JP2023011566A - 細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法 - Google Patents

細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法を本明細書において提供する。【解決手段】細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法であって:(a)固体ポロキサマーを少なくとも約60℃に加熱して液体ポロキサマーを形成するステップと;(b)該液体ポロキサマーを約50℃未満の温度に冷却して、固体の熱処理されたポロキサマーを形成するステップとを含み、該冷却が、プリル化またはミリング装置において行われず、該ポロキサマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む、方法を提供する。【選択図】図11

Description

関連出願へのクロスリファレンス
本願は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、2014年3月25日に提出された米国仮特許出願第61/970,281号の優先権を主張する。
本発明は、(例えば、細胞培養培地における使用のための)ポロキサマーを調製する方法、本明細書に記載されているように調製されるポロキサマーを含有する細胞培養培地、及び本明細書に記載されている細胞培養培地を使用して細胞を培養し、ポリペプチドを産生する方法に関する。
細胞培養製造技術は、医薬製剤における使用のためのタンパク質系治療薬、例えば抗体の産生に広く使用されている。タンパク質系産生物、例えば抗体産生物の商業的産生は、細胞が多量のタンパク質産生物を産生して製造要求を満たすために、細胞培養パラメータの最適化を必要とする。タンパク質系産生物が工業規模で作製されるとき、タンパク質産生の効率及び原料(例えば、細胞培養培地中の成分)のコストなどの因子が非常に重要である。
ポロキサマーは、工業的なタンパク質産生において広く使用されている細胞培養培地中の成分である。ポロキサマーは、細胞培養培地に添加されて培養細胞の生存率を向上させる。その多くの機能のうちの1つは、界面活性物質として作用して、細胞培養培地における細胞と気泡との間の付着力を低減させ、気泡が破裂したときのダメージから細胞を保護することである。ポロキサマーはまた、細胞膜を強化し、培養物の泡層からの細胞の排出を改善し、また、気泡周波数及び速度を改変する場合もある。
あいにく、ポロキサマー性能の大幅なロット間変動が観察されている。細胞培養培地において使用されるとき、ポロキサマーのロットの不十分な実施は、細胞生存率及び細胞成長速度の低下を引き起こし得る。細胞生存率の低下は、タンパク質産生の低下に至る。培養を工業規模で実施するとき、この産生低下が、重篤な金銭的損失を結果としてもたらし得る。
そのため、特にロットの不十分な実施に関して、ポロキサマー変動を低減させ、かつ、ポロキサマー性能を改善するための簡単で安価な解決策に対する必要性が存在する。
本明細書に列挙されている全ての公開公報、特許及び特許出願は、これらの全体が全ての目的で参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書において提供される発明は、とりわけ、(例えば、細胞培養培地における使用のための)ポロキサマーを調製する方法を開示する。また、本明細書に記載されている方法によって調製されるポロキサマーも開示する。さらに、本明細書に記載されている方法によって調製されるポロキサマーを含有する細胞培養培地組成物を本明細書において開示する。さらに、本明細書に記載されている方法によって調製されるポロキサマーを含有する細胞培養培地においてポリペプチドを産生する細胞を培養することによって、細胞培養物においてポリペプチドを産生する方法を本明細書において開示する。
したがって、一態様において、細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法であって:(a)固体ポロキサマーを少なくとも約60℃に加熱して液体ポロキサマーを形成するステップと;(b)液体ポロキサマーを約50℃未満の温度に冷却して、固体の熱処理されたポロキサマーを形成するステップとを含み、冷却が、プリル化またはミリング装置において行われず、ポロキサマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む、上記方法を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して増加している。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約60℃と約185℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約157℃と約185℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約157℃と約185℃との間に、少なくとも1分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約157℃と約185℃との間に、1分と約250分との間で加熱される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約134℃と約157℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約134℃と約157℃との間に、少なくとも1分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約134℃と約157℃との間に、1分と約250分との間で加熱される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約120℃と約134℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約120℃と約134℃との間に、少なくとも約62分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約120℃と約134℃との間に、約62分と約250分との間で加熱される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約100℃と約120℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約100℃と約120℃との間に、少なくとも約98分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約100℃と約120℃との間に、約98分と約250分との間で加熱される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約80℃と約100℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約80℃と約100℃との間に、少なくとも約122分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約80℃と約100℃との間に、約122分と約250分との間で加熱される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約60℃と約80℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約60℃と約80℃との間に、少なくとも約143分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約60℃と約80℃との間に、約143分と約250分との間で加熱される。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して少なくとも10%だけ増加する。いくつかの実施形態において、該細胞生存率は、少なくとも約20%だけ増加する。いくつかの実施形態において、該細胞生存率は、少なくとも約30%だけ増加する。いくつかの実施形態において、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、約3時間の細胞培養後、約80%未満である。いくつかの実施形態において、ステップ(b)における液体ポロキサマーは、周囲温度、約2℃~約8℃、または0℃未満で冷却される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、真空下で加熱される。いくつかの実施形態において、液体ポロキサマーは、少なくとも約20分間冷却される。いくつかの実施形態において、ステップ(b)において生成された熱処理されたポロキサマーは、細胞培養培地に添加される。いくつかの実施形態において、ステップ(a)及び(b)は、熱処理されたポロキサマーを細胞培養培地に添加する前に少なくとも1回繰り返される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ステップ(a)の前にプリル化プロセスによって処理されている。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:式中、nが約60~約150であり、mが約25~約60である;を有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約55℃の溶融温度を有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約6,000~約18,000ダルトンの平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:nが約80の値を有し、mが約27の値を有する;を有するコポリマーを含み、ポロキサマーは、約7680~約9510g/molの平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ポロキサマー188である。いくつかの実施形態において、細胞は、哺乳動物細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、昆虫細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、ポリペプチドを産生する。
別の態様において、上記及び本明細書に記載されている方法のいずれかによって調製されるポロキサマーを本明細書において提供する。
さらなる態様において、上記及び本明細書に記載されている方法のいずれかによって調製されるポロキサマーを含む細胞培養培地を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む。
なおさらなる態様において、細胞培養物においてポリペプチドを産生する方法であって、ポリペプチドの産生に好適な条件下で細胞培養培地においてポリペプチドを産生する細胞を培養するステップを含み、細胞培養培地が、上記及び本明細書に記載されている方法のいずれかによって生成されるポロキサマーを含む、上記方法を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、細胞は、哺乳動物細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、昆虫細胞である。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、ポリペプチドは、抗体またはその抗原結合フラグメントである。
したがって、一態様において、(例えば、細胞培養培地における使用のための)ポロキサマーを調製する方法であって、(a)精製されたポロキサマーを約80℃以上(例えば、約80℃~約100℃)に加熱して液体ポロキサマーを形成するステップと、(b)液体ポロキサマーを約50℃以下の温度に冷却して固体の熱処理されたポロキサマーを形成するステップとを含み、冷却が、プリル化またはミリング装置において行われない、上記方法を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:式中、nが約60~約150であり、mが約25~約60である;を有する、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して増加している。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、精製されたポロキサマーである。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、別の治療的または薬学的化合物を含有しないポロキサマー組成物である。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、別の治療的または薬学的化合物を含有しない。いくつかの実施形態において、ステップ(a)におけるポロキサマーは、約85℃~約91℃に加熱される。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約10~約15分加熱される。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ステップ(b)における液体ポロキサマーは、周囲温度、約2℃~約8℃、または0℃未満で冷却される。本明細書におけるいくつかの実施形態において、液体ポロキサマーは、少なくとも約20分間冷却される。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ステップ(b)において生成された熱処理されたポロキサマーは、細胞培養培地に添加される。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ステップ(a)及び(b)は、熱処理されたポロキサマーを細胞培養培地に添加する前に少なくとも1回繰り返される。本明細書におけるいくつかの実施形態において、細胞生存率は、少なくとも約10%だけ増加する。本明細書におけるいくつかの実施形態において、細胞生存率は、少なくとも約30%だけ増加する。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、約80%未満である。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ステップ(a)の前にプリル化プロセスによって処理されている。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約45℃~約60℃の範囲の溶融温度を有する。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約6,000~約18,000ダルトンの平均分子量を有する。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ポロキサマー188である。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:nが約80の値を有し、mが約27の値を有する;を有するコポリマーを含み、ポロキサマーは、約7680~約9510g/molの平均分子量を有する。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ポロキサマー237である。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:nが、約64の値を有し、mが、約37の値を有する;を有するコポリマーを含む。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ポロキサマー338である。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:nが、約141の値を有し、mが、約44の値を有する;を有するコポリマーを含む。本明細書におけるいくつかの実施形態において、ポロキサマーは、ポロキサマー407である。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:nが、約101の値を有し、mが、約56の値を有する;を有するコポリマーを含む。本明細書におけるいくつかの実施形態において、細胞は、哺乳動物細胞であってよい。いくつかの実施形態において、細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞であってよい。本明細書におけるいくつかの実施形態において、細胞は、昆虫細胞であってよい。本明細書におけるいくつかの実施形態において、細胞は、ポリペプチドを産生する。いくつかの実施形態において、ポリペプチドは、抗体またはその抗原結合フラグメントである。別の態様において、上記及び本明細書に記載されている方法のいずれかによって生成されるポロキサマーを本明細書において提供する。
別の態様において、上記及び本明細書に記載されている方法のいずれかによって生成されるポロキサマーを含む細胞培養培地を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む。
別の態様において、細胞培養物においてポリペプチドを産生する方法であって、ポリペプチドの産生に好適な条件下で細胞培養培地においてポリペプチドを産生する細胞を培養するステップを含み、上記及び本明細書に記載されている方法のいずれかによって生成されるポロキサマーを含む、上記方法を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、細胞は、哺乳動物細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。いくつかの実施形態において、細胞は、昆虫細胞である。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培地は、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞によって産生されるポリペプチドは、抗体またはその抗原結合フラグメントである。
本明細書に記載されている種々の実施形態の特性の1つ、いくつか、または全てが組み合わされて本発明の他の実施形態を形成してよいことが理解されるべきである。本発明のこれら及び他の態様は、当業者に明らかとなる。
図1は、ポロキサマーの熱処理が、培養における細胞生存率に及ぼすその効果を改善することを示す。菱形プロットは、平均(中心線)及び上限下限95%信頼区間(菱形の点)、ならびに各実験条件での細胞生存率の値(ドット)を示す。各実験は、x軸において示されているように、良または不良(「疑」)ポロキサマーロットからの未処理及び熱処理された(HT)ポロキサマーを比較する。矢印は、不良ロットの熱処理の際の細胞生存率の改善を示す。熱処理により、良ロットの細胞生存率が、およそ85%の平均値からおよそ95%の値まで改善されたことにも注意されたい。 図2は、未処理及び熱処理された(_HT)ポロキサマーサンプルA、B、及びCに関する高剪断振とうフラスコモデル(HSSF)試験における細胞生存率(%)を示す(表2も参照されたい)。 図3は、オーブンにおいて試験した条件の応答表面設計を示す。各条件を、フォーマット「時間、温度」において標識付ける。「◆」マークが付された条件をHSSFにおいて試験した。「◇」マークが付された条件をオーブンにおいて準備したが、HSSFにおいて試験しなかった。温度(℃)は、オーブンの設定温度を表し、一方で、時間(分)は、ポロキサマーサンプルがオーブン中にあった時間を表す。 図4は、陽性(「良ロット」)ならびに陰性(「未処理の不良ロット」)対照(それぞれD及びC)と比較したときの、表示条件下でオーブンにおいて熱処理したCポロキサマーのサンプルについての細胞生存率(%)の改善(Vf(処理)-Vf(未処理))を示す。エラーバーは、1つの標準偏差を表示する。 図5は、細胞培養におけるポロキサマー性能に及ぼす種々の熱処理条件の効果を調査する完全実験計画法(DOE)からの等高線図を示す。HSSF試験における生存率の改善(Vf(処理)-Vf(未処理))を、時間及び温度の関数として示す。ドットは、試験したサンプル条件を示す。 図6は、3つの不良ロット(H、F、及びG)ならびに表示条件下で熱処理した1つの良ロット(E)からのポロキサマーサンプルについてのHSSF試験における細胞生存率(%)の改善(Vf(処理)-Vf(未処理))を示す。 図7は、低温(60~80℃)で長時間(120分)処理した不良ポロキサマーロット(H及びG)についての細胞生存率(%)の改善(Vf(処理)-Vf(未処理))の比較を示す。HSSFモデルは、重複して行う。 図8は、未処理のものと比較したときの、真空条件下で熱処理したポロキサマーサンプル(H及びG)についてのHSSF試験における細胞生存率(%)の改善(Vf(処理)-Vf(未処理))を示す。 図9は、オーブンにおけるポロキサマー材料の加熱及び冷却プロファイルを示す。3つの温度:140℃、155℃、及び170℃を試験した。読み取った温度が一旦安定化し始めたら、材料をオーブンから除去し、室温で冷却した。プロファイルはポロキサマーの融点付近の40℃で横ばいになった。 図10は、陽性対照(D)及び未処理の材料と比較した、熱処理された各ポロキサマーロットについてのスチューデントt-検定結果を示す。中間の菱形は、各設定データについての95%信頼区間(上限及び下限点)ならびに平均(中心線)を示す。 図11は、ポロキサマー熱処理条件についての広い動作範囲を示す応答表面及び完全DOE実験からのデータに関する等高線図を示す。各実験空間についての細胞生存率(%)の変化を示す。HSSF試験における生存率の改善(Vf(処理)-Vf(未処理))を時間及び温度の関数として示す。応答表面データは、目標温度に達するのに必要とされる時間について補正されたインキュベーション時間及び温度を反映している。ドットは、試験したサンプル条件を示す。
本願の発明者らは、ポロキサマーの熱処理が、ポロキサマーが細胞培養において生存率を支持する能力を改善することを実証した。本願におけるデータは、熱処理されたポロキサマーによる細胞培養培地の使用が、熱処理を伴わない細胞培養培地の使用と比較して、細胞生存率を改善することを示す。本発明者らは、異なるポロキサマーロットが、細胞培養培地に添加されたとき、劇的に異なる効果を細胞生存率に及ぼすこと、ならびに、本明細書に記載されている熱処理が、良及び不良の両方のポロキサマーロットについての細胞生存率に及ぼす効果を改善することを実証した。
一態様において、ポロキサマーを加熱し、該ポロキサマーを冷却することによってポロキサマーを調製するための方法であって、冷却が、プリル化またはミリング装置において行われない、上記方法を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、該方法は、ポロキサマーを約80℃以上(例えば、約100℃)に加熱して液体ポロキサマーを形成し、液体ポロキサマーを約50℃未満の温度に冷却して固体の熱処理されたポロキサマーを形成することによってポロキサマーを調製することを含み、冷却が、プリル化またはミリング装置において行われず、また、ポロキサマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:式中、nが約60~約150であり、mが約25~約60である;を有する、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、加熱及び冷却プロセス前の固体ポロキサマーである。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、加熱及び冷却プロセスの前の室温での液体ポロキサマーである。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、加熱及び冷却プロセスの前の液体または水溶液に溶解された固体ポロキサマーである。例えば、本明細書において提供される方法は、細胞培養物または細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製するのに使用されてよい。
別の態様において、熱処理されたポロキサマーを含む、細胞培養のための組成物を本明細書において提供する。別の態様において、細胞培養培地に熱処理されたポロキサマーを含有する、細胞培養のための組成物を本明細書において提供する。
別の態様において、ポリペプチドの産生に好適な条件下で、熱処理されたポロキサマーを含有する細胞培養培地においてポリペプチドを産生する細胞を培養することによって、細胞培養物においてポリペプチドを産生するための方法を本明細書において提供する。
I.定義
本発明を詳細に記載する前に、本発明が、当然ながら変動し得る特定の組成物または生体系に限定されないことが理解されるべきである。また、本明細書において使用されている用語が、特定の実施形態のみを記載する目的であること、及び限定的でないことも理解されるべきである。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されているとき、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈が別途明確に示していない限り、複数形を含む。そのため、例えば、「1つの分子」に対する言及は、2以上のかかる分子の組み合わせなどを場合により含む。
用語「約(およそ)」は、本明細書において使用されているとき、本技術分野において当業者に容易に知られる各値の通常の誤差範囲を称する。本明細書において「約(およそ)」が付された値またはパラメータに対する言及は、当該値またはパラメータ自体を対象とする実施形態を含む(及び記載する)。
本明細書に記載されている本発明の態様及び実施形態は、態様及び実施形態を「含む」、態様及び実施形態「からなる」、ならびに態様及び実施形態「から本質的になる」と理解される。
用語「ポロキサマー」は、ポリオキシエチレン(用語「エチレンオキシド」が本明細書において互換的に使用されてよい)の2つの鎖の側に配置されているポリオキシプロピレン(用語「プロピレンオキシド」が本明細書において互換的に使用されてよい)の鎖からできているブロックコポリマーを称する。ポロキサマーは、PLURONIC(登録商標)(BASF)、KOLLIPHOR(登録商標)(BASF)、LUTROL(登録商標)(BASF)、及びSYNPERONIC(登録商標)(Croda International)を含めた商品名で販売されていてよい。具体的なポロキサマー種が特定されていない限り、「ポロキサマー」に対する言及は、複数のポロキサマー種を総称してよい。
いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、精製されたポロキサマーである。用語「精製されたポロキサマー」は、他の化合物を実質的に含まないポロキサマー組成物を称する。精製されたポロキサマーは、例えば、技術グレードまたはそれより高いグレードの市販のポロキサマーを含んでいてよい。技術グレードまたはそれより高いグレードの例は、技術グレード、精製グレード、N.F.グレード(US National Formulary)、U.S.P.グレード(US Pharmacopeia)、試薬グレード、及びA.C.S.グレード(American Chemical Society)を含んでいてよい。精製されたポロキサマーは、別の化合物と混合されていないものを称する。例えば、精製されたポロキサマーは、例えば製剤の一部としての治療的または薬学的化合物と混合されていないものを称してよい。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、ポロキサマー合成プロセスまたは反応を通して生じた未反応の反応体、触媒または他の生成物を実質的に含まない、またはこれらと混合されていないものである。
用語「熱処理されたポロキサマー」は、本明細書において提供される方法によって少なくとも1回熱処理されたポロキサマーを称する。
用語「培地」及び「細胞培養培地」は、細胞を成長させるまたは維持するのに使用される栄養源を称する。当業者に理解されているように、栄養源は、成長及び/若しくは生存のために細胞に必要とされる成分を含有していてよく、または、細胞成長及び/若しくは生存を補助する成分を含有していてよい。ビタミン、必須または非必須アミノ酸、微量元素、及び界面活性物質(例えば、ポロキサマー)は、培地成分の例である。本明細書において提供されるいずれの培地にも、インスリン、植物加水分解物及び動物加水分解物のうちいずれか1つ以上が補充されていてもよい。
細胞を「培養する」とは、細胞の生存率及び/または成長及び/または増殖に好適な条件下で細胞を細胞培養培地と接触させることを称する。
「回分培養」は、細胞培養のための全ての成分(細胞ならびに全ての培養栄養物及び成分を含む)が培養プロセスの開始時に培養器に供給される培養を称する。
句「流加回分細胞培養」は、本明細書において使用されているとき、細胞及び培養培地が最初に培養器に供給され、さらなる培養栄養物が、培養の終了前の周期的な細胞及び/若しくは産生物の収穫を伴いまたは伴わずに、培養プロセスの際に培養物に連続的にまたは別々の増分で付与される回分培養を称する。
「灌流培養」は、細胞が、例えば、ろ過、カプセル封入、マイクロキャリアへの固着などによって培養物に拘束され、培養培地が連続的にまたは間欠的に培養器に導入されまたはこれから除去される培養である。
「培養器」は、細胞を培養するのに使用される容器を称する。培養器は、細胞の培養に有用である限り、いずれのサイズであることもできる。
用語「ポリペプチド」及び「タンパク質」は、あらゆる長さのアミノ酸のポリマーを称するのに本明細書において互換的に使用される。ポリマーは線状であっても分岐状であってもよく、修飾アミノ酸を含んでいてよく、非アミノ酸によって中断されていてよい。該用語はまた、天然でまたは介入;例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、または他のいずれかのマニピュレーション若しくは修飾、例えば、標識化成分とのコンジュゲーション;によって修飾されたアミノ酸ポリマーも包含する。また、例えば、アミノ酸(例えば、非天然アミノ酸などを含む)の1以上のアナログを含有するポリペプチド、ならびに当該分野において公知の他の修飾物も定義に含まれる。本明細書における定義内に包含されるポリペプチドの例として、哺乳動物タンパク質、例えば、レニンなど;ヒト成長ホルモン及びウシ成長ホルモンを含めた成長ホルモン;成長ホルモン放出因子;副甲状腺ホルモン;甲状腺刺激ホルモン;リポタンパク質;α-1-抗トリプシン;インスリンA鎖;インスリンB鎖;プロインスリン;卵胞刺激ホルモン;カルシトニン;黄体形成ホルモン;グルカゴン;凝固因子、例えば因子VIIIC、因子IX、組織因子、及びフォンヴィルブラント因子;抗凝固因子、例えばタンパク質C;心房性ナトリウム利尿因子;肺界面活性物質;プラスミノーゲンアクチベーター、例えば、ウロキナーゼまたはヒト尿若しくは組織型プラスミノーゲンアクチベーター(t-PA);ボンベシン;トロンビン;造血成長因子;腫瘍壊死因子-α及びβ;エンケファリナーゼ;RANTES(活性化正常T細胞発現及び分泌時の調節);ヒトマクロファージ炎症性タンパク質(MIP-1-α);血清アルブミン、例えばヒト血清アルブミン;Muellerian-阻害性物質;レラキシンA鎖;レラキシンB鎖;プロレラキシン;マウスゴナドトロピン関連ペプチド;微生物タンパク質、例えば、β-ラクタマーゼ;DNase;IgE;細胞傷害性T-リンパ球関連抗原(CTLA)、例えば、CTLA-4;インヒビン;アクチビン;血管内皮成長因子(VEGF);ホルモンまたは成長因子の受容体;タンパク質AまたはD;リウマチ因子;神経栄養因子、例えば骨由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン-3、-4、-5、若しくは-6(NT-3、NT-4、NT-5、若しくはNT-6)、または神経成長因子、例えばNGF-b;血小板由来成長因子(PDGF);繊維芽細胞成長因子、例えばaFGF及びbFGF;表皮成長因子(EGF);形質転換成長因子(TGF)、例えばTGF-α及びTGF-β(TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β4、またはTGF-β5を含む);インスリン様成長因子-I及び-II(IGF-I及びIGF-II);des(1-3)-IGF-I(脳IGF-I)、インスリン様成長因子結合タンパク質(IGFBP);CDタンパク質、例えば、CD3、CD4、CD8、CD19及びCD20;エリスロポエチン;骨誘導因子;イムノトキシン;骨形成タンパク質(BMP);インターフェロン、例えばインターフェロン-α、-β、及び-ガンマ;コロニー刺激因子(CSF)、例えば、M-CSF、GM-CSF、及びG-CSF;インターロイキン(IL)、例えば、IL-1~IL-10;スーパーオキシドジスムターゼ;T細胞受容体;表面膜タンパク質;崩壊促進因子;ウイルス抗原、例えば、AIDSエンベロープの部分など;輸送タンパク質;ホーミング受容体;アドレシン;調節タンパク質;インテグリン、例えばCD11a、CD11b、CD11c、CD18、ICAM、VLA-4及びVCAM;腫瘍関連抗原、例えばCA125(卵巣がん抗原)またはHER2、HER3若しくはHER4受容体;イムノアドヘシン;ならびに上記に列挙したあらゆるタンパク質のフラグメント及び/または変異体、ならびに、例えば、上記に列挙したあらゆるタンパク質を含めたタンパク質に結合する抗体フラグメントを含めた抗体が挙げられる。
用語「力価」は、本明細書において使用されているとき、所与の培地体積量によって除算された、細胞培養によって産生された組み換え発現抗体の合計量を称する。力価は、培地1mL当たりの抗体のmg単位で典型的には表される。力価は、相対測定の観点で、例えば、異なる培養条件下でタンパク質産生物を得るときと比較したときの力価の百分率増加で表されまたは評価され得る。
用語「抗体」は、本明細書において、非常に広範な意味で使用され、具体的には、所望の生物学的活性を示す限り、モノクローナル抗体(全長モノクローナル抗体を含む)、ポリクローナル抗体、多特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、及び抗体フラグメントをカバーする。抗体は、ヒト、ヒト化、及び/または親和成熟であり得る。
用語「全長抗体」、「無傷抗体」及び「全抗体」は、以下に定義されているように、抗体フラグメントではなく、実質的に無傷の形態の抗体を称するのに、本明細書において互換的に使用される。該用語は、Fc領域を含有する重鎖を有する抗体を特に称する。
「抗体フラグメント」は、無傷抗体の部分を含み、その抗原結合領域(用語「抗原結合フラグメント」が互換的に使用されてよい)を好ましくは含む。抗体フラグメントの例として、Fab、Fab’、F(ab’)、及びFvフラグメント;ダイアボディ;線状抗体;単鎖抗体分子;ならびに抗体フラグメントから形成される多特異性抗体が挙げられる。
II.ポロキサマーを調製する方法
例えば、細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法を本明細書において提供する。
加熱
いくつかの態様において、本明細書において提供される、細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法は、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)を加熱して、液体ポロキサマーを形成することを含む。例えば、固相における精製されたポロキサマーは、加熱されて溶融することにより、液体ポロキサマーを形成してよい。ポロキサマーが加熱される温度は、使用される具体的なポロキサマー種の溶融温度に基づいて調整されてよい。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約45℃~約60℃の範囲の溶融温度を有する。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約50℃~約55℃の範囲の溶融温度を有する。
いくつかの実施形態において、本明細書において提供される、細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法は、固体ポロキサマーを少なくとも約60℃に加熱して液体ポロキサマーを形成することと、液体ポロキサマーを約50℃未満の温度に冷却して固体の熱処理されたポロキサマーを形成することとを含み、ここで、冷却が、プリル化またはミリング装置において行われず、ポロキサマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、精製されたポロキサマーである。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、別の治療的または薬学的化合物を含有しないポロキサマー組成物である。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、以下の温度(℃):60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、または185;の少なくともおよそいずれかに加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、少なくとも1分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、少なくとも約1分、少なくとも約2分、少なくとも約3分、少なくとも約4分、少なくとも約5分、少なくとも約6分、少なくとも約7分、少なくとも約8分、少なくとも約9分、少なくとも約10分、少なくとも約15分、少なくとも約20分、少なくとも約25分、少なくとも約30分、少なくとも約35分、少なくとも約40分、少なくとも約45分、少なくとも約50分、少なくとも約55分、少なくとも約60分、少なくとも約65分、少なくとも約70分、少なくとも約75分、少なくとも約80分、少なくとも約85分、少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約60℃と約185℃との間に加熱される。本明細書に記載されているいずれの温度範囲も、別途明確に記述されていない限り、包含的であることを意味することに注意されるべきである。例えば、約60℃と約185℃との間の温度範囲は、約60℃及び約185℃を該範囲内にあるとして含む。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):185、180、175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、または65;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、または180;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、185、180、175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、または65の上限値と、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、または180の独立して選択される下限値とを有する温度範囲における温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約60℃と約185℃との間に、少なくとも1分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、少なくとも約1分、少なくとも約2分、少なくとも約3分、少なくとも約4分、少なくとも約5分、少なくとも約6分、少なくとも約7分、少なくとも約8分、少なくとも約9分、少なくとも約10分、少なくとも約15分、少なくとも約20分、少なくとも約25分、少なくとも約30分、少なくとも約35分、少なくとも約40分、少なくとも約45分、少なくとも約50分、少なくとも約55分、少なくとも約60分、少なくとも約65分、少なくとも約70分、少なくとも約75分、少なくとも約80分、少なくとも約85分、少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約60℃と約185℃との間に、約1分と約250分との間で加熱される。本明細書に記載されているいずれの時間範囲も、別途明確に記述されていない限り、包含的であることを意味することに注意されるべきである。例えば、約1分と約250分との間の時間範囲は、約1分及び約250分を該範囲内にあるとして含む。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の時間(分):250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、または2;のおよそいずれか未満の間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の時間(分):1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、または240;のおよそいずれかを超える間加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、または2の上限値と、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、または2400の独立して選択される下限値とを有する時間範囲の時間で加熱されてよい。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約157℃と約185℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):185、180、175、170、165、または160;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):157、160、165、170、175、または180;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、185、180、175、170、165、または160の上限値と、157、160、165、170、175、または180の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約157℃と約185℃との間に、少なくとも約1分、少なくとも約2分、少なくとも約3分、少なくとも約4分、少なくとも約5分、少なくとも約6分、少なくとも約7分、少なくとも約8分、少なくとも約9分、少なくとも約10分、少なくとも約15分、少なくとも約20分、少なくとも約25分、少なくとも約30分、少なくとも約35分、少なくとも約40分、少なくとも約45分、少なくとも約50分、少なくとも約55分、少なくとも約60分、少なくとも約65分、少なくとも約70分、少なくとも約75分、少なくとも約80分、少なくとも約85分、少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約157℃と約185℃との間に、250分以下の間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約134℃と約157℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):157、155、150、145、140、または135;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):134、135、140、145、150、または155;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、157、155、150、145、140、または135の上限値と、134、135、140、145、150、または155の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約134℃と約157℃との間に、少なくとも約1分、少なくとも約2分、少なくとも約3分、少なくとも約4分、少なくとも約5分、少なくとも約6分、少なくとも約7分、少なくとも約8分、少なくとも約9分、少なくとも約10分、少なくとも約15分、少なくとも約20分、少なくとも約25分、少なくとも約30分、少なくとも約35分、少なくとも約40分、少なくとも約45分、少なくとも約50分、少なくとも約55分、少なくとも約60分、少なくとも約65分、少なくとも約70分、少なくとも約75分、少なくとも約80分、少なくとも約85分、少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約134℃と約157℃との間に、250分以下の間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約120℃と約134℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):134、130、または125;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):120、125、または130;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、134、130、または125の上限値と、120、125、または130の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約120℃と約134℃との間に、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約40分、少なくとも約50分、または少なくとも約60分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約120℃と約134℃との間に、少なくとも約62分、少なくとも約65分、少なくとも約70分、少なくとも約75分、少なくとも約80分、少なくとも約85分、少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約120℃と約134℃との間に、250分以下の間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約100℃と約120℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):120、115、110、または105;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):100、105、110、または115;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、120、115、110、または105の上限値と、100、105、110、または115の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約100℃と約120℃との間に、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約40分、少なくとも約50分、または少なくとも約60分、少なくとも約70分、少なくとも約80分、または少なくとも約90分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約100℃と約120℃との間に、少なくとも約98分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約100℃と約120℃との間に250分以下の間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約80℃と約100℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):100、95、90、または85;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):80、85、90、または95;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、100、95、90、または85の上限値と、80、85、90、または95の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約80℃と約100℃との間に、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約40分、少なくとも約50分、または少なくとも約60分、少なくとも約70分、少なくとも約80分、または少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、または少なくとも約120分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約80℃と約100℃との間に、少なくとも約122分、少なくとも約130分、少なくとも約140分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約80℃と約100℃との間に、250分以下の間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)は、約60℃と約80℃との間に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):80、75、70、または65;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、以下の温度(℃):60、65、70、または75;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、ポロキサマーは、下限値が上限値未満である、80、75、70、または65の上限値と、60、65、70、または75の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約60℃と約80℃との間に、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約40分、少なくとも約50分、または少なくとも約60分、少なくとも約70分、少なくとも約80分、または少なくとも約90分、少なくとも約100分、少なくとも約110分、少なくとも約120分、少なくとも130分、または少なくとも140分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約60℃と約80℃との間に、少なくとも約143分、少なくとも約150分、少なくとも約160分、少なくとも約170分、少なくとも約180分、少なくとも約190分、少なくとも約200分、少なくとも約210分、少なくとも約220分、少なくとも約230分、または少なくとも約240分間加熱される。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約60℃と約80℃との間に、250分以下の間加熱される。
いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、真空下で加熱される。例えば、ポロキサマーは、真空適用下、真空オーブンにおいて加熱されてよい。以下に記載されているように、真空適用下、本明細書に記載されている温度でポロキサマーを加熱することにより、ポロキサマー性能を結果として改善することが予想外に見出された(例えば、実施例7を参照されたい)。別の言い方をすれば、加熱の際にポロキサマーに真空を適用することで、例えば細胞培養における後のポロキサマー性能に及ぼす、加熱による有益な効果が無効とならない。
他の実施形態において、ある期間ポロキサマーを目標温度に加熱することは、ポロキサマーが特定の温度にある間の時間を称してよい。すなわち、時間=0は、ポロキサマーが目標温度に達する時間を示してよい。例えば、ポロキサマーを140℃に5分間加熱することは、140℃の温度に達した後にポロキサマーを5分間加熱することを示してよい。例えば、ポロキサマー(例えば、精製されたポロキサマー)を約60℃と約185℃との間に、少なくとも1分間加熱することは、ポロキサマーが目標温度(例えば、約60℃と約185℃との間)に少なくとも1分間達していることを示す。
いくつかの実施形態において、加熱プロセスの際の精製されたポロキサマーの温度は、約120℃を超えない。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、加熱プロセスの前に液体または水溶液に溶解されてよい。いくつかの実施形態において、液体または水溶液に溶解された、精製されたポロキサマーは、固体ポロキサマーに使用されるよりも高い温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、加熱プロセスの前に固体ポロキサマーである。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、加熱プロセスの前に室温で液体ポロキサマーである。
いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約80℃~約100℃の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約85℃~約91℃の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、以下の温度(℃):100、99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、89、88、87、86、85、84、83、82、または81;のおよそいずれか未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、以下の温度(℃):80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、または99;のおよそいずれかを超える温度に加熱される。すなわち、精製されたポロキサマーは、下限値が上限値未満である、100、99、98、97、96、95、94、93、92、91、90、89、88、87、86、85、84、83、82、または81の上限値と、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、または99の独立して選択される下限値とを有する温度範囲の温度に加熱されてよい。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約120℃未満の温度に加熱される。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、及び119℃のおよそいずれか未満の温度に加熱される。
精製されたポロキサマーは、いずれの所望の期間加熱されてもよい。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約10~約15分間加熱される。加熱時間は、熱がポロキサマーに適用されている間の合計時間を称してよく、そのため、加熱時間は、ポロキサマーが所望の温度に達している間の時間に限定されない。いくつかの実施形態において、精製されたポロキサマーは、約10と約15分との間の合計時間量で加熱され、該加熱は、ポロキサマーが、所望の最高温度、例えば、約80℃~約100℃に達したときに停止される。
当該分野において公知のいずれの好適な加熱装置が、精製されたポロキサマーの加熱に使用されてもよい。非限定例として、固体ポロキサマーは、標準の実験室用加熱プレート(例えば、Corning(登録商標)、Costar(登録商標)、またはThermo Scientific(商標)によって販売されている撹拌ホットプレート)において加熱されるガラス容器(例えば、PYREX(登録商標)ビーカー、フラスコ、または他の開放容器)において加熱されてよい。代替的には、ポロキサマーは、真空オーブンにおいて加熱されてよい。
当該分野において公知のいずれの好適な温度測定ツールが、熱処理の間/後のポロキサマーの温度の測定に使用されてもよい、ただし、温度測定ツールが、(例えば、製造業者の使用説明書にしたがって)ポロキサマー温度の正確な測定がなされるように使用されることを条件とする。好適な温度測定ツールの非限定例として、限定されることなく、温度計(例えば、ガラス内液式温度計)、熱電対(例えば、以下に記載されている)、抵抗温度検出器(RTD)、及び/またはサーミスタが挙げられる。いくつかの実施形態において、温度測定ツールは、加熱に使用される機器に固有のものであってよい。
冷却
いくつかの態様において、本明細書に記載されている細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法は、加熱された、精製されたポロキサマーを冷却して、固体の熱処理されたポロキサマーを形成することを含む。いくつかの実施形態において、液体ポロキサマーは、約50℃未満の温度に冷却される。液体ポロキサマーが冷却される温度は、その凍結温度未満のいずれの温度であってもよく、使用される具体的なポロキサマーに応じて変動してよい。例えば、ポロキサマー188は、約52℃の凍結温度を有し、そのため、このポロキサマーは、約52℃未満のいずれの温度に冷却されて固体の熱処理されたポロキサマーを形成してもよい。
加熱された液体ポロキサマーは、ポロキサマーが凍結するのに十分ないずれの温度に冷却されてもよい。いくつかの実施形態において、加熱された液体ポロキサマーは、周囲温度で冷却される。いくつかの実施形態において、加熱された液体ポロキサマーは、約2℃~約8℃で冷却される。いくつかの実施形態において、加熱された液体ポロキサマーは、約0℃未満、例えば、約-20℃または約-70℃で冷却される。
加熱された液体ポロキサマーは、加熱された液体ポロキサマーが上記冷却温度で凍結するのに十分ないずれの所望の継続時間にわたって冷却されてもよい。いくつかの実施形態において、液体ポロキサマーは、約20分間冷却される。冷却時間は、ポロキサマーが加熱された温度及び/または冷却温度に依存してよい。冷却温度及び時間は、(所与の温度に所与の時間量で加熱された)液体ポロキサマーが特定の冷却温度で凍結するのに要する時間を観察することによって実験的に求められてよい。
プリル化またはミリング装置を除く、当該分野において公知のいずれの好適な冷却装置が、加熱された液体ポロキサマーを冷却するのに使用されてもよい。例えば、加熱された液体ポロキサマーは、上記に記載されている十分な冷却温度で維持された冷蔵室、冷凍室、または低温室に置かれてよい。代替的には、特定の冷却装置が使用されなくてもよいが、代わりに、加熱された液体ポロキサマーは、加熱装置が止められたまたは加熱を停止するようにプログラミングされた後に該装置において冷却されてよい。この場合、加熱された液体ポロキサマーは、周囲温度で冷却させる。例えば、ポロキサマーがホットプレートにおいて加熱されるとき、加熱された液体ポロキサマーは、ホットプレートの加熱機能が止められた後にホットプレートに放置されることによって簡単に冷却されてよい。代替的には、ポロキサマーは、真空オーブンにおいて冷却されてよい。いくつかの実施形態において、加熱された液体ポロキサマーを冷却することは、液体窒素を使用することを含まない。いくつかの実施形態において、加熱された液体ポロキサマーを冷却することは、加熱された液体ポロキサマーを、特定の温度で維持された気体によってスプレーまたは噴霧することを含まない。いくつかの実施形態において、加熱された液体ポロキサマーを冷却することは、ポロキサマーを特定のまたは均一なサイズ及び/または形状の粒子または微粒子に成形することを含まない。
プリル化/ミリング
いくつかの実施形態において、冷却は、プリル化またはミリング装置において行われない。ポロキサマーは、特定の均一なポロキサマー粒子径及び/または形状を得るためのプリル化またはミリングによって当該分野において調製されていた(ポロキサマーのプリル化及びミリングを記載している例については、欧州特許EP1661558B1号または米国特許第7,887,844号を参照されたい)。ポロキサマーのプリル化は、液体ポロキサマーを噴霧器に通して液体ポロキサマー粒子を作り出すこと、及びこれらの粒子を冷却培地、例えば、特定の温度で維持された気体、または液体窒素において冷却することを含む。冷却培地の温度は、ポロキサマー粒子の最終的なサイズ及び形状に影響する、ポロキサマーの凍結速度を決定すると考えられる。プリル化装置の例は、限定されることなく、プリル化塔を含んでよい。プリル化塔において、噴霧されたポロキサマーは、塔の頂部から放出され、気体または液体冷却培地(例えば、周囲空気、特定の温度で維持された空気、または液体窒素)を通して落下しながら、凍結して粒子となる。
ポロキサマーのミリング(またはマイクロミリング)は、ある一定のサイズのポロキサマー粒子が生成されるまで、固体ポロキサマーを粉砕すること、またはノズルを通して高圧によって固体ポロキサマーを押し進めることを含む。ミリングが熱を生じる場合があり、また、ポロキサマーが比較的低い溶融温度を有するため、ポロキサマーは、多くの場合、例えば、冷却された空気または液体窒素によって冷やすことによって、ミリングプロセスの際に冷却されて、固相を維持する。ポロキサマーは、ミリングの前に冷却されてもよく、ポロキサマーが溶融するのに十分な期間にわたってミリングされてもよい。ミリング装置の例は、限定されることなく、空気ジェットミル、ボールミル、及び冷凍室ミル(例えば、SPEX SamplePrep(登録商標)Freezer/Mill(登録商標))を含んでよい。
プリル化及びミリングは、例えば、製剤化の一部としての、ポロキサマーの粒子径及び形状に関する厳格な基準を必要とするプロセスに有用である。ポロキサマーは、溶解性を援助しかつ薬剤放出に影響する、製剤中の成分として当該分野において公知である。これらの製剤において、ポロキサマー粒子は、製剤の所望の薬物速度論的特性を付与しかつ厳密な薬物安全性及び再現性基準を忠実に守るために、基準の特徴を維持しなければならない。本明細書に記載されている方法は、ポロキサマーに関するかかる厳密または正確な基準を必要とせず、そのため、これらのプリル化またはミリング方法が使用されないことに注意されたい。
いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、本明細書に記載されているように加熱される前にプリル化プロセスによって処理されている。細胞培養における使用のための多くの市販のポロキサマー(例えば、BASF(登録商標)によって販売されているPluronic(登録商標)F68 NF Prillポロキサマー188)は、製造の際にプリル化またはマイクロプリル化プロセスを経ている。本明細書に記載されている方法に含まれる加熱及び冷却ステップは、プリル化を含まない。むしろ、これらのステップは、既にプリル化またはマイクロプリル化されているポロキサマーに適用されてよい。本開示の発見では、細胞培養における市販のポロキサマー(例えば、プリル化またはマイクロプリル化されたポロキサマー)の性能が、本明細書に記載されているような加熱及び冷却によって改善されてよい。
いくつかの態様において、本明細書に記載されている、細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法は、熱処理されたポロキサマーを細胞培養培地内に添加することを含む。加熱及び冷却後、固体の熱処理されたポロキサマーは、当該分野において公知のいずれの方法によって細胞培養培地に溶解されてもよい。例えば、ポロキサマーが開放ガラス容器において加熱及び冷却されるとき、得られる固体の熱処理されたポロキサマーは、細胞培養培地に添加する適量(重量基準)で簡単に擦られまたは薄片化されてよい。熱処理されたポロキサマーは、直ちに細胞培養培地に添加されてよく、または、後の時間(例えば、熱処理後、約1日超、約1ヶ月超、若しくは約1年超)において細胞培養培地に保存及び添加されてよい。
いくつかの実施形態において、上記に記載されている加熱及び冷却ステップは、それぞれ、熱処理されたポロキサマーを細胞培養培地内に添加する前に一旦実施される。いくつかの実施形態において、上記に記載されている加熱及び冷却ステップは、熱処理されたポロキサマーを細胞培養培地に添加する前に少なくとも1回繰り返される。
III.ポロキサマー及びポロキサマーの特性
ポロキサマーを調製するための方法を本明細書において提供する。いくつかの実施形態において、該方法によって生成されるポロキサマーは、細胞培養培地における使用のためのものである。
用語「ポロキサマー」は、多くの異なった化合物を包含してよい、なぜなら、ポリオキシプロピレン及びポリオキシエチレン鎖について異なる長さが組み合わせて使用されてよいからである。ポロキサマーに存在するポリオキシプロピレン及びポリオキシエチレン鎖の特定の組み合わせは、特定の化学的及び/または生物物理的特性を生じさせる場合がある。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、HO(CO)(CO)(CO)Hの化学式を有する。いくつかの実施形態において、n(すなわち、ポリオキシエチレン鎖長)は、約60~約150の値を有する。いくつかの実施形態において、m(すなわち、ポリオキシプロピレン鎖長)は、約25~約60の値を有する。
ポロキサマーは、多くの場合、ポリオキシエチレン分の概算の分子量及び百分率を表記する数体系によって記載される。これらの値は、組成物における各ポロキサマー分子の絶対値よりもむしろ、ポロキサマー組成物における平均値を称してよい。この系では、最初の2桁に100を乗算して、ポリオキシプロピレンブロックの概算の分子量を付与し、第3桁に10を乗算して、ポリオキシエチレンブロックの重量基準の百分率を付与する。例えば、ポロキサマー188(CAS登録番号9003-11-6)は、上記で示した式におけるように、nが約80の値を有し、mが約27の値を有するポロキサマーを称してよい。ポロキサマー237は、nが約64の値を有し、mが約37の値を有するポロキサマーを称してよい。ポロキサマー338は、nが約141の値を有し、mが約44の値を有するポロキサマーを称してよい。ポロキサマー407は、nが約101の値を有し、mが約56の値を有するポロキサマーを称してよい。いくつかの実施形態において、ポロキサマーは、約6,000~約18,000ダルトンの平均分子量を有する。いくつかの実施形態において、ポロキサマー188は、上記で示した式におけるように、nが約80の値を有し、mが約27の値を有するポロキサマーを称してよく、該ポロキサマーは、約7680~約9510g/molの平均分子量を有している。いくつかの実施形態において、ポロキサマー188は、上記で示した式におけるように、nが約80の値を有し、mが約27の値を有するポロキサマーを称してよく、該ポロキサマーは、約7000~約10000g/molの平均分子量を有している。
商品名、例えば、PLURONIC(登録商標)で販売されているポロキサマーは、異なる系で命名されてもよい。物理状態を示すのに文字が使用されてもよい(例えば、固体ではF、ペーストではP、または液体ではL)。化学的特性を示すのに2または3桁の数が使用されてもよい。最初の1または2桁を300で乗算して、ポリオキシプロピレンブロックの概算の分子量を付与し、第3桁を10で乗算して、ポリオキシエチレンブロックの重量百分率を付与する。例えば、PLURONIC(登録商標)F68は、上記で示した式におけるように、nが約80の値を有し、mが約27の値を有する固体ポロキサマーを称してよい。PLURONIC(登録商標)F87は、nが約64の値を有し、mが約37の値を有する固体ポロキサマーを称してよい。PLURONIC(登録商標)F108は、nが約141の値を有し、mが約44の値を有する固体ポロキサマーを称してよい。PLURONIC(登録商標)F127は、nが約101の値を有し、mが約56の値を有する固体ポロキサマーを称してよい。
ポロキサマーは、種々の長さの、疎水性(ポリオキシプロピレン)及び親水性(ポリオキシエチレン)の両方の部位を有するため、異なるポロキサマーが異なる親水性-親油性バランス(HLB)を有していてよい。化合物のHLBは、親水性または親油性である化合物の相対割合を算出することによって求められ、HLB値は、化合物の界面活性物質の特性を予測するのに使用される。例えば、10未満のHLBを有する化合物は、水不溶性であると予測され、10超のHLBを有する化合物は、水溶性であると予測される。好ましい実施形態において、細胞培養における使用のためのポロキサマーは、24以上のHLBを有する。ポロキサマーのHLBは、Griffin、W.C.(1954)J.Soc.Cosmet.Chemists 5(4):249-56及びDavies、J.T.(1957)Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interfaces:Proc.of 2nd Intl.Congress Surface Activity、Butterworths(London):426-38に記載されている方法を含めた、当該分野において周知の方法に従って算出されてよい。
いくつかの実施形態において、ポロキサマーの物理的及び/または化学的特性が測定されてよい。例えば、ポロキサマーの物理的及び/または化学的特性は、熱処理されたポロキサマーに関連する特性を同定するために本明細書に記載されている熱処理の前後に測定されてよい。別の例として、本明細書に記載されている良ポロキサマーロット及び不良ポロキサマーロットの物理的及び/または化学的特性は、良ポロキサマーロットに関連する特性を同定するのに測定されてよい。
物理的及び/または化学的特性を測定するためのアッセイの例は、限定されることなく、MALDI-MS、ゲル浸透クロマトグラフィー、粉体XRD、準弾性光散乱、及び固体NMRを含んでよい。MALDI-MS(マトリクス支援レーザー脱離/イオン化質量分析)は、化合物を、例えば、その分子の質量及び電荷によって分析、定量化、または同定するための技術として当該分野において公知である。非限定例として、MALDI-MSは、熱処理されたポロキサマーまたは良ポロキサマーロットと比較して、熱処理前のポロキサマーロットまたは不良ポロキサマーロットと優位に関連するまたはこれに存在する化合物(例えば、不純物)を同定するのに使用されてよい。ゲル浸透クロマトグラフィーは、化合物をサイズによって分離するための技術として当該分野において公知である。非限定例として、ゲル浸透クロマトグラフィーは、熱処理されたポロキサマーまたは良ポロキサマーロットと比較して、熱処理前のポロキサマーロットまたは不良ポロキサマーロットと優位に関連するまたはこれに存在する化合物(例えば、不純物)を単離するのに使用されてよい。粉体XRD(粉体X線回折)は、化合物の構造を特徴付けるための技術として当該分野において公知であり、化合物(複数のランダム配向晶子を含有する)の粉末サンプルを生じさせるステップと、X線回折を使用して該晶子の構造的特徴を分析するステップとを含んでよい。非限定例として、粉体XRDは、例えば、熱処理前のポロキサマーまたは不良ポロキサマーロットと比較して、熱処理されたポロキサマーまたは良ポロキサマーロットの構造的特性を特徴付けるのに使用されてよい。準弾性光散乱(a.k.a.動的光散乱及び光子相関分光法)は、溶液または懸濁液における粒子のサイズ分布プロファイルを決定するための技術として当該分野において公知である。非限定例として、準弾性光散乱は、熱処理されたポロキサマーまたは良ポロキサマーロットと比較して、熱処理前のポロキサマーロットまたは不良ポロキサマーロットと優位に関連するまたはこれに存在する化合物(例えば、不純物)をその粒子径によって同定するのに使用されてよい。
固体NMR(核磁気共鳴、またはSSNMR)は、化合物の種々の構造的特徴を決定するための技術として当該分野において公知である。例えば、固体NMRは、化合物の分子配座、配列、化学シフト、または多形的性質を特徴付けるのに使用されてよい。非限定例として、固体NMRは、熱処理前のポロキサマーまたは不良ポロキサマーロットと比較して、熱処理されたポロキサマーまたは良ポロキサマーロットの構造的特性を特徴付けるのに使用されてよい。いくつかの実施形態において、固体NMRによって決定される構造的特性は、ポロキサマーサンプルにおける結晶対アモルファスポロキサマーの比を含んでよい。別の非限定例として、固体NMRは、1以上のポロキサマー多形体を分割またはプロファイリングすることができるスペクトルを付与するのに使用されてよい。いくつかの実施形態において、固体NMRは、不良ポロキサマーロットまたは熱処理前のポロキサマーに存在するポロキサマー多形体と比較して、良ポロキサマーロットまたは熱処理されたポロキサマーにおける1以上のポロキサマー多形体を分割するのに使用されてよい。いくつかの実施形態において、固体NMRによって生じたポロキサマースペクトルは、例えば、不良ポロキサマーロットまたは熱処理前のポロキサマーを含有する細胞培養培地において成長した細胞培養物の細胞生存率と比較して、良ポロキサマーロットまたは熱処理されたポロキサマーを含有する細胞培養培地において成長した細胞培養物の細胞生存率を測定することによって、細胞培養培地におけるポロキサマーの性能と関連付けられてよい。
IV.細胞培養におけるポロキサマーの使用及びポリペプチドの産生
本明細書において提供される、熱処理されたポロキサマーは、方法(例えば、本開示の熱処理されたポロキサマーを含有する培養培地を使用して、細胞を培養し、ポリペプチドを産生する)における、及び組成物(例えば、本開示の熱処理されたポロキサマーを含有する細胞培養培地)における使用を見出してよい。
細胞培養におけるポロキサマーの使用
ポロキサマーは、当該分野において公知の細胞培養培地への添加剤として使用され得る。理論に拘束されることを望まないが、ポロキサマーは、細胞をダメージから保護して細胞生存率を向上させる場合がある細胞培養培地において多くの機能を有すると考えられる。例えば、ポロキサマーは、細胞に対する剪断保護剤として作用してよい。ポロキサマーは、気泡が破裂するときの細胞-気泡付着を低減し及び/または衝撃を低減することにより、細胞のダメージを防止してよい。ポロキサマーは、気泡の速度及び頻度を改変し、泡層からの細胞の排出を改善し、ならびに/または細胞膜を強化してもよい。例えば、Meier,S.J.,ら.(1999)Biotechnol.Bioeng.62(4):468-78;Chisti,Y.(2000)Trends Biotechnol.18(10):420-32;及びTharmalingam,T.,ら.(2008)Mol.Biotechnol.39(2):167-77を参照されたい。
本明細書に記載されている熱処理ポロキサマーは、ポロキサマーに典型的に使用されるいずれの濃度で細胞培養培地に添加されてもよい。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む。いくつかの実施形態、細胞培養培地は、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/Lで、約0.2g/Lで、約0.3g/Lで、約0.4g/Lで、約0.5g/Lで、約0.6g/Lで、約0.7g/Lで、約0.8g/Lで、約0.9g/Lで、約1g/Lで、約2g/Lで、約3g/Lで、約4g/Lで、約5g/Lで、約6g/Lで、約7g/Lで、約8g/Lで、約9g/Lで、または約10g/Lで含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されているように調製された熱処理されたポロキサマーは、所望の細胞生存率レベルを得るために、細胞培養培地において、熱処理前のポロキサマーよりも低い濃度で使用されてよい。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されているように調製された熱処理されたポロキサマーは、所望の細胞生存率レベルを得るために、細胞培養培地において、熱処理前のポロキサマーよりも一貫性のあるまたは画一化された濃度で使用されてよい。
界面活性物質、例えばポロキサマーは、臨界ミセル濃度(CMC)と呼ばれている、溶液中での限界値を有し、これを超えると、添加されるさらなる界面活性物質の分子が、溶液中に溶解するよりもむしろミセル中に取り込まれ始める。CMCより高い濃度では、溶液の表面張力は、界面活性物質の濃度に比例した同じ速度ではもはや減少しない。好ましい実施形態において、熱処理されたポロキサマーは、そのCMCより低い濃度で細胞培養培地に添加される。例えば、ポロキサマー188のCMCは、100mg/mLであると決定されている(Kabanov,A.V.,ら.(1995)Macromolecules28(7):2303-14)。ポロキサマーのCMCは、ポロキサマーが添加されている間、溶液の表面張力を測定することによって決定されてよい。ポロキサマー濃度の増加が表面張力の増加をもはや生じさせない濃度が、該ポロキサマーについてのCMCである。表面張力は、例えば、限定されることなく、張力計(例えば、Attension製Sigma700/701張力計)を使用して測定されてよい。
細胞培養培地
本開示のある特定の態様は、細胞培養培地において細胞を培養することに関する。所望のタイプの細胞及び/またはポリペプチド産生物に好適な、当該分野において公知のいずれの細胞培養培地が使用されてもよい。いくつかの実施形態において、細胞培養培地は、化学的に定義された培地である。他の実施形態において、細胞培養培地は、化学的に定義されていない培地である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されている熱処理されたポロキサマーは、基底細胞培養培地に添加される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されている熱処理されたポロキサマーは、流加または流加回分細胞培養培地に添加される。
例えば、限定されないが、ハムF10(Sigma)、最小必須培地([MEM]、Sigma)、RPMI-1640(Sigma)、ダルベッコ改変イーグル培地([DMEM]、Sigma)、ルリアブロス(LB)、及びテリフィックブロス(TB)を含めた市販の培地が使用されてよく、これらのいずれの培地にも、本明細書に詳述されているいずれの培地成分(例えば、熱処理されたポロキサマー)が補充されてよい。また、全ての開示内容がその全体において参照により本明細書に組み込まれる、Ham and Wallace、Meth.Enz.,58:44(1979)、Barnes及びSato、Anal.Biochem.,102:255(1980)、Vijayasankaranら、Biomacromolecules.,6:605:611(2005)、Patkarら、J Biotechnology、93:217-229(2002)、米国特許第4,767,704号;同第4,657,866号;同第4,927,762号;若しくは同第4,560,655号;WO90/03430;WO87/00195;米国再発行特許第30,985号;または米国特許第5,122,469号に記載されているいずれの培地にも、本明細書に詳述されているいずれの培地成分(例えば、熱処理されたポロキサマー)が補充されてよい。
本明細書において提供されるいずれの培地にも、必要に応じて、ホルモン及び/若しくは他の成長因子(例えばインスリン、トランスフェリン、または表皮成長因子)、イオン(例えばナトリウム、塩化物、カルシウム、マグネシウム、及びホスフェート)、緩衝剤(例えばHEPES)、ヌクレオシド(例えばアデノシン及びチミジン)、微量元素(マイクロモル範囲の最終濃度で通常存在する無機化合物として定義されている)、界面活性物質、例えばポロキサマー、ならびにグルコースまたは他の等価のエネルギー源が補充されてよい。いくつかの態様において、本明細書において提供される細胞培養培地は、植物または動物に由来するタンパク質を含有する。いくつかの実施形態において、本明細書において提供される細胞培養物は、植物または動物に由来するタンパク質を含まない。あらゆる他の必要な補充物が、当業者に公知の適切な濃度で含まれていてもよい。
細胞生存率
いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、未処理のポロキサマー(または熱処理前のポロキサマー)を含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して増加している。本開示の発見によると、本明細書に記載されているポロキサマーの調製により、熱処理されたポロキサマーが細胞培養培地において使用されるときの細胞生存率が、未処理のポロキサマーが同じ細胞培養培地において使用されるときと比較して結果として増加する。細胞生存率を試験する方法は、当該分野において公知である。いくつかの実施形態において、細胞生存率は、本明細書において提供される実施例において詳細に記載されているように測定される。いくつかの実施形態において、細胞培養培地における細胞生存率は、約1時間後、約2時間後、または約3時間後(例えば、以下に記載されている)に測定されてよい。
細胞生存率は、本明細書において使用されているとき、溶液中の生細胞の百分率(すなわち、細胞の合計数で除算した生細胞の数)として定量化される。当該分野において公知のいずれの好適な方法が、細胞生存率を測定するのに使用されてもよい。細胞が生きているまたは死んでいるとき、細胞生存率は、死細胞または生細胞のいずれかを定量化することによって求められてよい。1つの好適な方法は、トリパンブルー排除である。この方法では、細胞のサンプルを細胞培養から得る。トリパンブルーの溶液をサンプルに添加する。非生存細胞のみがトリパンブルーを取り込み、これらが、その後染色された青色となる。そのため、青色細胞の数をカウントし、細胞の合計数で減算して生細胞の数を得、この数を細胞の合計数で除算して細胞生存率を得る。細胞を、血球計を用いて手動でカウントしても、例えばVi-Cell(登録商標)生存率分析器(Beckman Coulter)を用いて自動的にカウントしてもよい。細胞生存率を決定するための他のアッセイは、限定されることなく、ヨウ化プロピジウム染色、TUNEL、レザズリン、メチルバイオレット、乳酸脱水素酵素、フルオレセインジアセテート加水分解、MTT、カスパーゼ、及びATPアッセイを含んでよい。
熱処理されたポロキサマーの効果は、例えば、熱処理されたポロキサマーを含有する細胞培養培地において成長した細胞培養物における細胞生存率を測定すること、及び、これを、同濃度の未処理のポロキサマーを含有する細胞培養培地において成長した細胞培養物における細胞生存率と比較することによって決定されてよい。いくつかの実施形態において、細胞培養物を、バッフル付き振とうフラスコにおいて成長させてよい。いくつかの実施形態において、未処理のポロキサマーと比較して、熱処理されたポロキサマーの使用は、少なくとも約10%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約15%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約20%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約25%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約30%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約35%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約40%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約45%だけ細胞生存率を増加させる。いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーの使用は、未処理のポロキサマーと比較して、少なくとも約50%だけ細胞生存率を増加させる。
いくつかの実施形態において、本開示の熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率は、熱処理前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して少なくとも10%だけ増加する。いくつかの実施形態において、該細胞生存率は、少なくとも約1%、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約5%、少なくとも約6%、少なくとも約7%、少なくとも約8%、少なくとも約9%、少なくとも約10%、少なくとも約11%、少なくとも約12%、少なくとも約13%、少なくとも約14%、少なくとも約15%、少なくとも約16%、少なくとも約17%、少なくとも約18%、少なくとも約19%、少なくとも約20%、少なくとも約21%、少なくとも約22%、少なくとも約23%、少なくとも約24%、少なくとも約25%、少なくとも約26%、少なくとも約27%、少なくとも約28%、少なくとも約29%、少なくとも約30%、少なくとも約31%、少なくとも約32%、少なくとも約33%、少なくとも約34%、少なくとも約35%、少なくとも約36%、少なくとも約37%、少なくとも約38%、少なくとも約39%、または少なくとも約40%だけ増加する。
熱処理されたポロキサマーは、細胞培養培地に添加されたとき満足する細胞生存率を付与しないポロキサマー(例えば、特定のロットの所望のポロキサマー)の性能を改善するのに特に有用であってよい。いくつかの実施形態において、未処理のポロキサマーによる細胞培養培地における細胞生存率は、約80%未満である。いくつかの実施形態において、未処理のポロキサマーによる細胞培養培地における細胞生存率は、約70%未満である。いくつかの実施形態において、未処理のポロキサマーによる細胞培養培地における細胞生存率は、約60%未満である。いくつかの実施形態において、未処理のポロキサマーによる細胞培養培地における細胞生存率は、約50%未満である。いくつかの実施形態において、未処理のポロキサマーによる細胞培養培地における細胞生存率は、約40%未満である。
細胞成長及びポリペプチド産生
いくつかの実施形態において、本開示の細胞(例えば、本明細書に記載されている細胞培養培地において培養される細胞)は、対象のポリヌクレオチド(例えば、対象のポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、または対象のポリヌクレオチド自体)を含有してよい。いくつかの実施形態において、本開示の細胞は、対象のポリヌクレオチドを含むようにトランスフェクトされ、形質転換され、または他の場合には遺伝子操作されてよい。種々の細胞をトランスフェクトまたは形質転換するのに好適な方法は、当該分野において広く知られている。ポリペプチド産生に関する例示的な参照文献を以下に付与する;当業者は、本明細書に開示の方法がポリペプチド産生に限定されないことを認識する。
一般に、細胞は、細胞成長、維持ならびに/またはポリヌクレオチド及び/若しくはポリペプチド産生のいずれかを促進する1以上の条件下で本明細書に記載されている細胞培養培地と合わされる(接触する)。細胞を培養し、ポリペプチドを産生する方法は、細胞及び細胞培養培地を含有するための培養器(バイオリアクター)を用いる。培養器は、ガラス、プラスチックまたは金属を含めた、細胞を培養するのに好適ないずれの材料から構成されていてもよい。典型的には、培養器は、少なくとも1Lであり、10、100、250、500、1000、2500、5000、8000、10,000、25,000L以上であってもよい。培養条件、例えば、温度、pHなどは、発現のために選択された宿主細胞によって先に使用されたものであり、当業者に明らかである。培養プロセスの際に調整されてよい培養条件として、限定されないが、pH及び温度が挙げられる。
細胞培養物は、細胞培養物の生存、成長、生存率(維持)、及びポリペプチド産生の可能性を促す条件下で維持されてよい。正確な条件は、細胞のタイプ、細胞が誘導される有機体、ならびに発現するポリペプチドの性質及び特徴に応じて変動する。ポリペプチド産生期の間、細胞培養物は、(初期の成長期と比較して)細胞培養の生存及び生存率を促しかつ所望のポリペプチドの発現に適切な第2の培養条件設定下で場合により維持されてよい。
ある特定の場合において、細胞培養物に、細胞によって枯渇または代謝された栄養物または他の培地成分を補充することが有益または必要であることがある。例えば、細胞培養物のモニタリングの際に枯渇されたと観察される栄養物または他の培地成分を補充することが有利である。代替的または付加的には、産生期の前の細胞培養物に補充することが有益または必要であることがある。非限定例として、細胞培養物に、ホルモン及び/若しくは他の成長因子、特定のイオン(例えばナトリウム、塩化物、カルシウム、マグネシウム、及びホスフェート)、緩衝剤、ビタミン、ヌクレオシド若しくはヌクレオチド、微量元素(非常に低い最終濃度で通常は存在する無機化合物)、アミノ酸、脂質、若しくはグルコースまたは他のエネルギー源を補充することが有益または必要であることがある。
本明細書に詳述されている細胞培養培地は、細胞を培養して、抗体を含めたポリペプチドを産生する方法において使用され得る。該培地は、回分培養、流加回分培養または灌流培養によってのいずれかで細胞を培養する方法において使用されてよく、本明細書に記載されているポリペプチドのいずれの態様または実施形態も含めたいずれのポリペプチドを産生する方法においても使用され得る。本明細書に詳述されている(例えば、本開示の熱処理されたポロキサマーを含有する培養培地を使用して細胞を培養しポリペプチドを産生する)方法によって産生されるポリペプチドは、宿主細胞に対して相同性であってよく、または、好ましくは、外生的であってよく、このことは、該ポリペプチドが、利用される宿主細胞、例えば、CHO細胞によって産生されるヒトタンパク質、または哺乳動物細胞によって産生される酵母ポリペプチドに対して非相同性、すなわち、異物であることを意味している。一変形例において、ポリペプチドは、宿主細胞によって培地内に直接分泌される哺乳動物ポリペプチド(例えば、抗体)である。別の変形例において、ポリペプチドは、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む細胞の溶解によって培地内に放出される。
宿主細胞において発現可能であるあらゆるポリペプチドが、本開示に従って産生されてもよく、提供される組成物に存在していてもよい。ポリペプチドは、宿主細胞に対して内生的である遺伝子から、または、遺伝子操作を通して宿主細胞内に導入される遺伝子から発現されてよい。ポリペプチドは、天然に存在するものであってよく、または、代替的には、人間の手によって操作または選択された配列を有していてよい。操作されたポリペプチドは、自然に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られてよく、または、自然に存在しない1以上のセグメントを含んでいてよい。
本発明に従って望ましくは発現されてよいポリペプチドは、対象とする生物学的または化学的活性に基づいて選択される。例えば、本発明は、あらゆる薬学的または商業的に関連する酵素、受容体、抗体、ホルモン、調節因子、抗原、結合剤などを発現するのに用いられてよい。
細胞培養においてポリペプチド、例えば、抗体を産生するための方法は、当該分野において周知されている。細胞培養において抗体(例えば、全長抗体、抗体フラグメント及び多特異性抗体)を産生するための非限定的な例示的方法を本明細書において提供する。本明細書における方法は、当業者によって、他のタンパク質、例えば、タンパク質系インヒビターの産生に適合され得る。全体が参照により全て本明細書に組み込まれる、タンパク質(例えば、治療用タンパク質)の産生のために一般によく理解されておりかつ一般的に用いられている技術及び手順に関しては、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(Sambrookら、第4版、Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,2012);Current Protocols in Molecular Biology(F.M.Ausubelら編、2003);Short Protocols in Molecular Biology(Ausubelら編、J.Wiley and Sons,2002);Current Protocols in Protein Science、(Horswillら、2006);Antibodies、A Laboratory Manual(Harlow and Lane編、1988);Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique and Specialized Applications(R.I.Freshney、第6版、J.Wiley and Sons、2010)を参照されたい。
ポリペプチドの産生に好適な条件は、種々の宿主細胞のタイプ及びポリペプチドについて当該分野において公知である。培養条件、例えば、温度、pHなどは、発現のために選択された宿主細胞によって先に使用されたものであり、当業者に明らかである。
細胞培養物は、栄養物の酸素化及び細胞への分散を増加させるために、細胞培養の際に撹拌または振とうされてよい。ポロキサマーの使用は、細胞を潜在的に損傷する剪断力のため、撹拌される細胞培養物において特に有利であることがある。本発明により、当業者は、限定されないが、pH、温度、酸素化などを含めた、初期の成長期の際のバイオリアクターのある特定の内部条件を制御または調節することが有益であり得ることを理解する。例えば、pHは、適量の酸または塩基を供給することによって制御され得、酸素化は、当該分野において周知の散布装置によって制御され得る。
細胞
培養培地において培養し、ポリペプチドを産生するのに好適な細胞は、原核、酵母、または高等真核(例えば、哺乳動物)細胞を含んでいてよい。いくつかの実施形態において、哺乳動物細胞が使用される。いくつかの実施形態において、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞が使用される。
哺乳動物細胞が培養されてよく、培養(組織培養)における哺乳動物細胞の増殖は、常套的手順となっている。哺乳動物宿主細胞株の例は、限定されることなく、SV40(COS-7、ATCC CRL1651)によって形質転換されたサル腎臓CV1株;ヒト胚腎臓細胞株(懸濁液培養における成長についてサブクローニングした293または293細胞、Grahamら、J.Gen Virol.36:59(1977));ベビーハムスター腎臓細胞(BHK、ATCC CCL10);マウスセルトリ細胞(TM4、Mather,Biol.Reprod.23:243-251(1980));サル腎臓細胞(CV1 ATCC CCL70);アフリカミドリザル腎臓細胞(VERO-76、ATCC CRL-1587);ヒト子宮頸がん細胞(HELA、ATCC CCL2);イヌ腎臓細胞(MDCK、ATCC CCL34);バッファローラット肝細胞(BRL3A、ATCC CRL1442);ヒト肺細胞(W138、ATCC CCL75);ヒト肝細胞(HepG2、HB8065);マウス乳がん(MMT 060562、ATCC CCL51);TRI細胞(Matherら、Annals N.Y.Acad.Sci.383:44-68(1982));MRC5細胞;FS4細胞;及びヒト肝がん細胞株(HepG2)を含んでいてよい。他の有用な哺乳動物宿主細胞株として、骨髄腫細胞株、例えばNS0及びSp2/0が挙げられる。抗体産生に好適なある特定の哺乳動物宿主細胞株のレビューについては、例えば、Yazaki and Wu、Methods in Molecular Biology,第248巻(B.K.C.Lo編、Humana Press,Totowa,N.J.,2003)、255~268頁を参照されたい。
いくつかの実施形態において、CHO細胞が培養されてよい。CHO細胞は、周知であり、細胞培養におけるポリペプチド、例えば抗体を産生するのに当該分野において常套的に使用される。CHO細胞は、限定されないが、DHFRCHO細胞(Urlaubら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA77:4216(1980))、例えば、ATCC CRL-9096を含んでいてよい。
この目的に好適な原核細胞として、真正細菌、例えば、グラム陰性またはグラム陽性微生物、例えば、腸内細菌、例えばEscherichia、例えば、大腸菌、Enterobacter、Erwinia、Klebsiella、Proteus、Salmonella、例えば、Salmonella typhimurium、Serratia、例えば、Serratia marcescans、及びShigella、ならびにBacilli、例えばB.subtilis及びB.licheniformis(例えば、1989年4月12日に発行されたDD266,710に開示されているB.licheniformis41P)、Pseudomonas、例えばP.aeruginosa、及びStreptomycesが挙げられる。1つの好ましい大腸菌クローニング宿主は大腸菌294(ATCC31,446)であるが、他の菌株、例えば大腸菌B、大腸菌X1776(ATCC31,537)、及び大腸菌W3110(ATCC27,325)が好適である。これらの例は、限定的であるよりもむしろ説明的なものである。
原核生物に加えて、真核微生物、例えば糸状菌または酵母は、抗体コードベクターに好適なクローニングまたは発現宿主である。Saccharomyces cerevisiae、または一般的なパン用酵母は、下等な真核宿主微生物の中で最も一般的に使用されている。しかし、多数の他の属、種、及び菌株、例えば、Schizosaccharomyces pombe;Kluyveromyces宿主、例えば、例えば、K.lactis、K.fragilis(ATCC12,424)、K.bulgaricus(ATCC16,045)、K.wickeramii(ATCC24,178)、K.waltii(ATCC56,500)、K.drosophilarum(ATCC36,906)、K.thermotolerans、及びK.marxianus;yarrowia(EP402,226)など;Pichia pastoris(EP183,070);Candida;Trichoderma reesia(EP244,234);Neurospora crassa;Schwanniomyces、例えばSchwanniomyces occidentalis;ならびに糸状菌、例えば、Neurospora、Penicillium、Tolypocladium、及びAspergillus宿主など、例えばA.nidulans及びA.nigerが一般的に利用可能であり、また、本明細書において有用である。治療用タンパク質の産生のための酵母及び糸状菌の使用を議論しているレビューについては、例えば、Gerngross,Nat.Biotech.22:1409-1414(2004)を参照されたい。
グリコシル化経路が「ヒト化されている」ある特定の菌類及び酵母菌株が選択されて部分的または完全にヒトグリコシル化されたパターンを有する抗体の産生を結果として生じさせてよい。例えば、Liら、Nat.Biotech.24:210-215(2006)(Pichia pastorisにおけるグリコシル化経路のヒト化を記載している);及びGerngrossら(上記を参照)を参照されたい。
グリコシル化された抗体の発現に好適な宿主細胞もまた、多細胞生物(無脊椎動物及び脊椎動物)に由来する。無脊椎動物細胞として、植物及び昆虫細胞が挙げられる。宿主からの多数のバキュロウイルス菌株及び変異体ならびに昆虫細胞、例えばSpodoptera frugiperda(毛虫)、Aedes aegypti(蚊)、Aedes albopictus(蚊)、Drosophila melanogaster(ミバエ)、及びBombyx moriが同定されている。トランスフェクトのための種々のウイルス菌株、例えば、Autographa californica NPVのL-1変異体及びBombyx mori NPVのBm-5株が公的に入手可能であり、かかるウイルスは、特にSpodoptera frugiperda細胞のトランスフェクトに、本発明に従って、本明細書におけるウイルスとして使用されてよい。昆虫細胞の例は、限定されることなく、Drosophila細胞(例えば、S2細胞)、Trichoplusia ni細胞(例えば、High Five(商標)細胞)、及びSpodoptera frugiperda細胞(例えば、Sf21またはSf9細胞)を含んでいてよい。
綿、トウモロコシ、ジャガイモ、大豆、ツクバネアサガオ、トマト、ウキクサ(Leninaceae)、ムラサキウマゴヤシ(M.truncatula)、及びタバコの植物細胞培養物も宿主として利用され得る。例えば、米国特許第5,959,177号、同第6,040,498号、同第6,420,548号、同第7,125,978号、及び同第6,417,429号(トランスジェニック植物において抗体を産生させるためのPLANTIBODIES(商標)技術を記載している)を参照されたい。
抗体産生
いくつかの実施形態において、熱処理されたポロキサマーを含有する細胞培養培地において培養される細胞は、抗体を産生するのに使用される。
いくつかの実施形態において、抗体は、モノクローナル抗体である。修飾語句「モノクローナル」は、実質的に均質な抗体集団から得られるとしての抗体の特徴を示しており、いずれかの特定の方法による抗体の産生を必要とすると解釈されてはならない。例えば、本発明に従って使用されるモノクローナル抗体は、例えば、ハイブリドーマ法(例えば、Kohler and Milstein、Nature,256:495-97(1975);Hongoら、Hybridoma,14(3):253-260(1995)、Harlowら、Antibodies:A Laboratory Manual,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,第2版、1988);Hammerlingら、Monoclonal Antibodies and T-Cell Hybridomas 563-681(Elsevier,N.Y.,1981))、組み換えDNA法(例えば、米国特許第4,816,567号を参照されたい)、ファージディスプレイ技術(例えば、Clacksonら、Nature,352:624-628(1991);Marksら、J.Mol.Biol.222:581-597(1992);Sidhuら、J.Mol.Biol.338(2):299-310(2004);Leeら、J.Mol.Biol.340(5):1073-1093(2004);Fellouse,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101(34):12467-12472(2004);及びLeeら、J.Immunol.Methods 284(1-2):119-132(2004)、ならびにヒト免疫グロブリン配列をコードするヒト免疫グロブリン遺伝子座または遺伝子の部分または全てを有する動物においてヒトまたはヒト様抗体を産生する技術(例えば、WO1998/24893;WO1996/34096;WO1996/33735;WO1991/10741;Jakobovitsら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:2551(1993);Jakobovitsら、Nature 362:255-258(1993);Bruggemannら、Year in Immunol.7:33(1993);米国特許第5,545,807号;同第5,545,806号;同第5,569,825号;同第5,625,126号;同第5,633,425号;及び同第5,661,016号;Marksら、Bio/Technology 10:779-783(1992);Lonbergら、Nature 368:856-859(1994);Morrison,Nature 368:812-813(1994);Fishwildら、Nature Biotechnol.14:845-851(1996);Neuberger,Nature Biotechnol.14:826(1996);ならびにLonberg and Huszar,Intern.Rev.Immunol.13:65-93(1995)を参照されたい)を含めた種々の技術によって作製されてよい。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されている方法によって産生される抗体は、ヒト化抗体、キメラ抗体、ヒト抗体、ライブラリ由来抗体、または多特異性抗体である。
抗体は、例えば、CHO細胞を使用する抗体の産生において、組み換え方法を使用して産生されてよい。抗-抗原抗体の組み換え産生では、抗体をコードする核酸が単離されて、さらなるクローニング(DNAの増幅)のため、または発現のために複製可能なベクターに挿入される。抗体をコードするDNAは、従来の手順(例えば、抗体の重及び軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することが可能であるオリゴヌクレオチドプローブを使用することによる)を使用して容易に単離及び配列決定されてよい。多くのベクターが利用可能である。ベクター成分として、限定されないが、以下:シグナル配列、複製起点、1以上のマーカー遺伝子、エンハンサー要素、プロモーター、及び転写終結配列の1以上を一般に含む。
本発明の抗体は、直接組み換え産生されてよいだけでなく、好ましくはシグナル配列または成熟タンパク質若しくはポリペプチドのN-末端に特異的切断部位を有する他のポリペプチドである、非相同ポリペプチドを有する融合ポリペプチドとしても組み換え産生されてよい。選択される非相同シグナル配列は、宿主細胞によって認識及びプロセシングされる(例えば、シグナルペプチダーゼによって切断される)ものが好ましい。ネイティブ抗体シグナル配列を認識及びプロセシングしない原核宿主細胞では、シグナル配列は、例えば、アルカリホスファターゼ、ペニシリナーゼ、lpp、または熱安定性エンテロトキシンIIリーダーからなる群から選択される原核シグナル配列によって置換される。酵母分泌では、ネイティブシグナル配列は、例えば、酵母インベターゼリーダー、因子リーダー(Saccharomyces及びKluyveromycesのα-因子リーダーを含む)、若しくは酸性ホスファターゼリーダー、C.albicansグルコアミラーゼリーダー、またはWO90/13646に記載されているシグナルによって置換されてよい。哺乳動物細胞発現において、哺乳動物シグナル配列、ならびにウイルス分泌リーダー、例えば、単純ヘルペスgDシグナルが利用可能である。
抗体は、細胞周辺腔において細胞内に産生され、または培地内に直接分泌され得る。抗体が第1ステップとして細胞内に産生されると、粒子状残屑、宿主細胞または溶解フラグメントのいずれかが、例えば、遠心分離または限外ろ過によって除去される。Carterら、Bio/Technology 10:163-167(1992)には、大腸菌の細胞周辺腔に分泌される抗体を単離するための手順が記載されている。簡単には、細胞ペーストは、酢酸ナトリウム(pH3.5)、EDTA、及びフェニルメチルスルホニルフルオリド(PMSF)の存在下に約30分にわたって解凍される。細胞残屑は、遠心分離によって除去され得る。抗体が培地内に分泌される場合、かかる発現系からの上清は、まず、市販のタンパク質濃縮フィルタ、例えば、アミコンまたはミリポアペリコン限外ろ過ユニットを使用して一般に濃縮される。プロテアーゼインヒビター、例えばPMSFが、タンパク質分解を阻害するために上記ステップのいずれかに含まれてもよく、抗生剤が、偶発的汚染物質の成長を防止するために含まれてよい。
抗体は、例えば、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、及びアフィニティークロマトグラフィーを使用して精製され得、アフィニティークロマトグラフィーが、典型的に好ましい精製ステップの1つである。親和性リガンドとしてのタンパク質Aの好適性は、抗体に存在するあらゆる免疫グロブリンFc領域の種及びアイソタイプに依存する。タンパク質Aは、ヒトγ1、γ2、またはγ4重鎖をベースとする抗体を精製するのに使用され得る(Lindmarkら、J.Immunol.Meth.62:1-13(1983))。タンパク質Gは、全てのマウスアイソタイプ、及びヒトγ3を対象としている(Gussら、EMBO J.5:15671575(1986))。親和性リガンドが結合するマトリクスは、ほとんどの場合アガロースであるが、他のマトリクスも利用可能である。機械的に安定なマトリクス、例えば制御細孔ガラスまたはポリ(スチレンジビニル)ベンゼンは、アガロースによって達成され得るよりも高い流量及び短いプロセシング時間を可能にする。抗体がC3領域を含むとき、Bakerbond ABX(商標)樹脂(J.T.Baker、Phillipsburg,N.J.)が精製に有用である。タンパク質精製のための他の技術、例えばイオン交換カラム上での分画、エタノール沈殿、逆相HPLC、シリカにおけるクロマトグラフィー、ヘパリンSEPHAROSE(商標)におけるクロマトグラフィー、陰イオンまたは陽イオン交換樹脂(例えば、ポリアスパラギン酸カラム)におけるクロマトグラフィー、クロマト分画、SDS-PAGE、及び硫安沈殿も、回収される抗体に応じて利用可能である。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されている抗体は、その抗原結合フラグメントである。抗原結合フラグメントの例として、Fab、Fab’、F(ab’)、及びFvフラグメント;ダイアボディ;線状抗体;単鎖抗体分子;ならびに抗体フラグメントから形成される多特異性抗体が挙げられる。Fabフラグメントは、重及び軽鎖可変領域を含有し、軽鎖の定常領域及び重鎖の第1定常領域(CH1)も含有する。Fab’フラグメントは、抗体ヒンジ領域からの1以上のシステインを含む重鎖CH1領域のカルボキシ末端におけるいくつかの残基の添加によって、Fabフラグメントと異なる。Fab’-SHは、定常領域のシステイン残基が遊離チオール基を担持するFab’の本明細書における表記である。F(ab’)抗体フラグメントは、間にヒンジシステインを有するFab’フラグメント対として元々は産生されたものである。抗体フラグメントの他の化学的カップリングも知られている。「Fv」は、完全な抗原結合部位を含有する最小の抗体フラグメントである。「単鎖Fv」または「scFv」抗体フラグメントは、抗体のVH及びVL領域を含んでおり、これらの領域は、単一のポリペプチド鎖に存在する。一般に、scFvポリペプチドは、scFvが抗原結合に望ましい構造を形成することを可能にする、VH及びVL領域間のポリペプチドリンカーをさらに含む。scFvのレビューについては、例えば、Pluckthun(The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,第113巻)、Rosenburg and Moore編(Springer-Verlag,New York,1994)、269~315頁を参照されたい。上記の、抗体を精製するための方法の多くが、抗原結合抗体フラグメントを精製するのに好適に適合されてよい。
一般に、研究、試験及び臨床に使用される抗体を調製するための種々の方法が、当該分野において確立されており、上記の方法と一致しており、及び/または対象の特定の抗体について当業者によって適切であるとされている。
本発明は、以下の実施例を参照することによって、より完全に理解される。しかし、該実施例は、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。本明細書に記載されている実施例及び実施形態は、単に説明目的であること、ならびにこれらを考慮して種々の修飾または変更が当業者に提案され、本願の精神及び範囲ならびに添付の特許請求の範囲内に含まれるべきであることが理解される。
実施例1:熱処理は細胞培養のためのポロキサマー性能を改善する
ポロキサマーは、細胞を散布及び/または気泡関連のダメージから保護する界面活性物質として細胞培養において一般的に使用されている。あいにく、ロット間変動は、有効性を損ねて、組み換え産生物収量の低下を結果として生じさせる。例えば、ポロキサマーの不良ロットは、細胞生存率を低下させて、最大で45%の産生物力価の減少を引き起こすことがある。大規模な一連の調査の後、不良ポロキサマーロットは、産生物収量の有意な低下及びそれに続く工業的タンパク質産生での金銭的損失の源であることが分かった。そのため、ポロキサマー性能を改善する方法がかなり有益である。
驚くべきことに、単一の熱処理が細胞培養におけるポロキサマー性能を増大させることができることが見出された。重要なことには、この熱処理は、不良ポロキサマーロットの性能を改善するだけでなく、良ロットの性能もさらに向上させることができることである。ポロキサマーを処理して細胞培養補充物としてのその性能を改善するための方法を本明細書において記載する。
方法
ポロキサマー処理
15gのポロキサマー188(PLURONIC(登録商標)F68NF Prill Poloxamer188、BASF)を標準の撹拌プレートにおいて10~12分間加熱した。ポロキサマーが86~91℃の温度に達したときに加熱を停止した。次いでポロキサマーを室温、2~8℃、または-72℃でおよそ20分間冷却した。次いで固体ポロキサマーを薄片化し、試験用細胞培養培地に添加した。
細胞培養試験モデル
上記のように熱処理したポロキサマー188を、標準の無血清CHO細胞培地に1g/Lの最終濃度で添加した。CHO細胞を、5%CO中1.5×10細胞/mLの濃度で250mLのバッフル付き振とうフラスコにおいて25~75mLの細胞培養培地中37℃で成長させた。細胞培養の際、フラスコを250rpmと350rpmの間で軌道振とう器において回転させた。バッフル付き振とうフラスコの使用により、培養において多量の連行気泡を作り出した。細胞生存率を、Vi-Cell(登録商標)生存率分析器(Beckman Coulter)を使用してトリパンブルー排除によって測定した。300μLの細胞培養物をサンプリングし、細胞生存率の百分率を、生存細胞数(すなわち、トリパンブルーを取り込まなかったもの)をサンプルにおける合計細胞数で除算することによって算出した。
結果
簡単なスクリーニングモデルを発育させ、工業規模よりもむしろ実験室規模での細胞培養生存率に及ぼすポロキサマーの効果をシミュレーションした。簡潔には、CHO細胞を上記のように250mLのフラスコにおいて成長させた。ポロキサマーの良及び不良ロットにより生じる細胞生存率の差を最大にするために、細胞培養培地の体積、及び振とう速度を試験した。細胞を25、50、または75mLの培地において成長させ、軌道振とう器の台において250、300、または350rpmで振とうさせた。培地の体積は、Δ生存率(すなわち、ポロキサマーの既知の良ロットと既知の不良ロットとの間の百分率としての細胞生存率差)に効果を及ぼさなかったが、より高い振とう速度がΔ生存率の増大を示した。
図1に示すように、ポロキサマーの熱処理(方法を参照されたい)が細胞培養におけるポロキサマーの性能を有意に改善することが見出された。種々のポロキサマーロットを、上記スクリーニングモデルを使用して細胞生存率に及ぼす効果について試験した。いくつかのロットは、良好に機能することが知られており、その他は、良好に機能しないことが疑われた。各ロットについて、未処理及び熱処理された(HT)回分を試験用細胞培養培地に添加した。未処理のポロキサマーと比較して、熱処理されたポロキサマーは、試験した全てのロットにおいて細胞生存率を改善することが見出された(図1)。いくつかの場合において、熱処理されたポロキサマーは、45%から90%近くまで生存率を倍増させることができた。重要なことには、熱処理されたポロキサマーは、高性能を既に実証したロットについて生存率を改善することができた(例えば、図1における「良4」を参照されたい)。
これらの結果は、ポロキサマーの熱処理が、細胞培養における生存率に及ぼす効果を改善することができることを実証している。熱処理は、不良ポロキサマーロットの性能を劇的に改善することができ、また、良ロットの性能をさらに向上させることができ、ポロキサマー熱処理の実施が、ポロキサマーロットの変動の課題を有意に低減する場合があることを示唆している。
実施例2:RTD温度計によって測定されるポロキサマーの熱処理
実施例1に記載した実験をホットプレートにおいて行った。これらの実験は、10分にわたって(RTDによって測定される)およそ80~100℃にポロキサマーを加熱することを含んだ。これらの実験を100℃超(すなわち、124℃)に加熱したサンプルの添加によって繰り返した。
方法
ポロキサマー188製造業者及びロット
ポロキサマー188材を使用した。識別子及び関連する細胞培養性能(高剪断振とうフラスコ試験における性能によって決定される、HSSF)を表1に列挙する。
表1.識別子(後の実施例全体にわたってロットを称するのに使用される)及びHSSFデータからの関連する細胞培養性能。
Figure 2023011566000002
熱処理方法
ポロキサマー熱処理プロセスを評価するために、いくつかの熱処理方法を評価した:ホットプレート上での、オーブン内での、またはオートクレーブ内での加熱。
ホットプレート
5~15gのポロキサマーをガラスビーカー(100~400mL)に入れ、連続的に撹拌しながらホットプレート上で加熱した。ポロキサマーの温度を熱電対(Kaye731 Thermocouple)または抵抗温度検出器(RTD)(Fluke5627A-12 Precision RTD Probe)を使用して測定した。ポロキサマーを目標温度に達するまで(およそ5~10分)加熱し、次いで熱源から直ちに取り除いた。溶融したポロキサマーを室温で冷却させた。
オーブン
5gのポロキサマーを20mLのシンチレーションガラスバイアルにおいて秤量した。熱電対を、先端が乾燥ポロキサマーに浸漬されるようにバイアルに固定した。次いでポロキサマー及び熱電対を既に目標温度のオーブン(Yamato ADP21 Vacuum Drying Oven)に入れた。別途特定しない限り、オーブンを、真空機能を用いずに(大気圧で)操作した。ポロキサマーを目標温度(熱電対によって測定したとき+/-3℃)に到達させ、ポロキサマーがこの目標温度に達した時間を時間=0とマーキングした。所望のインキュベーション時間後、僅かな真空を10~30秒間適用し、オーブンに放出されたいずれの揮発物質も吸い出した。通気後、ガラスバイアルをオーブンから除去し、室温で冷却させた(蓋を外した)。
CHO細胞培養物及び培地
1つの注記すべき例外:Pluronic F68を培地から除外した;を有して、標準の無血清CHO細胞培地を全ての実験に使用した。この研究をサポートするために、2つのCHO細胞株の解凍物をシードトレインバイオリアクター(STB)において維持した。
高剪断細胞培養振とうフラスコ方法
細胞培養培地へのポロキサマーサンプルの添加
培地を、サンプル当たり250mLの標準の無血清CHO細胞培地(ポロキサマーを含まない)をPETG容器内にアリコートし、各アリコートに0.25gのポロキサマーサンプルを添加することによって調製した。ポロキサマーを培地に完全に溶解させるために、培地を150rpmで少なくとも5分間かき混ぜた。次いで培地を0.22μmのPESフィルターユニットを使用してバイオセーフティキャビネット(BSC)において真空ろ過した。培地を37℃で貯蔵して24時間以内に使用した。
培地の交換及び細胞培養アッセイ
細胞培養サンプルを各アリコートがおよそ7.5×10E7の細胞を含有するように50mLのFalconチューブ内に移した。細胞を830×gで10分間遠心分離し、ペレットを形成した。上清を除去し、細胞を、ポロキサマーサンプルを含有する培地において再懸濁させて試験し、次いで、250mLの通気式バッフル付き振とうフラスコ内に移した。初期の合計細胞密度(TCD)及び生存率を、フラスコを150rpmで数分間振とうして細胞を均一に分布させた後にNOVA Flexを使用して測定した。次いで、振とうフラスコを、5%CO、80%の湿度及び37℃のインキュベーターに入れ、300rpmで3時間振とうした。TCD及び生存率の測定値を1時間、2時間、及び3時間のインキュベーション後に採取し、元のTCD及び生存率と比較した。
結果
良ロットのポロキサマー(A)ならびに2つの不良ロット(B及びC)のサンプルを、およそ100℃に熱処理した。さらなるサンプルのCを124℃に熱処理した。熱処理後、サンプルをHSSF試験において試験した。
(RTDによって測定したとき)100℃に処理した全てのポロキサマーサンプルは、同じロットの未処理材料に対する改善を示さなかった(図2)。しかし、124℃に熱処理されたCは、未処理のCと比較して最終生存率において19%の増加を実証した。加えて、熱処理されたCに関する生存率(すなわち、最終生存率%、V-初期生存率%、V)の全体変化は-27.4%であり、未処理のCと比較して21%増加した(表2)。
表2.熱処理されたポロキサマーサンプル、条件、未処理ロットに対する生存率の改善、及びHSSF試験における最終生存率。
Figure 2023011566000003
N=1で行った高剪断振とうフラスコモデル
これらの結果により、熱処理が細胞培養におけるポロキサマー性能を改善し、有効温度及び処理継続時間の予備的指示を付与することが確認された。しかし、これらの結果は、100℃より高い温度が、細胞培養のためのポロキサマーの熱処理においてより有効である場合があることを示唆している。温度測定における差(例えば、ポロキサマーの温度を測定するのに使用した温度計のタイプ)は、ポロキサマー熱処理に関して異なる有効範囲を結果として生じる場合があると考えられる(さらなるデータ及び考察については実施例8を参照されたい)。
実施例3:オーブンへの伝熱処理
ベンチトップ乾燥オーブンを代替の加熱機構として使用し、温度制御及び再現性を付与した。加えて、真空機能は、オーブンを開放する前に、溶融ポロキサマーによって放出された煙をオーブンから吸い出し、熱処理されたポロキサマーを除去することを可能にした。オーブン実験を実施例2に記載の方法によって実施した。
オーブンにおける初期実験は、最小の所要サンプル数で広範な条件を試験するために応答表面設計を使用した(図3)。温度は、92~148℃の範囲であり、インキュベーション時間は10~120分であった。不良ロット(C)のサンプルを特定の条件でオーブンにおいて熱処理した。次いで、得られたサンプルをHSSFモデルにおいて試験し、細胞培養性能の改善を決定した。
オーブンにおいて140℃で60分間及び150℃で35分間加熱した良好に機能しないポロキサマーは、最終生存率の実質的増加を示し、これは、HSSF試験における陽性対照のものと等価であった(図4及び表3)。
表3.オーブンにおいて加熱したポロキサマーの生存率。
Figure 2023011566000004
HSSFモデルを重複して行う
しかし、これらの実験において、140℃未満及び/または60分未満の条件で熱処理したポロキサマーは、性能の改善を示さなかった。これらのデータは、ポロキサマー性能を改善する熱処理の最小温度が、試験した継続時間においておよそ140℃であったことを示した。加熱の温度及び継続時間のより大規模な試験を、例えば、以下の実施例5に記載する。
実施例4:オーブン熱処理DOE
オーブンにおける熱処理条件についての一次応答表面マップは、試験した条件下での有効な熱処理のための最低温度がおよそ140℃であったことを示した。完全な実験計画(DOE)を実施例2の方法に従ってオーブンにおいて実施し、非常に高い温度及び長いインキュベーション時間まで進むことによって動作範囲を決定した。試験した最高温度は185℃であり、各温度について試験した最大インキュベーション時間は120分であった。ポロキサマーの不良ロット(G)を、ラテン方格法を使用して分割した6サンプルブロックにおいて処理及び試験した。合計で、3つのサンプルブロック及び対象の条件のさらなる6サンプルを試験した(表4)。次いで、これらのサンプルをHSSF試験において試験し、細胞培養性能を決定した。
表4.オーブンにおいて完全DOEで評価した熱処理条件。温度は110~185℃の範囲であり、継続時間は1~120分の範囲であった。文字でマーキングしたボックス(表5におけるブロックに相当)は、表5に列挙するように、試験した処理条件を示す。
Figure 2023011566000005
DOEの原データを表5に示す。完全DOEの結果は、等高線図でマッピングされているとき、ポロキサマー性能を改善する広範な動作範囲の熱処理条件を示している(図5)。
表5:完全DOE実験からの原データ。
Figure 2023011566000006
全てのインキュベーション時間について155℃以上で熱処理されたサンプルは、細胞培養性能の劇的な改善を結果として生じた。HSSF試験において、これらのサンプルは、3時間後に10%未満の生存率変化を有した。140℃において、熱処理は、インキュベーション時間が30分以上までは有効でなかった。加えて、試験した最低温度は125℃及び110℃であり、サンプルを2時間インキュベートするまで有効でなかった。
実施例5:熱処理の堅牢性及び再現性
図5に示した熱処理設計空間の再現性及び堅牢性を実証するために、完全DOEからの重要な処理条件を実施例2に記載の方法に従ってさらなるポロキサマーロットを使用して複製した。これらの条件のうち2つを、再現性に対処するために重複して行った。選択した条件は、動作範囲内またはその端にあった。合計で、3つの不良ロットを処理した(DOEについて先に使用したGを含む)(表6)。熱処理が、良ロットにおいて実施するときに有害でないことを確実にするために、1つの良ロットも処理した(E)。
表6.4つのポロキサマーロットにわたって試験した重要な熱処理条件についての複製の数。
Figure 2023011566000007
繰り返した処理条件についてのHSSF試験結果は、元のDOEからの結果とほとんど同等であった(表7及び8);しかし、不良ロットにわたっての最適な処理条件では観察可能な変動があった(図6)。
表7.4つのポロキサマーロット:E(良ロット)、F(不良ロット)、H(不良ロット)、及びG(完全DOE実験において使用した不良ロット);においてHSSF試験で試験した熱処理条件についての最終細胞生存率。
Figure 2023011566000008
表8.4つの異なるポロキサマーロット:E(良ロット)、F(不良ロット)、H(不良ロット)、及びG(完全DOE実験において使用した不良ロット);において試験した熱処理条件についてのHSSF試験における細胞生存率の変化(Vf(処理)-Vf(未処理))。
Figure 2023011566000009
N=1で行った高剪断振とうフラスコモデル
ロットG及びFは、155℃で1分間または140℃で1分間処理したとき、細胞培養性能の有意な増加を実証した。しかし、ロットHは、140℃で1分間の処理では改善を示さず、155℃で1分間の処理によって限界(<10%)のみの改善を示した。このロットでの全ての他の処理条件は、細胞培養における有意な改善を示した。これらの結果は、ロットが、熱処理の最小温度及びインキュベーション時間において僅かな差を有することを実証している。
実施例6:低温及び長い継続時間の評価
実施例2~5に記載した熱処理条件は、ポロキサマーの融点を優に上回った。ポロキサマーの融点を僅かにのみ超える温度(約50℃)が細胞培養生存率に効果を及ぼし得るかどうかを決定するために、ポロキサマーの2つの不良ロット(H及びG)のサンプルをオーブンにおいて60℃及び80℃で120分間処理し、次いで、実施例2に従ってHSSF法において試験した。
熱処理したサンプルについての結果は、温度に関わらず、未処理のポロキサマーと比較して有意な性能改善を実証しなかった(図7)。理論に拘束されることを望まないが、より長いインキュベーション時間が、改善されたポロキサマーを得るためにこれらの低温で必要とされる場合があることが仮定される。
実施例7:真空中での熱処理
ポロキサマー熱処理への酸素の影響を決定するために、ポロキサマーの2つの不良ロット(H及びG)のサンプルを、実施例2における方法に従ってオーブンにおいて僅かな真空下で140℃に熱処理した。ある特定のインキュベーション時間後、真空からサンプルを除去するよりもむしろ、ポロキサマーをオーブンにおいて室温に至るまで真空下で冷却し、ポロキサマーが目標温度にある間、外的酸素曝露がないことを確実にした。
表9.真空において試験したサンプルについてのポロキサマー熱処理条件及びHSSF結果。
Figure 2023011566000010
N=2で行った高剪断振とうフラスコモデル
真空において処理したポロキサマーは、細胞培養において未処理のポロキサマーに対する有意な改善(最終生存率が>20%増加)を実証した(図8、表9)。これらの結果は、ポロキサマーの熱処理の際の外的酸素曝露が、改善されたポロキサマーを生成するのに必要とされない場合があることを実証した。
実施例8:ワイヤ熱電対と対比してRTDを使用した温度測定
先のデータは、熱処理プロセスについて80~100℃の温度範囲をサポートした。しかし、完全DOE(例えば、図5に示すように)は、140℃以上の操作範囲をサポートした。
熱処理の際のポロキサマー温度を測定するのに使用される2つの異なる温度計を調査する実験を行った。実施例1に記載されている実験はRTDを使用したが、全てのオーブン実験においてはワイヤ熱電対を使用した。使用したRTDは、正確な温度測定のために4インチの浸漬深さを必要とする。逆に、ワイヤ熱電対は、その先端で温度を正確に測定するように設計されており、たった数mmのポロキサマーに浸漬しながら温度を正確に測定することを可能にする。
実施例2における方法に従ってホットプレートにおいてポロキサマーを熱処理しながら、対照比較を実施した。ワイヤ熱電対は、152.6℃の温度指示値を付与したが、一方で、RTD温度計は、81.65℃の指示値を付与した。このように、RTDは、熱電対と比較したとき、有意な測定中温度(>70℃)を示した。これらの結果は、異なるポロキサマー温度指示値が、改善されたポロキサマーを生成するのに十分な有効温度範囲の差の根拠となることを実証している。
実施例9:オーブンにおける加熱傾斜及び冷却速度の特性決定
オーブンに一旦入れたポロキサマーサンプルは、直ぐには目標温度に到達しない。DOEにおいて使用する3つの温度についての加熱及び冷却プロファイルを実施例2における方法に従ってオーブンにおいて評価した。
サンプルは、オーブンにおいて目標温度(+/-3℃)に到達するのに平均18分を要し、標準偏差が5.8分であった(図9)。加熱時間の変動にもかかわらず、冷却速度は相対的に同様であった。サンプルがポロキサマーの溶融温度(約40℃)に到達する平均時間は7分であり、標準偏差が0.8分であった。冷却速度が、ほとんど線状であるとすると、170C、155C、及び140Cに加熱したサンプルの冷却速度は、それぞれ、およそ-19℃/分、-19.5℃/分、及び-18℃/分であった。
実施例10:生存率及びポロキサマー熱処理の統計的有意性
スチューデントt-検定を使用して、HSSF試験におけるポロキサマー対照ロットの性能の差と、細胞培養性能の観察された改善の有意性とを決定した。オーブンDOEからの全てのHSSF対照の結果をデータセットに含んだ。熱処理したサンプルでは、動作範囲内のサンプルのみを使用して、熱処理後の細胞生存率の平均変化を算出した。動作範囲を、HSSF試験における生存率の変化が15%未満であった条件であると定義した。
処理後及び未処理のポロキサマーを、スチューデントt-検定(α=0.05)を使用して比較し、統計的に有意な平均差を決定した。加えて、処理後の材料の結果を陽性対照(D)の結果と比較した。
表10:試験したロットの処理後及び未処理のポロキサマー材料についてのHSSF試験における平均Δ生存率(Vf(処理)-Vf(未処理))。
Figure 2023011566000011
0.05のアルファレベルにより、ポロキサマーの未処理の不良ロットと陽性対照ロット(D)との平均の比較は、有意な差を実証した(表10)。熱処理後、全てのロットは、同等であるHを除いて、陽性対照ロットよりも良好に有意に機能した。良ロットであるロットEは、p値>0.05を有し、その性能が、陽性対照ロットと有意に異ならないことを示した。しかし、ロットEからの熱処理したポロキサマーは、HSSF試験において陽性対照(p値=0.0005)よりも良好に有意に機能し、熱処理プロセスが、既に許容可能なロットを改善したことを実証した。
これらの結果を図10に示し、図10は、陽性対照データセット全体と比較した処理後及び未処理の各ロットの結果を表示している。例えば、図10は、不良ロットGについて、未処理のG、陽性対照の良ロットD、及び熱処理したGが、全て、統計的に区別可能であって、熱処理したGロットが、陽性対照の良ロット(D)または未処理のGの不良ロットのいずれかと比較して、有意に改善された生存率を示していることを示す。
この分析に基づくと、熱処理プロセスを成功と見なしたケースは、未処理の材料に対して18%の改善を実証した。さらに、処理後の材料は、全体的に、これらの実験において使用する陽性対照のロットと、少なくとも同様に機能した。
細胞培養培地における使用の前のポロキサマーの不良ロットの熱処理は、細胞保護性能を改善する有効な方法であった。熱処理は、温度及び継続時間の広い範囲で有効であった;しかし、温度が低いほど、必要な処理時間が長かった。このプロセスは堅牢であって、いくつかのポロキサマーロットにわたって同様の結果を実証し、また、再現可能であった。ここで提示した結果は、オーブンにおいて行った実験からのものであったが、該プロセスは、より大規模な機器に伝達され得る。本明細書に記載されている熱処理プロセスは、必要温度で所要の継続時間にわたって一貫したポロキサマー加熱を確保するいずれの処理方法にも伝達され得る。
実施例11:DOE試験データの統計的分析
上記の実施例は、細胞培養におけるその後の性能(例えば、細胞生存率)に及ぼすポロキサマー熱処理の効果を実証する。次に、2つの従変数(温度及び時間)の関数としてのアウトプット(振とうフラスコモデルにおける3時間での生存率)の数学的モデルである、伝達関数を生じさせるための分析を企図した。
変数として温度及び時間を用いてオーブンにおいて収集したDOE試験データ(表12に記載)を、応答曲面回帰法によってMinitabにおいて分析した。既知のポロキサマー不良ロット(G)をDOE試験計画毎に熱処理し、剪断保護剤の機能性のために代理として使用した高剪断振とうフラスコモデルにおいて試験した。3時間の試験の終わりの生存率が高いほど、ポロキサマーの性能が良好であることを示す。同様に、未処理のサンプル(陰性対照)と比較して性能を改善するように処理した同じポロキサマーロット間の評価を実施した。良好に機能しないロットにおいて観察されるロット内変動を説明するために、6つのG対照の平均最終生存率をベースラインとして使用して、各試験ケースで観察される生存率改善の百分率を算出した。3時間での生存率(%)、及び未処理ロットに対する処理ロットの差(%)は応答変数であった。当該結果は、この良好に機能しないロットの質が、生存率の増加によって測定されるように改善され得ることを示している。生存率の陽性変化(処理ロット-未処理ロット)の所望の生存率の目標は、種々の温度及び時間の処理で達成され得る。
3時間での生存率変化(処理ロット-未処理ロット)を用いて分析を実施した。良好に機能しないロットの1つの平均最終生存率を応力状態下で検討したため、Gは、79.7+/-5.0%であると見出され、10%または20%の生存率増加を、等高線図のため、及び指定の温度で最小の熱処理継続時間を確立するための目標とした。別の良好に機能しないCの場合には、Gで見られたよりも低い生存率(44.8+/-7.8%)が未処理対照について予期される場合があることにも注意されるべきである。そのため、Cについての>35%の生存率改善が、ロットGで20%の増大が達成された条件で予期される場合がある。これらの結果は、温度及び時間の線形効果、温度及び時間の相互作用が存在することを示している。モデルにおける項は、P値<0.05の95%信頼水準において統計的に有意である。モデルにおける最適な操作範囲及び因数の同定は予期されないものであり、新規の所見である。
表12.ロットGの熱処理に関するデータセット。
Figure 2023011566000012
HSSFモデルを重複して行う
分析ソフトウエアに、Minitabバージョン17.1(Minitab.com、State College PA)を使用した。分析は回帰分析(RSRegress)であった。応答表面回帰を使用して時間(分)及び温度(℃)に対する生存率改善(未処理ロットに対する)を分析した。
分散の分析、モデルの概要、及びコード化係数を以下の表13~15に付与する。
表13.分散の分析。
Figure 2023011566000013
表14.モデルの概要。
Figure 2023011566000014
表15.コード化係数。
Figure 2023011566000015
これらの結果に基づいて、(非コード化単位における)回帰方程式を決定した:(未処理ロットに対する)生存率の改善%=-113.5+0.486(時間、分)+1.238(温度、C)+0.00047(時間、分)-0.00286(温度、C)-0.00333(時間、分)(温度、C)
上記に示した伝達関数は、熱処理温度及び継続時間の関数としての未処理対照に対するロットGの生存率の改善を予測する。該関数は、また、温度及び時間ならびにこれらの相互作用に関与する二次の項も含有する。上記モデルを使用して、試験ケースで予期された生存率(経験的に誘導されるものではない)が得られ得る。サンプルアウトプットの予測を157℃及び1分の試験条件で以下に示す:
生存率の改善=-113.5+(0.4861)+(1.238157)+0.000471^2)-(0.00286157^2)-(0.00333157)=10.3%
実験データを使用して図11に示す等高線図を生じさせた(黒丸で示した経験的データ)。回帰によって生じたモデルに基づいて、5点を数学的に推測することができる。
第1に、処理応答を、3つの温度帯(157℃~185℃)、(134℃~157℃)及び(60℃~134℃)に分類することができる。
第2に、157℃~185℃の高温帯において、熱処理されたロットの生存率を1分の最小の熱処理中に1~20%に改善することができる。
第3に、134℃~157℃の中間温度帯において、熱処理されたロットの生存率を1分の最小の熱処理継続時間内に1~10%の間に改善することができる。生存率を120分の最小の熱処理継続時間内に最大20%まで向上することができる。
第4に、60℃~134℃の低温帯において、熱処理されたロットの生存率を、140分の熱処理継続時間内に最大10%まで改善することができる。生存率を164分の最小の熱処理継続時間内に最大20%まで向上することができる。中間帯及び低温帯について記載した継続時間は、簡素化されたガイドラインであることに注意されるべきである。例えば、図11に示すように、低温帯内の60℃、80℃、120℃は、少なくとも10%の生存率改善を達成するのに、それぞれ、164分、147分、及び115分を必要とする。例示的な値を以下の表16に記載する。
表16.例示的な温度、時間、及び対応する生存率改善。
Figure 2023011566000016
第5に、上記のモデルをロットGによって生じたデータから誘導した。未処理対照が79%のより高いベースライン生存率を有したため、生存率の改善は最大20%まで実現され得る。しかし、例えば、未処理ロットが45%のかなり低い生存率を有したCのロットでは、より高レベルの改善が実現され得る。例えば、134℃~157℃の中間温度帯では、生存率は、ロットCについて15分の熱処理継続時間内に42%だけ改善され得る。ロットC及びG間の観測された性能差を以下の表17にまとめる。
表17.C及びGの性能の概要
Figure 2023011566000017
そのため、熱処理値は、ロット、例えばCにおいて、より明白である。このロットについての完全なデータセットは、全実験セットを行う原料の欠失に起因して実施できなかった。Gは、限界まで良好に機能しないロットを表しており、上記で予測したモデルを控えめであると考えることができる。ロットC及びGを使用して生じたデータは、ポロキサマーの熱処理が、ここで試験していない他のポロキサマーロットの性能を改善する場合があることを実証している。性能の改善は、上記のように時間及び温度によって影響される場合がある。上記の結果は、温度の増加がポロキサマー性能を改善するのに必要とされる熱処理の継続時間を短縮すること、及びより長い継続時間にわたってポロキサマー性能を改善するのに低温が使用されてよいことを実証している。理論に拘束されることを望まないが、熱処理の際に観察された生存率の改善の正確な百分率は、熱処理前の特定のポロキサマーロットについて観察されたベースライン生存率に依存すると考えられる。

Claims (54)

  1. 細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法であって:
    (a)固体ポロキサマーを少なくとも約60℃に加熱して液体ポロキサマーを形成するステップと;
    (b)該液体ポロキサマーを約50℃未満の温度に冷却して、固体の熱処理されたポロキサマーを形成するステップと
    を含み、該冷却が、プリル化またはミリング装置において行われず、該ポロキサマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む、方法。
  2. 熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率が、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して増加する、請求項1に記載の方法。
  3. ステップ(a)においてポロキサマーが、約60℃と約185℃との間に加熱される、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. ステップ(a)においてポロキサマーが、約157℃と約185℃との間に加熱される、請求項3に記載の方法。
  5. ポロキサマーが、約157℃と約185℃との間に、少なくとも1分間加熱される、請求項4に記載の方法。
  6. ポロキサマーが、約157℃と約185℃との間に、1分と約250分との間で加熱される、請求項5に記載の方法。
  7. ステップ(a)においてポロキサマーが、約134℃と約157℃との間に加熱される、請求項3に記載の方法。
  8. ポロキサマーが、約134℃と約157℃との間に、少なくとも1分間加熱される、請求項7に記載の方法。
  9. ポロキサマーが、約134℃と約157℃との間に、1分と約250分との間で加熱される、請求項8に記載の方法。
  10. ステップ(a)においてポロキサマーが、約120℃と約134℃との間に加熱される、請求項3に記載の方法。
  11. ポロキサマーが、約120℃と約134℃との間に、少なくとも約62分間加熱される、請求項10に記載の方法。
  12. ポロキサマーが、約120℃と約134℃との間に、約62分と約250分との間で加熱される、請求項11に記載の方法。
  13. ステップ(a)においてポロキサマーが、約100℃と約120℃との間に加熱される、請求項3に記載の方法。
  14. ポロキサマーが、約100℃と約120℃との間に、少なくとも約98分間加熱される、請求項13に記載の方法。
  15. ポロキサマーが、約100℃と約120℃との間に、約98分と約250分との間で加熱される、請求項14に記載の方法。
  16. ステップ(a)においてポロキサマーが、約80℃と約100℃との間に加熱される、請求項3に記載の方法。
  17. ポロキサマーが、約80℃と約100℃との間に、少なくとも約122分間加熱される、請求項16に記載の方法。
  18. ポロキサマーが、約80℃と約100℃との間に、約122分と約250分との間で加熱される、請求項17に記載の方法。
  19. ステップ(a)においてポロキサマーが、約60℃と約80℃との間に加熱される、請求項3に記載の方法。
  20. ポロキサマーが、約60℃と約80℃との間に、少なくとも約143分間加熱される、請求項16に記載の方法。
  21. ポロキサマーが、約60℃と約80℃との間に、約143分と約250分との間で加熱される、請求項17に記載の方法。
  22. 熱処理されたポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率が、ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率と比較して少なくとも10%だけ増加する、請求項1または請求項2に記載の方法。
  23. 細胞生存率が、少なくとも約20%だけ増加する、請求項22に記載の方法。
  24. 細胞生存率が、少なくとも約30%だけ増加する、請求項22に記載の方法。
  25. ステップ(a)の前のポロキサマーを含む細胞培養培地における細胞生存率が、約3時間の細胞培養後、約80%未満である、請求項1~24のいずれか1項に記載の方法。
  26. ステップ(b)における液体ポロキサマーが、周囲温度、約2℃~約8℃、または0℃未満で冷却される、請求項1~25のいずれか1項に記載の方法。
  27. ポロキサマーが、真空下で加熱される、請求項1~26のいずれか1項に記載の方法。
  28. 液体ポロキサマーが、少なくとも約20分間冷却される、請求項1~27のいずれか1項に記載の方法。
  29. ステップ(b)において生成した熱処理されたポロキサマーが、細胞培養培地に添加される、請求項1~28のいずれか1項に記載の方法。
  30. ステップ(a)及び(b)が、熱処理されたポロキサマーを前記細胞培養培地に添加する前に少なくとも1回繰り返される、請求項1~29のいずれか1項に記載の方法。
  31. ポロキサマーが、ステップ(a)の前にプリル化プロセスによって処理されている、請求項1~30のいずれか1項に記載の方法。
  32. ポロキサマーが、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:式中、nが約60~約150であり、mが約25~約60である;を有する、請求項1~31のいずれか1項に記載の方法。
  33. ポロキサマーが、約55℃の溶融温度を有する、請求項1~32のいずれか1項に記載の方法。
  34. ポロキサマーが、約6,000~約18,000ダルトンの平均分子量を有する、請求項1~33のいずれか1項に記載の方法。
  35. ポロキサマーが、HO(CO)(CO)(CO)Hの式:nが約80の値を有し、mが約27の値を有する;を有するコポリマーを含み、該ポロキサマーが、約7680~約9510g/molの平均分子量を有する、請求項1~33のいずれか1項に記載の方法。
  36. ポロキサマーが、ポロキサマー188である、請求項1~33のいずれか1項に記載の方法。
  37. 細胞が、哺乳動物細胞である、請求項1~36のいずれか1項に記載の方法。
  38. 細胞が、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である、請求項37に記載の方法。
  39. 細胞が、昆虫細胞である、請求項1~38のいずれか1項に記載の方法。
  40. 細胞が、ポリペプチドを産生する、請求項1~39のいずれか1項に記載の方法。
  41. 請求項1~40のいずれか1項に記載の方法によって調製されるポロキサマー。
  42. 請求項41に記載のポロキサマーを含む細胞培養培地。
  43. 細胞培地が、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む、請求項42に記載の細胞培養培地。
  44. 細胞培地が、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む、請求項43に記載の細胞培養培地。
  45. 細胞培地が、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む、請求項43に記載の細胞培養培地。
  46. 細胞培養物においてポリペプチドを産生する方法であって、ポリペプチドの産生に好適な条件下で細胞培養培地において該ポリペプチドを産生する細胞を培養するステップを含み、該細胞培養培地が、請求項41に記載のポロキサマーを含む、方法。
  47. 細胞が、哺乳動物細胞である、請求項46に記載の方法。
  48. 細胞が、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である、請求項46に記載の方法。
  49. 細胞が、昆虫細胞である、請求項46に記載の方法。
  50. 細胞培地が、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約10g/Lで含む、請求項46~49のいずれか1項に記載の方法。
  51. 細胞培地が、熱処理されたポロキサマーを約0.1g/L~約3g/Lで含む、請求項50に記載の方法。
  52. 細胞培地が、熱処理されたポロキサマーを約3g/L~約10g/Lで含む、請求項50に記載の方法。
  53. ポリペプチドが、抗体またはその抗原結合フラグメントである、請求項46~52のいずれか1項に記載の方法。
  54. 細胞培養培地における使用のためのポロキサマーを調製する方法であって:
    (a)ポロキサマーを約80℃~約100℃に加熱して、液体ポロキサマーを形成するステップと;
    (b)該液体ポロキサマーを約50℃未満の温度に冷却して、固体の熱処理されたポロキサマーを形成するステップと
    を含み、該冷却が、プリル化またはミリング装置において行われず;
    該ポロキサマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマーを含む、方法。
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