JP2022516053A - 哺乳動物細胞培養物によって生産されるニューブラスチン抗体 - Google Patents
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Abstract
Description
「抗体」という用語は、免疫グロブリン分子であって、免疫グロブリン分子の可変領域内の少なくとも1つの抗原認識部位を介して標的または抗原、例えば、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、炭水化物、ポリヌクレオチド、脂質、または前述のものの組合せ等を認識し、それに特異的に結合する、免疫グロブリン分子を意味する。本明細書において使用する場合、この用語は、所望の生物活性を呈する限り、完全ポリクローナル抗体、完全モノクローナル抗体、抗体断片[例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、およびFv断片]、一本鎖Fv(scFv)突然変異体、多重特異性抗体、例えば少なくとも2つの完全抗体から生成される二重特異性抗体、一価または単一特異性抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、抗体の抗原決定部分を含む融合タンパク質、ならびに抗原認識部位を含む任意の他の改変免疫グロブリン分子を包含する。抗体は、5つの主要なクラスの免疫グロブリン、すなわち、アルファ、デルタ、イプシロン、ガンマ、およびミューとそれぞれ称される重鎖定常ドメインの同一性に基づくIgA、IgD、IgE、IgG、およびIgM、またはそのサブクラス(アイソタイプ)(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、およびIgA2)のいずれであってもよい。
本発明は、細胞培養培地およびその使用の方法に関する。本発明の培地は、乳酸産生への代謝転換と関連するロット間の代謝変動性を抑制する。本発明の培地は回分培養、流加培養、または灌流培養において使用することができる。一実施形態では、本発明の培地は基礎培地である。別の実施形態では、本発明の培地は供給培地である。
宿主細胞において発現可能ないかなるポリペプチドも本発明に従って生産することができる。ポリペプチドは、宿主細胞に内在性の遺伝子、または遺伝子操作を介して宿主細胞に導入されている遺伝子から発現することができる。ポリペプチドは、天然において存在するポリペプチドであってもよく、あるいは人の手によって操作または選択された配列を有してもよい。操作されたポリペプチドは、天然において個々に存在する他のポリペプチドセグメントから組み立てることも、天然に存在しない1つまたは複数のセグメントを含むこともできる。
医薬品または他の商業的薬剤として現在使用中であるかまたは検討中である多くの数の抗体を考慮すると、本発明に従った抗体の生産は特に興味深い。抗体は、特定の抗原と特異的に結合する能力を有するタンパク質である。宿主細胞において発現することができるいかなる抗体も本発明に従って使用することができる。一実施形態では、発現する抗体はモノクローナル抗体である。
医薬品および/または商業的薬剤として効果的であることが示されている別の種類のポリペプチドとしては、受容体が挙げられる。受容体は典型的には、細胞外シグナル伝達リガンドを認識することによって機能する膜貫通型糖タンパク質である。受容体は典型的には、リガンド認識ドメインに加えてプロテインキナーゼドメインを有し、プロテインキナーゼドメインは、リガンドと結合した場合に標的細胞内分子をリン酸化することによってシグナル伝達経路を開始し、細胞内の発生変化または代謝変化をもたらす。一実施形態では、目的の受容体は、膜貫通および/または細胞内ドメインを除去するように改変されており、膜貫通および/または細胞内ドメインの代わりにIgドメインが付着されていてもよい。一実施形態では、本発明に従って生産される受容体は受容体型チロシンキナーゼ(RTK)である。RTKファミリーには、多様な機能および数多くの細胞型に非常に重要な受容体が含まれる[例えばYarden and Ullrich, Ann. Rev. Biochem. 57:433-478, 1988、Ullrich and Schlessinger (1990) Cell 61:243,254を参照のこと]。RTKの非限定的な例としては、線維芽細胞増殖因子(FGF)受容体ファミリーのメンバー、表皮増殖因子受容体(EGF)ファミリーのメンバー、血小板由来増殖因子(PDGF)受容体、免疫グロブリンおよびEGF相同ドメイン含有チロシンキナーゼ-1(TIE-1:tyrosine kinase with immunoglobulin and EGF homology domain)およびTIE-2受容体[参照によって本明細書に組み込まれるSato et al., Nature 376(6535):70-74 (1995)]、ならびにc-Met受容体が挙げられ、これらのうちの一部は血管新生を直接的または間接的に促進することが示唆されている(Mustonen and Alitalo, J. Cell Biol. 129:895-898, 1995)。RTKの他の非限定的な例としては、胎児肝臓キナーゼ1(FLK-1)[キナーゼ挿入ドメイン含有受容体(KDR)(Terman et al., Oncogene 6:1677-83, 1991)または血管内皮細胞増殖因子受容体2(VEGFR-2)と称される場合もある]、血管内皮細胞増殖因子受容体1(VEGFR-1)と称される場合もあるfins様チロシンキナーゼ-1(Flt-1)(DeVries et al, Science 255:989-991, 1992、Shibuya et al., Oncogene 5:519-524, 1990)、ニューロピリン-1、エンドグリン、エンドシアリン、およびAxlが挙げられる。当業者であれば、本発明に従って発現させることができる他の受容体を認識しているだろう。
医薬品および/または商業的薬剤として効果的であることが示されている別の種類のポリペプチドとしては、増殖因子および他のシグナル伝達分子が挙げられる。増殖因子は典型的には、細胞によって分泌される糖タンパク質であり、他の細胞の受容体に結合してそれを活性化させ、受容体細胞の代謝変化または発生変化を開始する。
一部の実施形態では、目的のタンパク質は凝固因子を含む。「凝固因子」とは、本明細書において使用する場合、止血障害を有する対象における出血エピソードを予防するかまたはその持続時間を減少させる任意の分子またはその類似体を意味する。例えば、本発明に関する凝固因子は、全長凝固因子、成熟凝固因子、またはキメラ凝固因子であり得る。換言すると、凝固因子とは、凝固活性を有する任意の分子を意味する。凝固活性とは、本明細書において使用する場合、フィブリン血栓の形成を結果的に生じる、および/または出血もしくは出血エピソードの重症度、持続時間、もしくは頻度を低減させる生化学的反応のカスケードに関与する能力を意味する。凝固因子の例は米国特許第7,404,956号に見出すことができる。
医薬品および/または商業的薬剤として効果的であることが示されている別の種類のポリペプチドとしては、増殖因子および他のシグナル伝達分子が挙げられる。Gタンパク質共役型受容体(GPCR)とは、7つの膜貫通ドメインを有するタンパク質である。リガンドとGPCRとの結合時、シグナルが細胞内に形質導入されて、細胞の生物学的または生理学的特性の変化をもたらす。
加えて、本発明はまた、ウイルス学の分野の当業者に公知の方法に従って細胞培養を使用するウイルスの生産のための方法を提供する。本発明に従って生産されるウイルスは、培養される細胞型に感染することが公知なウイルスの範囲から選択することができる。例えば、哺乳動物細胞培養を利用する場合、ウイルスは、オルソミクソウイルス、パラミクソウイルス、レオウイルス、ピコルナウイルス、フラビウイルス、アレナウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、コロナウイルス、およびアデノウイルスの属から選択することができる。使用されるウイルスは、野生型ウイルス、弱毒化ウイルス、再集合ウイルス、または組換えウイルスであり得る。加えて、細胞にウイルスを感染させるために使用される実際のビリオンに代わって、感染性核酸クローンがウイルス学の分野の当業者に公知の感染性クローントランスフェクション法に従って利用され得る。一実施形態では、生産されるウイルスはインフルエンザウイルスである。
細胞培養が容易な任意の真核細胞または細胞型が本発明に従って利用され得る。例えば、植物細胞、酵母細胞、動物細胞、昆虫細胞、トリ細胞または哺乳動物細胞が本発明に従って利用され得る。一実施形態では、真核細胞は組換えタンパク質を発現することができるかまたは組換えもしくは再集合ウイルスを産生することができる。
本発明の細胞培養は、培養される特定の細胞に好適な任意の培地において調製される。一部の実施形態では、培地は、例えば、無機塩、炭水化物(例えば糖、例えば、グルコース、ガラクトース、マルトース、またはフルクトース)、アミノ酸、ビタミン[例えば、ビタミンB群(例えばB12)、ビタミンA、ビタミンE、リボフラビン、チアミン、およびビオチン];脂肪酸および脂質(例えばコレステロールおよびステロイド)、タンパク質およびペプチド(例えば、アルブミン、トランスフェリン、フィブロネクチン、およびフェツイン)、血清(例えば、アルブミン、増殖因子、および増殖阻害薬を含む組成物、例えば、ウシ胎児血清、新生仔ウシ血清、およびウマ血清)、微量元素(例えば、亜鉛、銅、セレン、およびトリカルボン酸中間体)、加水分解物(植物または動物源に由来する加水分解タンパク質)、ならびにそれらの組合せを含有する。市販の培地、例えばHam’s F10(Sigma)、最小必須培地[(MEM)、Sigma]、RPMI-1640(Sigma)、およびダルベッコ改変イーグル培地[(DMEM)、Sigma]は例示的な栄養溶液である。加えて、これらの全ての開示が参照によって本明細書に組み込まれる、Ham and Wallace, (1979) Meth. Enzymol. 58:44、Barnes and Sato, (1980) Anal. Biochem. 102:255、米国特許第4,767,704号、同第4,657,866号、同第4,927,762号、同第5,122,469号、または同第4,560,655号、国際公開第WO90/03430号、および同第WO87/00195号に記載されている培地のいずれも培養培地として使用することができる。これらの培地のいずれにも、ホルモンおよび/または他の増殖因子(例えば、インスリン、トランスフェリン、もしくは表皮増殖因子)、塩(例えば、塩化ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、およびリン酸塩)、緩衝液(例えばHEPES)、ヌクレオシド(例えばアデノシンおよびチミジン)、抗生物質(例えばゲンタマイシン)、微量元素(通例マイクロモル範囲の最終濃度において存在する無機化合物として定義される)、脂質(例えばリノール酸または他の脂肪酸)およびその好適な担体、ならびにグルコースまたは相当するエネルギー源を必要に応じて補充することができる。一部の実施形態では、栄養培地は、無血清培地、無タンパク質培地、または合成培地である。任意の他の必要な補助物質もまた、当業者に公知であり得る適切な濃度において含まれ得る。
タンパク質またはポリペプチドの生産のための哺乳動物細胞を回分培養および流加培養によって調製する様々な方法は当技術分野において周知である。発現を達成するのに十分な核酸(典型的には、目的のポリペプチドまたはタンパク質をコードする遺伝子と、任意の作動可能に連結した遺伝子制御エレメントとを含有するベクター)は、多くの周知の技法によって宿主細胞株に導入することができる。典型的には、細胞は、どの宿主細胞が実際にベクターを取り込み、目的のポリペプチドまたはタンパク質を発現するかを決定するためにスクリーニングされる。哺乳動物細胞によって発現された目的の特定のポリペプチドまたはタンパク質を検出する伝統的な方法としては、これらに限定されないが、免疫組織化学、免疫沈降、フローサイトメトリー、免疫蛍光顕微鏡法、SDS-PAGE、ウェスタンブロット、酵素連結免疫吸着アッセイ(ELISA)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)技法、生物活性アッセイ、およびアフィニティークロマトグラフィーが挙げられる。当業者であれば、発現したポリペプチドまたはタンパク質を検出するための他の適切な技法を認識しているだろう。複数の宿主細胞が目的のポリペプチドまたはタンパク質を発現する場合、列挙した技法の一部または全てが、どの細胞が最も高いレベルのポリペプチドまたはタンパク質を発現するかを決定するために使用され得る。
全般に、本発明に従って発現したタンパク質またはポリペプチドを単離および/または精製することは典型的には望ましいと考えられる。一実施形態では、発現したポリペプチドまたはタンパク質は培地に分泌され、したがって細胞および他の固体は、精製プロセスの第1の工程として、例えば遠心分離または濾過によって除去することができる。
治療目的のポリペプチド、例えば抗体もしくはその断片、またはウイルスは、例えば障害または疾患を処置または予防するために、対象への投与のための医薬組成物として製剤化することができる。
硫酸デキストランおよびクエン酸鉄の添加は乳酸レベルを維持しアンモニウム産生を減少させる
材料および方法
細胞株:この研究において使用した細胞株はニューブラスチンポリペプチドを産生した。細胞株は、無血清培地において増殖するように適合されているDG44を使用して構築した(Prentice, 2007)。
硫酸デキストランの添加は振盪フラスコ維持培養の生存率を安定化させる
振盪フラスコ維持培養の生存率に対する硫酸デキストランの効果を検討するために、0.1g/L硫酸デキストランを、硫酸デキストランを欠く市販の培地、およびFIEK293培養のために最適化された再平衡型のCM3であるCM3 HEKv1に添加した。0.1g/L硫酸デキストランを含む培地における生存細胞密度は、硫酸デキストランを含まない培地における生存細胞密度に匹敵したが(図2A)、硫酸デキストランの存在は生存細胞の百分率を大きく増加させた(図2B)。硫酸デキストランを含まない維持培養における細胞生存率は、0日目~32日目まで頻発する突然の減少を経て約80%~約95%の間で劇的に変動したが、0.1g/L硫酸デキストランの存在は全ての時間点において95%超の細胞生存の百分率を効果的に維持した(図2B)。したがって、硫酸デキストランの添加は振盪フラスコ維持培養の生存率を安定化させることができる。
硫酸デキストランの添加はバイオリアクター接種材料系列培養の生存率を安定化させる
バイオリアクター接種材料系列培養の生存率に対する硫酸デキストランの効果を検討するために、0.1g/L硫酸デキストランをCM3 HEKv1に0日目に添加した。硫酸デキストランの存在は、生存細胞密度に影響を及ぼさなかったが(図3A)、バイオリアクター接種材料系列培養における生存細胞の百分率を効果的に維持した(図3B)。硫酸デキストランを含まない接種材料系列培養における細胞生存率は0日目の約85%から7日目に60%未満まで低減し、7日目以降は約60%~約75%の間であったが、0.1g/L硫酸デキストランの添加は細胞生存の百分率を全ての時間点において約95%に効果的に維持した3B)。したがって、硫酸デキストランの添加はバイオリアクター接種材料系列培養の生存率を安定化させることができる。
硫酸デキストラン含有接種材料は生産バイオリアクターにおける早期培養生存率を安定化させるのに十分であった
接種材料培養に含有された硫酸デキストランの量が生産バイオリアクターにおける細胞生存率を安定化させることができたか否かをさらに検討するために、バイオリアクター培養に0.1g/L硫酸デキストランを含有する接種材料培養を0日目に接種し、追加の硫酸デキストランはその後の供給培地に添加しなかった。生産バイオリアクター培養における硫酸デキストランの存在は、生存細胞密度と細胞生存率の両方を2日間以上安定化させることができた(図4A~4B)。硫酸デキストランを含有しないバイオリアクター培養では、生存細胞密度と細胞生存率の両方は12日目以降急激に減少したが、硫酸デキストランの存在はこの減少を14日目まで延期した(図4B)。加えて、硫酸デキストランの存在はまた、細胞生存率を、無硫酸デキストラン培養における生存率が80%~約90%の間で変動した0日目~6日目に95%超の細胞生存率を大いに維持した(図4B)。したがって、硫酸デキストラン含有接種材料を使用する生産培養の接種は早期培養生存率を安定化させるのに十分である。
CHO細胞培養におけるニューブラスチン抗体の生産
マウスIgG1抗ニューブラスチンモノクローナル抗体の重および軽鎖をコードするDNA(図8)を、サイトメガロウイルス(CMV)中間体初期プロモーターを含有する真核発現ベクタープラスミドbXLTBR.9(pGV90)にクローニングした。クローニングに続いて、P3B3含有プラスミドのジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)欠損DG44iチャイニーズハムスター卵巣(CHO)宿主細胞[細胞株参照番号:13805-32(Thermo Fisher、Waltham、MA)[Urlaub and Chasin (1980) P.N.A.S 77:4216-4221]への、FuGene6トランスフェクション試薬(Roche Applied Sciences、Indianapolis IN)を使用するトランスフェクションを行った。
本発明は、本発明の個々の態様の単一の例証として意図されている記載された具体的な実施形態による範囲に限定されるべきではなく、機能的に均等であるいかなる組成物または方法も本発明の範囲内にある。実際、本明細書に示され、記載されたものに加えて、本発明の様々な変更形態が、前述の記載および添付の図面から当業者には明らかとなるだろう。そのような変更形態は添付の特許請求の範囲の範囲内にあると意図される。
Claims (17)
- 細胞培養培地においてニューブラスチン抗体ポリペプチドまたはその断片を発現するように遺伝子改変された、それを発現する哺乳動物細胞株を含む細胞培養。
- ニューブラスチン抗体ポリペプチドが配列番号2またはその断片を含む、請求項1に記載の細胞培養。
- ニューブラスチン抗体ポリペプチドが配列番号4またはその断片を含む、請求項1に記載の細胞培養。
- ニューブラスチン抗体ポリペプチドが配列番号4またはその断片を含む、請求項3に記載の細胞培養。
- 哺乳動物細胞株がチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株である、請求項1に記載の細胞培養。
- 細胞が、無血清培地、無動物タンパク質培地、または合成培地において増殖するように適合されている、請求項1に記載の哺乳動物細胞培養。
- 哺乳動物細胞がニューブラスチン抗体ポリペプチドまたはその断片をコードするポリヌクレオチドを用いて遺伝子改変されている、請求項1に記載の細胞培養。
- 灌流培養であるかまたは流加培養である、請求項1に記載の哺乳動物細胞培養。
- 培地が無血清培地、無動物タンパク質培地、または合成培地である、請求項1に記載の哺乳動物細胞培養。
- 大規模哺乳動物細胞培養において生産されるニューブラスチン抗体ポリペプチドであって、培養が、哺乳動物細胞培養においてニューブラスチン抗体ポリペプチドまたはその断片を発現するように遺伝子改変された、それを発現する哺乳動物細胞を含む、ニューブラスチン抗体ポリペプチド。
- 配列番号2を含む重鎖ポリペプチドまたはその断片を含む、請求項10に記載のニューブラスチン抗体ポリペプチド。
- 配列番号4を含む軽鎖ポリペプチドまたはその断片を含む、請求項10に記載のニューブラスチン抗体ポリペプチド。
- 配列番号4を含む軽鎖ポリペプチドまたはその断片を含む、請求項12に記載のニューブラスチン抗体ポリペプチド。
- 哺乳動物細胞培養がニューブラスチン抗体ポリペプチドまたはその断片を発現するCHO細胞を含む、請求項10に記載のニューブラスチン抗体ポリペプチド。
- 細胞が、無血清培地、無動物タンパク質培地、または合成培地において増殖するように適合されている、請求項10に記載のニューブラスチン抗体ポリペプチド。
- 哺乳動物細胞培養から単離されている、請求項10に記載のニューブラスチン抗体ポリペプチドまたはその断片。
- 請求項16に記載のニューブラスチン抗体を薬学的に許容される担体に含む医薬製剤。
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