JP6113668B2 - 無症候性脳虚血及び他の器官の虚血の処置のための第xii因子阻害剤 - Google Patents

無症候性脳虚血及び他の器官の虚血の処置のための第xii因子阻害剤 Download PDF

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Description

本出願は、無症候性(silent)脳虚血及び他の器官の虚血、医学的手技を受ける患者において第XII因子阻害剤を投与する方法、並びに無症候性脳虚血及び他の器官における虚血を研究するため、かつ有望な治療剤を評価するために有用である動物モデルに関する。
無症候性脳虚血(SBI)は、医学的手技、特に血管の手技及び手術の副作用である脳における小さな虚血傷害の状態である。虚血はまた他の器官でも起こり得る。医学的手技の間に動脈循環中に誤って放出された外来性又は内在性のいずれか物質がSBI又は他の器官の虚血、例えばびまん性塞栓性虚血を生じ得る。SBIは不均質性の症候群であり、塞栓の正確な源は変化し得る。例えば、SBI又は他の器官の虚血を引き起こす塞栓又は微小塞栓は、泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液及び/又はデブリを含む多様な物質から構成され得る。通常、虚血傷害はびまん性である。SBIにおいて、脳の領域に微小塞栓がたくさん生じ(showered)そして個々の病巣は従来の磁気共鳴画像法(MRI)を用いて検出することが困難である。例えば、微小塞栓のシグナルは、造影剤の注射の間、及び血管の調査の間に発見される(非特許文献1)。SBIにおける組織損傷の正確な機構は未知である(非特許文献1)。
この傷害のびまん性に起因して、SBIを有する患者は通常、脳卒中におけるような局所的で明らかに確定される神経学的な障害がない。しかし、行動の変化、神経心理学的欠損及び悪化した血管性認知症が大手術(例えば、冠動脈バイパス、弁置換手術、頸動脈内膜切除又はステント留置)の後に多数の患者において、血管インターベンション、冠動脈造影、動脈ライン又は集中治療室における大動脈内カウンターパルセイション装置を用いる多くの患者において頻繁に観察される。これらの症状は医学的手技の後で非常に一般的であるが、手技に直接関連していると見られることは稀である。次第に高感度の画像化モダリティ、例えば拡散強調MRI(DWI)が出現するにつれて、麻痺又は感受性欠損のような明白な臨床症状を伴わないで存在する脳に対する損傷が次第に認知されてきた。
特に心臓及び血管構造を含む手術及び手技を受けた患者の45%までがSBIを発症する。1年で米国において200万回超行われる冠動脈造影は、11−15%のSBIの危険性を有する(非特許文献1)。診断的血管造影を受けた患者の26%まで、頸動脈ステント留置を受けた患者の54%まで、及び心臓手術後の患者の45%までがSBIを罹患し得る(非特許文献1)。
SBIの臨床症状には、認知低下の増加した危険性、脳卒中の増加した危険性、及び認知症の悪化に加えて行動的及び神経心理学的な変化が含まれる(非特許文献2;非特許文献3)。SBIの存在は、60〜90歳の年齢の患者において認知症の危険性を倍より多く増加させ、かつ全体の認知機能の急激な低下及び神経心理学的試験における悪化した成績を生じると示されてきた(非特許文献2;非特許文献4)。
SBIは臨床的脳卒中とは異なるものである。臨床的脳卒中は、特徴がはっきりした神経学的障害を生じ、そしてしばしば脳に酸素化された血液を供給する動脈における脆弱なプラークの突発的崩壊を含むか、又は心房細動により引き起こされる心臓からの血栓塞栓症に起因する。脳卒中と対照的に、SBIの危険性がある患者は、原因となる動脈硬化性疾患又は脳卒中若しくは血栓症の危険因子を有していないかもしれない。血管手技を受ける患者には、例えば先天性心疾患を有する患者が含まれ得る。それ以外は健常なこのような患者は、医学的手技の間に導入される微小塞栓の副作用としてSBIの危険性をなお有する(非特許文献5)。従って、SBIの予防的治療又は処置から利益を受ける患者人口は、血管系の構造との接触を含む医学的手技を受ける患者を含む。
ヘパリンは動脈内脳血管造影により引き起こされる臨床的無症候性塞栓事象を減少することが示されているが(非特許文献6)、頭蓋外及び頭蓋内の出血合併症の比較的高い危険性を有する。さらに、異なる種類の塞栓により引き起こされる異なるSBI事象が類似した分子機構を含むか、かつ/又は類似した治療剤を使用して処置可能であるかどうかは不明である。望ましい治療は、泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液及び/又はデブリから構成される微小塞栓を含む全ての種類の塞栓により引き起こされる虚血傷害を減少させるが、ヘパリンのように止血には影響しない。従って、原因に関係なく、SBI及び他の器官の虚血、例えばびまん性塞栓性虚血のための有効かつ安全な処置が必要とされる。SBIを研究し、かつ処置を評価するための動物モデルの開発は、明らかな脳卒中を引き起こすことなくびまん性微小傷害を生成する必要があるため困難であった。従って、SBIの現実的な動物モデルは、なお組織損傷の分子機構を研究し、かつ治療剤候補を評価する必要がある。
第XII因子(FXII)は、内在性凝固カスケードの活性化に関与するセリンプロテアーゼである。近年、マウスにおける第XII因子の欠損又は阻害が脳卒中モデルにおける脳損傷を減少させ、そして動脈血栓形成に対して保護的であるが、出血の危険性を増加させないということが見出された(特許文献1;特許文献2;非特許文献7;非特許文献8)。FXII欠損マウスと同様に、FXIIを欠損したヒトは、大外科手術手技の間でさえ、異常な出血素因に苦しめられない(非特許文献9;非特許文献10;非特許文献11)。
近年インフェスチン−4は、活性化FXII(FXIIa)の新規な阻害剤であることが報告された。インフェスチンは、シャーガス病を引き起こすことが知られている寄生生物クルーズトリパノソーマ(Trypanosoma cruzi)の主要なベクターである吸血昆虫のサシガメ(Triatoma infestans)の中腸由来のセリンプロテアーゼ阻害剤のクラスである(非特許文献12;非特許文献13)。この昆虫はこれらの阻害剤を、摂取した血液の凝固を防ぐために使用する。インフェスチン遺伝子は、凝固経路において異なる因子を阻害し得るタンパク質を生じる4つのドメインをコードする。特に、ドメイン4は、FXIIaの強力な阻害剤であるタンパク質(インフェスチン−4)をコードする。インフェスチン−4は出血の合併症なくマウスに投与されてきた(特許文献2)。
WO 2006/066878 WO 2008/098720
Bendszus M and Stoll G、5 Lancet Neurol.364−372、2006 Vermeer SE et al.34 Stroke 1126−1129、2003 Kobayashi S et al.28 Stroke 1932−1939、1997 Lopez OL et al.60 Arch.Neurol.1394−1399、2003 Harrison’s Principles of Internal Medicine 16th Ed.(Kasper DL、Fauci、AS、Longo、DL、Braunwald E、Hauser SL、Jameson JL eds.、2005) Bendszus et al.、Circulation 110:2110−2115、2004 Kleinschnitz C et al.203 J.Exp.Med.513−518、2006 Renne T et al.202 J.Exp.Med.271−281、2005 Ratnoff OD and Colopy JE、34 J.Clin.Invest.602−613、1955 Colman RW、Hemostasis and Thrombosis.Basic Principles & Clinical Practice 103−122 (Colman RW、Hirsch J、Mader VJ、Clowes AW、George J eds.、Lippincott Williams & Wilkins、Philadelphia、2001) Schmaier AH,118 J.Clin.Invest.3006−3009、2008 Campos ITN et al.32 Insect Biochem.Mol.Bio.991−997、2002 Campos ITN et al.577 FEBS Lett.512−516、2004
SBI及び他の器官における虚血(びまん性塞栓性虚血を含む)に至る不均一機構にもかかわらず、本出願の実施態様は、SBI及び他の器官における虚血を処置するための、FXII阻害剤、特にインフェスチン−4を含むタンパク質及びその変異体を提供する。さらに、本出願は、医学的手技の間に循環中に進入し得る様々な種類の塞栓を模倣したSBIの動物モデルを提供する。本明細書において記載される動物モデルは、SBIを研究し、そして治療剤候補を評価するためのツールとして有用であり得る。
要旨
本出願は、医学的手技を受ける患者において第XII因子(FXII)阻害剤を投与する方法を提供し、ここで該医学的手技は:心臓;大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管;並びに患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管のうちの少なくとも1つとの接触を含む。医学的手技は、標的器官における虚血を生じ得る身体中の該血管の少なくとも1つにおける少なくとも1つの塞栓の除去を含み、そしてここでFXII阻害剤の投与は該医学的手技の前、該医学的手技の間、かつ/又は該医学的手技の後である。「FXII阻害剤」は、第XII因子及び活性化第XII因子(FXIIa)のいずれか又は両方の阻害剤を指す。
塞栓は、様々な物質から構成され得る。例えば、塞栓は、泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液及び/又はデブリから構成される。一実施態様において、塞栓は血栓ではない。
一実施態様において、標的器官は脳であり、そして患者は、(i)無症候性脳虚血、又は(ii)非血栓溶解性(nonthrombolysable)物質により引き起こされる脳卒中を有しているか、有していたことがあるか、又はそれらの危険性がある。別の実施態様において、標的器官は心臓、腎臓、肝臓及び/若しくは消化管器官(食道、胃、小腸、及び/又は大腸(結腸及び/又は直腸を含む)を含む)である。
一実施態様において、医学的手技は、前記血管の少なくとも1つの内側との接触を含む。別の実施態様にいて、医学的手技は前記血管の少なくとも1つ又はそれ以上をクランプすることを含む。
一実施態様において、医薬的手技は血管手術である。特定の実施態様において、医学的手技は、冠動脈造影、頸動脈ステント留置、経皮的冠動脈形成、頸動脈内膜切除、心臓血管手術である。別の実施態様において、医学的手技は狭窄した腎動脈の拡張である。一実施態様において、医学的手技は診断上の血管手技である。特定の実施態様において、医学的手技は、カテーテル、ステント、バルーン及び/又は移植片のうちのいずれか1つ又はそれ以上を含む血管手技である。別の実施態様において、特に、造影剤の注射は気泡を不注意に生じ、かつ/又はデブリを遊離させ得るので、医学的手技は、造影剤を投与することを含む。
一実施態様において、FXII阻害剤は、野生型インフェスチン−4(配列番号1)ポリペプチド配列、又はその変異体を含む。別の実施態様において、インフェスチン−4の変異体は、野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13、及び野生型インフェスチン−4配列との差異を生じる該N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異、並びに/又は6個の保存的システイン残基及び野生型インフェスチン−4配列に対する少なくとも70%の相同性を含む。図2を参照のこと。別の実施態様において、FXII阻害剤は、膵臓で発現されるヒトタンパク質であるSPINK−1(配列番号2)を含み、これは野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13を含むように変異されるか(配列番号3で示される)、又は該変異SPINK−1の変異体である。特定の実施態様において、該変異SPINK−1の変異体は、野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13を含み、そして野生型SPINK−1配列との差異を生じ、かつ野生型インフェスチン−4配列に対する変異体の相同性を増加させる、該N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までの変異を有し、かつ/又は6個の保存的システイン残基及び野生型SPINK−1配列に対する少なくとも70%の相同性を含む。一実施態様において、FXII阻害剤はSPINK K1、K2、又はK3(配列番号3、4又は5)である。
別の実施態様において、FXII阻害剤は、AT III阻害剤、アンギオテンシン変換酵素阻害剤、C1阻害剤、アプロチニン、アルファ−1プロテアーゼ阻害剤、アンチパイン ([(S)−1−カルボキシ−2−フェニルエチル−カルバモイル−L−Arg−L−Val−アルギナール(Arginal))、Z−Pro−Proアルデヒド−ジメチルアセテート、DX88、ロイペプチン、プロリルオリゴペプチダーゼの阻害剤、例えばFmoc−Ala−Pyr−CN、トウモロコシ−トリプシン阻害剤、ウシ膵臓トリプシン阻害剤の変異体、エコチン、YAP(コガネガレイ(yellowfin sole)抗凝固タンパク質)、西洋カボチャ(Cucurbita maxima)トリプシン阻害剤−V(西洋カボチャイソ阻害剤(isoinhibitors)から選択される。
さらに別の実施態様において、FXII阻害剤は抗FXII抗体である。抗FXII抗体は、FXII及び/又はFXIIaに結合し、かつ阻害する抗体を指す。
特定の実施態様において、FXII阻害剤は半減期増強ポリペプチド(HLEP)に連結される。一実施態様において、HLEPは、例えばアルブミン、アファミン(afamin)、アルファ−フェトプロテイン又はビタミンD結合タンパク質であり得る。一実施態様において、HLEPはヒトアルブミン又はその変異体であり得る。他の実施態様において、HLEPは免疫グロブリンである。免疫グロブリン部分はIgG由来のFcであり得る。
別の実施態様において、FXII阻害剤はリンカーを介してHLEPに連結される。一実施態様において、リンカーは切断可能であり得る。特定の実施態様において、リンカーは、内在性、外因性、及び/又は共通の凝固経路の凝固プロテアーゼにより切断される。一実施態様において、リンカーはFXIIaにより切断される。
本出願の別の局面は、手技を含むSBIの動物モデルに関し、ここで該手技は、脳における虚血傷害を生じ得る動物の動脈系中への少なくとも1つの塞栓の放出、及び脳における虚血傷害の適応について動物を評価することを含む。虚血傷害は臨床的に無症候である。この文脈における用語「放出」又は「放出すること」は、塞栓の外部供給源を動物の動脈系中に供給すること、及び塞栓を内部で生成する技術を使用することの両方を包含するが、血栓を生成するために血管中に糸を挿入することは包含しない。一実施態様において、手技は塞栓を動脈系中に放出することを含む。一実施態様において、手技は塞栓を頸動脈中に放出することを含む。特定の実施態様において、手技はカテーテルを使用して塞栓を放出することを含む。別の実施態様において、手技はクランプすること及び/又は手術を含む。一実施態様において、動物モデルは、心臓及び/又は腎臓を含む他の標的器官における虚血傷害について動物を評価することを含む。一実施態様において、手技は血栓を生成するために糸を血管中に挿入することを含まない。一実施態様において、手技は動物において脳卒中を引き起こさない。
一実施態様において、塞栓は蛍光物質を含む。特定の実施態様において、塞栓は非血栓溶解性物質(その塞栓が血栓溶解剤を使用して溶解されないかもしれないということを意味する)から構成される。このような実施態様において、塞栓は血栓ではない。例えば、塞栓は、ポリマー、泡、オイル、脂肪、コレステロール、及び/又はデブリから構成され得る。一実施態様において、塞栓はマイクロビーズ(マイクロスフェア又はマイクロパーティクルを含む)。塞栓は、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、又は100%の非血栓溶解性物質(単数又は複数)から構成され得る。別の実施態様において、塞栓は凝固血液から構成される。実施態様において、評価は画像化法及び/又は組織学を含む。一実施態様において、画像化法はMRI及び/又はSPECTを含む。一実施態様において、動物モデルはマウスである。別の実施態様において、動物モデルはラットである。
別の実施態様において、動物モデルはSBIを減少させる治療剤候補を評価するためのものである。この実施態様において、治療剤は動物に投与され、そして脳における虚血傷害を減少させるその能力について試験される。別の実施態様において、治療剤は動物に投与され、そして他の標的器官における虚血傷害(びまん性塞栓性虚血を含む)を減少させるその能力について試験される。特定の実施態様において、治療剤候補は凝固経路の阻害剤である。一実施態様において、治療剤はFXII阻害剤である。一実施態様において、治療剤は抗体である。別の実施態様において、治療剤はタンパク質、ペプチド、核酸、又は小分子である。実施態様において、治療剤候補は手技の前、間かつ/又は後に動物に投与される。
一実施態様において、MRI及び/又はSPECTイメージングを含む画像化法が、FXII阻害剤の開発のために、標的器官における虚血傷害を評価するために使用される。画像化法は、FXII阻害剤の投与の前、かつ/又は後に行われる。一実施態様において、標的器官は脳である。
さらなる実施態様は以下の項目において説明される。
項目1.医学的手技を受ける患者における虚血の予防及び/又は処置における使用のための第XII因子(FXII)阻害剤であって、ここで該医学的手技は:
(a) 心臓、
(b) 大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は心臓に対して近位の動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管、
(c) 患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管;
のうちの少なくとも1つとの接触を含み、
そしてここで該医学的手技が、少なくとも1つの標的器官における該虚血を生じ得る身体中の該血管の少なくとも1つにおける少なくとも1つの塞栓の放出を含み、そしてここでFXII阻害剤は該医学的手技の前、該医学的手技の間、かつ/又は該医学的手技の後に投与される。
項目2.塞栓が、泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液及び/又はデブリから構成される、項目1に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目3.標的器官が:
(a) 脳[ここで患者は:無症候性脳虚血、又は非血栓溶解性物質により引き起こされる脳卒中を有しているか、有していたことがあるか、又はそれらの危険性がある];
及び/又は
(b) 心臓、腎臓、肝臓;及び/若しくは消化管器官
である、項目1又は2に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目4.医学的手技が、
(i) 前記血管の少なくとも1つ若しくはそれ以上の内側との接触;
(ii) 前記血管の少なくとも1つ若しくはそれ以上をクランプすること;
(iii) カテーテル、ステント、バルーン、移植片、及び/若しくは造影剤の投与のうちのいずれか1つ若しくはそれ以上を含む血管手技;
(iv) 血管手術、及び/若しくは診断上の血管手技;及び/又は
(v) 冠動脈造影、頸動脈ステント留置、経皮的冠動脈形成、頸動脈内膜切除、心臓血管手術、若しくは狭窄した腎動脈の拡張
を含む、項目1〜3のいずれか1項に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目5.第XII因子阻害剤が、
(i) 野生型インフェスチン−4ポリペプチド配列(配列番号1)、又はその変異体[ここで変異体は、
(a) 野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13、及び野生型インフェスチン−4配列との差異を生じる、該N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異;
及び/又は
(b) 6つの保存的システイン残基、及び野生型インフェスチン−4配列に対する少なくとも70%の相同性
を含む]、
(ii) 野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13を含むように変異されたSPINK−1(配列番号2)、又は該変異SPINK−1の変異体[ここで変異体は、
(a) 野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13、及び野生型SPINK−1配列との差異を生じ、かつ野生型インフェスチン−4配列に対する変異体の相同性を増加させる、該N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異;
及び/又は
(b) 6つの保存的システイン残基、及び野生型SPINK−1配列に対する少なくとも70%の相同性
を含む]、
(iii) AT III阻害剤、アンジオテンシン変換酵素阻害剤、C1阻害剤、アプロチニン、アルファ−1プロテアーゼ阻害剤、アンチパイン([(S)−1カルボキシ−2−フェニルエチル]−カルバモイル−L−Arg−L−Val−アルギナール)、Z−Pro−Pro−アルデヒド−ジメチルアセテート、DX88、ロイペプチン、Fmoc−Ala−Pyr−CNのようなプロリルオリゴペプチダーゼの阻害剤、トウモロコシ−トリプシン阻害剤、ウシ膵臓トリプシン阻害剤の変異体、エコチン、YAP(コガネガレイ抗凝固性タンパク質)及び西洋カボチャトリプシン阻害剤−V、西洋カボチャイソ阻害因子、及び/若しくはPro−Phe−Arg−クロロメチル−ケトン(PCK);及び/又は
(iv) 抗FXII抗体[ここで抗体はFXIIに結合し、かつその活性及び/又は活性化を阻害する]
を含む、項目1〜4のいずれか1項に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目6.変異SPINK−1の変異体が、SPINK K1、K2、又はK3(配列番号:3、4、又は5)である、項目5に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目7.FXII阻害剤が半減期増強ポリペプチドに連結されており、ここで半減期増強ポリペプチドは、場合により:
(i) アルブミン、アファミン、アルファ−フェトプロテイン若しくはビタミンD結合タンパク質;又は
(ii) ヒトアルブミン、若しくはその変異体;又は
(iii) 免疫グロブリン若しくはその変異体;又は
(iv) IgGのFc
である、項目1〜5のいずれか1項に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目8.半減期増強ポリペプチドがリンカーを介してFXII阻害剤に連結されており、ここでリンカーが、場合により内在性、外因性、又は共通の凝固経路の凝固プロテアーゼにより切断可能である、項目7に従う使用のための第XII因子阻害剤。
項目9.第XII因子阻害剤の開発のための画像化方法の使用であって、第XII因子阻害剤候補を投与すること、並びに動物の標的器官における虚血に対する第XII因子阻害剤候補の効果を、放射線学又は核医学、例えばCT(場合によりSPECT−CT及び/又はFMT−CT);MRI(場合により拡散強調MRI(DWI)及び/又はfMRI);PET;光学的画像(場合により蛍光反射率画像化(fluorescence reflectance imaging);超音波、顕微鏡法、蛍光透視法、オートラジオグラフィ、及び/又は蛍光体画像化(phosphor imaging))を使用して評価することを含み、ここで虚血は塞栓により引き起こされ、かつ
(i) 標的器官は、脳、腎臓、肝臓、及び/又は消化管器官であり、そして
(ii) 標的器官が脳である場合、さらにここで、虚血傷害は臨床的に無症候性で、かつ/又は塞栓は非血栓溶解性である、
上記使用。
項目10.第XII因子阻害剤の開発のための組織学的方法の使用であって、第XII因子阻害剤候補を投与すること、並びに動物の標的器官における虚血に対する第XII因子阻害剤の効果を、TTC染色、免疫組織化学及び/又は組織化学を使用して評価することを含み、ここで虚血は塞栓により引き起こされ、かつ
(i) 標的器官は、脳、心臓、腎臓、肝臓及び/又は消化管器官であり、そして
(ii) 標的器官が脳である場合、さらにここで虚血傷害は臨床的に無症候性であり、かつ/又は塞栓は非血栓溶解性である、上記使用。
項目11.虚血の動物モデルであって、
(a) 少なくとも1つの標的器官において虚血傷害を生じ得る、動脈系における少なくとも1つの塞栓を故意に放出すること含む手技[ここで
(i) 標的器官は脳、心臓、腎臓、肝臓及び/又は消化管器官であり;かつ
(ii) 標的器官が脳である場合、さらに虚血傷害が臨床的に無症候性でありかつ/又は塞栓は非血栓溶解性である];
及び
(b) 標的器官における虚血傷害の適応について動物を評価すること
を含む、上記動物モデル。
項目12.手技が、
(i) 塞栓を血管中に放出すること;
(ii) 塞栓を動脈中に放出すること;
(iii) 心臓、大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/若しくは頭部から心臓への動脈系の血管中に塞栓を放出すること;及び/又は
(iv) 頸動脈中に塞栓を放出すること
を含む、項目9〜11に記載の方法。
項目13.評価工程が、磁気共鳴画像法、及び/又はSPECTイメージングを含む、項目9又は11に記載の方法。
項目14.(i) 治療剤候補が、標的器官における虚血傷害を減少させる能力について試験され、ここで治療剤候補は手技の前、間、かつ/若しくは後に動物に投与され;かつ/又は
(ii) 治療剤候補が凝固経路の阻害剤である、
虚血を処置するための治療剤候補を評価するための、項目9〜11に記載の方法。
項目15.治療剤候補が、
(i) FXII阻害剤又は
(ii) 抗体又は
(iii) 小分子
である、項目9〜14に記載の方法。
本出願にける実施態様のさらなる目的及び利点は、以下の説明において一部表され、そしてこの説明から一部明らかとなり、又はそれらは実施において学ばれ得る。実施態様の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘される要素及び組み合わせにより表される。
図面の説明
特許又は出願書類は、少なくとも1つのサイン済みのカラー図面(drawing executed in color)を含む。カラー図面を含むこの特許又は特許出願の複写は、請求及び必要費用の支払いにより官庁により提供される。
サシガメ(R.prolixus)阻害剤とトロンビンとの接触部位及びSPINK−1とキモトリプシンとの接触部位。#はサシガメ(R.prolixus)阻害剤とトロンビンとの間の接触部位であるアミノ酸を示し;+はSPINK−1とキモトリプシンとの間の接触部位であるアミノ酸を示す。 インフェスチン−4(I4)とSPINK−1 (SP)との間のアミノ酸配列類似性。は同一のアミノ酸を示し;|は類似のアミノ酸を示し;太字のアミノ酸は保存的システインであり;インフェスチン−4配列の下線を付したアミノ酸2〜13は保存されている。 インフェスチン−4、SPINK1及び3つのSPINK1変異体(K1、K2、及びK3)のアミノ酸配列。は同一を示し;|はインフェスチン−4配列に関して類似のアミノ酸を示す。I4の下線を付した配列を、SPINK−1の15個のアミノ酸を置き換えるために使用してK1を生成した。変異体K2及びK3は、K1配列に対するさらなる点変異(下線を付したアミノ酸)により生成された。 モデル。(A)注射前のFTC+マイクロビーズの蛍光画像。(B)新鮮なマウス血液から作製されたエクスビボで形成及び標識された凝固血液の蛍光画像。(C) 塞栓の投与を説明する漫画(Cartoon)。送達カテーテルを外頚動脈(ECA)中に挿入する。ICA:内頚動脈、CCA:総頸動脈。注射の間、CCAを一時的に結紮して塞栓を強制的にICA中に送る。(D、E)マイクロビーズ(D)又は凝固血液(E)のいずれかの注射後の脳表面の蛍光画像。 rHA−インフェスチン−4はトリフェニルテトラゾリウムクロライド(TTC)により定量される傷害を減少させる。塞栓の投与の3日後におけるTTC染色による組織損傷の評価を棒グラフで示す。対応する脳断面の代表的なTTCスライス及び蛍光反射率画像を示す。データを平均+標準誤差として示す。p<0.05。 二次出血はrHA−インフェスチン−4により増加されない(3日目)。ビーズ又は凝固血液の注射の3日後における二次出血の評価。1つの代表的な脳スライスをマウスごとに示す。赤い枠は出血が検出されたマウスを示す(矢印)。 rHA−インフェスチン−4は、SPECT−CTにより評価して、凝固血液の投与後に損傷領域においてFXIII活性を減少させる。血漿トランスグルタミナーゼ活性(FXIIIa)を、凝固血液から構成される塞栓の投与の3時間後に評価した。FRI:蛍光反射率画像は、凝固血液の位置を示す。%IDGTは組織1グラムあたりの注射された用量を指す。TBR:標的対バックグラウンド比。データは平均+標準誤差として示される。p<0.05。 rHA−インフェスチン−4は、SPECT−CTにより評価して、マイクロビーズの投与後に損傷領域においてFXIII活性を減少させる。血漿トランスグルタミナーゼ活性(FXIIIa)を、ビーズ塞栓の適用の3時間後に評価した。FRI:蛍光反射率画像はビーズの位置を示す。%IDGTは組織1グラムあたりの注射された用量を指す。TBR:標的対バックグラウンド比。データを平均+標準誤差として示す。p<0.05。 FXIIIの免疫組織化学。ビーズ又は凝固血液の投与の3時間後のFXIIIのの免疫組織化学染色。バーは50μmを指す。 凝固血液の投与後にMRIにより測定してMPO活性の変化はなかった。凝固血液から構成される塞栓の投与の3日後のMPO活性の評価。FRI:蛍光反射率画像は凝固血液の位置を示す。AU:任意単位。CNR:コントラスト対ノイズ比。データを平均+標準誤差として示す。p>0.05。 マイクロビーズの投与後にMRIにより測定してMPO活性の変化はなかった。マイクロビーズ塞栓の投与の3日後のMPO活性の評価。FRI:蛍光反射率画像はビーズの位置を示す。AU:任意単位。CNR:コントラスト対ノイズ比。データを平均+標準誤差として示す。p>0.05。
詳細な説明
本出願の実施態様は、医学的手技を受ける患者において第XII因子(FXII)阻害剤を投与する方法に関し、ここで医学的手技は:心臓;大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管;並びに患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管のうちの少なくとも1つとの接触を含む。医学的手技は、標的器官の虚血を生じ得る、身体中の該血管における少なくとも1つの塞栓の放出、及び医学的手技の前、間、かつ/又は後のFXII阻害剤の投与を含む。虚血は、塞栓が泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液及び/又はデブリから構成されるかどうかに関わらず、様々な種類の塞栓により引き起こされ得る。一実施態様において、標的器官は脳であり、そして患者は、SBIを有しているか、有していたことがあるか、又はSBIの危険性がある。さらに、本出願の実施態様は、SBIの研究のため、及び治療剤候補の評価のために有用であり得るSBIの動物モデルを提供する。
本出願の実施態様の一つの利点は、SBIが一連の医学的手技を受けるか異なる疾患状態を示しているか又は示していない患者において減少され得るということである。特許請求された方法の成功は、以下の手技又は疾患状態のいずれかを患者が有しているか有していないかには依存しない。従って、特許請求された方法の成功は、患者がいずれかの根底にある疾患を有している有していないか、又は例えば根底にある血栓症の危険性を有しているか有していないかには依存しない。実際に、特許請求された方法は、例えば根底にある血栓症の危険性を有していないが、例えば先天性心疾患を修正するための医学的手技を受ける患者において効果的に機能すると考えられる。従って、患者人口は、血栓症の危険性がある患者人口より広く、かつそれ故血栓症の危険性がある患者人口とは異なるものである。本出願は、特定の手技又は疾患状態を有する患者を含むか又は除外する患者人口部分集合を主張することを意図する。
I.定義
本出願において使用される略語「FXII」は、第XII因子及び活性化第XII因子(FXIIa)のいずれか又は両方を指す。従って、用語「FXII阻害剤」は、FXII及びFXIIaのいずれか又は両方の阻害剤を含む。さらに、抗FXII抗体は、FXII及びFXIIaのいずれか又は両方に結合し、かつ阻害する抗体を含む。
本明細書において使用される用語「虚血」は、ヒト患者又は動物における、処置されなければ虚血傷害を生じる、組織又は標的器官への不十分な血液供給の状態を指す。例えば、大脳又は「脳虚血」は、酸素供給が脳組織の要求を満たさないような脳への血液の減少を指す。脳「梗塞」は、虚血又は血流の停止が細胞死を生じるほど十分長く続いた場合に生じ得る死亡脳組織を指す。梗塞はコンピュータ連動断層撮影(CT)又はMRIを使用して特徴づけられ得る。梗塞はまた、びまん性(diffuse)であり、かつ従来のMRIで明白な変化を生じるためには小さ過ぎるとして特徴づけられる小さい虚血傷害又は微小病変により引き起こされる死亡組織を指し得る。このような小さな梗塞は、拡散強調MRIのような高感度の画像化モダリティを用いて可視化され得る。
本明細書において使用される用語「虚血傷害」は、虚血、例えばびまん性若しくは局所虚血、微小傷害、一過性虚血、微小病巣、病巣、微小梗塞又は梗塞の結果としての標的器官に対して起こり得る多様な損傷を指す。虚血傷害はさらに、それらが泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液、及び/又はデブリを含む塞栓により引き起こされ得るという点においてさらに特徴づけられ得る。塞栓のサイズに依存して、異なる事象が生じ得る。例えば、非血栓溶解性(nonthrombolysable)物質(気泡を含む)のような塞栓がより大きい場合、それは脳卒中を引き起こし得る。このような事象は、心臓手術又は動脈内手技の副作用であり得る。気泡のような塞栓がより小さい場合、又は複数の気泡のような複数の小さい塞栓がある場合、それはSBIを引き起こし得る。一実施態様において、例えば脳卒中は気泡から構成される塞栓により引き起こされる。
用語「無症候性(silent)」は、「無症候性脳虚血」(「SBI」)、又は「無症候性脳梗塞」、又は「臨床的に無症候性」に言及する場合、例えば急性かつ顕性の脳卒中を特徴付ける症状、例えば片側不全麻痺、知覚減退、及び/又は失語症のない、脳組織における虚血の状態を指す。脳卒中は、24時間より長く持続する局所的神経障害を生じる脳循環の障害に関連するいずれかの急性臨床事象として定義され得る。SBIは、よりわずかな神経障害に関連し得、これらとしては、限定されないが、行動変化、悪化した認知能力、視野欠損、腕及び足の障害、虚弱、抑うつ性症状、身体機能の低下、及び悪化した血管性認知症が挙げられる。例えば、以前の一過性虚血発作又は脳卒中様の症状に関連する梗塞は、症候性として定義され得るが、一方で対応する脳卒中様の症状のないものは「無症候性」として定義され得る。用語「無症候性」は、全く症状が無いことを意味しない;これは、症状が典型的な脳卒中とは異なり、かつ一般的にはよりかすかなものであり、そして特定の例では他の方法でのみ現れ、それらは高機能の画像化法又は認知試験のようなより徹底的な試験によってのみ検出され得るということを意味する。器官におけるびまん性塞栓性虚血に言及する場合の用語「びまん性」は、器官における1つより多くの位置への塞栓の分散により引き起こされる虚血(すなわち、虚血は局所的ではない)の特徴を指す。
本明細書で使用される用語「減少させること」は、個体若しくは動物におけるSBIの可能性を低下させること、いずれかの症状の重症度を低下させること、及び/又はSBIの危険性がある集団における実際にSBIを有する患者の割合を低下させることを含む。従って、「減少させること」は、SBIの状態を減少させること(decreasing)、低下させること、軽減すること、限定すること、寛解させること、又は改善することを指す。SBIを減少させることは、例えば、SBIの発生に対して保護すること;SBIの危険性を減少させること、それが生じるにつれて、若しくは一旦それが生じてしまった場合にSBIの重症度を減少させること;SBIの損傷を限定すること、例えば虚血傷害が梗塞へと発達することを限定すること;SBIの拡大を減少させること、例えば虚血傷害により影響を受けるか若しくは損傷を受ける脳の領域若しくは血管の量を限定すること;又はSBIに付随する脳における状態、例えば炎症若しくは浮腫を改善することを含み得る。
一実施態様において、患者はSBIを有しているか、有していたことがある。特定の実施態様において、患者はSBIの「危険性がある」。SBIの「危険性がある」患者には:心臓;大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管;並びに患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管のうちの少なくとも1つとの接触を含む医学的手技を受けたことがあるか、受けているか、又は受けるようとしている患者が含まれる。SBIの「危険性がある」患者は、身体中の血管における少なくとも1つの塞栓の放出を含む医学的手技を受けたことがあるか、受けているか、又は受けようとしている。SBIを有するか、有していたことがあるか、又はSBIの「危険性がある」患者へのFXII阻害剤の投与の方法はSBIの発生を限定するため、SBIの損傷の発生を限定するため若しくはSBIの損傷を寛解させるための医学的手技の前、間、かつ/又は後に起こり得る。特定の実施態様において、FXIIを投与しようとする患者はSBIを有している必要は無い。例えば、患者は医学的手技の前にSBIを有していなくてもよいか、若しくは患者が医学的手技の前、間、かつ/又は後にSBIを有しているか否かが未知であってもよいが、これらの場合、患者は医学的手技に起因するSBIの「危険性があり」、従って、FXII阻害剤を投与され得る。特定の実施態様において、患者又は動物は、FXII阻害剤の投与の前、間、かつ/又は後にSBIを有していてもよい。特定の実施態様において、患者又は動物はFXII阻害剤の投与の前、間、かつ/又は後にSBIを有していなくてもよい。
用語「生じ得る」は、標的器官への虚血が、塞栓を生成する手技を受ける患者又は動物、及びFXII阻害剤を与えられていない患者又は動物において発生するという状況を含むことを意味し;これはまた、患者又は動物が以前に又は同時にFXII阻害剤の投与を受けているために標的器官への虚血が患者又は動物において発生しないという状況も含む。虚血(及び虚血が継続した場合に発生するであろういずれかの梗塞)はまた、患者又は動物が、手技の後短時間以内に、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、若しくは30分位内に、1時間以内に、又は手技の終結の2、4、6、8、12、24、28、72、若しくは96時間以内にFXII阻害剤を与えられる場合に発生しないかもしれない。
例えば、動物モデルの一実施態様において、FXII阻害剤は、手技の前、間、かつ/又は手技の短時間(上で定義されたとおり)後で投与され得、従って動物はSBIを発症しないかもしれない。動物モデルの別の実施態様において、FXII阻害剤は手技の後に投与され得、そして動物はSBIを発症するかもしれない。この用語はまた、包含される医学的手技のうちの1つを有する患者のそれぞれかつ全てが、実際には除去された塞栓を有するわけではないという事実も指す。これらの状況のそれぞれが本出願の実施態様に含まれる。
動物被験体における句「無症候性脳虚血を誘導する」は、実施例2A及び上で記載されるように、上記動物が例えば、画像化及び/又は組織学により虚血傷害の適応(例えば脳における梗塞)を有し、かつ症状が臨床的に無症候である方法を指す。
医学的手技を「受ける(receiving)」患者は、医学的手技を受けようとしている患者、医学的手技を受けている患者、又は医学的手技を受けたことがある患者を指す。
「FXII阻害剤が虚血傷害を減少させることを可能にする」において使用される用語「可能にする」は、脳における虚血傷害を減少させるために十分な量で、かつ十分な投与経路を介してFXII阻害剤を投与することとして定義される。用語「減少させる」及び「虚血傷害」は上で定義される。虚血傷害の量は、様々な画像化モダリティーにより評価され得、これらとしては限定されないが、MRI及び/又はCTが挙げられる。
「塞栓」は、血管を閉塞させることができる固体、液体、又は気体から構成されるいずれかの脱離した血管内物質を指す。閉塞は、発生点から離れた部位で起こりえる。塞栓の組成としては、限定されないが、泡若しくはCO2;油、脂肪、コレステロール;デブリ、例えば血管デブリ、例えば石灰化、組織、若しくは腫瘍断片;凝固血液、細菌若しくは寄生体のような生物、若しくは他の感染性因子;又は外来物質が挙げられる。用語「泡」は、空気若しくは他の気体、又は特定の例では、血液でも凝固血液でもない液体から形成される塞栓を含む。泡は球形でも非球形でもよい。一実施態様において、塞栓は血栓ではない。別の実施態様において、塞栓は凝固血液から構成される。用語「微小塞栓」は、本明細書で使用される用語「塞栓」に含まれ、かつ微視的サイズの塞栓を指し、そして上で定義された塞栓と同じ物質から構成され得る。従って「塞栓」は、単数若しくは複数の塞栓、微小塞栓、多数の塞栓、又は多数の微小塞栓を含む。
塞栓は動脈塞栓であってもよく、この場合、脱離した血管内物質は動脈系の動脈又は血管中にある。一実施態様において、塞栓は「奇異性塞栓」であり、これは例えば中隔欠損に起因して、動脈系中に入る静脈起源の塞栓を指す。
「相同性」は、同一であるか又は保存的置換を構成するアミノ酸のパーセンテージ数を指す。相同性は、GAP(Deveraux et al.,1984,Nucleic Acids Research 12,387−395)(これは参照により本明細書に加入される)のような配列比較プログラムを使用して決定され得る。このようにして、本明細書において挙げられているものと類似か又は実質的に異なる長さの配列が、その整列中にギャップを挿入することにより比較され得、このようなギャップは例えばGAPにより使用される比較アルゴリズムにより決定される。
II. 医学的手技
一実施態様において、FXII阻害剤は、医学的手技を受ける患者に投与される。本明細書で使用される用語「医学的手技」は、診断、介入、処置、又は手術の行為を指す。一実施態様において、医学的手技は、心臓;大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管;患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管のうちの少なくとも1つとの接触を含む。本明細書で使用される用語「接触」は、器具、外部物体、人物、例えば外科医、又は医学的手技に起因して前記血管構造に触れるいずれかの他の物体による前記血管構造の物理的接触を指す。一実施態様において、医学的手技は、前記血管の少なくとも1つの内側との接触を含む。特定の実施態様において、医学的手技は、前記血管の少なくとも1つ又はそれ以上をクランプすることを含む。実施態様において、医学的手技は塞栓の放出を含み、かつ塞栓は泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液、及び/又はデブリから構成され得る。実施態様において、医学的手技は、カテーテル、ステント、バルーン、移植片、及び/又は造影剤の投与、とりわけ気泡及び/又は除去されたデブリを不注意で生成し得る造影剤の注射のうちのいずれか1つ又はそれ以上を含む。
一実施態様において、医学的手技は血管手技である。用語「血管手技」は心臓又は血管に影響を与えるいずれかの手技を包含し、ここで血管は、血液を運搬するか含有する構造として定義される。血管手技は、例えばカテーテルを使用すること又は造影剤を投与することを含み得る。特定の実施態様において、医学的手技は動脈系を含み、動脈、動脈枝、細動脈、毛細血管、又は心臓から血液を運ぶ際に関与する血管を含む手技を指す。実施態様において、医学的手技は以下の血管の1つ又はそれ以上を含む:大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈;例えば、総肝動脈及び/若しくは固有肝動脈を含む肝動脈;例えば、上腸間膜動脈、及び/若しくは下腸間膜動脈を含む腸間膜動脈;及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管;患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管。
用語「診断的」は、状態、疾患、又は障害を同定又は評価するために行われる手技を指す。診断的手技は、例えばカテーテル、ステント、バルーン、移植片のいずれか1つ又はそれ以上を使用すること及び/又は造影剤を投与することを含み得る。
一実施態様において、医学的手技は血管手術である。血管手術は、血管構造、例えば心臓又は血管を含む手術である。血管手術の例としては、限定されないが、心臓血管手術、例えば、冠動脈バイパス術;又は心肺バイパス術を含まない心臓動脈グラフト;例えば、大動脈弁又は僧帽弁、大動脈、又は僧帽弁切開術又は弁形成術を含む心臓弁置換又は修復;心臓移植;狭窄又は逆流の状態を改善するための手術;一時的又は永続的なペースメーカー、両室ペースメーカーを含む、ペースメーカーを含む手術;発電機交換、リード除去(lead extraction)又は移植可能ループレコーダー、移植された電気除細動器/除細動器デバイス、又は循環を支援する機械機器、例えば体外ポンプ又は心室補助装置に関わる手術;頸動脈内膜剥離術;血栓内膜摘除術;大動脈瘤及び切開手術;透析アクセス手技、例えば動脈−静脈フィステル;心臓腫瘍又は外傷性心損傷に関わる手術;及び再建手術又はいずれかの他の現在公知であるか若しくは将来の血管手術が挙げられる。
血管手術は、例えば先天性心欠陥のための矯正的(corrective)手術を含み得る。先天性心欠陥のための矯正的手術としては、限定されないが、先天異常若しくは欠陥の修復のための手術、例えば、心房中隔欠損若しくは心室中隔欠損の修復;動脈管開存の修復;シャントの修復;大動脈縮窄修復;全体的若しくは部分的な肺静脈還流異常の修復;大血管の完全転移の静脈転換矯正(venous switch correction)若しくは心室内手術;Fallotの四徴症の修復;又はいずれかの他の現在公知であるか若しくは将来の、先天性心欠陥のための手術が挙げられる。
一実施態様において、医学的手技はカテーテルを使用することを含む。本明細書で使用される用語「カテーテル」は、血管に挿入される管を指す。カテーテルを使用することを含む手技の例としては、限定されないが、冠動脈、頸動脈ステント挿入、頭蓋内ステント挿入、大動脈若しくは腸骨動脈のような血管へのステント挿入;血管形成術、例えばバルーン血管形成術;血栓摘出;カテーテル血栓溶解療法(catheter−directed thrombolysis);塞栓形成、化学療法剤若しくは熱の直接的若しくは局所的投与;心臓弁置換若しくは修復;又は大動脈若しくは僧帽弁切開若しくは弁形成術が挙げられる。一実施態様において、医学的手技は、カテーテル若しくはステントのいずれかの使用、又は血管の切開若しくはクランプすることを含む手技を含む。血管手技は血管プロービング、例えば血管内コイル閉塞、血管内動脈瘤閉塞又は異物(例えば白金コイル)の適用を用いた頭蓋内血管プロービングを含み得る。
一実施態様において、医学的手技は画像化法を含む。画像化法は、インビボでの生物学的及び細胞プロセスを可視化するために使用され得、そして状態、疾患又は障害のスクリーニング、診断、評価、モニタリング又は処置のために使用され得る。画像化法は、カテーテルを使用することを含んでいても含んでいなくてもよい。画像化技術は、冠動脈造影法のような血管系を画像化し得、これらとしては、冠血管系、肺血管系、若しくは身体のいずれかの部分の血管を調べること、又大動脈造影を含む診断的血管造影又はカテーテルベースの血管造影が挙げられる。
一実施態様において、医学的手技は造影剤、放射性同位体又は色素の投与を含む。画像化モダリティ及び一般的に使用される造影剤の考察については、Pysz MA et al.65 Clinical Radiology 500−516、2010を参照のこと;造影剤及び様々な画像化技術の例は以下に示される。
例えば、CTにおいて使用される造影剤としては、限定されないが、バリウム、ヨウ素、クリプトン、及びキセノンが挙げられる。単一光子放射型コンピュータ断層撮影法(SPECT−CT)において使用される造影剤としては、限定されないが、99mTc、123I、111In、177Luが挙げられる。陽電子放出断層撮影(PET)において使用される一般的な造影剤としては、限定されないが、同位体11C、18F、64Cu、68Gaが挙げられる。MRIにおいて使用される造影剤としては、限定されないが、ガドリニウム(Gd3+)、酸化鉄粒子(SPIO、USPIO)、酸化マンガン、及び19Fが挙げられる。磁気共鳴分光法(MRS)において使用される造影剤としては、限定されないが、コリン、クレアチン、ラクテート、脂質、ポリアミン類、及びN−アセチル−アスパラギン酸が挙げられる。造影微小気泡(Contrast microbubbles)が超音波法(US)において使用される、例えば、ガス充填マイクロスフェア(例えばペルフルオロブタン)又は脂質シェル化気泡(lipid−shelled bubbles)。蛍光分子、色素、及び/又は光吸収分子が光学画像化技術において使用され得る。放射性トレーサが、腫瘍学的、心血管又は神経学的な画像化において使用され得る、例えば11C、18F、64Cu、111In、99mTc、90Y、131I、123I−/131、及び153Sm。Capthesin B−又はMMP2/9−活性化「スマート(smart)」蛍光プローブが光断層撮影において使用され得る。表面増強ラマン散乱(SERS)特性を有するNIRF色素、量子ドット、及びナノ粒子を含む増強剤がラマン分光法において使用され得る。他の画像化技術としては、例えば微小気泡で造影した心エコー法(ECHO)が挙げられ得、これには二次元ECHO、負荷心エコー、ドプラECHO、及び経食道ECHOが含まれる。画像化技術には顕微鏡法、光音響イメージング、又はいずれかの他の現在公知である将来の分子画像化モダリティ及び/又は関連する造影剤が含まれ得る。分子画像化法は、組織若しくは疾患特異的マーカーに結合されるか、又は標的化送達のために治療剤候補に結合された、マイクロビーズ(マイクロスフェア及びマイクロパーティクルを含む)及びナノ粒子の投与を含み得る。
FXII阻害剤は、医学的手技の前、間かつ/又は後に患者に投与され得る。FXII阻害剤は、医学的手技の1、2、4、6、12、24、48、72、若しくは96時間又はそれ以上前、間かつ/又は後に投与され得る。FXII阻害剤は、医学的手技の前、間かつ/又は後に、単回用量若しくは複数回用量で、又は0.25、0.5、1、2、4、6、12、24、若しくは48時間又はそれ以上の間隔で繰り返し投与され得る。FXII阻害剤はまた、持続注入として医学的手技の前、間かつ/又は後に1、2、4、6、12、24、48、72、又は96時間又はそれ以上投与され得る。出血の危険性を増加させないという有利な特性のために、FXII阻害剤は、医学的手技の前、間かつ/又は後に投与され得る。最適な投与回数は、臨床試験において各特定の手技について決定され得る。投与のタイミングもまた、手技の種類又は個々の患者の状態(患者の病歴、根底にある疾患、及び/又は他の薬物の使用を含む)のような因子に依存し得、そして医療提供者により決定され得る。
III. FXII阻害剤
上で考察したように、「FXII」は第XII因子及び活性化第XII因子(FXIIa)のいずれか又は両方を指す。従って、「FXII阻害剤」は、FXII及びFXIIaのいずれか又は両方の阻害剤を含む。さらに、抗FXII抗体は、FXII及びFXIIaのいずれか又は両方に結合し、かつ阻害する抗体を含む。用語「FXII阻害剤」はまた、半減期延長ポリペプチド(これは一実施態様においてリンカーを含む)に連結されたFXII阻害剤を含むことも意図される。
一実施態様において、FXII/FXIIa阻害剤は特異的FXII/FXIIa阻害剤であり、好ましくは特異的FXIIa阻害剤である。
特異的FXII/FXIIa阻害剤は、1:1のモル比で使用された場合に、FXII及び/又はFXIIa以外の血漿セリンプロテアーゼを25%又はそれ以下阻害する阻害剤を指す。換言すると:特異的FXII/FXIIa阻害剤は、その阻害剤が1:1の各血漿セリンプロテアーゼ対上記阻害剤のモル比で使用される場合に、FXII及び/又はFXIIa以外の血漿セリンプロテアーゼを25%又はそれ以下だけ阻害する。例えば、特異的FXII/FXIIa mAbは、血漿セリンプロテアーゼFXIaを5%だけ阻害し、ここでFXIa対上記mAbのモル比は1:1であるが、一方で同じFXII/FXIIa mAbはFXIIaを少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%阻害する。
本発明の一実施態様において、1つの他の血漿セリンプロテアーゼは、1:1の各血漿セリンプロテアーゼ対上記阻害剤のモル比で使用された場合に50%より多く阻害される。
本発明の別の実施態様において、2つの他の血漿セリンプロテアーゼは、1:1の各血漿セリンプロテアーゼ対上記阻害剤のモル比で使用された場合に50%より多く阻害される。
さらに別の実施態様において、FXII/FXIIa阻害剤はヒトFXII/FXIIa阻害剤であり、これにはヒト化モノクローナル抗体が含まれ、好ましくは完全ヒト化モノクローナル抗体である。
A.インフェスチン−4
一実施態様において、本出願は、インフェスチンドメイン4、インフェスチン−4を含むFXII阻害剤を提供する。一実施態様において、FXII阻害剤はインフェスチン−4の変異体を含む。別の実施態様において、FXII阻害剤はインフェスチンドメイン4、そして場合によりインフェスチンドメイン1、2及び/又は3を含み;これらのタンパク質はFXIIの強力な阻害剤であることが公知である(WO2008/098720を参照のこと;またCampos ITN et al.577 FEBS Lett.512−516,2004も参照のこと)。インフェスチン−4の野生型ポリペプチド配列を提供する(配列番号1)。本明細書において使用される用語「変異体」は、アミノ酸変異を有するポリペプチドを指し、ここで「変異」は、野生型インフェスチン−4配列に対する置換、欠失又は付加として定義され、ここでこのような変化はFXIIを阻害するそのポリペプチドの機能的能力を変更しない。用語「変異体」は、野生型又は変異インフェスチン−4配列のフラグメントを含む。このような変異体のさらなる例は以下に提供される。
一実施態様において、インフェスチン−4変異体は、野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13(図2において下線を付された配列を参照のこと)、及び野生型インフェスチン−4配列との差異を生じる、N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異、又は6個の保存的システイン残基(図2における太字のアミノ酸を参照のこと)並びに野生型インフェスチン−4配列に対する少なくとも70%の相同性を含む。インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13は、トロンビンに結合する関連する阻害剤ベネズエラサシガメ(Rhodnius prolixus)(PDB:1 TSO)についての構造的データの分析、及びキモトリプシンに結合するSPINK−1の分析にもとづいて、これらは両方とも図1に示されるようにN末端領域において接触部位の蓄積という共通の特徴を共有しており、FXIIの結合のために重要であり得る。従って一実施態様において、インフェスチン−4の変異体は、野生型インフェスチン−4配列のアミノ酸2〜13の保存的N末端領域、及び野生型インフェスチン−4配列との差異を生じる、これらの保存的N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異を含む。変異は置換でも欠失でも付加でもよい。本明細書において使用される用語「N末端アミノ酸の外側」は、配列VRNPCACFRNYV、すなわち野生型インフェスチン−4配列からのアミノ酸2〜13を含むアミノ酸の連続した配列以外の変異体ポリペプチド鎖に沿ったいずれかのアミノ酸を指す。別の実施態様において、インフェスチン−4変異体は、6つの保存的システイン残基を含み、野生型インフェスチン−4配列に対して少なくとも70%の相同性を有する。一実施態様において、この6つの保存的システイン残基は野生型インフェスチン−4配列の6位、8位、16位、27、31位及び48位のアミノ酸である(図2を参照のこと)。一実施態様において、変異体は最後の保存的システインを含む。他の実施態様において、システイン残基の正確な位置、及び互いに対する相対的な位置は、インフェスチン−4変異体における挿入又は欠失に起因して野生型インフェスチン−4配列の6位、8、16、27、31、及び48位から変化し得る。それにももかかわらず、これらの実施態様では、インフェスチン−4変異体は6個全てのシステインを含み、かつ野生型インフェスチン−4配列に対して70%、75%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の相同性を共有し得る。
実施態様において、インフェスチン−4の変異体はそれがFXIIを阻害するという点で特徴付けられる。FXIIを阻害する機能的活性は、例えばインビトロ及び/又はインビボの特徴付けにより評価され得、これらとしては、FXII酵素活性の阻害を試験する直接的アッセイ、延長された凝固時間、すなわち、活性化部分トロンボプラスチン時間(aPTT)、又は凝固を評価するインビボでの方法が挙げられる。インフェスチン−4変異体のさらなる例はSPINK−1変異体であり、これは以下に記載される。
B. SPINK−1変異体
一実施態様は、ヒトにおける治療上の使用のためのFXII阻害剤を含む。インフェスチン−4に対して高い類似性を有するヒトタンパク質が使用され得る。例えば、インフェスチン−4に対する最も高い類似性を有するヒトタンパク質は、膵臓で発現されるKazal型セリンプロテアーゼ阻害剤であるSPINK−1である(膵分泌性トリプシン阻害剤、PSTIとしても知られる)。Kazal型セリンプロテアーゼ阻害剤ファミリーは、セリンプロテアーゼ阻害剤の多数のファミリーのうちの一つである。様々な種由来の多くの蛋白質が記載されている(Laskowski M and Kato I、49 Ann.Rev.Biochem.593−626、1980)。インフェスチン−4とSPINK−1との間のアミノ酸配列類似性の概要を図2に示す。
野生型SPINK−1配列(配列番号2)に基づいて、インフェスチン−4に対するSPINK−1配列の相同性を増加させるために様々な変異体が生成され得る。句「インフェスチン−4に対する増加した相同性」は、SPINK−1配列をインフェスチン−4配列に近づけるためにSPINK−1に対して行われるアミノ酸変異のプロセスを指す。
一実施態様において、SPINK−1は野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13を含むように変異され;ポリペプチド配列が生じ、これはK1と呼ばれる(配列番号3)。上記のように、インフェスチン−4配列のN末端部分はFXII阻害機能のために重要と考えられる。
従って、一実施態様において、変異SPINK−1の変異体はまた、野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13、及び野生型SPINK−1配列との差異を生じ、かつ野生型インフェスチン−4配列に対する変異体の相同性を増加させる、上記N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異を含む。別の実施態様において、変異SPINK−1の変異体は6つの保存的システイン残基を含み、そして野生型SPINK−1配列に対して少なくとも70%の相同性を有する。変異は置換でも、欠失でも、付加でもよい。上で定義されたように、用語「上記N末端アミノ酸の外側」は、配列VRNPCACFRNYV、すなわち野生型インフェスチン−4配列からのアミノ酸2〜13から構成されるアミノ酸の連続した配列以外の変異体のポリペプチド鎖に沿ったいずれかのアミノ酸を指す。用語「変異体」は上記変異SPINK−1配列のフラグメントを含む。一実施態様において、6個の保存的システイン残基は野生型SPINK−1配列の9位、16位、24位、35位、38位、及び56位のアミノ酸であり得る(図2を参照のこと)。一実施態様において、変異体は最終保存的システインを含む。別の実施態様において、システインの正確な位置、及び互いに対する相対的な位置は、SPINK−1変異体における挿入又は欠失に起因して、野生型SPINK−1配列の9位、16位、24位、35位、38位、及び56位から変化し得る。それにもかかわらず、これらの実施態様において、SPINK−1変異体は6個全てのシステインを含む。実施態様において、SPINK−1変異体はそれがFXIIを阻害するという点でも特徴づけられる。
このようなSPINK−1変異体の例が生成され、K2、及びK3と名付けられる(それぞれ配列番号4及び5)。SPINK−1変異体K2及びK3において、N末端の外側のさらなるアミノ酸置換が、インフェスチン−4に対する相同性を増加させるために作成され、ここで変異体はそれらがFXII活性を阻害するという点でも特徴づけられる。WO2008/098720を参照のこと。図3はこれらの変異体のアミノ酸配列及びSPINK−1野生型配列に対する変化の程度を示す。SPINK−1変異体K3の場合、5個のアミノ酸置換が、インフェスチン−4に対する相同性を増加させるために作成された。従って、実施態様において、SPINK−1変異体は野生型SPINK−1配列と70%、75%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の相同性を共有し得る。
C. 他のFXII阻害剤
一実施態様において、FXIIの他の阻害剤が医学的手技を受ける患者に投与される。上で考察したように、用語FXII阻害剤は、FXII及びFXIIaの両方の阻害剤を含む。W02006/066878において、FXIIに対する抗体の使用又はFXIIの阻害剤の使用が提案される。具体的には、FXIIに対する阻害剤としては、抗トロンビンIII(AT III)、アンギオテンシン変換酵素阻害剤、C1阻害剤、アプロチニン、アルファ−1プロテアーゼ阻害剤、アンチパイン ([(S)−1−カルボキシ−2−フェニルエチル−カルバモイル−L−Arg−L−Val−アルギナール(Arginal))、Z−Pro−Proアルデヒド−ジメチルアセテート、DX88(Dyax Inc.、300 Technology Square、Cambridge、MA 02139、USA;Williams A and Baird LG、29 Transfus Apheresis Sci.255−258、2003中に引用される)、ロイペプチン、プロリルオリゴペプチダーゼの阻害剤、例えばFmoc−Ala−Pyr−CN、トウモロコシ−トリプシン阻害剤(CTI)、ウシ膵臓トリプシン阻害剤の変異体、エコチン、コガネガレイ(yellowfin sole)抗凝固タンパク質(YAP)、西洋カボチャ(Cucurbita maxima)トリプシン阻害剤−V(西洋カボチャイソ阻害剤(isoinhibitors)及びハマダリン(Hamadarin)(Isawa H et al.277 J.Biol.Chem.27651−27658、2002に開示されるとおり)を含む)、及びPro−Phe−Arg−クロロメチル−ケトン(PCK)が挙げられる。
FXII阻害剤は、例えば抗体、又は阻害活性を保持している同じもの又は模倣物のフラグメント、例えば米国特許第6,613,890号、第4〜8欄に開示されるようなアミロイド前駆体タンパク質のKunitzプロテアーゼ阻害剤ドメインの類似体であり得る。他の適切な阻害剤は、Isawa H et al.277 J.Biol.Chem.27651−27658、2002に開示されるハマダリンであり得る。適切なトウモロコシトリプシン阻害剤及びその製造方法は、Chen Z et aI.65 Applied and Environmental Microbiology、1320−1324、1999、及びWen L et al.18 Plant Mol.Biol.813−814、1992に開示される。
別の実施態様において、FXII阻害剤は、FXIIに結合し、かつFXII活性化及び/又は活性を阻害する抗FXII抗体であり得る。このような抗体は例えばWO2006/066878、及びRavon et al.、1 Blood 4134−43、1995において記載される。上で考察したように、「抗FXII抗体」は、FXII及びFXIIaのいずれか又は両方に結合し、かつ阻害する抗体を含む。抗FXII抗体は以下でさらに詳細に記載される。
D.半減期増強ポリペプチドに連結されたFXII阻害剤
本出願の別の局面は、半減期増強ポリペプチド(HLEP)に連結されたFXII阻害剤を提供する。一実施態様において、FXII阻害剤は小タンパク質である。従って、他の小タンパク質について公開されているような急速な腎クリアランスが予測され得る(Werle M and Bernkop−Schnurch A、30 Amino Acids 351−367、2006)。ポリペプチド性(polypeptidic)化合物の短い血漿半減期に対処するための1つの方法は、それを繰り返し注射するか又は持続注入することである。別のアプローチは、ポリペプチド自体の本質的な血漿半減期を増加させることである。例えば、一実施態様において、FXII阻害剤は半減期延長タンパク質に連結される。
「半減期増強ポリペプチド」は、患者又は動物においてインビボでのFXII阻害剤の半減期を増加させる。例えば、アルブミン及び免疫グロブリン並びにそれらのフラグメント又は誘導体は、半減期増強ポリペプチド(HLEP)として記載されている。Ballance et al.(WO2001/79271)は、ヒト血清アルブミンに融合された場合に、インビボでの増加した機能的半減期及び延長された貯蔵寿命を有すると予測される多数の様々な治療用ポリペプチドの融合ポリペプチドを記載した。
用語「アルブミン」及び「血清アルブミン」は、ヒトアルブミン(HA)及びその変異体、示される完全成熟形態(配列番号6)、さらには他の種由来のアルブミン及びその変異体を包含する。本明細書で使用される「アルブミン」は、アルブミンポリペプチド若しくはアミノ酸配列、又はアルブミンの1つ若しくはそれ以上の機能的活性(例えば生物学的活性)を有するアルブミン変異体を指す。本明細書で使用されるアルブミンは、FXII阻害剤の治療的活性を安定化するか又は延長することができる。アルブミンは、いずれかの脊椎動物、特にいずれかの哺乳動物、例えばヒト、サル、ウシ、ヒツジ、又はブタ由来のものであり得る。非哺乳動物アルブミンとしては、限定されないが、ニワトリ及びサケ由来のアルブミンが挙げられる。アルブミン連結ポリペプチドのアルブミン部分は、治療的ポリペプチド部分と異なる動物由来であってもよい。アルブミン融合タンパク質の例についてはWO2008/098720を参照のこと。
一実施態様において、アルブミン変異体は、少なくとも10、20、40、若しくは少なくとも70アミノ酸長であるか、又はHA配列(配列番号6)からの15、20、25、30、50若しくはそれ以上の連続したアミノ酸を含み得るか、又はHAの特異的ドメインの一部若しくは全てを含み得る。アルブミン変異体は、保存的又は非保存的置換のいずれでも、アミノ酸置換、欠失又は付加を含み得、ここでこのような変化は、半減期増強ポリペプチドの治療的活性をもたらす活性部位又は活性ドメインを実質的に変更しない。これらの変異体は、70%、75%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の相同性を共有し得る。
一実施態様において、アルブミン変異体はフラグメントを含み、そしてアルブミンの少なくとも1つのドメイン全体又はそのドメインのフラグメント、例えばドメイン1(配列番号6のアミノ酸1〜194)、2(配列番号6のアミノ酸195〜387)、3(配列番号6のアミノ酸388〜585)、1+2(配列番号6の1〜387)、2+3(配列番号6の195−585)又は1+3(配列番号6のアミノ酸1〜194+配列番号6のアミノ酸388−585)からなるものであり得、またあるいはこれらを含み得る。各ドメインはそれ自体で、残基Lys106〜Glu119、Glu292〜Val315及びGlu492〜Ala511を含む可撓性のサブドメイン間リンカー領域と共に、2つの相同サブドメイン、すなわち、1〜105、120〜194、195〜291、316〜387、388〜491及び512〜585から構成される。
別の実施態様において、構造的又は進化的にアルブミンと関連する他のタンパク質はHLEPとして使用され得、これらとしては、限定されないが、アルファ−フェトプロテイン(WO2005/024044;Beattie and Dugaiczyk、20 Gene 415−422、1982)、アファミン(afamin)(Lichenstein et al.269 J.Biol.Chem.18149−18154、1994)、及びビタミンD結合タンパク質(Cooke and David、76 J.Clin.Invest.2420−2424、1985)が挙げられる。それらの遺伝子は、ヒト、マウス、及びラットにおける同じ染色体領域に位置する構造的及び機能的な類似性を有する多重遺伝子クラスターを代表する。アルブミンファミリーメンバーの構造的類似性は、HLEPとしてのそれらの有用性を示唆する。例えば、アルファ−フェトプロテインは、付着された治療用ポリペプチドの半減期をインビボで延長させると主張されている(WO2005/024044)。治療活性を安定化させるか又は延長させることができるこのようなタンパク質、又はその変異体が使用され得、そしてこれらはいずれかの脊椎動物、特にいずれかの哺乳動物、例えばヒト、サル、ウシ、ヒツジ、若しくはブタ、又はニワトリ若しくはサケを含むがこれらに限定されない非哺乳動物由来であり得る。WO2008/098720を参照のこと。このような変異体は10若しくはそれ以上のアミノ酸長のものであり得、又はそれぞれのタンパク質配列の約15、20、25、30、50若しくはそれ以上の連続したアミノ酸を含み得、又はそれぞれのタンパク質の特異的ドメインの一部若しくは全てを含み得る。アルブミンファミリーメンバー融合タンパク質は天然に存在する多形変異体を含み得る。
別の実施態様において、免疫グロブリン(Ig)又はその変異体はHELPとして使用され得、ここで変異体はフラグメントを含む。一実施態様において、免疫グロブリン定常領域のFcドメイン又は部分が使用される。定常領域はIgM、IgG、IgD、IgA、又はIgE免疫グロブリンのものであり得る。治療用ポリペプチド部分は、抗体のヒンジ領域又は切断可能であり得るペプチドリンカーを介してIgに接続される。いくつかの特許及び特許出願は、治療用タンパク質のインビボでの半減期を延長するための免疫グロブリン定常領域への治療用タンパク質の融合を記載する(US2004/0087778、WO2005/001025、WO2005/063808、WO2003/076567、WO 2005/000892、WO2004/101740、US6,403,077)。例えば、サイトカインIFN−βに融合したFcは、増強されたIFN−β生物学的活性、延長された循環半減期及びより高い溶解度を達成した(WO2006/000448)。従って、別の実施態様は、このような免疫グロブリン配列、例えば、免疫グロブリン及びその変異体のFcフラグメントをHLEPとして使用することである。FXll阻害剤は、免疫グロブリン定常領域のFcドメイン又は少なくとも一部にHLEPとして融合され得、そして原核生物若しくは真核生物宿主細胞、例えば細菌、酵母、植物、動物(昆虫を含む)若しくはヒトの細胞株において、又はトランスジェニック動物において組み換え分子として産生され得る(WO2008/098720)。SPINK−K2−Fc融合タンパク質は例として配列番号7で示される。
E.リンカー
一実施態様において、介在するペプチドリンカーは、治療用ポリペプチドとHLEPとの間に導入され得る。一実施態様において、切断可能なリンカーが、特にHLEPが治療用ポリペプチドの特異的活性に、例えば立体障害により干渉する場合に導入される。特定の実施態様において、リンカーは、内在性、外因性、又は共通の凝固経路の凝固プロテアーゼのような酵素により切断される。内在性経路の凝固プロテアーゼは、接触活性化経路におけるプロテアーゼであり、これらとしては、例えば、FXlla、FXla、又はFIXaが挙げられる。一実施態様において、リンカーはFXllaにより切断される。外因性経路のプロテアーゼとしては、組織因子経路におけるプロテアーゼ、例えばFVIIaが挙げられる。共通経路のプロテアーゼとしては、フィブリノゲンのフィブリンへの変換に関与するプロテアーゼ、例えば、FXa、FIIa、及びFXIIIaが挙げられる。
F.治療製剤及び投与
FXII阻害剤またはその変異体は、80%より高い純度、又は95%、96%、97%、98%、若しくは99%より高い純度を有し得る。一実施態様において、変異体は、他のタンパク質及び核酸のような高分子の混入に関して99.9%より高い純度であり、かつ感染性及び発熱性の因子を含まない、薬学的に純粋な状態を有し得る。
精製されたFXII阻害剤を、場合により製剤添加物が添加され得る従来の生理学的に適合性の水性緩衝液中に溶解して、患者においてSBIを処置するための医薬製剤が得られ得る。このような製剤担体及び添加剤、さらには適切な医薬製剤は、当該分野で周知である。例えばKibbe et al.Handbook of Pharmaceutical Excipients、(3rd ed.、Pharmaceutical Press)、2000を参照のこと。医薬組成物は、凍結乾燥又は安定な可溶形態で製剤化され得る。ポリペプチドは当該分野で公知の様々な手順により凍結乾燥され得る。凍結乾燥製剤は、1つ又はそれ以上の薬学的に許容しうる希釈剤、例えば注射用滅菌水又は滅菌生理食塩水を加えることにより使用前に再構成される。
FXII阻害剤の製剤は、いずれかの薬学的に適切な投与手段により患者に送達される。様々な送達系が公知であり、いずれかの都合の良い経路により組成物を投与するために使用され得る。組成物は例えば非経口で全身投与され得る。本明細書で使用される用語「非経口」として、皮下、静脈内、筋内、動脈内及び気管内の注射、点滴注入、噴霧適用及び注入技術が挙げられる。非経口製剤は、ボーラス形態で若しくは持続注入としてのいずれかで静脈内投与され得、又は公知の手順に従って皮下投与され得る。非経口用途に関して周知の液体担体としては、滅菌水、食塩水、水性デキストロース、糖溶液、エタノール、グリコール、及びオイルが挙げられる。全身用途については、治療用タンパク質は静脈内ライン又は動脈ライン用に製剤化され得る。製剤は注入により又はボーラス注射により連続的に投与され得る。いくつかの製剤は持続放出(slow release)系を包含する。一実施態様において、製剤はパッチとして投与される。経口投与用の錠剤及びカプセル剤は従来の添加剤、例えば結合剤、フィラー、滑沢剤又は湿潤剤などを含有し得る。経口液体製剤は水性若しくは油性の懸濁剤、液剤、乳剤、シロップ剤、エリキシル剤などの形態であり得、又は水若しくは使用のための他の適切なビヒクルでの再構成のための乾燥製剤として提供され得る。このような液体製剤は、従来の添加剤、例えば懸濁化剤、乳化剤、非水性ビヒクル及び保存料を含有し得る。
FXII阻害剤の用量は、多くの因子、例えば適応症、処方、又は投与様式に依存し得、そしてそれぞれの適応症について前臨床試験及び臨床試験において決定され得る。FXII阻害剤の用量は、医学的手技の前、医学的手技の間、かつ/又は医学的手技の後に患者に投与され得る。一実施態様において、FXII阻害剤は、医学的手技の前、医学的手技の間、かつ/又は医学的手技の後、1、2、4、6、12、24、48、72、若しくは96時間以内に投与され得る。FXII阻害剤は、医学的手技の前、医学的手技の間、かつ/又は医学的手技の後に、単回用量で、又は複数回用量で、0.25、0.5、1、2、4、6、12、24、若しくは48時間の期間の持続注入として、又は0.25、0.5、1、2、4、6、12、24、若しくは48時間間隔で繰り返し投与され得る。出血の危険性を増加させないという有利な特性のために、一実施態様において、FXII阻害剤は手技の間に投与される。医薬組成物は、単独で、又は他の治療剤と併用して投与され得る。これらの薬剤は、同時に処方され(co−formulated)得るか、又は同時に若しくは別々に、かつ同じ投与経路か若しくは異なる投与経路のいずれかで別々の製剤として投与され得る。FXII阻害剤の投与スケジュール又は用量はまた、同じ適応症又は異なる適応症で、他の医学的状態又は治療のような因子に依存して、個々の患者によって変動し得る。
IV.SBIの動物モデル
本出願の一局面は、少なくとも1つの標的器官において虚血傷害をもたらし得る塞栓の不均一機構及び供給源を模倣した虚血の動物モデルに関する。一実施態様において、動物モデルは、少なくとも1つの標的器官において虚血傷害を生じ得る動物の動脈系における少なくとも1つの塞栓の放出を含む手技を含み、ここで標的器官は、脳、心臓、腎臓、肝臓及び/又は消化管器官(食道、胃、小腸、及び/又は大腸(結腸及び/又は直腸を含む)を含む)であり、そしてさらにここで、標的器官が脳である場合、虚血傷害は臨床的に無症候性であることを特徴とし、かつ/又は塞栓は非血栓溶解性である。一実施態様において、標的器官は脳である。一実施態様において、動物は臨床的に無症候性である脳における虚血傷害の適応について評価される。特定の実施態様において、動物はまた、標的器官において虚血傷害を減少させる治療剤候補の能力について試験するために治療剤候補を投与される。用語「臨床的に無症候性」は上で定義される。この実施態様において、脳における虚血傷害が「臨床的に無症候性」であるかどうかを評価するためにマウスを臨床的に評価する、すなわち、脳卒中に関連する急性の、明白な行動又は運動障害について動物を評価する。脳卒中の徴候としては、限定されないが、ジスキネジー、嗜眠、握力、肢衰弱、眼瞼下垂、歩行障害、旋回行動、及び回転が挙げられる。塞栓の投与後に脳卒中様の症状を示さない動物は臨床的に無症候性である脳における虚血傷害を有し得る。
動物モデルはまた、脳における虚血傷害の適応についての動物の評価を含む。一実施態様において、評価は画像化を含む。虚血傷害の「徴候」は、脳の画像を評価することにより当業者に明らかになり得る。例えば、組織損傷を生じる虚血傷害は、脳画像における組織の外観の物理的変化により、又は脳のある領域における若しくはある領域の周囲での炎症、凝固、若しくは浮腫の証拠により明らかになり得る。例えば、拡散強調(diffusion−weighted)MRI(DWI)は、分子の拡散が損傷した組織とその周囲とで異なるので、虚血傷害を可視化するために使用され得る。
動物モデルは、非治療的モデルと考えられる、すなわち、これは、塞栓の臨床的影響を評価するための研究ツールである。このモデルにおいて、塞栓は虚血を引き起こす目的で意図的に動物において放出され、そしてこのような塞栓は、他の工程が取られなければ虚血傷害を生じるだろう。換言すると、動物の健康及び健全性は、手技により改善されず、従って治療的とみなすことはできず、有益な外科手術とみなされることもできない。動物は評価プロセスの間に、又は評価の終わりに屠殺される。それにもかかわらず、一実施態様において、動物モデルは虚血を処置するための治療剤候補を評価するために有用であり得る。これらの実施態様において、治療剤候補は動物モデルにおいて治療結果を有し得るが、治療的とみなされるものは治療剤候補であり、動物モデルではない。
A.動物
動物モデルは、その動物が哺乳動物であり得るということさらに特徴とし、これらとしては、限定されないが、マウス、ラット、ウサギ、ネコ、イヌ、ブタ、又はサルが挙げられる。例えば、動物はマウス又はラットであり得る。動物は雄性でも雌性でもよく、かついずれの年齢でもよい、使用され得るマウス系統の例としては、限定されないが、BALB/c、C57/BL6、C57/CL10J、CBA/J、DBA/J、FVB/J、C3H/HeJ、A/J、AKR/J、129S1/SvImJ、129X1/SvJ、NOD、SJL、TALLYJO/JngJ、MRL、NZW、サブ系統(sub−strains)及びハイブリッド系統(hybrid strains)が挙げられる。使用され得るラット系統の例としては、限定されないがCD、ウィスター、フィッシャー、スプラーグドーリー、BBDP、ロングエバンス、ズッカー、無毛ラット、並びにサブ系統及びハイブリッド系統が挙げられる。
一実施態様において、動物モデルの動物は改変されており、例えば遺伝子改変された動物又は手技若しくは物質の投与のような別の方法で変更されている動物である。遺伝子改変された動物は、ノックアウト若しくはノックインされた遺伝子(単数又は複数)、又は条件的にノックアウト若しくはノックインされた遺伝子(単数又は複数)を有し得る。動物は、それが別の疾患のためのモデルとして使用されることを特徴とし得る。例えば、動物は、遺伝的バックグラウンドに起因して、又は疾患若しくは変更された状態(例えば、NODマウスおけるような、又はMOG誘導EAEにおけるような、自己免疫疾患)を誘導する薬剤若しくは手技を受けたことに起因して別の疾患に感受性であってもよい。このような改変された状態又は疾患の状況におけるSBIを研究するために動物モデルを使用することは興味深いものであり得る。
B.塞栓
一実施態様において、非血栓溶解性塞栓は、医学的手技の間に導入され得る少なくとも1つの塞栓を模倣するために動物に投与される。本明細書において使用される用語「非血栓溶解性」は、血栓溶解薬で溶解されない塞栓(すなわち、血液から構成されていない塞栓)を指す。これらの実施態様において、手技は血栓でない塞栓を放出する。非血栓溶解性塞栓の例としては、限定されないが、泡、油、脂肪、コレステロール及び/又はデブリが挙げられる(これらの塞栓は血栓溶解薬で溶解可能ではないため)。
一実施態様において、塞栓は、超音波のような画像化技術において使用される造影剤を模倣するマイクロバブルの溶液である。従って脳における毛細血管及び小動脈は、局所的な分布よりもむしろ拡散した分布で閉塞され得る。
一実施態様において、非溶解性塞栓を模倣するためにマイクロビーズを使用し、そしてこれは投与が顕性の脳卒中様の症状を生じないということを特徴とする。用語「マイクロビーズ」はマイクロスフェア及び他のマイクロパーティクル(例えば形状が一様に球状ではないマイクロパーティクル)を含む。一実施態様において、非血栓溶解性塞栓を模倣するためにマイクロビーズを使用する。マイクロビーズのサイズは、例えば20〜200μm、25〜100μm、又は30〜50μmからのいずれかのサイズであり得る。投与されるマイクロビーズの量は、500、1000、又は2000個のマイクロビーズで有り得、500〜600、500〜700、500〜800、500〜900、500〜1000、及び500〜2000個のマイクロビーズからのいずれかの量を含む。マイクロビーズの数は、動物のサイズ、マイクロビーズの種類及びサイズ、並びに他の実験的要因によって変わり得る。マイクロビーズは天然又は合成の材料から作製され得、これらとしては、限定されないが、ポリスチレン、ポリエチレン若しくは他のポリマー、ラテックス、ガラス、セラミック、金属、量子ドット、又は常磁性材料が挙げられる。一実施態様において、マイクロビーズは蛍光性であり、これは塞栓物質の追跡を可能にし得る。蛍光色素としては、限定されないが、クマリン、フルオレセイン、ローダミン、若しくはフィコエリトリン、又はそれらの複合体が挙げられる。マイクロビーズは内部で着色されていても、蛍光色素に結合されていてもよい。投与にマイクロビーズを使用することに対する一つの利点は、それらが容易に標準化されることであり、ここでマイクロビーズのサイズ及び量が定量され得、そして投与される量は多数の動物にわたって一定に維持され得る。
別の実施態様において、塞栓は動物に投与され、ここで塞栓は凝固血液を含む。凝固血液は、組織均質化又は超音波処理のような技術を使用して小さな断片にされ得る。凝固血液の供給源は、投与を受ける同じ動物の血液由来であっても、同じ系統若しくは種の動物由来であっても、又は投与を受ける動物とは異なる系統若しくは種の動物由来であってもよい。凝固は、公知の凝固試薬、例えばCaCl2、トロンビン、又はヒトトロンビンを
使用して誘導され得る。一実施態様において、凝固血液は、例えば造影剤又は血液プール剤、例えば近赤外血液プール剤を使用することにより蛍光性にされ得る。
別の実施態様において、塞栓はカテーテルを使用して動物の動脈系において放出される。別の実施態様において、塞栓はクランプすることを含む手技及び/又は手術に起因して動物の動脈系において放出される。
C.手技
一実施態様において、少なくとも1つの塞栓が動物の動脈系中に注射される。塞栓は、大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管を含むいずれかの動脈中に注射され得る。
一実施態様において、塞栓は頸動脈中に注射される。一実施態様において、動脈はクランプされる。特定の実施態様において、一時的な結紮が動脈の周り、例えば頸動脈の周りで結ばれる。一実施態様において、塞栓は心臓内注射により投与され得るが、このアプローチはいくつかの不利な点を有する。この実施態様において、塞栓は動物全体にわたって分布し、このことが、どれくらい多くの塞栓が脳に留まっているかは不明であるため、標準化をより困難にする。さらに、手技の死亡率は高く、そして注射が成功したか否かは不明であるかもしれない。特定の状況において、心臓内注射は、標的器官、例えば心臓、腎臓、肝臓、及び/又は消化管器官(食道、胃、小腸、及び/又は大腸(結腸及び/又は直腸を含む)を含む)に対する虚血の評価のために有用であり得る。
一実施態様において、管又はカテーテルが塞栓を投与するために使用される。カテーテルは動脈カテーテルであり得る。カテーテルは、ポリエチレン、ポリウレタン、又は他のポリマー若しくは材料から作製され得る。カテーテルは、注入部位及び動物のサイズに適したサイズのものであり得る。カテーテルは、塞栓の注射において補助するように改変され得、例えば、カテーテルは、小さい実験動物における使用に適したより幅が狭く、より薄く、又はより先のとがったカテーテルを手動で達成するために管状部材を伸縮させることにより改変され得る。一実施態様において、注射針が使用され、ここで当業者は動物の動脈系中に塞栓を技術的に注射することができる。
D.評価
実施態様において、動物モデルは評価工程を含む。評価はインビボ又はエクスビボの技術、例えば画像化及び/又は組織学を含み得る。画像化技術としては、限定されないが、放射線学又は核医学、例えばCT(SPECT−CT及び/又はFMT−CTを含む);MRI(拡散強調MRI(DWI)又はfMRIを含む);PET;光学的画像(場合により蛍光反射率画像化(fluorescence reflectance imaging);超音波、顕微鏡法、蛍光透視法、オートラジオグラフィ、及び/又は蛍光体画像化(phosphor imaging))が挙げられる。組織学及び/又は染色技術、例えばTTC染色、免疫組織化学及び/又は組織化学が行われ得る。
一実施態様において、動物モデルは、生理的過程、例えば炎症、血液凝固、又は塞栓の放出に起因して生じ得る補体活性化を評価するために分子画像化技術と共に使用され得る。例えば、目的の生理的過程に関与する分子を、画像化モダリティに適した造影剤、放射性同位体又は色素で標識し得る。様々な画像化モダリティにおいて使用される色素及び造影剤は上で記載されており、そして当業者に周知である。例えば、Pysz MA et al.65 Clinical Radiology 500−516、2010を参照のこと。
E.治療剤候補
別の実施態様において、動物モデルは、SBIを処置するための治療剤候補の評価に有用であり得る。句「治療剤候補を、脳における虚血傷害を減少させるその能力について試験する」において使用される用語「減少させる能力」は、治療剤候補を試験する目的が、それが虚血傷害を減少させ得るかどうか、すなわち治療剤候補がSBIを限定し得るか又は処置し得るかどうかを評価することである場合に試験されるいずれかの治療剤候補として理解されることを意図される。従って、試験治療剤候補はSBIの動物モデルにおいて投与され得、そして脳における虚血傷害を減少させるその能力が評価される。この評価は、脳における虚血傷害の量又は虚血傷害に関連する状態を、治療剤候補が減少させるか、増加させるか、又は変化を生じないかを明らかにし得る。
一実施態様において、治療剤候補は手技の前、間かつ/又は後に動物に投与される。評価は試験全体をとおして1回又は複数回行われ得る。例えば、インビボ画像化は、手技又は治療剤候補の投与の前、間、かつ/又は後に行われ得る。コントロールは、治療剤候補を投与されていない動物を含み得るか、又は手技若しくは治療剤候補の投与の前後で動物を画像化することを含み得る。
動物モデルの一実施態様において、治療剤候補は、手技の前、間、かつ/又は後、1、2、4、6、12、24、48、72、又は96時間若しくはそれ以上以内に投与され得る。治療剤候補は、手技の前、間、かつ/又は後に、単回用量若しくは複数回用量で、又は0.25、0.5、1、2、4、6、12、24若しくは48時間若しくはそれ以上の間隔で繰り返し投与され得る。一実施態様において、治療剤候補はFXII阻害剤である。出血の危険性を増加させないという利点のために、FXII阻害剤は手技の間、かつ/又は手技の前かつ/又は後に投与され得る。治療剤候補の用量は、治療剤候補の特性、例えば半減期若しくは毒性に依存し得、又は使用される動物の種類若しくはサイズ、又は使用される動物の状態に依存し得、そして経験的に決定する必要があるかもしれない。例えば、一実施態様において、FXII阻害剤の用量は1mg/kg、50mg/kg、100mg/kg、200mg/kg、500mg/kg、1000mg/kgであるか、又は1〜1000mg/kg、若しくは50〜500mg/kg、若しくは100〜200mg/kgからのものである。治療剤候補の用量は、治療剤候補を動物に投与するために使用されるいずれかの方法により動物に投与され得る。一実施態様において、治療剤候補は全身投与される。一実施態様において、治療剤候補は尾静脈静脈内注射により投与される。
一実施態様において、治療剤候補は抗体である。抗体は全長Ig、Fab、F(ab)2、Fv、scFvの形態、若しくは他の形態又はそれらの変異体であり得る。抗体はモノクローナルでもポリクローナルでもよい。抗体は、アイソタイプがIgM、IgD、IgA、IgG、若しくはIgEであるか、又はそれらの変異体であるかという点で特徴づけられ得る。抗体は哺乳動物種由来であり得、これらとしては、限定されないが、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ハムスター、又はサルが挙げられる。抗体はヒト化又はCDR移植されていてもよい。抗体は免疫原性、半減期を変更するため、又は治療用抗体に関連する他の有利な特性を付与するために変異又は改変され得る。一実施態様において、抗体はSBIの病態生理学に関与する分子を阻害する。一実施態様において、抗体は抗FXII抗体である。この実施態様において、抗体は、FXII(ここで、「FXII」はFXII及びFXIIaを含む)の重鎖又は軽鎖上のエピトープ、例えば中和エピトープに結合し得る。抗体は、FXIIに対する結合について高親和性及び/又は高アビディティであり得る。抗体は1つより多くの抗原を認識することができる特性を有し得る。抗体はポリペプチド、核酸又は小分子に結合され得る。
別の実施態様において、治療剤はタンパク質、ペプチド、核酸、又は小分子である。用語「小分子」は、低分子量化合物を指す。小分子は、例えば1000ダルトン未満であり得、細胞膜を越えた拡散を可能にする。小分子は、それが凝固経路の分子、又はFXII、又はSBIの病態生理学に関与する分子に高親和性で結合するということで特徴づけられ得る。好ましい小分子はGI管から再吸収され得るものである。
実施態様は、以下の実施例によりさらに説明され、これらは限定として解釈されるべきではない。他の実施態様は、明細書及び開示される実施態様の実施を考慮することにより当業者に明らかとなるだろう。本出願を通して引用される全ての参考文献、特許及び公開された特許出願の内容は、参照により本明細書に加入される。.
実施例1: インフェスチン−4及びrHA−インフェスチン−4の製造
インフェスチン−4相補DNA配列を合成し、そしてその5位においてリンカー(Gly−Gly−Ser)3についてのコード配列で伸長し、そしてpIRESpuro3(BD Biosciences、Heidelberg、Germany)のBamH1及びNotI部位中に挿入した。アルブミン相補DNAを、順方向プライマー5−GCGGCTAGCATGAAGTGGGTAACCTTTATTTCCC−3 (配列番号8)及び逆方向プライマー5−GCGGGATCCTCCTAAGCCTAAGGCAGCTTGACTTG−3 (配列番号9)を用いてPCRにより増幅した。増幅産物をNheI及びBamH1を用いて消化し、そしてインフェスチン−4ベクターのNheI/BamH1部位中に挿入した。アルブミン−リンカーインフェスチン−4(rHA−インフェスチン−4)からなる融合タンパク質を発現することができる得られたベクターをエシェリキア・コリ(Escherichia coli)TOP10(Invitrogen、Karlsruhe、Germany)で増殖し、そして標準的プロトコル(Qiagen、Hilden、Germany)を使用して精製した。HEK−293細胞をリポフェクタミン2000試薬(Invitrogen)でトランスフェクトし、そして無血清培地(Invitrogen 293 Express)で4μg/mLプロマイシンの存在下にて増殖させた。トランスフェクトされた細胞集団を発酵槽で増殖させた。産生された融合タンパク質の精製のために上清を採取した。rHA−インフェスチン−4を免疫アフィニティクロマトグラフィーにより精製した。発酵上清を平衡化抗アルブミンカラムにアプライした。生成物をグリシン緩衝液(pH 2.5)で溶出した。WO2008/098720;Hagedorn I et al.117 Circulation 1153−1160、2010を参照のこと。
(His)6−タグ化インフェスチン−4構築物を生成し、そしてこれはrHA−インフェスチン−4構築物と比較した場合により短い半減期を有することがわかった。WO2008/098720;Hagedorn I et al.117 Circulation 1153−1160、2010を参照のこと。(His)6−タグ化インフェスチン−4をPOROS MC 20での銅金属キレートクロマトグラフィーにより精製した。発酵上清を、リン酸−塩化ナトリウム緩衝液(pH7.7)で平衡化した硫酸銅をロードしたカラムにアプライした。続いて(His)6−タグ化インフェスチン−4をイミダゾールグラジエントで溶出した。
実施例2: SBIの動物モデル
本出願は、SBIに至る不均一機構を反映する現実的な動物モデルを提供する。動物モデルの一実施態様において、虚血傷害は、例えば血管手技及び手術から生じ得る空気又は脂肪のような非血栓溶解性塞栓を模倣するマイクロビーズにより誘導され得る。動物モデルの別の実施態様において、虚血傷害は、凝固カスケード又は血管壁傷害における障害から生じ得る凝固血液により誘導され得る。
全ての実験を、Charles River Laboratories、Inc.(Wilmington、MA)から入手した成体Balb/cマウス(25〜30g;n=24)で行った。施設内倫理委員会(Institutional Review Board)は全ての動物実験を承認した。動物を、全ての手技の間及び後に生理学的にモニタリングした。マウスをイソフルラン室にて2L/分の補足酸素を用いた吸入により2%イソフルランで麻酔し、そしてイソフルラン下で仰臥位で温加熱パッドに移した。以下に記載した手技を使用して、マイクロビーズ又はエクスビボで形成した凝固血液を、総頸動脈を一時的に閉塞させながら外頸動脈を通して内頚動脈中へ片側逆行的に(one−sided retrogradely)注射して、灌流を危険にさらすことなく塞栓を脳の動脈系に強制的に入れた。
A.手技
動物を麻酔した後、頸部の毛を剃り、そして完全な除毛のためにNairを塗布した。次いで頸部をイソプロピルアルコールで拭いて滅菌ガーゼで覆った。垂直切開を頸部に対して作成し、そして露出した耳下腺を脇に移動させた。総頸動脈、内頚動脈及び外頚動脈を同定した単離した。10−0 Ethiconナイロン縫合糸(Johnson & Johnson、Brussels、Belgium)を動脈結紮のために使用した。2本の10−0縫合糸を外頚動脈の周りで、1本を内頚動脈の周りで、そして1本を総頸動脈の周りで縛った。次いで外頚動脈の周りの2本の縫合糸を縛り、次いで動脈をその間で切断した。この時点で、外頚動脈の結紮のみを受けたコントロールグループのマウスには、手技のこの部分はいずれの脳傷害も生じないことを確かにするためにさらなる介入は行わなかった。次いで一時的結紮を総頸動脈及び内頚動脈の周りで縛った。改造したIntramedicポリエチレンPE10カテーテル(I.D.0.28mm、I.D.0.61mm、Becton Dickinson and Company、Sparks、MD)を外頚動脈の近位の開口端部中に挿入し、適所で縫合した。カテーテルは、わずかに狭い管腔及び直径を達成するために手動で管状部材を、穏やかに牽引力を印加して引き伸ばすことにより改造した標準PE10カテーテルであった。次いで内頚動脈上の結紮を開放して、内頚動脈のみに対して脳に供給する動脈系中への血流を可能にした。カテーテル中への動脈血のフラッシュバックを観察し、次いで準備したマイクロビーズ又は凝固血液のいずれかを注射した(図4)。
蛍光性マイクロビーズについて、約500個のマイクロビーズの頸動脈内注射が、再現性のある臨床的に無症候性の微小病巣を生じることを確定した。約500個のFluoresbriteTM Plain YG 45マイクロスフェア(Polysciences、Inc.、Warrington、PA、直径42.58±0.8μm、励起極大=441nm、発光極大=486nm)をロードしたシリンジをカテーテルに取り付けて注射した(図4A+D)。
蛍光性凝固血液のために、新鮮な異種マウス血液500μLをドナーマウスから心穿刺により抜き取り、そして直ぐに初期抗凝固のためにクエン酸ナトリウム溶液(最終濃度、0.32%)に加えた。20μmol CaCl2を血漿に加え、続いて凝固を誘導するために高活性ヒトトロンビン10単位(Calbiochem(R)、EMD Chemicals、Inc.、Darmstadt、Germany、MW 37,000、100 units/mL、特異的活性2800 NIH単位/タンパク質mg)を加えた。血液を室温で1時間凝固させた後、近赤外血液プール剤のGenhance 680TM(VisEn Medical、Bedford、MA) 2nmolを4℃で72時間のインキュベーションのために加えた。これにより蛍光画像化による後のエクスビボ検出のために凝固血液の蛍光染色を可能にした。この時間は凝固血液の収縮(contraction)及び安定化を可能にした。使用の準備ができたら、凝固血液を取り出し、そして生理食塩水で洗浄した。生理食塩水250μLを凝固血液に加え、次いで組織ホモジナイザーを使用して凝固血液を小さい粒子にした(図4B)。次いでこの蛍光性微小塞栓溶液10μLをシリンジで抜き取って注射した。
マイクロビーズ又は凝固血液のいずれかを注射した後、カテーテルを除去し、そしてカテーテルを適所に保持していた縫合糸を引き抜いて外頚動脈を閉じた。次いで内頚動脈及び総頸動脈における結紮を再び開いて脳への血流を回復させ、そし耳下腺をもとに戻し、そして7−0ナイロン縫合糸で皮膚を縫合した。動物をそのケージに戻し、回復させた。
麻酔から回復した後、マウスを顕性の行動障害及び運動障害について評価した。各動物を、ジスキネジー、嗜眠、握力、肢衰弱、眼瞼下垂、歩行障害、旋回行動、及び回転について観察した。上記の症状のいずれかが観察されると脳卒中の徴候であるとみなし、上記の症状がないことは、顕性脳卒中が起こらなかったことを示し、SBIの可能性と一致した。脳卒中の症状がない場合、マウスをSBIのさらなる評価に使用した。それ以外は、マウスをSBIの評価のさらなる評価から除いて屠殺した。
B.処置グループ
SBIモデルの最適化後、4つのコホートを調べた(1グループあたりn=5〜7):凝固血液又はマイクロビーズによりSBIを誘導されたマウス(未処置コントロール)、及びマウスを200mg/kgの用量で尾静脈静脈内注射によりrHA−インフェスチン−4で処置した2つのさらなるグループ。SBI誘導直後にそれらの最初の注射を受けたマウス。FXIII活性の単一光子放射型コンピュータ断層撮影法−コンピュータ断層撮影(SPECT−CT)画像化をSBIの3時間後に行った。SBIの3日後にMRIにより画像化されたコホートに、傷害の3日後まで及び3日後を含めて毎日注射した。塩化トリフェニルテトラゾリウム(TTC)染色をSBIの3日後に評価した。
C.MRI
炎症をMRI(ミエロペルオキシダーゼ(MPO)−Gd、3日目)により評価した。MRIをBruker 4.7Tスキャナーを使用してRARE T1スキャン(TR:1500ms、TE:8.48ms、積算回数(Avg):8、マトリックス:192x192x22、ボクセルサイズ:0.133mm x 0.13mm x 0.5mm)、同じジオメトリを用いるRARE T2(TR:5622.893、TE:20ms、積算回数:4)及び6つの拡散方向を用いたEPI拡散強調シーケンスを使用する拡散強調画像(DWI)(TR:4800ms、TE:32ms、マトリックス:128 x 128 x 22、ボクセルサイズ:0.195mm x 0.195mm x 0.5mm)を用いて行った。
マウスを、10% DMSOで希釈された0.3mmol/kgのミエロペルオキシダーゼ−ガドリニウム造影剤の静脈内投与の前、及び90分後まで15分毎にスキャンした。次いでマウスを屠殺し、灌流し、そして脳を採取し、SBIが発生したことを実証するためにOV−100顕微鏡(Olympus)での蛍光画像化のためにスライスした。
データ解析のために、Amiraソフトウェア(Visage Imaging、San Diego、CA)を使用した。対象領域(ROI)を注射90分後のT1スキャンの各画像スライスで同定した。MPOポジティブ領域の自動分割の前に脳室を個々に除外し、そしてこの分割は放射線科専門医(board certified radiologist)により検証された。MPOポジティブボクセルを、平均通常脳バックグラウンドシグナルの1.25倍のシグナル強度により自動的に同定した。シグナル振幅値を、マウスの身体外のROIからのノイズの標準偏差で割り、MPOポジティブボクセルのコントラストノイズ比(CNR)を計算した。T2画像を同様のやり方で3D可視化のために分割した。
D.SPECT−CT
凝固をSPECT−CT(FXIII−Ind、3時間)により評価した。マウスグループに、インジウム−111で標識したFXIII−基質ペプチド約1mCi(注射した実際の量は731〜1273μCiであった)の注射の1時間前にSBI誘導及び処置を行った。注射の2時間後、Gamma Medica−Ideas X−SPECT小動物画像化システムを使用してSPECT−CTを行った。CTスキャンを固体CMOS検出器を備えたコーンビーム(50kVp、500mA)x線管を使用して256投影にわたって行った。これらの投影を、改変フェルトカンプ(feldkamp)再構成アルゴリズムを使用して再構成した。SPECTスキャンは、1mm中エネルギー用ピンホールコリメータを備えた二重ガンマカメラ(dual gamma cameras)を64投影に対して90秒/投影で利用した(各カメラから32投影)。SPECT画像をオーダーサブセット期待値最大化法(ordered subsets expectation maximization)アルゴリズム(OSEM)を使用して再構成し、そして分子情報の正確な解剖学的共局在化のためにCT画像に融合させた。
SPECT−CT画像化の直後に血液サンプルを採取して動物を屠殺した。動物を20ml食塩水で灌流した。筋肉サンプルを採取し;脳を摘出し、血液サンプルと共に、Wallac Wizard 1480ガンマウェルカウンターでカウントした。次いで脳を2mmの切片にスライスし、そしてOlympus Biosystems OV−100蛍光スキャナーで画像化した。脳スライスを両側で画像化した。その後、スライスをオートラジオグラフィーのためにホスホイメージャープレート上に終夜置いた。プレートを、Molecular Dynamics Typhoonホスホイメージャープレートリーダーで読み取った。
SPECT−CTデータ解析のために、脳及び筋肉を手動でAmiraソフトウェアを使用してCT画像から分割して脳対筋肉の標的対バックグラウンド比(TBR)を計算した。データを脳の質量及び各動物の注射用量に対して正規化した。オートラジオグラフィー、ガンマ計数及びSPECTデータを減衰補正した。SPECT−CTデータの3D可視化を、Osirixソフトウェア(Pixmeo、Geneva、Switzerland)を使用して再構成した。
E.エクスビボ評価
MRI及びSPECT−CT画像化研究を完了した後、動物を屠殺し、そして脳を取り出した。
マウスがSPECT−CTサブグループの一部である場合、脳を最初にシンチレーション測定により全体の放射線活性について測定した。次いで新鮮な脳を、マウス脳スライサー(Zivic Instruments、Pittsburgh、PA)を使用して厚さ2mmの冠状断面に切断した。次いで直ぐに全ての脳をOV−100TM小動物画像化システム(Olympus、Center Valley、PA)(平面反射率蛍光(planar reflectance fluorescence)画像化システム及び高倍率顕微鏡のハイブリッド)を用いて画像化した。脳切片をマイクロビーズについて明視野及びGFP蛍光チャネル(励起400nm、発光508nm)及び蛍光性凝固血液について近赤外チャネル(発光680nm)を使用して16倍までの倍率を用いて画像化した。選択した解像度、波長、及び倍率に依存して、画像収集時間は画像についてフレームあたり5msと60秒との間の範囲に及んだ。傷害により生じた潜在的出血を評価するために白色光画像もデジタルカメラで取得した。SPECT−CT研究のマウスについては、次いで脳スライスをホスホイメージャーに終夜置いた。
マウスがMRIサブグループの一部である場合、脳スライスを37℃のPBS溶液中1%TTCに30分間置いた。次いで脳切片をPBSでそれぞれ1分間3回洗浄した。次いでTTC染色について評価するために脳をデジタルカメラ(Olympus FE−280)で画像化した。生存能組織はTTCで赤色に染色されたが、梗塞領域は染色されなかった。免疫組織化学(IHC)に使用したマウスについては、中央の脳スライスがTTCで染色され、隣接したスライスをIHCのために包埋した。
さらなる組織学的分析のために、脳組織の隣接スライスをO.C.T.コンパウンド(Sakura Finetek、Torrance、CA)で包埋し、そして連続した5μm凍結切片を切り取った。アビジン−ビオチンペルオキシダーゼ法をIHCに使用し、そして組織切片をFXIII抗体:C−20(Santa Cruz Biotechnology、Inc.、Santa Cruz、CA)と共にインキュベートし、続いてビオチン化抗ヤギIgG二次抗体(Vector Laboratories、Inc.、Burlingame、CA)と共にインキュベートした。反応を3−アミノ−9−エチルカルバゾール(AEC)基質(DakoCytomation、Carpinteria、CA)で可視化し、そして全ての切片をHarrisヘマトキシリン溶液で対比染色した。スライドを倍率400で自動的にデジタル化し、そして画像をNanozoomer HT1.0(Hamamatsu、Japan)で捕捉した。
結果を平均+SEMとして表す。2つのグループ間の統計的比較をスチューデントのt検定により評価し、そしてANOVAにより多重比較に対して補正した。p<0.05の値を統計的有意を示すとみなした。p値が示されている場合、同じ統計的分析を実施例全体にわたって使用した。
両方のモデルが、小血管における脳血管閉塞を生じ(図4D+E)、これは臨床的に無症候性の脳虚血を生じ得る(図5)。
TTC染色により評価して、両方のモデルが小さい梗塞を生じ(図5)、これは脳全体の<5%を占めていた。マイクロビーズ法は、凝固血液モデルと比較してわずかに多く組織損傷を生じた。病巣は主に注射の側で観察された。
実施例3:rHA−インフェスチン−4でのSBIの処置
rHA−インフェスチン−4で処置した後、両方のSBIモデルのマウスにおいて、TTC染色により検出された梗塞が>50%減少し、有意に少ない微小梗塞を経験した。凝固血液モデルでは、マイクロビーズモデル(54%減少、図5A)と比較して、梗塞面積のわずかに多い減少(66%減少、図5B)があった。マイクロビーズモデルは、凝固経路に直接影響を及ぼさない物質由来の塞栓を模倣するが;しかしrHA−インフェスチン−4はこのモデルにおいても梗塞領域を減少させた。
微小出血の比較的頻繁な証拠が、両方のSBIモデルにおいて、マイクロビーズモデルではマウスの6/8(75%)において、そして血栓塞栓モデルではマウスの5/9(56%)において見られた(図6)。しかし、rHA−インフェスチン−4投与後には、微小出血の増加した頻度は、いずれのモデルでも見られなかった。実際には、おそらく凝固血液モデルにおいて減少した微小出血率であった(1/8の動物のみが微小出血を有していた、図6、右下)。
興味深いことに、脳卒中に関する以前の研究と同様に(Kleinschnitz C et al.、J Exp Med.、203:513−518、2006;Hagedorn I et al.Circulation、121:1510−1517、2010)、SBIにおける増加した頻度の出血も見られず、rHA−インフェスチン−4処置後に凝固血液モデルにおけるより低い比率の出血があった。このより低い比率を確証しそしてさらに研究する必要があるが、これは、rHA−インフェスチン−4が凝固血液により引き起こされる血管傷害を減少し得るということを示唆する。さらに、一般的な抗凝固治療は通常出血の増加した危険性を有するので、これは望ましくない副作用の有利なプロフィールを示すため、臨床的な関連性を有する。これは我々の現在の研究では異なっていた。
実施例4: rHA−インフェスチン−4はSBIにおけるFXIII活性を減少させる
rHA−インフェスチン−4の凝固カスケードに対する効果を評価するために、FXIIIの活性を評価した、これはFXIIの下流であり、かつFXIIに影響され、そして架橋フィブリン塊の原因である。インビボSPECT−CT画像化を、FXIII特異的プローブFXIII−Ind(Tung CH et al.4 Chembiochem.897−899、2003;Nahrendorf M et al.113 Circulation 1196−1202、2006)を使用してSBI誘導後の急性期の間に行った。凝固血液モデル(図7)及びマイクロビーズモデル(図8)の両方においてrHA−インフェスチン−4の投与後にFXIII活性の量の有意な減少があった。これは、エクスビボ脳検体に対するオートラジオグラフィー実験により裏付けられた(図7及び8、中央のパネル)。FXIII活性減少の全体の程度は、3D融合画像において十分に可視化された(図7及び8、左パネル)。梗塞減少の程度と同様に、マイクロビーズモデルと比較して凝固血液モデルにおいてFXIII活性のより顕著な減少があった。インビボ画像化の結果は、FXIIIについての免疫組織化学染色により確認された(図9)。
マイクロビーズモデルが、上昇した第XIII因子/凝固活性を生じ、これが rHA−インフェスチン−4投与により減少されるということに注目するのは興味深いことである。このことは、マイクロビーズ塞栓形成がフィブリン塊形成を引き起こし、そして影響を受けた血管のさらなる損傷及び閉塞を引き起こしたかもしれない組織傷害に起因して二次凝固を誘導したということを示唆する。実際には我々は、未処置のコントロールマウスの傷害脳領域において増強されたFXIII含量があることを組織病理において見出した(図9)。興味深いことに、マイクロビーズモデルは凝固血液モデルと比較してより多くの傷害及び出血領域を生じた。マイクロビーズモデルは事実上永久モデルであり、これは病理的影響を悪化させ、一方で注射された凝固血液は(部分的)血栓溶解を受けてより重症度の低い結果をもたらし得ると仮定し得るだろう。それにもかかわらず、両方のモデルにおいて観察されたこの二次的な塊形成は、rHA−インフェスチン−4により有意に低減されて使用された塞栓物質からの損傷を限定し得る。
実施例5: rHA−インフェスチン−4はSBIの後、脳におけるミエロペルオキシダーゼ活性を変更しない
ミエロペルオキシダーゼ(MPO)は、多くの炎症促進性骨髄性細胞、例えば好中球、Ly6Chi単球、及び活性化マクロファージの小集団並びに小膠細胞により炎症の間に分泌される最も豊富な酵素であり、それ故炎症応答の適切な画像化バイオマーカーである。MPO活性を評価するために、インビボMRIを、SBIの3日後に、MPO活性に対して高度に特異的かつ感受性であるプローブMPO−Gd(Chen JW et al.240 Radiology 473−481、2006;Querol M et al.4 Org Biomol Chem.1887−1895、2006)を使用して行った(Rodriguez E et al.132 J.Am.Chem.Soc.168−177、2010;Ronald JA et al.120 Circulation 592−599、2009;Chen JW et al.131 Brain 1123−1133、2008;Breckwoldt MO et al.105 PNAS 18584−18589、2008;Nahrendorf M et al.117 Circulation 1153−1160、2008)。
両方のモデルにおいて、T2強調画像化により報告された梗塞領域と比較して、より大きな体積に影響するより拡散したMPO活性があった(図10及び11、左パネル、青い(青色の(T2高信号フォーカス(foci))病巣と比較してより多くの橙色(MPO+領域)があり、そして右上パネルは、単一より高いT2正規化MPO+領域を示す)。マイクロビーズモデルは、凝固血液モデルと比較した場合により多くのMPO活性(CNR、ビーズ:36±1、血塊:23±2、p<0.05)、そしてより大きな病巣(脳におけるT2+ボクセルの数、ビーズ:3162±1435、血塊:548±207;p=0.05)を誘導した。
rHA−インフェスチン−4投与後に、両方のSBIモデルにおいて、MPO+病巣の正規化領域及び全てのMPO+病巣の平均CNRにおいて有意な変化はなく、rHA−インフェスチン−4がMPO活性に影響せず、従って骨髄性細胞活性に影響しないことを実証した。従って、FXIIの機能から推測される可能な抗炎症性効果にもかかわらず、rHA−インフェスチン−4はSBI誘導の3日後に病巣あたりのMPO活性の量を変化させなかった。3日目をMPO活性及び炎症の評価のために選択した。なぜならば、この時点が脳卒中モデルにおける最大のMPO活性の時点であることがわかったからである(Breckwoldt MO et al.105 PNAS 18584−18589、2008)。従って、3日目にMPO活性において反映されない炎症カスケードの他の部分は、rHA−インフェスチン−4により影響を受け得る(Breckwoldt MO et al.105 PNAS 18584−18589、2008)。脳虚血に関与する炎症性細胞の大部分は骨髄性細胞であり、従って、たとえ他の因子がrHA−インフェスチン−4により影響されても、その効果は小さいかもしれない。
FXII阻害剤rHA−インフェスチン−4は、患者又は動物において出血の危険性を増加させることなく、SBIをもたらす様々な種類の塞栓に関連する虚血傷害を処置するために使用され得る。さらに、上記動物モデル及び画像化アプローチは、SBIの病態生理学の根底にある機構を研究するため、及び治療剤候補を評価及びモニタリングするためのツールとして有用であり得る。

Claims (10)

  1. 医学的手技を受ける患者における無症候性脳虚血、又は非血栓溶解性物質により引き起こされる脳卒中の予防及び/又は処置用の医薬組成物であって、
    該組成物は第XII因子(FXII)阻害剤を含み
    該医学的手技は:
    (a) 心臓、
    (b) 大動脈、大動脈弓、頸動脈、冠状動脈、腕頭動脈、椎骨脳底循環、頭蓋内動脈、腎動脈、肝動脈、腸間膜動脈、及び/又は頭部から心臓への動脈系の血管から選択される少なくとも1つの血管、
    (c) 患者が既知の中隔欠損を有する場合の静脈血管;
    のうちの少なくとも1つとの接触を含み、
    そして該医学的手技が、少なくとも1つの標的器官における上記虚血を生じ得る身体中の該血管の少なくとも1つにおける少なくとも1つの微小塞栓の放出を含み、そして該医薬組成物は該医学的手技の前、該医学的手技の間、かつ/又は該医学的手技の後に投与され、
    該標的器官が脳であり、
    該FXII阻害剤は、
    (i) 野生型インフェスチン−4ポリペプチド配列(配列番号1)、又はその変異体[該変異体は、
    (a) 野生型インフェスチン−4配列のN末端アミノ酸2〜13、及び野生型インフェスチン−4配列との差異を生じる、該N末端アミノ酸の外側の少なくとも1個かつ5個までのアミノ酸変異;
    及び/又は
    (b) 野生型インフェスチン−4配列からの6つの保存的システイン残基、及び野生型インフェスチン−4配列に対する少なくとも70%の相同性を含む]、
    (ii) 抗FXII抗体[該抗体はFXIIに結合し、かつその活性及び/又は活性化を阻害する]
    を含む、上記医薬組成物
  2. 塞栓が、泡、油、脂肪、コレステロール、凝固血液及び/又はデブリから構成される、請求項1に記載の医薬組成物
  3. 医学的手技が、少なくとも1つ又はそれ以上の前記血管の内側との接触を含む、請求項1又は2に記載の医薬組成物
  4. 医学的手技が、少なくとも1つ又はそれ以上の前記血管をクランプすることを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の医薬組成物
  5. 医学的手技が、カテーテル、ステント、バルーン、移植片、及び/又は造影剤の投与のうちのいずれか1つ又はそれ以上を含む血管手技である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の医薬組成物
  6. 医学的手技が血管手術であり、かつ/又は診断上の血管手技である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の医薬組成物
  7. 医学的手技が、冠動脈造影、頸動脈ステント留置、経皮的冠動脈形成、頸動脈内膜切除、心臓血管手術、又は狭窄した腎動脈の拡張である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の医薬組成物
  8. FXII阻害剤が半減期増強ポリペプチドに連結されており、ここで半減期増強ペプチドは、任意に、アルブミン、アファミン、アルファ−フェトプロテイン又はビタミンD結合タンパク質、ヒトアルブミン、又はその変異体、免疫グロブリン又はその変異体、IgGのFcである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の医薬組成物
  9. 半減期増強ポリペプチドがリンカーを介してFXII阻害剤に連結されている、請求項8に記載の医薬組成物
  10. リンカーが、
    (i) 切断可能であるか;
    (ii) 内在性、外因性、又は共通の凝固経路の凝固プロテアーゼにより切断可能であるか;
    (iii) FXllaにより切断可能である、
    請求項9に記載の医薬組成物
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