JP6219170B2 - リポタンパク質複合体ならびにその製造および使用 - Google Patents

リポタンパク質複合体ならびにその製造および使用 Download PDF

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Description

1.関連出願との相互参照
本出願は、2011年2月7日に出願された米国仮特許出願第61/440,371号、2011年3月14日に出願された米国仮特許出願第61/452,630号および2011年5月17日に出願された米国仮特許出願第61/487,263号(これらの全ての内容はその全体が参照により本明細書に組み入れられる)の35 U.S.C.§119(e)の下での利益を主張する。
2.技術分野
本開示は、リポタンパク質複合体、該複合体を含む医薬組成物、そのような複合体のためのアポリポタンパク質を製造および精製する方法、該複合体を作製する方法ならびに心血管疾患、障害および/またはそれらと関連する状態を治療または予防するための前記複合体の使用方法を提供する。
3.背景
3.1.概説
循環コレステロールは、脂質と、血液中の脂質を輸送するタンパク質組成物との複合体粒子である血漿リポタンパク質により運搬される。4つの主要なクラスのリポタンパク質粒子が血漿中に循環し、脂肪輸送系に関与する:カイロミクロン、超低密度リポタンパク質(VLDL)、低密度リポタンパク質(LDL)および高密度リポタンパク質(HDL)。カイロミクロンは、腸脂肪吸収の短命の生成物である。VLDLおよび特に、LDLは、肝臓(コレステロールが合成されるか、または食事起源から得られる)から肝臓外組織、例えば、動脈壁へのコレステロールの送達を担う。対照的に、HDLは、逆コレステロール輸送(RCT)、特に、肝臓外組織から肝臓へのコレステロール脂質の除去を媒介し、そこで保存、異化、排除または再利用される。HDLはまた、炎症、酸化された脂質およびインターロイキンの輸送において有益な役割を果たし、次いで血管壁における炎症を減少させることができる。
リポタンパク質粒子は、コレステロール(通常はコレステリルエステルの形態にある)とトリグリセリドとから構成される疎水性コアを有する。このコアは、リン脂質、非エステル化コレステロールおよびアポリポタンパク質を含む表面外被により取り囲まれている。アポリポタンパク質は脂質輸送を媒介し、いくらかは脂質代謝に関与する酵素と相互作用し得る。ApoA−I、ApoA−II、ApoA−IV、ApoA−V、ApoB、ApoC−I、ApoC−II、ApoC−III、ApoD、ApoE、ApoJおよびApoHなどの、少なくとも10種のアポリポタンパク質が同定されている。LCAT(レシチン:コレステロールアシルトランスフェラーゼ)、CETP(コレステリルエステル転移タンパク質)、PLTP(リン脂質転移タンパク質)およびPON(パラオキソナーゼ)などの他のタンパク質も、リポタンパク質と関連して見出されている。
冠動脈性心疾患、冠動脈疾患およびアテローム性動脈硬化症などの心血管疾患は、血清コレステロールレベルの上昇と極めて関連している。例えば、アテローム性動脈硬化症は、動脈壁内でのコレステロールの蓄積を特徴とする、ゆっくりと進行する疾患である。説得力のある証拠が、アテローム性動脈硬化症病変に沈着した脂質が主に血漿LDLに由来するものであるという理論を支持し、かくして、LDLが「悪玉」コレステロールとして一般的に知られるようになった。対照的に、HDL血清レベルは、冠動脈性心疾患とは逆相関する。実際、HDLの高い血清レベルは、負の危険因子と見なされている。高レベルの血漿HDLは冠動脈疾患に対して防御的であるだけでなく、実際にアテローム性動脈硬化プラークの退縮を誘導し得るとの仮説が立てられている(例えば、Badimonら、1992、Circulation 86 (Suppl. Ill): 86-94; DanskyおよびFisher、1999、Circulation 100: 1762-63; Tangiralaら、1999、Circulation 100(17): 1816-22; Fanら、1999、Atherosclerosis 147(l): 139-45; Deckertら、1999、Circulation 100(11): 1230-35; Boisvertら、1999、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. l9(3):525-30; Benoitら、1999、Circulation 99(1): 105-10; Holvoetら、1998、J. Clin. Invest. 102(2):379-85; Duvergerら、1996、Circulation 94(4):713-17; Miyazakiら、1995、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 15(11): 1882-88; Mezdourら、1995、Atherosclerosis 113(2):237-46; Liuら、1994、J. Lipid Res. 35(12):2263-67; Plumpら、1994、Proc. Nat. Acad. Sci. USA 91(20):9607-11; Pasztyら、1994、J. Clin. Invest. 94(2):899-903; Sheら、1992、Chin. Med. J. (Engl). 105(5):369-73; Rubinら、1991、Nature 353(6341):265-67; Sheら、1990、Ann. NY Acad. Sci. 598:339-51; Ran、1989, Chung Hua Ping Li Hsueh Tsa Chih (Zhonghua Bing Li Xue Za Zhiとも翻訳される) 18(4):257-61; Quezadoら、1995、J. Pharmacol. Exp. Ther. 272(2):604-11; Duvergerら、1996、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16(12): 1424-29; Kopflerら、1994、Circulation; 90(3): 1319-27; Millerら、1985、Nature 314(6006): 109-11; Haら、1992、Biochim. Biophys. Acta 1125(2):223-29; Beitzら、1992、Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids 47(2): 149-52を参照されたい)。結果として、HDLは「善玉」コレステロールとして一般に知られるようになった(例えば、Zhangら、2003 Circulation 108:661-663を参照されたい)。
HDLの「防御的」役割がいくつかの研究において確認されている(例えば、Millerら、1977、Lancet l(8019):965-68; Whayneら、1981、Atherosclerosis 39:411-19)。これらの研究では、LDLレベルの上昇は心血管リスクの増加と関連すると考えられるが、高いHDLレベルは心血管防御を付与すると考えられる。in vivoでの研究は、HDLの防御的役割をさらに実証し、ウサギへのHDL注入がコレステロール誘導性動脈病変の発生を阻害し(Badimonら、1989、Lab. Invest. 60:455-61)および/またはその退縮を誘導し得る(Badimonら、1990、J. Clin. Invest. 85: 1234-41)ことを示した。
3.2.逆コレステロール輸送、HDLおよびアポリポタンパク質A−I
逆コレステロール輸送(RCT)経路は、多くの肝臓外組織からコレステロールを排除するように機能し、体内の多くの細胞の構造および機能の維持にとって重要である。RCTは主に3つの段階:(a)コレステロール流出、すなわち、末梢細胞の様々なプールからのコレステロールの最初の除去;(b)細胞中への流出したコレステロールの再進入を防止する、レシチン:コレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)の作用によるコレステロールエステル化;および(c)加水分解のための肝臓細胞へのHDL−コレステロールおよびコレステリルエステルの取込み、次いで、再利用、貯蔵、胆汁中への排出または胆汁酸への異化、からなる。
RCTにおける鍵となる酵素であるLCATは、肝臓により産生され、HDL画分と結合して血漿中に循環する。LCATは細胞由来コレステロールをコレステリルエステルに変換し、これらはHDL中に隔離され、除去を運命付けられる(Jonas 2000、Biochim. Biophys. Acta 1529(l-3):245-56を参照されたい)。コレステリルエステル転移タンパク質(CETP)およびリン脂質転移タンパク質(PLTP)は、循環するHDL集団のさらなる再モデリングに寄与する。CETPはLCATにより作られたコレステリルエステルを、他のリポタンパク質、特に、ApoBを含むリポタンパク質、例えば、VLDLおよびLDLに移動させる。PLTPはレシチンをHDLに供給する。HDLトリグリセリドは細胞外肝臓トリグリセリドリパーゼにより異化され、リポタンパク質コレステロールはいくつかの機構を介して肝臓により除去される。
HDL粒子の機能的特徴は、ApoA−IおよびApoA−IIなどのそれらの主要なアポリポタンパク質成分によって主に決定される。少量のApoC−I、ApoC−II、ApoC−III、ApoD、ApoA−IV、ApoEおよびApoJも、HDLと結合することが観察されている。HDLは、代謝RCTカスケードまたは経路の間の再モデリングの状態に応じて、様々な異なるサイズで、および上記の構成要素の異なる混合物中に存在する。
それぞれのHDL粒子は通常、少なくとも1分子、および通常は2〜4分子のApoA−Iを含む。HDL粒子はまた、Gerd Assmann教授により記載されたように(例えば、von Eckardsteinら、1994、Curr Opin Lipidol. 5(6):404-16を参照されたい)、コレステロール流出を担うことも知られる、ApoE(γ−LpE粒子)のみを含んでもよい。ApoA−Iは、肝臓および小腸によりプレプロアポリポタンパク質A−Iとして合成され、プロアポリポタンパク質A−I(proApoA−I)として分泌され、迅速に切断されて、243アミノ酸の単一のポリペプチド鎖である血漿型のApoA−Iを生成する(Brewerら、1978、Biochem. Biophys. Res. Commun. 80:623-30)。血流中に実験的に直接注入されたプレプロApoA−Iも、血漿型のApoA−Iに切断される(Klonら、2000、Biophys. J. 79(3): 1679-85; Segrestら、2000、Curr. Opin. Lipidol. 11(2): 105-15; Segrestら、1999, J. Biol. Chem. 274 (45):31755-58)。
ApoA−Iは、6〜8個の異なる22アミノ酸のα−へリックスまたはプロリンであることが多いリンカー部分により間隔を空けられた機能的反復を含む。この反復単位は、両親媒性らせんコンフォメーションで存在し(Segrestら、1974、FEBS Lett. 38: 247-53)、ApoA−Iの主要な生物活性、すなわち、脂質結合およびレシチンコレステロールアシルトランスフェラーゼ(LCAT)活性化を与える。
ApoA−Iは、脂質との3つの型の安定な複合体:プレ−β−1 HDLと呼ばれる、小さい脂質の少ない(lipid-poor)複合体;プレ−β−2 HDLと呼ばれる、極性脂質(リン脂質およびコレステロール)を含む扁平な円盤状の粒子;ならびに球状または成熟HDL(HDLおよびHDL)と呼ばれる、極性脂質と非極性脂質の両方を含む球状粒子を形成する。循環集団中の多くのHDLは、ApoA−IとApoA−IIの両方(「AI/AII−HDL画分」)を含む。しかしながら、ApoA−Iのみを含むHDLの画分(「AI−HDL画分」)が、RCTにおいてより有効であると考えられる。特定の疫学研究は、ApoA−I−HDL画分が抗動脈硬化的であるという仮説を支持する(Parraら、1992、Arterioscler. Thromb. 12:701-07; Decossinら、1997、Eur. J. Clin. Invest. 27:299-307)。
HDL粒子は、異なるサイズ、脂質組成およびアポリポタンパク質組成を有する粒子のいくつかの集団から作られている。それらは、その水和密度、アポリポタンパク質組成および電荷特性などの特性に従って分離することができる。例えば、プレ−β−HDL画分は、成熟α−HDLよりも低い表面電荷を特徴とする。この電荷の差異のため、プレ−β−HDLおよび成熟α−HDLは、アガロースゲル中で異なる電気泳動移動度を有する(Davidら、1994、J. Biol. Chem. 269(12):8959-8965)。
プレ−β−HDLと成熟α−HDLの代謝も異なる。プレ−β−HDLは2つの代謝運命を有する:腎臓による血漿からの除去および異化または肝臓により優先的に分解される中程度のサイズのHDLへの再モデリング(Leeら、2004、J. Lipid Res. 45(4):716-728)。
細胞表面からのコレステロール転移(すなわち、コレステロール流出)の機構は未知であるが、脂質の少ない複合体であるプレ−β−1 HDLが、RCTに関与する末梢組織から転移されたコレステロールの好ましい受容器であると考えられる(Davidsonら、1994、J. Biol. Chem. 269:22975-82; Bielickiら、1992、J. Lipid Res. 33: 1699-1709; Rothblatら、1992、J. Lipid Res. 33: 1091-97; およびKawanoら、1993、Biochemistry 32:5025-28; Kawanoら、1997、Biochemistry 36:9816-25を参照されたい)。細胞表面からのコレステロール動員のこのプロセスの間に、プレ−β−1 HDLはプレ−β−2 HDLに迅速に変換される。PLTPはプレ−β−2 HDLディスク形成の速度を増加させることができるが、RCTにおけるPLTPの役割を示唆するデータはない。LCATは円盤状の小さい(プレ−β)および球状(すなわち、成熟)のHDLと優先的に反応し、レシチンまたは他のリン脂質の2−アシル基を、コレステロールの遊離ヒドロキシル残基に転移させ、コレステリルエステル(HDL中に保持される)およびリゾレシチンを生成する。LCAT反応には活性化因子としてApoA−Iが必要である、すなわち、ApoA−IはLCATの天然のコファクターである。HDL中に隔離されたコレステロールの、そのエステルへの変換は、コレステロールの細胞中への再進入を防止し、正味の結果は、コレステロールが細胞から除去されるということである。
ApoAI−HDL画分(すなわち、ApoA−Iを含み、ApoA−IIを含まない)中の成熟HDL粒子中のコレステリルエステルは肝臓により除去され、ApoA−IとApoA−IIの両方を含むHDL(AI/AII−HDL画分)から誘導されるものよりも効率的に胆汁中にプロセッシングされる。これは、部分的には、肝細胞膜へのApoAI−HDLのより効率的な結合に負うものであり得る。HDL受容体の存在が仮定されており、スカベンジャー受容体、クラスB、I型(SR−BI)がHDL受容体として同定されている(Actonら、1996、Science 271 :518-20; Xuら、1997、Lipid Res. 38: 1289-98)。SR−BIは、ステロイド産生組織(例えば、副腎)および肝臓中で最も豊富に発現される(Landschulzら、1996、J. Clin. Invest. 98:984-95; Rigottiら、1996、J. Biol. Chem. 271 :33545-49)。HDL受容体の概説については、Broutinら、1988、Anal. Biol. Chem. 46: 16-23を参照されたい。
ATP結合カセット輸送因子AIによる初期の脂質化は、血漿HDL形成およびコレステロール流出を生じさせるプレ−β−HDL粒子の能力にとって重要であると考えられる(LeeおよびParks、2005、Curr. Opin. Lipidol. 16(1): 19-25)。これらの著者らによれば、この初期の脂質化は、プレ−β−HDLがコレステロール受容器としてより効率的に機能するのを可能にし、ApoA−Iが元々存在する血漿HDL粒子と迅速に結合するのを防止し、コレステロール流出のためのプレ−β−HDL粒子のより高い利用可能性をもたらす。
CETPは、RCTにおいても役割を果たし得る。CETP活性またはその受容器であるVLDLおよびLDLにおける変化は、HDL集団を「再モデリング」するのに役割を果たす。例えば、CETPの非存在下では、HDLは拡大された粒子になり、消失しない(RCTおよびHDLの概説については、FieldingおよびFielding、1995、J. Lipid Res. 36:211-28; Barransら、1996、Biochem. Biophys. Acta 1300:73-85; Hiranoら、1997、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 17(6): 1053-59を参照されたい)。
HDLはまた、他の脂質および非極性分子の逆輸送において、ならびに解毒、すなわち、異化および排出のための肝臓への細胞、器官および組織からの脂質の輸送において役割を果たす。そのような脂質としては、スフィンゴミエリン(SM)、酸化された脂質、およびリゾホスファチジルコリンが挙げられる。例えば、RobinsおよびFasulo(1997、J. Clin. Invest. 99:380-84)は、HDLが肝臓による胆汁分泌物への植物ステロールの輸送を刺激することを示した。
HDLの主要な成分であるApoA−Iは、in vitroでSMと結合し得る。ウシ脳SM(BBSM)を用いてin vitroでApoA−Iを再構成させた場合、再構成の最大速度は28℃で起こり、その温度はBBSMの相転移温度に近い(Swaney、1983、J. Biol. Chem. 258(2)、1254-59)。7.5:1以下(wt/wt)のBBSM:ApoA−I比では、1個の粒子あたり3個のApoA−I分子を含み、360:1のBBSM:ApoA−Iモル比を有する単一の再構成された均一なHDL粒子が形成される。それは、電子顕微鏡中では、高い比率のリン脂質/タンパク質でのApoA−Iのホスファチジルコリンによる組換えにより得られたものと類似する円盤状複合体として出現する。しかしながら、15:1(wt/wt)のBBSM:ApoA−I比では、より高いリン脂質:タンパク質モル比(535:1)を有する、より大きい直径の円盤状複合体が形成される。これらの複合体は、ホスファチジルコリンと共に形成されたApoA−I複合体よりも有意に大きく、より安定であり、変性に対してより耐性が高い。
スフィンゴミエリン(SM)は早期コレステロール受容器(プレ−β−HDLおよびγ−移住ApoE含有リポタンパク質)中で上昇し、これはSMが、これらの粒子がコレステロール流出を促進する能力を増強することができることを示唆している(DassおよびJessup、2000、J. Pharm. Pharmacol. 52:731-61; Huangら、1994、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 1834-38; FieldingおよびFielding 1995、J. Lipid Res. 36:211-28)。
3.3.HDLおよびApoA−Iの防御機構
HDLの防御機構の研究は、HDLの主成分であるアポリポタンパク質A−I(ApoA−I)に焦点を当ててきた。ApoA−Iの高い血漿レベルは、冠動脈病変の非存在または減少と関連する(Maciejkoら、1983、N. Engl. J. Med. 309:385-89; Sedlisら、1986、Circulation 73:978-84)。
実験動物におけるApoA−IまたはHDLの注入は、有意な生化学的変化を示し、ならびにアテローム性動脈硬化病変の程度および重篤度を低下させる。MaciejkoおよびMao (1982、Arteriosclerosis 2:407a)による初期の報告の後、Badimonら(1989、Lab. Invest. 60:455-61; 1989、J. Clin. Invest. 85: 1234-41)は、HDL(d=1.063〜1.325g/ml)を注入することにより、コレステロール給餌ウサギにおいて、アテローム性動脈硬化病変の程度(45%の減少)およびそのコレステロールエステル含量(58.5%の減少)を有意に低下させることができることを見出した。彼らはまた、HDLの注入が確立された病変の50%に近い退縮をもたらすことも見出した。Esperら(1987、Arteriosclerosis 7:523a)は、HDLの注入が、初期の動脈病変を生じる遺伝性高コレステロール血症を有するWatanabeウサギの血漿リポタンパク質組成を顕著に変化させ得ることを示した。これらのウサギにおいては、HDL注入量は、防御的HDLと動脈硬化性LDLとの比の2倍を超えるものであってよい。
動物モデルにおける動脈疾患を防止するHDLの能力は、ApoA−Iがin vitroで線維素溶解活性を示し得るという観察によってさらに裏付けられた(Sakuら、1985、Thromb. Res. 39: 1-8)。Ronneberger(1987、Xth Int. Congr. Pharmacol.、Sydney、990)は、ApoA−Iがビーグル犬およびカニクイザルにおいて線維素溶解を増加させ得ることを実証した。同様の活性はヒト血漿においてもin vitroで指摘することができる。Ronnebergerは、ApoA−Iで処理された動物における脂質沈着および動脈プラーク形成の減少を確認することができた。
in vitroでの研究は、ApoA−Iとレシチンとの複合体が、培養された動脈平滑筋細胞からの遊離コレステロールの流出を促進することができることを示唆している(Steinら、1975、Biochem. Biophys. Acta、380: 106-18)。この機構により、HDLはこれらの細胞の増殖も低下させることができる(Yoshidaら、1984、Exp. Mol Pathol. 41 :258-66)。
ApoA−IまたはApoA−I模倣ペプチドを含むHDLを用いる注入療法もまた、ABC1輸送因子による血漿HDLレベルを調節し、心血管疾患の治療における有効性をもたらすことが示されている(例えば、Brewerら、2004、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 24: 1755-1760を参照されたい)。
アルギニン残基がシステインで置換された、ApoA−Iの2つの天然のヒト多型が単離されている。アポリポタンパク質A−IMilano(ApoA−I)においては、この置換は残基173で起こるが、アポリポタンパク質A−IParis(ApoA−I)においては、この置換は残基151で起こる(Franceschiniら、1980、J. Clin. Invest. 66:892-900; Weisgraberら、1983、J. Biol. Chem. 258:2508-13; Bruckertら、1997、Atherosclerosis 128: 121-28; Daumら、1999、J. Mol. Med. 77:614-22; Klonら、2000、Biophys. J. 79(3): 1679-85)。さらに、位置144でロイシンがアルギニンで置換された、ApoA−Iのさらなる天然のヒト多型が単離されている。この多型はアポリポタンパク質A−I Zaragoza(ApoA−I)と呼ばれており、重症低αリポタンパク血症および高密度リポタンパク質(HDL)逆コレステロール輸送の増強された効果と関連する(Recaldeら、2001、Atherosclerosis 154(3):613-623; Fiddymentら、2011、Protein Expr. Purif. 80(1): 110-116)。
ApoA−IまたはApoA−Iのジスルフィド結合ホモ二量体を含む再構成されたHDL粒子は、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)乳濁液を消失させる能力およびコレステロール流出を促進する能力において野生型ApoA−Iを含む再構成されたHDL粒子と類似する(Calabresiら、1997b、Biochemistry 36: 12428-33; Franceschiniら、1999、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 19: 1257-62; Daumら、1999、J. Mol. Med. 77:614-22)。両突然変異において、ヘテロ接合性個体はHDLのレベルが低下しているが、逆説的であるが、アテローム性動脈硬化症のリスクが低い(Franceschiniら、1980、J. Clin. Invest. 66:892-900; Weisgraberら、1983、J. Biol. Chem. 258:2508-13; Bruckertら、1997、Atherosclerosis 128: 121-28)。いずれかの変異体を含む再構成されたHDL粒子はLCATを活性化することができるが、野生型ApoA−Iを含む再構成されたHDL粒子と比較した場合、その効率は低い(Calabresiら、1997、Biochem. Biophys. Res. Commun. 232:345-49; Daumら、1999、J. Mol. Med. 77:614-22)。
ApoA−I突然変異は常染色体優性形質として伝達される;ファミリー内で8世代のキャリアが同定されている(Gualandriら、1984、Am. J. Hum. Genet. 37: 1083-97)。ApoA−Iキャリア個体の状態は、HDLコレステロールレベルの顕著な低下を特徴とする。これにもかかわらず、キャリア個体は動脈疾患のいかなる高リスクも見かけ上示さない。実際、家系記録の調査により、これらの対象がアテローム性動脈硬化症から「防御」され得ると考えられる(Sirtoriら、2001、Circulation, 103: 1949-1954; Romaら、1993、J. Clin. Invest. 91(4): 1445-520)。
前記突然変異のキャリアにおけるApoA−Iの可能な防御効果の機構は、1個のα−へリックスの喪失および疎水性残基の露出の増加と共に、ApoA−I突然変異体の構造の改変と関連すると考えられる(Franceschiniら、1985、J. Biol. Chem. 260: 1632-35)。複数のα−へリックスの緊密な構造の喪失は、通常のApoA−Iと比較して、分子の可撓性の増加をもたらし、より容易に脂質と結合する。さらに、リポタンパク質複合体は、変性をより受けやすく、かくして、この突然変異体の場合、脂質送達も改善されることを示唆している。
Bielickiら(1997、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 17 (9): 1637-43)は、ApoA−Iが野生型ApoA−Iと比較して膜コレステロールを動員する限られた能力を有することを実証した。さらに、ApoA−Iの膜脂質との結合により形成された新生HDLは、野生型ApoA−Iにより形成されるより大きい9および11nmの複合体よりもむしろ、主に7.4nmの粒子であった。これらの観察は、ApoA−I一次配列中のArg173→Cys173置換が、細胞コレステロール動員および新生HDL集合の正常なプロセスを阻害したことを示している。この突然変異は、細胞からのコレステロール除去の効率の低下と見かけ上関連する。従って、その抗動脈硬化特性は、RCTと関連しなくてもよい。
Arg173→Cys173置換に起因する最も著しい構造的変化は、ApoA−Iの二量体化である(Bielickiら、1997、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 17 (9): 1637-43)。ApoA−Iは、それ自身とホモ二量体を形成し、ApoA−IIとヘテロ二量体を形成することができる。アポリポタンパク質の混合物を含む血液画分の研究は、循環中の二量体および複合体の存在がアポリポタンパク質の消失半減期の増加の原因となり得ることを示唆している。そのような消失半減期の増加は、前記突然変異のキャリアの臨床研究において観察された(Greggら、1988、NATO ARW on Human Apolipoprotein Mutants: From Gene Structure to Phenotypic Expression、Limone SG)。他の研究は、ApoA−I二量体(ApoA−I/ApoA−I)がin vitroでHDL粒子の相互変換における阻害因子として作用することを示唆している(Franceschiniら、1990、J. Biol. Chem. 265: 12224-31)。
3.4.脂質異常症および関連障害のための現在の治療
脂質異常障害は、血清コレステロールおよびトリグリセリドレベルの上昇ならびに血清HDL:LDL比の低下と関連する疾患であり、高脂血症、特に、高コレステロール血症、冠動脈性心疾患、冠動脈疾患、血管および血管周囲の疾患、ならびにアテローム性動脈硬化症などの心血管疾患が挙げられる。動脈不全により引き起こされる、一過性虚血発作または間欠性跛行などのアテローム性動脈硬化症と関連する症候群も含まれる。脂質異常障害と関連する上昇した血清コレステロールおよびトリグリセリドを低下させるためにいくつかの治療が現在利用可能である。しかしながら、有効性、副作用および患者集団の適格性の点で、それぞれはそれ自身の欠点および限界を有する。
胆汁酸結合樹脂は、腸から肝臓への胆汁酸の再利用を遮断する薬剤のクラスである;例えば、コレスチラミン(Questran Light(登録商標)、Bristol−Myers Squibb)、コレスチポール塩酸塩(Colestid(登録商標)、The Upjohn Company)、およびコレセベラム塩酸塩(Welchol(登録商標)、Daiichi−Sankyo Company)。経口摂取した場合、これらの正に荷電した樹脂は腸において負に荷電した胆汁酸に結合する。この樹脂は腸から吸収されないため、それらはそれらと共に胆汁酸を担持して排出される。しかしながら、そのような樹脂の最良の使用でも、血清コレステロールレベルを約20%低下させるに過ぎず、便秘および特定のビタミン欠乏などの胃腸副作用を伴う。さらに、前記樹脂は他の薬剤に結合するため、他の経口薬剤は樹脂の摂取の少なくとも1時間前またはその4〜6時間後に摂取しなければならない;かくして、心臓患者の薬剤レジメンを複雑にする。
スタチンは、コレステロール生合成経路に関与する鍵となる酵素であるHMGCoA還元酵素を阻害することにより、コレステロール合成を遮断するコレステロール低下剤である。スタチン、例えば、ロバスタチン(Mevacor(登録商標))、シンバスタチン(Zocor(登録商標))、プラバスタチン(Pravachol(登録商標))、フルバスタチン(Lescol(登録商標))およびアトルバスタチン(Lipitor(登録商標))は、胆汁酸結合樹脂と共に用いられることがある。スタチンは、血清コレステロールおよびLDL−血清レベルを有意に低下させ、冠動脈アテローム性動脈硬化症の進行を遅延させる。しかしながら、血清HDLコレステロールレベルは中程度にのみ増加する。LDL低下効果の機構は、VLDL濃度の低下と、LDL−受容体の細胞発現の誘導との両方を含み、LDLの産生の低下および/またはその異化の増加を誘導し得る。肝臓および腎臓の機能障害などの副作用は、これらの薬剤の使用と関連する(The Physicians Desk Reference、第56版、2002、Medical Economics)。
ナイアシン(ニコチン酸)は、栄養補助食品および抗高脂血症剤として用いられる水溶性ビタミンB複合体である。ナイアシンはVLDLの産生を減少させ、LDLを低下させるのに有効である。いくつかの場合、それは胆汁酸結合樹脂と共に用いられる。ナイアシンは、十分な用量で用いた場合にはHDLを増加させることができるが、そのような高用量で用いた場合、重篤な副作用によってその有用性は限られる。Niaspan(登録商標)は、純粋なナイアシンよりも副作用の少ない長期放出型のナイアシンである。ナイアシン/ロバスタチン(Nicostatin(登録商標))は、ナイアシンとロバスタチンの両方を含有する製剤であり、それぞれの薬剤の利益を組み合わせたものである。
フィブラートは、高コレステロール血症とも関連し得る様々な形態の高脂血症(すなわち、血清トリグリセリドの上昇)を治療するために用いられる脂質低下薬のクラスである。フィブラートは、VLDL画分を減少させ、HDLを穏やかに増加させると考えられるが、血清コレステロールに対するこれらの薬剤の効果は変動する。米国では、クロフィブラート(Atromid−S(登録商標))、フェノフィブラート(Tricot(登録商標))およびベザフィブラート(Bezalip(登録商標))などのフィブラートが、抗高脂血症薬としての使用について認可されているが、高コレステロール血症剤としての認可は受けていない。例えば、クロフィブラートは、VLDL画分を減少させることにより血清トリグリセリドを低下させるように作用する(未知の機構を介する)抗高脂血症剤である。特定の患者サブ集団中では血清コレステロールを低下させることができるが、薬剤に対する生化学的応答は変動し、どの患者が好ましい結果を得るかを常に予測できるわけではない。Atromid−S(登録商標)は、冠動脈心疾患の予防にとって有効であるとは示されていない。化学的および薬学的に関連する薬剤であるゲンフィブロジル(Lopid(登録商標))は、血清トリグリセリドおよびVLDLコレステロールを中程度に減少させ、HDLコレステロール−HDLおよびHDLサブ画分ならびにApoA−IとA−IIの両方(すなわち、AI/AMT−HDL画分)を中程度に増加させる。しかしながら、脂質応答は、特に異なる患者集団の間では不均一である。さらに、存在する冠動脈心疾患の履歴または症状を有さない40〜55歳の男性患者においては、冠動脈心疾患の予防が観察されたが、これらの知見をどの程度他の患者集団(例えば、女性、より高齢者およびより若年者の男性)に外挿することができるかは明らかではない。実際、確立された冠動脈心疾患を有する患者においては、有効性が観察されなかった。悪性腫瘍(特に、胃腸癌)などの毒性、胆嚢疾患および非冠動脈性死亡の発生の増加などの重篤な副作用が、フィブラートの使用と関連する。
経口エストロゲン補充療法が、閉経後の女性における中程度の高コレステロール血症にとって考えられる。しかしながら、HDLの増加は、トリグリセリドの増加を伴うことがある。エストロゲン治療は勿論、特定の患者集団(閉経後の女性)に限られ、悪性新生物、胆嚢疾患、血栓塞栓症、肝細胞腺腫、血圧上昇、耐糖能異常、および高カルシウム血症の誘導などの重篤な副作用と関連する。
高脂血症の治療にとって有用な他の薬剤としては、コレステロール吸収を遮断または阻害するエゼチミブ(Zetia(登録商標);Merck)が挙げられる。しかしながら、エゼチミブの阻害剤は、特定の毒性を示すことが示されている。
HDL、およびリン脂質と複合体化した組換え形態のApoA−Iは、非極性または両親媒性分子、例えば、コレステロールおよび誘導体(オキシステロール、酸化ステロール、植物ステロールなど)、コレステロールエステル、リン脂質および誘導体(酸化リン脂質)、トリグリセリド、酸化生成物、およびリポ多糖(LPS)のためのシンク(sink)/スカベンジャーとして役立ち得る(例えば、Casasら、1995、J. Surg. Res. Nov 59(5):544-52を参照されたい)。HDLはまた、TNF−αおよび他のリンホカインのためのスカベンジャーとしても役立ち得る。HDLはまた、ヒト血清パラオキソナーゼ、例えば、PON−1、−2、−3のための担体としても役立ち得る。パラオキソナーゼは、HDLと結合したエステラーゼであり、酸化に対して細胞成分を保護するのに重要である。酸化的ストレスの間に起こるLDLの酸化は、アテローム性動脈硬化症の発症と直接関連すると考えられる(Aviram, 2000、Free Radic. Res. 33 Suppl:S85-97)。パラオキソナーゼは、アテローム性動脈硬化症および心血管疾患に対する罹患性において役割を果たすと考えられる(Aviram、1999、Mol. Med. Today 5(9):381-86)。ヒト血清パラオキソナーゼ(PON−1)は、高密度リポタンパク質(HDL)に結合する。その活性は、アテローム性動脈硬化症と逆相関する。PON−1は有機リン酸エステルを加水分解し、HDLおよび低密度リポタンパク質(LDL)の酸化の阻害によってアテローム性動脈硬化症に対して保護することができる(Aviram、1999、Mol. Med. Today 5(9):381-86)。実験研究は、この保護が酸化されたリポタンパク質中の特定の脂質過酸化物を加水分解するPON−1の能力と関連することを示唆している。PON−1活性を保存するか、または増強する介入は、アテローム性動脈硬化症および冠動脈心疾患の開始を遅延させるのに役立ち得る。
HDLはさらに、抗血栓剤およびフィブリノゲン低下剤として、ならびに出血性ショックにおける薬剤としての役割を有する(Cockerillら、2001年3月1日に公開されたWO01/13939)。HDL、および特にApoA−Iは、敗血症によって産生されたリポ多糖の、ApoA−Iを含む脂質粒子への交換を容易にし、リポ多糖の機能的中和をもたらすことが示されている(Wrightら、1995年12月21日に公開されたWO9534289; Wrightら、1999年7月27日に発行された米国特許第5,928,624号; Wrightら、1999年8月3日に発行された米国特許第5,932,536号)。
in vitroでリポタンパク質複合体を作製するために利用可能な様々な方法が存在する。米国特許第6,287,590号および第6,455,088号は、有機溶媒(または溶媒混合物)中でのアポリポタンパク質と脂質溶液との同時凍結乾燥および凍結乾燥粉末の水和中の荷電リポタンパク質複合体の形成を必要とする方法を開示する。リポタンパク質複合体を、洗剤透析法により形成させることもできる;例えば、脂質、リポタンパク質およびコール酸塩などの洗剤の混合物を透析し、再構成させて複合体を形成させる(例えば、Jonasら、1986、Methods Enzymol. 128:553-82を参照されたい)。米国特許出願公開第2004/0067873号の実施例1は、ミセルを形成するための条件下で脂質分散物をコール酸塩と合わせ、次いでこれらをアポリポタンパク質溶液と共にインキュベートして複合体を形成させる、コール酸塩分散法を開示する。究極的には、毒性であるコール酸塩は、例えば、透析、限外濾過またはアフィニティビーズもしくは樹脂上への吸着吸収により除去しなければならない。米国特許第6,306,433号は、タンパク質と脂質との液体混合物を高圧均一化にかけることによるリポタンパク質複合体形成を開示する。しかしながら、高い剪断力に対して感受性が高いタンパク質は、高圧均一化に曝露した場合、活性を喪失し得る。
かくして、現在利用可能な製造方法は、タンパク質分解物などの、出発材料の廃棄物をもたらし、および/または毒性因子の除去などの、得られる生成物の精製を必要とし、かくして、非効率的であり、費用が高い。さらに、リポタンパク質複合体の調製物は不均一であってよく、サイズおよび組成が変化する複合体の混合物を含有する。例えば、米国特許第5,876,968号を参照されたい。従って、効率的であり、好ましくは高い純度を有するより均一な複合体が得られる、リポタンパク質複合体の新しい製造方法を開発する必要がある。そのようなプロセスは、汚染物質に起因する副作用のリスクがより少ない、より均一な薬学的に許容される生成物を生成しながら、大規模でのより経済的な製造を可能にする。
さらに、しかしながら、全体の製造収率が低いこと、および組換え発現されたタンパク質の培養物においてタンパク質分解が発生することを考慮すれば、ApoA−I、ApoA−I、ApoA−Iおよび他の変異体、ならびに再構成されたHDLの治療的使用は、治療的投与にとって必要とされる大量のアポリポタンパク質により、およびタンパク質の製造費用により現在限られている(例えば、Malloryら、1987、J. Biol. Chem. 262(9):4241-4247; Schmidtら、1997、Protein Expression & Purification 10:226-236を参照されたい)。心血管疾患の治療のためにはその用量範囲は注入1回あたり1.5〜4gのタンパク質であることが初期の臨床試験によって提言されている。完全な治療にとって必要とされる注入の回数は知られていない(例えば、Erikssonら、1999、Circulation 100(6):594-98; Carlson、1995、Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 5:85-91; Nanjeeら、2000、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 20(9):2148-55; Nanjeeら、1999、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 19(4):979-89; Nanjeeら、1996、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16(9): 1203-14を参照されたい)。
組換えヒトApoA−Iが異種宿主中で発現されているが、成熟タンパク質の収率は、特に、収率をさらに低下させ、不純な生成物をもたらす精製方法と対にした場合、大規模な治療適用にとっては不十分である。
Weinbergら、1988、J. Lipid Research 29:819-824は、逆相高速液体クロマトグラフィーによるヒト血漿から精製されたアポリポタンパク質A−I、A−IIおよびA−IVならびにそのアイソフォームの分離を記載している。
WO2009/025754は、ヒト血漿からのα−1−抗トリプシンおよびApoA−Iのタンパク質分離および精製を記載している。
Hunterら、2009、Biotechnol. Prog. 25(2):446-453は、大腸菌(E.coli)中で組換え発現されたApoA−I Milano変異体の大規模精製を記載している。
Caparonら、2009、Biotechnol. And Bioeng. 105(2):239-249は、精製アポリポタンパク質産物中の2つの宿主細胞タンパク質のレベルを低下させるためにこれらのタンパク質を欠失するように遺伝子操作された大腸菌(E.coli)宿主からのApoA−I Milanoの発現および精製を記載している。
米国特許第6,090,921号は、陰イオン交換クロマトグラフィーを用いたApoA−Iおよびアポリポタンパク質E(ApoE)を含有するヒト血漿の画分からのApoA−IまたはApoEの精製を記載している。
Brewerら、1986、Meth. Enzymol. 128:223-246は、クロマトグラフィー技術を用いたヒト血液からのアポリポタンパク質の単離および特性評価を記載している。
Weisweilerら、1987、Clinica Chimica Acta 169:249-254は、高速タンパク質液体クロマトグラフィーを用いたヒトHDLからのApoA−IおよびApoA−IIの単離を記載している。
deSilvaら、1990、J. Biol. Chem. 265(24): 14292-14297は、免疫アフィニティクロマトグラフィーおよび逆相高速液体クロマトグラフィーによるアポリポタンパク質Jの精製を記載している。
リポタンパク質療法の実現可能性を確立する様々なリポタンパク質に基づく薬剤を用いる臨床研究と共に、リポタンパク質およびリポタンパク質複合体が臨床的使用のために現在開発されている(Tardif、2010、Journal of Clinical Lipidology 4:399-404)。ある研究は、自己脱脂質化HDLを評価した(Waksmanら、2010、J Am. Coll. Cardiol. 55:2727-2735)。別の研究は、組換えApoA−Iとパルミトイル−オレオイル−PC(POPC)との複合体であるETC−216を評価した(Nissenら、2003、JAMA 290:2292-2300)。CSL−111は、大豆ホスファチジルコリン(SBPC)と複合体化した、血漿から精製された再構成されたヒトApoA−Iである(Tardifら、2007、JAMA 297:1675-1682)。現在の探索薬剤は、アテローム性動脈硬化プラークの減少において有効性を示しているが、その効果は、トランスアミナーゼの増加またはApoA−I抗体の形成などの二次的効果を伴った(Nanjeeら、1999、Arterioscler. Vasc. Throm. Biol. 19:979-89; Nissenら、2003、JAMA 290:2292-2300; Spiekerら、2002、Circulation 105: 1399-1402; Nieuwdorpら、2004、Diabetologia 51 : 1081-4; Drewら、2009、Circulation 119、2103-11; Shawら、2008、Circ. Res. 103: 1084-91; Tardiffら、2007、JAMA 297: 1675-1682; Waksman, 2008、Circulation 118:S 371; Cho、2007年9月25日に発行された米国特許第7,273,849B2号)。例えば、ERASE臨床試験(Tardiffら、2007、JAMA 297: 1675-1682)は、2つの用量のCSL−111:40mg/kgおよび80mg/kgのApoA−Iを用いた。80mg/kg用量群は、肝臓毒性のため停止しなければならなかった(重篤なトランスアミナーゼ上昇により示される)。40mg/kg用量群においても、数人の患者はトランスアミナーゼ上昇を経験する。
従って、血清コレステロールの低下、HDL血清レベルの増加、脂質異常症ならびに/または脂質異常症と関連する疾患、状態および/もしくは障害の予防および/または治療においてより有効であるより安全な薬剤が必要である。肝臓毒性と関連せず、好ましくは、トリグリセリド、LDL−トリグリセリドまたはVLDL−トリグリセリドの最少の増加のみを誘導する(または全く誘導しない)リポタンパク質製剤、ならびに商業規模でこれらのリポタンパク質製剤を確実に作製するのに用いることができる着実な製造方法が当技術分野で必要である。
4.概要
本開示は、脂質異常症ならびに脂質異常症と関連する疾患、障害および/または状態を治療および/または予防するのに特に適した、タンパク質画分(例えば、アポリポタンパク質画分)と脂質画分とを含むリポタンパク質複合体、およびその集団を提供する。より高い純度および/もしくは均一性を有し、ならびに/または本明細書に記載のように特定の比率の脂質およびタンパク質を含む複合体の集団が、副作用のリスクの低下と共に、コレステロールを移動させる能力が増加していることが発見された。
リポタンパク質複合体は、タンパク質画分(例えば、アポリポタンパク質画分)および脂質画分(例えば、リン脂質画分)を含む。タンパク質画分は、1つまたは複数の脂質結合タンパク質、例えば、アポリポタンパク質、ペプチド、またはリポタンパク質複合体中に存在する場合にコレステロールを移動させることができるアポリポタンパク質ペプチド類似体もしくは模倣体を含む。そのようなアポリポタンパク質およびアポリポタンパク質ペプチドの非限定例としては、プレプロアポリタンパク質(preproapoliprotein)、プレプロApoA−I、プロApoA−I、ApoA−I、プレプロApoA−II、プロApoA−II、ApoA−II、プレプロApoA−IV、プロApoA−IV、ApoA−IV、ApoA−V、プレプロApoE、プロApoE、ApoE、プレプロApoA−I、プロApoA−I、ApoA−I、プレプロApoA−I、プロApoA−I、ApoA−I、プレプロApoA−I、プロApoA−IおよびApoA−Iが挙げられる。アポリポタンパク質は、単量体、二量体、もしくは三量体、またはその混合物の形態にあってよい。特定の実施形態においては、アポリポタンパク質画分は本質的に、最も好ましくは単一のアイソフォームのApoA−Iからなる。リポタンパク質複合体中のApoA−Iは、配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するタンパク質に対して少なくとも90%または少なくとも95%の配列同一性を有してもよい。場合により、ApoA−Iは、配列番号1のアミノ酸25(および成熟タンパク質の1位)の完全長ApoA−Iに対応する位置にアスパラギン酸をさらに含む。好ましくは、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%のApoA−Iが正確にプロセッシングされた成熟タンパク質(すなわち、シグナルおよびプロペプチド配列を欠く)であり、酸化、脱アミド化および/またはトランケートされていない。
本開示はまた、ApoA−Iを発現するように遺伝子操作された哺乳動物宿主細胞、ApoA−Iを含む細胞培養物、および成熟した生物学的に活性なApoA−Iを製造する方法も提供する。未熟なApoA−I(プロApoA−I)と、プロテアーゼ分解により生成されたトランケート型のApoA−Iとの両方を実質的に含まない大量の成熟ApoA−Iを発現するように哺乳動物宿主細胞を遺伝子操作することができることが発見された。これらの結果は驚くべきことである。第1に、タンパク質プロセッシングのための宿主細胞機構は、ApoA−Iなどの異種タンパク質の過剰発現によって圧倒され、プロセッシングされていない未熟なタンパク質の産生をもたらすと予想される。第2に、培養培地中に分泌されたApoA−Iは、プロテアーゼによる分解を受け、さらに低レベルのトランケートされたApoA−Iだけが培養培地中に観察される。哺乳動物宿主細胞、細胞培養物およびApoA−Iを製造する方法は、商業的に関連する量の、治療適用において有用な成熟タンパク質の製造に特に適している。
本明細書に提供される通り、哺乳動物宿主細胞は、好ましくは、配列番号1の25〜267位に対して少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含む(またはそれからなる)タンパク質を発現するように遺伝子操作される。このタンパク質は、好ましくは、配列番号1の25位に対応する位置にアスパラギン酸残基を有する。哺乳動物宿主細胞は、場合により、そのようなタンパク質をさらに分泌することができる。いくつかの例においては、前記哺乳動物宿主細胞により発現および/または分泌されたタンパク質は、18アミノ酸のシグナル配列(MKAAVLTLAVLFLTGSQA、配列番号2)および/または6アミノ酸のプロペプチド配列(RHFWQQ、配列番号3)をさらに含んでもよい。いくつかの例においては、宿主細胞は、配列番号1に対して少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質を発現するように遺伝子操作される。
宿主細胞は、限定されるものではないが、チャイニーズハムスター卵巣(例えば、CHO−K1もしくはCHO−S)、VERO、BHK、BHK570、HeLa、COS−1、COS−7、MDCK、293、3T3、PC12およびW138などの任意の哺乳動物細胞系に由来するか、またはミエローマ細胞もしくは細胞系(例えば、マウスミエローマ細胞もしくは細胞系)に由来するものであってよい。
哺乳動物宿主細胞は、ApoA−Iタンパク質、例えば、配列番号1の25〜267位を含むか、またはそれからなるタンパク質をコードする複数コピーの核酸をさらに含んでもよい。例えば、哺乳動物宿主細胞は、少なくとも約5、6、7、8以上のコピー、および最大で約10、11、12、13または14コピーの核酸を含んでもよい。この核酸をさらに、哺乳動物宿主細胞中で高レベルでタンパク質を発現させることができるプロモーター、例えば、サルサイトメガロウイルスプロモーターまたはより具体的には、極初期サルサイトメガロウイルスプロモーターなどに機能し得る形で連結することができる。
哺乳動物宿主細胞は、好ましくは、培養物中で少なくとも約0.5、1、2もしくは3g/LのApoA−Iおよび/または培養物中で最大で約20g/LのApoA−I、例えば、培養物中で最大で4、5、6、7、8、9、10、12もしくは15g/LのApoA−Iを産生することができる。この培養物は、約150mL〜約500L、1000L、2000L、5000L、10,000L、25,000Lまたは50,000L以上の範囲の任意の規模のものであってよい。様々な実施形態においては、培養容量は、10L〜50L、50L〜100L、100L〜150L、150L〜200L、200L〜300L、300L〜500L、500L〜1000L、1000L〜1500L、1500L〜2000L、2000L〜3000L、3000L〜5000L、5000L〜7500L、7500L〜10,000L、10,000L〜20,000L、20,000L〜40,000L、30,000L〜50,000Lの範囲であってよい。いくつかの例においては、培養物は大規模培養物、例えば、15L、20L、25L、30L、50L、100L、200L、300L、500L、1000L、5000L、10,000L、15,000L、20,000L、25,000L、最大で50,000L以上である。
本開示の哺乳動物宿主細胞を、培養物中で増殖させることができる。かくして、本開示は、上記の、または以下の第6.1.2節に記載の複数の哺乳動物宿主細胞を含む、哺乳動物細胞培養物をさらに提供する。この細胞培養物は、1または複数の下記特徴を含んでもよい:(a)培養物(場合により、少なくとも10リットル、少なくとも20リットル、少なくとも30リットル、少なくとも50リットル、少なくとも100リットル、300L、500L、1000L、5000L、10,000L、15,000L、20,000L、25,000L、最大で50,000Lの大規模バッチ式培養物または少なくとも10リットル、少なくとも20リットル、少なくとも30リットル、少なくとも50リットル、少なくとも100リットル、300L、500L、1000L、5000L、もしくは最大で10,000Lの連続培養物である)が配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するアミノ配列(amino sequence)を含むか、またはそれからなる、少なくとも約0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0g/L以上の成熟ApoA−Iタンパク質を含む;(b)培養培地中の少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%のタンパク質が、シグナル配列を欠くApoA−Iタンパク質である;(c)培養培地中の少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%のタンパク質が、シグナル配列およびプロペプチド配列を欠く成熟ApoA−Iタンパク質である;ならびに(d)成熟ApoA−Iの少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%がトランケート、酸化、または脱アミド化されていない。
本開示はまた、成熟した生物学的に活性なApoA−Iを製造する方法も提供する。一般的には、前記方法は、ApoA−Iが発現および分泌される条件下で、上記の、または第6.1.2節に記載の哺乳動物宿主細胞のいずれかを培養することを含む。この方法は、成熟した生物学的に活性なApoA−Iを、培養された哺乳動物宿主細胞の上清から回収するステップ、および場合により、精製するステップをさらに含んでもよい(以下の第6.1.3節および第6.1.4節に開示される方法によるなど)。
上記の方法により得られた、または得られるApoA−Iを、脂質とさらに複合体化させて、本明細書に記載のリポタンパク質複合体を形成させる、および/または治療上有効量の医薬組成物中に組み入れることができる。医薬組成物は、好ましくは、賦形剤としてスクロースおよび/またはマンニトールを含んでもよいリン酸緩衝溶液である。
クロマトグラフィーステップと濾過ステップとの新しい組合せを用いてApoA−Iを精製することにより、タンパク質を治療的使用にとって特に好適にする、副作用のリスクの低下および低いか、または全くない毒性などの1つまたは複数の属性を付与するのに十分に低いレベルの宿主細胞タンパク質、宿主細胞DNA、内毒素およびトランケート型のタンパク質を含有する大量の純粋なApoA−Iを製造することができることをさらに発見した。好ましくは、本明細書に記載の方法により精製されたApoA−Iは、哺乳動物細胞中で組換え産生され、増殖培地中に分泌される。従って、本開示は、(a)ApoA−Iを含有する溶液と、陰イオン交換マトリックスとを、ApoA−Iがマトリックスに結合しない条件下で接触させるステップ;(b)ウイルスまたはウイルス粒子を除去するのに十分な孔径を有する膜を通して、ステップ(a)で得られたApoA−I含有溶液を濾過するステップ;(c)ApoA−Iがマトリックスに結合するような条件下で、第1の逆相クロマトグラフィーカラムに、ステップ(b)で得られた濾液を通過させるステップ;(d)増加する濃度勾配の有機溶媒を用いて、第1の逆相クロマトグラフィーマトリックスから、第1のApoA−I含有逆相溶出液を溶出させるステップ;(e)ApoA−Iがマトリックスに結合するような条件下で、第2の逆相クロマトグラフィーカラムに、ステップ(d)に由来する第1のApoA−I逆相溶出液を通過させるステップ;および(f)増加する濃度勾配の有機溶媒を用いて、第2の逆相クロマトグラフィーマトリックスから、第2のApoA−I含有逆相溶出液を溶出させるステップを含む、ApoA−Iを精製する方法に関する。前記ステップを実施する順序は重要ではなく、例えば、例示的な実施形態においては、ウイルスまたはウイルス粒子を除去するために膜を通して濾過するステップは、ステップ(a)の後よりもむしろ、ステップ(f)の後に実施される。
また、ApoA−Iの濃度が少なくとも10g/Lである本明細書に記載の精製方法によって得られた、または得られる実質的に純粋なApoA−I生成物も本明細書に提供される。本明細書に記載の精製方法によって製造された実質的に純粋なApoA−I生成物は、好ましくは、ApoA−I 1mgあたり約10pg未満の宿主細胞DNA、ApoA−I 1mgあたり約100ng未満の宿主細胞タンパク質、および/またはApoA−I 1mgあたり0.1EU未満の内毒素を含む。ApoA−I生成物は、少なくとも95%純粋、少なくとも96%純粋、少なくとも97%純粋、少なくとも98%純粋または少なくとも99%純粋であってよい。
さらに、実質的に純粋なApoA−I生成物を、ApoA−Iを含む本明細書に記載の医薬組成物および/またはリポタンパク質複合体のいずれかに組み入れることができる。
脂質画分は、典型的には、中性の、負に荷電したもの、正に荷電したもの、またはその組合せであってもよい1つまたは複数のリン脂質を含む。リン脂質上の脂肪酸鎖は、好ましくは、12〜26個または16〜26個の炭素の長さであり、飽和からモノ不飽和まで、飽和度において異なっていてもよい。リン脂質の例としては、低分子アルキル鎖リン脂質、卵ホスファチジルコリン、大豆ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン1−ミリストイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ミリストイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ステアロイルホスファチジルコリン、1−ステアロイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリンジオレオホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルグリセロールホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルグリセロール、ジホスファチジルグリセロール、例えば、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルセリン、ジパルミトイルホスファチジルセリン、脳ホスファチジルセリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン、ミルクスフィンゴミエリン、パルミトイルスフィンゴミエリン、フィトスフィンゴミエリン、ジパルミトイルスフィンゴミエリン、ジステアロイルスフィンゴミエリン、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール塩、ホスファチジン酸、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、ジラウリルホスファチジルコリン、(1,3)−D−マンノシル−(1,3)ジグリセリド、アミノフェニルグリコシド、3−コレステリル−6’−(グリコシルチオ)ヘキシルエーテルグリコリピド、およびコレステロールならびにその誘導体が挙げられる。SMおよびパルミトイルスフィンゴミエリンを含むリン脂質画分は場合により、限定されるものではないが、リゾリン脂質、パルミトイルスフィンゴミエリン以外のスフィンゴミエリン、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、グリセリド、トリグリセリド、およびコレステロールならびにその誘導体などの、少量の任意の型の脂質を含んでもよい。
最も好ましくは、脂質画分は、少なくとも1つの中性リン脂質および場合により、1つまたは複数の負に荷電したリン脂質を含有する。中性リン脂質と負に荷電したリン脂質の両方を含むリポタンパク質複合体においては、中性リン脂質および負に荷電したリン脂質は、同じか、または異なる数の炭素および同じか、または異なる飽和度を有する脂肪酸鎖を有してもよい。いくつかの例においては、中性リン脂質および負に荷電したリン脂質は、同じアシル尾部、例えば、C16:0、またはパルミトイル、アシル鎖を有する。
複合体の脂質成分が中性リン脂質および負に荷電したリン脂質を含むか、またはそれからなる場合、中性リン脂質と負に荷電したリン脂質の重量−重量(wt:wt)比は、好ましくは、約99:1〜約90:10、より好ましくは、約99:1〜約95:5、および最も好ましくは、約98:2〜約96:4の範囲のwt:wt比にある。一実施形態においては、中性リン脂質および負に荷電したリン脂質は、約97:3の中性リン脂質:負に荷電したリン脂質の重量−重量(wt:wt)比で存在する。
中性リン脂質は、天然のものであるか、または合成のものであってよい。好ましくは、リン脂質は、場合により、16〜26個の炭素原子の鎖長を有する飽和またはモノ不飽和脂肪酸を含む、スフィンゴミエリン(「SM」)、例えば、パルミトイルスフィンゴミエリン、フィトスフィンゴミエリン、ジフィトスフィンゴミエリン、ホスホスフィンゴ脂質、またはスフィンゴ糖脂質である。SMは任意の供給源に由来するものであってよい。例えば、SMは、ミルク、卵、脳から得るか、または合成的に作製することができる。特定の実施形態においては、SMは鶏卵から得られる(「卵SM」)。別の特定の実施形態においては、SMはパルミトイルスフィンゴミエリンである。
生理的pHで少なくとも部分的負電荷を担持する任意のリン脂質を、負に荷電したリン脂質として用いることができる。非限定例としては、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロールおよびホスファチジン酸の負に荷電した形態、例えば、塩が挙げられる。特定の実施形態においては、負に荷電したリン脂質は、1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)]、またはDPPG、ホスファチジルグリセロールである。好ましい塩としては、カリウム塩およびナトリウム塩が挙げられる。
本開示の複合体を製造するのに用いられるリン脂質は、好ましくは少なくとも95%純粋であり、より好ましくは少なくとも99%純粋であり、および/または4meq O/kg以下、より好ましくは3meq O/kg以下(例えば、2meq O/kg以下)の酸化レベルのレベル(levels of oxidation levels)を有する。酸素と脂肪酸との主要な初期反応生成物は、ヒドロペルオキシドである。ヨード還元滴定法を用いれば、試料中の過酸化物の存在をアッセイすることにより酸化レベルを測定することができる。
本開示のリポタンパク質複合体は、好ましくは、以下の実施例に示される通り、より完全で均一な複合体形成をもたらすアポリポタンパク質と脂質との比を有する。リポタンパク質複合体は、1:80〜1:120、1:100〜1:115、または1:105〜1:110の範囲のアポリポタンパク質画分:脂質画分のモル比を特徴とし、ここでアポリポタンパク質はApoA−I当量で表される。特定の実施形態においては、アポリポタンパク質画分:脂質画分のモル比は、1:80〜1:90(例えば、1:82、1:85または1:87)、1:90〜1:100(例えば、1:95または1:98)、1:100〜1:110(例えば、1:105または1:108)である。
特に卵SMが中性脂質として用いられる特定の実施形態においては、アポリポタンパク質画分:脂質画分の重量比は、約1:2.7〜約1:3(例えば、1:2.7)の範囲である。
本開示のリポタンパク質複合体を、疎水性、親油性または非極性活性剤を送達するための担体として用いることもできる。そのような適用のために、脂質画分は、限定されるものではないが、脂肪酸、薬剤、核酸、ビタミンおよび/または栄養素などの1つまたは複数の疎水性、親油性または非極性活性剤をさらに含むか、またはリポタンパク質複合体に、それらのものをロードすることができる。活性剤の特定例は、第6.2節に記載される。
本開示はまた、リポタンパク質複合体の集団も提供する。典型的には、
・集団は、それぞれタンパク質画分と脂質画分とを含む、複数のリポタンパク質複合体を含有する;
・タンパク質画分は、上記の、および第6.1節または第6.5.3節に記載されるリポタンパク質またはリポタンパク質類似体を含有する;最も好ましくは、タンパク質画分は、第6.1.2節に記載の方法により得られたか、もしくは得られる、および/または第6.1.4節に記載の方法により精製されたリポタンパク質(例えば、ApoA−Iタンパク質)を含むか、または本質的にそれからなる;
・脂質画分は、上記の、および第6.2節または第6.5.2節に記載の脂質を含む;
・リポタンパク質複合体は、好ましくは第6.5.4節に記載の熱サイクリング法により製造される。
本出願人は、リポタンパク質複合体集団の効力および安全性プロフィールに個別に、または組合わせて寄与すると考えられるいくつかの特徴を発見した。これらの特徴は、
・多くは4nm〜15nm(例えば、5nm〜12nm、6nm〜15nm、または8nm〜10nm)の範囲である、集団中の複合体のサイズの均一性;
・複合体を作製するのに用いられるアポリポタンパク質の純度(例えば、酸化、脱アミド化、トランケートされた、および/もしくは未熟な形態のアポリポタンパク質の欠如ならびに/または内毒素の欠如ならびに/またはアポリポタンパク質以外のタンパク質(宿主細胞タンパク質など)の欠如、ならびに/または組換え産物中に存在することが多い宿主細胞DNA);
・集団中の複合体自体の純度(複合体を調製するのに用いられる溶媒もしくは洗剤などの汚染物質の欠如;酸化脂質の欠如;脱アミド化、酸化もしくはトランケートされたタンパク質の欠如;ならびに/または少量の非複合体化アポリポタンパク質および/もしくは脂質またはそれらの欠如を特徴とする)
を含む。
これらの特徴のうち、複合体の均一性および複合体中の成熟した非改変アポリポタンパク質の優勢性は、効力を増加させると考えられる。アポリポタンパク質、脂質および複合体の純度は、肝臓酵素(例えば、トランスアミナーゼ)の増加により反映される肝臓損傷などの副作用のリスクを低下させる。さらに、本発明者らは、多くのアポリポタンパク質の複合体中への組込みをもたらす方法によりリポタンパク質複合体の集団を作製することを実現可能にし、非複合体化アポリポタンパク質の量の減少も、それが異種タンパク質の投与により引き起こされ得る被験体における免疫原性応答のリスクを低下させる点で有益である。
従って、本開示は、以下の特徴のうちの1つもしくは複数、またはさらには全部を特徴とするリポタンパク質複合体の集団を提供する:
(a)前記集団中のリポタンパク質、典型的には、ApoA−Iの少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、または少なくとも95重量%が、成熟形態にある;
(b)前記集団中のリポタンパク質、典型的には、ApoA−Iの25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下または5重量%以下が未熟形態にある;
(c)前記集団が、リポタンパク質、典型的には、ApoA−I 1ミリグラムあたり、100ピコグラム以下、50ピコグラム以下、25ピコグラム以下、10ピコグラム以下または5ピコグラム以下の宿主細胞DNAを含有する;
(d)前記集団が、リポタンパク質、典型的には、ApoA−I 1ミリグラムあたり、500ナノグラム以下、200ナノグラム以下、100ナノグラム以下、50ナノグラム以下、または20ナノグラム以下の宿主細胞タンパク質を含有する;
(e)前記集団中のリポタンパク質、典型的には、ApoA−Iの25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下または5重量%以下がトランケートされた形態にある;
(f)リポタンパク質成分が成熟ApoA−Iを含むか、またはそれからなり、前記集団中の前記ApoA−I中のメチオニン112およびメチオニン148の各々の20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、3%以下、2%以下または1%以下が酸化されている;
(g)リポタンパク質複合体の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%が、ゲル浸透クロマトグラフィー(「GPC」)または動的光散乱(「DLS」)により測定された場合、4nm〜15nmのサイズ、例えば、6nm〜15nmのサイズ、または8〜12nmのサイズ、さらにより好ましくは、5nm〜12nmのサイズの粒子の形態にある;
(i)前記集団が、リポタンパク質、典型的にはApoA−I 1ミリグラムあたり、1EU以下、0.5EU以下、0.3EU以下または0.1EU以下の内毒素を含有する;
(j)前記集団中のリポタンパク質、典型的にはApoA−I中のアミノ酸の15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下または1%以下が脱アミド化されている;
(k)前記複合体中の脂質画分中の脂質の15重量%以下、10重量%以下、5重量%以下、2重量%以下または0重量%がコレステロールである;
(l)前記集団が200ppm、100ppm、50ppm以下の非水性溶媒を含有する;
(m)前記集団が洗剤(例えば、コール酸塩)を含有しない;
(n)前記集団が、ゲル浸透クロマトグラフィー中の単一のピークにおける集団の百分率により測定された場合、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%均一であってよい;
(o)前記集団が、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも97%のタンパク質が複合体化された形態にある組成物中にある;
(p)前記集団中の脂質の5%以下、4%以下、3%以下、2%以下または1%以下が酸化されている;ならびに
(q)前記集団中のメチオニンおよび/またはトリプトファン残基の15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下または1%以下が酸化されている。
特定の実施形態においては、前記集団は、下記群から選択される特徴を有する:
I群:上記の特徴(a)、(b)および(c);
II群:上記の特徴(c)、(d)および(i);
III群:上記の特徴(f)、(j)、(e)、(p)および(q);
IV群:上記の特徴(g)、(n)および(o);
V群:上記の特徴(l)および(m);ならびに
VI群:上記の特徴(k)。
特定の態様においては、前記集団は、I群およびIV群の各々から独立に選択される1または2つの特徴を特徴とする;場合により、前記集団は、I群およびIV群の各々から独立に選択される3つの特徴を特徴とする。前記集団はさらに、II群および/またはIII群の各々から独立に選択される1、2または3つの特徴を特徴とする。前記集団はさらに、V群から独立に選択される1もしくは2つの特徴および/またはVI群から独立に選択される1つの特徴を特徴とする。
特定の脂質およびタンパク質成分は、複数の異なるが均一なリポタンパク質複合体を形成することができる。従って、本開示はまた、異なる量のアポリポタンパク質分子を含むリポタンパク質複合体の2、3または4つの集団を含む組成物も提供する(例えば、2、3または4つのApoA−I分子またはApoA−I当量)。例示的な実施形態においては、組成物は2つのリポタンパク質複合体集団を含み、それぞれ、第1の集団はリポタンパク質複合体あたり2個のApoA−I分子またはApoA−I当量を有するリポタンパク質複合体を含み、第2の集団はリポタンパク質複合体あたり3または4個のApoA−I分子またはApoA−I当量を有するリポタンパク質複合体を含み、場合により、第3の集団はリポプロタンパク質複合体あたり4または3個のApoA−I分子またはApoA−I当量を有するリポタンパク質複合体を含む。
リポタンパク質複合体の2つ以上の集団を含む組成物は、好ましくは、低レベルの非複合体化リポタンパク質および/または脂質を有する。従って、好ましくは、組成物中の脂質の15%以下、12%以下、10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下もしくは1%以下が非複合体化形態にあり、および/または組成物中のリポタンパク質の15%以下、12%以下、10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下もしくは1%以下が非複合体化形態にある。
本開示は、リポタンパク質複合体を作製するための方法を提供する。この方法は、特に、非複合体化脂質および脂質結合タンパク質またはペプチドを含有する懸濁液を熱サイクリング条件にかけることにより、リポタンパク質複合体が固定温度で成分をインキュベートすることにより製造されるなど、他の方法と比較して有利な結果と共にリポタンパク質複合体の形成が得られるという発見に基づくものである。
本開示は、第6.5.1〜6.5.4節に記載のものなどの、リポタンパク質複合体を調製するための熱サイクリング法を提供する。この方法は、典型的には、脂質粒子(「脂質成分」)および脂質結合タンパク質またはペプチド(「タンパク質成分」)を含む懸濁液を、タンパク質成分のほとんどがリポタンパク質複合体中に組み込まれるまで複数の熱サイクルにかけることを含む。前記方法は一般に、リポタンパク質複合体が形成されるまで、第1の高い方の温度範囲の温度と、第2の低い方の温度範囲の温度との間で懸濁液を循環させることが必要である。熱サイクリングプロセスの高温および低温範囲は、リポタンパク質複合体の脂質およびタンパク質成分の相転移温度に基づく。あるいは、不飽和脂肪酸鎖を有するリン脂質またはリン脂質の混合物を用いる場合に起こり得るように、脂質成分が規定の、または個別の相転移を示さない場合、熱サイクリングの高温および低温範囲は、少なくとも約20℃、最大で40℃またはさらにはそれを超える温度、異なる。例えば、いくつかの実施形態においては、低温および高温範囲は、20℃〜30℃、20℃〜40℃、20℃〜50℃、30℃〜40℃、30℃〜50℃、25℃〜45℃、35℃〜55℃異なる。
脂質については、相転移は、ゲル状態として知られる、緊密に固まった規則的構造から、液体状態として知られる、緩く固まった規則性の低い構造への変化を含む。リポタンパク質複合体は、当技術分野では、典型的には用いられる特定の脂質または脂質の混合物の転移温度に近い温度で脂質粒子およびアポリポタンパク質をインキュベートすることにより形成される。脂質成分の相転移温度(熱量測定法により決定することができる)+/−12℃、より好ましくは+/−10℃は、本開示の方法における「低」温範囲である。特定の実施形態においては、低温範囲は、脂質成分の相転移温度の+/−3℃、+/−5℃、または+/−8℃である。1つの特定の実施形態においては、低温範囲は、脂質成分の相転移温度の、下は5℃以下または10℃以下から、上は5℃までである。
タンパク質については、相転移温度は、三次構造から二次構造への変化を含む。タンパク質成分の相転移温度+/−12℃、より好ましくは+/−10℃は、本開示の方法における「高」温範囲である。特定の実施形態においては、高温範囲は、タンパク質成分の相転移温度の+/−3℃、+/−5℃、または+/−8℃である。1つの特定の実施形態においては、低温範囲は、タンパク質成分の相転移温度の、下は10℃から、上は5℃以下、10℃以下、または15℃以下までである。
出発懸濁液の脂質成分、すなわち、熱サイクリング法にまだかけられていない懸濁液は、好ましくは、脂質の粒子を含み、例えば、主に脂質結合タンパク質と複合体化されていない脂質から構成される。脂質成分の作出は、一般的には以下の第6.5.2節に記載される通りである。
出発懸濁液のタンパク質成分は、好ましくは、脂質と複合体化されていない脂質結合ペプチドおよび/またはタンパク質を含有するか、または所望の複合体中でのタンパク質/ペプチドと脂質の比よりも少なくとも5倍高い(例えば、少なくとも5倍、少なくとも10倍または少なくとも20倍高い)タンパク質/ペプチドと脂質の比で脂質と合わせられる。タンパク質成分の作出は、一般的には以下の第6.1節および第6.5.3節に記載される通りである。タンパク質成分は、好ましくは、第6.1.2節に記載の方法に従って作製され、および/または第6.1.3節または6.1.4節に記載の方法に従って精製される。
本開示の方法において、タンパク質成分と脂質成分とを含有する懸濁液は、典型的には、リポタンパク質複合体が形成されるまで、好ましくは高温範囲の温度から出発する、高温範囲と低温範囲との間で熱サイクリングされる。脂質およびタンパク質成分の好適な量を用いて(例えば、その内容全体が参照により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第2006−0217312A1号に記載されている)、脂質およびタンパク質成分の実質的に完全な複合体化を、数回のサイクルの後に達成することができる。熱サイクリング法にとって好適なタンパク質および脂質の化学量論のさらなる詳細は、第6.5.4節に記載される。
前記方法により製造される複合体は、典型的には、タンパク質成分が特定の化学量論範囲で、また均一なサイズ分布で脂質成分に物理的に結合したミセル、ベシクル、球状または円盤状粒子として形状化された超分子集合体である。本発明の方法は、有利には、出発懸濁液中での脂質および/またはタンパク質の実質的に完全な複合体化をもたらし、クロマトグラフィーなどの分離方法により観察されるように、遊離脂質および/または遊離タンパク質を実質的に含まない組成物が得られる。かくして、本開示の方法は、精製ステップの非存在下で実施することができる。
出発懸濁液中の脂質成分は、典型的には粒子形態にある。粒子は好ましくは主に、少なくとも45nm、少なくとも50nm、少なくとも55nmまたは少なくとも60nmのサイズであり、最大で65nm、最大で70nm、最大で75nm、最大で80nmのサイズ、最大で100nm、最大で120nm、最大で150nm、最大で200nm、最大で250nm、最大で300nm、最大で500nmであり、例えば、45nm〜100nmまたは45〜250nmのサイズ範囲にあり、より好ましくは、50nm〜90nmのサイズ範囲にあり、最も好ましくは、55nm〜75nmのサイズ範囲にある。好ましい実施形態においては、脂質粒子は主に、卵スフィンゴミエリンから構成され、55〜75nmのサイズである。別の好ましい実施形態においては、脂質粒子は主に、1または複数の合成スフィンゴミエリン(例えば、パルミトイルスフィンゴミエリンまたはフィトスフィンゴミエリン)から構成され、175nm〜250nmのサイズである。さらに別の好ましい実施形態においては、脂質粒子は主に、1または複数の合成脂質(例えば、パルミトイルスフィンゴミエリンまたはフィトスフィンゴミエリン)から構成され、250nm〜1000nmのサイズである。さらに別の好ましい実施形態においては、脂質粒子は主に、1または複数の合成脂質(例えば、パルミトイルスフィンゴミエリンまたはフィトスフィンゴミエリン)から構成され、1000nm〜4000nmのサイズである。本明細書に記載のサイズは、動的光散乱により決定されるゼータ(Z)平均サイズである。高圧均一化、例えば、マイクロフルイダイゼーションは、好適なサイズの脂質粒子を有利に生成する。粒子を形成させるための他の方法は、以下の第6.5.2節に開示され、均一化の代替方法として用いることができる。そのような方法が好ましいサイズ範囲外の粒子を生成する場合、粒子をサイズ濾過にかけて、好適なサイズの粒子を得ることができる。
本明細書に記載のリポタンパク質複合体を調製する方法は、そのサイズ分布において均一である複合体を有利に生成し、サイズ分画の必要性を回避する。さらに、本開示の方法は、リポタンパク質粒子中への出発タンパク質の実質的に完全な組込み(例えば、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%)をもたらす。従って、本開示は、リポタンパク質複合体を含み、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて決定された場合、組成物中の脂質結合タンパク質の少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%が脂質と複合体化された組成物を提供する。特定の実施形態においては、本開示は、4nm〜20nmのゼータ平均サイズ、例えば、4nm〜20nmのゼータ平均サイズ、4nm〜15nmのゼータ平均サイズ、4nm〜12nmのゼータ平均サイズ、5nm〜15nmのゼータ平均サイズ、5nm〜12nmのゼータ平均サイズ、5nm〜10nmのゼータ平均サイズ、5nm〜20nmのゼータ平均サイズ、6nm〜15nmのゼータ平均サイズ、または8nm〜12nmのゼータ平均サイズを有し、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて決定された場合、組成物中の脂質結合タンパク質の少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%が脂質と複合体化されたリポタンパク質複合体を含む組成物を提供する。本明細書に記載の方法に従って脂質粒子をリポタンパク質と共に熱サイクリングにかけることにより、典型的には、4nm〜15nmのサイズのリポタンパク質粒子の集団、例えば、6nm〜15nmのサイズ、5nm〜12nmのサイズ、または8nm〜12nmのサイズのリポタンパク質粒子の集団が得られる。熱サイクリングにかけられる脂質粒子のサイズは、50nm〜250nmの範囲であってよい。好ましい実施形態においては、脂質粒子は主に、卵スフィンゴミエリンから構成され、55〜75nmのサイズである。別の好ましい実施形態においては、脂質粒子は主に、1つまたは複数の合成スフィンゴミエリン(例えば、フィトスフィンゴミエリン)から構成され、175nm〜250nmのサイズである。
リポタンパク質複合体を調製する方法における1つまたは複数のステップを、不活性ガス下で実行することができる。そうすることにより、アポリポタンパク質および/または脂質の酸化を低下または防止することができ、それによって肝臓損傷などの副作用のリスクを低下させることができる。好適な不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、およびアルゴンが挙げられる。
上記の方法により得られたか、または得られるリポタンパク質複合体は、複合体が形成された後にさらなる精製ステップが必要ないため、治療的使用に特に適している。
本開示はまた、リポタンパク質複合体の集団、ならびに本明細書に記載のような、リポタンパク質複合体またはその集団を含み、場合により、1つまたは複数の薬学的に許容される担体、賦形剤および/または希釈剤を含んでもよい医薬組成物も提供する。いくつかの実施形態においては、医薬組成物は、投与にとって好適な単位用量中に包装される。例えば、いくつかの実施形態においては、前記組成物は、密閉されたバイアル中に包装された乾燥(例えば、凍結乾燥)されたリポタンパク質複合体の単位用量を含む。そのような組成物は、水、生理的溶液(生理食塩水など)またはバッファーを用いる再構成、および注射による投与にとって好適である。そのような組成物は、場合により、荷電した複合体の再構成を容易にするための1つもしくは複数の凝固防止剤および/または抗凝集剤、または再構成された懸濁液のpH、浸透圧および/もしくは塩分濃度を調整するように設計された1つもしくは複数の緩衝剤、等張剤(例えば、スクロースおよび/もしくはマンニトール)、糖または塩(例えば、塩化ナトリウム)を含んでもよい。リポタンパク質複合体の集団および/または上記の医薬組成物を、酸化を最小化する条件下で製造することによって、酸化生成物により引き起こされる肝臓損傷などの副作用のリスクを低下させることができる。例えば、医薬組成物を、不活性ガス、例えば、窒素、ヘリウム、またはアルゴンの下で製造することができる。
商業的適用のためには、リポタンパク質複合体および医薬組成物の大規模調製物を作製することが有用である。従って、本開示はまた、少なくとも約3mg/mL、少なくとも約4mg/mL、または少なくとも約5mg/mL、および最大で約10mg/mL、約15mg/mL、または約20mg/mL、好ましくは、約8mg/mL〜約12mg/mLの範囲、最も好ましくは、約8mg/mLの脂質結合タンパク質の濃度を達成するのに十分な量のリポタンパク質複合体を含む少なくとも1L、2L、5Lまたは10Lおよび最大で15L、20L、30L、50L以上の調製物(例えば、5L〜30L、10L〜15Lまたは30L〜50Lの調製物)も提供する。特定の実施形態においては、調製物は15L〜25Lの容量を有し、約100g〜約250gのApoA−Iを含有する。別の特定の実施形態においては、調製物は30L〜50Lの容量を有し、約240g〜約780gのApoA−Iを含有する。
本明細書に記載のリポタンパク質複合体は、動物、最も好ましくはヒトにおける脂質異常障害を治療するのに有用である。そのような状態としては、限定されるものではないが、高脂血症、および特に高コレステロール血症(ヘテロ接合性およびホモ接合性家族性高コレステロール血症)、およびアテローム性動脈硬化症などの心血管疾患(アテローム性動脈硬化症の治療および予防を含む)および例えば、脳卒中、虚血性脳卒中、一過性虚血発作、心筋梗塞、急性冠動脈症候群、狭心症、間欠性跛行、重症虚血肢、弁狭窄、および心房弁硬化症などのアテローム性動脈硬化症の無数の臨床徴候;再狭窄(例えば、バルーン血管形成術などの医学的手順の結果として生じるアテローム性動脈硬化プラークの予防または治療);および敗血性ショックをもたらすことが多い内毒素血症などの他の障害が挙げられる。
本明細書に記載のリポタンパク質複合体および組成物は、現在までの研究において他のリポタンパク質複合体について用いられたものよりも低用量で投与した場合、コレステロール流出を行う、および/または容易にすることがわかった。例えば、15mg/kg〜80mg/kgの範囲の用量を用いた、Spiekerら、2002、Circulation 105: 1399-1402(80mg/kgの用量を用いる);Nissenら、2003、JAMA 290:2292-2300(15mg/kgまたは40mg/kgの用量を用いる);Tardifら、2007 JAMA 297:1675-1682(40mg/kg〜80mg/kgの用量を用いる)を参照されたい。さらに、本明細書に記載のリポタンパク質複合体は、副作用が減少していることがわかった。以下の実施例に示されるように、本開示のリポタンパク質複合体は、2mg/kgの低い用量でコレステロールを効率的に移動させ、対照的に、ヒト患者に以前に投与されたリポタンパク質複合体は、トリグリセリド、VLDL、およびトランスアミナーゼなどの肝臓酵素のレベルを有意に上昇させないことを発見した(Nanjeeら、1999、Arterioscler. Vasc. Throm. Biol. 19:979-89を参照されたい)。さらに、副作用の減少は、正常な肝臓および/または腎臓機能を有する正常な対象において、最大で約15mg/kg(トリグリセリド上昇の欠如)またはさらには45mg/kg(トランスアミノアーゼ増加の欠如)に増加させた用量でも観察される。かくして、副作用なしに投与される本開示の複合体の能力は、好ましくは、正常な肝機能、正常な腎機能、またはその両方を有する個体において評価される。
理論によって束縛されるものではないが、本発明者らは、本開示のリポタンパク質複合体の利益が、以前の治療と比較して複合体のより均一なサイズ分布および減少した量の損傷されたタンパク質および/または脂質(例えば、酸化されたタンパク質、脱アミド化されたタンパク質および酸化された脂質)に起因すると考える。さらに、脂質画分を含む負に荷電したリン脂質は、本明細書に記載の複合体および組成物に、従来のリポタンパク質複合体を超える改善された治療特性を付与すると考えられる。腎臓において分解される、小さい円盤状のプレ−βHDL粒子と、そのコレステロールが貯蔵され、再利用され、代謝され(胆汁酸として)、または排除される(胆汁中に)肝臓によって認識される、大きい円盤状の、および/または球状のHDLとの鍵となる差異の1つは、粒子の電荷である。小さい円盤状のプレ−βHDL粒子は、負に荷電した大きい円盤状の、および/または球状のHDL粒子よりも低い負の表面電荷を有する。より高い負の電荷が、肝臓による粒子の認識を誘発し、従って、腎臓による粒子の異化を回避する因子の1つであると考えられる。さらに、腎臓は荷電した粒子を容易に吸収しないことが示されている(Hackerら、2009、Pharmacology: Principles and Practice、183を参照されたい)。かくして、一部、荷電したリン脂質の存在のため、本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体および組成物は、従来のリポタンパク質複合体よりも長く循環中に留まるか、またはその電荷は電荷依存的様式でリポタンパク質の半減期に影響すると考えられる。複合体が負の電荷の結果として凝集し、存在するHDLと融合する速度および/または程度の低下と共に、それらのより長い循環(滞留)時間は、コレステロール移動(コレステロールを蓄積するより多くの時間を複合体に与えることによる)およびエステル化(LCATにエステル化反応を触媒するより多くの時間を提供することによる)を容易にすると予想される。電荷はまた、コレステロール捕捉および/または除去の速度を増加させ、それによって、より大量のコレステロールの除去を容易にすることもできる。結果として、本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体および組成物は、副作用の減少と共に、投与するのに必要な複合体および/または組成物が少なく、頻度も少ないため、従来のリポタンパク質療法を超える治療的利益を提供することが期待される。
従って、本明細書に提供される方法は一般に、治療上有効量のリポタンパク質複合体、リポタンパク質複合体の集団、または本明細書に記載の医薬組成物を対象に投与して、脂質異常障害を治療または予防することを含む。リポタンパク質複合体は、注射1回あたり、約0.25mg/kgのApoA−I当量から約45mg/kgの範囲の用量、例えば、約0.5mg/kg〜約30mg/kgまたは約1mg/kgのApoA−I当量から最大で約15mg/kgのApoA−I当量の用量で投与することができる。この用量はさらに、トリグリセリド、VLDL−コレステロールおよび/またはVLDL−トリグリセリドのレベルの増加を最小化する用量を選択することにより、治療される個体に合わせることができる。特定の実施形態においては、用量は約3mg/kg、約6mg/kg、または約12mg/kgである。
前記方法は、5〜14日、または6〜12日の範囲の間隔、例えば、1または2週間の間隔でリポタンパク質複合体を投与することをさらに含む。前記方法は、上記の任意の間隔で、好ましくは1週間の間隔で、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または最大で52回、リポタンパク質複合体を投与することをさらに含んでもよい。例えば、一実施形態においては、リポタンパク質複合体は、それぞれの投与の間に1週間の間隔で6回投与される。慢性状態については、52回を超える投与を実行してもよい。場合により、リポタンパク質複合体をより頻繁に投与する初期の誘導期により前記方法を進行させることができる。
複合体および/またはその医薬組成物を、非経口的に、例えば、静脈内に投与することができる。静脈内投与は、約1〜約24時間、または約1〜4時間、約0.5〜2時間、または約1時間の期間にわたる注入として行うことができる。
以下の実施例は、30mg/kgと45mg/kgの用量の投与後にトリグリセリドレベルの少しの増加を示し、これは高い程度のコレステロール移動の結果生じるVLDLおよびLDLの増加により説明される。これらのパラメータは、標準的な脂質パネルを用いて病院の実験室で日常的に測定されるため、治療の間に制御することができる。以下の実施例に基づいて、薬剤に対する患者の反応に応じたトリグリセリドおよびVLDL−コレステロールおよびVLDL−トリグリセリドのレベルの増加を最小化するように用量の選択を達成することができ、オーダーメイド医療が可能になる。
複合体および/もしくは組成物を単独で(単剤療法として)投与するか、またはあるいは、脂質異常症および/もしくはその関連する状態、疾患および/もしくは障害を治療および/もしくは予防するのに有用な他の治療剤と共にそれらを補助的に投与することができる。本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体および組成物を補助的に投与することができる治療剤の非限定例としては、胆汁酸結合樹脂、HMG CoA還元酵素阻害剤(スタチン)、ナイアシン、樹脂、コレステロール吸収の阻害剤、血小板凝集阻害剤、フィブラート、抗凝固剤、CETP阻害剤(例えば、アナセトラピブおよびダルセトラピブ)、ならびに/またはPCSKG抗体もしくはリガンドが挙げられる。
5.図面の簡単な説明
ヒトプレプロアポリポタンパク質A−I(配列番号1;GenBank受託番号AAB59514.1)のアミノ酸配列を示す図である。太字で示すアミノ酸1〜18は、ApoA−Iのシグナル配列に対応し、下線付きのアミノ酸19〜24はプロペプチド配列に対応する。シグナル配列とプロペプチドは両方とも、細胞中で切断されて、完全長成熟ヒトApoA−I(アミノ酸25〜267)が生成される。 ApoA−Iを発現する組換えS−CHO細胞の12日間のフェドバッチ培養におけるApoA−I力価を示す図である。世代0から世代43までの連続継代により、細胞を連続的に培養した。逆相HPLCにより、世代4、8、14、19、25、21、36および43においてApoA−I産生をモニターした。培養培地中のApoA−Iの量は、1259mg/Lから1400mg/Lまで変化した。 図3Aは、ApoA−Iを発現する組換えS−CHO細胞の200Lの13日培養における生細胞密度を示す。生細胞密度は9日目に33.20x105細胞/mLでピークに達し、92.5%の生存率であった。図3Bは、13日培養の培養培地中のApoA−Iの濃度を示す。培養培地中のApoA−Iの濃度は、12日目に約2mg/mLでピークに達した。 図3Aは、ApoA−Iを発現する組換えS−CHO細胞の200Lの13日培養における生細胞密度を示す。生細胞密度は9日目に33.20x105細胞/mLでピークに達し、92.5%の生存率であった。図3Bは、13日培養の培養培地中のApoA−Iの濃度を示す。培養培地中のApoA−Iの濃度は、12日目に約2mg/mLでピークに達した。 本明細書に記載の方法により精製されたApoA−IのSDSポリアクリルアミドゲルを示す図である。左手のレーンは分子量マーカーを示す。右手のレーンは、約28kDの分子量を有する精製されたApoA−Iを示す。 1:2.5(処方A;図5A)、1:2.7(処方B;図5B)、1:3.1(処方C;図5C)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM複合体、および1:2.7(処方D;図5D)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM/DPPC複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 1:2.5(処方A;図5A)、1:2.7(処方B;図5B)、1:3.1(処方C;図5C)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM複合体、および1:2.7(処方D;図5D)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM/DPPC複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 1:2.5(処方A;図5A)、1:2.7(処方B;図5B)、1:3.1(処方C;図5C)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM複合体、および1:2.7(処方D;図5D)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM/DPPC複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 1:2.5(処方A;図5A)、1:2.7(処方B;図5B)、1:3.1(処方C;図5C)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM複合体、および1:2.7(処方D;図5D)のタンパク質:脂質重量比のプロApoA−I/SM/DPPC複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および60分での処方Dのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および60分での処方Dのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および60分での処方Dのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および60分での処方Dのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および50分での処方Bのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および50分での処方Bのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および50分での処方Bのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、10、20、30および50分での処方Bのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、20、40、60および120分での処方Fのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、20、40、60および120分での処方Fのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、20、40、60および120分での処方Fのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、20、40、60および120分での処方Fのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す図である。 プロApoA−IおよびSM(処方B)、48:48:4のSM:DPPC:DPPG wt:wt比を有するプロApoA−I、SM、DPPCおよびDPPG(処方F)、ならびに73:23:4のSM:DPPC:DPPG wt:wt比を有するプロApoA−I、SM、DPPCおよびDPPG(処方G)を含む、1:2.7のリポタンパク質:全リン脂質wt:wt比を有するリポタンパク質複合体の形成を例示する、時間に対するプレ−βHDL複合体形成を示す図である。 それぞれ、処方E、H、IおよびJのHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、処方E、H、IおよびJのHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、処方E、H、IおよびJのHPLCクロマトグラムを示す図である。 それぞれ、処方E、H、IおよびJのHPLCクロマトグラムを示す図である。 リポタンパク質複合体を作製するための例示的プロセスの概略図である。 非商業規模の熱サイクリング実行に用いられる例示的熱サイクリング装置を示す図である。 増加する数の熱サイクルを用いるSM/DPPG/ApoA−Iタンパク質複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。成分を、合計30分間(図13A)、60分間(図13B)、120分間(図13C)、180分間(図13D)または210分間(図13E)、それぞれの温度で5分間、57℃と37℃の間で熱サイクリングにかけた。 増加する数の熱サイクルを用いるSM/DPPG/ApoA−Iタンパク質複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。成分を、合計30分間(図13A)、60分間(図13B)、120分間(図13C)、180分間(図13D)または210分間(図13E)、それぞれの温度で5分間、57℃と37℃の間で熱サイクリングにかけた。 増加する数の熱サイクルを用いるSM/DPPG/ApoA−Iタンパク質複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。成分を、合計30分間(図13A)、60分間(図13B)、120分間(図13C)、180分間(図13D)または210分間(図13E)、それぞれの温度で5分間、57℃と37℃の間で熱サイクリングにかけた。 増加する数の熱サイクルを用いるSM/DPPG/ApoA−Iタンパク質複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。成分を、合計30分間(図13A)、60分間(図13B)、120分間(図13C)、180分間(図13D)または210分間(図13E)、それぞれの温度で5分間、57℃と37℃の間で熱サイクリングにかけた。 増加する数の熱サイクルを用いるSM/DPPG/ApoA−Iタンパク質複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。成分を、合計30分間(図13A)、60分間(図13B)、120分間(図13C)、180分間(図13D)または210分間(図13E)、それぞれの温度で5分間、57℃と37℃の間で熱サイクリングにかけた。 SM/ApoA−I複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 N−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(植物SMまたはフィトスフィンゴミエリンの一形態)/DPPG/ApoA−I複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 合成パルミトイルSM/DPPG/ApoA−I複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 フィトスフィンゴミエリン/DPPG/ApoA−I複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 SM/DPPC/DPPG/ApoA−Iペプチド複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 Malvern Instruments Zetasizer(Malvern Instruments Inc.)を用いる動的光散乱システムによる脂質粒子の特性評価を示す図である。図19Aにおいて、Z平均は84.49nmである(「84nm粒子」);図19Bにおいて、Z平均は76.76nmである(「77nm粒子」);図19Cにおいて、Z平均は66.21nmである(「66nm粒子」);および図19Dにおいて、Z平均は59.50nmである(「60nm粒子」)。 Malvern Instruments Zetasizer(Malvern Instruments Inc.)を用いる動的光散乱システムによる脂質粒子の特性評価を示す図である。図19Aにおいて、Z平均は84.49nmである(「84nm粒子」);図19Bにおいて、Z平均は76.76nmである(「77nm粒子」);図19Cにおいて、Z平均は66.21nmである(「66nm粒子」);および図19Dにおいて、Z平均は59.50nmである(「60nm粒子」)。 Malvern Instruments Zetasizer(Malvern Instruments Inc.)を用いる動的光散乱システムによる脂質粒子の特性評価を示す図である。図19Aにおいて、Z平均は84.49nmである(「84nm粒子」);図19Bにおいて、Z平均は76.76nmである(「77nm粒子」);図19Cにおいて、Z平均は66.21nmである(「66nm粒子」);および図19Dにおいて、Z平均は59.50nmである(「60nm粒子」)。 Malvern Instruments Zetasizer(Malvern Instruments Inc.)を用いる動的光散乱システムによる脂質粒子の特性評価を示す図である。図19Aにおいて、Z平均は84.49nmである(「84nm粒子」);図19Bにおいて、Z平均は76.76nmである(「77nm粒子」);図19Cにおいて、Z平均は66.21nmである(「66nm粒子」);および図19Dにおいて、Z平均は59.50nmである(「60nm粒子」)。 84nm(図20A)、77nm(図20B)、66nm(図20C)および60nm(図20D)の脂質粒子を用いる5回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 84nm(図20A)、77nm(図20B)、66nm(図20C)および60nm(図20D)の脂質粒子を用いる5回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 84nm(図20A)、77nm(図20B)、66nm(図20C)および60nm(図20D)の脂質粒子を用いる5回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 84nm(図20A)、77nm(図20B)、66nm(図20C)および60nm(図20D)の脂質粒子を用いる5回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 450nm(図21A)および40nm(図21B)の脂質粒子から出発する6回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 450nm(図21A)および40nm(図21B)の脂質粒子から出発する6回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図である。 65nmの脂質粒子から出発する6回の熱サイクル後の複合体のゲル浸透クロマトグラムを示す図であり、1回目のサイクルは37℃の「低温」で開始した。 本開示の方法により製造されたリポタンパク質複合体を商業的に有用な医薬組成物に製剤化することを含む、リポタンパク質複合体を含む医薬組成物を作製するための例示的実施形態の概略図である。 処方Bおよび処方Hに従うリポタンパク質複合体の注入後の血漿VLDL−総コレステロールレベルの増加を示す図である。処方H(■)および処方B(▼)に従うリポタンパク質複合体を、5mg/kgの用量で絶食させたウサギに注入した。3つの群に関する0.03〜0.3g/Lの範囲のベースライン値を差し引いて、血漿VLDL−総コレステロールレベルの増加を決定した。 処方Bおよび処方Hに従うリポタンパク質複合体の注入後の血漿トリグリセリドレベルの増加を示す図である。処方H(■)および処方B(▲)に従うリポタンパク質複合体を、5mg/kgの用量で絶食したウサギに注入した。3つの群に関する0.31〜0.71g/Lの範囲のベースライン値を差し引いて、血漿トリグリセリドレベルの増加を決定した。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgまたは20mg/kgの、およびウサギにおいては20mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●、▲)またはApoA−I/合成SM複合体(◆、▼)の注入後の血漿総コレステロール(図26A)、トリグリセリド(図26B)、リン脂質(図26C)およびApoA−I(図26D)の増加を示す図である。ベースライン値は、測定した様々な血漿脂質について、以下のような範囲であった:血漿コレステロールについては0.28〜0.4g/L、血漿トリグリセリドについては0.23〜0.29g/L、および血漿リン脂質については0.45〜0.61g/L。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgまたは20mg/kgの、およびウサギにおいては20mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●、▲)またはApoA−I/合成SM複合体(◆、▼)の注入後の血漿総コレステロール(図26A)、トリグリセリド(図26B)、リン脂質(図26C)およびApoA−I(図26D)の増加を示す図である。ベースライン値は、測定した様々な血漿脂質について、以下のような範囲であった:血漿コレステロールについては0.28〜0.4g/L、血漿トリグリセリドについては0.23〜0.29g/L、および血漿リン脂質については0.45〜0.61g/L。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgまたは20mg/kgの、およびウサギにおいては20mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●、▲)またはApoA−I/合成SM複合体(◆、▼)の注入後の血漿総コレステロール(図26A)、トリグリセリド(図26B)、リン脂質(図26C)およびApoA−I(図26D)の増加を示す図である。ベースライン値は、測定した様々な血漿脂質について、以下のような範囲であった:血漿コレステロールについては0.28〜0.4g/L、血漿トリグリセリドについては0.23〜0.29g/L、および血漿リン脂質については0.45〜0.61g/L。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgまたは20mg/kgの、およびウサギにおいては20mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●、▲)またはApoA−I/合成SM複合体(◆、▼)の注入後の血漿総コレステロール(図26A)、トリグリセリド(図26B)、リン脂質(図26C)およびApoA−I(図26D)の増加を示す図である。ベースライン値は、測定した様々な血漿脂質について、以下のような範囲であった:血漿コレステロールについては0.28〜0.4g/L、血漿トリグリセリドについては0.23〜0.29g/L、および血漿リン脂質については0.45〜0.61g/L。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●)およびApoA−I/合成SM複合体(◆)のウサギにおける注入後の血漿HDL−総コレステロール(図27A)、LDL−総コレステロール(図27B)、およびVLDL−総コレステロール(図27C)の増加を示す図である。ベースライン値は以下のような範囲であった:血漿HDL−総コレステロールについては0.20〜0.31g/L、血漿LDL−総コレステロールについては0.06〜0.09g/L、および血漿VLDL−総コレステロールについては0.007〜0.011g/L。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●)およびApoA−I/合成SM複合体(◆)のウサギにおける注入後の血漿HDL−総コレステロール(図27A)、LDL−総コレステロール(図27B)、およびVLDL−総コレステロール(図27C)の増加を示す図である。ベースライン値は以下のような範囲であった:血漿HDL−総コレステロールについては0.20〜0.31g/L、血漿LDL−総コレステロールについては0.06〜0.09g/L、および血漿VLDL−総コレステロールについては0.007〜0.011g/L。 希釈剤(■)と比較した、5mg/kgのApoA−I/卵SM複合体(●)およびApoA−I/合成SM複合体(◆)のウサギにおける注入後の血漿HDL−総コレステロール(図27A)、LDL−総コレステロール(図27B)、およびVLDL−総コレステロール(図27C)の増加を示す図である。ベースライン値は以下のような範囲であった:血漿HDL−総コレステロールについては0.20〜0.31g/L、血漿LDL−総コレステロールについては0.06〜0.09g/L、および血漿VLDL−総コレステロールについては0.007〜0.011g/L。
6.詳細な説明
本開示は、リポタンパク質複合体を作製する方法と共に、リポタンパク質複合体、その集団を提供する。この複合体、ならびにその集団および組成物(例えば、医薬組成物)は、特に、脂質異常症ならびに/または脂質異常症と関連する疾患、障害および/もしくは状態の治療および/または予防にとって有用である。発明の概要の節で考察された通り、リポタンパク質複合体は、好ましくは、規定の重量比またはモル比の2つの主要な画分、アポリポタンパク質画分およびリン脂質画分を含み、好ましくは、特定の量の中性リン脂質および場合により、1つまたは複数の負に荷電したリン脂質を含む。
6.1.タンパク質画分
本開示は、タンパク質画分を含むリポタンパク質複合体を提供する。本開示は、リポタンパク質複合体を作製する方法をさらに提供する。リポタンパク質複合体のタンパク質成分は、本発明の方法における成功にとって重要ではない。治療的および/または予防的利益を提供する、実質的に任意の脂質結合タンパク質、例えば、アポリポタンパク質および/またはその誘導体もしくは類似体を、複合体中に含有させることができる。さらに、アポリポタンパク質(例えば、ApoA−Iなど)がLCATを活性化するか、または脂質と結合した場合に円盤状粒子を形成することができるという点で、その活性を「模倣」する任意のα−へリックスペプチドもしくはペプチド類似体、または任意の他の型の分子を、リポタンパク質複合体中に含有させることができ、用語「脂質結合タンパク質」により包含される。
6.1.1.脂質結合タンパク質
本開示は、例えば、リポタンパク質複合体を作製するのに用いるための、組換え産生されたタンパク質を精製する方法をさらに提供する。組換え産生されたタンパク質は、最も好適にはアポリポタンパク質である。好適なタンパク質としては、好ましくは成熟形態の、アポリポタンパク質ApoA−I、ApoA−II、ApoA−IV、ApoA−VおよびApoEが挙げられる。脂質結合タンパク質もまた、活性な多型、アイソフォーム、変異体および突然変異体ならびにトランケートされた形態の前記アポリポタンパク質であり、最も一般的にはアポリポタンパク質A−IMilano(ApoA−I)、アポリポタンパク質A−IParis(ApoA−I)およびアポリポタンパク質A−IZaragoza(ApoA−I)である。システイン残基を含有するアポリポタンパク質突然変異体も公知であり、用いることもできる(例えば、米国特許出願公開第2003/0181372号を参照されたい)。アポリポタンパク質は、単量体または二量体の形態にあってよく、二量体はホモ二量体またはヘテロ二量体であってもよい。例えば、ApoA−I(Duvergerら、1996、Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16(12): 1424-29)、ApoA−I(Franceschiniら、1985、J. Biol. Chem. 260: 1632-35)、ApoA−I(Daumら、1999、J. Mol. Med. 77:614-22)、ApoA−II(Shelnessら、1985、J. Biol. Chem. 260(14):8637-46; Shelnessら、1984、J. Biol. Chem. 259(15):9929-35)、ApoA−IV(Duvergerら、1991、Euro. J. Biochem. 201(2):373-83)、ApoE(McLeanら、1983、J. Biol. Chem. 258(14):8993-9000)、ApoJおよびApoHのホモおよびヘテロ二量体(実現可能である場合)を用いることができる。アポリポタンパク質は、アポリポタンパク質が複合体中に含まれた場合にいくらかの生物活性を保持する限り、Hisタグなどのその単離を容易にするエレメント、または他の目的のために設計された他のエレメントに対応する残基を含んでもよい。
そのようなアポリポタンパク質を、動物起源(および特に、ヒト起源)から精製するか、または当技術分野で周知であるように組換え産生することができる。例えば、Chungら、1980、J. Lipid Res. 21(3):284-91;Cheungら、1987、J. Lipid Res. 28(8):913-29を参照されたい。また、米国特許第5,059,528号、第5,128,318号、第6,617,134号;米国特許出願公開第20002/0156007号、第2004/0067873号、第2004/0077541号、および第2004/0266660号;ならびにPCT出願公開第WO/2008/104890号および第WO/2007/023476号も参照されたい。例えば、以下の第6.1.3節および第6.1.4節に記載のような、他の精製方法も可能である。
アポリポタンパク質に対応するペプチドおよびペプチド類似体、ならびに本明細書に記載の複合体および組成物中のアポリポタンパク質としての使用にとって好適であるApoA−I、ApoA−I、ApoA−II、ApoA−IVおよびApoEの活性を模倣するアゴニストの非限定例は、米国特許第6,004,925号、第6,037,323号および第6,046,166号(Dasseuxらに対して発行された)、米国特許第5,840,688号(Tsoに対して発行された)、米国特許出願公開第2004/0266671号、第2004/0254120号、第2003/0171277号および第2003/0045460号(Fogelmanに対して)、米国特許出願公開第2003/0087819号(Bielickiに対して)ならびにPCT出願公開第WO/2010/093918号(Dasseuxらに対して)に開示されており、それらの開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらのペプチドおよびペプチド類似体は、L−アミノ酸またはD−アミノ酸またはL−およびD−アミノ酸の混合物から構成されていてもよい。それらはまた、1つまたは複数の周知のペプチド/アミドイソスターなどの、1つまたは複数の非ペプチドまたはアミド結合を含んでもよい。そのような「ペプチドおよび/またはペプチド模倣性」アポリポタンパク質を、例えば、米国特許第6,004,925号、第6,037,323号および第6,046,166号に記載の技術などの、当技術分野で公知のペプチド合成のための任意の技術を用いて合成または製造することができる。
複合体は、同じか、または異なる種から誘導することができる、単一の型の脂質結合タンパク質、または2つ以上の異なる脂質結合タンパク質の混合物を含んでもよい。必要ではないが、療法に対する免疫応答を誘導するのを回避するために、リポタンパク質複合体は、好ましくは、治療される動物種から誘導されるか、またはアミノ酸配列において治療される動物種に対応する脂質結合タンパク質を含む。かくして、ヒト患者の治療のためには、ヒト起源の脂質結合タンパク質が、本開示の複合体中で好ましく用いられる。ペプチド模倣性アポリポタンパク質の使用もまた、免疫応答を減少させるか、または回避することができる。
特定の好ましい実施形態においては、脂質結合タンパク質は、成熟ヒトApoA−Iタンパク質に対して少なくとも95%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質、例えば、配列番号1の25〜267位に対応するアミノ酸配列を有するタンパク質である。特定の実施形態においては、成熟ヒトApoA−Iタンパク質は、配列番号1の25〜267位に対して少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する。いくつかの実施形態においては、成熟ヒトApoA−Iタンパク質は、1位(すなわち、配列番号1の25位に対応する位置)にアスパラギン酸を有するアミノ酸配列を有する。特定の実施形態においては、成熟ヒトApoA−Iタンパク質は、配列番号1の25〜267位に対応するアミノ酸配列を有する。好ましい実施形態においては、ApoA−Iタンパク質は、哺乳動物宿主細胞、最も好ましくは、以下の小節に記載のチャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞中で組換え産生される。
6.1.2.アポリポタンパク質の組換え発現
本開示は、ApoA−Iなどの脂質結合タンパク質を製造するための組換え発現方法、および関連する核酸、哺乳動物宿主細胞、細胞培養物を提供する。得られる組換え脂質結合タンパク質を精製し、および/または本明細書に記載のリポタンパク質複合体中に組み込むことができる。
一般に、組換え産生のためには、脂質結合タンパク質またはペプチドをコードするポリヌクレオチド配列を、好適な発現ビヒクル、すなわち、挿入されるコード配列の転写および翻訳のための必要なエレメント、またはRNAウイルスベクターの場合、複製および翻訳のための必要なエレメントを含有するベクター中に挿入する。発現ベクターは、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、レトロウイルスまたはレンチウイルスなどのウイルスから誘導することができる。次いで、発現ビヒクルを、タンパク質またはペプチドを発現する好適な標的細胞中にトランスフェクトする。好適な宿主細胞としては、限定されるものではないが、細菌種、バキュロウイルス系などの哺乳動物または昆虫宿主細胞系(例えば、Luckowら、Bio/Technology、6、47 (1988)を参照されたい)、および確立された細胞系、例えば、293、COS−7、C127、3T3、CHO、HeLa、BHKなどが挙げられる。次いで、用いられる発現系に応じて、発現されるペプチドを当技術分野でよく確立された手順により単離する。組換えタンパク質およびペプチド産生のための方法は、当技術分野で周知である(例えば、Sambrookら、1989、Molecular Cloning A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、N.Y.;およびAusubelら、1989、Current Protocols in Molecular Biology、Greene Publishing Associates and Wiley Interscience、N.Y.(それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい)。
ApoA−Iが脂質結合タンパク質である場合、ApoA−Iタンパク質はApoA−Iをコードする組換えヌクレオチド配列から発現される。いくつかの実施形態においては、ApoA−Iをコードするヌクレオチド配列はヒトである。ヒトApoA−Iヌクレオチド配列の非限定例は、米国特許第5,876,968号;第5,643,757号;および第5,990,081号、ならびにWO96/37608に開示されており、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。特定の実施形態においては、ヌクレオチド配列は、好ましくは、宿主細胞からのApoA−Iの分泌のためのシグナル配列(例えば、配列番号1のアミノ酸1〜18)および/またはプロタンパク質配列(例えば、配列番号1のアミノ酸19〜25)に機能し得る形で連結された、成熟ApoA−Iタンパク質のアミノ酸配列をコードする。ApoA−Iの分泌を指令するのに好適な他のシグナル配列は、ApoA−Iにとって異種であってもよく、例えば、ヒトアルブミンシグナルペプチドもしくはヒトIL−2シグナルペプチドであってもよく、またはApoA−Iと同種であってもよい。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、成熟ヒトApoA−Iポリペプチド、例えば、配列番号1の25〜267位に対応するアミノ酸配列と少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードし、場合により、そのアミノ酸配列は25位にアスパラギン酸を含む。好ましい実施形態においては、ヌクレオチド配列は、配列番号1のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする。ヌクレオチド配列はまた、GenBank受託番号NP_000030、AAB59514、P02647、CAA30377、AAA51746またはAAH05380.1の1つに記載のヒトApoA−Iタンパク質のアミノ酸配列と少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードしてもよく、場合により、成熟ヒトApoA−Iタンパク質の1番目のアミノ酸に対応する位置にアスパラギン酸を含む。
ApoA−Iをコードするポリヌクレオチドを、組換え宿主細胞中での発現のためにコドン最適化することができる。好ましい宿主細胞は、哺乳動物宿主細胞、例えば、限定されるものではないが、チャイニーズハムスター卵巣細胞(例えば、CHO−K1;ATCC番号CCL61;CHO−S(GIBCO Life Technologies Inc.,Rockville、MD、カタログ番号11619012))、VERO細胞、BHK(ATCC番号CRL1632)、BHK570(ATCC番号CRL10314)、HeLa細胞、COS−1(ATCC番号CRL1650)、COS−7(ATCC番号CRL1651)、MDCK細胞、293細胞(ATCC番号CRL1573;Grahamら、J. Gen. Virol. 36:59-72、1977)、3T3細胞、ミエローマ細胞(特に、マウス)、PC12細胞およびW138細胞である。特定の実施形態においては、CHO−S細胞(Invitrogen(商標)、Carlsbad CA)などの哺乳動物細胞を、無血清培地中での増殖のために適合させる。さらなる好適な細胞系が当技術分野で公知であり、American Type Culture Collection、Manassas、Vaなどの公共預託機関から入手可能である。
ApoA−Iの組換え発現のために、ApoA−Iをコードするポリヌクレオチドを、1つまたは複数の制御配列、例えば、対象の宿主細胞中でのApoA−Iの発現を調節するプロモーターまたはターミネーターに機能し得る形で連結する。制御配列は、ApoA−Iをコードする配列にとって天然のものであるか、または外来のものであってもよく、また、ApoA−Iが発現される宿主細胞にとって天然のものであるか、または外来のものであってよい。制御配列としては、限定されるものではないが、プロモーター、リボソーム結合部位、リーダー、ポリアデニル化配列、プロペプチド配列、シグナルペプチド配列、および転写ターミネーターが挙げられる。いくつかの実施形態においては、制御配列は、プロモーター、リボソーム結合部位、ならびに転写および翻訳停止シグナルを含む。また、制御配列は、制御配列と、ApoA−Iをコードするヌクレオチド配列のコード領域とのライゲーションを容易にする特定の制限部位を導入するための1つまたは複数のリンカーを含んでもよい。
ApoA−Iの組換え発現を駆動するプロモーターは、構成的プロモーター、調節プロモーター、または誘導性プロモーターであってよい。好適なプロモーター配列を、宿主細胞に対して内因性であるか、または異種である細胞外または細胞内ポリペプチドをコードする遺伝子から取得することができる。様々な強度のプロモーターの単離、同定および操作のための方法が当技術分野で利用可能であるか、または当技術分野から容易に適合させることができる。例えば、Nevoigtら(2006) Appl. Environ. Microbiol. 72:5266-5273(その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい。
1つまたは複数の制御配列を、ウイルス起源から誘導することができる。例えば、特定の態様においては、プロモーターはポリオーマまたはアデノウイルス主要後期プロモーターから誘導される。他の態様においては、プロモーターは、SV40のウイルス複製起点も含有する断片として取得することができるサルウイルス40(SV40)(Fiersら、1978、Nature、273: 113-120)、またはサイトメガロウイルスから誘導され、例えば、サルサイトメガロウイルス極初期プロモーターである(米国特許第4,956,288号を参照されたい)。他の好適なプロモーターとしては、メタロチオネイン遺伝子に由来するものが挙げられる(米国特許第4,579,821号および第4,601,978号を参照されたい)。
また、組換えApoA−I発現ベクターも本明細書で提供される。組換え発現ベクターは、組換え宿主細胞中での異種ApoA−Iの発現を容易にするための組換えDNA技術により操作することができる任意のベクター、例えば、プラスミドまたはウイルスであってよい。発現ベクターは、組換え宿主細胞の染色体中に組み込むことができ、ApoA−Iの産生にとって有用な1つまたは複数の制御配列に機能し得る形で連結された1つまたは複数の異種遺伝子を含む。他の実施形態においては、発現ベクターは、染色体外複製DNA分子、例えば、低コピー数(例えば、ゲノム当量あたり約1〜約10コピー)または高コピー数(例えば、ゲノム当量あたり約10コピーを超える)のいずれかで見い出される線状または閉環状プラスミドである。様々な実施形態において、発現ベクターは、該ベクターを含む組換え宿主生物に対して抗生物質耐性(例えば、アンピシリン、カナマイシン、クロラムフェニコールまたはテトラサイクリン耐性)を付与する遺伝子などの、選択可能なマーカーを含む。特定の態様においては、DNA構築物、ベクターおよびポリヌクレオチドは、哺乳動物細胞中でのApoA−Iの発現にとって好適である。哺乳動物細胞中でのApoA−Iの発現のためのベクターは、宿主細胞系と適合する複製起点、プロモーターおよび任意の必要なリボソーム結合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位、ならびに転写ターミネーター配列を含んでもよい。いくつかの態様においては、複製起点は宿主細胞に対して異種であり、例えば、ウイルス起源のものである(例えば、SV40、ポリオーマ、アデノ、VSV、BPV)。他の態様においては、複製起点は、宿主細胞染色体複製機構により提供される。
哺乳動物宿主細胞に外来DNAを導入するための方法、試薬および道具は当技術分野で公知であり、限定されるものではないが、リン酸カルシウム媒介性トランスフェクション(Wiglerら、1978、Cell 14:725; Corsaroら、1981、Somatic Cell Genetics 7:603; Grahamら、1973、Virology 52:456)、エレクトロポレーション(Neumannら、1982、EMBO J. 1 : 841-5)、DEAE−デキストラン媒介性トランスフェクション(Ausubelら(編)、Short Protocols in Molecular Biology、第3版(John Wiley & Sons 1995))、およびリポソーム媒介性トランスフェクション(Hawley-Nelsonら、1993、Focus 15:73; Ciccaroneら、1993、Focus 15:80)が挙げられる。
高収率産生のためには、ApoA−Iの安定な発現が好ましい。例えば、宿主細胞に外来DNAを導入した後、宿主細胞を富化培地中で1〜2日間増殖させた後、選択培地に切り替えることができる。ウイルス複製起点を含有する発現ベクターを用いるよりもむしろ、宿主細胞を、好適な発現制御エレメントおよび選択可能なマーカーにより制御されるApoA−Iコード配列を含むヌクレオチド配列を含むベクターで形質転換することができる。ベクター中の選択可能なマーカーは、選択に対する耐性を付与し、細胞がその染色体中にベクターを安定に組み込み、増殖巣を形成するように増殖し、次いで、クローニングし、細胞系中で増殖させることができる。いくつかの選択系を用いることができ、限定されるものではないが、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(Wiglerら、1977、Cell 11 : 223)、ヒポキサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Szybalska & Szybalski、1962、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48: 2026)、およびアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Lowyら、1980、Cell 22: 817)遺伝子を、それぞれtk、hgprtまたはaprt細胞中で用いることができる。また、例えば、メトトレキサートに対する耐性を付与するdhfr(Wiglerら、1980、Natl. Acad. Sci. USA 77: 3567;O'Hareら、1981、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 1527);ミコフェノール酸に対する耐性を付与するgpt(Mulligan & Berg、1981、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 2072);アミノグリコシドG−418に対する耐性を付与するneo(Colberre-Garapinら、1981、J. Mol. Biol. 150: 1);および/またはヒグロマイシンに対する耐性を付与するhyg(Santerreら、1984、Gene 30: 147)を用いることにより、選択の基礎として代謝拮抗物質耐性を用いることができる。
宿主細胞ゲノム中に組み込まれるレトロウイルスベクターを用いて、安定な高収率の発現を達成することもできる(例えば、米国特許出願公開第2008/0286779号および第2004/0235173号を参照されたい)。あるいは、例えば、WO1994/012650に記載のような、選択された哺乳動物細胞のゲノムDNA中の内因性ApoA−I遺伝子の発現を活性化し、それを増幅することを必要とする、遺伝子活性化方法により、ApoA−Iの安定な高収率の発現を達成することができる。ApoA−I遺伝子(ApoA−Iコード配列および1つまたは複数の制御エレメントを含有する)のコピー数の増加は、ApoA−Iの高収率発現を容易にすることができる。好ましくは、ApoA−Iが発現される哺乳動物宿主細胞は、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、または少なくとも5のApoA−I遺伝子コピー指数を有する。特定の実施形態においては、ApoA−Iが発現される哺乳動物宿主細胞は、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9、または少なくとも10のApoA−I遺伝子コピー指数を有する。
特定の実施形態においては、哺乳動物細胞を、少なくとも0.5g/L、少なくとも1g/L、少なくとも1.5g/L、少なくとも2g/L、少なくとも2.5g/L、少なくとも3g/L、少なくとも3.5g/L、および場合により、最大で4g/L、最大で4.5g/L、最大で5g/L、最大で5.5g/L、または最大で6g/Lの量のApoA−Iを産生するように適合させる。哺乳動物宿主細胞は、好ましくは、培養物中に少なくとも約0.5、1、2もしくは3g/LのApoA−Iおよび/または培養物中に最大で約20g/LのApoA−I、例えば、培養物中に最大で4、5、6、7、8、9、10、12または15g/LのApoA−Iを産生することができる。
特定の実施形態においては、哺乳動物細胞を、無血清培地中での増殖のために適合させる。これらの実施形態においては、ApoA−Iは細胞から分泌される。他の実施形態においては、ApoA−Iは細胞から分泌されない。
本明細書で提供される哺乳動物宿主細胞を用いて、ApoA−Iを産生させることができる。一般に、前記方法は、ApoA−Iが発現される条件下で本明細書に記載の哺乳動物宿主細胞を培養することを含む。さらに、前記方法は、哺乳動物細胞培養物の上清から成熟ApoA−Iを回収し、場合により精製することを含んでもよい。
培養培地、温度、pHなどの培養条件を、培養される哺乳動物宿主細胞および選択される培養の様式(振とうフラスコ、バイオリアクタ、ローラーボトルなど)に適合させることができる。哺乳動物細胞を、大規模バッチ培養、連続または半連続培養中で増殖させることができる。
また、本明細書に記載の複数のApoA−Iを産生する哺乳動物宿主細胞を含む哺乳動物細胞培養物も本明細書に提供される。いくつかの実施形態においては、哺乳動物細胞培養物は、少なくとも0.5g/L、少なくとも1g/L、少なくとも1.5g/L、少なくとも2g/L、少なくとも2.5g/L、少なくとも3g/L、少なくとも3.5g/L、および場合により、最大で4g/L、最大で4.5g/L、最大で5g/L、最大で5.5g/L、または最大で6g/LのApoA−Iを含む。培養物は、約150mL〜約500mLの範囲、1L、10L、15L、50L、100L、200L、250L、300L、350L、400L、500L、750L、1000L、1500L、2000L、2500L、3000L、5000L、7500L、10000L、15000L、20000L、25000L、50000L以上の任意の規模のものであってよい。いくつかの例においては、培養物は、大規模培養物、例えば、15L、20L、25L、30L、50L、100L、200L、300L、500L、1000L、5000L、10000L、15000L、20000L、25000L、最大で50000L以上である。
6.1.3.アポリポタンパク質の精製
本開示は、本明細書に記載のリポタンパク質複合体およびその組成物を作製するのに有用である、高度に精製されたアポリポタンパク質を取得する方法に関する。この方法は、限定されるものではないが、ApoA−I、−II、−IIIまたは−IV;ApoB48およびApoB100;ApoC−I、−II、−IIIまたは−IV;ApoD;ApoE、ApoH;ApoJなどの任意のアポリポタンパク質に適用することができる。より具体的には、本開示は、高度に精製されたApoA−Iを取得する方法に関する。いくつかの実施形態においては、ApoA−Iは、限定されるものではないが、Genbank受託番号NP_000030、AAB59514、P02647、CAA30377、AAA51746およびAAH05380.1に記載の配列から選択される配列を有するヒトタンパク質である。特定の実施形態においては、ApoA−Iは、第6.1.2節で上記されたヒトタンパク質である。他の実施形態においては、本開示の方法を用いて、非ヒト動物(例えば、米国特許出願公開第2004/0077541号)、例えば、ウシ、ウマ、ヒツジ、サル、ヒヒ、ヤギ、ウサギ、イヌ、ハリネズミ、アナグマ、マウス、ラット、ネコ、モルモット、ハムスター、アヒル、ニワトリ、サケおよびウナギ(Brouilletteら、2001、Biochim. Biophys. Acta. 1531 :4-46;Yuら、1991、Cell Struct. Funct. 16(4):347-55;ChenおよびAlbers、1983、Biochim Biophys Acta. 753(l):40-6;Luoら、1989、J Lipid Res. 30(11): 1735-46;Blatonら、1977、Biochemistry 16:2157-63;Sparrowら、1995、J Lipid Res. 36(3):485-95;Beaubatieら、1986、J. Lipid Res. 27: 140-49;Januzziら、1992、Genomics 14(4): 1081-8;GoulinetおよびChapman、1993、J. Lipid Res. 34(6):943-59; Colletら、1997、J Lipid Res. 38(4):634-44;ならびにFrankおよびMarcel、2000、J. Lipid Res. 41(6):853-72)から得られるApoA−Iを精製することができる。
本明細書に開示される方法により精製することができるApoA−Iタンパク質の例としては、限定されるものではないが、プレプロアポリポタンパク質形態のApoA−I、プロおよび成熟形態のApoA−I、および活性な多型体、アイソフォーム、変異体および突然変異体ならびにトランケートされた形態、例えば、ApoA−I、ApoA−I、およびApoA−Iが挙げられる。ApoA−Iは、ApoA−IのR173C分子変異体である(例えば、Paroliniら、2003、J Biol Chem. 278(7):4740-6;Calabresiら、1999、Biochemistry 38: 16307-14;およびCalabresiら、1997、Biochemistry 36: 12428-33を参照されたい)。ApoA−Iは、ApoA−IのR151C分子変異体である(例えば、Daumら、1999、J Mol Med. 77(8):614-22を参照されたい)。ApoA−Iは、ApoA−IのL144R分子変異体である(Recaldeら、2001、Atherosclerosis 154(3):613-623;Fiddymentら、2011、Protein Expr. Purif. 80(1): 110-116を参照されたい)。システイン残基を含有するアポリポタンパク質A−I突然変異体も公知であり、本明細書に記載の方法により精製することもできる(例えば、米国特許出願公開第2003/0181372号を参照されたい)。本明細書に記載の方法における使用のためのApoA−Iは、単量体、ホモ二量体、またはヘテロ二量体の形態にあってもよい。例えば、調製することができるプロおよび成熟ApoA−Iのホモおよびヘテロ二量体としては、特に、ApoA−I(Duvergerら、1996、Arterioscler Thromb Vasc Biol. 16(12): 1424-29)、ApoA−I(Franceschiniら、1985、J Biol Chem. 260: 1632-35)、およびApoA−IP(Daumら、1999、J Mol Med. 77:614-22)が挙げられる。
本明細書に記載の精製方法は、当業者にとって都合の良い任意の規模で実施することができる。
いくつかの態様においては、本明細書に記載の方法により精製することができるApoA−Iタンパク質は、配列番号1のアミノ酸25〜267と少なくとも75%同一、少なくとも80%同一、少なくとも85%同一、少なくとも90%同一、少なくとも91%同一、少なくとも92%同一、少なくとも93%同一、少なくとも94%同一、少なくとも95%同一、少なくとも96%同一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一または少なくとも100%同一であるアミノ酸配列を有する。
アポリポタンパク質は、血漿などの任意の供給源に由来するか、または原核もしくは真核細胞中での組換え発現に由来するものであってよい。特定の実施形態においては、アポリポタンパク質は、ApoA−I、例えば、ヒトApoA−Iである。いくつかの態様においては、ApoA−Iは、原核または真核宿主細胞の細胞質またはペリプラズム中に発現される。これらの実施形態においては、細胞を破壊して、ApoA−Iを上清中に放出した後、ApoA−Iを精製する。細胞破壊方法は当技術分野で周知である。細胞を破壊する例示的方法としては、限定されるものではないが、酵素的方法、超音波、洗剤方法、および機械的方法が挙げられる。特定の好ましい態様においては、ApoA−Iは哺乳動物細胞、好ましくはCHO細胞中で発現され、増殖培地中に分泌される。これらの実施形態においては、ApoA−Iは清澄化された無細胞培地から精製される。精製方法はヒトApoA−Iと関連して本明細書に詳述されるが、当業者によって容易に確認できる特定のタンパク質特性(例えば、分子量、等電点、ストークス半径、疎水性、多量体状態など)に応じて、精製条件を他のアポリポタンパク質、ならびに非ヒトApoA−I、ApoA−Iの多型体、アイソフォーム、変異体、突然変異体およびトランケートされた形態または他のアポリポタンパク質に適合させることは当技術分野における技術の範囲内にあることが理解される。
ApoA−Iを血漿から調製する場合、限定されるものではないが、Cohnら、1946、J. Am. Chem. Soc. 68:459-475(「Cohnプロセス」)またはOncleyら、1949、J. Am. Chem. Soc. 71 :541-550(「Cohn−Oncleyプロセス」)により記載されたものなどの低温分画プロセスなどの任意の公知の方法により、ApoA−Iを血漿から分離することができる。血漿からアポリポタンパク質を単離するための他の方法としては、Kistler−Nitschmannプロセスなどの、CohnおよびCohn−Oncleyプロセスの変法が挙げられる(Nitschmannら、1954、Helv. Chim. Acta 37:866-873;Kistlerら、1962、Vox Sang. 7:414-424を参照されたい)。
これらの実施形態においては、アポリポタンパク質は、低温アルコール、例えば、エタノールを用いた血漿からの沈降により得られる。血漿の低温分画における使用のための他のアルコールとしては、C1〜C6直鎖または分枝鎖アルコール、例えば、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、イソブタノール、およびtert−ブタノールが挙げられる。様々な実施形態において、タンパク質の溶解度を低下させるアルコール以外の薬剤を用いて、血漿からアポリポタンパク質を沈降させることができる。そのような薬剤としては、限定されるものではないが、エーテル、硫酸アンモニウム、7−エトキシアクリジン−3,9−ジアミン(リバノール)およびポリエチレングリコールが挙げられる。沈降したタンパク質を、限定されるものではないが、沈殿、遠心分離および濾過などの当技術分野で公知の任意の方法により上清から分離することができる。
タンパク質を含有する血漿のいずれかの画分から、ApoA−Iを回収することができる。いくつかの実施形態においては、約8%(w/w)エタノールを用いる沈降によりフィブリノゲンの量を減少させたヒト血漿の血清画分からApoA−Iを回収する。他の実施形態においては、約25%(w/w)エタノールを用いる沈降により他の血清タンパク質(例えば、β−グロブリンおよびγ−ガンマグロブリン)の濃度を低下させたヒト血漿の血清画分からアポリポタンパク質を回収する。さらに他の実施形態においては、エタノール濃度を約38%(w/w)から約42%(w/w)まで増加させることにより得られたヒト血清から、沈降物としてアポリポタンパク質を回収する。特定の実施形態においては、エタノール濃度を約40%(w/w)まで増加させることにより得られたヒト血清から、沈降物としてアポリポタンパク質を回収する(Cohnの画分IV)。限定されるものではないが、遠心分離および濾過などの当技術分野で公知の任意の方法により、沈降したApoA−Iを血清画分から回収することができる。
いくつかの実施形態においては、アポリポタンパク質が回収される血漿画分の温度は、タンパク質の変性を防止するように十分に低いものである。これらの実施形態においては、ApoA−I画分の温度は、約−10℃〜約0℃、例えば、約−8℃〜約−2℃の範囲である。様々な実施形態において、ApoA−Iが回収される血漿画分のpHは、タンパク質の変性を防止する範囲にある。これらの実施形態においては、ApoA−Iを含有する画分のpHは、約5〜約7、例えば、約5.5〜約6.5の範囲である。
6.1.4.改良されたリポタンパク質精製プロセス
本出願人は、成熟し、無傷であり、汚染物質を実質的に含まないリポタンパク質を生成する、以下に記載され、実施例に例示される改良された精製プロセスをさらに発見した。本明細書に記載の精製方法は、当業者にとって都合の良い任意の規模で実施することができる。
前記方法は、限定されるものではないが、ApoA−I、−II、−IIIまたは−IV;ApoB48およびApoB100;ApoC−I、−II、−IIIまたは−IV;ApoD;ApoE;ApoH;ApoJなどの任意のアポリポタンパク質に適用することができる。より具体的には、本開示は、高度に精製されたApoA−Iを取得する方法に関する。いくつかの実施形態においては、ApoA−Iは、限定されるものではないが、Genbank受託番号NP_000030、AAB59514、P02647、CAA30377、AAA51746およびAAH05380.1に記載の配列から選択される配列を有するヒトタンパク質である。特定の実施形態においては、ApoA−Iは、第6.1.2節で上記されたヒトタンパク質である。他の実施形態においては、本開示の方法を用いて、非ヒト動物(例えば、米国特許出願公開第2004/0077541号を参照されたい)、例えば、ウシ、ウマ、ヒツジ、サル、ヒヒ、ヤギ、ウサギ、イヌ、ハリネズミ、アナグマ、マウス、ラット、ネコ、モルモット、ハムスター、アヒル、ニワトリ、サケおよびウナギ(Brouilletteら、2001、Biochim. Biophys. Acta. 1531 :4-46;Yuら、1991、Cell Struct. Funct. 16(4):347-55;ChenおよびAlbers、1983、Biochim Biophys Acta. 753(l):40-6;Luoら、1989、J Lipid Res. 30(11): 1735-46;Blatonら、1977、Biochemistry 16:2157-63;Sparrowら、1995、J Lipid Res. 36(3):485-95;Beaubatieら、1986、J. Lipid Res. 27: 140-49;Januzziら、1992、Genomics 14(4): 1081-8;GoulinetおよびChapman、1993、J. Lipid Res. 34(6):943-59; Colletら、1997、J Lipid Res. 38(4):634-44;ならびにFrankおよびMarcel、2000、J. Lipid Res. 41(6):853-72)から得られたApoA−Iを精製することができる。
本明細書に開示される方法により精製することができるApoA−Iタンパク質の例としては、限定されるものではないが、プレプロアポリポタンパク質形態のApoA−I、プロおよび成熟形態のApoA−I、および活性な多型体、アイソフォーム、変異体および突然変異体ならびにトランケートされた形態、例えば、ApoA−I、ApoA−IおよびApoA−Iが挙げられる。システイン残基を含有するアポリポタンパク質A−I突然変異体も公知であり、本明細書に記載の方法により精製することもできる(例えば、米国特許出願公開第2003/0181372号を参照されたい)。本明細書に記載の方法における使用のためのApoA−Iは、単量体、ホモ二量体、またはヘテロ二量体の形態にあってもよい。例えば、調製することができるプロおよび成熟ApoA−Iのホモおよびヘテロ二量体としては、特に、ApoA−I(Duvergerら、1996、Arterioscler Thromb Vasc Biol. 16(12): 1424-29)、ApoA−I(Franceschiniら、1985、J Biol Chem. 260: 1632-35)、およびApoA−I(Daumら、1999、J Mol Med. 77:614-22)が挙げられる。
いくつかの態様においては、本明細書に記載の方法により精製することができるApoA−Iタンパク質は、配列番号1のアミノ酸25〜267と少なくとも75%同一、少なくとも80%同一、少なくとも85%同一、少なくとも90%同一、少なくとも91%同一、少なくとも92%同一、少なくとも93%同一、少なくとも94%同一、少なくとも95%同一、少なくとも96%同一、少なくとも97%同一、少なくとも98%同一、少なくとも99%同一または少なくとも100%同一であるアミノ酸配列を有する。
アポリポタンパク質は、血漿または原核もしくは真核細胞中での組換え発現などの任意の起源に由来するものであってよい。特定の実施形態においては、アポリポタンパク質は、ApoA−I、例えば、ヒトApoA−Iである。いくつかの態様においては、ApoA−Iは、原核または真核宿主細胞の細胞質またはペリプラズム中で発現される。これらの実施形態においては、細胞を破壊してApoA−Iを上清中に放出させた後、ApoA−Iを精製する。細胞破壊方法は当技術分野で周知である。細胞を破壊する例示的方法としては、限定されるものではないが、酵素的方法、超音波、洗剤方法、および機械的方法が挙げられる。特定の好ましい態様においては、ApoA−Iは哺乳動物細胞、好ましくはCHO細胞中で発現され、増殖培地中に分泌される。これらの実施形態においては、ApoA−Iを清澄化された無細胞培地から精製する。精製方法はヒトApoA−Iに関連して本明細書で詳細に説明されているが、当業者によって容易に確認できる特定のタンパク質特性(例えば、分子量、等電点、ストークス半径、疎水性、多量体状態など)に応じて、精製条件を他のアポリポタンパク質、ならびに非ヒトApoA−I、ApoA−Iの多型体、アイソフォーム、変異体、突然変異体およびトランケートされた形態または他のアポリポタンパク質に適合させることは当技術分野における技術の範囲内にあることが理解される。
一般に、精製方法は、(a)ApoA−I含有溶液と、陰イオン交換マトリックスとを、ApoA−Iがマトリックスに結合しない条件下で接触させるステップ;(b)ウイルスまたはウイルス粒子を除去するのに十分な孔径を有する膜を通して、ステップ(a)で得られたApoA−I含有溶液を濾過するステップ;(c)ApoA−Iがマトリックスに結合するような条件下で、ステップ(b)で得られた濾液を第1の逆相クロマトグラフィーカラムに通過させるステップ;(d)増加する濃度の有機溶媒の勾配を用いて、第1の逆相クロマトグラフィーマトリックスから、第1のApoA−I含有逆相溶出液を溶出させるステップ;(e)ApoA−Iがマトリックスに結合するような条件下で、ステップ(d)に由来する第1のApoA−I逆相溶出液を第2の逆相クロマトグラフィーカラムに通過させるステップ;および(f)増加する濃度の有機溶媒の勾配を用いて、第2の逆相クロマトグラフィーマトリックスから、第2のApoA−I含有逆相溶出液を溶出させるステップを含む。前記ステップを実施する順序は重要ではない。当業者には明らかな通り、前記ステップの順序における様々な順列が可能であり、そのいくつかは以下に記載される。
特定の態様においては、ApoA−I含有溶液は、ステップ(a)においてそれを陰イオン交換マトリックスと接触させる前に条件化される。条件化は、タンパク質溶液のpHが、ApoA−Iがステップ(a)において陰イオン交換マトリックスに結合しない範囲になる(すなわち、タンパク質が正味の負の電荷を有さず、ステップ(a)がネガティブモードで実行される)ようにそれを調整するために実施される。これらの態様においては、ApoA−I含有溶液のpHは、約5〜約7、好ましくは、約5.0〜約5.6である。特定の態様においては、pHは約5.1〜約5.5である。さらに他の態様においては、pHは約5.3である。pHの調整は、所望の範囲内のpHが得られるまで好適な酸(例えば、塩酸)または塩基(例えば、水酸化ナトリウム)を添加することで実施することができる。いくつかの実施形態においては、ApoA−I含有溶液を条件化ステップの前に濾過して、細胞および細胞破片を除去する。他の実施形態においては、条件化ステップが存在しない場合、場合によりApoA−I含有溶液をステップ(a)の前に濾過して、細胞および細胞破片を除去する。
いくつかの実施形態においては、ApoA−I含有溶液と陰イオン交換マトリックスとを接触させるステップ(a)は、タンパク質溶液をクロマトグラフィーカラムに通過させることにより実施される。これらの実施形態においては、約10cm〜約50cm、好ましくは約10cm〜約30cmのベッド高(bed height)に、およびより好ましくは約20cmのベッド高にカラムを充填する。特定の態様においては、1リットルあたり約10g〜約50g、例えば、約10g〜約30g、例えば、約25g〜約35gのApoA−Iを含むタンパク質溶液を、カラムにロードする。特定の実施形態においては、1リットルあたり最大で約32gのApoA−Iを含むタンパク質溶液をカラムにロードする。他の実施形態においては、ステップ(a)は、バッチ様式で、すなわち、陰イオン交換マトリックスをフラスコ中のタンパク質溶液に添加し、汚染物質がマトリックスに結合するのに十分な時間にわたって混合した後、例えば、濾過または遠心分離によってタンパク質溶液からマトリックス材料を分離することにより実施される。特定の実施形態においては、タンパク質溶液を濾過して、溶液中の粒子を除去した後、それを陰イオン交換マトリックスと接触させる。
本明細書に記載の方法のステップ(a)における使用のための陰イオン交換マトリックスは、当技術分野で公知の任意の陰イオン交換マトリックスであってよい。好適な陰イオン交換マトリックスとしては、限定されるものではないが、Q−Sepharose FF、Q−Spherosil、DEAE−Sepharose FF、Q−Cellulose、DEAE−CelluloseおよびQ−Spherodexが挙げられる。特定の実施形態においては、陰イオン交換マトリックスは、Q−Sepharose FF(GE Healthcare)である。特定の態様においては、ステップ(a)におけるタンパク質溶液を陰イオン交換マトリックスと接触させる前に、ApoA−Iがマトリックスに結合しないような上記で考察された好ましい範囲内のpHを有するバッファー中で、マトリックスを平衡化させる。ステップ(a)の前に陰イオン交換マトリックスを平衡化するため、およびステップ(a)を実施するために有用なバッファーは、当業者には公知である。特定の実施形態においては、バッファーは、TAMP A(20mMリン酸ナトリウム、pH5.3)である。
様々な実施形態において、ステップ(a)は、陰イオン交換マトリックスに結合し、それによって上記のpHおよび塩条件下でマトリックスに結合しないApoA−Iから分離される、ApoA−I以外のタンパク質(例えば、宿主細胞タンパク質)、宿主細胞DNAおよび内毒素に関してApoA−Iを精製するために用いられる。いくつかの態様においては、出発溶液中のApoA−Iの量の少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%以上が陰イオン交換ステップから回収される。
様々な実施形態においては、精製方法は、ウイルスおよびウイルス粒子を捕捉するのに十分である孔径を有するフィルターを用いて、ステップ(a)に由来するApoA−I溶液を濾過するステップ(b)を含む。場合により、ウイルスまたはウイルス粒子を除去するために膜を通して濾過するステップ(b)を、ステップ(a)の後よりもむしろ、上記のステップ(f)の後に実施する。特定の態様においては、陰イオン交換マトリックスからの溶出液のpHを、水酸化ナトリウムまたは他の好適な塩基の添加により、ウイルス濾過ステップ(b)の前に調整する。ステップ(a)からのApoA−I含有溶液を、約7.8〜約8.2のpHに調整する。特定の態様においては、ApoA−I含有溶液を、約8.0のpHに調整する。ステップ(b)において用いられるフィルターは、ウイルスを捕捉するための好適な孔径、例えば、約15nm〜約75nmの孔径を有する任意のフィルターであってよい。特定の実施形態においては、フィルターの孔径は約20nmである(例えば、Planova 20N、旭化成メディカル)。当業者であれば、ウイルスフィルターを通過するタンパク質溶液の流速が、溶液の特性(例えば、その粘度、粒子の濃度など)によって決まることを理解できる。ウイルス濾過のための典型的な流速は約12.5L/h/m2であるが、流速は1bar以下のフィルター圧を維持するためにより高く、またはより低く調整することができる。ステップ(b)からの濾液は、ApoA−Iを含有する。特定の態様においては、ウイルス濾過ステップからのApoA−Iの回収率は、ステップ(a)からの陰イオン交換溶出液中のApoA−Iの量の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%または少なくとも98%以上である。
特定の実施形態においては、本明細書に記載の精製方法は、ステップ(b)からの濾液を、アポリポタンパク質A−Iをマトリックスに結合させるバッファーおよび塩の条件下で第1の逆相クロマトグラフィーカラムに通過させるステップ(b)の後のステップ(c)を含む。これらの実施形態においては、ApoA−Iを、増加する濃度の有機溶媒の勾配を用いて、宿主細胞DNA、宿主細胞タンパク質、内毒素およびトランケートされた形態に関して精製する。限定されるものではないが、シリカ、ポリスチレン、またはC4〜C18疎水性リガンドが移植された架橋アガロースに基づく媒体などの当技術分野で公知の様々なマトリックスの変異体を用いて、逆相クロマトグラフィーを実施することができる。本明細書に記載の方法において有用な市販の疎水性マトリックスとしては、限定されるものではないが、Butyl Sepharose−FF、Octyl Sepharose−FF、Dianon HP20ss、C18 HypersilおよびSource 30RPCが挙げられる。特定の実施形態においては、ステップ(c)で用いられるマトリックスは、Source 30RPC(GE Healthcare)である。特定の態様においては、逆相クロマトグラフィーカラムは、約10cm〜約50cm、例えば、約10cm〜約30cmのベッド高を有する。特定の態様においては、逆相クロマトグラフィーカラムは、約25cmのベッド高を有する。
いくつかの実施形態においては、ウイルス濾過ステップ(b)からのApoA−I濾液を、1リットルあたり約1〜約20gのApoA−Iの濃度で、例えば、約1.5g〜約5gのApoA−Iの濃度で、およびより好ましくは約2.5g〜約3.5gのApoA−Iの濃度で逆相カラム上にロードする。特定の態様においては、ステップ(b)からのApoA−I濾液を、1リットルあたり約3.4gの濃度で逆相カラム上にロードする。ApoA−Iをロードする前に逆相カラムを平衡化させ、タンパク質がロードの際にカラムに結合することを確実にするために用いることができるバッファー条件は、当業者には容易に確認できる。好ましくは、カラム平衡化バッファーは、カラムのpHを約9.5まで低下させることができる強いバッファーである。特定の実施形態においては、平衡化バッファーはTAMP D(20mM炭酸アンモニウム)である。好ましくは、平衡化の後、ステップ(b)からのApoA−I含有濾液(約8.0のpH)を、1分あたり約0.5cm〜約5.0cm、例えば、1分あたり約2.0cm〜約4.0cmの流速でカラム上にロードする。特定の実施形態においては、ApoA−I含有濾液を、1分あたり約2.8cmの流速でカラム上にロードする。
ステップ(c)においてApoA−Iを逆相マトリックスに結合させた後、バッファー中の増加する濃度の有機溶媒の勾配、例えば、TAMP Dバッファー中の約35%〜約50%のアセトニトリルへの曝露により、ステップ(d)においてタンパク質を溶出させる。いくつかの態様においては、約60〜約90分、例えば、約70分またはより好ましくは約80分の時間にわたる約35%〜約50%のアセトニトリルの線状勾配を用いて、カラムからApoA−Iを溶出させることができる。特定の態様においては、線状勾配の後、50%のアセトニトリルを用いる約10分間のアイソクラチック溶出を行う。逆相カラムからApoA−Iを溶出させるための正確な条件は、当業者には容易に確認できる。様々な実施形態においては、カラムロード中の約60%、例えば、約65%、約70%、約75%または約80%以上のApoA−Iが、ステップ(d)におけるカラム溶出液中に存在する。
特定の態様においては、本明細書に記載の精製方法は、ステップ(d)の後に、DNA、宿主細胞タンパク質および完全長タンパク質に由来するトランケートされた形態のApoA−Iをさらに除去するために、第2の逆相クロマトグラフィーカラムにステップ(d)からのアポリポタンパク質A−I逆相溶出液を通過させるステップ(e)をさらに含む。好ましくは、ステップ(d)からの逆相溶出液を、アポリポタンパク質A−Iをマトリックスに結合させる条件下で第2の逆相カラム上にロードする。ステップ(e)における使用のための逆相マトリックスは、ステップ(d)において用いられるものと同じ種類のマトリックスであってもよく、または異なる種類のマトリックスであってもよい。特定の実施形態においては、ステップ(e)において用いられる逆相マトリックスは、C18シリカマトリックス、例えば、Daisogel SP−300−BIO C18マトリックス(300Å、10μm;ダイソー株式会社)である。ApoA−Iをロードする前にC18カラムを平衡化させ、タンパク質がロードの際にカラムに結合することを確実にするために用いることができるバッファー条件は、当業者には容易に確認できる。好ましくは、カラム平衡化バッファーは、カラムのpHを約9.5に低下させることができる強いバッファーである。特定の実施形態においては、平衡化バッファーはTAMP E(100mM炭酸アンモニウム)である。様々な実施形態においては、本明細書に記載の精製方法のステップ(e)において用いられる逆相カラムは、約10cm〜約50cm、例えば、約10cm〜約30cmのベッド高を有する。特定の実施形態においては、ステップ(e)において用いられる逆相カラムは、約25cmのベッド高を有する。
様々な実施形態においては、ステップ(d)からのApoA−I溶出液を、1リットルあたり約0.5g〜約30gのApoA−Iの濃度で、例えば、約1g〜約10gのApoA−Iの濃度で、およびより好ましくは約4g〜約5gのApoA−Iの濃度で、C18逆相カラム上にロードする。特定の実施形態においては、ステップ(d)からのApoA−I溶出液を、1リットルあたり約4.7gのApoA−Iの濃度でC18カラム上にロードする。好ましくは、平衡化後、ステップ(d)からのApoA−I含有溶出液を、1分あたり約0.5cm〜約5.0cm、例えば、1分あたり約1.0cm〜約3.0cmの流速でカラム上にロードする。特定の実施形態においては、ApoA−I含有濾液を、1分あたり約2.1cmの流速でカラム上にロードする。
ステップ(e)においてApoA−Iを逆相マトリックスに結合させた後、バッファー中の増加する濃度の有機溶媒の勾配、例えば、TAMP Eバッファー中の約40%〜約50%のアセトニトリルを用いて、ステップ(f)においてタンパク質を溶出させる。いくつかの態様においては、約40%〜約50%のアセトニトリルの線状勾配を用いて、約40〜約80分、例えば、約50分、約60分または約70分の時間にわたってカラムからApoA−Iを溶出させる。特定の実施形態においては、約60分にわたるTAMP Eバッファー中の約40%〜約50%のアセトニトリルの線状勾配を用いて、逆相マトリックスからApoA−Iを溶出させる。特定の態様においては、線状勾配の後、50%のアセトニトリルを用いる約15分のアイソクラチック溶出を行う。逆相カラムからApoA−Iを溶出させるための正確な条件は、当業者には容易に確認できる。様々な実施形態においては、カラムロード中の約60%、例えば、約65%、約70%、約75%または約80%以上のApoA−Iが、ステップ(f)においてカラム溶出液中に回収される。
特定の実施形態においては、有機溶媒を、本明細書に記載の方法のステップ(f)で得られたApoA−I含有溶出液から除去する。溶媒除去は、限定されるものではないが、ステップ(f)で得られたApoA−I含有溶出液を濃縮することおよび濃縮液を水性バッファー中に透析濾過することなどの当技術分野で公知の任意の方法により達成することができる。特定の実施形態においては、ステップ(f)からの溶出液を、ステップ(f)における逆相カラムからの溶出液の容量と比較して約2倍、約2.5倍、約3倍、約3.5倍、約4倍、約4.5倍または約5倍濃縮する。特定の実施形態においては、溶出液を約2.5倍濃縮した後、約10、15または20、好ましくは15容量の好適な水性バッファーに対して透析濾過する。好適な水性バッファーは、当技術分野で公知である。特に好ましいバッファーは、TAMP C(3mMリン酸ナトリウム、pH8.0)である。
いくつかの実施形態においては、クロマトグラフィーカラムの順序を逆転させる。
場合により、濃縮およびバッファー交換の後、水性ApoA−I溶液をネガティブモード(すなわち、ApoA−Iが陰イオン交換マトリックスに結合しない条件下)での陰イオン交換クロマトグラフィーによりさらに精製して、残留するDNAおよび他の負に荷電した汚染物質、例えば、宿主細胞タンパク質を除去する(ステップ(g))。いくつかの実施形態においては、陰イオン交換ステップをバッチ様式で実施する。他の実施形態においては、陰イオン交換ステップを、カラムクロマトグラフィーにより実施する。バッチ様式またはカラムクロマトグラフィーにおける使用のための好適な陰イオン交換マトリックスとしては、限定されるものではないが、Q−Sepharose−FFまたはステップ(a)における使用について上記で考察された陰イオン交換マトリックスのいずれかが挙げられる。特定の態様においては、陰イオン交換膜、例えば、大きい表面積および強い陽イオン電荷を有する膜、例えば、Sartobind QまたはMustang QにApoA−I溶液を通過させることにより、陰イオン交換ステップを実施する。好ましくは、Mustang Q陰イオン交換膜(Pall Life Sciences)を用いて、陰イオン交換ステップを実施する。特定の態様においては、任意の好適な酸を用いて、この陰イオン交換ステップの前に水性ApoA−I溶液のpHを約5.5、約6.0または約6.5に低下させる。特定の態様においては、希リン酸を用いて水性ApoA−I溶液のpHを約6.0に低下させる。好ましい実施形態においては、ApoA−I溶液を、約12.5L/m2/hでMustang Qカートリッジに通過させる。
いくつかの実施形態においては、陰イオン交換膜濾液を濃縮し、場合により、保存のため、または以下の第6.5.1節に記載のような脂質との複合体化および/もしくは以下の第6.6節に記載のような医薬組成物の製剤化などのApoA−Iのさらなるプロセッシングのために好適であるものに溶媒を交換するために透析濾過する。保存のため、またはApoA−Iのさらなるプロセッシングのための好適なバッファーは、当業者には容易に確認できる。特定の実施形態においては、精製されたApoA−IをTAMP Cバッファーに交換する。膜が、バッファーは通過させるが、タンパク質は通過させないように、完全長成熟ApoA−Iの分子量より下である分子量カットオフを有する限り、任意の限外濾過膜をこのステップで用いることができる。特定の実施形態においては、10,000の名目上の分子量カットオフのポリエーテルスルホン膜(例えば、Filtron Omegaシリーズ)を用いる。好ましくは、限外濾過後の溶液中のApoA−I濃度は、少なくとも10g/L、少なくとも12g/L、少なくとも15g/L、少なくとも20g/L、少なくとも25g/L、少なくとも30g/L、少なくとも35g/L、少なくとも40g/L、少なくとも45g/Lまたは少なくとも50g/Lである。
6.1.5.アポリポタンパク質生成物
本開示はまた、実質的に純粋な成熟完全長アポリポタンパク質も提供する。本明細書で用いられる用語「実質的に純粋な」とは、少なくとも95%純粋であるタンパク質を指す。特定の実施形態においては、実質的に純粋なタンパク質は、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、少なくとも99.5%、少なくとも99.99%または100%純粋である。特定の態様においては、本明細書に記載の精製方法により製造された実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、白い背景に対して光源を用いて視覚的に調べた場合、可視粒子を含まない透明からわずかに乳白光を発する無色の溶液である。様々な実施形態においては、上記の第6.1.4節に記載の方法により得られたか、または得られる実質的に純粋なアポリポタンパク質は、以下にさらに詳述するように、少量または検出不可能な量の1つまたは複数の宿主細胞DNA、アポリポタンパク質以外のタンパク質(例えば、宿主細胞タンパク質)、内毒素、残留溶媒、ならびに低いバイオバーデン(bioburden)(すなわち、試料上または試料中の少数の微生物)を含む。アポリポタンパク質生成物の純度は、限定されるものではないが、N末端エドマン配列決定、MALDI−MS、ゲル電気泳動、HPLCおよび/または免疫アッセイなどの当技術分野で公知の任意の方法により決定することができる。
様々な実施形態においては、本明細書に記載の方法により得られた実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、約28.1キロダルトンである質量を有する完全長成熟ヒトApoA−Iである。生成物中のApoA−Iの質量は、限定されるものではないが、MALDI−MSなどの当技術分野で公知の任意の方法により決定することができる。様々な実施形態においては、生成物中のApoA−Iタンパク質の少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%が成熟完全長ApoA−I(例えば、配列番号1のアミノ酸25〜267を含むApoA−I)である。特定の態様においては、実質的に純粋なApoA−I生成物は、約15重量%以下、約10重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約3重量%以下、約2重量%以下または約1重量%以下のN末端伸長したApoA−Iアイソフォーム(例えば、プロApoA−I)を含む。当業者であれば理解できるように、生成物中の任意のN末端伸長したApoA−Iは、投与の際に血液中で成熟ApoA−Iに迅速に変換される。様々な実施形態においては、ApoA−I生成物は、約25重量%以下、約20重量%以下、約15重量%以下、約10重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約3重量%以下、約2重量%以下、約1重量%以下、約0.75重量%以下、約0.5重量%以下、約0.25重量%以下、または約0.1重量%以下のトランケートされた形態のApoA−Iを含む。トランケートされたか、または伸長したApoA−Iの量を、例えば、N末端エドマン配列決定および/もしくはMALDI−MSならびに/または存在する場合、全てのバンドの総強度に対する精製されたApoA−Iバンド領域の強度の比率を決定するためのSDS−PAGEゲルの泳動および走査により決定することができる。様々な実施形態においては、ApoA−I生成物は、約20重量%以下、約10重量%以下、約5重量%以下、約4重量%以下、約3重量%以下、約2重量%以下、約1重量%以下、約0.75重量%以下、約0.5重量%以下、約0.25重量%以下、または約0.1重量%以下の酸化形態のApoA−I、特に、Met112位および/またはMet148位で酸化されたApoA−Iを含む。
特定の実施形態においては、本明細書に記載の方法により製造された実質的に純粋なアポリポタンパク質は、約100ppm(例えば、ng/mg)未満、例えば、約75ppm未満、約50ppm未満、約40ppm未満、約30ppm未満、約20ppm未満、または約10ppm未満である量の宿主細胞タンパク質を含む。特定の実施形態においては、実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、約20ppm未満の宿主細胞タンパク質を含む。より好ましくは、アポリポタンパク質生成物は、約10ppm未満の宿主細胞タンパク質を含む。アポリポタンパク質試料中の宿主細胞タンパク質の存在および量は、当技術分野で公知の任意の方法により決定することができる。アポリポタンパク質を、例えば、哺乳動物細胞中で組換え産生させる場合、市販のELISAキット(例えば、Cygnus TechnologiesからのKit F015)を用いて、宿主細胞タンパク質を検出し、そのレベルを定量することができる。
いくつかの態様においては、本明細書に記載のように精製された実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、約50pg/mg未満のアポリポタンパク質、例えば、約40pg/mg未満、約30pg/mg未満、約20pg/mg未満、約10pg/mg未満、または約5pg/mg未満のアポリポタンパク質である量の宿主細胞DNAを含む。好ましい実施形態においては、実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、1mgのアポリポタンパク質あたり約10pg未満の宿主細胞タンパク質を含む。アポリポタンパク質試料中の宿主細胞DNAの存在および量は、リアルタイムPCRまたは好ましくは定量的PCRによる抗SSB抗体(Glycotype Biotechnology)を用いる一本鎖結合タンパク質との複合体の検出などの当技術分野で公知の任意の方法により決定することができる。
特定の実施形態においては、本明細書に記載の方法により製造された実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、アポリポタンパク質1mgあたり、約0.5EU未満、例えば、約0.4EU未満、約0.3EU未満、約0.2EU未満または約0.1EU未満である量の内毒素を含む。好ましくは、本明細書に記載の実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、アポリポタンパク質1mgあたり、約0.1EU未満の内毒素を含む。内毒素の検出および定量を、例えば、グラム陰性細菌内毒素のためのLimulus Amebocyte Lysate(LAL)定量試験(Cambrex;感度0.125EU/mL)を用いる当技術分野で公知の任意の方法により達成することができる。
本明細書に記載の実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、低いバイオバーデンを有する。用語「バイオバーデン」とは、生成物中の好気性細菌、嫌気性細菌、酵母およびカビのレベルを指す。様々な実施形態において、本明細書に記載のように精製された実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物のバイオバーデンは、1mLあたり、約1CFU未満である。バイオバーデン試験は、任意の公知の方法に従って、例えば、European Pharmacopoeia Chapter 2.6.12.B、およびUSB Chapter 61統一方法に従って実施することができる。
本明細書に記載の実質的に純粋なアポリポタンパク質生成物は、少量の残留溶媒を含む。特定の実施形態においては、残留溶媒は、10mg/Lのアポリポタンパク質について、約50ppm未満、約45ppm未満、約40ppm未満、約35ppm未満、約30ppm未満、約25ppm未満、約20ppm未満、約15ppm未満または約10ppm未満である量で存在する。好ましくは、残留溶媒は、10mg/Lのアポリポタンパク質について、約41ppm未満である量で存在する。残留溶媒の量は、限定されるものではないが、GC−MSおよびHPLCなどの当技術分野で公知の任意の方法によりアッセイすることができる。
好ましくは、アポリポタンパク質は、ApoA−I(例えば、配列番号1のアミノ酸25〜267を含むApoA−I)である。いくつかの実施形態においては、成熟ヒトApoA−Iタンパク質は、1位(すなわち、配列番号1の25位に対応する位置)にアスパラギン酸を有するアミノ酸配列を有する。
6.2.脂質画分
本開示のリポタンパク質複合体および組成物は、脂質画分を含む。脂質画分は、1つまたは複数の脂質を含む。様々な実施形態においては、1つまたは複数の脂質は、飽和および/または不飽和および天然または合成の脂質であってよい。脂質画分は、好ましくは少なくとも1つのリン脂質を含む。
脂質画分中に存在してもよい好適な脂質としては、限定されるものではないが、低分子量アルキル鎖リン脂質、卵ホスファチジルコリン、大豆ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン1−ミリストイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ミリストイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ステアロイルホスファチジルコリン、1−ステアロイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン ジオレオホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルグリセロールホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルグリセロール、ジホスファチジルグリセロール、例えば、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルセリン、ジパルミトイルホスファチジルセリン、脳ホスファチジルセリン、脳スフィンゴミエリン、パルミトイルスフィンゴミエリン、ジパルミトイルスフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン、ミルクスフィンゴミエリン、フィトスフィンゴミエリン、ジステアロイルスフィンゴミエリン、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール塩、ホスファチジン酸、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、ジラウリルホスファチジルコリン、(1,3)−D−マンノシル−(1,3)ジグリセリド、アミノフェニルグリコシド、3−コレステリル−6’−(グリコシルチオ)ヘキシルエーテル糖脂質、およびコレステロールならびにその誘導体が挙げられる。合成脂質、例えば、合成パルミトイルスフィンゴミエリンまたはN−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(フィトスフィンゴミエリンの一形態)を用いて、脂質酸化を最小化することができる。パルミトイルスフィンゴミエリンを含むリン脂質画分は、場合により、限定されるものではないが、リゾリン脂質、パルミトイルスフィンゴミエリン以外のスフィンゴミエリン、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、グリセリド、トリグリセリド、およびコレステロールならびにその誘導体などの少量の任意の種類の脂質を含んでもよい。
好ましい実施形態においては、脂質画分は、2種類のリン脂質:スフィンゴミエリン(SM)および負に荷電したリン脂質を含む。SMは、それが生理的pHで約0の正味電荷を有する点で「中性」リン脂質である。用いられるSMの同一性は成功にとって重要ではない。かくして、本明細書で用いられる表現「SM」は、天然の供給源から誘導または取得されたスフィンゴミエリン、ならびに天然のSMと同様、LCATによる加水分解に影響されない天然のSMの類似体および誘導体を含む。SMは、レシチンと構造的に非常に類似するリン脂質であるが、レシチンと違って、グリセロール骨格を有さず、従って、アシル鎖を結合させるエステル結合を有さない。むしろ、SMはセラミド骨格を有し、アミド結合がアシル鎖を接続する。SMはLCATの基質ではなく、一般的にはそれによって加水分解することができない。しかしながら、それはLCATの阻害剤として作用するか、または基質であるリン脂質の濃度を希釈することによってLCAT活性を低下させることができる。SMは加水分解されないため、それは循環中により長く残存する。この特徴により、本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体はより長い持続時間の生理的効果(コレステロールの移動)を有し、SMを含まないアポリポタンパク質複合体よりも多くの脂質、特に、コレステロールを拾い上げることができると期待される。この効果は、SMを含まないリポタンパク質複合体に必要とされるものよりも治療にとって必要とされる少ない頻度または少ない用量をもたらすことができる。
SMは、実質的に任意の供給源から取得することができる。例えば、SMはミルク、卵または脳から取得することができる。SM類似体または誘導体を用いることもできる。有用なSM類似体および誘導体の非限定例としては、限定されるものではないが、パルミトイルスフィンゴミエリン、N−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(フィトスフィンゴミエリンの一形態)、パルミトイルスフィンゴミエリン、ステアロイルスフィンゴミエリン、D−エリスロ−N−16:0−スフィンゴミエリンおよびそのジヒドロ異性体、D−エリスロ−N−16:0−ジヒドロ−スフィンゴミエリンが挙げられる。合成SM、例えば、合成パルミトイルスフィンゴミエリンまたはN−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(フィトスフィンゴミエリン)を用いて、動物起源のスフィンゴ脂質よりも少ない汚染物質および/または酸化生成物を含む、より均一な複合体を製造することができる。
例示的なスフィンゴミエリン、パルミトイルスフィンゴミエリン(palmitoylsphingomyelin)およびフィトスフィンゴミエリン(phytosphingomyelin)を以下に示す。
Figure 0006219170
天然の供給源から単離されたスフィンゴミエリンを、ある特定の飽和または不飽和アシル鎖において人工的に富化することができる。例えば、ミルクスフィンゴミエリン(Avanti Phospholipid、Alabaster、Ala.)は、長い飽和アシル鎖(すなわち、20個以上の炭素原子を有するアシル鎖)を特徴とする。対照的に、卵スフィンゴミエリンは、短い飽和アシル鎖(すなわち、20個未満の炭素原子を有するアシル鎖)を特徴とする。例えば、わずかに約20%のミルクスフィンゴミエリンがC16:0(16個の炭素、飽和)アシル鎖を含む場合、約80%の卵スフィンゴミエリンはC16:0アシル鎖を含む。溶媒抽出を用いて、ミルクスフィンゴミエリンの組成を、卵スフィンゴミエリンのものに匹敵するアシル鎖組成を有するように富化させることができ、またはその逆も可能である。
SMは、それが特定のアシル鎖を有するように半合成であってもよい。例えば、ミルクスフィンゴミエリンを最初にミルクから精製した後、ある特定のアシル鎖、例えば、C16:0アシル鎖を切断し、別のアシル鎖により置換することができる。SMはまた、例えば、大規模合成によって全体を合成することもできる。例えば、1993年1月15日に発行された、「Synthesis of D−erythro−sphingomyelins」と題するDongらの米国特許第5,220,043号;Weis、1999、Chem. Phys. Lipids 102 (l-2):3-12を参照されたい。
半合成または合成SMを含むアシル鎖の長さおよび飽和レベルを、選択的に変化させることができる。アシル鎖は飽和または不飽和であってもよく、約6〜約24個の炭素原子を含んでもよい。それぞれの鎖は同じ数の炭素原子を含んでもよく、またはあるいは、それぞれの鎖は異なる数の炭素原子を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、半合成または合成SMは、1つの鎖が飽和であり、1つの鎖が不飽和であるような混合アシル鎖を含む。そのような混合アシル鎖SMでは、鎖の長さは同じであるか、または異なっていてもよい。他の実施形態においては、半合成または合成SMのアシル鎖は、両方とも飽和であるか、または両方とも不飽和である。再度、鎖は同じか、または異なる数の炭素原子を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、半合成または合成SMを含むアシル鎖は両方とも同一である。特定の実施形態においては、鎖は、例えば、オレイン酸、パルミチン酸またはステアリン酸などの天然の脂肪酸のアシル鎖と一致する。別の実施形態においては、飽和または不飽和官能性鎖を有するSMが用いられる。別の特定の実施形態においては、アシル鎖は両方とも飽和であり、6〜24個の炭素原子を含む。半合成および合成SMに含まれ得る一般的に生じる脂肪酸中に存在するアシル鎖の非限定例を、以下の表1に提供する。
Figure 0006219170
好ましい実施形態においては、SMはパルミトイルSM、例えば、C16:0アシル鎖を有する合成パルミトイルSMであるか、または主成分としてパルミトイルSMを含む卵SMである。
特定の実施形態においては、官能性SM、例えば、フィトスフィンゴミエリンが用いられる。
脂質画分は、好ましくは、負に荷電したリン脂質を含む。本明細書で用いられる「負に荷電したリン脂質」は、生理的pHで正味の負の電荷を有するリン脂質である。負に荷電したリン脂質は、単一の種類の負に荷電したリン脂質、または2つ以上の異なる負に荷電したリン脂質の混合物を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、荷電したリン脂質は、負に荷電したグリセロリン脂質である。荷電したリン脂質の同一性は、成功にとって重要ではない。好適な負に荷電したリン脂質の特定例としては、限定されるものではないが、1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)]、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルセリン、およびホスファチジン酸が挙げられる。いくつかの実施形態においては、負に荷電したリン脂質は、1つまたは複数のホスファチジルイノシトール、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロールおよび/またはホスファチジン酸を含む。特定の実施形態においては、負に荷電したリン脂質は、1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)]、またはDPPGからなる。
SMと同様、負に荷電したリン脂質を、天然の供給源から取得するか、または化学的合成により調製することができる。合成の負に荷電したリン脂質を用いる実施形態においては、SMと関連して上記で考察された通り、アシル鎖の同一性を選択的に変化させることができる。本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体のいくつかの実施形態においては、負に荷電したリン脂質上のアシル鎖は両方とも同一である。いくつかの実施形態においては、SMおよび負に荷電したリン脂質上のアシル鎖は全て同一である。特定の実施形態においては、負に荷電したリン脂質、および/またはSMは全て、C16:0またはC16:1アシル鎖を有する。特定の実施形態においては、SMの脂肪酸部分は主に、C16:1パルミトイルである。1つの特定の実施形態においては、荷電したリン脂質および/またはSMのアシル鎖は、パルミチン酸のアシル鎖と一致する。
用いられるリン脂質は、好ましくは少なくとも95%純粋であり、および/または酸化剤のレベルが低下している。天然の供給源から得られる脂質は、好ましくは、より少ないポリ不飽和脂肪酸部分および/または酸化に影響されにくい脂肪酸部分を有する。試料中の酸化のレベルは、試料1kgあたりの単離されたヨウ素のミリ等価数(meq O/kgと省略される)で表される過酸化物価を提供するヨード還元滴定法を用いて決定することができる。例えば、Gray, J.I.、Measurement of Lipid Oxidation: A Review, Journal of the American Oil Chemists Society、Vol. 55、p. 539-545 (1978);Heaton, F.W.およびUri N.、Improved Iodometric Methods for the Determination of Lipid Peroxides、Journal of the Science of food and Agriculture、vol 9. P, 781-786 (1958)を参照されたい。好ましくは、酸化のレベル、または過酸化物レベルは低い、例えば、5meq O/kg未満、4meq O/kg未満、3meq O/kg未満、または2meq O/kg未満である。
SMおよびパルミトイルスフィンゴミエリンを含む脂質画分は、場合により、少量のさらなる脂質を含んでもよい。限定されるものではないが、リゾリン脂質、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、グリセリド、トリグリセリド、およびコレステロールならびにその誘導体などの実質的に任意の種類の脂質を用いることができる。
含有される場合、そのような任意選択の脂質は、典型的には脂質画分の約15wt%未満を占めるが、いくつかの例においては、より多くの任意選択の脂質が含まれていてもよい。いくつかの実施形態においては、任意選択の脂質は、約10wt%未満、約5wt%未満、または約2wt%未満を占める。いくつかの実施形態においては、脂質画分は、任意選択の脂質を含まない。
特定の実施形態においては、リン脂質画分は、90:10〜99:1の範囲、より好ましくは、95:5〜98:2の範囲の重量比(SM:負に荷電したリン脂質)の卵SMまたはパルミトイルSMまたはフィトスフィンゴミエリンおよびDPPGを含有する。一実施形態においては、重量比は97:3である。
本開示のリポタンパク質複合体を、様々な治療または診断適用のための疎水性、親油性または非極性活性剤を送達するための担体として用いることもできる。そのような適用のために、脂質画分は、限定されるものではないが、脂肪酸、薬物、核酸、ビタミン、および/または栄養素などの、1つまたは複数の疎水性、親油性または非極性活性剤をさらに含んでもよい。好適な疎水性、親油性または非極性活性剤は、治療的分類によって制限されず、例えば、鎮痛剤、抗炎症剤、駆虫剤(antihelmimthic)、抗不整脈剤、抗細菌剤、抗ウイルス剤、凝固防止剤、抗鬱剤、抗糖尿病剤、抗てんかん剤、抗真菌剤、抗痛風剤、抗高血圧剤、抗マラリア剤、抗片頭痛剤、抗ムスカリン剤、抗新生物剤、勃起障害改善剤、免疫抑制剤、抗原虫剤、抗甲状腺剤、精神安定剤、鎮静剤、睡眠剤、神経弛緩剤、β−遮断剤、強心剤、コルチコステロイド、利尿剤、抗パーキンソン病剤、胃腸剤、ヒスタミン受容体拮抗剤、角質溶解剤、脂質調節剤、抗狭心症剤、cox−2阻害剤、ロイコトリエン阻害剤、マクロライド、筋弛緩剤、栄養剤、核酸(例えば、低分子干渉RNA)、オピオイド性鎮痛剤、プロテアーゼ阻害剤、性ホルモン、刺激剤、筋弛緩剤、抗骨粗鬆症剤、抗肥満剤、認知機能増強剤、抗尿失禁剤、栄養油、抗良性前立腺肥大剤、必須脂肪酸、非必須脂肪酸、およびその混合物などであってよい。
好適な疎水性、親油性または非極性活性剤の特定の非限定例は、アセトレチン、アルベンダゾール、アルブテロール、アミノグルテチミド、アミオダロン、アムロジピン、アンフェタミン、アンホテリシンB、アトルバスタチン、アトバクオン、アジスロマイシン、バクロフェン、ベクロメタゾン、ベンゼプリル、ベンゾナテート、ベタメタゾン、ビカルタニド、ブデゾニド、ブプロピオン、ブスルファン、ブテナフィン、カルシフェジオール、カルシポトリエン、カルシトリオール、カンプトテシン、カンデサルタン、カプサイシン、カルバメゼピン、カロテン、セレコキシブ、セリバスタチン、セチリジン、クロルフェニラミン、コレカルシフェロール、シロスタゾール、シメチジン、シナリジン、シプロフロキサシン、シサプリド、クラリスロマイシン、クレマスチン、クロミフェン、クロミプラミン、クロピドグレル、コデイン、コエンザイムQ10、シクロベンザプリン、シクロスポリン、ダナゾール、ダントロレン、デキスクロルフェニラミン、ジクロフェナク、ジクマロール、ジゴキシン、デヒドロエピアンドロステロン、ジヒドロエルゴタミン、ジヒドロタキステロール、ジリスロマイシン、ドネゼピル、エファビレンズ、エポサルタン、エルゴカルシフェロール、エルゴタミン、必須脂肪酸源、エトドラク、エトポシド、ファモチジン、フェノフィブラート、フェンタニル、フェキソフェナジン、フィナステリド、フルコナゾール、フルビプロフェン、フルバスタチン、フォスフェニトイン、フロバトリプタン、フラゾリドン、ガバペンチン、ゲンフィブロジル、グリベンクラミド、グリピジド、グリブリド、グリメピリド、グリセオフルビン、ハロファントリン、イブプロフェン、イルベサルタン、イリノテカン、二硝酸イソソルビド、イソトレチノイン、イトラコナゾール、イベルメクチン、ケトコナゾール、ケトロラック、ラモトリジン、ランソプラゾール、レフルノミド、リシノプリル、ロペラミド、ロラタジン、ロバスタチン、L−チロキシン、ルテイン、リコペン、メドロキシプロゲステロン、ミフェプリストン、メフロキン、酢酸メゲストロール、メタドン、メトキサレン、メトロニダゾール、ミコナゾール、ミダゾラム、ミグリトール、ミノキシジル、ミトキサントロン、モンテルカスト、ナブメトン、ナルブフィン、ナラトリプタン、ネルフィナビル、ニフェジピン、ニルソリジピン、ニルタニド、ニトロフラントイン、ニザチジン、オメプラゾール、オプレベルキン、エストラジオール、オキサプロジン、パクリタキセル、パラカルシトール、パロキセチン、ペンタゾシン、ピオグリタゾン、ピゾフェチン、プラバスタチン、プレドニゾロン、プロブコール、プロゲステロン、プソイドエフェドリン、ピリドスチグミン、ラベプラゾール、ラロキシフェン、ロフェコキシブ、レパグリニド、リファブチン、リファペンチン、リメキソロン、リタノビル、リザトリプタン、ロシグリタゾン、サキナビル、セルトラリン、シブトラミン、クエン酸シルデナフィル、シンバスタチン、シロリムス、スピロノラクトン、スマトリプタン、タクリン、タクロリムス、タモキシフェン、タムスロシン、タルグレチン、タザロテン、テルミサルタン、テニポシド、テルビナフィン、テラゾシン、テトラヒドロカナビノール、チアガビン、チクロピジン、チロフィブラン、チザニジン、トピラメート、トポテカン、トレミフェン、トラマドール、トレチノイン、トログリタゾン、トロバフロキサシン、ウビデカレノン、バルサルタン、ベンラファキシン、ベルテポルフィン、ビガバトリン、ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンK、ザフィルルカスト、ジロートン、ゾルミトリプタン、ゾルピデム、およびゾピクロンである。上記薬剤の塩、異性体および誘導体、ならびに混合物を用いることもできる。
6.3.リポタンパク質複合体
本開示は、それぞれの組成が上記の第6.1節および第6.2節にそれぞれ記載された、タンパク質画分と脂質画分とを含むリポタンパク質複合体を提供する。
一般に、タンパク質画分は、治療的および/または予防的利益を提供するアポリポタンパク質および/またはその誘導体もしくは類似体などの1つまたは複数の脂質結合タンパク質を含む。複合体は、単一の種類の脂質結合タンパク質、または同じか、もしくは異なる種から誘導することができる2種以上の異なる脂質結合タンパク質の混合物を含んでもよい。好適な脂質結合タンパク質は、第6.1節に上記されている。必要ではないが、リポタンパク質複合体は、好ましくは、療法に対する免疫応答を誘導することを避けるために、治療される動物種から誘導されたか、またはアミノ酸配列においてそれと一致する脂質結合タンパク質を含む。かくして、ヒト患者の治療のためには、ヒト起源の脂質結合タンパク質が本開示の複合体において好ましく用いられる。ペプチド模倣アポリポタンパク質の使用も、免疫応答を低下させるか、または回避することができる。
高純度を有する(例えば、成熟し、トランケートされておらず、酸化されておらず、脱アミド化されておらず、内毒素で汚染されておらず、および/または他のタンパク質もしくは核酸で汚染されていない)アポリポタンパク質の使用は、リポタンパク質複合体の治療効力を増強し、および/またはその安全性を増強すると考えられる。従って、タンパク質画分は、場合により、25%以下、20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、もしくは約0%の酸化メチオニン−112もしくはメチオニン−148、および/または15%以下、10%以下、5%以下、または約0%の脱アミノ化アミノ酸を有する、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%成熟した完全長ApoA−Iを含んでもよい。アポリポタンパク質は、本明細書に記載の方法のいずれかに従って精製することができる。好ましくは、アポリポタンパク質を、第6.1.4節に記載のように作製することができる。
特定の実施形態においては、タンパク質画分は、ApoA−I、例えば、第6.1.5節に上記された実質的に純粋な成熟した完全長ApoA−Iを含むか、または本質的にそれからなる。
脂質画分は、飽和、不飽和、天然および合成の脂質および/またはリン脂質であってよい1つまたは複数の脂質を含む。好適な脂質としては、限定されるものではないが、低分子アルキル鎖リン脂質、卵ホスファチジルコリン、大豆ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン1−ミリストイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ミリストイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ステアロイルホスファチジルコリン、1−ステアロイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン ジオレオホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルグリセロールホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジルグリセロール、ジホスファチジルグリセロール、例えば、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルセリン、ジパルミトイルホスファチジルセリン、脳ホスファチジルセリン、脳スフィンゴミエリン、卵スフィンゴミエリン、ミルクスフィンゴミエリン、フィトスフィンゴミエリン、パルミトイルスフィンゴミエリン、ジパルミトイルスフィンゴミエリン、ジステアロイルスフィンゴミエリン、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール塩、ホスファチジン酸、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、ジラウリルホスファチジルコリン、(1,3)−D−マンノシル−(1,3)ジグリセリド、アミノフェニルグリコシド、3−コレステリル−6’−(グリコシルチオ)ヘキシルエーテル糖脂質、およびコレステロールならびにその誘導体が挙げられる。SMおよびパルミトイルスフィンゴミエリンを含むリン脂質画分は、場合により、限定されるものではないが、リゾリン脂質、パルミトイルスフィンゴミエリン以外のスフィンゴミエリン、ガラクトセレブロシド、ガングリオシド、セレブロシド、グリセリド、トリグリセリド、およびコレステロールならびにその誘導体などの少量の任意の種類の脂質を含んでもよい。合成パルミトイルスフィンゴミエリンまたはN−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(フィトスフィンゴミエリン)などの合成脂質が好ましい。さらなる脂質は、上記の第6.2節に記載されている。好ましくは、リポタンパク質複合体は、スフィンゴミエリンを含む。
場合により、本開示のリポタンパク質複合体に、様々な治療または診断適用のために、限定されるものではないが、脂肪酸、薬物、核酸、ビタミン、および/または栄養素などの疎水性、親油性または非極性活性剤をロードすることができる。好適な薬剤は、上記の第6.2節に記載されている。
リポタンパク質複合体を、本明細書に記載の方法のいずれかを用いて作製することができる。好ましくは、複合体は第6.5.1〜6.5.4節に記載のように作製される。
本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体の脂質画分とタンパク質画分とのモル比は変化してもよく、他の因子の中でも特に、タンパク質画分を含むアポリポタンパク質の同一性、脂質画分を含む荷電したリン脂質の同一性および量、ならびに荷電したリポタンパク質複合体の所望のサイズに依存する。ApoA−Iなどのアポリポタンパク質の生物活性はアポリポタンパク質を含む両親媒性へリックスにより媒介されると考えられるので、脂質:アポリポタンパク質モル比のアポリポタンパク質画分をApoA−Iタンパク質当量を用いて表すのが都合が良い。へリックスを算出するのに用いられる方法に応じて、ApoA−Iは6〜10個の両親媒性へリックスを含有することが一般に受け入れられている。他のアポリポタンパク質は、それらが含有する両親媒性へリックスの数に基づくApoA−I当量を単位として表すことができる。例えば、典型的にはジスルフィド架橋した二量体として存在するApoA−Iは、ApoA−Iの各分子がApoA−Iの分子の2倍の両親媒性へリックスを含有するため、2ApoA−I当量と表すことができる。逆に、単一の両親媒性へリックスを含有するペプチドアポリポタンパク質は、各分子がApoA−Iの分子の1/10〜1/6の両親媒性へリックスを含有するため、1/10〜1/6ApoA−I当量と表すことができる。一般に、リポタンパク質複合体の脂質:ApoA−I当量モル比(本明細書では「Ri」と定義される)は、約105:1〜110:1の範囲である。いくつかの実施形態においては、Riは約108:1である。リン脂質については約650〜800のMWを用いて重量の比を得ることができる。
いくつかの実施形態においては、脂質:ApoA−I当量のモル比(「RSM」)は、約80:1〜約110:1、例えば、約80:1〜約100:1の範囲である。特定の例においては、リポタンパク質複合体に関するRSMは、約82:1であってよい。
負に荷電したリポタンパク質複合体を含む様々なアポリポタンパク質および/またはリン脂質分子を、安定なアイソトープ(例えば、13C、15N、Hなど);放射性アイソトープ(例えば、14C、H、125Iなど);フルオロフォア;化学発光剤;または酵素マーカーなどの任意の当技術分野で公知の検出可能なマーカーで標識することができる。
好ましい実施形態においては、リポタンパク質複合体は、好ましくは成熟完全長ApoA−Iであるタンパク質画分と、中性リン脂質、スフィンゴミエリン(SM)および負に荷電したリン脂質を含む脂質画分とを含む負に荷電したリポタンパク質複合体である。
リポタンパク質複合体の脂質画分を含むSMと負に荷電したリン脂質との組成および相対量は、複合体を含む組成物の均一性および安定性に影響することが発見された。実施例の節に例示されるように、脂質画分がSMおよび負に荷電したリン脂質から構成される複合体を含む組成物は、脂質画分がSMに加えてDPPCを含む同様の組成物よりも均一であり、安定である。
かくして、SMおよび負に荷電した脂質を含有する本開示の複合体は、好ましくはその均一性および安定性を改善するためにレシチンの非存在下で形成される。一度、SMおよび負に荷電した脂質を含有する均一な複合体が形成されたら、レシチンなどのさらなる脂質を組み込ませることができる。
含有される場合、任意選択の脂質は、典型的には、脂質画分の約15%未満を占めるが、いくつかの例においては、より多くの任意選択の脂質を含有させることができる。いくつかの実施形態においては、任意選択の脂質は、約10wt%未満、約5wt%未満、または約2wt%未満を占める。いくつかの実施形態においては、負に荷電したリポタンパク質複合体の脂質画分は、任意選択の脂質を含まない。
特定の実施形態においては、リン脂質画分は、90:10〜99:1の範囲、より好ましくは95:5〜98:2の範囲、例えば、97:3の重量比(SM:負に荷電したリン脂質)の卵SMまたはパルミトイルSMまたはフィトSMおよびDPPGを含有する。
いくつかのアポリポタンパク質は、in vivoで、あるリポタンパク質複合体から別のものに交換される(これはアポリポタンパク質ApoA−Iに当てはまる)。そのような交換の過程の間に、アポリポタンパク質は、典型的にはそれと共に1つまたは複数のリン脂質分子を担持する。この特性のため、本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体は、負に荷電したリン脂質を内因性HDLに「播種」し、それによって、腎臓による排除に対してより耐性であるα粒子にそれらを変換すると予想される。かくして、負に荷電したリポタンパク質複合体および本明細書に記載の組成物の投与は、HDLの血清レベルを増加させ、および/または内因性HDLの半減期ならびに内因性HDL代謝を変化させると予想される。これはコレステロール代謝および逆脂質輸送の変化をもたらすと予想される。
実施例の節に例示されるように、ApoA−I:SMおよびDPPGリン脂質の重量比が約1:2.7である複合体を含む組成物は、他の重量:重量比を有する同様の組成物よりも均一であり、安定であった。従って、本開示は、タンパク質:脂質重量比が複合体の均一な集団の形成のために最適化されたリポタンパク質組成物を提供する。この重量:重量比は、ApoA−I、SMおよびDPPGの複合体について、ならびに同様の分子量の成分の複合体について、1:2.6〜1:3の範囲であり、最適には1:2.7である。特定の実施形態においては、ApoA−Iタンパク質画分と脂質画分との比は、典型的には約1:2.7〜約1:3の範囲であり、1:2.7が好ましい。これは、約1:90〜1:140の範囲のApoA−Iとリン脂質とのモル比に対応する。従って、本開示は、タンパク質と脂質とのモル比が約1:90〜約1:120、約1:100〜約1:140、または約1:95〜約1:125である複合体を提供する。具体的には、この最適化された比では、ApoA−Iタンパク質画分とSMおよびDPPG脂質画分は、それぞれカラムクロマトグラフィーおよびゲル電気泳動によりアッセイされた場合、天然のHDLと同じサイズおよび電荷特性を有する実質的に均一な複合体を形成する。
負に荷電したリポタンパク質複合体のサイズを、Riを変化させることにより制御することができる。すなわち、Riが小さくなるほど、ディスクが小さくなる。例えば、大きい円盤状ディスクは、典型的には約200:1〜100:1の範囲のRiを有するが、小さい円盤状ディスクは、典型的には約100:1〜30:1の範囲のRiを有する。
いくつかの特定の実施形態においては、負に荷電したリポタンパク質複合体は、2〜4ApoA−I当量(例えば、2〜4分子のApoA−I、1〜2分子のApoA−I二量体または12〜40の単一へリックスペプチド分子)、1分子の負に荷電したリン脂質および400分子のSMを含有する大きい円盤状ディスクである。他の特定の実施形態においては、負に荷電したリポタンパク質複合体は、2〜4ApoA−I当量;1〜10、より好ましくは3〜6分子の負に荷電したリン脂質;および90〜225分子、より好ましくは100〜210分子のSMを含有する小さい円盤状ディスクである。
6.3.1.複合体および粒径の測定
リポタンパク質複合体の組成、ならびにそのサイズおよびリポタンパク質複合体の調製において用いられる脂質粒子のものを、当技術分野で公知の様々な技術を用いて決定することができる。
溶液中のリポタンパク質複合体のタンパク質および脂質濃度を、限定されるものではないが、タンパク質およびリン脂質アッセイ、クロマトグラフィー法、例えば、HPLC、ゲル濾過、質量分析、UVまたはダイオードアレイなどの様々な検出器を備えたGC、蛍光、弾性光散乱など当技術分野で公知の任意の方法により測定することができる。また、脂質およびタンパク質の強度を、同じクロマトグラフィー技術ならびにペプチドマッピング、SDS−pageゲル電気泳動、ApoA−IのN−およびC−末端配列決定、ならびに脂質酸化を決定するための標準的なアッセイにより決定することもできる。
リポタンパク質複合体ならびにリポタンパク質複合体の調製において用いられる脂質粒子は、本明細書に記載のサイズの範囲であってよい。脂質粒径ならびに/または脂質およびタンパク質複合体サイズを、当技術分野で公知の方法を用いて決定することができる。例示的な方法としては、動的光散乱およびゲル浸透クロマトグラフィーが挙げられる。
光子相関分光法としても知られる動的光散乱(DLS)は、ブラウン運動により溶液中で移動する粒子に衝突する光線の波長のシフトを測定する。具体的には、レーザーにより照らされた場合、移動する粒子は光を散乱し、散乱光における得られた強度の変動を用いて、溶液中の球状サイズ分布を算出することができる。Zetasizer Nano Series User Manual, MAN0317 Issue 2.1 (July 2004)を参照されたい。DLSは、粒子体積および数分布および平均を算出することができることに基づいて、溶液中の粒子の強度分布および平均を決定する。DLS技術を用いて、リポタンパク質複合体を作製するのに用いられる脂質粒子のサイズ、ならびにリポタンパク質複合体自体のサイズを決定することができる。好適なDLS装置は、Malvern InstrumentsによるZetasizer Nanoである。
また、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、タンパク質を含有する複合体のサイズを決定することもできる。ゲル浸透クロマトグラフィーは、分子サイズに基づいて混合物中の成分を分離するものである。典型的には、補正曲線との比較により、脂質−タンパク質複合体の溶出プロフィールと既知の標準物または参考試料のものとを比較することにより、該複合体のサイズを決定することができる。参考試料は市販されており、タンパク質と、アルブミン、フェリチン、およびビタミンB12などの非タンパク質標準物との両方を含んでもよい。Current Protocols in Molecular Biology (1998)、Section IV、10.9.1-10.9.2。
本開示のリポタンパク質複合体の調製において有用な脂質粒子は、DLSによって測定された場合(例えば、強度に基づく測定を用いる)、少なくとも45nm、少なくとも50nm、少なくとも55nm、少なくとも60nmのサイズであってよい。さらに、脂質粒子は、DLSにより測定された場合、最大で65nm、最大で70nm、最大で80nm、最大で90nm、最大で100nm、最大で120nm、最大で150nm、最大で200nm、最大で250nm、最大で300nm、または最大で500nmのサイズであってよい。
本開示のリポタンパク質複合体は、本明細書に記載の技術により測定された場合、4nm〜15nm、6nm〜15nm、4nm〜12nm、5〜12nm、6nm〜12nm、8nm〜12nm、または8nm〜10nmの範囲のサイズであってよい。
6.4.リポタンパク質複合体の集団
本開示は、本明細書に記載のリポタンパク質複合体の集団をさらに提供する。集団は、例えば、上記の第6.3節に記載のようなタンパク質画分および脂質画分をそれぞれ含む、本明細書に記載の複数のリポタンパク質複合体を含む。本出願人は、リポタンパク質複合体の集団の効力および安全性プロフィールに個別に、または組み合わせて寄与すると考えられるいくつかの特徴を発見した。リポタンパク質複合体の集団は、本明細書に記載の任意の数の特徴を単独で、または組み合わせて含んでもよい。
第1に、集団中のリポタンパク質複合体の均一性、すなわち、集団中のリポタンパク質複合体の1つまたは複数の個別のピークにより示されるような、集団中の1つまたは複数の個別のリポタンパク質複合体の優勢性、および成熟した非改変アポリポタンパク質のリポタンパク質複合体における優勢性が、効力を増加させると考えられる。従って、リポタンパク質複合体の集団は、アポリポタンパク質、例えば、ApoA−Iを含むか、または本質的にそれからなるタンパク質画分と、脂質画分とを含んでもよく、その集団は、ゲル浸透クロマトグラフィーにおける単一のピーク中の集団のパーセントにより測定された場合、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%均一である。
いくつかの実施形態においては、集団中のリポタンパク質複合体のサイズは、4nm〜15nm、例えば、5nm〜12nm、6nm〜15nm、または8nm〜10nmの範囲であってよい。
集団中のアポリポタンパク質、例えば、ApoA−Iは、成熟した、好ましくは完全長(トランケートされていない)のApoA−Iであってよく、集団は少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、少なくとも95重量%、少なくとも96重量%、少なくとも97重量%、少なくとも98重量%、少なくとも99重量%の成熟した、好ましくは完全長(トランケートされていない)のApoA−Iを含んでもよい。いくつかの実施形態においては、集団は、25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、もしくは5重量%以下の未熟な、もしくは不完全にプロセッシングされたApoA−Iおよび/または20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下、もしくは5重量%以下のトランケートされたApoA−Iを含む。
第2に、リポタンパク質複合体の純度とも呼ばれる、複合体中のアポリポタンパク質および脂質の純度ならびにリポタンパク質複合体中の汚染物質の相対的非存在は、肝臓酵素(例えば、トランスアミナーゼ)の増加により反映される、肝臓損傷などの副作用のリスクを低下させると考えられる。アポリポタンパク質の純度を、酸化および/または脱アミド化の相対的欠如により測定することができる。従って、特定の実施形態においては、リポタンパク質複合体の集団は、20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下の酸化メチオニン、特に、メチオニン−112もしくはメチオニン−148、または15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下もしくは1%以下の酸化トリプトファンなどの、少量の酸化アポリポタンパク質を有してもよい。リポタンパク質複合体の集団はまた、低いパーセンテージの脱アミド化アミノ酸、例えば、15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、または1%以下の脱アミノ化アミノ酸を有してもよい。
また、リポタンパク質複合体中の脂質の純度を制御することも望ましい。従って、いくつかの実施形態においては、前記集団中の5%以下、4%以下、3%以下、2%以下または1%以下の脂質が酸化される。
前記複合体およびその集団の純度の別の尺度は、アポリポタンパク質を製造するか、もしくは精製する方法またはリポタンパク質複合体自体を作製する方法の結果生じる汚染物質の減少、またはその非存在である。従って、アポリポタンパク質が宿主細胞、例えば、哺乳動物宿主細胞から精製される場合、リポタンパク質複合体の集団は、好ましくは宿主細胞DNAまたはタンパク質を含まない。特定の実施形態においては、前記集団は、リポタンパク質1ミリグラムあたり、500ナノグラム以下、200ナノグラム以下、100ナノグラム以下、50ナノグラム以下、もしくは20ナノグラム以下の宿主細胞タンパク質、および/またはリポタンパク質、典型的には、ApoA−Iの1ミリグラムあたり、100ピコグラム以下、50ピコグラム以下、25ピコグラム以下、10ピコグラム以下もしくは5ピコグラムの宿主細胞DNAを含有する。
生じ得る、および回避すべき他の汚染物質は、特に、細胞培養物および血漿試料中に存在し得る内毒素、ならびにリポタンパク質複合体を作製および/または精製するのに用いられるプロセスに応じて存在し得る溶媒および洗剤である。リポタンパク質複合体の集団は、リポタンパク質、例えば、ApoA−Iの1ミリグラムあたり最大でも約1EU、約0.5EU、約0.3EU、または約0.1EUの内毒素を含有してもよい。また、リポタンパク質複合体の集団は、200ppm以下、250ppm以下、100ppm以下の非水性溶媒の含有に限定され得る。特定の実施形態においては、集団は、任意の洗剤、例えば、コール酸塩を含有しない。
さらに、本明細書に開示される方法を用いて、アポリポタンパク質出発材料のほとんどを複合体中に組み込み、集団中に存在する非複合体化アポリポタンパク質の量を制限することができる。非複合体アポリポタンパク質の量の減少は、それが異種タンパク質への曝露に起因する免疫原性応答のリスクを低下させる点で有益である。リポタンパク質複合体の集団は、タンパク質の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%がリポタンパク質複合体、すなわち、複合体形態にある組成物にあってもよい。場合により、リポタンパク質複合体の集団は、脂質の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%がリポタンパク質複合体にある組成物にあってもよい。
場合により、前記集団は、脂質画分が脂質重量の15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下、または0%のコレステロールを含む複合体を含んでもよい。
特定の脂質およびタンパク質成分は、複数の異なるが均一なリポタンパク質複合体を形成してもよい。従って、本開示はまた、異なる量のアポリポタンパク質分子(例えば、2、3もしくは4個のApoA−I分子またはApoA−I当量)を含むリポタンパク質複合体の2、3または4つの集団を含む組成物も提供する。例示的な実施形態においては、組成物は、それぞれ、第1の集団がリポタンパク質複合体あたり2個のApoA−I分子またはApo−I当量を有するリポタンパク質複合体を含み、第2の集団がリポタンパク質複合体あたり3または4個のApoA−I分子またはApoA−I当量を有するリポタンパク質複合体を含み、場合により、第3の集団がリポプロタンパク質複合体あたり4または3個のApoA−I分子またはApoA−I当量を有するリポタンパク質複合体を含む、2つのリポタンパク質複合体集団を含む。
リポタンパク質複合体の2つ以上の集団を含む組成物は、好ましくは、低レベルの非複合体化リポタンパク質および/または脂質を有する。従って、好ましくは、組成物中の脂質の15%以下、12%以下、10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、もしくは1%以下が非複合体化形態にあり、および/または組成物中のリポタンパク質の15%以下、12%以下、10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、もしくは1%以下が非複合体化形態にある。
また、治療目的のためのリポタンパク質複合体の大規模製造などの、商業適用にとって特に有用である、リポタンパク質複合体、またはその集団の大規模調製物も本明細書に提供される。本明細書で想定される調製物は、本明細書に記載のように、リポタンパク質複合体、例えば、負に荷電したリポタンパク質複合体の集団を含む。
調製物は、商業規模での、組成物、例えば、医薬組成物および剤形の製造にとって好適なリポタンパク質複合体の容量、量およびその結果得られる濃度で提供される。典型的な調製物の容量は、約5L〜約50L以上、例えば、約10L〜約40L、約15L〜約35L、約15L〜約30L、約20L〜約40L、約20L〜約30L、約25L〜約45L、約25L〜約35Lの範囲である。調製物は、約5L、約6L、約7L、約8L、約9L、約10L、約11L、約12L、約13L、約14L、約15L、約16L、約17L、約18L、約19L、約20L、約25L、約30L、約35L、約40L、約45L、または約50Lの容量を有してもよい。好ましい実施形態においては、調製物は、約20Lの容量を有する。
調製物はさらに、約5mg/mL〜約15mg/mL、5mg/mL〜約10mg/mL、約10mg/mL〜約15mg/mL、または約8mg/mL〜約12mg/mLの範囲のアポリポタンパク質のアポリポタンパク質濃度を達成するのに十分な量の、リポタンパク質複合体、またはその集団を含有する。調製物の容量に応じて、量は約25g〜約350gの範囲であってよく、調製物中のアポリポタンパク質、例えば、ApoA−Iの量として表される。特定の実施形態においては、調製物は、約8mg/mLのApoA−Iを含有する。
特定の実施形態においては、調製物は、15L〜25Lの容量を有し、約100g〜約250gのApoA−Iを含有する。別の特定の実施形態においては、調製物は、30L〜50Lの容量を有し、約240g〜約780gのApoA−Iを含有する。
6.5.リポタンパク質複合体の作製方法
6.5.1.熱サイクリングに基づくリポタンパク質複合体の作製方法
本明細書に記載のタンパク質および脂質成分の熱サイクリングを用いる方法を用いて、他の方法と比較して利点を有するリポタンパク質複合体を生成することができることが発見された。本明細書に提供される熱サイクリング法においては、タンパク質成分および脂質成分は、タンパク質成分の大部分(例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%)が脂質成分と複合体化されてリポタンパク質複合体を形成するまで熱サイクリングにかけられる。当業者には明らかなように、リポタンパク質複合体の製造のための他の方法と比較した本発明の方法の利点としては、含まれる副生成物(例えば、非複合体化タンパク質)が少ないか、全くない、または得られる生成物中に存在する製造不純物(例えば、洗剤もしくは界面活性剤、分解されたタンパク質、酸化された成分)を含まない、実質的に均一で純粋な最終生成物をもたらす高い複合体化効率、費用が高く、無駄の多い精製ステップの必要性の回避が挙げられる。かくして、前記方法は効率的であり、出発材料の無駄が皆無かそれに近い。さらに、プロセスはスケールアップが容易であり、装備費用が低い。工業用溶媒を用いずにこれらのプロセスを実行する能力は、それらを環境に優しくもする。
好ましくは、タンパク質および脂質成分の酸化を最小化するために、複合体形成の1、1を超える、または全てのステップ(脂質成分の均一化など)を、不活性ガス(例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム)ブランケット下で実行する。
6.5.2.脂質成分
本開示の熱サイクリング法は、上記の第6.2節に記載のように、飽和、不飽和、天然および合成の脂質および/またはリン脂質などの様々な脂質を単独で、または組み合わせて用いることができる。
多層ベシクル(「MLV」)、小単層ベシクル(「SUV」)、大単層ベシクル(「LUV」)、ミセル、分散物などの脂質粒子を生成する任意の方法を用いて、タンパク質成分を用いる熱サイクリングのために脂質を調製することができる。
脂質粒子を製造するための様々な技術が公知である。脂質粒子は、様々な種類のベシクルを形成する様々なプロトコルを用いて製造されてきた。本開示の熱サイクリング法において用いられる粒子は、主に45〜80nmのサイズ範囲が好ましく、最も好ましくは、55nm〜75nmのサイズ範囲にある。
高圧均一化、例えば、マイクロフルイダイゼーションは、好適なサイズの脂質粒子を有利に生成する。均一化圧力は、好ましくは、少なくとも1,000bar、少なくとも1,200bar、少なくとも1,400bar、少なくとも1,600bar、少なくとも1,800barであり、最も好ましくは、少なくとも2,000bar、例えば、少なくとも2,200bar、少なくとも2,400bar、少なくとも2,600bar、少なくとも2,800bar、少なくとも3,000bar、少なくとも3,200bar、少なくとも3,400bar、少なくとも3,600bar、少なくとも3,800bar、または少なくとも4,000barである。特定の実施形態においては、均一化圧力は、前記値の任意の対の間の範囲、例えば、1,600〜3,200bar;1,800〜2,800bar;1,900〜2,500bar;2,000〜2,500bar;2,000〜3,000bar;2,400〜3,800bar;2,800〜3,400barなどである。1barは、100kPa、1,000,000ダイン/平方センチメートル(バーリー)、0.987atm(気圧)、14.5038psi、29.53inHgおよび750.06torrに等しい。
1つの好適な均一化方法においては、脂質の乳濁液を、Microfluidizer Model 110Y(Microfluidics Inc、Newton、Mass)の供給容器中に移す。ユニットを浴中に浸して、均一化中のプロセス温度(例えば、55℃、58℃、62℃など)を維持し、使用前にアルゴンなどの不活性ガスでフラッシュする。プライミング後、乳濁液を、相互作用ヘッド(interaction head)にわたって圧力勾配で5〜20分間、連続的再利用でホモジェナイザーに通過させる。タンパク質成分の非存在下での脂質成分の均一化は、均一化技術において用いられる高剪断によるタンパク質成分の破壊を回避する。
好適なサイズの粒子を得ることができるという条件で、他の方法を好適に用いることができる。例えば、水性溶液による脂質の水和は、脂質の分散および多層ベシクル(「MLV」)の同時形成をもたらし得る。MLVは、中央の水性コアを取り囲む複数の脂質二重層を有する粒子である。これらの種類の粒子は、小単層ベシクル(SUV)よりも大きく、直径350〜400nmであってよい。MLVは、丸底フラスコ中でクロロホルム中に脂質を可溶化し、脂質がフラスコの壁面上に薄い層を形成するまで、クロロホルムを蒸発させることにより調製することができる。水性溶液を添加し、脂質層を再び水和させる。フラスコで形成されたベシクルを回転させるか、またはボルテックスする。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.), Marcel Dekker, Inc. New York (Banghamら、1965、J. Mol. Biol. 13:238を引用する)。また、この方法を用いて、単層ベシクルを生成させることもできる。Johnsonら、1971、Biochim. Biophys. Acta 233:820。
小単層ベシクル(SUV)は、水性コアを包み込む単一の脂質二重層を有する粒子である。SUVを生成するのに用いられる方法に応じて、それらは直径25〜110nmの範囲のサイズであってよい。初めてのSUVは、窒素下でクロロホルム中のリン脂質調製物を乾燥させ、水性層を添加してミリモル範囲の脂質濃度をもたらし、その溶液を45℃で清澄まで超音波処理することにより調製された。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.), Marcel Dekker, Inc. New York。この様式で調製されたSUVは、直径25〜50nmの範囲の粒子をもたらす。
SUVを作製する別の方法は、エタノール/脂質溶液を、封入しようとする水性溶液中に急速に注入することである。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.)、Marcel Dekker, Inc. New York (Batzriら、1973、Biochim. Biophys. Acta 298: 1015を引用する)。この方法により製造されるSUVは、直径30〜110nmの範囲のサイズである。
また、多層ベシクルをFrench Pressに4回、20,000psiで通過させることにより、SUVを製造することもできる。製造されたSUVは、直径30〜50nmの範囲のサイズである。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.)、Marcel Dekker, Inc. New York(Barenholzら、1979、FEBS Letters 99:210を引用する)。
多層および単層リン脂質ベシクルを、小孔径の膜を介する高圧でのリン脂質の水性調製物の押出により形成させることもできる(Hopeら、1996、Chemistry and Physics of Lipids、40:89-107)。
大単層ベシクルは、それらが中央の水性コアを取り囲む単一の脂質二重層である点でSUVと類似するが、LUVはSUVよりも非常に大きい。その構成部分およびそれらを調製するのに用いられる方法に応じて、LUVは直径50〜1000nmの範囲のサイズであってよい。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.)、Marcel Dekker, Inc. New York。LUVは通常、3つの方法:洗剤希釈、逆相蒸発、および注入のうちの1つを用いて調製される。
洗剤希釈技術においては、コール酸塩、デオキシコール酸塩、オクチルグルコシド、ヘプチルグルコシドおよびTriton X−100などの洗剤溶液を用いて、脂質調製物からミセルを形成させる。次いで、溶液を透析して、洗剤を除去する。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.), Marcel Dekker、Inc. New York。
逆相蒸発技術は、水性非極性溶液中に脂質を可溶化し、逆ミセルを形成させる。非極性溶媒を蒸発させると、ミセルは凝集してLUVを形成する。この方法は一般に、大量の脂質を要する。
注入方法は、非極性溶液中に可溶化された脂質を、封入しようとする水性溶液中に注入する。非極性溶液が蒸発するにつれて、脂質は気体/水性境界面に集まる。気体が水性溶液を通って気泡化する時に、脂質シートはLUVおよびオリゴラメラ(oligolamellar)粒子を形成する。粒子を濾過により区分する。Deamerら、1983、in Liposomes (Ostro, Ed.)、Marcel Dekker, Inc. New York(Deamerら、1976、Biochim. Biophys. Acta 443:629およびSchierenら、1978、Biochim. Biophys. Acta 542: 137を引用する)。
得られた脂質調製物のアリコートを特性評価して、脂質粒子が本明細書に開示される熱サイクリング法における脂質成分としての使用にとって好適であることを確認することができる。脂質調製物の特性評価は、限定されるものではないが、サイズ排除濾過、ゲル濾過、カラム濾過、ゲル浸透クロマトグラフィー、および非変性ゲル電気泳動などの当技術分野で公知の任意の方法を用いて実施することができる。
6.5.3.タンパク質成分
リポタンパク質複合体のタンパク質成分は、本発明の熱サイクリング法における成功にとっては重要ではない。実質的に任意の脂質結合タンパク質、例えば、治療的および/または予防的利益を提供するアポリポタンパク質および/またはその誘導体もしくは類似体を、複合体中に含有させることができる。さらに、任意のα−へリックスペプチドもしくはペプチド類似体、またはアポリポタンパク質(例えば、ApoA−Iなど)がLCATを活性化するか、もしくは脂質と結合した場合に円盤状粒子を形成することができるという点で、アポリポタンパク質の活性を「模倣」する任意の他の種類の分子を、リポタンパク質複合体中に含有させることができ、従って、「脂質結合タンパク質」の定義内に含まれる。熱サイクリング法において用いることができる脂質結合タンパク質としては、上記の第6.1節に記載のものが挙げられる。脂質結合タンパク質を、上記の第6.1.2節に記載のように組換え産生することができる。脂質結合タンパク質は、上記の第6.1.3節または第6.1.4節に記載のものなどの、本明細書に記載の方法のいずれかによって精製することができる。
タンパク質成分を、当技術分野で周知のように、動物起源(および特に、ヒト起源)から精製する、化学的に合成するか、または組換え産生することができ、例えば、Chungら、1980、J. Lipid Res. 21(3):284-91;Cheungら、1987、J. Lipid Res. 28(8):913-29を参照されたい。また、米国特許第5,059,528号、第5,128,318号、第6,617,134号;米国特許出願公開第20002/0156007号、第2004/0067873号、第2004/0077541号、および第2004/0266660号;ならびにPCT公開第WO/2008/104890号および第WO/2007/023476号も参照されたい。
タンパク質成分は、所望の複合体におけるタンパク質/ペプチドと脂質の比よりも少なくとも5倍高い(例えば、少なくとも5倍、少なくとも10倍または少なくとも20倍高い)タンパク質/ペプチドと脂質の比で脂質を含んでもよい。例えば、所望のタンパク質と脂質の比がモルベースで1:200であるリポタンパク質複合体を製造するためには、タンパク質成分中のタンパク質を、典型的には、最終複合体中の脂質の小さい画分のみであるものを表す、例えば、1:10〜1:20の比で脂質と合わせることができる。いかなる機構も暗示するものではないが、タンパク質と少量の脂質とのこの「予備」複合体化は、所望の複合体が2種以上の脂質を有する場合に有用であり、熱サイクリングにより製造されたリポタンパク質複合体中に少量で存在する(例えば、所望のリポタンパク質複合体中の全脂質の10重量%以下、5重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下)脂質のより均一な分布が可能になる。
6.5.4.熱サイクリングによるリポタンパク質複合体の生成
前記方法は一般的に、脂質粒子と脂質結合タンパク質とを含む懸濁液を、リポタンパク質複合体が形成されるまで「高」温範囲と「低」温範囲との間で熱サイクリングすることを必要とする。
熱サイクリングされる懸濁液は、好ましくは、高温範囲の温度で一緒にされた脂質成分とタンパク質成分とを含有し、「出発」懸濁液を形成した後、熱サイクリングにかけられる。
出発懸濁液中の脂質とタンパク質との最適比は、製造される最終的なリポタンパク質複合体中の成分の所望の化学量により決定される。当業者によって認識される通り、脂質画分とタンパク質画分とのモル比は、特に他の因子の中でも、タンパク質成分中のタンパク質および/もしくはペプチドの同一性、脂質画分中の脂質の同一性および量、ならびにリポタンパク質複合体の所望のサイズに依存する。リポタンパク質複合体中の好適な脂質とタンパク質との比は、限定されるものではないが、ゲル電気泳動移動度アッセイ、サイズ排除クロマトグラフィー、HDL受容体との相互作用、ATP結合カセット輸送因子(ABCA1)による認識、肝臓による取込み、および薬物動態/薬力学などの、任意の数の当技術分野で公知の機能的アッセイを用いて決定することができる。例えば、ゲル電気泳動移動度アッセイを用いて、複合体中の脂質成分とタンパク質成分との最適比を決定することができる。本開示の方法により製造された複合体が脂質成分中へのリン脂質の含有の結果として荷電している場合、天然のプレ−β−HDLまたはα−HDL粒子と類似する電気泳動移動度を示すように複合体を設計することができる。かくして、いくつかの実施形態においては、天然のプレ−β−HDLまたはα−HDL粒子を、複合体の移動度を決定するための標準物として用いることができる。
好ましい実施形態においては、最終的な複合体は、少なくとも1つのアポリポタンパク質もしくはアポリポタンパク質模倣体(最も好ましくは、それぞれ、成熟ヒトApoA−IもしくはApoA−Iペプチド)、少なくとも1つの中性脂質、および少なくとも1つの負に荷電した脂質、例えば、PCT WO2006/100567(その内容は参照により本明細書に組み込まれる)に記載のものなどを有する。
ApoA−Iなどのアポリポタンパク質の生物活性は、アポリポタンパク質を含む両親媒性へリックスにより媒介されると考えられるので、ApoA−Iタンパク質当量を用いて脂質:アポリポタンパク質モル比のアポリポタンパク質画分を表すのが好都合である。ApoA−Iは、へリックスを算出するのに用いられる方法に応じて、6〜10の両親媒性へリックスを含有することが一般に受け入れられている。他のアポリポタンパク質は、それらが含有する両親媒性へリックスの数に基づいてApoA−I当量を単位として表すことができる。例えば、ApoA−Iのそれぞれの分子はApoA−Iの分子の2倍の両親媒性へリックスを含有するため、典型的にはジスルフィド架橋二量体として存在するApoA−Iを、2ApoA−I当量と表すことができる。逆に、それぞれの分子はApoA−Iの分子の1/10〜1/6の両親媒性へリックスを含有するため、単一の両親媒性へリックスを含有するペプチドアポリポタンパク質は、1/10〜1/6ApoA−I当量と表すことができる。
一般に、リポタンパク質複合体の脂質:ApoA−I当量モル比(本明細書では「Ri」と定義される)は、約2:1〜200:1の範囲である。いくつかの実施形態においては、Riは、約50:1〜150:1、または75:1〜125:1、10:1〜175:1である。重量の比は、リン脂質については約650〜800のMWを用いて得ることができる。
特定の実施形態においては、成分のモル比は、2〜6(負に荷電した脂質、例えば、DPPG):90〜120(中性脂質、例えば、SM):1(ApoA−I当量)である。実施例1に記載される特定の実施形態においては、複合体は、約108:1の脂質とタンパク質のモル比でDPPG、SMおよびApoA−Iを含み、DPPGは全脂質の3重量%(+/−1%)であり、SMは脂質の97重量%(+/−5%)である。
熱サイクリングの開始前の出発懸濁液中の脂質およびタンパク質成分の濃度は、1〜30mg/ml濃度のApoA−I当量および1〜100mg/ml濃度の脂質の範囲であってよい。特定の実施形態においては、タンパク質成分の濃度は、1〜30mg/ml、2〜20mg/ml、5〜20mg/ml、2〜10mg/ml、5〜15mg/ml、5〜20mg/ml、および10〜20mg/mlから選択され、脂質成分の濃度は、10〜100mg/ml、10〜75mg/ml、25〜50mg/ml、10〜75mg/ml、25〜100mg/ml、25〜75mg/ml、および1〜75mg/mlから独立に選択される。
熱サイクリングプロセスの高温および低温範囲は、リポタンパク質複合体の脂質およびタンパク質成分の相転移温度に基づく。あるいは、不飽和脂肪酸鎖を有するリン脂質またはリン脂質の混合物を用いる場合に生じ得るように、脂質成分が規定の、または個別の相転移を示さない場合、熱サイクリングの高温および低温範囲は、少なくとも約20℃、最大で約40℃またはそれ以上異なる。例えば、いくつかの実施形態においては、低温および高温範囲は、20℃〜30℃、20℃〜40℃、20℃〜50℃、30℃〜40℃、30℃〜50℃、25℃〜45℃、35℃〜55℃異なる。
脂質については、相転移は、ゲル状態として知られる、緊密に固まった規則的構造から、液体状態として知られる、緩く固まった規則性の低い構造への変化を含む。リポタンパク質複合体は、当技術分野では、典型的には用いられる特定の脂質または脂質の混合物の転移温度に近い温度で脂質粒子およびアポリポタンパク質をインキュベートすることにより形成される。脂質成分の相転移温度(熱量測定法により決定することができる)+/−5℃〜10℃が、本開示の方法における「低」温範囲である。
タンパク質については、相転移温度は、折畳まれた三次元構造から二次元構造への変化を含む。脂質については、相転移は、ゲル状態として知られる、緊密に固まった規則的構造から、液体状態として知られる、緩く固まった規則性の低い構造への変化を含む。リポタンパク質複合体は、当技術分野では、典型的には用いられる特定の脂質または脂質の混合物の転移温度に近い温度で脂質粒子およびアポリポタンパク質をインキュベートすることにより形成される。
脂質成分の相転移温度(熱量測定法により決定することができる)+/−12℃、より好ましくは+/−10℃が、本開示の方法における「低」温範囲である。特定の実施形態においては、低温範囲は、脂質成分の相転移温度の+/−3℃、+/−5℃、または+/−8℃である。1つの特定の実施形態においては、低温範囲は、脂質成分の相転移温度の、下は5℃以上または10℃以上から、上は5℃までである。
タンパク質については、相転移温度は、三次構造から二次構造への変化を含む。タンパク質成分の相転移温度+/−12℃、より好ましくは+/−10℃が、本開示の方法における「高」温範囲である。特定の実施形態においては、高温範囲は、タンパク質成分の相転移温度の+/−3℃、+/−5℃、または+/−8℃である。1つの特定の実施形態においては、低温範囲は、タンパク質成分の相転移温度の、下は10℃から、上は5℃以下、10℃以下、または15℃以下までである。
出発懸濁液は、好ましくは、高温で出発して、出発懸濁液中のタンパク質の少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%がリポタンパク質複合体中に組み込まれるまで、高温と低温との間で熱サイクリングにかけられる。好適な化学量論量の脂質およびタンパク質成分を用いて、数サイクル後に脂質およびタンパク質成分の実質的に完全な複合体化を達成することができる。サイクル数は、タンパク質および脂質成分、サイクルの持続期間に依存するが、典型的には、5以上のサイクル、10以上のサイクル、または15以上のサイクル(高温および低温の両方で)が、実質的に完全な複合体化に必要である。サイクルは、典型的には、2分〜60分の範囲である。特定の実施形態においては、サイクルは、それぞれの温度で、5〜30分、10〜20分、5〜20分、2〜45分、または5〜45分の範囲である。
前記方法により製造される複合体は、典型的には、タンパク質成分が、リン脂質とタンパク質との間で特定の化学量論範囲でリン脂質に物理的に結合し、均一なサイズ分布を有する、ミセル、ベシクル、球状または円盤状粒子として形状化された超分子集合体である。本発明の方法は、有利には、出発懸濁液中での脂質および/またはタンパク質の実質的に完全な複合体化をもたらし、クロマトグラフィーなどの分離方法により観察した場合、実質的に脂質および/またはタンパク質を含まない組成物が得られる。かくして、本開示の方法は、精製ステップの非存在下で実施することができる。
本開示の方法は、有利には、そのサイズ分布において均一であり、サイズ分画の必要性を回避する複合体を生成する。
本開示のいくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体は、比較的少量(例えば、脂質成分の10%未満、5%未満、3%未満または1%未満)の1つまたは複数の脂質を含む2種類以上の脂質を含有する。分散を最適化するために、少量で用いられる脂質は、脂質成分中の脂質粒子に組み込むよりもむしろ、タンパク質成分と予め混合することができる。
得られるリポタンパク質複合体のアリコートを特性評価して、複合体が所望の特徴、例えば、脂質成分中へのタンパク質成分の実質的に完全な(例えば、>90%、>95%、>97%または>98%)組み込みを有することを確認することができる。複合体の特性評価は、限定されるものではないが、サイズ排除濾過、ゲル濾過、カラム濾過、ゲル浸透クロマトグラフィー、および非変性ゲル電気泳動などの当技術分野で公知の任意の方法を用いて実施することができる。
本明細書に記載のリポタンパク質複合体または組成物の均一性および/または安定性を、限定されるものではないが、ゲル濾過クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法などの当技術分野で公知の任意の方法により測定することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、単一のピークまたは限られた数のピークを、安定な複合体と関連させることができる。複合体の安定性は、時間に対して新しいピークの出現をモニターすることにより決定することができる。新しいピークの出現は、粒子の不安定性に起因する複合体間の再編成の兆候である。
好ましくは、タンパク質および脂質成分の酸化を最小化するために、熱サイクリングを不活性ガス(例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム)ブランケット下で実行する。
6.5.5.リポタンパク質複合体を作製する他の方法
負に荷電したリポタンパク質複合体などの本明細書に記載のリポタンパク質複合体を、限定されるものではないが、ベシクル、リポソーム、プロテオリポソーム、ミセル、および円盤状粒子などの様々な形態で調製することができる。上記の熱サイクリング法に加えて、当業者には公知の様々な方法を用いて、リポタンパク質複合体を調製することができる。リポソームまたはプロテオリポソームを調製するための様々な技術を用いることができる。例えば、アポリポタンパク質を好適なリン脂質と共に(超音波浴または超音波プローブを用いて)同時超音波処理して、複合体を形成させることができる。あるいは、アポリポタンパク質、例えば、ApoA−Iを、予め形成された脂質ベシクルと合わせて、リポタンパク質複合体の同時形成をもたらすことができる。また、リポタンパク質複合体は、洗剤透析法により;例えば、アポリポタンパク質、荷電したリン脂質およびSMおよびコール酸塩などの洗剤の混合物を透析して、洗剤を除去し、再構成させて負に荷電したリポタンパク質複合体を形成させる(例えば、Jonasら、1986、Methods in Enzymol. 128:553-82を参照されたい)、または押出装置を用いることにより、または均一化により形成させることもできる。
いくつかの実施形態においては、約40、約50または約60分間の高圧(例えば、約32000p.s.i.)を用いる均一化により、複合体を調製する。特定の実施形態においては、ApoA−I、SNおよびDPPGを含む複合体を、以下のように調製する。ApoA−Iをリン酸バッファーに溶解し、高剪断混合装置を用いて作製されたリン酸バッファー中のDPPGの分散物と共に50℃でインキュベートする。次いで、ApoA−I/DPPG混合物をSMの分散物と合わせて、動的光散乱またはゲル浸透クロマトグラフィーによりモニターされた場合、複合体形成が実質的に完了するまで、30〜50℃で30,000p.s.i.を超える圧力で均一化する。
いくつかの実施形態においては、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2004/0067873号の実施例1に記載のコール酸塩分散法により、リポタンパク質複合体を調製することができる。簡単に述べると、乾燥脂質をNaHCOバッファー中で水和した後、ボルテックスし、全ての脂質が分散するまで超音波処理する。コール酸塩溶液を添加し、混合物を、それが脂質コール酸塩ミセルが形成されることを示す透明になるまで、定期的にボルテックスし、超音波処理しながら、30分間インキュベートする。NaHCOバッファー中のプロApoA−Iを添加し、溶液を約37℃〜50℃で1時間インキュベートする。
コール酸塩を、当技術分野で周知の方法により除去することができる。例えば、コール酸塩を、透析、限外濾過により、または親和性ビーズもしくは樹脂上への吸着吸収によるコール酸塩分子の除去により除去することができる。一実施形態においては、親和性ビーズ、例えば、BIO−BEADS(登録商標)(Bio−Rad Laboratories)を、負に荷電したリポタンパク質複合体およびコール酸塩の調製物に添加して、コール酸塩を吸着させる。別の実施形態においては、調製物、例えば、リポタンパク質複合体およびコール酸塩のミセル調製物を、親和性ビーズを充填したカラム上に通過させる。
特定の実施形態においては、注射筒内のBIO−BEADS(登録商標)上に調製物をロードすることにより、リポタンパク質複合体の調製物からコール酸塩を除去する。次いで、注射筒をバリアフィルムで密閉し、4℃で一晩、振とうしながらインキュベートする。使用前に、BIO−BEADS(登録商標)を通して溶液を注入し、そこでビーズにより吸着させることによりコール酸塩を除去する。
本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体は、複合体がHDL、特に、プレ−β−1またはプレ−β−2HDL集団中のHDLと類似するサイズおよび密度を有する場合、循環中での半減期が増加すると予想される。長い保存可能期間を有する安定な調製物を、凍結乾燥により作製することができる。いくつかの実施形態においては、当技術分野で一般的に公知の同時凍結乾燥法を用いて、ApoA−I−脂質複合体を調製する。簡単に述べると、同時凍結乾燥ステップは、有機溶媒もしくは溶媒混合物中にApoA−Iおよび脂質の混合物を可溶化するか、またはApoA−Iおよび脂質を別々に可溶化し、それらを一緒に混合することを含む。同時凍結乾燥のための溶媒または溶媒混合物の望ましい特徴としては、(i)疎水性脂質および両親媒性タンパク質を溶解することができる培地相対極性、(ii)残留有機溶媒に関連する潜在的毒性を回避するためのFDA溶媒指針(Federal Register、volume 62、No. 247)に従うクラス2またはクラス3溶媒、(iii)凍結乾燥中の溶媒除去の容易性を保証する低沸点、(iv)より速い凍結、より高い凝縮温度ならびに凍結乾燥機上のより少ない摩耗および裂け目を提供する高融点が挙げられる。いくつかの実施形態においては、氷酢酸を用いる。メタノール、氷酢酸、キシレン、またはシクロヘキサンの組合せを用いることもできる。
次いで、ApoA−I−脂質溶液を凍結乾燥して、均一な粉末を得る。凍結乾燥条件を最適化して、凍結乾燥したアポリポタンパク質−脂質粉末中に最少量の残留溶媒を含む溶媒の速い蒸発を得ることができる。凍結乾燥条件の選択は、溶媒の性質、容器の種類および寸法、保持溶液、充填容量、ならびに用いられる凍結乾燥機の特徴に応じて、当業者によって決定することができる。
凍結乾燥したリポタンパク質複合体を用いて、医薬再製剤化のための大量供給物を調製するか、またはリポタンパク質複合体の溶液もしくは懸濁液を得るために再構成させることができる個々のアリコートもしくは投与単位を調製することができる。再構成のためには、凍結乾燥粉末を、好適な容量(例えば、5mgのポリペプチド/ml、これは静脈内注射にとって好都合である)まで水性溶液を用いて再水和させる。いくつかの実施形態においては、凍結乾燥粉末を、リン酸緩衝生理食塩水または生理的塩溶液を用いて再水和させる。混合物を撹拌するか、またはボルテックスして、再水和を容易にすることができる。再構成ステップは、複合体の脂質成分の相転移温度に等しいか、またはそれより高い温度で実施することができる。
ApoA−I−脂質複合体は、好適なpHおよび浸透圧の水性媒体を用いる凍結乾燥したアポリポタンパク質−脂質粉末の水和後に自発的に形成し得る。いくつかの実施形態においては、水和媒体は、限定されるものではないが、スクロース、トレハロースおよびグリセリンから選択される安定剤を含有する。いくつかの実施形態においては、複合体を形成させるために、脂質の転移温度より上に溶液を数回加熱する。脂質とタンパク質との比は、1:1〜200:1(モル/モル)であってよく、好ましくは、3:1〜2:1の脂質:タンパク質(w/w)、より好ましくは、2.7:1〜2.1:1の脂質:タンパク質(w/w)、例えば、2.7:1の脂質:タンパク質(w/w)である。粉末を水和して、タンパク質当量で表される5〜30mg/mlの最終複合体濃度を得る。
様々な実施形態においては、NHHCO水性溶液中でポリペプチド溶液を凍結乾燥することにより、ApoA−I粉末を得ることができる。次いで、脂質粉末およびApoA−I粉末を氷酢酸中に溶解することにより、ApoA−Iおよび脂質(例えば、スフィンゴミエリン)の均一な溶液を形成させる。次いで、この溶液を凍結乾燥し、水性媒体中での得られる粉末の水和により、HDL様アポリポタンパク質−脂質複合体を形成させる。
いくつかの実施形態においては、リン脂質とタンパク質溶液または懸濁液との同時凍結乾燥により、ApoA−I−脂質複合体を形成させる。有機溶媒または有機溶媒混合物中のApoA−Iおよび脂質(例えば、リン脂質)の均一な溶液を凍結乾燥した後、水性バッファー中での凍結乾燥粉末の水和により、ApoA−I−脂質複合体を自発的に形成させる。本発明の方法における使用のための有機溶媒および溶媒混合物の例としては、限定されるものではないが、酢酸、酢酸/キシレン混合物、酢酸/シクロヘキサン混合物、およびメタノール/キシレン混合物が挙げられる。
得られる再構成された調製物のアリコートを特性評価して、複合体が所望のサイズ分布、例えば、HDLのサイズ分布を有することを確認することができる。サイズを特性評価するための例示的方法は、ゲル濾過クロマトグラフィーである。既知の分子量およびストークス直径の一連のタンパク質、ならびにヒトHDLを、カラムを補正するための標準物として用いることができる。
他の実施形態においては、ApoA−Iと、米国特許出願公開第2006/0217312号および国際特許出願公開第WO2006/100567号(PCT/IB2006/000635)(これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる)に開示された脂質とを複合体化させることにより、組換えApoA−I−脂質複合体を作製する。
米国特許第6,004,925号、第6,037,323号、第6,046,166号および第6,287,590号(その全体が参照により本明細書に組み込まれる)は、HDLと類似する特徴を有する負に荷電したリポタンパク質複合体を調製するための単純な方法を開示する。有機溶媒(または溶媒混合物)中でのアポリポタンパク質と脂質溶液との同時凍結乾燥および凍結乾燥粉末の水和中の負に荷電したリポタンパク質複合体の形成を含むこの方法は、以下の利点を有する:(1)この方法は非常に少ないステップを要する;(2)この方法は安価な溶媒を用いる;(3)ほとんどの、または全ての含まれる成分が設計される複合体を形成させるために使用され、かくして、他の方法には一般的である出発材料の廃棄を回避する;(4)保存の間に非常に安定である凍結乾燥した複合体が形成され、得られた複合体を使用の直前に再構成することができる;(5)得られる複合体を、通常は形成後および使用前にさらに精製する必要がない;(6)コール酸塩などの洗剤を含む毒性化合物が回避される;および(7)製造方法を容易にスケールアップすることができ、これはGMP製造(すなわち、内毒素を含まない環境における)にとって好適である。
他の好適な方法は、米国特許出願公開第2006/0217312号および国際特許出願公開第WO2006/100567号(PCT/IB2006/000635)に記載されており、これらのそれぞれの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
好ましくは、タンパク質および脂質成分の酸化を最小化するために、複合体形成の1、2以上または全てのステップを、不活性ガス(例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム)ブランケット下で実行する。
溶液中のアポリポタンパク質−脂質粒子のタンパク質および脂質濃度は、限定されるものではないが、タンパク質およびリン脂質アッセイ、クロマトグラフィー法、例えば、HPLC、ゲル濾過、質量分析、UVまたはダイオードアレイなどの様々な検出器を備えたGC、蛍光、弾性光散乱など当技術分野で公知の任意の方法により測定することができる。また、脂質およびタンパク質の完全性を、同じクロマトグラフィー技術により、ならびにペプチドマッピング、SDS−pageゲル電気泳動、ApoA−IのN−およびC−末端配列決定、および脂質酸化を決定するための標準的アッセイにより決定することもできる。
6.6.医薬組成物
本開示により想定される医薬組成物は、in vivoでの投与および送達にとって好適な薬学的に許容される担体中に活性成分として負に荷電したリポタンパク質複合体を含む。ペプチドは酸性および/または塩基性末端および/または側鎖を含んでもよいため、ペプチド模倣性アポリポタンパク質を、遊離酸もしくは塩基の形態で、または薬学的に許容される塩の形態で組成物中に含有させることができる。アミド化、アシル化、アセチル化またはペグ化されたタンパク質などの改変タンパク質を用いることもできる。場合により、医薬組成物は、上記の第6.2節および第6.3節に記載のように、1つまたは複数の疎水性、親油性、または非極性活性剤をロードしたリポタンパク質複合体を含んでもよい。
注射用組成物は、水性または油性ビヒクル中の活性成分の滅菌懸濁液、溶液または乳濁液を含む。組成物はまた、懸濁剤、安定剤および/または分散剤などの製剤化剤を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、注射用組成物は、リン酸緩衝生理食塩水(10mMリン酸ナトリウム、80mg/mLスクロース、pH8.2)中に負に荷電したリポタンパク質複合体を含む。注射用の組成物を、単位剤形中で、例えば、アンプルまたは複数用量容器中で提供することができ、添加された保存剤を含んでもよい。注入のために、エチレンビニル酢酸または当技術分野で公知の任意の他の適合性材料などの、負に荷電したリポタンパク質複合体と適合する材料で作られた輸液バッグ中に組成物を供給することができる。
好適な剤形は、約5mg/mL〜約15mg/mLのリポタンパク質の最終濃度で負に荷電したリポタンパク質複合体を含む。特定の実施形態においては、剤形は、約8mg/mL〜約10mg/mLのアポリポタンパク質A−I、好ましくは、約8mg/mLの最終濃度で負に荷電したリポタンパク質複合体を含む。
好ましくは、タンパク質および脂質成分の酸化を最小化するために、医薬組成物を不活性ガス(例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム)ブランケット下で製剤化および/または充填する。
6.7.治療方法
本明細書に記載のリポタンパク質複合体、例えば、負に荷電したリポタンパク質複合体、および組成物を、有用であることが示された実質的に全ての目的のリポタンパク質複合体のために用いることができる。負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体は、現在利用可能な治療レジメンにより必要とされるアポリポタンパク質の量(2〜5日毎に投与1回あたり20mg/kg〜100mg/kg、平均的なサイズのヒト1人あたり1.4g〜8g)よりも有意に低い用量で投与された場合でも、コレステロールを移動させるのに有効である。
その結果、本開示の複合体および組成物は、心血管疾患、障害および/または関連状態を治療または予防するのに特に有用である。対象における心血管疾患、障害および/または関連状態を治療または予防する方法は、一般的には、対象に、低い(<15mg/kg)用量または量の本明細書に記載のリポタンパク質複合体または医薬組成物を、特定の適応症を治療または予防するのに有効なレジメンに従って投与することを含む。
治療的利益を提供するのに十分または有効な量のリポタンパク質複合体を投与する。心血管疾患、障害および/または関連状態を治療する状況においては、治療的利益は、以下の1つまたは複数が起こる場合に推測することができる:ベースラインと比較したコレステロール移動の増加、アテローム性動脈硬化プラーク体積の減少、平均血漿トリグリセリド濃度の増加または肝臓トランスアミナーゼ(もしくはアラニンアミノトランスフェラーゼ)レベルの正常範囲を超える増加を伴わない、ベースラインレベルと比較した遊離コレステロールの高密度リポタンパク質(HDL)画分の増加。完全な治癒は、望ましいが、治療的利益の存在にとって必要ではない。
いくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体を、注射1回あたり約2mg/kgのApoa−I当量〜約12mg/kgのApoA−I当量の用量で投与する。いくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体を、約3mg/kgのApoA−I当量の用量で投与する。いくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体を、約6mg/kgのApoA−I当量の用量で投与する。いくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体を、約12mg/kgのApoA−I当量の用量で投与する。
治療される対象は、心血管疾患、障害および/または関連状態に罹患する個体である。本明細書に記載のリポタンパク質複合体および組成物を用いて治療または予防することができるそのような心血管疾患、障害および/または関連状態の非限定例としては、末梢血管疾患、再狭窄、アテローム性動脈硬化症、ならびに、例えば、脳卒中、虚血性脳卒中、一過性虚血性発作、心筋梗塞、急性冠動脈症候群、狭心症、間欠性跛行、重症虚血肢、弁狭窄、および心房弁硬化症などのアテローム性動脈硬化症の多種多様な臨床徴候が挙げられる。対象は、心筋梗塞(ST上昇を有するか、もしくは有さない)または不安定狭心症などの急性冠動脈症候群を以前に発症した個体であってよい。治療される対象は、任意の動物、例えば、哺乳動物、特に、ヒトであってよい。
一実施形態においては、前記方法は、投与後に患者のベースラインApoa−Iを変化させない量の本明細書に記載の荷電したリポタンパク質複合体または組成物を対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を包含する。
他の実施形態においては、前記方法は、投与前のベースライン(初期)レベルよりも、投与の約2時間後に約5mg/dL〜100mg/dLまたは投与の約24時間後に約5mg/dL〜20mg/dL高い遊離または複合体化アポリポタンパク質の血清レベルを達成するのに有効である量の本明細書に記載のリポタンパク質複合体(例えば、荷電した複合体)または組成物を対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を包含する。
別の実施形態においては、前記方法は、投与前の初期HDL−コレステロール画分よりも少なくとも約10%高い、投与の少なくとも1日後のHDL−コレステロール画分の循環血漿濃度を達成するのに有効な量の本明細書に記載のリポタンパク質複合体(例えば、荷電した複合体)または組成物を対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を包含する。
別の実施形態においては、前記方法は、投与後5分〜1日の間に30〜300mg/dLであるHDL−コレステロール画分の循環血漿濃度を達成するのに有効な量の本明細書に記載のリポタンパク質複合体(例えば、荷電した複合体)または組成物を対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を包含する。
別の実施形態においては、前記方法は、投与後5分〜1日の間に30〜300mg/dLであるコレステリルエステルの循環血漿濃度を達成するのに有効な量の本明細書に記載のリポタンパク質複合体(例えば、荷電した複合体)または組成物を対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を包含する。
さらに別の実施形態においては、前記方法は、投与前のベースライン(初期)レベルの少なくとも約10%上である投与の少なくとも1日後の糞便コレステロール排出の増加を達成するのに有効な量の本明細書に記載のリポタンパク質複合体(例えば、荷電した複合体)または組成物を対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または保護する方法を包含する。
本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体、または組成物を、単独で、または前記状態を治療もしくは予防するのに用いられる他の薬剤との組合せ療法において用いることができる。そのような療法としては、限定されるものではないが、含まれる薬剤の同時的または連続的投与が挙げられる。例えば、家族性高コレステロール血症(同型もしくは異型)などの高コレステロール血症またはアテローム性動脈硬化症の治療においては、荷電したリポタンパク質製剤を、現在用いられている任意の1つまたは複数のコレステロール低下療法;例えば、胆汁酸樹脂、ナイアシン、スタチン、コレステロール吸収の阻害剤および/またはフィブラートと共に投与することができる。そのような組合せレジメンは、それぞれの薬剤がコレステロール合成および輸送における異なる標的に作用するため、特に有益な治療効果をもたらし得る;すなわち、胆汁酸樹脂は、コレステロール再利用、カイロミクロンおよびLDL集団に影響する;ナイアシンはVLDLおよびLDL集団に主に影響する;スタチンはコレステロール合成を阻害し、LDL集団を減少させる(およびおそらく、LDL受容体発現を増加させる);その一方、本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体は、RCTに影響し、HDLを増加させ、コレステロール流出を促進する。
別の実施形態においては、本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体、または組成物を、フィブラートと一緒に用いて、冠動脈性心疾患;冠動脈疾患;心血管疾患、再狭窄、血管または血管周囲疾患;アテローム性動脈硬化症を治療または予防することができる(アテローム性動脈硬化症の治療および予防を含む)。例示的な製剤および治療レジメンは、以下に記載される。
本明細書に記載の負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体、または組成物を、小さいHDL画分、例えば、プレ−β、プレ−γおよびプレ−β様HDL画分、αHDL画分、HDL3ならびに/またはHDL2画分を増加させる用量で投与することができる。いくつかの実施形態においては、その用量は、例えば、磁気共鳴画像化(MRI)または血管内超音波法(IVUS)などの画像化技術により測定された場合、アテローム性動脈硬化プラークの減少を達成するのに有効である。IVUSにより追跡するパラメータとしては、限定されるものではないが、ベースラインからのアテローム体積率の変化および総アテローム体積の変化が挙げられる。MRIにより追跡するパラメータは、限定されるものではないが、IVUSに関するものならびにプラークの脂質組成および石灰化が挙げられる。
プラークの退縮を、その自身の対照としての患者を用いて測定することができる(時間0に対する、最後の注入の終わりの、または最後の注入の数週間以内の、または療法の開始後3カ月、6カ月、もしくは1年以内の時間t)。
静脈内(IV)、筋肉内(IM)、皮内、皮下(SC)、および腹腔内(IP)注射などの非経口投与経路により、投与を最良に達成することができる。特定の実施形態においては、投与は、パーフューザ(perfusor)、インフィルトレータ(infiltrator)またはカテーテルによる。いくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体、例えば、負に荷電したリポタンパク質複合体を、非経口投与により得られるものと同等の循環血清濃度を達成する量で、注射により、皮下に埋込み可能なポンプにより、またはデポー調製物により投与する。また、複合体を、例えば、ステントまたは他のデバイス中に吸収させることもできる。
投与は、様々な異なる治療レジメンを通じて達成することができる。例えば、数回の静脈内注射を、注射の累積総量が1日中毒用量に達しないように1日の間に定期的に投与することができる。この方法は、6、7、8、9、10、11または12日の間隔でリポタンパク質複合体を投与することを含む。いくつかの実施形態においては、リポタンパク質複合体は、1週間の間隔で投与される。
前記方法は、上記の間隔のいずれかで4、5、6、7、8、9、10、11または12回、リポタンパク質複合体を投与することをさらに含んでもよい。例えば、一実施形態においては、リポタンパク質複合体を、それぞれの投与の間に1週間の間隔で6回投与する。いくつかの実施形態においては、投与は、一連の注射として行った後、6カ月〜1年間停止し、次いで、別の一連の注射を開始することができる。次いで、一連の注射の維持を、毎年または3〜5年毎に投与することができる。一連の注射を1日(複合体の特定の血漿レベルを維持するためのかん流)、数日(例えば、8日間にわたって4回の注射)または数週間(例えば、4週間にわたって4回の注射)にわたって行った後、6カ月〜1年後に再開することができる。慢性状態については、投与を継続的に実行することができる。場合により、前記方法の前に、リポタンパク質複合体をより頻繁に投与する場合、誘導期を行うことができる。
さらに別の選択肢においては、投与1回あたり(50〜200mg)の用量で約1〜5用量から出発した後、投与1回あたり200mg〜1gの反復用量の高用量を投与することができる。患者の必要性に応じて、投与は、1時間より長い時間のゆっくりした注入、1時間以下の急速な注入、または単回ボーラス注射によるものであってよい。
様々なリポタンパク質複合体の毒性および治療有効性を、LD50(集団の50%に対して致死的である用量)およびED50(集団の50%において治療上有効である用量)を決定するための細胞培養物または実験動物における標準的な薬学的手順を用いて決定することができる。毒性効果と治療効果との間の用量比は治療指数であり、それをLD50/ED50比として表すことができる。大きい治療指数を示す負に荷電したリポタンパク質複合体などのリポタンパク質複合体が好ましい。追跡することができるパラメータの非限定例としては、肝機能トランスアミナーゼ(正常ベースラインレベルの2倍以下)が挙げられる。これは、多すぎるコレステロールが肝臓にもたらされ、そのような量を同化することができないことを示すものである。赤血球からのコレステロールの移動は、赤血球を脆くするか、またはその形状に影響するため、赤血球に対する効果をモニターすることもできる。
医療行為(例えば、予防的治療)の前、または医療行為の間もしくは後に、数日から数週間、患者を治療することができる。投与は、血管形成術、頸動脈切断(carotid ablation)、ロトブレーダー(rotoblader)または臓器移植(例えば、心臓、腎臓、肝臓など)などの別の侵襲的療法に付随的なものであるか、またはそれと同時的なものであってよい。
特定の実施形態においては、負に荷電したリポタンパク質複合体は、コレステロール合成がスタチンまたはコレステロール合成阻害剤によって制御されている患者に投与される。他の実施形態においては、負に荷電したリポタンパク質複合体は、胆汁酸塩およびコレステロールを捕らえるために、胆汁酸排出を増加させ、血中コレステロール濃度を低下させるために、結合樹脂、例えば、半合成樹脂、例えば、コレスチルアミンで、または繊維、例えば、植物性繊維を用いる治療を受けている患者に投与される。
6.8.他の使用
本明細書中に記載のリポタンパク質複合体、例えば、負に荷電したリポタンパク質複合体、および組成物は、例えば、診断目的で、血清HDLを測定するためにin vitroでのアッセイにおいて用いることができる。ApoA−I、ApoA−IIおよびApoペプチドは、血清のHDL成分と結合するので、負に荷電したリポタンパク質複合体を、HDL集団、ならびにプレ−β1およびプレ−β2 HDL集団の「マーカー」として用いることができる。さらに、負に荷電したリポタンパク質複合体を、RCTにおいて有効なHDLのサブ集団のマーカーとして用いることができる。この目的のために、負に荷電したリポタンパク質複合体を、患者血清試料に添加するか、または患者血清試料と混合することができる;適切なインキュベーション時間の後に、組み込まれた負に荷電したリポタンパク質複合体を検出することによって、HDL成分をアッセイすることができる。これは、標識された負に荷電したリポタンパク質複合体(例えば、放射性標識、蛍光標識、酵素標識、染料など)を使用して、または負に荷電したリポタンパク質複合体に対して特異的な抗体(もしくは抗体断片)を使用する免疫アッセイによって、達成することができる。
あるいは、標識された負に荷電したリポタンパク質複合体は、循環系を可視化するために、またはRCTをモニターするために、またはHDLがコレステロール流出において活性であるはずである脂肪線条(fatty streak)、アテローム性動脈硬化症病変などにおけるHDLの蓄積を可視化するために、画像化手順(例えば、CATスキャン、MRIスキャン)において用いることができる。
特定のプロApoA−I−脂質複合体の調製および特性評価に関連する例およびデータは、米国特許出願公開第2004/0067873号(その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されている。
特定のプロApoA−I−脂質複合体を用いて動物モデル系において得られたデータは、米国特許出願公開第2004/0067873号(その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されている。
7.実施例1:ApoA−I発現系の開発
7.1.チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞中でのヒトApoA−Iのクローニングおよび発現
7.1.1.ApoA−I発現ベクターの調製
プレプロApoA−I遺伝子配列はNCBI(P02647)から取得し、クローニングを容易にし、発現を改善するためにフランキング配列を付加した。フランキング配列を含むプレプロApoA−IコードDNAを合成し、Bluescript KS+ベクター中にクローニングした。5’フランキング配列は、最適化されたKozak翻訳配列を含んでいた。HindIIIおよびBglII制限酵素を用いて、Bluescript KS+ベクターから、プレプロApoA−I挿入物を切り出した。この断片をゲル精製し、以下の遺伝子エレメント:Molony Murine Sarcomaウイルス5’LTRに融合されたヒトサイトメガロウイルスプロモーター、MoMuLV/SVパッケージング領域、極初期サルサイトメガロウイルスプロモーター、マルチクローニング部位、MoMuLV由来3’LTR、ならびに細菌の複製起点およびβ−ラクタマーゼ遺伝子を担持するレトロウイルス発現ベクター中にライゲーションした。得られた構築物のクローンを、遺伝子およびフランキング領域を通じて配列決定した。最終的なクローン(クローン#17)を、予測されるDNA配列との一致に基づいて選択した。次いで、Vesicular Stomatitis Virusエンベロープ糖タンパク質のための発現プラスミドで同時トランスフェクトした293GP細胞を用いる形質導入のために、レトロベクターを調製した。同時トランスフェクトされた細胞から回収され、濃縮された上清を、以下の第7.1.2節に記載のCHO−S形質導入ステップに用いた。
7.1.2.ApoA−Iの発現のための哺乳動物細胞系の製造
無血清培地中での増殖のために適合させたチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO−S)を、上記の第7.1.1節に記載のレトロウイルスベクターを用いる3ラウンドの形質導入(1X、2Xおよび3X)にかけた。それぞれの形質導入後の低温保存のために、プールされた集団を拡張し、細胞の試料を遺伝子コピー分析に提出した。遺伝子コピー指数を以下の表2に示す。3X形質導入細胞系を、125mLフラスコ中で2回、16日のフェドバッチ試験における生産性について分析した。その結果を表3に示す。
Figure 0006219170
Figure 0006219170
7.1.3.ApoA−Iを発現する細胞系の安定性
ApoA−Iを産生するマスター細胞バンクであるCHO−S−ApoA−I−R(3X)クローン17に対して、その生存能力の安定性、増殖速度、遺伝子挿入物の保護、および長期培養中の一貫した生成物分泌を評価するために、非GMP特性評価試験を行った。
細胞系をマスター細胞バンクから解凍し、PF CHO LS培地(HyClone、Logan UT)を用いて125mL振とうフラスコ中で培養した。細胞を、世代0から世代43までの連続継代により、連続的に培養した。世代4、8、14、19、25、31、36および43で、細胞の試料を凍結した。培養の終わりに、全世代に由来する細胞の試料を解凍し、これを用いて、同じ実験における異なる世代での細胞系のApoA−Iタンパク質産生を比較するための最後の培養実行を行った。それぞれの試料から得られた上清を、逆相HPLC分析を用いて12日目に試験して、ApoA−I産生のレベルを決定した。ApoA−I濃度は、様々な試料について1259mg/Lから1400mg/Lまで変化することがわかった(図2)。
遺伝子挿入物の安定性を比較するために、世代0、4、14、25、36および43でのCHO細胞の試料を、DNA単離のために用いた。それぞれの試料の遺伝子挿入物の数を、ゲノムDNA上でのリアルタイムPCRを用いて決定した。表3に示された通り、コピー数のPCRに基づく指数は、世代0と世代43との間の重複する標準偏差に基づけば有意に異なっていた。マスター細胞バンク細胞系からのApoA−Iの産生および遺伝子コピー指数値は、試験した43世代にわたって安定であることがわかった。
Figure 0006219170
7.2.ApoA−Iの細胞増殖および収穫
7.2.1.接種材料および200Lバイオリアクター製造へのスケールアップ
マスター細胞バンクからのヒトApoA−I遺伝子を安定にトランスフェクトされたCHO−S細胞のバイアルを37℃水浴中で解凍し、35mLのHyQ PF−CHO LS細胞培養培地を含有する単一の振とうフラスコ(250mL)(Thermo Fisher Scientific)に添加した。血球計を用いて決定された初期細胞計数は、2.48x10細胞/mLであり、93.8%の生存率であった。次いで、培養物を、加湿された5%CO環境中、37℃で維持したインキュベータ内のOrbit振とう器(90rpm)上に置いた。継代培養ステップは、約1.6x10細胞/mLの接種密度を目標とした。フラスコ中の4日目の細胞計数および生存率は、15.01x10細胞/mLおよび93.9%の生存率であった。250mLのフラスコを1Lのフラスコに継代培養した。1Lフラスコからの3日目の平均生細胞計数は、13.56x10細胞/mLであり、95.3%の生存率であった。この1Lフラスコを、それぞれ、1000mLおよび1.75x10細胞/mLの初期培養容量および初期標的細胞密度で10Lの使い捨てWave Bag(GE Healthcare Bioscience Bioprocess Corp、Somerset、NJ)を含むWave Bioreactor System 20EHに継代培養した。Wave Bioreactor運転設定は、37℃のインキュベーション温度、15.0cpmの振とう速度、10.9°の振とう角度、および0.25L/分のガス流速を用いる通気ガス中、5.0%のCO濃度であった。培養の3日後、Wave Bag中の生細胞密度は10.73x10細胞/mLであり、新鮮なHyQ PF−CHO LSを添加し、培養容量を5000mLにした。さらに3日後、生細胞密度は13.25x10細胞/mLであり、Wave Bag中の容量を30Lバイオリアクターに移した。温度、pH、溶解酸素、圧力、および撹拌速度に関する30Lバイオリアクターにおける運転設定点は、それぞれ、37℃、pH7.0、40%空気飽和、1psig圧力、および50rpm撹拌速度であった。
30Lバイオリアクター中の生細胞密度は、培養の3日目に10.80x10細胞/mLであり、これは2.40x10細胞/mLの初期標的密度で200Lバイオリアクターに接種するのに十分なものであった。30Lの全内容物を移したところ、接種後の重量、細胞密度および生存率は、それぞれ、134.5Kg、2.37x10細胞/mLおよび90.9%であった。温度、pH、溶解酸素、圧力、および撹拌速度に関する200Lバイオリアクターにおける運転設定点は、それぞれ、37℃、pH7.0、40%空気飽和、1psig圧力、および35rpm撹拌速度であった。3日目に、細胞密度は15.71x10細胞/mLであり、これは、バイオリアクターに60L(v/v)の完全培地(AGT CD CHO 5X、Invitrogen)および200mMのL−グルタミン(最終濃度10mM)溶液を添加するのに十分なものであった。8および12日目に、グルコースレベルは5g/L以下まで低下し、これは3g/Lのグルコース(20%)溶液の添加を誘発した。9日目に生細胞密度は33.20x10細胞/mLでピークに達し、92.5%の生存率であった。78.5%の細胞密度で13日目にバイオリアクターを収穫した。培養期間を通じた培養物の細胞計数および生存率を図3Aに示し、培養期間を通じた培養培地中のApoA−I濃度を図3Bに示す。
7.2.2.細胞の収穫、細胞分離および保存
バイオリアクターの内容物を2つのCuno(Rutherford、NJ、USA)60M02 Maximizerフィルター、次いで、Millipore 0.22μm Opticap(Billercia、MA、USA)に通過させることにより、バイオリアクターからの培地を200Lの袋に収穫した。次いで、清澄化された培地を、分散操作まで2〜8℃で保存した。清澄化された培地を、Millipore 0.22μmフィルター(Billerica、MA、USA)を通して濾過し、2Lの滅菌PETGボトル(ThermoFisher、Marietta、OH、USA)中に分注した後、出荷されるまで−20℃で凍結した。
8.実施例2:ApoA−I精製システムの開発
8.1.材料および方法
発現、一次分離および条件化。実施例1に記載のように得られたApoA−I清澄化細胞増殖培地(約1.8L)を、周囲温度での保存により解凍した。解凍された培地を、1M HClを用いてpH5.3±0.2に低下させることにより、陰イオン交換クロマトグラフィーのために条件化した。
ApoA−Iの精製。20cmのベッド高に充填したQ−Sepharose FF(GE Healthcare)陰イオン交換カラムを、TAMP Aバッファー(20mMリン酸ナトリウム、pH5.3)を用いて平衡化させた。カラム流出液のpHが約5.5であった場合に平衡化が完了したと判定した。条件化された濾液を、3.7cm/minの流速で25〜35gのApoA−I/陰イオン交換樹脂1Lでカラム上にロードした。TAMP A流出物中、カラムを通してApoA−Iを洗浄し、これを回収した。
陰イオン交換カラムからのApoA−Iを含有する流出物を、1M NaOHを用いて8.0±0.2にpH調整した。次いで、溶液を、約12.5L/h/mの流速で0.2μmのPlanova 20Nフィルター(旭化成メディカル)を通して濾過して、ウイルスおよびウイルス粒子を除去した。
25cmのベッド高を有するSource 30逆相クロマトグラフィーカラムを、カラム流出液がpH9.5に達した場合に平衡化されるまで、TAMP Dバッファー(20mM炭酸アンモニウム、pH9.5)で洗浄した。ウイルス濾過ステップからのApoA−Iを含有する濾液を、2.8cm/minの流速でカラム上にロードした。試料中のApoA−Iをマトリックスに吸着させ、TAMP Dバッファー中の35〜50%アセトニトリルの勾配を用いて溶出させた。
25cmのベッド高に充填した逆相シリカC18カラム(300Å 10μm)を、カラム流出液がpH9.5に達した場合に平衡化されるまで、TAMP Eバッファー(100mM炭酸アンモニウム、pH9.5)中で洗浄した。次いで、C18カラムを、4.7gのApoA−I/マトリックス1Lでロードした。カラムマトリックスに吸着されたApoA−Iを、TAMP Eバッファー中の40〜50%アセトニトリル勾配中で溶出させた。
画分を約2.5倍にプール、濃縮した後、15容量のTAMP Cバッファー(3mMリン酸ナトリウム、pH8)に対して濃縮液を透析濾過することにより、C18カラムから溶出したApoA−I含有画分からアセトニトリルを除去した。透析濾過されたApoA−I溶液のpHを、希リン酸を用いて約6.0に低下させた後、Mustang Q陰イオン交換膜(Pall Life Sciences)を通して濾過して、DNAおよび宿主細胞タンパク質を除去した。Mustang Qの濾液を、5容量のTAMP Cバッファーに対して透析濾過した。
次いで、透析濾過された濾液を、膜が28,000ダルトンのApoA−Iを保持するように10,000ダルトン分子量カットオフを有するポリエーテルスルホン膜(Filtron Omegaシリーズ)を用いて最後の限外濾過にかけた。SDS−PAGEゲルを走査し、精製されたApoA−Iバンド領域の強度と全バンドの総強度との比率を測定することにより決定された場合、タンパク質溶液は7.8〜17g/Lの純粋なApoA−Iを含有していた。
8.2.結果
ApoA−Iの特性評価。SDS−PAGEによりApoA−I生成物の純度をアッセイしたところ、99%以上純粋であり、低レベルのDNAおよび宿主細胞タンパク質を含み、トランケートされたApoA−Iの量は検出不可能であった。図4を参照されたい。
9.実施例3:リポタンパク質複合体成分の最適化
9.1.アポリポタンパク質およびリン脂質成分の調製
プロApoA−I:タンパク質プロApoA−Iは、約90mgのタンパク質を含有する凍結乾燥された個々の100mLフラスコ中で、Unite de Biotechnologie、Institut Meurice、Hte Ecole Lucia De Brouckere、1 Avenue Emile Gryzon、B−1070 Anderlecht、Belgiumにより供給されたものであった。バッチ番号は20060202であった。タンパク質を使用まで約4℃で保持した。凍結乾燥前に、プロApoA−Iの含量は3.225mg/mLであり、尿素含量は約0.011mg/mLであった。約630mgのプロApoA−Iを25.6mLの酢酸/水5%中に溶解することにより、プロApoA−Iの溶液を作製した。溶液の最終濃度は25mg/mLであった。
ApoA−I:ApoA−Iを、上記の実施例1に記載のように調製した。
スフィンゴミエリン:卵由来スフィンゴミエリン(Coatsome(登録商標)NM−10)は、日油株式会社、1−56、Oohama−Cho、Amagasaki−Shi、660−0095、Japanにより供給されたものであった。バッチ番号は0502ES1であった。スフィンゴミエリンを、使用まで約−20℃で保持した。スフィンゴミエリンの純度は99.1%であった。799.4mgの精製スフィンゴミエリンを16mLの酢酸/水5%中に溶解し、50mg/mLの最終濃度を得ることにより、スフィンゴミエリンの溶液を作製した。
ホスファチジルグリセロール:ナトリウム塩としての1,2−ジパルミトイル−SN−グリセロ−3−ホスファチジルグリセロール(DPPG−Na、Coatsome(登録商標)MG−6060LS)は、日油株式会社、1−56、Oohama−Cho、Amagasaki−Shi、660−0095、Japanにより供給されたものであった。バッチ番号は0309651Lであった。DPPG−Naを、使用まで約−20℃で保持した。DPPG−Naの純度は99.2%であった。49.1mgのDPPG−Naを1mLの酢酸/水5%に溶解し、50mg/mLの最終濃度を得ることにより、DPPG−Naの溶液を作製した。
ホスファチジルコリン:ジ−パルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)を、商業的供給源から取得した。
9.2.リポタンパク質複合体の調製
以下のリポタンパク質複合体を調製した:
(a)中性リポタンパク質複合体:
a.処方A:タンパク質:リン脂質の重量比が1:2.5であるプロApoA−IおよびSM;
b.処方B:タンパク質:リン脂質の重量比が1:2.7であるプロApoA−IおよびSM;
c.処方C:タンパク質:リン脂質の重量比が1:3.1であるプロApoA−IおよびSM;
d.処方D:50:50のSM:DPPC wt比を有する、リポタンパク質wt:総リン脂質wt比が1:2.7であるプロApoA−I、SMおよびDPPC;
e.処方E:タンパク質:リン脂質の重量比が1:2.7であるプロApoA−IおよびSM。
(b)負に荷電したリポタンパク質複合体:
a.処方F:48:48:4のSM:DPPC:DPPG wt:wt比を有する、リポタンパク質wt:総リン脂質wt比が1:2.7であるプロApoA−I、SM、DPPCおよびDPPG;
b.処方G:73:23:4のSM:DPPC:DPPG wt:wt比を有する、リポタンパク質wt:総リン脂質wt比が1:2.7であるプロApoA−I、SM、DPPCおよびDPPG;
c.処方H:97:3のSM:DPPG wt:wt比を有する、リポタンパク質wt:総リン脂質wt比が1:2.7であるApoA−I、SMおよびDPPG;
d.処方I:97:3のSM:DPPG wt:wt比を有する、リポタンパク質wt:総リン脂質wt比が1:3.0であるApoA−I、SMおよびDPPG;
e.処方J:97:3のSM:DPPG wt:wt比を有する、リポタンパク質wt:総リン脂質wt比が1:3.3であるApoA−I、SMおよびDPPG。
9.3.リポタンパク質複合体の形成速度および均一性
試料をHPLC系に注入し、リポタンパク質複合体のサイズおよび分布について検査することにより、処方AからJまでのリポタンパク質複合体の形成を試験した。同時均一化により複合体を製造し、指示された時間にサンプリングした。
図5は、異なるリポタンパク質:SM wt:wt比を含む処方Aから処方Cまで、ならびに中性リン脂質が50:50のSM:DPPCである1:2.7の比のリポタンパク質および中性リン脂質を含む処方Dに従う中性リポタンパク質複合体に関する例示的HPLCクロマトグラムを示す。1:2.7のリポタンパク質:SM wt:wt比が最適であった。SMとDPPCの混合物を含む処方Dは、少ない複合体形成を示した。
第2の中性リン脂質としてホスファチジルコリンを添加したところ、ゆっくりとした不完全な複合体形成が得られた。図6は、10、20、30および60分での処方Dのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムを示す。対照的に、図7に示される通り、処方Bは急速に複合体を形成した。
負に荷電したリン脂質、DPPGのSMおよびDPPCへの添加は、図8の20、40、60および120分での処方Fのリポタンパク質複合体のHPLCクロマトグラムに示される通り、さらに少ない複合体形成をもたらした。
図9に示される通り、1:2.7のタンパク質:脂質重量比で、リン脂質としてSMのみを含有するリポタンパク質複合体は、より多くのプレ−B HDL複合体を形成し、同じタンパク質:脂質重量比を有するが、DPPCおよび/またはDPPGを含有するリポタンパク質複合体よりもそうするのが速い。従って、中性脂質としてSMのみを含むリポタンパク質複合体は、SMに加えてDPPCを含み、DPPGを添加した、または添加しない複合体よりも速い速度でより均一なリポタンパク質複合体を形成する。
最後に、リン脂質画分が97:3の重量比のSMおよびDPPGを含有する、1:2.7〜1:3のアポリポタンパク質:リン脂質重量比を含む負に荷電したリポタンパク質複合体は、1:3.3のアポリポタンパク質:リン脂質重量比を含む複合体および非荷電リポタンパク質複合体と比較して、最適な均一性を示し、遊離脂質ピークを示さなかった。処方E、H、IおよびJに関するHPLCクロマトグラムを示す図10を参照されたい。動物におけるさらなる試験(実施例6)のために、処方BおよびHに従うリポタンパク質複合体を選択し、その動物試験の結果に基づいて、ヒト患者における臨床評価(実施例6および8)のために、処方Hのリポタンパク質複合体を選択した。
10.実施例4:熱サイクリングに基づく方法を用いるリポタンパク質複合体の形成
10.1.ApoA−I/DPPG/スフィンゴミエリン複合体を作製するための手順の概説
1〜30mg/ml、典型的には5〜20mg/mlのタンパク質濃度のリン酸バッファー(pH7〜9)中の凍結ApoA−I溶液を、2〜8℃で約24〜96h解凍することにより調製し、秤量する。リン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素ナトリウムをApoA−I溶液に添加して、pH7.4のバッファー中10mMの最終ペプチド濃度を得る。
DPPG溶液を、リン酸バッファー(10mMリン酸ナトリウム、pH8.0)を50℃を目標に温めることにより調製する。DPPG粉末(日油株式会社)を少なくとも1.5h、周囲温度で解凍した後、秤量し、バッファー容器に添加する。次いで、DPPGを、ULTRA−TURRAX(登録商標)高性能ディスペンサ(IKA(登録商標)Works,Inc.)を用いて50℃の温度で分散させる。分散後、DPPG懸濁液およびApoA−I溶液を57℃に加熱する。それらを合わせ、窒素下で30分間、57℃で加熱する。このプレ複合体溶液を室温に冷却する。
スフィンゴミエリン(SM)粉末(日油株式会社)を周囲温度で解凍した後、ガラスタンク中に秤量する。リン酸リン酸(phosphate phosphate)バッファー(10mMリン酸ナトリウム、pH8.0)を50℃に加熱し、SM粉末と合わせて220mg/mlのSM濃度にする。ULTRA−TURRAX(登録商標)を用いてSM粉末を懸濁液中に分散させ、分散物を4℃に冷却した後、ホモジェナイザーに通過させる。動的光散乱(DLS)により55〜70nmゼータ(Z)平均サイズ(強度測定を用いる)までSM粒子をモニターする。これを、例えば、32000+/−3000barで、10〜18℃の入力温度および好ましくは30〜40℃(および59℃を超えない)の出力温度でNano DeBeeホモジェナイザーを用いて達成し、58nmのZ平均サイズを有する粒子を得ることができる。
複合体化のために、ApoA−I/DPPG混合物およびSM分散物を別々に57℃に温める。温められたSM分散物を、57℃の初期温度設定点でApoA−I/DPPG混合物に添加する。合わせるために撹拌した後、溶液を37℃に冷却し、次いで、一連の熱サイクル(57℃〜37℃)を実行して、ApoA−I/DPPG/SM複合体を形成させる。この加熱−冷却プロセスを、5分〜30分の温度間の接触時間で継続する。加熱−冷却サイクルを、タンパク質成分の大部分がリポタンパク質複合体中に組み込まれるまで繰り返す。熱サイクリングの間の複合体のサイズおよび分布を、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によりモニターする。
ApoA−I/DPPG/SM複合体を、上記の(および図11に例示された)手順に従って作製した。ApoA−Iタンパク質は、図1に記載の配列の25〜267位に一致するアミノ酸配列を有していた。複合体は、97:3の重量比のスフィンゴミエリン(SM)および1,2−ジヘキサデカノイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール)(ジパルミトイルホスファチジルグリセロールまたはDPPG)を含有する。ApoA−Iタンパク質と総脂質との比は1:2.7重量/重量(w/w)であり、これは1:108のモル比と等価である。左側にLauda Ecoline Star edition Type 26LE水浴(その中で試料が熱サイクリングされる)を含み、右側に18mlの保持容量を有するshell & tube熱交換器(モデルEF−C50−HE)を含み、蠕動ポンプにより接続された、図5に記載のように配置された熱交換器を用いて、各温度で5分間、57℃と37℃の間で、合わせた脂質およびタンパク質成分をサイクルにかけた。
180mgのDPPGを、2.82グラムの10mMリン酸バッファーpH8.0に添加した。50℃で10分間、ULTRA−TURRAX(登録商標)ディスペンサを用いて、懸濁液を分散させた。22グラムのSM粉末を、78グラムの10mMリン酸バッファーpH8.0と合わせた。50℃で20〜40分間、ULTRA−TURRAX(登録商標)ディスペンサを用いて、懸濁液を分散させた。60nmの平均粒径に設定されたNanoBEEを用いて、SMを均一化させた。DPPG、SMおよびタンパク質を57℃にした。18mg(0.3ml)のDPPGを、57℃で10mMリン酸バッファーpH7.4中の214mgのApoA−Iタンパク質に添加した。57℃で30分後、559mgのSM粒子(2.54ml)を添加した。次いで、この溶液を熱サイクリングにかけて複合体を形成させた。
30分、60分、120分、180分および210分の熱サイクリング後のApoA−I/DPPG/SM複合体形成を示すゲル浸透クロマトグラフィーを、それぞれ図13A〜13Eに示す。主要なGPCピークの鋭さの増加により示される通り、サイクル時間の増加と共により小型の複合体が製造される。非複合体化タンパク質に対応するピークも時間と共に消失する。
10.2.ApoA−I/スフィンゴミエリン複合体の形成
上記の手順に従うが、ApoA−IをDPPGとプレ複合体化せずに、ApoA−I/SM複合体を作製した。タンパク質成分は8.9mg/mlの濃度の5mlのApoA−Iであり、脂質成分は10mMリン酸バッファーpH8.0中に懸濁し、均一化して60nmの脂質粒子を形成させた0.5mlの卵スフィンゴミエリン(220mg/ml)であった。タンパク質および脂質成分を50℃で1:2.5wt:wtの比で混合した。得られた懸濁液を、図5に記載の熱サイクリング装置を用いて18時間(108サイクルおよび10分のサイクリング時間)、熱サイクリングにかけた。ゲル浸透クロマトグラフィーは、形成されたタンパク質/脂質複合体が本質的に均一であることを示す(図14のGPCクロマトグラムを参照されたい)。
10.3.ApoA−I/DPPG/N−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(フィトスフィンゴミエリン)複合体の形成
ApoA−I/DPPG/フィトスフィンゴミエリン複合体を、上記の手順に従って作製した。フィトスフィンゴミエリン粒子を約183nmのサイズ(DLSにより測定)まで均一化し、7.8g/Lのタンパク質:DPPG混合物に添加して、1:2.7の最終タンパク質:脂質(SMおよびDPPG)比を達成した。N−パルミトイル−4−ヒドロキシスフィンガニン−1−ホスホコリン(フィト−スフィンゴミエリン)およびタンパク質:DPPG成分を含有する懸濁液を、合計2時間にわたって、37℃で10分間および57℃で10分間の6サイクルにわたって熱サイクリングした。ゲル浸透クロマトグラフィーは、形成されたタンパク質/脂質複合体が本質的に均一であることを示す(図15のGPCクロマトグラムを参照されたい)。
10.4.ApoA−I/DPPG/合成パルミトイルスフィンゴミエリンの形成
ApoA−I/DPPG/合成パルミトイルスフィンゴミエリン複合体を、以下のように作製した。10mMリン酸バッファーpH7.4中の合成パルミトイルスフィンゴミエリン(220mg/ml)の8.8mLの溶液を、3300nmの粒径に達するまで混合した。ApoA−I(14mg/mlで945mg)を、0.03重量%のDPPG(60mg/ml)と合わせ、50℃で30分間加熱した。合成パルミトイルスフィンゴミエリンミセルを、1:2.7のアポリポタンパク質:リン脂質重量比でタンパク質/DPPG複合体と合わせた。タンパク質および脂質の懸濁液を、合計240分間、または好適な粒径分布に達するまで、10分毎に37℃と57℃を交互にする加熱−冷却サイクルを用いて熱サイクリングした。熱サイクリングの間の複合体のサイズおよび分布を、GPCによりモニターした。複合体化後、濃度を8.0mgのApoA−I/mlにした後、等張性のためにスクロース(40mg/ml)およびマンニトール(20mg/ml)を複合体に添加した。リポタンパク質複合体をGPCによりアッセイしたところ、本質的に均一であることがわかった(図16のGPCクロマトグラムを参照されたい)。
10.5.ApoA−I/DPPG/フィトスフィンゴミエリンの形成
ApoA−I/DPPG/フィトスフィンゴミエリン複合体を、以下のように作製した。10mMリン酸バッファーpH7.4中のフィトスフィンゴミエリン(220mg/ml)の2.0mLの溶液を、990nmの粒径に達するまで50℃で40分間、ULTRA−TURRAX(登録商標)中で分散させた。ApoA−I(7.8mg/mlの濃度で15.6mg)を、0.03重量%のDPPG(60mg/ml)と合わせ、57℃で30分間加熱した。フィトスフィンゴミエリン溶液を、1:2.7のアポリポタンパク質:リン脂質重量比でタンパク質/DPPG混合物と合わせた。次いで、タンパク質および脂質の懸濁液を、合計240分間、または好適な粒径分布に達するまで、10分毎に37℃と57℃を交互にする加熱−冷却サイクルを用いて熱サイクリングした。リポタンパク質複合体の集団をGPCにより測定したところ、約92.6%均一であることがわかった(図17のGPCクロマトグラムを参照されたい)。
10.6.ApoA−Iペプチドとの複合体形成
ApoA−Iペプチド(H−Lys−Leu−Lys−Gln−Lys−Leu−Ala−Glu−Leu−Leu10−Glu−Asn−Leu−Leu−Glu15−Arg−Phe−Leu−Asp−Leu20−Val−Inp22−OH;配列番号4)溶液を用いて、上記のように(第10.1節を参照されたい)、ApoA−Iペプチド、DPPGおよびスフィンゴミエリンの複合体を生成させた。リン脂質成分は、48.5:48.5:3の重量比の卵スフィンゴミエリン(SM)、1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(ジパルミトイルホスファチジルコリン、DPPC)および1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)](ジパルミトイルホスファチジル−グリセロール、DPPG)からなる。ペプチドと総リン脂質複合体との比率は、1:2.5(w/w)である。薬剤複合体は、リン酸緩衝生理食塩水(12mMリン酸ナトリウム、130mM塩化ナトリウム、pH8.2)中のCER−522複合体の溶液である。出発溶液を2時間、1ml/minの流速で50℃と37℃の間で熱サイクリングにかけることにより、複合体を形成させた。
ゲル浸透クロマトグラフィーは、形成されたタンパク質/脂質複合体が本質的に均一であり、タンパク質の大部分がリポタンパク質複合体中に組み込まれていることを示す(図18のGPCクロマトグラムを参照されたい)。
10.7.複合体形成に対する脂質粒径および熱サイクル数の効果
粒径に対する脂質粒径および熱サイクル数の効果を試験した。4つの異なる出発脂質粒径(85nm、77nm、66nmおよび60nmのゼータ平均を有する)の調製物(それぞれ、図19A〜19D)を、1回の通過でNanoBEEにSM溶液を通すことにより生成させた。それぞれの通過物をそのゼータ平均について分析した。脂質粒径はそれぞれの通過と共に低下し、所望のサイズが達成されるまで脂質粒子を収集した。4つの異なる脂質粒径を、37℃で3分間および57℃で10分間の5または7サイクルにわたって、第10.1節の複合体形成法において試験した。
脂質成分をタンパク質成分と混合した場合、得られる懸濁液は濁っている。複合体が形成されるにつれて、この濁りは減少し、溶液はより透明になる。
5サイクルの後、60nmの脂質粒子から製造された複合体の懸濁液が最も透明であった。GPCクロマトグラム(図20A〜20D)は、主要なピークの均一性により証明される通り、全試料において完全な、またはほぼ完全な複合体化を示した。66nmの脂質粒子から出発した場合、リポタンパク質複合体の得られた懸濁液中にGPCによって検出可能な非複合体化タンパク質はなかったが、これは全てのタンパク質が5サイクル後に脂質と複合体化されたことを示唆し、得られた複合体は98%純粋であった。7サイクルの後、4つ全ての懸濁液がより透明になり、これはさらにより高い程度の複合体化を示す。60nmの脂質粒子を用いて作製された懸濁液は、最も透明に見えた。
別の試験において、450nmと40nmのSM粒子を、第10.1節に記載の方法を用いてApoA−IおよびDPPGと複合体化した。図21AのGPCクロマトグラムに示されるように(9.8分のピーク)、脂質成分として450nmのSM粒子を用いた場合、全てではないが、ほとんどのApoA−Iがリポタンパク質複合体中に組み込まれた。図21BのGPCクロマトグラムに示されるように(9.551分のピーク)、脂質成分として40nmのSM粒子を用いた場合、はるかに少量のApoA−I画分がリポタンパク質複合体中に組み込まれた。
10.8.複合体形成に対する出発温度の効果
複合体形成に対する初期熱サイクリング温度の効果を試験した。脂質成分およびタンパク質成分を、57℃の代わりに37℃に加熱し、合わせた以外は第10.1節に記載のようにApoA−I/DPPG/SM複合体を生成させた。得られた複合体のGPCクロマトグラムを図22に示す。比較的大きいタンパク質ピーク(図22で9.455分に溶出する)により示されるように、熱サイクリングを57℃で開始した場合よりも実質的に少ないタンパク質成分がリポタンパク質複合体中に組み込まれた。
10.9.熱サイクリング法を用いるリポタンパク質複合体の商業生産
大規模商業製造のために、本開示の方法をスケールアップし、場合により製剤化ステップと組み合わせた。商業的実施形態を図23に示す。この実施形態では、熱サイクリングステップの後に、リポタンパク質複合体を希釈し、1つまたは複数の等張剤(例えば、スクロースおよび/またはマンニトール)と混合し、濾過し、バイアル中にアリコートする。バイアルの内容物を凍結乾燥して、得られる製剤の貯蔵期間を延長することができる。
第10.1節に記載のApoA−I/DPPG/SM複合体を、DaBEE2000を用いて20リットルスケールで製造した。この複合体をリン酸バッファー(pH7〜8)で希釈し、スクロースおよびマンニトールと混合し、リン酸バッファー10mM pH7.4、8mg/mlのApoA−I、4%(w/w)のスクロースおよび2%(w/w)のマンニトールを含有する最終製剤を得た。
10.10.熱サイクリング対同時均一化により作製されたリポタンパク質複合体の比較
本明細書に開示される熱サイクリング法により作製されたApoA−I/DPPG/SM複合体を、脂質およびタンパク質成分の同時均一化により作製された複合体と比較した。熱サイクリングにより作製された複合体の純度は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した場合、同時均一化と比較して97%に改善された。SDS−PAGEを用いた場合、熱サイクリングにより作製された複合体は、同時均一化された複合体と比較して、98%の増加した主バンド純度を有し、あまりトランケートされていないタンパク質バンドが存在する。
また、ApoA−Iの酸化も、同時均一化と比較して熱サイクリングプロセスによって減少する。RP−HPLC(C18)は、同時均一化された複合体においてはRT0.93と0.99に2つの酸化ピークを示し、これは熱サイクリングプロセスでは存在しない。また、ペプチドマップは、同時均一化により製造された複合体と比較して、熱サイクリングにより製造された複合体においてMet112およびMet148でのApoA−Iのメチオニンの酸化の減少を示す。
データの概要を以下の表5に提示する。
Figure 0006219170
10.11.製造方法における不活性ガスの使用
ApoA−Iは、化学的に不安定になりやすい(例えば、酸化)繊細なタンパク質である。ApoA−I/SM/DPPC含有医薬組成物中のApoA−Iの安定性を増強するために、不活性ガスである窒素の雰囲気下で医薬組成物を調製した(熱サイクリング、充填および最終ステップを含む)。以下は、窒素下での同時均一化により作製されたApoA−I/SM/DPPC複合体と、熱サイクリングにより作製されたApoA−I/SM/DPPC複合体とを比較する試験の結果である。
Figure 0006219170
11.実施例5:in vitroでのコレステロール流出試験
ApoA−I−脂質複合体の生物活性を、Fu5AHラットヘパトーマ細胞において試験し、ABCA1媒介性コレステロール流出を測定した。
Fu5AHラットヘパトーマ細胞は、細胞と成熟HDLとの間のコレステロールの二方向流動を容易にするI型スカベンジャー受容体クラスB(SRB1)を高度に発現する。このモデルは、HDL媒介性コレステロール流出活性に関する特異的アッセイを提供する。このアッセイを、Mwevaら、2006、「Comparison of different cellular models measuring in vitro the whole human serum cholesterol efflux capacity」、Eur. J. Clin. Invest. 36、552-559により記載された方法を用いて実施した。Fu5AH細胞を、H−コレステロールで24時間標識した。流出のための受容培地を、それぞれの試験試料(25mM HEPESで緩衝化されたMEMで希釈された、30、20および10μg/mlのApoA−I/DPPG/パルミトイルSM、ApoA−I/DPPG/卵SM、またはApoA−I/DPPG/フィトSM)のため、および対照試料(ヒト血漿から精製されたApoA−I(20μg/mL)、HDL、2%ヒト血清、培地のみ)のために調製した。試験または対照試料を含有する受容培地を、4時間にわたって細胞に添加し、流出培地および細胞単層中でコレステロールを測定して、Fu5AH細胞から放出されたコレステロールの百分率を決定した。試験試料の生物活性を算出し、正の実験対照として役立つ試験試料中のリポタンパク質複合体と同じ濃度の上記の処方Hの参考標準に対するコレステロール流出の百分率として表す。結果を以下の表7に示し、これは試験したリポタンパク質複合体がコレステロール流出アッセイにおいて測定された場合、有意な生物活性を有することを実証している。
Figure 0006219170
12.実施例6:ウサギにおける処方Bおよび処方Hの複合体の単回低用量投与の薬力学的試験
正常なウサギに、(a)5mg/kg用量の処方Bの調製物(1:2.7のアポリポタンパク質:リン脂質重量比でApoA−IおよびSMを含有する中性リポタンパク質複合体);(b)5mg/kg用量の処方Hの調製物(1:2.7のアポリポタンパク質:リン脂質重量比および97:3のSM:DPPG重量比でApoA−I、SMおよびDPPGを含有する負に荷電したリポタンパク質複合体);または(c)リポタンパク質複合体調製物のための希釈剤を含有する対照調製物を単回注射した。4匹のウサギを、処方B、処方Hおよび対照の各々について試験した。
経時的な、VLDL総コレステロールおよびトリグリセリドの血漿レベルを、図24および25に示す。血漿VLDL総コレステロールレベルは、処方B(ApoA−IおよびSMのリポタンパク質複合体)で処理した動物におけるレベルよりも、処方H(ApoA−I/DPPG/SM複合体)(b)で処理した動物において、あまり増加せず、より速くベースラインに戻った。同様の効果がトリグリセリドレベルについても認められた。この試験は、これらのレベルの一過的上昇が、中性リポタンパク質複合体よりもApoA−I/DPPG/SM複合体複合体についてより短い持続期間のものであることを示していた。この結果は、ヒト対象における処方Hのリポタンパク質複合体の第I相試験の結果と一致する(以下の実施例8に記載される)。
13.実施例7:卵SMおよび合成パルミトイルSMの比較薬力学的試験
ウサギに静脈内注射されたアポリポタンパク質A−I(ApoA−I)/卵SMおよびApoA−I/合成パルミトイルSMリポタンパク質複合体の薬力学的効果を試験した。リポタンパク質複合体の注射後、血漿脂質およびリポタンパク質レベルの変化を測定した。
ApoA−I/卵SMまたはApoA−I/合成SMのいずれかのリポタンパク質複合体を、1mL/minの速度で、耳静脈への静脈内注入により5mg/kgまたは20mg/kgの用量でウサギに投与した。1群あたり4匹の動物を試験した。投与前、注入の終了直後、ならびに注入の開始の30min、45min、1h、2h、4h、6h、8h、10hおよび30h後に、血漿試料を採取した。次いで、市販の酵素キットを用いて、総コレステロール、非エステル化コレステロール、リン脂質および総トリグリセリドについて血漿試料を分析した。市販のELISAキットを用いて血漿試料中でApoA1をアッセイした。血漿試料をGPCにより分析して、総コレステロールおよび非エステル化コレステロールのプロフィールを決定した。5mg/kg用量での処理について、クロマトグラムトレースの曲線下総面積の百分率に基づいて、結果を定量した。
図26A〜26Dは、5mg/kgおよび20mg/kgのApoA−I/卵SMまたはApoA−I/合成SMのいずれかを注入したウサギにおける、経時的な、コレステロール、トリグリセリド、リン脂質およびApoA−Iの血漿レベルを示す。投与した両用量で、注入の開始後30分以内に急速で有意なコレステロール移動が観察された:コレステロール移動は5mg/kg用量については投与の30分後にピークに達し、20mg/kg用量ではコレステロール移動の大きな増加が観察された。試験した各用量で、両方の製剤は、血漿トリグリセリド、血漿リン脂質および血漿組換えヒトApoA−Iについて類似するプロフィールを有していた。
図27A〜27Cは、血漿HDL−総コレステロールレベル、血漿LDL−総コレステロールレベル、および血漿VLDL−総コレステロールレベルを示す。ApoA−I/卵SMおよびApoA−I/合成SMに関するHDL−総コレステロールの増加は類似していた(図27A)。血漿LDL−CおよびVLDL−Cレベルにおいては変動はほとんどなく、そのレベルはいずれかの製剤のリポタンパク質複合体の注射によって実質的に変化しなかった(図27B〜27C)。
この試験の結果は、ApoA−I/卵SMおよびApoA−I/合成SMリポタンパク質複合体がin vivoで類似する応答を惹起することを示している。
14.実施例8:健康な脂質異常症対象におけるApoA−I/DPPG/SM複合体の第I相試験
14.1.材料および方法
3.0を超えるLDL/HDL比を有する健康なボランティアにおいて、無作為化二重盲検プラセボ対照交差単回上昇用量試験として処方Hのリポタンパク質複合体を用いて、第I相臨床試験を行った。この第I相試験の目的は、単回用量として投与された場合の負に荷電したリポタンパク質複合体の安全性、許容性、薬物動態および薬力学を評価することであった。0.25、0.75、2.0、5.0、10.0、15.0、30.0および45.0mg/kgの上昇用量を試験した。対象は、注入により、タンパク質および脂質成分の同時均一化により作製されたApoA−I(実施例1に記載のように調製されたもの)、SMおよびDPPG(1:2.7のタンパク質:脂質重量比および97%SM/3%DPPG(w/w)の脂質組成)のリポタンパク質複合体を含有する滅菌溶液を受けた。この滅菌溶液は、リポタンパク質複合体に加えて、マンニトールおよびスクロース(4%(w/w)スクロース、2%(w/w)マンニトール)を含有するpH8.0の10mMリン酸緩衝生理食塩水であった。
14.2.結果
以下に、この第I相試験からの臨床知見をまとめる。
総コレステロール:各時点での平均血漿総コレステロール濃度を、以下の表8に提示する。
Figure 0006219170
総コレステロール中のVLDL、LDLおよびHDL:総コレステロール中のVLDL、LDLおよびHDLの平均値を、以下の表9〜11に時点および用量別にまとめる。
Figure 0006219170
Figure 0006219170
Figure 0006219170
非エステル化(遊離)コレステロール:各時点での平均血漿遊離(非エステル化)コレステロール濃度を、以下の表12に提示する。
Figure 0006219170
遊離コレステロール中のVLDL、LDLおよびHDL:遊離コレステロール中のVLDL、LDLおよびHDLの平均値を、以下の表13〜15に時点および用量別にまとめる。
Figure 0006219170
Figure 0006219170
Figure 0006219170
トリグリセリド:各時点での平均血漿トリグリセリド濃度を、以下の表16に提示する。
Figure 0006219170
ApoA−I:対象の基準ApoA−Iの経時的変化(mg/dL)を、以下の表17に示す。各用量について血漿ApoA−Iの最大変化を太字で示す。
Figure 0006219170
トランスアミナーゼ:毒性と相関する、肝臓アラニンアミノトランスフェラーゼ、またはトランスアミナーゼのレベルの平均値を、以下の表18に提示する。アラニンアミノトランスフェラーゼの正常範囲は9〜60IU/Lである。
Figure 0006219170
有害事象:合計7人(22%)の対象が有害事象を有した。試験薬剤と少なくともおそらく関連すると調査員によって考えられた有害事象を有した対象はいなかった。有害事象の出現率に用量に関連する傾向はないと考えられる。重篤な有害事象を有した対象はなく、有害事象のために試験を取りやめた対象もいなかった。以下の表19は、身体系別の有害事象の概要を提供する。
Figure 0006219170
14.3.結論
0.25、0.75、2.0、5.0、10.0、15.0、30.0および45.0mg/kgの単回IV用量で処方Hの負に荷電したリポタンパク質複合体を含む滅菌溶液の調製物を投与したこの第I相試験から、以下の結論が得られた。
前記調製物は、全ての対象において全用量で良好に許容され、有害事象プロフィールはプラセボについて観察されたものと同様であった。複合体は、プラセボと違って臨床化学、血液学または凝固パラメータに影響しないと考えられる。ECGに対する有害効果は観察されなかった。単回用量投与後にApoA−Iに対する抗体は検出されなかった。
ApoA−Iおよびスフィンゴミエリンの血漿濃度は、用量と共に増加した:ApoA−Iレベルは、10mg/kgまでの用量については投与の24時間後まで、および10mg/kgを超える用量については投与の72時間後までにベースラインに戻った。スフィンゴミエリンレベルは、5mg/kgまでの用量については投与の24時間後まで、10〜30mg/kgの用量については投与の72時間後まで、および45mg/kgを投与された対象については投与の7日後までに、ベースラインに戻った。
コレステロール移動は、用量の増加と共に増加した:遊離コレステロールのHDL画分における移動は、2.0mg/kgの低さの用量でも認められ(ベースラインからの平均23%の増加)、用量と共に増加した。トリグリセリドレベルは、15mg/kgおよびそれを超える用量で、プラセボについて認められたレベルを超えて一過的に増加した。
さらに、複合体の投与は、肝臓トランスアミナーゼレベルを有意に上昇させず、全ての事例において、そのレベルは正常範囲内に良好に残った。これは、大豆ホスファチジルコリンと複合体化した血漿に由来する再構成された精製ヒトApoA−IであるCSL−111とは対照的であり、これは80mg/kg患者体重の用量で投与した場合、いくらかの患者において正常値上限の最大で100倍を超えるアラニンアミノトランスフェラーゼレベルまで上昇することが認められた。Tardifら、2007、JAMA 297:1675-1682。
かくして、本開示の複合体を、HDLを模倣し、さらに有害な副作用なしに脂質パラメータの臨床的に意義のある改善を達成する他の調製物について報告されたものよりも低い用量で投与することができる。
15.実施例9:急性冠動脈症候群を有する対象の治療におけるApoA−I/SM/DPPG複合体の第II相臨床試験
心血管疾患の治療における、低用量の処方H(1:2.7のアポリポタンパク質:リン脂質重量比で、97:3の卵SM:DPPG重量比のApoA−I、卵スフィンゴミエリン(卵SM)およびDPPG)の負に荷電したリポタンパク質複合体の治療的利益をさらに確認するために、臨床試験を行う。ApoA−Iを上記の実施例1に記載のようにCHO細胞中での発現により調製し、複合体を実施例4の熱サイクリング法により生成する。
ACSの症状を示す対象がこの試験にとってスクリーニングするのにふさわしい。ベースラインカテーテル挿入の時点で、対象は、以前の、または現在のPCIにより影響されない血管内超音波(IVUS)のために1つの「標的」動脈の十分なIVUS評価を行う必要があり、標的動脈の近位4cmは、視覚的血管造影評価による0〜50%の直径狭窄を有し、参考直径≧2.5mmであり、血栓を示唆する欠陥を含まないべきである。一度、ベースラインIVUSが全体の品質、好適な標的血管の存在およびIVUS画像の正確な読み取りを不可能にし得る技術的因子の非存在についてIVUS Core Laboratoryによって評価されたら、対象を無作為化して、1時間にわたって投与される、プラセボまたは複合体の3つの用量のうちの1つ(3、6もしくは12mg/kg)の静脈内注入を受けさせる。無作為化された対象は、5回のさらなる注入について毎週の間隔(すなわち、7〜11日毎)に戻す。最後の注入の1週間後(5〜9日)に、治療終了実験の結果を出す。最後の注入の約3週間後(14〜35日)に、追跡IVUSを行う。最後の注入の約6カ月後(+/−2週)に追跡訪問を行って、試験する抗ApoA1抗体について試料を採取し、主要有害心事象(MACE)評価項目についてモニターする。
主要評価項目は、三次元IVUSにより評価された標的冠動脈の30mm断片における総プラーク体積の数値的変化である。他の有効性測定値は、プラーク体積の変化率(%)、標的30mm断片中のアテローム体積率(%)の変化、標的30mm断片中の総血管体積の変化、ならびにベースラインでの最も小さいプラーク断面積(plaque burden)および三次元IVUS上のベースラインでの最も大きいプラーク断面積を有する部位を中心とする解剖学的に比較可能な5mm断片におけるベースラインから追跡までのプラーク、内腔および総血管体積の変化である。プラーク体積の変化率(%)は、数値的変化をベースラインで割って100を掛けたものとして算出される。アテローム(閉塞)体積率(%)は、プラーク体積を弾性外膜(EEM)体積で割った後、100を掛けることにより計算される。
16.特定の実施形態、参考文献の引用
本開示の様々な態様が、以下の番号付きの段落に記載の実施形態で説明される。
1.アポリポタンパク質画分と脂質画分とを含むリポタンパク質複合体であって、前記脂質画分が本質的に95〜99重量%の中性リン脂質と1〜5重量%の負に荷電したリン脂質とからなり、アポリポタンパク質画分とリン脂質画分との比が、重量比で約1:2.7〜約1:3の範囲にある、リポタンパク質複合体。
2.アポリポタンパク質が、プレプロアポリタンパク質(preproapoliprotein)、プレプロApoA−I、プロApoA−I、ApoA−I、プレプロApoA−II、プロApoA−II、ApoA−II、プレプロApoA−IV、プロApoA−IV、ApoA−IV、ApoA−V、プレプロApoE、プロApoE、ApoE、プレプロApoA−IMilano、プロApoA−IMilano、ApoA−IMilano、プレプロApoA−IParis、プロApoA−IParis、およびApoA−IParisならびにその混合物から選択される、実施形態1に記載のリポタンパク質複合体。
3.アポリポタンパク質が本質的に配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するタンパク質に対して少なくとも90%または少なくとも95%の配列同一性を有するApoA−Iからなる、実施形態2に記載のリポタンパク質複合体。
4.アポリポタンパク質が単量体、二量体および/または四量体を含む、実施形態3に記載のリポタンパク質複合体。
5.アポリポタンパク質がApoA−Iペプチド模倣体を含む、実施形態1から4のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体。
6.アポリポタンパク質画分とリン脂質画分との比が、重量比で1:2.7である、実施形態1から5のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体。
7.脂質:アポリポタンパク質モル比が約1:105〜約110の範囲であり、アポリポタンパク質の値がApoA−I当量で表される、実施形態1から6のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体。
8.脂質:アポリポタンパク質モル比が1:108である、実施形態7に記載のリポタンパク質複合体。
9.中性脂質が天然スフィンゴミエリンまたは合成スフィンゴミエリンである、実施形態1から8のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体。
10.スフィンゴミエリンが卵スフィンゴミエリンである、実施形態9に記載のリポタンパク質複合体。
11.少なくとも95%純粋であるスフィンゴミエリンから作製される実施形態9に記載のリポタンパク質複合体。
12.前記脂質画分が本質的に96〜98重量%の中性リン脂質と2〜4重量%の負に荷電したリン脂質とからなる、実施形態1から11のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体。
13.前記脂質画分が本質的に97重量%の中性リン脂質と3重量%の負に荷電したリン脂質とからなる、実施形態12に記載のリポタンパク質複合体。
14.負に荷電したリン脂質がホスファチジルグリセロールを含む、実施形態13に記載のリポタンパク質複合体。
15.負に荷電したリン脂質が1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)](DPPG)の塩を含むか、またはそれからなる、実施形態14に記載のリポタンパク質複合体。
16.塩がナトリウム塩またはカリウム塩である、実施形態15に記載のリポタンパク質複合体。
17.中性および/または負に荷電したリン脂質のアシル鎖がそれぞれ互いに独立に、12〜26、14〜26、または16〜26個の炭素原子を含有する飽和またはモノ不飽和炭化水素から選択される、実施形態1から16のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体。
18.中性および/または負に荷電したリン脂質のそれぞれのアシル鎖が同じである、実施形態17に記載のリポタンパク質複合体。
19.中性および/または負に荷電したリン脂質のそれぞれのアシル鎖が異なる、実施形態17に記載のリポタンパク質複合体。
20.中性および負に荷電したリン脂質のアシル鎖が同じ数の炭素原子を含有する、実施形態17に記載のリポタンパク質複合体。
21.中性および負に荷電したリン脂質のアシル鎖が異なる飽和度を有する、実施形態17に記載のリポタンパク質複合体。
22.中性および負に荷電したリン脂質のアシル鎖が16個の炭素原子を含有する、実施形態17に記載のリポタンパク質複合体。
23.実施形態1から22のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体の集団。
24.脂質画分と、本質的にアポリポタンパク質A−I(「ApoA−I」)からなるアポリポタンパク質画分とをそれぞれ含むリポタンパク質複合体の集団であって、下記特徴:
(a)前記集団中のApoA−Iに関して少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、または少なくとも95重量%が成熟形態にある;
(b)前記集団中のApoA−Iの20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下または5重量%以下が未熟形態にある;
(c)前記集団がApoA−I 1ミリグラムあたり、100ピコグラム以下、50ピコグラム以下、25ピコグラム以下、10ピコグラム以下または5ピコグラム以下の宿主細胞DNAを含有する;
(d)前記集団がApoA−I 1ミリグラムあたり、500ナノグラム以下、200ナノグラム以下、100ナノグラム以下、50ナノグラム以下、または20ナノグラム以下の宿主細胞タンパク質を含有する;
(e)前記集団中のApoA−Iの20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下または5重量%以下がトランケートされた形態にある;
(f)前記集団中の前記ApoA−I中のメチオニン112およびメチオニン148のそれぞれの20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、3%以下、2%以下または1%以下が酸化されている;
(g)リポタンパク質複合体の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも90%が、ゲル浸透クロマトグラフィー(「GPC」)または動的光散乱(「DLS」)により測定された場合、4nm〜15nmまたは6nm〜15nmのサイズの粒子の形態にある;
(h)前記集団がApoA−I 1ミリグラムあたり、1EU以下、0.5EU以下、0.3EU以下または0.1EU以下の内毒素を含有する;ならびに
(i)前記集団中のApoA−I中のアミノ酸の10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下または1%以下が脱アミド化されている
のうちの1、2、3、4、5、6、7、8、9または10個全部を特徴とする、集団。
25.前記複合体中の脂質画分中の脂質の15重量%以下、または10重量%以下、5重量%以下または2重量%以下がコレステロールである、実施形態24に記載の集団。
26.コレステロールを含有しない、実施形態25に記載の集団。
27.タンパク質の少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%が成熟ApoA−Iタンパク質である、実施形態24から26のいずれか1つに記載の集団。
28.タンパク質の15%未満、10%未満、または10%未満が酸化、脱アミド化、および/またはトランケートされた種である、実施形態27に記載の集団。
29.リポタンパク質複合体が少なくとも90%、少なくとも92.5%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%または少なくとも98%純粋である、実施形態24から28のいずれか1つに記載の集団。
30.リポタンパク質複合体が、ゲル浸透クロマトグラフィーにおける単一のピークにより反映されるように、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%均一である、実施形態24から29のいずれか1つに記載の集団。
31.リポタンパク質複合体の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%が、GPCまたはDLSにより測定された場合、4nm〜12nmの範囲のサイズ、6nm〜12nmの範囲のサイズ、または8nm〜12nmの範囲のサイズである、実施形態30に記載の集団。
32.タンパク質の少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%が複合体中にある、実施形態24から31のいずれか1つに記載の集団。
33.コール酸塩を含有しない、実施形態24から32のいずれか1つに記載の集団。
34.洗剤を含有しない、実施形態24から33のいずれか1つに記載の集団。
35.200ppm未満、100ppm未満または50ppm未満の非水性溶媒を含有する、実施形態24から34のいずれか1つに記載の集団。
36.前記ApoA−IがヒトApoA−Iタンパク質である、実施形態24から35のいずれか1つに記載の集団。
37.前記ApoA−Iが組換えApoA−Iである、実施形態24から36のいずれか1つに記載の集団。
38.ApoA−Iが配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するタンパク質に対して少なくとも90%または少なくとも95%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する、実施形態24から37のいずれか1つに記載の集団。
39.前記脂質画分が本質的に95〜99重量%の中性リン脂質と1〜5重量%の負に荷電したリン脂質とからなる、実施形態24から38のいずれか1つに記載の集団。
40.前記脂質画分が本質的に96〜98重量%の中性リン脂質と2〜4重量%の負に荷電したリン脂質とからなる、実施形態39に記載の集団。
41.前記脂質画分が本質的に97重量%の中性リン脂質と3重量%の負に荷電したリン脂質とからなる、実施形態24から40のいずれか1つに記載の集団。
42.中性脂質が天然スフィンゴミエリンまたは合成スフィンゴミエリンであり、場合により、脂質が5meq O/kg未満、4meq O/kg未満、3meq O/kg未満、または2meq O/kg未満の過酸化物価を有する、実施形態41に記載の集団。
43.スフィンゴミエリンが卵スフィンゴミエリンである、実施形態42に記載の集団。
44.少なくとも95%純粋であるスフィンゴミエリンから作られる実施形態42に記載の集団。
45.負に荷電したリン脂質がホスファチジルグリセロールを含む、実施形態41から44のいずれか1つに記載の集団。
46.負に荷電したリン脂質が1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)](DPPG)の塩を含むか、またはそれからなる、実施形態45に記載の集団。
47.塩がナトリウム塩またはカリウム塩である、実施形態46に記載の集団。
48.中性リン脂質および/または負に荷電したリン脂質のアシル鎖がそれぞれ互いに独立に、12〜26、14〜26、または16〜26個の炭素原子を含有する飽和またはモノ不飽和炭化水素から選択される、実施形態24から47のいずれか1つに記載の集団。
49.中性リン脂質および/または負に荷電したリン脂質のそれぞれのアシル鎖が同じである、実施形態48に記載の集団。
50.中性リン脂質および/または負に荷電したリン脂質のそれぞれのアシル鎖が異なる、実施形態48に記載の集団。
51.中性リン脂質および負に荷電したリン脂質のアシル鎖が同じ数の炭素原子を含有する、実施形態48に記載の集団。
52.中性リン脂質および負に荷電したリン脂質のアシル鎖が異なる飽和度を有する、実施形態48に記載の集団。
53.中性リン脂質および負に荷電したリン脂質のアシル鎖が16個の炭素原子を含有する、実施形態48に記載の集団。
54.1:80〜120、1:85〜1:110、または1:100〜1:115の範囲のアポリポタンパク質画分:脂質画分モル比を有し、アポリポタンパク質の値がApoA−I当量で表される、実施形態24から41のいずれか1つに記載の集団。
55.1:80〜1:90、1:90〜1:100、1:100〜1:110または1:105〜1:110の範囲のアポリポタンパク質画分:脂質画分モル比を有し、アポリポタンパク質の値がApoA−I当量で表される、実施形態54に記載の集団。
56.1:2〜約1:3の範囲のアポリポタンパク質画分:リン脂質画分重量比を有する、実施形態24から55のいずれか1つに記載の集団。
57.アポリポタンパク質画分:リン脂質画分の重量比が1:2.1〜1:2.7である、実施形態24から40のいずれか1つに記載の集団。
58.アポリポタンパク質画分:リン脂質画分の重量比が1:2.7である、実施形態57に記載の集団。
59.実施形態1から22のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体または実施形態23から58のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体の集団、ならびに1つまたは複数の薬学的に許容される担体、希釈剤および/または賦形剤を含むか、または本質的にそれからなる医薬組成物。
60.配列番号1の25〜267位に対して少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むApoA−Iタンパク質を発現するように遺伝子操作された哺乳動物宿主細胞。
61.宿主細胞が培養される培地中に前記タンパク質が分泌される、実施形態60に記載の哺乳動物宿主細胞。
62.前記タンパク質がシグナル配列MKAAVLTLAVLFLTGSQAをさらに含む、実施形態60または61に記載の哺乳動物宿主細胞。
63.前記タンパク質がプロペプチド配列RHFWQQをさらに含む、実施形態60から62のいずれか1つに記載の哺乳動物宿主細胞。
64.チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、CHO−S、CHO−K1、VERO、BHK、BHK570、HeLa、COS−1、COS−7、MDCK細胞、293、3T3、ミエローマ、PC12およびW138である、実施形態60から63のいずれか1つに記載の哺乳動物宿主細胞。
65.CHO細胞である、実施形態64に記載の哺乳動物宿主細胞。
66.CHO−S細胞またはCHO−K1細胞である、実施形態65に記載の哺乳動物宿主細胞。
67.培養物中で少なくとも0.5、1、2、3または4g/Lの前記ApoA−Iタンパク質を産生することができる、実施形態60から66のいずれか1つに記載の哺乳動物宿主細胞。
68.培養物中で最大で4、5、6、7、8、9、10、12、15または20g/Lの前記ApoA−Iタンパク質を産生することができる、実施形態67に記載の哺乳動物宿主細胞。
69.培養物が大規模培養物である、実施形態67または68に記載の哺乳動物宿主細胞。
70.前記大規模培養物が少なくとも15リットル、少なくとも20リットル、少なくとも25リットル、または少なくとも30リットルである、実施形態69に記載の哺乳動物宿主細胞。
71.前記大規模培養物が約50リットル、約100リットル、約200リットルまたは約300リットルである、実施形態70に記載の哺乳動物宿主細胞。
72.少なくとも約5コピーの、前記ApoA−Iタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む、実施形態60から71のいずれか1つに記載の哺乳動物宿主細胞。
73.それぞれのヌクレオチド配列がプロモーターに機能し得る形で連結される、実施形態72に記載の哺乳動物宿主細胞。
74.プロモーターがサイトメガロウイルスプロモーターである、実施形態73に記載の哺乳動物宿主細胞。
75.プロモーターが極初期サルサイトメガロウイルスプロモーターである、実施形態74に記載の哺乳動物宿主細胞。
76.配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するアミノアミノ配列を含むか、またはそれからなる成熟ApoA−Iタンパク質を分泌する、実施形態60から75のいずれか1つに記載の哺乳動物宿主細胞。
77.実施形態60から76のいずれか1つに記載の複数の哺乳動物宿主細胞を含む哺乳動物細胞培養物。
78.配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するアミノアミノ配列を含むか、またはそれからなる少なくとも約0.5g/Lの成熟ApoA−Iタンパク質を含む、実施形態77に記載の哺乳動物細胞培養物。
79.前記成熟ApoA−Iタンパク質の少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%がシグナル配列を欠く、実施形態78に記載の哺乳動物細胞培養物。
80.前記成熟ApoA−Iタンパク質の少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%がシグナル配列およびプロペプチド配列を欠く、実施形態78に記載の哺乳動物細胞培養物。
81.前記成熟ApoA−Iタンパク質の少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%がトランケート、酸化または脱アミド化されていない、実施形態78から80のいずれか1つに記載の哺乳動物細胞培養物。
82.ApoA−Iタンパク質が発現および分泌される条件下で実施形態60から76のいずれか1つに記載の哺乳動物宿主細胞を培養することを含む、成熟した生物学的に活性なApoA−Iタンパク質を製造する方法。
83.前記培養哺乳動物宿主細胞の上清から、前記成熟した生物学的に活性なApoA−Iタンパク質を回収することをさらに含む、実施形態82に記載の方法。
84.ApoA−Iタンパク質を精製することをさらに含む、実施形態82または83に記載の方法。
85.実施形態84に記載の方法により得られたか、または得られる治療上有効量のApoA−Iタンパク質を含む医薬組成物。
86.ApoA−Iタンパク質が脂質と複合体化される、実施形態85に記載の医薬組成物。
87.不活性ガス下で前記医薬組成物を製造することを含む、ApoA−Iを含む医薬組成物中の酸化生成物を最小化する方法。
88.不活性ガスが窒素、ヘリウムまたはアルゴンである、実施形態87に記載の方法。
89.医薬組成物がApoA−Iを含むリポタンパク質複合体の医薬組成物である、実施形態87または88に記載の方法。
90.リポタンパク質複合体を調製する方法であって、
(a)脂質成分とタンパク質成分とを含む出発懸濁液を、第1の温度範囲の温度から第2の温度範囲の温度まで冷却するステップであって、前記脂質成分が本質的に脂質の粒子からなり、前記タンパク質成分が本質的に脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質からなる、ステップ;
(b)冷却された(a)の懸濁液を、前記第2の温度範囲の温度から前記第1の温度範囲の温度まで加熱するステップ;
(c)前記の加熱された(b)の懸濁液を、前記第1の温度範囲の温度から前記第2の温度範囲の温度まで冷却するステップ;ならびに
(d)ステップ(b)と(c)を少なくとも1回繰り返すステップ
を含み、それによってリポタンパク質複合体を形成する方法。
91.ステップ(c)が、前記脂質成分および/または前記タンパク質成分の少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%が複合体化形態になるまで、ステップ(a)および(b)を繰り返すことを含む、実施形態90に記載の方法。
92.ステップ(c)が、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%の均一性のリポタンパク質複合体が得られるまで、ステップ(a)および(b)を繰り返すことを含む、実施形態90または91に記載の方法。
93.ステップ(d)が、少なくとも3回、少なくとも4回、または少なくとも5回、ステップ(b)および(c)を繰り返すことを含む、実施形態90から92のいずれか1つに記載の方法。
94.ステップ(c)が、最大6回、最大8回または最大10回、ステップ(b)および(c)を繰り返すことを含む、実施形態90から93のいずれか1つに記載の方法。
95.ステップ(a)の後、懸濁液が、前記加熱ステップ(b)の前に少なくとも1分、少なくとも2分、少なくとも3分、少なくとも4分または少なくとも5分、第2の温度範囲で維持される、実施形態90から94のいずれか1つに記載の方法。
96.ステップ(a)の後、懸濁液が、前記加熱ステップ(b)の前に、最大で6分、最大で8分、最大で10分、最大で20分、最大で30分または最大で1時間、第2の温度範囲内で維持される、実施形態90から95のいずれか1つに記載の方法。
97.ステップ(b)の後、懸濁液が、前記冷却ステップ(c)の前に少なくとも1分、少なくとも2分、少なくとも3分、少なくとも4分または少なくとも5分、第1の温度範囲内で維持される、実施形態90から96のいずれか1つに記載の方法。
98.ステップ(b)の後、懸濁液が、前記冷却ステップ(c)の前に最大で6分、最大で8分、最大で10分、最大で20分、最大で30分または最大で1時間、第1の温度範囲内で維持される、実施形態90から97のいずれか1つに記載の方法。
99.得られるリポタンパク質複合体が遠心分離にかけられない、実施形態90から98のいずれか1つに記載の実施形態のいずれか1つに記載の方法。
100.脂質成分およびタンパク質成分が、ステップ(a)の前記出発懸濁液中で、それぞれ、脂質およびタンパク質およびペプチドの大部分に相当する、実施形態90から99のいずれか1つに記載の方法。
101.脂質成分が、ステップ(a)の前記出発懸濁液中の脂質の少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%に相当する、実施形態90から100のいずれか1つに記載の方法。
102.タンパク質成分が、ステップ(a)の前記出発懸濁液中のタンパク質およびペプチドの少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%に相当する、実施形態90から101のいずれか1つに記載の方法。
103.前記懸濁液中の脂質の最大で5%、最大で10%、最大で15%または最大で20%が、ステップ(a)の出発懸濁液中でタンパク質成分と予め複合体化される、実施形態90から102のいずれか1つに記載の方法。
104.前記第1の温度範囲が、前記タンパク質成分の転移温度の、下は10℃以上および上は15℃以下、10℃以下または5℃以下の温度を含む、実施形態90から103のいずれか1つに記載の方法。
105.前記第2の温度範囲が、前記脂質成分の転移温度の、下は5℃以上または10℃以上および上は5℃以下の温度を含む、実施形態90から104のいずれか1つに記載の方法。
106.前記第1の温度範囲が、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、7℃または10℃以下である、実施形態90から105のいずれか1つに記載の方法。
107.前記第2の温度範囲が、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、7℃または10℃以下である、実施形態90から106のいずれか1つに記載の方法。
108.前記出発懸濁液を形成させるステップをさらに含む、実施形態90から107のいずれか1つに記載の方法。
109.前記懸濁液の形成が、それぞれ前記第1の範囲の温度に予め加熱された、脂質粒子の懸濁液と、前記脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質の溶液とを合わせるステップを含む、実施形態108に記載の方法。
110.前記懸濁液の形成が、それぞれ前記第1の範囲の温度に予め加熱された、脂質粒子の集団と、脂質と予め複合体化された前記脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質とを混合するステップを含む、実施形態108に記載の方法。
111.脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質と予め複合体化された脂質が、前記出発懸濁液中の総脂質の5%以下、10%以下、15%以下または20%以下である、実施形態110に記載の方法。
112.脂質の溶液が均一化された脂質の溶液である、実施形態109から111のいずれか1つに記載の方法。
113.前記合わせるステップの前に、高圧均一化を用いて均一化された脂質の溶液を形成させるステップをさらに含む、実施形態112に記載の方法。
114.前記高圧均一化が、1500barを超える、1800barを超える、または2000barを超える圧力である、実施形態113に記載の方法。
115.前記高圧均一化が、1900〜2500barの圧力で実施される、実施形態114に記載の方法。
116.脂質成分が本質的に脂質粒子からなり、前記脂質粒子が、
(i)DLSにより測定された場合、少なくとも45nm、少なくとも50nm、少なくとも55nmまたは少なくとも60nmのサイズである;および
(ii)DLSにより測定された場合、最大で65nm、最大で70nm、最大で75nm、最大で80nmのサイズ、最大で100nm、最大で120nm、最大で150nm、最大で200nm、最大で250nm、最大で300nm、最大で500nmのサイズである、実施形態90から115のいずれか1つに記載の方法。
117.前記脂質粒子が、DLSにより測定された場合、最大で65nm、最大で70nm、最大で75nm、または最大で80nmのサイズである、実施形態116に記載の方法。
118.前記脂質粒子が、DLSにより測定された場合、最大で100nm、最大で120nm、最大で150nm、最大で200nm、最大で250nm、最大で300nm、最大で500nmのサイズである、実施形態116に記載の方法。
119.ステップ(b)および(c)が、4nm〜15nm、5nm〜15nm、6nm〜15nm、または8nm〜15nmのリポタンパク質複合体が得られるまで繰り返される、実施形態90から116のいずれか1つに記載の方法。
120.ステップ(b)および(c)が、5nm〜12nm、6nm〜12nm、または8nm〜12nmのサイズのリポタンパク質複合体が得られるまで繰り返される、実施形態90から116のいずれか1つに記載の方法。
121.1、1を超える、または全てのステップが不活性ガス下で実行される、実施形態90から120のいずれか1つに記載の方法。
122.不活性ガスが窒素である、実施形態121に記載の方法。
123.前記タンパク質成分が脂質結合タンパク質を含むか、またはそれからなる、実施形態90から122のいずれか1つに記載の方法。
124.前記脂質結合タンパク質がApoA−I、ApoA−II、ApoA−IV、ApoC−I、ApoC−II、ApoC−III、ApoEまたはその混合物である、実施形態123に記載の方法。
125.前記タンパク質成分が脂質結合ペプチドを含むか、またはそれからなる、実施形態90から122のいずれか1つに記載の方法。
126.前記脂質結合ペプチドがApoA−I、ApoA−II、ApoA−IV、ApoC−I、ApoC−II、ApoC−III、ApoEの類似体またはその混合物である、実施形態125に記載の方法。
127.前記脂質成分が天然脂質、合成脂質、またはその混合物を含むか、またはそれからなる、実施形態90から126のいずれか1つに記載の方法。
128.前記脂質成分が、エーテルリン脂質、短鎖リン脂質、コレステロール、コレステロール誘導体、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、スフィンゴ脂質、ホスファチジルグリセロール、ガングリオシド、および/またはセレブロシドを含むか、またはそれからなる、実施形態127に記載の方法。
129.前記脂質成分が、卵ホスファチジルコリン、大豆ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジミリストイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン、1−ミリストイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ミリストイルホスファチジルコリン、1−パルミトイル−2−ステアロイルホスファチジルコリン、1−ステアロイル−2−パルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジオレオホスファチジルエタノールアミン、ジラウロイルホスファチジルグリセロール、ジホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジルグリセロール、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール、ジステアロイルホスファチジルグリセロール、ジオレオイルホスファチジルグリセロール、ジミリストイルホスファチジン酸、ジパルミトイルホスファチジン酸、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルセリン、ジパルミトイルホスファチジルセリン、スフィンゴミエリン、ジパルミトイルスフィンゴミエリン、ジステアロイルスフィンゴミエリン、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール塩、ホスファチジン酸、ガラクトセレブロシド、ジラウリルホスファチジルコリン、(1,3)−D−マンノシル(1,3)ジグリセリド、アミノフェニルグリコシド、および/または3−コレステリル−6’−(グリコシルチオ)ヘキシルエーテル糖脂質を含むか、またはそれからなる、実施形態128に記載の方法。
130.前記脂質成分が中性脂質を含む、実施形態90から126のいずれか1つに記載の方法。
131.前記脂質成分が主に中性脂質である、実施形態130に記載の方法。
132.前記中性脂質がスフィンゴミエリンを含む、実施形態130または131に記載の方法。
133.前記中性脂質が主にスフィンゴミエリンである、実施形態132に記載の方法。
134.スフィンゴミエリンがD−エリスロース−スフィンゴミエリンおよび/またはD−エリスロースジヒドロスフィンゴミエリンを含むか、またはそれからなる、実施形態132または133に記載の方法。
135.前記出発懸濁液が負に荷電したリン脂質をさらに含む、実施形態130から135のいずれか1つに記載の方法。
136.前記負に荷電したリン脂質がホスファチジルグリセロールを含むか、またはそれからなる、実施形態135に記載の方法。
137.前記ホスファチジルグリセロールがC16:0アシル鎖を有する、実施形態136に記載の方法。
138.前記ホスファチジルグリセロールが、1,2−ジヘキサデカノイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール)の塩を含むか、またはそれからなる、実施形態136または137に記載の方法。
139.前記塩がナトリウム塩である、実施形態138に記載の方法。
140.前記出発懸濁液中の脂質:タンパク質モル比が約2:1〜約200:1である、実施形態90から139のいずれか1つに記載の方法。
141.前記出発懸濁液中の脂質:タンパク質モル比が約10:1〜約125:1である、実施形態140に記載の方法。
142.前記出発懸濁液中の脂質:タンパク質モル比が約10:1〜約150:1である、実施形態140に記載の方法。
143.前記出発懸濁液中の脂質:タンパク質モル比が約75:1〜125:1である、実施形態140に記載の方法。
144.出発懸濁液が、2〜6(負に荷電した脂質):90〜120(中性脂質):1(脂質結合ペプチド、脂質結合タンパク質またはその混合物)の範囲のモル比で負に荷電した脂質、中性脂質および脂質結合ペプチドを含有する、実施形態90から143のいずれか1つに記載の方法。
145.前記第1の温度範囲が55℃〜60℃である、実施形態90から144のいずれか1つに記載の方法。
146.前記第2の温度範囲が35℃と40℃の間である、実施形態90から145のいずれか1つに記載の方法。
147.得られたリポタンパク質複合体を凍結乾燥するステップをさらに含む、実施形態90から146のいずれか1つに記載の方法。
148.凍結乾燥の前に等張剤を添加するステップをさらに含む、実施形態147に記載の方法。
149.リポタンパク質複合体の集団を含む医薬組成物であって、前記リポタンパク質複合体が、
(a)GPCまたはDLSにより測定された場合、4nm〜15nmのサイズまたは6nm〜15nmのサイズ、または5nmと12nmとの間のサイズ、または8nmと10nmとの間のサイズである;および
(b)ゲル浸透クロマトグラフィーにおける単一のピークにより反映されるように、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%均一である、
医薬組成物。
150.医薬組成物を作製する方法であって、
(a)実施形態90から146のいずれか1つに記載の方法に従ってリポタンパク質複合体の集団を調製するステップ;および
(b)リポタンパク質複合体の前記集団と、1つまたは複数の薬学的に許容される賦形剤とを合わせるステップ
を含む、方法。
151.医薬組成物が不活性ガス下で調製される、実施形態150に記載の方法。
152.不活性ガスが窒素、ヘリウムまたはアルゴンである、実施形態151に記載の方法。
153.医薬組成物を凍結乾燥するステップをさらに含む、実施形態150から152のいずれか1つに記載の方法。
154.個々の単位用量中に医薬組成物をアリコートするステップをさらに含む、実施形態150から152のいずれか1つに記載の方法。
155.個々の単位用量を凍結乾燥するステップをさらに含む、実施形態154に記載の方法。
156.実施形態147に記載の方法に従う、または実施形態153もしくは155に記載の方法により作製されたリポタンパク質複合体の凍結乾燥調製物を再構成させるステップを含む、医薬組成物を作製する方法。
157.再構成されたリポタンパク質複合体と、1つまたは複数の薬学的に許容される賦形剤とを合わせるステップをさらに含む、実施形態156に記載の方法。
158.個々の単位用量中に医薬組成物をアリコートするステップをさらに含む、実施形態156または157に記載の方法。
159.実施形態150または156に記載の方法により作製された液体医薬組成物。
160.実施形態153に記載の方法により作製された凍結乾燥された医薬組成物。
161.実施形態158に記載の方法により作製された液体単位剤形。
162.治療上有効量の実施形態149に記載の医薬組成物を含む液体単位剤形。
163.実施形態155に記載の方法により作製された乾燥単位剤形。
164.脂質異常障害を治療するための方法であって、治療上有効量の:
(a)実施形態1から22のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体;
(b)実施形態23から58のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体の集団;
(c)実施形態59、149、および159のいずれか1つに記載の医薬組成物;
(d)実施形態90から148のいずれか1つに記載の方法により作製された治療上有効量のリポタンパク質複合体;
(e)実施形態161または162に記載の単位剤形;
(f)健康なボランティアへの最大45mg/kgの単回投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(g)ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(h)1mg/kg〜20mg/kgの用量でのヒト対象への単回投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(i)それぞれ1mg/kg〜20mg/kgの用量での、ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(j)健康なボランティアへの最大20mg/kgの単回投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体;
(k)ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体;
(l)1mg/kg〜20mg/kgの用量でのヒト対象への単回投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体;または
(m)それぞれ1mg/kg〜20mg/kgの用量での、ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体
を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法。
165.前記投与を繰り返すステップをさらに含む、実施形態164に記載の方法。
166.投与が6日〜12日の間隔で繰り返される、実施形態165に記載の方法。
167.投与が毎週である、実施形態166に記載の方法。
168.投与が1カ月、5週間、6週間、2カ月、3カ月、6カ月、1年、2年、3年、またはそれ以上の期間にわたって行われる、実施形態165から167のいずれか1つに記載の方法。
169.投与が1回、2回、3回、4回、5回、6回、7回、8回、9回、10回、11回、または12回行われる、実施形態165から167のいずれか1つに記載の方法。
170.投与が静脈内である、実施形態164から169のいずれか1つに記載の方法。
171.投与が注入による、実施形態170に記載の方法。
172.注入が1〜4時間にわたって行われる、実施形態171に記載の方法。
173.注入が最大で24時間にわたって行われる、実施形態171に記載の方法。
174.リポタンパク質複合体の量が、1回の投与あたり約0.25mg/kgのApoA−I当量から約30mg/kgのApoA−I当量までの範囲である、実施形態170から173のいずれか1つに記載の方法。
175.リポタンパク質複合体の量が、1回の投与あたり約1mg/kgのApoA−I当量から約15mg/kgのApoA−I当量までの範囲である、実施形態174に記載の方法。
176.リポタンパク質複合体の量が、1回の投与あたり約2mg/kgのApoA−I当量から約12mg/kgのApoA−I当量までの範囲である、実施形態175に記載の方法。
177.リポタンパク質複合体の量が、1回の投与あたり約3mg/kgのApoA−I当量である、実施形態176に記載の方法。
178.リポタンパク質複合体の量が、1回の投与あたり約6mg/kgのApoA−I当量である、実施形態176に記載の方法。
179.リポタンパク質複合体の量が、1回の投与あたり約12mg/kgのApoA−I当量である、実施形態176に記載の方法。
180.脂質異常障害を治療するための方法であって、
(a)1mg/kg〜12mg/kgの初期用量で、
(i)実施形態1から22のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体;
(ii)実施形態23から58のいずれか1つに記載のリポタンパク質複合体の集団;
(iii)実施形態59、149、および159のいずれか1つに記載の医薬組成物;
(iv)実施形態90から148のいずれか1つに記載の方法により作製された治療上有効量のリポタンパク質複合体;
(v)実施形態161または162に記載の単位剤形;
(vi)健康なボランティアへの最大45mg/kgの単回投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(vii)ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(viii)1mg/kg〜20mg/kgの用量でのヒト対象への単回投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(ix)それぞれ1mg/kg〜20mg/kgの用量での、ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に肝臓酵素の上昇をもたらさないリポタンパク質複合体;
(x)健康なボランティアへの最大20mg/kgの単回投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体;
(xi)ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体;
(xii)1mg/kg〜20mg/kgの用量でのヒト対象への単回投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体;または
(xiii)それぞれ1mg/kg〜20mg/kgの用量での、ヒト対象への2、3、4、5または6回の投与後に2倍を超えるトリグリセリドの増加をもたらさないリポタンパク質複合体
を対象に投与するステップ;
(b)対象のトリグリセリド、VLDL−コレステロールおよび/またはVLDL−トリグリセリドが、前記投与の4、8、12、24、48、72、168、336または504時間後に2倍を超えて上昇するかどうかを決定するステップ;ならびに
(c)対象のトリグリセリド、VLDL−コレステロールおよび/またはVLDL−トリグリセリドが投与前のレベルの2倍を超えて上昇する場合、前記投与を繰り返すが、より低い用量で行い、対象のトリグリセリド、VLDL−コレステロールおよび/またはVLDL−トリグリセリドが投与前のレベルの2倍を超えて上昇しない場合、同等か、もしくはそれより高い用量で前記投与を繰り返すステップ
を含む、方法。
181.前記対象が高脂血症または心血管を有するか、またはそれに罹りやすい、実施形態165から180のいずれか1つに記載の方法。
182.患者が高脂血症を有するか、またはそれに罹りやすく、前記高脂血症が高コレステロール血症である、実施形態181に記載の方法。
183.患者が心血管疾患を有するか、またはそれに罹りやすく、心血管疾患がアテローム性動脈硬化症、脳卒中、心筋梗塞、急性冠動脈症候群、狭心症、間欠性跛行、重症虚血肢、心房弁硬化症または再狭窄である、実施形態181に記載の方法。
184.胆汁酸樹脂、ナイアシン、抗炎症剤、スタチン、フィブラート、CETP阻害剤、血小板凝集阻害剤、抗凝固剤、PCSK9のアゴニストおよび/またはコレステロール吸収の阻害剤を補助的に投与するステップをさらに含む、実施形態165から183のいずれか1つに記載の方法。
185.アトルバスタチン、ロスバスタチン、プラバスタチンまたはロバスタチンから選択されるスタチンを投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
186.フィブラートであるフェノフィブラートを投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
187.コレステロール吸収阻害剤であるゼチアを投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
188.アナセトラピブおよびダルセトラピブから選択されるCETP阻害剤を投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
189.PCSK9の抗体アゴニストまたはPCSK9のリガンドアゴニストを投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
190.コレステロール吸収阻害剤であるクロピドグレル二硫酸塩を投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
191.抗凝固剤であるワーファリンを投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
192.抗炎症剤であるアスピリンを投与するステップをさらに含む、実施形態181に記載の方法。
193.リポタンパク質複合体の1、2または3つの均一な集団を含む組成物。
194.少なくとも1つの均一な集団中のリポタンパク質複合体が、実施形態1から22のいずれか1つに記載の複合体の特徴を有する、実施形態193に記載の組成物。
195.前記集団の少なくとも1、2または3つが、実施形態23から58のいずれか1つに記載の集団の特徴を有する、実施形態193または194に記載の組成物。
全ての引用文献は、あたかもそれぞれ個々の刊行物、特許または特許出願が具体的および個別にあらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれたのと同程度まで、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込まれる。
当業者には明らかであるように、本発明の多くの改変および変更を、その精神および範囲から逸脱することなく行うことができる。記載された特定の実施形態は、例のために提供されるに過ぎず、本発明は添付の特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の完全な範囲と共にそのような特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。

Claims (64)

  1. それぞれ、脂質画分と、アポリポタンパク質A−I(「ApoA−I」)を含むアポリポタンパク質画分とを含むリポタンパク質複合体の集団であって、前記リポタンパク質複合体が、ゲル浸透クロマトグラフィーにおける単一のピークにより示されるように、少なくとも95%の均一性である、集団。
  2. 前記アポリポタンパク質画分がApoA−Iからなる、請求項1に記載の集団。
  3. 前記リポタンパク質複合体が、ゲル浸透クロマトグラフィーにおける単一のピークにより示されるように、少なくとも97%の均一性である、請求項1または2に記載の集団。
  4. 前記集団における前記ApoA−Iの少なくとも98重量%がトランケートされていないApoA−Iである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の集団。
  5. 前記リポタンパク質複合体の少なくとも95%が、ゲル浸透クロマトグラフィー(「GPC」)または動的光散乱(「DLS」)による測定で、4nm〜15nmのサイズ、6nm〜15nmのサイズ、4nm〜12nmのサイズ、6nm〜12nmのサイズまたは8nm〜12nmのサイズの粒子の形態にある、請求項1〜4のいずれか一項に記載の集団。
  6. 前記集団中のApoA−Iの少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%または少なくとも95重量%が成熟形態にある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の集団。
  7. 前記集団中のApoA−Iの25重量%以下、20重量%以下、15重量%以下、10重量%以下または5重量%以下が未熟形態にある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の集団。
  8. 前記集団中の前記ApoA−I中のメチオニン112およびメチオニン148のそれぞれの10%以下、5%以下、3%以下、2%以下または1%以下が酸化されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の集団。
  9. 前記集団中のApoA−Iのアミノ酸の15%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下または1%以下が脱アミド化されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の集団。
  10. 前記集団が、ApoA−I 1ミリグラムあたり、1EU以下、0.5EU以下、0.3EU以下または0.1EU以下の内毒素を含有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の集団。
  11. 前記集団が、ApoA−I 1ミリグラムあたり、100ピコグラム以下、50ピコグラム以下、25ピコグラム以下、10ピコグラム以下または5ピコグラム以下の宿主細胞DNAを含有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の集団。
  12. 前記集団が、ApoA−I 1ミリグラムあたり、500ナノグラム以下、200ナノグラム以下、100ナノグラム以下、50ナノグラム以下、または20ナノグラム以下の宿主細胞タンパク質を含有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の集団。
  13. 前記集団が、200ppm以下、100ppm以下、50ppm以下の非水性溶媒を含有する、および/またはいかなる洗剤も含有しない、請求項1から12のいずれか一項に記載の集団。
  14. 前記複合体中の脂質画分中の脂質の15重量%以下または10重量%以下、5重量%以下または2重量%以下がコレステロールである、請求項1から13のいずれか一項に記載の集団。
  15. 前記ApoA−IがヒトApoA−Iタンパク質である、請求項1から14のいずれか一項に記載の集団。
  16. 前記ApoA−Iが組換えApoA−Iである、請求項1から15のいずれか一項に記載の集団。
  17. 前記ApoA−Iは、配列番号1のアミノ酸25〜267に対応するタンパク質に対して少なくとも95%の配列同一性を有している、請求項1〜16のいずれか一項に記載の集団。
  18. 前記脂質画分が中性の脂質を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の集団。
  19. 前記中性の脂質がスフィンゴミエリンからなる、請求項18に記載の集団。
  20. 前記脂質画分が負に荷電した脂質をさらに含む、請求項18または19に記載の集団。
  21. 前記負に荷電した脂質が1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)](DPPG)からなる、請求項20に記載の集団。
  22. 負に荷電した脂質を含み、前記負に荷電した脂質:中性の脂質:ApoA−Iのモル比が2〜6:90〜120:1である、前記請求項20または21に記載の集団。
  23. 前記脂質画分が、95〜99重量%の中性リン脂質と1〜5重量%の負に荷電したリン脂質を含む、請求項1から22のいずれか一項に記載の集団。
  24. 前記脂質画分が、96〜98重量%の中性リン脂質と2〜4重量%の負に荷電したリン脂質を含む、請求項23に記載の集団。
  25. 前記脂質画分が、97重量%の中性リン脂質と3重量%の負に荷電したリン脂質を含む、請求項24に記載の集団。
  26. 前記中性脂質が天然スフィンゴミエリンまたは合成スフィンゴミエリンである、請求項25に記載の集団。
  27. 前記脂質が、5meq O/kg未満、4meq O/kg未満、3meq O/kg未満、または2meq O/kg未満の過酸化物価を有する、請求項26に記載の集団。
  28. 前記スフィンゴミエリンが卵スフィンゴミエリンである、請求項26または27に記載の集団。
  29. 前記負に荷電したリン脂質がホスファチジルグリセロールを含む、請求項25から28のいずれか一項に記載の集団。
  30. 前記負に荷電したリン脂質が1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)](DPPG)の塩を含むか、またはそれからなる、請求項29に記載の集団。
  31. 1:2から1:3の範囲のアポリポタンパク質画分:リン脂質画分重量比を有する、請求項1から30のいずれか一項に記載の集団。
  32. 請求項1から31のいずれか一項に記載の集団を含む組成物。
  33. 前記組成物中の前記リポタンパク質の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも97%が複合体化形態にある、請求項32に記載の組成物。
  34. 前記組成物中の前記リポ蛋白質の少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%、または100%が複合体化形態にある、請求項31または32に記載の組成物。
  35. 請求項1から32のいずれか一項に記載のリポタンパク質複合体の集団、または、請求項32〜34のいずれか一項に記載の組成物と、1つまたは複数の薬学的に許容される担体、希釈剤および/または賦形剤とを含むか、またはそれからなる医薬組成物。
  36. 治療上有効量の請求項35に記載の医薬組成物を含む単位剤形。
  37. リポタンパク質複合体を調製する方法であって、
    (a)脂質成分とタンパク質成分とを含む出発懸濁液を、第1の温度範囲の温度から第2の温度範囲の温度まで冷却するステップであって、
    (i)前記脂質成分が均一化された脂質の粒子を含み、
    (ii)前記タンパク質成分が脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質を含み、
    (iii)前記出発懸濁液が、前記脂質成分と前記タンパク質成分を合わせるステップを含む方法の生成物であり、および
    (iv)前記第1の温度範囲は前記第1の温度範囲が、前記タンパク質成分の転移温度の、下は10℃以上および上は15℃以下の温度を含み、前記第2の温度範囲が、前記脂質成分の転移温度の、下は5℃以上または10℃以上および上は5℃以下の温度を含む、ステップ;
    (b)前記冷却された(a)の懸濁液を、前記第2の温度範囲の温度から前記第1の温度範囲の温度まで加熱するステップ;
    (c)前記加熱された(b)の懸濁液を、前記第1の温度範囲の温度から前記第2の温度範囲の温度まで冷却するステップ;ならびに
    (d)ステップ(b)と(c)を前記タンパク質成分の少なくとも80%がリポタンパク質に組み込まれるまで繰り返しリポタンパク質を形成するステップ
    を含む、方法。
  38. 前記タンパク質成分が、前記出発懸濁液の脂質の総重量に対し10%以下の脂質をさらに含む、請求項37に記載の方法。
  39. 前記ステップ(b)および(c)において、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも95%の前記タンパク質成分がリポタンパク質に組み込まれるまで繰り返される、請求項37または38に記載の方法。
  40. 前記ステップ(b)および(c)において、少なくとも3回繰り返される、請求項37〜39のいずれか一項に記載の方法。
  41. 前記ステップ(b)および(c)において、ゲル濾過クロマトグラフィーによる測定で、直径が4nm〜15nmのリポタンパク質が得られるまで繰り返される、請求項37〜40のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記ステップ(b)および(c)において、ゲル浸透クロマトグラフィーの単一ピークにより示される、前記リポタンパク質の少なくとも85%、90%、または95%が均質になるまで繰り返される、請求項37〜41のいずれか一項に記載の方法。
  43. 前記ステップ(b)および(c)において、ゲル浸透クロマトグラフィーの単一ピークにより示される、前記リポタンパク質の少なくとも97%が均質になるまで繰り返される、請求項42に記載の方法。
  44. 前記タンパク質成分は、均一化されていない脂質結合タンパク質及び/又は脂質結合ペプチドを含む、請求項37〜43のいずれか1つに記載の方法。
  45. 前記タンパク質成分が脂質結合タンパク質を含む、請求項37〜44のいずれか1つに記載の方法。
  46. 前記タンパク質成分がアポリポタンパク質A−I(ApoA−I)を含む、請求項45に記載の方法。
  47. 前記脂質成分が中性の脂質を含む、請求項37〜46のいずれか1つに記載の方法。
  48. 前記中性の脂質がスフィンゴミエリンからなる、請求項47に記載の方法。
  49. 前記出発懸濁液がさらに負に荷電した脂質を含む、請求項47または29に記載の方法。
  50. 前記負に荷電したリン脂質が1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−[ホスホ−rac−(1−グリセロール)]からなる、請求項49に記載の方法。
  51. 前記負に荷電した脂質:中性の脂質:前記出発懸濁液中の脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質のモル比が2〜6:90〜120:1であり、脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質の前記モル比は、ApoA−I当量である、請求項49または50に記載の方法。
  52. 前記負に荷電した脂質が脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質と予め複合体化されている、請求項49〜51のいずれか一項に記載の方法。
  53. さらに、前記脂質結合ペプチドおよび/または脂質結合タンパク質と前記負に荷電した脂質とを合わせる工程を含む方法により前記タンパク質成分を形成するステップを含む、請求項52に記載の方法。
  54. 前記出発懸濁液中の前記脂質:タンパク質のモル比が2:1から200:1であるか、前記リポタンパク質:リン脂質の総量の重量比が1:2.7である、請求項37〜53のいずれか一項に記載の方法。
  55. ステップ(a)の前に、前記出発懸濁液を前記脂質成分と前記タンパク質成分を合わせる工程を含む方法により形成するステップをさらに含む、請求項37〜54のいずれか一項に記載の方法。
  56. 前記脂質成分と前記タンパク質成分の溶液がそれぞれ前記第1の範囲の温度であらかじめ加熱される、請求項55に記載の方法。
  57. 前記出発懸濁液を形成するステップの前に高圧均一化を用いて前記脂質粒子を形成するステップを更に含む、請求項55または56に記載の方法。
  58. 前記得られたリポタンパク質複合体を凍結乾燥するステップを更に含む、請求項37〜57のいずれか一項に記載の方法。
  59. 前記出発懸濁液が洗剤を含まない、請求項37〜58のいずれか一項に記載の方法。
  60. 前記脂質成分が、高圧均一化を含む方法によって形成された脂質粒子からなる、請求項37〜59のいずれか一項に記載の方法。
  61. 前記高圧均質化がマイクロフルイダイゼーションを含む、請求項60に記載の方法。
  62. 医薬組成物を作製する方法であって、
    (a)請求項37〜61のいずれか一項に記載の方法に従ってリポタンパク質複合体の集団を調製するステップ;および
    (b)リポタンパク質複合体の前記集団と、1つまたは複数の薬学的に許容される賦形剤とを合わせるステップ
    を含む方法。
  63. 脂質異常障害治療剤の製造のための請求項1から31のいずれか一項に記載のリポタンパク質複合体の集団の使用。
  64. 脂質異常障害治療剤の製造のための請求項32から34のいずれか一項に記載の組成物の使用。
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