JP6327855B2 - 新規モジュレータ及びその使用法 - Google Patents

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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は米国特許法§119(e)のもとに、2010年9月3日出願の米国特許仮出願第61/380,181号の利益を主張し、この出願は本明細書において引用によりその全体が組み込まれる。
(発明の分野)
本願は、概して、組成物、並びにこの組成物を、異常増殖性疾患、その増殖、再発、再燃又は転移の治療又は改善に使用する方法に関する。広範には、本発明は、腫瘍性疾患の処置又は予防用のCD46アンタゴニスト及び融合コンストラクトなどの、CD46モジュレータの使用法に関する。特に好ましい実施形態においては、本発明は、免疫療法による処置の際に抗CD46抗体を使用する方法を提供し、がん起始細胞の発生頻度を減少させることを包含する。
幹細胞及び前駆細胞の分化及び細胞増殖は、組織形成時の組織成長、細胞置換、並びにすべての生物のその生涯の間のほとんどの組織修復に際し、協調して作用し、これを支持する、正常に進行する過程である。細胞の分化及び組織構築の維持は、数多くの因子及びシグナルの調節によりなされ、多くの場合、分化及び増殖の決定は、これらの因子により制御されている。通常、組織構築は、細胞分裂及び組織の成熟を制御する、微小環境からの刺激に、細胞が応答することで維持される。したがって、細胞増殖及び分化は、通常、損傷を受けた細胞若しくは死細胞の補充の際にのみ、あるいは成長の際にのみ必要に応じて生じる。残念なことに、例えば、各種シグナル伝達物質の不足又は過剰、微小環境の変化、遺伝子変異あるいはこれらの組み合わせなどの多種多様な要因により、細胞増殖及び/又は分化に混乱が生じる場合がある。通常の細胞増殖及び/又は分化が妨害されたかあるいはある程度の混乱が生じた場合には、がんなどの各種疾患又は障害が発生し得る。
がんの一般的な治療法としては、化学療法、放射線療法、外科手術、免疫療法(例えば、生体応答修飾物質療法、ワクチン又は分子標的治療)、あるいはこれらの組み合わせが挙げられる。残念ながら、非常に多くのがんは、これらの従来の治療法に対し非応答性であるか、あるいは応答性に乏しく、患者にはわずかな選択肢しか残されていない。例えば、遺伝子変異(例えば、KRAS)を示す一部の患者は、この変異により、一般的には効果の見られる特定の治療法に対して非応答性を示す。更に、利用可能な治療法のうち一部のもの、例えば外科手術などは、がんの種類によっては代案として現実的でない場合がある。これまでに治療を受けたことがあるものの、治療後に再燃した患者の治療を行う場合、現在の標準的な治療法には固有の制限があることは特に明白である。このような場合、治療レジメンに失敗し、その結果病状が悪化してしまった患者では、腫瘍は多くの場合、より進行が速くなるなど難治性のものになる可能性があり、最悪の場合不治の状態にまで陥ってしまう。長年にわたってがんの診断及び治療には多くの改善がなされてきたものの、既存の治療法では、再燃、腫瘍の再発生及び転移の予防はできないことから、多くの固形腫瘍患者に関し全生存率にほとんど変化が見られていない。したがって、より標的特異的なものでありかつ強力な治療法を開発すべきであるという課題が残っている。
治療研究の有望なものとしては、多くのがんで基礎をなすことが判明している腫瘍原性の「種」細胞を標的とする、分子標的治療の利用が挙げられる。この目的に際し、現在では、固形腫瘍のほとんどが、組織に常在する成熟した幹細胞集団を含有していることが知られている。組織の大部分を構成する分化細胞は、この幹細胞集団により生成される。腫瘍は、幹細胞から生じる不均一な細胞集団と同様、これらの組織において増殖するが、腫瘍と幹細胞は概して増殖及び組織形成の点で著しく異なる。腫瘍細胞の多くは増殖性に制限があると言う認識が高まっているが、ごく一部のがん細胞集団(一般的には、がん幹細胞又はCSCとして公知)は、広範に自己複製するなどの特有の能力を有することから、腫瘍再発能をもつ。より詳細には、がん幹細胞は、「各腫瘍内に存在し(約0.1〜10%)、無限の自己複製能を有し、かつ腫瘍前駆細胞へと分化し、続いて最終的には腫瘍細胞へと分化していくことで複製能が徐々に制限される腫瘍細胞を生成する、異なる細胞サブセット(すなわちCSC)」であるという定義で仮説されている。
近年、これらのCSC(腫瘍永続化細胞(tumor perpetuating cells)又はTPCとしても公知)は、従来の化学療法剤又は放射線療法に対して抵抗性が高く、ひいては標準的な臨床治療後にも、再燃性腫瘍、二次腫瘍及び転移性腫瘍の成長の起点となることが更に明らかになってきている。それに加え、CSCにおいては、組織形成を制御する経路及び/又は正常組織に常在する幹細胞の自己複製経路が脱制御され、あるいは変更を受けることで、自己複製性がん細胞の持続的な増殖、及び腫瘍形成が生じることを示唆するような根拠が増えてきている。概してAl−Hajj et al.,2004,PMID:15378087;及びDalerba et al.,2007,PMID:17548814;を参照されたい。これらの各々は引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。したがって、これらの多様な治療法を以ってしても、従来の及び近年の分子標的治療法の効果は、がんを永続化させ得る耐性がん細胞の存在及び/又は発生により制限されるようである。非特許文献1及び非特許文献2。これらの各々は引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。このような観察は、固形腫瘍に罹患している場合、患者の生存率を実質的に上昇させるには、従来の腫瘍減量剤(debulking agents)では着実な効果がないことにより、並びに腫瘍が成長し、再発し、転移する過程についての非常に洗練された理解が発展してきたことにより確認されている。したがって、近年の腫瘍性疾患の治療戦略では、腫瘍の再発、転移又は再燃の可能性を減少させるためには、がん細胞の排除、除去、サイレンシング又は分化促進が重要であるものと認識されている。
Huff et al,European Journal of Cancer 42:1293〜1297(2006) Zhou et al.,Nature Reviews Drug Discovery 8:806〜823(2009)
本開示では、このような戦略を発展させるために、非従来的な異種移植片(NTX)モデルなどの試行が組み込まれており、本明細書では免疫不全マウスにヒトの初代固形腫瘍試料を移植し、経時観察する。不均一性の腫瘍を形成し、無限に増殖させるという特有の能力をもつ細胞集団の存在が、本開示の技術により確認される。かねてより仮説されていた通り、NTXモデルでの試験により、腫瘍細胞のCSC集団は、化学療法及び放射線療法などの腫瘍減量レジメンに対し明らかに耐性がより高かったことが確認されたことから、臨床的奏効率と全生存率との不一致が裏付けられる可能性がある。更に、NTXモデルを採用したCSC研究がきっかけとなって、創薬、並びに腫瘍の再発及び転移に対して主な効力をもつことで患者の生存率を上昇させるCSC標的治療をもたらし得る薬剤候補の前臨床的評価は、根本的に変化している。進歩の一方で、CSCアイデンティティ及び分化能を特性評価する実験プラットフォームの不足に伴い、初代腫瘍組織及び/又は異種移植片腫瘍組織の取り扱いに関する技術に固有の問題は大きな課題を提示している。そのため、がん幹細胞を選択的に標的とし、かつ異常増殖性疾患の治療、予防及び/又は管理に使用することのできる、診断用、予防用又は治療用の化合物又は方法の開発が、実質的には求められている。
広義に、本発明による、以降の、及びその他の態様は、CD46に関連性の疾患(例えば、異常増殖性疾患又は腫瘍性疾患)の治療に使用することのできる方法、化合物、組成物及び物品を目的とする。これを受けて、本発明は、効率的にがん幹細胞を標的とし、各種悪性腫瘍に罹患している患者の治療に使用され得る、新規CD46モジュレータを提供する。特定の実施形態では、本開示のCD46モジュレータは、CD46ポリペプチド、そのリガンド又は遺伝子を認識し、競合し、刺激し、拮抗し、相互作用し、結合し、又は会合して、1つ以上の生理学的経路において、CD46タンパク質を修飾、調節、変更、変化又は改変する任意の化合物を含み得る。本発明の選択的な実施例では、CD46モジュレータは、CD46自体又はその断片を、単離形態、又は融合形態又は他の部分との会合形態(例えば、Fc−CD46、PEG−CD46、又は標的部位と会合したCD46)のいずれかの形態で含み得る。他の選択された実施形態では、CD46モジュレータは、本開示の目的用のCD46アンタゴニストを包含し、CD46アンタゴニストは、CD46を認識、競合、相互作用、結合又は会合し、がん起始細胞などの腫瘍性細胞の成長を中和、排除、抑制させる、感受性を増加させる、リプログラム、阻害又は制御する、任意のコンストラクト又は化合物を意味する。好ましい実施形態では、本発明のCD46モジュレータは、抗CD46抗体、又はそれらの断片あるいは誘導体を包含し、これらのモジュレータは、予想外なことに、がん起始細胞が、増殖(propagation)、維持、増殖(expand)、増殖(proliferate)する能力を、又は腫瘍性細胞が生存、再発、再生及び又は転移するのを亢進する能力を、サイレンシング、中和、抑制、低下、消失、加減、減退、リプログラム、排除、又は阻害することが判明している。
一実施例では、CD46モジュレータは、ヒト化抗体を包含してよく、この抗体の重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号199に記載の通りのものであり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号201に記載の通りのものである。他の好ましい実施例では、本発明は、hSC1.N71抗体と、製薬上許容可能な担体とを含有する、組成物の形態を取り得る。別の好ましい実施例では、CD46モジュレータは、ヒト化抗体を包含してよく、この抗体の重鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号203に記載の通りのものであり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は配列番号205に記載の通りのものである。更に他の好ましい実施例では、本発明は、hSC1.N149抗体と、製薬上許容可能な担体とを含有する、組成物の形態を取り得る。
他の特定の実施例では、本発明は、対象者に投与することでがん起始細胞の発生頻度を減少させることのできるCD46モジュレータを含み得る。好ましくは、がん起始細胞の発生頻度の減少は、in vitro又はin vivoで限界希釈法を用い測定する。特に好ましい実施形態では、限界希釈法による解析はin vivoで行い、ヒト腫瘍の生細胞を免疫不全マウスに移植し実施する。あるいは、限界希釈法による解析はin vitroで行い、この解析は、ヒト腫瘍の生細胞を限界希釈し、in vitroのコロニー支持条件に付着させ実施する。いずれの場合でも、発生頻度減少の解析、算出又は定量は、好ましくは、ポアソン分布を用い、正確に計数した上で行う。このような定量法が好ましい一方で、その他のより労働集約型の方法、例えばフローサイトメトリー又は免疫組織化学的解析を使用して、所望の値を得ることができることも理解されるであろうし、したがって、本発明の範囲内に含まれるものとして明確に企図される。このような場合では、発生頻度の減少は、がん起始細胞に豊富に含まれることが知られている腫瘍細胞表面マーカーの、フローサイトメトリーによる解析又は免疫組織化学的検出を用い判断され得る。
そのため、本発明の他の好ましい実施形態では、がん起始細胞の発生頻度を減少させる必要のある対象者に、治療有効量のCD46モジュレータを投与する工程を含む、CD46関連性疾患の治療方法を包含する。また、がん起始細胞の発生頻度の減少は、好ましくはin vitro又はin vivoで限界希釈法を用い評価される。
この点から、本発明は、CD46ポリペプチドが、多様な新生物に関する原因に関与する腫瘍永続化細胞(すなわち、がん幹細胞)と会合するという発見に、少なくとも一部基づくものであることも明らかである。より詳細には、本開示は、予想外にも、各種例示的なCD46モジュレータを投与することで、がん起始細胞からの腫瘍原性のシグナル伝達が、抑制、阻害又は排除され得る(すなわち、がん起始細胞の発生頻度が減少する)ことを示す。がん起始細胞の減少、又は排除、又はリプログラミング、又はサイレンシング、あるいは腫瘍の細胞形態を改変させること(例えば、分化誘導、ニッチの破壊)のいずれかによりシグナル伝達を抑制させると、腫瘍形成、腫瘍の維持、増殖、及び/又は転移及び再発が阻害され、CD46関連性の疾患をより効果的に治療できるようになる。他の実施形態では、本開示のモジュレータは、腫瘍を成長させ得るCD46介在性のシグナル伝達を干渉、抑止又は遅延させる。更に、以降により詳細に議論されるように、CD46ポリペプチドは補体経路に密接に関与する。本明細書に記載の新規CD46モジュレータを用い、この経路において治療介入を行うことで、1つの機序(すなわち、がん起始細胞の減少及び補体の破壊)により疾患は緩和され、追加の効果又は相乗効果が得られる。
したがって、本発明の別の好ましい実施形態は、CD46介在性疾患の治療法を包含し、治療法には、CD46モジュレータを、これを必要としている対象者に投与する工程を含む。特に好ましい実施形態では、CD46モジュレータは抗がん剤と会合させる(例えば、複合させる)。また、破壊効果及び副次効果は、対象者の腫瘍組織のCD46レベルが、隣接する正常な組織と比較して高い場合にも、あるいは抑制されているか又は抑圧されている場合にも得られる。
更には、本発明のCD46モジュレータを作成し、選択して、単一のアイソフォーム、あるいはCD46分子に関する一部の選ばれたアイソフォーム(すなわち、スプライス変異体)と反応させることもでき、本発明のCD46モジュレータには、CD46アイソフォームの一部又はすべてと反応又は会合させることのできるpan−CD46モジュレータが含まれ得ることも理解されるであろう。より詳細には、本明細書に開示され、以降実施例に示されるように、抗体などの好ましいモジュレータを、単一のスプライスバリアント(例えば、特異的なエキソンジャンクション)を示すドメインと、あるいは複数の又はすべてのCD46アイソフォーム間で保存されているドメイン(例えば、エキソン1〜6)と反応するよう生成し、選択することもできる。以下図5に示す通り、TICにおいて特定のスプライス変異体が好ましく発現していること、並びにこの変異体が腫瘍原性の細胞の発生頻度を選択的に減少させ、及び/又はがん幹細胞集団を除去させる治療用の標的として供給することができることが判明したことは、本発明にとって重要である。
したがって、本発明の選択的な実施例はpan−CD46モジュレータを含む。他に選択される実施形態では、本発明は、1つ以上のスプライス変異体と免疫特異的に会合するCD46モジュレータを含む。好ましくは、スプライス変異体は、CD46D、CD46F及びCD46Jからなる群から選択され得る。更に他の実施例では、本発明は、治療有効量のpan−CD46モジュレータを、これを必要としている対象者に投与する工程を含む、治療法を含む。更に他の実施例は、1つ以上のスプライス変異体と免疫特異的に会合する、治療有効量のCD46モジュレータを、これを必要としている対象者に投与する工程を含む、治療法を含む。
本発明の他の態様は、本開示のモジュレータの能力を十分に引き出し、癌原生細胞の複数の生存経路に干渉すると同時に、がん起始細胞をサイレンシングさせるものである。このような、活性を複数もつCD46モジュレータ(例えば、CD46アンタゴニスト)は、標準的な抗がん剤又は腫瘍減量剤と組み合わせて使用した場合に特に効果的であろう。これに加え、本開示の技術に従い、2種以上のCD46アンタゴニスト(例えば、CD46上の2つの別個のエピトープに特異的に結合する抗体)を組み合わせて使用することもできる。更に、以降に一部詳細に議論される通り、本発明のCD46モジュレータは、複合又は非複合の状態で使用することができ、場合により、各種化学的又は生物学的抗がん剤と組み合わせて感作剤として使用することもできる。
したがって、本発明の別の好ましい実施形態は、抗がん剤により対象者を治療するにあたって腫瘍を感作させる方法を含み、この方法は、CD46モジュレータを対象者に投与する工程を含む。本発明の特に好ましい態様では、CD46モジュレータは、具体的には、がん起始細胞の発生頻度の減少をもたらす。発生頻度の減少は、in vitro又はin vivoで限界希釈法により判定される。
同様にして、本発明の化合物は各種生理的機序を介し治療効果をもつことから、本発明は、特定の細胞応答を引き出すよう特別に作成し、選択したエフェクタ又はモジュレータも目的とする。例えば、特定の実施形態では、好ましいモジュレータは、がん起始細胞の表面上又は表面付近でCD46と会合し、対象者の免疫応答を刺激するよう設計することができる。他の実施形態では、モジュレータは腫瘍の微小環境において、CD46活性を中和し、CD46基質の濃度を上昇させ、シグナル伝達に影響を与えるエピトープを標的とする、抗体を含んでよい。更に他の実施例では、本開示のモジュレータは、CD46と会合した細胞を除去するか又は排除するよう作用し得る。本発明は、任意の特定の作用様式に制限されるものではなく、所望の結果が得られる任意の方法又はCD46モジュレータを包含することは重要であり、理解されたい。
本開示の実施例に関する好ましい実施例の構成は、腫瘍性疾患に罹患している対象者の治療法を目的とするものであり、治療有効量の少なくとも1種のCD46中和モジュレータを投与する工程を含む。
他の実施例は、CD46関連性疾患に罹患している対象者の治療法を目的とし、治療有効量の少なくとも1種のCD46除去モジュレータを投与する工程を含む。
更に別の実施例では、本発明は、維持療法を提供し、この療法では、所定の期間にわたって本開示のエフェクタを投与し、続いて腫瘍塊を少なくとも一部除去するよう設計された手順(例えば、化学療法的な、放射線療法的な、又は外科的な除去)を開始する。治療レジメンでは、数週、数ヶ月、又は更には数年にわたってCD46モジュレータを投与し、予防的に作用させて、がん転移及び/又は腫瘍の再発を阻害させることもできる。更に他の実施例では、本開示のモジュレータは、公知の腫瘍減量レジメンと組み与して、がん転移を予防又は遅延することができる。
上記の治療用途以外に、CD46関連性の疾患、特に、異常増殖性疾患を診断する際にも本発明のモジュレータを使用できることも認識される。そのため、好ましい実施形態は、異常増殖性疾患の診断を必要としている対象者に、次の工程a、b及びcからなる診断を行う方法を含む:
a.対象者から組織試料を得る工程、
b.組織試料を少なくとも1種のCD46モジュレータと接触させる工程、並びに
c.試料と会合したCD46モジュレータを検出又は定量する工程。
このような方法は、本開示と併せて容易に識別され、自動式プレートリーダー、専用のレポーターシステムなどの一般的に市販されている技術を用い容易に実施することができる。好ましい実施形態では、検出又は定量工程は、がん起始細胞の発生頻度を減少させ、かつそれらを検出することを含む。更に、これまでに言及した通り、限界希釈法による解析を、好ましくは発生頻度の減少を正確に計数するためにポワソン分布を使用して実施することができる。
同様に、本発明は、がんなどのCD46関連性疾患の診断及びモニタリングに有用なキットも提供する。この目的を達成するために、本発明は、好ましくは、CD46関連性疾患の診断又は治療に有用であり、CD46モジュレータを収容する容器と、CD46関連性疾患の治療又は診断にCD46モジュレータを使用するための取扱説明書とを含む、物品を提供する。
本発明の他の好ましい実施形態は、蛍光標識細胞分取(FACS)又はレーザーによる分画などの方法による、がん起始細胞の集団又は下位集団の識別、単離、分画、又は濃縮に有用な手段として、本開示のモジュレータの特性を引き出すものでもある。
そのため、本発明の別の好ましい実施形態は、がん起始細胞の集団を識別、単離、分画又は濃縮する方法を目的とし、この方法は、がん起始細胞をCD46モジュレータと接触させる工程を含む。
本発明の好ましい実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
単離したCD46モジュレータ。
(項目2)
前記CD46モジュレータがCD46アンタゴニストを含む、項目1に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目3)
前記CD46モジュレータが、抗体又はそれらの免疫反応性断片を含む、項目1に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目4)
前記抗体又はそれらの免疫反応性断片が、モノクローナル抗体を含む、項目3に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目5)
前記モノクローナル抗体が、キメラ抗体、ヒト化抗体及びヒト抗体からなる群から選択される、項目4に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目6)
前記モノクローナル抗体が、3つの相補性決定領域を有する軽鎖可変領域と、3つの相補性決定領域を有する重鎖可変領域とを含み、前記重鎖及び軽鎖相補性決定領域が、図11Bに示す相補性決定領域を含む、項目4に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目7)
前記モノクローナル抗体がヒト化抗体である、項目6に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目8)
前記モノクローナル抗体が、軽鎖可変領域及び重鎖可変領域を含み、前記軽鎖可変領域が、配列番号17、配列番号21、配列番号25、配列番号29、配列番号33、配列番号37、配列番号41、配列番号45、配列番号49、配列番号53、配列番号57、配列番号61、配列番号65、配列番号69、配列番号73、配列番号77、配列番号81及び配列番号85で示す通りのアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも60%配列相同性であり、かつ前記重鎖可変領域が、配列番号15、配列番号19、配列番号23、配列番号27、配列番号31、配列番号35、配列番号39、配列番号43、配列番号47、配列番号51、配列番号55、配列番号59、配列番号63、配列番号67、配列番号71、配列番号75、配列番号79及び配列番号83で示す通りのアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも60%配列相同性である、項目4に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目9)
項目8に記載の重鎖可変領域のアミノ酸又は軽鎖可変領域のアミノ酸をコードしている核酸。
(項目10)
項目9に記載の核酸を含むベクター。
(項目11)
項目8に記載のモノクローナル抗体から誘導されたヒト化抗体。
(項目12)
CD46変異体A由来のアミノ酸配列又はそれらの断片を含む、項目1に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目13)
前記CD46モジュレータが更に、免疫グロブリン定常領域を少なくとも一部分含む、項目12に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目14)
項目1に記載の単離したCD46モジュレータであって、対象者に投与すると、がん起始細胞の発生頻度が減少する、単離したCD46モジュレータ。
(項目15)
前記発生頻度の減少が、がん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーのフローサイトメトリー解析か、あるいはがん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーの免疫組織化学的な検出を用い評価されるものである、項目14に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目16)
前記発生頻度の減少が、in vitro又はin vivo限界希釈法を用い評価されるものである、項目14に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目17)
前記発生頻度の減少が、in vivo限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ヒト腫瘍細胞の生細胞を、免疫不全マウスに移植する工程を含む、項目16に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目18)
前記発生頻度の減少が、in vivo限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ポワソン分布を用いがん起始細胞の発生頻度を定量する工程を含む、項目17に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目19)
前記発生頻度の減少が、in vitro限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ヒト腫瘍細胞の生細胞を限界希釈しin vitroのコロニー支持条件に配置する工程を含む、項目16に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目20)
前記発生頻度の減少が、in vitro限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ポワソン分布を用いがん起始細胞の発生頻度を定量する工程を含む、項目19に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目21)
前記がん起始細胞が腫瘍永続化細胞を含む、項目14に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目22)
治療有効量のCD46モジュレータを、モジュレータを必要としている対象者に投与する工程を含む、CD46関連性疾患の治療方法。
(項目23)
前記CD46モジュレータがCD46アンタゴニストを含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記CD46モジュレータが抗体又はそれらの免疫反応性断片を含む、項目22に記載の方法。
(項目25)
前記抗体又はそれらの免疫反応性断片がモノクローナル抗体を含む、項目24に記載の方法。
(項目26)
前記モノクローナル抗体が、キメラ抗体、ヒト化抗体及びヒト抗体からなる群から選択される、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記モノクローナル抗体が、3つの相補性決定領域を有する軽鎖可変領域と、3つの相補性決定領域を有する重鎖可変領域とを含み、前記重鎖及び軽鎖相補性決定領域が、図11Bに示す相補性決定領域を含む、項目25に記載の方法。
(項目28)
前記モノクローナル抗体が、軽鎖可変領域及び重鎖可変領域からなり、前記軽鎖可変領域が、配列番号配列番号17、配列番号21、配列番号25、配列番号29、配列番号33、配列番号37、配列番号41、配列番号45、配列番号49、配列番号53、配列番号57、配列番号61、配列番号65、配列番号69、配列番号73、配列番号77、配列番号81及び配列番号85で示す通りのアミノ酸配列からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも60%配列相同性であり、かつ前記重鎖可変領域が、配列番号15、配列番号19、配列番号23、配列番号27、配列番号31、配列番号35、配列番号39、配列番号43、配列番号47、配列番号51、配列番号55、配列番号59、配列番号63、配列番号67、配列番号71、配列番号75、配列番号79及び配列番号83からなる群から選択されるアミノ酸配列と少なくとも60%配列相同性である、項目25に記載の方法。
(項目29)
前記モノクローナル抗体がpan−CD46抗体を含む、項目25に記載の方法。
(項目30)
前記モノクローナル抗体が、1種以上のCD46スプライス変異体と免疫特異的に会合する、項目25に記載の方法。
(項目31)
前記1種以上のCD46スプライス変異体が、CD46D、CD46F及びCD46Jからなる群から選択されるスプライス変異体を含む、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記異常増殖性疾患が腫瘍性疾患を含む、項目22に記載の方法。
(項目33)
前記腫瘍性疾患が固体腫瘍を含む、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記腫瘍性疾患が、副腎がん、膀胱がん、子宮頸がん、子宮内膜がん、腎臓がん、肝臓がん、肺がん、卵巣がん、結腸直腸がん、膵臓がん、前立腺がん又は乳がんを含む、項目32に記載の方法。
(項目35)
前記対象者において、がん起始細胞の発生頻度を減少させる工程を更に含む、項目22に記載の方法。
(項目36)
前記発生頻度の減少が、がん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーのフローサイトメトリー解析を用い評価されるものである、項目35に記載の方法。
(項目37)
前記発生頻度の減少が、がん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーの、免疫組織化学的検出を用い評価されるものである、項目35に記載の方法。
(項目38)
前記発生頻度の減少が、in vitro又はin vivo限界希釈法を用い評価されるものである、項目35に記載の方法。
(項目39)
前記発生頻度の減少が、in vivo限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ヒト腫瘍細胞の生細胞を、免疫不全マウスに移植する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目40)
前記発生頻度の減少が、in vivo限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ポワソン分布を用いがん起始細胞の発生頻度を定量する工程を含む、項目39に記載の方法。
(項目41)
前記発生頻度の減少が、in vitro限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ヒト腫瘍細胞の生細胞を限界希釈しin vitroのコロニー支持条件に配置する工程を含む、項目38に記載の方法。
(項目42)
前記発生頻度の減少が、in vitro限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ポワソン分布を用いがん起始細胞の発生頻度を定量する工程を含む、項目41に記載の方法。
(項目43)
抗がん剤を投与する工程を更に含む、項目22に記載の方法。
(項目44)
前記CD46モジュレータが、CD46変異体A又はそれらの断片を含む、項目22に記載の方法。
(項目45)
前記CD46モジュレータが、免疫グロブリン定常領域又はそれらの断片を更に含む、項目44に記載の方法。
(項目46)
前記CD46モジュレータが融合タンパク質を含む、項目45に記載の方法。
(項目47)
第2CD46モジュレータを投与する工程を更に含み、該第2CD46モジュレータが前記CD46モジュレータとは異なるものである、項目22に記載の方法。
(項目48)
がん起始細胞の発生頻度を減少させる必要のある対象者において、がん起始細胞の発生頻度を減少させる方法であって、CD46モジュレータを前記対象者に投与する工程を含む、方法。
(項目49)
前記がん起始細胞が腫瘍永続化細胞を含む、項目48に記載の方法。
(項目50)
前記腫瘍永続化細胞が1つ以上のマーカーを含む、項目49に記載の方法。
(項目51)
前記CD46モジュレータがCD46アンタゴニストを含む、項目48に記載の方法。
(項目52)
前記CD46モジュレータが抗体を含む、項目48に記載の方法。
(項目53)
前記抗体がモノクローナル抗体を含む、項目52に記載の方法。
(項目54)
前記対象者が、副腎がん、膀胱がん、子宮頸がん、子宮内膜がん、腎臓がん、肝臓がん、肺がん、卵巣がん、結腸直腸がん、膵臓がん、前立腺がん、及び乳がんからなる群から選択される腫瘍性疾患に罹患している、項目48に記載の方法。
(項目55)
前記がん起始細胞の発生頻度が少なくとも10%減少する、項目48に記載の方法。
(項目56)
前記発生頻度の減少が、がん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーのフローサイトメトリー解析を用い評価されるものである、項目48に記載の方法。
(項目57)
前記発生頻度の減少が、がん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーの、免疫組織化学的検出を用い評価されるものである、項目48に記載の方法。
(項目58)
前記発生頻度の減少が、in vitro又はin vivo限界希釈法を用い評価されるものである、項目48に記載の単離したCD46モジュレータ。
(項目59)
前記発生頻度の減少が、in vivo限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ヒト腫瘍細胞の生細胞を、免疫不全マウスに移植する工程を含む、項目58に方法。
(項目60)
前記発生頻度の減少が、in vivo限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ポワソン分布を用いがん起始細胞の発生頻度を定量する工程を含む、項目59に記載の方法。
(項目61)
前記発生頻度の減少が、in vitro限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ヒト腫瘍細胞の生細胞を限界希釈しin vitroのコロニー支持条件に配置する工程を含む、項目58に記載の方法。
(項目62)
前記発生頻度の減少が、in vitro限界希釈法を用い評価されるものであり、該希釈法は、ポワソン分布を用いがん起始細胞の発生頻度を定量する工程を含む、項目61に記載の方法。
(項目63)
抗がん剤により対象者を治療するにあたって腫瘍を感作させる方法であって、前記対象者にCD46モジュレータを投与する工程を含む、方法。
(項目64)
前記CD46モジュレータが抗体である、項目63に記載の方法。
(項目65)
前記腫瘍が固体腫瘍である、項目63に記載の方法。
(項目66)
前記抗がん剤が化学療法剤を含む、項目63に記載の方法。
(項目67)
前記抗がん剤が生物学的製剤を含む、項目63に記載の方法。
(項目68)
異常増殖性疾患の診断を必要としている対象者に、次の工程を含む診断を行う方法:
前記対象者から組織試料を得る工程、
前記組織試料を少なくとも1種のCD46モジュレータと接触させる工程、並びに
前記試料と会合した前記CD46モジュレータを検出又は定量する工程。
(項目69)
前記CD46モジュレータがモノクローナル抗体を含む、項目68に記載の方法。
(項目70)
前記抗体を、制御可能にレポータと会合させた、項目69に記載の方法。
(項目71)
CD46関連性疾患の診断又は治療に有用な製造物品であって、CD46モジュレータを収容する容器と、前記CD46関連性疾患の治療又は診断に前記CD46モジュレータを使用するための取扱説明書とを含む、製造物品。
(項目72)
前記CD46モジュレータがモノクローナル抗体である、項目71に記載の製造物品。
(項目73)
前記容器が読み取り可能なプレートを含む、項目72に記載の製造物品。
(項目74)
固体腫瘍を含む腫瘍性疾患に罹患している対象者の治療法であって、1種以上のCD46スプライス変異体と免疫特異的に会合するCD46モジュレータを治療有効量で投与する工程を含む、治療法。
(項目75)
前記1種以上のCD46スプライス変異体が、CD46D、CD46F及びCD46Jからなる群から選択されるスプライス変異体を含む、項目74に記載の方法。
(項目76)
前記CD46モジュレータがアンタゴニストを含む、項目74に記載の方法。
(項目77)
前記CD46モジュレータが抗体を含む、項目74に記載の方法。
(項目78)
前記抗体がモノクローナル抗体を含む、項目77に記載の方法。
(項目79)
前記対象者が、副腎がん、膀胱がん、子宮頸がん、子宮内膜がん、腎臓がん、肝臓がん、肺がん、卵巣がん、結腸直腸がん、膵臓がん、前立腺がん、及び乳がんからなる群から選択される腫瘍性疾患に罹患している、項目74に記載の方法。
(項目80)
腫瘍性疾患に罹患している患者の治療法であって、細胞毒性剤と会合させた少なくとも1種のCD46モジュレータを治療有効量で投与する工程を含む、治療法。
(項目81)
前記CD46モジュレータが前記細胞毒性剤と複合している、項目80に記載の方法。
(項目82)
前記CD46モジュレータが抗体を含む、項目81に記載の方法。
(項目83)
前記抗体がモノクローナル抗体を含む、項目82に記載の方法。
(項目84)
前記対象者が、副腎がん、膀胱がん、子宮頸がん、子宮内膜がん、腎臓がん、肝臓がん、肺がん、卵巣がん、結腸直腸がん、膵臓がん、前立腺がん、及び乳がんからなる群から選択される腫瘍性疾患に罹患している、項目80に記載の方法。
(項目85)
がん起始細胞の集団を識別、単離、分画又は濃縮する方法であって、前記がん起始細胞をCD46モジュレータと接触させる工程を含む、方法。
(項目86)
前記CD46モジュレータが抗体を含む、項目82に記載の方法。
(項目87)
前記抗体がモノクローナル抗体を含む、項目83に記載の方法。
(項目88)
前記がん起始細胞をフローサイトメトリー解析にかける工程を更に含む、項目82に記載の方法。
(項目89)
前記フローサイトメトリー解析がFACSを含む、項目85に記載の方法。
(項目90)
異常増殖性疾患に罹患している患者において、がん起始細胞を除去させる方法であって、CD46モジュレータを投与する工程を含む、方法。
(項目91)
前記CD46モジュレータがモノクローナル抗体を含む、項目90に記載の方法。
(項目92)
前記モノクローナル抗体が細胞毒性剤と会合している、項目91に記載の方法。
(項目93)
前記モノクローナル抗体がpan−CD46抗体である、項目92に記載の方法。
(項目94)
前記モノクローナル抗体が、単一のCD46スプライス変異体と免疫特異的に会合する、項目92に記載の方法。
(項目95)
前記単一のCD46スプライス変異体が、CD46D、CD46F及びCD46Jからなる群から選択されるスプライス変異体を含む、項目94に記載の方法。
(項目96)
ヒト化抗体を含むCD46モジュレータであって、前記抗体の重鎖可変領域のアミノ酸配列は実質的に配列番号199に記載の通りのものであり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は実質的に配列番号201に記載の通りのものである、CD46モジュレータ。
(項目97)
hSC1.N71抗体及び製薬上許容され得る担体を含む、組成物。
(項目98)
ヒト化抗体を含むCD46モジュレータであって、前記抗体の重鎖可変領域のアミノ酸配列は実質的に配列番号203に記載の通りのものであり、軽鎖可変領域のアミノ酸配列は実質的に配列番号205に記載の通りのものである、CD46モジュレータ。
(項目99)
hSC1.N149抗体及び製薬上許容され得る担体を含む、組成物。
(項目100)
治療を必要としている対象者において、転移を阻害又は予防する方法であって、製薬学的有効量のCD46モジュレータを投与する工程を含む、方法。
(項目101)
前記対象者が、CD46モジュレータ投与の前又は後に腫瘍減量法により治療される、項目100に記載の方法。
(項目102)
前記腫瘍減量法が、少なくとも1種の抗がん剤の投与を含む、項目101に記載の方法。
(項目103)
前記対象者が、CD46モジュレータの投与時に寛解状態である、項目100に記載の方法。
(項目104)
治療を必要としている対象者に対し維持療法を実施する方法であって、製薬学的有効量のCD46モジュレータを投与する工程を含む、方法。
(項目105)
前記対象者が、前記CD46モジュレータ投与前に腫瘍性疾患の治療を受けている、項目104に記載の方法。
(項目106)
前記対象者が、前記CD46モジュレータの投与時に、腫瘍性疾患に関しては無症状である、項目104に記載の方法。
(項目107)
前記対象者を腫瘍性疾患に関し治療した後、前記CD46モジュレータを6ヶ月以上投与する、項目105に記載の方法。
(項目108)
前記CD46モジュレータがモノクローナル抗体を含む、項目105に記載の方法。
ここまでの記載は要約であり、したがって、必要に応じて単純化し、総括し、詳細を省略している。これらを踏まえ、当業者であれば、この要約は例示目的のみのためであり、何らかの制限を意図するものではないことを認識するであろう。本明細書に記載の方法、組成物及び/又は装置及び/又は他の題材に関する他の態様、特徴、及び利点は、以降の教示により明らかとなろう。「発明の概要」は、下記の「発明を実施するための形態」において更に説明される、簡略化された概念に関し、選択肢を紹介するために提供されている。この「発明の概要」は、特許請求する主題の主要な特徴又は本質的な特徴を識別することを意図したものではなく、また、特許請求する主題の範囲を限定するために使用することを意図したものでもない。
結腸直腸がん、乳がん、又は非小細胞性肺がんの患者から得られた固形腫瘍試料の、CD46発現についての、フローサイトメトリーデータ。 結腸直腸がん細胞、膵臓がん細胞、乳がん細胞、非小細胞性肺がん細胞、黒色腫細胞、卵巣がん細胞、及び頭部及び頸部がん細胞から得られた、非従来式の異種移植片腫瘍試料の、CD46発現についての、フローサイトメトリーデータ。 細胞表面マーカーCD46、上皮表面抗原(ESA)、CD66c、及びCD324を用いフローサイトメトリーにより得られた、がん起始細胞の濃縮についての分散プロット。 非従来式の異種移植モデルでの連続継代により、CD46hi細胞の腫瘍永続化能を実証する、フローサイトメトリー及び蛍光標識細胞分取(FACS)データ。 非従来式の異種移植モデルでの連続継代により、CD46hi細胞の腫瘍永続化能を実証する、フローサイトメトリー及び蛍光標識細胞分取(FACS)データ。 非従来式の異種移植モデルでの連続継代により、CD46hi細胞の腫瘍永続化能を実証する、フローサイトメトリー及び蛍光標識細胞分取(FACS)データ。 結腸直腸がんにおけるCD46hi腫瘍永続化細胞の発生頻度に対するイリノテカンの効果を示すグラフ。 結腸直腸がんにおけるCD46hi腫瘍永続化細胞の発生頻度に対するイリノテカンの効果を示すグラフ。 結腸直腸がんにおけるCD46hi腫瘍永続化細胞の発生頻度に対するイリノテカンの効果を示すグラフ。 結腸直腸がん腫瘍永続化細胞、腫瘍前駆細胞、及び非腫瘍原生細胞において発現しているCD46スプライス変異体アイソフォーム。 結腸直腸がん腫瘍永続化細胞、腫瘍前駆細胞、及び非腫瘍原生細胞において発現しているCD46スプライス変異体アイソフォーム。 結腸直腸がん腫瘍永続化細胞、腫瘍前駆細胞、及び非腫瘍原生細胞において発現しているCD46スプライス変異体アイソフォーム。 結腸直腸腫瘍細胞集団において使用されるCD46エキソンについての定量的リアルタイムPCRデータ。 隣接する正常な結腸直腸細胞及び腫瘍細胞における、CD46タンパク質の発現についてのグラフ。 隣接する神経内分泌型及び非神経内分泌型の正常な膵細胞及び腫瘍細胞における、CD46タンパク質の発現についてのグラフ。 隣接する正常な卵巣細胞及び腫瘍細胞における、CD46タンパク質の発現についてのグラフ。 隣接する正常な結腸直腸細胞及び腫瘍細胞における、エキソン10を含有するCD46スプライス変異体の発現についてのグラフ。 隣接する神経内分泌型及び非神経内分泌型の正常な膵細胞及び腫瘍細胞における、エキソン10を含有するCD46スプライス変異体の発現についてのグラフ。 隣接する正常な卵巣細胞及び腫瘍細胞(図7C)における、エキソン10を含有するCD46スプライス変異体の発現についてのグラフ。 K562細胞におけるCD46抗体の内部移行を表すグラフ。 サポリン毒素により標識した抗マウス第2抗体を内部移行することのできるマウスモノクローナル抗CD46抗体によるK562細胞の殺傷を表すグラフ。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個の抗CD46抗体の重鎖及び軽鎖可変領域の核酸及びアミノ酸配列。 本明細書の実施例に記載の通りに単離され、クローン化された18の別個のCD46モジュレータの遺伝子の構成。 重鎖及び軽鎖CDR配列についての表。 抗CD46抗体SC1.N122及びSC1.N29をCD46の各種領域に結合させたELISAデータのグラフ。 抗CD46抗体SC1.N29を各種CD46エキソンに結合させたELISAデータのグラフ。 hSC1.N71の重鎖(配列番号198及び配列番号199)及び軽鎖(配列番号200及び配列番号201)可変領域の核酸及びアミノ酸配列。Kabat et al.により定義されたCDR配列は下線部。 hSC1.N149の重鎖(配列番号202及び配列番号203)及び軽鎖(配列番号204及び配列番号205)可変領域の核酸及びアミノ酸配列。Kabat et al.により定義されたCDR配列は下線部。 12の別個のCD46モジュレータの免疫化学的な特徴についての表。 4種の異なる濃度の抗原に対するマウス抗体SC1.N71の親和性を示す図。 ヒト化抗体誘導体h SC1.N71の親和性を示す図。 測定値を要約した表。 本開示のモジュレータを用い生成した検量線。 健常者及び各種新生組織形成及びに罹患している患者から得られた試料で測定し、検量線から外挿した可溶性CD46の血清中濃度。 ストレプトアビジン標識サポリンを用い細胞死を誘導させる場合に、本開示のCD46モジュレータが分子標的剤として機能する程度についてのグラフ。 本開示のCD46モジュレータは、細胞表面上で発現されたCD46と会合することを表す図。 レンチウイルスにより誘導したCD46−/loはCD46hi細胞の細胞死を介在するものの、本開示のモジュレータによる影響を比較的受けない(図18B)ことを示す図。 受容体依存性の取り込み及びストレプトアビジン−ZAP複合体の内部移行を介在し得る本発明のCD46モジュレータを示す図。モジュレータの非存在下では、観察された細胞死は比較的少ない。 本開示のモジュレータは異なる腫瘍種に対しても効果的に細胞死を介在することを示す図。 CD46モジュレータががん幹細胞の化学感受性を増感させ得ることを示す図。本開示のモジュレータの効果を対照と比較して示す。 CD46モジュレータが腫瘍の再発を遅延させ、化学療法剤のみを用いた場合に比べてがんの進行を伴わない生存率を上昇させることを示す図。
I.緒言
広義には、本発明の実施形態は、新規CD46モジュレータ、並びにがんなどの異常増殖性疾患を治療、管理、緩和又は予防する際の本モジュレータの使用を目的とする。任意の特定の理論に束縛されることを望むものではないが、本開示のモジュレータは、腫瘍の成長の抑制又は遅延、及び腫瘍原性細胞の排除又は中和、並びに抗がん剤に対する細胞の感受性の変更に効果的であることが判明している。更に、驚くべきことに、従来では知られていなかったことだが、選別した腫瘍永続化細胞(TPC)と、CD46として公知のタンパク質とが、表現形特異的に会合することが判明した。この点に関し、選別したTPC(すなわち、がん幹細胞又はCSC)は、正常組織と比較した場合に、並びに固体腫瘍の大部分を構成している腫瘍前駆細胞(TProg)及び非腫瘍原生(NTG)細胞と比較した場合に、CD46の発現レベルが高く、特異的なスプライス変異体を含む。したがって、選択された実施形態では、腫瘍の微小環境において、選別された細胞表面と会合するタンパク質濃度が上昇することから、CD46は腫瘍関連性のマーカー(又は抗原)を含み、TPC及び関連する新生物の検出、感作及び/又は抑圧に有効な剤を提供することが判明している。より詳細には、並びに更により驚くべきことに、CD46は分泌性の物質のようであり(少なくともある程度)、腫瘍永続化細胞の除去、感作、排除、減少、リプログラミング、分化促進に関し、あるいはこれらの腫瘍永続化細胞を拡散及び/又は持続させて患者において腫瘍を成長又は再発させる能力の防止又は制限に関し、Fc−CD46コンストラクト及び免疫応答性アンタゴニスト(例えば、該当するタンパク質に結合する抗体)などのCD46モジュレータが有用であることが更に確認されている。
好ましい実施形態では、本発明のCD46モジュレータは、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、ペプチド又はポリペプチドを含む。ここまでに示唆し、以降に詳細に議論する通りに、本明細書に開示された選択的な実施形態は、複合又は非複合の状態の抗CD46抗体を含む。CD46モジュレータの他の実施形態は、好ましくは、例えば、CD46融合コンストラクト(例えば、CD46−Fc、CD46−標的部位など)又はCD46−複合体(例えば、CD46−PEG、CD46−細胞毒性剤など)などの、CD46又はそれらの形態、変異体、誘導体又は断片を含む。更に他の実施例では、モジュレータは、遺伝子の発現レベルを操作することができるものであり、アンチセンスコンストラクト、siRNA、及びmiRNAなどの化合物を含み得る。前述のCD46モジュレータは、腫瘍永続化細胞及び/又は関連する新生物の成長、増殖、又は生存を、例えば、CD46モジュレータの形態、又は投与量及び送達方法に応じて、特定の細胞(非TPC支持細胞)と競合する、あるいは刺激する又は拮抗する機序により、減弱させ得る。
これらの発見を考慮すると、当業者であれば、本発明の特に好ましい実施形態は、概してCD46モジュレータと、がん起始細胞の発生頻度を減少させる際のCD46モジュレータの使用とを目的としていることは明らかであろう。本明細書において広範に議論されている通り、本発明に準拠したCD46モジュレータは、CD46と会合、結合、若しくは複合体形成する、又はCD46と反応又は競合する任意の化合物であり、所望により、腫瘍永続化細胞の発生頻度を減少させる。本明細書で開示される例示的なモジュレータには、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、ペプチド又はポリペプチドを含む。特定の好ましい実施形態では、選別したモジュレータは、CD46若しくはこれらの免疫応答性断片又はこれらの誘導体に結合する抗体を含み得る。このような抗体のもつ性質は、拮抗性のものであっても作用性のものであってもよい。他の好ましい実施例では、本発明に準拠するエフェクタは、CD46自体又はそれらの反応性断片を含むCD46コンストラクトを含む。このようなCD46コンストラクトには融合タンパク質を包含することができ、コンストラクトは、免疫グロブリン、架橋ペプチド又は生体応答修飾物質などの他のポリペプチド由来の反応性ドメインを含有し得ることは認識されるであろう。更に他の好ましい態様では、遺伝子の発現レベルで所望の効果を発揮するCD46エフェクタ又はモジュレータは、核酸アセンブリを含み得る。本発明に準拠する更に他のモジュレータについて、以下に詳細に議論する。
これに関連し、以降の記載は、CD46モジュレータ、CD46アンタゴニスト及び抗CD46抗体に関係するものである。以下に各用語についてより詳細な定義を提供するが、用語は概して本開示の目的に関し互換性のあるものであり、本文に記載のない限り、限定して解釈すべきでないことは明らかである。例えば、CD46アンタゴニストに関してなされた指摘は、拮抗性をもつ本発明の抗体についても適用可能である。同様にして、用語「CD46モジュレータ」は本開示のCD46アンタゴニストと抗CD46抗体を明確に包含するものであり、後者は本文により除外されない範囲でモジュレータに対しても適用可能である。
II.CD46
CD46は、補体調節タンパク質又はMCPとしても既知である。CD46は広範に発現するI型の膜貫通型タンパク質であり、エキソンスプライシング及びグリコシル化により、数多くのアイソフォームが存在する。引用によりその全文が本明細書に組み込まれるRecently Karosi et al.,Laryngoscope 118:1669〜1676(Sept.2008)は、CD46分子のアイソフォームを14種検出したことを報告している。mRNAは染色体1q32の単一遺伝子座から転写され、大規模な選択的スプライシングを経て、各種タンパク質のアイソフォームをコードしている複数の転写産物が生成される。遺伝子を構成している14のエキソンのうち、エキソン1〜6が、すべてのCD46タンパク質アイソフォームにおいて保存されている一方で、7〜9は可変的に利用されるセリン−スレオニン−プロリン(「STP」)リッチ領域をコードしており、これにより、タンパク質アイソフォームにおいて主要な超可変部がもたらされることが判明している。エキソン11及び12はCD46の膜貫通領域をコードするのに対し、エキソン13及び14は、タンパク質の細胞質側末端をコードする。最長のmRNA転写産物である変異体A(NM_002389)は、遺伝子に含まれる14のエキソンをすべて含む配列を含有する。エキソン7、8、9、及び13の可変的スプライシングにより、CD46の14のアイソフォームのうちのほとんどが生成されると考えられ、タンパク質アイソフォームは、エキソン8のオルタナティブな組み込み又は除外により、主に66及び56kDaで観察される。エキソン13のオルタナティブな組み込み/除外により、分子の細胞質側末端をコードしている配列に変化が生じることから、これらを変化させることで、タンパク質の細胞内輸送、安定性、及びシグナル伝達特性に影響が出るものと考えられる。
Karosi et al.に示される通り、CD46のmRNAアイソフォームDは、CD46遺伝子のエキソン1〜6、8〜12及び14からなり(タンパク質NP_722548をコードしている配列NM_153826に相当)、アイソフォームFは、エキソン1〜6、9〜12、及び14からなり(NP_758863をコードしている配列NM_172353に相当)、並びにアイソフォームJはエキソン1〜6、8、10〜12、及び14からなる(NP_758866をコードしている配列NM_172356に相当)。より詳細には、CD46分子は、N端末ショートコンセンサスリピート(SCR)モジュール(「Sushi」ドメイン:1−3、2−4結合接続部にシステインを4つ含む)を4つ含み、これらのSCRドメインは、遺伝子の最初の6つのエキソンによりコードされる。SCR2、3、及び4モジュールは、C3b/C4bに対する結合及び活性制御を有する一方(以下に議論する)、SCR4の遠位に存在するSCR1モジュール及び配列は補体制御機能に必須のものではなく、エキソン7〜9、並びにエキソン10をオルタナティブに組み込みコードされる膜近位細胞外配列は、主にO結合型の糖鎖により高度にグリコシル化される。
本開示の目的に関し、用語「CD46」は、別途記載のない限り、任意のスプライス変異体又はそれらの免疫応答性断片、並びにこのようなタンパク質、スプライス変異体又は断片をコードしている任意の核酸配列を包含する、直前に示したものなどの任意のタンパク質を意味する。したがって、本明細書で述べる「CD46マーカー」は、CD46を構成する又はコードする任意の検出可能なタンパク質、ペプチド又は核酸配列を広範に包含するものである。好ましい実施形態では、CD46マーカーは、全長の糖タンパク質(変異体A)又はスプライス変異体又はそれらの免疫応答性断片を包含する。更により好ましくは、CD46タンパク質マーカーは、選別した腫瘍原生細胞集団の細胞表面上に存在する。他の好ましい実施例では、CD46マーカーは、全長のCD46、スプライス変異体又はそれらの断片をコードしている核酸配列(例えば、DNA又はmRNA)を含む。
前述の変異体に関し、更には本発明のCD46モジュレータを作製し、選別して単一のアイソフォーム(すなわち、スプライス変異体)、あるいはCD46分子に関する一部の選ばれたアイソフォーム(すなわち、スプライス変異体)と反応させることもでき、本発明のCD46モジュレータには、CD46アイソフォームの一部又はすべてと反応又は会合させることのできるpan−CD46モジュレータが含まれ得ることも理解されるであろう。より詳細には、本明細書に開示され、以降の実施例に示されるように、抗体などの本開示のモジュレータを、単一のスプライスバリアント(例えば、特異的なエキソンジャンクション)の示すドメインと、あるいは複数の又はすべてのCD46アイソフォーム間で保存されているドメイン(例えば、エキソン1〜6)と反応するよう生成し、選択することもできる。以下の実施例5に示される通り、TICで特定のスプライス変異体が優先的に発現することが判明しており、かつこのような変異体は、腫瘍原性の細胞の発生頻度を選択的に減少させる及び/又はがん幹細胞集団を除去する治療薬として提供することができるため、このような生成は本発明にとって意味があるものである。
任意のイベントにおいて、数多くの生物学的機能にCD46が関与することが判明しており、この内の多くのものが免疫系の制御を包含している。CD46のもつ他の主要な免疫調節機能としては、高等真核生物の自然免疫応答の一部に含まれる、補体タンパク質による損傷から、宿主細胞を保護することを目的とした、補体制御が挙げられる。具体的には、CD46は、補体タンパク質C3b及びC4bの、I因子介在型のタンパク質分解に関わる補因子である。活性型C3転換酵素は、C3bを不活性な断片へと開裂させ、それにより補体の不適切な活性化を予防する分子であることが判明している。自然免疫において機能するだけでなく、CD46は獲得免疫応答も制御する。CD46によるシグナル伝達により、T細胞の増殖と、抗炎症サイトカインであるIL−10の大部分を産生するという性質をもつ特定のクラスの制御性T細胞(Tr1と呼ばれる)への分化とが刺激される。これに加え、精子はCD46を高レベルで発現していることから、CD46は、生殖への、恐らくは精子と卵母細胞の融合への関与が示唆されている。CD46は胎盤でも高発現しており、胎児を母体からの免疫拒絶から保護する様機能している可能性がある。
更に、CD46は、赤血球細胞を除く、正常なヒト細胞のほとんどで普遍的に発現していることも判明している。例えば、CD46は、上皮細胞では強く、リンパ細胞及び内皮では中程度に、並びに破骨細胞、骨細胞、間質細胞及び筋肉細胞などの他の細胞では弱く発現しているという報告が存在する。広範に発現していることから、ヒトの数多くの病原体は、感染の足がかりとして細胞に結合する際に、CD46を受容体又は共受容体として利用するという戦略をとっている。このような病原体としては、ヒトヘルペスウイルス6型、麻疹ウイルス、アデノウイルスの一部の血清型、並びにナイセリア属の常在菌由来の病原性種が挙げられる。一部のレトロウイルスは、表面にCD46模倣物を担持することで補体介在型の免疫から免れると考えられている(Stoiber et al,Molecular Immunology 2005;Saifuddin et al,J Gen Virol,1997)。
CD46は、数多くの疾患、例えば、多発性硬化症(MS)などの自己免疫異常にも関係付けられている。MSは、神経軸索を絶縁するミエリンタンパク質に対し、自己免疫応答が作動して脱ミエリン化が生じ、その結果、脱ミエリン化を起こした細胞の伝導性が損なわれ、神経障害及び神経異常が生じる慢性炎症性疾患である。MSは脳及び脊髄の白質に瘢痕を生じる(硬化症)。MSは病因が免疫、遺伝及び環境要因から複雑に構成される病気であり、これまでにいくつかの機序について調査されているものの、MS発病に関する理解は完全なものには程遠い。T細胞による免疫及び炎症を制御するという機能をもつため、CD46はMSの発病に関与するものと考えられる。より詳細には、近年のデータにより、IL−10産生に深刻な障害を受けている多発性硬化症患者では、CD46が欠損しているか、又は不全状態であることが判明している。恐らく、IL−10産生のこの欠如は、多発性硬化症患者で観察される炎症に関与しているものと考えられる(引用により本明細書に組み込まれるA.L.Astier,Immunology.2008 June;124(2):149〜154)。場合によっては、自己反応性の抗CD46抗体は、分子の正常な機能を損なう恐れがある。これらの抗体が、本明細書に記載のモジュレータとして機能する範囲内で、それらは本発明の範囲内に含まれ、適宜使用することができる。
CD46は、正常細胞に存在する他、特定のがんでは発現レベルが増加する場合がある。例えば、CD46発現は、乳がん(Thorsteinsson et al.APMIS 106:869〜78(1998);Hofman et al.Breast Cancer Res.Treat.32:213〜9(1994))、結腸/直腸がん(Andrew et al.Cancer Res.50:5225〜30(1990);Koretz et al.Br.J.Cancer 68:926〜31(1993);Juhl et al.J.Surg.Oncol.64:222〜30(1997);Bjorge et al.Cancer Immunol.Immunother.42:185〜92(1996))、肺がん(Varsano et al.Clin.Exp.Immunol.113:173〜82(1998);Varsano et al.Am.J.Respir.Cell.Mol.Bioi.19:522〜9(1998))、卵巣がん(Bjorge et al.Int.J.Cancer 70:14〜25(1997))、腎がん(Blok et al.Lab.Invest.80:335〜44(2000);Gorter et al.Lab.Invest.74:1039〜49(1996))、膵がん(Juhl et al.J.Surg.Oncol.64:222〜30(1997))、並びに前立腺がん(Jarvis et al.J.Allergy Clin.Immunol 99(NO.I,PART 2):S215(1997);Liu,Cancer Res.60:3429〜3434(2000))において上昇することが報告されている。また国際公開第02/18948号、及び同第01/88537を参照されたい。
タンパク質がまず初めに開示され、CD46に対する数多くの抗体が製造されてきた。これらとしては、E4.3(CD46−SCR1)Sparrow et al.,Hum Immunol 1983 7:1、M177(CD46−SCR2)Seya et al.,J Immunol 1990 145:238、J4/48(CD46−SCR1)Pesando et al.,J Immunol 1986 137:3689、GB24(CD46−SCR3/4)Hsi et al.,Am J Reprod Immunol Microbiol 1988 18:21、H316(CD46−SCR1)Stern et al.,J Immunol 1986 137:1604、MH61(CD46−SCR3)Okabe et al.Fertil Steril 1990 54:1121、TRA−2−10(CD46−SCR1)Cho et al.,Clin Exp Immunol 1991 83:257;MCI20.6(CD46−SCR1)Naniche et al.,J Virol 1993 67:6025、158.2A5 Vilella et al.、197.2B1 Vilella et al.、並びにMPA7米国特許第7,744,878が挙げられる。これらのそれぞれは引用により本明細書に組み込まれる。全般に、ウェブ(http://prow.nci.nih.gov/guide/2027814670_g.htm)によりLoveland et al.,Prot Revを参照されたい。前掲の一覧に記載の抗体の多くには、活性なショートコンセンサスリピートドメイン(SCR)が含まれる。
III.がん起始細胞
従来の任意の技術とは対照的に、本発明は、がん起始細胞を標的化するのに、特に腫瘍永続化細胞を標的化するのに特に有用なCD46モジュレータを提供し、これにより腫瘍性疾患の治療、管理又は予防を促進する。より詳細には、これまでに示された通り、驚くべきことに、特定の腫瘍細胞の下位集団がCD46を発現しており、かつがん幹細胞の自己複製及び細胞の生存にとって重要な形態形成シグナル伝達の局在的な協調を改変するようであることが判明している。したがって、好ましい実施形態では、本開示の技術に従って、がん起始細胞の発生頻度を減少させるためにCD46のモジュレータを使用し、それにより異常増殖性疾患の治療又は管理を促進することができる。
本明細書で使用するとき、用語「がん起始細胞(TIC)」は、腫瘍永続化細胞(TPC;すなわちがん幹細胞又はCSC)、並びに非常に増殖性の高い腫瘍前駆細胞(TProgとする)のいずれをも包含し、合わせて一般的に、特有の腫瘍又は腫瘤の下位集団(すなわち0.1〜40%)からなる。本開示の目的に関し、用語「腫瘍永続化細胞」及び「がん幹細胞」は、等価であり、本明細書において互換可能に使用することができる。反対に、TPCは、単離した細胞を少数個連続的に移植した場合に示される通り(マウスの場合2回以上)、腫瘍内に存在する腫瘍細胞の構成を完全に再現し得るという点と、無限の自己複製能をもつという点で、TProgとは異なる。以降により詳細に議論される通り、適切な細胞表面マーカーを用い行った場合、蛍光標識細胞分取(FACS)は、少なくともある程度の割合で、単個細胞及び細胞の凝集塊(すなわち、ダブレットなど)を識別できることから、非常に濃縮された細胞下位集団を単離するにあたって(純度99.5%以上)信頼性の高い手法である。かかる技術を用いて、免疫不全マウスに高純度のTProg細胞を少数個移植した場合に、初回移植部位で腫瘍が成長し得るということが判明している。しかしながら、精製TPC下位集団の場合とは異なり、TProgにより生成された腫瘍は細胞の表現形の不均一性という点で親腫瘍を完全に反映するものではなく、以降の移植においてひき続いて腫瘍形成を再開させるという能力に劣る。対照的に、TPC下位集団は、親腫瘍の細胞不均一性を完全に再現するものであり、連続的に単離し移植した場合にも腫瘍を効果的に起始し得る。したがって、当業者であれば、TPCとTProgは、いずれも初回移植部位において腫瘍を生成し得るものの、低濃度で連続的に移植した際に、不均一な腫瘍成長を永続的に起始するという能力はTPCに特有のものであるという点で決定的に異なるということを認識するであろう。TPCの特性を評価するのに一般的な他のアプローチには、形態学、及び細胞表面マーカー、転写プロフィール、及び薬剤応答の評価が挙げられるが、マーカーの発現は、培養条件、並びにin vitroでの細胞株の継代により変化し得る。
したがって、本発明の腫瘍永続化細胞は、正常組織において細胞の分化段階を維持する正常幹細胞同様、好ましくは多系統への分化能を維持しつつ、無限の自己複製能をもつことにより区別される。したがって、腫瘍永続化細胞は、腫瘍原生の子孫細胞(すなわち、がん起始細胞:TPC及びTProg)と、非腫瘍原生(NTG)の子孫細胞のいずれをも生成することができる。本明細書で使用するとき、非腫瘍原生細胞(NTG)は、がん起始細胞から生じるが、自身は自己複製能をもたない、あるいは腫瘍を構成する腫瘍細胞の不均一な分化系列を生成することのない腫瘍細胞を指す。実験的には、NTG細胞には、過剰量の細胞を移植した場合でさえもマウスにおいて再現性よく腫瘍を形成する能力はない。
記載のように、TProgは、マウスにおいて腫瘍を形成する能力が制限されていることから、がん起始細胞(又はTIC)としても分類される。TProgはTPCの子孫細胞であり、非自己複製性の細胞分裂を限定された回数で行う。更に、TProg細胞は初期腫瘍前駆細胞(ETP)及び後期腫瘍前駆細胞(LTP)へと分裂可能であり、これらのそれぞれの前駆細胞は、表現型(例えば、細胞表面マーカー)により区別され、かつ腫瘍細胞の構築再現能が異なっている。このような専門上の違いが存在するにもかかわらず、ETP及びLTPのいずれもが、TPCと比較して、細胞を低濃度で移植した場合に連続的に腫瘍を再構築する能力に劣り、かつ親腫瘍の不均一性を反映しないことから、機能的にTPCとは異なっている。これらの違いが存在するものの、稀に、各種TProg集団が、通常であれば幹細胞が保有している自己複製能を獲得し、TPC(又はCSC)になり得ることも判明している。任意のイベントにおいて、いずれの細胞型のがん起始細胞も、一人の患者の典型的な腫瘍塊で再現される傾向があり、かつ本明細書に開示される通りのモジュレータにより治療される傾向がある。すなわち、本開示の組成物は、個々の実施形態又は腫瘍の表現形の混在とは無関係に、概してこのようなCD46陽性がん起始細胞の発生頻度の減少又は化学受容性の変更に効果的である。
本発明に関する文脈において、TPCは、腫瘍塊を形成するTProg(ETP及びLTPのいずれも)、NTG細胞、及び腫瘍浸潤性の非TPC由来細胞(例えば、線維芽細胞/間質細胞、内皮及び造血細胞)と比べ、腫瘍原生が高く、比較的休止状態であり、かつ多くの場合、化学療法に対し抵抗性が高い。従来の治療法及びレジメンでは、その大部分が腫瘍の減量及び増殖速度の速い細胞に対する攻撃の両方を目的に設計されており、TPCは、より増殖速度の速いTProg、並びに腫瘍を増量している他の細胞集団と比べて、従来の治療法及びレジメンに対して耐性が高い傾向がある。更に、多くの場合、TPCは、従来の治療法に対して、自身を比較的化学療法抵抗性にものにし、例えば、多剤耐性輸送体の発現上昇、DNA修復機序の強化及び抗アポトーシスタンパク質の増強などの他の特性を発現する。これらの特性のそれぞれはTPCのもつ薬剤耐性に寄与するものであり、新生物が進行している患者のほとんどで、標準的な、腫瘍内科学的な治療レジメンにより長期的効果が得られないことの、すなわち、腫瘍の成長及び再発を続けるこれらの細胞(すなわち、TPC又はCSC)の適切な標的化及び根絶に失敗することの主な理由となっている。
多くの従来技術とは異なり、本発明の新規組成物は、形態又は選別したモジュレータの具体的な標的にかかわらず(例えば、遺伝物質、CD46又はCD46リガンド)、好ましくは対象者に投与することでがん起始細胞の発生頻度を減少させる。上記の通り、がん起始細胞の発生頻度の減少は、次のa)、b)、c)及びd)の結果として生じ得る:a)がん起始細胞の排除、除去、感作、サイレンシング又は阻害、b)がん起始細胞の成長、増殖又は再発の制御、c)がん起始細胞の起始、増殖(propagation)、維持、又は増殖(proliferation)の妨害、あるいはd)腫瘍原生細胞の生存、再分化及び/又は転移の妨害。一部の実施形態では、がん起始細胞の発生頻度の減少は、1つ以上の生理学的経路に変化が生じた結果として生じる。経路に生じる変化は、がん起始細胞の減少又は排除によるもの、あるいはそれらのもつ性質を変更させるもの(例えば、分化誘導、ニッチの破壊)のいずれによるものでも、あるいは、腫瘍が周囲環境又は他の細胞に対して作用する能力を干渉するものでも、腫瘍形成、腫瘍維持及び/又は転移並びに再発を阻害し、CD46介在性疾患の治療をより効果的なものにする。
がん起始細胞の発生頻度の減少を評価する際には、in vitro又はin vivoのいずれかでの限界希釈法による解析後に、好ましくは、ポワソン分布を用い細胞数を算出するか、あるいは規定の決定的なイベントの発生頻度、例えばin vivo又はそれ以外での腫瘍形成能を評価するなどの方法を用いることができる。がん起始細胞の発生頻度の減少度を算出するには限界希釈法が好ましいが、所望の値を効率的に判断するにあたって、正確さにはわずかに劣るものの、他の、より負担の少ない方法を使用してもよく、このような方法は本発明の技術に完全に使用可能である。したがって、当業者には理解されるように、発生頻度の減少度は、周知のフローサイトメトリー法又は免疫組織化学的手法により評価することもできる。ここまでに記載のすべての手法については、例えば、Dylla et al.2008,PMCID:PMC2413402及びHoey et al.2009,PMID:19664991を参照されたい。これらの文献のいずれもが、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。
限界希釈法に対して、in vitroでのがん起始細胞の発生頻度の算出は、分画化又は未分画化ヒト腫瘍細胞(例えば、それぞれ処理及び未処理腫瘍由来)のいずれかを、コロニー形成を促すin vitro成長条件に付着させることにより実施できる。この手法では、コロニー形成細胞は、コロニーの単純な計数及び評価により算出することができ、あるいは例えば、ヒト腫瘍細胞を連続希釈してプレートに付着させ、播種の少なくとも10日後にコロニー形成が陽性であるか陰性であるかについて各ウェルを評価することからなる解析により算出することができる。がん起始細胞の発生頻度の判定能がより正確である、in vivoでの限界希釈法による実験又は解析には、非処理対照群又は処理群から得たヒト腫瘍細胞を、例えば、連続希釈して免疫不全マウスに移植し、続いて移植の少なくとも60日後に、腫瘍形成が陽性であるか又は陰性であるかのいずれかについて各マウスを評価することを包含する。好ましくは、in vitro又はin vivoでの、限界希釈法による細胞発生頻度の算出は、陽性及び陰性応答に公知の発生頻度に対しポワソン分布を適用し、陽性応答(今回はそれぞれコロニー形成又は腫瘍形成)の定義を満たすイベントの発生頻度を得ることにより行う。
がん起始細胞の発生頻度を算出するのに使用でき、本発明に準拠する他の手法に関しては、ごく一般的なものは、定量化可能なフローサイトメトリー法及び免疫組織化学的染色法を含む。直前に記載の限界希釈法は正確な手法ではないものの、これらの手法はさほど労を要するものではなく、比較的短時間で妥当な値が得られる。したがって、当業者はフローサイトメトリー法を用い、がん起始細胞に豊富であることが既知である細胞表面タンパク質(例えば準拠し得るマーカーを以降の実施例1に示す)に結合する1種以上の抗体又は試薬を使用して、各種サンプルのTICレベルを測定することで、細胞表面マーカーのプロファイルを評価できることは明らかであろう。更に別の準拠する方法では、当業者は、これらの細胞を区別するものと考えられる細胞表面タンパク質に結合することのできる、1種以上の抗体又は試薬を用い、免疫組織化学法により、in situ(すなわち、組織切片)でTIC発生頻度を計数するであろう。
上記の任意の方法を用い、次に本明細書に記載の技術に従って、本開示のCD46モジュレータにより、TIC(又はそこに含まれるTPC)の発生頻度の減少度を定量することができる。一部の例では、本発明の化合物はTICの発生頻度を10%、15%、20%、25%、30%又は更には35%減少させることができる(排除、分化誘導、ニッチの破壊、サイレンシングなどの各種機序により)。他の実施形態では、TICの発生頻度の減少度は、約40%、45%、50%、55%、60%又は65%であり得る。特定の実施形態では、本開示の化合物は、TICの発生頻度を70%、75%、80%、85%、90%又は更には95%減少させる。無論、TICの発生頻度が任意に減少することで、これに対応して、新生物の腫瘍原性、持続性、再発及び攻撃性が減少する傾向があることは明らかであろう。
IV.CD46モジュレータ
任意のイベントにおいて、本発明は、数多くのCD46介在性悪性腫瘍のうちのいずれか1つを診断、治療及び/又は予防する際の、CD46アンタゴニストなどのCD46モジュレータの使用を目的とする。本開示のモジュレータは、単独で、あるいは化学療法剤又は免疫療法剤又は生体応答修飾物質などの様々な抗がん剤化合物と共に使用することができる。他に選択される実施形態では、2種以上の別個のCD46モジュレータを組み合わせて使用して抗腫瘍効果を増強させても、あるいは2種以上の別個のCD46モジュレータを用い多選択制のコンストラクトを作製してもよい。
特定の実施形態では、本発明のCD46モジュレータは、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、ペプチド又はポリペプチドを含む。更により好ましいCD46モジュレータには、例えば、CD46融合コンストラクト(例えば、CD46−Fc、CD46−標的部位など)又はCD46−複合体(例えば、CD46−PEG、CD46−細胞毒性剤、CD46−brmなど)などの、CD46(sCD46)又はそれらの形態、変異体、誘導体又は断片を含む。他の実施形態では、CD46モジュレータには抗体(例えば、抗CD46mAbs)又はそれらの免疫応答性断片又は誘導体が含まれることも理解されるであろう。特に好ましい実施形態では、本発明のモジュレータには、中和抗体又はそれらの誘導体又は断片が含まれる。他の実施形態では、CD46モジュレータには、内部移行抗体を含む。更に他の実施例では、CD46モジュレータには除去抗体を含む。更に、前述の融合コンストラクトの場合、これらの抗体モジュレータは、細胞毒性剤、ポリマー、又は生体応答修飾物質(BRM)などと複合させ、結合させ、あるいは会合させ、各種(場合により複数の)作用機序により、直接的な免疫治療に使用することができる。更に他の実施例では、モジュレータは、遺伝子の発現レベルを操作することができるものであり、アンチセンスコンストラクト、siRNA、及びマイクロRNAなどの化合物を含み得る。
本開示のCD46モジュレータは、例えば、負荷量又は投与量及び送達方法のいずれかに関連するCD46モジュレータの形態に応じ、選択された経路の刺激又は拮抗、あるいは特定の細胞の排除などの各種機序により、腫瘍細胞、特にTPC及び/又は関連する新生物の成長、増殖又は生存を、除去、排除又は阻害することができる。したがって、本明細書で開示される好ましい実施形態は、腫瘍永続化細胞などの特定の腫瘍細胞の下位集団の除去、阻害又はサイレンシングを目的する。このような実施形態は単に例示目的のものであり、任意の要旨に制限されないことを強調する。むしろ本発明は、添付の特許請求の範囲に示される通り、CD46モジュレータ、並びに任意の特定の機序又は標的腫瘍細胞集団とは無関係である各種CD46介在性の異常増殖性疾患の治療、管理又は予防へのその使用を、広範に意図するものである。
同様の観点から、本開示の実施形態には1種以上のCD46アンタゴニストが含まれる。これを受けて、本発明のCD46アンタゴニストには、CD46タンパク質若しくはそれらの断片を認識、反応、結合、合体、競合、会合するか、さもなければ相互作用して、腫瘍又はNTG細胞などのがん起始細胞又は他の腫瘍性細胞の成長を排除、サイレンシング、減少、阻害、妨害、制限又は制御する任意のリガンド、ポリペプチド、ペプチド、融合タンパク質、抗体又はそれらの免疫学的に活性な断片若しくは誘導体が含まれ得ることは明らかであろう。選択された実施形態では、CD46モジュレータはCD46アンタゴニストを含む。
本明細書で使用するとき、「アンタゴニスト」は、リガンドに対する受容体の結合又は酵素基質相互作用など、特定の又は特定化されたタンパク質の活性を中和、ブロック、阻害、抑制、減少、又は干渉することのできる分子を指す。本発明のより一般的なアンタゴニストには、抗体及び抗原結合断片又はそれらの誘導体、タンパク質、ペプチド、糖タンパク質、グリコペプチド、糖脂質、多糖、オリゴ糖、核酸、アンチセンスコンストラクト、siRNA、miRNA、生体有機分子、ペプチド模倣体、薬理剤及びそれらの代謝産物、転写及び翻訳制御配列、及び同様物などが含まれ得る。アンタゴニストとしては、小分子阻害剤、融合タンパク質、受容体分子、及び特異的にタンパク質に結合することで、標的基質に結合するタンパク質の基質結合部位を隔絶する誘導体、タンパク質のアンタゴニスト変異体、タンパク質を対象としたアンチセンス分子、RNAアプタマー、及びタンパク質に対するリボザイムも挙げられる。
本明細書で使用するとき、並びに2種以上の分子又は化合物に適用するとき、用語「認識する」又は「特的に認識する」は、分子を共有的に又は非共有的に、結合する、特異的に結合する、複合体形成する、会合する、相互作用する、連結する、連鎖する、ユニット化する、合体する、合併する又は連結する反応が、1つの分子が他の分子に対し作用することによるものであることを意味する。
更に、本明細書において実施例に記載される通り、ヒトCD46の一部のモジュレータは、特定の条件下で、ヒト以外の種(例えば、マウス)由来のCD46と交差反応し得る。他の例示的なモジュレータの場合、ヒトCD46の1つ以上のアイソフォームに特異的であり、かつ他の種由来のCD46相同分子種と交差反応を示さない。
任意のイベントにおいて、当業者であれば、本開示のモジュレータは複合体形態又は非複合体形態で使用できることを認識するであろう。すなわち、モジュレータは、製薬上活性な化合物、生体応答修飾物質、細胞毒性剤又は細胞増殖阻害剤、診断用部分又は生体適合性の修飾因子と会合あるいは複合(例えば、共有結合的に又は非共有結合的に)させることができる。この点において、複合体には、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、融合タンパク質、核酸分子、小分子、模倣剤、合成剤、無機分子、有機分子及び放射性同位体が含まれ得ることは理解されるであろう。更に、上記に示す通り、選別した複合体は、複合体に作用させるために使用される方法に少なくとも一部基づき、様々なモル比で共有結合的又は非共有結合的にCD46モジュレータと結合させることができる。
V.抗体
a.概論
これまでに言及した通り、本発明の特に好ましい実施形態には、CD46モジュレータは抗体の形態で含まれる。本明細書において、用語「抗体」は、幅広い意味で使用され、具体的には、合成抗体、モノクローナル抗体、オリゴクローナル又はポリクローナル抗体、他クローン性抗体、組み換え法により産生された抗体、細胞内抗体、多重特異性抗体、二重特異性抗体、一価の抗体、多価の抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、キメラ(primatized)抗体、Fab断片、F(ab’)断片、一本鎖FvFcs(scFvFc)、一本鎖Fvs(scFv)、抗イディオタイプ(抗Id)抗体、及び所望の生物活性(すなわち、CD46と会合する、又はこれと結合する)を示す免疫的に活性な任意のその他の抗体断片をその範囲に含む。幅広い意味で、本発明の抗体は、免疫グロブリン分子及び免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な断片、すなわち、抗原結合部位を含有する分子を包含する。これらの断片は、他の免疫グロブリンドメイン、例えば、限定するものではないが例えばFc領域又はそれらの断片などと融合させてもよく、あるいは融合させなくてもよい。更に、本明細書においてより詳細に記載される通り、用語「抗体」には、具体的には、以下に記載の通りの、完全長の抗体、並びにFc領域又は所望により、少なくとも1種のアミノ酸残基を変更させ、かつ免疫学的に活性な免疫グロブリン断片と融合させた、Fc領域の断片を含むFc融合変異体を包含する。
以降により詳細に議論されるように、総称「抗体」又は「免疫グロブリン」には、生化学的、並びに重鎖の定常領域に含まれるアミノ酸配列に基づいて識別することのできる、5つの別個のクラスの抗体を包含し、これらは容易に適切なクラスに分類することができる。歴史的に、インタクト抗体の主要なクラスはIgA、IgD、IgE、IgG、及びIgMと呼ばれる。ヒトにおいては、IgG及びIgAクラスは、更に構造及び特定の生化学的特性に応じ、これまでに確認されているサブクラス(アイソタイプ)、すなわち、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、及びIgA2へと分類され得る。IgGのアイソタイプは、ヒトにおいては、血清中に豊富に存在する順に命名されており、血清中にはIgG1が最も豊富に含まれることは明らかであろう。
本発明の範囲内には、抗体の5つのすべてのクラス(すなわち、IgA、IgD、IgE、IgG、及びIgM)並びにすべてのアイソタイプ(すなわち、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、及びIgA2)、並びにそれらの変異体が含まれるが、例示目的のみのために、IgGクラスの免疫グロブリンを含む好ましい実施形態を一部詳細に議論する。しかしながらこのような開示は、単に代表的な組成物、及び本発明の実施方法を示すことを目的とするものであり、本発明の範囲、すなわち本明細書に添付の特許請求の範囲を何らかの手段により制限することを意図するものではない。
このような観点に基づき、ヒトIgG免疫グロブリンは、分子量約23,000ダルトンの2つの同一の軽鎖ポリペプチド鎖と、アイソタイプによって分子量53,000〜70,000の2つの同一の重鎖からなる。異なるクラスの抗体に対応する重鎖定常領域は、それぞれ対応するギリシャ文字α、δ、ε、γ及びμを下付きで表記する。任意の脊椎動物種の抗体の軽鎖に、カッパ(κ)及びラムダ(λ)と名づけられた明確に区別される2つのタイプのうち1つを、それらの定常領域のアミノ酸配列に基づいて、割り当てることができる。当業者であれば、異なるクラスの免疫グロブリンがもつサブユニット構造及び3次元構造は公知のものであることを理解されるであろう。
4本の鎖が、Y字形状になるようジスルフィド結合により連結され、ここで、軽鎖はY字分岐の根本から始まり、可変領域にわたってY字分岐の遠位端まで重鎖を覆うように続いている。それぞれの軽鎖は一本のジスルフィド共有結合により重鎖と結合しており、それに対し重鎖は2本のジスルフィド結合によりヒンジ領域で連結されている。それぞれの重鎖及び軽鎖は、通常、分子内ジスルフィド架橋により離間されており、架橋数はIgGアイソタイプに基づき変化し得る。
それぞれの重鎖は可変領域(V)を一端に有し、これに多数の定常領域が続く。それぞれの軽鎖は一端に可変領域(V)を有し、もう一方の端に定常領域を有する。軽鎖の定常領域は重鎖の第1の定常領域と整列し、軽鎖の可変領域は重鎖の可変領域と整列している。この点に関し、軽鎖(V)部及び重鎖(V)部のいずれもの可変領域により、抗原認識性及び抗原特異性が決定されることは明らかであろう。反対に、軽鎖(C)及び重鎖(C1、C2又はC3)定常領域は、分泌、経胎盤性移動度、循環半減期、及び補体結合などの重要な生物学的特性を付与し、かつ制御する。慣例により、定常領域ドメインに付す番号は、抗原結合部位すなわち抗体アミノ末端から遠位になるほど大きくなる。したがって、抗体のアミノ又はN末端は可変領域を含み、カルボキシ又はC末端は定常領域を含む。したがって、C3及びCドメインは、実際にそれぞれ重鎖及び軽鎖カルボキシ末端を含む。
用語、「可変」は、免疫グロブリン間で配列が大きく異なる、可変領域内の特定の部位を指すものであり、これらのホットスポットは個々の抗体の結合性及び特異性の大部分を規定する。これらの超可変部位は、それぞれ軽鎖及び重鎖可変領域の両方に存在し、相補性決定領域(CDR)として知られる3つのセグメントにおいて顕在する。CDRに隣接し、更に非常に高度に保存された可変領域は、フレームワーク領域(FR)と呼ぶ。より詳細には、天然に生じるIgG抗体単量体では、抗体の各腕に存在する6つのCDRは、特異的に位置し、水性環境においてその3次元構造をとる抗体の抗原結合部位を形成する、短く、非連続的なアミノ酸配列である。
重鎖及び軽鎖可変領域の残部を構成するフレームワーク領域では、分子間でアミノ酸配列に生じる変動は少ない。むしろ、フレームワーク領域はその大部分がβ−シート構造をとっており、かつCDRはループを形成してβ−シート構造を連結し、一部の場合ではβシート構造の一部を形成する。したがって、これらのフレームワーク領域は、鎖間の非共有結合的な相互作用により、6つのCDRを正しい配向で位置させる足場を形成するよう作用する。CDRの配置により形成される抗原結合部位により、免疫応答性抗原(すなわち、CD46)上のエピトープに対する表面相補性が決定される。この相補性表面により、免疫応答性抗原エピトープに対する抗体の非共有結合的結合が促進される。CDRの位置は、当業者により容易に認識され得ることは明らかであろう。
以降により詳細に議論される通り、標準的な組み換え及び発現技術を用い、重鎖及び軽鎖可変領域のすべて又は一部を組み換え、又は操作して効果的な抗体を産生することもできる。すなわち、第1抗体由来の重鎖又は軽鎖可変領域(又はそれらの任意の部分)を、任意の第2抗体由来の重鎖又は軽鎖可変領域の部分と混合し、及び対応させることができる。例えば、一実施形態では、第1抗体の軽鎖CDRを3つ含む完全な軽鎖可変領域を、第2抗体の重鎖CDRを3つ含む完全な重鎖可変領域と組み合わせて、操作的に抗体を生成することができる。更に、他の実施形態では、最適化された特性を有する所望の抗体を得るために、各種抗体由来の個々の重鎖及び軽鎖CDRを組み合わせ、及び対応させることができる。したがって、例示的な抗体には、第1抗体由来の軽鎖CDR 3つと、第2抗体由来の重鎖CDRを2つと、第3抗体由来の第3の重鎖CDRを1つ含ませることができる。
より詳細には、本発明に関する文脈において、図11Bに示される本開示の任意の重鎖及び軽鎖CDRは、本開示の技術に従って、最適な抗CD46(例えば、抗CD46)抗体を生成する目的で、この方式により再構成することができることは明らかである。
任意のイベントにおいて、相補性決定領域の残基数は、Kabat et al.(1991,NIH Publication 91−3242,National Technical Information Service,Springfield,Va.)の提唱する通りに決定することができる。具体的には、残基数は、軽鎖可変領域においては24〜34(CDR1)、50〜56(CDR2)及び89〜97(CDR3)個であり、重鎖可変領域においては、31〜35(CDR1)、50〜65(CDR2)及び95〜102(CDR3)個である。ここで、CDRは抗体間で大幅に変化する(及び定義によりKabatコンセンサス配列と相同性を示さない)ことは留意すべきである。フレームワーク残基の最大アラインメントは、付番系においてFv領域に使用することのできるスペーサー残基を頻繁に挿入する必要がある。これに加え、任意の所定のKaba位置で特定の個々の残基を同定することにより、空間又は対立遺伝子の相違に起因して、抗体鎖間で数値は変化し得る。Chothia et al.,J.Mol.Biol.196:901〜917(1987)及びMacCallum et al.,J.Mol.Biol.262:732〜745(1996)も参照されたい。これらの文献では、定義には互いに比較した場合のアミノ酸残基の重複又はサブセットが包含される。前掲の参照文献のそれぞれは、引用によりその全文を本明細書に組み込まれ、かつ前掲の参照文献のそれぞれで定義された通りのCDRを包含するアミノ酸残基は、比較目的で掲載される。
1残基にはKabat et al.(上掲)の付番法に従って付番した
2残基にはChothia et al.(上掲)の付番法に従って付番した
3残基にはMacCallum et al.(上掲)の付番法に従って付番した
便宜上、図11Bに掲載するCDRは、本開示の内容により当業者であれば容易に確認することができ、かつそれぞれ重鎖及び軽鎖配列についてKabat et al.又はMacCallum et al.の定義する通りのCDRを列挙することができるであろう。この観点から、実施例16に掲載するヒト化抗体の解析にはKabat et al.により定義される通りのCDRを使用し、このCDRについては、ヒト化抗体の配列を示す図13A及び13Bにおいて下線を付した。したがって、CDRを含む抗体は、すべてこのような命名法により定義し、本発明の範囲内に例示的に組み込む。より広範には、用語「可変領域のCDRアミノ酸残基」には、上掲の方法に基づき、任意の配列又は構成を用い識別されたCDRのアミノ酸が包含される。
本明細書で使用するとき、用語「可変領域フレームワーク(FR)のアミノ酸残基」は、Ig鎖のフレームワーク領域内に存在するこれらのアミノ酸を指す。本明細書で使用するとき、用語「フレームワーク領域」又は「FR領域」には、可変領域の一部を構成するが、CDR(例えば、KabatによるCDRの定義により)は構成しないアミノ酸残基が含まれる。したがって、可変領域のフレームワーク配列は、長さがアミノ酸100〜120個分であり、かつCDRの外側のアミノ酸のみを包含する非連続的な配列である。
特定の実施例の重鎖可変領域、及びKabat et al.により定義される通りのCDRに関し、フレームワーク領域1は、アミノ酸1〜30からなる可変領域ドメインに相当し、フレームワーク領域2は、アミノ酸36〜49からなる可変領域ドメインに相当し、フレームワーク領域3は、アミノ酸66〜94からなる可変領域ドメインに相当し、及びフレームワーク領域4は、アミノ酸103から可変領域末端までの可変領域ドメインに相当する。軽鎖フレームワーク領域は、同様にそれぞれ軽鎖可変領域のCDRにより分離される。同様にして、Chothia et al.又はMcCallum et al.によるCDRの定義によると、フレームワーク領域の境界は、それぞれ前述の通りにCDR終端により分離される。
前述の構造的な構成を念頭に置くことで、当業者であれば、本発明の抗体は、数多くの実施形態を構成し得ることを理解されるであろう。この観点から、準拠する抗体には、対象者において所望の生理的反応をもたらす任意の免疫応答性の抗体(本用語は本明細書に定義する通りのものである)が含まれ得る。本開示の任意の抗体を、本開示の手法と組み合わせて使用することができるが、本発明の特定の実施形態は、キメラ抗体、ヒト化抗体、又はヒトモノクローナル抗体あるいはこれらの免疫応答性断片を含み得る。更に他の実施形態は、例えば、同種又は異種多量体コンストラクト、Fc変異体、及び複合体形成させた、又は糖鎖修飾を行った抗体を含み得る。更に、このような構成は相互排他的なものではなく、準拠する個々の抗体は本明細書で開示される機能的な態様の1つ以上を含み得ることは理解されるであろう。例えば、準拠する抗体には、ヒト化可変領域を備える単鎖二重特異性抗体、あるいは血清中半減期が調節されるようグリコシル化パターンを変更させるFc改変を備える完全長のヒトIgG3抗体が含まれ得る。他の例示的な実施形態は、当業者には簡単に想像でき、かつ本発明の範囲内のものとして容易に認識できるであろう。
b.抗体生成
本明細書に記載の技術に従って抗体を生成する目的で、周知の通りに、ウサギ、マウス、ラットなどの各種宿主動物に接種を行い、使用できる。免疫応答を増強するために使用できる、当該技術分野において公知のアジュバントとしては、限定するものではないが、接種する種に応じ、フロイントの(完全及び不完全)アジュバント、水酸化アルミニウムなどを含むミネラルゲル、リゾレシチンなどの表面活性物質、プルロン酸ポリオール、多価アニオン、ペプチド、油乳剤、キーホールリンペットヘモシアニン、及びジニトロフェノールが挙げられ、並びにBCG(ウシ型弱毒結核菌ワクチン)及びコリネバクテリウム・パルバムなどのヒト用アジュバントも有用である可能性がある。このようなアジュバントは、抗原を局所的に付着させて、抗原の急速な分散を防ぐことができ、あるいは宿主を刺激して、マクロファージ及び免疫系の他の構成要素が走化性を示す因子を分泌させる、物質を含有し得る。好ましくは、ポリペプチドを投与する場合には、免疫スケジュールは、数週間の間隔をとってポリペプチドを2回以上投与することを包含する。
スプライス変異体及び/又はペプチドから選択されたCD46免疫原により動物を免疫した後、当該技術分野で公知の手法を用い、この動物から抗体及び/又は抗体産生細胞を得ることができる。一部の実施形態では、抗CD46ポリクローナル抗体を含有している血清は、動物を出血させるか、あるいは屠殺することで得られる。この血清を、動物から得られた状態で研究目的で使用することができ、あるいは別の方法では、抗CD46抗体を一部又はすべて精製して、免疫グロブリン画分又は均質な抗体製剤を得ることもできる。
c.モノクローナル抗体
本発明の特定の態様では、ポリクローナル抗体を複合させて使用することができるが、好ましい実施形態にはCD46反応性モノクローナル抗体の使用法が含まれる。本明細書で使用するとき、用語「モノクローナル抗体」又は「mAb」は、実質的に均一な抗体集団、すなわち、生じ得る変異体、例えば、自然に生じ、微量に存在する可能性のある変異体を除き、それぞれの抗体が同一のものである集団から得られる抗体を指す。したがって、修飾語句「モノクローナル」は、この語句により修飾を受けている抗体が、別種の抗体の混合物ではないことを示すものであり、任意の種類の抗体に組み合わせて使用できる。特定の実施形態では、このようなモノクローナル抗体としては、CD46と結合又は会合するポリペプチド配列を含む抗体が挙げられる。CD46結合ポリペプチド配列は、複数のポリペプチド配列から単一の標的結合ポリペプチド配列を選別する工程を含む方法により得られる。
好ましい実施形態では、抗体産生細胞株は、免疫動物から単離された細胞から調製される。免疫後に動物は屠殺し、リンパ節及び/又は脾臓B細胞を、当業者に周知である手法により不死化させる。細胞の不死化方法としては、限定するものではないが、がん遺伝子を細胞に遺伝子導入させること、不死化細胞を選別する条件下で細胞を培養すること、発がん性又は変異誘導性化合物に曝露すること、細胞を不死化細胞、例えば骨髄腫細胞と融合させること、並びに腫瘍抑制遺伝子を不活性化させることなどが挙げられる。骨髄腫細胞と融合させる方法を用いる場合、好ましくは、この骨髄腫細胞は免疫グロブリンポリペプチドを分泌しない(非分泌性細胞株)。CD46又はこの免疫応答性部分を用い不死化細胞を選別する。好ましい実施形態では、一次スクリーニングは酵素結合免疫測定法(ELISA)又はラジオイムノアッセイを用い実施する。
より一般的な、本発明に合致する別個のモノクローナル抗体は、当該技術分野で公知の、ハイブリドーマ法、組み換え法、ファージ・ディスプレイ法、酵母ライブラリ法、遺伝子組み換え動物(例えば、XenoMouse(登録商標)又はHuMAb Mouse(登録商標))又はこれらの手法の組み合わせなどの各種手法を用い調製することができる。例えば、モノクローナル抗体は、上記に広範に記載され、より詳細にはHarlow et al.,Antibodies:A Laboratory Manual,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,2nd ed.1988);Hammerling,et al.,in:Monoclonal Antibodies and T−Cell Hybridomas 563〜681(Elsevier,N.Y.,1981)に教示されるハイブリドーマ法により産生でき、これらの文献のそれぞれは本明細書に組み込まれる。本開示のプロトコルを用い、抗体は、好ましくは哺乳動物に対し抗原及びアジュバントを複数回皮下又は腹腔内注射し、誘導させる。これまでに議論された通り、一般的には、免疫により免疫応答が惹起される。この反応には、活性化された脾細胞又はリンパ球が、抗原反応性の抗体(免疫した動物が遺伝子組み換え動物であると、完全にヒト型の抗体である場合もある)を産生することが含まれる。抗体は、動物の血清から回収することでポリクローナル抗体製剤として得られるものの、脾臓、リンパ節又は末梢血から単一のリンパ球を単離して、均一なモノクローナル抗体製剤を得ることはより望ましい。最も典型的には、脾臓からリンパ球を得て、これを不死化させ、ハイブリドーマに使用する。
例えば、上記のように、選別方法は、ハイブリドーマクローン、ファージクローン、又は組み換えDNAクローンなどのプールといった、複数種のクローンから、単一のクローンを選別することができるものである。選別したCD46結合配列は、例えば、標的に対する親和性を改善するために、標的結合配列をヒト化するために、細胞培養時の結合配列の産生性を改善するために、in vivoでの免疫原性を低下させるために、又は多選択制の抗体を作成するために更に変更することができること、並びに変更させた標的結合配列を含む抗体は本発明のモノクローナル抗体であることは理解すべきである。通常、異なる抗原決定基(エピトープ)を標的とする別個の抗体を含有する、ポリクローナル抗体製剤とは対照的に、モノクローナル抗体製剤に含まれる各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の抗原決定基を標的とする。その特異性に加え、モノクローナル抗体製剤は、通常、交差反応性を有し得る他の免疫グロブリンが混入していないため、有利である。
d.キメラ抗体
他の実施形態では、本発明の抗体は、少なくとも2つの異なる種又は型の抗体のタンパク質断片を共有結合させて得たキメラ抗体を含み得る。本明細書で使用するとき、用語「キメラ抗体」は、重鎖及び/又は軽鎖の一部が、特定の種から誘導された抗体、又は特定の抗体クラス又はサブクラスに属する抗体中の相当する配列と同一であり、すなわち相同であり、その一方、鎖中の残部は、他の種から誘導された抗体、又は他の抗体クラス又はサブクラスに属する抗体中の、並びに所望の生物活性を示す場合に限り抗体断片中の、相当する配列と同一であり、すなわち相同であるコンストラクトを目的としていることは明らかであろう(米国特許第4,816,567号;Morrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851〜6855(1984))。1つの例示的な実施形態では、本開示の技術に従うキメラ抗体には、ヒト種由来のマウスV及びVアミノ酸配列及び定常領域を含み得る。他の準拠する実施形態では、本発明のキメラ抗体には、以下に記載のCDRグラフト化又はヒト化抗体を含み得る。
一般的に、キメラ抗体を製造する際には、対象とされる患者種由来のアミノ酸を最大数含むキメラを生成することが目的とされる。一例は、CDRグラフト化抗体であり、この抗体は、特定の種由来の又は特定の抗体クラス又はサブクラスに属する1種以上の相補性決定領域(CDR)を含みつつ、抗体鎖の残部は、他の種から誘導された抗体、又は他の抗体クラス又はサブクラスに属する抗体中の、相当する配列と同一であり、すなわち相同性である。ヒトで使用する場合には、げっ歯類の抗体の可変領域又は選別したCDRを、多くの場合、ヒト抗体にグラフト化させ、ヒト抗体が元々もつ可変領域又はCDRを置き換える。これらのコンストラクトは、概して、完全長のモジュレータ機能部(例えば、CDC、ADCCなど)を提供しつつ、対象者の抗体による望ましくない免疫応答を減少させるのにあたって有利なものである。
e.ヒト化抗体
ヒト化抗体は、CDRグラフト化抗体と同類である。一般的に、ヒト化抗体は、まずヒト以外の動物を免疫することで得られたモノクローナル抗体から生成される。本明細書で使用するとき、ヒト化形態の非ヒト(例えば、マウス)抗体とは、ヒト以外の免疫グロブリン由来の配列を、最小限度で含有しているキメラ抗体を指す。一実施形態では、ヒト化抗体は、レシピエントのCDR残基を所望の特異性、親和性、及び/又は結合能を有する、マウス、ラット、ウサギ、又はヒト以外の霊長類などのヒト以外の種由来のCDR残基(ドナー抗体)により置き換えたヒト免疫グロブリンである。
選別された実施形態では、CDRの置き換えを受ける抗体はコンセンサス配列を含み得る。ヒトフレームワークとの一致性を得るにあたり、数種のヒト重鎖又は軽鎖アミノ酸配列由来のフレームワークを整列させて、コンセンサスなアミノ酸配列を同定することができる。更に、多くの例では、ヒト免疫グロブリンの可変領域中の1つ以上のフレームワーク残基を、ドナー抗体由来の非ヒト残基と対応させて置き換える。これらのフレームワーク置換は、当業者に周知の手法により、例えば、CDRとフレームワーク残基の相互作用をモデル化し、抗原の結合に必要なフレームワーク残基を同定し、配列比較して、特定の部位に含まれる特有なフレームワーク残基を同定するなどの手法により同定される。このような置換は、グラフト化CDRの適切な3次元構造を維持する助けとなり、多くの場合、フレームワーク置換をしていない同様のコンストラクトよりも無限性が改善される。更に、ヒト化抗体は、レシピエント抗体又はドナー抗体内に見出されない残基を含むことがある。周知の技術を用い、これらの改変を行うことで、抗体性能を更に洗練させることができる。
CDRグラフト及びヒト化抗体は、例えば、米国特許第6,180,370号、同第5,693,762号、同第5,693,761号、同第5,585,089号、及び同第5,530,101号に記載される。一般にヒト化抗体は、少なくとも1つ、典型的には2つの可変領域の実質的にすべてを含み、このドメインにおいて、CDRのすべて又は実質的にすべてが、非ヒト免疫グロブリンのものに対応し、フレームワーク領域のすべて又は実質的にすべてがヒト免疫グロブリン配列のものである。ヒト化抗体は、所望により、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部分、典型的にはヒト免疫グロブリンの一部分を含むことになる。更なる詳細については、例えば、Jones et al.,Nature 321:522〜525(1986)、Riechmann et al.,Nature 332:323〜329(1988)、及びPresta,Curr.Op.Struct.Biol.2:593〜596(1992)を参照されたい。同様に、例えば、Vaswani and Hamilton,Ann.Allergy,Asthma and Immunol.1:105〜115(1998)、Harris,Biochem.Soc.Transactions 23:1035〜1038(1995)、Hurle and Gross,Curr.Op.Biotech.5:428〜433(1994)、及び米国特許第6,982,321号及び同第7,087,409号を参照されたい。更に、ヒューマニアリング(humaneering)と呼ばれる他の方法が、例えば、米国特許出願公開第2005/0008625号に記載される。本出願の目的に関し、用語「ヒト化抗体」は、フレームワーク置換を全く含まないか、最小限度で含むCDRグラフト化抗体(すなわち、非ヒトCDRを1つ以上グラフト化させたヒト抗体)を明確に包含する。
更に、非ヒト型抗CD46抗体は、ヒトT細胞のエピトープを欠損させるか、国際公開第98/52976号及び同00/34317号に開示される方法により脱免疫化させて、改変することもできる。簡単には、抗体の重鎖及び軽鎖可変領域が、MHCクラスIIに結合するペプチドをもつか、分析することができる。このようなペプチドは、T細胞のエピトープ(国際公開第98/52976及び同第00/34317号に定義される通り)になる可能性があることが示されている。T細胞エピトープの欠損の可能性については、「peptide threading」と命名されたコンピュータ・モデリングによるアプローチを用いて検証することができ、これに加えて国際公開第98/52976号及び同第00/34317号に記載される通りにヒトMHCクラスII結合ペプチドのデータベースからV及びV配列中に存在するモチーフを検索することができる。これらのモチーフは、MHCクラスIIの18種の主要なDRアロタイプのいずれかと結合し、T細胞エピトープを構成する可能性がある。T細胞エピトープをもつ可能性があると示された場合には、このエピトープは、可変領域に含まれるアミノ酸残基を少数置換することにより、あるいは単一アミノ酸置換することにより、排除することができる。できる限り保存的な置換を行う。多くの場合、但し制限するものではないが、ヒト生殖系列抗体配列における位置と共通しているアミノ酸を使用できる。脱免疫化させる変化を確認した後、変異導入又は他の合成法(例えば、デノボ合成、及びカセット置換など)により、V及びVをコードしている核酸を作製することができる。所望により、変異を誘発させた可変配列をヒト定常領域と融合させることができる。
選択された実施形態では、ヒト化抗体の可変領域の残基のうち少なくとも60%、65%、70%、75%、又は80%は、親フレームワーク領域(FR)及びCDR配列と一致する。他の実施形態では、ヒト化抗体の残基のうち少なくとも85%又は90%は、親フレームワーク領域(FR)及びCDR配列と一致する。更に好ましい実施形態では、ヒト化抗体の残基のうち95%超は、親フレームワーク領域(FR)及びCDR配列と一致する。
ヒト化抗体は、一般的な分子生物学、及び本明細書に記載されるような生体分子設計法を用い作製することができる。これらの手法としては、免疫グロブリンの重鎖又は軽鎖のうち少なくとも1つから得られたFv可変領域のすべて又は一部をコードする核酸配列の単離、操作、及び発現が挙げられる。このような核酸の供給源は、当業者に周知のものであり、例えば、上記のように、生殖系列の免疫グロブリン遺伝子、又は合成コンストラクトから、所定の標的に対し抗体又は免疫反応性の断片を産生するハイブリドーマ、真核細胞又はファージから得ることができる。次に、ヒト化抗体をコードしている組み換えDNAを、適切な発現ベクターにクローン化することができる。
ヒト生殖系列の配列は、例えば、Tomlinson,I.A.et al.(1992)J.Mol.Biol.227:776〜798;Cook,G.P.et al.(1995)Immunol.Today 16:237〜242;Chothia,D.et al.(1992)J.Mol.Bio.227:799〜817;及びTomlinson et al.(1995)EMBO J 14:4628〜4638に記載される。V BASEディレクトリは、ヒト免疫グロブリン可変領域の配列を包括するディレクトリである(Retter et al.,(2005)Nuc Acid Res 33:671〜674を参照されたい)。これらの配列は、ヒト配列、例えば、フレームワーク領域及びCDRの供給源として使用することができる。本明細書で説明されるような、コンセンサスなヒトフレームワーク領域、例えば、米国特許第6,300,064号に記載のフレームワークも使用することができる。
f.ヒト抗体
前述の抗体に加え、当業者であれば、本発明の抗体には完全なヒト抗体も含まれ得ることが理解されるであろう。本開示の目的に際し、用語「ヒト抗体」は、ヒトにより産生された抗体のものと一致するアミノ酸配列を保有しており、本明細書で開示される通りのヒト抗体の製造に際し使用される、任意の手法により作製された抗体を含む。このヒト抗体の定義には、具体的には非ヒト型抗原結合残基を含むヒト化抗体は除外される。
ヒト抗体は、当該技術分野において既知の様々な技術を用いて製造可能である。前掲の通り、本発明の技術に従いファージ・ディスプレイ法を使用して、免疫活性な結合領域を生成することもできる。したがって、本発明の特定の実施形態は、抗CD46抗体又はその抗原結合部分の製造方法を提供し、本方法は、ファージで抗体(好ましくはヒト抗体)のライブラリを合成する工程と、このライブラリをCD46又はその抗体結合部分についてスクリーニングする工程と、CD46に結合するファージを単離する工程と、ファージから免疫反応性の断片を得る工程と、を包含する。CD46又は免疫応答を生成するための抗原断片を用い、ヒト又は非ヒトの免疫グロブリンの遺伝子座を含むCD46又はこれらの抗原部位を含む非ヒト動物を免疫する工程、免疫した動物から抗体産生細胞を抽出する工程、抽出した細胞から本発明の抗体重鎖及び軽鎖をコードしているRNAを単離する工程、RNAを逆転写してcDNAを生成する工程、プライマーを用いcDNAを増幅させる工程、ファージで抗体が発現されるようcDNAをファージディスプレイベクターに挿入する工程、を含む。より具体的には、V及びVドメインをコードしているDNAを、PCR法を用い、scFvリンカーを使用して組み換え、ファージミドベクター(例えば、p CANTAB 6又はpComb 3 HSS)にクローン化させる。次にこのベクターを用いE.coliを電気穿孔処理し、続いてE.coliをヘルパーファージに感染させる。これらの方法に使用するファージは、典型的にはfd及びM13などの繊維状ファージ(filamentous phage)であり、V及びVドメインを、通常、組み替え法によりファージ遺伝子III又は遺伝子VIIIのいずれかと融合させる。
本発明の組み換えヒト抗CD46抗体は、上記のように作成した、コンビナトリアルな組み換え抗体ライブラリからスクリーニングして単離することができる。好ましい実施形態では、ライブラリは、B細胞から単離したmRNAより、ヒトV及びVcDNAを調製し、これを用い作成した、scFvファージ・ディスプレイライブラリである。このようなライブラリの製造及びスクリーニング法は、当該技術分野において周知のものであり、並びにファージ・ディスプレイライブラリを作成するためのキットは市販されている(例えば、Pharmaciaの「組み換えファージ抗体システム」、カタログ番号27−9400−01、及びStratageneのSurfZAP(商標)ファージ・ディスプレイキット、カタログ番号240612)。抗体ディスプレイライブラリの作成及びスクリーニングに使用することのできる他の方法試薬も存在する(例えば、米国特許第5,223,409、国際公開第92/18619号、同第91/17271号、同第92/20791号、同第92/15679号、同第93/01288号、同第92/01047号、同第92/09690号、Fuchs et al.,Bio/Technology 9:1370〜1372(1991)、Hay et al.,Hum.Antibod.Hybridomas 3:81〜85(1992)、Huse et al.,Science 246:1275〜1281(1989)、McCafferty et al.,Nature 348:552〜554(1990)、Griffiths et al.,EMBO J.12:725〜734(1993)、Hawkins et al.,J.Mol.Biol.226:889〜896(1992)、Clackson et al.,Nature 352:624〜628(1991)、Gram et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:3576〜3580(1992)、Garrad et al.,Bio/Technology 9:1373〜1377(1991)、Hoogenboom et al.,Nuc.Acid Res.19:4133〜4137(1991)、及びBarbas et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:7978〜7982(1991)を参照されたい)。
ライブラリ(天然又は合成のいずれであっても)により作製した抗体は中程度の親和性(Kが約10〜10−1程度)を有し得るが、親和性の成熟度は、本発明に記載の通りに二次ライブラリを構築及び再選別することで、in vitroで模倣することもできる。例えば、変異は、エラープローンポリメラーゼ(Leung et al.,Technique,1:11〜15(1989)に報告)を用い、Hawkins et al.,J.Mol.Biol.,226:889〜896(1992)又はGram et al.,Proc.Natl.USA,89:3576〜3580(1992)の方法により、in vitroでランダムに導入することができる。加えて、親和性の成熟は、例えば、対象とするCDRを含むランダムな配列を含むプライマーを使用し、PCRを用いることで、1つ以上のCDRにランダムに変異導入し、次に各Fvクローンを選別し、より親和性の高いクローンをスクリーニングすることで得ることができる。国際公開第9607754号は、免疫グロブリン軽鎖の相補性決定領域に変異導入し、軽鎖遺伝子のライブラリを作成するための方法を開示している。他の効果的なアプローチとしては、未免疫のドナーから得られる天然に生じるVドメイン変異体のレパートリーを使用した、ファージ・ディスプレイにより選別した、V又はVドメインを組み換え、Marks et al.,Biotechnol.,10:779〜783(1992)により報告されるように鎖の再シャッフリングを複数回行い、より親和性の高い変異体を選別するという手法も挙げられる。この技術により、解離定数K(koff/kon)が約10−9M以下の抗体及び抗体断片の産生が可能になる。
表面に結合対を発現する真核細胞(例えば、酵母)からなるライブラリを用いる、同様の手法も選択できることは更に理解されるであろう。この手法では、ファージ・ディスプレイ法と同様、真核生物のライブラリを、対象とする抗原(すなわち、CD46)に関しスクリーニングし、候補となる結合対を発現する細胞を単離及びクローン化する。ライブラリの含有物を最適化し、反応性の結合対の親和性を成熟させるための工程を採用してもよい。例えば、米国特許第7,700,302号及び米国特許出願第12/404,059号を参照されたい。一実施形態では、ヒト抗体は、ヒト抗体を発現するファージライブラリから選択される(Vaughan et al.Nature Biotechnology 14:309〜314(1996)、Sheets et al.Proc.Natl.Acad.Sci.95:6157〜6162(1998))、Hoogenboom and Winter,J.Mol.Biol,227:381(1991)、Marks et al.,J.MoI.Biol,222:581(1991))。他の実施形態では、ヒト抗体の結合対は、酵母などの真核細胞を用い作成したコンビナトリアルな抗体ライブラリから単離することができる。例えば、米国特許第7,700,302号を参照されたい。このような技術は、候補となるモジュレータを大量にスクリーニングする際に有利なものであり、比較的容易に候補配列を操作すること(例えば、親和性の成熟又は組み換えシャッフリングなど)ができる。
ヒト抗体は、内因性免疫グロブリン遺伝子を一部又は完全に不活性化させたトランスジェニック動物(例えばマウス)の中に、ヒト免疫グロブリン遺伝子座を導入することによって作成することもできる。抗原負荷に応じ、遺伝子の再構成、組み立て及び抗体レパートリーを含むすべての面で、ヒトについて見られるものに非常に似ているヒト抗体の産生が観察される。このアプローチは、例えば、次の科学出版物:Marks et al.,Bio/Technology 10:779〜783(1992);Lonberg et al.,Nature 368:856〜859(1994);Morrison,Nature 368:812〜13(1994);Fishwild et al.,Nature Biotechnology 14:845〜51(1996);Neuberger,Nature Biotechnology 14:826(1996);Lonberg and Huszar,Intern.Rev.Immunol.13:65〜93(1995)と共にXenomouse(登録商標)を用いる手法が、米国特許.第5,545,807号、同第5,545,806号、同第5,569,825号、同第5,625,126号、同第5,633,425号、同第5,661,016号、及び米国特許第6,075,181号及び同第6,150,584号に記載されている。別の方法としては、ヒト抗体は、標的抗原に対応する抗体を産生するヒトBリンパ球の不死化によって調製可能である(このようなBリンパ球は、腫瘍性疾患に罹患している個体から回収しても、又はin vitroで免疫してもよい)。例えば、Cole et al.,Monoclonal Antibodies and cancerTherapy,Alan R.Liss,p.77(1985);Boerner et al.,J.Immunol,147(l):86〜95(1991);及び米国特許第5,750,373号を参照されたい。
VI.抗体特性
作製方法又は前述した抗体モジュレータの形態(例えば、ヒト化及びヒトなど)とは関係なく、本開示のモジュレータの好ましい実施形態は各種特性を示し得る。この点で、抗CD46抗体産生細胞(例えば、ハイブリドーマ又は酵母コロニー)は、選別し、クローン化することができ、更には、望ましい特性に関し、例えば着実に成長する、及び抗体産生性が高いなどの望ましい特性、並びに以降により詳細に議論される望ましい抗体特性に関し、スクリーニングすることができる。ハイブリドーマは、例えば、ヌードマウスなどの、免疫系を欠損している同系の動物を用い、in vivoで増殖させることができ、あるいは細胞培養法を用いin vitroで増殖させることができる。それぞれ別個の抗体種を産生する、ハイブリドーマ及び/又はコロニーの選別、クローニング及び増殖法は、当業者には周知である。
a.中和抗体
特に好ましい実施形態では、本発明のモジュレータは、中和抗体又はそれらの誘導体若しくは断片が含まれる。用語「中和抗体」又は「中和アンタゴニスト」は、CD46又は任意のリガンド又は酵素に結合し、あるいはこれらと相互作用し、リガンド又は酵素がその結合パートナー(例えば、CD46)、すなわち基質と結合するのを阻害することで、分子の相互作用により生じ得る生物学的な応答を妨げる抗体又はアンタゴニストを指す。抗体、又はそれらの免疫学的な機能断片若しくは誘導体の結合性及び特異性を評価する際、過剰量の抗体により、結合パートナーが標的分子と結合する量が少なくとも約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、97%又は99%以上減少した場合に(本明細書において、実施例に示される通りのin vitroでの競合的結合アッセイで測定された場合に)、抗体又は断片は、リガンド又は酵素と、その結合パートナーすなわち基質との結合を実質的に阻害するとされる。CD46に対する抗体の場合、中和抗体又はアンタゴニストは、好ましくは血清第I因子により補体成分C3b及びC4bを不活性化させるというCD46の能力を少なくとも約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、97%又は99%以上消失させ、これにより遊離グリピカンの濃度は低下する。この活性の消失度は、当該技術分野で認識されている手法を用い直接測定でき、あるいはこのような減少が補体活性に対して示す影響を測定することにより測定できることは明らかであろう。
b.内部移行抗体
CD46が細胞から分泌され得ることを示すデータが存在する一方で、少なくとも一部のCD46は細胞表面と会合したままであり、これにより開示のモジュレータの内部移行が可能になる。したがって、抗CD46抗体は、CD46を発現する細胞により、少なくともある程度は内部移行され得る。例えば、がん起始細胞の表面でCD46に結合する抗CD46抗体は、がん起始細胞に内部移行され得る。特に好ましい実施形態では、このような抗CD46抗体に細胞毒性部分を会合させるか、又は細胞毒性基と複合させて、内部移行時に細胞を殺傷させることができる。
本明細書で使用するとき、内部移行する抗CD46抗体は、哺乳動物細胞と会合したCD46に結合することで細胞に取り込まれるものである。内部移行抗体としては、抗体断片、ヒト又はヒト化抗体、及び抗体複合体が挙げられる。内部移行はin vitro又はin vivoで生じ得る。治療用途の際には、内部移行はin vivoで生じ得る。CD46発現細胞、特にCD46発現がん起始細胞を殺傷するのに十分又は適切な数の抗体分子を内部移行させることができる。一部の例では、抗体又は抗体複合体の力価に応じ、細胞への単一の抗体分子の取り込みは、抗体が結合する標的細胞を殺傷するのに十分なものである。例えば、特定の毒素は、抗体と複合体形成させた毒分子が内部移行することで、腫瘍細胞が殺傷されるのに足るよう、非常に強力である。抗CD46抗体の内部移行が、哺乳動物細胞においてCD46に結合することに基づくものであるか否かを、以降の実施例に記載のものなどの各種アッセイ法により評価することができる。細胞中に抗体が内部移行するか否かについての検出方法は、その全体が引用により本明細書に組み込まれる米国特許第7,619,068号に記載される。
c.除去抗体(Depleting antibodies)
他の好ましい実施形態では、本発明のモジュレータは、除去抗体又はそれらの誘導体若しくは断片が含まれる。用語「除去抗体」は、細胞表面上又は細胞表面付近のCD46に結合又は会合し、細胞死又は細胞除去を誘導、促進、又は引き起こす(例えば補体依存性の細胞毒性又は抗体依存性の細胞傷害活性により)抗体又は断片を指す。以降により詳細に議論される一部の実施形態では、選別した除去抗体は細胞毒性剤と会合又は複合させる。好ましくは、除去抗体は、所定の細胞集団に含まれる腫瘍永続化細胞のうち、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、97%、又は99%を除去、排除又は殺傷することができる。一部の実施形態では、この細胞集団は濃縮、分画、精製又は単離した腫瘍永続化細胞から構成され得る。他の実施形態では、細胞集団は、完全な腫瘍試料、あるいは腫瘍永続化細胞を含む不均一な腫瘍抽出物から構成され得る。当業者であれば、本開示の技術に従った腫瘍永続化細胞の除去をモニター及び定量するために、下記実施例に記載の標準的な生化学法を使用できることは明らかであろう。
d.エピトープ結合性
本開示の抗CD46抗体が、選別した標的の示す別個のエピトープ又は抗原決定基と会合、又は結合し得ることが更に理解されるであろう。本明細書で使用するとき、用語「エピトープ」は、特定の抗体が認識し、及び特異的に結合することのできる標的抗原基を指す。抗原がCD46などのポリペプチドである場合、エピトープは、連続的なアミノ酸、及びタンパク質の3次元折り畳構造により並置される非連続的なアミノ酸の両方から形成され得る。連続的なアミノ酸から形成されるエピトープは、典型的にはタンパク質の変性時にも保持される一方で、3次元折り畳構造により形成されるエピトープは、一般的には、タンパク質の変性時に損なわれることになる。エピトープは一般的には少なくとも3個、及びより一般的には、少なくとも5個又は8〜10個のアミノ酸を、特有の空間配置の下含有する。より詳細には、当業者であれば、用語「エピトープ」には、免疫グロブリン又はT細胞受容体と特異的に結合することのできる、あるいは分子と相互作用することのできる任意のタンパク質の抗原決定基が包含されることを理解されるであろう。エピトープとなる抗原決定基は、通常、アミノ酸、又は炭水化物若しくは糖側鎖等の、化学的に活性な表面分子の集団からなり、特異的な3次元構造特性、並びに特異的な電荷特性を有する。加えて、エピトープは直線構造であっても、又は立体構造であってもよい。直線構造のエピトープでは、タンパク質及び相互作用分子(抗体など)間の相互作用点のすべてが、タンパク質の一次アミノ酸配列に従って直線状に現れる。立体構造を以って形成されるエピトープでは、相互作用点は、タンパク質の一次構造では互いに分離されているアミノ酸残基間で形成される。
抗原上の所望のエピトープを決定したならば、例えば本開示に記載の手法を用い、このエピトープに対し抗体を生成することができる。あるいは、エピトープの探索時に、抗体の生成及び特性評価により、所望のエピトープに関する情報が解明され得る。この情報をもとに、次に同一のエピトープに対する結合性について、抗体を競合的にスクリーニングすることができる。この結合性に基づきスクリーニグを行う手法では、互いに競合的に結合する抗体、すなわち、抗原に対する結合について競合する抗体を発見するための、競合的試験が実施される。相互競合作用に基づく、抗体のビニング(binning)に関するハイスループットな手法は、国際公開第03/48731号に記載のものである。
本明細書で使用するとき、用語「ビニング」は、抗原結合特性に基づき、抗体をグループ分けするための手法を指す。ビンの割り当ては、試験する抗体に観察される結合パターンがどの程度異なるかに応じ、ある程度任意のものである。したがって、この手法は、本発明の抗体を分類するのに有用なツールであるものの、ビンは必ずしもエピトープと直接相関するものではなく、このような一次評価は、当該技術分野で認識されている他の手法により更に確認すべきである。
本仮出願に関し、選別した第1抗体(又はそれらの断片)が、第2抗体と同様のエピトープに結合するか否か、すなわち結合に際し第2抗体と相互に競合するか否かを、当該技術分野において既知の方法並びに以降実施例に記載の方法を用い、評価することができる。一実施形態では、本発明の第1抗体を飽和条件下でCD46に結合させ、次にCD46に対する第2抗体の結合能を測定する。試験抗体を、第1抗CD46抗体と同時にCD46に対し結合させることができる場合、次に第2抗体を第1抗体とは異なるエピトープに結合させることができる。しかしながら、第2抗体をCD46に同時に結合させることができない場合には、第2抗体は、同一のエピトープ、重複するエピトープ、あるいは第1抗体が結合したエピトープとごく近接しているエピトープに結合させる。当該技術分野において既知である通り、並びに以降実施例において詳細が記載される通りに、所望のデータは、直接又は間接放射免疫測定法(RIA)、直接又は間接固相酵素免疫測定法(EIA)、サンドイッチ式競合アッセイ、Biacore(商標)システム(すなわち、表面プラズモン共鳴−GE Healthcare)、ForteBio(登録商標)分析器(すなわち、生体膜干渉測定法(bio−layer interferometry)−ForteBio,Inc.)、又はフローサイトメトリー法を用い得ることができる。本明細書で使用するとき、用語「表面プラズモン共鳴」は、バイオセンサーマトリックス内で、タンパク質の濃度の変化を検出することで、リアルタイムでの生体分子特異的な相互作用の解析を可能にする光学現象を指す。特に好ましい実施形態では、解析は、以降実施例に例示されるものなどのBiacore又はForteBioの装置を用い実施される。
同一のエピトープに対し競合する抗体に関する文脈で使用するとき、用語「競合する」は、アッセイにおいて、試験下で、抗体又は免疫学的機能断片が、共通の抗原に対する参照抗体の特異的結合を、妨害又は阻害するとして、抗体間の競合が測定されることを意味する。典型的には、このようなアッセイには、固体表面に結合した精製抗原、あるいは未標識の試験免疫グロブリン及び標識参照免疫グロブリンのいずれかを担持している細胞の使用が含まれる。競合阻害は、試験免疫グロブリンの存在下で、固体表面又は細胞に結合した標識の量を評価することで測定される。通常、試験免疫グロブリンは過剰量で存在させる。競合アッセイにより同定される抗体(競合する抗体)としては、参照抗体のものと同一のエピトープに結合する抗体、及び立体障害を生じさせるにあたって、参照抗体の結合したエピロープと十分に近位にある、隣接するエピトープに結合する抗体、が挙げられる。競合結合を測定する方法に関する更なる詳細については、本明細書中の実施例に提供する。通常、競合する抗体が過剰に存在する場合、この抗体は、共通の抗原に対する参照抗体の特異的な結合を、少なくとも40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%又は75%阻害する。一部の例では、結合を少なくとも80%、85%、90%、95%又は97%以上阻害する。
エピトープ特異性に加え、本開示の抗体は、数多くの異なる物理特性、例えば、結合親和性、融解温度(Tm)、及び等電点などにより特性評価することができる。
e.結合親和性
この観点から、本発明は更に、CD46に対する結合親和性の高い抗体の使用法を包含する。本発明の抗体は、解離定数K(koff/kon)が10−8M以下である場合にその標的とする抗原に特異的に結合するものである。抗体は、Kが5×10−9M以下である場合に抗原に対し高親和性かつ特異的に結合し、Kが5×10−10M以下である場合には非常に高親和性に結合する。本発明の一実施例では、抗体のKは10−9M以下であり、解離速度は約1×10−4/秒である。本発明の一実施例では、解離速度は1×10−5/秒以下である。本発明の他の実施形態では、抗体は、約10−8M〜10−10MのKでCD46に結合し、更に他の実施形態では、2×10−10M以下のKで結合する。本発明の更に他の選択的な実施形態は、解離定数すなわちK(koff/kon)が10−2M未満、5×10−2M未満、10−3M未満、5×10−3M未満、10−4M未満、5×10−4M未満、10−5M未満、5×10−5M未満、10−6M未満、5×10−6M未満、10−7M未満、5×10−7M未満、10−8M未満、5×10−8M未満、10−9M未満、5×10−9M未満、10−10M未満、5×10−10M未満、10−11M未満、5×10−11M未満、10−12M未満、5×10−12M未満、10−13M未満、5×10−13M未満、10−14M未満、5×10−14M未満、10−15M、又は5×10−15M未満である抗体を含む。
特定の実施形態では、CD46に免疫特異的に結合する本発明の抗体の結合速度定数、すなわちkon速度(CD46(Ab)+抗原(Ag) on←Ab−Ag)は少なくとも10−1−1、少なくとも2×10−1−1、少なくとも5×10−1−1、少なくとも10−1−1、少なくとも5×10−1−1、少なくとも10−1−1、少なくとも5×10−1−1、又は少なくとも10−1−1である。
他の実施形態では、CD46に免疫特異的に結合する本発明の抗体のkoff速度(CD46(Ab)+抗原(Ag) off←Ab−Ag)は、10−1−1未満、5×10−1−1未満、10−2−1未満、5×10−2−1未満、10−3−1未満、5×10−3−1未満、10−4−1未満、5×10−4−1未満、10−5−1未満、5×10−5−1未満、10−6−1未満、5×10−6−1未満、10−7−1未満、5×10−7−1未満、10−8−1未満、5×10−8−1未満、10−9−1、5×10−9−1又は10−10−1未満である。
本発明の他に選択される実施形態では、抗CD46抗体は少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも10−1、少なくとも5×10−1、少なくとも1010−1、少なくとも5×1010−1、少なくとも1011−1、少なくとも5×1011−1、少なくとも1012−1、少なくとも5×1012−1、少なくとも1013−1、少なくとも5×1013−1、少なくとも1014−1、少なくとも5×1014−1、少なくとも1015−1又は少なくとも5×1015−1である結合定数すなわちK(kon/koff)を有する。
f.等電点
前述の結合特性に加え、抗CD46抗体、及びすべてのポリペプチドなどのそれらの断片は、一般的には、ポリペプチドが正味電化を担持しなくなるpHとして定義される、等電点(pI)を有する。当該技術分野では、タンパク質の溶解度は、溶液のpHがタンパク質の等電点(pI)と等しい場合に、最も低くなることが既知である。したがって、溶解性は、抗体に含まれるイオン化可能な残基の数及び位置を変更し、pIを調節することで、最適化できる。例えば、ポリペプチドのpIは、適切なアミノ酸置換を施すことで操作できる(例えば、リジンなどの帯電しているアミノ酸を、アラニンなどの非帯電残基に置換する)。任意の特定の理論に束縛されることを望むものではないが、抗体のpIが変更されるよう抗体にアミノ酸置換を行うと、抗体の溶解性及び/又は安定性が改善され得る。当業者であれば、特定の抗体に所望のpIをもたせるにはアミノ酸置換が最も適切であることを理解されるであろう。
タンパク質のpIは、限定するものではないが、等電点電気泳動法及び各種コンピュータアルゴリズム(例えば、Bjellqvist et al.,1993,Electrophoresis 14:1023を参照されたい)などの様々な方法により測定することができる。一実施形態では、本発明の抗CD46抗体のpIは、約6.5、約7.0、約7.5、約8.0、約8.5、又は約9.0よりも高い。他の実施形態では、本発明の抗CD46抗体のpIは、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、又は9.0よりも高い。更に他の実施形態では、本発明の抗体のpIを変更させる置換は、CD46に対する抗体の結合親和性を著しく減弱させるものではない。以降により詳細に議論される通り、具体的には、FcγRに対する結合性を変更させ、pIにも変更をもたらすようなFc領域の置換が想到される。好ましい実施形態では、具体的には、FcγR結合性の変更、及びpIにおける任意の所望の変化のいずれに対しても作用するような、Fc領域の置換が選択される。本明細書で使用するとき、pI値は、主要な帯電形態に関するpIとして定義される。
g.熱安定性
更に、抗体のFabドメインのTmは、抗体の熱安定性に関する良好な指標となり得、更には貯蔵寿命の指標になり得ることも認識されるであろう。Tmは単に、所定のドメイン又は配列の50%の立体構造がほどけることを意味する。Tmが低ければ、より凝集性が高く/安定性が乏しいことを意味し、それに対しTmが高ければ、より凝集性が低く/安定性が高いことを意味する。したがって、抗体又は断片若しくは誘導体は、Tmが高い方が好ましい。更に、当該技術分野で認められている手法により、抗CD46抗体又はそれらのドメインの構成に変更を加えて、分子安定性を向上させたり、あるいは最適化することもできる。例えば、米国特許第7,960,142号を参照されたい。したがって、一実施形態では、選別した抗体のFabドメインが有するTm値は、少なくとも50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃又は120℃より高い。他の実施形態では、抗体の有するFabドメインが有するTm値は、少なくとも約50℃、約55℃、約60℃、約65℃、約70℃、約75℃、約80℃、約85℃、約90℃、約95℃、約100℃、約105℃、約110℃、約115℃又は約120℃より高い。タンパク質ドメイン(例えば、Fabドメイン)の溶解温度(Tm)は、当該技術分野において既知である、任意の標準的な手法により、例えば、示差走査熱量測定により測定できる(例えば、いずれも引用により本開示に組み込まれるVermeer et al.,2000,Biophys.J.78:394〜404、Vermeer et al.,2000,Biophys.J.79:2150〜2154を参照されたい。)
VII.CD46モジュレータ断片及び誘導体
インタクト融合コンストラクト、抗体、断片、又は誘導体のいずれであったとしても、本発明の選別したモジュレータは、CD46と反応、結合、合体、複合、接続、付着、連結、相互作用、又は会合することで、所望の抗腫瘍性効果をもたらす。当業者であれば、抗CD46抗体を含むモジュレータは、抗体に発現した1つ以上の結合部位を介して、CD46と相互作用又は会合することを認識されるであろう。より詳細には、本明細書で使用するとき、用語「結合部位」は、対象とする標的分子(例えば、酵素、抗原、リガンド、受容体、基質又は阻害物質)に対する選択的な結合に関与する、ポリペプチド領域を含む。結合ドメインは、結合部位を少なくとも1つ含む(例えば、インタクトIgG抗体は、2つの結合ドメインと2つの結合部位を有する)。例示的な結合ドメインとしては、抗体可変領域、リガンドの受容体結合ドメイン、受容体のリガンド結合ドメイン、又は酵素ドメインが挙げられる。本発明の目的に際し、CD46の酵素活性領域(例えば、Fc−CD46融合コンストラクトの一部分など)は基質結合部位(例えば、グリピカン)を含み得る。
a.断片
本発明を実施するにあたり選択されるモジュレータの形態(例えば、キメラ、ヒト化など)とは関係なく、同一の免疫反応性断片を本開示の手法に従って使用できることは理解されるであろう。広義に、用語「抗体断片」は、インタクト抗体(例えば、天然に生じる免疫グロブリン)の少なくとも一部分を含む。より詳細には、用語「断片」は、インタクト又は完全な抗体又は抗体鎖よりも少数のアミノ酸残基を含む、抗体又は抗体鎖(又はFc融合体の場合にはCD46分子)の一部分又は部分を指す。用語「抗原結合性断片」は、抗原に結合する、又は抗原結合(すなわち、特異的結合)においてインタクト抗体(すなわち、その断片が派生したインタクト抗体)と競合する、免疫グロブリン又は抗体のポリペプチド断片を意味する。本明細書で使用するとき、用語「抗体分子の断片」としては、抗体の抗原結合性断片、例えば、抗体軽鎖(V)、抗体重鎖(V)、一本鎖抗体(scFv)、F(ab’)2断片、Fab断片、Fd断片、Fv断片、単ドメインの抗体断片、二量体、線状(linear)抗体、一本鎖抗体分子、及び抗体断片から生成される多選択性抗体(multispecific antibodies)が挙げられる。同様にして、CD46の酵素活性断片は、インタクトCD46と同様の様式(ある程度効果が劣る場合もあるものの)でCD46基質と相互作用し及びこの基質を改変する(例えば、基質を切り出す能力を保持している、CD46分子の一部分を含む。
当業者であれば、断片は、化学的に、又はインタクト若しくは完全モジュレータ(例えば、抗体又は抗体鎖)の酵素処理により、又は組み換え法により得ることができることを理解されるであろう。この観点から、インタクト抗体の消化に関して様々な抗体断片が定義されるが、当業者であれば、このような断片は、化学的手法又は組み換えDNA法のいずれかにより新規に合成できることを理解するであろう。したがって、本明細書で使用するとき、用語「抗体」は、明らかに、抗体、あるいは完全な抗体又は組み換えDNA法により新規に合成された抗体を改変することによって産生される断片、又はこれらの誘導体を包含する。
より詳細には、抗体をパパイン消化し、それぞれ抗原結合部位を1つと残りのFc断片とを備える、Fab断片と呼ばれる2つの同一の抗原結合断片を産生する。この名称は容易に結晶化することを反映している。ペプシン処理を行うと、抗原結合部位を2つ備え、なおも抗原を架橋し得るF(ab’)断片が生成される。Fab断片には、軽鎖定常ドメイン及び重鎖第一定常ドメイン(C1)も含まれる。Fab’断片は、抗体ヒンジ領域にシステインを1つ以上含むなど、重鎖C1ドメインのカルボキシ末端にいくつかの残基が付加されているという点でFab断片とは異なる。本明細書において、Fab’−SHは、定常ドメインのシステイン残基が、遊離チオール基を少なくとも1つ担持する、Fab’についての表記である。F(ab’)抗体断片は、元々、間にヒンジシステインを有するFab’断片対として産生された。抗体断片に関し、他の化学的な結合も既知である。例えば、他の抗体断片に関する更に詳細な記述については、Fundamental Immunology,W.E.Paul,ed.,Raven Press,N.Y.(1999)を参照されたい。
更に、Fv断片が完全な抗原認識及び結合部位を含有する抗体断片であることは認識されるであろう。この領域は、緊密に会合した(例えばscFvにおいて自然に共有結合することのできる)、重鎖可変領域を1つと、軽鎖可変領域を1つと、を含む二量体から構成される。この構成では、各可変領域の3つのCDRが相互作用して、V−V二量体の表面に抗原結合部位を形成する。総じて、6つのCDR又はこれらのサブセットが、抗体に対し抗原結合特異性を付与する。しかしながら、単一の可変領域(又はFvの半分は、抗原特異的な3つのCDRのみを含む)であっても抗原を認識及び結合する能力を有するものの、通常、完全な結合部位と比べてその親和性は低くなる。
他の実施形態では、抗体断片、例えば、Fc領域を含む抗体断片は、通常、インタクト抗体として存在する場合、例えば、FcRn結合、抗体半減期の調節、ADCC機能及び補体結合などの、Fc領域に関係している生体機能を少なくとも1つ保有する。一実施形態では、抗体断片は、in vivo半減期がインタクト抗体と実質的に同様である、一価の抗体である。例えば、かかる抗体断片は、Fc配列と結合し、断片に生体内安定性を付与し得る、抗原結合腕を含み得る。
b.誘導体
他の実施形態では、本発明のモジュレータは一価又は多価(例えば、二価、三価など)であってよいことが更に理解されるであろう。本明細書で使用するとき、用語「結合価」は、抗体と会合する標的(すなわち、CD46)結合部位となり得る部位の数を指す。各標的結合部位は、1つの標的分子又は特異的な位置又は標的分子上の部位に特異的に結合する。本発明の抗体が標的結合部位を1つ以上含む(多価である)場合、各標的結合部位は同一又は異なる分子(例えば、異なるリガンド若しくは異なる抗原、異なるエピトープ若しくは同一抗原の異なる位置)に特異的に結合し得る。本発明の目的に関し、対象とする抗体は、好ましくは、ヒトCD46に特異的な結合部位を少なくとも1つ有する。一実施例では、本発明の抗体は、分子の各結合部位が単一のCD46位置又はエピトープに特異的に結合するものであり、一価である。他の実施形態では、抗体は、1つ以上の位置又はエピトープと特異的に会合する1つ以上の結合部位及び異なる結合部位を含み、多価である。抗体が多価である場合、選別されたCD46ポリペプチド又はスプライス変異体上には複数のエピトープが存在してよく、あるいはCD46上には1つのエピトープが存在し、かつ他の分子又は表面上に第2の異なるエピトープが存在していてもよい。例えば、米国特許出願公開第2009/0130105号を参照されたい。
前掲の通り、多価の抗体は、所望の標的分子の異なるエピトープに免疫特異的に結合することができ、あるいは標的分子に加えて、異種エピトープ(例えば異種ポリペプチド又は固体支持材料)にも免疫特異的に結合することができる。この抗CD46抗体の好ましい実施形態は2つの抗原のみに結合する(すなわち、二重特異性抗体)ものであるものの、三重特異性抗体などの、更に特異性を有する抗体も本発明に包含される。二重特異性抗体の例としては、制限するものではないが、CD46に対する腕を一つと、任意の他の抗原(例えば、モジュレータ細胞マーカー)に対する他の腕とを備えるもの挙げられる。二重特異性抗体の製造方法は、当該技術分野において既知である。従来の完全長の二重特異性抗体の製造は、免疫グロブリン重鎖−軽鎖対を2つ共発現させることに基づくものであリ、この場合、2つの鎖は異なる特異性を有する(Millstein et al.,1983,Nature,305:537〜539)。他の、より洗練された、準拠し得る多選択制のコンストラクト及びその作製法は、米国特許出願公開第2009/0155255号に記載される。
更に他の実施形態では、所望の結合特性を有する抗体可変領域(抗体抗原結合部位)を、免疫グロブリンの定常ドメイン配列に融合させる。好ましい融合は、少なくともヒンジ部、C2、及び/又はC3領域を含む、免疫グロブリンの重鎖定常ドメインを用い実施する。一例では、融合させるドメインのうち、少なくとも1つには、軽鎖との結合に必要な部位を含有している第1重鎖定常領域(C1)が存在する。免疫グロブリン重鎖融合物と、必要に応じて免疫グロブリン軽鎖とをコードしているDNAを、別個の発現ベクターに挿入し、好適な宿主微生物に同時導入する。コンストラクトに使用される3つのポリペプチド鎖が不均一な比をなすことで最適な結果が得られる場合、このような同時導入を用いると、実施形態において3つのポリペプチド断片の相互比を調整する際に、非常に融通が利くことになる。しかしながら、少なくとも2つのポリペプチド鎖を等しい比で発現させることで、収率が高くなる場合、あるいは比が特に意味をもたない場合には、2つ又は3つすべてのポリペプチド鎖コード配列を、1つの発現ベクターに挿入することもできる。
この手法に関し、一実施例では、二重特異性抗体は、1つの腕に、第1結合特異性(例えば、CD46)を有するハイブリッド型免疫グロブリン重鎖を含み、他の腕にハイブリッド型免疫グロブリン重鎖−軽鎖対(第2の結合特異性をもたらす)を含む。この非対称的な構造により、不要な免疫グロブリン鎖の組み合わせからの所望の二重特異性化合物の分離が促進され、二重特異性分子のほんの半分に免疫グロブリン軽鎖が存在する場合に、分離に関する用意な手法が得られることが判明した。この手法は、国際公開第94/04690号に開示される。二重特異性抗体の生成についての更なる詳細は、例えば、Suresh et al.,1986,Methods in Enzymology,121:210を参照されたい。国際公開第96/27011号に開示される他の手法に従って、抗体分子対を設計して、組み換え細胞培養物から回収されるヘテロ二量体の割合を最大化させることができる。好ましい界面は、抗体定常ドメインのC3ドメインを少なくとも一部含む。この手法では、第1抗体分子の界面にある、小型のアミノ酸側鎖のうち1つ以上を、より大型の側鎖(例えば、チロシン又はトリプトファン)で置き換える。第2抗体分子の界面上で、大型のアミノ酸側鎖を小型のアミノ酸側鎖(例えば、アラニン又はスレオニン)により置き換え、第一抗体分子の界面で置き換えた大型の側鎖と同一又は同様の大きさをもつ補償的な空間を生成する。これにより、ホモ二量体などの他の不要な最終産物よりもヘテロ二量体の収率が増加するという機序がもたらされる。
二重特異性抗体も、架橋又は異種複合抗体に含まれる。例えば、異種複合体に含まれる抗体のうち1つは、アビジンと結合することができ、他方はビオチンと結合することができる。例えば、このような抗体は、不要な細胞に対する免疫系細胞を標的とする目的で(米国特許第4,676,980号)、並びにHIV感染治療(国際公開第91/00360号、同第92/200373号、及び欧州特許第03089号)に提案されている。任意の従来の架橋法により、異種複合抗体を作成できる。好適な架橋剤は当該技術分野において周知であり、数多くの架橋法と共に米国特許第4,676,980号に開示されている。
VIII.CD46モジュレータ−定常領域の改変
a.Fc領域及びFc受容体
上記本開示のモジュレータ(例えば、Fc−CD46又は抗CD46抗体)の可変又は結合領域に対する各種変更、置換、付加又は欠失に加えて、当業者であれば、本発明の実施形態のうち一部のものは、定常領域(すなわち、Fc領域)にも置換又は変更を含み得ることを理解するであろう。より具体的には、本発明のCD46モジュレータは、とりわけ、得られるモジュレータに好ましい特性、例えば、限定するものではないが、薬物動態の変更、血清中半減期の延長、結合親和性の向上、免疫原性の減少、産生性の向上、Fcリガンド結合性の向上、ADCC又はCDC活性の増感又は減感、グリコシル化及び/又はジスルフィド結合の変更、並びに結合特異性の変更などの、好ましい特性をもたらし得る、1つ以上の付加的アミノ酸置換、変異及び/又は変更を含有し得ることが企図される。この観点から、これらのFc変異体は、本開示のモジュレータの有する抗腫瘍特性の有効性を増感させるにあたって有利に使用できる。
本明細書において、用語「Fc領域」は、免疫グロブリン重鎖の、C末端領域(天然の配列のFc領域及び変異体配列のFc領域など)を定義するために使用される。免疫グロブリン重鎖のFc領域の境界は、場合により異なるものの、ヒトIgG重鎖のFc領域は、通常、Cys226のアミノ酸残基から、あるいはPro230のアミノ酸残基から、そのカルボキシ末端までの領域であると定義される。Fc領域のC末端のリジン(EU付番系によると、残基447)は、例えば、抗体産生又は精製時に除去することができ、あるいは抗体重鎖をコードしている核酸を組み換え設計して除去することができる。したがって、インタクト抗体組成物には、すべてのK447残基が除去された抗体集団、K447残基が除去されていない抗体集団、及びK447残基を有する抗体と有さない抗体との混合物を含む抗体集団が含まれ得る。機能性Fc領域は、Fc領域の元の配列がもつエフェクタ機能を保有する。例示的なエフェクタ機能としては、C1q結合、CDC、Fc受容体結合、ADCC、食作用、細胞表面受容体(例えば、B細胞受容体;BCR)の下方制御などが挙げられる。このようなエフェクタ機能は、一般的に、結合ドメイン(例えば、抗体可変領域)が結合するFc領域を必要とするものであり、開示の、例えば本明細書において定義される各種アッセイにより評価することができる。
「Fc受容体」又は「FcR」は、抗体のFc領域に結合する受容体を説明する。一部の実施形態では、FcRはヒトの未改変のFcRである。一部の実施形態では、FcRはIgG抗体に結合し(γ受容体)、FcγRI、Fc.RII、及びFcγRIIIサブクラスの受容体(これらの受容体のアリル変異体及びあるいはスプライス変異体を含む)を含む。FcγII受容体には、FcγRIIA(「活性化受容体」)及びFcγRIIB(「阻害受容体」)が含まれ、これらは主にその細胞質ドメインにおいて異なる類似したアミノ酸配列を有する。活性化受容体FcγRIIAは、その細胞質ドメインに免疫受容活性化チロシンモチーフ(ITAM)を含有する。FγRIIB受容体の阻害は、その細胞質ドメインに免疫受容抑制性チロシンモチーフ(ITIM)を含有する。(例えば、Daeron,Annu.Rev.Immunol.15:203〜234(1997)を参照されたい)。例えば、FcRは、Ravetch and Kinet,Annu.Rev.Immunol 9:457〜92(1991);Capel et al.,Immunomethods 4:25〜34(1994);and de Haas et al.,J.Lab.Clin.Med.126:330〜41(1995)に概説される。将来的に同定されるものを含み、これらのFcRは、本明細書において「FcR」という用語に包含される。用語「Fc受容体」又は「FcR」は、特定の例においては、母体IgGの胎児への移行、(Guyer et al.,J.Immunol.117:587(1976)及びKim et al.,J.Immunol.24:249(1994))、並びに免疫グロブリン恒常性制御に関与する、胎児性受容体のFcRnも含む。FcRnに対する結合性の測定法は既知である(例えば、Ghetie and Ward.,Immunol.Today 18(12):592〜598(1997)、Ghetie et al.,Nature Biotechnology,15(7):637〜640(1997)、Hinton et al.,J.Biol.Chem.279(8):6213〜6216(2004)、国際公開第2004/92219号(Hinton et al.)を参照されたい)。
b.Fc機能
本明細書で使用するとき、補体依存性細胞障害及びCDCは、補体の存在下で、標的細胞が可溶化することを指す。補体活性化経路は、補体系(C1q)の第1構成成分が同種抗原と複合した分子、例えば抗体に結合することで開始する。補体活性を評価するために、CDCアッセイ、例えば、Gazzano−Santoro et al.,1996,J.Immunol.Methods,202:163において説明されるようなCDCアッセイを実施してもよい。
更に、「抗体依存性細胞介在性細胞傷害」又は「ADCC」とは、細胞傷害性細胞(例えばナチュラルキラー(NK)細胞、好中球及びマクロファージ)上に存在するFc受容体(FcR)に結合した、分泌されたIgが、これらの細胞傷害性エフェクタ細胞が抗原を有する標的細胞に特異的に結合してその後標的細胞を細胞毒で殺傷することを可能にするような、細胞傷害の形態を意味する。標的腕に対し特異的に高親和性を示すIgG抗体は、このような殺傷の際にはなくてはならない。標的細胞の溶解は細胞外環境により生じるものであり、細胞同士が直接接触する必要があり、かつ補体は関与しない。
FcR結合親和性又はADCC活性を変更させたCD46モジュレータ変異体は、Fc領域の未改変の配列を含む親抗体又は未改変の抗体又はモジュレータと比較して、増感された又は減感されたFcR結合活性及び/又はADCC活性を有する。FcRに対する結合性が上昇しているモジュレータ変異体は、未改変のFc領域配列を含む親又は未改変の抗体又はモジュレータと比べ、高親和性で少なくとも1つのFcRと結合する。FcRに対する結合性が減少している変異体は、未改変のFc領域配列を含む、親抗体又は未改変の抗体又はモジュレータと比べ、低親和性で少なくとも1つのFcRと結合する。FcRに対する結合性が減少しているこのような変異体は、FcRに対する結合性をわずかに保有するものであるか、あるいは認識可能な結合性を全く保有しないものである場合があり、例えば、当該技術分野で周知の手法により測定した場合に、IgG Fc領域の未改変の配列と比較して、FcRに対する結合性が0〜20%である。
FcRnに関し、本発明の抗体は、定常領域に、哺乳動物、好ましくはヒトにおける半減期(例えば、血清中半減期)を、5日超、10日超、15日超、好ましくは20日超、25日超、30日超、35日超、40日超、45日超、2ヶ月超、3ヶ月超、4ヶ月超、又は5ヶ月超にする改変を有する、Fc変異体も含有又は包含する。本発明の抗体(又はFc含有分子)の、哺乳動物、好ましくはヒトにおける半減期が延長されることで、哺乳動物における抗体又は抗体断片の血清中力価が高くなり、したがって、抗体又は抗体断片の投与頻度が減少し及び/又は抗体又は抗体断片の投与濃度が減少することになる。半減期の延長された抗体は、当業者に既知の手法により生成できる。例えば、半減期の延長された抗体は、Fcドメイン及びFcRn受容体間の相互作用に関与するものとして同定されたアミノ酸残基を改変(例えば、置換、欠失又は付加)することで生成できる(例えば、国際公開第97/34631号、同第04/029207号、米国特許第6,737,056号及び米国特許出願公開第2003/0190311号を参照されたい)。in vivoでのヒトFcRnに対する結合、並びにヒトFcRn高親和結合性ポリペプチドの血中半減期は、例えば、ヒトFcRnを発現する形質転換マウス又は遺伝子導入したヒト細胞株において、又は霊長類を用い、これらに対し変異型Fc領域をもつポリペプチドを投与することでアッセイできる。国際公開第2000/42072号は、FcRnに対する結合性を増感又は減感させた抗体変異体を開示する。同様に、例えば、Shields et al.J.Biol.Chem.9(2):6591〜6604(2001)を参照されたい。
c.グリコシル化修飾
更に他の実施形態では、本発明の抗体のグリコシル化パターン又は組成は変更される。より具体的には、本発明の好ましい実施形態は、グリコフォームが1つ以上操作されており、すなわち、グリコシル化パターンの変更又はFc領域を構成する分子に共有結合している糖鎖組成の変更を含む。グリコフォームの操作は、限定するものではないが、エフェクタ機能の増感又は減感、標的抗原に対する抗体の親和性の向上、又は抗体産生の促進などの様々な目的に関し有用なものであり得る。エフェクタ機能の減感が所望される場合、分子は糖鎖不含有の形態で発現するように操作され得ることは理解されるであろう。このような糖鎖修飾は、例えば、抗体配列内の、グリコシル化に関する1つ以上の部位を改変することで実施できる。すなわち、可変領域フレームワークのグリコシル化部位を1つ以上除去することで、除去された部位に対するグリコシル化が生じなくなるようなアミノ酸置換を1箇所以上に行うことができる(例えば、米国特許第5,714,350号及び同第6,350,861号を参照されたい)。反対に、Fc含有分子のエフェクタ機能を増感させるか、又は結合性を向上させたければ、グリコシル化部位を1箇所以上に追加設計することもできる。
更に、又は代替え的に、Fc変異体は、例えば、フコシル残基の量が軽減された低フコシル化抗体、あるいはbisecting GlcNAc構造の量が増量した抗体などのように、グリコシル化組成を変更させて作成することができる。抗体のADCC能を増感させる目的で、これらのように及び同様に変更されたグリコシル化パターンが例証されてきた。操作型グリコフォームは、当業者に既知の任意の手法により、例えば、操作型又は変異体発現株を用いる手法、1種以上の酵素を同時発現させる手法(例えば、N−アセチルグルコサミン転移酵素III(GnTI11))、Fc領域を含む分子を各種生物又は各種生物由来の細胞株において発現させる手法、又はFc領域を含む分子を発現させた後に糖鎖修飾する手法により、生成することができる。例えば、Shields,R.L.et al.(2002)J.Biol.Chem.277:26733〜26740、Umana et al.(1999)Nat.Biotech.17:176〜1並びに、欧州特許第1,176,195号、国際公開第03/035835号、同第99/54342号、Umana et al,1999,Nat.Biotechnol 17:176〜180、Davies et al.,20017 Biotechnol Bioeng 74:288〜294、Shields et al,2002,J Biol Chem 277:26733〜26740、Shinkawa et al.,2003,J Biol Chem 278:3466〜3473、U.S.P.N.第6,602,684号、U.S.S.Ns.10/277,370号、同第10/113,929号、国際公開第00/61739(A1)号、同第01/292246(A1)号、同02/311140(A1)号、同02/30954(A1)号、Potillegent(商標)technology(Biowa,Inc.)、GlycoMAb(商標)グリコシル化操作法(GLYCART biotechnology AG)、国際公開第00061739号、EA第01229125号;米国特許出願公開第2003/0115614号;Okazaki et al.,2004,JMB,336:1239〜49.を参照されたい。
IX.モジュレータの発現
a.概論
所望のCD46モジュレータをコードしているDNAは、従来の手法を用い(例えば、抗体重鎖及び軽鎖をコードしている遺伝子に特異的に結合することのできるオリゴヌクレオチドプローブを用い)容易に単離し、配列決定することができる。モジュレータが抗体である場合、単離し、サブクローニングしたハイブリドーマ細胞(又はコロニー由来のファージ若しくは酵母)を、このようなDNAの好ましい供給源として提供できる。この核酸は、融合タンパク質、又はキメラ、ヒト化若しくは完全ヒト抗体などの剤を生成するにあたって、必要に応じて、本明細書に記載の通りに更に操作することができる。より詳細には、米国特許第7,709,611号に記載の通り、抗体を製造する際に、定常及び可変領域の配列をクローン化するにあたって、単離したDNA(改変されていてもよい)を使用できる。
この例示的な手法は、選別した細胞からRNAを抽出する工程と、cDNAへと変換する工程と、及び抗体特異的なプライマーを用いるPCRにより増幅させる工程と、を伴う。好適なプライマーは、本明細書に例示されている通り、当該技術分野において周知であり、数多くの市販元から容易に調達できる。コンビナトリアルライブラリのスクリーニングにより単離された組み換えヒト又は非ヒト抗体を発現させるためには、抗体をコードしているDNAを組み換え発現ベクターにクローン化し、哺乳動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、酵母、及びバクテリアなどの宿主細胞に導入することは理解されるであろう。更に他の実施形態では、モジュレータは、所望の作成物コンストラクトを別途産生しない、サルCOS細胞、NS0細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞又は骨髄腫細胞に導入し、発現させる。以降により詳細に議論されるように、所望のモジュレータを発現する、形質転換させた細胞を、比較的大容量で増殖させて、融合コンストラクト又は免疫グロブリンの臨床的及び商業的供給をもたらすことができる。
CD46モジュレータの所望の部分をコードしている核酸が、ファージ・ディスプレイ法、酵母ライブラリ、ハイブリドーマ系技術、合成、又は市販品として得られるのか、又はこれらにより誘導されるのかのいずれにせよ、本発明が、融合タンパク質及び抗CD46抗体又は抗原結合断片又はそれらの誘導体などのCD46モジュレータをコードしている核酸分子及び配列を明確に包含することは理解されるであろう。本発明は、更に、高ストリンジェンシーなハイブリッド形成条件下で、あるいは、中程度又は低ストリンジェンシーな条件下(例えば、以降に定義される通り)で、本発明のモジュレータ又は断片又はこれらの変異体をコードするポリヌクレオチド配列を有する核酸に相補的なポリヌクレオチドとハイブリッド形成する、核酸又は核酸分子(例えば、ポリヌクレオチド)を包含する。本明細書で使用するとき、用語「核酸分子」又は「単離された核酸分子」は、少なくともDNA分子及びRNA分子を包含することを意図する。核酸分子は、一本鎖又は二本鎖であり得るが、好ましくは、二本鎖DNAである。更に、本発明は、モジュレータをコードしているポリヌクレオチドを組み込む、制限するものではないがベクター、プラスミド、宿主細胞、コスミド又はウイルス性コンストラクトなどの任意の媒介物又はコンストラクトを含む。
用語「単離された核酸」は、(i)in vitroで、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などで増幅された核酸、(ii)クローニングにより組み換え的に産生された核酸、(iii)精製された核酸、例えば、切断しゲル電気泳動することで分画された核酸、又は(iv)合成された核酸、例えば化学合成された核酸を意味する。単離された核酸は、DNA組み換え手法により操作することのできる核酸である。
より詳細には、本発明の一本鎖又は二本鎖抗体又は断片、誘導体、変異タンパク質、又はこれらの変異体などの、モジュレータをコードしている核酸、ハイブリダイゼーションのプローブとして使用するのに十分なポリヌクレオチド、ポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドを同定、解析、変異導入又は増幅させるためのPCRプライマー又は配列決定用プライマー、ポリヌクレオチドの発現を阻害するためのアンチセンス核酸、及びこれらの相補的配列も提供される。核酸は任意の長さであってよい。核酸は、例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、750、1,000、1,500、3,000、又は5,000ヌクレオチド長以上であってよく、及び/又は1つ以上の追加の配列、例えば、制御配列を含んでもよく、及び/又は核酸、例えば、ベクターの一部であってもよい。これらの核酸は単鎖又は二本鎖であってよく、RNA及び/又はDNAヌクレオチド、並びにこれらの人工的な変異体(例えば、ペプチド核酸)であってよい。本発明のモジュレータ(抗体又は免疫反応性断片又はそれらの誘導体など)をコードしている核酸は、好ましくは上記のように単離されたものである。
b.ハイブリダイゼーション及び同定
記載の通り、本発明は更に、特定のハイブリダイゼーション条件下で他の核酸とハイブリッド形成する核酸を提供する。核酸にハイブリッド形成させる手法は、当該技術分野において周知である。例えば、現行のプロトコルについては、Molecular Biology,John Wiley and Sons,N.Y.(1989),6.3.1〜6.3.6を参照されたい。本開示の目的に関し、中程度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は、5x塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)、0.5% SDS、1.0mM EDTA(pH 8.0)、ハイブリダイゼーション緩衝液(約50%ホルムアミドを含む)、6xSSCを含有している前洗浄用液を用い、ハイブリダイゼーション温度は55℃(又は約50%ホルムアミドを含む他の同様のハイブリダイゼーション溶液を用い、ハイブリダイゼーション温度は42℃で)、及び洗浄条件では60℃(0.5xSSC、0.1% SDS)で行うものである。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件では、45℃にて6xSSCでハイブリッド形成させ、続いて68℃にて0.1xSSC、0.2% SDSで1回以上洗浄を行う。更に、当業者は、ハイブリダイゼーション及び/又は洗浄条件を操作して、互いに少なくとも65、70、75、80、85、90、95、98又は99%同一であるヌクレオチド配列を構成している核酸が、典型的には互いにハイブリッド形成をしたままとどまるなどするように、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーを増加又は減少させることができる。より一般的な本開示の目的に関し、核酸配列に関する用語「実質的に同一」は、参照核酸配列に対し少なくとも約85%、又は90%、又は95%、又は97%配列相同性を示すヌクレオチド配列として解釈することができる。
ハイブリダイゼーション条件の選択に影響を及ぼす基本的なパラメータ、及び好適な条件を考案するための指針は、例えば、Sambrook,Fritsch,and Maniatis(1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,chapters 9 and 11、及びCurrent Protocols in Molecular Biology,1995,Ausubel et al.,eds.,John Wiley & Sons Inc.,sections 2.10 and 6.3〜6.4)に説明されており、当業者であれば、例えば、核酸の長さ及び/又は塩基組成に基づき容易に決定できる。
本発明に従う核酸は、単独で存在し得ること、又は同種若しくは異種のものであり得る他の核酸との組み合わせで存在し得ることは更に理解されるであろう。好ましい実施形態では、核酸は、この核酸に対し同種又は異種であり得る発現制御配列と機能的に連結している。この文脈において、用語「同種」は、核酸が元から発現制御配列に機能的に連結していることも意味し、用語「異種」は、核酸が元々は発現制御配列に機能的に連結していないことを意味する。
c.発現
RNA及び/又はタンパク質又はペプチドを発現する核酸と、発現制御配列とは、この核酸の発現又は転写が、制御下にある、すなわち発現制御配列の影響下にあるよう互いに共有結合している場合には、互いに機能的に連結している。次に、核酸が機能性タンパク質へと翻訳される場合、発現制御配列がコード配列に機能的に連結され、この発現制御配列の導入により、コード配列をフレーム・シフトさせずに核酸の転写が行われ、あるいは前記コード配列は所望のタンパク質又はペプチドへと翻訳され得ない。
用語「発現制御配列」は、本発明に従って、プロモーター、リボソーム結合部位、エンハンサ、並びに遺伝子の転写又はmRNAの転写を制御する他の制御配列を含む。本発明の具体的な実施形態では、発現制御配列は制御できる。発現制御配列の正確な構造は、種又は細胞型の機能に伴い変化し得るものであるが、一般的には、5’−非転写領域の配列と、5’−及び3’−非翻訳領域の配列とを含む。これらは、それぞれ転写及び翻訳の開始に関与し、例えば、TATAボックス、キャッピング配列、及びCAAT配列などが挙げられる。より詳細には、5’−非翻訳領域発現制御配列は、機能的に連結した核酸の転写制御に関するプロモーター配列を含有する、プロモーター領域を含む。発現制御配列には、エンハンサ配列又は上流活性化配列を含めることもできる。
本発明によると、用語「プロモーター」又は「プロモーター領域」は、発現させる核酸配列の上流(5’)に位置し、RNAポリメラーゼの認識部位及び結合部位を提供して配列の発現を制御する核酸配列に関する。更に、プロモーター領域には、遺伝子の転写制御に関与する他の因子に対する、認識及び結合部位を含めることもできる。プロモーターは、原核細胞又は真核細胞の遺伝子の転写を調節することができる。更に、プロモーターは誘導可能で、かつ誘導剤に応答して転写を開始させることができるものであってよく、あるいは転写が誘導剤により調節されない場合には常時発現型であってもよい。誘導性プロモーターの調節下にある遺伝子は、誘導剤が存在しない場合には発現しないか、発現したとしてもほんのわずかな程度にしか発現しない。誘導剤の存在下で、遺伝子のスイッチはオンになり、すなわち転写レベルが上昇する。一般的に、この流れは、特異的な転写因子の結合により介在される。
本発明による好ましいプロモーターとしては、SP6、T3及びT7ポリメラーゼのプロモーター、ヒトU6 RNAプロモーター、CMVプロモーター、並びにこれら(例えば、CMV)の一部、又は部分を、他の、例えばヒトGAPDH(グリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素)などの細胞タンパク質の遺伝子のプロモーターの一部又は部分と融合させた、追加のイントロンを含む、又は含まない、人工的なハイブリッド型プロモーターが挙げられる。
本発明に従って、用語「発現」は、その最も一般的な意味で使用され、かつRNAの産生、又はRNA及びタンパク質/ペプチドの産生を包含する。この用語には、核酸の部分的な発現も包含する。更に、発現は一過性に又は安定的に実施されてよい。
好ましい実施形態では、核酸分子は本発明に従って、核酸の発現を調節する適切なプロモーターを有するベクター内に存在する。用語「ベクター」は、本明細書においてその最も一般的な意味で使用され、核酸を、例えば、原核細胞及び/又は真核細胞の適切な場所に導入し、ゲノムと一体化させることのできる、核酸用の任意の中間媒介物を含む。この種のベクターは、好ましくは細胞内で複製され、及び/又は発現する。ベクターには、プラスミド、ファージミド、バクテリオファージ又はウイルス性ゲノムが含まれる。本明細書で使用するとき、用語「プラスミド」は、一般的に、染色体外の遺伝物質からなるコンストラクトに関し、通常は、染色体DNAとは独立して複製することのできる環状二本鎖DNAを指す。
本発明を実施するにあたり、所望により、分子生物学、微生物学、及びDNA組み換え法における多くの従来的な手法が使用される。このような従来的な手法は、本明細書で定義される通りのベクター、宿主細胞及び組み換え法に関する。これらの手法は周知であり、例えばBerger and Kimmel,Guide to Molecular Cloning Techniques,Methods in Enzymology volume 152 Academic Press,Inc.,San Diego,Calif.;Sambrook et al.,Molecular Cloning−A Laboratory Manual (3rd Ed.),Vol.1〜3,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.,2000及びCurrent Protocols in Molecular Biology,F.M.Ausubel et al.,eds.,supraに説明され、例えば細胞分離及び培養(例えば、後に続く核酸又はタンパク質分離に関して)に関する有用な情報には、Freshney(1994)Culture of Animal Cells,a Manual of Basic Technique,third edition,Wiley−Liss,New York及びこれに引用されている参照文献;Payne et al.(1992)Plant Cell and Tissue Culture in Liquid系John Wiley & Sons Inc.New York,N.Y.;Gamborg and Phillips (Eds.)(1995)Plant Cell,Tissue and Organ Culture;Fundamental Methods Springer Lab Manual,Springer−Verlag (Berlin Heidelberg New York)and Atlas and Parks (Eds.)The Handbook of Microbiological Media(1993)CRC Press,Boca Raton,Fla.が挙げられる。核酸製造法(例えば、in vitroでの増幅、細胞からの精製、又は化学合成)、核酸操作法(例えば、部位特異的変異導入、制限酵素による消化、ライゲーションなど)、並びに各種ベクター、細胞株、及び核酸の操作及び製造に有用な要素は、上記参照に記載されている。これに加え、本質的に任意のポリヌクレオチド(例えば、標識又はビオチン化ポリヌクレオチド)を、任意の各種市販元に特注又は発注することができる。
したがって、一態様では、本発明は、本発明の抗体又はこれらの部分の組み換え体を発現させることのできる組み換え宿主細胞を提供する。このような組み換え宿主細胞による発現を以って産生される抗体を、本明細書では組み換え抗体と呼ぶ。本発明は、このような宿主細胞の子孫細胞、及びこれらの細胞により産生される抗体も提供する。
本明細書で使用するとき、用語「組み換え宿主細胞」(又は単に「宿主細胞」)は、組み換え発現ベクターが導入された細胞を意味する。この組み換え宿主細胞及び宿主細胞は、単に特定の対象とする細胞を意味するのみならず、このような細胞の子孫細胞も意味することは理解すべきである。連続する細胞世代には、変異又は環境的影響のいずれかにより何らかの改変が生じ得るため、子孫細胞は実際には親細胞と同一でない場合があるが、それでも本明細書で使用されるところの「宿主細胞」という用語の範囲内に含まれる。このような細胞は、上記の通りの本発明に従うベクターを含み得る。
他の態様では、本発明は本明細書に記載される通りの抗体又はこれらの一部の製造方法を提供する。一実施形態によると、この手法は、上記の通りにベクターを用い遺伝子導入又は形質転換した細胞を培養する工程と、抗体又はこれらの一部を回収する工程と、を含む。
上記に示す通り、本発明の抗体(又は断片又はこれらの変異体)の発現には、好ましくは、所望の抗CD46抗体をコードするポリヌクレオチドを含有している発現ベクターが含まれる。当業者に周知の手法を使用して、抗体コード配列と、適切な転写及び翻訳調節シグナルとを含む発現ベクターを構築できる。これらの手法としては、例えば、in vitroでの組み換えDNA法、合成法、及びin vivoでの遺伝子組換え法が挙げられる。したがって、本発明の実施形態は、調節可能なようにプロモーターに連結された、本発明の抗CD46抗体を(例えば、完全な抗体、抗体重鎖又は軽鎖、抗体重鎖又は軽鎖可変領域、又はこれらの一部、あるいは重鎖又は軽鎖CDR、一本鎖Fv、あるいはこれらの断片又は変異体)コードするヌクレオチド配列を含む、複製可能なベクターを提供する。好ましい実施形態では、このようなベクターは、抗体分子の重鎖をコードしているヌクレオチド配列(又はこれらの断片)、抗体軽鎖をコードしているヌクレオチド配列(又はこれらの断片)、又は重鎖及び軽鎖の両方をコードしているヌクレオチド配列を含有する。
本発明のヌクレオチドを単離し、本明細書に記載の手法に従って改変したならば、これらは、抗CD46抗体又はこれらの断片を含有するモジュレータを選別するために使用することができる。
X.モジュレータ産生及び精製
当業界で認知されている分子生物学的手法及び現行のタンパク質発現法を用い、所望のモジュレータを大量に産生することができる。より詳細には、所望の製薬学的生成物を前臨床的、臨床的、又は商業的量で産生させるための様々な宿主細胞を含む、周知の及び市販のタンパク質産生系に、上記のように得、操作した抗体などのモジュレータをコードしている核酸分子を組み込むことができる。好ましい実施形態では、モジュレータをコードしている核酸分子を、選択した宿主細胞の中に効果的に組み込まれかつ続いて所望のCD46モジュレータを高発現するベクター又は発現ベクター内に設計する。
好ましくは、CD46モジュレータをコードしている核酸分子と、これらの核酸分子を含むベクターは、哺乳動物、植物、微生物、又は酵母宿主細胞の遺伝子導入に使用できるものの、モジュレータ産生には原核細胞系も使用できることは理解されたい。遺伝子導入は、ポリヌクレオチドを宿主細胞に導入する任意の既知の方法によるものであってよい。哺乳動物細胞への異種ポリヌクレオチド導入法は当該技術分野において周知であり、デキストラン介在性遺伝子導入、リン酸カルシウム法、ポリブレン介在性遺伝子導入、プロトプラスト融合、電気穿孔法、リポフェクション法、及び核へのDNAの直接微量注入が挙げられる。これに加え、核酸分子はウイルスベクターにより哺乳動物細胞に導入することもできる。哺乳動物細胞の形質転換法は、当該技術分野において周知である。例えば、米国特許第4,399,216号、同第4,912,040号、同第4,740,461号、及び同第4,959,455号を参照されたい。更に、植物細胞の形質転換法も当該技術分野において周知であり、例えば、アグロバクテリウム法、遺伝子銃法、直接注入法、電気穿孔法及びウイルスを用いる形質導入が挙げられる。微生物及び酵母細胞を形質転換させる手法も当業者に周知である。
更に、宿主細胞には、本発明の発現ベクターを2つ、例えば、重鎖由来のポリペプチドをコードしている第1ベクターと、軽鎖由来のポリペプチドをコードしている第2ベクターとを同時導入することもできる。第2ベクターには、重鎖及び軽鎖ポリペプチドを実質的に当量発現させることのできる、選択性が同一のマーカーを含有させることができる。あるいは、重鎖及び軽鎖ポリペプチドをいずれもコードし、発現することのできる1種のベクターを使用することもできる。このような場合、遊離重鎖の過剰な毒性を避けるためにも、好ましくは軽鎖は重鎖よりも前に配置する。重鎖及び軽鎖コード配列には、cDNA又はゲノムDNAが含まれ得る。
a.宿主発現系
多くは市販されている、各種宿主発現ベクター系は、本明細書に記載の技術に準拠するものであり、本発明のモジュレータを発現させるために使用することができる。このような宿主発現系は、対象とするコード配列を発現し、続いて精製することのできる媒介物を意味するが、in situで本発明の分子を発現する適切なヌクレオチドコード配列により、形質転換又は遺伝子導入した細胞も意味する。このような系としては、限定するものではないが、組み換えバクテリオファージDNAにより形質転換した、バクテリアなどの微生物(例えば、大腸菌、枯草菌、ストレプトミセス)、モジュレータコード配列を含有している、プラスミドDNA又はコスミドDNA発現ベクター、モジュレータコード配列を含有している組み換え酵母発現ベクターにより遺伝子導入した酵母(例えば、サッカロミセス、ピキア)、モジュレータコード配列を含有している組み換えウイルスベクター(例えば、バキュロウイルス)を感染させた昆虫細胞系、組み換えウイルスベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)、タバコモザイクウイルス(TMV))又はモジュレータコード配列を含有している組み換えプラスミド発現ベクター(例えば、Tiプラスミド)を感染させた植物細胞系(例えば、タバコ、シロイヌナズナ、アオウキクサ、トウモロコシ、小麦、ジャガイモなど)、あるいは哺乳動物細胞(例えば、メタロチオネインプロモーター)のゲノム又は哺乳動物感染性ウイルス(例えば、アデノウイルス後期プロモーター、ワクシニア・ウイルス7.5Kプロモーター)由来のプロモーターを含有している組み換え発現コンストラクトを内包している哺乳動物細胞系(例えば、COS、CHO、BHK、293、3T3細胞)が挙げられる。
バクテリア系では、発現させる分子の使用目的に応じ、数多くの発現ベクターを有利に選択することができる。例えば、モジュレータを含む製薬組成物を製造する際に、このようなタンパク質を大量に産生させる場合、容易に精製することのできる融合タンパク質を高レベルで発現するベクターが望ましい場合がある。このようなベクターとしては、限定するものではないが、融合タンパク質が産生されるようlacZコード領域を備えるフレームでコード配列をそれぞれベクターに連結させることのできる大腸菌発現ベクターpUR278(Ruther et al.,EMBO 1.2:1791(1983))、pINベクター(Inouye and Inouye,Nucleic Acids Res.13:3101〜3109(1985)、Van Heeke and Schuster,J.Biol.Chem.24:5503〜5509(1989))、及び同様物が挙げられる。pGEXベクターを使用して、外来ポリペプチドを、グルタチオン5−転移酵素(GST)を有する融合タンパク質として発現させることもできる。一般的に、このような融合タンパク質は可溶性であり、かつ細胞溶解液から、グルタチオンアガロースビーズに吸着及び結合させた後、遊離グルタチオンの存在下で溶出させることで、容易に精製できる。pGEXベクターは、クローン化した標的遺伝子産物をGST部分から放出できるよう、トロンビン、すなわち第Xa因子認識部位を含有させて設計されている。
昆虫系では、外来遺伝子を発現するベクターとして、オートグラファカリフォルニア核多角体病ウイルス(AcNPV)を使用できる。このウイルスは、スポドプテラ・フルギペルダ細胞内で増殖する。コード配列を、それぞれウイルスの非必須領域(例えば、ポリへドリン遺伝子)にクローン化し、AcNPVプロモーター(例えば、ポリへドリンプロモーター)の制御下に配置することもできる。
哺乳動物の宿主細胞では、数多くのウイルス性発現系を使用して、所望のヌクレオチド配列を導入することができる。アデノウイルスを発現ベクターとして使用する場合、対象とするコード配列を、アデノウイルスの転写/翻訳調節複合体、例えば、後期プロモーター及び三分子リーダー配列(tripartite leader sequence)に連結させることもできる。このキメラ遺伝子は、次にin vitro又はin vivo組み換え法によりアデノウイルスのゲノムに挿入することができる。挿入はウィルスゲノムの非必須領域(例えば、領域E1又はE3)に行うことで、生存能を有し、かつ感染させた宿主において分子を発現することのできる組み換えウイルスが得られる(例えば、Logan and Shenk,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8 1:355〜359(1984)を参照されたい)。挿入したコード配列の効率的な翻訳には、特異的な開始シグナルも必要とされる場合がある。これらのシグナルとしては、ATG開始コドン及び隣接配列も挙げられる。更に、挿入物全体を確実に翻訳させるためには、開始コドンは、所望のコード配列読み枠に合わせて設計すべきである。これらの外来性翻訳調節シグナル及び開始コドンは、天然の遺伝子及び合成遺伝子のいずれにおいても多様な開始点となり得る。適切な転写エンハンサ配列、及び転写終結配列などを包含させることで発現効率は増加する(例えば、Bittner et al.,Methods in Enzymol.153:51〜544(1987)を参照されたい)。したがって、発現の際に宿主細胞として利用可能な、適した哺乳動物細胞株が当該技術分野において周知であり、及びアメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(ATCC)から入手可能な多くの不死化細胞株が包含される。これらの細胞株としては、特に、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、NS0細胞、SP2細胞、HEK−293T細胞、293 Freestyle細胞(Life Technologies)、NIH−3T3細胞、HeLa細胞、ベビーハムスター腎臓(BHK)細胞、アフリカミドリザル細胞腎臓細胞(COS)、ヒト肝がん細胞(例えば、Hep G2)、A549細胞、及び数多くの他の細胞株が挙げられる。
組み換えタンパク質を、長期にわたって高収率で産生させるためには、発現が安定していることが好ましい。したがって、選別されたモジュレータを安定的に発現する細胞株を、当業界で認知されている標準的な手法を用い設計することもできる。ウイルス由来の複製起点を含有する発現ベクターを使用する以外には、宿主細胞は、適切な発現制御配列(例えば、プロモーター配列、エンハンサ配列、ターミネーター、ポリアデニル化部位など)の制御下にあるDNA、及び選択マーカーにより形質転換することができる。遺伝子操作を行った細胞は、外来DNAの導入後、栄養培地で1〜2日増殖させ、次に選択培地に切り替えて培養することができる。組み換えプラスミドに含まれる選択マーカーは、細胞に選別耐性を付与し、及び細胞の染色体にプラスミドを安定的に組み込ませ、細胞増殖巣の形態に成長させる。この形態にすることで、続いてクローン化し、増殖させて細胞株にすることができる。この手法は、細胞株を遺伝子操作して対象とする分子を発現させるのに有利なものであり得る。このように遺伝子操作した細胞株は、直接的に又は間接的に分子に作用する組成物のスクリーニング及び評価時に特に有用であり得る。
数多くの選別系が当該技術分野において周知であり、かつ使用することができ、例えば、限定するものではないが、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(Wigler et al.,Cell 11:223(1977))、ヒポキサンチン・グアニンホスホリボシル転移酵素(Szybalska and Szybalski,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 48:202(1992))、及びアデニンホスホリボシル転移酵素(Lowy et al.,Cell 22:8 17(1980))遺伝子をそれぞれ、tk細胞、hgprt細胞又はaprt細胞に使用することができる。同様に、次の遺伝子を選別する際の基礎として代謝拮抗物質耐性を使用することもできる:dhfr(メトトレキサート耐性を付与)(Wigler et al.,Natl.Acad.Sci.USA 77:357(1980);O’Hare et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:1527(1981))、gpt(ミコフェノール酸耐性を付与)(Mulligan & Berg,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:2072(1981))、neo(アミノグリコシドG−418耐性を付与)(Clinical Pharmacy 12:488〜505;Wu and Wu,Biotherapy 3:87〜95(1991);Tolstoshev,Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.32:573〜596(1993);Mulligan,Science 260:926〜932(1993);及びMorgan and Anderson,Ann.Rev.Biochem.62:191〜217(1993);TIB TECH 11(5):155−2 15(May,1993))、及びhygro(ハイグロマイシン耐性を付与)(Santerre et al.,Gene 30:147(1984))。所望の組み換えクローンを選択するために、当該技術分野で公知の組み換えDNA技術をルーチン的に用いることができ、このような手法は、例えば、Ausubel et al.(eds.),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,NY(1993)、Kriegler,Gene Transfer and Expression,A Laboratory Manual,Stockton Press,NY(1990)、並びにDracopoli et al.(eds),Current Protocols in Human Genetics,John Wiley & Sons,NY(1994)第12及び13章、Colberre−Garapin et al.,J.Mol.Biol.150:1(1981)に記載される。安定的であり高収率の細胞株を確立するための、特に好ましい手法には、特定の条件下での発現を増感させるための効果的なアプローチを提供する、グルタミン合成酵素の遺伝子発現系(GS系)が含まれることは理解されたい。それぞれ引用により本明細書に組み込まれる欧州特許第0 216 846号、同第0 256 055号、同第0 323 997号、及び同第0 338 841号に関連付けてその全体又は一部についてGS系を議論する。
更には、挿入した配列の発現調節、あるいは遺伝子産物の修飾及びプロセシングは、所望の特定の様式で選択することができる。このようなタンパク質の修飾(例えば、グリコシル化)及びプロセシング(例えば、開裂)は、タンパク質の機能及び/又は精製に重要なものである場合がある。異なる宿主細胞は、タンパク質及び遺伝子産物の翻訳後プロセシング並びにタンパク質修飾に関し特徴及び特異的な機構をもつ。当該技術分野で既知の通り、発現させたポリペプチドに対し所望の修飾及びプロセシングが確実に行われるよう細胞株又は宿主系を選択できる。この目的を達成するために、本発明において、一次転写産物の適切なプロセシング、グリコシル化、及び遺伝子産物のリン酸化に関する細胞機構を保有する真核細胞を、宿主細胞として使用することは特に効果的である。したがって、宿主に特に好ましい哺乳動物細胞としては、限定するものではないが、CHO、VERY、BHK、HeLa、COS、NS0、MDCK、293、3T3、W138並びに乳がん細胞株、例えば、BT483、Hs578T、HTB2、BT2O及びT47Dなど、及び正常な乳腺細胞株、例えば、CRL7O3O及びHsS78Bstなどが挙げられる。当業者であれば、モジュレータ及び選択される産生系に応じて、モジュレータの効率的な発現に好適な宿主細胞を容易に選択及び最適化することができる。
b.化学合成
前述の宿主細胞系に加え、本発明のモジュレータは、当該技術分野において既知の手法を用い、化学合成することもできることは理解されるであろう(例えば、Creighton,1983,Proteins:Structures and Molecular Principles,W.H.Freeman & Co.,N.Y.,and Hunkapiller,M.,et al.,1984,Nature 310:105〜111を参照されたい)。例えば、本発明のポリペプチド断片に相当するペプチドを、ペプチド合成器を使用して合成することができる。更に、必要に応じて、ポリペプチド配列には非古典的なアミノ酸又は化学的なアミノ酸類似体を、置換又は付加などにより導入することができる。非古典的アミノ酸としては、限定するものではないが、一般的なアミノ酸のD型異性体、2,4−ジアミノブタン酸、α−アミノイソ酪酸、4−アミノブタン酸、Abu、2−アミノブタン酸、g−Abu、e−Ahx、6−アミノヘキサン酸、Aib、2−アミノイソ酪酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、ヒドロキシプロリン、サルコシン、シトルリン、ホモシトルリン、システイン酸、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、b−アラニン、フルオロアミノ酸、合成アミノ酸、例えば、β−メチルアミノ酸、Ca−メチルアミノ酸、Na−メチルアミノ酸、及び一般的なアミノ酸誘導体などが挙げられる。更に、アミノ酸はD体(右旋性)又はL体(左旋体)であってよい。
c.遺伝子組み換え系
本発明のCD46モジュレータは、対象とする免疫グロブリン重鎖及び軽鎖配列(あるいはこれらの断片又は誘導体又は変異体)をもつよう遺伝子組み換えされた哺乳動物又は植物を生成し、所望の化合物を回復可能な形態で産生させる、遺伝子組み換え法により製造することもできる。哺乳動物による遺伝子組み換え体の産生との関連において、抗CD46抗体は、例えば、ヤギ、雌牛、又は他の哺乳動物の乳中に産生させ、これらから回収することができる。例えば、米国特許第5,827,690号、同第5,756,687号、同第5,750,172号、及び同第5,741,957号を参照されたい。一部の実施形態では、ヒト免疫グロブリン遺伝子座を含む遺伝子組み換え非ヒト動物を、上記の通りのCD46又はこれらの免疫原性の部分により免疫化する。植物を用いる抗体製造法は、例えば、米国特許第6,046,037号及び同第5,959,177号に記載される。
本発明の教示に従う遺伝子組み換え非ヒト動物又は植物は、本発明のCD46モジュレータをコードしている1つ以上の核酸分子を、標準的な遺伝子組み換え法により、動物又は植物に導入することで製造することができる。Hogan及び米国特許第6,417,429号を参照されたい。遺伝子組み換え動物の作成に使用する遺伝子組み換え細胞は、胚性幹細胞又は体細胞又は受精卵であってよい。遺伝子組み換え非ヒト生物は、キメラ体、非キメラヘテロ接合体、及びキメラホモ接合体であってよい。例えば、Hogan et al.,Manipulating the Mouse Embryo:A Laboratory Manual 2nd ed.,Cold Spring Harbor Press(1999)、Jackson et al.,Mouse Genetics and Transgenics:A Practical Approach,Oxford University Press(2000)、並びにPinkert,Transgenic Animal Technology:A Laboratory Handbook,Academic Press(1999)を参照されたい。一部の実施形態では、ヒト以外の遺伝子組み換え動物は、標的とする遺伝子の破壊、及び標的とするコンストラクト、例えば、対象とする重鎖及び/又は軽鎖をコードしているコンストラクトによる置き換えを有する。一実施形態では、遺伝子組み換え動物は、CD46に特異的に結合する重鎖及び軽鎖をコードする核酸分子を含み、これを発現する。抗CD46抗体は、任意の遺伝子組み換え動物を用い製造することができるが、特に好ましい実施形態では、ヒト以外の動物は、マウス、ラット、ヒツジ、ブタ、ヤギ、ウシ又はウマである。更なる実施形態では、遺伝子組み換え非ヒト動物は、所望の医薬成分を、血液、乳、尿、唾液、涙、粘膜、及び他の体液中に発現し、この成分は、当業界で認知されている精製法を用い、容易に得ることができる。
異なる細胞株又は遺伝子組み換え動物により発現させた、抗体などのモジュレータは、互いに異なるグリコシル化パターンを有する傾向がある。しかしながら、本明細書で提供される核酸分子によりコードされる、又は提供されたアミノ酸配列を含むすべてのモジュレータは、分子のグリコシル化状態とは無関係に、及びより一般的には、翻訳後修飾の存在又は非存在とは無関係に、本発明に一部含まれる。これに加え、本発明は、翻訳中又は翻訳後に、異なる修飾、例えば、グリコシル化、アセチル化、リン酸化、アミド化、既知の保護基/ブロッキング基による誘導体化、タンパク質分解、抗体分子又は他の細胞リガンドに対する連結などの修飾を受けたモジュレータを包含する。限定するものではないが、臭化シアン、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、V8プロテアーゼによる特異的な分解、NaBHアセチル化、ホルミル化、酸化、還元、ツニカマイシン存在下での代謝合成などの既知の手法を用い、任意の多数の化学修飾を実施することができる。本発明に包含される各種翻訳後修飾としては、例えば、N−結合型又はO−結合型糖鎖、N端末又はC末端のプロセシング、アミノ酸骨格への化学修飾基付加、N−結合型又はO−結合型糖鎖の化学修飾、及び原核宿主細胞で発現させたことによるN端末メチオニン残基の付加又は欠失も挙げられる。更に、本文及び以降の実施例に示される通り、ポリペプチドは、モジュレータの検出及び単離を可能にする、酵素標識、蛍光標識、放射標識又は親和性標識などの、検出可能な標識により修飾することもできる。
d.精製
本発明のモジュレータは、組み換え発現系又は本明細書で開示される任意の他の手法により製造したならば、免疫グロブリンの精製に関する当該技術分野で既知の任意の手法により、あるいはタンパク質の精製に関する、より一般的な任意の他の標準的な手法により、精製することができる。この点により、モジュレータは単離することができる。本明細書で使用するとき、単離されたCD46モジュレータは、自然な環境に含まれる成分から、同定、及び分離及び/又は回収されたものである。自然環境由来の夾雑物は、診断又は治療用途でポリペプチドを使用する際に干渉する場合があり、このような夾雑物としては、酵素、ホルモン、及び他のタンパク質性又は非タンパク質性の溶質が挙げられる。ポリペプチドの天然環境にまつわる少なくとも1つの成分が存在しないことから、単離したモジュレータには、組み換え細胞内部に元々存在するモジュレータも包含される。
組み換え法を用いる場合、CD46モジュレータ(例えば、抗CD46抗体又はそれらの誘導体又は断片)は、細胞内で、又は細胞膜周辺腔で産生させることができ、あるいは直接培地に分泌させることができる。所望の分子が、第一工程としてまずは細胞内に産生される場合、宿主細胞又は可溶化断片のいずれかからなる粒子状の残骸を、例えば、遠心分離又は限外濾過により除去する。例えば、Carter,et al.,Bio/Technology10:163(1992)は、E.coliの細胞膜周辺腔に分泌された抗体の単離法を記載する。簡潔に言えば、酢酸ナトリウム(pH 3.5)、EDTA、及びフェニルメチルスルホン酸フルオリド(PMSF)の存在下で、約30分かけて細胞ペーストを解凍する。細胞の残骸を遠心分離により除去することができる。抗体が培地に分泌される場合、一般的には、このような発現系から得た上清には、市販のタンパク質濃縮フィルタ(例えば、Amicon又はMillipore Pellicon限外濾過ユニット)を用い第一濃縮を行う。タンパク質分解を阻害するために、前出の任意の工程にPMSFなどのプロテアーゼ阻害剤を含有させてもよく、かつ周囲環境から混入した微生物の増殖を予防するために抗生物質を含有させてもよい。
細胞から調製したモジュレータ(例えば、fc−CD46又は抗CD46抗体)組成物は、例えば、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、及び親和性クロマトグラフィーを用い精製することができ、なかでも親和性クロマトグラフィーは好ましい精製法である。親和性リガンドとしてのプロテインAの好ましさは、選別されたコンストラクト中に存在する任意の免疫グロブリンFcドメインの種類及びアイソタイプに応じて異なる。プロテインAは、ヒトIgG1、IgG2又はIgG4の重鎖を基に抗体を精製するために、使用することができる(Lindmark,et al.,J Immunol Meth 62:1(1983))。プロテインGは、すべてのマウスアイソタイプ及びヒトIgG3に推奨される(Guss,et al.,EMBO J 5:1567(1986))。親和性リガンドを結合させるマトリックスはほとんどの場合アガロースであるが、他のマトリックスも利用可能である。孔を調節したガラス又はポリ(スチレンジビニル)ベンゼンなどの、機械的に安定なマトリックスでは、アガロースと比べて流速を速くし、作業時間を短くすることができる。抗体がC3ドメインを含む場合、精製にはBakerbond ABX(商標)樹脂(J.T.Baker;Phillipsburg,N.J.)が有用である。回収する抗体に応じ、タンパク質精製用の他の手法、例えば、イオン交換カラムによる分留、エタノール沈殿、逆相HPLC、シリカゲルを用いるクロマトグラフィー、ヘパリンを用いるクロマトグラフィー、アニオン又はカチオン交換樹脂を用いる(ポリアスパラギン酸縦列)セファロースクロマトグラフィー、等電点電気泳動法、SDS−PAGE、及び硫安沈殿も使用することができる。特に好ましい実施形態では、本発明のモジュレータは、プロテインA又はプロテインGアフィニティークロマトグラフィーを用い少なくともある程度精製する。
XI.CD46モジュレータ複合体
本発明のモジュレータは、本開示の手法に従い精製したならば、医薬活性剤又は診断基又は生体適合性の修飾剤と、結合させる、融合させる、又は複合させる(例えば、共有結合的に又は非共有結合的に複合する)、又はこれらと会合させることもできる。本明細書で使用するとき、用語「複合する」は、広範に使用され、会合させる手法とは無関係に、本開示のモジュレータと会合する任意の分子を意味する。この点において、このような複合体には、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、ポリマー、核酸分子、小分子、模倣剤、合成剤、無機分子、有機分子及び放射性同位体が含まれ得ることは理解されるであろう。更に、上記に示す通り、選別した複合体は、共有結合的又は非共有結合的にモジュレータと結合させることができ、複合体を作用させるのに使用する方法に少なくとも一部基づき、様々なモル比を示し得る。
好ましい実施形態では、本発明のモジュレータは、選択された特性を付与する(例えば、生体毒素、バイオマーカー、及び精製タグなど)タンパク質、ポリペプチド若しくはペプチドと複合体形成させることができ、又はこれらと会合させ得ることは明白である。より一般的には、本発明の選択的実施例は、異種タンパク質又はポリペプチドと組み換え法により融合させた、あるいは化学的に複合させた(共有結合的な複合及び非共有結合的な複合をいずれも包含する)モジュレータ又はこれらの断片の使用法を包含する。ここで、ポリペプチドは、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個、少なくとも90個、又は少なくとも100個のアミノ酸からなる。コンストラクトは必ずしも直接的に結合させる必要はなく、リンカー配列を介して結合させることもできる。例えば抗体の場合、特定の細胞表面受容体に対し特異性を有する抗体に本発明のモジュレータを融合又は複合体形成させることで、in vitro又はin vivoのいずれにおいても、CD46を発現している特定の細胞型にとっての異種ポリペプチドを標的とさせて、使用できる。これに加え、異種ポリペプチドと融合又は複合体形成させたモジュレータは、in vitroでのイムノアッセイにも使用でき、かつ当該技術分野において既知の精製法とも適合性がある。例えば、国際公開第93/21232号、欧州特許第439,095号、Naramura et al.,1994,Immunol.Lett.39:91〜99、米国特許第5,474,981号、Gillies et al.,1992,PNAS 89:1428〜1432、及びFell et al.,1991,J.Immunol.146:2446〜2452を参照されたい。
a.生体適合性修飾剤
好ましい実施形態では、本発明のモジュレータは、所望される通りにモジュレータ特性を調節、変更、改良又は緩和させるために使用できる生体適合性の修飾因子と複合することができ、あるいはこれと会合させることができる。例えば、市販のポリエチレングリコール(PEG)又は同様の生体適合性のポリマーなどの比較的高分子量のポリマー分子を結合させることで、抗体又は融合コンストラクトの、in vivoでの半減期を延長させることができる。当業者であれば、PEGは、多くの異なる分子量及び分子組成で得ることができ、これらは抗体に対し特定の特性を付与するよう(例えば、半減期を調整するなど)選択できることを理解するであろう。多官能性リンカーを用い、又はこれを用いずに、PEGを抗体又は抗体断片のN−又はC末端と部位特異的に複合体形成させることにより、あるいはリシン残基上に存在するε−アミノ基を介し複合体形成させることにより、PEGをモジュレータ又は抗体断片又は誘導体に取り付けることができる。生物活性の低下を最小限に抑える直鎖又は分枝鎖ポリマー誘導体化を使用することもできる。抗体分子がPEG分子により最適に修飾されていることを確認するために、SDS−PAGE及び質量分析法により、結合の程度を厳密にモニターすることができる。未反応のPEGは、例えば、サイズ排除クロマトグラフィー又はイオン交換クロマトグラフィーを用いPEG化抗体から分離することができる。同様の方法で、本開示のモジュレータは、in vivoにおいて抗体又は抗体断片がより安定的になるよう、あるいはこれらのin vivo半減期が延長されるよう、アルブミンと複合させることもできる。この手法は当該技術分野において周知のものであり、例えば、国際公開第93/15199号、同第93/15200号、及び同第01/77137号、及び欧州特許第0413,622号を参照されたい。当業者には他の生体適合性の結合分子も明白であり、このような結合分子は本開示の技術に従って容易に決定することができる。
b.診断薬又は検出薬
他の好ましい実施形態では、本発明のモジュレータ、又はそれらの断片、又は誘導体は、生物由来の分子(例えば、ペプチド又はヌクレオチド)、あるいは小分子又は放射性同位体などの診断薬又は検出薬と結合させる。このようなモジュレータは、異常増殖性疾患の発達又は進行を監視するのに、あるいは臨床試験手順の一貫として本開示のモジュレータを含む具体的な治療の有効性を評価するのに有用なものであり得る。このようなマーカーは、選別したモジュレータの精製、TICの分離若しくは単離、又は前臨床試験若しくは毒性試験においても有用であり得る。
このような診断及び検出は、検出可能な物質、例えば、限定するものではないが、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、又はアセチルコリンエステラーゼなどの各種酵素、限定するものではないがストレプトアビジン/ビオチン及びアビジン/ビオチンなどの補欠分子族、限定するものではないが、ウンベリフェロン、フルオレセイン、イソチオシアン酸フルオレセイン(fluorescein isothiocynate)、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン(dichlorotriazinylamine fluorescein)、ダンシルクロシド又はフィリコエリトリンなどの蛍光物質、限定するものではないが、ルミノールなどのなどの発光物質、限定するものではないが、ルシフェラーゼ、ルシフェリン、及びエクロリンなどの生物発光物質、限定するものではないが、ヨウ素(131I、125I、123I、121I)、炭素(14C)、硫黄(35S)、トリチウム(H)、インジウム(115In、113In、112In、111In)、及びテクネチウム(99Tc)、タリウム(201Ti)、ガリウム(68Ga、67Ga)、パラジウム(103Pd)、モリブデン(99Mo)、キセノン(133Xe)、フッ素(18F)、153Sm、177Lu、159Gd、149Pm、140La、175Yb、166Ho、90Y、47Sc、186Re、188Re、142Pr、105Rh、97Ru、68Ge、57Co、65Zn、85Sr、32P、153Gd、169Yb、51Cr、54Mn、75Se、113Sn、及び117Tinなどの放射活性物質、陽電子放出金属(各種陽電子放出断層撮影を用いる)、非放射活性常磁性金属イオン、及び放射性標識した又は特定の放射性同位体分子と複合させた分子、などの検出可能な物をモジュレータを結合させることで実施できる。このような実施形態では、適切な検出手法が当業者に周知であり、かつ多様な市販元から容易に調達できる。
これまでに示した通り、他の実施形態では、モジュレータ又はそれらの断片には、精製、又は免疫組織化学若しくはFACなどの診断手法を手助けするために、ペプチド又はフルオロフォアなどのマーカー配列を融合させることができる。好ましい実施形態では、マーカーのアミノ酸配列は、多く市販されているものの中から特にpQEベクター(Qiagen)で提供されるタグなどといった、ヘキサヒスチジンペプチドである。Gentz et al.,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:821〜824に記載の通り、例えば、ヘキサヒスチジンは、融合タンパク質の一般的な精製法に用いられる。精製に有用な他のペプチドタグとしては、限定するものではないが、インフルエンザウイルスの赤血球凝集素タンパク質に由来するエピトープに相当する、赤血球凝集素「HA」タグ(Wilson et al.,1984,Cell 37:767)、及び「フラグ」タグ(米国特許第4,703,004号)が挙げられる。
c.治療用部分
これまでに言及した通り、モジュレータ又はこれらの断片又は誘導体は、細胞毒又は細胞傷害性薬物(例えば細胞分裂阻害剤又は細胞破壊剤)、治療薬、あるいは放射活性金属イオン(例えば、α又はβ−放射体などの治療用部分)と複合、結合又は融合させるか、ないしは別の方法で会合させることもできる。本明細書で使用するとき、細胞毒又は細胞毒性剤には、任意の剤又は治療用部分、すなわち細胞にとって有害であり、細胞の増殖又は生存を阻害し得る部分が包含される。例としては、パクリタキセル、サイトカラシンB、グラミシジンD、エチジウムブロマイド、エメチン、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド(tenoposide)、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ジヒドロキシアントラチン(dihydroxy anthracin)、DM−1及びDM−4(Immunogen Inc.)などのマイタンシノイド、ジオン、ミトキサントロン、ミトラマイシン、アクチノマイシンD、1−デヒドロテストステロン、糖質コルチコイド、プロカイン、テトラカイン、リドカイン、プロプラノロール、ピューロマイシン、エピルビシン、及びシクロホスファミド及び誘導体、あるいはこれらの相同体が挙げられる。その他の細胞毒としては、アウリスタチン、例えば、モノメチルアウリスタチンE(MMAE)及びモノメチルアウリスタチンF(MMAF)(Seattle Genetics,Inc.)、アマニチン、例えば、α−アマニチン、β−アマニチン、γ−アマニチン又はε−アマニチン(Heidelberg Pharma AG)、DNA副溝結合剤、例えば、デュオカルマイシン誘導体(Syntarga,B.V.)及び修飾ピロロベンゾジアゼピン二量体(PBDs,Spirogen,Ltd)などが挙げられる。更に、一実施例では、本発明のCD46モジュレータを抗CD3結合分子と会合させて、細胞毒性T細胞を補充させ、それらにがん起始細胞を標的とさせることもできる(BiTE technology;例えば、引用により本明細書に組み込まれるFuhrmann,S.et.al.Annual Meeting of AACR Abstract No.5625(2010)を参照されたい)。
その他の準拠する治療用部分には、細胞毒性剤、例えば、限定するものではないが、代謝拮抗薬(例えば、メトトレキサート、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、シタラビン5−フルオロウラシルデカルバジン)、アルキル化剤(例えば、メクロレタミン、チオエパクロラムブシル、メルファラン、カルムスチン(BCNU)及びロムスチン(CCNU)、シクロホスファミド(cyclothosphamide)、ブスルファン、次ブロもマンニトール、ストレプトゾトシン、マイトマイシンC、及びシスジクロロチアミン白金(II)(DDP)シスプラチン)、アントラサイクリン(例えば、ダウノルビチン(旧称ダウノマイシン)及びドキソルビシン)、抗生物質(例えば、ダクチノマイシン(旧称アクチノマイシン)、ブレオマイシン、ミトラマイシン、及びアントラマイシン(AMC))、及び抗有糸分裂剤(例えば、ビンクリスチン及びビンブラスチン)が挙げられる。治療用部分のより広範なリストは、国際公開第03/075957号、及び米国特許出願公開第2009/0155255号に見出すことができる。これらの各々は参照により本案件に組み込まれる。
選別したモジュレータは、放射性物質又は放射性金属イオンと複合させるのに有用なマクロ環状キレート剤などの治療用部分と複合体形成させることもできる(放射性物質の例については上記を参照されたい)。特定の実施形態では、マクロ環状キレート剤は、リンカー分子により抗体と結合させることのできる1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−N,N’,N”,N”−四酢酸(DOTA)である。このようなリンカー分子は、当該技術分野で公知であり、Denardo et al.,1998,Clin Cancer Res.4:2483、Peterson et al.,1999,Bioconjug.10:553、及びZimmerman et al.,1999,Nucl.Med.Biol.26:943に記載されている。
本発明の態様に準拠し得る例示的な放射性同位体としては、限定するものではないが、ヨウ素(131I、125I、123I、121I)、炭素(14C)、銅(62Cu、64Cu、67Cu)、硫黄(35S)、トリチウム(H)、インジウム(115In、113In、112In、111In)、ビスマス(212Bi、213Bi)、テクネシウム(99Tc)、タリウム(201Ti)、ガリウム(68Ga、67Ga)、パラジウム(103Pd)、モリブデン(99Mo)、キセノン(133Xe)、フッ素(18F)、153Sm、177Lu、159Gd、149Pm、140La、175Yb、166Ho、90Y、47Sc、186Re、188Re、142 Pr、105Rh、97Ru、68Ge、57Co、65Zn、85Sr、32P、153Gd、169Yb、51Cr、54Mn、75Se、113Sn、117Tin、225Ac、76Br、及び211Atが挙げられる。他の放射性核種も、診断薬及び治療薬として利用することができ、特にエネルギー範囲が60〜4,000keVの核種を利用することができる。当業者であれば、治療される状態、及び所望される治療特性に応じ、本開示のモジュレータと併用するのに適切な放射性同位体を容易に選択することができるであろう。
本発明のCD46モジュレータは、所定の生体応答を修飾する治療的な部分又は薬剤と結合させることもできる。すなわち、本発明に準拠する治療薬又は部分は、古典的な化学治療薬に制限されないものであると解釈される。例えば、特に好ましい実施形態では、この薬剤部分は、所望の生物活性を保有しているタンパク質又はポリペプチド又はこれらの断片であり得る。例えば、このようなタンパク質としては、アブリン、リシンA、オンコナーゼ(又は他の細胞毒性RNase)、シュードモナス外毒素、コレラ毒素、又はジフテリア毒素などの毒素、腫瘍壊死因子、α−インターフェロン、β−インターフェロン、神経成長因子、血小板由来成長因子、組織プラスミノーゲン活性化因子、アポトーシス剤、例えば、TNF−α、TNF−β、AIM I(国際公開第97/33899号を参照されたい)、AIM II(国際公開第97/34911号を参照されたい)、Fasリガンド(Takahashi et al.,1994,J.Immunol.,6:1567)、及びVEGI(国際公開第99/23105号を参照されたい)、血栓剤(thrombotic agent)又は抗血管新生薬、例えば、アンジオスタチン又はエンドスタチンなどのタンパク質、あるいは、例えば、リンホカイン(例えば、インターロイキン−1(「IL−1」)、インターロイキン−2(「IL−2」)、インターロイキン−6(「IL−6」)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(「GM−CSF」)、及び顆粒球コロニー刺激因子(「G−CSF」))、又は増殖因子(例えば、成長ホルモン(「GH」))などの生体応答修飾物質が挙げられる。上記に述べた通り、モジュレータをポリペプチド部分と融合させるあるいは複合させる手法は、当該技術分野において既知である。これまでに開示した件名参照に加えて、例えば、米国特許第5,336,603号、同第5,622,929号、同第5,359,046号、同第5,349,053号、同第5,447,851号、及び同第5,112,946号、欧州特許第307,434号、同第367,166号、国際公開第96/04388号及び同第91/06570号、Ashkenazi et al.,1991,PNAS USA 88:10535、Zheng et al.,1995,J Immunol 154:5590、及びVil et al.,1992,PNAS USA 89:11337を参照されたい。これらの各々は引用により本案件に組み込まれる。必ずしもモジュレータと部分とを直接的に会合させる必要はなく、リンカー配列を介して会合させてもよい。このようなリンカー分子は、当該技術分野で既知であり、Denardo et al.,1998,Clin Cancer Res 4:2483、Peterson et al.,1999,Bioconjug Chem 10:553、Zimmerman et al.,1999,Nucl Med Biol 26:943、Garnett,2002,Adv Drug Deliv Rev 53:171に記載されている。これらの文献の各々が本明細書に組み込まれる。
治療的な部分又は細胞毒性剤をモジュレータと複合させる、より一般的な手法は、当該技術分野で周知である。このような部分は、限定するものではないが、アルデヒド/シッフ結合、スルフヒドリル結合、酸不安定性の結合、cis−アコチニル結合、ヒドラゾン結合、酵素により分解可能な結合などの、当該技術分野で認識されている任意の方法により、モジュレータと複合させることができる(概要についてはGarnett,2002,Adv Drug Deliv Rev 53:171を参照されたい)。同様に、例えば、Amon et al.,「Monoclonal Antibodies For Immunotargeting Of Drugs In Cancer Therapy」,in Monoclonal Antibodies AndがんTherapy,Reisfeld et al.(eds.),pp.243〜56 (Alan R.Liss,Inc.1985)、Hellstrom et al.,「Antibodies For Drug Delivery」,in Controlled Drug Delivery (2nd Ed.),Robinson et al.(eds.),pp.623〜53 (Marcel Dekker,Inc.1987)、Thorpe,「Antibody Carriers Of Cytotoxic Agents In Cancer Therapy:A Review」,in Monoclonal Antibodies ‘84:Biological And Clinical Applications,Pinchera et al.(eds.),pp.475〜506(1985)、「Analysis,Results,And Future Prospective Of The Therapeutic Use Of Radiolabeled Antibody In Cancer Therapy」,in Monoclonal Antibodies For Cancer Detection And Therapy,Baldwin et al.(eds.),pp.303〜16(Academic Press 1985)、並びにThorpe et al.,1982,Immunol.Rev.62:119を参照されたい。好ましい実施形態では、治療的な部分又は細胞毒性剤と複合させたCD46モジュレータは、細胞表面と会合したCD46分子と結合することで細胞に内部移行され、それにより治療上の負荷量が送達され得る。
XII.診断及びスクリーニング
記載の通り、本発明は、異常増殖性疾患の検出又は診断、並びにがん起始細胞の識別を目的とした、患者由来の細胞のスクリーニング法を提供する。このような手法には、治療に際し、がん患者を識別する工程、又はがんの進行を監視する工程が包含され、これらの工程には、患者から得た試料を、本明細書に記載されるようなCD46モジュレータと接触させ、試料中のCD46と結合した又は未結合のモジュレータの存在又は非存在を検出すること、あるいは、モジュレータがCD46と会合している程度について検出することが含まれる。モジュレータが、抗体又はそれらの免疫学的に活性な断片を含むものである場合、このモジュレータは試料中のCD46と会合し、その試料が腫瘍永続化細胞(例えば、がん幹細胞)を含有している可能性と、そのがん患者が本明細書に記載される通りのCD46モジュレータにより効果的に治療され得ることを示す。この手法は、更に、結合強度を対照と比較する工程を含んでもよい。反対に、選択したモジュレータがFc−CD46である場合、このモジュレータを試料と接触させて、本明細書に記載される通りの、分子の酵素特性を(直接的に又は間接的に)監視し、所望の情報を得ることができる。本明細書における教示に準拠する他の診断法は当該技術分野において周知であり、市販品(例えば、専用の検出系など)を用い、実施することができる。
準拠する例示的なアッセイ法としては、放射免疫測定法、酵素免疫測定法、競合結合試験、蛍光免疫測定法、免疫ブロット測定法、ウェスタンブロット解析、フローサイトメトリー解析、及びELISA解析が挙げられる。より一般的には、生体サンプル中のCD46の検出又はCD46酵素活性(すなわちこれらの阻害活性)の測定は、当該技術分野で既知の任意の測定法を用い実施することができる。
他の態様では、及び以降により詳細に議論される通り、本発明は、異常増殖性疾患患者の疾患が、処置可能なものであるか、あるいはその進行(又は退縮)が監視可能であるかを識別する、異常増殖性疾患の検出、監視、又は診断用キットを提供し、キットは、本明細書に記載される通りのモジュレータと、試料に対するモジュレータの作用を検出するための試薬と、を含む。
また、CD46モジュレータと、細胞、細胞培養物、細胞集団、並びに同様にこれらの子孫細胞を含む細胞組成物とを使用して、CD46(例えば、これらのポリペプチド又は遺伝子産物)と相互作用しこれらのがん起始細胞又は子孫細胞の機能又は活性に作用する化合物又は剤(例えば、薬剤)を選別又は同定することができる。したがって、本発明は更に、CD46又はその基質と会合することで、がん起始細胞又はそれらの子孫細胞の機能又は活性に作用し得る、化合物又は剤を、評価又は同定する系及び方法を提供する。このような化合物及び剤は、例えば、異常増殖性疾患の治療用にスクリーニングされた治療薬候補であり得る。一実施形態では、系又は方法には、CD46を示すがん起始細胞と、化合物又は剤(例えば、薬剤)とを含み、系又は方法では、細胞と、化合物又は剤(例えば、薬剤)とを互いに接触させる。
本発明は、更に、がん起始細胞又は子孫細胞の活性又は機能を修飾させるCD46モジュレータ又は剤及び化合物の、スクリーニング法及び同定法を提供する。一実施形態では、方法は、がん起始細胞又はそれらの子孫細胞を試験薬又は化合物と接触させる工程と、試験薬又は化合物がCD46hiがん起始細胞の活性又は機能を修飾し得るか判定する工程と、を含む。
試験薬又は試験化合物が、集団内のがん起始細胞又はそれらの子孫細胞の、CD46に関連する活性又は機能を修飾する場合、この試験薬又は化合物を活性な薬剤として同定する。修飾され得る代表的な活性又は機能としては、細胞形態の変化、マーカーの発現、分化又は脱分化、成熟、増殖、生存能、アポトーシス又は神経前駆細胞又はこれらの子孫細胞の細胞死が挙げられる。
細胞又は細胞培養物、あるいは方法又は治療に関し使用する場合、「接触させる」は、組成物(例えば、CD46hi細胞又は細胞培養物)と、文脈において引き合いに出した対象物との、直接的な又は間接的な相互作用を意味する。直接的な相互作用の具体例としては、物理的相互作用が挙げられる。間接的な相互作用の具体例としては、組成物が中間分子に作用し、これが次に、文脈上の対象物(例えば、細胞又は細胞培養物)に対し作用する場合が挙げられる。
本発明のモジュレータは、この態様において、本発明のがん起始細胞又は子孫細胞の特定の態様(例えば、転移又は増殖)に相関するものとして判定された細胞の、活性又は機能に対する効果を検出するのに適した方式で、がん起始細胞又は子孫細胞の活性又は機能に対する作用を検出する。例示的な活性及び機能としては、限定するものではないが、形態的測定、発生マーカー、分化、増殖、生存能、細胞呼吸、ミトコンドリア活性、膜統合性、又は特定の状態と関係付けられる発現マーカーなどが挙げられる。したがって、がん起始細胞又は子孫細胞を化合物又は剤と接触させ、並びにがん起始細胞又は子孫細胞の活性又は機能に関する任意の修飾を、本明細書で開示される通りに測定することで、あるいは当業者に既知である手法で測定することで、化合物又は剤(例えば、治療薬候補)を、がん起始細胞又は子孫細胞に対する効果に関し評価することができる。
剤及び化合物のスクリーニング法及び同定法としては、ハイスループットスクリーニングに好適なものが挙げられ、例えば、所望により所定の位置又はアドレスに置いた、すなわち配置した細胞アレイ(例えば、マイクロアレイ)が含まれる。ハイスループットな、ロボット又は人間による取扱法により、短時間の間に、化学的な相互作用を探索し、かつ多くの遺伝子の発現レベルを測定することができる。分子シグナル(例えば、フルオロフォア)と、情報を非常に高速で処理する自動解析法とを使用する技術が開発されてきた(例えば、Pinhasov et al.,Comb.Chem.High Throughput Screen.7:133(2004)を参照されたい)。例えば、一度に数千の遺伝子の相互作用を探索するために、マイクロアレイ法が大規模に用いられ、これに対し特定の遺伝子に関する情報が提供されてきた(例えば、Mocellin and Rossi、Adv.Exp.Med.Biol.593:19(2007)を参照されたい)。
このようなスクリーニング法(例えば、ハイスループット)により、活性な剤及び化合物を迅速にかつ効果的に同定することができる。例えば、細胞は、培養皿、チューブ、フラスコ、ローラーボトル又はプレート(例えば8、16、32、64、96、384及び1536ウェルプレート又はディッシュなどの、単一の複数ウェルプレート又はディッシュ)に置くこと又は配置(前接種)することができ、所望により、可能性のある治療化合物を同定する目的で、予め位置を規定しておくことができる。例えば、スクリーニングすることのできるライブラリとしては、小分子ライブラリ、ファージ・ディスプレイライブラリ、完全ヒト抗体酵母ディスプレイライブラリ(Adimab,LLC)、siRNAライブラリ、及びアデノウイルス製の形質導入ベクターが挙げられる。
XIII.医薬品及び治療用途
a.処方及び投与経路
任意の所望の複合物形態を取るモジュレータの形態、意図する送達形態、治療又は監視する疾患、及び数多くの他の可変要素に応じ、本発明の組成物は、当業界で認知されている手法を用い所望の通りに配合することができる。すなわち、CD46モジュレータを含む本発明の組成物の、各種実施形態は、製薬上許容可能な多様な担体と共に処方される(例えば、Gennaro,Remington:The Science and Practice of Pharmacy with Facts and Comparisons:Drugfacts Plus,20th ed.(2003)、Ansel et al.,Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems,7th ed.,Lippencott Williams and Wilkins(2004)、Kibbe et al.,Handbook of Pharmaceutical Excipients,3rd ed.,Pharmaceutical Press(2000)を参照されたい)。賦形剤、アジュバント、及び希釈剤などの各種製薬上許容可能な担体は、数多くの市販元から容易に利用できる。更に、pH調整剤及び緩衝剤、浸透圧調節剤、安定剤、及び湿潤剤などの、製薬上許容可能な種別の補助剤も利用することができる。特定の非限定例的な担体としては、生理食塩水、緩衝食塩水、デキストロース、水、グリセロール、エタノール、及びこれらの混合物が挙げられる。
より詳細には、一部の実施形態では、本発明の治療用組成物は未希釈の状態で、あるいは最小限の追加成分と共に投与できることが理解されるであろう。反対に、本発明のCD46モジュレータは、所望により、モジュレータの投与を容易にする、あるいは活性化合物を、作用部位への送達に関し製薬的に最適化された製剤に加工する助けとなる、当該技術分野において周知でありかつ比較的不活性な物質である、賦形剤及び補助剤などの製薬上許容可能な適切な担体を含有させて、配合することができる。例えば、賦形剤は、剤形若しくは堅牢性を与え、すなわちモジュレータの薬物動態を改善させる希釈剤として作用する。好適な賦形剤としては、限定するものではないが、安定化剤、湿潤剤及び乳化剤、オスモル濃度を変化させる塩、封入剤、緩衝剤、及び皮膚浸透性向上剤が挙げられる。
全身投与用に開示するモジュレータは、経腸投与、非経口投与、又は局所投与用に配合することができる。これに加え、3種のすべての処方を同時に使用して、有効成分の全身投与を実施することもできる。非経口及び経口薬物送達用の賦形剤並びに処方については、Remington,The Science and Practice of Pharmacy 20th Ed.Mack Publishing(2000)に記載される。非経口投与に好適な処方としては、水溶性形態の、例えば水溶性塩の形態の活性化合物の、水溶液が挙げられる。これに加え、油性の注入用懸濁物に適切なものなどといった、活性化合物の懸濁物も投与することができる。好適な親油性溶媒又は賦形剤としては、脂肪油、例えば、ゴマ油、又は合成脂肪酸エステル、例えば、オレイン酸エチル又はトリグリセリドが挙げられる。水性注入懸濁物には、懸濁液の粘度を上昇させる、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、及び/又はデキストランなどの物質を含有させることもできる。所望により、懸濁液には安定化剤を含有させてもよい。リポソームを使用して、細胞への送達用に剤を封入することもできる。
経腸投与に好適な処方としては、硬質又は軟質ゼラチンカプセル、丸剤、錠剤(例えば、コーティング錠)、エリキシル剤、懸濁液、シロップ又は吸入剤、及びこれらの徐放性製剤剤が挙げられる。
概して、CD46モジュレータを含む本発明の化合物及び組成物は、これらの化合物及び組成物を必要としている患者に、各種経路により、例えば、限定するものではないが、経口、静脈内、動脈内、皮下、非経口、鼻腔内、筋肉内、心臓内、脳室内、気管内、頬側、直腸内、腹腔内、皮内、局所、経皮、及び髄腔内により、あるいは注入又は吸入によりin vivo投与することができる。対象とする組成物は、限定するものではないが、錠剤、カプセル剤、散剤、顆粒剤、軟膏剤、溶液、座薬、浣腸、注射薬、吸入薬、及び噴霧剤などといった、固体、半固体、液体、又は気体形態で処方することができる。適切な処方及び投与経路は、意図する適用法及び治療レジメンに従って選択することができる。
b.投与量
同様にして、特定の投与レジメン、すなわち、投与量、時期、及び反復頻度は、具体的な患者及び患者の治療歴によって異なる。半減期などの経験的考察は、一般的に、投与量の決定に寄与する。投与頻度は、治療過程にわたって決定し、調節することができ、がん起始細胞などの異常増殖性細胞又は腫瘍性細胞数の抑制、このような腫瘍性細胞の抑制維持、腫瘍性細胞の増殖抑制、又は転移がんの発達の遅延などに基づく。あるいは、対象とする治療用組成物が徐放性製剤であることが適切な場合もある。これまでに示唆した通り、徐放性を得るための各種処方及びデバイスが当該技術分野において既知である。
治療上の観点から、製薬組成物は、具体的な効能に関する治療有効量又は予防有効量で投与する。治療有効量は、通常、治療する患者の体重、患者の生理的状態又は健康状態、治療する病状、あるいは治療する患者の年齢に応じて異なる。一般的に、本発明のCD46モジュレータは、1回の投与につき、体重1kgあたり約10μg〜約100mgの範囲で投与することができる。特定の実施形態では、本発明のCD46モジュレータは、1回の投与につき、体重1kgあたり約50μg〜約5mgの範囲で投与することができる。特定の実施形態では、本発明のCD46モジュレータは、1回の投与につき、体重1kgあたり約100μg〜約10mgの範囲で投与することができる。所望により、本発明のCD46モジュレータは、1回の投与につき、体重1kgあたり約100μg〜約20mgの範囲で投与することができる。更に、所望により、本発明のCD46モジュレータは、1回の投与につき、体重1kgあたり約0.5mg〜約20mgの範囲で投与することができる。特定の実施形態では、本発明の化合物の投与量は、体重1kgあたり少なくとも約100μg、少なくとも約250μg、少なくとも約750μg、少なくとも約3mg、少なくとも約5mg、少なくとも約10mgである。
他の投与レジメンは、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第7,744,877号に記載の通りの体表面積(BSA)算出法に基づくものである。当該技術分野で周知の通りに、BSAは患者の身長及び体重を用い算出される値であり、患者の体表面積により患者の大きさを表す尺度を提供する。BSAを用いる本発明の代表的な実施形態では、モジュレータの投与量は10mg/m〜800mg/mであり得る。他の好ましい実施例では、モジュレータの投与量は、50mg/m〜500mg/m、及び更により好ましくは100mg/m、150mg/m、200mg/m、250mg/m、300mg/m、350mg/m、400mg/m又は450mg/mであり得る。当然のことながら、投与量の算出法とは無関係に、選択した時間間隔で複数種の投与量を投与し、その個別の投与量を大幅に上回る完全な投与量を得ることもできる。
いずれの治療においても、CD46モジュレータは、モジュレータを必要としている患者に対し、必要とされている通りに好ましく投与する。投与頻度の決定は、主治医などの当業者により、治療する状態についての考察、治療する対象者の年齢、治療する状態の重症度、及び治療する対象者の全身の健康状態などに基づき行うことができる。一般的には、有効量のCD46モジュレータを、対象者に対し1回以上投与する。より具体的には、有効量のモジュレータを、患者に対し1ヶ月に1回、1ヶ月以上で1回、又は1か月以内に1回投与する。特定の実施形態では、有効量のCD46モジュレータを、少なくとも1ヶ月間、少なくとも6ヶ月間、又は少なくとも1年間に複数回投与することができる。
それまでに1回以上の投薬を受けた各患者に対し、本開示の治療用組成物の投与量及びレジメンを経験的に決定することもできる。例えば、一部の患者では、本開示に記載の通りに製造した治療用組成物の投与量を増量することもできる。選択した組成物の有効性を評価するために、特定の疾患、障害、又は状態に関するマーカーを経過観察することもできる。患者ががんを有する場合の実施形態では、経過観察には、触診又は目視観察による腫瘍の大きさの直接的な測定、X線又は他のイメージング技術による、腫瘍の大きさの間接的な測定、直接腫瘍細胞を採取し(生検)、腫瘍試料を顕微鏡観察により評価した場合の改善度、本明細書に記載の方法に従い識別された、間接腫瘍マーカー(例えば、前立腺がんであればPSA)又は抗原の測定、疼痛又は麻痺の抑制、発声、視覚、呼吸又は他の腫瘍に関連する身体障害の改善、食欲改善、あるいは認定試験により測定されるものとしての生活の質の改善又は寿命延長が含まれる。投与量は、個々の患者、新生物の種類、新生物の段階、新生物が患者体内の他の位置に転移しているか否か、並びにそれまでに治療が行われたか及び現在治療が行われているかに応じ変化することは、当業者には明らかであろう。
c.併用療法
本発明により想到される併用療法は、望ましくない腫瘍細胞の増殖の抑制又は阻害(例えば、内皮細胞)、がん発生の抑制、がんの再発の抑制又は予防、あるいはがんの広がり又は転移の抑制又は予防に特に有用であり得る。このような場合、本発明の化合物は、腫瘍塊(例えば、NTG細胞)を支え、永続化させるTPCを除去し、感作剤又は化学的感作剤として機能し得るため、現行の標準的な腫瘍減量剤(care debulking)又は抗がん剤をより効果的に使用できるようになる。すなわち、CD46モジュレータ及び1種以上の抗がん剤を含む併用療法を使用することで、既にある程度成長しているがんを減少させることもでき、例えば、存在しているがん細胞数を減少させること、及び/又は腫瘍量を減少させること、あるいは少なくとも1つの症状又はがん副作用を寛解させることができる。このような場合、併用療法とは、CD46モジュレータ及び1種以上の抗がん剤の投与を指し、抗がん剤の例としては、限定するものではないが、細胞毒性剤、細胞増殖阻害剤、化学療法剤、分子標的薬、生体応答修飾物質、免疫療法剤、がんワクチン、抗血管新生薬、サイトカイン、ホルモン療法剤、放射線療法剤及び抗転移剤が挙げられる。
本発明の方法によると、併用療法の結果が、各治療(例えば、抗CD46抗体による治療及び抗がん剤による治療)を別々に実施した場合に観察される効果を相加したものである必要はない。少なくとも相加効果を示すことが一般的に所望されるものの、何らかの抗腫瘍効果が、単独の治療で得られる効果よりも大きくなることは有益である。更に、本発明では、併用した治療法が相乗効果を示す必要はない。しかしながら、当業者であれば、好ましい実施形態を含む、選択された何らかの併用療法により、相乗作用が観察され得ることを理解するであろう。
本発明に従って併用療法を実施するために、CD46モジュレータ(例えば、抗CD46抗体)を、1種以上の抗がん剤と組み合わせて、抗がん剤活性の結果を得るのに効果的な方法で、これらの剤を必要としている対象者に投与することができる。CD46モジュレータ及び抗がん剤は、有効量で、結果を得るのに有効な期間にわたって存在させることで、結果として、所望の通りの腫瘍環境において、組み合わせられた状態で存在することになり、かつその作用の組み合わせが生じる。この目的を実現するために、CD46モジュレータ及び抗がん剤を、同一の又は異なる投与経路を用い、1つの組成物として、又は2種以上の異なる組成物としてのいずれかで、同時に対象者に投与することができる。
あるいは、モジュレータは、抗がん剤投与の前又は後に、例えば分単位から週単位の間隔で投与することができる。特定の実施形態では、抗がん剤及び抗体は別々に対象者に適用される。各送達間の時間間隔は、抗がん剤とモジュレータとが腫瘍に対し併用効果を発揮し得るようなものである。特定の実施形態では、抗がん剤とCD46モジュレータのそれぞれを、約5分以内の間隔〜約2週間の間隔で投与することが想到される。
更に他の実施形態では、モジュレータ投与と抗がん剤投与との間は、数日間(2、3、4、5、6又は7日間)、数週間(1、2、3、4、5、6、7又は8週間)又は数ヶ月(1、2、3、4、5、6、7又は8ヶ月)空けることができる。CD46モジュレータと1種以上の抗がん剤(併用療法)とは、1度、2度、あるいは少なくとも状態が治療、軽減又は治癒するまで投与することができる。好ましくは、併用療法剤は複数回投与する。併用療法剤は1日3回〜6ヶ月に1回投与することができる。投与は、1日3回、1日2回、1日1回、2日に1回、3日C回、1週間に1回、2週間に1回、1ヶ月に1回、2ヶ月に1回、3ヶ月に1回、6ヶ月に1回などのスケジュールで行うことができ、あるいはミニポンプにより持続投与することもできる。これまでに示した通り、併用療法剤は、経口、粘膜、頬側、経鼻、吸入、静脈内、皮下、筋肉内、非経口、腫瘍内又は局所経路で投与することができる。併用療法剤は、腫瘍部位から離れた部位に投与することもできる。一般的に、併用療法剤が、腫瘍又はがんの増殖を停止させるものである場合、又は重量又は体積を減少させるものである場合、併用療法剤は、腫瘍が存在する間に投与するものである。
一実施例では、がん治療を目的として、短期治療サイクル間に、がん患者に対しCD46モジュレータを1種以上の抗がん剤と併用投与する。抗体による治療期間は、使用する具体的な抗がん剤に従って変更され得る。本発明は、非連続的な投与、すなわち日用量を複数回に分割しての投与も企図する。具体的な抗がん剤に関する適切な治療期間は当業者により認識される。本発明は、各抗がん剤に関する最適な治療スケジュールを持続的に評価することを企図するものである。
本発明は、少なくとも1サイクル、好ましくは1回以上のサイクル中に、併用療法剤を投与することを企図する。各サイクルに適切な期間は、サイクルの合計数、及び各サイクル間の間隔などとして、当業者により認識される。本発明は、各モジュレータ及び抗がん剤に最適な治療スケジュールを持続的に評価することを企図する。更に、本発明はまた、抗CD46抗体又は抗がん剤を1回位以上投与する。モジュレータ及び抗がん剤は、交互に何日かおきに、又は何週間かおきに投与することができ、あるいは抗体療法剤の順序は、抗がん剤による治療を1回以上行った後に得ることもできる。任意の治療において、当業者には理解されるように、化学療法剤の適切な投与量は、一般に、その化学療法剤が単独で投与される場合、又は他の化学療法剤と組み合わせて投与される場合に、臨床治療に既に採用されている量及びその周辺量となる。
他の好ましい実施形態では、本発明のCD46モジュレータは、疾患の初期症状を受けて維持療法剤として使用して、腫瘍再発の可能性を抑制又は排除することができる。好ましくは、疾患を治療し、初期腫瘍塊を排除、抑制又は寛解させ、患者を無症状にし、又は寛解させる。このような場合、対象者には、疾患の徴候がわずかであるか又は全く存在しない場合にも、標準的な診断法を用いながら、治療有効量の本開示のエフェクタを1回以上投与することができる。一部の実施形態では、エフェクタは所定の期間にわたって定期的に投与する。例えば、CD46モジュレータは、1週間、2週間毎、1ヶ月、6週間毎、2ヶ月毎、3ヶ月毎、6ヶ月毎、又は年に1回投与することができる。本開示の技術を考えた場合に、当業者であれば、疾患が再発する可能性を低下させるのに好ましい投与量及び投与レジメンを容易に決定できるであろう。更に、患者の反応、並びに臨床パラメータ及び診断パラメータに基づき、このような治療を、数週間、数ヶ月、数年又は更には無期限に持続することができる。
更に他の好ましい実施形態では、本発明のエフェクタは、腫瘍の転移を防ぎ、又は腫瘍転移の可能性を減少させるために、腫瘍減量治療前に予防的に使用することができる。本開示で使用するとき、腫瘍減量法は、広範に定義されるものであり、腫瘍又は腫瘍増殖を排除、抑制、治療又は寛解させる任意の手順、技術又は方法を意味し得る。例示的な腫瘍減量法としては、限定するものではないが、外科手術、放射線治療(すなわち、ビーム照射療法)、化学療法又は焼灼が挙げられる。本開示の観点において、当業者により容易により決定された適切な時期にて、臨床的手法及び診断的手法により示される通りにCD46モジュレータを投与し、腫瘍の転移を抑制することができる。エフェクタは、標準的な手法を用い決定される通りの治療有効量で、1回以上投与することができる。好ましくは投与レジメンには、適切な診断又は監視法を包含させ、投与レジメンはこれらを基に必要に応じ改変することができる。
d.抗がん剤
本明細書で使用するとき、用語「抗がん剤」は、がんなどの細胞増殖障害を治療するために使用できる、細胞毒性剤、細胞増殖阻害剤、抗血管新生薬、腫瘍減量剤、化学療法剤、放射線療法及び放射線治療薬、標識化抗がん剤、生体応答修飾物質、抗体、及び免疫療法剤などの任意の剤を意味する。当然のことながら、これまでに示した通りに選択した実施形態では、抗がん剤には複合体を含んでよく、及び投与前にモジュレータと会合させてもよい。
用語、「細胞毒性剤」は、細胞の機能を低下又は阻害する、及び/又は細胞の破壊を招く物質を意味し、すなわち、細胞に対して毒性を持つ物質を意味する。典型的には、この物質は、生体から得られる天然に生じる分子である。細胞毒性剤の例としては、限定するものではないが、バクテリアの小分子毒素又は酵素活性による毒素(例えば、ジフテリア毒素、シュードモナス内毒素及び外毒素、ブドウ球菌エンテロトキシンA)、真菌(例えば、α−サルシナ、レストリクトシン)、植物(例えば、アブリン、リシン、モデシン、ビスキュミン、アメリカヤマゴボウ抗ウイルス性タンパク質、サポリン、ゲロニン、モモルジン、トリコサンチン、大麦毒素、シナアブラギリタンパク質、ジアンチンタンパク質、ヨウシュヤマゴボウ(Phytolacca mericana)タンパク質(PAPI、PAPII、及びPAP−S)、ツルレイシ阻害剤、クルシン、クロチン、サボンソウ阻害剤、ゲロニン、マイトゲリン(mitegellin)、レストリクトシン、フェノマイシン、ネオマイシン、及びトリコテシン(tricothecenes))、又は動物、例えば、細胞外膵RNaseなどの細胞毒性RNase、DNase I、並びにこれらの断片及び/又は変異体が挙げられる。
化学療法剤は、がん細胞の成長、増殖、及び/又は生存を非特異的に低下又は阻害させる化合薬品(例えば、細胞毒性又は細胞増殖阻害剤)を意味する。多くの場合、このような化学薬品は、細胞の成長又は分裂に必要とされる細胞内過程を対象とするものであり、急速に成長及び分裂を行うがん性細胞に特に効果的である。例えば、ビンクリスチンは微小管を脱重合させ、細胞が分裂期に移行するのを阻害する。概して、化学療法剤は、がん性細胞、あるいはがん性を帯びる傾向のある細胞又は腫瘍原性子孫細胞(例えば、TIC)を生成する傾向のある細胞を阻害する、又は阻害するよう設計された任意の化学薬品を含み得る。多くの場合、このような剤が投与され、かつ多くの場合、例えば、CHOP処方と併用した場合に非常に効果的である。
本発明のモジュレータと併用(又は複合させて使用)し得る抗癌剤の例としては、限定するものではないが、アルキル化剤、アルキルスルホン酸塩、アジリジン、エチレンイミン及びメチルアミルアミン(methylamelamines)、アセトゲニン、カンプトテシン、ブリオスタチン、カリルスタチン(callystatin)、CC−1065、クリプトフィシン、ドラスタチン、デュオカルマイシン、エリュテロビン、パンクラチスタチン、サルコジクチン、スポンギスタチン、ナイトロジェンマスタード、抗生物質、エンジイン抗生物質、ジネミシン、ビスホスホネート、エスペラミシン、色素タンパク質、エンジイン抗生発色剤、アクラシノマイシン、アクチノマイシン、アントラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カラビシン(carabicin)、カルシノマイシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ADRIAMYCIN(登録商標)、ドキソルビシン、エピルビシン、エソルビシン(esorubicin)、イダルビシン、マルセロマイシン、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、ピューロマイシン、クェラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、ゾルビシン、代謝拮抗薬、葉酸類似体、プリン類似体、アンドロゲン、抗アドレナール薬、葉酸補給剤、例えば、フォリン酸(frolinic acid)、アセグラトン、アルドホスファミドグルコシド、アミノレブリン酸、エニルウラシル、アムサクリン、ベストラブシル(bestrabucil)、ビスアントレン、エダトレキサート(edatraxate)、デフォファミン(defofamine)、デメコルシン、ジアジクオン、エフロリニチン(elfornithine)、エリプチニウム酢酸塩、エポロチン、エトグルシド、硝酸ガリウム、ヒドロキシ尿酸、レンチナン、ロニダミン(lonidainine)、メイタンシノイド、ミトグアゾン、ミトキサントロン、モピダンモール(mopidanmol)、ニトラエリン(nitraerine)、ペントスタチン、フェナメット(phenamet)、ピラルビシン、ロソキサントロン、ポドフィリン酸、2−エチルヒドラジソ、プロカルバジン、PSK(登録商標)多糖類複合体(JHS Natural Products、Eugene、OR)、ラゾキサン、リゾキシン、シゾフィラン、スピロゲルマニウム、テアヌゾン酸、トリアゾクオン、2,2’,2”−トリクロロトリエチルアミン、トリコテセン(特に、T−2毒素、ベラキュリンA(verracurin A)ロリジンA及びアングイジン)、ウレタン、ビインデシン、ダカルバジン、マンノムスチン、ミトブロニトール、ミトラクトール、ピポブロマン、ガシトシン(gacytosine)、アラビノシド(「Ara−C」)、シクロホスファミド、チオテパ、タキソイド、クロラムブシル(chloranbucil)、GEMZAR(登録商標)ゲムシタビン、6−チオグアニン、メルカプトプリン、メトトレキサート、白金類似体、ビンブラスチン、白金、エトポシド(VP−16)、イホスファミド、ミトキサントロン、ビンクリスチン、NAVELBINE(登録商標)ビノレルビン、ノバントロン、テニポシド、エダレキサート、ダウノマイシン、アミノプテリン、ゼローダ、イバンドロネート、イリノテカン(カムプトスター(Camptosar)、CPT−11)、トポイソメラーゼ阻害剤RFS 2000、ジフルオロメチルオルニチン(DMFO)、レチノイド、カペシタビン、コンブレラスタチン、ロイコボリン(LV)、オキサプラチン、細胞増殖を減少させるPKC−α阻害剤、Raf阻害剤、H−Ras阻害剤EGFR阻害剤及びVEGF−A阻害剤、並びにこれらのものの製薬上許容出来る塩、酸、又は誘導体が挙げられる。同様に、この定義には、腫瘍に対するホルモンの作用を制御又は阻害するよう作用する、抗エストロゲン及び選択的エストロゲン受容体調節薬(SERM)、アロマターゼを阻害し、副腎でのエストロゲン産生を制御するアロマターゼ阻害薬、及び抗アンドロゲンなどの抗ホルモン剤、並びにトロキサシタビン(1,3−ジオキソランヌクレオシドシトシン類縁体)、アンチセンスオリゴヌクレオチド、VEGF発現阻害剤及びHER2発現阻害剤などのリボザイム、ワクチン、PROLEUKIN(登録商標)rIL−2、LURTOTECAN(登録商標)Iトポイソメラーゼ阻害剤、ABARELIX(登録商標)rmRH、ビノレルビン及びエスペラミシン、並びにこれらの任意のものの製薬上許容され得る塩、酸又は誘導体も包含される。他の実施形態では、がん治療用に承認されている、限定するものではないが、リツキシマブ、トラスツズマブ、ゲムツズマブ・オゾガマイシン(gemtuzumab ozogamcin)、アレムツズバブ、イブリツモマブ・チウキセタン、トシツモバブ、ベバシズマブ、セツキシマブ、パニツムマブ(patitumumab)、オファツムバブ、イピリムバブ、及びブレンツキシマブベドチンなどの抗体を使用することもできる。当業者であれば、本開示の技術に準拠する、その他の抗がん剤を容易に認識し得るであろう。
e.放射線療法
本発明は、CD46モジュレータと放射線療法(すなわち、ガンマ線照射、X線照射、UV−照射、マイクロ波照射、及び電子線照射などの、局所的に腫瘍細胞内でDNAの損傷を引き起こす任意の機序)の併用法も提供する。放射性同位体を腫瘍細胞に標的特異的に送達することによる併用療法も企図され、かつ分子標的薬又は他の標的手法と併用することができる。典型的には、放射線治療は、約1週間〜約2週間にわたって行う。放射線治療は、頭部及び頸部がんに罹患している対象者に対し約6〜7週にわたって行うことができる。所望により、放射線治療は、1回又は順次複数回行うことができる。
f.腫瘍性状態
本発明のCD46モジュレータは、単独で投与した場合にも、あるいは抗がん剤若しくは放射線療法と併用した場合にも、患者又は対象者において、良性又は悪性腫瘍(例えば、腎、肝臓、腎臓、膀胱、乳房、胃、卵巣、結腸直腸、前立腺、膵臓、肺、甲状腺、肝細胞がん、肉腫、神経膠芽腫、及び各種頭部及び頸部腫瘍)、白血病及びリンパ性腫瘍、神経細胞、膠細胞、星状細胞、視床下部の及び他の腺性、マクロファージ性、上皮性、間質性及び胞胚腔性疾患などの他の疾患、並びに炎症性、血管原生、免疫性疾患及び病原菌により発症する疾患を包含し得る腫瘍性状態を治療するのに特に有用である。本発明の治療用組成物及び方法を用いる治療に際し、特に好ましい標的は、固体腫瘍を含む腫瘍性状態である。他の好ましい実施例では、本発明のモジュレータは、血液系腫瘍の診断、予防又は治療に使用できる。好ましくは治療を行う患者又は対象者はヒトであるものの、本明細書で使用するとき、この用語は任意の哺乳動物種を明白に包含する。
より具体的には、本発明に従う腫瘍状態の患者の治療は、限定するものではないが、副腎腫瘍、AIDS関連性のがん、胞状軟部肉腫、アストロサイト腫瘍、膀胱がん(扁平上皮細胞癌及び移行上皮がん)、骨がん(アダマンチノーマ、動脈瘤性骨嚢胞、骨軟骨腫、骨肉腫)、脳及び脊髄がん、転移性脳腫瘍、乳癌、頚動脈体腫瘍、頚管がん、軟骨肉腫、脊索腫、嫌色素性腎細胞がん、明細胞がん、結腸がん、大腸直腸がん、皮膚良性線維性組織球腫、繊維形成性小円形細胞腫瘍、上衣腫、ユーイング肉腫、骨外性粘液型軟骨肉腫、繊維形成性不全症オシウム(fibrogenesis imperfecta ossium)、線維性骨形成異常、胆嚢及び胆管がん、妊娠性絨毛性疾患、生殖細胞腫瘍、頭部及び頸部がん、膵島細胞腫瘍、カポジ肉腫、腎臓がん(腎芽腫細胞腫、乳頭状腎細胞がん)、白血病、脂肪腫/良性らい腫性腫瘍、脂肪肉腫/悪性らい腫性腫瘍、肝臓がん(胚芽腫、肝細胞がん)、リンパ腫、肺がん(小細胞癌、腺癌、扁平上皮細胞癌、大細胞がんなど)、髄芽腫、黒色腫、髄膜腫、多発性内分泌腫瘍腫、多発性骨髄腫、骨髄異形成症候群、神経芽細胞腫、神経内分泌腫瘍、卵巣がん、膵臓がん、甲状腺乳頭がん、上皮小体腫瘍、小児がん、末梢神経腫瘍、褐色細胞腫、下垂体腫瘍、前立腺がん、後方ブドウ膜黒色腫、まれな血液障害、腎転移がん、ラブドイド腫瘍、横紋筋肉腫、肉腫、皮膚がん、軟組織肉腫、扁平細胞がん、胃癌、滑膜肉腫、精巣がん、胸腺がん、胸腺腫、甲状腺転移がん、及び子宮がん(頚がん、子宮内膜癌、及び平滑筋腫)からなる群から選択される。特定の好ましい実施形態では、がん性細胞は、限定するものではないが、乳がん、非小細胞性肺がん(NSCLC)、小細胞性肺がん、膵臓がん、結腸がん、前立腺がん、肉腫、転移性腎臓がん、転移性甲状腺がん、及び明細胞がんなどの固体腫瘍群から選択される。
血液系腫瘍に関し、本発明の化合物及び方法が、具体的には各種B細胞リンパ腫、例えば、低悪性度/NHL濾胞性細胞リンパ腫(FCC)、マントル細胞リンパ腫(MCL)、びまん性大細胞性リンパ腫(DLCL)、小リンパ球性リンパ腫(SL)NHL、中悪性度/濾胞性NHL、中悪性度拡散性NHL、高悪性度免疫芽細胞NHL、高悪性度リンパ芽球性NHL、高悪性度小型非切れ込み核細胞性リンパ腫NHL、巨大腫瘤病変NHL、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、リンパ形質細胞性リンパ腫(LPL)、マントル細胞リンパ腫(MCL)、濾胞性リンパ腫(FL)、びまん性大細胞性リンパ腫(DLCL)、バーキットリンパ腫(BL)、AIDS関連性リンパ腫、単球性B細胞リンパ腫、血管免疫芽細胞性リンパ球腫脹、小リンパ球性リンパ腫、濾胞性拡散性大細胞、小切れ込み核細胞型びまん性リンパ腫、大細胞性免疫芽細胞リンパ芽球腫、小型、非切れ込み型バーキット及び非バーキットリンパ腫、濾胞性、大細胞性リンパ腫、濾胞性、小切れ込み核細胞リンパ腫、及び濾胞性混合型小切れ込み型リンパ腫及び大細胞性リンパ腫の治療に効果的なものであり得ることも理解される。Gaidono et al.,「Lymphomas」IN CANCER:PRINCIPLES and PRACTICE OF ONCOLOGY,Vol.2:2131〜2145(DeVita et al.,eds.,5.sup.th ed.1997)を参照されたい。当業者であれば、多くの場合、これらのリンパ腫は分類系を変更することで異なった名称を有する場合があり、異なった名称に分類されたリンパ腫患者にも、本発明の治療レジメンの併用が有効な場合があることは明らかであろう。
更に他の好ましい実施形態では、CD46モジュレータを使用して、慢性リンパ性白血病(CLL又はB−CLL)などの白血病を含む、特定の骨髄腫及び血液系腫瘍を効果的に治療することができる。CLLは、主に高齢者の疾患であり、発症率は50歳齢以降に増加し始め、60代後半にピークに達する。一般的に、CLLには腫瘍性末梢血リンパ球の増殖が包含される。CLLの臨床的な所見には、リンパ球増加、リンパ腺腫、脾腫、貧血及び血小板減少が包含される。CLLの特性としては、モノクローナルB細胞の増殖、及び分化中間状態で停止したBリンパ球の蓄積が挙げられ、このようなB細胞は、表面IgM(sIgM)を発現し、あるいはsIgM及びsIgDを両方発現し、かつ正常なB細胞と比べ密度の低い単一の軽鎖を発現する。しかしながら、これまでに示した通り、及び以降で実施例に示す通り、選別したCD46発現(例えば、CD46)はB−CLL細胞で上方制御されるため、本開示のモジュレータを誘因する標的となる。
本発明はまた、良性又は前がん性腫瘍を示す対象者のがん予防又は予防治療も提供する。本発明を用いる治療から、任意の特定の腫瘍型又は腫瘍性疾患を除外すべきであるとは考えられない。しかしながら、本発明と、第2の治療薬、特に化学療法剤及び分子標的薬とを併用する場合には腫瘍の細胞型が関係してくる場合もある。
本発明の更に他の好ましい実施形態は、固体腫瘍に罹患している対象者を治療するためにCD46モジュレータを使用することを含む。このような対象者では、これらの多くの固体腫瘍は、自身に対し、特に本開示のエフェクタによる治療に対する感受性を付する、各種遺伝変異を示す、組織を含む。例えば、KRAS、APC及びCTNNB1変異は結腸直腸がん患者において比較的共通して見られる。更に、これらの変異を有する腫瘍に罹患している患者、特にKRAS変異を有する患者は、通常、ほとんどが現行の治療法に抵抗性を示す。また、典型的には単一アミノ酸置換の結果生じるKRAS活性化変異は、肺腺がん、粘液性腺腫、及び膵腺管がんなどの悪性腫瘍を治療する際の他の困難性にも関与する。
現在、EGFR又はVEGF阻害薬のいずれかに対する結腸直腸がん患者の応答性に関し最も信頼性の高い予測法は、例えば、特定のKRAS「活性化」変異について試験するものである。結腸直腸がんの35〜45%でKRASに変異が生じており、変異型KRASを発現している患者は、EGFR又はVEGF阻害薬に対し良好な応答性を示さない。例えば、結腸直腸がんが、パニツムマブ及びセツキシマブ治療に対し応答性を示さない場合、KRAS変異が予測される(Lievre et al.Cancer Res 66:3992〜5;Karapetis et al.NEJM 359:1757〜1765)。結腸直腸がん患者の約85%がAPC遺伝子に変異を有しており(Markowitz and Bertagnolli.NEJM 361:2449〜60)、及びこれまでに、家族性大腸腺腫症及び結腸直腸がんに罹患している患者に関し、800超のAPC変異が特徴付けられている。これらの変異のほとんどでは、β−カテニンの破壊を介在する機能が低下した切断型(truncat)APCタンパク質が生じる。β−カテニン遺伝子(CTNNB1)に生じる変異によっても、β−カテニンの安定性が上昇し、その結果、核内移行及びそれに続くいくつかのがん原性転写プログラムの活性化が生じることになる。この過程もまた、変異型APCが、β−カテニン破壊を適切に介在(この機能は正常な細胞増殖及び分化プログラムの確認に必要とされる)できないために生じる発がん機序である。
XIV.製造物品
用量1回分以上のCD46モジュレータを含む1つ以上の容器からなる医薬梱包体及びキットも提供する。特定の実施形態では、単位用量を提供し、この場合の単位用量は、例えば、抗CD46抗体に加え1種以上の追加の剤を含む、あるいは追加の剤は含まない組成物を、規定量で含有するものである。他の実施形態では、このような単位用量は、注射用に1回用量を事前充填したシリンジとして供給する。更に他の実施形態では、単位用量で収容させる組成物には、生理食塩水、ショ糖あるいは同様物、緩衝剤(リン酸塩など)を含有させ、及び/又は安定でかつ有効なpH範囲内で処方する。あるいは、特定の実施形態では、組成物は、適切な液体、例えば、滅菌水に溶解させ得る凍結乾燥粉末剤として提供できる。特定の好ましい実施形態では、組成物は、タンパク質の凝集を阻害する1種以上の物質(限定するものではないが、ショ糖及びアルギニンなど)を含む。容器に対し任意のラベル付け、あるいは関係付け(1つ以上)を行うことで、その容器が収容している組成物が、選択肢に含まれる疾患症状を診断又は治療する際に使用されるものであることを示す。
本発明は、単位用量又は複数用量のCD46モジュレータと、所望により1種以上の抗がん剤とを作製するためのキットも提供する。キットは、容器とラベルを含み、あるいは容器と、容器を梱包するか若しくは容器と関係付けられた包装とを含む。好適な容器としては、例えば、瓶、バイアル瓶、シリンジなどが挙げられる。容器はガラス又はプラスチックなどの様々な材料から製造することができる。容器は、症状を治療するのに有効な組成物を収容し、滅菌済アクセスポートを有し得る(例えば、容器は、静脈内注射用輸液バッグであるか、又は皮下注射針により貫通可能なストッパーを有するバイアル瓶であり得る)。このようなキットは、概して好適な容器と、製薬上許容され得るCD46モジュレータ処方とを包含し、所望によりモジュレータと同一の容器又は異なる容器内に、1種以上の抗がん剤を包含する。キットは、診断又は併用療法のいずれかを目的とした、その他の製薬上許容され得る処方も包含し得る。例えば、このようなキットには、本発明のCD46モジュレータに加えて、化学療法剤又は放射線治療薬などの抗がん剤、抗血管新生薬、抗転移剤、分子標的薬、細胞毒性剤、及び/又は他の抗がん剤などの範疇に含まれる、任意の1つ以上の剤も包含させることができる。このようなキットは、CD46モジュレータと抗がん剤又は診断薬を複合させるのに適切な試薬も提供する(例えば、米国特許第7,422,739号を参照されたい。この特許については、引用によりその全体を本明細書に組み込む)。
より詳細には、キットは、CD46モジュレータと、追加の成分とを収容している単独の容器、又はCD46モジュレータのみを収容している単独の容器を包含してよく、あるいは各所望の剤用の別個の容器を包含してもよい。複合体として提供される併用治療薬が存在する場合、溶液は、それぞれをモル当量で組み合わせて、あるいは他の成分を過剰量にして組み合わせて予混合しておいてもよい。あるいは、キットに含まれるCD46モジュレータ及び任意の所望の抗がん剤は、患者への投与前には別個の容器内に隔離させておくこともできる。キットには、第2/第3の容器も包含させてもよく、これらの容器には、滅菌、製薬上許容可能な緩衝剤、あるいはその他の、静菌注射用水(BWFI)、リン酸緩衝食塩液(PBS)、リンゲル液、及びブドウ糖溶液などの希釈剤を収容させることもできる。
キットの成分を1種以上の溶液として提供する場合、この溶液は、好ましくは水溶液であり、滅菌水溶液が特に好ましい。しかしながら、キットの成分は乾燥粉末として提供してもよい。試薬又は成分を乾燥粉末として提供する場合、粉末は好適な溶媒を加えて溶解させることができる。この溶媒を他の容器で提供してもよいことも想定される。
これまでに簡潔に示したキットには、抗体及び任意の所望の成分を動物又は患者に投与するための手段、例えば1つ以上の針又はシリンジ、あるいは更には点眼容器、ピペット、又は処方を動物に注射若しくは導入することのできる又は体の疾患領域に適用することのできるその他の同様の手段を包含させてもよい。本発明のキットは、典型的には、バイアル瓶又は同様物、並びに市販用に厳重に制限して他の要素を収容させるための手段、例えば、所望のバイアル瓶及び他の装置を入れて保持する射出又は吹込み成形プラスチック製容器も包含する。任意のラベル又はパッケージを挿入し、CD46モジュレータ組成物は、がん、例えば、結腸直腸がんの治療に使用するためのものであることを示す。
XV.調査用の試薬
本発明の他の好ましい実施形態は、蛍光標示式細胞分取(FACS)、磁気活性化細胞選別法(MACS)又はレーザー介在型分画法などの方法において、がん起始細胞集団又は下位集団を識別、単離、分画又は濃縮するのに有用な手段として、本開示のモジュレータの特性を引き出すものでもある。当業者であれば、本モジュレータは、がん幹細胞などのTICの特徴付け及び操作に適合性のあるいくつかの技術にも使用できることを理解するであろう(例えば、米国特許出願第12/686,359号、同第12/669,136号、及び同第12/757,649号を参照されたい。これらの各々は引用によりその全体が本発明に組み込まれる)。
XVI.その他
本明細書において、別途記載のない限り、本明細書に関連して使用される科学用語及び専門用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有するものとする。更には、文脈上必要とされない限り、単数形の用語は複数を包含し、複数形の用語は単数を包含するものとする。より詳細には、本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用されるとき、単数形「a」、「an」及び「the」は、その文脈において別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を包含する。したがって、例えば、「タンパク質(a protein)」を参照する場合には複数のタンパク質が包含され、及び同様に、「細胞(a cell)」を参照する場合には細胞混合物が包含される。これに加え、本明細書及び添付の特許請求の範囲に提供される範囲には、範囲を形成する両側の端点と、その点に挟まれるすべての点とが包含される。したがって、範囲2.0〜3.0には、2.0及び3.0と、2.0及び3.0に挟まれるすべての点とが包含される。
全般的には、本明細書で説明される、細胞及び組織培養、分子生物学、免疫学、微生物学、遺伝学、並びにタンパク質及び核酸の化学作用、並びにタンパク質及び核酸のハイブリダイゼーションに関連して利用される命名法と、それらの技術とは、当該技術分野において周知であり、かつ一般的に使用されるものである。本発明の方法及び技術は、別途記載のない限り、概して当業者に周知である一般的な手法に従って、かつ本明細書に引用及び議論する各種一般的な参照文献、及びより詳細な参照文献に記載される通りに実施される。例えば、Sambrook J.& Russell D.Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(2000)、Ausubel et al.,Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,Wiley,John & Sons Inc.(2002)、Harlow and Lane Using Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(1998)、並びにColigan et al.,Short Protocols in Protein Science,Wiley,John & Sons Inc.(2003)を参照されたい。酵素反応法及び精製法は、製造元の取扱説明に従って、又は当該技術分野で一般的に実施されるように、又は本明細書で説明されるように、実行される。本明細書に記載の分析化学、有機合成化学、及び医薬化学に関連し使用する専門用語、並びにこれらに関連する検査法及びこれらに関連する技術は周知のものであり、当該技術分野で一般的に使用される。
本明細書に公開し又は引用するすべての参照文献又は文書は、引用により制限なくその全体を本明細書に組み込む。更に、任意の節見出しは単に構成目的のものであり、記載の内容を制限するものとして解釈されるものではない。
したがって、一般的に記述される本発明は、以降の、例示目的のため提供され、本発明を制限することを意図するものではない実施例を参照することで、より容易に理解される。実施例は、以降の実験のすべてが実施されたこと、あるいは以降の実験のみが実施されたことを意図するものではない。別途記載のない限り、部は重量部であり、分子量は重量平均分子量であり、温度はセ氏であり、圧力は大気圧又は大気圧付近の圧力である。
(実施例1)
がん起始細胞集団におけるCD46発現
がん患者において存在する固体腫瘍の細胞不均一性を特徴づけ、特定の表現型マーカーを用い腫瘍永続化細胞(TPC;すなわち、がん幹細胞:CSC)のアイデンティティを解明し、臨床的に関連性のある治療対象を同定するために、巨大な非従来的な異種移植片(NTX)腫瘍バンクを作製し、当業界で認知されている技術を用い維持した。様々な固体悪性腫瘍に罹患している数多くのがん患者を基に得た、不均一な腫瘍細胞を複数回継代させて、多数の別個の腫瘍細胞株からなるNTX腫瘍バンクを免疫不全マウスで増殖させた。多数の、良好に定義されている別個のNTX腫瘍細胞初期継代株が持続的に利用可能であると、細胞を細胞株から再現性よくかつ繰り返し精製できることから、TPCの同定及び単離が非常に促進される。より詳細には、マウスにおいて、表現型及び形態が不均一のものである腫瘍を生成する能力を基に、単離又は精製TPCを後ろ向きに非常に正確に定義する。この定義により、単離又は精製TPCが由来している患者の腫瘍試料が再現されることになる。したがって、単離した細胞小集団が、マウスにおいて完全に不均一の腫瘍を生成したならば、単離した細胞集団にはTPCが含まれていることが強く示唆される。この試験において、NTX細胞株の継代数を最小限に抑えることで、in vivo実験が非常に単純化され、容易に検証しやすい結果が得られる。更に、初期継代NTX腫瘍は、イリノテカン(すなわち、Camptosar(登録商標))などの治療薬にも応答するため、腫瘍の成長、現行の治療法に対する耐性、並びに再発を駆り立てる機序についての、臨床的に意義のある洞察が得られる。
樹立したこのNTX腫瘍細胞株を用い、フローサイトメトリーを行い、がん起始細胞(TIC)の特徴付け、単離、精製又は濃縮に使用することのできる、並びに細胞集団に含まれるTPC及びTProg細胞の分離又は解析に使用することのできるそれぞれのマーカーに関し同定することで、NTX腫瘍細胞株を構成する腫瘍細胞の表現型を解析した。この観点から、本発明者らは、タンパク質発現に基づき細胞を迅速に特徴付けし、及びそれと共に有用である可能性のあるマーカーを同定する、専用のプロテオミクスプラットフォーム(すなわち、PhenoPrint(商標)アレイ)を採用した。PhenoPrintアレイは、96ウェルプレートに整列させた数百の別個の結合分子(多くは供給業者から入手可能)を含む、専用のプロテオミクスプラットフォームであり、各ウェルにはフィリコエリトリン蛍光チャネルをもつ別個の抗体と、プレートのすべてのウェルに整列させた、異なる蛍光色素をもつ複数種のその他の抗体を含有する。このアレイにより、関連性のある細胞を迅速に算入するか、非フィコエリトリンチャンネルを基に関連性のない細胞を迅速に排除するかして、選別した腫瘍細胞下位集団の抗原発現レベルを測定できる。PhenoPrintアレイを、当業者に周知の組織解離法、移植法及び幹細胞法(Al−Hajj et al.(2004)、Dalerba et al.(2007)及びDylla et al.(2008)、すべて上掲されており、これらの各々は、引用によりその全体が本発明に組み込まれる)と併用したところ、このアレイは、非常に効率的に、関連するマーカーの同定、並びにこれに続く特定のヒト腫瘍細胞下位集団の単離及び移植を行うにあたって有効なものである可能性が示された。
したがって、数匹の免疫不全マウスにおいて、ヒト腫瘍に関し一般的に実施される通りに各種NTX腫瘍細胞系を樹立し、800〜2,000mmに到達した腫瘍をマウスから摘出し、当該技術分野で認識されている酵素消化法を用い、細胞を分散させて単個細胞懸濁液とした(例えば、本開示に組み込まれる米国特許出願公開第2007/0292414号を参照されたい)。PhenoPrintアレイを用い、これらの懸濁液から、表面タンパク質発現についての絶対的データ(細胞毎のデータ)と、細胞対細胞ベースでの相対的データ(集団に含まれる他の細胞との比較データ)の両方を得て、より複雑な特徴付けと細胞集団の階層化とを行った。より詳細には、PhenoPrintアレイを用いたところ、先を見通して、TIC又はTPCをNTG腫瘍細胞及びがん間質と区別する、タンパク質又はマーカーを迅速に同定できた。NTX腫瘍モデルから単離した場合、特定の細胞表面タンパク質の発現レベルが異なっている腫瘍細胞下位集団は比較的迅速に特徴付けされた。特に、腫瘍細胞集団で不均一に発現されているタンパク質を基に、特定のタンパク質又はマーカーを高発現している及び低発現している、別個の、高度に精製された腫瘍細胞下位集団を、単離し及び免疫不全マウスに移植することができることから、不均一に発現しているタンパク質は、それぞれの細胞下位集団においてTPCが豊富に含まれているか否かを評価するにあたり手助けとなる。
用語「濃縮」は、細胞の単離と同意語として使用され、開始又は初期細胞集団と比べた場合に、ある種の細胞が画分を占める割合が、画分に含まれる他の種類の細胞のものと比べて高くなっている生成物(分画)を意味する。好ましくは、「濃縮」は、細胞集団において、1種の細胞の割合が、初期細胞集団と比較して約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、又は50%以上増加することを指す。
本明細書で使用するとき、「マーカー」は、細胞又は組織に関する文脈において、疾患若しくは障害により影響を受ける組織又は細胞集団中で又はこれらの表面で同定されるものなどの、特定の細胞、細胞集団又は組織に対し同定が可能であるよう会合する、あるいは特定の細胞、細胞集団又は組織中で又はこれらの表面で特異的に見られる、任意の特徴的な形態をもつ化学的又は生物学的対象物を意味する。明示する通り、マーカーは形態、機能又は生化学な性質であってよい。好ましい実施形態では、マーカーは、特定の細胞腫(例えば、TPC)により、あるいは特定の条件下の細胞により(例えば、細胞周期の特定の時点の細胞又は特定の微小環境に存在する細胞)差次的に又は選択的に発現される細胞表面抗原である。好ましくは、このようなマーカーはタンパク質であり、より好ましくは、抗体により認識されるエピトープ、アプタマー又は当該技術分野で既知の他の結合分子を保有する。しかしながら、マーカーは、限定するものではないが、タンパク質(ペプチド及びポリペプチド)、脂質、多糖、核酸及びステロイドなどの、細胞表面又は細胞内に見られる任意の分子からなる場合もある。形態マーカーの特性又は特色の例としては、限定するものではないが、形状、大きさ、及び核細胞質比が挙げられる。機能マーカーの特性又は特色の例としては、限定するものではないが、特定の基質に対する接着能、特定の染料に対する取り込み又は排除能、例えば、限定するものではないが、親油性染料の排除能、特定の条件下での遊走能、並びに特定の形態への分化能が挙げられる。マーカーは、レポーター遺伝子により発現されるタンパク質であってもよく、例えば、レポーター遺伝子をコードしている核酸配列を細胞に導入し、細胞によりレポーター遺伝子を発現及び転写させることで、マーカーとして使用できるレポータータンパク質を産生させることもできる。マーカーとして使用できるこのようなレポーター遺伝子としては、例えば、限定するものではないが、蛍光タンパク質、酵素、染色小粒タンパク質、及び耐性遺伝子などが挙げられる。
これに関連し、用語「マーカー表現型」は、組織、細胞、又は細胞集団(例えば、安定なTPC表現型)に関する文脈において、特定の細胞又は細胞集団の特徴付け、識別、分離、単離又は濃縮に使用できる任意のマーカー又はマーカーの組み合わせを意味する。具体的な実施形態では、マーカーの表現型は細胞表面表現型を意味し、この場合、細胞表面マーカーの発現を組み合わせて検出又は同定することで評価できる。
当業者であれば、各種がん幹細胞集団と関連付けられ、かつ腫瘍細胞下位集団の単離又は特徴付けに使用される数多くのマーカー(又はその非存在)を認識するであろう。この点において、例示的ながん幹細胞マーカーには、OCT4、Nanog、STAT3、EPCAM、CD24、CD34、NB84、TrkA、GD2、CD133、CD20、CD56、CD29、B7H3、CD46、トランスフェリン受容体、JAM3、カルボキシペプチダーゼM、ADAM9、オンコスタチンM、Lgr5、Lgr6、CD324、CD325、nestin、Sox1、Bmi−1、eed、easyh1、easyh2、mf2、yy1、smarcA3、smarckA5、smarcD3、smarcE1、mllt3、FZD1、FZD2、FZD3、FZD4、FZD6、FZD7、FZD8、FZD9、FZD10、WNT2、WNT2B、WNT3、WNT5A、WNT10B、WNT16、AXIN1、BCL9、MYC,(TCF4)SLC7A8、IL1RAP、TEM8、TMPRSS4、MUC16、GPRC5B、SLC6A14、SLC4A11、PPAP2C、CAV1、CAV2、PTPN3、EPHA1、EPHA2、SLC1A1、CX3CL1、ADORA2A、MPZL1、FLJ10052、C4.4A、EDG3、RARRES1、TMEPAI、PTS、CEACAM6、NID2、STEAP、ABCA3、CRIM1、IL1R1、OPN3、DAF、MUC1、MCP、CPD、NMA、ADAM9、GJA1、SLC19A2、ABCA1、PCDH7、ADCY9、SLC39A1、NPC1、ENPP1、N33、GPNMB、LY6E、CELSR1、LRP3、C20orf52、TMEPAI、FLVCR、PCDHA10、GPR54、TGFBR3、SEMA4B、PCDHB2、ABCG2、CD166、AFP、BMP−4、β−カテニン、CD2、CD3、CD9、CD14、CD31、CD38、CD44、CD45、CD74、CD90、CXCR4、decorin、EGFR、CD105、CD64、CD16、CD16a、CD16b、GLI1、GLI2、CD49b、及びCD49fが含まれる。例えば、Schulenburg et al.,2010,PMID:20185329、米国特許第7,632,678号及び米国特許出願公開第2007/0292414号、同第2008/0175870号、同第2010/0275280号、同第2010/0162416号及び同第2011/0020221号を参照されたい。これらの各々は引用により本開示に組み込まれる。これらの数多くのマーカーは、上記のPhenoPrintアレイに包含させた。
同様にして、特定の腫瘍型をもつがん幹細胞と関連する細胞表面表現型の非限定例としては、CD44hiCD24low、ALDH、CD133、CD123、CD34CD38、CD44CD24、CD46hiCD324CD66c、CD133CD34CD10CD19、CD138CD34CD19、CD133RC2、CD44αβ hiCD133、CD44CD24ESA、CD271、ABCB5並びに、当該技術分野において既知である他のがん幹細胞表面表現型が挙げられる。例えば、Schulenburg et al.(2010年、上掲)、Visvader et al.,2008、PMID:18784658及び米国特許出願公開第2008/0138313号を参照されたい。これらの各々は引用によりその全体が本発明に組み込まれる。当業者であれば、直前に例示されたものなどのマーカーの表現型を、標準的なフローサイトメトリー解析及び細胞選別法と併用して、更なる解析のために、TIC及び/又はTPC細胞又は細胞集団を、特徴付け、単離、精製又は濃縮できることを理解するであろう。対象とする本発明に関し、CD46、CD324及び、所望によりCD66cは、解析した腫瘍標本が、患者由来の腫瘍標本(図1A)あるいは患者の腫瘍標本から誘導したNTX腫瘍(図1B)のいずれであったにせよ、多くのヒト結腸直腸がん(「CR」)、乳房がん(「BR」)、非小細胞肺がん(NSCLC)、小細胞肺がん(SCLC)、膵臓がん(「PA」)、黒色腫(「Mel」)、卵巣がん(「OV」)、並びに頭部及び頸部がん(「HN」)細胞の表面で高発現しており、あるいは不均一に発現している。
図1A及びBに示すデータは、製造元の取扱説明に従ってFACSCanto II(BD Biosciences)を用い生成したフローサイトメトリー結果に基づく、タンパク質発現データである。このデータでは、それぞれの腫瘍細胞をヒストグラムプロットにより示す。アイソタイプ型対照抗体の染色バックグラウンドは、ヒストグラム内を灰色に塗りつぶして示し、MEM−258抗体(BioLegend Inc.)により測定されたCD46発現は太字の黒い線で示す。
本明細書において、発現が陰性(すなわち、「−」)である細胞は、対象とするタンパク質を標識する完全抗体染色カクテルの存在下で、追加の蛍光放射チャネルにおいて観察される発現が、蛍光チャネルにおいてアイソタイプ型対照抗体について観察される発現の95パーセンタイルよりも低いか又は等しいものとして定義する。当業者であれば、陰性である状態を定義するこの手法が、陰性なものを「fluorescence minus one」又は「FMO」染色として呼ぶことを理解するであろう。本明細書において、上記FMO染色法によりアイソタイプ型対照抗体で観察される95パーセンタイルよりも高発現を示す細胞は、「陽性」(すなわち、「+」)と定義する。本明細書で定義するとき、各種細胞集団を広範に「陽性」として定義する。まず始めに、低発現(すなわち、「lo」)を示す細胞とは、概して、観察された発現が、アイソタイプ型対照抗体を用いFMO染色により測定した95パーセンタイルを超え、かつアイソタイプ型対照抗体を用い上記のFMO染色法により観察した95パーセンタイルの標準偏差内であった細胞として定義する。「高」発現(すなわち、「hi」)を示す細胞とは、観察された発現が、アイソタイプ型対照抗体を用いFMO染色により測定した95パーセンタイルを超え、かつアイソタイプ型対照抗体を用い上記のFMO染色法により観察した95パーセンタイルの標準偏差を超える細胞として定義する。他の実施形態では、99パーセンタイルは、好ましくは、陰性及び陽性FMO染色の境界点として使用し、特に好ましい実施形態では、パーセンタイルは99%を超える。
CD46発現は、各固体腫瘍間で変動したが、概して、発現は、アイソタイプ型対照抗体により測定したバックグラウンド染色を上回っていた(図1A及び1B)。CD46は、結腸直腸及び膵臓がん患者から得た腫瘍において、特に不均一に発現していた。概して、別個の細胞下位集団は、それぞれCD46について陰性、低発現及び高発現を示した(図1B)。
(実施例2)
FACSによるがん起始細胞集団の濃縮例及び移植例
対象とする特定のタンパク質を不均一に発現する腫瘍に含まれる細胞を、対象とする特定のタンパク質の高発現又は非/低発現に基づき単離し、次に免疫不全マウスに移植した。驚くべきことに、専用のPhenoPrintアレイにより、不均一に発現したものとして同定したそれぞれのマーカーのうち、ほとんどのものが、がん起始細胞の濃縮に有用性を示さなかったことが観察された。細胞表面のCD46発現が高い又は低い結腸直腸及び膵臓腫瘍細胞が、免疫不全マウスにおいて強い腫瘍原生活性をもつか否かを評価するために、異なるそれぞれの細胞集団を、当業者に周知の手法である細胞分散及びFACS法を用いTNX腫瘍から単離し、細胞をマウス1匹あたりに1,000〜3個移植した。腫瘍の大きさが800〜2,000mmに達したなら、表現型を特性評価して、生成された腫瘍が移植細胞を単離した親腫瘍を表現しているか否かを判定するために、マウスを安楽死させ、腫瘍を摘出し、酵素消化により単個細胞懸濁液へと分散させた。
表1は、これらの試験の結果を示す。空欄は、その試験が実施されなかったことを示す。上皮特異的な抗原(ESA)について陽性を示すCD46hi細胞から生じる腫瘍は、追加のマーカー(すなわち、結腸直腸がん:CD324 CD66c;膵臓がん:CD324)を必要としたものの、一貫して不均一な腫瘍を生成した。このような生成には細胞数200個/マウス以下での移植が効果的であった。
(実施例3)
CD46hiがん起始細胞下位集団は、NTXモデルにおいて連続継代することで腫瘍永続化能を示す。
大多数の腫瘍細胞が腫瘍形成能に欠き、ひいては非腫瘍原生(NTG)であるとして特徴づけされ得る一方で、正常胚発生及び造血腫瘍のいずれにおいても、移植することで腫瘍及び/又は組織を再形成し得る非常に増殖性の高い細胞に関する前例が存している。但し、この細胞は自己複製能を持たないことから(すなわち、分裂能が有限である)、短期再構成細胞(short−term reconstituting cells)又は前駆細胞と呼ばれる。
CD46hi細胞の下位集団の腫瘍原性が、他と比べ高いか低いかを評価するために、CD46を、細胞の単離及び移植用のその他のマーカーと体系的に組み合わせた。この試験により、各抗原が高発現又は非/低発現であるかに基づきがん起始細胞を濃縮する際の手助けとすることができる、結腸直腸がんに関する追加の2つの細胞表面マーカー(CD324及びCD66c)及び膵臓がんに関する追加の1つのマーカー(CD324)を同定した。結腸直腸がんにおけるこれらのマーカーの有用性としては、例えば、ESA CD46hi CD324 CD66c細胞(すなわち、p1、継代数1)の移植により生じる腫瘍は、完全に不均一なものであり、それらの由来する親腫瘍を完全に反映していた(図2;p1腫瘍対親腫瘍)。これに対し、ESA CD46hi CD324 CD66c細胞を少数移植した場合には、完全に不均一な腫瘍は生成されず、CD66c細胞は非常に少なかった。ESA CD46hi CD324 CD66c細胞は、非常に増殖性が高いものの自己複製特性には欠く腫瘍前駆細胞(TProg)であることが示唆された。TPC(ESA CD46hi CD324 CD66c細胞)及びTProg(ESA CD46hi CD324 CD66c細胞)のプロスペクティブな累代移植により、これらの腫瘍細胞下位集団のアイデンティティは、ESA CD46hi CD324 CD66c細胞から生じたESA CD46hi CD324 CD66c細胞サブセットであると確認され、50細胞の累代移植後にも腫瘍は効果的に生成されたのに対し(図2;p2対p1腫瘍)、ESA CD46hi CD324 CD66c細胞から生じた腫瘍には、累代移植後に効果的に腫瘍形成を再開する細胞は存在しなかった。明確化のため、腫瘍から単離した50個のESA CD46hi CD324 CD66c細胞は、それぞれ200個のCD66c又はCD66c細胞からのみ生成され、腫瘍原性は非常に低かった。特にこれらの細胞はCD66c由来の腫瘍から得られた。驚くべきことに、これらのデータは、固体腫瘍について、ESA CD46hi CD324 CD66c細胞はTPCであり、ESA CD46hi CD324 CD66c細胞はTProg細胞であるという興味深い観察結果を示す。
結腸直腸がんに含まれる上記TPC表現型についての精度を評価するために、上記のようにFACSによりESA CD46hi CD324 CD66c細胞を単離し(図3A;FACS後対FACS前)、限界希釈して、それぞれマウス1匹あたり細胞を50、20、8及び3個移植した。腫瘍が首尾よく形成されたものとして定義される陽性応答に基づき、ポワソン分布を用い(図3B及び3Cを参照されたい)、ESA CD46hi CD324 CD66cTPCの真のがん起始細胞発生頻度を算出した結果、およそ7±3細胞に1個であった。
その他のマーカーは、腫瘍原性細胞の濃縮に同様に使用することのできる細胞表面マーカー又は酵素活性をもつものとして定義されていた(Dylla et al(2008),上掲)のに対し、結腸直腸腫瘍において、上記に定義されたTPC及びTProg細胞集団を濃縮するために組み合わせて用いた各タンパク質が、任意の組織又は腫瘍において、このような活性をもつ細胞と関連していることは知られていなかった。この機能により、この手法の性能はかなり改善され、更には移植時に単独で腫瘍生成能をもつ、別個の、非常に豊富に存在する固体腫瘍細胞下位集団を、同定、単離及び特徴付けするための技術が改善され、かつ腫瘍原性の細胞下位集団が、自己複製能を有するか否か(すなわち、それぞれTProg及びTPC)で識別されるようになる。それでも尚、TPC及び非常に増殖性の高いTProg下位集団のいずれもが細胞表面でCD46を発現することから、CD46標的モジュレータは、非常に増殖性の高い細胞(すなわち、TProg)、及び腫瘍の増殖及び再発に関与する細胞(すなわち、TPC)の両方を排除するにあたり、がん患者に有効なものであることが示唆された。
その一方で、PhenoPrintアレイを用い同定したほとんどの細胞表面マーカーは、異なるマーカーを組み合わせて使用して、がん起始細胞に含まれる2つの下位集団(TPC及びTProg)を同定し得る標準的なFACSプロトコルを用い、結腸直腸腫瘍に含まれるがん起始細胞集団を濃縮した場合に、性能を示さなかった。
(実施例4)
イリノテカン処理によるCD46hi腫瘍永続化細胞の発生頻度の上昇
がん幹細胞のパラダイムにおいて中心的な協議では、CSC(すなわち、TPC)は、イリノテカンなどの化学療法剤に対し比較的耐性である。CD46hi TPCが化学療法に耐性であるか否かを評価するため、マウスにSCRx−CR4及びCR14結腸直腸腫瘍を起始させた。腫瘍容量の中央値が約300mmに達したならば、マウスは無作為化し、20日間にわたって、15mg/kgイリノテカン又は対照(PBS)の何れかにより週に2回処置し、20日経過時点でマウスを安楽死させた(図4A)。腫瘍を採取したところ、賦形剤処理したマウスが約700mmの腫瘍を有していた一方で、イリノテカンで処理したマウスでは、腫瘍は対照マウスのおよそ半分の大きさであった(約388mm)。各処理群の腫瘍内TPC発生頻度を、上記に定義した表現型ESA CD46hi CD324 CD66cを用い定義したところ、腫瘍内TPCは、対照群のマウスと比較してイリノテカン処理群のマウスで2.5倍豊富に含まれていた(n=7;P<0.0001;図4B)。イリノテカン処理群では、それぞれ対照処理マウスと比較した場合に、小腫瘍においても明らかに豊富にTPCが存在していたため、TPC発生頻度の高さは腫瘍の大きさにより偏るものではなかった(図4C)。
上記の、TPC、及び非常に増殖性の高いTProg細胞集団が、いずれもCD46を発現するという観察結果、並びに処理後に残留していた腫瘍にTPCが有意に豊富に存在していたという観察結果から、CD46hi細胞が腫瘍の成長、再発及び治療耐性に強く関与していることが明示される。そのため、結腸直腸及び膵臓のいずれもについて複数の固形腫瘍からCD46hi細胞を単離し、次世代型配列決定プラットフォームのSOLiD3を用い、それぞれの腫瘍細胞下位集団についてすべてのトランスクリプトームを配列決定することで、タンパク質及び遺伝子発現をより詳細に研究した。
(実施例5)
SOLiDによるすべてのトランスクリプトームの配列決定により、腫瘍永続化細胞集団中に存在するCD46スプライス変異体を明らかにする
いくつかの結腸直腸がん(SCRx−CR2、CR4、CR11及びCR14)及び膵臓(SCRx−PA3及びPA6)がんNTX細胞株を生成し、実施例1に記載の通りに継代し、免疫不全マウスに用い腫瘍を起始させた。これらのNTX株から生じた腫瘍を摘出し、摘出したばかりのNTX腫瘍から、各TPC、TProg及びNTG細胞を、実施例1に示した通りにFACSを用い単離した。より具体的には、細胞集団は、CD46、CD324及びCD66cマーカーを用い、蛍光標識細胞分取(FACS)により単離し、直ちにペレット化させ、Qiagen RLTPlus RNA溶解緩衝液(Qiagen Inc.)に溶解させた。この溶解液は、使用するまでの間−80℃で保管した。解凍し、販売元の指示書に従ってQiagen RNEasy単離キット(Qiagen社)を用い全RNAを抽出し、次に、販売元のプロトコル及び推奨される装置設定に従い、Nanodrop(Thermo Scientific)及びBioanalyzer 2100(Agilent)を用い定量化した。得られた全RNA調製物は、遺伝子の配列決定及び解析に好適なものであった。
TPC、TProg及びNTG細胞集団を、対照又はイリノテカン処理マウスから採取し、上記の通りに単離し、これらからRNA試料を得、次世代型配列決定プラットフォームのApplied Biosystems SOLid 3.0(配列決定はオリゴ単位でのライゲーション/検出に基づく)(Life Technologies)を用い、開始には全RNAを試料あたり少なくとも5ng用い、すべてのトランスクリプトームの配列決定を行った。ヒトゲノムから34,609の遺伝子をマッピングしたSOLiDプラットフォーム生成したデータによりCD46を検出することができた。すべての試料においてCD46の発現レベルが検証可能な測定値として得られた。
一般的に、次世代型配列決定プラットフォームのSOLiD3は、クローンとして増幅させ、ビーズに結合させたRNA/DNA断片を、並行して配列決定することができる。色素で標識したオリゴヌクレオチドとライゲーションさせ配列決定を行い、試料中に存在する各断片の50塩基読み取り断片を生成した。合計5億以上の読み取り断片により、ゲノム中のタンパク質発現に関係するmRNA転写レベルが正確に表される。SOLiD3プラットフォームは、発現だけでなく既知及び未知の選択的スプライシングに関するSNPも補足でき、かつ単に読み取り範囲に基づき新しくエキソンを発見できる可能性もある(読み取りマップは、ゲノムの配置に独特のものである)。したがって、この次世代型プラットフォームを使用することで、転写レベルでの発現における差異、並びにこれらの発現したmRNA転写物の特定のスプライス変異体に関する差異又は優先度を決定することができる。更に、Applied Biosystemsの全トランスクリプトーム解析プロトコルに修正を加え、SOLiD3プラットフォームにより解析したところ、増幅前の出発物質はわずかに約5ng程度しか必要とされなかった。選別した細胞集団から全RNAを抽出する際に、TPCサブセットが含まれる数が、例えば、NTG又は腫瘍と比較して、非常に小さい場合、使用可能な出発物質はごく少量でしか得られないため、使用量が約5ng程度であることは重要である。SOLiD3プラットフォームにおいて重複させて実施した結果得られた配列決定データを正規化し、形質転換させ、当業界で標準的な手法を用い倍数比を算出した。驚くべきことに、主にCD46タンパク質の表面発現の違いに基づいて単離したのにも関わらず、結腸直腸又は膵臓NTX腫瘍株においてCD46遺伝子の発現を測定したところ、この発現はCD46hi又はCD46−/lo細胞集団間で著しく異なるものではなかった。
より高等な哺乳動物では、タンパク質多様性の大部分は、翻訳時にメッセンジャーRNA(mRNA)によりコードされるエキソンの組み入れ又は除外(すなわち、選択的スプライシング)により生じる。トランスクリプトーム(すなわち、mRNA転写物)の配列決定により、特定の細胞集団にコードされるタンパク質についての有効な見通しが得られるのに対し、mRNAの使用量及び/又は遺伝子発現を測定する他の技術は、更にかなりの作業(標的化再配列決定(targeted resequencing))を必要とし、あるいはエクソン−エクソンジャンクションの使用(マイクロアレイ)について判断することができない。表2に示す通り、ABI SOLiD3プラットフォームで、mRNA増幅プロトコル及びNext−Gen配列決定を用い、全トランスクリプトームを配列決定することで得られたCD46転写物データの解析を基に、何人かの患者試料から得られたTPCで発現していたCD46の主要な変異体ではエキソン1〜6、8〜12及び14が含まれるように周辺がスプライシングされており、したがってエキソン7及び13が除外されていたことが示された(変異体D;NM_153826)(表2)。同様に、TPCの大部分で発現していた次に主要な変異体は、エキソン8を読み飛ばしていたため、CD46タンパク質に含まれるエキソンは1〜6、9〜12及び14に変化していた(変異体F;NM_172353)。要約すると、結腸直腸及び膵臓TPCで発現されるすべての変異体はエキソン1〜6及び10〜14を使用しているものの、転写物の大部分は、タンパク質の細胞内部分をコードしているエキソン13も読み飛ばしている。したがって、結腸直腸及び膵臓TPCにおいて発現したCD46転写物の多様性は、主にエキソン8の組み入れ又は除外に由来するものであった。他の結腸直腸腫瘍とは対照的に、SCRx−CR14 NTX腫瘍の転写物ではCD46エキソン7が使用されているが、これらのCD46変異体J(NM_172356)転写物は、CD46変異体Dの発現と比較するとやはりその量は少なかった(表2)。結腸直腸又は膵臓腫瘍細胞下位集団の転写物では、エキソン13の使用はほとんど観察されなかった。
それぞれのNTX腫瘍細胞下位集団から得たmRNAの全トランスクリプトーム配列決定により、翻訳後に使用されているCD46エキソンを正確に同定することができるようである。驚くべきことに、TPC下位集団は、より分化している子孫細胞TProg及びNTG細胞と同じCD46転写物を常にコード及び又は利用する訳ではないものと思われる。しかしながら、各腫瘍細胞下位集団においてコードされている転写物に関する情報は、TIC集団で発現しているCD46タンパク質の標的治療の開発に役立つであろう。
(実施例6)
RT−PCRによる、がん起始細胞濃縮細胞集団で発現しているCD46スプライス変異体の同定
SOLiD全トランスクリプトーム配列決定により観察されたCD46のスプライス型が、NTX腫瘍からFACSにより単離したそれぞれの細胞集団において発現しているCD46型と実際に同一であるか評価するために、可溶化液を、1% β−メルカプトエタノールを含有しているRLT−Plus緩衝液(製造元により供給)中で−70℃にて保存した後、RNeasy Plusマイクロキット(Qiagen,Inc.)を用い全RNAを単離した。具体的には、解凍した可溶化液を、QIAshredderスピンカラム(Qiagen)を用い懸濁し、gDNA Eliminatorカラムを用いゲノムDNAを除去した後に、RNeasy MiniEluteスピンカラムに加え、全RNAを捕捉した。洗浄後、RNaseを不含有の水を用い全RNAを溶出した。単離した全RNAを、RNA 6000 Picoキットを用い、NanoDrop 1000分光光度計又はAgilent 2100バイオアナライザのいずれかを使用して、製造元のプロトコルに従い定量した。次に、Quanta qScript cDNA SuperMixを用い、20ngの全RNAを逆転写し、AmpliTaqGold DNAポリメラーゼと、図5Aに掲載のe6順方向及びe14逆方向プライマーを用い、PCRにより増幅させた(アニーリング温度54℃及び伸長温度72℃で1分を40サイクル)。観察された変異体間で保存されていたエキソン、すなわちエキソン6及び14を利用し、Integrated DNA TechnologiesのPrimerQuest及びOligoAnalyzer3.0プログラムを用い、プライマー(配列番号1及び配列番号2)を設計した。100bpラダーのDNA分子量マーカーを用い、2% E−Gelで増幅産物を解析した。増幅後、QIAGEN QIAquick PCR精製キットを用いPCR産物を精製し、pCR4−TOPOベクターにクローン化した。次にTOP10細胞(配列決定用TOPO TA クローニングキット、Invitrogen)を用いベクターを形質転換し、コロニーを挿入断片の存在の有無についてPCRにより選別した。正しい挿入断片を含有しているプラスミドを、EZNAプラスミドミニプレップキットI(Omega Bio−Tek)を用い単離し、T3及びT4配列決定プライマーを用い配列決定した。
SCRx−CR5及びSCRx−CR11 NTX腫瘍から単離したCD46hi細胞由来の、CD46のエキソン6〜14増幅産物を、図5Bのエチジウムブロマイド染色ゲルのレーン1(CR5)及び2(CR11)に示す。分子量マーカー(100bpラダー)をレーンLに、テンプレート不含対照(NC)を第4レーンに充填した。別個に分離したバンドを視認し、cDNAを精製し、次に発現ベクターにクローン化し、バクテリアに導入した。単一のコロニーを採取し、T3及びT4プライマーを用い、上記に記載の通りに挿入断片を配列決定した。具体的には、CR5腫瘍細胞から増幅された主要な転写物には、エキソン6、9、10、11、12及び14(323bpの増幅産物、変異体FすなわちvF)が含まれていたのに対し、CR11腫瘍細胞において主要に転写されていることが確認された転写物には、エキソン6、8、9、10、11、12及び14(368bpの増幅産物、変異体DすなわちvD)が含まれていた(図5C)。次に主要な転写産物について存在を検出し、確認したが(図5Cの表に示す)、バンドはかろうじて視認できる程度のものであった(データ不掲載)。SCRx−CR4 NTX腫瘍株由来のTPC、TProg及びNTG細胞集団から得たmRNAも増幅させ、配列決定したところ、上記の全トランスクリプトームSOLiD3配列決定で各種利用を確認していたのにもかかわらず、各種腫瘍細胞下位集団において、変異体D及びFのより多義性の利用が示された(図5C)。
(実施例7)
腫瘍及び濃縮細胞集団におけるCD46スプライス変異体の発現を決定するために設計したスプライス変異体特異的なプライマー/プローブを用いるqRT−PCR
所定の細胞集団及び/又は全組織標本において、CD46スプライス変異体の発現レベルをより迅速に確認するために、具体的には、エキソン6〜12の利用について確認するために、ABI 7900HTリアルタイム定量的PCR装置に適するよう特注でqRT−PCRプライマー及びFAMプローブを設計した(図6)。各FAMプローブは、それぞれ、特定のスプライス変異体に特有の、特定のCD46エキソン−エキソンジャンクションを検出するよう設計し、標準的なTaqman(登録商標)qRT−PCRプロトコルを用い、少なくとも各サンプルを2本ずつ用意し、384ウェルプレートでPCRを実施した。例えば、FAM標識プローブは、エキソン8〜9ジャンクションを含むよう設計し、エキソン6、8、9及び10を利用する転写物の使用率と区別した(CD46変異体C、D及びM)及び6、7、8、9及び10(CD46変異体A及びB)。同様にして、エキソン6〜9及び8〜10の使用を捕捉するよう各FAM標識プローブを設計したことで、転写物が、エキソン6、9及び10(CD46変異体E及びF)を利用しているのか、エキソン6、8及び10(CD46変異体I及びJ)を利用しているのかを迅速に区別しかつqRT−PCRで定量することもできた。
これまでの例に記載のデータ同様、12の結腸直腸NTX腫瘍により、主要な結腸直腸腫瘍では、CD46エキソン6、8、9及び10、又はCD46エキソン6、7、8、9及び10を含む転写物が主要なスプライス変異体であることが示される(図6)。上記例に記載の通り、全トランスクリプトームの配列決定、及び捕捉した転写物の再配列決定によると、一次転写産物は6、8、9及び10を利用しており、これらは概してエキソン7を含有していなかったことから、結腸直腸腫瘍で主要な一次転写産物はCD46変異体Dであることが示唆される。エキソン6、9及び10(変異体F)、並びに6、8及び10(変異体J)を利用している転写物も存在したが、ほとんどの患者において、それぞれ確実に量は少なかった(図6)。これらのエキソン−エキソンジャンクション特異的プライマー(配列番号:3〜8)についてスクリーニングした12の試料のうち1つのものでは、すなわちNTX 腫瘍株SCRx−CR15においては、エキソン6、9及び10を発現している変異体が主要なCD46転写物であり、CD46のエキソン6、8、9及び10をコードしている転写物の発現は比較的弱かったことが示された。驚くべきことに、これらのデータ及び上記実施例で記載のデータによると、結腸直腸がん起始細胞では、CD46一次スプライス変異体は、エキソン6、8、9及び10(変異体D)又はエキソン6、9、及び10(変異体F)のいずれかを利用する。結腸直腸腫瘍及び膵臓腫瘍のいずれもにおいて、CD46が一貫して腫瘍惹起能に関連付けられ、かつこれらの細胞表面上で発現されるCD46タンパク質のコードには概してこれらの特異的エキソン−エキソンジャンクションが用いられることから、エキソンジャンクション6〜8、6〜9、及び割合は低いもののエキソンジャンクション8〜10及び9〜10(変異体B、D及びFに存在する場合、エキソン13も選択的に除外される)は、例えば、がん起始細胞に毒素を送達するか、又は細胞毒性T細胞を補充してこれらを除去する能力を持つ抗体の標的となる。
(実施例8)
例示的な腫瘍試料におけるCD46タンパク質発現
これまでの実施例に記載される通り、TIC上のCD46の表面発現の増加を記録し、これらの細胞及び腫瘍において、CD46のコードに利用されているエキソンジャンクションを特徴付けした後で、同様の腫瘍試料においてCD46タンパク質が対応して増加することについての根拠を探索した。この観点から、逆相癌タンパク質ライセートアレイ(ProteoScan(商標)アレイ、OriGene Technologies)には、11の腫瘍型由来の432の組織ライセートの4種の希釈物、又はそれらの各々の隣接する正常な細胞組織と、外因性プロモーターによりTP53を過剰発現させていない、又は過剰発現させたHEK−293細胞からなる対照と共に用意した。このアレイで、抗ヒトCD46ウサギポリクローナル抗体(HPA、Sigma Aldrich)又は抗タンパク質コンストラクト(CD46のエキソン6、8、9及び10をコード)マウスモノクローナル抗体(以降実施例10のSC1.N29)のいずれかを用い、ライセート中のCD46タンパク質発現を検出した。比色検出試薬及びプロトコルは、ProteoScanアレイの製造元により得た。作製したアレイ上のスポットは、BZScan2 javaソフトウェア(http://tagc.univ−mrs.fr/ComputationalBiology/bzscan/)を用い、平台型スキャナによりデジタルイメージへと変換し、スポット強度を定量した。
これらのアッセイの結果を図7A〜7C及び図8A〜Cに示す。CD46タンパク質の発現が、種の異なる腫瘍型において上方制御されていることを示す。より詳細には、図7A〜7Cは、pan−CD46抗体を採用し、疾患の様々なステージにわたる異なる腫瘍型を有する患者から得た標本由来(すなわち、腫瘍試料)の、隣接する正常な組織又は腫瘍組織における、ヒトCD46の発現レベルを示す。同様にして、図8A〜8Cは、CD46のエキソン10と反応して、各種腫瘍試料中での発現レベルを示す、抗体を使用する。これまでに記載の通りにデータを生成し、スポットあたりの平均ピクセル強度(スポット強度)として表した。各データ群に関する直線プロットは、各分類に含まれる試料の中央値を表す。
既知のすべてのCD46スプライス変異体に存在するエキソン1〜6によりコードされる領域内の領域を認識するpan−CD46抗体(HPA)を用い検出したところ、CD46タンパク質の発現は、結腸直腸腫瘍標本のサブセット、特にステージIVの疾患患者の標本サブセットにおいて、有意に上昇していた(図7A)。図7Bは、神経内分泌及び非神経内分泌形態の疾患を有する膵臓癌患者より得た腫瘍試料における発現レベルを示すのに対し、図7Cは、異なるステージの卵巣がん患者由来の試料における発現レベルを示す。同様にして、14種のすべてのCD46転写物により利用されるCD46エキソン10を認識する、より選択的な抗体(SC1.N29、以降の実施例15において特異性決定を行う)は、隣接する正常な組織と比べた場合に、より特異的に後期ステージの結腸直腸腫瘍(図8A)、卵巣腫瘍(図8B)及び神経内分泌サブタイプの膵臓腫瘍(図8C)と反応していた。更に、pan抗CD46ポリクローナル抗体とは対照的に、CD46エキソン10特異的抗体(SC1.N29)を用い標識した場合、隣接する正常な組織試料間のスポット強度及び標準偏差は有意に低かった。これらの結果は、上記腫瘍では、癌細胞においてはCD46タンパク質の発現が上方制御されていたが、正常組織ではCD46タンパク質の発現は最小であったことを示唆する。
これらのデータは、上記実施例で見られた観察結果、すなわち、CD46の過剰発現が、がん起始細胞及び/又はTPCの増殖及び生存に関与している可能性があるという結果を支持する。CD46の発現を示すこれまでの実施例から、結腸直腸及び膵臓腫瘍においてTPCを豊富に含む細胞集団の境界が少なくとも一部画定され、並びにCD46の表面発現が腫瘍形成及び腫瘍増殖に関連することが少なくとも一部画定されたことを考慮して、抗CD46抗体の生成に使用し得るCD46免疫原を構築することにした。
(実施例9)
可溶性CD46コンストラクトの作製及び発現
CD46モジュレータの生成及び特徴付けに使用するため、D、F及びJ型アイソフォームを用い、可溶性CD46コンストラクトを3種作製した。
腫瘍試料Cd4p2から得たcDNAをもとにPCRを行い、CD46アイソフォームD(CD46遺伝子のエキソン1〜6、8〜12、及び14;コード配列NM_153826に相当)、及びアイソフォームF(エキソン1〜6、9〜12、及び14;コード配列NM_172353に相当)の全長ORFを、pENTRベクター(Life Technologies)にクローン化した。DNA配列決定により、アイソフォームFクローンには、NCBIの参照配列(NM_172353)に関連する変異が含まれないのに対し、アイソフォームDクローンには、翻訳領域のヌクレオチド+822(ここで+1とは、野生型CD46のORFの開始配列ATGにおいて「A」を示す)に単一のC→Tサイレント変異が含まれていたことが示された。CD46アイソフォームDのcDNAをテンプレートとして用い、スプライス部位重複伸長PCR(splice overlap extension PCR)により、CD46アイソフォームJ(エキソン1〜6、8、10〜12、及び14;NM_172356のcdsに相当する)の完全長の翻訳領域を生成した。DNAの配列決定を行い、上記のサイレント変異以外の変異がアイソフォームJクローン中に存在していないことを確認した。
これらの3種のCD46変異体のそれぞれから得た細胞外ドメイン(ECD)コード配列を、PCRにより、pSec−2−Hygroベクター(Life Technologies)に、マウスIg κ−鎖リーダー配列と8×Hisタグとをフレーム内に含むようクローン化した。3種のCD46 ECDのcDNAは、各アイソフォームのすべてで成熟型N端末残基(Cys35)から開始され、膜貫通型ドメイン(変異体アイソフォームの残基343に相当)まで続くCD46タンパク質をコードする。すべてのcDNAコンストラクトは、高忠実度AccuPrime(商標)Taq DNAポリメラーゼ(Life Technologies)を用いPCRにより生成し、pSec−Tag(Life Technologies)に固有のSfiI−PmeI部位にクローン化した。異なるCD46スプライス変異体をコードしているプラスミドにより、HEK−293T細胞を一過性に形質転換した。一過性に形質転換させた細胞の培養上清から、Niアフィニティカラムにより、ヒスチジンタグと融合させた可溶性の分泌型CD46 ECDタンパク質を精製した。pH 7.2のリン酸緩衝食塩水(PBS)を用い、Superdex200カラム(GE Healthcare)にてサイズ排除クロマトグラフィーを行い、タンパク質更に精製した。
得られるコンストラクト、CD46D−His(配列番号9)、CD46F−His(配列番号10)、及びCD46J−His(配列番号11)のアミノ酸配列を、次に示す。
(実施例10)
CD46モジュレータの生成
本開示の技術に従って、CD46D−Hisを用い接種を行い、CD46モジュレータをマウス型抗体の形態で調製した。この調製に関し、マウス細胞株を3種用い、異常増殖性疾患の治療の際に、CD46の作用を阻害するために使用することのできる、高親和性のマウスモノクローナル抗体を生成した。具体的には、ヒト組み換えCD46により、Balb/c、CD−1、及びFVBマウスの細胞株を免疫化し、次のとおりにハイブリドーマの調製に使用した:
抗原
マウスを、実施例9のCD46−D−Hisの細胞外ドメインを含む組み換え融合タンパク質と、CD46タンパク質配列に由来しかつエキソン−エキソンジャンクションがエキソン6〜8及び6〜9に位置する2種類の合成ペプチドと、の両方により免疫化した。
固相合成法(AnaSpec社)により、ペプチド(21〜22アミノ酸長さ)を合成した。CD46タンパク質に含まれるペプチドのアミノ酸配列は次の通りである。
エキソン6〜8ジャンクション:CVPKSLKVSTSSTTKSPASSAS(配列番号12)
エキソン6〜9ジャンクション PVPKSLKGPRPTYKPPVSNYPG(配列番号13)
免疫
雌Balb/c、CD−1及びFVBマウスの細胞株を用い、抗CD46マウスモノクローナル抗体を調製した。合成CD46ペプチド1及び2(各免疫につき、マウス1匹あたり50μg)を、組み換え型CD46D−His(マウス1匹あたり10μg)と組み合わせた混合物を、足底注射により10回投与し、マウスを免疫した。注射前に、免疫原混合物は等量のTITERMAX又はアラムアジュバントにより乳化した。
抗CD46マウスモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマの生成
血清が陽性を示した免疫マウスを屠殺し、流入領域リンパ節を(拡張されているならば膝窩及び鼠径部)を取り外し、抗体産生細胞の供給源として使用した。電気融合法により、1:1比でB細胞の単個細胞懸濁液(6.35×10細胞)を、非分泌型P3x63Ag8.653骨髄腫細胞(ATCC #CRL−1580)と融合させた。ECM2001型fusion generator(Genetronic社)を用い、電気的細胞融合を実施した。HAT(Sigma #A9666)を添加し、15% Fetal Clone I serum (Hyclone)、1mMピルビン酸ナトリウム、4mM L−グルタミン、10μg/mLゲンタマイシン、50μM 2−メルカプトエタノール、100μMヒポキサンチン、0.4μMアミノプリテン、及び16μMチミジンを含有させたハイブリドーマ選別培地(DMEM(Cellgroカタログ番号15−017−CM))に、細胞を再懸濁し、次いで最終的なB細胞播種数が96ウェルプレートあたり2×10個になるように、200μL/ウェルを20枚の96ウェル平底組織培養プレートに播種した。次に、このプレートを、5% CO及び95%大気に設定した、調湿した37℃インキュベータに7〜10日間入れた。
抗ヒトCD46抗体のスクリーニング:
15枚の96ウェルプレートから得た培養上清をELISAによりスクリーニングした。より具体的には、遺伝子導入したHEK−293細胞由来の、精製組み換え型CD46D−His融合タンパク質の炭酸緩衝液溶液により、ELISAマイクロタイタープレートを100ng/ウェルでコーティングした。プレートを4℃で一晩インキュベートし、次に200μl/ウェルの3% BSA/PBS/Tween(0.05%)でブロッキングした。ハイブリドーマを培養したプレートから得た上清を各ウェルに加え、室温で1〜2時間インキュベートした。このプレートをPBS/Tweenで洗浄し、次に(than)抗ヤギマウスIgG(Fc断片特異的)を西洋ワサビペルオキシダーゼ(horseradish proxidase)(Jackson ImmunoResearch)で室温で1時間標識した。洗浄後、このプレートはTMB(3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン)基質(Thermo Scientific 34028)で発色させ、分光光度計によりOD 450で解析した。
細胞培地で増殖させた、CD46特異的ハイブリドーマ(抗原と反応させた154の培養上清)を再播種し、再スクリーニングし、限界希釈から始め段階的にサブクローン化し、又は単個細胞をFACS選別した。得られたクローン集団を増殖させ、冷凍培地(90%FBS、10% DMSO)で冷凍保存し、及び液体窒素中に保管した。
(実施例11)
フローサイトメトリーによるCD46モジュレータ評価
フローサイトメトリーアッセイ用に、50×10個のSW480細胞(ATCCカタログ番号CCL−228;ヒトCD46を天然に高発現することが既知)を、最終濃度が2.5×10細胞/mLになるように同数のチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO−S;ヒトCD46を発現しない)と混合した。15枚の96ウェルプレートの各ウェルで、実施例10に記載のとおりに得た異なるクローンから得られたCD46抗体を含有している細胞上清25μLに細胞混合物20μLを加えた。試料を穏やかにボルテックス処理し混合して、プレートを4℃にて30分間インキュベートした。次に細胞をPBSで1回洗浄し、次に4℃の暗所にてDyLight649抗マウスIgG(BioLegend Inc.)により30分間染色した。インキュベート後、細胞をPBSにより洗浄し、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール;死細胞を解析から除外するため)により対比染色した。陽性対照試料は、1:100希釈した市販のマウスモノクローナルCD46抗体(MEM−258;BioLegend)を用い調製し、陰性対照は抗マウスIgGのみで標識した。試料はフローサイトメトリーにより解析した。
上記に記載のフローサイトメトリープロトコルを用い、154の陽性ハイブリドーマのうち114の上清(1,440のプロスペクティブなCD46抗体を発現しているハイブリドーマクローン以外のもの)を、細胞表面上のヒトCD46と相互作用する抗体を含有しているかについて判定した(データ不掲載)。フローサイトメトリーによる抗体スクリーニングにより、本発明のモジュレータは、細胞表面のCD46発現の特徴付け、及びCD46陽性細胞の探知に効果的に使用出来ることが示された。
(実施例12)
CD46モジュレータの内部移行
抗CD46抗体を産生するハイブリドーマから上清を得、この上清を、細胞表面にCD46を発現するK562細胞に内部移行する能力についてスクリーニングした。初期濃度10/mlのK562細胞(単個細胞懸濁液)を、Human TruStain(BioLegend Inc.)により室温で10分間ブロッキングし、各条件につき5×10細胞に希釈した。2つずつ用意した試料を、次に最終容量50μLにて、氷上で、抗体を含有している細胞上清を用い、30分間染色した。細胞を次にFACS染色培地(FSM;2%ウシ胎児血清/ハンクス平衡塩類溶液/25mM HEPES[pH7.4])で洗浄し、未結合の抗体を除去した。この工程後、抗マウスロバ抗体Alexa647(Life Technologies)により氷上で30分第2染色した。試料を再度洗浄し、未結合の抗体を除去し、次いで内部移行培地に再懸濁した(2%ウシ胎仔血清/イスコフ改変ダルベッコ培地)。
内部移行させるために、試料を5% CO2、37℃(又は対照は4℃)にて1時間インキュベートした。次に試料を氷冷し内部移行を停止させ、過剰量の氷冷FSMを加えた。内部移行せず、細胞表面に残存している、任意の抗体を除去するために、試料を、氷上で、低pHのPBS(pH 2.0)により10分間処理した。この「酸による除去」後、試料をFSMにより大規模に洗浄し、2μg/mL DAPIを含有させた150ulのFSMに再懸濁し、フローサイトメトリーにより解析した。抗体が内部移行(酸による除去工程時に、細胞表面からの除去から蛍光標識が保護される)した結果として、バックグラウンドを超える任意のシグナルが得られる。別途記載のない限り、すべてのインキュベーションはFSMにて行った。
上記の酸による除去プロトコルにより、抗CD46抗体含有ハイブリドーマクローンの培養上清を少なくとも75試料スクリーニングしたところ、IgG1及びIgG2bの陰性対照抗体と比較して、多くの上清の蛍光が陽性に転換していた(図9A)。例えば、代表的なSC1.N149及びSC1.N71のクローンは、これらのクローンから得た上清中に含まれる抗体が内部移行できるものであり、Alexa647二次抗体を酸による除去から保護するという範囲内に含まれる、優れた内部移行を示した。これらのデータは、ヒトCD46スプライス変異体特異的ペプチドに対し生成された抗体サブセット及びCD46D−Hisが、細胞上に存在する抗原に結合し、内部移行することができることを実証する(図9A)。
(実施例13)
標的部位としてのCD46モジュレータ
抗体に安定的に結合させた細胞毒性薬を標的化させることで、固体腫瘍に罹患している患者に対し優れた治療効果を有し得る抗体によるアプローチが示される。上記のCD46特異的抗体が生細胞への細胞毒性剤の送達を介在し得るか否かを評価するため、in vitroで細胞致死アッセイを実施した。このアッセイでは、リボソーム不活性化タンパク質のサポリン(Advanced Targeting Systems)と複合体形成させた抗マウス2次抗体をマウスFc領域を介しCD46抗体に結合させ、これらのサポリン複合体が細胞に内部移行しかつ細胞を殺傷する能力を、72時間後に細胞の生存能を評価することで評価した。
具体的には、ウェルあたり5,000個のK562細胞を96ウェルプレートのウェルに蒔いた。抗体を含有している上清からスクリーニングするか、あるいは上清から精製し、次に20μg/mLに希釈してスクリーニングするかのいずれかにより、上記の抗CD46抗体をスクリーニングした。各抗体のアリコートをそれぞれ、抗マウスZAP又はIgG−ZAP(Advanced Targeting Systems)と1:1で混合し、5秒ボルテックス処理し、次に室温で1時間インキュベートした。次に、抗体−サポリン複合体を更に2回連続10倍希釈し、各混合物からそれぞれ50μLを、50μLの培地とK562細胞とを予め分取しておいたウェルに加えた。次に、細胞/抗体複合体混合物を37℃で24時間インキュベートした。インキュベート後、細胞を丸底96ウェルプレート中でスピンダウンさせ、上清を除去し、新鮮な培養培地を各ウェルに100μLずつ加えた。この細胞を次に更に72時間インキュベートし、次に製造元のプロトコル通りにCellTiter−Glo(Promega Inc.)を用い、生存細胞数を計数した。
サポリン毒素の内部移行を介在する能力について、並びに上記の通りの細胞殺傷能について、CD46特異的内部移行抗体クローンをスクリーニングしたところ、実施例12の内部移行アッセイで内部移行することのできたすべての抗体クローンでin vitroにおいて細胞の殺傷を介在することができた一方、非特異的なマウスIgG SAP抗体対照には細胞殺傷能はなかった(図9B)。これらの観察から、本開示の抗CD46抗体の内部移行により、細胞への細胞毒性毒素の送達を介在することができ、例えば、結果として、CD46hi細胞が死滅することが確認される。腫瘍の再生に関与し、かつ治療耐性をもつ結腸直腸及び膵臓腫瘍細胞上記の通りCD46hiであることから、本明細書に記載のモノクローナル抗体は、現行の標準的な治療法と比べて患者の全生存率に有意に作用し得る治療薬として非常に有望である。
(実施例14)
CD46モジュレータの配列決定
ここまでの例により、固定化したヒトCD46と明らかに高親和的に結合する、数多くの例示的な異なるモノクローナル抗体を選別した。図11A及び図11Bに表で示す通り、実施例10のmAbsをコードしているDNAの配列解析により、その多くが特有のVDJ再編成を有し、かつ新規相補性決定領域を示していたことが確認された(注;相補性決定領域は、図11Bに示される
列決定を始めるにあたり、TRIZOL試薬をInvitrogen(Life Technologies)から購入した。ワンステップRT PCRキット及びQIAquick PCR精製キットはQiagen,Inc.から購入し、RNasinはPromegaから購入した。カスタムオリゴヌクレオチドはIntegrated DNA Technologiesから購入した。
RNA調製の際、ハイブリドーマ細胞はTRIZOL試薬に溶解させた。10μL〜10μLの細胞を、1mL TRIZOLに再懸濁させた。200μLクロロホルムを加え、チューブを激しく振盪させた。試料を4℃で10分間遠心した。水相を新しいマイクロチューブに移し、等量のイソプロパノールを加えた。チューブを激しく振盪させ、室温で10分インキュベートした。次に試料を4℃で10分間遠心した。ペレットを1mL 70%エタノールで1度洗浄し、室温で簡単に乾燥させた。RNAペレットを40μLのDEPC処理水に再懸濁した。調製したRNAの品質を、1%アガロースゲルで3μLを分離させて評価した。RNAは、使用時まで−80℃のフリーザに保管した。
マウス免疫グロブリン重鎖に特異的なコンセンサスプライマーのセットによりハイブリドーマの可変DNA配列を増幅させ、及び可変領域プライマーの混合物を用いκ軽鎖を得た。ワンステップRT−PCRキットを使用し、各RNA試料からVH及びVK遺伝子断片を増幅した。QiagenワンステップRT−PCRキットには、Sensiscript及びOmniscript逆転写酵素のブレンド、HotStarTaq DNAポリメラーゼ、QiagenワンステップRT−PCR緩衝液、dNTPミックス及びQ−Solution、「増幅の難しい」(例えば、GCリッチな配列)テンプレート配列を効果的に増幅することのできる新規添加剤、が含まれる。
RNA 3μL、100μM重鎖又はκ軽鎖プライマーのいずれかを0.5、5×RT−PCR緩衝液を5μL、dNTPを1μL、逆転写酵素とDNAポリメラーゼを含有している酵素ミックスを1μL、及びリボヌクレアーゼ阻害剤RNasin(1ユニット)0.4μLを含む反応混合物を調製した。反応混合物は、逆転写及びPCRのいずれにも必要とされる試薬をすべて含有する。サーマルサイクラーのプログラムは、RT−PCR工程は50℃で30分、95℃で15分の後に、(95℃で30秒、48℃で30秒、72℃で1.0分)を30サイクルとして設定した。その後、最後に72℃で10分インキュベートした。
DNAの配列を直接決定するため、PCR産物は製造元のプロトコルに従ってQIAquick(商標)PCR精製キットにより精製した。50μL滅菌水によりスピンカラムからDNAを溶出させ、次に両方の鎖を直接配列決定した。PCR断片を直接配列決定し、VBASE2を用いDNA配列を解析した(Retter et al.,Nucleic Acid Res.33;671〜674,2005)。
上記のようにして、18の例示的な抗体重鎖及び軽鎖可変領域に関するアミノ酸及び核酸配列をそれぞれ図10A〜10Rに示し(配列番号:14〜85)、それに対しこれらの抗hCD46抗体に関する遺伝子の構成及び誘導されるCDRは、それぞれ図11A及び11Bに表として示す(配列番号:86〜193)。
注目すべきは、18のモノクローナル抗体のうち、有意な画分(50%)が、VK10及びVK14軽鎖生殖系列断片を含有していると配列決定された。より詳細には、免疫したマウスレパートリーでは、IGKV10−94及びIGKV14−111遺伝子を使用する傾向が強かった。更なる解析により、18のmAbsのうち6つがIGKV10−94遺伝子を使用し、19のmAbsmのうち3つがIGKV14−111遺伝子を使用していることが示された。IGKV14−111遺伝子断片を使用している3つの抗体(SC1.N56、SC1.N66及びSC1N77)は、CD46 sushiドメイン1内に存在するエピトープを認識する。IGKV10−94遺伝子断片を使用している6つの抗体のうち5つはSushiドメイン3〜4内のエピトープを認識する。クローン選別法の性質は明らかではないものの、これらの生殖系列遺伝子断片のCDR領域は、CD46の抗原決定基に結合するのに望ましい立体構造を形成する。同時に、可変領域には、重鎖で観察されるような傾向はなかった。
(実施例15)
CD46モジュレータのエピトープ決定
上記のように、CD46はI型膜糖タンパク質であり、細胞外ドメインであるアミノ末端ドメイン(すなわち、エキソン1〜6にコードされ、すべてのCD46転写物に共通)は4つのショートコンセンサスリピート(SCR)からなる。これらの各SCRは約60個のアミノ酸からなるシステインリッチドメインである。CD46の4つのSCRの後にはSTPドメインが続き、上掲Karosi et al.(引用によりその全体を本明細書に組み込む)に記載の通りに、このドメインにより3種のスプライス変異体、すなわちCD46D、CD46F及びCD46Jが定義される。pan−CD46抗体(すなわち、1種以上のSCRを結合する抗体)と抗CD46抗体アイソフォームとを区別するため、概して実施例9に示す通りにpSec−Tagベクターによりpan−CD46 ECD−Fcコンストラクトを生成した。このコンストラクトは4種のSCR(すなわち、エキソン1〜6)をコードするものであり、CD46 ECD変異体に関する上記の手法と同様の手法を用い、HEK−293T細胞においてCD46 ECD−Fcを発現させる際に使用した(データ不掲載)。各ハイブリドーマの上清を、pan−又はアイソフォーム特異的CD46 ECDタンパク質のそれぞれとの結合性について試験した。CD46抗原を、実施例9のCD46エキソン1〜6及びCD46D−His、CD46F−His及びCD46J−Hisから誘導し、His−タグ精製し、これによりELISAプレートをコーティングした。各モノクローナル抗体を、HRP標識した抗マウスヤギIgGにより検出した。Pan−CD46抗体を、CD46細胞外ドメインの最初の6つのエキソンを含み、エキソン7〜10は欠落しているCD46抗原と反応する能力をもとに識別した。160のうち155のmAbsが、外部ドメインを発現していたすべてのCD46組み換え体と結合し、pan抗体であることが判明した。5つのmAbはCD46の最初の6つのエキソン中のエピトープは認識しなかったものの、3種のスプライス変異体、すなわちCD46D、CD46F及びCD46Jを定義するSTPドメインは認識した。
図12Aは、SC1.N122及びSC1.N29抗体のELISAデータをグラフ表示する。このデータは、SC1.N122は、CD46のエキソン1〜6(すなわち、CD46ECD−Fc)、CD46D−His、CD46F−His及びCD46J−Hisに結合したことからpan−CD46抗体であることを示す。それに対しSC1.N29はCD46のエキソン1〜6に対してほとんど又は全く結合しなかったものの、CD46D−His、CD46F−His,及びCD46J−Hisに対しては結合を示した。したがって、これらのデータは、SC1.N29は、エキソン8、及びエキソン9によりコードされるSTドメインに結合し、あるいはエキソン10内の膜近接ドメインに結合することを示す。
SC1.N29により認識されるCD46領域をより詳細に識別するために、CD46の各種エキソン−エキソンジャンクションから誘導した合成ペプチドをELISAプレートに直接コーティングした。これらのペプチドに対するSC1.N29の結合を、HRP標識抗マウスヤギIgGにより検出した。図12Bに示す通り、SC1.N29は、エキソン9−エキソン10ジャンクションから誘導したペプチド4に結合した。SC1.N29が、ペプチド4(図12B)及びCD46J(図12A)に結合したこと、並びにこのペプチドとCD46Jタンパク質はこれらの残基のみが共通していることから、これらのデータにより、SC1.N29がエキソン10内の領域に結合することが示唆された。
(実施例16)
CD46モジュレータ用モノクローナル抗体のヒト化処理
コンピュータを用いるCDRグラフト法(Abysis Database,UCL Business Plc.)並びに標準的な分子設計法によりマウス抗体SC1.N71及びSC1.N149をヒト化し、hSC1.N71及びhSC1.N149モジュレータを得た。マウスフレームワーク配列に対して最も相同性が高くなる配列、及びそのカノニカル構造に基づき、可変領域のヒトフレームワーク領域を選別した。各CDRドメインに割り当てられたアミノ酸を解析するにあたり、Kabat et alの付番に従う。最適なヒト化抗体を精製するために、いくつかのヒト化抗体変異体を作成した。いずれのヒト化抗体も、マウスハイブリドーマ由来の抗原結合相補性決定領域(CDR)をヒトフレームワーク領域と会合させて保持する。ヒト化SC1.N71mAbは、CD46抗原に結合する際の結合親和性が改善されていたのに対し、ヒト化SC1.N149 mAbは、マウス対応物の場合と同様の抗原結合親和性を保有している。
当該技術分野で認識されている手法を用い分子設計を行った。この目的に際し、製造元のプロトコル(Trizol(登録商標)Plus RNA精製システム,Life Technologies)に従って、ハイブリドーマから全mRNAを抽出した。完全マウスレパートリーを標的とするよう設計した、32種のマウス特異的5’リーダー配列プライマーからなるプライマーミックスを、3’マウスCγ1プライマーと組み合わせて使用して、抗体重鎖可変領域を増幅及び配列決定した。同様に、各Vkマウスファミリーを増幅するよう設計した32種の5’Vkリーダー配列のプライマーミックスを、マウスκ定常領域に特異的な単一の逆方向プライマーと組み合わせて使用して、κ軽鎖を増幅及び配列決定した。V及びV転写物を、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)により100ngの全RNAから増幅させた。
各ハイブリドーマに関し、合計8回のRT−PCR反応反応を実施した。8回のうち4回はVκ軽鎖を、4回はVγ重鎖(γ1)を増幅させた。増幅にはQIAGENワンステップRT−PCRキット(Qiagen,Inc.)を使用した。抽出したPCR産物を、特定のV領域プライマーを用い直接配列決定した。IMGTを用い、ヌクレオチド配列を解析して、生殖系列V、D及びJ遺伝子のメンバーが最も高い配列相同性を有することを確認した。得られた配列に対し、V−BASE2(上掲Retter et al)を用い、V及びV遺伝子をマウス生殖系列のデータベースとアラインメントし、生殖系列の既知のDNA配列IgV及びJ領域と比較した。
ヌクレオチド配列の情報から、SC1.N71及びSC1.N149の重鎖及び軽鎖のV、D及びJ遺伝子断片に関するデータを得た。組み換えモノクローナル抗体をクローニングするため、配列データに基づき、抗体のIg V及びV鎖のリーダー配列に特異的な、新しいプライマーセットを設計した。続いてV−(D)−J配列をマウスIg生殖系列の配列とアラインメントした。重鎖遺伝子のN71がVHQ52.a13.37(V)、DSP2.9(D)及びJH3として同定されたのに対し、重鎖遺伝子のN149はIGHV1−18(V)、DSP2.8(D)及びJH3として同定された。いずれのmAbsも、軽鎖遺伝子は、IGKV10−94及びJK1生殖系列遺伝子ファミリーに由来するものであった。
SC1.N71から得られた重鎖及び軽鎖配列を機能性ヒト可変領域の配列とアラインメントさせ、相同性及びカノニカル構造について再調査した。解析をもとに、ヒト化SC1.N71コンストラクトに使用するために、フレームワークにアミノ酸置換を持たないV4−59生殖系列及びJH4J断片を選別した。ヒト化SC1.N71重鎖の可変領域は、ヒトVH4〜59生殖系列配列に対して88%の配列相同性を示し、かつマウス可変領域に対しては78%の配列相同性を示す。SC1.N71軽鎖に同様の手順を実施し、フレームワークにアミノ酸置換が存在しないヒト生殖系列のV O2及びJ断片JK1を選別した。得られた、hSC1.N71κ軽鎖由来の可変領域は、ヒトV O2生殖系列の配列に対して90%の配列相同性を示し(陽性Zスコア(positive Z score value)は0.945)、かつマウス可変領域に対して85%の配列相同性を示す。ヒト化SC1.N71重鎖(配列番号:198及び199)、及びヒト化軽鎖(配列番号:200及び201)の核酸配列及び対応するアミノ酸配列を図13Aに示し、CDR(Kabat et al.により定義される通りのもの)に下線を付する。
hSC1.N149の誘導後に同様の手順を行った。この解析により、フレームワークにアミノ酸置換の存在しないV1−18遺伝子断片及びJ断片JH4を含むヒト化重鎖を得た。ヒト化SC1.N149重鎖重鎖の可変領域は、VH1−18生殖系列配列に対して87%の配列相同性を示し、かつマウス可変領域に対しては77%の配列相同性を示す。軽鎖可変領域の解析では、フレームワークに置換の存在しないV O2及びJ断片が有効であると示された。ヒト化SC1.N149κ軽鎖由来の可変領域は、ヒトV O2生殖系列の配列に対して87%の配列相同性を示し(陽性Zスコアは0.942)、かつマウス可変領域に対して80%の配列相同性を示す。ヒト化SC1.N149重鎖(配列番号:202及び203)、及びヒト化軽鎖(配列番号:204及び205)の核酸配列及び対応するアミノ酸配列を図13Aに示し、CDR(Kabat et al.により定義される通りのもの)に下線を付する。
両方の重鎖の合成ヒト化可変DNA断片(Integrated DNA Technologies)を、ヒトIgG1発現ベクターにクローン化した。可変軽鎖断片をヒトC−κ発現ベクターにクローン化した。重鎖及び軽鎖をCHO細胞に同時導入し、抗体を発現させた。
より具体的には、抗体産生に際し、マウス及びヒト化可変遺伝子PCR産物を、ヒト免疫グロブリン発現ベクターに指向性クローニングさせた。Ig遺伝子特異的PCRに使用したすべてのプライマーは制限部位(IgHに関してはAgeI及びXhoI、IgKに関してはXmaI及びDraIII)を含んでいた。この制限部位により、それぞれヒトIgG1及びIGK定常領域を含む発現ベクターをクローニングした。簡潔に述べると、PCR産物は、それぞれAgeI及びXhoI(IgH)、XmaI及びDraIII(IgK)による消化後にQiaquick PCR精製キット(Qiagen社)により精製した。消化したPCR産物は、発現ベクターにライゲーションする前に精製した。総量10μLの200U T4−DNAリガーゼ(New Engl and Biolabs)、7.5μLの消化及び精製済み遺伝子特異的PCR産物、及び25ng直線化させたベクターDNAを用い、ライゲーション反応を実施した。3μLのライゲーション産物を用い、形質転換受容性の大腸菌DH10Bバクテリア(Life Technologies)を、42℃にて熱ショックにより形質転換させ、アンピシリン入りの寒天培地に播種した(100μg/mL)。V領域のAgeI−EcoRI断片を、pEE6.4HuIgG1発現ベクターの同様の部位に挿入し、それに対し合成XmaI−DraIII V挿入物をpEE12.4Hu−κ発現ベクターのXmaI−DraIII部位にクローン化した。
293fectinを使用し、適切なプラスミドによりHEK 293細胞に遺伝子導入し、ヒト化抗体産生細胞を生成した。この際、プラスミドDNAはQIAprepスピンカラム(Qiagen)により精製した。ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)に10%熱不活化FCS、100μg/mLストレプトマイシン、100U/mLペニシリンG(すべてLife Technologies)を添加して用い、ヒト胚性腎臓(HEK)293T(ATCC番号CRL−11268)細胞を標準的な条件下において150mmプレート(Falcon、Becton Dickinson)で培養した。
一過性形質導入を行うために、細胞を培養密度が80%になるまで増殖させた。IgH及び対応するIgL鎖を組み込んだ等量のベクターDNA(各ベクターDNAをそれぞれ12.5μg)を1.5mL opti−MEM/50μL HEK 293形質導入試薬に添加した。この混合物を室温で30分インキュベートし、培養プレートに均一に分配した。形質導入の3日後に培養上清を回収し、新鮮な20mL DMEM(10% FBS含有)に置き換え、形質導入の6日後に再度培養上清を回収した。800×gで10分間遠心分離して培養上清から細胞細片を取り除き、4℃で保存した。プロテインGビーズ(GE Healthcare)を用い、組み換えキメラ及びヒト化抗体を精製した。
(実施例17)
CD46モジュレータの結合特性評価
上記の通りに生成し選別したCD46モジュレータの結合特性を、各種手法により解析した。具体的には、概して標準的な手法を用い、上記実施例9に示した通りに、生成し及び発現させた3種のCD46相同体に対する親和性、動態学、ビニング、及び交差反応について数多くのCD46抗体を特性評価した。より詳細には、マカク(社内でタンパク質の配列決定を行い及び発現させた、データ不掲載)、マーモセット(Callithrix jacchus;GenBank受入番号:Q8HYX8.2)、及びリスザル(Saimiri sciureus;GenBank受入番号:AAB66819.1及びAAC39671.1を組み合わせて作成したコンストラクト、データ不掲載)のCD46相同体を発現させ、ForteBIOによる解析を行う前に精製した。ウェスタンブロットにより、還元又は非還元の抗原に対する抗体反応性も測定し、還元させた抗原に結合した数少ない抗体を試験した。これらの実験結果を図14に表として示す。
このデータに関し、正確性を保証するために3通りの方法で親和性を評価した。第1に、ELISAを用い、連続希釈した抗原を標識した既定量の抗体について結合シグナルを測定し、相対的なモジュレータ活性を評価した(データ不掲載)。第2に、選別したモジュレータの親和性及び速度定数kon及びkoffを測定し、次に標準的な抗原濃度系列でForteBIO RED(ForteBIO,Inc.)によりバイオレイヤー干渉解析を行った。第3に、表面プラズモン共鳴(Biacore System、GE Healthcare)により、選別したモジュレータの親和性を測定した。標準的な抗原濃度系列に基づき、1:1のラングミュアの結合モデルを用い、抗原に結合した抗体のKと、速度定数kon及びkoffを測定した。図14は、表中に記載の親和性測定を行うために用いた手法を(FはForteBIOを意味し、BはBiacoreを意味する)確認するためのものである。概して、選別したモジュレータは、ナノモル濃度の範囲で比較的高い親和性を呈していた。
CD46モジュレータを更に特性評価するために、切断型タンパク質コンストラクトを作成し、そのそれぞれから4つのsushiドメインを除去した。ELISAを用い、これらのコンストラクトに対する結合性能を試験し、特定のモジュレータに関するCD46標的領域を同定した。試験した各抗体の結合ドメインは図14に記載のものである。この実験に関する詳細については、実施例14に記載済みある。
CD46モジュレータにより認識されるエピトープが連続的なアミノから構成されているのか、あるいは抗原の2次構造により併置された非連続的なアミノ酸により形成されているのかを評価するために、ウェスタンブロットを還元及び非還元条件下で実施した。より具体的には、当業者に周知である標準的な電気泳動法を用い、選別したモジュレータに対し、還元及び非還元条件下でCD46抗原を暴露させた。図14詳細に示す通り、実質的にほとんどのCD46モジュレータは、ジスルフィド結合が変性していない(NR)抗原にのみ未反応したのに対し、2種のモジュレータは非還元及び還元抗原(NR/R)のいずれとも反応した。
組み換え発現させたCD46抗原の単量体の濃度系列を用い、CD46相同体に対するカニクイザル、マーモセット、及びリスザルの交差反応性をForteBIOで評価した。図14に掲載する通り、選別したモジュレータを任意の数の相同体と反応させた。具体的には、SC1.N71及びSC1.N149はカニクイザル及びマーモセットと反応したが、リスザルとは反応しなかった。表中の「ND」は、データが検出されなかったことを示す。
(実施例18)
選別したCD46モジュレータのエピトープの決定
上記の通りに生成し選別したCD46モジュレータによりエピトープが認識されるか評価する目的で、複数種の異なるCD46 ECD変異体を構築し発現させた。より詳細には、各種CD46 SCRドメイン(引用によりその全体を本明細書に組み込むAdams et al.,Journ.Immunol.,Vol.147:3005,1991に記載の通りのもの)を増幅させ、かつこれらのドメインをアフィニティー精製(Qiagen,Ni−NTA)用のHis tagと融合させるプライマーを用い、CD46欠失変異体を設計した。次に、標準的な生化学法を用い、概して実施例9に示される通りに、それぞれ4種のSCRドメインのうちの1種を欠失している4種の別個のHis融合コンストラクトをクローン化し、発現させた。内毒素不含有のプラスミドDNA(Qiagen)を単離し、293Fectin(Life Technologies)を用い、接着性のHEK−293細胞遺伝子導入に使用した。遺伝子導入の72時間後に、遺伝子導入したHEK−293細胞により発現された欠失変異体を含む、培養上清を回収した。特定のSCRドメインを欠失させた各種CD46タンパク質に対する認識能について、数種の抗CD46モノクローナル抗体を試験した。より具体的には、本開示においてこれまでに他の節で記載した方法を用い、ELISAアッセイを実施し、これまでに選別した抗体モジュレータが、SCRドメイン1〜4をそれぞれ任意に組み合わせたCD46を認識するものであるか同定した。12種のこれらのモジュレータに関するデータは、図14中の表に見出し「ドメイン」の下、見出すことができる。表中のこの項には、由来する結合ドメインを明記してある。抗体SC1.N29はいずれのsushiドメインにも結合しなかったが、実施例15に示す通りのエキソン9には結合した。
本実施例は、治療用の標的として選別したアイソフォーム又はスプライス変異体と免疫特異的に会合するCD46モジュレータを生成し、及び選別し得ることついて再度実証した。
(実施例19)
モノクローナル抗体製CD46モジュレータの特徴付け
実施例17に示した手法を用い、ヒト化コンストラクトhSC1.N71及びhSC1.N149を解析して、結合特性を評価した。より具体的にはヒト化抗体の結合性能を、マウス親抗体と直接的に比較して、いずれの抗体に関しても、ヒト化加工により、速度定数にある程度微細な変化が生じたことが確認された。
この観点で、表面プラズモン共鳴(SPR)を用い、マウスSC1.N71の親和性をBiacoreにより測定して得られた結果を図15Aに示す。濃度系列:12.5、6.25、3.125及び1.5625nM(図15A及び15B中の頂部から底部へと生成された曲線)に基づき、1:1のラングミュア結合モデルを使用したところ、抗原に対する抗体の結合性に関するKは1.1nMであったと評価された。次にヒト化コンストラクトを用い同様の実験を行ったところ、同様の結果(図15B)が得られたことから、ヒト化加工を行なっても、親和性に対し有害な効果は生じなかったことが示された。これに関し、ヒトCD46を用い試験した場合に、測定値から、ヒト化コンストラクトのKが0.7×10−9であったのに対し、マウス親抗体のKは1.1×10−9であったことが示された(図15C)。
次に、同様の実験を実施して、hSC1.N149と、そのマウス親抗体SC1.N149を結合性について比較した(データ不掲載)。図15Cに見られる通り、ヒト化抗体のKが1.2×10−9であったのに対し、マウス親抗体のKは1.1×10−9であった。
親和性の測定に加え、抗体を更に試験して、マーモセット及びカニクイザル抗原に対する交差反応性について評価した。図15Cに示す通り、SC1.N71及びSC1.N149のいずれもが、カニクイザル及びマーモセットのいずれのCD46相同体に対しても強い交差反応を示したことから、毒性試験を行った。マーモセット及びカニクイザルに対する反応性は、ヒト標的に対する反応性よりはわずかに低かったものの、それでも尚許容可能な治療濃度域に良好に収まるものである。
(実施例20)
CD46モジュレータは診断薬として使用され得る
本開示に記載の手法に従い、本開示のCD46モジュレータを診断薬として使用して、患者から得た生体試料に含まれるCD46関連性のバイオマーカーを検出することもできる。
これまでに言及した通り、CD46は、細胞膜に存在するものの、メタロプロテアーゼにより膜から切断できることが知られている、I型糖タンパク質である。CD46は、膜貫通型ドメインの両側に存在する膜近位領域に関するエキソンの切り替え及び/又は読み飛ばしに基づくmRNAの選択的スプライシングにより、様々な分子量をもつアイソフォームとして存在する。特定の疾患条件下の血清又は血漿などの体液中で、このような特性を示すCD46は検出可能なはずであり、したがって、診断用途に有用なものである可能性があり、あるいは疾患に関するバイオマーカーを提供するのに有用なものである可能性がある。本発明のこの態様を確認する目的で、サンドイッチELISAを行い、図16A(挿入図)に示す通り抗CD46抗体を用い検量線を生成し、この図16Aの検量線(主要図)を用い、健常者及びに各種固体腫瘍を罹患している患者から得た血清試料中に含まれるCD46濃度を定量化する(図16B)。
より詳細には、モノクローナル抗体SC1.N35.6を、50mM炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.6)に1μg/mLで溶解させ、標準的なELISAプレートに吸着させた。プレートを、PBS(0.05%(v/v)Tween−20含有、すなわち(PBST))により洗浄した後、2%(w/v)ウシ血清アルブミンを含有させたPBS(以降「希釈液」と呼ぶ)でブロッキングし、2時間室温においた。プレート内のブロッキング液を捨て、このプレートに、希釈液で希釈した各種濃度のCD46D−His組み換え体精製物又は血清試料を加え、室温で最低2時間おいた。PBSTで洗浄した後、このプレートに、ビオチン標識したCD46特異的ヤギポリクローナル抗体を加えた。この抗体は、希釈剤により0.5μg/mLに希釈していた。1時間のインキュベート後、プレートを再度PBSTで洗浄し、西洋ワサビペルオキシダーゼ(Jackson Immuno Research)標識ストレプトアビジンを1:2000希釈した物を加えて、30分インキュベートした。すべてのプレートをPBSTで2回洗浄した後、ウェルには100μL TMB基質(Thermo Scientific)を加え、暗所で30分間インキュベートした。100μL/ウェルで2M硫酸を加え、呈色反応を停止させた。標準的なプレートリーダーを用い、すべてのウェルで吸光度(λ=450nm)を読み取りした。
このデータセットでは、12名の健常な成人から得た血清試料と、17名の結腸直腸がん患者、6名の黒色腫患者、15名の乳がん患者、7名の卵巣がん患者、10名の非小細胞肺がん患者、14名の前立腺がん患者及び9名の膵臓がん患者の血清試料とを、血清中CD46濃度について比較する。図16Bに示される通り、これらのデータは、健常な成人の血清試料に含まれるCD46の平均濃度がおよそ12.1±2.2ng/mLであるのに比べ、結腸直腸、乳がん及び非小細胞肺がん患者における血清中CD46濃度は非常に高いものである(それぞれ26.6±3.4、30.6±2.3及び42.0±7.1ng/mL)。これらの結果は、本開示のモジュレータが、腫瘍性疾患を検出及び/又は監視する際の診断薬として効果的に機能し得ることを明示する。
(実施例21)
CD46モジュレータは標的部位として機能する
抗体に安定的に結合させた細胞毒性薬を標的化させることで、固体腫瘍に罹患している患者に対し優れた治療効果を有し得る抗体によるアプローチが示される。上記のCD46特異的抗体が生細胞への細胞毒性剤の送達を介在し得るか否かを評価するため、in vitroで細胞致死アッセイを実施した。このアッセイでは、リボソーム不活性化タンパク質のサポリン(Advanced Targeting Systems)と複合体形成させたストレプトアビジンを、ビオチン化マウスCD46抗体モジュレータに結合させ、これらのサポリン複合体が細胞に内部移行しかつ細胞を殺傷する能力を、72時間後に細胞の生存能を評価することで評価した。具体的には、ウェルあたり10,000個のHEK−293T細胞を96ウェルプレートのウェルに蒔いた。翌日、上記の精製しビオチン標識した抗CD46抗体を100nMに希釈した。各抗体のアリコートを、それぞれモル比1:1でストレプトアビジン−ZAP(Advanced Targeting Systems)と混合し、次いで室温で30分インキュベートした。抗体−ストレプトアビジン−ZAP複合体を連続希釈し、このすべての希釈物をそれぞれ細胞に加えた。次に細胞/抗体−サポリン混合物を37℃/5%COで72時間インキュベートした。このインキュベート後、製造元のプロトコルに従いCellTiter−Glo(Promega Corp.)を用い、生存細胞数を計数した。抗体−ストレプトアビジン−ZAPを添加しなかった培養物を参照として用い、参照の発光強度を、「100%の細胞が生存」している場合の値として設定した。
このプロトコルにより、これまでに実施例で示した通りに内部移行能を有していた数種の抗体が、in vitroにおいて、細胞の殺傷を介在する能力も有した一方で、ビオチン化したアイソタイプ型対照抗体には細胞殺傷能は存在しなかった。すなわち、これらの内部移行モジュレータのうちいくつかのものは、サポリン毒素の内部移行を介在し、細胞死をもたらし得るものであった。図17は、この例示的な内部移行モジュレータSC1.N71、SC1.N146(マウス/ヒトキメラ抗体)及びSC1.N149の有する細胞殺傷能を示す。図中、下方へ向かう曲線勾配は、対照と比較した場合に濃度依存的に細胞死が生じたことを意味するものである。これに加え、図17に示すデータにより、実施例16で得た2種の抗CD46抗体、すなわちhSC1.N71及びhSC1.N149が、もとのマウス抗体の能力を保有し、細胞によるCD46依存性の毒素の取り込みを介在することが実証される。具体的には、50%細胞死(EC50)を引き起こすにあたって、次の濃度が有効であるものと記録された:ビオチン−ヒトIgG1(53.1nM)、ビオチン−マウスSC1.N71(51.4pM)、ビオチンヒトSC1.N71(26.6pM)、ビオチンキメラSC1.N146(12.1pM)、ビオチン−マウスSC1.N149(70.4pM)、ビオチンヒトSC1.N149(174pM)。
(実施例22)
CD46モジュレータは細胞表面上の受容体と相互作用する
細胞の殺傷が、CD46モジュレータと、細胞表面上に発現したCD46受容体との相互作用により介在されるものであることを実証するために、レンチウイルスを用い、宿主細胞に対し遺伝子導入して低分子ヘアピン型RNA(shRNA)を安定的に送達し、宿主細胞のゲノムに組み込み、発現させ、CD46 mRNAの領域に特異的に結合させ、細胞内でmRNAを急速に分解させ、宿主細胞によるCD46発現を減少又は消失させた。
CD46ヘアピン(Life Technologies)を含む、第3世代のレンチウイルスストックを調製し、既存の手法を用い濃縮した。CD46特異的なshRNAと、遺伝子導入の成功についてのマーカーとして青色蛍光タンパク質をコードしているレンチウイルスストックを用い、HEK293T細胞に遺伝子導入した。遺伝子導入の6日後、CD46の発現及び青色蛍光タンパク質の発現強度についてフローサイトメトリーにより細胞を解析し(データ不掲載)、CD46の発現が最も下方制御され、かつ青色蛍光タンパク質の発現が最も高かった細胞(すなわち、shRNAC1を発現している細胞)をFACSにより選別した。選別した細胞を更に7日間培養し、次に実施例21に記載の手法と同様のin vitro殺傷アッセイにおいて、その親対応物と比較試験した。更に、両方の細胞株を、フルオロフォアフィコエリトリン(R&D系)標識抗CD46抗体で染色し、フローサイトメトリーにより解析したところ、レンチウイルスを用い遺伝子導入した(及び選別した)細胞株において、CD46の発現が下方制御されていたことが実証された。結果を、図18A及び18Bに示す。
より具体的には、図18Aは、抗CD46抗体で染色した場合に、親対応物の平均蛍光強度(白色ピーク)と比較して、HEK−293T−C1細胞の平均蛍光強度(灰色のピーク)が十分の一に減少していたことを示す。CD46発現を下方制御するshRNAを発現している誘導体であるHEK293T−C1ではなく、HEK−293T細胞は、CD46モジュレータにより効果的に殺傷される(図18B)。特定の実施例では、記載濃度の精製抗体、及びリボソーム不活性化タンパク質のサポリン(Advanced Targeting Systems;FAB−ZAP)と複合体形成させた120nM抗マウスIgG分子Fab断片を、HEK293T細胞又は選別したHEK293T−C1細胞のいずれかに加えた。72時間のインキュベート後、製造元のプロトコルに従い、CellTiter−Glo(Promega Corp.)を用い、生存細胞数を測定した。細胞及びFAB−ZAPを含有している培養物は参照としてのみ提供し、この場合の蛍光強度を「100%の細胞が生存」している場合の値として設定した。
(実施例23)
CD46モジュレータは受容体依存性の毒素の取り込みを介在する
何代にもわたってin vitroで増殖させた従来の細胞株は、患者から得た初代腫瘍細胞と比べてそのバイオロジーが非常に異なる。患者の腫瘍に似ているがん細胞を用い、CD46モジュレータが、受容体依存性の毒素の取り込みを介在し得るか評価するために、免疫不全マウスに対し、患者由来のがん細胞を非従来式に異種移植して、in vitro殺傷アッセイで試験した。
具体的には、乳がん患者由来の細胞株であるBR31p6細胞を、10,000個/ウェルでPrimaria TCプレートに播種し、低酸素濃度のインキュベータで24時間培養した。培養培地を交換し、ビオチン化抗体及びストレプトアビジン−ZAP複合体を実施例21に記載の通りに調製し、培養物に加え72時間おいた。製造元のプロトコルに従いCellTiter−Glo(Promega Corp.)を用い、生存細胞数を計数した。抗体−ストレプトアビジン−ZAPを添加しなかった培養物を参照として用い、参照の発光強度を、「100%の細胞が生存」している場合の値として設定した。BR31細胞は、ビオチン化SC1.N149及びストレプトアビジン−ZAPが同時に存在した場合にのみ殺傷される。SC1.N149単独の場合でも、あるいはビオチン化アイソタイプ型対照抗体にストレプトアビジン−ZAPを加えた場合にも、有意に細胞殺傷が介在される(図19A)。
多くの固体腫瘍で効能を示す細胞毒用の賦形剤として、CD46モジュレータを使用できるか評価するために、非従来式の異種移植に由来する腫瘍CR42p3、結腸直腸がん患者から誘導した細胞株、及び膵臓がん患者から誘導した細胞株PA20p6を、2000個/ウェルでPrimaria TCプレートに播種した。低酸素濃度のインキュベータで72時間培養した後、1.0nM精製抗体(CD46モジュレータ又はそのアイソタイプ対照)及び40nM FAB−ZAP(図19Bを参照されたい)を培養物に加え、更に168時間培養した。製造元のプロトコルに従いCellTiter−Glo(Promega Corp.)を用い、生存細胞数を計数した。細胞及びFAB−ZAPを含有している培養物は参照としてのみ提供し、この場合の蛍光強度を「100%の細胞が生存」している場合の値として設定した。抗体SC1.N71及びSC1.N149は、CR42及びPA20細胞を特異的に殺傷した。SC1.N149と比べ、SC1.N71の方が幾分強力なようである(図19B)。
これらのデータにより、細胞毒性剤を、CD46リガンドを発現している腫瘍原性細胞に選択的に内部移行させるために、本開示のモジュレータをベクターとして機能させた場合に、本開示のモジュレータが有する特異性及び広範な有効性が明示された。
(実施例24)
CD46モジュレータは化学療法に対する膵臓腫瘍の感受性を増感させる
本開示のモジュレータが、膵臓腫瘍の化学受容性を増感させ得るか評価するために、in vivoアッセイにおいて、抗CD46抗体を抗がん剤と組み合わせた。
より具体的には、患者から誘導した腫瘍株NTX−PA14を用い免疫不全マウスにおいて腫瘍を起始させ、平均腫瘍体積がおよそ500mmに達したすべてのマウスを、次に3群に無作為化した(1群当たりマウス10匹)。2群は週に2回、20mg/kgゲムシタビン、及び10mg/kgの抗体標的化CD46(SC1.N149)又は対照の非特異的イソタイプ適合抗体(MOPC)により処理した。残りの群は対照として用い、内部移行することのできない、あるいは細胞の殺傷を介在することのできない抗CD46抗体薬複合体を週に1回2mg/kg投与した。3回めの投与の翌日(無作為化の8日後)、腫瘍は対応するレジメンに対して活発に応答していため、各群からマウスを2匹安楽死させ、残留TPCの発生頻度をフローサイトメトリーにより計数した。具体的には、上記の通りに処理したマウスから単離した腫瘍細胞からなる単個細胞懸濁液に抗体を用い、細胞を、TPC下位集団の同定及び定量を可能にするマーカーと接触させた。抗CD46抗体SC1.N149及びゲムシタビンを組み合わせて処理したマウス由来の腫瘍では、TPC集団に関連する細胞表面マーカー(すなわち、CD46及びCD324)を発現しているヒト細胞の割合は、対照群及びゲムシタビンに加えMOPC抗体により処理した群と比較して有意に少なかった(SC1.N149及びゲムシタビンではヒトの細胞は27%であったのに対し、対照では約39%)(図20A)。
本試験で対照として用いたマウスのうち、腫瘍量が大きかったため安楽死させたマウスを除き、群中の残りの8匹マウスに、7週間の課程にわたってゲムシタビンと抗体により更に11回処理を行った後(計14回の処理)、マウスを週に2度抗体のみで処理し(それぞれMOPC又はSC1.N149)、腫瘍量(すなわち、腫瘍体積測定値)を監視した。概して、いずれのゲムシタビン処理群の腫瘍も、各治療レジメンに対し応答を示し、100mm以下に退縮したものの、SC1.N149抗体及びゲムシタビンで処理したマウスは、ゲムシタビン単独で処理したマウスにおける腫瘍よりも、より長期間増悪せずに生存した(それぞれ75日対30日)(図20B)。
これらのデータにより、抗CD46抗体が、すい臓がんにおいて、標準的な化学療法剤であるゲムシタビンに対し腫瘍細胞の感受性を増感し得ることが実証される。ここまでの実施例により、未変性の抗CD46抗体及びゲムシタビンの両方で処理したマウスでは、ゲムシタビン単独で処理したマウスに比べ、TICによる腫瘍再発が有意に遅延していたことが示され、本開示に示すデータにより、未変性のSC1.N149抗体が、ゲムシタビンなどの化学療法的剤に対するTIC感受性を特異的に増感し得ることを示唆する。
(実施例25)
CD46モジュレータはNTXマウスにおいてがん起始細胞減少し得る
少なくともCD46を発現している下位集団に関する、ヒト腫瘍断片又はヒト腫瘍細胞の単個細胞懸濁物を用い、マウス腎被膜下に異種移植を行い、又は異所性移植を行い、ヒト型の腫瘍を発生させた。次に、ヒト腫瘍の発生したマウスを無作為化し、次に、腫瘍体積が100〜500mmに達したならば無作為化し、抗ヒトCD46抗体薬剤複合体(ADC)を用い、例えば、単独で、あるいはイリノテカン又はゲムシタビンなどの標準的な化学療法剤と組み合わせてのいずれかで、週に1回又は2回、最大で10mg/kgを投与して処理した。好ましくはADCは、細胞毒性剤又は毒素と複合体形成させた抗CD46抗体を含む。
腫瘍の治療の数週間後、腫瘍を観察したところ、腫瘍は全く残らなくなるまで縮小していたか、ある程度の体積は保ったまま一部退縮していたか、あるいは体積を増加させずに維持しているかしていた。後者では、腫瘍体積の減少について評価したところ、腫瘍にはヒト細胞が残存していないこと(すなわち、残存しているマウス間質細胞から構成されている)が明らかになり、あるいは各種in vitro解析(例えば、コロニー形成細胞の計数)及びin vivo解析(例えば、限界希釈法により、処理腫瘍中に存在するがん起始細胞が完全に減少しているか又は排除されていることを実証する)で測定した場合にがん起始細胞の減少又は排除が示される。マウスを更に観察し、腫瘍が再発するまでの期間が有意に延長されていること(すなわち、60日以上)、又は全体的に腫瘍の再発が予防されていることが顕著である場合にはTICの減少又は排除が確認される。
当業者であれば、本発明の精神又は中心となる性質から逸脱させずとも、本発明を他の特定の形態に組み込むことができることを更に認識するであろう。本発明に関するこれまでの記載は、単に例示的目的で実施形態を開示したものであり、他の変形も本発明の範囲内に含まれるものとして企図されることは理解されるであろう。したがって、本発明は本明細書で詳細に記載した特定の実施形態に制限されるものではない。むしろ、参照は、本発明の範囲及び内容の指標となる添付の特許請求の範囲に対しなすべきである。

Claims (17)

  1. a)CDR−H1について配列番号30として記載されるポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの残基31〜35、CDR−H2について配列番号30として記載されるポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの残基50〜65、およびCDR−H3について配列番号30として記載されるポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの残基95〜102として記載される3つの重鎖相補性決定領域を含み、そしてCDR−L1について配列番号33の残基24〜34、CDR−L2について配列番号33の残基50〜56、およびCDR−L3について配列番号33の残基89〜97として記載される3つの軽鎖相補性決定領域を含む抗体であって、該残基はKabatにしたがって番号付けされたものである、抗体;
    b)CDR−H1について配列番号47の残基31〜35、CDR−H2について配列番号47の残基50〜65、およびCDR−H3について配列番号47の残基95〜102として記載される3つの重鎖相補性決定領域を含み、そしてCDR−L1について配列番号49の残基24〜34、CDR−L2について配列番号49の残基50〜56、およびCDR−L3について配列番号49の残基89〜97として記載される3つの軽鎖相補性決定領域を含む抗体であって、該残基はKabatにしたがって番号付けされたものである、抗体;
    c)CDR−H1について配列番号199の残基31〜35、CDR−H2について配列番号199の残基50〜65、およびCDR−H3について配列番号199の残基95〜102として記載される3つの重鎖相補性決定領域を含み、そしてCDR−L1について配列番号201の残基24〜34、CDR−L2について配列番号201の残基50〜56、およびCDR−L3について配列番号201の残基89〜97として記載される3つの軽鎖相補性決定領域を含む抗体であって、該残基はKabatにしたがって番号付けされたものである、抗体;ならびに、
    d)CDR−H1について配列番号203の残基31〜35、CDR−H2について配列番号203の残基50〜65、およびCDR−H3について配列番号203の残基95〜102として記載される3つの重鎖相補性決定領域を含み、そしてCDR−L1について配列番号205の残基24〜34、CDR−L2について配列番号205の残基50〜56、およびCDR−L3について配列番号205の残基89〜97として記載される3つの軽鎖相補性決定領域を含む抗体であって、該残基はKabatにしたがって番号付けされたものである、抗体;
    からなる群から選択される、単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  2. 前記抗体又はそれらの抗原結合断片が、
    a)配列番号30として記載されるポリヌクレオチドによりコードされる重鎖可変領域を含み、そして配列番号32として記載されるポリヌクレオチドによりコードされる軽鎖可変領域を含む、抗体;及び
    b)配列番号46として記載されるポリヌクレオチドによりコードされる重鎖可変領域を含み、そして配列番号48として記載されるポリヌクレオチドによりコードされる軽鎖可変領域を含む、抗体;
    からなる群から選択される、請求項1に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  3. エキソン1〜6を含むヌクレオチド配列によりコードされる複数のCD46アイソフォーム間で保存されているドメインと反応するように選択された、請求項1又は2に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  4. モノクローナル抗体、キメラ抗体、CDRグラフト化抗体、及びヒト化抗体からなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  5. 配列番号199として記載される重鎖可変領域を含み、そして配列番号201として記載される軽鎖可変領域を含む、単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  6. 配列番号203として記載される重鎖可変領域を含み、そして配列番号205として記載される軽鎖可変領域を含む、単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  7. 細胞毒性剤と複合されたものである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片。
  8. ポリヌクレオチドを含むベクターであって、該ポリヌクレオチドは、請求項1に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片の重鎖可変領域あるいは軽鎖可変領域を含むポリペプチドをコードする、ベクター。
  9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片を含む、製薬組成物。
  10. がん起始細胞の発生頻度を減少させる必要のある対象者において、がん起始細胞の発生頻度を減少させるための、請求項9に記載の製薬組成物。
  11. がん起始細胞の発生頻度の前記減少が、in vitro限界希釈法を用いて判定されるものである、請求項10に記載の製薬組成物。
  12. がん起始細胞の発生頻度の減少が、がん起始細胞に豊富に存在することが既知である腫瘍細胞表面マーカーの分析を用いて判定されるものである、請求項10に記載の製薬組成物。
  13. 前記対象者においてがんを治療するためのものである、請求項9〜12のいずれかに記載の製薬組成物。
  14. 前記がんが、膵臓がん、結腸直腸がん、副腎がん、膀胱がん、子宮頸がん、子宮内膜がん、腎臓がん、肝臓がん、肺がん、卵巣がん、前立腺がん及び乳がんからなる群より選択される、請求項13に記載の製薬組成物。
  15. がん起始細胞の発生頻度を減少させる必要のある対象者において、がん起始細胞の発生頻度を減少させるための医薬の製造のための、請求項1〜7のいずれか一項に記載の単離した抗CD46抗体又はそれらの抗原結合断片の使用。
  16. 前記医薬が、前記対象者においてがんを治療するためのものである、請求項15に記載の使用。
  17. 前記がんが、膵臓がん、結腸直腸がん、副腎がん、膀胱がん、子宮頸がん、子宮内膜がん、腎臓がん、肝臓がん、肺がん、卵巣がん、前立腺がん及び乳がんからなる群より選択される、請求項16に記載の使用。
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