IL-22, IL-4, IL-5, IL-5, IL-6, IL-6 receptor, integulin a4, integulin α4β7, llama gramma ( Lama glama), LFA-1 (CD1 la), MEDI-528, myostatin, OX-40, rhumab β7, scleroscin, SOST, TGFβ1, TNF-a or VEGF-A. ..

本発明のASTRによって標的化され得るニューロン障害に特異的な抗原としては、βアミロイド又はMABT5102Aの1つ又はそれ以上が挙げられる。本発明のASTRによって標的化され得る糖尿病に特異的な抗原としては、L−Iβ又はCD3の1つ又はそれ以上が挙げられる。本発明のASTRによって標的化され得る心血管疾患に特異的な抗原としては、C5、心臓ミオシン、CD41(インテグリンα−lib)、フィブリンII、β鎖、ITGB2(CD18)及びスフィンゴシン−1−リン酸の1つ又はそれ以上が挙げられる。 Antigens specific for neuronal damage that can be targeted by the ASTR of the present invention include one or more of β-amyloid or MABT5102A. Diabetes-specific antigens that can be targeted by the ASTR of the present invention include one or more of L-Iβ or CD3. Cardiovascular disease-specific antigens that can be targeted by the ASTR of the present invention include C5, cardiac myosin, CD41 (integrin α-lib), fibrin II, β chain, ITGB2 (CD18) and sphingosine-1-phosphate. One or more of them may be mentioned.

本発明のASTRによって標的化され得る感染性疾患に特異的な抗原としては、炭疽毒素、CCR5、CD4、クランピング因子A、サイトメガロウイルス、サイトメガロウイルス糖タンパク質B、エンドトキシン、大腸菌(Escherichia coli)、B型肝炎表面抗原、B型肝炎ウイルス、HIV−1、Hsp90、インフルエンザA型ヘマグルチニン、リポタイコ酸、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、狂犬病ウイルス糖タンパク質、呼吸器合胞体ウイルス及びTNF−aの1つ又はそれ以上が挙げられる。 Antigens specific for infectious diseases that can be targeted by the ASTR of the present invention include charcoal toxin, CCR5, CD4, clamping factor A, cytomegalovirus, cytomegalovirus glycoprotein B, endotoxin, Escherichia coli. , Hepatitis B surface antigen, Hepatitis B virus, HIV-1, Hsp90, influenza A hemagglutinin, lipotaicic acid, Pseudomonas aeruginosa, mad dog disease virus glycoprotein, respiratory follicles virus and TNF-a One or more are mentioned.

標的抗原のさらなる例としては、癌細胞上に特異的な又は増幅された形で見られる表面タンパク質、例えばIL−14受容体、B細胞リンパ腫のCD19、CD20及びCD40、種々の癌のルイスY及びCEA抗原、乳癌及び結腸直腸癌のTag72抗原、肺癌のEGF−R、ヒト乳癌及び卵巣癌で増幅されることが多い葉酸結合タンパク質及びHER−2タンパク質、又はウイルスタンパク質、例えばHIVのgp120及びgp41エンベロープタンパク質、B型及びC型肝炎ウイルスからのエンベロープタンパク質、ヒトサイトメガロウイルスの糖タンパク質B及び他のエンベロープ糖タンパク質、並びにカポジ肉腫関連ヘルペスウイルスなどのオンコウイルスからのエンベロープタンパク質が挙げられる。他の潜在的な標的抗原としては、リガンドがHIV gp120エンベロープ糖タンパク質であるCD4、及び他のウイルス受容体、例えばヒトライノウイルスの受容体であるICAM、及びポリオウイルスの関連受容体分子が挙げられる。 Further examples of target antigens are surface proteins found in specific or amplified form on cancer cells such as IL-14 receptors, CD19, CD20 and CD40 of B-cell lymphoma, Lewis Y of various cancers and CEA antigens, Tag72 antigens for breast cancer and colorectal cancer, EGF-R for lung cancer, folic acid-binding and HER-2 proteins often amplified in human breast cancer and ovarian cancer, or viral proteins such as HIV gp120 and gp41 envelopes. Examples include proteins, enveloped proteins from hepatitis B and C viruses, glycoproteins B and other enveloped glycoproteins of human cytomegalovirus, and enveloped proteins from oncoviruses such as Kaposi sarcoma-related herpesviruses. Other potential target antigens include CD4, whose ligand is the HIV gp120 envelope glycoprotein, and other viral receptors, such as ICAM, which is a receptor for hytreinovirus, and related receptor molecules for poliovirus. ..

別の実施形態において、本CARは、癌治療細胞、例えばNK細胞及び本明細書で言及する他の細胞が会合する抗原を標的化して、免疫エフェクター細胞として働くことによりそれらの癌治療細胞を活性化させ得る。この一例は、CD16A抗原を標的化して、NK細胞を会合させることによりCD30を発現する悪性病変と闘わせるCARである。二重特異性四価AFM13抗体は、この効果を送達し得る抗体の例である。この種の実施形態のさらなる詳細については、例えば、Rothe,A.,et al.,“A phase 1 study of the bispecific anti−CD30/CD16A antibody construct AFM13 in patients with relapsed or refractory Hodgkin lymphoma,”Blood,25 June 2015,Vl.125,no.26,pp.4024−4031を参照することができる。 In another embodiment, the CAR activates cancer-treated cells by targeting antigens associated with cancer-treated cells such as NK cells and other cells referred to herein and acting as immune effector cells. Can be transformed. One example of this is CAR, which targets the CD16A antigen and associates NK cells to combat malignant lesions expressing CD30. The bispecific tetravalent AFM13 antibody is an example of an antibody capable of delivering this effect. For more details on this type of embodiment, see, eg, Rose, A. et al. , Et al. , "A phase 1 study of the bispecific anti-CD30 / CD16A antibody construct AFM13 in patients with relaxed or refractory Hodgkin. 125, no. 26, pp. You can refer to 4024-4031.

一実施形態では、ASTRは、Axl、ROR2およびCD22から選択される腫瘍特異的抗原を標的とする。 In one embodiment, ASTR targets a tumor-specific antigen selected from Axl, ROR2 and CD22.

いくつかの実施形態では、ASTRは、がん抗原Axlを標的とする一本鎖抗体であり、配列番号2〜5から選択されるヌクレオチド配列、または配列番号9〜12から選択されるアミノ酸配列を有していてもよい。癌抗原Axlを標的とするこれらの一本鎖抗体は、配列番号6または7のヌクレオチド配列、または配列番号13または14のアミノ酸配列を有するヒトIgG Fc領域を含んでいる。このがん抗原Axlを標的とした一本鎖抗体は、pH6.0のAxlに対する結合活性が、pH7.4のAxlに対する結合活性と比較して高くなっている。 In some embodiments, ASTR is a single-chain antibody that targets the cancer antigen Axl and contains a nucleotide sequence selected from SEQ ID NOs: 2-5 or an amino acid sequence selected from SEQ ID NOs: 9-12. You may have. These single-chain antibodies targeting the cancer antigen Axl contain a human IgG Fc region having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or 7 or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or 14. The single-chain antibody targeting the cancer antigen Axl has a higher binding activity to Axl at pH 6.0 as compared with a binding activity to Axl at pH 7.4.

別の実施形態では、ASTRは、がん抗原ROR2を標的とする一本鎖抗体であり、配列番号16のヌクレオチド配列、または配列番号15のアミノ酸配列を有していてもよい。このがん抗原ROR2を標的とした一本鎖抗体は、pH6.0でのROR2への結合活性が、pH7.4でのROR2への結合活性と比較して増加している。 In another embodiment, ASTR is a single-chain antibody that targets the cancer antigen ROR2 and may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16 or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15. In the single-chain antibody targeting the cancer antigen ROR2, the binding activity to ROR2 at pH 6.0 is increased as compared with the binding activity to ROR2 at pH 7.4.

AxlやROR2を標的にした一本鎖抗体は、膜貫通ドメインや細胞内シグナル伝達ドメインと連結してCAR構造を作るのに適している。 Single-chain antibodies targeting Axl and ROR2 are suitable for linking with transmembrane domains and intracellular signaling domains to form CAR structures.

CARの細胞外スペーサードメインは、ASTRと膜貫通ドメインとの間に位置する親水性領域である。一部の実施形態において、このドメインは、CARに適切なタンパク質フォールディングを促進する。細胞外スペーサードメインはCARの任意選択の構成要素である。細胞外スペーサードメインは、抗体のFcフラグメント、抗体のヒンジ領域、抗体のCH2領域、抗体のCH3領域、人工スペーサー配列又はこれらの組み合わせから選択されるドメインを含み得る。細胞外スペーサードメインの例としては、CD8aヒンジ、3個のグリシン(Gly)程の大きさしかないものであり得るポリペプチドで作られた人工スペーサー、並びにIgG(ヒトIgG4など)のCH1及びCH3ドメインが挙げられる。 The extracellular spacer domain of CAR is a hydrophilic region located between the ASTR and the transmembrane domain. In some embodiments, this domain promotes protein folding appropriate for CAR. The extracellular spacer domain is an optional component of CAR. The extracellular spacer domain may include a domain selected from the Fc fragment of the antibody, the hinge region of the antibody, the CH2 region of the antibody, the CH3 region of the antibody, the artificial spacer sequence or a combination thereof. Examples of extracellular spacer domains are CD8a hinges, artificial spacers made of polypeptides that can be as large as three glycines (Gly), and CH1 and CH3 domains of IgG (such as human IgG4). Can be mentioned.

CARの膜貫通ドメインは、細胞傷害性細胞の細胞膜に架かる能力を有する領域である。膜貫通ドメインは、例えばI型膜貫通タンパク質などの膜貫通タンパク質の膜貫通領域、人工疎水性配列又はこれらの組み合わせから選択される。膜貫通ドメインの例としては、T細胞受容体のα鎖、β鎖又はζ鎖、CD28、CD3ε、CD45、CD4、CD5、CD8、CD9、CD16、CD22、CD33、CD37、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、CD154の膜貫通領域が挙げられる。合成膜貫通ドメインは、フェニルアラニンとトリプトファンとバリンとのトリプレットを含み得る。任意選択で、短い、好ましくは2〜10アミノ酸長のオリゴペプチド又はポリペプチドリンカーが、CARの膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間の連結を形成し得る。グリシン−セリンダブレットが、膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間の特に好適なリンカーを提供する。 The transmembrane domain of CAR is a region capable of spanning the cell membrane of cytotoxic cells. The transmembrane domain is selected from transmembrane regions of transmembrane proteins, such as type I transmembrane proteins, artificial hydrophobic sequences or combinations thereof. Examples of transmembrane domains include α, β or ζ chains of T cell receptors, CD28, CD3ε, CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, CD16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, Examples include transmembrane regions of CD134, CD137, and CD154. Synthetic transmembrane domains may include triplets of phenylalanine, tryptophan and valine. Optionally, a short, preferably 2-10 amino acid long oligopeptide or polypeptide linker may form a link between the transmembrane domain of CAR and the intracellular signaling domain. Glycine-serine doublets provide a particularly suitable linker between the transmembrane domain and the intracellular signaling domain.

本発明のCARはまた、細胞内シグナル伝達ドメインも含む。細胞内シグナル伝達ドメインはエフェクター機能シグナルを伝達し、細胞傷害性細胞にその特化した機能、すなわち標的細胞の阻害及び/又は破壊を果たすよう指図する。細胞内シグナル伝達ドメインの例としては、T細胞受容体複合体のζ鎖又はその相同体のいずれか、例えば、η鎖、FcsRly及びβ鎖、MB 1(Iga)鎖、B29(Ig)鎖等、ヒトCD3ζ鎖、CD3ポリペプチド(Δ、δ及びε)、sykファミリーチロシンキナーゼ(Syk、ZAP 70等)、srcファミリーチロシンキナーゼ(Lck、Fyn、Lyn等)及びT細胞形質導入に関与する他の分子、例えばCD2、CD5及びCD28が挙げられる。具体的には、細胞内シグナル伝達ドメインは、ヒトCD3ζ鎖、FcyRIII、FcsRI、Fc受容体の細胞質尾部、細胞質受容体を担持する免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)及びこれらの組み合わせであり得る。 The CAR of the present invention also includes an intracellular signal transduction domain. The intracellular signaling domain transmits effector function signals and directs cytotoxic cells to perform their specialized function: inhibition and / or destruction of target cells. Examples of intracellular signal transduction domains include ζ chains of T cell receptor complexes or their homologues, such as η chains, FcsRly and β chains, MB 1 (Iga) chains, B29 (Ig) chains, etc. , Human CD3ζ chain, CD3 polypeptides (Δ, δ and ε), syk family tyrosine kinases (Syk, ZAP 70, etc.), src family tyrosine kinases (Lck, Fyn, Lyn, etc.) and others involved in T cell transduction. Examples include molecules such as CD2, CD5 and CD28. Specifically, the intracellular signaling domain is the human CD3ζ chain, FcyRIII, FcsRI, the cytoplasmic tail of the Fc receptor, the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) carrying the cytoplasmic receptor, and combinations thereof. possible.

CARに用いられる細胞内シグナル伝達ドメインには、いくつかのタイプの様々な他の免疫シグナル伝達受容体、例えば、限定はされないが、CD3、B7ファミリー共刺激、及び腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリー受容体を含む第1世代、第2世代、及び第3世代T細胞シグナル伝達タンパク質の細胞内シグナル伝達ドメインが含まれ得る(Park et al.,“Are all chimeric antigen receptors created equal?”J Clin Oncol.,vol.33,pp.651−653,2015)。加えて細胞内シグナル伝達ドメインには、NK及びNKT細胞によって使用されるシグナル伝達ドメイン(Hermanson、et al.,“Utilizing chimeric antigen receptors to direct natural killer cell activity,”Front Immunol.,vol.6,p.195,2015)、例えば、NKp30(B7−H6)(Zhang et al.,“An NKp30−based chimeric antigen receptor promotes T cell effector functions and antitumor efficacy in vivo,”J Immunol.,vol.189,pp.2290−2299,2012)、及びDAP12(Topfer et al.,“DAP12−based activating chimeric antigen receptor for NK cell tumor immunotherapy,”J Immunol.,vol.194,pp.3201−3212,2015)、NKG2D、NKp44、NKp46、DAP10、及びCD3zのシグナル伝達ドメインなどが含まれる。加えて、細胞内シグナル伝達ドメインにはまた、免疫受容体チロシンベース活性化モチーフ(ITAM)を含むヒト免疫グロブリン受容体、例えば、FcγRI、FcγRIIA、FcγRIIC、FcγRIIIA、FcRL5のシグナル伝達ドメインも含まれる(Gillis et al.,“Contribution of Human FcγRs to Disease with Evidence from Human Polymorphisms and Transgenic Animal Studies,”Front Immunol.,vol.5,p.254,2014)。 The intracellular signaling domains used for CAR include several types of various other immune signaling receptors such as, but not limited to, CD3, B7 family co-stimulation, and tumor necrosis factor receptors (TNFR). Intracellular signaling domains of first-generation, second-generation, and third-generation T-cell signaling proteins, including superfamily receptors, may be included (Park et al., "Are all chimeric receptor receptors?" J. Clin Oncol., Vol.33, pp.651-653, 2015). In addition, the intracellular signaling domains include the signaling domains used by NK and NKT cells (Hermanson, et al., "Utilizing chimeric antigen receptors to direct natural killer cell activity," Front Immun. 195, 2015), for example, NKp30 (B7-H6) (Zhang et al., "An NKp30-based chimeric receptor receptor protectors T cell effector functionions and engine. 2290-2299, 2012), and DAP12 (Topfer et al., "DAP12-based activated chimeric antigen receptor for NK cell tumor immunotherapy," J Immunol. , NKp46, DAP10, and CD3z signaling domains and the like. In addition, the intracellular signaling domain also includes the signaling domains of human immunoglobulin receptors containing the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM), such as FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIC, FcγRIIIA, FcRL5 ( Gillis et al., "Contribution of Human FcγRs to Disease with Evidence from Human Polymorphisms and Transgenic Animal Studios," Front 25, 20.

一部の実施形態において、細胞内シグナル伝達ドメインは、TCRζ、FcRγ、FcRβ、CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD5、CD22、CD79a、CD79b、又はCD66dの細胞質シグナル伝達ドメインを含む。CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、ヒトCD3ζの細胞質シグナル伝達ドメインを含むことが特に好ましい。 In some embodiments, the intracellular signaling domain comprises the cytoplasmic signaling domain of TCRζ, FcRγ, FcRβ, CD3γ, CD3δ, CD3ε, CD5, CD22, CD79a, CD79b, or CD66d. It is particularly preferred that the intracellular signaling domain of CAR comprises the cytoplasmic signaling domain of human CD3ζ.

本発明のCARは共刺激ドメインを含んでもよく、これは、CARを発現する細胞傷害性細胞の細胞増殖、細胞生存及びメモリー細胞の発生を増進する働きを有する。本発明のCARは、TNFRスーパーファミリーのタンパク質、CD28、CD137(4−1BB)、CD134(OX40)、DaplO、CD27、CD2、CD7、CD5、ICAM−1、LFA−1(CD1 la/CD18)、Lck、TNFR−I、PD−1、TNFR−II、Fas、CD30、CD40、ICOS LIGHT、NKG2C、B7−H3、又はこれらの組み合わせの共刺激ドメインから選択される1つ又はそれ以上の共刺激ドメインを含み得る。CARが2つ以上の共刺激ドメインを含む場合、これらのドメインは、任意選択でリンカーによって隔てられて、タンデムに配置され得る。共刺激ドメインは、CARの膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間に位置し得る細胞内ドメインである。 The CAR of the present invention may contain a co-stimulation domain, which serves to promote cell proliferation, cell survival and memory cell development of cytotoxic cells expressing CAR. The CAR of the present invention is a protein of the TNFR superfamily, CD28, CD137 (4-1BB), CD134 (OX40), DappleO, CD27, CD2, CD7, CD5, ICAM-1, LFA-1 (CD1 la / CD18), One or more co-stimulation domains selected from the co-stimulation domains of Lck, TNFR-I, PD-1, TNFR-II, Fas, CD30, CD40, ICOS LIGHT, NKG2C, B7-H3, or combinations thereof. May include. If the CAR contains two or more co-stimulating domains, these domains can optionally be separated by a linker and placed in tandem. The co-stimulation domain is an intracellular domain that can be located between the transmembrane domain of CAR and the intracellular signaling domain.

一部の実施形態において、本発明のCARの2つ以上の構成要素は1つ又はそれ以上のリンカーによって隔てられている。例えば、少なくとも2つのASTRを含むCARでは、それらの2つのASTRがリンカーによって隔てられていてもよい。リンカーは、約1〜100アミノ酸長のオリゴペプチド又はポリペプチド領域である。一部の実施形態において、リンカーは、例えば、5〜12アミノ酸長、5〜15アミノ酸長又は5〜20アミノ酸長であり得る。リンカーは、隣接するタンパク質ドメイン同士が互いに自由に動くことができるように、グリシン及びセリンなどの可動性の残基で構成されてもよい。より長いリンカー、例えば100アミノ酸より長いものが本発明の代替的な実施形態に関連して使用されてもよく、例えば2つの隣接するドメインが互いに立体的に干渉しないように選択され得る。本発明で使用し得るリンカーの例としては、限定はされないが、2Aリンカー(例えばT2A)、2A様リンカー又はその機能的等価物が挙げられる。 In some embodiments, the two or more components of the CAR of the invention are separated by one or more linkers. For example, in a CAR containing at least two ASTRs, those two ASTRs may be separated by a linker. The linker is an oligopeptide or polypeptide region about 1-100 amino acids long. In some embodiments, the linker can be, for example, 5-12 amino acids long, 5-15 amino acids long or 5-20 amino acids long. The linker may be composed of mobile residues such as glycine and serine so that adjacent protein domains can move freely with each other. Longer linkers, such as those longer than 100 amino acids, may be used in connection with alternative embodiments of the invention, eg, two adjacent domains may be selected so that they do not sterically interfere with each other. Examples of linkers that can be used in the present invention include, but are not limited to, 2A linkers (eg, T2A), 2A-like linkers or functional equivalents thereof.

条件的活性型抗原特異的標的領域
CARは、上記で考察した種々のドメインを全て共に融合して融合タンパク質を形成することによって生成されるキメラタンパク質である。CARは、典型的には、CARの種々のドメインをコードするポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターによって生成される。標的細胞上の抗原を認識してそれと結合する働きをする本発明のASTRは、条件的活性型である。具体的には、ASTRは、対応する親又は野生型タンパク質のASTRと比較して、標的抗原との結合に関して正常生理条件では低活性又は不活性であり、異常条件では活性である。本発明は、親又は野生型タンパク質又はその結合ドメイン(親又は野生型ASTR)から条件的活性型ASTRを生成する方法を提供する。
The conditional active antigen-specific target region CAR is a chimeric protein produced by fusing all of the various domains discussed above together to form a fusion protein. CAR is typically generated by an expression vector containing polynucleotide sequences encoding the various domains of CAR. The ASTR of the present invention, which functions to recognize and bind to an antigen on a target cell, is a conditioned active form. Specifically, ASTR is less active or inactive under normal physiological conditions and more active under abnormal conditions with respect to binding to the target antigen as compared to the corresponding parental or wild-type protein ASTR. The present invention provides a method for producing a conditional active ASTR from a parent or wild-type protein or a binding domain thereof (parent or wild-type ASTR).

本発明におけるASTRは、タンパク質ライブラリを作成し、且つ標的抗原に対して所望の結合親和性を有するタンパク質に関してそのライブラリをスクリーニングすることによって発見し得るため、少なくとも全体又は一部を標的抗原に対するその結合ドメインに使用することが好適な野生型タンパク質。野生型タンパク質は、cDNAライブラリをスクリーニングすることにより発見し得る。cDNAライブラリは、宿主細胞のコレクションに挿入されたクローニングされたcDNA(相補DNA)フラグメントの組み合わせであり、一緒になって生物のトランスクリプトームのある一部を構成するものである。cDNAは完全に転写されたmRNAから作製され、従って生物の発現タンパク質のコード配列を含む。cDNAライブラリの情報は、標的抗原に対して所望の結合親和性を有するタンパク質に関してライブラリをスクリーニングすることによる、所望の特性を有するタンパク質の発見に強力且つ有用なツールである。 Since the ASTR in the present invention can be discovered by creating a protein library and screening the library for proteins having the desired binding affinity for the target antigen, at least all or part of the binding thereof to the target antigen. A wild-type protein suitable for use in the domain. Wild-type proteins can be found by screening a cDNA library. A cDNA library is a combination of cloned cDNA (complementary DNA) fragments inserted into a collection of host cells that together form part of the transcriptome of an organism. The cDNA is made from fully transcribed mRNA and thus contains the coding sequence for the expressed protein of the organism. The information in the cDNA library is a powerful and useful tool for discovering proteins with the desired properties by screening the library for proteins with the desired binding affinity for the target antigen.

野生型タンパク質が抗体である一部の実施形態において、野生型抗体は、抗体ライブラリを作成してスクリーニングすることにより発見し得る。抗体ライブラリは、ポリクローナル抗体ライブラリ又はモノクローナル抗体ライブラリのいずれであってもよい。標的抗原に対するポリクローナル抗体ライブラリは、その抗原を動物に直接注射することによるか、又はその抗原を非ヒト動物に投与することによって作成し得る。このように得られた抗体は、その抗原に結合するポリクローナル抗体のライブラリに相当する。モノクローナル抗体ライブラリの調製には、連続細胞株培養によって産生される抗体をもたらす任意の技法を用いることができる。例としては、ハイブリドーマ法、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法、及びEBV−ハイブリドーマ法が挙げられる(例えば、Cole(1985)in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.77−96を参照)。一本鎖抗体の作成について記載される技法(例えば、米国特許第4,946,778号明細書を参照)は、一本鎖抗体ライブラリの作製に適合させることができる。 In some embodiments where the wild-type protein is an antibody, the wild-type antibody can be found by creating and screening an antibody library. The antibody library may be either a polyclonal antibody library or a monoclonal antibody library. Polyclonal antibody libraries against target antigens can be made by injecting the antigen directly into an animal or by administering the antigen to a non-human animal. The antibody thus obtained corresponds to a library of polyclonal antibodies that bind to the antigen. Any technique can be used to prepare the monoclonal antibody library to yield the antibodies produced by continuous cell line culture. Examples include hybridoma methods, trioma methods, human B cell hybridoma methods, and EBV-hybridoma methods (eg, Core (1985) in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77-. See 96). The techniques described for making single-chain antibodies (see, eg, US Pat. No. 4,946,778) can be adapted for making single-chain antibody libraries.

野生型抗体を発見するための抗体ライブラリの作成及びスクリーニング方法は他にもある。例えば、完全ヒト抗体ディスプレイライブラリを利用することができる。かかるライブラリは、1つ又は複数の宿主細胞の表面上に提示された抗体の集合である。好ましくは、抗体ライブラリは、それが多種多様な抗原との結合能を有する点でヒト抗体レパートリーを代表する。抗体は細胞の表面上に提示されるため、ライブラリにおける各抗体の(アビディティに起因する)有効親和性は増加する。ファージディスプレイライブラリなどの他の一般的なライブラリタイプ(スクリーニング及び同定の目的上、抗体のアビディティがあまり望ましくない)と異なり、本発明における細胞表面ディスプレイによって提供される超アビディティは望ましい。細胞表面ディスプレイライブラリでは、スクリーニング又は選択工程において、結合親和性が低い、中程度の、及び高い抗体の同定、並びに免疫原性がない及び弱いエピトープの同定が可能となる。 There are other methods for creating and screening antibody libraries for the discovery of wild-type antibodies. For example, a fully human antibody display library can be utilized. Such a library is a collection of antibodies presented on the surface of one or more host cells. Preferably, the antibody library represents the human antibody repertoire in that it has the ability to bind a wide variety of antigens. Since the antibodies are presented on the surface of the cell, the effective affinity (due to avidity) of each antibody in the library is increased. Unlike other common library types such as phage display libraries (antibody avidity is less desirable for screening and identification purposes), the super-avidity provided by the cell surface display in the present invention is desirable. The cell surface display library allows the identification of antibodies with low, moderate and high binding affinities, as well as the identification of non-immunogenic and weak epitopes in the screening or selection process.

親分子からの進化した分子の生成
親又は野生型タンパク質、又はその結合ドメイン(親又は野生型ASTR)が突然変異誘発のプロセスを受けると変異体ポリペプチドの集団が産生され、次にそれをスクリーニングすることにより、親又は野生型ASTRとの比較において異常条件では標的抗原に対する結合親和性が増強した、且つ任意選択で、正常生理条件では標的抗原に対する結合親和性が実質的に同じか、又は低い変異体ASTRを同定することができる。
Generation of evolved molecules from the parent molecule When the parent or wild-type protein, or its binding domain (parent or wild-type ASTR) undergoes a mutagenesis process, a population of mutant polypeptide is produced, which is then screened. By doing so, the binding affinity for the target antigen is enhanced under abnormal conditions in comparison with the parent or wild-type ASTR, and optionally, the binding affinity for the target antigen is substantially the same or low under normal physiological conditions. The mutant ASTR can be identified.

任意の化学的合成又は組換え突然変異誘発方法を用いて変異体ポリペプチド集団を生成し得る。本発明の実施には、特に指示されない限り、細胞生物学、細胞培養、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA、及び免疫学の従来技術を用いることができ、それらの技術は当該分野の技術の範囲内にある。かかる技法は文献に十分に説明されている。例えば、Molecular Cloning A Laboratory Manual,2nd Ed.,ed.by Sambrook,Fritsch and Maniatis(Cold Spring Harbor Laboratory Press:1989);DNA Cloning,Volumes I and II(D.N.Glover ed.,1985);Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait ed.,1984);Mullis et al.米国特許第4,683,195号明細書;Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames & S.J.Higgins eds.1984);Transcription And Translation(B.D.Hames & S.J.Higgins eds.1984);Culture Of Animal Cells(R.I.Freshney,Alan R.Liss,Inc.,1987);Immobilized Cells And Enzymes(IRL Press,1986);B.Perbal,A Practical Guide To Molecular Cloning(1984);the treatise,Methods In Enzymology(Academic Press,Inc.,N.Y.);Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells(J.H.Miller and M.P.Cabs eds.,1987,Cold Spring Harbor Laboratory);Methods In Enzymology,Vols.154 and 155(Wu et al.eds.),Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology(Mayer and Walker,eds.,Academic Press,London,1987);Handbook Of Experimental Immunology,Volumes l−IV(D.M.Weir and C.C.Blackwell,eds.,1986);Manipulating the Mouse Embryo,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1986)を参照のこと。 Variant polypeptide populations can be generated using any chemical synthesis or recombinant mutagenesis method. Unless otherwise indicated, prior arts of cell biology, cell culture, molecular biology, transgenic biology, microbiology, recombinant DNA, and immunology can be used in the practice of the present invention. Is within the scope of the technology in the field. Such techniques are well described in the literature. For example, Molecular Cloning A Laboratory Manual, 2nd Ed. , Ed. by Sambrook, Fritzch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press: 1989); DNA Cloning, Volumes I and II (D.N. Grover ed., 1985); Oligonucleotide. et al. US Pat. No. 4,683,195; Nuclear Acid Hybridization (BD Hames & S.J. Higgins eds. 1984); Transscription And Transition (BD Hames & S. J. Higgins. 1984). ); Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984); the treatise, Methods In 1987 (Academic Press, Inc., NY); Gene Transfer , 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Methods In Enzymeology, Vols. 154 and 155 (Wu et al. Eds.), Immunochemical Materials In Cell And Molecular Biology (Mayer and Walker, eds., Academic Press, London, 1987) and CC Blackwell, eds., 1986); Manipulating the Mouse Embryo, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1986).

本開示は、条件的活性型の変異体ポリペプチドをコードする核酸変異体を生成する方法を提供し、この方法は、(i)1つ以上のヌクレオチドを異なるヌクレオチドに置換すること(このヌクレオチドは天然又は非天然ヌクレオチドを含む);(ii)1つ以上のヌクレオチドを欠失させること、(iii)1つ以上のヌクレオチドを付加すること、又は(iv)これらの任意の組み合わせによって核酸を修飾する工程を含む。一態様において、非天然ヌクレオチドはイノシンを含む。別の態様において、本方法は、修飾核酸によってコードされたポリペプチドを酵素活性の変化に関して分析する工程であって、それにより酵素活性が変化したポリペプチドをコードする1つ又は複数の修飾核酸を同定する工程をさらに含む。一態様において、工程(a)の修飾は、PCR、エラープローンPCR、シャッフリング、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発、アセンブリPCR、セクシャルPCR突然変異誘発、インビボ突然変異誘発、カセット突然変異誘発、再帰的アンサンブル突然変異誘発、指数関数的アンサンブル突然変異誘発、部位特異的突然変異誘発、遺伝子リアセンブリ、遺伝子部位飽和突然変異誘発、リガーゼ連鎖反応、インビトロ突然変異誘発、リガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド合成、任意のDNA生成技術及びこれらの任意の組み合わせによって作られる。別の態様において、本方法は、修飾工程の少なくとも1つの反復をさらに含む。 The present disclosure provides a method of producing a nucleic acid variant encoding a conditional active variant polypeptide, in which (i) one or more nucleotides are replaced with different nucleotides (the nucleotides are). Including natural or unnatural nucleotides); (ii) deleting one or more nucleotides, (iii) adding one or more nucleotides, or (iv) modifying the nucleic acid by any combination of these. Includes steps. In one embodiment, the unnatural nucleotide comprises inosine. In another embodiment, the method is a step of analyzing a polypeptide encoded by a modified nucleic acid with respect to a change in enzymatic activity, thereby encoding one or more modified nucleic acids encoding a polypeptide with altered enzymatic activity. It further includes the step of identifying. In one embodiment, the modifications of step (a) include PCR, error-prone PCR, shuffling, oligonucleotide-specific mutagenesis, assembly PCR, sexual mutagenesis, in vivo mutagenesis, cassette mutagenesis, recursive ensemble. Mutagenesis, exponential ensemble mutagenesis, site-specific mutagenesis, gene reassembly, gene site saturation mutagenesis, ligase chain reaction, in vitro mutagenesis, ligase chain reaction, oligonucleotide synthesis, arbitrary DNA It is made by the generation technique and any combination thereof. In another embodiment, the method further comprises at least one iteration of the modification step.

この方法はさらに、2つ又はそれ以上の核酸からポリヌクレオチドを製造するための方法を提供する。この方法は、次の(a)〜(c)からなる。(a)2つ又はそれ以上の核酸間で同一の領域及び多様な領域を同定する工程。そこにおいて、この核酸の少なくとも1つは、本開示の核酸からなる。(b)2つ又はそれ以上の核酸の少なくとも2つの配列に対応するオリゴヌクレオチドのセットを提供する工程。及び(c)ポリメラーゼでオリゴヌクレオチドを延長し、それにより、ポリヌクレオチドを製造する工程。 This method further provides a method for producing a polynucleotide from two or more nucleic acids. This method comprises the following (a) to (c). (A) A step of identifying the same region and various regions among two or more nucleic acids. There, at least one of these nucleic acids comprises the nucleic acids of the present disclosure. (B) A step of providing a set of oligonucleotides corresponding to at least two sequences of two or more nucleic acids. And (c) a step of extending an oligonucleotide with a polymerase, thereby producing a polynucleotide.

任意の突然変異誘発の技術は、本開示の様々な実施形態において使用されることがある。確率的又はランダムな突然変異誘発は、予定されていない突然変異を有する一連の子孫分子を得るために、親分子が変異する(修飾される又は変えられる)状況によって例証される。従って、生体外確率的突然変異誘発反応は、例えば、その製造が意図されたものではない、特に予定されていない製造物である。むしろ、得られる変異の正確な性質に関して、従って、生成される製造物に関して、不確定、従ってランダムである。確率的突然変異誘発は、エラープローンPCR及び確率的シャフリングのような、変異がランダム又は予定されていない方法において示される。バリアント形態は、第一バリアント形態のエラープローンPCRのようなエラープローン転写や、プルーフリーディング活性が欠けるポリメラーゼの使用(Liao(1990)Gene 88:107−111参照)によって、又は、変異株(変異宿主細胞は以下にさらに詳細に議論されており、これは一般的によく知られている)において第一形態の複製によって作成することができる。突然変異誘発因子株は、不整合な修復の機能において欠損される任意の変異体を含むことができる。これらは、mutS、mutT、mutH、mutL、ovrD、dcm、vsr、umuC、umuD、sbcB、recJなどの変異体遺伝子産物を含む。欠損は、遺伝子突然変異、対立遺伝子交換、微小化合物又は発現されたアンチセンスRNA又は他の技術によって得られる。欠損は、記述された遺伝子又は任意の有機体における相同遺伝子であることがある。 Any mutagenesis technique may be used in various embodiments of the present disclosure. Stochastic or random mutagenesis is illustrated by the situation in which the parent molecule is mutated (modified or altered) to obtain a series of progeny molecules with unplanned mutations. Thus, an in vitro stochastic mutagenesis reaction is, for example, an unplanned product that is not intended for its production. Rather, it is uncertain and therefore random with respect to the exact nature of the resulting mutations and thus the product produced. Stochastic mutagenesis is demonstrated in random or unplanned mutagenesis methods such as error-prone PCR and stochastic shuffling. Variant forms can be obtained by error prone transcription, such as error prone PCR in the first variant form, by the use of polymerases lacking proofreading activity (see Liao (1990) Gene 88: 107-111), or by mutant strains (mutant hosts). Cells are discussed in more detail below, which are generally well known) and can be created by replication of the first form. Mutagenesis strains can include any variant that is deficient in the function of inconsistent repair. These include mutant gene products such as mutS, mutT, mutH, mutL, ovrD, dcm, vsr, umuC, umuD, sbcB, recJ. Defects are obtained by gene mutation, allelic exchange, microcompounds or expressed antisense RNA or other techniques. The defect can be the described gene or a homologous gene in any organism.

他の突然変異誘発方法としては、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発技術、エラープローンポリメラーゼ連鎖反応(エラープローンPCR)及びカセット突然変異誘発が挙げられ、ここでは親ポリヌクレオチドの特定の領域が、合成的に突然変異を誘発されたオリゴヌクレオチドに置き換えられる。このような場合、親配列の特定の部位の周りにいくつもの突然変異部位が生成される。 Other mutagenesis methods include oligonucleotide-specific mutagenesis techniques, error-prone polymerase chain reaction (error-prone PCR) and cassette mutagenesis, where specific regions of the parent polynucleotide are synthetic. Is replaced by a mutagenetic oligonucleotide. In such cases, a number of mutation sites are generated around a particular site in the parent sequence.

オリゴヌクレオチド指定突然変異において、短い配列は、合成的に突然変異を誘発されたオリゴヌクレオチドと置換される。オリゴヌクレオチド指定突然変異において、ポリヌクレオチドの短い配列は、制限酵素消化を使用する合成ポリヌクレオチドから除かれ、様々な塩基がもとの配列から変更された合成ポリヌクレオチドと置換される。ポリヌクレオチド配列は化学的突然変異誘発によって変更されることもある。化学的突然変異ゲ原は、例えば、重亜硫酸ナトリウム、亜硝酸、ヒドロキシルアミン、ヒドラジン、又はギ酸を含む。ヌクレオチド前駆体と類似の他の薬剤は、ニトロソグアニジン、5−ブロモウラシル、2−アミノプリン、又はアクリジンを含む。一般的に、これらの薬剤は、それにより配列を変位させるヌクレオチド前駆体の代わりにPCR反応に加えられる。プロフラビン、アクリフラビン、キナクリンなどのような薬剤の挿入が使用されることもある。ポリヌクレオチド配列のランダムな突然変異誘発は、X線又は紫外線照射によって得られることがある。一般的に、突然変異誘発されたプラスミドポリヌクレオチドは、大腸菌(E.coli)内に導入され、交雑プラスミドのプール又はライブラリーとして伝播される。 In oligonucleotide-designated mutations, short sequences are replaced with synthetically mutated oligonucleotides. In oligonucleotide-designated mutations, short sequences of polynucleotides are removed from synthetic polynucleotides using restriction enzyme digestion and various bases are replaced with synthetic polynucleotides modified from the original sequence. The polynucleotide sequence may also be altered by chemical mutagenesis. Chemical mutagens include, for example, sodium bisulfite, nitrite, hydroxylamine, hydrazine, or formic acid. Other agents similar to nucleotide precursors include nitrosoguanidine, 5-bromouracil, 2-aminopurine, or acridine. Generally, these agents are added to the PCR reaction in place of the nucleotide precursors that thereby displace the sequence. Insertion of drugs such as proflavines, acriflavine, quinacrine, etc. may also be used. Random mutagenesis of polynucleotide sequences may be obtained by X-ray or UV irradiation. Generally, mutagenetic plasmid polynucleotides are introduced into E. coli and transmitted as a pool or library of crossed plasmids.

エラープローンPCRは、長い配列にわたってランダムに点突然変異の低レベルを導入するための低忠実度重合条件を使用する。未知の配列のフラグメントの混合物において、エラープローンPCRは、混合物を突然変異誘発するのに用いられることがある。 Errorprone PCR uses low fidelity polymerization conditions to randomly introduce low levels of point mutations over long sequences. In a mixture of fragments of unknown sequences, error-prone PCR may be used to mutate the mixture.

カセット突然変異誘発において、単一テンプレートの配列遮断は、典型的にはランダム配列によって(部分的に)置換される。Reidhaar−Olson J F and Sauer R T:タンパク質配列の情報内容のプローブとしての組み合わせカセット突然変異誘発。Science 241(4861):53−57,1988。 In cassette mutagenesis, single template sequence blockades are typically (partially) replaced by random sequences. Reidhar-Olson J F and Sauer RT: Combination cassette mutagenesis as a probe for the information content of a protein sequence. Science 241 (4861): 53-57, 1988.

或いは、非確率的又は非ランダムな遺伝子突然誘発の任意の技術も本開示の様々な実施形態において使用することができる。非確率的突然変異誘発は、1つ又はそれ以上の予め決定された変異を有する分子を得るために、親分子が変異される(修飾される、又は、変化される)状況によって例証される。ある程度の量におけるバックグラウンド製造物の存在が、分子プロセシングの起こる多くの反応において実在し、及び、バックグラウンド製造物の存在が、予定されていない製造物を有する突然変異誘発工程の非確率的性質から減じないことはよく理解されている。部位−飽和突然変異誘発及び合成結紮リアセンブリは、遺伝子突然変異誘発技術の例であり、そこにおいて意図された製造物の正確な化学的構造は、予定されたものである。 Alternatively, any technique of non-stochastic or non-random gene abrupt induction can also be used in various embodiments of the present disclosure. Non-stochastic mutagenesis is illustrated by the situation in which the parent molecule is mutated (modified or altered) to obtain a molecule with one or more predetermined mutations. The presence of background products in certain amounts is present in many reactions where molecular processing occurs, and the presence of background products is the non-stochastic nature of mutagenesis steps with unplanned products. It is well understood that it does not diminish from. Site-saturated mutagenesis and synthetic ligation reassembly are examples of gene mutagenesis techniques, in which the exact chemical structure of the intended product is envisioned.

部位−飽和点突然変異誘発の1つの方法は、米国特許出願公開第2009/0130718号明細書に記載されている。この方法は、テンプレートポリヌクレオチドのコドンに対応する一連の変性プライマーを提供し、及び、変性プライマーに対応する配列を含む子孫ポリヌクレオチドを製造するためのポリメラーゼ伸長を実行する。子孫ポリヌクレオチドは、直接的進化において発現され、及び、スクリーニングされる。具体的には、これは、一連の子孫ポリペプチドを製造するための方法であって、工程(a)テンプレートポリペプチド配列をエンコードするコドンの複数からそれぞれなるテンプレートポリペプチドのコピーを提供する工程、及び(b)テンプレートポリヌクレオチドの各コドンにおいて、(1)一連の変性プライマーを提供する工程、そこにおいて、各プライマーはテンプレートポリヌクレオチドのコドンに対応する変性コドンからなり、少なくとも1つの隣接配列は、テンプレートポリヌクレオチドのコドンに隣接する配列に相同である、(2)プライマーがテンプレートポリヌクレオチドのコピーにアニール可能な条件を提供する工程、及び、(3)テンプレートに沿ったプライマーからのポリメラーゼ伸長反応を実行する工程、の(1)〜(3)の工程を実行し、それによって子孫ポリヌクレオチドを提供し、それぞれがアニールされたプライマーの変性コドンに対応する配列を含み、それによって一連の子孫ポリヌクレオチドを製造する。部位飽和突然変異誘発法とは、核酸の直接進化に関連し、進化した核酸を含むクローンをスクリーニングして、その結果、目的の結合活性を得る方法である。 One method of site-saturation point mutagenesis is described in US Patent Application Publication No. 2009/0130718. This method provides a set of denatured primers corresponding to the codons of the template polynucleotide and performs polymerase extension to produce a progeny polynucleotide containing the sequence corresponding to the denatured primer. Progeny polynucleotides are expressed and screened in direct evolution. Specifically, this is a method for producing a series of progeny polypeptides, step (a) providing a copy of the template polypeptide consisting of a plurality of codons encoding the template polypeptide sequence. And (b) at each codon of the template polynucleotide, (1) a step of providing a series of denatured primers, wherein each primer consists of denatured codons corresponding to the codons of the template polynucleotide, at least one flanking sequence. The steps of (2) providing conditions under which the primer can anneal to a copy of the template polynucleotide, which is homologous to the sequence flanking the codon of the template polynucleotide, and (3) the polymerase extension reaction from the primer along the template. Steps to be performed, steps (1) to (3), thereby providing progeny polynucleotides, each containing a sequence corresponding to the denatured codon of the annealed primer, thereby a series of progeny polynucleotides. To manufacture. The site saturation mutagenesis method is a method related to the direct evolution of nucleic acid and screening clones containing the evolved nucleic acid to obtain the desired binding activity as a result.

部位飽和突然変異誘発は、概して、1)1つ以上の祖先又は親世代鋳型から、少なくとも1つの点突然変異、付加、欠失、及び/又はキメラ化を実現するように突然変異を誘発された1つ又は複数の分子(ポリヌクレオチド配列を含む分子、ポリペプチド配列を含む分子、及び部分的にポリヌクレオチド配列を含み、且つ部分的にポリペプチド配列を含む分子を含む)の子孫世代を調製し;2)標的抗原に対する所望の結合親和性に関して1つ又は複数の子孫世代分子を−好ましくはハイスループット方法を用いて−スクリーニングし;3)任意選択で親及び/又は子孫世代分子に関する構造及び/又は、及び機能情報を入手及び/又はカタログ化し;及び4)任意選択で工程1)〜3)のいずれかを反復する方法に関する。 Site saturation mutagenesis is generally 1) mutagenesis from one or more ancestral or parental generation templates to achieve at least one point mutation, addition, deletion, and / or chimerization. Prepare progeny of one or more molecules, including molecules containing a polypeptide sequence, molecules containing a polypeptide sequence, and molecules partially containing a polynucleotide sequence and partially containing a polypeptide sequence. 2) One or more progeny molecules-preferably using high-throughput methods-screened for the desired binding affinity for the target antigen; 3) optionally the structure and / or progeny molecules for the parent and / or progeny molecules. Or, and obtain and / or catalog functional information; and 4) optionally relate to a method of repeating any of steps 1) to 3).

部位飽和突然変異誘発において、生成された(例えば、親ポリヌクレオチドテンプレートから)「コドン部位飽和突然変異誘発」と称されるポリヌクレオチドの子孫世代は、全てのコドン(又は同じアミノ酸をエンコードする変性コドンの全系統)が各コドン位置で表れるように、それぞれが、3つ以上の隣接点突然変異(つまり、新しいコドンからなる異なる塩基)の少なくとも1組を有する。このポリヌクレオチドの子孫世代に対応する、及び、このポリヌクレオチドの子孫世代によってエンコードされるのは、それぞれ少なくとも1つの単一アミノ酸点突然変異を有する、生成された一連の子孫ポリペプチドである。好適な態様において、生成された「アミノ酸部位飽和突然変異誘発」と称される一例は、ポリペプチドに沿った各アミノ酸位置及び全アミノ酸位置でアルファアミノ酸置換を形成する、自然にエンコードされる19のポリペプチドのそれぞれにおける変異体ポリペプチドである。この収量は−親ポリペプチドに沿った各アミノ酸位置及び全アミノ酸位置−もとのアミノ酸を含む20の異なる子孫ポリペプチドの全て、又は、付加アミノ酸が、20の自然にエンコードされたアミノ酸の代わりに、又は付加されてのどちらかで使用される場合、潜在的に21以上の異なる子孫ポリペプチドである。 In site saturation mutagenesis, the progeny of a polynucleotide called "codon site saturation mutagenesis" generated (eg, from a parent polynucleotide template) is a denatured codon that encodes all codons (or the same amino acid). Each has at least one set of three or more adjacent point mutations (ie, different bases consisting of new codons) so that the whole lineage of) appears at each codon position. Corresponding to the progeny generation of this polynucleotide, and encoded by the progeny generation of this polynucleotide, is a series of progeny polypeptides produced, each with at least one single amino acid point mutation. In a preferred embodiment, the generated example, referred to as "amino acid site saturation mutagenesis," is a naturally encoded 19 that forms an alpha amino acid substitution at each amino acid position and all amino acid positions along the polypeptide. It is a variant polypeptide in each of the polypeptides. This yield-all amino acid positions and all amino acid positions along the parent polypeptide-all of the 20 different progeny polypeptides, including the original amino acid, or additional amino acids replaces the 20 naturally encoded amino acids. , Or added, are potentially 21 or more different progeny polypeptides.

他の突然変異誘発技術は、組換えを含んで用いられることがあり、より具体的には、部分的相同の領域を含むポリヌクレオチド配列の生体内再集合の方法によって、ポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドを調製するための方法、少なくとも1つのポリヌクレオチドを形成するためのポリヌクレオチドをアセンブリする方法、有用な性質を有するポリペプチドの製造のためにポリヌクレオチドをスクリーニングする方法を含む。 Other mutagenesis techniques may be used involving recombination, and more specifically, poly that encodes a polypeptide by a method of in vivo reassembly of a polynucleotide sequence containing a region of partial homology. Includes methods for preparing nucleotides, assembling polynucleotides to form at least one polynucleotide, and screening polynucleotides for the production of polypeptides with useful properties.

他の態様において、突然変異誘発技術は、分子を組換えるため、及び/又は配列及び相同領域を有する反復又は連続した配列の範囲の煩雑さを減らす縮小した方法を伝達するため、細胞の本来の性質を利用する。 In other embodiments, the mutagenesis technique is intended to recombinate the molecule and / or to convey a reduced method that reduces the complexity of a range of repetitive or contiguous sequences with sequences and homologous regions. Take advantage of the nature.

様々な突然変異誘発技術は、生物学的活性交雑ポリペプチドをエンコードする交雑ポリペプチドを生成するための方法を提供するため、単独で、又は組み合わせて用いられることがある。これら及び他の目的を達成することにおいて、本開示の一態様に従って、適当な宿主細胞内にポリペプチドを導入し、交雑ポリペプチドを製造するための条件下で宿主細胞を成長させる方法が設けられている。 Various mutagenesis techniques may be used alone or in combination to provide a method for producing a hybrid polypeptide that encodes a biologically active hybrid polypeptide. In achieving these and other objectives, according to one aspect of the present disclosure, there is provided a method of introducing a polypeptide into a suitable host cell and growing the host cell under conditions for producing a hybrid polypeptide. ing.

キメラ遺伝子は、制限酵素によって生成される互換性のある粘着末端を使用する2つのポリヌクレオチドフラグメントを接合することによってつくられる。ここにおいて、各フラグメントは、別々の祖先(親)分子に由来する。他の実施例は、単一部位突然変異誘発されたポリペプチドのためにエンコードする単一子孫ポリヌクレオチドを生成するための親ポリヌクレオチドにおいて、単一コドン位置の突然変異誘発(つまり、コドン置換、付加、欠失を得るため)である。 Chimeric genes are made by joining two polynucleotide fragments that use compatible sticky ends produced by restriction enzymes. Here, each fragment is derived from a separate ancestral (parent) molecule. Another embodiment is a single codon position mutagenesis (ie, codon substitution, in a parent polynucleotide for producing a single progeny polynucleotide that encodes for a single site mutagenetic polypeptide. To obtain additions and deletions).

さらに、生体内部位特異的組換え系は、生体内組換えのランダムな方法と同様に、遺伝子の交雑の生成、及び、相同であるが、プラスミド上で切断された遺伝子間の組換えの生成のために利用される。突然変異誘発はまた、重複拡張及びPCRによっても報告された。 In addition, the in vivo site-specific recombination system produces gene crosses and homologous but recombinants between genes cleaved on the plasmid, similar to random methods of in vivo recombination. Used for. Mutagenesis was also reported by duplication and PCR.

非ランダムな方法は、点突然変異及び/又はキメラ化のより大きい数を得るために使用し、例えば、総合的又は包括的な方法は、テンプレート分子において特異的構造群(例えば、特異的単一アミノ酸位置又は2つ又はそれ以上のアミノ酸位置からなる配列)に機能的に属するために、及び突然変異の特異的な群化を分類し、比較するために、特定の突然変異の群化において全ての分子種を生成するために用いられる。 Non-random methods are used to obtain larger numbers of point mutations and / or chimerizations, eg, synthetic or comprehensive methods are specific structural groups (eg, specific singles) in the template molecule. All in a particular mutation grouping to functionally belong to an amino acid position or a sequence consisting of two or more amino acid positions) and to classify and compare specific groupings of mutations. Used to produce the molecular species of.

本開示において、親又は野生型タンパク質から変異体ポリペプチドの新規集団(ライブラリ)を生成するため、これら又は他の進化方法のいずれを用いることもできる。 In the present disclosure, any of these or other evolutionary methods can be used to generate a novel population (library) of mutant polypeptides from parental or wild-type proteins.

進化分子の発現
進化工程から生成された変異体ポリヌクレオチドは、変異体ポリペプチドの産生(発現)のため、既発表のプロトコルに従いアガロースゲルでサイズ分画され、発現ベクターに挿入され、及び適切な宿主細胞にトランスフェクトされても、又はされなくてもよい。発現は、ルーチンの分子生物学的技術を用い得る。従って、発現工程は様々な公知の方法を用いることができる。
Expression of evolutionary molecules The mutant polynucleotides produced from the evolutionary process are size fractionated on an agarose gel according to previously published protocols, inserted into an expression vector, and suitable for the production (expression) of the mutant polypeptide. It may or may not be transfected into the host cell. Expression can use routine molecular biology techniques. Therefore, various known methods can be used for the expression step.

例えば、簡潔に言えば、進化工程から生成された変異体ポリヌクレオチドを、次に標準的な分子生物学的技術を用いて消化し、プラスミドDNAなどの発現ベクターにライゲーションする。次に標準的なプロトコルを用いてベクターを細菌又は他の細胞に形質転換する。これは、ハイスループット発現及びスクリーニング用の96ウェルトレイなどのマルチウェルトレイの個々のウェルで行うことができる。このプロセスを各変異体ポリヌクレオチドについて繰り返す。 For example, in brief, variant polynucleotides generated from evolutionary processes are then digested using standard molecular biology techniques and ligated into expression vectors such as plasmid DNA. The vector is then transformed into bacteria or other cells using standard protocols. This can be done on individual wells in a multi-well tray, such as a 96-well tray for high-throughput expression and screening. This process is repeated for each mutant polynucleotide.

このようにして選抜され単離されたポリヌクレオチドは、適切な宿主細胞に導入される。適切な宿主細胞は、遺伝子組換え及び/又は減少的再集合を促進することができる任意の細胞である。選抜されたポリヌクレオチドは、好ましくは、適切な制御配列を含むベクターに既にあるものである。宿主細胞は、哺乳細胞等の高等真核細胞であり、又は酵母細胞等の下等真核細胞であっても良く、又は好ましくは宿主細胞は、細菌細胞等の原核細胞であってもよい。宿主細胞へのコンストラクトの導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストラン媒介性トランスフェクション、又はエレクトロポレーションによって遂行されることができる(例えば、Ecker and Davis,1986,Inhibition of gene expression in plant cells by expression of antisense RNA,Proc Natl Acad Sci USA,83:5372−5376)。 The polynucleotide thus selected and isolated is introduced into a suitable host cell. Suitable host cells are any cells capable of promoting genetic recombination and / or reduced reassortment. The selected polynucleotide is preferably one already present in the vector containing the appropriate control sequence. The host cell may be a higher eukaryotic cell such as a mammalian cell, or a lower eukaryotic cell such as a yeast cell, or preferably the host cell may be a prokaryotic cell such as a bacterial cell. Introduction of constructs into host cells can be accomplished by calcium phosphate transfection, DEAE-dextran-mediated transfection, or electroporation (eg, Ecker and Davis, 1986, Inhibition of gene expression in plant cells by expression). of antisense RNA, Proc Natl Acad Sci USA, 83: 5372-5376).

使用可能な発現ベクターの代表例として、ウイルス粒子、バキュロウイルス、ファージ、プラスミド、ファージミド、コスミド、フォスミド、細菌人工染色体、ウイルスDNA(例えば、ワクシニア、アデノウイルス、foul pox virus、仮性狂犬病、及びSV40派生物)plに基づく人工染色体、酵母プラスミド、酵母人工染色体、及び特定の目的宿主に特異的な任意の他のベクター(例えば桿菌、アスペルギルス、及び酵母)が言及され得る。従って、例えば、DNAは、ポリペプチドを発現するための様々な発現ベクターのいずれか一つに含まれ得る。このようなベクターは、染色体性のDNA配列、非染色体性のDNA配列、及び合成DNA配列を含む。多数の適切なベクターは当業者に周知であり、市販されている。例として以下のベクターを挙げる。細菌性:pQEベクター(Qiagen)、pBluescriptプラスミド、pNHベクター、ラムダZAPベクター(Stratagene);ptrc99a、ρKK223−3、pDR540、pRIT2T(Pharmacia);真核性:pXTl、ρSG5(Stratagene)pSVK3、pBPV、pMSG、pSVLSV40(Pharmacia)。しかしながら、それらが宿主において複製可能であり且つ生存可能である限り、他のいかなるプラスミドも又は他のベクターも使用可能である。低コピー数ベクター又は高コピー数ベクターが、本発明において使用されることができる。 Representative examples of available expression vectors are viral particles, baculovirus, phage, plasmid, phagemid, cosmid, phosmid, bacterial artificial chromosome, viral DNA (eg, vaccinia, adenovirus, foul poke virus, pseudomad dog disease, and SV40 faction). Organisms) pl-based artificial chromosomes, yeast plasmids, yeast artificial chromosomes, and any other vector specific for a particular host of interest (eg, rod fungus, Aspergillus, and yeast) can be referred to. Thus, for example, DNA can be included in any one of various expression vectors for expressing a polypeptide. Such vectors include chromosomal DNA sequences, non-chromosomal DNA sequences, and synthetic DNA sequences. Many suitable vectors are well known to those of skill in the art and are commercially available. The following vector is given as an example. Bacterial: pQE vector (Qiagen), pBluescrit plasmid, pNH vector, Lambda ZAP vector (Stratagene); ptrc99a, ρKK223-3, pDR540, pRIT2T (Pharmacia); Eukaryotic: pXTl, ρSG5 , PSVLSV40 (Pharmacia). However, any other plasmid or other vector can be used as long as they are replicable and viable in the host. A low copy count vector or a high copy count vector can be used in the present invention.

発現ベクターにおける変異体ポリヌクレオチド配列は、RNA合成を導くための適切な発現制御配列(プロモーター)と操作可能に連結される。特定の名づけられた細菌プロモーターは、lad、lacZ、T3、T7、gpt、ラムダPR、PL、及びtrpを含む。真核生物プロモーターは、前初期CMV、HSVチミジンキナーゼ、初期及び後期SV40、レトロウイルス由来のLTR、及びマウスメタロチオネイン−1を含む。適切なベクター及びプロモーターの選択は、十分に当業者の水準の範囲内にある。発現ベクターはまた、翻訳開始のためのリボソーム結合部位及び転写ターミネーターを含む。このベクターは、発現を増幅するための適切な配列を含んでもよい。プロモーター領域は、選択可能なマーカーを有するクロラムフェニコールトランスフェラーゼ(CAT)ベクター、又は他のベクターを使用して、任意の所望の遺伝子から選択されることができる。加えて、発現ベクターは、真核細胞培養に対するジヒドロ葉酸還元酵素又はネオマイシン耐性等、又は大腸菌(E.coli)におけるテトラサイクリン又はアンピシリン耐性等の、形質転換された宿主細胞の選抜のための表現型の特徴を提供するために、好ましくは、1若しくはそれ以上の選択可能なマーカー遺伝子を含む。 The variant polynucleotide sequence in the expression vector is operably linked to the appropriate expression control sequence (promoter) for deriving RNA synthesis. Specific named bacterial promoters include lad, lacZ, T3, T7, gpt, lambda PR, PL, and trp. Eukaryotic promoters include pre-early CMV, HSV thymidine kinase, early and late SV40, retrovirus-derived LTR, and mouse metallothionein-1. Selection of suitable vectors and promoters is well within the standards of those of skill in the art. The expression vector also contains a ribosome binding site and a transcription terminator for translation initiation. This vector may contain suitable sequences for amplifying expression. The promoter region can be selected from any desired gene using a chloramphenicol transferase (CAT) vector with a selectable marker, or other vector. In addition, the expression vector is a phenotype for selection of transformed host cells, such as dihydrofolate reductase or neomycin resistance to eukaryotic cell culture, or tetracycline or ampicillin resistance in E. coli. To provide features, it preferably comprises one or more selectable marker genes.

真核生物DNA転写は、発現ベクターにエンハンサー配列を挿入することによって増加させ得る。エンハンサーは、プロモーターによる転写を増加させる10〜300bpのシス作用配列である。エンハンサーは、転写ユニットの5’側又は3’側のいずれにあるときも、転写を有効に増加させることができる。エンハンサーはまた、イントロン内又はコード配列それ自体の中に位置する場合も有効である。典型的には、SV40エンハンサー、サイトメガロウイルスエンハンサー、ポリオーマエンハンサー、及びアデノウイルスエンハンサーを含めたウイルスエンハンサーが用いられる。マウス免疫グロブリン重鎖エンハンサーなど、哺乳類系由来のエンハンサー配列もまたよく用いられる。 Eukaryotic DNA transcription can be increased by inserting an enhancer sequence into the expression vector. Enhancers are 10-300 bp cis-acting sequences that increase transcription by promoters. The enhancer can effectively increase transcription when it is on either the 5'side or the 3'side of the transfer unit. Enhancers are also useful if they are located within the intron or within the coding sequence itself. Typically, virus enhancers including SV40 enhancers, cytomegalovirus enhancers, polyoma enhancers, and adenovirus enhancers are used. Enhancer sequences from mammalian descent, such as mouse immunoglobulin heavy chain enhancers, are also commonly used.

哺乳類発現ベクター系はまた、典型的には選択可能なマーカー遺伝子も含む。好適なマーカーの例としては、ジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子(DHFR)、チミジンキナーゼ遺伝子(TK)、又は薬剤耐性を付与する原核生物遺伝子が挙げられる。最初の2つのマーカー遺伝子については、成長培地にチミジンを添加しなければ成長することができない変異細胞株の使用が好ましい。次に、非補足培地で成長する能力によって形質転換細胞を同定することができる。マーカーとして有用な原核生物薬剤耐性遺伝子の例としては、G418、ミコフェノール酸及びハイグロマイシンに対する耐性を付与する遺伝子が挙げられる。 Mammalian expression vector systems also typically include selectable marker genes. Examples of suitable markers include dihydrofolate reductase gene (DHFR), thymidine kinase gene (TK), or prokaryotic genes that confer drug resistance. For the first two marker genes, it is preferred to use mutant cell lines that cannot grow without the addition of thymidine to the growth medium. Transformed cells can then be identified by their ability to grow in non-supplemented medium. Examples of prokaryotic drug resistance genes useful as markers include genes that confer resistance to G418, mycophenolic acid and hygromycin.

目的のDNAセグメントを含有する発現ベクターは、細胞産生宿主のタイプに応じた周知の方法によって宿主細胞に移入することができる。例えば、原核生物宿主細胞には塩化カルシウムトランスフェクションがよく利用され、一方、リン酸カルシウム処理、リポフェクション、又は電気穿孔は真核生物宿主細胞に用いられ得る。哺乳類細胞産生宿主の形質転換に用いられる他の方法としては、ポリブレン、プロトプラスト融合、リポソーム、電気穿孔、及びマイクロインジェクションの使用が挙げられる(一般に、Sambrook et al.,前掲を参照)。 The expression vector containing the DNA segment of interest can be transferred to the host cell by a well-known method depending on the type of cell-producing host. For example, calcium chloride transfection is often used for prokaryotic host cells, while calcium phosphate treatment, lipofection, or electrical perforation can be used for eukaryotic host cells. Other methods used for transformation of mammalian cell-producing hosts include the use of polybrene, protoplast fusion, liposomes, electroporation, and microinjection (generally see Sambrook et al., Supra).

適切な宿主に発現ベクターが導入されると、導入された変異体ポリヌクレオチド配列が高度に発現して変異体ポリペプチドが産生されるように、宿主が好適な条件下に維持される。発現ベクターは典型的には、エピソームとして、或いは宿主染色体DNAの一体部分として、宿主生物において複製可能である。一般に、発現ベクターは、所望のDNA配列で形質転換された細胞の検出を可能にするため、選択マーカー、例えばテトラサイクリン又はネオマイシンを含み得る(例えば、米国特許第4,704,362号明細書を参照のこと)。 When the expression vector is introduced into a suitable host, the host is maintained under suitable conditions such that the introduced mutant polynucleotide sequence is highly expressed to produce the mutant polypeptide. Expression vectors are typically replicable in the host organism as episomes or as an integral part of the host chromosomal DNA. In general, expression vectors may contain selectable markers such as tetracycline or neomycin to allow detection of cells transformed with the desired DNA sequence (see, eg, US Pat. No. 4,704,362). That).

従って、本願発明の他の態様においては、変異体ポリヌクレオチドは、減少的再集合の方法によって生成されることができる。方法は、連続的な配列(オリジナルのコード配列配列)、適切なベクターへのそれらの挿入、及び適切な宿主細胞へのその後のそれらの導入を含むコンストラクトの生成を含む。個々の分子同一性の再集合は、相同領域を有するコンストラクトにおける連続的な配列間での、又は擬似繰り返し単位間での組合せ方法によって発生する。再集合方法は、複雑さ及び反復配列の範囲を再結合させ及び/又は減少させ、新しい分子種の生成をもたらす。さまざまな処理を、再集合の割合を増強させるために適用することができる。これらは、紫外線処理又はDNA損害性化学薬品、及び/又は増強した水準の「遺伝的不安定性」を示す宿主細胞株の使用を含むことができる。したがって、再集合方法は、それら自身の進化を導くために、相同組換え又は準反復配列の自然の特性を含むことができる。 Thus, in another aspect of the invention, the mutant polynucleotide can be produced by a method of decreasing reassortment. Methods include the generation of constructs, including contiguous sequences (original coding sequence sequences), their insertion into the appropriate vector, and subsequent introduction of them into the appropriate host cell. The reassortment of individual molecular identities occurs by a combination method between continuous sequences in constructs with homologous regions or between pseudo-repeating units. The recombination method recombines and / or reduces the complexity and range of repeats, resulting in the generation of new molecular species. Various treatments can be applied to increase the rate of reassortment. These can include UV treatment or DNA damaging chemicals and / or the use of host cell lines exhibiting enhanced levels of "genetic instability". Thus, reassortment methods can include the natural properties of homologous recombination or quasi-repeated sequences to guide their own evolution.

細胞はその後増殖し、「減少的再集合」は達成される。減少的再集合方法の割合は、必要に応じて、DNA損傷の導入によって刺激され得る。インビボでの再集合は「遺伝子組換え」とまとめて呼ばれる「分子間の」方法に向けられ、これは細菌においては、「RecA依存性」の現象として通常観察される。本発明は、配列を組換え且つ再集合させるための宿主細胞の遺伝子組換え方法、又は欠損によって細胞における準反復配列の複雑性を減少させるための縮小方法を調節する細胞の能力に依存することができる。「縮小再集合」のこの方法は、「分子内の」、RecA非依存性の方法によって生じる。最終結果は、すべての可能な組合せへの分子の再集合である。 The cells then proliferate and "decreasing reassortment" is achieved. The proportion of the decreasing reassortment method can be stimulated by the introduction of DNA damage, if desired. In vivo reassortment is directed to an "intermolecular" method collectively referred to as "genetical recombination", which is commonly observed in bacteria as a "RecA-dependent" phenomenon. The present invention depends on the ability of the cell to regulate the method of genetic recombination of the host cell for recombination and rearrangement of the sequence, or the reduction method for reducing the complexity of quasi-repeated sequences in the cell by deletion. Can be done. This method of "reduced reassortment" occurs by a "intramolecular", RecA-independent method. The end result is the reassortment of molecules into all possible combinations.

一態様において、宿主生物又は細胞は、グラム陰性菌、グラム陽性菌又は真核生物を含む。本開示の別の態様において、グラム陰性菌は、大腸菌(Escherichia coli)、又は蛍光菌(Pseudomonas fluorescens)を含む。本開示の別の態様において、グラム陽性菌は、ストレプトミセス・ディベルサ(Streptomyces diversa)、ラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトコッカス・クレモリス(Lactococcus cremoris)、又はバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)を含む。本開示の別の態様において、真核生物は、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula plymorpha)、又はアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)を含む。適切な宿主の代表例として、細菌細胞、例えば、大腸菌(E.coli)、ストレプトミセス属(Streptomyces)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium);真菌細胞、例えば、酵母;昆虫細胞、例えば、ショウジョウバエ属(Drosophila)S2及びスポドプテラ(Spodoptera)Sf9;動物細胞、例えば、CHO、COS又はBowesメラノーマ;アデノウイルス;及び植物細胞を挙げることができる。適切な宿主の選択は、本明細書の教示から当業者の範囲内にあると見なされる。 In one embodiment, the host organism or cell comprises a Gram-negative bacterium, a Gram-positive bacterium or a eukaryote. In another aspect of the present disclosure, Gram-negative bacteria include Escherichia coli, or Pseudomonas fluororescens. In another aspect of the present disclosure, the gram-positive strains are Streptomyces diversa, Lactobacillus gasseri, Lactococcus lactis, Lactococcus lactis, Lactococcus cles Includes Bacillus subtilis. In another aspect of the present disclosure, the eukaryotic organisms are Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces pombe, Pichia pastoris, Pichia pastoris, and Pichia pastoris. -Includes Hansenula plymorpha, or Aspergillus niger. Representative examples of suitable hosts include bacterial cells such as E. coli, Streptomyces, Salmonella typurium; fungal cells such as yeast; insect cells such as fruit fly (Drosophila). ) S2 and Spodoptera Sf9; animal cells such as CHO, COS or Bowes melanoma; adenovirus; and plant cells. The selection of a suitable host is considered to be within the skill of one of ordinary skill in the art from the teachings herein.

酵母などの真核微生物に加えて、哺乳類組織細胞培養物もまた、本発明の変異体ポリペプチドの発現に使用し得る(Winnacker,“From Genes to Clones,”VCH Publishers,N.Y.,N.Y.(1987)を参照)。真核細胞は、インタクトな免疫グロブリンの分泌能を有するいくつもの好適な宿主細胞株が当該技術分野において開発されているため好ましく、CHO細胞株、様々なCOS細胞株、HeLa細胞、骨髄腫細胞株、B細胞又はハイブリドーマが含まれる。これらの細胞の発現ベクターは、発現制御配列、例えば、複製起点、プロモーター、エンハンサー(Queen et al.,Immunol.Rev.,vol.89,page 49,1986)、及び必須のプロセシング情報部位、例えば、リボソーム結合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位、及び転写終結配列を含み得る。好ましい発現制御配列は、免疫グロブリン遺伝子、サイトメガロウイルス、SV40、アデノウイルス、ウシパピローマウイルスなどに由来するプロモーターである。 In addition to eukaryotic microorganisms such as yeast, mammalian tissue cell cultures can also be used to express the variant polypeptides of the invention (Winnacker, "From Genes to Clones," VCH Publishers, NY, N. . Y. (1987)). Eukaryotic cells are preferred because a number of suitable host cell lines capable of secreting intact immunoglobulins have been developed in the art, preferably CHO cell lines, various COS cell lines, HeLa cells, myeloma cell lines. , B cells or hybridomas. Expression vectors of these cells include expression control sequences such as origins of replication, promoters, enhancers (Queen et al., Immunol. Rev., vol. 89, page 49, 1986), and essential processing information sites, eg, It may include a ribosome binding site, an RNA splice site, a polyadenylation site, and a transcription termination sequence. Preferred expression control sequences are promoters derived from immunoglobulin genes, cytomegalovirus, SV40, adenovirus, bovine papillomavirus and the like.

一実施形態において、真核生物宿主細胞は、CHO、HEK293、IM9、DS−1、THP−1、Hep G2、COS、NIH 3T3、C33a、A549、A375、SK−MEL−28、DU 145、PC−3、HCT 116、Mia PACA−2、ACHN、ジャーカット、MM1、Ovcar 3、HT 1080、Panc−1、U266、769P、BT−474、Caco−2、HCC 1954、MDA−MB−468、LnCAP、NRK−49F、及びSP2/0細胞株;及びマウス脾細胞及びウサギPBMCから選択される。一態様において、哺乳類宿主細胞(mammalian hoist cell)は、CHO又はHEK293細胞株から選択される。具体的な一態様において、哺乳類宿主細胞はCHO−S細胞株である。別の具体的な態様において、哺乳類系はHEK293細胞株である。別の実施形態において、真核生物宿主は酵母細胞系である。一態様において、真核生物宿主は、S.セレビシエ(S.cerevisiae)酵母細胞又はピキア属(picchia)酵母細胞から選択される。 In one embodiment, the eukaryotic host cells are CHO, HEK293, IM9, DS-1, THP-1, Hep G2, COS, NIH 3T3, C33a, A549, A375, SK-MEL-28, DU 145, PC. -3, HCT 116, Mia PACA-2, ACHN, Jarkat, MM1, Ovicar 3, HT 1080, Panc-1, U266, 769P, BT-474, Caco-2, HCC 1954, MDA-MB-468, LnCAP , NRK-49F, and SP2 / 0 cell line; and selected from mouse splenocytes and rabbit PBMC. In one embodiment, the mammalian host cell (mammalian hoist cell) is selected from the CHO or HEK293 cell lines. In a specific embodiment, the mammalian host cell is a CHO-S cell line. In another specific embodiment, the mammalian system is a HEK293 cell line. In another embodiment, the eukaryotic host is a yeast cell line. In one embodiment, the eukaryotic host is S. It is selected from S. cerevisiae yeast cells or Pichia yeast cells.

別の実施形態において、哺乳類宿主細胞は開発業務受託機関又は医薬品製造受託機関によって商業的に作成されてもよい。例えば、組換え抗体又は他のタンパク質については、Lonza(Lonza Group Ltd、Basel,Switzerland)が、ベクターを作成し、GS Gene Expression System(商標)技術をCHOK1SV又はNS0細胞産生宿主のいずれかと共に用いてこれらの産物を発現させることができる。目的のポリヌクレオチドを含む宿主細胞は、プロモーターの活性化、形質転換体の選択又は遺伝子の増幅のため適宜改良した従来の栄養培地で培養することができる。温度、pHなどの培養条件は、発現用に選択された宿主細胞で以前使用したものであり、当業者には明らかであろう。 In another embodiment, the mammalian host cell may be commercially produced by a contract research organization or a contract research organization. For example, for recombinant antibodies or other proteins, Lonza (Lonza Group Ltd, Basel, Swisserland) created the vector and used GS Gene Expression System ™ technology with either the CHOK1SV or NS0 cell-producing host. These products can be expressed. Host cells containing the polynucleotide of interest can be cultured in conventional nutrient media appropriately modified for promoter activation, transformant selection or gene amplification. Culture conditions such as temperature, pH, etc. were previously used in the host cells selected for expression and will be apparent to those of skill in the art.

上記で考察したとおり、条件的活性型ASTRの発現最適化は、用いるベクター(ベクター成分、例えば、プロモーター、スプライス部位、5’及び3’末端及びフランキング配列)の最適化、宿主細胞の遺伝子修飾による遺伝子欠失及び再構成の低減、関連性のある遺伝子をインビボ又はインビトロで進化させる方法による宿主細胞遺伝子活性の進化、関連性のある遺伝子を進化させることによる宿主グリコシル化酵素の最適化によって、及び/又は染色体ワイドな宿主細胞突然変異誘発及び発現能が増進した細胞を選択するための選択戦略によって達成することができる。 As discussed above, optimizing the expression of conditional active ASTR involves optimizing the vectors used (vector components such as promoters, splice sites, 5'and 3'ends and flanking sequences), genetic modification of host cells. By reducing gene deletion and rearrangement by, evolving host cell gene activity by methods of evolving related genes in vivo or in vitro, optimizing host glycosylating enzymes by evolving related genes. And / or chromosomal-wide host cells can be achieved by mutagenesis and selection strategies for selecting cells with enhanced expressive capacity.

タンパク質発現は様々な周知の方法によって誘導されることができ、多くの遺伝系がタンパク質発現の誘導のために公表されている。例えば、適切な系については、誘導剤品の追加によってタンパク質発現が誘導される。細胞はその後、遠心分離によってペレットにされ、上澄みが取り除かれる。ペリプラズムタンパク質は、DNAse、RNAse及びリソチームを有する細胞を培養することによって高められ得る。遠心分離後、新規なタンパク質を含む上澄みは、アッセイ前に新しいマルチウェルトレイに移され、保存される。 Protein expression can be induced by a variety of well-known methods, and many genetic systems have been published for the induction of protein expression. For example, for suitable systems, the addition of inducers induces protein expression. The cells are then pelleted by centrifugation and the supernatant is removed. Periplasmic proteins can be enhanced by culturing cells with DNAse, RNAse and lysozyme. After centrifugation, the supernatant containing the novel protein is transferred to a new multi-well tray and stored prior to the assay.

細胞は一般的には遠心分離によって採取され、物理的又は化学的手段によって分離され、そして得られたクルードの抽出物は更なる精製のために保持される。タンパク質の発現のために使用される微生物細胞は、凍結融解サイクル、音波処理、機械分離、又は細胞溶解剤の使用を含む任意の都合のよい方法によって分離されることができる。このような方法は当業者に周知である。発現したポリペプチド又はそのフラグメントは、硫酸アンモニウム又はエタノール沈殿、酸抽出、陰イオン又は陽イオン交換クロマトグラフィ、ホスホセルロースクロマトグラフィ、疎水性相互作用クロマトグラフィ、アフィニティークロマトグラフィ、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィ、及びレクチンクロマトグラフィを含む方法によって、組換え細胞培養物から回収され、精製され得る。タンパク質のリフォールディング過程が、必要に応じて、ポリペプチドの構造を仕上げる際に用いられることができる。必要に応じて、高性能液体クロマトグラフィ(HPLC)が、最終的な精製過程のために使用されることができる。条件的活性型ASTRのスクリーニングは、好都合なハイスループットスクリーニング又は選択プロセスを利用可能であることによって促進され得る。細胞表面ディスプレイ発現及びスクリーニング技術(例えば、上記に定義するとおりの)を用いて、条件的活性型ASTRに関して変異体タンパク質をスクリーニングすることができる。 Cells are generally harvested by centrifugation, separated by physical or chemical means, and the resulting crude extract is retained for further purification. Microbial cells used for protein expression can be isolated by any convenient method, including freeze-thaw cycles, sonication, mechanical separation, or the use of cytolytic agents. Such methods are well known to those of skill in the art. The expressed polypeptide or fragment thereof may be prepared by a method comprising ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, hydroxylapatite chromatography, and lectin chromatography. It can be recovered from the recombinant cell culture and purified. The protein refolding process can be used, if desired, in finishing the structure of the polypeptide. If desired, high performance liquid chromatography (HPLC) can be used for the final purification process. Screening for conditional active ASTR can be facilitated by the availability of convenient high-throughput screening or selection processes. Cell surface display expression and screening techniques (eg, as defined above) can be used to screen mutant proteins for conditional active ASTR.

可逆的又は非可逆的な変異を同定するためのスクリーニング
望ましい分子の同定は、許容型の条件及び野生型の条件におけるタンパク質活性を測定することによって、非常に直接的に達成される。最も高い活性の比(許容型/野生型)を示す変異体を、次いで選択し、標準的な方法を用いて個々の変異を組み合わせることで、点変異の並べ替え(permutation)を生成することが出来る。次いで、この組み合わせた並べ替えタンパク質ライブラリーから、許容型と野生型の活性に最も大きい差を示すタンパク質をスクリーニングする。
Screening for Identifying Reversible or Irreversible Mutations Identification of the desired molecule is achieved very directly by measuring protein activity under acceptable and wild-type conditions. Mutants with the highest activity ratio (acceptable / wild-type) can then be selected and combined with individual mutations using standard methods to generate a permutation of point mutations. You can. The combined sorted protein library is then screened for the protein with the greatest difference in acceptable and wild-type activity.

上清の活性を、様々な方法、例えば、蛍光アッセイなどのハイスループットな活性アッセイを使ってスクリーニングして、希望する特性(温度、pHなど)に感受性をもつ、タンパク質変異体を同定することが可能である。例えば、時間的感受性の変異体をスクリーニングするためには、個々の変異体ごとに、低い温度(25℃など)と、元のタンパク質が機能する温度(37℃など)とにおいて、商業的に利用可能な基質を用いて、酵素活性又は抗体活性の測定を行う。スクリーニングは、特に血清及びBSAなど、種々の培地で行うことができる。反応は、初めは96ウェル分析など、マルチウェル分析フォーマットで実施し、14mlチューブフォーマットなど、別のフォーマットを用いて確認することができる。 The activity of the supernatant can be screened using a variety of methods, eg, high-throughput activity assays such as fluorescence assays, to identify protein variants that are sensitive to the desired properties (temperature, pH, etc.). It is possible. For example, to screen for time-sensitive variants, each individual variant is commercially available at low temperatures (such as 25 ° C) and at temperatures at which the original protein functions (such as 37 ° C). Enzyme activity or antibody activity is measured using possible substrates. Screening can be performed on a variety of media, especially serum and BSA. The reaction can be initially performed in a multi-well analytical format, such as 96-well analysis, and confirmed using another format, such as a 14 ml tube format.

一態様においては、本方法はさらに、候補の条件的生理活性をテストする前に、少なくとも一つの核酸又はポリペプチドを改変する工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、宿主細胞又は宿主生物におけるポリペプチドの発現の上昇をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH3〜約pH12のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH5〜約pH10のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH6〜約pH8のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH6.7〜約pH7.5のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約4℃〜約55℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約15℃〜約47℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約20℃〜約40℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約25℃〜約37℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、通常の浸透圧下での酵素活性と、(正方向又は負方向に)異常な浸透圧下での酵素活性とをテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、通常の電解質濃度下での酵素活性と、(正方向又は負方向に)異常な電解質濃度下での酵素活性とをテストする工程を有するものである。テストされる電解質濃度は、カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩素、重炭酸、及びリン酸の濃度から選択されるものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、安定した反応産物をもたらす酵素活性をテストする工程を有するものである。 In one aspect, the method further comprises modifying at least one nucleic acid or polypeptide prior to testing the candidate's conditional bioactivity. In another embodiment, the testing step (c) further comprises testing for elevated expression of the polypeptide in a host cell or host organism. In a further embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the pH range of about pH 3 to about pH 12. In a further embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the pH range of about pH 5 to about pH 10. In a further embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the pH range of about pH 6 to about pH 8. In a further embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the pH range of about pH 6.7 to about pH 7.5. In another embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the temperature range of about 4 ° C to about 55 ° C. In another embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the temperature range of about 15 ° C to about 47 ° C. In another embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the temperature range of about 20 ° C to about 40 ° C. In another embodiment, the testing step (c) further comprises testing the enzyme activity in the temperature range of about 25 ° C to about 37 ° C. In another embodiment, the step (c) to be tested further comprises testing the enzyme activity under normal osmotic pressure and (positively or negatively) abnormal osmotic pressure. be. In another embodiment, the step (c) of testing further comprises testing enzyme activity under normal electrolyte concentration and (positively or negatively) abnormal electrolyte concentration. It is a thing. The electrolyte concentration to be tested is selected from the concentrations of calcium, sodium, potassium, magnesium, chlorine, bicarbonate, and phosphoric acid. In another embodiment, the test step (c) further comprises a step of testing the enzyme activity resulting in a stable reaction product.

別の態様においては、本開示は、酵素活性を持つ本開示のポリペプチド又はそのフラグメントに特異的に結合する、精製抗体を提供するものである。一態様においては、本開示は、酵素活性を持つポリペプチドに特異的に結合する抗体のフラグメントを提供するものである。 In another aspect, the disclosure provides a purified antibody that specifically binds to an enzymatically active polypeptide or fragment thereof of the present disclosure. In one aspect, the present disclosure provides a fragment of an antibody that specifically binds to a polypeptide having enzymatic activity.

抗体及び抗体ベースのスクリーニング方法
本開示は、本開示の酵素に特異的に結合する、単離された抗体又は組換え抗体を提供する。これらの抗体を用いて、本開示の酵素、又は関連するポリペプチドの酵素を、単離、同定、又は定量化することが出来る。これらの抗体を用いて、本開示の範囲内の他のポリペプチド、又は他の関連する酵素を単離することが出来る。抗体は、酵素の活性部位に結合するように設計することが出来る。従って、本開示は、本開示の抗体を用いて、酵素を抑制する方法を提供する。
Antibodies and Antibody-Based Screening Methods The present disclosure provides isolated or recombinant antibodies that specifically bind to the enzymes of the present disclosure. These antibodies can be used to isolate, identify, or quantify the enzymes of the present disclosure or related polypeptides. These antibodies can be used to isolate other polypeptides, or other related enzymes, within the scope of the present disclosure. Antibodies can be designed to bind to the active site of the enzyme. Accordingly, the present disclosure provides a method of suppressing an enzyme using the antibodies of the present disclosure.

抗体は、免疫沈降、染色、及び免疫親和性カラムなどで用いることが出来る。必要な場合、特定の抗原をエンコードする核酸配列は、免疫処置とそれに続くポリペプチド又は核酸の単離、増幅又はクローニング、並びに本開示のアレイへのポリペプチドの固定化によって生成することが出来る。或いは、本開示の方法を用いて、細胞によって生産された抗体の構造を改変することが可能であり、抗体を改変し、例えば抗体の親和性を上昇又は低下させることが可能である。さらに、抗体を作成又は改変する能力を、本開示の方法により細胞中に設計された表現型とすることが出来る。 Antibodies can be used in immunoprecipitation, staining, and immunoaffinity columns and the like. If required, the nucleic acid sequence encoding a particular antigen can be generated by immunological treatment followed by isolation, amplification or cloning of the polypeptide or nucleic acid, as well as immobilization of the polypeptide on the arrays of the present disclosure. Alternatively, the methods of the present disclosure can be used to modify the structure of the antibody produced by the cells, modifying the antibody, eg, increasing or decreasing the affinity of the antibody. In addition, the ability to produce or modify antibodies can be a phenotype designed intracellularly by the methods of the present disclosure.

免疫処置、抗体の作製及び単離(ポリクローナル及びモノクローナル)の方法は、当業者に公知であり、科学文献及び特許文献に記載されている。例えば、Coligan,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY,Wiley/Greene,NY(1991);Stites(eds.)BASIC AND CLINICAL IMMUNOLOGY(7th ed.)Lange Medical Publications,Los Altos,Calif.(“Stites”);Goding,MONOCLONAL ANTIBODIES:PRINCIPLES AND PRACTICE(2d ed.)Academic Press,New York,N.Y.(1986);Kohler(1975)“Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity”,Nature 256:495;Harlow(1988)ANTIBODIES,A LABORATORY MANUAL,Cold Spring Harbor Publications,New York.を参照のこと。抗体はまた、例えば、従来的な動物を用いたインビボの方法に加えて、組換え抗体の結合部位を発現するファージディスプレイライブラリーを用いることで、インビトロで作製することも可能である。例えば、Hoogenboom(1997)“Designing and optimizing library selection strategies for generating high−affinity antibodies”,Trends Biotechnol.15:62−70;及びKatz(1997)“Structural and mechanistic determinants of affinity and specificity of ligands discovered or engineered by phage display”,Annu.Rev.Biophys.Biomol.Struct.26:27−45.を参照のこと。 Methods of immunotreatment, antibody production and isolation (polyclonal and monoclonal) are known to those of skill in the art and are described in the scientific and patent literature. For example, Colon, CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY, Wiley / Greene, NY (1991); ("States"); Goding, Monoclonal Antibodies: PRINCIPLES AND PRACTICE (2d ed.) Academic Press, New York, N. et al. Y. (1986); Kohler (1975) “Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity”, Nature 256: 495; Harlow (1988) ANTIBO checking ... Antibodies can also be produced in vitro, for example, by using a phage display library that expresses the binding site of the recombinant antibody, in addition to conventional animal-based in vivo methods. For example, Hoogenboom (1997) "Designing and optimizing library selection strategies for geneserating high-affinity antibodies", Trends Biotechnology. 15: 62-70; and Katz (1997) "Determinant and deterministic determinants of affinity and specialifecty of lidands diskovered or engineered by bacteriophage". Rev. Biophyss. Biomol. Struct. 26: 27-45. checking ...

ポリペプチド又はペプチドを用いて、特異的に本開示のポリペプチド、例えば酵素に結合する抗体を作製することが出来る。結果得られる抗体は、ポリペプチドを単離又は精製するため、或いはポリペプチドが生体サンプルの中に存在するかどうかを決定するために、免疫親和性クロマトグラフィーの手法の中で用いられてもよい。そうした手法においては、抽出物などのタンパク質調製物、又は生体サンプルを、本開示のポリペプチドの中の1つに特異的に結合することが出来る抗体と接触させる。 The polypeptide or peptide can be used to specifically make a polypeptide of the present disclosure, eg, an antibody that binds to an enzyme. The resulting antibody may be used in immunoaffinity chromatography techniques to isolate or purify the polypeptide, or to determine if the polypeptide is present in a biological sample. .. In such a procedure, a protein preparation such as an extract, or a biological sample, is contacted with an antibody capable of specifically binding to one of the polypeptides of the present disclosure.

免疫親和性手法においては、抗体を、ビーズ又はその他のカラム基材などの、固体支持体に結合させる。タンパク質調製物を、本開示のポリペプチドの中の1つに特異的に抗体が結合する条件下で、抗体と接触するように置く。洗浄を行い、非特異的に結合したタンパク質を除去した後、特異的に結合したポリペプチドを溶出する。 In immunoaffinity techniques, the antibody is attached to a solid support, such as beads or other column substrates. The protein preparation is placed in contact with the antibody under conditions where the antibody specifically binds to one of the polypeptides disclosed. After washing to remove non-specifically bound proteins, the specifically bound polypeptide is eluted.

生体サンプル中のタンパク質の、抗体対する結合能力を、当業者に公知の様々な手法を用いて決定することが出来る。例えば、蛍光物質、酵素ラベル、放射性同位体などの、検出可能な標識を用いて抗体を標識することによって、結合能を決定してもよい。或いは、表面にそうした検出可能な標識を持つ二次抗体を用いて検出することによって、サンプルに対する抗体の結合能を決定してもよい。特定のアッセイとしては、ELISAアッセイ、サンドイッチアッセイ、ラジオイムノアッセイ、及びウェスタンブロットが含まれる。 The ability of a protein in a biological sample to bind to an antibody can be determined using various techniques known to those of skill in the art. Binding ability may be determined, for example, by labeling the antibody with a detectable label such as a fluorescent substance, enzyme label, radioisotope, etc. Alternatively, the ability of the antibody to bind to the sample may be determined by detection with a secondary antibody having such a detectable label on the surface. Specific assays include ELISA assays, sandwich assays, radioimmunoassays, and Western blots.

本開示のポリペプチドに対して製作されるポリクローナル抗体は、動物へのポリペプチドの直接注射か、又は非ヒト動物へのポリペプチドの投与によって、得ることが出来る。そうして得られた抗体を、次いでポリペプチドそれ自体に結合させる。この方法においては、ポリペプチドのフラグメントのみをエンコードする配列さえ、未変性の全長ポリペプチドに結合する可能性のある抗体を作成するのに用いることが出来る。次いで、そうした抗体を用いて、ポリペプチドを発現する細胞からポリペプチドを単離することが出来る。 Polyclonal antibodies made against the polypeptides of the present disclosure can be obtained by direct injection of the polypeptide into animals or by administration of the polypeptide to non-human animals. The antibody thus obtained is then bound to the polypeptide itself. In this method, even a sequence that encodes only a fragment of the polypeptide can be used to generate an antibody that may bind to an undenatured full-length polypeptide. Such antibodies can then be used to isolate the polypeptide from cells expressing the polypeptide.

モノクローナル抗体を調整するために、継代培養細胞株によって生産される抗体を提供する、任意の手法を用いることが出来る。例として、ハイブリドーマ法、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法、及びEBVハイブリドーマ法(例えば、Cole(1985)in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.77−96を参照のこと)が含まれる。 Any technique can be used to prepare the monoclonal antibody to provide the antibody produced by the subcultured cell line. See, for example, hybridoma methods, trioma methods, human B cell hybridoma methods, and EBV hybridoma methods (eg, Core (1985) in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77-96. ) Is included.

単鎖抗体を作製するために記載された手法(例えば、米国特許第4,946,778号明細書を参照のこと)を、本開示のポリペプチドに対する単鎖抗体を作製するために適応することが出来る。或いは、トランスジェニックマウスを用いて、ポリペプチド又はそのフラグメントに対するヒト化抗体を発現させてもよい。本開示のポリペプチドに対して製作される抗体を用いて、他の生物及びサンプル由来の類似のポリペプチド(例えば、酵素)をスクリーニングすることが出来る。そうした手法においては、生物由来のポリペプチドを抗体と接触させ、抗体と特異的に結合するポリペプチドを検出する。上述した手法から任意のものを、抗体の結合を検出するために用いてもよい。 Adapting the techniques described for making single chain antibodies (see, eg, US Pat. No. 4,946,778) to make single chain antibodies to the polypeptides of the present disclosure. Can be done. Alternatively, transgenic mice may be used to express humanized antibodies against the polypeptide or fragments thereof. Antibodies made to the polypeptides of the present disclosure can be used to screen for similar polypeptides (eg, enzymes) from other organisms and samples. In such a procedure, a polypeptide of biological origin is brought into contact with an antibody to detect a polypeptide that specifically binds to the antibody. Any of the methods described above may be used to detect antibody binding.

スクリーニング方法、及び「オンライン」モニタリング装置
本開示の方法の実施においては、様々な装置及び方法を本開示のポリペプチド及び核酸と併せて使用することが出来る。その装置及び方法には、例えば、酵素活性によるペプチドのスクリーニングするためのもの、酵素活性に対してアクチベーター又はインヒビターなどの潜在モジュレーターとなる化合物のスクリーニングするためのもの、本開示のポリペプチドに結合する抗体のためのもの、本開示の核酸にハイブリダイズする核酸のためのもの、本開示のポリペプチドを発現する細胞をスクリーニングするためのものなどが挙げられる。
Screening Methods and "Online" Monitoring Devices Various devices and methods can be used in conjunction with the polypeptides and nucleic acids of the present disclosure in the practice of the methods of the present disclosure. The devices and methods include, for example, for screening peptides by enzymatic activity, for screening compounds that are latent modulators such as activators or inhibitors for enzymatic activity, and binding to the polypeptides of the present disclosure. Examples include those for antibodies that are used, those for nucleic acids that hybridize to the nucleic acids of the present disclosure, those for screening cells that express the polypeptides of the present disclosure, and the like.

アレイ又は「バイオチップ」
本開示の核酸又はポリペプチドは、アレイに固定化又は適用することが出来る。アレイを用いることで、組成物(例えば、小分子、抗体、核酸など)のライブラリーに対して、本開示の核酸又はポリペプチドに結合する能力、又はそれらの活性を調整する能力によって、スクリーニング又はモニターすることが出来る。例えば、本開示の一態様においては、モニターされるパラメーターは酵素遺伝子の転写発現である。ある細胞の転写産物の、1つ又は複数、或いは全てを、その細胞の転写産物或いは細胞の転写産物の代表的又は相補的な核酸を有するサンプルを、アレイ又は「バイオチップ」に固定化した核酸にハイブリダイズすることで、測定することが可能である。マイクロチップ上の核酸の「アレイ」を用いることで、転写産物の一部又は全部を同時に定量化する事が出来る。或いは、ゲノム核酸を有するアレイを用いることで、本開示の方法によって作られた、新たに設計された株の遺伝子型を決定することも出来る。ポリペプチド「アレイ」を用いることで、同時に複数のタンパク質を定量化することも出来る。本開示は、任意の既知の「アレイ」とともに実施することが可能であって、この「アレイ」は、「マイクロアレイ」又は「核酸アレイ」又は「ポリペプチドアレイ」又は「抗体アレイ」又は「バイオチップ」又はそれらの変型とも見なされる。アレイは一般的に、複数の「スポット」又は「標的要素」であって、それぞれの標的要素は、規定の量の1つ又は複数の生体分子、例えば、オリゴヌクレオチドを有するものであり、サンプル分子、例えばmRNA転写産物に特異的に結合する基質表面の規定の領域に、固定化されているものである。
Array or "biochip"
The nucleic acids or polypeptides of the present disclosure can be immobilized or applied to an array. By using an array, a library of compositions (eg, small molecules, antibodies, nucleic acids, etc.) is screened or screened by the ability to bind to the nucleic acids or polypeptides of the present disclosure, or to regulate their activity. It can be monitored. For example, in one aspect of the present disclosure, the monitored parameter is transcriptional expression of the enzyme gene. Nucleic acid in which one or more, or all of a cell's transcript, a sample having a representative or complementary nucleic acid of that cell's transcript or cell's transcript, is immobilized on an array or "biochip". It is possible to measure by hybridizing to. By using an "array" of nucleic acids on a microchip, some or all of the transcripts can be quantified at the same time. Alternatively, an array with genomic nucleic acids can be used to genotype the newly designed strains made by the methods of the present disclosure. Multiple proteins can be quantified at the same time by using the polypeptide "array". The present disclosure can be carried out with any known "array", which is a "microarray" or "nucleic acid array" or "polypeptide array" or "antibody array" or "biochip". Or their variants. An array is generally a plurality of "spots" or "target elements", each target element having a defined amount of one or more biomolecules, such as an oligonucleotide, and a sample molecule. For example, those immobilized on a defined region on the surface of a substrate that specifically binds to an mRNA transcript.

本開示の方法の実施においては、以下の文献中に記載されているような、任意の既知のアレイ及び/又はアレイを作成及び使用する方法が、それらの全体又は一部、或いはそれらの変型について援用され得る。例えば、米国特許第6,277,628号明細書;同第6,277,489号明細書;同第6,261,776号明細書;同第6,258,606号明細書;同第6,054,270号明細書;同第6,048,695号明細書;同第6,045,996号明細書;同第6,022,963号明細書;同第6,013,440号明細書;同第5,965,452号明細書;同第5,959,098号明細書;同第5,856,174号明細書;同第5,830,645号明細書;同第5,770,456号明細書;同第5,632,957号明細書;同第5,556,752号明細書;同第5,143,854号明細書;同第5,807,522号明細書;同第5,800,992号明細書;同第5,744,305号明細書;同第5,700,637号明細書;同第5,556,752号明細書;同第5,434,049号明細書;例えば、国際公開第99/51773号パンフレット;国際公開第99/09217号パンフレット;国際公開第97/46313号パンフレット;国際公開第96/17958号パンフレットも参照のこと;例えば、Johnston(1998)“Gene chips:Array of hope for understanding gene regulation”,Curr.Biol.8:R171−R174;Schummer(1997)“Inexpensive Handheld Device for the Construction of High−Density Nucleic Acid Arrays”,Biotechniques 23:1087−1092;Kern(1997)“Direct hybridization of large−insert genomic clones on high−density gridded cDNA filter arrays”,Biotechniques 23:120−124;Solinas−Toldo(1997)“Matrix−Based Comparative Genomic Hybridization:Biochips to Screen for Genomic Imbalances”,Genes,Chromosomes & Cancer 20:399−407;Bowtell(1999)“Options Available−From Start to Finish ̄for Obtaining Expression Data by Microarray”,Nature Genetics Supp.21:25−32も参照のこと。米国特許出願公開第20010018642号明細書;米国特許出願公開第20010019827号明細書;米国特許出願公開第20010016322号明細書;米国特許出願公開第20010014449号明細書;米国特許出願公開第20010014448号明細書;米国特許出願公開第20010012537号明細書;米国特許出願公開第20010008765号明細書も参照のこと。 In practicing the methods of the present disclosure, any known array and / or method of creating and using an array, as described in the following literature, may be in whole or in part thereof, or variants thereof. Can be used. For example, US Pat. Nos. 6,277,628; 6,277,489; 6,261,776; 6,258,606; 6. , 054,270; 6,048,695; 6,045,996; 6,022,963; 6,013,440; No. 5,965,452; No. 5,959,098; No. 5,856,174; No. 5,830,645; No. 5, 770,456; 5,632,957; 5,556,752; 5,143,854; 5,807,522; 5,807,522 No. 5,800,992; No. 5,744,305; No. 5,700,637; No. 5,556,752; No. 5,434; , 049; see, eg, International Publication No. 99/51773; International Publication No. 99/09217; International Publication No. 97/46313; International Publication No. 96/17958; see, for example. Johnston (1998) "Gene chips: Array of hope for understanding gene regulation", Curr. Biol. 8: R171-R174; Schummer (1997) "Inexpensive Handheld Device for the Construction of High-Density Nucleic Acid Arrays", Biotechniques 23: 1087-1092; Kern (1997) "Direct hybridization of large-insert genomic clones on high-density gridded cDNA filter arrays ", Biotechniques 23: 120-124; Solinas-Toldo (1997)" Matrix-Based Comparative Genomic Hybridization: Biochips to Screen for Genomic Imbalances ", Genes, Chromosomes & Cancer 20: 399-407; Bowtell (1999) “Options Hybrid-From Start to Finish  ̄ for Obtaining Expression Data by Microarray”, Nature Genomics SUP. See also 21: 25-32. US Patent Application Publication No. 2001018642; US Patent Application Publication No. 200100192827; US Patent Application Publication No. 2001016322; US Patent Application Publication No. 2001014449; US Patent Application Publication No. 2001014448; See also US Patent Application Publication No. 2001012537; US Patent Application Publication No. 2001098765.

キャピラリーアレイ
GIGAMATRIX(商標)(Diversa Corporation、San Diego,Calif.)などのキャピラリーアレイを、本開示の方法において用いることが出来る。本開示の核酸又はポリペプチドを、キャピラリーアレイを含むアレイに対して固定化又は適用することが出来る。アレイを用いることで、組成物(例えば、小分子、抗体、核酸など)のライブラリーに対して、本開示の核酸又はポリペプチドに結合する能力、又はそれらの活性を調整する能力によって、スクリーニング又はモニターすることが出来る。キャピラリーアレイは、サンプルを保持且つスクリーニングするためのもう一つのシステムを提供する。例えば、サンプルスクリーニング装置は、隣接したキャピラリーアレイとして形成される複数のキャピラリーを含むことが出来、ここで各キャピラリーは少なくとも1つの、サンプルを保持する管腔を形成する壁を有するものである。装置は、さらに、アレイ中の隣接したキャピラリーの間に配置される間質材を含み得るものであって、その間質剤の中に、1つまた複数の参照指標が形成されているものである。サンプルをスクリーニングするためのキャピラリーは、キャピラリーアレイに結合するように適合されたものであって、サンプルを保持するための管腔を形作る第一の壁と、サンプルを励起するために管腔に与えられる励起エネルギーをフィルターするフィルター材から形成される第二の壁を含み得るものである。ポリペプチド又は核酸、例えばリガンドを、キャピラリーアレイの少なくとも一部のキャピラリーの第一成分に、導入することが出来る。キャピラリーアレイの各キャピラリーは、少なくとも1つの、第一成分を保持する管腔を形作る壁を有することが出来る。キャピラリー中の第一成分の後ろに、気泡を導入することが出来る。第二成分をキャピラリーに導入することが可能であり、ここでこの第二成分は気泡によって第一成分と分離される。対象サンプルは、検出可能粒子で標識された第一液として、キャピラリーアレイ中の一つのキャピラリーに導入され、このキャピラリーアレイ中の各キャピラリーは、第一液と検出可能粒子とを保持するための管腔を形作る少なくとも1つの壁を有するものであって、少なくとも一つの壁は、検出可能粒子を結合させるための結合材料で被覆されている。本方法は、さらに、結合した検出可能粒子が保持されているキャピラリーチューブから第一液を除去する工程と、そのキャピラリーに第二液を導入する工程とを含むものである。キャピラリーアレイは、管腔を形作る少なくとも一つの外壁を有する、複数の個々のキャピラリーを含むものである。外壁は、互いに融合した1つ又は複数の壁であってもよい。同様に、壁は、その壁が液体又はサンプルを保持する管腔を形成する限り、円筒形、四角形、六角形、又はその他の幾何学的形態の管腔を形作ることができる。キャピラリーアレイ中のキャピラリーは、平面構造を形成するように近接して互いに支え合うことが出来る。キャピラリーは、隣同士を融合(例えば、ここではキャピラリーはガラス製)、接着、粘結、又は固定することによって、互いに結合することが出来る。キャピラリーアレイは、任意の数、例えば100〜4,000,000の、個々のキャピラリーから形成することが可能である。キャピラリーアレイは、約100,000又はそれより多くの、互いに結合した個々のキャピラリーを持つ、マイクロタイタープレートを形成することが出来る。
Capillary Array Capillary arrays such as GIGAMATRIX ™ (Diversa Corporation, San Diego, Calif.) Can be used in the methods of the present disclosure. The nucleic acids or polypeptides of the present disclosure can be immobilized or applied to an array containing a capillary array. By using an array, a library of compositions (eg, small molecules, antibodies, nucleic acids, etc.) is screened or screened by the ability to bind to the nucleic acids or polypeptides of the present disclosure, or to regulate their activity. It can be monitored. Capillary arrays provide another system for holding and screening samples. For example, a sample screening device can include multiple capillaries formed as adjacent capillary arrays, where each capillary has at least one wall forming a lumen that holds the sample. The device may further include interstitium material placed between adjacent capillaries in the array, in which one or more reference indicators are formed. .. The capillary for screening the sample was adapted to bind to the capillary array and provided to the lumen to excite the sample with the first wall forming the lumen to hold the sample. It may include a second wall formed from a filter material that filters the excitation energy to be generated. A polypeptide or nucleic acid, such as a ligand, can be introduced into the first component of the capillary of at least a portion of the capillary array. Each capillary in the capillary array can have at least one wall forming a lumen that holds the first component. Bubbles can be introduced behind the first component in the capillary. It is possible to introduce the second component into the capillary, where the second component is separated from the first component by air bubbles. The target sample is introduced into one capillary in the capillary array as a first solution labeled with detectable particles, and each capillary in this capillary array is a tube for holding the first solution and the detectable particles. It has at least one wall forming the lumen, and at least one wall is coated with a binding material for binding the detectable particles. The method further comprises a step of removing the first liquid from the capillary tube holding the bound detectable particles and a step of introducing the second liquid into the capillary. A capillary array comprises a plurality of individual capillaries having at least one outer wall forming a lumen. The outer wall may be one or more walls fused to each other. Similarly, a wall can form a lumen of cylindrical, square, hexagonal, or other geometric form, as long as the wall forms a lumen that holds the liquid or sample. The capillaries in the capillary array can support each other in close proximity to form a planar structure. Capillaries can be bonded to each other by fusing, adhering, gluing, or fixing adjacent capillaries (eg, where the capillaries are made of glass). Capillary arrays can be formed from any number, eg 100-4,000,000, of individual capillaries. Capillary arrays can form microtiter plates with about 100,000 or more individual capillaries coupled to each other.

条件的活性型抗体の操作
条件的活性型抗体は、多重特異性条件的活性型抗体を生成するように操作し得る。多重特異性抗体は、国際公開第2013/170168号パンフレットに記載されるとおりの、多エピトープ特異性を有する抗体であり得る。多重特異性抗体には、限定はされないが、VHL単位が多エピトープ特異性を有する重鎖可変ドメイン(VH)及び軽鎖可変ドメイン(VL)を含む抗体、各VHL単位が異なるエピトープに結合する2つ以上のVL及びVHドメインを有する抗体、各単一可変ドメインが異なるエピトープに結合する2つ以上の単一可変ドメインを有する抗体、及び1つ又はそれ以上の抗体フラグメントを含む抗体並びに共有結合的又は非共有結合的に連結されている抗体フラグメントを含む抗体が含まれる。
Manipulation of Conditional Active Antibodies Conditional active antibodies can be engineered to produce multispecific conditional active antibodies. The multispecific antibody can be an antibody having multiepitope specificity as described in WO 2013/170168. The multispecific antibodies include, but are not limited to, V H V heavy chain variable domain L units with polyepitopic specificity (V H) and an antibody comprising a light chain variable domain (V L), each V H V L Antibodies with two or more VL and VH domains whose units bind to different epitopes, antibodies with two or more single variable domains where each single variable domain binds to different epitopes, and one or more. Included are antibodies containing antibody fragments of and antibodies containing antibody fragments that are covalently or non-covalently linked.

二重特異性抗体を含めた多重特異性抗体を構築するため、少なくとも1つの遊離スルフヒドリル基を有する抗体フラグメントが入手される。抗体フラグメントは完全長条件的活性型抗体から入手されてもよい。条件的活性型抗体を酵素消化すると、抗体フラグメントを生じさせることができる。例示的酵素消化方法としては、限定はされないが、ペプシン、パパイン及びLys−Cが挙げられる。例示的抗体フラグメントとしては、限定はされないが、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、ダイアボディ(Db);タンデムダイアボディ(taDb)、線状抗体(米国特許第5,641,870号明細書、実施例2;Zapata et al.,Protein Eng.,vol.8,pages 1057−1062(1995)を参照);1アーム抗体、単一可変ドメイン抗体、ミニボディ(Olafsen et al(2004)Protein Eng.Design & Sel.,vol.17,pages 315−323)、一本鎖抗体分子、Fab発現ライブラリによって作製されるフラグメント、抗イディオタイプ(抗Id)抗体、相補性決定領域(CDR)、及びエピトープ結合フラグメントが挙げられる。抗体フラグメントはまた、DNA組換え技術を用いて作製されてもよい。抗体フラグメントをコードするDNAをプラスミド発現ベクター又はファージミドベクターにクローニングし、大腸菌(E.coli)で直接発現させてもよい。抗体酵素消化方法、DNAクローニング及び組換えタンパク質発現方法は、当業者に周知である。 To construct multispecific antibodies, including bispecific antibodies, antibody fragments with at least one free sulfhydryl group are obtained. The antibody fragment may be obtained from a full-length conditionally active antibody. Enzymatic digestion of conditional active antibodies can yield antibody fragments. Exemplary enzyme digestion methods include, but are not limited to, pepsin, papain and Lys-C. Exemplary antibody fragments include, but are not limited to, Fab, Fab', F (ab') 2, Fv, diabody (Db); tandem diabody (taDb), linear antibody (US Pat. No. 5,641, 870, Example 2; Zapata et al., Protein Eng., Vol. 8, pages 1057-1062 (1995)); 1-arm antibody, single variable domain antibody, minibody (Orafsen et al (see). 2004) Protein Eng. Design & Sel., Vol. 17, pages 315-323), single-stranded antibody molecule, fragment made by Fab expression library, anti-idiotype (anti-Id) antibody, complementarity determining region (CDR). ), And epitope binding fragments. Antibody fragments may also be made using DNA recombination techniques. The DNA encoding the antibody fragment may be cloned into a plasmid expression vector or a phagemid vector and expressed directly in E. coli. Methods of digesting antibody enzymes, DNA cloning and recombinant protein expression are well known to those of skill in the art.

抗体フラグメントは従来技術を用いて精製してもよく、遊離チオール基を生成するため還元に供され得る。遊離チオール基を有する抗体フラグメントは架橋剤、例えばビスマレイミドと反応し得る。かかる架橋された抗体フラグメントを精製し、次に遊離チオール基を有する第二抗体フラグメントと反応させる。2つの抗体フラグメントが架橋された最終産物が精製される。特定の実施形態において、各抗体フラグメントはFabであり、2つのFabがビスマレイミドを介して連結した最終産物は、本明細書ではビスマレイミド−(チオ−Fab)2、又はビス−Fabと称される。かかる多重特異性抗体及び抗体類似体は、ビス−Fabを含め、多数の抗体フラグメントの組み合わせ、又は天然抗体の構造的バリアント又は特定の抗体/フラグメントの組み合わせを迅速に合成するために利用することができる。 The antibody fragment may be purified using conventional techniques and may be subjected to reduction to produce free thiol groups. Antibody fragments with free thiol groups can react with cross-linking agents such as bismaleimide. The crosslinked antibody fragment is purified and then reacted with a second antibody fragment having a free thiol group. The end product, in which the two antibody fragments are crosslinked, is purified. In certain embodiments, each antibody fragment is a Fab, and the end product in which the two Fabs are linked via bismaleimide is referred to herein as bismaleimide- (thio-Fab) 2 or bis-Fab. To. Such multispecific antibodies and antibody analogs can be utilized to rapidly synthesize combinations of multiple antibody fragments, including bis-Fab, or structural variants of native antibodies or specific antibody / fragment combinations. can.

多重特異性抗体は、多重特異性抗体に追加的な機能性部分が付加され得るように修飾架橋剤と合成することができる。修飾架橋剤は任意のスルフヒドリル反応性部分の結合を可能にする。一実施形態では、N−スクシンイミジル−S−アセチルチオアセテート(SATA)がビスマレイミドに結合してビスマレイミドアセチルチオアセテート(BMata)を形成する。マスクされたチオール基の脱保護後、スルフヒドリル反応性(又はチオール反応性)部分を有する任意の官能基を多重特異性抗体に結合し得る。 The multispecific antibody can be synthesized with a modified cross-linking agent so that additional functional moieties can be added to the multispecific antibody. The modified cross-linking agent allows the binding of any sulfhydryl reactive moiety. In one embodiment, N-succinimidyl-S-acetylthioacetate (SATA) binds to bismaleimide to form bismaleimide acetylthioacetate (BMata). After deprotection of the masked thiol group, any functional group having a sulfhydryl-reactive (or thiol-reactive) moiety can be attached to the multispecific antibody.

例示的チオール反応性試薬としては、多機能性リンカー試薬、捕捉、すなわちアフィニティー標識試薬(例えばビオチン−リンカー試薬)、検出標識(例えばフルオロフォア試薬)、固相固定化試薬(例えばSEPHAROSE(商標)、ポリスチレン、又はガラス)、又は薬物−リンカー中間体が挙げられる。チオール反応性試薬の一例は、N−エチルマレイミド(NEM)である。修飾架橋剤を有するかかる多重特異性抗体又は抗体類似体は、薬物部分試薬又は他の標識とさらに反応させてもよい。多重特異性抗体又は抗体類似体と薬物−リンカー中間体との反応は、それぞれ多重特異性抗体−薬物コンジュゲート又は抗体類似体−薬物コンジュゲートをもたらす。 Exemplary thiol-reactive reagents include multifunctional linker reagents, capture or affinity labeling reagents (eg biotin-linker reagents), detection labels (eg fluorophore reagents), solid phase immobilization reagents (eg SEPHAROSE ™). Polystyrene, or glass), or drug-linker intermediates. An example of a thiol-reactive reagent is N-Ethylmaleimide (NEM). Such multispecific antibodies or antibody analogs with modified cross-linking agents may be further reacted with drug partial reagents or other labels. Reactions of a multispecific antibody or antibody analog with a drug-linker intermediate result in a multispecific antibody-drug conjugate or antibody analog-drug conjugate, respectively.

多重特異性抗体を作製するための他の技法もまた本発明において用いることができる。それらの技法について記載している文献としては、以下が挙げられる:(1)異なる特異性を有する2つの免疫グロブリン重鎖−軽鎖ペアの組換え共発現に関して、Milstein and Cuello,Nature,vol.305,page 537(1983))、国際公開第93/08829号パンフレット、及びTraunecker et al.,EMBO J.,vol.10,page 3655(1991);(2)「ノブ・イン・ホール」操作に関して、米国特許第5,731,168号明細書;(3)静電ステアリング効果を操作することによる抗体Fc−ヘテロ二量体分子の作製に関して、国際公開第2009/089004A1号パンフレット;(4)2つ以上の抗体又はフラグメントの架橋結合に関して、米国特許第4,676,980号明細書、及びBrennan et al.,Science,vol.229,page 81(1985);(5)ロイシンジッパーを使用した二重特異抗体の作製に関して、Kostelny et al.,J.Immunol.,vol.148,pages 1547−1553(1992);(6)「ダイアボディ」技術を用いた二重特異性抗体フラグメントの作製に関して、Hollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,vol.90,pages 6444−6448(1993);(7)単鎖Fv(sFv)二量体の使用に関して、Gruber et al.,J.Immunol.,vol.152,page 5368(1994);(8)三重特異性抗体の調製に関して、Tutt et al.J.Immunol.147:60(1991);及び(9)「オクトパス抗体」又は「デュアル可変ドメイン免疫グロブリン」(DVD)を含めた、3つ以上の機能性抗原結合部位を有する操作された抗体に関して、米国特許出願公開第2006/0025576A1号明細書及びWu et al.Nature Biotechnology,vol.25,pages 1290−1297(2007)。 Other techniques for making multispecific antibodies can also be used in the present invention. References describing these techniques include: (1) Milstein and Cuello, Nature, vol. For recombinant co-expression of two immunoglobulin heavy chain-light chain pairs with different specificities. 305, page 537 (1983)), International Publication No. 93/08829, and Traunecker et al. , EMBO J. , Vol. 10, page 3655 (1991); (2) US Pat. No. 5,731,168 with respect to "knob-in-hole" operation; (3) antibody Fc-heterogeneous by manipulating the electrostatic steering effect. US Pat. No. 4,676,980, and Brennan et al. For cross-linking of two or more antibodies or fragments. , Science, vol. 229, page 81 (1985); (5) with respect to the production of bispecific antibodies using leucine zippers, Kostelny et al. , J. Immunol. , Vol. 148, pages 1547-1553 (1992); (6) with respect to the preparation of bispecific antibody fragments using the "diabody" technique Hollinger et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 90, pages 6444-6448 (1993); (7) with respect to the use of single chain Fv (sFv) dimers, Gruber et al. , J. Immunol. , Vol. 152, page 5368 (1994); (8) with respect to the preparation of trispecific antibodies, Tutt et al. J. Immunol. 147: 60 (1991); and (9) US patent application for engineered antibodies with three or more functional antigen binding sites, including "Octopus antibody" or "dual variable domain immunoglobulin" (DVD). Publication No. 2006/0025576A1 and Wu et al. Nature Biotechnology, vol. 25, pages 1290-1297 (2007).

本発明の多重特異性抗体はまた、国際公開第2011/109726号パンフレットに記載されるとおり生成することもできる。 The multispecific antibodies of the invention can also be produced as described in WO 2011/109726.

一実施形態では、血液脳関門(BBB)を通過するための条件的活性型抗体を操作して多重特異性抗体(例えば二重特異性抗体)が作製される。この多重特異性抗体は、BBB−Rに結合する第一抗原結合部位と脳抗原に結合する第二抗原結合部位とを含む。少なくとも、BBB−Rに対する第一抗原結合部位は、条件的活性型である。脳抗原は、脳で発現する抗原であり、抗体又は小分子によって標的化され得る。かかる抗原の例としては、限定なしに、以下が挙げられる:β−セクレターゼ1(BACE1)、アミロイドβ(Aβ)、上皮成長因子受容体(EGFR)、ヒト上皮成長因子受容体2(HER2)、タウ、アポリポタンパク質E4(ApoE4)、α−シヌクレイン、CD20、ハンチンチン、プリオンタンパク質(PrP)、ロイシンリッチリピートキナーゼ2(LRRK2)、パーキン、プレセニリン1、プレセニリン2、γセクレターゼ、デスレセプター6(DR6)、アミロイド前駆体タンパク質(APP)、p75ニューロトロフィン受容体(p75NTR)、及びカスパーゼ6。一実施形態において、抗原はBACE1である。 In one embodiment, conditionally active antibodies to cross the blood-brain barrier (BBB) are engineered to generate multispecific antibodies (eg, bispecific antibodies). This multispecific antibody comprises a first antigen binding site that binds to BBB-R and a second antigen binding site that binds to a brain antigen. At the very least, the first antigen binding site for BBB-R is a conditionally active form. Brain antigens are antigens that are expressed in the brain and can be targeted by antibodies or small molecules. Examples of such antigens include, without limitation: β-secretase 1 (BACE1), amyloid β (Aβ), epidermal growth factor receptor (EGFR), human epidermal growth factor receptor 2 (HER2), and the like. Tau, apolypoprotein E4 (ApoE4), α-sinucrane, CD20, huntingtin, prion protein (PrP), leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2), perkin, presenirin 1, presenirin 2, γ-secretase, desreceptor 6 (DR6) , Amyloid precursor protein (APP), p75 neurotrophin receptor (p75NTR), and caspase 6. In one embodiment, the antigen is BACE1.

BBBは、BBB受容体(BBB−R)によって媒介される内因性の輸送系を有し、BBB−Rは、BBBを通る巨大分子の輸送を可能にする特異的受容体である。例えば、BBB−Rに結合することのできる抗体は、この内因性輸送系を用いることでBBBを通って輸送され得る。かかる抗体は、BBBを通り抜ける内因性のBBB受容体媒介性の輸送系を使用することによりBBBを通って薬物又は他の作用物質を輸送するための輸送手段として働き得る。かかる抗体は、BBB−Rに対して高親和性を有する必要はない。米国特許出願公開第2012/0171120号明細書に記載されるとおり、BBB−Rに対する親和性が低い条件的活性型抗体でない抗体が、高親和性抗体より高い効率でBBBを通過するものとして記載されている。 BBB has an endogenous transport system mediated by the BBB receptor (BBBB-R), which is a specific receptor that allows the transport of macromolecules through the BBB. For example, an antibody capable of binding to BBB-R can be transported through the BBB using this endogenous transport system. Such antibodies can serve as a means of transport for transporting drugs or other agents through the BBB by using an endogenous BBB receptor-mediated transport system through the BBB. Such antibodies need not have high affinity for BBB-R. As described in U.S. Patent Application Publication No. 2012/0171201, an antibody that is not a conditioned active antibody with a low affinity for BBB-R is described as passing through the BBB with higher efficiency than a high affinity antibody. ing.

抗体を操作して脳に入る別の方法は、中枢神経系リンパ管を介して脳に送達されるように抗体を操作することである。従って、抗体は、リンパ管を通って中枢神経系に移動するT細胞などの免疫細胞、又は滑液若しくは脳脊髄液に結合するか、又はそれを模倣するように操作することができる。中枢神経系のリンパ管の詳細については、例えば、Louveau,A.,et al.,“Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels,”Nature 523,pp.337−341,16 July 2015及び本願の出願日現在で公的に利用可能である。 Another way to manipulate an antibody to enter the brain is to manipulate the antibody so that it is delivered to the brain via the central nervous system lymphatic vessels. Thus, antibodies can be engineered to bind to or mimic immune cells such as T cells that migrate through lymphatic vessels to the central nervous system, or synovial or cerebrospinal fluid. For more information on the lymphatic vessels of the central nervous system, see, eg, Louveau, A. et al. , Et al. , "Structural and functional facials of central nervous system lymphatic vessels," Nature 523, pp. It is publicly available as of the filing date of 337-341,16 July 2015 and the present application.

従来の抗体と異なり、条件的活性型抗体は、BBBを通過するためBBB−Rに対して低親和性を有する必要はなく、脳の内部に留まる。条件的活性型抗体は、BBBの血液側でBBB−Rに対して高親和性を有し、且つBBBの脳側で親和性がほとんど又は全くないものであり得る。薬物コンジュゲートなどの薬物は条件的活性型抗体にカップリングすることにより、抗体と共にBBBを通って脳内へと輸送され得る。 Unlike conventional antibodies, conditional active antibodies do not need to have a low affinity for BBB-R because they cross the BBB and remain inside the brain. Conditionally active antibodies may have a high affinity for BBB-R on the blood side of the BBB and little or no affinity on the brain side of the BBB. Drugs such as drug conjugates can be transported with the antibody through the BBB into the brain by coupling to a conditioned active antibody.

BBB−Rは脳内皮細胞上に発現する膜貫通受容体タンパク質であり、血液脳関門を通じて分子を輸送する能力を有する。BBB−Rの例としては、トランスフェリン受容体(TfR)、インスリン受容体、インスリン様成長因子受容体(IGF−R)、低密度リポタンパク質受容体、例えば限定なしに、低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質1(LRP1)及び低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質8(LRP8)、及びヘパリン結合上皮成長因子様成長因子(HB−EGF)が挙げられる。本明細書における例示的BBB−Rは、トランスフェリン受容体(TfR)である。TfRは、脊椎動物における鉄の取り込みに関与する2つのジスルフィド結合したサブユニット(各々の見かけの分子量約90,000)で構成される膜貫通糖タンパク質(分子量約180,000)である。 BBB-R is a transmembrane receptor protein expressed on brain endothelial cells and has the ability to transport molecules through the blood-brain barrier. Examples of BBB-R include transferase receptor (TfR), insulin receptor, insulin-like growth factor receptor (IGF-R), low density lipoprotein receptor, eg, low density lipoprotein receptor-related without limitation. Examples include protein 1 (LRP1) and low density lipoprotein receptor-related protein 8 (LRP8), and heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor (HB-EGF). An exemplary BBB-R herein is the transferrin receptor (TfR). TfR is a transmembrane glycoprotein (molecular weight of about 180,000) composed of two disulfide-bonded subunits (each apparent molecular weight of about 90,000) involved in iron uptake in vertebrates.

一部の実施形態において、本発明は、BBB−Rに対する親抗体又は野生型抗体から生成される条件的活性型抗体を提供する。この条件的活性型抗体は、BBBの血液側ではBBB−Rに結合し、BBBの脳側ではBBB−Rに対する親和性が親抗体又は野生型抗体より低い。一部の他の実施形態において、この条件的活性型抗体は、BBBの血液側では野生型抗体又は親抗体と比べてBBB−Rに対する親和性を有し、BBBの脳側ではBBB−Rに対する親和性を有しない。 In some embodiments, the invention provides a conditionally active antibody produced from a parental antibody or wild-type antibody against BBB-R. This conditionally active antibody binds to BBB-R on the blood side of BBB and has a lower affinity for BBB-R on the brain side of BBB than the parent antibody or wild-type antibody. In some other embodiments, this conditionally active antibody has an affinity for BBB-R on the blood side of BBB as compared to wild-type or parental antibodies and on the brain side of BBB against BBB-R. Has no affinity.

血漿は、脳細胞外液(ECF)と大きく異なる体液である。Somjen(“Ions in the Brain:Normal Function,Seizures,and Stroke,”Oxford University Press,2004,pages 16 and 33)及びRedzic(“Molecular biology of the blood−brain and the blood−cerebrospinal fluid barriers:similarities and differences,”Fluids and Barriers of the CNS,vol.8:3,2011)によって考察されるとおり、脳細胞外液は血漿と比べてK+が大幅に少なく、Mg2+及びH+が多い。血漿と脳ECFとのイオン濃度の違いにより、これらの2つの体液に浸透圧及び重量オスモル濃度の著しい違いがもたらされる。表1は、血漿及び脳ECFの両方の共通イオンの濃度(ミリモル単位)を示す。

Figure 2021536256
Plasma is a body fluid that is significantly different from extracellular fluid (ECF). Somjen ( "Ions in the Brain: Normal Function, Seizures, and Stroke," Oxford University Press, 2004, pages 16 and 33) and Redzic ( "Molecular biology of the blood-brain and the blood-cerebrospinal fluid barriers: similarities and differences , "Fluids and Barriers of the CNS, vol. 8: 3, 2011), Cerebrospinal fluid has significantly less K + and more Mg 2+ and H + than plasma. Differences in ion concentration between plasma and brain ECF result in significant differences in osmolality and weight osmolality between these two body fluids. Table 1 shows the concentrations (in millimoles) of common ions in both plasma and brain ECF.
Figure 2021536256

脳ECFはまた、血漿と比べて含有する乳酸塩が大幅に多く、血漿と比べてグルコースが大幅に少ない(Abi−Saab et al.,“Striking Differences in Glucose and Lactate Levels Between Brain Extracellular Fluid and Plasma in Conscious Human Subjects:Effects of Hyperglycemia and Hypoglycemia,”Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism,vol.22,pages 271−279,2002)。 Brain ECF also contains significantly more lactate than plasma and significantly less glucose compared to plasma (Abi-Saab et al., "Striking Differenses in Glucose and Lactate Labels Between Brain Extracell". Conscients Human Substances: Effects of Hyperglycemia and Hypoglycemia, "Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, vol.22, page2, 2-2, pages27.

従って、pH、様々な物質の濃度(ラクトース、グルコース、K+、Mg2+など)、浸透圧及び重量オスモル濃度など、BBBの両側で異なるいくつかの生理条件がある。pHの生理条件に関して、ヒト血漿はヒト脳ECFより高いpHを有する。K+濃度の生理条件に関して、脳ECFはヒト血漿より低いK+濃度を有する。Mg2+濃度の生理条件に関して、ヒト脳ECFはヒト血漿より大幅に多いMg2+を有する。浸透圧の生理条件に関して、ヒト脳ECFはヒト血漿と異なる浸透圧を有する。一部の実施形態において、脳ECFの生理条件は、特定の神経障害を有する患者の脳ECFの組成、pH、浸透圧及び重量オスモル濃度であってもよく、これは一般集団の脳ECFの生理条件と異なり得る。 Therefore, there are several different physiological conditions on both sides of the BBB, such as pH, concentrations of various substances (lactose, glucose, K +, Mg2 +, etc.), osmotic pressure and osmolality by weight. In terms of pH physiology, human plasma has a higher pH than human brain ECF. With respect to the physiological conditions of K + concentration, brain ECF has a lower K + concentration than human plasma. With respect to the physiological conditions of Mg2 + concentration, human brain ECF has significantly more Mg2 + than human plasma. With respect to the physiological conditions of osmotic pressure, human brain ECF has different osmotic pressure from human plasma. In some embodiments, the physiology of the brain ECF may be the composition, pH, osmolality and weight osmolality of the brain ECF of a patient with a particular neurological disorder, which is the physiology of the general population of brain ECF. Can be different from the conditions.

従って本発明は、BBB−Rに対するテンプレート抗体をコードするDNAを進化させて変異体DNAライブラリを作成する方法を提供する。次にこの変異体DNAライブラリを発現させると、変異体抗体が得られる。これらの変異体抗体は、少なくとも1つの血漿生理条件下でBBB−Rに結合し、且つ脳ECF中の少なくとも1つの脳生理条件下でテンプレート抗体と比較してBBB−Rに対する親和性が低いか、又はそれを有しない条件的活性型抗体に関してスクリーニングされる。従って、選択された変異体抗体は、血漿側ではBBB−Rに対して低親和性又は高親和性を有し、脳ECF側ではBBB−Rに対する親和性が低いか、又はそれを有しない。この選択された変異体抗体は、BBBを通って輸送するための条件的活性型抗体として有用である。 Therefore, the present invention provides a method for creating a mutant DNA library by evolving the DNA encoding the template antibody against BBB-R. Next, when this mutant DNA library is expressed, a mutant antibody is obtained. Are these variant antibodies bound to BBB-R under at least one plasma physiological condition and have a lower affinity for BBB-R than template antibodies under at least one brain physiological condition in the brain ECF? , Or conditionally active antibodies that do not have it. Therefore, the selected mutant antibody has low or high affinity for BBB-R on the plasma side and low or no affinity for BBB-R on the brain ECF side. This selected variant antibody is useful as a conditionally active antibody for transport through the BBB.

かかる条件的活性型抗体は、BBBの通過及び脳ECFへの滞留に有利である。脳側ではBBB−Rに対する親和性が低いため、テンプレート抗体と比べ、条件的活性型抗体がBBBを通って脳から出て血液中へと輸送し戻される速度は低下する(又はそのようなことはなくなる)。 Such conditionally active antibodies are advantageous for passage through the BBB and retention in the brain ECF. Due to its low affinity for BBB-R on the brain side, the rate at which conditionally active antibodies are transported back from the brain through the BBB and back into the blood is slower (or such) than template antibodies. Will disappear).

一部の他の実施形態において、本発明は、BBB−Rに対するテンプレート抗体をコードするDNAを進化させて変異体DNAライブラリを作成する方法を提供する。次にこの変異体DNAライブラリを発現させると、変異体抗体が得られる。これらの変異体抗体は、少なくとも1つの血漿生理条件下でBBB−Rに結合し、且つ少なくとも1つの脳生理条件下でBBB−Rに対する親和性がほとんど又は全くない条件的活性型抗体に関してスクリーニングされる。従って、選択された変異体抗体は、血漿側ではBBB−Rに対する親和性を有し、且つ脳ECF側ではBBB−Rに対する親和性がほとんど又は全くない。この選択された変異体抗体が、条件的活性型抗体である。 In some other embodiments, the invention provides a method of evolving DNA encoding a template antibody against BBB-R to create a mutant DNA library. Next, when this mutant DNA library is expressed, a mutant antibody is obtained. These mutant antibodies are screened for conditionally active antibodies that bind to BBB-R under at least one plasma physiological condition and have little or no affinity for BBB-R under at least one brain physiological condition. To. Therefore, the selected mutant antibody has an affinity for BBB-R on the plasma side and little or no affinity for BBB-R on the brain ECF side. This selected variant antibody is a conditionally active antibody.

かかる条件的活性型抗体は、BBBの通過及び脳ECFへの滞留に有利である。血漿側でBBB−Rに結合した後、条件的活性型抗体はBBBを通って輸送され、及び脳ECF側ではBBB−Rに対する親和性がほとんど乃至全くなく、これはつまり、条件的活性型抗体が脳から運び出される可能性が低いことを意味する。 Such conditionally active antibodies are advantageous for passage through the BBB and retention in the brain ECF. After binding to BBB-R on the plasma side, the conditionally active antibody is transported through the BBB, and on the brain ECF side there is little or no affinity for BBB-R, which means that the conditionally active antibody. Means that is unlikely to be carried out of the brain.

BBB−Rに対する条件的活性型抗体の親和性は、その最大半数阻害濃度(IC50)によって計測することができ、IC50は、BBB−Rに対する既知のBBB−Rリガンドの結合を50%阻害するためにどのくらいの抗体が必要かの尺度である。一般的な手法は、競合ELISA分析(assy)などの競合的結合分析を実施することである。TfR(BBB−R)に関するIC50を計測する例示的競合ELISA分析は、漸増濃度の抗TfR抗体がTfRとの結合についてビオチン化TfRAと競合するものである。抗TfR抗体競合ELISAは、PBS中2.5μg/mlの精製マウスTfR細胞外ドメインでコートしたMaxisorpプレート(Neptune、N.J.)において4℃で一晩実施し得る。プレートをPBS/0.05%Tween 20で洗浄し、PBS中のSuperblockブロッキング緩衝液(Thermo Scientific、Hudson、N.H.)を使用してブロックする。各個別の抗TfR抗体のタイトレーション(1:3段階希釈)をビオチン化抗TfRA(0.5nM最終濃度)と組み合わせて、室温で1時間プレートに加える。プレートをPBS/0.05%Tween 20で洗浄し、プレートにHRP−ストレプトアビジン(Southern Biotech、Birmingham)を加え、室温で1時間インキュベートする。プレートをPBS/0.05%Tween 20で洗浄し、プレートに結合したビオチン化抗TfRAをTMB基質(BioFX Laboratories、Owings Mills)を使用して検出する。 The affinity of a conditionally active antibody for BBB-R can be measured by its maximum half-inhibition concentration (IC50), because the IC50 inhibits 50% of the binding of known BBB-R ligands to BBB-R. It is a measure of how much antibody is needed. A common technique is to perform competitive binding analysis such as competitive ELISA analysis (assy). Exemplary competition ELISA assay measuring the IC50 about TfR (BBB-R) are those anti-TfR antibodies of increasing concentrations competes with biotinylated TfR A for binding to TfR. Anti-TfR antibody competing ELISA can be performed overnight at 4 ° C. on Maxisorp plates (Neptune, NJ) coated with 2.5 μg / ml purified mouse TfR extracellular domain in PBS. Plates are washed with PBS / 0.05% Tween 20 and blocked with Superblock blocking buffer (Thermo Scientific, Hudson, NH) in PBS. Titration of each individual anti-TfR antibody (1: 3-step dilution ) is combined with biotinylated anti-TfRA A (0.5 nM final concentration) and added to the plate at room temperature for 1 hour. The plate is washed with PBS / 0.05% Tween 20, HRP-streptavidin (Southern Biotech, Birmingham) is added to the plate, and the mixture is incubated at room temperature for 1 hour. The plates were washed with PBS / 0.05% Tween 20, biotinylated anti-TfR A bound to the plate detected using TMB substrate (BioFX Laboratories, Owings Mills).

高いIC50は、BBB−Rの既知のリガンドの結合を阻害するためにより多くの条件的活性型抗体が必要であり、従って当該のBBB−Rに対する抗体の親和性が比較的低いことを示す。逆に、低いIC50は、既知のリガンドの結合を阻害するために必要な条件的活性型抗体がより少なくてすみ、従って当該のBBB−Rに対する抗体の親和性が比較的高いことを示す。 A high IC50 indicates that more conditionally active antibodies are needed to inhibit the binding of known ligands for BBB-R, thus indicating that the antibody's affinity for the BBB-R is relatively low. Conversely, a low IC50 indicates that less conditional active antibody is required to inhibit the binding of known ligands, and thus the antibody's affinity for the BBB-R in question is relatively high.

一部の実施形態において、血漿中のBBB−Rからの条件的活性型抗体のIC50は、約1nM〜約100μM、又は約5nM〜約100μM、又は約50nM〜約100μM、又は約100nM〜約100μM、又は約5nM〜約10μM、又は約30nM〜約1μM、又は約50nM〜約1μMであり得る。 In some embodiments, the IC50 of the conditionally active antibody from BBB-R in plasma is about 1 nM to about 100 μM, or about 5 nM to about 100 μM, or about 50 nM to about 100 μM, or about 100 nM to about 100 μM. , Or about 5 nM to about 10 μM, or about 30 nM to about 1 μM, or about 50 nM to about 1 μM.

滑液に対する条件的活性型生物学的タンパク質
関節疾患は、工業先進国における身体障害及び早期退職の主な原因である。関節疾患は多くの場合に関節の損傷をもたらし、これは修復が困難である。滑液は、ヒト又は動物の体の関節(例えば、膝、股関節部、肩)の滑膜腔において向かい合う関節表面の軟骨と滑膜との間に見られる体液である。滑液は軟骨に栄養を供給し、また関節の潤滑剤としても働く。軟骨及び滑膜の細胞は、関節表面間の潤滑剤として働く体液を分泌する。ヒト滑液は約85%の水を含む。これは血漿の透析液に由来し、この透析液それ自体は、水、溶解したタンパク質、グルコース、凝固因子、無機イオン、ホルモン等から成る。アルブミン及びグロブリンなどのタンパク質が滑液中に存在し、関節領域の潤滑において重要な役割を果たすと考えられる。ヒト滑液中には、α−1−酸性糖タンパク質(AGP)、α−1−アンチトリプシン(A1AT)及びルブリシンなどの糖タンパク質を含め、いくつかの他のタンパク質もまた見られる。
Conditional active biological proteins for synovial fluid Joint disease is a major cause of disability and premature retirement in industrialized countries. Joint disorders often result in joint damage, which is difficult to repair. Synovial fluid is the fluid found between the cartilage and the synovium on the opposite joint surface in the synovial space of joints (eg, knees, hips, shoulders) of the human or animal body. Synovial fluid nourishes cartilage and also acts as a lubricant for joints. Cartilage and synovial cells secrete fluid that acts as a lubricant between joint surfaces. Human synovial fluid contains about 85% water. It is derived from plasma dialysate, which itself consists of water, dissolved proteins, glucose, coagulation factors, inorganic ions, hormones and the like. Proteins such as albumin and globulin are present in synovial fluid and are thought to play an important role in lubrication of joint areas. Several other proteins are also found in human synovial fluid, including glycoproteins such as α-1-acid glycoprotein (AGP), α-1-antitrypsin (A1AT) and rubricin.

滑液は、体の他の部分と極めて異なる組成を有する。従って、滑液は、血漿などの体の他の部分とは異なる生理条件を有する。例えば、滑液は約10mg/dL未満のグルコースを有するが、ヒト血漿の平均正常グルコース値は約100mg/dLであり、1日を通じて70〜100mg/dLの範囲内で変動する。加えて、タンパク質などの大型分子が滑膜を通過して滑液中に入ることは容易でなく、従って滑液の全タンパク質レベルは血漿タンパク質レベルの約3分の1である。また、ヒト滑液のpHはヒト血漿のpHより高いことも分かっている(Jebens et al.,“On the viscosity and pH of synovial fluid and the pH of blood,”The Journal of Bone and Joint Surgery,vol.41 B,pages 388−400,1959;Farr et al.,“Significance of the hydrogen ion concentration in synovial fluid in Rheumatoid Arthritis,”Clinical and Experimental Rheumatology,vol.3,pages 99−104,1985)。 Synovial fluid has a composition that is very different from other parts of the body. Therefore, synovial fluid has different physiological conditions than other parts of the body such as plasma. For example, synovial fluid has less than about 10 mg / dL of glucose, but the average normal glucose value of human plasma is about 100 mg / dL and varies within the range of 70-100 mg / dL throughout the day. In addition, it is not easy for large molecules such as proteins to cross the synovial membrane and enter the synovial fluid, so the total protein level in the synovial fluid is about one-third that of plasma protein. It has also been found that the pH of human synovial fluid is higher than that of human synovial fluid (Jevens et al., "On the viscosity and pH of synovial fluid and the pH of blood," The Journal of B. .41 B, pages 388-400, 1959; Farr et al., "Synovial of the rhematoid arthritis, synovial fluid in Rheumatoid Arthritis," Clinical.

従って、滑液は、血漿中の生理条件など、体の他の部分の生理条件と異なるいくつかの生理条件を有する。滑液は、体の他の部分、特に血漿と比べてpHが高い。滑液は、血漿などの体の他の部分と比べてグルコースの濃度が低い。滑液はまた、血漿などの体の他の部分と比べてタンパク質の濃度も低い。 Therefore, synovial fluid has some physiological conditions that differ from those of other parts of the body, such as those in plasma. Synovial fluid has a higher pH than other parts of the body, especially plasma. Synovial fluid has a lower glucose concentration than other parts of the body, such as plasma. Synovial fluid also has a lower concentration of protein than other parts of the body, such as plasma.

関節疾患を治療するため、滑液に抗体を導入することによっていくつかの抗体が用いられている。例えば、傷害された関節の滑液は、骨関節炎の進行に影響を及ぼす多くの因子を含有することが知られている(例えば、Fernandes,et al,“The Role of Cytokines in Osteoarthritis Pathophysiology,”Biorheology,vol.39,pages 237−246,2002を参照)。インターロイキン−1(IL−I)及び腫瘍壊死因子−α(TNF−α)などのサイトカインは、活性化した滑膜細胞によって産生されるものであり、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)遺伝子発現を上方制御することが知られている。MMPが上方制御されると、関節におけるマトリックス及び非マトリックスタンパク質の分解(degredation)が引き起こされる。サイトカインを中和する抗体は、骨関節炎の進行を止めることができる。 Several antibodies have been used by introducing antibodies into synovial fluid to treat joint disease. For example, synovial fluid in an injured joint is known to contain many factors that influence the progression of osteoarthritis (eg, Fernandes, et al, "The Roll of Cytokines in Osteoarthritis Pathophysiology," Biotherapy. , Vol. 39, pages 237-246, 2002). Cytokines such as interleukin-1 (IL-I) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) are produced by activated synovial cells and upregulate matrix metalloproteinase (MMP) gene expression. It is known to do. Upregulation of MMP causes degradation of matrix and non-matrix proteins in joints. Antibodies that neutralize cytokines can stop the progression of osteoarthritis.

抗体を薬物として使用することは、関節疾患の治療に有望な戦略である。例えば、関節疾患の中で群を抜いて高い罹患率を有する骨関節炎を治療するため、抗体(アグレカン又はアグリカナーゼに対する抗体など)が開発されている(国際公開第1993/022429A1号パンフレット)。関節炎など、炎症性、自己免疫性、神経変性又は悪性疾患/障害である関節疾患の診断又は治療に、アセチル化高移動度グループボックス1(HMGB1)に対する抗体が開発されている。この抗体は、滑液中のアセチル化形態のHMGB1を検出するために使用し得る(国際公開第2011/157905A1号パンフレット)。関節の結合組織及び軟骨の損傷を治療するため、別の抗体(CD20抗体)もまた開発されている。 The use of antibodies as drugs is a promising strategy for the treatment of joint diseases. For example, antibodies (such as antibodies to agrecan or aggrecanase) have been developed to treat osteoarthritis, which has by far the highest prevalence among joint diseases (International Publication No. 1993/022429A1 pamphlet). Antibodies to acetylated high mobility group box 1 (HMGB1) have been developed for the diagnosis or treatment of inflammatory, autoimmune, neurodegenerative or malignant / disordered joint diseases such as arthritis. This antibody can be used to detect the acetylated form of HMGB1 in synovial fluid (International Publication No. 2011/157905A1 Pamphlet). Another antibody (CD20 antibody) has also been developed to treat damage to connective tissue and cartilage in joints.

しかしながら、これらの抗体の抗原は、多くの場合に、重要な生理学的機能を担う体の他の部分で発現する。これらの抗原に対する抗体は、関節疾患の治療に有効であるものの、体の他の部分におけるこれらの抗原の正常な生理学的機能もまた著しく妨げ得る。従って、患者に重度の副作用が起こり得る。このように、副作用を低減するため、滑液中ではより高い親和性でそれらの抗原(タンパク質又は他の巨大分子)に優先的に結合し得る一方、体の他の部分では同じ抗原に結合しないか、又は弱く結合するのみである療法薬、例えばサイトカイン又は他の抗原に対する抗体を開発することが望ましい。 However, the antigens of these antibodies are often expressed in other parts of the body that carry out important physiological functions. Although antibodies to these antigens are effective in treating joint disease, they can also significantly interfere with the normal physiological function of these antigens in other parts of the body. Therefore, severe side effects can occur in the patient. Thus, to reduce side effects, they may preferentially bind to those antigens (proteins or other macromolecules) in synovial fluid with higher affinity, while not binding to the same antigen in other parts of the body. It is desirable to develop antibodies against therapeutic agents that either or only weakly bind, such as cytokines or other antigens.

かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、条件的活性型抗体であり得る。一部の実施形態において、本発明はまた、抗体以外のタンパク質である条件的活性型生物学的タンパク質も提供する。例えば、本発明によって、滑液中で免疫応答を優先的に調節するための、体の他の部分では免疫応答に対する効果が低いか、又はないものであり得る条件的活性型免疫調節因子が開発され得る。 Such conditionally active biological proteins can be conditionally active antibodies. In some embodiments, the invention also provides a conditionally active biological protein that is a protein other than an antibody. For example, the present invention develops conditional active immunomodulators for preferentially regulating an immune response in synovial fluid, which may or may not have a low or no effect on the immune response in other parts of the body. Can be done.

条件的活性型生物学的タンパク質は、条件的活性型サイトカインシグナル伝達サプレッサー(SOCS)であり得る。これらのSOCSの多くはJAK−STATシグナル伝達経路の阻害に関与する。条件的活性型サイトカインシグナル伝達サプレッサーは、滑液中ではサイトカインシグナル伝達を優先的に抑制し得る一方、体の他の部分ではサイトカインシグナル伝達を抑制しないか、又は抑制の程度が低い。 The conditionally active biological protein can be a conditionally active cytokine signaling suppressor (SOCS). Many of these SOCS are involved in the inhibition of the JAK-STAT signaling pathway. Conditionally active cytokine signaling suppressors may preferentially suppress cytokine signaling in synovial fluid, while not or to a lesser extent suppress cytokine signaling in other parts of the body.

一部の実施形態において、本発明は、親又は野生型生物学的タンパク質に由来する条件的活性型生物学的タンパク質を提供する。条件的活性型生物学的タンパク質は、血漿などの体の特定の部分における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有し、滑液における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有する。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、滑液中で優先的に機能し得るが、体の他の部分には作用せず、又は作用の程度が低い。結果的に、かかる条件的活性型生物学的タンパク質は副作用が低減され得る。 In some embodiments, the invention provides a conditionally active biological protein derived from a parental or wild-type biological protein. Conditionally active biological proteins have lower activity than parental or wild-type biological proteins under at least one physiological condition in a particular part of the body, such as plasma, and at least one physiological condition in the lubricant. Has higher activity than parental or wild-type biological proteins. Such conditionally active biological proteins may function preferentially in synovial fluid, but do not or have a lesser degree of action on other parts of the body. As a result, such conditioned active biological proteins may have reduced side effects.

一部の実施形態において、条件的活性型生物学的タンパク質は、滑液中にあるか、又は滑液に曝露される抗原に対する抗体である。かかる抗原は、関節疾患における免疫応答/炎症に関与する任意のタンパク質であってもよく、しかし抗原は多くの場合にサイトカインである。条件的活性型抗体は、体の他の部分(血漿など)における少なくとも1つの生理条件下では抗原に対する親和性が同じ抗原に対する親又は野生型抗体と比べて低いが、滑液の少なくとも1つの生理条件下では抗原に対する親和性は親又は野生型抗体より高い。かかる条件的活性型抗体は、体の他の部分では抗原に弱く結合するか、又は全く結合しないが、滑液中では抗原に結合し、例えば強く緊密に結合し、又はより強く結合し得る。 In some embodiments, the conditional active biological protein is an antibody against an antigen that is in or exposed to synovial fluid. Such antigens may be any protein involved in the immune response / inflammation in joint disease, but the antigens are often cytokines. Conditionally active antibodies have a lower affinity for the antigen under at least one physiological condition in other parts of the body (such as plasma) than a parental or wild antibody against the same antigen, but at least one synovial fluid. Under conditions, the affinity for the antigen is higher than that of the parental or wild-type antibody. Such conditional active antibodies may bind weakly or not at all to the antigen in other parts of the body, but bind to the antigen in synovial fluid, eg, strongly and tightly, or more strongly.

腫瘍に対する条件的活性型生物学的タンパク質
固形腫瘍の癌細胞は、その周囲に腫瘍微小環境を形成して癌細胞の成長及び転移を支援する能力を有する。腫瘍微小環境は、周囲血管、免疫細胞、線維芽細胞、他の細胞、可溶性因子、シグナル伝達分子、細胞外マトリックス、並びに新生物形質転換を促進し、腫瘍成長及び浸潤を支援し、腫瘍を宿主免疫から保護し、治療抵抗性を助長し、及び潜伏転移が発育するためのニッチを提供することのできる機械的キューを含めた、腫瘍が存在する細胞環境である。腫瘍及びその周囲微小環境は密接に関係し、常に相互作用している。腫瘍は、細胞外シグナルを放出し、腫瘍血管新生を促進し、及び末梢性免疫寛容を誘導することによってその微小環境に影響を与え得る一方、微小環境における免疫細胞が癌性細胞の成長及び進化に影響を及ぼし得る。Swarts et al.“Tumor Microenvironment Complexity:Emerging Roles in Cancer Therapy,”Cancer Res,vol.,72,pages 2473−2480,2012を参照のこと。
Conditional Active Biological Proteins for Tumors Cancer cells in solid tumors have the ability to form a tumor microenvironment around them and support the growth and metastasis of the cancer cells. The tumor microenvironment promotes surrounding blood vessels, immune cells, fibroblasts, other cells, soluble factors, signaling molecules, extracellular matrix, and neoplasmic transformation, supports tumor growth and invasion, and hosts tumors. A cellular environment in which a tumor is present, including a mechanical queue that can protect against immunity, promote resistance to treatment, and provide a niche for the development of latent metastases. Tumors and their surrounding microenvironments are closely related and always interacting. Tumors can affect their microenvironment by emitting extracellular signals, promoting tumor angiogenesis, and inducing peripheral immune tolerance, while immune cells in the microenvironment grow and evolve cancerous cells. Can affect. Swarts et al. "Tumor Complexity: Emerging Roles in Cancer Therapy," Cancer Res, vol. , 72, pages 2473-2480, 2012.

腫瘍微小環境は、多くの場合に低酸素である。腫瘍塊が増加するに従い、腫瘍の内部が成長して既存の血液供給からさらに離れ、腫瘍微小環境に酸素を完全に供給することが困難になる。腫瘍環境における酸素分圧は、局所進行固形腫瘍の50%超で5mmHg未満であり、対して血漿中では約40mmHgの酸素分圧である。対照的に、体の他の部分は低酸素でない。低酸素環境はヌクレオチド除去修復及びミスマッチ修復経路の下方制御を介して遺伝的不安定性につながり、これは癌の進行に関連する。低酸素はまた、低酸素誘導因子1α(HIF1−α)の上方制御も引き起こし、HIF1−αは血管新生を誘導し、予後不良及び転移に関連する遺伝子の活性化に関連する。Weber et al.,“The tumor microenvironment,”Surgical Oncology,vol.21,pages 172−177,2012及びBlagosklonny,“Antiangiogenic therapy and tumor progression,”Cancer Cell,vol.5,pages 13−17,2004を参照のこと。 The tumor microenvironment is often hypoxic. As the tumor mass grows, the inside of the tumor grows further away from the existing blood supply, making it difficult to completely supply oxygen to the tumor microenvironment. The oxygen partial pressure in the tumor environment is more than 50% of locally advanced solid tumors and less than 5 mmHg, whereas in plasma it is about 40 mmHg. In contrast, other parts of the body are not hypoxic. The hypoxic environment leads to genetic instability through nucleotide excision repair and downregulation of mismatch repair pathways, which is associated with cancer progression. Hypoxia also causes upregulation of hypoxia-inducible factor 1α (HIF1-α), which induces angiogenesis and is associated with poor prognosis and activation of genes associated with metastasis. Weber et al. , "The tumor microenvironment," Surgical Oncology, vol. 21, pages 172-177, 2012 and Bragosklonny, "Angiogenic therapy and tumor progression," Cancer Cell, vol. 5, pages 13-17, 2004.

加えて、腫瘍細胞は、酸素を必要としない乳酸発酵によって生成されるエネルギーに頼る傾向がある。そのため腫瘍細胞は、酸素を必要とする通常の好気的呼吸を使用することが少ない。乳酸発酵を使用する結果、腫瘍微小環境は酸性となり(pH6.5〜6.9)、これは典型的に中性又は弱塩基性のいずれかである体の他の部分と対照的である。例えば、ヒト血漿は約7.4のpHを有する。Estrella et al.,“Acidity Generated by the Tumor Microenvironment Drives Local Invasion,”Cancer Research,vol.73,pages 1524−1535,2013を参照のこと。腫瘍微小環境においては、体の他の部分に位置する細胞と比較して、増殖癌細胞の栄養素要求が比較的高いため栄養素の利用可能性も低い。 In addition, tumor cells tend to rely on the energy produced by lactic acid fermentation, which does not require oxygen. Therefore, tumor cells rarely use normal aerobic respiration, which requires oxygen. As a result of using lactic acid fermentation, the tumor microenvironment becomes acidic (pH 6.5-6.9), in contrast to other parts of the body, which are typically either neutral or weakly basic. For example, human plasma has a pH of about 7.4. Estrella et al. , "Acidity Generated by the Tumor Microenvironment Drivees Local Invasion," Cancer Research, vol. 73, pages 1524-1535, 2013. In the tumor microenvironment, the availability of nutrients is low due to the relatively high demand for nutrients in proliferating cancer cells compared to cells located in other parts of the body.

さらに、腫瘍微小環境はまた、体の他の部分にはあまり見られない多くの特徴的な細胞型も含有する。これらの細胞型には、内皮細胞及びその前駆体、周皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、癌関連線維芽細胞、筋線維芽細胞、好中球、好酸球、好塩基球、マスト細胞、T及びBリンパ球、ナチュラルキラー細胞及び抗原提示細胞(APC)、例えばマクロファージ及び樹状細胞が含まれる(Lorusso et al.,“The tumor microenvironment and its contribution to tumor evolution toward metastasis,”Histochem Cell Biol,vol.130,pages 1091−1103,2008)。 In addition, the tumor microenvironment also contains many characteristic cell types that are rarely found in other parts of the body. These cell types include endothelial cells and their precursors, peripheral cells, smooth muscle cells, fibroblasts, cancer-related fibroblasts, myofibroblasts, neutrophils, eosinophils, basal spheres, and masts. Includes cells, T and B lymphocytes, natural killer cells and antigen presenting cells (APCs), such as macrophages and dendritic cells (Lorusso et al., "The tumor microenvivronnent and it control to tumor evolution cell" Biol, vol. 130, pages 1091-1103, 2008).

従って、腫瘍微小環境は、血漿中における生理条件など、体の他の部分の生理条件と異なる少なくともいくつかの生理条件を有する。腫瘍微小環境は、体の他の部分、特に血漿(pH7.4)と比べてpH(酸性)が低い。腫瘍微小環境は、血漿などの体の他の部分と比べて酸素濃度が低い。また、腫瘍微小環境は、体の他の部分、特に血漿と比べて栄養素の利用可能性も低い。腫瘍微小環境はまた、体の他の部分、特に血漿にはあまり見られないいくつかの特徴的な細胞型も有する。 Thus, the tumor microenvironment has at least some physiological conditions that differ from those of other parts of the body, such as physiological conditions in plasma. The tumor microenvironment has a lower pH (acidic) than other parts of the body, especially plasma (pH 7.4). The tumor microenvironment has lower oxygen levels than other parts of the body, such as plasma. Tumor microenvironments also have lower availability of nutrients than other parts of the body, especially plasma. The tumor microenvironment also has some characteristic cell types that are rarely found in other parts of the body, especially plasma.

ある種の制癌薬には、腫瘍微小環境内に侵入して、そこで癌細胞に作用することのできる抗体が含まれる。抗体ベースの癌療法は十分に確立されており、血液系悪性病変及び固形腫瘍患者の治療に関して最も成功している重要な戦略の一つになっている。ヒト癌細胞が発現する細胞表面抗原であって、正常組織と比較して癌細胞で過剰発現するか、突然変異するか、又は選択的に発現する細胞表面抗原は多岐にわたる。これらの細胞表面抗原は、抗体癌療法の優れた標的である。 Certain anti-cancer drugs include antibodies that can invade the tumor microenvironment and act on cancer cells there. Antibody-based cancer therapies are well established and have become one of the most successful and important strategies for the treatment of patients with hematological malignancies and solid tumors. A wide variety of cell surface antigens expressed by human cancer cells, which are overexpressed, mutated, or selectively expressed in cancer cells as compared with normal tissues. These cell surface antigens are excellent targets for antibody cancer therapy.

抗体が標的とし得る癌細胞表面抗原は、いくつかの異なる種類に分類される。造血分化抗原は、通常分化クラスター(CD)分類に関連付けられる糖タンパク質であり、CD20、CD30、CD33及びCD52が含まれる。細胞表面分化抗原は、正常細胞及び腫瘍細胞の両方の表面上に見られる多様な一群の糖タンパク質及び炭水化物である。成長及び分化シグナル伝達に関与する抗原は、多くの場合に成長因子及び成長因子受容体である。癌患者において抗体の標的となる成長因子には、CEA2、上皮成長因子受容体(EGFR;ERBB1としても知られる)12、ERBB2(HER2としても知られる)13、ERBB3(文献18)、MET(HGFRとしても知られる)19、インスリン様成長因子1受容体(IGF1R)20、エフリン受容体A3(EPHA3)21、腫瘍壊死因子(TNF)関連アポトーシス誘導リガンド受容体1(TRAILR1;TNFRSF10Aとしても知られる)、TRAILR2(TNFRSF10Bとしても知られる)及び核内因子κBの受容体アクチベーターリガンド(RANKL;TNFSF11としても知られる)22が含まれる。血管新生に関与する抗原は、通常、新しい微小血管系の形成を補助するタンパク質又は成長因子であり、血管内皮成長因子(VEGF)、VEGF受容体(VEGFR)、インテグリンαVβ3及びインテグリンα5β1が含まれる(文献10)。腫瘍間質及び細胞外マトリックスは、腫瘍にとって不可欠な支持構造である。治療標的となる間質性及び細胞外マトリックス抗原には、線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)及びテネイシンが含まれる。Scott et al.,“Antibody therapy of cancer,”Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 278−287,2012を参照のこと。 Cancer cell surface antigens that antibodies can target are classified into several different types. Hematopoietic differentiation antigens are glycoproteins that are usually associated with differentiation cluster (CD) classification and include CD20, CD30, CD33 and CD52. Cell surface differentiation antigens are a diverse set of glycoproteins and carbohydrates found on the surface of both normal and tumor cells. Antigens involved in growth and differentiation signaling are often growth factors and growth factor receptors. Growth factors targeted by antibodies in cancer patients include CEA2, epidermal growth factor receptor (EGFR; also known as ERBB1) 12, ERBB2 (also known as HER2) 13, ERBB3 (Reference 18), MET (HGFR). (Also known as) 19, insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R) 20, effrin receptor A3 (EPHA3) 21, tumor necrosis factor (TNF) -related apoptosis-inducing ligand receptor 1 (TRAILR1; also known as TNFRSF10A). , TRAILR2 (also known as TNFRSF10B) and a receptor activator ligand for nuclear factor κB (RANKL; also known as TNFSF11) 22. Antigens involved in angiogenesis are usually proteins or growth factors that assist in the formation of new microvasculature, including vascular endothelial growth factor (VEGF), VEGF receptor (VEGFR), integulin αVβ3 and integrin α5β1 ( Document 10). Tumor stroma and extracellular matrix are essential supporting structures for tumors. Interstitial and extracellular matrix antigens that are therapeutic targets include fibroblast-activating proteins (FAPs) and tenascin. Scott et al. , "Antibody therapy of cancer," Nature Reviews Cancer, vol. 12, pages 278-287, 2012.

抗体に加えて、他の生物学的タンパク質もまた、癌の治療において有望となっている。例としては、腫瘍抑制因子、例えば、網膜芽細胞腫タンパク質(pRb)、p53、pVHL、APC、CD95、ST5、YPEL3、ST7、及びST14が挙げられる。腫瘍サイズを縮小させるため、癌細胞においてアポトーシスを誘導する一部のタンパク質もまた腫瘍に導入し得る。腫瘍においてアポトーシスを誘導することのできる機構は少なくとも2つある:腫瘍壊死因子によって誘導される機構及びFas−Fasリガンドによって媒介される機構。これらの2つのアポトーシス機構のいずれかに関与するタンパク質の少なくとも一部を、治療のため腫瘍に導入し得る。 In addition to antibodies, other biological proteins are also promising in the treatment of cancer. Examples include tumor suppressors such as retinoblastoma protein (pRb), p53, pVHL, APC, CD95, ST5, YPEL3, ST7, and ST14. To reduce tumor size, some proteins that induce apoptosis in cancer cells can also be introduced into the tumor. There are at least two mechanisms that can induce apoptosis in tumors: mechanisms induced by tumor necrosis factor and mechanisms mediated by Fas-Fas ligand. At least a portion of the protein involved in any of these two apoptotic mechanisms can be introduced into the tumor for treatment.

癌幹細胞は、特定の癌試料に見られるあらゆる細胞型を生じる能力を有する癌細胞であり、従って腫瘍形成性である。癌幹細胞は、自己再生して複数の細胞型へと分化する幹細胞プロセスを通じて腫瘍を生じさせ得る。癌幹細胞は腫瘍において特徴的な集団として存在し続け、新たな腫瘍を生じさせることによって再発及び転移を引き起こすと考えられる。癌幹細胞を標的とする特異的療法の開発は、癌患者、特に転移性疾患患者の生存及びクオリティ・オブ・ライフを向上させ得る。 Cancer stem cells are cancer cells that are capable of producing all cell types found in a particular cancer sample and are therefore tumorigenic. Cancer stem cells can develop tumors through a stem cell process that self-regenerates and differentiates into multiple cell types. Cancer stem cells continue to exist as a characteristic population in tumors and are thought to cause recurrence and metastasis by giving rise to new tumors. The development of specific therapies targeting cancer stem cells can improve the survival and quality of life of cancer patients, especially those with metastatic disease.

これらの腫瘍治療薬は、多くの場合に、腫瘍以外の体の他の部分における正常な生理学的機能を妨げる。例えば、腫瘍においてアポトーシスを誘導するタンパク質はまた、体の他の何らかの部分においてもアポトーシスを誘導し、ひいては副作用を引き起こし得る。抗体を使用して腫瘍を治療する実施形態において、抗体の抗原はまた、正常な生理学的機能を果たす体の他の部分においても発現し得る。例えば、腫瘍血管成長を止めるモノクローナル抗体ベバシズマブ(血管内皮成長因子を標的化する)。この抗体はまた、体の他の部分における血管成長及び修復も阻止し得るため、出血、創傷治癒不良、血餅、及び腎臓損傷を引き起こし得る。より有効性の高い腫瘍治療には、主に又は専ら腫瘍を標的化することに集中する条件的活性型生物学的タンパク質の開発が極めて望ましい。 These tumor treatments often interfere with normal physiologic function in other parts of the body other than the tumor. For example, proteins that induce apoptosis in tumors can also induce apoptosis in some other part of the body, thus causing side effects. In embodiments where the antibody is used to treat a tumor, the antigen of the antibody can also be expressed in other parts of the body that perform normal physiological functions. For example, the monoclonal antibody bevacizumab, which stops tumor vascular growth (targets vascular endothelial growth factor). This antibody can also block vascular growth and repair in other parts of the body, thus causing bleeding, poor wound healing, blood clots, and kidney damage. For more effective tumor treatment, it is highly desirable to develop conditional active biological proteins that focus primarily or exclusively on tumor targeting.

一部の実施形態において、本発明は、腫瘍治療候補であり得る親又は野生型生物学的タンパク質から生成される条件的活性型生物学的タンパク質を提供する。この条件的活性型生物学的タンパク質は、血漿など、腫瘍微小環境以外の体の部分における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有し、一方、腫瘍微小環境における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有する。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、腫瘍を治療するため腫瘍微小環境にある癌細胞に優先的に作用することができ、従って副作用を引き起こしにくい。生物学的タンパク質が腫瘍細胞の表面上の抗原(抗原が腫瘍微小環境に曝露している)に対する抗体である実施形態において、条件的活性型抗体は、体の他の部分、例えば非腫瘍微小環境では抗原に対する親和性が親又は野生型抗体より低く、一方、腫瘍微小環境では抗原に対する親和性が親又は野生型抗体より高い。かかる条件的活性型抗体は、体の他の部分では抗原に弱く結合し得るか、又は全く結合せず、しかし、腫瘍微小環境では抗原により高い結合性を有し、又は強力且つ緊密に結合する。 In some embodiments, the invention provides a conditionally active biological protein produced from a parental or wild-type biological protein that may be a candidate for tumor treatment. This conditionally active biological protein has less activity than the parental or wild-type biological protein under at least one physiological condition in parts of the body other than the tumor microenvironment, such as plasma, while the tumor microenvironment. Has higher activity than parental or wild-type biological proteins under at least one physiological condition in. Such conditional active biological proteins can preferentially act on cancer cells in the tumor microenvironment to treat the tumor and are therefore less likely to cause side effects. In embodiments where the biological protein is an antibody against an antigen on the surface of the tumor cell (the antigen is exposed to the tumor microenvironment), the conditional active antibody is the other part of the body, eg, the non-tumor microenvironment. The affinity for the antigen is lower than that of the parent or wild antibody, while the affinity for the antigen is higher than that of the parent or wild antibody in the tumor microenvironment. Such conditionally active antibodies may or may not bind weakly to the antigen elsewhere in the body, but have higher binding or stronger and tighter binding to the antigen in the tumor microenvironment. ..

一部の実施形態において、条件的活性型抗体は、免疫チェックポイントタンパク質に対する抗体であり、免疫チェックポイントの阻害をもたらす。かかる条件的活性型抗体は、(1)その条件的活性型抗体が由来する親又は野生型抗体と比較した、腫瘍微小環境における免疫チェックポイントタンパク質に対する結合親和性の増加、及び(2)その条件的活性型抗体が由来する親又は野生型抗体と比較した、非腫瘍微小環境における免疫チェックポイントタンパク質に対する結合親和性の低下、のうちの少なくとも一方を有する。 In some embodiments, the conditioned active antibody is an antibody against an immune checkpoint protein, resulting in inhibition of the immune checkpoint. Such conditionally active antibodies are (1) increased binding affinity for immune checkpoint proteins in the tumor microenvironment compared to the parental or wild antibody from which the conditionally active antibody is derived, and (2) the conditions. It has at least one of a reduced binding affinity for immune checkpoint proteins in a non-tumor microenvironment compared to the parental or wild antibody from which the active antibody is derived.

免疫チェックポイントは、自己寛容を維持し、且つ抗原刺激、すなわち外来性の分子、細胞及び組織に対する免疫応答の持続時間及び程度を調節する免疫系の内因性阻害経路として機能する。Pardoll,Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 252−264,2012を参照のこと。1つ又はそれ以上のチェックポイントタンパク質を抑制することによる免疫チェックポイントの阻害は、免疫系、特にT細胞の過剰な活性化を引き起こし、ひいては免疫系が誘導されて腫瘍を攻撃し得る。本発明に好適なチェックポイントタンパク質としては、CTLA4並びにそのリガンドCD80及びCD86、PD1並びにそのリガンドPDL1及びPDL2、T細胞免疫グロブリン及びムチンタンパク質−3(TIM3)及びそのリガンドGAL9、B及びTリンパ球アテニュエーター(BTLA)及びそのリガンドHVEM(ヘルペスウイルス侵入メディエーター)、キラー細胞免疫グロブリン様受容体(KIR)などの受容体、リンパ球活性化遺伝子−3(LAG3)及びアデノシンA2a受容体(A2aR)、並びにリガンドB7−H3及びB7−H4が挙げられる。さらなる好適な免疫チェックポイントタンパク質が、Pardoll,Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 252−264,2012及びNirschl & Drake,Clin Cancer Res,vol.19,pages 4917−4924,2013に記載されている。 Immune checkpoints serve as an endogenous inhibition pathway of the immune system that maintains self-tolerance and regulates antigen stimulation, the duration and extent of an immune response to exogenous molecules, cells and tissues. Pardol, Nature Reviews Cancer, vol. 12, pages 252-264, 2012. Inhibition of immune checkpoints by suppressing one or more checkpoint proteins can lead to excessive activation of the immune system, especially T cells, which in turn can induce the immune system to attack tumors. Suitable checkpoint proteins for the present invention include CTLA4 and its ligands CD80 and CD86, PD1 and its ligands PDL1 and PDL2, T cell immunoglobulin and mutin protein-3 (TIM3) and their ligands GAL9, B and T lymphocytes. Nuator (BTLA) and its ligand HVEM (herpesvirus invading mediator), receptors such as killer cell immunoglobulin-like receptor (KIR), lymphocyte activation gene-3 (LAG3) and adenosine A2a receptor (A2aR), Also mentioned are ligands B7-H3 and B7-H4. Further suitable immune checkpoint proteins are described in Pardol, Nature Reviews Cancer, vol. 12, pages 252-264, 2012 and Nirschl & Drake, Clin Cancer Res, vol. 19, pages 4917-494, 2013.

CTLA−4及びPD1は、最もよく知られている免疫チェックポイントタンパク質の2つである。CTLA−4は、T細胞活性化経路を下方制御し得る(Fong et al.,Cancer Res.69(2):609−615,2009;及びWeber,Cancer Immunol.Immunother,58:823−830,2009)。CTLA−4を遮断すると、T細胞活性化及び増殖が増大することが示されている。CTLA−4の阻害薬としては、抗CTLA−4抗体が挙げられる。抗CTLA−4抗体はCTLA−4に結合してCTLA−4とそのリガンドCD80又はCD86との相互作用を遮断し、それによりCTLA−4とそのリガンドとの相互作用によって誘発される免疫応答の下方制御を遮断する。 CTLA-4 and PD1 are two of the most well-known immune checkpoint proteins. CTLA-4 may downregulate the T cell activation pathway (Fong et al., Cancer Res. 69 (2): 609-615, 2009; and Weber, Cancer Immunol. Immunother, 58: 823-830, 2009). ). Blocking CTLA-4 has been shown to increase T cell activation and proliferation. Examples of CTLA-4 inhibitors include anti-CTLA-4 antibodies. The anti-CTLA-4 antibody binds to CTLA-4 and blocks the interaction of CTLA-4 with its ligand CD80 or CD86, thereby lowering the immune response evoked by the interaction of CTLA-4 with its ligand. Cut off control.

チェックポイントタンパク質PD1は、感染に対する炎症反応が起こったときに末梢組織におけるT細胞の活性を抑制し、自己免疫を抑えることが知られている。インビトロでPD1を遮断すると、特異的抗原標的によるか、又は混合リンパ球反応における同種細胞による刺激に応答したT細胞増殖及びサイトカイン産生が増強され得る。PD1発現と免疫応答低下との間の強い相関は、PD1の阻害機能、すなわち免疫チェックポイントの誘導によって生じることが示された(Pardoll,Nature Reviews Cancer,12:252−264,2012)。PD1の遮断は、PD1又はそのリガンドPDL1又はPDL2に結合する抗体を含め、種々の機構によって達成することができる。 The checkpoint protein PD1 is known to suppress T cell activity in peripheral tissues and suppress autoimmunity when an inflammatory response to infection occurs. Blocking PD1 in vitro can enhance T cell proliferation and cytokine production by specific antigen targets or in response to allogeneic cell stimulation in mixed lymphocyte reactions. A strong correlation between PD1 expression and decreased immune response has been shown to result from PD1 inhibitory function, i.e. induction of immune checkpoints (Pardall, Nature Reviews Cancer, 12: 252-264, 2012). Blocking of PD1 can be achieved by a variety of mechanisms, including antibodies that bind PD1 or its ligands PDL1 or PDL2.

これまでの研究において、いくつかのチェックポイントタンパク質(CTLA4、PD1、PD−L1)に対する抗体が発見されている。これらの抗体は、免疫チェックポイントを阻害して、それにより腫瘍を攻撃するため免疫系、特にT細胞を過剰に活性化させることにより、腫瘍の治療に有効となる(Pardoll,Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 252−264,2012)。しかしながら、活性化過剰のT細胞はまた、宿主細胞及び/又は組織も攻撃し得るため、患者の体に付随的損傷をもたらし得る。従って、免疫チェックポイントを阻害するこれらの公知の抗体の使用に基づく治療法は管理が難しく、患者のリスクが重大な懸念事項である。例えば、FDAが承認済みのCTLA−4に対する抗体は、その高い毒性のため黒枠警告を有する。 In previous studies, antibodies against several checkpoint proteins (CTLA4, PD1, PD-L1) have been discovered. These antibodies are effective in treating tumors by inhibiting immune checkpoints and thereby overactivating the immune system, especially T cells, to attack the tumor (Pardol, Nature Reviews Cancer, vol). .12, pages 252-264, 2012). However, overactivated T cells can also attack host cells and / or tissues, resulting in concomitant damage to the patient's body. Therefore, treatments based on the use of these known antibodies that inhibit immune checkpoints are difficult to manage and patient risk is a major concern. For example, FDA-approved antibodies against CTLA-4 have a black box warning due to their high toxicity.

本発明は、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体を提供することにより、活性化過剰のT細胞による付随的損傷の問題に対処する。これらの条件的活性型抗体は、腫瘍微小環境において免疫チェックポイントを優先的に活性化する。同時に、非腫瘍微小環境、例えば正常な生体組織における免疫チェックポイントは、条件的活性型抗体によって阻害されないか、又は阻害が少なく、従って非腫瘍微小環境では体に対する付随的損傷の可能性が低減される。この目標は、非腫瘍微小環境と比べて腫瘍微小環境においてより高活性となるように条件的活性型抗体を操作することによって達成される。 The present invention addresses the problem of concomitant damage by overactivated T cells by providing conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins. These conditionally active antibodies preferentially activate immune checkpoints in the tumor microenvironment. At the same time, immune checkpoints in non-tumor microenvironments, such as normal living tissues, are not or less inhibited by conditioned active antibodies, thus reducing the potential for concomitant damage to the body in non-tumor microenvironments. To. This goal is achieved by manipulating conditionally active antibodies to be more active in the tumor microenvironment compared to the non-tumor microenvironment.

一部の実施形態において、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体は、非腫瘍微小環境における免疫チェックポイントタンパク質との結合活性に対する腫瘍微小環境における同じ免疫チェックポイントタンパク質との結合活性の比が、少なくとも約1.1、又は少なくとも約1.2、又は少なくとも約1.4、又は少なくとも約1.6、又は少なくとも約1.8、又は少なくとも約2、又は少なくとも約2.5、又は少なくとも約3、又は少なくとも約5、又は少なくとも約7、又は少なくとも約8、又は少なくとも約9、又は少なくとも約10、又は少なくとも約15、又は少なくとも約20であり得る。抗体の結合活性を計測するための典型的な分析は、ELISA分析である。 In some embodiments, the conditionally active antibody against the immune checkpoint protein has a ratio of binding activity to the immune checkpoint protein in the non-tumor microenvironment to binding activity to the same immune checkpoint protein in the tumor microenvironment. At least about 1.1, or at least about 1.2, or at least about 1.4, or at least about 1.6, or at least about 1.8, or at least about 2, or at least about 2.5, or at least about 3. , Or at least about 5, or at least about 7, or at least about 8, or at least about 9, or at least about 10, or at least about 15, or at least about 20. A typical analysis for measuring antibody binding activity is an ELISA analysis.

高免疫原性腫瘍、例えば悪性黒色腫は、免疫系の操作によって達成される活性化過剰の免疫系に対して最も脆弱である。従って、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体は、かかる高免疫原性腫瘍の治療に特に有効であり得る。しかしながら、他のタイプの腫瘍もまた活性化過剰の免疫系に対して脆弱である。 Highly immunogenic tumors, such as malignant melanoma, are the most vulnerable to the overactivated immune system achieved by manipulation of the immune system. Therefore, conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins may be particularly effective in treating such hyperimmuneogenic tumors. However, other types of tumors are also vulnerable to the overactivated immune system.

一部の実施形態において、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体は併用療法で用いられ得る。例えば、併用療法は、腫瘍細胞表面分子(腫瘍特異性抗原)に対する条件的活性型抗体と免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体とを含み得る。一実施形態において、腫瘍細胞表面分子に対する条件的活性型抗体の結合活性と免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体の結合活性との両方が単一のタンパク質に存在してもよく、すなわち、本明細書に開示されるとおりの二重特異性条件的活性型抗体であってもよい。一部のさらなる実施形態において、併用療法は、腫瘍細胞表面分子(腫瘍特異性抗原)に対する条件的活性型抗体と2つ以上の異なる免疫チェックポイントタンパク質に対する2つ以上の条件的活性型抗体とを含み得る。一実施形態において、これらの結合活性の全てが単一のタンパク質に存在してもよく、すなわち、本明細書に開示されるとおりの多重特異性抗体であってもよい。 In some embodiments, conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins can be used in combination therapy. For example, combination therapy may include conditionally active antibodies against tumor cell surface molecules (tumor-specific antigens) and conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins. In one embodiment, both the binding activity of the conditionally active antibody to the tumor cell surface molecule and the binding activity of the conditionally active antibody to the immune checkpoint protein may be present in a single protein, i.e. It may be a bispecific conditionally activated antibody as disclosed herein. In some further embodiments, the combination therapy comprises a conditionally active antibody against a tumor cell surface molecule (tumor-specific antigen) and two or more conditionally active antibodies against two or more different immune checkpoint proteins. Can include. In one embodiment, all of these binding activities may be present in a single protein, i.e., a multispecific antibody as disclosed herein.

条件的活性型抗体は、その条件的活性型抗体が由来する親又は野生型抗体の活性と比較して、同じ腫瘍細胞表面分子又はチェックポイントタンパク質に対し腫瘍微小環境においてより高活性であるため、これらの併用療法は、有効性の増強及び毒性の大幅な低下の両方をもたらし得る。これらの条件的活性型抗体、特に免疫チェックポイントタンパク質に対する抗体の毒性の低下は、強力な抗体、例えば本明細書に記載されるとおりのADC抗体、並びにより高用量の抗体の安全な使用を可能にし得る。 Conditionally active antibodies are more active in the tumor microenvironment against the same tumor cell surface molecule or checkpoint protein as compared to the activity of the parental or wild-type antibody from which the conditionally active antibody is derived. These combination therapies can result in both increased efficacy and significantly reduced toxicity. The reduced toxicity of these conditionally active antibodies, especially to immune checkpoint proteins, allows the safe use of potent antibodies, such as ADC antibodies as described herein, as well as higher doses of the antibody. Can be.

一部の実施形態において、チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体はプロドラッグ形態であってもよい。例えば、条件的活性型抗体は、開裂されて薬物形態に変わる前は所望の薬物活性を有しないプロドラッグであり得る。プロドラッグは、かかる開裂を触媒する酵素が腫瘍微小環境に優先的に存在するか、又は条件的活性型抗体が非腫瘍微小環境(microevironment)における開裂部位への到達し易さと比較して腫瘍微小環境では開裂部位に到達し易くなるかのいずれかの理由により、腫瘍微小環境で優先的に開裂し得る。 In some embodiments, the conditionally active antibody against the checkpoint protein may be in prodrug form. For example, a conditioned active antibody can be a prodrug that does not have the desired drug activity before it is cleaved and transformed into a drug form. Prodrugs have tumor microenvironments in which the enzyme that catalyzes such cleavage is predominantly present in the tumor microenvironment or that conditional active antibodies are accessible to the cleavage site in the non-tumor microenvironment. In the environment, the tumor may preferentially cleave in the microenvironment, either for any reason that makes it easier to reach the site of cleavage.

腫瘍幹細胞を含めた幹細胞ニッチに対する条件的活性型生物学的タンパク質
幹細胞は体の幹細胞ニッチと呼ばれる環境に存在し、幹細胞ニッチは組織生理学の基本的な単位を成し、生物の要求に対する幹細胞の応答を媒介するシグナルを統合する。しかしニッチは、幹細胞又は他の標的に異常機能を課すことによって病理もまた誘導し得る。幹細胞とそれらのニッチとの間の相互作用により、組織の持続及び幹細胞療法の最終設計に必要な動的システムが作り出される(Scadden,“The stem−cell niche as an entity of action,”Nature,vol.441,pages 1075−1079,2006)。脊椎動物における一般的な幹細胞ニッチには、生殖細胞系列幹細胞ニッチ、造血幹細胞ニッチ、毛包幹細胞ニッチ、腸幹細胞ニッチ、及び心血管幹細胞ニッチが含まれる。
Conditional active biological proteins for stem cell niches, including tumor stem cells Stem cells reside in an environment called the body's stem cell niche, which forms the basic unit of tissue physiology and is the response of stem cells to biological demands. Integrate the signals that mediate. However, niches can also induce pathology by imposing abnormal functions on stem cells or other targets. The interaction between stem cells and their niche creates the dynamic systems needed for tissue persistence and the final design of stem cell therapy (Scadden, "The stem-cell niche as an entity of action," Nature, vol. .441, pages 1075-1079, 2006). Common stem cell niches in vertebrates include germline stem cell niches, hematopoietic stem cell niches, hair follicle stem cell niches, intestinal stem cell niches, and cardiovascular stem cell niches.

幹細胞ニッチは、体の他の部分(例えば血漿)と異なる特殊化した環境である(Drummond−Barbosa,“Stem Cells,Their Niches and the Systemic Environment:An Aging Network,”Genetics,vol.180,pages 1787−1797,2008;Fuchs,“Socializing with the Neighbors:Stem Cells and Their Niche,”Cell,vol.116,pages 769−778,2004)。幹細胞ニッチは低酸素であり、酸化的DNA損傷が低下している。酸素レベルを直接計測することにより、一般に骨髄が血漿と比較して事実上低酸素である(約1%〜2%O2)ことが明らかになっている(Keith et al.,“Hypoxia−Inducible Factors,Stem Cells,and Cancer,”Cell,vol.129,pages 465−472,2007;Mohyeldin et al.,“Oxygen in Stem Cell Biology:A Critical Component of the Stem Cell Niche,”Cell Stem Cell,vol.7,pages 150−161,2010)。加えて、幹細胞ニッチは、ニッチ内で幹細胞特性を調節するためいくつかの他の因子:細胞外マトリックス成分、成長因子、サイトカイン、及び環境の生理化学的性質の因子、例えば、pH、イオン強度(例えばCa2+濃度)及び代謝産物を有しなければならない。 The stem cell niche is a specialized environment that differs from other parts of the body (eg, plasma) (Drummond-Barbosa, "Stem Cells, Their Niches and the Systemic Environment: An Agging Network," Genetics. -1797, 2008; Fuchs, "Socializing with the Nightbors: Stem Cells and Their Niche," Cell, vol. 116, pages 769-778, 2004). The stem cell niche is hypoxic and has reduced oxidative DNA damage. Direct measurement of oxygen levels has generally revealed that bone marrow is virtually hypoxic (about 1% to 2% O2) compared to plasma (Keith et al., "Hypoxia-Industrial Factors"). , Stem Cell, and Celler, "Cell, vol. 129, pages 465-472, 2007; Mohyeldin et al.," Oxygen in Stem Cell Body: A Critical Component of the Cell. , Pages 150-161, 2010). In addition, the stem cell niche has several other factors for regulating stem cell properties within the niche: extracellular matrix components, growth factors, cytokines, and factors of environmental physiochemical properties such as pH, ionic intensity (eg, pH, ionic intensity ( For example, it must have Ca 2+ concentration) and metabolites.

従って、幹細胞ニッチは、血漿中の生理条件など、体の他の部分の生理条件と異なる少なくともいくつかの生理条件を有する。幹細胞ニッチは、体の他の部分、特に血漿と比べて酸素濃度が低い(1〜2%)。pH及びイオン強度を含めた幹細胞ニッチの他の生理条件もまた、体の他の部分と異なり得る。 Thus, the stem cell niche has at least some physiological conditions that differ from those of other parts of the body, such as those in plasma. Stem cell niches have lower oxygen levels (1-2%) compared to other parts of the body, especially plasma. Other physiological conditions of the stem cell niche, including pH and ionic strength, can also differ from other parts of the body.

幹細胞療法は、疾患又は傷害を治療するため新規の成体幹細胞を損傷組織に導入するインターベンショナルな戦略である。この戦略は、幹細胞が自己再生して、分化能の程度が様々な続く子孫を生じる能力に依存する。幹細胞療法は、拒絶反応及び副作用のリスクを最小限に抑えつつ体の罹患及び損傷範囲を取り替えることが潜在的に可能な、組織再生の大きな潜在的可能性をもたらす。従って、幹細胞の再生及び分化に影響を及ぼすため幹細胞ニッチに薬物(生物学的タンパク質(例えば抗体)又は化学的化合物)を送達することは、幹細胞療法の重要な部分である。 Stem cell therapy is an interventional strategy that introduces new adult stem cells into injured tissue to treat a disease or injury. This strategy depends on the ability of stem cells to self-regenerate and produce progeny with varying degrees of differentiation potential. Stem cell therapy offers great potential for tissue regeneration, with the potential to replace the extent of morbidity and damage to the body while minimizing the risk of rejection and side effects. Therefore, delivering a drug (biological protein (eg, antibody) or chemical compound) to the stem cell niche to affect stem cell regeneration and differentiation is an important part of stem cell therapy.

幹細胞ニッチが哺乳動物における幹細胞の再生及び/又は分化にどのように影響を及ぼすかに関するいくつかの例がある。第一の例は皮膚におけるもので、ここではβ−1インテグリンが原始細胞上で差次的に発現し、且つマトリックス糖タンパク質リガンドとの相互作用を介した幹細胞集団の制約的な局在化に関与することが知られている。第二に、神経系においては、テネイシンCが存在しないことにより脳室下帯の神経幹細胞の数及び機能が変化する。テネイシンCは、線維芽細胞成長因子2(FGF2)及び骨形成タンパク質4(BMP4)に対する幹細胞感受性を調節して幹細胞性向の増加をもたらすものと思われる。第三に、別のマトリックスタンパク質、Arg−Gly−Aspを含有するシアロタンパク質、オステオポンチン(OPN)は、現在、造血幹細胞調節に寄与することが実証されている。OPNは、造血幹細胞CD44、並びにα4及びα5β1インテグリン上にあることが知られるいくつかの受容体と相互作用する。OPN産生は、特に骨芽細胞の活性化によって著しく変化し得る。OPN欠損動物は、OPNがないことによって刺激条件下で超生理学的な幹細胞増大が生じるため、HS細胞数が増加している。従って、OPNは、恒常条件下又は刺激下で幹細胞の数を制限する造血幹細胞数の制約因子として働くものと思われる。Scadden,“The stem−cell niche as an entity of action,”Nature,vol.441,pages 1075−1079,2006を参照のこと。 There are several examples of how the stem cell niche affects stem cell regeneration and / or differentiation in mammals. The first example is in the skin, where β-1 integrin is differentially expressed on primitive cells and is involved in the constraining localization of stem cell populations through interaction with matrix glycoprotein ligands. Known to be involved. Second, in the nervous system, the absence of tenascin C alters the number and function of neural stem cells in the subventricular zone. Tenascin C appears to regulate stem cell susceptibility to fibroblast growth factor 2 (FGF2) and bone morphogenetic protein 4 (BMP4), resulting in an increase in stem cell propensity. Third, another matrix protein, osteopontin (OPN), a sialoprotein containing Arg-Gly-Asp, has now been demonstrated to contribute to hematopoietic stem cell regulation. OPN interacts with hematopoietic stem cells CD44, as well as several receptors known to be on α4 and α5β1 integrins. OPN production can be significantly altered, especially by activation of osteoblasts. OPN-deficient animals have an increased number of HS cells due to hyperphysiological stem cell growth under stimulus conditions due to the absence of OPN. Therefore, OPN appears to act as a constraint on the number of hematopoietic stem cells that limits the number of stem cells under constant conditions or stimulation. Scadden, "The stem-cell niche as an entity of action," Nature, vol. See 441, pages 1075-1079, 2006.

Xie et al.“Autocrine signaling based selection of combinatorial antibodyies that transdifferentiate human stem cells,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.110,pages 8099−8104,2013)は、抗体を使用して幹細胞分化に影響を及ぼす方法を開示している。この抗体は、顆粒球コロニー刺激因子受容体のアゴニストである。細胞を活性化して所定の経路に沿って分化させる天然の顆粒球コロニー刺激因子と異なり、この単離アゴニスト抗体はヒト骨髄系統CD34+骨髄細胞を神経前駆細胞に分化転換させた。Melidoni et al.(“Selecting antagonistic antibodies that control differentiation through inducible expression in embryonic stem cells,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.110,pages 17802−17807,2013)もまた、抗体を使用してFGF4とその受容体FGFR1βとの間の相互作用に干渉し、ひいてはオートクリンFGF4媒介性胚性幹細胞分化を遮断する方法を開示している。 Xie et al. "Autocrine sensing based selection of combinatorial antibodies the transdifferentiation human stem cells," Proc Natl Accad Sci USA, vol. 110, pages 8099-8104, 2013) disclose methods of using antibodies to influence stem cell differentiation. This antibody is an agonist of granulocyte colony stimulating factor receptor. Unlike the natural granulocyte colony-stimulating factor, which activates cells and differentiates along a predetermined pathway, this isolated agonist antibody transdifferentiates human bone marrow lineage CD34 + bone marrow cells into neural progenitor cells. Melidoni et al. ("Selecting antibodies the control differentiation thrust induce expression in embryonic stem cells," Proc NatlA c20 Discloses a method of interfering with and thus blocking autocrine FGF4-mediated embryonic stem cell differentiation.

幹細胞分化におけるリガンド/受容体の機能の理解により、幹細胞分化を調節し、又はさらには指図するため生物学的タンパク質を利用してこれらのリガンド/受容体に干渉する戦略が可能となっている。遺伝子修飾されていないヒト幹細胞の分化を幹細胞ニッチへの抗体の投与によって制御可能であることにより、幹細胞ベースの療法の新規エキソビボ又はインビボ手法がもたらされ得る。一部の実施形態において、本発明は、癌幹細胞を含め、幹細胞ニッチに侵入して幹細胞又は腫瘍の発育を調節する能力を有する親又は野生型生物学的タンパク質から生成される条件的活性型生物学的タンパク質を提供する。この条件的活性型生物学的タンパク質は、体の他の部分における少なくとも1つの生理条件下では親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有し、一方、幹細胞ニッチ、例えば癌幹細胞環境における少なくとも1つの生理条件下では親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有する。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は副作用を生じにくく、幹細胞ニッチで優先的に作用して幹細胞の再生及び分化を調節する。一部の実施形態において、条件的活性型生物学的タンパク質は抗体である。かかる条件的活性型抗体は、体の他の部分ではその抗原に弱く結合し、又は全く結合せず、しかし幹細胞ニッチでは抗原に強く緊密に結合し得る。 Understanding the function of ligands / receptors in stem cell differentiation allows for strategies that utilize biological proteins to regulate or even direct stem cell differentiation to interfere with these ligands / receptors. The ability to control the differentiation of unmodified human stem cells by administration of antibodies to the stem cell niche may result in novel ex vivo or in vivo approaches to stem cell-based therapies. In some embodiments, the invention is a conditionally active organism produced from a parental or wild-type biological protein capable of invading a stem cell niche and regulating the growth of the stem cell or tumor, including cancer stem cells. Provides a scientific protein. This conditionally active biological protein has lower activity than the parental or wild-type biological protein under at least one physiological condition in other parts of the body, while at least in a stem cell niche, eg, a cancer stem cell environment. It has higher activity than parental or wild-type biological proteins under one physiological condition. Such conditioned active biological proteins are less prone to side effects and act preferentially in the stem cell niche to regulate stem cell regeneration and differentiation. In some embodiments, the conditional active biological protein is an antibody. Such conditionally active antibodies can bind weakly or not to the antigen in other parts of the body, but strongly and tightly to the antigen in the stem cell niche.

本発明の滑液、腫瘍微小環境及び幹細胞ニッチに対する条件的活性型生物学的タンパク質は、親又は野生型生物学的タンパク質をコードするDNAを進化させて変異体DNAライブラリを作成する方法によって生成される。次にこの変異体DNAライブラリを発現させると、変異体タンパク質が得られる。この変異体タンパク質は、滑液、腫瘍微小環境、及び幹細胞ニッチからなる群から選択される体の第一部分の少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有し、且つ体の第一部分と異なる体の第二部分における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有する条件的活性型生物学的タンパク質に関してスクリーニングされる。体の第二部分は血漿であってもよい。かかる選択された変異体生物学的タンパク質が、体の第一部分では高い活性を有するが体の第二部分では低い活性を有する条件的活性型生物学的タンパク質である。 Conditional active biological proteins for synovial fluid, tumor microenvironment and stem cell niche of the present invention are produced by a method of evolving DNA encoding a parental or wild-type biological protein to create a mutant DNA library. To. Next, when this mutant DNA library is expressed, a mutant protein is obtained. This variant protein has higher activity than the parental or wild-type biological protein under at least one physiological condition of the first part of the body selected from the group consisting of salivary fluid, tumor microenvironment, and stem cell niche. It is screened for conditionally active biological proteins that have lower activity than the parental or wild-type biological proteins under at least one physiological condition in the second part of the body that is different from the first part of the body. The second part of the body may be plasma. Such selected mutant biological proteins are conditionally active biological proteins that have high activity in the first part of the body but low activity in the second part of the body.

条件的活性型生物学的タンパク質が作用することが意図されない体の他の部分では条件的活性型生物学的タンパク質の活性はより低いため、かかる条件的活性型生物学的タンパク質は親又は野生型タンパク質の副作用を低下させるのに有利である。例えば、条件的活性型生物学的タンパク質を腫瘍微小環境に導入することが意図される場合、腫瘍微小環境以外の体の部分で条件的活性型生物学的タンパク質の活性が低いということは、かかる条件的活性型生物学的タンパク質が腫瘍微小環境以外の体の部分で正常な生理学的機能に干渉する可能性が低いことを意味する。同時に、条件的活性型生物学的タンパク質は腫瘍微小環境では活性が高く、これにより条件的活性型生物学的タンパク質は腫瘍の治療における有効性がより高いものとなる。 Such a conditionally active biological protein is a parental or wild type because the activity of the conditionally active biological protein is lower in other parts of the body where the conditionally active biological protein is not intended to act. It is beneficial in reducing the side effects of proteins. For example, if it is intended to introduce a conditionally active biological protein into the tumor microenvironment, the low activity of the conditionally active biological protein in any part of the body other than the tumor microenvironment is such. It means that conditioned active biological proteins are less likely to interfere with normal physiologic function in parts of the body other than the tumor microenvironment. At the same time, conditioned active biological proteins are highly active in the tumor microenvironment, which makes conditioned active biological proteins more effective in treating tumors.

副作用が低いため、この条件的活性型生物学的タンパク質は、親又は野生型生物学的タンパク質と比較して大幅に高い用量のタンパク質を安全に使用することが可能である。サイトカイン又は成長因子に対する抗体は体の他の部分におけるサイトカイン又は成長因子の正常な生理学的機能を妨げ得るため、これはサイトカイン又は成長因子に対する抗体について特に有益である。副作用が低い条件的活性型生物学的タンパク質を使用することにより、より高用量を用いてより高い有効性を達成し得る。 Due to the low side effects, this conditionally active biological protein allows the safe use of significantly higher doses of the protein as compared to the parental or wild-type biological protein. This is particularly beneficial for antibodies to cytokines or growth factors, as antibodies to cytokines or growth factors can interfere with the normal physiological function of cytokines or growth factors in other parts of the body. Higher efficacy can be achieved with higher doses by using conditioned active biological proteins with lower side effects.

滑液、腫瘍微小環境、又は幹細胞ニッチの1つにおいて作用する条件的活性型生物学的タンパク質はまた、新規薬物標的の使用も可能にし得る。従来の生物学的タンパク質を療法薬として使用すると、許容できない副作用が生じ得る。例えば、上皮成長因子受容体(EGFR)の阻害は腫瘍成長の抑制に極めて有効であり得る。しかしながら、EGFRを阻害する薬物はまた、皮膚及び胃腸(GI)管における成長も抑制し得る。この副作用のため、EGFRは腫瘍薬標的として不適となる。腫瘍微小環境においてのみEGFRに高親和性で結合するが、体の任意の他の部分では全く又は極めて低い親和性でしか結合しない条件的活性型抗体を使用すると、副作用を大幅に低減すると同時に腫瘍成長を抑制し得る。この場合、条件的活性型抗体を使用することにより、EGFRが有効な新規腫瘍薬標的となり得る。 Conditionally active biological proteins that act in synovial fluid, tumor microenvironment, or one of the stem cell niches may also allow the use of novel drug targets. The use of conventional biological proteins as therapeutic agents can have unacceptable side effects. For example, inhibition of the epidermal growth factor receptor (EGFR) can be highly effective in suppressing tumor growth. However, drugs that inhibit EGFR can also suppress growth in the skin and gastrointestinal (GI) tracts. This side effect makes EGFR unsuitable as a tumor drug target. Conditionally active antibodies that bind EGFR with high affinity only in the tumor microenvironment but with no or very low affinity in any other part of the body can significantly reduce side effects while at the same time tumor. Can suppress growth. In this case, by using a conditional active antibody, EGFR can be an effective novel tumor drug target.

別の例では、関節損傷の修復において多くの場合にサイトカインの抑制が有益である。しかしながら、体の他の部分におけるサイトカインの抑制はまた、体の免疫応答も抑制し、免疫不全を引き起こし得る。従って、滑液中のサイトカインは、関節損傷治療用の従来の抗体薬の開発に理想的な標的ではない。しかしながら、滑液中ではサイトカインに優先的に結合する一方で、体の他の部分では同じサイトカインに全く又は弱くしか結合しない条件的活性型抗体を使用することにより、免疫不全の副作用を劇的に低減することができる。従って、条件的活性型抗体を使用することにより、滑液中のサイトカインが関節損傷の修復に好適な標的となり得る。 In another example, cytokine suppression is often beneficial in repairing joint injuries. However, suppression of cytokines in other parts of the body can also suppress the body's immune response and cause immunodeficiency. Therefore, cytokines in synovial fluid are not ideal targets for the development of conventional antibody drugs for the treatment of joint injuries. However, the side effects of immunodeficiency can be dramatically reduced by using conditional active antibodies that bind preferentially to cytokines in synovial fluid while binding to the same cytokines entirely or weakly in other parts of the body. Can be reduced. Therefore, by using conditional active antibodies, cytokines in synovial fluid can be a good target for repairing joint damage.

炎症を起こし易い器官/組織のための条件的活性型生物学的タンパク質
一部の実施形態において、条件的活性型生物学的タンパク質は、リンパ節、扁桃、アデノイド、及び副鼻腔など、炎症を起こし易い器官又は組織で優先的に作用するように設計される。炎症を起こし易い更なる器官及び組織については、Gray’s Anatomy by Henry Gray,41st edition,2015、発行者Elsevierなどの解剖学のテキストブックを参照し得る。
Conditional Active Biological Proteins for Inflammable Organs / Tissues In some embodiments, conditional active biological proteins cause inflammation, such as lymph nodes, tonsils, adenoids, and sinuses. Designed to act preferentially in easy organs or tissues. For additional organs and tissues that are prone to inflammation, anatomy textbooks such as Gray's Anatomy by Henry Gray, 41 st edition, 2015, publisher Elsevier may be referenced.

これらの器官及び組織は、典型的には、一旦炎症を起こすと少なくとも1つの異常条件を呈する。例えば、これらの炎症を起こした器官及び組織は、例えばヒト血漿などの体の他の部分の正常生理条件と比較して、浸透圧が高くなり、及び/又は1つ以上のイオンの濃度が低くなり得る。更に、かかる炎症を起こした器官及び組織では、ヒト血漿などの体の他の部分の正常生理条件と比較したとき、小分子、乳酸、サイトカイン及び白血球の濃度が高くなり得る。 These organs and tissues typically exhibit at least one abnormal condition once inflamed. For example, these inflamed organs and tissues have higher osmotic pressure and / or lower concentrations of one or more ions compared to normal physiological conditions of other parts of the body, such as human plasma. Can be. Moreover, such inflamed organs and tissues can have high concentrations of small molecules, lactic acid, cytokines and leukocytes when compared to normal physiological conditions of other parts of the body such as human plasma.

一部の実施形態では、本発明により、炎症範囲で直面する1つ以上の異常条件から選択される異常条件と、ヒト血漿中の正常生理条件とを用いて条件的活性型生物学的タンパク質が作製され得る。従ってかかる条件的活性型生物学的タンパク質は、炎症状態の器官/組織で親又は野生型生物学的タンパク質の活性と比べて高い活性を有し、及びヒト血漿中で親又は野生型生物学的タンパク質の活性と比べて低い活性を有し得る。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、体の炎症を起こした領域で優先的に作用し得るが、炎症が起きていない体の領域では活性をほとんど又は全く有しないことになる。 In some embodiments, the present invention provides a conditioned active biological protein using anomalous conditions selected from one or more anomalous conditions faced in the area of inflammation and normal physiological conditions in human plasma. Can be made. Thus, such conditional active biological proteins have higher activity in inflamed organs / tissues as compared to the activity of parental or wild-type biological proteins, and parental or wild-type biological proteins in human plasma. It may have lower activity compared to the activity of the protein. Such conditional active biological proteins may act preferentially in the inflamed areas of the body, but have little or no activity in the non-inflamed areas of the body.

条件的活性型ウイルス粒子
ウイルス粒子は、長年、タンパク質、核酸分子、化学的化合物又は放射性同位元素を標的細胞又は組織に輸送するための送達媒体として使用されている。送達媒体として一般的に用いられているウイルス粒子としては、レトロウイルス、アデノウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、及びアデノ随伴ウイルスが挙げられる。ウイルス粒子は、多くの場合にリガンド−受容体結合系において、標的細胞の標的タンパク質として働く細胞タンパク質との特異的結合のための認識タンパク質として働く表面タンパク質を介してその標的細胞を認識する(Lentz,“The recognition event between virus and host cell receptor:a target for antiviral agents,”J.of Gen.Virol.,vol.71,pages 751−765,1990)。例えば、ウイルス認識タンパク質は、標的細胞上の受容体に対するリガンドであり得る。リガンドと受容体との間の特異性により、ウイルス粒子が標的細胞を特異的に認識して、そこにその内容物を送達することが可能となる。
Conditional Active Viral Particles Viral particles have long been used as delivery vehicles for transporting proteins, nucleic acid molecules, chemical compounds or radioactive isotopes to target cells or tissues. Virus particles commonly used as delivery media include retroviruses, adenoviruses, lentiviruses, herpesviruses, and adeno-associated viruses. Virus particles often recognize their target cells in a ligand-receptor binding system via a surface protein that acts as a recognition protein for specific binding to the cellular protein that acts as the target protein of the target cell (Lentz). , "The recognition event protein virus and host cell receptor: a target for protein viral agents," J. of Gen. Virol., Vol. 71, pages 195, 195. For example, a virus recognition protein can be a ligand for a receptor on a target cell. The specificity between the ligand and the receptor allows the viral particles to specifically recognize the target cell and deliver its contents to it.

野生型ウイルスから人工ウイルス粒子を作る技法は当業者に周知である。送達媒体として公知の人工ウイルス粒子には、レトロウイルス(例えば、国際公開第90/07936号パンフレット;国際公開第94/03622号パンフレット;国際公開第93/25698号パンフレット;国際公開第93/25234号パンフレット;米国特許第5,219,740号明細書;国際公開第93/11230号パンフレット;国際公開第93/10218号パンフレット;米国特許第4,777,127号明細書;英国特許第2,200,651号明細書;欧州特許第0 345 242号明細書;及び国際公開第91/02805号パンフレットを参照のこと)、アルファウイルス(例えば、シンドビスウイルスベクター、セムリキ森林ウイルス(ATCC VR−67;ATCC VR−1247)、ロスリバーウイルス(ATCC VR−373;ATCC VR−1246)、ベネズエラウマ脳炎ウイルス(ATCC VR−923;ATCC VR−1250;ATCC VR 1249;ATCC VR−532))、及びアデノ随伴ウイルス(例えば、国際公開第94/12649号パンフレット、国際公開第93/03769号パンフレット;国際公開第93/19191号パンフレット;国際公開第94/28938号パンフレット;国際公開第95/11984号パンフレット及び国際公開第95/00655号パンフレットを参照のこと)をベースとするものが含まれる。 Techniques for making artificial virus particles from wild-type viruses are well known to those of skill in the art. Artificial virus particles known as delivery media include retroviruses (eg, International Publication No. 90/07936; International Publication No. 94/03622; International Publication No. 93/25698; International Publication No. 93/25234; Pamphlet; US Pat. No. 5,219,740; International Publication No. 93/11230; International Publication No. 93/10218; US Pat. No. 4,777,127; British Patent No. 2,200 , 651; see European Patent No. 0345 242; and WO 91/02805; alpha virus (eg, Sindbis virus vector, Semuliki forest virus (ATCC VR-67;); ATCC VR-1247), Ross River virus (ATCC VR-373; ATCC VR-1246), Venezuelan encephalitis encephalitis virus (ATCC VR-923; ATCC VR-1250; ATCC VR 1249; ATCC VR-532)), and adeno-related Viruses (eg, International Publication No. 94/12649, International Publication No. 93/03769, International Publication No. 93/19191; International Publication No. 94/28938; International Publication No. 95/11984 and International Includes those based on Publication No. 95/00655 (see Pamphlet No. 95/00655).

概して、人工ウイルス粒子は、ウイルス粒子への外来性認識タンパク質の挿入、多くの場合に組換え技術による天然認識タンパク質の置換によって構築される。外来性認識タンパク質は、例えば、抗体、受容体、リガンド又はコラーゲン結合ドメインであり得る。本発明は、正常生理条件では細胞に対する結合が不活性又は低活性であり、且つ異常条件では細胞に対する結合が活性又は高活性である条件的活性型認識タンパク質を提供する。従って条件的活性型認識タンパク質は、罹患組織及び/又は疾患部位の標的細胞に対しては当該部位における異常条件の存在に基づき優先的に結合し、且つ正常生理条件が存在する正常組織の細胞との結合は回避し、又はごく最小限であり得る。条件的活性型認識タンパク質はウイルス粒子の表面上に発現し、提示され得る。 In general, artificial virus particles are constructed by inserting foreign recognition proteins into the virus particles, often by substitution of naturally recognized proteins by recombinant techniques. The exogenous recognition protein can be, for example, an antibody, receptor, ligand or collagen binding domain. The present invention provides a conditionally active recognition protein in which the binding to cells is inactive or inactive under normal physiological conditions, and the binding to cells is active or highly active under abnormal conditions. Therefore, the conditional active recognition protein preferentially binds to the target cells of the affected tissue and / or the diseased site based on the presence of abnormal conditions at the site, and with the cells of the normal tissue having normal physiological conditions. Bindings can be avoided or minimal. Conditional active recognition proteins can be expressed and presented on the surface of viral particles.

一部の実施形態において、本発明は、親又は野生型認識タンパク質を進化させて、条件的活性型認識タンパク質に関してスクリーニングする方法を提供する。条件的活性型認識タンパク質は、正常生理条件下では親又は野生型認識タンパク質と比べて細胞に対する結合活性が低く、異常条件下では親又は野生型認識タンパク質と比べて細胞に対する結合活性が高い。かかる条件的活性型認識タンパク質を周知の組換え技術によってウイルス粒子に挿入すると、条件的活性型ウイルス粒子が生成され得る。 In some embodiments, the invention provides a method of evolving a parental or wild-type recognition protein to screen for a conditional active recognition protein. Conditional active recognition proteins have lower cell-binding activity under normal physiological conditions than parental or wild-type recognition proteins, and higher cell-binding activity than parental or wild-type recognition proteins under abnormal conditions. Insertion of such a conditionally active recognition protein into virus particles by a well-known recombination technique can produce conditionally active virus particles.

別の実施形態において、本発明は、条件的活性型認識タンパク質を含む条件的活性型ウイルス粒子を提供し、条件的活性型認識タンパク質は、条件的活性型ウイルス粒子が罹患組織又は疾患部位の標的細胞を認識してそれに結合するが、正常組織の細胞は認識及び結合しないことを可能にする。かかる条件的活性型ウイルス粒子はウイルス粒子内の療法薬を疾患組織又は疾患部位に優先的に送達することができる一方、この条件的活性型ウイルス粒子は正常組織の細胞にはより少ない療法薬を送達するか、又は送達しない。 In another embodiment, the invention provides a conditionally active recognition protein comprising a conditionally active recognition protein, wherein the conditionally active recognition protein is a target of the affected tissue or disease site. Allows cells to recognize and bind to it, but cells in normal tissue do not recognize and bind. Such conditionally active viral particles can preferentially deliver therapeutic agents within the viral particles to diseased tissue or site, whereas the conditional active viral particles deliver less therapeutic agent to cells of normal tissue. Deliver or not deliver.

一部の実施形態において、疾患部位における標的細胞は、健常な、又は特定の疾患若しくは病状に罹患していない体の他の部分におけるpH又は温度と比較して異常なpH(例えば、pH6.5)又は異常な温度を有する領域又は微小環境の内部にある。この実施形態において、条件的活性型認識タンパク質は、正常な生理的pH又は温度では親又は野生型認識タンパク質と比べて標的細胞の標的タンパク質との結合活性が低く、異常なpH又は温度では親又は野生型認識タンパク質と比べて標的細胞の標的タンパク質との結合活性が高い。このように、この認識タンパク質は異常なpH又は温度が起こる部位に優先的に結合し、それによって治療を疾患部位に送達し得る。 In some embodiments, the target cells at the diseased site have an abnormal pH (eg, pH 6.5) compared to the pH or temperature at other parts of the body that are healthy or not affected by a particular disease or condition. ) Or in a region with an abnormal temperature or inside a microenvironment. In this embodiment, the conditional active recognition protein has a lower binding activity to the target protein of the target cell than the parent or wild-type recognition protein at normal physiological pH or temperature, and the parent or at abnormal pH or temperature. The binding activity of the target cell to the target protein is higher than that of the wild-type recognition protein. Thus, this recognition protein preferentially binds to sites where abnormal pH or temperature occurs, thereby delivering treatment to disease sites.

一実施形態において、ウイルス粒子は本発明の条件的活性型抗体、特に抗体の可変領域(例えば、Fab、Fab’、Fv)を含み得る。かかる条件的活性型抗体は、正常組織を含む部位で起こり得る正常生理条件下では親又は野生型抗体より低い親和性で、及び疾患部位又は罹患組織で起こり得る異常条件下では親又は野生型抗体より高い親和性で、標的細胞の標的タンパク質(抗原として)に結合し得る。条件的活性型抗体は、本発明の方法に従い親又は野生型抗体から誘導し得る。 In one embodiment, the viral particles may comprise conditionally active antibodies of the invention, particularly variable regions of the antibody (eg, Fab, Fab', Fv). Such conditional active antibodies have a lower affinity than parental or wild-type antibodies under normal physiological conditions that can occur at sites containing normal tissues, and parental or wild-type antibodies under abnormal conditions that can occur at diseased sites or affected tissues. With higher affinity, it can bind to the target protein (as an antigen) of the target cell. Conditionally active antibodies can be derived from parental or wild-type antibodies according to the methods of the invention.

ある実施形態では、標的細胞上の標的タンパク質には、例えば多くの腫瘍において細胞表面上で過剰発現するチロシンキナーゼ成長因子受容体が含まれる。例示的チロシンキナーゼ成長因子は、VEGF受容体、FGF受容体、PDGF受容体、IGF受容体、EGF受容体、TGF−α受容体、TGF−β受容体、HB−EGF受容体、ErbB2受容体、ErbB3受容体、及びErbB4受容体である。 In certain embodiments, the target protein on the target cell includes, for example, a tyrosine kinase growth factor receptor that is overexpressed on the cell surface in many tumors. Exemplary tyrosine kinase growth factors include VEGF receptor, FGF receptor, PDGF receptor, IGF receptor, EGF receptor, TGF-α receptor, TGF-β receptor, HB-EGF receptor, ErbB2 receptor, ErbB3 receptor and ErbB4 receptor.

条件的活性型DNA/RNA修飾タンパク質
新規ゲノム操作ツールの一形態としてDNA/RNA修飾タンパク質、特にCRISPRと呼ばれるものが発見されており、これらによれば、研究者は遺伝子にマイクロサージェリーを施して、染色体上の正確な位置にあるDNA配列を精密且つ容易に変化させることが可能になる(ゲノム編集、Mali et al.,“Cas9 as a versatile tool for engineering biology,”Nature Methods,vol.10,pages 957−963,2013)。例えば、鎌状赤血球貧血は単一塩基突然変異によって引き起こされ、これはDNA/RNA修飾タンパク質を使用して修正し得る可能性がある。この技術は、染色体の小片を、一塩基対の変更による場合であっても、精密に欠失させ、又は編集し得る(Makarova et al.,“Evolution and classification of the CRISPR−Cas systems,”Nature Reviews Microbiology,vol.9,pages 467−477,2011)。
Conditionally Active DNA / RNA Modified Proteins DNA / RNA modified proteins, especially those called CRISPR, have been discovered as a form of new genome manipulation tool, according to which researchers apply microsurgery to genes. , The DNA sequence at the exact location on the chromosome can be altered precisely and easily (Genome Editing, Mari et al., "Cas9 as a versaille tool for geneering biologic," Nature Methods, vol.10, pages 957-963, 2013). For example, sickle cell anemia is caused by a single nucleotide mutation, which may be corrected using DNA / RNA modification proteins. This technique allows precise deletion or editing of chromosomal fragments, even by single base pair alterations (Makarova et al., "Evolution and microbiology of the CRISPR-Cas systems," Nature. Reviews Microbiology, vol. 9, pages 467-477, 2011).

CRISPRによるゲノム編集は、細胞に複数の遺伝子変化を迅速且つ同時に作製する能力を有する。多くのヒトの病気は、心疾患、糖尿病、及び神経系疾患を含め、複数の遺伝子における突然変異の影響を受ける。このCRISPRベースの技術は、疾患を引き起こす突然変異を復帰させ、これらの疾患を治癒し、又は少なくともこれらの疾患の重症度を低減し得る可能性を有する。ゲノム編集は、ゲノムDNAの切断についてCRISPR関連(Cas)タンパク質(酵素ファミリー)に頼る。典型的には、Casタンパク質は、小さいガイドRNAによってゲノム内の標的領域に案内され、ここでガイドRNAは標的領域と一致している。Casタンパク質は配列特異性がほとんど又は全くないため、ガイドRNAが、Casタンパク質が正確なゲノム編集を達成するための指示者として働く。一実施形態では、1つのCasタンパク質を複数のガイドRNAと共に使用して、複数の遺伝子突然変異を同時に修正し得る。 Genome editing with CRISPR has the ability to rapidly and simultaneously generate multiple genetic changes in cells. Many human illnesses are affected by mutations in multiple genes, including heart disease, diabetes, and nervous system diseases. This CRISPR-based technique has the potential to restore disease-causing mutations, cure these diseases, or at least reduce the severity of these diseases. Genome editing relies on CRISPR-related (Cas) proteins (enzyme families) for cleavage of genomic DNA. Typically, the Cas protein is guided to a target region within the genome by a small guide RNA, where the guide RNA coincides with the target region. Since the Cas protein has little or no sequence specificity, the guide RNA acts as an indicator for the Cas protein to achieve accurate genome editing. In one embodiment, one Cas protein can be used with multiple guide RNAs to simultaneously correct multiple gene mutations.

多くのCasタンパク質が存在する。例としては、Cas1、Cas2、Cas3’、Cas3’’、Cas4、Cas5、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、及びCsf4が挙げられる((Makarova et al.,“Evolution and classification of the CRISPR−Cas systems,”Nature Reviews Microbiology,vol.9,pages 467−477,2011)。 There are many Cas proteins. Examples include Cas1, Cas2, Cas3', Cas3'', Cas4, Cas5, Cas6, Cas6e, Cas6f, Cas7, Cas8a1, Cas8a2, Cas8b, Cas8c, Cas9, Cas10, Cas10d, Csy1, Csy2, Csy3. , Csc1, Csc2, Csa5, Csn2, Csm2, Csm3, Csm4, Csm5, Csm6, Cmr1, Cmr3, Cmr4, Cmr5, Cmr6, Csb1, Csb2, Csb3, Csx17, Csx1 , Csf1, Csf2, Csf3, and Csf4 ((Makarova et al., "Evolution and culture of the CRISPR-Cas systems," Nature Review, Micro

ゲノム編集を行うには、Casタンパク質が標的細胞に侵入する必要がある。対象の細胞は、細胞内部において異なる細胞内pHを有し得る。罹患組織の一部の細胞は異常な細胞内pHを有する。例えば、一部の腫瘍細胞は約7.12〜7.65のアルカリ性の細胞内pHを有する傾向があり、一方、正常組織の細胞は6.99〜7.20の範囲の中性の細胞内pHを有する。Cardone et al.,“The role of disturbed pH dynamics and the Na(+)/H(+)exchanger in metastasis,”Nat.Rev.Cancer,vol.5,pages 786−795,2005を参照のこと。慢性低酸素では、罹患組織の細胞は約7.2〜7.5の細胞内pHを有し、これもまた正常組織の細胞内pHより高い(Rios et al.,“Chronic hypoxia elevates intracellular pH and activates Na+/H+ exchange in pulmonary arterial smooth muscle cells,”American Journal of Physiology−Lung Cellular and Molecular Physiology,vol.289,pages L867−L874,2005)。さらに、虚血細胞では、細胞内pHは典型的に6.55〜6.65の範囲であり、これは正常組織の細胞内pHより低い(Haqberg,“Intracellular pH during ischemia in skeletal muscle:relationship to membrane potential,extracellular pH,tissue lactic acid and ATP,”Pflugers Arch.,vol.404,pages 342−347,1985)。罹患組織における異常な細胞内pHのさらなる例が、Han et al.,“Fluorescent Indicators for Intracellular pH,”Chem Rev.,vol.110,pages 2709−2728,2010において考察されている。 In order to perform genome editing, the Cas protein needs to invade the target cell. The cells of interest may have different intracellular pH inside the cells. Some cells in the affected tissue have an abnormal intracellular pH. For example, some tumor cells tend to have an alkaline intracellular pH of about 7.12 to 7.65, while cells of normal tissue have a neutral intracellular pH in the range of 6.99 to 7.20. Has pH. Cardone et al. , "The roll of disturbed pH dynamics and the Na (+) / H (+) exchanger in metastasis," Nat. Rev. Cancer, vol. 5, pages 786-795, 2005. In chronic hypoxia, cells in affected tissue have an intracellular pH of approximately 7.2-7.5, which is also higher than the intracellular pH in normal tissue (Rios et al., "Chronic physioxia elevates intracellular pH and". activates Na + / H + exchang in pulponary artificial cells cells, "American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Phyla.7 In addition, in ischemic cells, the intracellular pH is typically in the range of 6.55-6.65, which is lower than the intracellular pH of normal tissues (Haqberg, "Intracellular pH daring ischemia in skeletal muscle: resonance to membrane". positive, extracellular pH, tissue lactic acid and ATP, "Pflugers Arch., Vol. 404, pages 342-347, 1985). Further examples of abnormal intracellular pH in affected tissue are described in Han et al. , "Fluorescent Indicators for Intracellular pH," Chem Rev. , Vol. 110, pages 2709-2728, 2010.

本発明は、親又は野生型Casタンパク質から条件的活性型Casタンパク質を作製する方法を提供し、ここで条件的活性型Casタンパク質は、(1)正常細胞内部の正常生理条件下で親又は野生型Casタンパク質の活性と比べて低下した酵素活性、及び(2)上記で考察した罹患細胞の1つなどの標的細胞内部の異常条件下で親又は野生型Casタンパク質の活性と比べて増加した酵素活性、のうちの少なくとも一方を有する。一部の実施形態において、正常生理条件はほぼ中性の細胞内pHであり、異常条件は、中性より高いか、又はそれより低い異なる細胞内pHである。ある実施形態では、異常条件は、7.2〜7.65の細胞内pH又は6.5〜6.8の細胞内pHである。 The present invention provides a method for producing a conditionally active Cas protein from a parent or wild Cas protein, wherein the conditionally active Cas protein is (1) parent or wild under normal physiological conditions inside normal cells. Enzyme activity decreased compared to the activity of the type Cas protein, and (2) Enzyme increased compared to the activity of the parental or wild Cas protein under abnormal conditions inside the target cell, such as one of the affected cells discussed above. Has at least one of the activities. In some embodiments, the normal physiological condition is a nearly neutral intracellular pH, and the abnormal condition is a different intracellular pH that is higher or lower than neutral. In certain embodiments, the anomalous condition is an intracellular pH of 7.2-7.65 or an intracellular pH of 6.5-6.8.

一部の実施形態において、条件的活性型Casタンパク質は、本発明の条件的活性型ウイルス粒子を使用して標的細胞に送達し得る。条件的活性型ウイルス粒子は、条件的活性型Casタンパク質と、Casタンパク質がゲノムDNAを編集することになる位置にCasタンパク質を導くための少なくとも1つのガイドRNAとを含む。 In some embodiments, the conditionally active Cas protein can be delivered to target cells using the conditionally active virus particles of the invention. Conditionally active viral particles include a conditionally active Cas protein and at least one guide RNA for directing the Cas protein to a location where the Cas protein will edit genomic DNA.

多重特異性抗体は、多重特異性抗体が結合し得る標的(抗原)の全て又はほとんどを含有する優先的標的組織において高い選択性を有する。例えば、二重特異性抗体は、抗原のうち一方のみを発現し得る非標的細胞と比較して、その二重特異性抗体によって認識される抗原の両方を発現する標的細胞により高い選好性を示すことにより、標的細胞に対する選択性を提供する。従って、この系のダイナミズムに起因して、平衡状態ではより多くの二重特異性抗体が非標的細胞と比べて標的細胞に結合する。 Multispecific antibodies have high selectivity in the preferred target tissue containing all or most of the targets (antigens) to which the multispecific antibody can bind. For example, bispecific antibodies show higher preference to target cells that express both of the antigens recognized by the bispecific antibody compared to non-target cells that can express only one of the antigens. This provides selectivity for target cells. Therefore, due to the dynamism of this system, more bispecific antibodies bind to target cells compared to non-target cells in equilibrium.

本明細書において操作される多重特異性抗体、又はそれらの抗原認識フラグメントは、本発明のキメラ抗原受容体のASTRとして使用し得る。 Multispecific antibodies, or antigen recognition fragments thereof, engineered herein can be used as ASTRs for the chimeric antigen receptors of the invention.

細胞傷害性細胞の操作
スクリーニング工程によって条件的活性型ASTRが同定されると、個々のドメインをコードするポリヌクレオチド配列をライゲートして単一のポリヌクレオチド配列(CAR遺伝子、これは条件的活性型CARをコードする)を形成することにより、キメラ抗原受容体をアセンブルし得る。個々のドメインには、条件的活性型ASTR、TM、及びISDが含まれる。一部の実施形態において、ab ESD及びCSDを含めた他のドメインもまたCARに導入され得る(図1)。条件的活性型CARが二重特異性CARである場合、CAR遺伝子は、例えば、N末端からC末端の向きに以下の構成:N末端シグナル配列−ASTR1−リンカー−ASTR2−細胞外スペーサードメイン−膜貫通ドメイン−共刺激ドメイン−細胞内シグナル伝達ドメインであってもよい。一実施形態において、かかるCAR遺伝子は2つ以上の共刺激ドメインを含み得る。
Manipulation of cytotoxic cells Once a conditionally active ASTR has been identified, a single polynucleotide sequence (CAR gene, which is a conditionally active CAR) is ligated to the polynucleotide sequence encoding the individual domain. The chimeric antigen receptor can be assembled by forming). Individual domains include conditional active ASTRs, TMs, and ISDs. In some embodiments, other domains, including ab ESD and CSD, can also be introduced into CAR (FIG. 1). When the conditional active CAR is a bispecific CAR, the CAR gene is composed, for example, from the N-terminus to the C-terminus with the following composition: N-terminal signal sequence-ASTR1-linker-ASTR2-extracellular spacer domain-membrane. It may be a transmembrane domain-a co-stimulation domain-an intracellular signal transduction domain. In one embodiment, such CAR gene may contain more than one costimulatory domain.

或いは、条件的活性型CARをコードするポリヌクレオチド配列は、N末端からC末端の向きに以下の構成:N末端シグナル配列−ASTR1−リンカー−ASTR2−膜貫通ドメイン−共刺激ドメイン−細胞内シグナル伝達ドメインであってもよい。ある実施形態では、かかるCARは2つ以上の共刺激ドメインを含み得る。CARが3つ以上のASTRを含む場合、CARをコードするポリヌクレオチド配列は、N末端からC末端の向きに以下の構成:N末端シグナル配列−ASTR1−リンカー−ASTR2−リンカー−(抗原特異的標的領域)n−膜貫通ドメイン−共刺激ドメイン−細胞内シグナル伝達ドメインであってもよい。かかるCARは細胞外スペーサードメインをさらに含み得る。各ASTRはリンカーによって隔てられていてもよい。ある実施形態では、かかるCARは2つ以上の共刺激ドメインを含み得る。 Alternatively, the polynucleotide sequence encoding the conditioned active CAR has the following configuration in the N-terminal to C-terminal orientation: N-terminal signal sequence-ASTR1-linker-ASTR2-transmembrane domain-costimulation domain-intracellular signaling. It may be a domain. In certain embodiments, such CAR may include more than one co-stimulation domain. When the CAR contains more than one ASTR, the polynucleotide sequence encoding the CAR has the following configuration from the N-terminus to the C-terminus: N-terminus signal sequence-ASTR1-linker-ASTR2-linker- (antigen-specific target). Region) n- transmembrane domain-costimulation domain-intracellular signaling domain. Such CAR may further comprise an extracellular spacer domain. Each ASTR may be separated by a linker. In certain embodiments, such CAR may include more than one co-stimulation domain.

条件的活性型CARは発現ベクターによって細胞傷害性細胞に導入される。本発明の条件的活性型CARをコードするポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターもまた、本明細書に提供される。好適な発現ベクターとしては、レンチウイルスベクター、γレトロウイルスベクター、フォーミーウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、アデノウイルスベクター、遺伝子工学的に操作されたハイブリッドウイルス、ネイキッドDNA、例えば限定はされないが、トランスポゾン媒介性ベクター、例えばSleeping Beauty、Piggybak、及びインテグラーゼ、例えばPhi31が挙げられる。一部の他の好適な発現ベクターとしては、単純ヘルペスウイルス(HSV)及びレトロウイルス発現ベクターが挙げられる。 Conditionally active CAR is introduced into cytotoxic cells by an expression vector. Expression vectors containing the polynucleotide sequences encoding the conditionally active CARs of the invention are also provided herein. Suitable expression vectors include, but are not limited to, lentivirus vector, γ retrovirus vector, formy virus vector, adeno-associated virus (AAV) vector, adenovirus vector, genetically engineered hybrid virus, naked DNA, and the like. , Transposon-mediated vectors such as Sleeping Beauty, Piggybak, and integrases such as Phi31. Some other suitable expression vectors include herpes simplex virus (HSV) and retrovirus expression vectors.

アデノウイルス発現ベクターはアデノウイルスをベースとし、これはゲノムDNAへの組み込み能力が低く、しかし宿主細胞のトランスフェクション効率は高い。アデノウイルス発現ベクターは、(a)発現ベクターのパッケージングの補助、及び(b)宿主細胞におけるCAR遺伝子の最終的な発現に十分なアデノウイルス配列を含む。アデノウイルスゲノムは36kbの線状二本鎖DNAであり、ここでは本発明の発現ベクターを作製するため外来性DNA配列(CAR遺伝子など)が挿入されて、アデノウイルスDNAの大きいフラグメントを置換し得る(Grunhaus and Horwitz,“Adenoviruses as cloning vectors,”Seminars Virol.,vol.3,pages 237−252,1992)。 The adenovirus expression vector is based on adenovirus, which has low ability to integrate into genomic DNA, but has high host cell transfection efficiency. The adenovirus expression vector contains (a) an adjunct to the packaging of the expression vector and (b) an adenovirus sequence sufficient for the final expression of the CAR gene in the host cell. The adenovirus genome is a 36 kb linear double-stranded DNA, where an exogenous DNA sequence (such as the CAR gene) can be inserted to replace a large fragment of adenovirus DNA to create the expression vector of the invention. (Grunhaus and Hornitz, "Adenoviruses as cloning vectors," Seminars Virol., Vol. 3, pages 237-252, 1992).

別の発現ベクターはアデノ随伴ウイルスをベースとし、これはアデノウイルスカップリングシステムを利用するものである。このAAV発現ベクターは宿主ゲノムへの組込み頻度が高い。これは非分裂細胞さえ感染させることができ、従って例えば組織培養又はインビボでの哺乳類細胞への遺伝子送達に有用となる。AAVベクターは、感染力に関して広い宿主域を有する。AAVベクターの作成及び使用に関する詳細は、米国特許第5,139,941号明細書及び同第4,797,368号明細書に記載される。 Another expression vector is based on adeno-associated virus, which utilizes an adenovirus coupling system. This AAV expression vector has a high frequency of integration into the host genome. It can even infect non-dividing cells and is therefore useful for, for example, tissue culture or gene delivery to mammalian cells in vivo. AAV vectors have a wide host range with respect to infectivity. Details regarding the preparation and use of AAV vectors are described in US Pat. Nos. 5,139,941 and 4,797,368.

レトロウイルス発現ベクターは、宿主ゲノムに組み込まれ、多量の外来性遺伝物質を送達し、広域の種及び細胞型を感染させ、及び特定の細胞株にパッケージングされる能力を有する。レトロウイルスベクターは、核酸(例えば、CARをコードするもの)をウイルスゲノムの特定の位置に挿入して複製欠損のウイルスを作製することによって構築される。レトロウイルスベクターは幅広い種類の細胞型を感染させることができるが、CAR遺伝子の組込み及び安定発現には宿主細胞の分裂が必要である。 Retrovirus expression vectors have the ability to integrate into the host genome, deliver large amounts of exogenous genetic material, infect a wide range of species and cell types, and be packaged in specific cell lines. Retroviral vectors are constructed by inserting nucleic acids (eg, those encoding CAR) at specific locations in the viral genome to create replication-deficient viruses. Retroviral vectors can infect a wide variety of cell types, but host cell division is required for CAR gene integration and stable expression.

レンチウイルスベクターはレンチウイルスに由来し、これは、一般的なレトロウイルス遺伝子gag、pol、及びenvに加えて、調節又は構造上の機能を有する他の遺伝子を含有する複合的レトロウイルスである(米国特許第6,013,516号明細書及び同第5,994,136号明細書)。レンチウイルスのいくつかの例としては、ヒト免疫不全ウイルス(HIV−1、HIV−2)及びサル免疫不全ウイルス(SIV)が挙げられる。レンチウイルスベクターはHIV病原性遺伝子の多重弱毒化によって作成されており、例えば、遺伝子env、vif、vpr、vpu及びnefを欠失させることで、ベクターが生物学的に安全にされている。レンチウイルスベクターは非分裂細胞を感染させる能力を有し、インビボ及びエキソビボの両方でのCAR遺伝子の遺伝子導入及び発現に使用することができる(米国特許第5,994,136号明細書)。 The lentiviral vector is derived from lentivirus, which is a complex retrovirus containing the common retroviral genes gag, pol, and envelope, as well as other genes with regulatory or structural functions ( US Pat. Nos. 6,013,516 and 5,994,136). Some examples of lentiviruses include human immunodeficiency viruses (HIV-1, HIV-2) and simian immunodeficiency viruses (SIV). Lentiviral vectors have been created by multiple attenuation of HIV pathogenic genes, for example by deleting the genes env, viv, vpr, vpu and nef to make the vector biologically safe. Lentiviral vectors have the ability to infect non-dividing cells and can be used for gene transfer and expression of the CAR gene both in vivo and in exobibo (US Pat. No. 5,994,136).

条件的活性型CAR遺伝子を含む発現ベクターは、当業者に公知の任意の手段によって宿主細胞に導入することができる。発現ベクターは、必要であれば、トランスフェクション用のウイルス配列を含み得る。或いは、発現ベクターは、融合、電気穿孔、微粒子銃、トランスフェクション、リポフェクションなどによって導入されてもよい。宿主細胞は発現ベクターの導入前に培養下で成長及び拡大させてもよく、続いてベクターの導入及び組込みに適切な処理が行われ得る。次に宿主細胞を拡大し、ベクターに存在するマーカーによってスクリーニングする。使用し得る様々なマーカーには、hprt、ネオマイシン耐性、チミジンキナーゼ、ハイグロマイシン耐性等が含まれる。本明細書で使用されるとき、用語「細胞」、「細胞株」、及び「細胞培養物」は同義的に用いられ得る。一部の実施形態において、宿主細胞は、T細胞、NK細胞及びNKT細胞である。 Expression vectors containing the conditional active CAR gene can be introduced into host cells by any means known to those of skill in the art. The expression vector may contain a viral sequence for transfection, if desired. Alternatively, the expression vector may be introduced by fusion, electroporation, fine particle gun, transfection, lipofection and the like. Host cells may be grown and expanded in culture prior to introduction of the expression vector, followed by appropriate treatment for vector introduction and integration. The host cells are then expanded and screened by the markers present in the vector. Various markers that can be used include hprt, neomycin resistance, thymidine kinase, hygromycin resistance and the like. As used herein, the terms "cell", "cell line", and "cell culture" may be used interchangeably. In some embodiments, the host cells are T cells, NK cells and NKT cells.

別の態様において、本発明はまた、本発明の条件的活性型CARを含んでそれを安定に発現する遺伝子操作された細胞傷害性細胞も提供する。一実施形態において、遺伝子操作細胞としては、治療的に関連性のある子孫を生じる能力を有するTリンパ球(T細胞)、ナイーブT細胞(TN)、メモリーT細胞(例えば、セントラルメモリーT細胞(TCM)、エフェクターメモリー細胞(TEM))、ナチュラルキラー細胞、及びマクロファージが挙げられる。別の実施形態において、遺伝子操作細胞は自己細胞である。好適なT細胞の例としては、CD4+/CD8-、CD4-/CD8+、CD4-/CD8-又はCD4+/CD8+T細胞が挙げられる。T細胞は、CD4+/CD8-及びCD4-/CD8+細胞の混合集団又は単一のクローンの集団であってもよい。本発明のCD4+T細胞はまた、標的抗原を発現する細胞(例えばCD20+及び/又はCD19+腫瘍細胞)とインビトロで共培養すると、IL−2、IFN−γ、TNF−α及び他のT細胞エフェクターサイトカインも産生し得る。本発明のCD8+T細胞は、標的抗原を発現する細胞を溶解させ得る。一部の実施形態において、T細胞は、CD45RA+ CD62L+ナイーブ細胞、CD45RO CD62I7セントラルメモリー細胞、CD62L"エフェクターメモリー細胞又はこれらの組み合わせのうちの任意の1つ又はそれ以上であり得る(Berger et al.,“Adoptive transfer of virus−specific and tumor−specific T cell immunity,”Curr.Opin.Immunol.,vol.21,pages 224−232,2009)。 In another aspect, the invention also provides genetically engineered cytotoxic cells comprising the conditionally active CAR of the invention and stably expressing it. In one embodiment, the genetically engineered cells include T lymphocytes (T cells), naive T cells ( TN ), memory T cells (eg, central memory T cells) that have the ability to produce therapeutically relevant progeny. (T CM), effector memory cells (T EM)), natural killer cells, and macrophages and the like. In another embodiment, the genetically engineered cell is an autologous cell. Examples of suitable T cells, CD4 + / CD8 -, CD4 - / CD8 +, CD4 - / CD8 - or CD4 + / CD8 + T cells. T cells, CD4 + / CD8 - and CD4 - / CD8 + may be a population of mixed population or a single clone of cells. The CD4 + T cells of the invention can also be co-cultured in vitro with cells expressing the target antigen (eg, CD20 + and / or CD19 + tumor cells) to IL-2, IFN-γ, TNF-α and other T cells. Cellular effector cytokines can also be produced. The CD8 + T cells of the present invention can lyse cells expressing the target antigen. In some embodiments, the T cells can be CD45RA + CD62L + naive cells, CD45RO CD62I7 central memory cells, CD62L " effector memory cells" or any one or more of these (Berger et al). ., "Adaptive transfer of virus-specific and tumor-special T cell immunity," Curr. Opin. Immunol., Vol. 21, pages 224-232, 2009).

遺伝子操作された細胞傷害性細胞は、本発明のCAR遺伝子を含む発現ベクターを宿主細胞に安定にトランスフェクトすることによって作製し得る。発現ベクターを使用して細胞傷害性細胞を遺伝子操作するさらなる方法には、化学的形質転換方法(例えば、リン酸カルシウム、デンドリマー、リポソーム及び/又はカチオン性ポリマーの使用)、非化学的形質転換方法(例えば、電気穿孔、光学的形質転換、遺伝子エレクトロトランスファー及び/又は流体力学的デリバリー)及び/又は粒子ベースの方法(例えば、インペールフェクション(impalefection)、遺伝子銃の使用及び/又はマグネトフェクション)が含まれる。再配列されていない組み込まれた単一のベクターの存在を示し且つ条件的活性型CARを発現するトランスフェクト細胞が、エキソビボで拡大され得る。 Genetically engineered cytotoxic cells can be produced by stably transfecting a host cell with an expression vector containing the CAR gene of the present invention. Further methods of genetically engineering cytotoxic cells using the expression vector include chemical transformation methods (eg, the use of calcium phosphate, dendrimers, liposomes and / or cationic polymers), non-chemical transformation methods (eg, use). , Electrical perforation, optical transformation, gene electrotransfer and / or hydrodynamic delivery) and / or particle-based methods (eg, impalefection, use of gene guns and / or magnetism). Is done. Transfected cells showing the presence of a single unrearranged integrated vector and expressing conditional active CAR can be expanded in exobibo.

発現ベクターを宿主細胞に導入するための物理的方法としては、リン酸カルシウム沈殿、リポフェクション、粒子ボンバードメント、マイクロインジェクション、電気穿孔などが挙げられる。ベクター及び/又は外因性核酸を含む細胞の作製方法は当該技術分野において周知である。例えば、Sambrook et al.(2001,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,New York)を参照のこと。発現ベクターを宿主細胞に導入するための化学的方法としては、コロイド分散系、例えば、巨大分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズ、及び脂質ベースのシステム、例えば、水中油型エマルション、ミセル、混合ミセル、及びリポソームが挙げられる。 Physical methods for introducing an expression vector into a host cell include calcium phosphate precipitation, lipofection, particle bombardment, microinjection, electroporation and the like. Methods of making cells containing vectors and / or exogenous nucleic acids are well known in the art. For example, Sambrook et al. See (2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York). Chemical methods for introducing expression vectors into host cells include colloidal dispersions such as macromolecular complexes, nanocapsules, microspheres, beads, and lipid-based systems such as oil-in-water emulsions, micelles. Examples include mixed micelles and liposomes.

CAR遺伝子を含有する発現ベクターを宿主細胞に導入した後、CAR遺伝子が発現し、そのようにして標的抗原に結合することのできるCAR分子が作製されることになる。作製されたCAR分子は膜貫通ドメインを有するため膜貫通タンパク質になる。次に宿主細胞がCAR−T細胞などのCAR細胞に変換されることになる。CAR分子を含む操作された細胞傷害性細胞、例えばCAR−T細胞を作製する方法については、例えば、(Cartellieri et al.,「癌免疫療法のためのキメラ抗原受容体が操作されたT細胞(Chimeric antigen receptor−engineered T cells for immunotherapy of cancer)」,Journal of Biomedicine and Biotechnology,vol.2010,Article ID 956304,2010;及びMa et al.,「操作されたT細胞の特異性及び活性を制御するための多目的戦略(Versatile strategy for controlling the specificity and activity of engineered T cells)」,PNAS,vol.113,E450−E458,2016)に記載されている。 After introducing the expression vector containing the CAR gene into the host cell, the CAR gene is expressed, thereby producing a CAR molecule capable of binding to the target antigen. Since the produced CAR molecule has a transmembrane domain, it becomes a transmembrane protein. The host cell will then be converted to CAR cells such as CAR-T cells. For methods of making engineered cytotoxic cells containing CAR molecules, such as CAR-T cells, see, for example, (Cartellieri et al., T cells engineered with a chimeric antigen receptor for cancer immunotherapy (Cartellieri et al.). Chimeric antigen receptor-engagered T cells for immunotherapy of cancer) ”, Journal of Biomedicine and Biotechnology, vol.2010, vol.2010, Art. Versatile strategy for controlling the specificity and activity of engineered T cells, PNAS, vol. 113, E450-E458, 2016).

望ましい条件的活性型CARを発現させるための細胞傷害性細胞の遺伝子修飾前か、それとも遺伝子修飾後かに関わらず、例えば、米国特許第6,352,694号明細書;同第6,534,055号明細書;同第6,905,680号明細書;同第6,692,964号明細書;同第5,858,358号明細書;同第6,887,466号明細書;同第6,905,681号明細書;同第7,144,575号明細書;同第7,067,318号明細書;同第7,172,869号明細書;同第7,232,566号明細書;同第7,175,843号明細書;同第5,883,223号明細書;同第6,905,874号明細書;同第6,797,514号明細書;同第6,867,041号明細書;及び米国特許出願公開第20060121005号明細書に記載されるような方法を用いて細胞を活性化し、数を拡大することができる。例えば、本発明のT細胞は、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する薬剤及びT細胞の表面上の共刺激分子を刺激するリガンドが結合している表面に接触させることにより拡大し得る。詳細には、T細胞集団は、表面に固定化された抗CD3抗体、又はその抗原結合フラグメント、又は抗CD2抗体に接触させることによるか、又はカルシウムイオノフォアと共にプロテインキナーゼCアクチベーター(例えば、ブリオスタチン)に接触させることにより刺激し得る。T細胞の表面上のアクセサリー分子の共刺激には、そのアクセサリー分子と結合するリガンドが用いられる。例えば、T細胞は、T細胞の増殖を刺激するのに適切な条件下で抗CD3抗体及び抗CD28抗体に接触させることができる。CD4+T細胞又はCD8+T細胞のいずれの増殖を刺激するにも、抗CD3抗体及び抗CD28抗体。抗CD28抗体の例としては、9.3、B−T3、XR−CD28(Diaclone、Besancon,France)が挙げられ、これらは、当該技術分野において一般に知られている他の方法と同様に、本発明において使用することができる(Berg et al.,Transplant Proc.30(8):3975−3977,1998;Haanen et al.,J.Exp.Med.190(9):13191328,1999;Garland et al.,J.Immunol.Meth.227(1−2):53−63,1999)。 Whether prior to or after genetic modification of cytotoxic cells to express the desired conditional active CAR, for example, US Pat. No. 6,352,694; 6.543, U.S.A. 055; 6,905,680; 6,692,964; 5,858,358; 6,887,466; 6,905,681; 7,144,575; 7,067,318; 7,172,869; 7,232,566. No. 7,175,843; No. 5,883,223; No. 6,905,874; No. 6,797,514; No. Cells can be activated and expanded in numbers using methods as described in 6,867,041; and US Patent Application Publication No. 20060121005. For example, the T cells of the invention can be expanded by contacting a surface to which a drug that stimulates a CD3 / TCR complex-related signal and a ligand that stimulates a co-stimulator molecule on the surface of the T cell are bound. Specifically, the T cell population is contacted with a surface-immobilized anti-CD3 antibody, or an antigen-binding fragment thereof, or an anti-CD2 antibody, or with a calcium ionophore and a protein kinase C activator (eg, bryostatin). ) Can be stimulated. A ligand that binds to the accessory molecule is used to co-stimulate the accessory molecule on the surface of the T cell. For example, T cells can be contacted with anti-CD3 and anti-CD28 antibodies under conditions appropriate to stimulate T cell proliferation. Anti-CD3 and anti-CD28 antibodies to stimulate the proliferation of either CD4 + T cells or CD8 + T cells. Examples of anti-CD28 antibodies include 9.3, B-T3, XR-CD28 (Diaclone, Besancon, France), which, like other methods commonly known in the art, are the present invention. It can be used in the invention (Berg et al., Transplant Proc. 30 (8): 3975-3977, 1998; Haanen et al., J. Exp. Med. 190 (9): 13191328, 1999; Garland et al. ., J. Immunol. Meth. 227 (1-2): 53-63, 1999).

様々な実施形態において、本発明は、薬学的に受容可能な賦形剤と本発明の条件的活性型CARの治療有効量とを含む医薬組成物を提供する。この組成物中の条件的活性型CARは、CARをコードするポリヌクレオチド、CARを含むタンパク質又はCARタンパク質を発現する遺伝子修飾細胞のうちの任意の1つ又はそれ以上であり得る。CARタンパク質は薬学的に受容可能な塩の形態であってもよい。薬学的に受容可能な塩とは、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウムなどの塩、及びプロカイン、ジベンジルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、メチルグルカミン、タウリンなどのアミン塩、並びに塩酸塩などの酸付加塩、及び塩基性アミノ酸などを含めた、製薬工業において治療的タンパク質の塩として使用し得る塩を指す。 In various embodiments, the invention provides a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable excipient and a therapeutically effective amount of the conditionally active CAR of the invention. The conditionally active CAR in this composition can be any one or more of the polynucleotides encoding the CAR, the protein containing the CAR or the genetically modified cells expressing the CAR protein. The CAR protein may be in the form of a pharmaceutically acceptable salt. Pharmaceutically acceptable salts include, for example, salts such as sodium, potassium, calcium and amine salts such as procaine, dibenzylamine, ethylenediamine, ethanolamine, methylglucamine, taurine, and acid additions such as hydrochloride. Refers to salts that can be used as salts of therapeutic proteins in the pharmaceutical industry, including salts and basic amino acids.

薬学的に受容可能な賦形剤としては、概して安全で非毒性の望ましい医薬組成物の調製において有用な任意の賦形剤を挙げることができ、動物への使用並びにヒト医薬品としての使用が許容される賦形剤が挙げられる。かかる賦形剤は、固体、液体、半固体、又はエアロゾル組成物の場合には気体であり得る。ある種の賦形剤は薬学的に受容可能な担体を含み、これは組成物を増強し若しくは安定化させ、又は組成物の調製を促進するために添加され得るものである。液体担体としては、シロップ、ピーナッツ油、オリーブ油、グリセリン、生理食塩水、アルコール及び水が挙げられる。固体担体としては、デンプン、ラクトース、硫酸カルシウム、二水和物、白土、ステアリン酸マグネシウム又はステアリン酸、タルク、ペクチン、アカシア、寒天及びゼラチンが挙げられる。担体はまた、徐放材料、例えばモノステアリン酸グリセリル又はジステアリン酸グリセリルを単独で、又はワックスと共に含み得る。 Pharmaceutically acceptable excipients include any excipient useful in the preparation of desirable pharmaceutical compositions that are generally safe and non-toxic and are acceptable for use in animals as well as in human pharmaceuticals. Excipients to be used are mentioned. Such excipients can be solids, liquids, semi-solids, or gases in the case of aerosol compositions. Certain excipients include a pharmaceutically acceptable carrier, which can be added to enhance or stabilize the composition or facilitate the preparation of the composition. Liquid carriers include syrup, peanut oil, olive oil, glycerin, saline, alcohol and water. Solid carriers include starch, lactose, calcium sulphate, dihydrate, clay, magnesium stearate or stearic acid, talc, pectin, acacia, agar and gelatin. The carrier may also contain sustained release materials such as glyceryl monostearate or glyceryl distearate alone or with wax.

薬学的に受容可能な担体は、一部には、投与される詳細な組成物によって決まるとともに、組成物の投与に用いられる詳細な方法によっても決まる。従って、本発明の医薬組成物の好適な製剤は多種多様である。例えば緩衝生理食塩水など、種々の水性担体が用いられ得る。これらの溶液は無菌であり、概して望ましくない物質を含まない。これらの組成物は、従来の周知の滅菌技術によって滅菌され得る。組成物は、pH調整剤及び緩衝剤、毒性調整剤など、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなど、生理条件を近似するため適宜薬学的に受容可能な補助物質を含有し得る。これらの製剤中のCARの濃度は幅広く異なり得るとともに、主に液量、粘度、及び体重に基づき、選択された詳細な投与方法及び患者の必要性に従い選択されることになる。 The pharmaceutically acceptable carrier is, in part, determined by the detailed composition administered and also by the detailed method used to administer the composition. Therefore, there are a wide variety of suitable formulations of the pharmaceutical composition of the present invention. Various aqueous carriers such as buffered saline can be used. These solutions are sterile and generally free of unwanted substances. These compositions can be sterilized by conventional well known sterilization techniques. The composition comprises an appropriately pharmaceutically acceptable auxiliary substance such as a pH adjuster and a buffer, a toxicity adjuster, for example, sodium acetate, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, sodium lactate, etc. to approximate physiological conditions. May contain. The concentration of CAR in these formulations can vary widely and will be selected according to the detailed dosing method selected and the patient's needs, primarily based on fluid volume, viscosity, and body weight.

様々な実施形態において、本発明に係る医薬組成物は、任意の好適な投与経路による送達用に製剤化され得る。「投与経路」は、限定はされないが、エアロゾル、経鼻、経口、静脈内、筋肉内、腹腔内、吸入、経粘膜、経皮、非経口、植込み型ポンプ、持続注入、局所適用、カプセル及び/又は注射を含めた、当該技術分野において公知の任意の投与経路を指し得る。 In various embodiments, the pharmaceutical composition according to the invention can be formulated for delivery by any suitable route of administration. "Routes of administration" are, but are not limited to, aerosol, nasal, oral, intravenous, intramuscular, intraperitoneal, inhalation, transmucosal, transdermal, parenteral, implantable pump, continuous infusion, topical application, capsules and / Or can refer to any route of administration known in the art, including injection.

本発明に係る医薬組成物は、経口投与用にカプセル化され、錠剤化され、又はエマルション若しくはシロップ中に調製されてもよい。医薬組成物は、錠剤形態については粉砕、混合、顆粒化、及び圧縮(必要な場合);又は硬ゼラチンカプセル形態については粉砕、混合及び充填が関わる従来の製薬技術に従い作製される。液体担体が用いられる場合、製剤は、シロップ、エリキシル剤、エマルション又は水性若しくは非水性懸濁液の形態であり得る。かかる液体製剤は直接経口投与されてもよく、又は軟ゼラチンカプセルに充填されてもよい。 The pharmaceutical composition according to the present invention may be encapsulated for oral administration, tableted, or prepared in an emulsion or syrup. Pharmaceutical compositions are made according to conventional pharmaceutical techniques involving grinding, mixing, granulation and compression (if required) in tablet form; or grinding, mixing and filling in hard gelatin capsule form. When liquid carriers are used, the formulations can be in the form of syrups, elixirs, emulsions or aqueous or non-aqueous suspensions. Such a liquid preparation may be directly orally administered or may be filled in a soft gelatin capsule.

医薬組成物は、(a)液状溶液、例えば、水、生理食塩水又はPEG 400などの希釈剤中に懸濁された有効量のパッケージングされた核酸;(b)各々が液体、固体、顆粒又はゼラチンとしての所定量の活性成分を含有するカプセル、サシェ又は錠剤;(c)適切な液体中の懸濁液;及び(d)好適なエマルションとして製剤化され得る。特に、好適な剤形としては、限定はされないが、錠剤、丸薬、散剤、糖衣剤、カプセル、液剤、ロゼンジ、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液等が挙げられる。 The pharmaceutical composition is (a) an effective amount of packaged nucleic acid suspended in a liquid solution, eg, water, physiological saline or a diluent such as PEG 400; (b) liquid, solid, granules, respectively. Alternatively, it can be formulated as a capsule, sachet or tablet containing a predetermined amount of active ingredient as gelatin; (c) a suspension in a suitable liquid; and (d) a suitable emulsion. In particular, suitable dosage forms include, but are not limited to, tablets, pills, powders, sugar coatings, capsules, liquids, lozenges, gels, syrups, slurries, suspensions and the like.

固形製剤は、例えば、ラクトース、スクロース、マンニトール、又はソルビトールなどの糖類;トウモロコシ、コムギ、コメ、ジャガイモ、又は他の植物由来のデンプン;メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(hydroxypropyhnethyl cellulose)、及びナトリウムカルボキシメチルセルロースなどのセルロース;並びにアラビア及びトラガカントを含めたゴム;及びタンパク質、例えばゼラチン及びコラーゲンを含めた、炭水化物又はタンパク質充填剤などの好適な固体賦形剤を含む。架橋ポリビニルピロリドン、寒天、アルギン酸、又はアルギン酸ナトリウムなどのその塩など、崩壊剤又は可溶化剤が添加されてもよい。錠剤形態は、ラクトース、スクロース、マンニトール、ソルビトール、リン酸カルシウム、コーンスターチ、ジャガイモデンプン、トラガカント、微結晶性セルロース、アカシア、ゼラチン、コロイド状二酸化ケイ素、クロスカルメロースナトリウム(croscannellose sodium)、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、及び他の賦形剤、着色料、充填剤、結合剤、希釈剤、緩衝剤、湿潤剤、保存剤、香味剤、色素、崩壊剤、及び薬学的に受容可能な担体のうちの1つ以上を含み得る。 Solid formulations include, for example, sugars such as lactose, sucrose, mannitol, or sorbitol; starches derived from corn, wheat, rice, potatoes, or other plants; methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, and sodium carboxymethylcellulose. Cellulose; and rubber, including Arabia and tragacanto; and suitable solid excipients such as carbohydrates or protein fillers, including proteins such as gelatin and collagen. A disintegrant or solubilizer may be added, such as a crosslinked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid, or a salt thereof such as sodium alginate. Tablet forms include lactose, sucrose, mannitol, sorbitol, calcium phosphate, corn starch, potato starch, tragacanth, microcrystalline cellulose, acacia, gelatin, colloidal silicon dioxide, croscannelose sodium, talc, magnesium stearate, Of stearate and other excipients, colorants, fillers, binders, diluents, buffers, wetting agents, preservatives, flavoring agents, pigments, disintegrants, and pharmaceutically acceptable carriers. Can include one or more.

液体懸濁剤は、水性懸濁剤の製造に適する賦形剤との混合物中に、条件的活性型CARを有する。そのような賦形剤には、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、トラガカントガム及びアラビアガムのような懸濁化剤、及び天然に存在するホスファチド(例えばレシチン)、アルキレンオキシドと脂肪酸との縮合生成物(例えばポリオキシエチレンステアレート)、エチレンオキシドと長鎖脂肪族アルコールとの縮合生成物(例えばヘプタデカエチレンオキシセタノール)、エチレンオキシドと脂肪酸及びヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物(例えばポリエチレンソルビトールモノオレート)、又はエチレンオキシドと脂肪酸及び無水ヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物(例えばポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)のような核酸剤又は湿潤剤を含むことが出来る。液体懸濁剤はまた、エチル又はn−プロピル−p−ヒドロキシベンゾエートなどの1つ又は複数の保存剤、1つ又は複数の着色剤、1つ又は複数の香味料、並びにスクロース、アスパルテーム又はサッカリンなどの1つ又は複数の甘味料を含有することが出来る。製剤は浸透圧について調整されてもよい。 Liquid suspensions have a conditionally active CAR in a mixture with excipients suitable for the production of aqueous suspensions. Such excipients include suspending agents such as sodium carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, sodium alginate, polyvinylpyrrolidone, tragacant gum and arabic gum, and naturally occurring phosphatides (eg lecithin), alkylene oxides. Condensation product of fatty acid with fatty acid (eg polyoxyethylene stearate), condensation product of ethylene oxide with long-chain aliphatic alcohol (eg heptadecaethyleneoxysetanol), ethylene oxide with fatty acid and partial ester derived from fatty acid and hexitol. May include nucleic acid or wetting agents such as condensation products (eg polyethylene sorbitol monoolate) or condensation products of ethylene oxide with fatty acids and partial esters derived from fatty acids and partial esters derived from anhydrous hexitol (eg polyoxyethylene sorbitol monooleate). I can. Liquid suspensions are also one or more preservatives such as ethyl or n-propyl-p-hydroxybenzoate, one or more colorants, one or more flavorings, and sucrose, aspartame or saccharin and the like. Can contain one or more of the sweeteners. The pharmaceutical product may be adjusted for osmotic pressure.

トローチ剤形は、活性成分を通常、スクロース及びアカシア又はトラガカントといった香味料中に有し、また、香錠剤は、ゼラチン及びグリセリン又はスクロース及びアカシア乳剤、ゲル剤などの、不活性基材中に活性成分を有し、これらの活性成分に加え当該技術分野で既知の担体を有することが出来る。条件的活性型CARは、経口投与されるとき、消化から保護されていなければならないと理解されている。これは、一般的には、条件的CARを、酸性的及び酵素的な加水分解への耐性を付与する組成物と複合体を作ることによって、或いは条件的活性型CARを、リポソームなどの適切な耐性を持つ担体中に包装することによって、達成される。タンパク質を消化から保護する方法は、当該技術分野において公知である。医薬組成物は、例えば、リポソーム中に、又は活性成分を徐放出来るようにする製剤中に、封入することが出来る。 The troche dosage form usually has the active ingredient in a flavoring agent such as sucrose and acacia or tragacanth, and the incense tablet is active in an inert substrate such as gelatin and glycerin or sucrose and acacia emulsion, gel. It has an ingredient and can have a carrier known in the art in addition to these active ingredients. It is understood that conditioned active CAR must be protected from digestion when administered orally. This is generally done by forming a complex of conditional CAR with a composition that confer resistance to acidic and enzymatic hydrolysis, or by making conditional active CAR suitable, such as liposomes. Achieved by packaging in a resistant carrier. Methods of protecting proteins from digestion are known in the art. The pharmaceutical composition can be encapsulated, for example, in liposomes or in a formulation that allows sustained release of the active ingredient.

本医薬組成物は、吸入による投与のため、エアロゾル製剤として製剤化されてもよい(例えばそれらは「噴霧」することができる)。エアロゾル製剤は、加圧された許容可能な噴射剤、例えば、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素などの中に置かれ得る。直腸投与に好適な製剤には、例えば、坐剤基剤と共にパッケージング核酸からなる坐薬が含まれる。好適な坐剤基剤としては、天然若しくは合成トリグリセリド又はパラフィン炭化水素が挙げられ、加えて、例えば、液体トリグリセリド、ポリエチレングリコール、及びパラフィン炭化水素を含む基剤とパッケージング核酸との組み合わせからなるゼラチン直腸カプセルを使用することも可能である。 The pharmaceutical compositions may be formulated as aerosol formulations for administration by inhalation (eg, they can be "sprayed"). The aerosol formulation can be placed in a pressurized and acceptable propellant, such as dichlorodifluoromethane, propane, nitrogen and the like. Suitable formulations for rectal administration include, for example, a suppository consisting of a packaging nucleic acid with a suppository base. Suitable suppository bases include natural or synthetic triglycerides or paraffin hydrocarbons, plus gelatin consisting of a base containing, for example, liquid triglycerides, polyethylene glycol, and paraffin hydrocarbons and a packaging nucleic acid. It is also possible to use rectal capsules.

本医薬組成物は、例えば、関節内(intra−articular)(関節内(in the joints))、静脈内、筋肉内、皮内、腹腔内、及び皮下経路によるなど、非経口投与用に製剤化されてもよく、製剤を意図されるレシピエントの血液と等張にする抗酸化剤、緩衝液、静菌剤、及び溶質を含有し得る水性及び非水性の等張性滅菌注射溶液、並びに懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤、及び保存剤を含み得る水性及び非水性の滅菌懸濁液を含んでもよく、この発明の実施において、組成物は、例えば、静脈内注入によって、経口的に、局所的に、腹腔内に、膀胱内に又はくも膜下腔内に投与することができる。一態様において、非経口投与方法は、CARタンパク質又は遺伝子操作された細胞傷害性細胞を含む組成物に好ましい投与方法である。組成物は、好都合には単位剤形で投与されてもよく、例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.Easton Pa.,18th Ed.,1990に記載されるとおりの、製薬技術分野で周知の方法のいずれかによって調製されてもよい。静脈内投与用の製剤は、滅菌水又は生理食塩水、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール類、植物由来の油、水素化ナフタレンなど、薬学的に受容可能な担体を含有し得る。 The pharmaceutical composition is formulated for parenteral administration, for example, by intra-articular (injections), intravenous, intramuscular, intradermal, intraperitoneal, and subcutaneous routes. Aqueous and non-aqueous isotonic sterile injectable solutions, which may contain antioxidants, buffers, bacteriostatic agents, and solutes that make the formulation isotonic with the intended recipient's blood, as well as suspensions. Aqueous and non-aqueous sterile suspensions, which may include turbinants, solubilizers, thickeners, stabilizers, and preservatives, may be included, and in the practice of the invention, the composition is described, for example, by intravenous injection. Can be administered orally, topically, intraperitoneally, intravesically or intrathecally. In one aspect, the parenteral administration method is the preferred method of administration for compositions comprising CAR protein or genetically engineered cytotoxic cells. The composition may be conveniently administered in unit dosage form, eg, Remington's Pharmaceutical Sciences, Mac Publishing Co., Ltd. Easton Pa. , 18 th Ed. , 1990, may be prepared by any of the methods well known in the pharmaceutical art. The pharmaceutical product for intravenous administration may contain a pharmaceutically acceptable carrier such as sterile water or saline, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, plant-derived oil, and hydrogenated naphthalene.

本医薬組成物は、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、洞内、腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、腟、直腸、頬側、舌下、鼻腔内、又は経皮から選択される少なくとも1つの方法によって投与され得る。本方法は、任意選択で、条件的活性型CARの前、それと同時、又はその後に、検出可能標識又はレポーター、TNFアンタゴニスト、抗リウマチ薬、筋弛緩薬、麻薬、非ステロイド系抗炎症薬(NSAK))、鎮痛薬、麻酔薬、鎮静薬、局所麻酔薬、神経筋遮断薬、抗菌薬、抗乾癬薬、コルチコステロイド(corticosteriod)、アナボリックステロイド、エリスロポエチン、免疫化、免疫グロブリン、免疫抑制薬、成長ホルモン、ホルモン補充薬、放射性医薬品、抗うつ薬、抗精神病薬、刺激薬、喘息薬、βアゴニスト、吸入ステロイド薬、エピネフリン又はその類似体、細胞傷害性薬剤又は他の抗癌剤、メトトレキサートなどの代謝拮抗薬、又は抗増殖剤のうちの少なくとも1つから選択される少なくとも1つの化合物又はタンパク質の有効量を含む少なくとも1つの組成物を投与する工程をさらに含むことができる。 The pharmaceutical composition is parenteral, subcutaneous, intramuscular, intravenous, intra-articular, intrabronchial, intraperitoneal, intracapsular, intrachondral, sinus, intracavitary, intracerebral, intraventricular, colon. Intracervical, intragastric, intrahepatic, myocardial, intraosseous, pelvic, intraperitoneal, intraperitoneal, intrapleural, intraprostatic, intrapulmonary, intrarectal, intrarenal, intraretinal, intraspinal, lumbar It can be administered by at least one method selected from intracapsular, intrathoracic, intrauterine, intravesical, bolus, vaginal, rectal, buccal, sublingual, intranasal, or percutaneous. This method is optional, before, simultaneously with, or after conditionally active CAR, detectable labels or reporters, TNF antagonists, anti-rheumatic drugs, muscle relaxants, narcotic drugs, non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAK). )), Painkillers, anesthetics, sedatives, local anesthetics, neuromuscular blockers, antibacterial agents, anti-asthmatic agents, corticostiod, anabolic steroids, erythropoetin, immunization, immunoglobulins, immunosuppressants, Metabolism of growth hormones, hormone replacement drugs, radiopharmaceuticals, antidepressants, antipsychotics, stimulants, asthma drugs, β-agonists, inhaled steroids, epinephrine or its analogs, cytotoxic drugs or other anticancer drugs, methotrexate, etc. Further comprising administering at least one composition comprising an effective amount of at least one compound or protein selected from at least one of an antagonist or anti-proliferative agent.

本発明の遺伝子操作された細胞傷害性細胞又は医薬組成物で治療される癌の種類としては、癌腫、芽細胞腫、及び肉腫、及び特定の白血病又はリンパ性悪性腫瘍、良性及び悪性腫瘍、及び悪性疾患、例えば、肉腫、癌腫、及び黒色腫が挙げられる。癌は非固形腫瘍(血液腫瘍など)又は固形腫瘍であってもよい。成人腫瘍/癌及び小児腫瘍/癌もまた含まれる。 The types of cancer treated with the genetically engineered cytotoxic cells or pharmaceutical compositions of the invention include carcinomas, blastomas, and sarcomas, and specific leukemia or lymphocytic malignancies, benign and malignant tumors, and. Malignant diseases include, for example, sarcomas, carcinomas, and melanomas. The cancer may be a non-solid tumor (such as a hematological tumor) or a solid tumor. Adult tumors / cancers and childhood tumors / cancers are also included.

血液癌は、血液又は骨髄の癌である。血液癌(又は血行性癌)の例としては、白血病、例えば、急性白血病(急性リンパ性白血病、急性骨髄球性白血病、急性骨髄性白血病並びに骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性及び赤白血病など)、慢性白血病(慢性骨髄球性(顆粒球性)白血病、慢性骨髄性白血病、及び慢性リンパ性白血病など)、真性赤血球増加症、リンパ腫、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫(無痛性型及び高悪性度型)、多発性骨髄腫、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、重鎖病、骨髄異形成症候群、ヘアリー細胞白血病及び骨髄形成異常が挙げられる。 Blood cancer is cancer of the blood or bone marrow. Examples of hematological cancers (or hematogenous cancers) include leukemia, eg, acute leukemia (acute lymphocytic leukemia, acute myelocytic leukemia, acute myelogenous leukemia and myeloblastic, premyelocytic, myelomonocytic). , Monocytic and erythroid leukemia, etc.), Chronic leukemia (chronic myelocytic (granulocytic) leukemia, chronic myeloid leukemia, and chronic lymphocytic leukemia, etc.), true erythrocytosis, lymphoma, Hodgkin's disease, non-Hodgkin's lymphoma (Painless and high-grade types), multiple myeloma, Waldenstrem macroglobulinemia, heavy chain disease, myelodysplasia syndrome, hairy cell leukemia and myelodystrophy.

固形腫瘍は、通常は嚢胞又は液体領域を含まない異常な組織塊である。固形腫瘍は良性又は悪性であり得る。固形腫瘍の異なるタイプは、それを形成する細胞のタイプにちなんで命名される(肉腫、癌腫、及びリンパ腫など)。肉腫及び癌腫など、固形腫瘍の例としては、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、及び他の肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、リンパ性悪性腫瘍、膵癌、乳癌、肺癌、卵巣癌、前立腺癌、肝細胞癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、甲状腺髄様癌、甲状腺乳頭癌、褐色細胞腫、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝細胞癌、胆管癌、絨毛癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣腫瘍、セミノーマ、膀胱癌、黒色腫、及びCNS腫瘍(神経膠腫(脳幹神経膠腫及び混合性神経膠腫など)、膠芽腫(多形性膠芽腫としても知られる)、星状細胞腫、CNSリンパ腫、胚細胞腫、髄芽腫、シュワン腫、頭蓋咽頭腫(craniopharyogioma)、上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起膠腫、髄膜腫(menangioma)、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫及び脳転移など)が挙げられる。 Solid tumors are abnormal tissue masses that usually do not contain cysts or fluid areas. Solid tumors can be benign or malignant. Different types of solid tumors are named after the type of cells that form them (such as sarcomas, carcinomas, and lymphomas). Examples of solid tumors such as sarcoma and cancer are fibrosarcoma, mucocele, liposarcoma, chondrosarcoma, osteosarcoma, and other sarcomas, synovial, mesopharyngeal, Ewing tumors, smooth myomas, rhizome muscles. Tumor, colon cancer, lymphatic malignant tumor, pancreatic cancer, breast cancer, lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, hepatocellular carcinoma, squamous epithelial cancer, basal cell cancer, adenocarcinoma, sweat adenocarcinoma, thyroid medullary cancer, papillary thyroid cancer, brown Cell tumor, sebaceous adenocarcinoma, papillary adenocarcinoma, papillary adenocarcinoma, medullary carcinoma, bronchial cancer, renal cell carcinoma, hepatocellular carcinoma, bile duct cancer, chorionic villus cancer, Wilms tumor, cervical cancer, testis tumor, seminoma, bladder cancer , Chloroma, and CNS tumors (such as glioma (such as brain stem glioma and mixed glioma), glioma (also known as polymorphic glioma), stellate cell tumor, CNS lymphoma, embryo Celloma, medullary blastoma, Schwan's tumor, craniopharyogima, lining tumor, pine fruit tumor, hemangioblastoma, acoustic neuroma, oligodendroglioma, menangioma, neuroblastoma, Retinal blastoma and brain metastasis, etc.).

本発明はまた、少なくとも1つのCARタンパク質、CARをコードするポリヌクレオチド配列、又はCARを発現する宿主細胞を含む医療器具も提供し、この器具は、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、洞内、腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、腟、直腸、頬側、舌下、鼻腔内、又は経皮から選択される少なくとも1つの方法によって少なくとも1つの条件的活性型CARを投与するのに好適である。 The invention also provides a medical device comprising at least one CAR protein, a polynucleotide sequence encoding CAR, or a host cell expressing CAR, which is parenteral, subcutaneous, intramuscular, intravenous, joint. Intratricular, intrabronchial, intraperitoneal, intracapsular, intrachondral, sinus, intraluminal, intracerebral, intraventricular, intracolonic, cervical, intragastric, intrahepatic, intramyocardial, intraosseous, pelvic. Intracardiac, intraperitoneal, intraperitoneal, intrathoracic, intraprostatic, intrapulmonary, intrarectal, intrarenal, intraretinal, intraspinal, intrasulphal, intrathoracic, intrauterine, intravesical, bolus, vagina, rectum, cheek It is suitable for administering at least one conditionally active CAR by at least one method selected from lateral, sublingual, intranasal, or transdermal.

更なる態様において、本発明は、第1の容器内にある凍結乾燥形態の少なくとも1つのCARタンパク質、CARをコードするポリヌクレオチド配列、又はCARを発現する宿主細胞と、滅菌水か、滅菌緩衝用水か、又は水性希釈剤中のフェノール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール、クロロクレゾール、ベンジルアルコール、亜硝酸フェニル水銀、フェノキシエタノール、ホルムアルデヒド、クロロブタノール、塩化マグネシウム、アルキルパラベン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、デヒドロ酢酸ナトリウム及びチメロサール、又はこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの保存剤かを含む任意選択の第2の容器とを含むキットを提供する。一態様において、このキットにおいては、第1の容器中の条件的活性型CAR又は特定の部分若しくはバリアントの濃縮物が、第2の容器の内容物で約0.1mg/ml〜約500mg/mlの濃度に再構成される。別の態様において、第2の容器には等張剤が更に含まれる。別の態様において、第2の容器には生理的に許容可能な緩衝剤が更に含まれる。一態様において、本開示は、少なくとも1つの野生型タンパク質が媒介する病態を治療する方法であって、それを必要としている患者に、キットで提供され且つ投与前に再構成される製剤を投与する工程を含む方法を提供する。 In a further embodiment, the invention comprises a host cell expressing at least one CAR protein in lyophilized form, a polynucleotide sequence encoding CAR, or CAR in a first container, and sterile water or sterile buffer water. Or phenol, m-cresol, p-cresol, o-cresol, chlorocresol, benzyl alcohol, phenylmercury nitrite, phenoxyethanol, formaldehyde, chlorobutanol, magnesium chloride, alkylparaben, benzalkonium chloride in aqueous diluents , Benzalkonium chloride, sodium dehydroacetate and thimerosal, or an optional second container comprising at least one preservative selected from the group consisting of mixtures thereof. In one aspect, in this kit, the conditionally active CAR or the concentrate of a particular moiety or variant in the first container is from about 0.1 mg / ml to about 500 mg / ml in the contents of the second container. Is reconstituted in the concentration of. In another embodiment, the second container further comprises an isotonic agent. In another embodiment, the second container further comprises a physiologically acceptable buffer. In one aspect, the present disclosure is a method of treating a pathology mediated by at least one wild-type protein, wherein the patient in need thereof is administered with the formulation provided in the kit and reconstituted prior to administration. A method including a process is provided.

また、溶液又は凍結乾燥形態の少なくとも1つのCARタンパク質、CARをコードするポリヌクレオチド配列、又はCARを発現する宿主細胞を含む容器と包装材料とを含むヒト医薬用途又は診断用途の製品も提供される。この製品は、任意選択で、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、洞内、腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、腟、直腸、頬側、舌下、鼻腔内、又は経皮送達装置又はシステムの構成要素として容器を有することを含み得る。 Also provided are products for human pharmaceutical or diagnostic use comprising a container and packaging material containing at least one CAR protein in solution or lyophilized form, a polynucleotide sequence encoding CAR, or a host cell expressing CAR. .. This product is optional, parenteral, subcutaneous, intramuscular, intravenous, intraarticular, intrabronchial, intraperitoneal, intracapsular, intrachondral, sinus, intracavitary, intracerebral, intraventricular. Intracolon, cervical, gastric, hepatic, myocardial, bone, pelvic, peritoneal, abdominal cavity, pleura, prostate, lung, rectum, kidney, retina, spinal cord, It may include intrathecal, intrathoracic, intrauterine, intravesical, bolus, vaginal, rectal, buccal, sublingual, intranasal, or having a container as a component of a percutaneous delivery device or system.

一部の実施形態において、本発明は、対象から細胞傷害性細胞を回収する工程と、本発明のCAR遺伝子を細胞傷害性細胞に導入することによって細胞傷害性細胞を遺伝子操作する工程と、遺伝子操作された細胞傷害性細胞を対象に投与する工程とを含む方法を提供する。一部の実施形態において、細胞傷害性細胞は、T細胞、ナイーブT細胞、メモリーT細胞、エフェクターT細胞、ナチュラルキラー細胞、及びマクロファージから選択される。一実施形態において、細胞傷害性細胞はT細胞である。 In some embodiments, the invention comprises a step of recovering a cytotoxic cell from a subject, a step of genetically manipulating the cytotoxic cell by introducing the CAR gene of the present invention into the cytotoxic cell, and a gene. Provided are methods comprising the step of administering to a subject an engineered cytotoxic cell. In some embodiments, the cytotoxic cells are selected from T cells, naive T cells, memory T cells, effector T cells, natural killer cells, and macrophages. In one embodiment, the cytotoxic cell is a T cell.

一実施形態において、T細胞は対象から得られる。T細胞は、末梢血単核細胞、骨髄、リンパ節組織、臍帯血、胸腺組織、感染部位の組織、腹水、胸水、脾臓組織、及び腫瘍を含めたいくつもの供給源から得ることができる。本発明の特定の実施形態では、当該技術分野で利用可能なあらゆるT細胞株を使用し得る。本発明の特定の実施形態では、T細胞は、対象から採取された血液から、Ficoll(商標)分離など、当業者に公知のあらゆる技法を用いて得ることができる。 In one embodiment, T cells are obtained from the subject. T cells can be obtained from a number of sources, including peripheral blood mononuclear cells, bone marrow, lymph node tissue, cord blood, thymic tissue, tissue at the site of infection, ascites, pleural effusion, spleen tissue, and tumors. In certain embodiments of the invention, any T cell line available in the art can be used. In certain embodiments of the invention, T cells can be obtained from blood drawn from a subject using any technique known to those of skill in the art, such as Ficoll ™ isolation.

好ましい一実施形態では、個体の循環血液からの細胞はアフェレーシスによって得られる。アフェレーシス産物は典型的には、リンパ球、例えばT細胞、単球、顆粒球、B細胞、他の有核白血球、赤血球、及び血小板を含有する。一実施形態において、アフェレーシスによって収集された細胞は、洗浄して血漿画分を除去し、続く処理工程のため細胞を適切な緩衝液又は培地中に入れることができる。本発明の一実施形態において、細胞はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄する。代替的実施形態において、洗浄溶液はカルシウムを含まず、且つマグネシウムを含まなくてもよく、又は全てではないにしろ多くの二価カチオンを含まなくてもよい。この場合もまた、意外にも、カルシウムの非存在下における初期活性化工程が活性化の増大につながる。当業者であれば容易に理解するとおり、洗浄工程は、半自動「フロースルー」遠心機(例えば、Cobe 2991細胞処理機、Baxter CytoMate、又はHaemonetics Cell Saver 5)を製造者の指示に従い使用するなど、当業者に公知の方法によって達成し得る。洗浄後、細胞は、種々の生体適合性緩衝液、例えば、Ca2+不含、Mg2+不含PBS、PlasmaLyte A、又は緩衝液含有若しくは不含の別の生理食塩水中に再懸濁し得る。或いは、アフェレーシス試料の望ましくない成分を除去し、細胞を培養培地中に直接再懸濁してもよい。 In a preferred embodiment, cells from the individual's circulating blood are obtained by apheresis. Apheresis products typically contain lymphocytes such as T cells, monocytes, granulocytes, B cells, other nucleated leukocytes, erythrocytes, and platelets. In one embodiment, the cells collected by apheresis can be washed to remove the plasma fraction and the cells can be placed in a suitable buffer or medium for subsequent processing steps. In one embodiment of the invention, cells are washed with phosphate buffered saline (PBS). In an alternative embodiment, the wash solution may be calcium-free and magnesium-free, or may be free of many, if not all, divalent cations. Again, surprisingly, the initial activation step in the absence of calcium leads to increased activation. As will be readily appreciated by those skilled in the art, the washing process may include using a semi-automatic "flow-through" centrifuge (eg, Cobe 2991 cell processor, Baxter CytoMate, or Haemonetics Cell Saver 5) according to the manufacturer's instructions. It can be achieved by a method known to those skilled in the art. After washing, cells may be resuspended in a variety of biocompatible buffers, such as Ca 2+ -free, Mg 2+ -free PBS, PlasmaLite A, or another buffer-containing or non-buffered saline solution. .. Alternatively, the undesired components of the apheresis sample may be removed and the cells resuspended directly in the culture medium.

別の実施形態において、T細胞は、赤血球を溶解して、例えばPERCOLL(商標)勾配で遠心するか、又は向流遠心エルトリエーションによって単球を枯渇させることにより、末梢血から単離される。CD3+、CD28+、CD4+、CD8+、CD45RA+、及びCD45RO+T細胞などの特定の一部のT細胞集団をポジティブ又はネガティブ選択法によってさらに単離することができる。例えば、ネガティブ選択によるT細胞集団のエンリッチメントは、ネガティブ選択される細胞にユニークな表面マーカーに対する抗体と組み合わせて達成することができる。一つの方法は、ネガティブ選択される細胞上に存在する細胞表面マーカーに対するモノクローナル抗体のカクテルを使用するネガティブ磁気免疫粘着又はフローサイトメトリーによる細胞分取及び/又は選択である。ネガティブ選択によってCD4+細胞をエンリッチするには、モノクローナル抗体カクテルは典型的には、CD14、CD20、CD11b、CD16、HLA−DR、及びCD8に対する抗体を含む。特定の実施形態では、典型的にCD4+、CD25+、CD62Lhi、GITR+、及びFoxP3+を発現する調節性T細胞をエンリッチするか又はポジティブ選択することが望ましい場合もある。 In another embodiment, T cells are isolated from peripheral blood by lysing red blood cells and centrifuging, for example, with a PERCOLL ™ gradient, or by depleting monocytes by countercurrent centrifugal eltriation. Certain partial T cell populations such as CD3 + , CD28 + , CD4 + , CD8 + , CD45RA + , and CD45RO + T cells can be further isolated by positive or negative selection methods. For example, enrichment of T cell populations by negative selection can be achieved in combination with antibodies to surface markers that are unique to the negatively selected cells. One method is cell fractionation and / or selection by negative magnetic immunoadhesion or flow cytometry using a cocktail of monoclonal antibodies against cell surface markers present on negatively selected cells. To enrich CD4 + cells by negative selection, monoclonal antibody cocktails typically include antibodies against CD14, CD20, CD11b, CD16, HLA-DR, and CD8. In certain embodiments, it may be desirable to enrich or positively select regulatory T cells that typically express CD4 + , CD25 + , CD62L hi , GITR + , and FoxP3 +.

例えば、一実施形態において、T細胞は、抗CD3/抗CD28(すなわち、3×28)コンジュゲートビーズ、例えばDYNABEADS(登録商標)M−450 CD3/CD28 Tと共に、所望のT細胞のポジティブ選択に十分な時間にわたってインキュベートすることにより単離される。一実施形態において、この時間は約30分である。さらなる実施形態において、この時間は30分〜36時間又はそれ以上、及びそれらの間にある全ての整数値の範囲である。さらなる実施形態において、この時間は少なくとも1、2、3、4、5、又は6時間である。さらに別の好ましい実施形態において、この時間は10〜24時間である。好ましい一実施形態において、インキュベーション時間は24時間である。白血病患者からのT細胞の単離には、24時間など、より長いインキュベーション時間を用いると、細胞収率が高まり得る。より長いインキュベーション時間は、腫瘍組織又は免疫不全者からの腫瘍浸潤リンパ球(TIL)の単離など、他の細胞型と比較したときT細胞が少ない任意の状況でT細胞を単離するために用い得る。さらに、より長いインキュベーション時間を用いると、CD8+T細胞の捕捉効率が高まり得る。従って、単純に、T細胞をCD3/CD28ビーズに結合させる時間を短縮又は延長することにより、及び/又はビーズとT細胞の比を増加又は減少させることにより(本明細書にさらに記載されるとおり)、培養開始時又はプロセス中の他の時点で一部のT細胞集団の優先的な正又は負の選択を行うことができる。加えて、ビーズ又は他の表面上の抗CD3及び/又は抗CD28抗体の比率を増加又は減少させることにより、培養開始時又はプロセス中の他の時点で一部のT細胞集団の優先的な正又は負の選択を行うことができる。当業者であれば、本発明の文脈で複数の選択ラウンドも用い得ることを認識するであろう。特定の実施形態において、選択手順を実施し、活性化及び拡大プロセスに「選択されなかった」細胞を使用することが望ましい場合もある。「選択されなかった」細胞もまた、さらなる選択ラウンドに供することができる。 For example, in one embodiment, T cells, along with anti-CD3 / anti-CD28 (ie, 3x28) conjugated beads, such as DYNABEADS® M-450 CD3 / CD28 T, are used for positive selection of desired T cells. It is isolated by incubating for a sufficient period of time. In one embodiment, this time is about 30 minutes. In a further embodiment, this time is in the range of 30 minutes to 36 hours or more, and all integer values in between. In a further embodiment, this time is at least 1, 2, 3, 4, 5, or 6 hours. In yet another preferred embodiment, this time is 10 to 24 hours. In one preferred embodiment, the incubation time is 24 hours. For isolation of T cells from leukemia patients, longer incubation times, such as 24 hours, can increase cell yields. Longer incubation times are for isolating T cells in any situation where there are fewer T cells when compared to other cell types, such as isolation of tumor infiltrating lymphocytes (TIL) from tumor tissue or immunocompromised individuals. Can be used. In addition, longer incubation times can increase the efficiency of CD8 + T cell capture. Thus, simply by shortening or prolonging the time it takes for T cells to bind to CD3 / CD28 beads and / or by increasing or decreasing the ratio of beads to T cells (as further described herein). ), Preferred positive or negative selection of some T cell populations can be made at the start of culture or at other times during the process. In addition, by increasing or decreasing the proportion of anti-CD3 and / or anti-CD28 antibodies on beads or other surfaces, preferential positives of some T cell populations at the start of culture or at other times during the process. Or you can make a negative choice. Those skilled in the art will recognize that multiple selection rounds may also be used in the context of the present invention. In certain embodiments, it may be desirable to carry out a selection procedure and use "unselected" cells for the activation and expansion process. "Unselected" cells can also be subjected to further selection rounds.

得られた細胞傷害性細胞は、次に本明細書に記載されるとおり遺伝子操作される。CARをコードするポリヌクレオチド(典型的には発現ベクターに位置する)は、細胞傷害性細胞がCARを発現、好ましくは安定に発現するように細胞傷害性細胞に導入される。CARをコードするポリヌクレオチドは、典型的には細胞傷害性細胞宿主ゲノムに組み込まれる。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドの導入によって組込みが生じる必要はなく、むしろ導入されたポリヌクレオチドが一過性に維持されるだけで十分であり得る。このようにして短期的な効果を得ることができ、ここで細胞傷害性細胞は宿主に導入され、次に所定の時間後、例えば細胞が特定の治療部位に移動できた後に作動し得る。 The resulting cytotoxic cells are then genetically engineered as described herein. The polynucleotide encoding the CAR (typically located in the expression vector) is introduced into the cytotoxic cell so that the cytotoxic cell expresses the CAR, preferably stably. The polynucleotide encoding CAR is typically integrated into the cytotoxic cell host genome. In some embodiments, the introduction of the polynucleotide does not need to result in integration, but rather it may be sufficient for the introduced polynucleotide to be transiently maintained. In this way, short-term effects can be obtained, where cytotoxic cells can be introduced into the host and then acted after a predetermined time, eg, after the cells have been able to migrate to a particular treatment site.

細胞傷害性細胞及び治療される疾患の性質に応じて、遺伝子操作された細胞傷害性細胞は多種多様な方法で対象、例えば哺乳動物に導入され得る。遺伝子操作された細胞傷害性細胞は腫瘍の部位に導入され得る。一実施形態において、遺伝子操作された細胞傷害性細胞は癌まで進み、又は癌まで進むように修飾される。用いられる遺伝子操作された細胞傷害性細胞の数は、状況、導入の目的、細胞の寿命、用いるプロトコルなど、いくつもの要因に依存することになる。例えば、投与回数、細胞の増殖能力、及び組換え構築物の安定性。遺伝子操作された細胞傷害性細胞は、目的の部位又はその近傍に注入される分散液として適用され得る。細胞は生理学的に許容可能な媒体中にあり得る。 Depending on the nature of the cytotoxic cells and the disease being treated, the genetically engineered cytotoxic cells can be introduced into the subject, eg, a mammal, in a wide variety of ways. Genetically engineered cytotoxic cells can be introduced into the site of the tumor. In one embodiment, the genetically engineered cytotoxic cells progress to or are modified to progress to cancer. The number of genetically engineered cytotoxic cells used will depend on a number of factors, including circumstances, purpose of introduction, cell lifespan, protocol used, and many other factors. For example, the number of doses, the ability of cells to proliferate, and the stability of recombinant constructs. The genetically engineered cytotoxic cells can be applied as a dispersion injected at or near the site of interest. The cells can be in a physiologically acceptable medium.

治療方法は、CARに対する細胞応答、細胞傷害性細胞によるCARの発現効率、及び適宜、発現したCARの分泌レベル、活性、対象の特定の必要性(これらは時間及び状況に応じて変わり得る)、遺伝子操作された細胞傷害性細胞の損失に起因する細胞活性の損失速度又は個々の細胞の発現活性など、多くの変動要因の影響を受けることが理解されなければならない。従って、各個別の患者について、全体としての集団に投与し得る普遍的な細胞があったとしても、その者に適切な投薬量について各患者がモニタされることが予想され、そのような患者をモニタする業務は当該技術分野においてルーチンである。 Treatment methods include the cellular response to CAR, the efficiency of CAR expression by cytotoxic cells, and, as appropriate, the level of secretion, activity, and specific needs of the subject (which may vary over time and circumstances). It must be understood that it is affected by many variables, such as the rate of loss of cell activity due to the loss of genetically engineered cytotoxic cells or the expression activity of individual cells. Therefore, for each individual patient, even if there are universal cells that can be administered to the population as a whole, it is expected that each patient will be monitored for the appropriate dosage for that person, such patients. The task of monitoring is routine in the art.

以下の例は本開示の方法を例示するものであり、限定するものではない。当業者には明らかな、現場で通常直面する種々の条件及びパラメータの他の好適な変更及び適合は、本開示の範囲内である。 The following examples illustrate, but are not limited to, the methods of the present disclosure. Other suitable changes and adaptations of the various conditions and parameters normally encountered in the field to those of skill in the art are within the scope of this disclosure.

実施例1:Axlに対するscFv条件的活性型抗体の生成
薬物標的抗原Axlに対する2つの条件的活性型一本鎖抗体(CAB−scFv−63.9−4及びCAB−scFv−63.9−6)を野生型ヒトIgG1 Fc、配列番号13又は14、とのホモ二量体として発現させ(図2〜図3の二価抗体CAB−scFv−63.9−4−01、配列番号9、及びCAB−scFv−63.9−6−01、配列番号10、が得られた)、並びにノブ・イン・ホールシステムのヘテロ二量体として発現させて一価scFvを得た(図2〜図3の一価抗体scFv CAB−scFv−63.9−4−02、配列番号11、及びCAB−scFv−63.9−6−02、配列番号12、が得られた)。
Example 1: Generation of scFv Conditionally Active Single-Chain Antibodies Against Axl Two Conditionally Active Single-Chains Antibodies (CAB-scFv-63.9-4 and CAB-scFv-63.9-6) Is expressed as a homodimer with wild-type human IgG1 Fc, SEQ ID NO: 13 or 14 (divalent antibody CAB-scFv-63.9-4-01, SEQ ID NO: 9 and CAB in FIGS. 2 to 3). -ScFv-63.9-6-01 (SEQ ID NO: 10) was obtained), and expressed as a heterodimer of the knob-in-hole system to obtain a monovalent scFv (FIGS. 2 to 3). The monovalent antibody scFv CAB-scFv-63.9-4-02, SEQ ID NO: 11, and CAB-scFv-63.9-6-02, SEQ ID NO: 12 were obtained).

pH6.0及びpH7.4での薬物標的抗原Axlに対するこれらの抗体の結合親和性をELISA分析によって計測した。図2に示されるとおり、これらのscFv抗体はpH6.0及びpH7.4の両方で薬物標的抗原Axlに親和性を示し、これらの親和性は完全二価抗体と同等であった。さらに、図3に示されるとおり、pH7.4と比べたpH6.0でのこれらのscFv抗体の選択性もまた、完全二価抗体と同等であった。この例では、本発明の条件的活性型抗体がscFv抗体又は完全二価抗体のいずれとしても同等の親和性及び選択性を有することが実証された。従って、本発明の条件的活性型抗体は、本発明のCAR−TプラットフォームにおいてCARをコードするDNA分子に単一DNA鎖として挿入し得る。 The binding affinity of these antibodies for the drug target antigen Axl at pH 6.0 and pH 7.4 was measured by ELISA analysis. As shown in FIG. 2, these scFv antibodies showed affinity for the drug target antigen Axl at both pH 6.0 and pH 7.4, and these affinities were comparable to those of fully divalent antibodies. Furthermore, as shown in FIG. 3, the selectivity of these scFv antibodies at pH 6.0 compared to pH 7.4 was also comparable to that of fully divalent antibodies. In this example, it was demonstrated that the conditionally active antibody of the invention has comparable affinity and selectivity for either scFv or fully divalent antibodies. Therefore, the conditional active antibody of the present invention can be inserted as a single DNA strand into the DNA molecule encoding CAR in the CAR-T platform of the present invention.

実施例2:CAR−T細胞を構築するための標的抗原Axlに対するscFv抗体
本発明の一実施形態において、選択性及び親和性、並びにpH6.0及びpH7.4の両方での発現レベルに関して同時にスクリーニングすることにより、薬物標的抗原Axlに対する条件的活性型抗体を生成した。血清中にはスクリーニングに関して偽陽性を生じ得るヒト抗体があったため、スクリーニングは血清中でFLAGタグを使用して行った。スクリーニング緩衝液はカーボネート緩衝液(リンゲル標準緩衝液を含むがPBSとは異なるクレブス緩衝液)であった。生成された条件的活性型抗体は、両方ともに野生型抗体との比較において、pH6.0で薬物標的抗原Axlに対してより高い親和性を有するが、同じ薬物標的抗原Axlに対してpH7.4では親和性がより低いことが分かった。さらに、これらの条件的活性型抗体は全て、以下の表2に示すとおり(列「クローン」は抗体を示し、及び発現レベル「mg/ml」が2番目の列に示される)、高い発現レベルを有する。
Example 2: scFv antibody against target antigen Axl for constructing CAR-T cells In one embodiment of the invention, simultaneous screening for selectivity and affinity, as well as expression levels at both pH 6.0 and pH 7.4. By doing so, a conditionally active antibody against the drug target antigen Axl was generated. Screening was performed using the FLAG tag in serum because there were human antibodies in the serum that could give false positives for screening. The screening buffer was carbonate buffer (a Krebs buffer that contains Ringer's standard buffer but is different from PBS). Both of the produced conditional active antibodies have a higher affinity for the drug-targeted antigen Axl at pH 6.0 compared to the wild-type antibody, but have a pH of 7.4 for the same drug-targeted antigen Axl. It turned out that the affinity was lower. In addition, all of these conditionally active antibodies have high expression levels, as shown in Table 2 below (column "clone" indicates antibody, and expression level "mg / ml" is indicated in the second column). Have.

これらの抗体のクローンを依頼発現レベル(「注文量」、予想発現レベル)と共にサービス提供者に送った。しかしながら、これらの抗体の実際の発現レベル(「納品量」)は極めて高く、予想発現レベルを超えていた。

Figure 2021536256
Clones of these antibodies were sent to the service provider along with the requested expression level (“order volume”, expected expression level). However, the actual expression level (“delivery amount”) of these antibodies was extremely high and exceeded the expected expression level.
Figure 2021536256

図4に例としてBAP063.9−13−1抗体を使用して示すとおり、条件的活性型抗体は緩衝液中で凝集を示さなかった。BAP063.9−13−1抗体はサイズ排除クロマトグラフィーによって分析した。図4では唯1つのピークが検出され、抗体の凝集がほとんど又は全くないことが実証された。 As shown in FIG. 4 using the BAP063.9-13-1 antibody as an example, the conditioned active antibody did not show aggregation in buffer. BAP063.9-13-1 antibody was analyzed by size exclusion chromatography. Only one peak was detected in FIG. 4, demonstrating little or no antibody aggregation.

条件的活性型抗体はまた、表面プラズモン共鳴(SPR)も用いて分析し、薬物標的抗原Axlに対するそのオン及びオフ速度を計測した。SPR分析は、条件的活性型抗体のオン及びオフ速度を計測することが知られている。SPR分析は重炭酸塩の存在下で実施した。条件的活性型抗体のインビボでの(動物及びヒトにおける)オン及びオフ速度は、条件的活性型抗体にとって極めて重要な特徴である。 Conditionally active antibodies were also analyzed using surface plasmon resonance (SPR) and their on and off rates for the drug target antigen Axl were measured. SPR analysis is known to measure on and off rates of conditioned active antibodies. SPR analysis was performed in the presence of bicarbonate. The in vivo on and off rates of conditionally active antibodies (in animals and humans) are crucial features for conditionally active antibodies.

条件的活性型抗体は、陰性対照(BAP063 10F10、これはpH6.0及びpH7.4の両方で同様のオン速度を有する)との比較において、pH6.0でオン速度が速く、pH7.4ではより遅いオン速度であることが観察された(図5)。加えて、室温から60℃に温度を上げても、SPR分析結果が大幅に変わることはない(図5)。SPR分析はまた、これらの条件的活性型抗体がpH7.4と比較したときpH6.0で極めて選択的であることも示した(図6A〜図6Bは例として1つの抗体を示す)。 Conditionally active antibodies have a faster on-rate at pH 6.0 and a faster on-rate at pH 7.4 in comparison to the negative control (BAP063 10F10, which has similar on-rates at both pH 6.0 and pH 7.4). A slower on-speed was observed (Fig. 5). In addition, raising the temperature from room temperature to 60 ° C. does not significantly change the SPR analysis results (Fig. 5). SPR analysis also showed that these conditionally active antibodies were highly selective at pH 6.0 when compared to pH 7.4 (FIGS. 6A-6B show one antibody as an example).

条件的活性型生物学的抗体について、表3に要約する。これらの抗体のうちの2つはscFvとして発現させたもので(BAP063.9−13.3及びBAP063.9−48.3)、これらは直ちにCAR−TプラットフォームでCARに挿入し得る状態であった。抗体を60℃で1時間インキュベートしたが、抗体の多くの親和性は変化しなかった(「熱安定性」)。SPRを用いたpH6.0及びpH7.4での結合活性の計測データを報告する2つの列において(表3の最後2つのカラム)、「BAP063.6−hum10F10−FLAG」(陰性対照、表3の第2列)との比較を行った。これらの抗体の選択性は、2つの最終カラムのデータ間の差により決定し得る。2つのscFv抗体は極めて高い選択性(pH7.4で0%に対し、pH6で75%及び50%)を有した。 Conditional active biological antibodies are summarized in Table 3. Two of these antibodies were expressed as scFv (BAP063.9-13.3 and BAP063.9-48.3) and were ready for immediate insertion into CAR on the CAR-T platform. rice field. Incubation of the antibody at 60 ° C. for 1 hour did not change much of the antibody's affinity (“thermostability”). In the two columns reporting measurement data of binding activity at pH 6.0 and pH 7.4 using SPR (last two columns in Table 3), "BAP063.6-hum10F10-FLAG" (negative control, Table 3). The second column) was compared with. The selectivity of these antibodies can be determined by the difference between the data in the two final columns. The two scFv antibodies had extremely high selectivity (0% at pH 7.4 vs. 75% and 50% at pH 6).

Figure 2021536256
比較例A:標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR−T細胞
標的抗原Axlに対する非条件的活性型scFv抗体を使用して、標的抗原Axl又は細胞表面上に標的抗原Axlを発現するCHO細胞(CHO−Axl)に結合するCAR−T細胞を構築した、図7A〜図7B。非条件的活性型抗体をCAR分子のASTRとして使用し、このCAR分子をT細胞に挿入して、標的抗原Axlに結合するCAR−T細胞を構築した。
Figure 2021536256
Comparative Example A: CAR-T cell having a non-conditionally active antibody against the target antigen Axl A non-conditionally active scFv antibody against the target antigen Axl is used to express the target antigen Axl or the target antigen Axl on the cell surface. 7A-7B, which constructed CAR-T cells that bind to CHO cells (CHO-Axl). A non-conditionally active antibody was used as the ASTR of the CAR molecule and the CAR molecule was inserted into T cells to construct CAR-T cells that bind to the target antigen Axl.

比較として、標的抗原Axlを発現しないCHO細胞を、(1)CAR分子で形質導入していないT細胞、(2)標的抗原Axlに結合しないCAR分子で形質導入したT細胞、及び(3)標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR分子で形質導入したT細胞で処理した(図7A)。CHO細胞集団は細胞インデックスによって示し(図7AのY軸)、ここでは細胞インデックスの低下がCAR−T細胞による細胞傷害(細胞死滅)を示す。 For comparison, CHO cells that do not express the target antigen Axl are (1) T cells that have not been transfected with a CAR molecule, (2) T cells that have been transfected with a CAR molecule that does not bind to the target antigen Axl, and (3) a target. Treated with T cells transfected with a CAR molecule having a non-conditionally active antibody against the antigen Axl (FIG. 7A). The CHO cell population is indicated by the cell index (Y-axis in FIG. 7A), where a decrease in the cell index indicates cytotoxicity (cell death) by CAR-T cells.

図7Aを参照すると、T細胞を加える前は、CHO細胞は成長を示した。標的抗原Axlに結合するCAR−T細胞を加えた後、細胞インデックスは初めは低下し、T細胞の非特異的な細胞傷害が示唆された。しかしながら、その後間もなくCHO細胞は成長を再開した。更に重要なことには、3つの処理間の違いは有意でなく、標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR−T細胞には標的抗原Axlを発現しないCHO細胞に対する有意な細胞傷害性がないことが示された。 Referring to FIG. 7A, CHO cells showed growth prior to the addition of T cells. After the addition of CAR-T cells that bind to the target antigen Axl, the cell index was initially reduced, suggesting non-specific cytotoxicity of the T cells. However, shortly thereafter, CHO cells resumed growth. More importantly, the difference between the three treatments is not significant, and significant cytotoxicity against CHO cells that do not express the target antigen Axl in CAR-T cells with non-conditionally active antibodies against the target antigen Axl. It was shown that there is no.

次に標的抗原Axlを発現するCHO細胞を上記と同じように、(1)CAR分子で形質導入していないT細胞、(2)標的抗原Axlに結合しないCAR分子で形質導入したT細胞、及び(3)標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR分子で形質導入したT細胞で処理した(図7B)。T細胞を加えた後、標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR−T細胞で処理することにより細胞インデックスは有意に低下するが、他の2つの処理によっては低下せず、標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR−T細胞による、標的抗原Axlを発現するCHO−Axl細胞に対する細胞傷害性が示される。 Next, in the same manner as above, CHO cells expressing the target antigen Axl are (1) T cells that have not been transfected with a CAR molecule, (2) T cells that have been transfected with a CAR molecule that does not bind to the target antigen Axl, and (3) Treatment was performed with T cells transfected with a CAR molecule having a non-conditionally active antibody against the target antigen Axl (FIG. 7B). After adding T cells, treatment with CAR-T cells having a non-conditionally active antibody against the target antigen Axl significantly reduced the cell index, but not with the other two treatments, and the target antigen was not reduced. Cytotoxicity to CHO-Axl cells expressing the target antigen Axl by CAR-T cells with non-conditionally active antibodies to Axl is shown.

実施例3:標的抗原Axlに対する条件的活性型scFv抗体を有するCAR−T細胞
標的抗原Axlに対する条件的活性型scFv抗体を使用してCAR分子を構築した。T細胞をこのCAR分子で形質導入して、T細胞がCAR分子を発現するようにした(CAR−T細胞)。標的抗原Axlを発現するCHO細胞(CHO−63細胞)又は標的抗原Axlを発現しない普通のCHO細胞(CHO細胞)を別々にCAR−T細胞で処理した。非形質導入T細胞(CAR分子を有しない)を対照として使用した(図8A〜図8B)。
Example 3: CAR-T cells having a conditionally active scFv antibody against the target antigen Axl A CAR molecule was constructed using the conditionally active scFv antibody against the target antigen Axl. T cells were transduced with this CAR molecule so that the T cells expressed the CAR molecule (CAR-T cells). CHO cells expressing the target antigen Axl (CHO-63 cells) or normal CHO cells not expressing the target antigen Axl (CHO cells) were treated separately with CAR-T cells. Non-transduced T cells (without CAR molecule) were used as controls (FIGS. 8A-8B).

図8Aを参照すると、標的抗原Axlを発現しないCHO細胞がCAR−T細胞及び非形質導入T細胞で処理された。これらの2つの処理の間に有意な差はなく、CHO細胞に対してCAR−T細胞の細胞傷害性がないことが示された。標的抗原Axlを発現するCHO細胞(CHO−63)を同様に処理した図8Bを参照すると、標的抗原Axlに対する条件的活性型抗体を有するCAR−T細胞は非形質導入T細胞と比較してCHO−63細胞集団を有意に減少させた。これにより、標的抗原Axlに対する条件的活性型抗体を有するCAR−T細胞がCHO−63細胞に対して細胞傷害性であることが示された。 Referring to FIG. 8A, CHO cells not expressing the target antigen Axl were treated with CAR-T cells and non-transduced T cells. There was no significant difference between these two treatments, indicating that CAR-T cells are not cytotoxic to CHO cells. Referring to FIG. 8B in which CHO cells expressing the target antigen Axl (CHO-63) were similarly treated, CAR-T cells having a conditionally active antibody against the target antigen Axl were CHO compared to non-transduced T cells. The -63 cell population was significantly reduced. This showed that CAR-T cells having a conditionally active antibody against the target antigen Axl were cytotoxic to CHO-63 cells.

CAR−T細胞は、標的抗原Axlに結合した後、細胞傷害を誘導した。この効果は、サイトカインのインターフェロンγ(INFg)及びIL2のレベルの計測によって確認された。サイトカインデータは図9A〜図9Bに示す。図9Aにおいては、標的抗原Axlを有するCAR−T細胞のCHO−63細胞への結合が、非形質導入T細胞と比較して、観察されたサイトカインレベルの増加によって示されるとおりのINFgの有意な放出を引き起こした。同様に、図9Bにおいては、標的抗原Axlを有するCAR−T細胞のCHO−63細胞への結合が、非形質導入T細胞と比較して、観察されたサイトカインレベルの増加によって示されるとおりのIL2の有意な放出を引き起こした。 CAR-T cells induced cytotoxicity after binding to the target antigen Axl. This effect was confirmed by measuring the levels of the cytokines interferon gamma (INFg) and IL2. Cytokine data are shown in FIGS. 9A-9B. In FIG. 9A, the binding of CAR-T cells carrying the target antigen Axl to CHO-63 cells was significant as indicated by the observed increase in cytokine levels compared to non-transduced T cells. Caused the release. Similarly, in FIG. 9B, the binding of CAR-T cells carrying the target antigen Axl to CHO-63 cells is IL2 as indicated by the observed increase in cytokine levels compared to non-transduced T cells. Caused a significant release of.

実施例4:標的抗原ROR2に対する条件的活性型scFv抗体を有するCAR−T細胞
標的抗原ROR2に対する条件的活性型scFv抗体を作製した。標的抗原ROR2に対するそれらの結合活性をELISAアッセイ(essay)を用いて計測した(図10)。
Example 4: CAR-T cells having a conditionally active scFv antibody against the target antigen RR2 A conditionally active scFv antibody against the target antigen RR2 was prepared. Their binding activity to the target antigen ROR2 was measured using an ELISA assay (essay) (FIG. 10).

図10に示すscFv抗体のうちの1つ、scFv−116101を使用してCAR分子を構築し、CAR−T細胞を作製した(116101 CAR−T)。構築したCAR−T細胞を使用して、標的抗原ROR2を発現するダウディ細胞を標的化した。陰性対照は、CAR分子で形質導入していないT細胞(非形質導入T細胞)及び標的抗原ROR2との結合能を有しないCAR分子で形質導入したCAR−T細胞(非ROR2 scFv CAR−T)であった。結果は図11Aに示す。これらの処理におけるT細胞の数とダウディ細胞の数との比は10:1であった。ダウディ細胞上の標的抗原ROR2を標的化するscFv抗体を有するCAR−T細胞(116101 CAR−T)は、図11Aにおけるより高い死細胞/生細胞比によって示されるとおり、ダウディ細胞の有意な細胞死を誘導した。 A CAR molecule was constructed using one of the scFv antibodies shown in FIG. 10, scFv-116101, to generate CAR-T cells (116101 CAR-T). The constructed CAR-T cells were used to target Daudi cells expressing the target antigen ROR2. Negative controls are T cells that have not been transduced with a CAR molecule (non-transduced T cells) and CAR-T cells that have been transduced with a CAR molecule that does not have the ability to bind to the target antigen ROR2 (non-TR2 scFv CAR-T). Met. The results are shown in FIG. 11A. The ratio of the number of T cells to the number of Daudi cells in these treatments was 10: 1. CAR-T cells (116101 CAR-T) with scFv antibodies targeting the target antigen ROR2 on Daudi cells showed significant cell death of Daudi cells, as shown by the higher dead / live cell ratio in FIG. 11A. Was induced.

ダウディ細胞の処理に使用したのと同じT細胞でHEK293細胞を処理した。結果は図11Bに示す。HEK293細胞は細胞表面上に標的抗原ROR2を発現しないため、標的抗原ROR2を標的化するscFv抗体を有するCAR−T細胞(116101 CAR−T)は陰性対照と比較したときHEK293細胞において有意な細胞死を誘導しなかった(図11B)。 HEK293 cells were treated with the same T cells used to treat Daudi cells. The results are shown in FIG. 11B. Since HEK293 cells do not express the target antigen ROR2 on the cell surface, CAR-T cells (116101 CAR-T) having an scFv antibody targeting the target antigen ROR2 have significant cell death in HEK293 cells when compared to negative controls. Was not induced (Fig. 11B).

実施例5:実施例1〜4の標的抗原Axl及びROR2に対する抗体を有するCAR−T細胞のサイトカイン放出
この例では、CAR−T細胞と標的抗原の結合によって誘導されるサイトカイン放出を計測した。図12A〜図12Bは、標的抗原Axlに対する条件的活性型scFv抗体を含有するCAR−T細胞が、標的抗原Axlを発現するCHO−63細胞に結合した後のINFg及びIL2放出を示す。CAR−T細胞をこれらのCHO−63細胞で24時間処理した後、INFg及びIL2の両方のサイトカインレベルの有意な増加があり、同じCAR−T細胞を使用して標的抗原Axlを発現しないCHO細胞を処理した対照と比較したINFg及びIL2の両方のサイトカインの放出が示された。更に、CAR分子で形質導入していないT細胞及び標的抗原Axlと結合しなかったCAR−T細胞は、INFg及びIL2サイトカインの有意な放出をもたらさなかった。
Example 5: Cytokine release of CAR-T cells having antibodies against the target antigens Axl and RR2 of Examples 1 to 4 In this example, cytokine release induced by binding of CAR-T cells to the target antigen was measured. 12A-12B show INFg and IL2 release after CAR-T cells containing a conditionally active scFv antibody against the target antigen Axl bind to CHO-63 cells expressing the target antigen Axl. After treating CAR-T cells with these CHO-63 cells for 24 hours, there is a significant increase in cytokine levels of both INFg and IL2, and CHO cells that do not express the target antigen Axl using the same CAR-T cells. The release of both INFg and IL2 cytokines was shown compared to controls treated with. Furthermore, T cells that were not transduced with CAR molecules and CAR-T cells that did not bind to the target antigen Axl did not result in significant release of INFg and IL2 cytokines.

図13A〜図13Bは、標的抗原ROR2に対する条件的活性型scFv抗体を含有するCAR−T細胞が、両方ともに標的抗原ROR2を発現するラージB細胞及びダウディ細胞と結合した後のINFg及びILサイトカインレベルを示す。ラージB細胞及びダウディ細胞をCAR−T細胞で24時間処理した後、同じCAR−T細胞を使用して標的抗原ROR2を発現しないHEK293細胞を処理した対照と比較して、INFg及びIL2サイトカインレベルの有意な増加が観察された。更に、CAR分子で形質導入していないT細胞及び標的抗原ROR2と結合しなかったCAR−T細胞ではサイトカインレベルの有意な増加はなく、これによりINFg及びIL2サイトカインの有意な放出を誘導できなかったことが示された。 13A-13B show INFg and IL cytokine levels after CAR-T cells containing a conditionally active scFv antibody against target antigen ROR2 bind to large B cells and Daudi cells, both expressing target antigen ROR2. Is shown. Large B cells and Daudi cells were treated with CAR-T cells for 24 hours and then the same CAR-T cells were used to treat HEK293 cells that do not express the target antigen ROR2, compared to controls with INFg and IL2 cytokine levels. A significant increase was observed. Furthermore, there was no significant increase in cytokine levels in T cells that were not transduced with CAR molecules and CAR-T cells that did not bind to the target antigen ROR2, which failed to induce significant release of INFg and IL2 cytokines. Was shown.

実施例6:標的抗原CD22に対する条件的活性型scFv抗体
標的抗原CD22に対する5つの条件的活性型scFv抗体を選択した。選択した条件的活性型scFv抗体はpH7.4よりもpH6.0でより高活性である。これらの条件的活性型scFv抗体を使用して、標的抗原CD22を発現する細胞に結合するCAR−T細胞を構築し得る。
Example 6: Conditionally active scFv antibody against target antigen CD22 Five conditionally active scFv antibodies against target antigen CD22 were selected. The selected conditional active scFv antibody is more active at pH 6.0 than at pH 7.4. These conditionally active scFv antibodies can be used to construct CAR-T cells that bind to cells expressing the target antigen CD22.

しかしながら、前述の説明に本発明の多くの特徴及び利点が本発明の構造及び機能の詳細と共に示されているとしても、本開示は例示的なものに過ぎず、詳細、特に要素の形状、サイズ及び配置の点で、添付の特許請求の範囲を表現している用語の広義の一般的な意味によって示される最大限の範囲まで本発明の原理内で変更を行い得ることが理解されるべきである。 However, even though many features and advantages of the invention are shown in the above description along with details of the structure and function of the invention, the present disclosure is merely exemplary and details, in particular the shape and size of the elements. And in terms of placement, it should be understood that changes may be made within the principles of the invention to the maximum extent indicated by the broad general meaning of the terms relating to the appended claims. be.

Claims (23)

腫瘍特異的標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体であって、
i. 親タンパク質または野生型タンパク質またはそのドメインから進化した少なくとも1つの抗原特異的標的領域であって、正常生理条件での分析における抗原特異的標的領域の活性が、正常生理条件から逸脱した異常条件での分析における活性と比較して、活性が低下している少なくとも1つの抗原特異的標的領域、
ii. 膜貫通型ドメイン;および
iii. 細胞内シグナル伝達ドメイン
を含む、キメラ抗原受容体。
A chimeric antigen receptor for binding to tumor-specific target antigens,
i. At least one antigen-specific target region evolved from the parent protein or wild-type protein or its domain, under abnormal conditions in which the activity of the antigen-specific target region in analysis under normal physiological conditions deviates from normal physiological conditions. At least one antigen-specific target region, which is less active compared to its activity in the analysis.
ii. Transmembrane domain; and iii. A chimeric antigen receptor that contains an intracellular signaling domain.
腫瘍特異的標的抗原が、Axl、ROR2およびCD22から選択される、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the tumor-specific target antigen is selected from Axl, ROR2 and CD22. 前記少なくとも1つの抗原特異的標的領域が、抗体、抗体のフラグメント、一本鎖抗体、二価一本鎖抗体またはダイアボディ、リガンド、リガンドの受容体結合ドメイン、受容体、受容体のリガンド結合ドメイン、およびアフィボディから選択される、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The at least one antigen-specific target region is an antibody, antibody fragment, single-stranded antibody, bivalent single-stranded antibody or diabody, ligand, acceptor-binding domain of ligand, acceptor, ligand-binding domain of receptor. , And the chimeric antigen receptor according to claim 1, which is selected from Affibody. 腫瘍特異的標的抗原がAxlであり、少なくとも1つの抗原特異的標的領域が配列番号9〜12から選択されるアミノ酸配列を有する一本鎖抗体である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the tumor-specific target antigen is Axl, and at least one antigen-specific target region is a single-chain antibody having an amino acid sequence selected from SEQ ID NOs: 9 to 12. 腫瘍特異的標的抗原がROR2であり、少なくとも1つの抗原特異的標的領域が配列番号15のアミノ酸配列を有する一本鎖抗体である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the tumor-specific target antigen is ROR2, and at least one antigen-specific target region is a single-chain antibody having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15. 正常生理条件と異常条件が、温度、pH、浸透圧、オスモル濃度、酸化ストレス、電解質濃度、有機小分子濃度、無機分子濃度、細胞型、栄養素利用性から選択される同一の条件である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The normal and abnormal conditions are the same conditions selected from temperature, pH, osmotic pressure, osmolality, oxidative stress, electrolyte concentration, small organic molecule concentration, inorganic molecule concentration, cell type, nutrient availability, claim. Item 1. The chimeric antigen receptor according to Item 1. 正常生理条件が、哺乳類である対象の血漿中の正常生理pHであり、異常条件が、腫瘍微小環境中のpHである、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the normal physiological condition is the normal physiological pH in the plasma of a subject which is a mammal, and the abnormal condition is the pH in the tumor microenvironment. 正常生理pHが7.0より高く約7.8までの範囲にある、請求項7に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 7, wherein the normal physiological pH is higher than 7.0 and is in the range up to about 7.8. 正常生理pHが約7.2から約7.6の範囲にある、請求項8に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 8, wherein the normal physiological pH is in the range of about 7.2 to about 7.6. 異常pHが6.0から7.0未満の範囲である、請求項7に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 7, wherein the abnormal pH is in the range of 6.0 to less than 7.0. 異常pHが6.0から約6.8の範囲にある、請求項10に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 10, wherein the abnormal pH is in the range of 6.0 to about 6.8. 細胞外スペーサードメインまたは少なくとも1つの共刺激性ドメインをさらに含む、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, further comprising an extracellular spacer domain or at least one costimulatory domain. 細胞外スペーサードメインが、抗体のFcフラグメント、抗体のヒンジ領域、抗体のCH2領域、抗体のCH3領域、人工スペーサー配列、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項12に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen according to claim 12, wherein the extracellular spacer domain is selected from the group consisting of an Fc fragment of an antibody, a hinge region of an antibody, a CH2 region of an antibody, a CH3 region of an antibody, an artificial spacer sequence, and a combination thereof. Receptor. 少なくとも1つの抗原特異的標的領域が、正常生理条件での同じ活性に対する異常条件での活性の比が少なくとも約2である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein at least one antigen-specific target region has a ratio of activity under abnormal conditions to at least about 2 to the same activity under normal physiological conditions. 少なくとも1つの抗原特異的標的領域が、リンカーで連結された2つの抗原特異的標的領域からなる、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein at least one antigen-specific target region comprises two antigen-specific target regions linked by a linker. 2つの抗原特異的標的領域が、それぞれ異なる標的抗原または同じ標的抗原の異なるエピトープと結合する、請求項15に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 15, wherein the two antigen-specific target regions bind to different target antigens or different epitopes of the same target antigen. 膜貫通ドメインが、I型膜貫通タンパク質の人工的な疎水性配列および膜貫通ドメイン、T細胞受容体のアルファ、ベータ、またはゼータ鎖、CD28、CD3イプシロン、CD45、CD4、CD5、CD8、CD9、CD16、CD22、CD33、CD37、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、およびCD154からなる群から選択される、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 Transmembrane domains are artificial hydrophobic sequences of type I transmembrane proteins and transmembrane domains, alpha, beta, or zeta chains of T cell receptors, CD28, CD3 epsilon, CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, The chimeric antigen receptor according to claim 1, which is selected from the group consisting of CD16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, CD134, CD137, and CD154. 細胞内シグナル伝達ドメインが、ヒトCD3ゼータ鎖の細胞質シグナル伝達ドメイン、FcyRIII、FcsRI、Fc受容体の細胞質尾部、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)を有する細胞質受容体、TCRゼータ、FcRガンマ、FcRベータ、CD3ガンマ、CD3デルタ、CD3イプシロン、CD5、CD22、CD79a、CD79b、およびCD66dからなる群から選択される、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The intracellular signaling domain is the cytoplasmic signaling domain of the human CD3 zeta chain, FcyRIII, FcsRI, the cytoplasmic tail of the Fc receptor, the cytoplasmic receptor with an immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM), the TCR zeta, FcR. The chimeric antigen receptor according to claim 1, which is selected from the group consisting of gamma, FcR beta, CD3 gamma, CD3 delta, CD3 epsilon, CD5, CD22, CD79a, CD79b, and CD66d. TNFRスーパーファミリーのタンパク質、CD28、CD137、CD134、DaplO、CD27、CD2、CD5、ICAM−1、LFA−1、Lck、TNFR−I、TNFR−II、Fas、CD30、CD40、ICOS LIGHT、NKG2C、およびB7−H3の共刺激性ドメインからなる群から選択される共刺激性ドメインをさらに含む、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 TNFR superfamily proteins, CD28, CD137, CD134, DappleO, CD27, CD2, CD5, ICAM-1, LFA-1, Lck, TNFR-I, TNFR-II, Fas, CD30, CD40, ICOS LIGHT, NKG2C, and The chimeric antigen receptor according to claim 1, further comprising a co-stimulatory domain selected from the group consisting of the co-stimulatory domain of B7-H3. 請求項1に記載のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む、発現ベクター。 An expression vector comprising the polynucleotide sequence encoding the chimeric antigen receptor according to claim 1. 発現ベクターが、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、フォアミーウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、遺伝子工学的に操作されたハイブリッドウイルス、およびトランスポゾン媒介ベクターからなる群から選択される、請求項20に記載の発現ベクター。 Expression vectors are from lentivirus vectors, gamma retrovirus vectors, formy virus vectors, adeno-associated virus vectors, adenovirus vectors, poxvirus vectors, herpesvirus vectors, genetically engineered hybrid viruses, and transposon-mediated vectors. 20. The expression vector according to claim 20, which is selected from the group consisting of. 請求項1に記載のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む、遺伝子操作された細胞傷害性細胞。 A genetically engineered cytotoxic cell comprising the polynucleotide sequence encoding the chimeric antigen receptor according to claim 1. 少なくとも1つの抗原特異的標的領域、膜貫通ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体を製造する方法であって、
i. 親タンパク質、野生型タンパク質、またはそのドメインをコードするDNAを、1つ以上の進化技術を用いて進化させ、変異体DNAを作成すること、
ii. 変異体DNAを発現させて、変異体ポリペプチドを得ること、
iii. 変異体ポリペプチドを、正常生理条件下での分析と、正常生理条件から逸脱した異常条件下での分析に供すること;および
iv. 工程(ii)で発現させた変異体ポリペプチドから、正常生理条件での分析における活性が、異常条件での分析における活性と比較して、低下を示す少なくとも1つの抗原特異的標的領域を選択することにより、
腫瘍特異的標的抗原と特異的に結合する親タンパク質または野生型タンパク質またはそのドメインから、少なくとも1つの抗原特異的標的領域を生成する工程を含む、方法。
A method for producing a chimeric antigen receptor comprising at least one antigen-specific target region, a transmembrane domain and an intracellular signal transduction domain.
i. Evolving the DNA encoding the parent protein, wild-type protein, or its domain using one or more evolutionary techniques to create mutant DNA,
ii. Expressing mutant DNA to obtain a mutant polypeptide,
iii. The mutant polypeptide is subjected to analysis under normal physiological conditions and under abnormal conditions deviating from normal physiological conditions; and iv. From the mutant polypeptide expressed in step (ii), select at least one antigen-specific target region that exhibits reduced activity in analysis under normal physiological conditions compared to activity in analysis under abnormal conditions. By
A method comprising the step of producing at least one antigen-specific target region from a parent protein or wild-type protein or domain thereof that specifically binds to a tumor-specific target antigen.
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