JP2023510871A - Il2ムテイン - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2020年1月14日に出願された米国仮特許出願第62/960,847号の優先権を主張し、その開示は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み入れられる。
本開示の主題の構想または実施化に連邦政府による資金は使用されなかった。
インターロイキン2(IL-2)は、正常な免疫応答の産生に関与する活性化CD4+ T細胞によって主に産生される多能性サイトカインである。IL-2は、免疫系に幅広い効果を及ぼし、免疫活性化、抑制、およびホメオスタシスのいずれの調節にも重要な役割を演じる。IL-2は、活性化Tリンパ球の増殖および拡大増殖を促進し、B細胞の成長を強化し、単球およびナチュラルキラー細胞を活性化する。ヒトIL-2(SEQ ID NO:1)のアミノ酸配列は、Genbankアクセッション番号(accession locator)NP_000577.2に見出される。
本開示は、CD132に対する結合親和性が低下しているが、それにもかかわらずCD122および/またはCD25に対して野生型ヒトIL-2の活性と同等の顕著な結合親和性を依然として保持するヒトIL-2ムテインの治療有効量を投与することによる、炎症性、感染性、または自己免疫性の疾患、障害、または状態を治療および/または予防するための方法および組成物を提供する。
[式中:
・ a、b、c、d、e、f、g、h、およびiの各々は、0または1より個々に選択され;
・ AA1は、A(野生型、a=1)であるか、または欠失しており(a=0);
・ AA2は、P(野生型、b=1)であるか、または欠失しており(b=0);
・ AA3は、T(野生型、c=1)、C、A、G、Q、E、N、D、R、K、Pであるか、または欠失しており(c=0);
・ AA4は、S(野生型、d=1)であるか、または欠失しており(d=0);
・ AA5は、S(野生型、e=1)であるか、または欠失しており(e=0);
・ AA6は、S(野生型、f=1)であるか、または欠失しており(f=0);
・ AA7は、T(野生型、g=1)であるか、または欠失しており(g=0);
・ AA8は、K(野生型、h=1)であるか、または欠失しており(h=0);
・ AA9は、K(野生型、i=1)であるか、または欠失しており(i=0);
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTであり;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFであり;
・ AA35は、K(野生型)またはEであり;
・ AA38は、R(野生型)、WまたはGであり;
・ AA39は、M(野生型)、LまたはVであり;
・ AA55は、H(野生型)またはYであり;
・ AA69は、V(野生型)またはAであり;
・ AA74は、Q(野生型)、P、N、H、Sであり;
・ AA80は、L(野生型)、FまたはVであり;
・ AA81は、R(野生型)、I、DまたはTであり;
・ AA85は、L(野生型)またはVであり;
・ AA86は、I(野生型)またはVであり;
・ AA89は、I(野生型)またはVであり;
・ AA92は、I(野生型)またはFであり;
・ AA97は、K(野生型)またはQであり;
・ AA104は、M(野生型)またはAであり;
・ AA109は、D(野生型)、C、または活性化した側鎖を有する非天然アミノ酸であり;
・ AA113は、T(野生型)またはNであり;
・ AA125は、C(野生型)、AまたはSであり;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTであり;
・ AA130は、S(野生型)、T、GまたはRであるが;
但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない]
のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供する。
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTからなる群より選択され;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFからなる群より選択され;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTからなる群より選択される。
本開示をより容易に理解するために、特定の用語および語句を下記のみならず本明細書全体にわたり定義する。本明細書に提供される定義は非限定的であり、当業者が知っているであろう知識を考慮して読むべきである。
活性化する:本明細書で使用される場合、「活性化する」という用語は、受容体または受容体複合体を参照して受容体へのアゴニストリガンドの結合の生物学的効果を反映するために使用される。活性化物質は、例えば、遺伝子、タンパク質、リガンド、受容体、または細胞を、増大させる、活性化する、促進する、活性化を増強する、感作する、またはアップレギュレーションする分子である。例えば、IL2アゴニストのIL2受容体(例えば、高親和性CD25/CD122/CD132受容体複合体)への結合は、受容体のシグナル伝達を「活性化して」、1つまたは複数の細胞内生物学的効果(例えば、STAT5のリン酸化)を産生する。
である。
である。hCD122の細胞外ドメインのアミノ酸配列は、
である。
である。
である。本明細書において使用されるhIL2ムテインの残基の番号付けは、SEQ ID NO:5の配列と同じであるシグナルペプチドを除外するhIL2配列UniProt ID P60568に基づく。
クターT細胞(Teff)を含むが、それに限定されるわけではない他のT細胞の応答を抑制することができるCD4+T細胞のタイプを指す。Treg細胞は、CD4、IL-2受容体aサブユニット(CD25)、および転写因子フォークヘッドボックスP3(FOXP3)の発現によって特徴付けられる(Sakaguchi, Annu Rev Immunol 22, 531-62 (2004))。「従来型CD4+T細胞」によって、制御性T細胞以外のCD4+T細胞が意味される。
[式中:
・ a、b、c、d、e、f、g、h、およびiの各々は、0または1より個々に選択され;
・ AA1は、A(野生型、a=1)であるか、または欠失しており(a=0);
・ AA2は、P(野生型、b=1)であるか、または欠失しており(b=0);
・ AA3は、T(野生型、c=1)、C、A、G、Q、E、N、D、R、K、Pであるか、または欠失しており(c=0);
・ AA4は、S(野生型、d=1)であるか、または欠失しており(d=0);
・ AA5は、S(野生型、e=1)であるか、または欠失しており(e=0);
・ AA6は、S(野生型、f=1)であるか、または欠失しており(f=0);
・ AA7は、T(野生型、g=1)であるか、または欠失しており(g=0);
・ AA8は、K(野生型、h=1)であるか、または欠失しており(h=0);
・ AA9は、K(野生型、i=1)であるか、または欠失しており(i=0);
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTであり;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFであり;
・ AA35は、K(野生型)またはEであり;
・ AA38は、R(野生型)、WまたはGであり;
・ AA39は、M(野生型)、LまたはVであり;
・ AA55は、H(野生型)またはYであり;
・ AA69は、V(野生型)またはAであり;
・ AA74は、Q(野生型)、P、N、H、Sであり;
・ AA80は、L(野生型)、FまたはVであり;
・ AA81は、R(野生型)、I、DまたはTであり;
・ AA85は、L(野生型)またはVであり;
・ AA86は、I(野生型)またはVであり;
・ AA89は、I(野生型)またはVであり;
・ AA92は、I(野生型)またはFであり;
・ AA97は、K(野生型)またはQであり;
・ AA104は、M(野生型)またはAであり;
・ AA109は、D(野生型)、C、または活性化した側鎖を有する非天然アミノ酸であり;
・ AA113は、T(野生型)またはNであり;
・ AA125は、C(野生型)、AまたはSであり;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTであり;
・ AA130は、S(野生型)、T、GまたはRであるが;
但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない]
に従うアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供する。
・ AA18が、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTからなる群より選択され;
・ AA22が、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFからなる群より選択され;
・ AA126が、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTからなる群より選択される
[但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない]
を含むIL2ムテインを提供する。
・ a=0であり;
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTからなる群より選択され;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFからなる群より選択され;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTからなる群より選択される
[但し、AA18がRでありかつAA22がFまたはVである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない]
を含むIL2ムテインを提供する。
本発明のいくつかの態様では、IL2ムテインは、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換を含み得る。CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換の例は、Q74N、Q74H、Q74S、L80F、L80V、R81D、R81T、L85V、I86V、I89V、および/もしくはI92Fまたはそれらの組み合わせを含むが、それに限定されるわけではない。特定の態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、L80F、R81D、L85V、I86VおよびI92Fを含む。いくつかの態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、N74Q、L80F、R81D、L85V、I86V、I89V、およびI92Fを含む。いくつかの態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、Q74N、L80V、R81T、L85V、I86V、およびI92Fを含む。特定の態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、Q74H、L80F、R81D、L85V、I86VおよびI92Fを含む。いくつかの態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、Q74S、L80F、R81D、L85V、I86VおよびI92Fを含む。特定の態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、Q74N、L80F、R81D、L85V、I86VおよびI92Fを含む。特定の態様では、CD122の結合親和性を向上させるアミノ酸置換は、Q74S、R81T、L85V、およびI92Fを含む。
いくつかの態様では、IL-2ムテインは、CD25と接触するか、またはCD25と接触する他の位置の配向を変更して、CD25に対して向上した親和性を有するIL2ムテインをもたらす、IL-2配列の位置に1つまたは複数の変異を含有する。いくつかの態様では、本開示のIL2ムテインは、IL2のCD25に対する結合親和性を向上させると記載されている1つまたは複数の置換V69AおよびQ74Pを含む。
本開示のIL2ムテインは、それがCHO細胞またはHEK細胞などの哺乳動物細胞で発現する場合、非グリコシル化IL2ムテインの産生を促進するためにThr3位でO-グリコシル化部位の脱離をさらにまたは任意で提供する場合がある。したがって、特定の態様では、IL2ムテインは、ヒトIL-2の残基3に対応する位置でIL-2のO-グリコシル化部位を脱離する改変をさらに含む。一態様では、ヒトIL-2の残基3に対応する位置でIL-2のO-グリコシル化部位を脱離する該改変は、アミノ酸置換である。例示的なアミノ酸置換は、生物学的活性を消失させずに3位のグリコシル化部位を除去するT3A、T3G、T3Q、T3E、T3N、T3D、T3R、T3K、T3S、T3CおよびT3Pを含む(米国特許第5,116,943号; Weiger et al., (1989) Eur. J. Biochem., 180:295-300を参照されたい)。特定の態様では、該改変はアミノ酸置換T3Aである。
本開示のいくつかの態様では、IL2ムテインは、有効性の実質的な喪失なしにヒトにおけるIL2療法の使用の実質的にマイナスの用量制限副作用、血管漏出症候群を回避するために、アミノ酸置換を含み得る。2009年4月7日に発行されたEpsteinら、米国特許第7,514,073B2号を参照されたい。本開示のIL2ムテインに含まれるこのような改変の例は、R38W、R38G、R39L、R39V、F42K、およびH55Yのうちの1つまたは複数を含む。
IL2ムテインは、M104位にさらに改変を含んでもよい場合があり、一態様では、メチオニン104のアラニン残基による置換(M104A)は、酸化抵抗性のより高いIL2ムテインを提供する(1988年6月21日に発行されたKothsら、米国特許第4,752,585号を参照されたい)。
いくつかの態様では、細菌において組み換え発現し、記載のように封入体から単離された場合のタンパク質の潜在的ミスフォールディングを最小限にするために、125位のシステインは、アラニンまたはセリンにより置換される(C125AまたはC125S)。
リーダー配列の非存在下で細菌発現系において直接的に組み換え産生された場合、内因性プロテアーゼは、N末端Met-Ala1残基の欠失をもたらして、「desAla1」IL2ムテインを提供する。いくつかの態様では、本開示は、以下のセットのアミノ酸改変の1つを含むhIL2ポリペプチドであるhIL2ムテインを提供する。
いくつかの態様では、本開示のIL2ムテインは、野生型IL-2アミノ酸配列内に1つまたは複数の保存的アミノ酸置換をさらに含み得る。このような保存的置換は、DayhoffによってThe Atlas of Protein Sequence and Structure 5 (1978)に、およびArgosによってEMBO J., 8:779-785 (1989)に記載されたものを含む。保存的置換は、一般的に、下の表3に示されるチャートに従って行われる。
上述のように、本開示の組成物は、対象においてインビボでの存続期間の延長および/または作用の持続期間の延長を提供するように改変されているIL2ムテインを含む。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、インビボ存続期間の延長をもたらす特定のアミノ酸置換を含み得る。例えば、Dakshinamurthi, et al. (International Journal of Bioinformatics Research (2009) 1(2):4-13)は、IL2ポリペプチドにおける置換、V91R、K97EおよびT113Nのうち1つまたは複数が、安定性および活性の増強を有しているIL2バリアントをもたらすであろうと述べている。いくつかの態様では、本開示のIL2ムテインは、V91R、K97EおよびT113N改変のうち1つ、2つまたは3つすべてを含む。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、対象における作用の持続期間延長を提供するように改変され、持続期間延長は、半減期の延長などの所望の薬理学的性質を提供するための担体分子へのコンジュゲーションを経て達成され得る。いくつかの態様では、IL2ムテインは、その半減期を延長するために、IgGのFcドメイン、アルブミン、または他の分子に、例えば、PEG化、グリコシル化、脂肪酸アシル化、および当技術分野において公知のその他によって共有結合的に連結することができる。いくつかの態様では、IL-2コンジュゲートは、ヒト対象において4時間、5時間、6時間、7時間、8時間、9時間、10時間、12時間、18時間、24時間、2日、3日、4日、5日、6日、7日、10日、14日、または30日よりも長い血漿半減期を含む。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、当技術分野においてインビボ曝露延長を促進することが知られている、アルブミン分子(例えばヒト血清アルブミン)との融合タンパク質として発現する。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、1つまたは複数の水溶性ポリマーとコンジュゲートされる。本発明の実施に有用な水溶性ポリマーの例は、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ-プロピレングリコール(PPG)、多糖(ポリビニルピロリドン、エチレングリコールとプロピレングリコールとのコポリマー、ポリ(オキシエチル化ポリオール)、ポリオレフィンアルコール、多糖、ポリ-アルファ-ヒドロキシ酸、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン(POZ)、ポリ(N-アクリロイルモルホリン)、またはそれらの組み合わせを含む。
いくつかの態様では、本開示のIL2ムテインは、Resh (2016) Progress in Lipid Research 63: 120-131に記載されるように脂肪酸分子とのコンジュゲーションによってアシル化され得る。コンジュゲートされ得る脂肪酸の例は、ミリステート、パルミテートおよびパルミトレイン酸を含む。ミリストイレートは、典型的には、N末端グリシンに連結されるが、リシンもミリストイル化され得る。パルミトイル化は、典型的には、S-パルミトイル化を触媒するDHHCタンパク質などの遊離システインの-SH基の酵素修飾によって達成される。セリンおよびスレオニン残基のパルミトレイル化(palmitoleylation)は、典型的には、PORCN酵素を使用して酵素的に達成される。
いくつかの態様では、IL-2ムテインは、N末端アセチルトランスフェラーゼおよび例えばアセチルCoAとの酵素反応によってN末端がアセチル化される。N末端アセチル化に代替的にまたは追加的に、IL-2ムテインは、例えばリシンアセチルトランスフェラーゼとの酵素反応によって1つまたは複数のリシン残基がアセチル化される。例えば、Choudhary et al. (2009) Science 325 (5942):834L2 ortho840を参照されたい。
いくつかの態様では、IL2融合タンパク質は、IgG重鎖可変領域を欠如するIgGサブクラスの抗体に由来するFc領域を組み入れる場合がある。「Fc領域」は、パパインによるIgGの消化によって産生されるIgG C末端ドメインと相同な天然ポリペプチドまたは合成ポリペプチドであることができる。IgG Fcは、約50kDaの分子量を有する。変異型IL-2ポリペプチドは、Fc領域全体、またはそれが一部分をなすキメラポリペプチドの循環半減期を延長する能力を保持するより小さな部分を含むことができる。加えて、全長または断片化Fc領域は、野生型分子のバリアントであることができる。すなわち、それらは、ポリペプチドの機能に影響する場合も影響しない場合もある変異を含有することができ;下にさらに記載するように、天然型の活性がすべての場合で必要または所望のわけではない。特定の態様では、IL-2ムテイン融合タンパク質(例えば、本明細書に記載されるIL-2部分アゴニストまたはアンタゴニスト)は、IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4 Fc領域を含む。例示的なFc領域は、補体結合およびFc受容体の結合を阻害する変異を含むことができる、またはこれは溶解性であり得、すなわち、補体と結合する、または抗体依存性補体溶解(ADCC)などの別のメカニズムを介して細胞を溶解することができる。
(a)野生型ヒトIgG1と比べた以下のアミノ酸置換のうち1つ:
T366W、T366S、L368A、Y407V、T366Y、T394W、F405W、Y349T、Y349E、Y349V、L351T、L351H、L351N、L351K、P353S、S354D、D356K、D356R、D356S、E357K、E357R、E357Q、S364A、T366E、L368T、L368Y、L368E、K370E、K370D、K370Q、K392E、K392D、T394N、P395N、P396T、V397T、V397Q、L398T、D399K、D399R、D399N、F405T、F405H、F405R、Y407T、Y407H、Y407I、K409E、K409D、K409T、またはK409I;あるいは
(b)(i)ヒトIgG1 Fc領域と比べたN297A変異;
(ii)ヒトIgG1 Fc領域と比べたL234A、L235A、およびG237A変異;
(iii)ヒトIgG1 Fc領域と比べたL234A、L235A、G237A、およびN297A変異;
(iv)ヒトIgG2 Fc領域と比べたN297A変異;
(v)ヒトIgG2 Fc領域と比べたA330SおよびP331S変異;
(vi)ヒトIgG2 Fc領域と比べたA330S、P331S、およびN297A変異;
(vii)ヒトIgG4 Fc領域と比べたS228P、E233P、F234V、L235A、およびdelG236変異;または
(viii)ヒトIgG4 Fc領域と比べたS228P、E233P、F234V、L235A、delG236、およびN297A変異
を含む。
(a)野生型ヒトIgG1と比べた以下のアミノ酸置換のうち1つ:
T366W、T366S、L368A、Y407V、T366Y、T394W、F405W、Y349T、Y349E、Y349V、L351T、L351H、L351N、L351K、P353S、S354D、D356K、D356R、D356S、E357K、E357R、E357Q、S364A、T366E、L368T、L368Y、L368E、K370E、K370D、K370Q、K392E、K392D、T394N、P395N、P396T、V397T、V397Q、L398T、D399K、D399R、D399N、F405T、F405H、F405R、Y407T、Y407H、Y407I、K409E、K409D、K409T、またはK409I
を含み;
(b)Fcドメイン単量体は、
(i)ヒトIgG1 Fc領域と比べたN297A変異;
(ii)ヒトIgG1 Fc領域と比べたL234A、L235A、およびG237A変異;
(iii)ヒトIgG1 Fc領域と比べたL234A、L235A、G237A、およびN297A変異;
(iv)ヒトIgG2 Fc領域と比べたN297A変異;
(v)ヒトIgG2 Fc領域と比べたA330SおよびP331S変異;
(vi)ヒトIgG2 Fc領域と比べたA330S、P331S、およびN297A変異;
(vii)ヒトIgG4 Fc領域と比べたS228P、E233P、F234V、L235A、およびdelG236変異;または
(viii)ヒトIgG4 Fc領域と比べたS228P、E233P、F234V、L235A、delG236、およびN297A変異
をさらに含む。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、キメラポリペプチドの機能的ドメインを含み得る。本開示のIL2ムテイン融合タンパク質は、当技術分野において公知の技術による組み換えDNA方法論によって、IL2ムテインのN末端またはC末端のいずれかに融合パートナーをコードする核酸配列とインフレームでIL2ムテインをコードする核酸配列を含む組み換えベクターを構築することによって容易に産生される場合があり、該配列は、場合によりリンカーまたはスペーサーポリペプチドをインフレームでコードする核酸配列をさらに含んでもよい。
他の態様では、IL2ムテインは、抗原タグ、例えばFLAG配列として機能するさらなるポリペプチド配列を含むように改変することができる。FLAG配列は、本明細書に記載されるビオチン化高特異性抗FLAG抗体によって認識される(例えば、Blanar et al. (1992) Science 256:1014およびLeClair, et al. (1992) PNAS-USA 89:8145を参照されたい)。いくつかの態様では、IL2ムテインポリペプチドはさらに、C末端c-mycエピトープタグを含む。
ある態様では、本発明のIL2ムテイン(当該IL2ムテインの融合タンパク質を含む)は、1つまたは複数の遷移金属キレートポリペプチド配列を有する融合タンパク質として発現する。そのような遷移金属キレートドメインの組み入れは、1986年2月11日に発行されたSmithら、米国特許第4,569,794号に記載されたような精製固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)を容易にする。本発明の実施に有用な遷移金属キレートポリペプチドの例は、Smithら、前記および1995年5月10日に発行されたDobeliら、米国特許第5,320,663号に記載されており、これらの全教示は、参照により本明細書に組み入れられる。本発明の実施に有用な特定の遷移金属キレートポリペプチドは、3~6つの連続ヒスチジン残基、例えば6-ヒスチジンペプチド(His)6を含むペプチドであり、当技術分野においてしばしば「Hisタグ」と称される。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、ポリペプチド配列(「ターゲティングドメイン」)を有する融合タンパク質として提供されて、このようなターゲティングドメインに特異的に結合する細胞表面分子を発現している特定の細胞型または組織への選択的結合を促進する。いくつかの態様では、ターゲティングドメインは、BLyS、CD11a、CD20、CD25、CD3、CD52、IgEIL-12/IL-23、IL-17a、1L-1β、IL-4Rα、IL-5、IL-6R、インテグリン-α4β7、RANKL、TNFα、VEGF-A、VLA-4からなる群より選択されるタンパク質の表面タンパク質に特異的に結合する抗体(特に、単一ドメイン抗体、scFvもしくはVHH)またはリガンドである。
IL2ムテインは、組み換え合成または固相合成を含む、ポリペプチドを構築するための従来の方法論によって産生され得る。
組み換え分子生物学的技術によって変更されている核酸分子の発現を介して変異型ポリペプチドを生成することに加えて、対象IL-2ムテインを化学合成することができる。化学合成されたポリペプチドは、当業者によって日常的に生成される。化学合成は、記載された性質を示しているIL-2ムテインをコードするタンパク質配列の化学的手段によるペプチドの直接合成を含む。この方法は、天然アミノ酸および非天然アミノ酸の両方をIL2と、CD25、CD122およびCD132との相互作用に影響する位置で組み入れることができる。
あるいは、本開示のIL2ムテインは組み換えDNA技術によって産生される。ポリペプチドの組み換え産生の典型的な実施において、所望のポリペプチドをコードする核酸配列は、発現が成し遂げられるであろう宿主細胞に適した発現ベクターに組み入れられ、該核酸配列は、ベクターによってコードされ、かつ標的宿主細胞において機能的な1つまたは複数の発現制御配列に機能的に連結される。分泌リーダー配列(シグナルペプチド)がポリペプチド中に組み入れられるならば、組み換えタンパク質は、宿主細胞の破壊を経て、または細胞培地から回収される場合がある。組み換えタンパク質は、組み入れを含むさらなる使用のために精製および濃縮され得る。IL2ポリペプチドの組み換え産生のための方法は、当技術分野において公知であり、1986年8月5日に発行されたFernandesおよびTaforo、米国特許第4,604,377号に記載され、IL2ムテインの組み換え産生のための方法は、1985年5月21日に発行されたMarkら、米国特許第4,512,584号、1983年8月30日に発行されたGillis、米国特許第4,401,756号に記載され、これらの全教示は、参照により本明細書に組み入れられる。
いくつかの態様では、IL2ムテインは、IL2ムテイン(またはIL2ムテインを含む融合タンパク質)をコードする核酸配列を使用して組み換え方法によって産生される。所望のIL-2ムテインをコードする核酸配列は、代替的に、オリゴヌクレオチド合成装置を使用して化学的手段によって合成することができる。
いくつかの態様では、IL2ムテインをコードする核酸配列は、特定の宿主細胞型における発現を促進するために「コドン最適化」される場合がある。哺乳動物、酵母および細菌宿主細胞を含む多種多様な発現系におけるコドン最適化のための技術は、当技術分野において周知であり、多種多様な宿主細胞型における発現のためのコドン最適化配列を提供するためにオンラインツールがある。例えば、Hawash, et al (2017) 9:46-53およびDavid Hacker編、Recombinant Protein Expression in Mammalian Cells: Methods and Protocols (Human Press New York)中のMauro and Chappellを参照されたい。追加的に、コドン最適化核酸配列の調製を介助するために無料公開されている多様なウェブベースのオンラインソフトウェアパッケージがある。
集合した後(合成、部位特異的変異誘発または別の方法による)、IL-2ムテインをコードする核酸配列は、発現ベクターに挿入されるであろう。様々な宿主細胞に使用するための多様な発現ベクターが入手可能であり、それらは、典型的には発現のための宿主細胞に基づき選択される。発現ベクターは、典型的には、以下のうちの1つまたは複数を含むが、それに限定されるわけではない:複製起点、1つまたは複数のマーカー遺伝子、エンハンサーエレメント、プロモーター、および転写終結配列。ベクターは、ウイルスベクター、プラスミドベクター、組み入れベクター、などを含む。プラスミドは、非ウイルスベクターの例である。
発現ベクターは、通常、選択マーカーとも名付けられる選択遺伝子を含有する。この遺伝子は、選択培地中で成長した形質転換宿主細胞の生存または成長に必要なタンパク質をコードする。選択遺伝子を含有するベクターにより形質転換されていない宿主細胞は、培養培地中で生存しないであろう。典型的な選択遺伝子は、(a)抗生物質もしくは他の毒素、例えば、アンピシリン、ネオマイシン、メトトレキサート、もしくはテトラサイクリンへの耐性を付与する、(b)栄養要求欠損を補完する、または(c)複合培地から利用不可能な重要な栄養素を供給する、タンパク質をコードする。
本開示のIL2ムテインのための発現ベクターは、宿主生物によって認識される調節配列を含有し、IL2ムテインをコードする核酸配列に機能的に連結される。「調節制御配列」、「調節配列」または「発現制御配列」という用語は、本明細書において互換的に使用されて、プロモーター、エンハンサー、および他の発現制御エレメント(例えば、ポリアデニル化シグナル)を指す。例えば、Goeddel (1990) in Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185 (Academic Press, San Diego CA USA)を参照されたい。調節配列は、多くのタイプの宿主細胞におけるヌクレオチド配列の構成的発現を指示する調節配列および特定の宿主細胞においてのみヌクレオチド配列の発現を指示する調節配列(例えば、組織特異的調節配列)を含む。発現ベクターの設計が、形質転換される宿主細胞の選択、所望のタンパク質の発現レベル、などのような要因に依存することができるのが当業者によって認識されているであろう。発現制御配列を選択する上で、当業者によって理解される多様な要因を考慮すべきである。これらは、例えば、配列の相対強度、その制御可能性、および、それと、対象IL-2ムテインをコードする実際のDNA配列との、特に潜在的二次構造に関する適合性を含む。
いくつかの態様では、調節配列はプロモーターであり、調節配列は、例えば、発現が探究される細胞型に基づき選択される。プロモーターは、それが機能的に連結される特定の核酸配列の転写および翻訳を制御する構造遺伝子(一般的に約100~1000bp以内)の開始コドンの上流(5')に位置する非翻訳配列である。このようなプロモーターは、典型的には2つのクラス、誘導性プロモーターおよび構成的プロモーターに分けられる。誘導性プロモーターは、培養条件におけるある変化、例えば栄養素の存在もしくは非存在、または温度変化に応答する制御下にあるDNAから増大したレベルの転写を開始するプロモーターである。多様な潜在的宿主細胞によって認識される多数のプロモーターが周知である。
高等真核生物による転写は、しばしば、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大する。エンハンサーは、プロモーターに作用してその転写を増大させる、通常約10~300bpのDNAシス作用エレメントである。エンハンサーは、相対的に配向および位置に非依存性であり、転写ユニットの5'および3'、イントロン内のみならず、コード配列自体の内部に見出されている。今や、哺乳動物遺伝子から多くのエンハンサー配列が知られている(グロビン、エラスターゼ、アルブミン、アルファ-フェトタンパク質、およびインスリン)。しかし、典型的には、真核細胞ウイルス由来のエンハンサーが使用されるであろう。例には、複製起点の後側(late side)のSV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、複製起点の後側のポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーが含まれる。エンハンサーは、発現ベクター内のコード配列に対して5'または3'位にスプライス導入され得るが、好ましくはプロモーターの5'部位に位置する。真核宿主細胞に使用される発現ベクターはまた、転写終結およびmRNA安定化に必要な配列を含有する。このような配列は、通常、真核生物またはウイルスのDNAまたはcDNAの5'非翻訳領域、場合により3'非翻訳領域から入手可能である。上記構成要素のうちの1つまたは複数を含有する適切なベクターの構築は、標準的な技術を採用する。
本開示はさらに、IL-2ムテインをコードする核酸分子を含有および発現する原核細胞または真核細胞を提供する。本開示の細胞は、トランスフェクトされた細胞、すなわち核酸分子、例えば変異型IL-2ポリペプチドをコードする核酸分子が、組み換えDNA技術によって導入されている細胞である。そのような細胞の後代もまた、本開示の範囲内であると考えられている。
発現構築物を宿主細胞に導入して、それにより、本明細書に開示されるIL-2ムテインを産生するまたはその生体活性なムテインを産生することができる。ベクターDNAは、従来の形質転換またはトランスフェクション技術を介して原核細胞または真核細胞に導入することができる。宿主細胞を形質転換またはトランスフェクトするために適した方法は、Sambrook et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual(2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Plainview, N.Y.)および他の標準的な分子生物学の実験マニュアルに見出すことができる。
細胞は、プロモーターを誘導する、形質転換体を選択する、または所望の配列をコードする遺伝子を増幅するために適するように改変された従来の栄養培地中で培養され得る。哺乳動物宿主細胞は、多様な培地中で培養され得る。ハムのF10(Sigma)、最小必須培地((MEM)、Sigma)、RPMI 1640(Sigma)、およびダルベッコ変法イーグル培地((DMEM)、Sigma)などの市販の培地は、宿主細胞を培養するために適する。これらの培地のいずれかは、必要に応じて、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、または上皮増殖因子)、塩類(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)、緩衝剤(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、微量元素、およびグルコースまたは等価のエネルギー源を補充される場合がある。任意の他の必要な栄養補助剤がまた、当業者に公知であろう適切な濃度で含まれる場合がある。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で以前に使用された条件であり、当業者に明白であろう。
組み換え産生されたIL2ムテインポリペプチドは、分泌リーダー配列が採用されるならば、分泌されたポリペプチドとして培養培地から回収することができる。あるいは、IL2ムテインポリペプチドはまた、宿主細胞溶解物から回収することができる。精製の間にタンパク質分解を阻害するためにプロテアーゼ阻害剤、例えばフェニルメチルスルホニルフッ化物(PMSF)が、細胞溶解物からの回収段階の間に採用される場合があり、外来性汚染菌の増殖を防止するために抗生物質が含まれる場合がある。
様々な精製段階が当技術分野において公知であり、例えばアフィニティークロマトグラフィーが用いられる。アフィニティークロマトグラフィーは、生体高分子に通常存在する高特異的結合部位を利用し、分子が特定のリガンドと結合する能力に応じてそれらの分子を分離する。リガンドをタンパク質試料に明らかに提示し、それにより、1つの分子種の自然な特異的結合を使用して、第2の種を混合物から分離および精製する方法で、共有結合がリガンドを不溶性の多孔性支持媒体に結び付ける。抗体は、アフィニティークロマトグラフィーにおいて通常使用される。サイズ選択段階もまた使用される場合があり、タンパク質をそのサイズに応じて分離するために、例えばゲル濾過クロマトグラフィー(サイズ排除クロマトグラフィーまたは分子ふるいクロマトグラフィーとしても知られる)が使用される。ゲル濾過では、タンパク質溶液は、半透過性多孔性樹脂が充填されたカラムを通過する。半透過性樹脂は、カラムにより分離することができるタンパク質のサイズを決定する孔径範囲を有する。
治療適用のために、ムテインを哺乳動物に投与することができる。投与は、静脈内、ボーラスとして、またはある期間にわたる連続注入であり得る。投与の代替経路は、筋肉内、腹腔内、脳脊髄内、皮下、関節内、滑液嚢内、くも膜下腔内、経口、外用、または吸入経路を含む。IL2ムテインはまた、腫瘍内、腫瘍周囲、病巣内、結節内もしくは病変周囲経路によって、またはリンパへと適切に投与されて、局所のみならず全身治療効果を発揮する。
本発明の変異型IL-2ポリペプチドは、経口的に与えられる場合があるが、それらが非経口経路で投与される可能性の方が高い。非経口経路の投与の例は、例えば、静脈内、皮内、皮下、経皮(外用)、経粘膜、および直腸投与を含む。非経口適用のために使用される溶液または懸濁液を含む非経口製剤は、ビヒクル、担体および緩衝剤を含むことができる。非経口投与のための薬学的製剤は、無菌水溶液(水溶性の場合)または分散物、および無菌注射液または分散物の即時調製のための無菌粉末を含む。
本開示はさらに、本開示のIL2ムテイン(またはIL2ムテインをコードする組み換えウイルスを含む、IL2ムテインをコードする核酸)の治療有効量の投与によって、疾患、障害、または状態を患っている対象を治療する方法を提供する。このような疾患の治療において、本開示のIL-2ムテインは、血管漏出症候群の低減などの有利な性質を提供するために改変を組み入れる場合がある。本開示のIL-2ムテイン(IL2ムテインおよび/または当該IL2ムテインをコードする組み換えウイルスを含む、それらをコードする核酸分子を含む薬学的に許容される製剤を含む)による治療が適用できる障害は、ウイルス感染症(例えば、AIDS、インフルエンザ、慢性HCV、慢性B、CまたはD型ウイルス性肝炎)、ヘリコバクターピロリ(heliobacter pylori)感染症、HTLV、臓器拒絶反応、移植片対宿主病、自己免疫性甲状腺疾患、多発性硬化症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病を含む神経変性疾患、全身性エリテマトーデス(SLE)、自己炎症性疾患、炎症性腸疾患(IBD)、クローン病、1型または2型糖尿病を含む糖尿病、炎症、自己免疫疾患、アトピー性疾患、傍腫瘍性自己免疫疾患、軟骨炎、関節炎、関節リウマチ、若年性関節炎、若年性関節リウマチ、若年性関節リウマチ、多関節型若年性関節リウマチ、全身発症型若年性関節リウマチ、若年性強直性脊椎炎、若年性腸炎性関節炎、若年性反応性関節炎、若年性ライター症候群、SEA症候群(セロネガティブ、腱付着部症、関節症症候群)、若年性皮膚筋炎、若年性乾癬性関節炎、若年性強皮症、若年性全身性エリテマトーデス、若年性血管炎、少関節型関節リウマチ、多関節型関節リウマチ、全身発症型関節リウマチ、強直性脊椎炎、腸炎性関節炎、反応性関節炎、ライター症候群、SEA症候群(セロネガティブ、腱付着部症、関節症症候群)を含むが、それに限定されるわけではない炎症性疾患または自己免疫疾患を含む。
本開示は、自己免疫疾患の治療における、1つまたは複数のさらなる活性作用物質(「補助作用物質」)と組み合わせた本開示のIL2ムテインの使用を提供する。本明細書で使用される「補助作用物質」という用語は、別々に投与もしくは導入することができる、例えば、別々の投与のために別々に製剤化することができる(例えば、キットとして提供され得る)作用物質および/またはIL2ムテインと組み合わせて投与もしくは導入することができる治療法を含む。
このような対象IL-2ムテインまたは核酸化合物の投薬量、毒性、および治療有効性は、細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手順によって決定することができる。細胞培養アッセイおよび動物試験から得られたデータは、ヒトに使用するための投薬量範囲の設定に使用することができる。このような化合物の投薬量は、好ましくは、最小許容毒性を有するED50を含む循環濃度の範囲内にある。投薬量は、採用される投薬形態および利用される投与経路に依存してこの範囲内で変動し得る。本発明の方法に使用される任意の化合物について、治療有効用量は、最初、細胞培養アッセイから推定することができる。用量は、細胞培養において決定された場合のIC50(すなわち、症状の最大半減阻害を達成する被験化合物の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成するために動物モデルで設定され得る。このような情報を使用して、ヒトにおいて有用な用量をより正確に決定することができる。血漿レベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィーによって測定され得る。
本開示はまた、薬学的組成物、IL2ムテインおよびその薬学的組成物を含むキットを考えている。キットは、一般的に、下記のような様々な構成要素を収容している物理的構造の形態であり、例えば上記の方法の実施に利用することができる。キットは、使用できる状態の、対象への投与に適した薬学的組成物の形態、または投与前に調製、例えば、解凍、再構成もしくは希釈を必要とする形態のIL2ムテインを含み得る。IL2ムテインが使用者によって再構成される必要のある形態である場合、キットはまた、緩衝剤、薬学的に許容される賦形剤、などを含む再構成媒を提供している無菌容器を含み得る。
ヒトIL2 DNAオープンリーディングフレーム(「ORF」)(Genbank NM_000586.3)を合成し(Life Technologies GeneArt Service, Carlsbad, CA)、これを、Platinum SuperFi II DNAポリメラーゼキット(カタログ番号12361050として市販、ThermoFisher)を使用し、製造者のプロトコルに実質的に従い、NheI制限部位を組み入れるプライマー
およびApaI制限部位を組み入れるプライマー
を使用するPCRにより増幅した。PCR断片を1% アガロースゲル(アイテム#54803, Lonza, Rockland, ME)上で視覚化し、ゲルから切り出し、QIAquick PCR精製キット(カタログ番号28106として市販、Qiagen、Germany)を使用して製造者のプロトコルに従って精製した。
ヒトIL2 ORE内に3つの変異(L38R、Q42EおよびQ146H;すべての番号付けは、全長ヒトIL2 ORF NM_000586.3の番号付け、すなわち、成熟hIL2分子のアミノ酸20個の配列ではなく、シグナルペプチドを含んで発現した場合のhIL2の番号付けに基づく)を導入した発現ベクターを実施例1の教示に実質的に従って組み立てたが、以下を例外とした。PCRのために使用された最初のテンプレートDNAを、L38R(成熟タンパク質のL18R)、Q42E(成熟タンパク質のQ22E)およびQ146H(成熟タンパク質のQ126H)変異を有するように合成した。
ヒトIL2 ORF内に3つの変異(L38R、Q42EおよびQ146M;すべての番号付けは、全長ヒトIL2 ORF NM_000586.3の番号付けに基づく)を導入した発現ベクターを、pcDNA3.1/hygro(+)におけるヒトIL2発現ベクターについて記載したものに正確に従って組み立てたが、以下を例外とした:PCRのために使用された最初のテンプレートDNAを、L38R、Q42EおよびQ146M変異を有するように合成した。
すべての変異または逆変異(pcDNA3.1/hygro(+)-huIL2-REHにおける変異を野生型ヒトIL2 ORFとマッチするように復帰させる)をQuik Change II部位特異的変異誘発キット(#200524, Agilent Technologies, Santa Clara, CA)を製造者のプロトコルに実質的に従って使用して、pcDNA 3.1/hygro(+)-huIL2またはpcDNA3.1/hygro(+)-huIL2-REH発現ベクター中に導入した。表5および表6に、生成された変異、変異が導入されたテンプレート、および変異を導入するために使用したプライマーセットを記載する。pcDNA3.1/hygro-huIL2発現ベクターの生成と同じプロトコルを使用して、Quik Change PCR反応物の大腸菌への形質転換のみならず、プラスミドDNAの単離および配列解析を実施した。
すべての発現ベクターをHEK293細胞(#CRL-1573, ATCC, Manassas, VA)中に一過性トランスフェクトした。約1E6個のHEK293細胞を、6ウェル組織培養プレートの各ウェル中の、10% ウシ胎児血清(#SH30071.03, Fisher Scientific. Chicago, IL)を補充したDMEM(#10569044, Life Technologies)2ml中に蒔き、37Cおよび5% CO2で一晩成長させた。翌日、トランスフェクション1回あたりDNA 2.5ug、P3000試薬 5ul、およびLipofectamine 3000 7.5ulを使用して、Lipofectamine 3000試薬(#L3000150, Life Technologies)を製造者のプロトコルに従って使用して細胞をトランスフェクトした。トランスフェクトされた細胞を37C、5% C02で48~72時間成長させ、次いで馴化培地を回収した。
タンパク質の発現を、ヒトIL2 V-PLEX ELISAキット(#K151QQD-4, Mesoscale Diagnostics, Baltimore, MD)を製造者のプロトコルに従って使用するELISAによって測定した(トランスフェクト後の培地を最初1:4に希釈し、次いで1:2に系列希釈した)。Meso Quickplex SQ120(Mesoscale Diagnostics)を用いて、このELISAキットのための製造者の事前プログラム設定を使用してプレートを読み取った。キット中のヒトIL2標準を使用して、馴化培地試料中のおよその発現レベルを計算した。
2~3日インキュベートした後、可溶性IL2タンパク質を含有する293T細胞からの上清の試料を上記実施例5に従って調製し、YT細胞(CD25NEG)およびCD25を構成的に発現するように操作されたYT細胞(YTCD25POS)に約20分間添加した。ホスホ-STAT5(pSTAT5)の誘導レベルをフローサイトメトリーによって測定した。pSTAT5レベルの誘導倍率の結果を添付の図面の図2に示す。CD25状態に対するIL2タンパク質の選択性を、CD25+ YT細胞でのホスホ-STAT5の上昇レベル(pSTAT5YTCD25)をCD25陰性YT細胞におけるホスホ-STAT5のレベル(pSTAT5YT)で割ったものとして計算した。これらの実験の結果を添付の図面の図2に提供する。
CD4陽性ヒトT細胞クローン3F8細胞における活性について代表的なhIL-2ムテインのパネルを評価した。混合リンパ球反応の2連続ラウンドに続く、記載のような(Yssel and Spits (2002) Current Protocols in Immunology 7.19.1 - 7.19.12)限界希釈による単一細胞クローニングにおいてEBV形質導入B細胞株JYによる健康ドナーのPBMCの活性化によってCD4陽性T細胞クローン3F8を生成した。CD4陽性T細胞クローン3F8は、CD25およびCD122を発現し、IL-2に応答して増殖し、IFNγを産生する。
[式中:
・ a、b、c、d、e、f、g、h、およびiの各々は、0または1より個々に選択され;
・ AA1は、A(野生型、a=1)であるか、または欠失しており(a=0);
・ AA2は、P(野生型、b=1)であるか、または欠失しており(b=0);
・ AA3は、T(野生型、c=1)、C、A、G、Q、E、N、D、R、K、Pであるか、または欠失しており(c=0);
・ AA4は、S(野生型、d=1)であるか、または欠失しており(d=0);
・ AA5は、S(野生型、e=1)であるか、または欠失しており(e=0);
・ AA6は、S(野生型、f=1)であるか、または欠失しており(f=0);
・ AA7は、T(野生型、g=1)であるか、または欠失しており(g=0);
・ AA8は、K(野生型、h=1)であるか、または欠失しており(h=0);
・ AA9は、K(野生型、i=1)であるか、または欠失しており(i=0);
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTであり;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFであり;
・ AA35は、K(野生型)またはEであり;
・ AA38は、R(野生型)、WまたはGであり;
・ AA39は、M(野生型)、LまたはVであり;
・ AA55は、H(野生型)またはYであり;
・ AA69は、V(野生型)またはAであり;
・ AA74は、Q(野生型)、P、N、H、Sであり;
・ AA80は、L(野生型)、FまたはVであり;
・ AA81は、R(野生型)、I、DまたはTであり;
・ AA85は、L(野生型)またはVであり;
・ AA86は、I(野生型)またはVであり;
・ AA89は、I(野生型)またはVであり;
・ AA91は、V(野生型)、RまたはKであり;
・ AA92は、I(野生型)またはFであり;
・ AA97は、K(野生型)またはQであり;
・ AA104は、M(野生型)またはAであり;
・ AA109は、D(野生型)、C、または活性化した側鎖を有する非天然アミノ酸であり;
・ AA113は、T(野生型)またはNであり;
・ AA125は、C(野生型)、AまたはSであり;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTであり;
・ AA130は、S(野生型)、T、GまたはRであるが;
但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない]
のアミノ酸配列(SEQ ID NO: 97)を含むポリペプチドを提供する。
[本発明1001]
以下の式のアミノ酸配列を含むポリペプチド:
式中:
・ a、b、c、d、e、f、g、h、およびiの各々は、0または1より個々に選択され;
・ AA1は、A(野生型、a=1)であるか、または欠失しており(a=0);
・ AA2は、P(野生型、b=1)であるか、または欠失しており(b=0);
・ AA3は、T(野生型、c=1)、C、A、G、Q、E、N、D、R、K、Pであるか、または欠失しており(c=0);
・ AA4は、S(野生型、d=1)であるか、または欠失しており(d=0);
・ AA5は、S(野生型、e=1)であるか、または欠失しており(e=0);
・ AA6は、S(野生型、f=1)であるか、または欠失しており(f=0);
・ AA7は、T(野生型、g=1)であるか、または欠失しており(g=0);
・ AA8は、K(野生型、h=1)であるか、または欠失しており(h=0);
・ AA9は、K(野生型、i=1)であるか、または欠失しており(i=0);
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTであり;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFであり;
・ AA35は、K(野生型)またはEであり;
・ AA38は、R(野生型)、WまたはGであり;
・ AA39は、M(野生型)、LまたはVであり;
・ AA55は、H(野生型)またはYであり;
・ AA69は、V(野生型)またはAであり;
・ AA74は、Q(野生型)、P、N、H、Sであり;
・ AA80は、L(野生型)、FまたはVであり;
・ AA81は、R(野生型)、I、DまたはTであり;
・ AA85は、L(野生型)またはVであり;
・ AA86は、I(野生型)またはVであり;
・ AA89は、I(野生型)またはVであり;
・ AA92は、I(野生型)またはFであり;
・ AA97は、K(野生型)またはQであり;
・ AA104は、M(野生型)またはAであり;
・ AA109は、D(野生型)、C、または活性化した側鎖を有する非天然アミノ酸であり;
・ AA113は、T(野生型)またはNであり;
・ AA125は、C(野生型)、AまたはSであり;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTであり;
・ AA130は、S(野生型)、T、GまたはRであるが;
但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない。
[本発明1002]
・ AA18が、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTからなる群より選択され;
・ AA22が、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFからなる群より選択され;
・ AA126が、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTからなる群より選択される、
本発明1001のポリペプチド。
[本発明1003]
a=0である、本発明1001または1002のポリペプチド。
[本発明1004]
L18R、Q22E、およびQ126M;L18R、Q22E、Q126T;L18R;Q22E;Q126H;L18RおよびQ126H;Q22EおよびQ126H;L18G、Q22E、およびQ126H;L18A、Q22E、およびQ126H;L18M、Q22E、およびQ126H;L18F、Q22E、およびQ126H;L18W、Q22E、およびQ126H;L18K、Q22E、およびQ126H;L18Q、Q22E、およびQ126H;L18E、Q22E、およびQ126H;L18S、Q22E、およびQ126H;L18V、Q22E、およびQ126H;L18I、Q22E、およびQ126H;L18Y、Q22E、およびQ126H;L18H、Q22E、およびQ126H;L18N、Q22E、およびQ126H;L18D、Q22E、およびQ126H;L18T、Q22E、およびQ126H;L18R、Q22G、およびQ126H;L18R、Q22A、およびQ126H;L18R、Q22L、およびQ126H;L18R、Q22M、およびQ126H;L18R、Q22F、およびQ126H;L18R、Q22W、およびQ126H;L18R、Q22K、およびQ126H;L18R、Q22S、およびQ126H;L18R、Q22V、およびQ126H;L18R、Q22I、およびQ126H;L18R、Q22Y、およびQ126H;L18R、Q22H、およびQ126H;L18R、Q22R、およびQ126H;L18R、Q22N、およびQ126H;L18R、Q22D、およびQ126H;ならびにL18R、Q22T、およびQ126Hからなる群より選択される変異のセットを含む、本発明1001~1003のいずれかのポリペプチド。
[本発明1005]
PEG化されている、本発明1001~1004のいずれかのポリペプチド。
[本発明1006]
前記ポリペプチドがPEG化されており、当該PEG化されているポリペプチドのPEG部分が約10kD~約70kDの分子量を有する、本発明1001~1005のいずれかのポリペプチド。
[本発明1007]
融合タンパク質である、本発明1001~1006のいずれかのポリペプチド。
[本発明1008]
前記融合タンパク質がFcドメインを含む、本発明1007のポリペプチド。
[本発明1009]
本発明1001~1008のいずれかのポリペプチドをコードする、核酸。
[本発明1010]
DNAである、本発明1009の核酸。
[本発明1011]
本発明1009または1010の核酸を含む、組み換え発現ベクター。
[本発明1012]
ウイルスベクターである、本発明1011のベクター。
[本発明1013]
非ウイルスベクターである、本発明1011のベクター。
[本発明1014]
本発明1011~1013のいずれかのベクターにより形質転換された、宿主細胞。
[本発明1015]
本発明1001~1008のいずれかのポリペプチド、本発明1009および1010の核酸、または本発明1011~1013のベクターを含む、薬学的製剤。
[本発明1016]
治療有効量の本発明1015の薬学的製剤を投与する段階を含む、自己免疫性もしくは炎症性の疾患、障害、もしくは状態、またはウイルス感染症を患っている哺乳動物対象を治療する方法。
[本発明1017]
コルチコステロイド、ヤヌスキナーゼ阻害剤、カルシニューリン阻害剤、mTor阻害剤、IMDH阻害剤、生物製剤、ワクチン、および治療用抗体からなる群より選択される1つまたは複数の補助作用物質を投与する段階をさらに含む、本発明1016の方法。
[本発明1018]
前記治療用抗体が、BLyS、CD11a、CD20、CD25、CD3、CD52、IgEIL-12/IL-23、IL-17a、IL-1β、IL-4Rα、IL-5、IL-6R、インテグリン-α4β7、RANKL、TNFα、VEGF-A、およびVLA-4からなる群より選択されるタンパク質と結合する抗体である、本発明1017の方法。
[本発明1019]
前記疾患、障害、または状態が、ウイルス感染症、ヘリコバクターピロリ(heliobacter pylori)感染症、HTLV、臓器拒絶反応、移植片対宿主病、自己免疫性甲状腺疾患、多発性硬化症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病を含む神経変性疾患、全身性エリテマトーデス(SLE)、自己炎症性疾患、炎症性腸疾患(IBD)、クローン病、糖尿病、軟骨炎、関節炎、関節リウマチ、若年性関節炎、若年性関節リウマチ、若年性関節リウマチ、多関節型若年性関節リウマチ、全身発症型若年性関節リウマチ、若年性強直性脊椎炎、若年性腸炎性関節炎、若年性反応性関節炎、若年性ライター症候群、SEA症候群、若年性皮膚筋炎、若年性乾癬性関節炎、若年性強皮症、若年性全身性エリテマトーデス、若年性血管炎、少関節型関節リウマチ、多関節型関節リウマチ、全身発症型関節リウマチ、強直性脊椎炎、腸炎性関節炎、反応性関節炎、ライター症候群、SEA症候群、乾癬、乾癬性関節炎、皮膚炎(湿疹)、剥脱性皮膚炎またはアトピー性皮膚炎、毛孔性紅色粃糠疹、ばら色粃糠疹、類乾癬、苔癬状粃糠疹、扁平苔癬、光沢苔癬、魚鱗癬様皮膚疾患、角化症、皮膚疾患、円形脱毛症、壊疽性膿皮症、白斑、類天疱瘡、蕁麻疹、汗孔角化症、関節リウマチ;脂漏性皮膚炎、日光皮膚炎;脂漏性角化症、老人性角化症、日光角化症、光線角化症、毛包性角化症;尋常性ざ瘡;ケロイド;母斑;疣、コンジローマまたは尖圭コンジローマを含む疣贅、およびヒトパピローマウイルス(HPV)感染症より選択される、本発明1016~1018のいずれかの方法。
[式中:
・ a、b、c、d、e、f、g、h、およびiの各々は、0または1より個々に選択され;
・ AA1は、A(野生型、a=1)であるか、または欠失しており(a=0);
・ AA2は、P(野生型、b=1)であるか、または欠失しており(b=0);
・ AA3は、T(野生型、c=1)、C、A、G、Q、E、N、D、R、K、Pであるか、または欠失しており(c=0);
・ AA4は、S(野生型、d=1)であるか、または欠失しており(d=0);
・ AA5は、S(野生型、e=1)であるか、または欠失しており(e=0);
・ AA6は、S(野生型、f=1)であるか、または欠失しており(f=0);
・ AA7は、T(野生型、g=1)であるか、または欠失しており(g=0);
・ AA8は、K(野生型、h=1)であるか、または欠失しており(h=0);
・ AA9は、K(野生型、i=1)であるか、または欠失しており(i=0);
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTであり;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFであり;
・ AA35は、K(野生型)またはEであり;
・ AA38は、R(野生型)、WまたはGであり;
・ AA39は、M(野生型)、LまたはVであり;
・ AA55は、H(野生型)またはYであり;
・ AA69は、V(野生型)またはAであり;
・ AA74は、Q(野生型)、P、N、H、Sであり;
・ AA80は、L(野生型)、FまたはVであり;
・ AA81は、R(野生型)、I、DまたはTであり;
・ AA85は、L(野生型)またはVであり;
・ AA86は、I(野生型)またはVであり;
・ AA89は、I(野生型)またはVであり;
・ AA91は、V(野生型)、RまたはKであり;
・ AA92は、I(野生型)またはFであり;
・ AA97は、K(野生型)またはQであり;
・ AA104は、M(野生型)またはAであり;
・ AA109は、D(野生型)、C、または活性化した側鎖を有する非天然アミノ酸であり;
・ AA113は、T(野生型)またはNであり;
・ AA125は、C(野生型)、AまたはSであり;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTであり;
・ AA130は、S(野生型)、T、GまたはRであるが;
但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない]
に従うアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供する。
ある態様では、本発明のIL2ムテイン(当該IL2ムテインの融合タンパク質を含む)は、1つまたは複数の遷移金属キレートポリペプチド配列を有する融合タンパク質として発現する。そのような遷移金属キレートドメインの組み入れは、1986年2月11日に発行されたSmithら、米国特許第4,569,794号に記載されたような精製固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)を容易にする。本発明の実施に有用な遷移金属キレートポリペプチドの例は、Smithら、前記および1995年5月10日に発行されたDobeliら、米国特許第5,320,663号に記載されており、これらの全教示は、参照により本明細書に組み入れられる。本発明の実施に有用な特定の遷移金属キレートポリペプチドは、3~6つの連続ヒスチジン残基(SEQ ID NO: 98)、例えば6-ヒスチジンペプチド(His)6 (SEQ ID NO: 99)を含むペプチドであり、当技術分野においてしばしば「Hisタグ」と称される。
ヒトIL2 DNAオープンリーディングフレーム(「ORF」)(Genbank NM_000586.3)を合成し(Life Technologies GeneArt Service, Carlsbad, CA)、これを、Platinum SuperFi II DNAポリメラーゼキット(カタログ番号12361050として市販、ThermoFisher)を使用し、製造者のプロトコルに実質的に従い、NheI制限部位を組み入れるプライマー 5’ TATAGTCAGCGCCACcCATGTACAGGATGCAACTCCTGTC 3’(SEQ ID NO: 100)およびApaI制限部位を組み入れるプライマー 5’ TATAGGGCCCTATCAAGTCAGTGTTGAGATG 3’(SEQ ID NO: 101)を使用するPCRにより増幅した。PCR断片を1% アガロースゲル(アイテム#54803, Lonza, Rockland, ME)上で視覚化し、ゲルから切り出し、QIAquick PCR精製キット(カタログ番号28106として市販、Qiagen、Germany)を使用して製造者のプロトコルに従って精製した。
Claims (19)
- 以下の式のアミノ酸配列を含むポリペプチド:
式中:
・ a、b、c、d、e、f、g、h、およびiの各々は、0または1より個々に選択され;
・ AA1は、A(野生型、a=1)であるか、または欠失しており(a=0);
・ AA2は、P(野生型、b=1)であるか、または欠失しており(b=0);
・ AA3は、T(野生型、c=1)、C、A、G、Q、E、N、D、R、K、Pであるか、または欠失しており(c=0);
・ AA4は、S(野生型、d=1)であるか、または欠失しており(d=0);
・ AA5は、S(野生型、e=1)であるか、または欠失しており(e=0);
・ AA6は、S(野生型、f=1)であるか、または欠失しており(f=0);
・ AA7は、T(野生型、g=1)であるか、または欠失しており(g=0);
・ AA8は、K(野生型、h=1)であるか、または欠失しており(h=0);
・ AA9は、K(野生型、i=1)であるか、または欠失しており(i=0);
・ AA18は、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTであり;
・ AA22は、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFであり;
・ AA35は、K(野生型)またはEであり;
・ AA38は、R(野生型)、WまたはGであり;
・ AA39は、M(野生型)、LまたはVであり;
・ AA55は、H(野生型)またはYであり;
・ AA69は、V(野生型)またはAであり;
・ AA74は、Q(野生型)、P、N、H、Sであり;
・ AA80は、L(野生型)、FまたはVであり;
・ AA81は、R(野生型)、I、DまたはTであり;
・ AA85は、L(野生型)またはVであり;
・ AA86は、I(野生型)またはVであり;
・ AA89は、I(野生型)またはVであり;
・ AA92は、I(野生型)またはFであり;
・ AA97は、K(野生型)またはQであり;
・ AA104は、M(野生型)またはAであり;
・ AA109は、D(野生型)、C、または活性化した側鎖を有する非天然アミノ酸であり;
・ AA113は、T(野生型)またはNであり;
・ AA125は、C(野生型)、AまたはSであり;
・ AA126は、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTであり;
・ AA130は、S(野生型)、T、GまたはRであるが;
但し、AA18がRでありかつAA22がEである場合は、AA126は、H、M、K、C、D、E、G、I、R、S、およびTのいずれでもない。 - ・ AA18が、L(野生型)またはR、L、G、M、F、E、H、W、K、Q、S、V、I、Y、H、DもしくはTからなる群より選択され;
・ AA22が、Q(野生型)またはF、E、G、A、L、M、F、W、K、S、V、I、Y、H、R、N、D、T、もしくはFからなる群より選択され;
・ AA126が、Q(野生型)またはH、M、K、C、D、E、G、I、R、S、もしくはTからなる群より選択される、
請求項1記載のポリペプチド。 - a=0である、請求項1または2記載のポリペプチド。
- L18R、Q22E、およびQ126M;L18R、Q22E、Q126T;L18R;Q22E;Q126H;L18RおよびQ126H;Q22EおよびQ126H;L18G、Q22E、およびQ126H;L18A、Q22E、およびQ126H;L18M、Q22E、およびQ126H;L18F、Q22E、およびQ126H;L18W、Q22E、およびQ126H;L18K、Q22E、およびQ126H;L18Q、Q22E、およびQ126H;L18E、Q22E、およびQ126H;L18S、Q22E、およびQ126H;L18V、Q22E、およびQ126H;L18I、Q22E、およびQ126H;L18Y、Q22E、およびQ126H;L18H、Q22E、およびQ126H;L18N、Q22E、およびQ126H;L18D、Q22E、およびQ126H;L18T、Q22E、およびQ126H;L18R、Q22G、およびQ126H;L18R、Q22A、およびQ126H;L18R、Q22L、およびQ126H;L18R、Q22M、およびQ126H;L18R、Q22F、およびQ126H;L18R、Q22W、およびQ126H;L18R、Q22K、およびQ126H;L18R、Q22S、およびQ126H;L18R、Q22V、およびQ126H;L18R、Q22I、およびQ126H;L18R、Q22Y、およびQ126H;L18R、Q22H、およびQ126H;L18R、Q22R、およびQ126H;L18R、Q22N、およびQ126H;L18R、Q22D、およびQ126H;ならびにL18R、Q22T、およびQ126Hからなる群より選択される変異のセットを含む、請求項1~3のいずれか一項記載のポリペプチド。
- PEG化されている、請求項1~4のいずれか一項記載のポリペプチド。
- 前記ポリペプチドがPEG化されており、当該PEG化されているポリペプチドのPEG部分が約10kD~約70kDの分子量を有する、請求項1~5のいずれか一項記載のポリペプチド。
- 融合タンパク質である、請求項1~6のいずれか一項記載のポリペプチド。
- 前記融合タンパク質がFcドメインを含む、請求項7記載のポリペプチド。
- 請求項1~8のいずれか一項記載のポリペプチドをコードする、核酸。
- DNAである、請求項9記載の核酸。
- 請求項9または10記載の核酸を含む、組み換え発現ベクター。
- ウイルスベクターである、請求項11記載のベクター。
- 非ウイルスベクターである、請求項11記載のベクター。
- 請求項11~13のいずれか一項記載のベクターにより形質転換された、宿主細胞。
- 請求項1~8のいずれか一項記載のポリペプチド、請求項9および10記載の核酸、または請求項11~13記載のベクターを含む、薬学的製剤。
- 治療有効量の請求項15記載の薬学的製剤を投与する段階を含む、自己免疫性もしくは炎症性の疾患、障害、もしくは状態、またはウイルス感染症を患っている哺乳動物対象を治療する方法。
- コルチコステロイド、ヤヌスキナーゼ阻害剤、カルシニューリン阻害剤、mTor阻害剤、IMDH阻害剤、生物製剤、ワクチン、および治療用抗体からなる群より選択される1つまたは複数の補助作用物質を投与する段階をさらに含む、請求項16記載の方法。
- 前記治療用抗体が、BLyS、CD11a、CD20、CD25、CD3、CD52、IgEIL-12/IL-23、IL-17a、IL-1β、IL-4Rα、IL-5、IL-6R、インテグリン-α4β7、RANKL、TNFα、VEGF-A、およびVLA-4からなる群より選択されるタンパク質と結合する抗体である、請求項17記載の方法。
- 前記疾患、障害、または状態が、ウイルス感染症、ヘリコバクターピロリ(heliobacter pylori)感染症、HTLV、臓器拒絶反応、移植片対宿主病、自己免疫性甲状腺疾患、多発性硬化症、アレルギー、喘息、アルツハイマー病を含む神経変性疾患、全身性エリテマトーデス(SLE)、自己炎症性疾患、炎症性腸疾患(IBD)、クローン病、糖尿病、軟骨炎、関節炎、関節リウマチ、若年性関節炎、若年性関節リウマチ、若年性関節リウマチ、多関節型若年性関節リウマチ、全身発症型若年性関節リウマチ、若年性強直性脊椎炎、若年性腸炎性関節炎、若年性反応性関節炎、若年性ライター症候群、SEA症候群、若年性皮膚筋炎、若年性乾癬性関節炎、若年性強皮症、若年性全身性エリテマトーデス、若年性血管炎、少関節型関節リウマチ、多関節型関節リウマチ、全身発症型関節リウマチ、強直性脊椎炎、腸炎性関節炎、反応性関節炎、ライター症候群、SEA症候群、乾癬、乾癬性関節炎、皮膚炎(湿疹)、剥脱性皮膚炎またはアトピー性皮膚炎、毛孔性紅色粃糠疹、ばら色粃糠疹、類乾癬、苔癬状粃糠疹、扁平苔癬、光沢苔癬、魚鱗癬様皮膚疾患、角化症、皮膚疾患、円形脱毛症、壊疽性膿皮症、白斑、類天疱瘡、蕁麻疹、汗孔角化症、関節リウマチ;脂漏性皮膚炎、日光皮膚炎;脂漏性角化症、老人性角化症、日光角化症、光線角化症、毛包性角化症;尋常性ざ瘡;ケロイド;母斑;疣、コンジローマまたは尖圭コンジローマを含む疣贅、およびヒトパピローマウイルス(HPV)感染症より選択される、請求項16~18のいずれか一項記載の方法。
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