JP6959377B2 - アミロイドβに対する抗体 - Google Patents

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Description

本発明は、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドと結合する抗体と、集合的にAβn−42ペプチド(式中、nは1〜29である)と称される、そのN末端切断型とに関する。これは、アミロイドβ1−40ペプチドよりも、アミロイドβn−42ペプチドとの結合について、選択的である抗体に関する。本発明はまた、アルツハイマー病をはじめとする、アミロイドーシスに伴う病状を治療するための抗Aβn−42抗体の使用にも関する。
アルツハイマー病(AD)は、認知機能障害の悪化によって特徴付けられ、記憶に影響を及ぼして、患者の社会的および職業的機能を減退させる。変性疾患は、脳内の神経細胞の損失を引き起こし、それは言語と、判断、計画、秩序立て、および推論などの高次機能とに認知的困難をもたらし、それは最終的に人格変化につながり得る。疾患の末期は、独立機能の完全な喪失によって特徴付けられる。
組織学的には、(散発性および家族性)ADは、細胞内神経原線維濃縮体(NFT)および細胞外プラークの存在によって定義される。プラークは、脳内ニューロンおよび星状細胞に見られる膜貫通タンパク質である、アミロイド前駆体タンパク質(APP)の異常な切断に由来する、アミロイドβペプチド(Aβ)の凝集物である。Aβ沈着はまた、AD患者の血管内にも見られる。
コリン作動性ニューロンは、ADにおいて特に易損性であり、結果的な神経伝達物質の低下は、その他の神経伝達物質系に影響を及ぼす。疾患のその他の症状としては、酸化的ストレス、炎症、およびニューロンアポトーシス(プログラム細胞死)が挙げられる。AD患者では、広範な神経細胞死が、認知低下と、最終的な患者の死をもたらす(Younkin,1995;Borchelt et al.,1996;Selkoe,1999)。
現行の治療法は対症療法のみであり、症状は限定的持続期間内で軽微に改善され、最小限度に効果的であると見なされる。しかしAβの過剰生成またはレベル変化は、散発性および早発性ADの発病において重要な事象であると考えられる。この理由から、Aβは、その形成を低下させるように(Vassar et al.,1999)、または脳からのそのクリアランスを加速させる機構を活性化するように、デザインされた治療薬開発の主要な対象になっている。
アミロイドカスケード仮説は、Aβペプチドの生成が、ニューロン機能に悪影響を及ぼし、その結果、ADにおけるニューロン死および認知症をもたらすことを提案する。Aβは、アミロイド前駆体タンパク質(APP)から生成され、それはセクレターゼによって順次切断されて、異なる長さの化学種を生じる。主なプラーク成分は、Aβ1−42の42個のアミノ酸イソ型であり、それはAD発病において、神経毒性オリゴマーの形成とプラーク形成とに関与する。AD脳内では、Aβ1−42、pGluAβ3−42、Aβ3−42、および4−42をはじめとするAβのいくつかのイソ型が優勢であり、その内、Aβ1−42およびAβ4−42が、家族性および散発性ADの海馬および皮質中の主要形態である(Portelius et al.,2010)。
残基42で終結するAβはAβ種の微量成分であり、APPのプロセッシングによって生じる。その他の形態としては、Aβ1−40およびN末端切断型Aβn−40が挙げられる。しかし残基42で終結するAβが最も凝集し易く、アミロイドプラークへの沈着を駆動する。より凝集し易いことに加えて、Aβ1−42ペプチドは、可溶性低nポリマー(またはオリゴマー)を形成し、それは培養中でニューロンにとって有毒なことが示されている。より大型で目立つ原線維沈着とは異なり、オリゴマーは典型的な病理学アッセイ中で検出されない。同様の特性を有するオリゴマーがAD脳から単離されており、これらは、プラークよりもさらに、疾患進行と密接に関連している(Younkin,1998;Walsh et al.,2005a;Walsh et al.,2005b)。
脳切片に塗布されまたは生体内注入された、実験的に生成されたオリゴマーは、記憶機構のパラダイムとして周知であるシナプスの情報保存形態である、海馬長期増強(LTP)の破損を引き起こす(Lambert et al.,1998;Walsh et al.,2002;Wang et al.,2002)。可溶性オリゴマーは、シナプスの物理的な変性に関与する(Mucke et al.,2000)。マウスモデルにおける抗体による記憶破損の回復は、オリゴマーがシナプスの破損に主要な役割を果たしているという、新しい概念を確認した。
遺伝的証拠は、増大した量のAβ1−42とそのN末端切断型(Aβn−42)が、家族性ADを引き起こす遺伝的病状の全てでないにせよ、多数で生成されることを示唆し(Borchelt et al.,1996;Duff et al.,1996;Scheuner et al.,1996;Citron et al.,1998)、アミロイド形成が、Aβn−42の生成増大、または分解低下、または双方のいずれかによって、引き起される可能性が示唆される(Glabe,2000)。特に、APP遺伝子に、および/またはγ−セクレターゼ複合体成分であるプレセニリンをコードする遺伝子に、遺伝子変異を引き起こす家族性ADは、Aβ1−40と比較してAβ1−42の生成を増大させた。脳内で生成されるペプチドの絶対量は、Aβペプチドの比率(Aβ1−42対Aβ1−40比の変化に反映される)程には、有毒Aβ種の生成に重要でないかもしれないこともまた提案されている(De Strooper,2007;Kuperstein et al.,2010)。さらにマウスおよびショウジョウバエの双方におけるアミロイド沈着の動物モデルは、Aβ1−42がアミロイド沈着の形成に必要であることを示唆する(Greeve et al.,2004;Iijima et al.,2004;McGowan et al.,2005)。
2000年のワクチン接種研究の結果は、ADに対する可能な新しい治療ストラテジーを示唆した。(その中で717位のアミノ酸が、正常なバリンでなくフェニルアラニンになっている)変異ヒトAPPを過剰発現するPDAPP遺伝子組換えマウスは、年齢および脳領域依存的様式で、ADの神経病理学的特徴の多くを漸次発症する。AD型神経病理発生前(6週齢)、またはAβ沈着と引き続く神経病理学的変化のいくつかが確立される高齢(11ヶ月齢)のどちらかで、遺伝子組換え動物をAβ1−42ペプチドで免疫化した。若年動物の免疫化は、プラーク形成、神経突起ジストロフィー、およびアストログリオーシスの発生を本質的に予防した。高齢動物の処置もまた、これらのAD様神経病理の程度と進行を有意に低下させた。Aβ1−42免疫化は、抗Aβ抗体の生成をもたらし、残りのプラークの領域内には、Aβ免疫反応性の単球/小グリア細胞が出現することが示された(Schenk et al.,1999;Schenk et al.,2000)。しかし能動免疫化アプローチは、ヒトに応用すると、T細胞応答に起因する可能性が高い数例の髄膜脳炎をもたらし、効能に関する初期結果は有望であったが中断された(Orgogozo et al.,2003;Gilman et al.,2005;Pride et al.,2008)。
これに続いて、いくつかの受動ワクチン接種ストラテジーが検討された。Aβに対する抗体の末梢投与は、アミロイド負荷を低下させるのに十分であった(Bard et al.,2000)。これらの実験では、比較的軽微な抗体血清レベルが達成されたにもかかわらず、受動的に投与された抗体は、血液脳関門を通過して中枢神経系に入り、プラークを修飾して、既存のアミロイドのクリアランスを誘導できた。Aβ1−40特異的抗体、Aβ1−42特異的抗体、およびAβの残基1−16に対する抗体間の比較では、全ての抗体が、マウス脳内でAβ蓄積の低下を示した(Levites et al.,2006)。
より最近では、受動的に投与される抗体にとって、CNS浸透が、効果的Aβクリアランスにとって最も期待できる経路であることが示唆されている(Golde et al.,2009)。しかし抗体が血液脳関門を通過できるのに加えて、シンク仮説が可能な作用機序として提案された。
シンク仮説は、血漿中のペプチド濃度の低下によって、CNSからAβを間接的に除去し得るとする。これを説明する実験では、血漿中でAβと結合し、その結果、CNSからAβを隔離する抗体が使用された。これは、抗体が血漿からCNSへのAβ流入を妨げ、および/または血漿中の遊離Aβ濃度が低下するために、血漿とCNS間の平衡が変化することで達成された(DeMattos et al.,2001)。抗体と無関係のアミロイド結合剤もまた、血漿中の結合を通じて、CNSからAβを除去するのに効果的であることが示された。血漿Aβを隔離する2種のAβ結合剤であるゲルゾリンおよびGM1が、脳アミロイドーシスを軽減させ、または予防することが示された(Matsuoka et al.,2003)。
安全性に関しては、ADの1つの病原性特徴は、主にAβ1−40であるAβが、脳動脈膜層内で血管平滑筋細胞を置き換える、脳アミロイド血管症(CAA)である(Weller et al.,2003)。AD患者のpan−Aβ抗体による治療は、血管壁からのAβの除去を反映する微小出血をもたらすことが示されており(Wilcock et al.,2009)、これは患者にとって有害であり得る。これを回避する一方法は、微小出血に寄与するクリアランス機構を低下させ、および/またはAβが血管沈着から除去される速度を低下させることもある、脱グリコシル化抗体を作成して、流出経路の飽和を予防することである(Wilcock et al.,2006)。
Aβ42特異的抗体によるn−42βペプチド種の標的化は、AD脳内の主要ペプチド複合体でありプラーク形成の駆動機構である、化学種を標的化するであろう。n−42モノマーおよび低nオリゴマー種に対する一次特異性がある抗体は、これらの化学種を枯渇させるだけでなく、ニューロン毒性を示すその他のオリゴマー種の蓄積もまた、予防し得るであろう。
本発明は、Aβ1−42およびそのN末端切断型に対して特異的であり、Aβ42ペプチドのアミノ酸29〜42間のエピトープと結合する、完全ヒト型抗体に関する。本発明による抗体は、ADに起因する軽度認知機能障害(MCI)をはじめとするAD、およびダウン症候群などの、βアミロイドに伴う病状の予防および/または治療処置のために使用してもよい。
本発明は、血漿、脳、および脳脊髄液(CSF)中で、Aβペプチド(n−42)のイソ型を抑制し、脳および脳血管系内で、Aβn−42イソ型の蓄積を予防しまたは沈着を逆転させる、認知力を改善する完全ヒト型抗体の使用に関する。
本明細書に記載されるのは、Aβn−42ペプチドに対する完全ヒト型抗体の生成であり、それはAβn−42のモノマーおよび低nオリゴマー(五量体以下)の形態を認識して、Aβ42ペプチドのアミノ酸17〜42を包含する領域、より具体的にはAβ42ペプチドのアミノ酸29〜42を包含する領域にエピトープマッピングされる。
本発明による抗体は、Aβn−42種(式中、nは1〜29の範囲の整数である)に対して特異的であり、したがってAD進行の主要駆動機構を選択的に低下させることを予測し得る。本発明による抗体は、ヒト血漿中、脳内、および脳脊髄液(CSF)中で、(Aβ40でなく)Aβ42と効果的に結合し、脳からのAβn−42イソ型のクリアランス増大をもたらす。本発明による抗体は、ニューロンに対するAβ42可溶性凝集体の結合を低下させるのにもまた効果的であり、したがって脳に入った抗体の部分は、ニューロンの健康に対して効果的であろう。
本明細書に記載されるのは、モノマーに対するKDが320pMである抗体をはじめとする、強力な高親和性抗体である。このような高親和性は、AD疾患の予防と改善が可能になるレベルまで、Aβn−42を効果的に抑制できるようにしてもよい。
可溶性Aβ42およびAβ40種のレベルは、Aβペプチド上のエピトープに対する抗体を使用して、標準化アッセイによって、脳内、CSF中、および血液中で検出し得る。本明細書に記載されるラットPK:PDで示されるように、遊離Aβ42の用量依存的抑制が、抗体の末梢投与後のラットCSF中で観察された。ラットの脳内でもまた、Aβ40ペプチドにはほとんど影響しない、全Aβ42の用量依存的増大が実証された。
したがって本明細書に記載されるのは、脳内に侵入する能力(全末梢投与の0.1%がCSF内にある)を有して、CSF中で(Aβ40ではなく)主要有毒種Aβ42を特異的に抑制する抗体である。
本発明による抗体の特異性および作用機序は、前駆性、軽度、および中等度ADのAD疾患経過における異なる段階、ダウン症候群ならびに黄斑変性をはじめとする、体内の臓器内で蓄積するアミロイドの増大と関連づけられるいくつかの疾患の予防および治療処置の双方を可能にしてもよい。
本発明による抗体は、前駆性、軽度から中等度のAD、およびダウン症候群と診断された対象において、認知低下を逆転させ、認知低下を治療し、認知低下を予防する能力を有してもよい。
したがって本発明の第1の態様は、特に抗体分子である、ヒトAβ1−42の結合メンバーに関する。
例えば抗体分子である本発明による結合メンバーは、以下の特性のいずれかまたは全てを有してもよい:
− 可溶性単量体ヒトAβ1−42および/またはオリゴマーAβ1−42への結合;
− Aβ1−40よりもAβ1−42との結合に対する選択性。それらはAβ1−40との結合を示さなくてもよく、または結合は微々たるものであってもよい。例えば本発明による抗体分子は、500pM以下の解離定数(KD)で、単量体Aβ1−42と結合してもよい。それらはAβ1−40と結合しなくてもよく、または1mMを超えるKDでAβ1−40と結合してもよい;
− ヒトAβ17−42への結合。したがって抗体分子は、Aβ1−42ペプチドのアミノ酸17〜42間のエピトープを認識してもよく、より具体的には、抗体分子は、Aβ1−42ペプチドのアミノ酸29〜42間のエピトープを認識してもよい;
− 可溶性単量体ヒト3ピロ−42(ピログルタミン酸3)および11ピロ−42(ピログルタミン酸11)への結合;
− ヒトAβ1−43への結合;および
− マウスAβ1−42との交差反応性。
結合メンバーは、本明細書に記載される抗体分子のHCDRセットおよび/またはLCDRセットを含んでなってもよい。本発明による抗体分子の例は、HCDR(HCDR1、HCDR2、およびHCDR3)セットを含有するVH領域と、LCDR(LCDR1、LCDR2、およびLCDR3)セットを含有するVL領域とを含んでなり、HCDRおよびLCDRはそれぞれ、その配列が添付の配列表に示される、抗体Abet0380、Abet0007、Abet0144、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0344、Abet0368、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはそのGLバージョンのいずれかのHCDRおよびLCDRである。配列表中の抗体分子と配列識別子間の対応は、表16に示される。
ヒトAβ1−42の抗体分子は、
(i)HCDRセットのアミノ酸配列が、抗体Abet0380、Abet0007、Abet0144、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0344、Abet0368、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはそのGLバージョンのいずれかについて表16に示される通りである、フレームワーク領域が散在するHCDR1、HCDR2、およびHCDR3のHCDRセットを含んでなり、または1つまたは2つのアミノ酸変異があるそのHCDRセットを含んでなってもよい、VH領域、および
(ii)LCDRセットのアミノ酸配列が、抗体Abet0380、Abet0007、Abet0144、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0344、Abet0368、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはそのGLバージョンのいずれかについて、表16に示される通りである、フレームワーク領域が散在するLCDR1、LCDR2、およびLCDR3のLCDRセットを含んでなり、または1つまたは2つのアミノ酸変異があるそのLCDRセットを含んでなってもよい、VL領域
を含んでなってもよい。
本発明による抗体分子は、
(i)Abet0380のHCDRのアミノ酸配列が、
HCDR1配列番号525、
HCDR2配列番号526、および
HCDR3配列番号527である、Abet0380またはAbet0380 GLのHCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異があるAbet0380またはAbet0380 GLのHCDセットを含んでなってもよい、VH領域、および
(ii)Abet0380のLCDRのアミノ酸配列が、
LCDR1配列番号534
LCDR2配列番号535、および
LCDR3配列番号536である、Abet0380またはAbet0380 GLのLCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異があるAbet0380またはAbet0380 GLのLCDRセットを含んでなってもよい、VL領域
を含んでなってもよい。
抗体分子は、
(i)HCDRのアミノ酸配列が、
HCDR1配列番号525、
HCDR2配列番号526、および
HCDR3配列番号527であり、フレームワーク領域が散在する、HCDR1、HCDR2、およびHCDR3のHCDRセットを含んでなり、
または1つまたは複数のアミノ酸置換があるHCDRセットを含んでなり、前記1つまたは複数の置換が表12または表14に示されるものから選択されるHCDRセットを含んでなってもよい、VH領域、および
(ii)LCDRのアミノ酸配列が、
LCDR1配列番号534、
LCDR2配列番号535、および
LCDR3配列番号536であり、フレームワーク領域が散在する、LCDR1、LCDR2、およびLCDR3のLCDRセットを含んでなり、
または1つまたは複数のアミノ酸置換があるLCDRセットを含んでなり、前記1つまたは複数の置換が表13または表15に示されるものから選択されるLCDRセットを含んでなってもよい、VL領域
を含んでなってもよい。
抗体分子のVH領域は、その中でKabat位置26〜30のアミノ酸残基が表14に示されるものから選択される、FW1領域を含んでなってもよい。
抗体分子のVH領域は、重鎖フレームワーク領域FW1、FW2、FW3、およびFW4を含んでなってもよく、重鎖フレームワーク領域のアミノ酸配列は、
FW1配列番号528、
FW2配列番号529、
FW3配列番号530、および
FW4配列番号531であり、
またはFW1は、表12または表14に示されるものから選択される1つまたは複数のアミノ酸置換がある、配列番号528を含んでなる。
抗体分子のVL領域は、軽鎖フレームワーク領域FW1、FW2、FW3、およびFW4を含んでなってもよく、軽鎖フレームワーク領域のアミノ酸配列は、
FW1配列番号537
FW2配列番号538
FW3配列番号539、および
FW4配列番号540である。
本発明による抗体分子は、
(i)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはそのGLバージョンのいずれかについて、表16に示される通りであり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異があるそのアミノ酸配列を含んでなってもよい、VH領域アミノ酸配列、および
(ii)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはそのGLバージョンのいずれかについて、表16に示される通りであり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異があるそのアミノ酸配列を含んでなってもよい、VL領域アミノ酸配列
を含んでなってもよい。
本発明による抗体分子は、配列番号524と少なくとも85%同一であるアミノ酸配列を有するVH領域と、配列番号533と少なくとも85%同一であるアミノ酸配列を有するVL領域とを含んでなってもよく、VH領域内では、
アミノ酸26はM、GまたはSであり;
アミノ酸27はG、FまたはDであり;
アミノ酸28はN、T、DまたはHであり;
アミノ酸29はFであり;
アミノ酸30はN、S、K、またはPであり;
アミノ酸31はY、V、R、E、またはTであり;
アミノ酸32はQ、Y、D、S、またはEであり;
アミノ酸33はT、P、I、またはVであり;
アミノ酸34はMであり;
アミノ酸35はWであり;
アミノ酸50はVであり;
アミノ酸51はIであり;
アミノ酸52はGであり;
アミノ酸52aはK、S、またはAであり;
アミノ酸53はT、S、N、D、G、またはQであり;
アミノ酸54はN、G、T、またはPであり;
アミノ酸55はE、G、N、K、またはTであり;
アミノ酸56はN、T、R、またはKであり;
アミノ酸57はI、T、K、またはVであり;
アミノ酸58はA、V、またはTであり;
アミノ酸59はYであり;
アミノ酸60はAであり;
アミノ酸61はDであり;
アミノ酸62はSであり;
アミノ酸63はVであり;
アミノ酸64はKであり;
アミノ酸65はGであり;
アミノ酸95はEであり;
アミノ酸96はWであり;
アミノ酸97はMであり;
アミノ酸98はDであり;
アミノ酸99はHであり;
アミノ酸100はSであり;
アミノ酸100aはRであり;
アミノ酸100bはPであり;
アミノ酸100cはYであり;
アミノ酸100dはYであり;
アミノ酸100eはYであり;
アミノ酸100fはYであり;
アミノ酸100gはGであり;
アミノ酸100hはMであり;
アミノ酸101はDであり;
アミノ酸102はVであり;
および式中、VL領域内では:
アミノ酸24はSであり;
アミノ酸25はGであり;
アミノ酸26はHであり;
アミノ酸27はNであり;
アミノ酸28はL、またはIであり;
アミノ酸29はE、またはGであり;
アミノ酸30はDであり;
アミノ酸31はKであり;
アミノ酸32はF、またはWであり;
アミノ酸33はA、またはVであり;
アミノ酸34はSであり;
アミノ酸50はRであり;
アミノ酸51はDであり;
アミノ酸52はDであり;
アミノ酸53はKであり;
アミノ酸54はRであり;
アミノ酸55はPであり;
アミノ酸56はSであり;
アミノ酸89はS、またはQであり;
アミノ酸90はS、またはAであり;
アミノ酸91はQであり;
アミノ酸92はDであり;
アミノ酸93はT、またはSであり;
アミノ酸94はV、またはTであり;
アミノ酸95はTであり;
アミノ酸96はRであり;
アミノ酸97はVである。
本発明による抗体分子は、配列番号524と少なくとも85%同一であるアミノ酸配列を有するVH領域と、配列番号533と少なくとも85%同一であるアミノ酸配列を有するVL領域とを含んでなってもよく、式中、VH領域内では:
アミノ酸26はM、G、S、V、A、N、T、またはHであり;
アミノ酸27はG、F、S、Y、E、D、またはPであり;
アミノ酸28はN、Q、H、V、E、T、A、S、D、M、またはPであり;
アミノ酸29はF、I、Y、S、L、またはWであり;
アミノ酸30はN、S、T、Q、K、H、R、G、P、E、K、A、またはDであり;
アミノ酸31はY、H、K、E、N、T、R、V、P、M、F、I、D、またはWであり;
アミノ酸32はQ、Y、D、N、S、E、またはTであり;
アミノ酸33はT、P、I、またはVであり;
アミノ酸34はM、またはLであり;
アミノ酸35はWであり;
アミノ酸50はVであり;
アミノ酸51はIであり;
アミノ酸52はGであり;
アミノ酸52aはK、S、P、A、N、G、E、D、V、またはTであり;
アミノ酸53はT、S、N、H、Q、D、G、またはEであり;
アミノ酸54はN、G、P、T、Q、E、M、K、またはAであり;
アミノ酸55はE、G、K、N、Q、T、H、D、またはAであり;
アミノ酸56はN、T、A、R、またはKであり;
アミノ酸57はI、T、N、S、K、F、Q、V、またはLであり;
アミノ酸58はA、V、S、T、またはNであり;
アミノ酸59はYであり;
アミノ酸60はAであり;
アミノ酸61はDであり;
アミノ酸62はS、A、またはTであり;
アミノ酸63はVであり;
アミノ酸64はKであり;
アミノ酸65はGであり;
アミノ酸95はEであり;
アミノ酸96はWであり;
アミノ酸97はMであり;
アミノ酸98はD、またはGであり;
アミノ酸99はH、またはRであり;
アミノ酸100はSであり;
アミノ酸100aはRであり;
アミノ酸100bはPであり;
アミノ酸100cはYであり;
アミノ酸100dはYであり;
アミノ酸100eはYであり;
アミノ酸100fはYであり;
アミノ酸100gはGであり;
アミノ酸100hはM、またはIであり;
アミノ酸101はDであり;
アミノ酸102はV、またはAであり;
および式中、VL領域内では:
アミノ酸24はS、またはTであり;
アミノ酸25はG、またはTであり;
アミノ酸26はH、R、またはPであり;
アミノ酸27はN、またはHであり;
アミノ酸28はL、I、V、F、またはTであり;
アミノ酸29はE、M、G、S、またはNであり;
アミノ酸30はD、A、S、G、またはHであり;
アミノ酸31はK、またはSであり;
アミノ酸32はF、またはWであり;
アミノ酸33はA、V、M、T、またはIであり;
アミノ酸34はS、T、またはAであり;
アミノ酸50はRであり;
アミノ酸51はDであり;
アミノ酸52はDであり;
アミノ酸53はKであり;
アミノ酸54はRであり;
アミノ酸55はPであり;
アミノ酸56はSであり;
アミノ酸89はS、Q、またはAであり;
アミノ酸90はS、A、またはTであり;
アミノ酸91はQであり;
アミノ酸92はD、またはGであり;
アミノ酸93はT、Q、S、N、またはKであり;
アミノ酸94はV、T、またはFであり;
アミノ酸95はTであり;
アミノ酸96はRであり;
アミノ酸97はV、S、またはAである。
本発明による抗体分子は、
(i)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはそのGLバージョンのいずれかについて表16に示されるVH領域アミノ酸配列と、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を有するVH領域;および
(ii)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはそのGLバージョンのいずれかについて、表16に示されるVL領域アミノ酸配列と、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を有するVL領域
を含んでなってもよい。
抗体分子は、Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはそのGLバージョンのいずれかのVH領域およびVL領域と、それぞれ少なくとも90%同一であるVH領域およびVL領域を含んでなってもよい。
示されるVHおよび/またはVL領域の百分率同一性は、少なくとも95%、少なくとも98%または少なくとも99%であってもよい。
抗体分子は、Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382またはそのGLバージョンのいずれかのVH領域およびVL領域を含んでなってもよい。
例えば抗体分子は、Abet0380−GLのVH領域アミノ酸配列番号524と、Abet0380−GLのVL領域アミノ酸配列番号533とを含んでなってもよい。
本発明による抗体分子は、Aβ1−42との結合について、
(i)VH領域アミノ酸配列番号524およびVL領域アミノ酸配列番号533を含んでなる抗体分子、
(ii)NCIMB 41890、41891または41892の受入番号の下に寄託された核酸によってコードされる抗体分子
と競合するものであってもよい。
抗体分子は、
(i)受入番号41890の下に寄託されたAbet0380−GL核酸配列;
(ii)受入番号41891の下に寄託されたAbet0144−GL核酸配列;または(ii)受入番号41892の下に寄託されたAbet0377−GL核酸配列
によってコードされる、VH領域およびVL領域を含んでなってもよい。
抗体分子は、上述の寄託された抗体のHCDRおよびLCDRをそれぞれ含んでなる、VH領域およびVL領域を含んでなってもよい。抗体分子は、上述の寄託された核酸によってコードされる抗体であってもよい。
本発明による結合メンバーをコードする核酸分子と、該核酸を含有する宿主細胞と、該核酸の発現と結合メンバーの回収によって結合メンバーを生成する方法ともまた、本明細書に記載される。
本発明のさらなる態様は、先行する請求項のいずれか一項に記載の抗体分子と、薬学的に許容可能な賦形剤などの1つまたは複数の追加的な成分を含んでなる組成物と、医療用途のためのこのような組成物とに関する。本発明による結合メンバーを含んでなる組成物は、人体または動物体の治療法で使用するために提供されてもよい。
本明細書に記載される結合メンバーは、例えばヒトである、ヒトまたは動物対象を診断または治療する方法で使用してもよい。本発明の結合メンバーを使用して、個体において、Aβ1−42レベルを低下させおよび/またはアミロイドーシスを緩和してもよい。結合メンバーを使用して、アミロイドーシスを緩和して、アミロイドーシスに伴う病状を治療し、緩和し、予防してもよい。治療されてもよい病状および疾患としては、前駆性、軽度、または中等度ADなどのアルツハイマー病が挙げられる。本発明によって治療されるADは、家族性または散発性ADであってもよい。本発明を使用して、ADに伴う軽度認知機能障害(MCI)を予防し、緩和しまたは逆転させてもよい。AD患者またはダウン症候群患者において、認知力が改善されてもよく、および/または認知低下が緩和されてもよい。本発明はまた、アミロイドβと関係がある黄斑変性を治療または予防するために使用してもよい(Ding et al.PNAS 108(28):E279−287 2011)。
したがってさらなる態様では、本発明は、本発明の結合メンバーを個体に投与するステップを含んでなる、個体において、アミロイドーシスを低下させ、アルツハイマー病を治療し、アルツハイマー病またはダウン症候群において認知力を改善しまたは認知低下を低減し、および/または黄斑変性を治療する方法を提供する。
これらのおよびその他の本発明の態様は、下により詳細に記載される。
精製Abet0007 Fabと一連のアミロイドβペプチド間の直接結合HTRF(商標)アッセイの結果を示す。Abet0007クローン(黒四角)は、ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(図1A)およびマウスアミロイドβ1−42ペプチド(図1C)への結合を示すが、ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(図1B)またはスクランブルされたヒトアミロイドβ1−42ペプチド(図1D)への結合は示さない。陽性対照抗体(黒丸)および陰性対照抗体(黒三角)を使用して、アッセイの完全性を確認した。 競合ペプチドの濃度増大による、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドとAbet0007 IgG2との複合体形成の阻害を示す。複合体形成は、ヒトアミロイドβ1−42(黒丸)、11−42(黒三角、17−42(黒逆三角)、および1−43(黒菱形)ペプチドによって阻害される。これは、ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(黒四角)または陰性対照ペプチド(白丸)によって阻害されない。 100nM(最上部トレース)、50nM、25nM、12.5nM、6.2nM、および3.1nM(最下部トレース)のペプチド濃度で、固定化Abet0007 IgG2と結合する、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの表面プラズモン共鳴(BIAcore)トレースを示す。各トレースは、1:1ラングミュアモデルに適合される。 Abet0007 IgG2の試験管内免疫組織化学染色からのサンプル画像を示す。(A)陽性対照抗体は、ヒトAD脳切片(ApoE遺伝子型3/3、Braak段階6;20μg/ml抗体)上で、強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。(B)Abet0007 IgG2リードクローンは、隣接する脳切片(20μg/ml)上でプラーク認識を示さない(スコア=0)。(C)同一陽性対照抗体は、Tg2576マウス脳セクション(18ヶ月齢マウス;20μg/ml抗体)上で、強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。(D)Abet0007 IgG2リードクローンは、隣接するマウス脳切片(20μg/ml)上でプラーク認識を示さない(スコア=0)。 図4−1の続きである。 Abet0007 scFv(黒丸)およびAbet0144 scFv(黒三角)の濃度増大による、ヒトアミロイドβ1−42とAbet0042 IgGとの複合体形成の阻害を示す。このアッセイ中で、Abet0144クローンは、Abet0007親クローンよりも有意により強力である。陰性対照抗体(黒四角)が、比較のために含まれる。 400nM(最上部トレース)、200nM、100nM、50nM、および12.5nM(最下部トレース)のscFv濃度で、固定化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドと結合する、精製Abet0144 scFvの表面プラズモン共鳴(BIAcore)トレースを示す。各トレースは、1:1ラングミュアモデルに適合される。 50nM(最上部トレース)、25nM、12.5nM、6.25nM、3.13nM、および1.56nM(最下部トレース)のペプチド濃度で、固定化Abet0144−GLのIgG1−TM抗体と結合する、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの表面プラズモン共鳴(BIAcore)トレースを示す。各トレースは、1:1ラングミュアモデルに適合される。 400nMで、固定化Abet0144−GLのIgG1−TM抗体と結合する、一連のアミロイドβペプチドの表面プラズモン共鳴(BIAcore)トレースを示す。ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(最上部トレース)および未標識ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(2番目のトレース)に対する、明らかな結合がある。スクランブルされたビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−40ペプチド、未標識ヒトアミロイドβ1−40ペプチド、またはビオチン化インスリンに対する識別可能な結合はない(平坦な線)。 その中で、競合ペプチドの濃度増大による、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドとAbet0144−GLのIgG1−TMとの間の複合体形成の阻害が測定される、生化学的エピトープ競合アッセイを使用した、Abet0144−GLのIgG1−TMの特異性プロファイリングを示す。複合体形成は、ヒトアミロイドβ1−42(黒丸)、ピロ3−42(黒菱形)、およびピロ11−42(白丸)ペプチドによって阻害される。ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(黒四角)、1−16(黒三角)、および12−28(黒逆三角)ペプチド切断型または陰性対照ペプチド(白四角)による有意な阻害は、観察されない。 Abet0144−GLのIgG1−TMの試験管内免疫組織化学染色からのサンプル画像を示す。(A)陽性対照抗体は、ヒトAD脳切片(ApoE遺伝子型3/3;20μg/ml抗体)上で、強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。(B)Abet0144−GLのIgG1−TMリードクローンは、隣接する脳切片(20μg/ml)上で、いくらかのプラーク認識(スコア=1.5)を示す。(C)同一陽性対照抗体は、Tg2576マウス脳セクション(18ヶ月齢マウス;20μg/ml抗体)上で、強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。(D)Abet0144−GLのIgG1−TMリードクローンは、隣接するマウス脳切片(20μg/ml)上で、いくらかのプラーク認識(スコア=1)を示す。 図10−1の続きである。 精製競合scFv(黒丸)の濃度増大による、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドとAbet0144−GLのIgG1−TMとの複合体形成の阻害を示す。4つの最も強力なscFvクローン、Abet0369(図11A)、Abet0377(図11B)、Abet0380(図11C)、およびAbet0382(図11D)は全て、親Abet0144−GLのscFv配列(黒四角)と比較して、効力に有意な改善を示す。 図11−1の続きである。 1024nM(最上部トレース)から63pM(最下部トレース)のペプチド濃度で、固定化Abet0380−GLのIgG1−TM抗体と結合する、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの表面プラズモン共鳴(BIAcore)トレースを示す。各トレースは、1:1ラングミュアモデルに適合される。 固定化Abet0380−GLのIgG1−TM抗体に対する一連のアミロイドβペプチド結合について、表面プラズモン共鳴(BIAcore)トレースを示す。ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(最上部トレース)および未標識マウスアミロイドβ1−42ペプチド(2番目のトレース)に対する、明らかな結合がある。ビオチン化ヒトアミロイドβ1−40ペプチドまたは未標識マウスアミロイドβ1−40ペプチド(平坦な線)に対する、識別可能な結合はない。 Abet0380−GLのIgG1−TMの試験管内免疫組織化学染色からのサンプル画像を示す。(A)陽性対照抗体は、ヒトAD脳切片(ApoE遺伝子型3/3、Braak段階6;5μg/ml抗体)上で、強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。(B)Abet0380−GLのIgG1−TMリードクローンは、隣接する脳切片(10μg/ml)上で、強力なプラーク認識(スコア=3)を示す。(C)同一陽性対照抗体は、Tg2576マウス脳セクション(22ヶ月齢マウス;20μg/ml抗体)上で、強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。(D)Abet0380−GLのIgG1−TMリードクローンは、隣接するマウス脳切片(20μg/ml)上で強力なプラーク認識(スコア=4)を示す。 図14−1の続きである。 Aβ42凝集体調製物のウエスタンブロット分析、およびAbet0380−GLのIgG1TMを使用した検出を示す。(A)非光架橋(非PICUP)Aβ42凝集体のAbet0380−GLのIgG1TM検出。(B)光架橋Aβ42凝集体(PICUP)のAbet0380−GLのIgG1TM検出。ここで我々は、Abet0380−GLのIgG1TMが、Aβ1−42モノマーおよび五量体以下の低nオリゴマー種を特異的に認識することを実証する。 14日間にわたり反復する毎週の用量を投与された、スプラーグドーリー系ラットにおける、Abet0380−GLのIgG1−TM抗体用量の増大による、(A)CSF中の遊離アミロイドβ1−42ペプチドレベルの用量依存的低下、(B)脳組織内の全アミロイドβ1−42ペプチドの増大、および(C)影響を受けない脳組織内の全アミロイドβ1−40ペプチドレベルを示す。 老化Tg2576マウスへの末梢投与の168時間後の生体内における、アミロイドβプラークに対するAbet0380−GLのIgG1−TMの結合の免疫組織化学的分析からのサンプル画像を示す。(A)30mg/kgで投与された陽性対照抗体が強力な生体内プラーク認識を示す一方で、(B)30または(C)10mg/kgで投与されたAbet0380−GLのIgG1−TMは、いかなる生体内プラーク修飾も示さない。 一連の異なる濃度(10μM〜0.17nM)の完全長、切断型、およびピロヒトAβペプチド(Aβ1−42、Aβ1−43、Aβ1−16、Aβ12−28、Aβ17−42、Aβピロ−3−42、またはAβピロ−11−42)のパネルの競合結合実験における、Abet0380−GLのIgG1−TMの特異性を示す。凡例:−黒丸− Aβ1−42、 −白三角− Aβ1−43、 黒逆三角 Aβ1−16、 黒菱形 Aβ12−28、 −白菱形− Aβ17−42、 ―白三角― Aβピロ−3−42、 −白丸− Aβピロ11−42、 白菱形 ビヒクル1(DMSO)、 ※ ビヒクル1(NH4OH)。 x軸はAβペプチドの濃度をlogMで示し、y軸は%特異的結合を示す。10-8〜10-9のモル濃度範囲のIC50値のAβ1−42、Aβ1−43、Aβ17−42、Aβピロ−3−42、およびAβピロ−11−42による、Abet0380−GLのIgG1−TM:N末端ビオチンAβ1−42結合の阻害が、このグループで観察された。Aβ1−16またはAβ12−28による、Abet0380−GLのIgG1−TM:N末端ビオチンAβ1−42結合の阻害は観察されなかった。 正常ラットPK−PD研究において、抗体Abet0144−GLがアミロイドβ1−42を隔離する能力を示す。x軸は、ビヒクルまたはAbet0144−GL(10mg/kg、または40mg/kg)の濃度を示し、y軸は、CSF中の全アミロイドβ1−42の濃度をpg/mlで示す。CSF中の遊離アミロイドβ1−42は、10または40mg/kgのAbet0144−GLのどちらによっても有意に変化しなかった(ビヒクルと比較してそれぞれ5および18%の増大)。CSF中の全アミロイドβ1−42は、10mg/kgで38%、40mg/kgで139%有意に増大した。脳組織内の全アミロイドβ1−42もまた、10および40mg/kgで、それぞれ16%および50%有意に増大した。正常ラットにおけるこの研究からのデータは、Abet0144−GLが、CSF中の遊離アミロイドβ1−42レベルに対して有意な効果を有しない一方で、CSFおよび脳の双方において全アミロイドβ1−42レベルを増大させることを実証する。
血漿中、脳内、および脳脊髄液(CSF)中で、Aβペプチド1−42のイソ型およびそのN末端切断型(n−42)と結合することで、本発明による結合メンバーは、脳および脳血管系内における、Aβn−42のイソ型の蓄積を予防し、または沈着を逆転させてもよい。本発明による結合メンバーは、血漿および/または脳脊髄液(CSF)中の可溶性Aβ1−42と結合して沈殿させ、その結果、血清および/またはCSF中のAβ1−42濃度をそれぞれ低下させてもよい。これは、アルツハイマー病およびその他のアミロイドーシスに伴う病状の治療的アプローチに相当する。
結合メンバーは、Aβ17−42内、より具体的にはAβ29−42内の標的エピトープに対して特異的であり、例えばAβ1−40からのエピトープなどの非標的エピトープと比較して、高親和性でこの標的エピトープと結合し、その結果、アミロイドプラーク形成と関連づけられている主要有毒化学種を標的にする。例えば結合メンバーは、Aβ1−40に対するよりも、少なくとも10倍、少なくとも100倍、少なくとも1000倍または少なくとも10,000倍高い、Aβ1−42への結合親和性を示してもよい。したがって結合メンバーは、Aβ1−40よりもAβ1−42との結合に対して選択的である。上述のように、結合メンバーは、500pM以下の解離定数(KD)でAβ1−42と結合してもよい。好ましくは、それはAβ1−40に対する顕著な結合を示さない。親和性および結合は、実施例に記載されるように、単量体Aβペプチドを使用した表面プラズモン共鳴を使用して測定し得る。
Aβへの結合はまた、実施例に記載されるように、均一時間分解蛍光(HTRF(商標))アッセイ中で測定して、抗体がAβとの結合について、Aβペプチドに対する参照抗体分子と競合できるかどうかを判定し得る。
HTRF(商標)アッセイは、近傍にある供与体と受容体フルオロフォア間の蛍光共鳴エネルギー転移を利用する、均一アッセイ技術である。このようなアッセイを使用して、対象分子の1つを供与体フルオロフォアであるユウロピウム(Eu3+)クリプテートに、直接または間接的にカップリングさせ、別の対象分子を受容体フルオロフォアXL665(安定架橋したアロフィコシアニン)にカップリングさせることで、高分子の相互作用を測定し得る。クリプテート分子の(337nmにおける)励起は、620nmにおける蛍光放射をもたらす。この発光からのエネルギーは、クリプテート近傍のXL665に移転され、XL665から(665nmにおける)特異的長寿命蛍光発光をもたらし得る。アッセイ中の着色化合物の存在を補正する665/620nm比を計算できるように、(620nmにおける)供与体および(665nmにおける)受容体の双方の特異的シグナルが測定される。
本発明による結合メンバーは、HTFR(商標)競合アッセイ中で、Aβ1−42との結合についてAβ1−42と競合し、したがって参照抗体の結合を阻害してもよいが、Aβ1−40とは競合しない。結合メンバーは、HTRF(商標)アッセイ中で、Aβ1−42との結合について、Abet0144GLの少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、または少なくとも90%の阻害を示してもよい。
結合阻害の効力は、特に断りのない限り、nM単位でIC50値として表されてもよい。機能アッセイにおいて、IC50は、生物学的応答をその最大値の50%に低下させる、抗体分子の濃度である。リガンド結合試験において、IC50は、受容体結合を最大特異的結合レベルの50%に低下させる濃度である。IC50は、結合メンバー濃度の関数として、最大生物学的応答の%をプロットし、Prism(GraphPad)またはOrigin(Origin Labs)などのソフトウェアプログラムを使用して、シグモイド関数をデータに適合させ、IC50値を得ることで、計算してもよい。効力を測定または判定するための適切なアッセイは、当該技術分野で周知である。
結合メンバーは、Abet0144−GLおよびAβ1−42を用いたHTRF(商標)エピトープ競合アッセイ中で、例えば2nM以下、例えば1nM以下などの5nM以下のIC50を有してもよい。Abet0144−GLは、VH領域配列番号20およびVL領域配列番号29を有する抗体分子である。それは、例えばscFvまたはIgG、例えばIgG1形態などの試験される抗体分子と同一形態で、アッセイ中で使用してもよい。したがって本発明によるIgG抗体分子は、HTRFエピトープ競合アッセイ中で、ヒトAβ1−42との結合についてAbet0144−GL IgGと競合してもよい。このようなアッセイにおける効力は、1nM未満であってもよい。
本発明による結合メンバーは、HTRF(商標)競合アッセイによる判定で、Aβ1−40よりもAβ1−42に対する特異的結合を示してもよい。Aβ1−40は、このようなアッセイ中で、Aβ1−42ペプチドと結合する結合メンバーの有意な阻害を示さなくてもよく、例えばそれは、このようなアッセイ中で、例えば10%未満または5%未満などの20%未満の阻害を示してもよく、好ましくはこのようなアッセイ中で、有意な阻害を示さない。
本発明による結合メンバーは、ヒトAβ17−42内、より具体的にはヒトAβ29−42内のエピトープを認識し、例えばマウスまたはラットなどのその他の種からのAβ中のそれらの標的エピトープもまた、認識してもよい。2つの種のAβ1−42に対する結合メンバーの交差反応性の程度を評価するために、第1の種(例えばヒト)からのAβ1−42を使用したHTRF(商標)競合アッセイ中で計算された結合メンバーの効力を、第2の種からのAβ1−42(例えばマウスAβ1−42)を使用した同一アッセイ中の結合メンバーの効力と比較してもよい。IC50測定値によって判定された効力は、10倍以内または100倍以内であってもよい。上述のように、Abet0144GLは、HTRF(商標)競合アッセイ中で参照抗体として使用されてもよい。本明細書に記載される結合メンバーは、非ヒトAβ1−42アッセイ中よりもヒトAβ1−42アッセイ中で、より大きな効力を有してもよい。
結合メンバーは、抗体フレームワーク(すなわち抗体抗原結合領域)内で、例えばCDRセットなどの1つまたは複数のCDRを有する抗体分子を含んでなってもよい。例えば抗体分子は、抗体VHおよび/またはVL領域を含んでなってもよい。抗体分子のVHおよびVL領域もまた、本発明の一部として提供される。周知のように、VHおよびVL領域は、相補性決定領域(「CDR」)、およびフレームワーク領域(「FW」)を含んでなる。VHドメインはHCDRセットを含んでなり、VLドメインはLCDRセットを含んでなる。抗体分子は、VH CDR1、CDR2、およびCDR3を含んでなる抗体VH領域、および/またはVL CDR1、CDR2、およびCDR3を含んでなる抗体VL領域を含んでなってもよい。VHまたはVL領域は、フレームワークをさらに含んでなってもよい。VHまたはVL領域フレームワークは、典型的に、FW1−CDR1−FW2−CDR2−FW3−CDR3−FW4の構造でCDRが散在する、FW1、FW2、FW3、およびFW4の4つのフレームワーク領域を含んでなる。
本発明の態様による抗体VHおよびVL領域、FWおよびCDRの例は、表5および6、および本開示の一部を構成する添付の配列表に列挙される。本明細書で開示される全てのVHおよびVL配列、CDR配列、CDRセット、HCDRセット、およびLCDRセット、ならびにこれらの要素の組み合わせは、本発明の態様に相当する。本明細書に記載される「CDRセット」は、CDR1、CDR2、およびCDR3を含んでなる。したがって、HCDRセットはHCDR1、HCDR2、およびHCDR3を指し、LCDRセットはLCDR1、LCDR2、およびLCDR3を指す。特に断りのない限り、「CDRセット」は、HCDRおよびLCDRを含む。典型的に、本発明の抗体分子は、モノクローナル抗体である。
別の実施形態では、結合メンバーは、下でさらに考察されるように、例えば非抗体タンパク質スキャフォールド中のCDRセットなどの、常態では1つまたは複数のCDRによって提供される、非抗体分子内の抗原結合部位を含んでなってもよい。
Abet0007と称される親抗体分子の単離と、それに続くCDR3の定方向突然変異と、表5、6、および配列表に示されるCDR配列およびフレームワーク配列セットによってAbet0144−GLに生殖系列化された、最適化抗体Abet0144の選択とが、本明細書に記載される。実施例に記載されるように、複数ライブラリーのさらなる最適化および組換えの大規模なプロセスを通じて、抗体クローンパネルをAbet0144GLから作成した。これらのさらに最適化されたクローンは、Abet0380、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383と称される。これらのCDR配列および可変領域配列は、表5および6で参照され、配列表に記載される。生殖系列化されたVHおよびVL領域配列である、Abet0380GL、Abet0377GL、Abet0343GL、Abet0369GL、およびAbet0382GLは、表8および表9に示される。
例えば表5および6は、Abet0380が、その中でHCDR1が配列番号525(Kabat残基31〜35)であり、HCDR2が配列番号526(Kabat残基50〜65)であり、HCDR3が配列番号527(Kabat残基95〜102)であり、LCDR1が配列番号534(Kabat残基24〜34)であり、LCDR2が配列番号535(Kabat残基50〜56)であり、LCDR3が配列番号536(Kabat残基89〜97)である、CDRセットを有することを示す。その他の最適化抗体クローンは、表5および6に同様に示され、本発明の態様としてもまた提供される。
本発明によるヒトAβ1−42の結合メンバーは、例えばCDRセットなどの本明細書に記載される1つまたは複数のCDRを含んでなってもよい。CDRまたはCDRセットは、Abet0380、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはその生殖系列化バージョンのCDRセットであってもよく、または本明細書に記載されるようなその変種であってもよい。
いくつかの実施形態では;
HCDR1は、Kabat残基31〜35からなる5アミノ酸長であってもよく;
HCDR2は、Kabat残基50〜65からなる17アミノ酸長であってもよく;
HCDR3は、Kabat残基95〜102からなる16アミノ酸長であってもよく;
LCDR1は、Kabat残基24〜34からなる11アミノ酸長であってもよく;
LCDR2は、Kabat残基50〜56からなる7アミノ酸長であってもよく;および/または
LCDR3は、Kabat残基89〜97からなる9アミノ酸長であってもよい。
結合メンバーは、例えば表5または6に列挙される抗体のいずれかのCDRセットなどの、表5および6に列挙される抗体のいずれかのHCDR1、HCDR2および/またはHCDR3および/またはLCDR1、LCDR2および/またはLCDR3を含んでなってもよい。結合メンバーは、これらの抗体のいずれか1つのVH CDRセットを含んでなってもよい。任意選択的に、それはまた、これらの抗体のVL CDRセットを含んでなってもよい。VL CDRは、VH CDRと同じまたは異なる抗体に由来してもよい。表5に列挙される抗体のいずれかのHCDRセットを含んでなるVH領域、および/または表6に列挙される抗体のいずれかのLCDRセットを含んでなるVL領域もまた、本明細書で提供される。
結合メンバーは、開示されるHCDRおよび/またはLCDRセット内に、例えば最大で5、10または15個の変異である、1つまたは複数のアミノ酸変異がある、表5および6に列挙される抗体のいずれかのHCDRおよび/またはLCDRセットを含んでなってもよい。変異は、アミノ酸置換、欠失または挿入であってもよい。例えば本発明の抗体分子は、例えば置換である1つまたは2つのアミノ酸変異がある、Abet0380、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはその生殖系列化バージョンのいずれか1つからのHCDRおよび/またはLCDRセットを含んでなってもよい。
例えば結合メンバーは、
Abet0380またはAbet0380GLのHCDRのアミノ酸配列が、
HCDR1配列番号525、
HCDR2配列番号526、および
HCDR3配列番号527である、
Abet0380またはAbet0380GLのHCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異があるAbet0380のHCDRセットを含んでなる、VH領域、および
(ii)Abet0380またはAbet0380GLのLCDRのアミノ酸配列が、
LCDR1配列番号534、
LCDR2配列番号535、および
LCDR3配列番号536である、
Abet0380またはAbet0380GLのLCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある、Abet0380またはAbet0380GLのLCDRセットを含んでなる、VL領域
を含んでなってもよい。
変異は、CDRセット内のあらゆる残基で潜在的に生じてもよい。いくつかの実施形態では、置換は、表5および6に示される通りのAbet0380またはその生殖系列化バージョンと比較して、Abet0380、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382およびAbet0383と比較してAbet0144GL、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383のいずれかの中で置換される位置において起きてもよい。
例えば、1つまたは複数の置換は、
VH FW1中の26、27、28、29または30;
VH CDR1中の31、32、33、34または35;
VH CDR2中の52a、53、54、55、56、57、58または62;
VH CDR3中の98、99、100hまたは102;
VL CDR1中の24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34;
VL CDR3中の89、90、92、93、94または97
のKabat残基の1つまたは複数であってもよい。
特定のKabat残基位置における可能なアミノ酸置換の例は、VH領域については表12および14、VL領域については表13および15に示される。
上述したように、結合メンバーは、抗体フレームワーク内に、例えばCDRセットなどの1つまたは複数のCDRを有する抗体分子を含んでなってもよい。例えば、抗体の1つまたは複数のCDRまたはCDRセットをフレームワーク(例えばヒトフレームワーク)内にグラフトして、抗体分子を提供してもよい。フレームワーク領域は、ヒト生殖細胞系遺伝子断片配列のものであってもよい。したがってフレームワークは生殖系列化させてもよく、それによって、フレームワーク内の1つまたは複数の残基が、最も良く似たヒト生殖細胞系フレームワーク内の対応する位置の残基と一致するように変化する。当業者は、配列が、生殖系列化前の抗体のフレームワーク配列に最も近い生殖細胞系断片を選択して、抗体の親和性または活性を試験し、本明細書に記載されるアッセイ中で、生殖系列化が抗原結合または効力を有意に低下させないことを確認し得る。ヒト生殖細胞系遺伝子断片配列は、当業者に知られており、例えばVBASEデータベース(VBASE,MRC Centre of Protein Engineering,UK,1997,http//mrc−cpe.cam.ac.uk)からアクセスし得る。
本明細書に記載される結合メンバーは、例えばVh3−23DP−47などのヒト生殖細胞系フレームワークのHCDRセットを含んでなるVH領域を有する、単離ヒト抗体分子であってもよい。したがってVH領域フレームワーク領域FW1、FW2および/またはFW3は、ヒト生殖細胞系遺伝子断片Vh3−23DP−47のフレームワーク領域を含んでなってもよく、および/またはフレームワーク残基を変異させて、このヒト生殖細胞系遺伝子断片のフレームワーク残基を一致させることで生殖系列化してもよい。FW4は、ヒト生殖細胞系連結部分のフレームワーク領域を含んでなってもよい。
VH FW1のアミノ酸配列は、配列番号528であってもよい。VH FW1は、抗原結合に寄与するおよび/またはCDR1ループの立体構造に重要であると考えられる、ひと続きの残基をKabat位置26〜30に含有する。置換は、配列番号528に含まれて、例えば選択されたHCDR1配列と相乗作用してもよい。1つまたは複数の置換は、任意選択的に、表12または表14に示されるものから選択されてもよい。
VH FW2のアミノ酸配列は、配列番号529であってもよい。VH FW3のアミノ酸配列は、配列番号530であってもよい。VH FW4のアミノ酸配列は、配列番号531であってもよい。
常態では結合メンバーはまた、例えばVλ23−3 DPL−23などのヒト生殖細胞系フレームワーク内に、LCDRセットを含んでなるVL領域も有する。したがってVL領域フレームワーク領域FW1、FW2および/またはFW3は、ヒト生殖細胞系遺伝子断片Vλ23−3 DPL−23のフレームワーク領域を含んでなってもよく、および/またはフレームワーク残基を変異させて、このヒト生殖細胞系遺伝子断片のフレームワーク残基を一致させることで生殖系列化してもよい。FW4は、ヒト生殖細胞系連結部分のフレームワーク領域を含んでなってもよい。VL FW1のアミノ酸配列は、配列番号537であってもよい。VL FW2のアミノ酸配列は、配列番号538であってもよい。VL FW3のアミノ酸配列は、配列番号539であってもよい。VH FW4のアミノ酸配列は、配列番号540であってもよい。
生殖系列化VHまたはVL領域は、1つまたは複数のベルニエ残基において、生殖系列化されてもよく、またはされなくてもよいが、常態では生殖系列化されない。
例えば本明細書に記載される抗体分子またはVH領域は、
FW1配列番号528;
FW2配列番号529;
FW3配列番号530;
FW4配列番号531
の重鎖フレームワーク領域セットを含んでなってもよく、
または例えば置換である、1、2、3、4、5、6または7個のアミノ酸変異がある、重鎖フレームワーク領域の前記セットを含んでなってもよい。
本明細書に記載される抗体分子またはVL領域は、
FW1配列番号537;
FW2配列番号538;
FW3配列番号539;
FW4配列番号540
の軽鎖フレームワーク領域セットを含んでなってもよく、
または例えば置換である、1、2、3、4、5、または6個のアミノ酸変異がある、前記セット軽鎖フレームワーク領域を含んでなってもよい。
非生殖系列化抗体分子は、生殖系列化抗体分子と比較して、同一CDRを有するが、異なるフレームワークを有する。本明細書の添付の配列表に示される抗体配列の内、Abet0144−GL、Abet0380−GL、Abet0377−GL、Abet0343−GL、Abet0369−GL、およびAbet0382−GL配列は、生殖系列化されている。その配列が本明細書で開示されるその他の抗体分子の生殖系列化抗体は、任意選択的に、VH領域内ではVh3−23DP−47に、VL領域内ではVλ23−3DPL−23に、それらのVHおよびVL領域配列のフレームワーク領域を生殖系列化することで生成されてもよい。
典型的に、VHドメインをVLドメインと対合させて、抗体抗原結合部位を提供するが、上で考察されるように、VHまたはVLドメインのみを使用して、抗原と結合させてもよい。例えば、Abet0380−GLのVHおよびVL領域の双方を含んでなる抗体抗原結合部位が形成されるように、Abet0380−GLのVH領域(配列番号524)をAbet0380−GLのVL領域(配列番号533)と対合させてもよい。本明細書で開示されるその他の抗体のVHおよびVL領域について、類似実施形態が提供される。別の実施形態では、Abet0380−GLのVHは、Abet0380−GLのVL以外のVL領域と対合される。軽鎖乱交雑は、当該技術分野で確立されている。この場合もやはり、本明細書で開示されるその他のVHおよびVL領域について、本発明によって類似実施形態が提供される。したがって、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0380、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383のいずれかのVH CDRまたは生殖系列化VH領域配列を含んでなるVH領域と、異なる抗体からのVL CDRまたは生殖系列化VL領域を含んでなるVL領域とを対合させてもよく、例えばVHおよびVL領域は、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0380、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383から選択される異なる抗体に由来してもよい。
結合メンバーは、
(i)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16または添付の配列表に示される通りであり、または1つまたは2つのアミノ酸変異があるそのアミノ酸配列を含んでなる、VH領域アミノ酸配列、および
(ii)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16または添付の配列表に示される通りであり、または1つまたは2つのアミノ酸変異があるそのアミノ酸配列を含んでなる、VL領域アミノ酸配列
を含んでなってもよい。
抗体分子は、
(i)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示されるVH領域アミノ酸配列と、少なくとも90%、95%または98%同一であるアミノ酸配列を有するVH領域;および
(ii)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示されるVL領域アミノ酸配列と、少なくとも90%、95%または98%同一であるアミノ酸配列を有するVL領域
を含んでなってもよい。
それは、Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかのVH領域およびVL領域と、それぞれ少なくとも90%、95%または98%同一であるVH領域およびVL領域を含んでなってもよい。
結合メンバーは、VH領域およびVL領域を含んでなってもよく、その中で、
(i)VH領域アミノ酸配列は配列番号524で示され、VL領域アミノ酸配列は配列番号533で示され;
(ii)VH領域アミノ酸配列は、配列番号524と比較して、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10個のアミノ酸置換を有し、VL領域アミノ酸配列は、配列番号533と比較して、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10個のアミノ酸置換を有し;または
(iii)VH領域アミノ酸配列は、配列番号524と、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%の配列同一性を有し、VL領域アミノ酸配列は、配列番号533と、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%または少なくとも95%の配列同一性を有する。
いくつかの実施形態では、抗体分子は、例えばscFvなどのように抗体定常領域を欠いていてもよい。
別の実施形態では、抗体分子は、抗体定常領域を含んでなってもよい。抗体分子は、IgGなどの全抗体、すなわちIgG1、IgG2、またはIgG4であってもよく、または下述されるような抗体断片または誘導体であってもよい。抗体分子はまた、例えば、YTEがあるIgG1(Dall’Acqua et al.(2002)J.Immunology,169:5171−5180;Dall’Acqua et al.(2006)J Biol.Chem.281(33):23514−24)、および/またはFc領域内のTM変異(Oganesyan et al.(2008)Acta Cryst D64:700−4)などのその他の構成を有し得る。
本発明は、変種Fc領域がある本発明の結合メンバーを提供し、変種は、Kabatに記載されるEUインデックスによる番号付けで、234位のフェニルアラニン(F)残基、235位のフェニルアラニン(F)残基またはグルタミン酸(E)残基、および331位のセリン(S)残基を含んでなる。このような変異の組み合わせは、以下、三重変異(TM)と称される。
本明細書に記載される結合メンバーは、
(i)寄託受入番号NCIMB 41889(Abet0007);
(ii)寄託受入番号NCIMB 41890(Abet0380−GL);
(iii)寄託受入番号NCIMB 41891(Abet0144−GL);
(iv)寄託受入番号NCIMB 41892(Abet0377−GL)
のいずれかの核酸配列および/またはベクターによってコードされる、CDR、VH領域、VL領域、抗体−抗原結合部位または抗体分子を含んでなってもよい。
本明細書に記載される結合メンバーは、寄託受入番号NCIMB 41889、41890、41891または41892の核酸、ベクターまたは細胞系から生成され、または生成可能であってもよい。例えば結合メンバーは、寄託受入番号NCIMB 41890の細胞系の核酸またはベクターの発現によって生成されてもよい。核酸またはベクターは、あらゆる都合良い発現系によって発現されてもよい。代案としては、結合メンバーは、寄託受入番号NCIMB 41889、41890、41891または41892の細胞系によって発現されてもよい。
本発明の態様はまた、受入番号41889、41890、41891または41892の細胞系に含有される、VHおよび/またはVL領域をコードする核酸;受入番号41889、41890、41891または41892の細胞系に含有される、前記核酸を含んでなるベクター;および受入番号41889、41890、41891または41892の細胞または細胞系も提供する。
本発明による結合メンバーは、41889、41890、41891または41892の受入番号の下に寄託された核酸によってコードされるあらゆる抗体分子と、または添付の配列表に記載されるAbet007、Abet0380−GL、Abet0144−GLまたはAbet0377−GLのVH領域およびVL領域アミノ酸配列を含んでなる抗体分子と、ヒトAβ1−42との結合について競合する抗体抗原結合部位または抗体分子を含んでなってもよい。
結合メンバー
結合メンバーという用語は、互いに結合する一対の分子の一方のメンバーを表現する。結合対のメンバーは、天然由来であっても、または完全にまたは部分的に合成的に生成されてもよい。対の分子の一方のメンバーは、その表面に領域または窩洞を有し、それは対の分子の他方のメンバーの特定の空間的および極性機構と結合し、したがってそれと相補的である。結合対のタイプの例は、抗原−抗体、ビオチン−アビジン、ホルモン−ホルモン受容体、受容体−リガンド、酵素−基質である。本発明は、抗原−抗体タイプの反応に関する。
結合メンバーは、常態では、抗原結合部位を有する分子を含んでなる。例えば結合メンバーは、抗原結合部位を含んでなる抗体分子または非抗体タンパク質であってもよい。
抗原結合部位は、フィブロネクチンまたはチトクロームBなどなどの非抗体タンパク質スキャフォールド上へのCDR配置の手段によって[Haan & Maggos(2004)BioCentury,12(5):A1−A6;Koide et al.(1998)Journal of Molecular Biology,284:1141−1151;Nygren et al.(1997)Current Opinion in Structural Biology,7:463−469i]、または所望の標的に対する結合特異性を与える、タンパク質スキャフォールド内のループのアミノ酸残基のランダム化または変異によって、提供されてもよい。タンパク質内で新規結合部位を設計するためのスキャフォールドは、Nygren et al.[前出]によって詳細に概説されている。抗体模倣体のタンパク質スキャフォールドは、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、国際公開第00/34784号パンフレットで開示され、その中で発明者らは、少なくとも1つの無作為化ループを有するフィブロネクチンIII型ドメインを含むタンパク質(抗体模倣体)について記述する。その中に、例えばHCDRまたはHCDR3および/またはLCDR3セットなどの1つまたは複数のCDRがグラフトされる適切なスキャフォールドは、あらゆる免疫グロブリン遺伝子スーパーファミリーの領域メンバーによって提供されてもよい。スキャフォールドは、ヒトまたは非ヒトタンパク質であってもよい。非抗体タンパク質スキャフォールドの利点は、それが、少なくともいくつかの抗体分子よりも小さく、および/または製造がより容易である抗原結合部位をスキャフォールド分子内に提供してもよいことである。結合メンバーの小さなサイズは、細胞に入り込む、組織に深く浸透する、またはその他の構造内の標的に到達する、または標的抗原のタンパク質内窩洞と結合する能力などの有用な生理学的特性を与えてもよい。非抗体タンパク質スキャフォールド中の抗原結合部位の使用は、Wess,2004[Wess,L.In:BioCentury,The Bernstein Report on BioBusiness,12(42),A1−A7,2004]でレビューされる。典型的なのは、安定骨格と、1つまたは複数の可変ループとを有するタンパク質であり、その中では、ループまたはループ群のアミノ酸配列が特異的にまたは無作為に変異して、標的抗原と結合する抗原結合部位を作り出す。このようなタンパク質としては、黄色ブドウ球菌(S.aureus)からのプロテインAのIgG−結合領域、トランスフェリン、テトラネクチン、フィブロネクチン(例えば第10フィブロネクチンIII型ドメイン)、リポカリン、ならびにγ結晶性およびその他のAffilin(商標)スキャフォールド(Scilタンパク質)が挙げられる。その他のアプローチの例としては、分子内ジスルフィド結合を有するサイクロチド−小型タンパク質をベースとした合成「Microbodies」、Microproteins(Versabodies(商標)、Amunix)、およびアンキリン反復タンパク質(DARPins、Molecular Partners)が挙げられる。
抗体配列および/または抗原結合部位に加えて、結合メンバーは、例えば折り畳み領域などのペプチドまたはポリペプチドを形成する、または抗原結合能力に加えて別の機能特性を分子に与える、その他のアミノ酸を含んでなってもよい。結合メンバーは、検出可能な標識を保有してもよく、または(例えばペプチジル結合またはリンカーを介して)、毒素または標的部分または酵素に共役してもよい。例えば結合メンバーは、(例えば酵素ドメイン内に)触媒部位ならびに抗原結合部位を含んでなってもよく、その中では抗原結合部位が抗原と結合し、したがって触媒部位が抗原の標的になる。触媒部位は、例えば切断によって抗原の生物学的機能を阻害してもよい。
言及されたように、CDRは非抗体スキャフォールドによって保有され得るが、例えばCDR3などのCDR、または本発明のCDRセットを保有するための構造は、一般に抗体重鎖または軽鎖配列、またはその実質的部分であり、その中でCDRまたはCDRセットは、再配列免疫グロブリン遺伝子によってコードされる、天然起源VHおよびVL抗体可変領域のCDRまたはCDRセットに対応する位置にある。免疫グロブリン可変領域の構造および位置は、Kabat,et al.,1987[Kabat,E.A.et al,Sequences of Proteins of Immunological Interest.4th Edition.US Department of Health and Human Services.1987]と、その最新情報を参照して判定してもよい。このデータベースをクエリーするために、いくつかの学術的および商業的オンライン情報源が利用できる。例えば、Martin,A.C.R.Accessing the Kabat Antibody Sequence Database by Computer PROTEINS:Structure,Function and Genetics,25(1996),130−133、および目下ウェブアドレスhttp://www.bioinf.org.uk/abs/simkab.htmlにある関連オンライン情報源を参照されたい。
CDR領域またはCDRは、Kabat et al.1991[Kabat,E.A.et al.(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Edition.US Department of Health and Human Services,Public Service,NIH,Washington]と、その後の版によって定義される、免疫グロブリン重鎖および軽鎖の超可変領域を示すことが意図される。抗体は、典型的に、3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRを含有する。CDRまたはCDR群という用語は、本明細書において、場合に応じて、それが認識する抗原またはエピトープに対する抗体親和性による結合に関与するアミノ酸残基の大部分を含有する、これらの領域の1つ、またはこれらの領域のいくつか、または全体さえ示すために使用される。
6本の短いCDR配列中で、重鎖(HCDR3)の3番目のCDRは、より大きなサイズ変動性(それが生成する遺伝子配置機構に本質的に起因する、より大きな多様性)を有する。それは2アミノ酸程度に短くてもよいが、既知の最大サイズは26である。CDR長はまた、特定の下層のフレームワークが収容し得る長さ次第で、異なってもよい。機能的に、HCDR3は、抗体特異性の決定においてある程度の役割を果たす(Segal et al.,PNAS,71:4298−4302,1974;Amit et al.,Science,233:747−753,1986;Chothia et al.,J.Mol.Biol.,196:901−917,1987;Chothia et al.,Nature,342:877−883,1989;Caton et al.,J.Immunol.,144:1965−1968,199;Sharon et al.,PNAS,87:4814−4817,1990;Sharon et al.,J.Immunol.,144:4863−4869,1990;and Kabat et al.,J.Immunol.,147:1709−1719,1991)。
抗体分子
これは、天然であるか、または部分的にまたは完全に合成的に製造されたかどうかに関わりなく、免疫グロブリンを表現する。用語はまた、抗体抗原結合部位を含んでなる、あらゆるポリペプチドまたはタンパク質を包含する。本明細書中では、本発明は、天然形態の抗体に関するものでないことが、理解されるべきであり、すなわちそれらはそれらの天然環境中にないが、それらは天然原料からの精製によって単離または入手され得て、さもなければ遺伝子組換えによって、または化学合成によって入手され得て、次にそれらは、後述するように非天然アミノ酸を含有し得る。抗体抗原結合部位を含んでなる抗体断片としては、Fab、Fab’、Fab’−SH、scFv、Fv、dAb、およびFdなどの分子が挙げられるが、これに限定されるものではない。例えばFab2、Fab3、二特異性抗体、三特異性抗体、四特異性抗体、およびミニ抗体をはじめとする、1つまたは複数の抗体抗原結合部位を含む、様々なその他の抗体分子が、改変されている。抗体分子とそれらの構築および利用方法は、Holliger & Hudson,Nature Biotechnology 23(9):1126−1136 2005に記載される。
モノクローナルおよびその他の抗体を使用して、組換えDNA技術を利用し、標的抗原と結合するその他の抗体またはキメラ分子を生成することが可能である。このような技術は、抗体の免疫グロブリン可変領域をコードするDNA、またはCDRを、異なる免疫グロブリンの定常領域に、または定常領域とフレームワーク領域に導入することを伴ってもよい。例えば、欧州特許出願公開第A−184187号明細書、英国特許第2188638A号明細書または欧州特許出願公開第A−239400号明細書、および膨大な量の後続の文献を参照されたい。抗体を産生するハイブリドーマまたはその他の細胞は、遺伝子変異またはその他の変化を受けてもよく、それは生成する抗体の結合特異性を変化させてもさせなくてもよい。
抗体は、いくつかの方法で修飾し得て、「抗体分子」という用語は、要求される抗原特異性および/または結合がある抗体抗原結合部位を有する、あらゆる結合メンバーまたは物質を包含すると解釈されるべきである。したがってこの用語は、天然、または完全にまたは部分的に合成されたかどうかに関わりなく、抗体抗原結合部位を含んでなるあらゆるポリペプチドをはじめとする、抗体断片と誘導体を包含する。したがって別のポリペプチド(例えば別の種に由来するまたは別の抗体クラスまたはサブクラスに属する)に融合した、抗体抗原結合部位、または同等物を含んでなるキメラ分子も包含される。キメラ抗体のクローニングおよび発現は、欧州特許出願公開第A−0120694号明細書および欧州特許出願公開第A−0125023号明細書、および後続の膨大な量の文献に記載される。
抗体工学技術分野で利用できるさらなる技術によって、ヒトおよびヒト化抗体の単離が可能になった。例えばヒトハイブリドーマは、Kontermann & Dubel[Kontermann,R & Dubel,S,Antibody Engineering,Springer−Verlag New York,LLC;2001,ISBN:3540413545]によって記載されるようにして生成し得る。結合メンバーを生成する別の確立された技術であるファージディスプレイが、Kontermann & Dubel[前出]および国際公開第92/01047号パンフレット(下でさらに考察される)、および米国特許第5969108号明細書、米国特許第5565332号明細書、米国特許第5733743号明細書、米国特許第5858657号明細書、米国特許第5871907号明細書、米国特許第5872215号明細書、米国特許第5885793号明細書、米国特許第5962255号明細書、米国特許第6140471号明細書、米国特許第6172197号明細書、米国特許第6225447号明細書、米国特許第6291650号明細書、米国特許第6492160号明細書、米国特許第6521404号明細書などの多数の文献で詳述される。
マウス免疫系のその他の構成要素をそのままにしながら、その中でマウス抗体遺伝子が不活性化されて、ヒト抗体遺伝子で機能的に置換されている遺伝子組換えマウスを、ヒト抗体を単離するために使用し得る[Mendez,M.et al.(1997)Nature Genet,15(2):146−156]。ヒト化抗体は、例えば国際公開第91/09967号パンフレット、米国特許第5,585,089号明細書、欧州特許第592106号明細書、米国特許第565,332号明細書、および国際公開第93/17105号パンフレットで開示されるものなどの当該技術分野で公知の技術を使用して、生成し得る。さらに、国際公開第2004/006955号パンフレットは、非ヒト抗体可変領域CDR配列のカノニカルCDR構造タイプを、例えば生殖細胞系抗体遺伝子断片などのヒト抗体配列ライブラリーからの対応するCDRのカノニカルCDR構造タイプと比較することで、ヒト抗体遺伝子からの可変領域フレームワーク配列を選択することに基づいて、抗体をヒト化する方法を記載する。非ヒトCDRと類似したカノニカルCDR構造タイプを有するヒト抗体可変領域は、それからヒトフレームワーク配列が選択される、ヒト抗体配列のサブセットメンバーを形成する。サブセットメンバーは、ヒトCDR配列と非ヒトCDR配列間のアミノ酸類似性によって、さらに格付けされてもよい。国際公開第2004/006955号パンフレットの方法では、最高位のヒト配列が選択されて、選択サブセットメンバーヒトフレームワークを使用して、ヒトCDR配列を非ヒトCDR相当物で機能的に置き換えるキメラ抗体を構築するためのフレームワーク配列が提供され、それによって非ヒトおよびヒト抗体間でフレームワーク配列を比較する必要性なしに、高親和性および低免疫原性のヒト化抗体が提供される。方法に従って作成されたキメラ抗体もまた、開示される。
合成抗体分子は、例えばKnappik et al.[Knappik et al.J.Mol.Biol.(2000)296,57−86]または Krebs et al.[Krebs et al.Journal of Immunological Methods 254 2001 67−84]によって記載されるように、適切な発現ベクター中で合成され組み立てられたオリゴヌクレオチドの手段によって生成された、遺伝子からの発現によって作り出されてもよい。
全抗体の断片が、抗原結合機能を果たし得ることが示されている。結合断片の例は、(i)VL、VH、CL、およびCH1ドメインからなるFab断片;(ii)VHおよびCH1ドメインからなるFd断片;(iii)単一抗体のVLおよびVHドメインからなるFv断片;(iv)VHまたはVL領域からなるdAb断片[Ward,E.S.et al.,Nature 341,544−546(1989);McCafferty et al.(1990)Nature,348,552−554;Holt et al.(2003)Trends in Biotechnology 21,484−490];(v)単離CDR領域;(vi)2つの結合したFab断片を含んでなる二価の断片であるF(ab’)2断片;(vii)その中で、2つの領域が結合して抗原結合部位を形成できるようにするペプチドリンカーによって、VH領域およびVL領域が結合する、一本鎖Fv分子(scFv)[Bird et al.,Science,242,423−426,1988;Huston et al.,PNAS USA,85,5879−5883,1988];(viii)二重特異性一本鎖Fv二量体(PCT/US92/09965号明細書);および(ix)遺伝子融合によって構築される、「二特異性抗体」、多価または多特異性断片(国際公開第94/13804号パンフレット;Holliger,P.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90 6444−6448,1993)である。Fv、scFvまたは二特異性抗体分子は、VHおよびVLドメインを連結するジスルフィド架橋の組み込みによって、安定化されてもよい[Reiter,Y.et al.,Nature Biotech,14,1239−1245,1996]。CH3ドメインに連結するscFvを含んでなるミニ抗体もまた、作成されてもよい[Hu,S.et al.,Cancer Res.,56,3055−3061,1996]。その他の結合断片の例は、抗体ヒンジ領域からの1つまたは複数のシステインをはじめとする、少数の残基の重鎖CH1領域のカルボキシル末端への付加があることで、Fab断片と異なるFab’、およびその中で、定常領域のシステイン残基が遊離チオール基を有するFab’断片である、Fab’−SHである。
Qui et al.[Qui et al.,Nat.Biotechnol.25:921−929 2007]は、フレームワーク領域によって結合する2つのCDRのみを含有する抗体分子を記述した。VHまたはVL領域からのCDR3は、別の領域のCDR1またはCDR2ループと結合された。結合は、FR領域を介して、選択されたCDR1またはCDR2のC末端から、CDR3のN末端を経由した。Qui et al.は、疎水性パッチが最も少ないFR領域を選択した。試験された抗体の最適の組み合わせは、VH FR2を介してVH CDR3に結合するVL CDR1であることが分かった(VHCDR1−VHFR2−VLCDR3)。分子量が3kDa前後であるこれらの抗体分子は、完全な免疫グロブリン(およそ150kDa)またはscFv(およそ28kDa)と比較して、組織浸透改善の観点から利点を提供する。
本発明の抗体断片は、例えばペプシンまたはパパインなどの酵素による消化、および/または化学的還元によるジスルフィド架橋切断などの方法によって、本明細書で列挙される抗体のいずれかから出発して得られ得る。別の様式では、本発明を構成する抗体断片は、当業者に同様に良く知られている遺伝子組換え技術によって、さもなければ例えば、Applied Biosystems社などによって提供されるものなどの自動ペプチド合成機の手段によるペプチド合成によって、または核酸合成と発現によって得られ得る。
本発明による機能性抗体断片としては、その半減期が、特にPEG化である化学修飾によって、またはリポソーム中への組み込みによって増大される、あらゆる機能性断片が挙げられる。
dAb(ドメイン抗体)は、抗体の小型単量体抗原結合断片、すなわち抗体重鎖または軽鎖の可変領域である。VH dAbは、ラクダ科動物(例えばラクダ、ラマ)において自然発生し、標的抗原を用いてラクダ科動を免疫化して、抗原特異的B細胞を単離し、個々のB細胞からのdAb遺伝子を直接クローニングすることで生成されてもよい。dAbはまた、細胞培養中で生成可能である。それらの小さなサイズ、良好な溶解度、および温度安定性によって、それらは特に生理学的に有用であり、選択および親和性成熟に適する。ラクダ科動物VH dAbは、「ナノボディ(商標)」の名称の下に、治療用途のために開発されている。本発明の結合メンバーは、実質的に本明細書で示される通りのVHまたはVLドメイン、または実質的に本明細書で示される通りのCDRセットを含んでなるVHまたはVLドメインを含んでなる、dAbであってもよい。
二重特異性または二機能性抗体はモノクローナル抗体の第2世代を構成し、その中では、2つの異なる可変領域が同一分子内に組み合わされる[Holliger and Bohlen(1999)Cancer and Metastasis Rev.18:411−419]。新しいエフェクター機能を動員し、または腫瘍細胞表面のいくつかの分子を標的化するそれらの能力から、それらの使用は、診断分野および治療分野の双方で実証されている。二重特異性抗体が使用される場合、これらは多様な方法で製造し得る従来の二重特異性抗体であってもよく[Holliger,P.and Winter G.Current Opinion Biotechnol 4,446−449.1993]、例えば、化学的に調製され、または雑種ハイブリドーマに由来し、または上述の二重特異性抗体断片のいずれかであってもよい。これらの抗体は、化学的方法[Glennie M J et al.,1987 J.Immunol.139,2367−2375;Repp R.et al.,1995 J.Hemat.377−382]、または体細胞方法[Staerz U.D.and Bevan M.J.1986 PNAS 83;Suresh M.R.et al.,1986 Methods Enzymol.121:210−228]によって得られ得るが、同様に、そして好ましくは、ヘテロ二量体化を強制させ、したがって求める抗体の精製過程を促進する、遺伝子工学技術によって得られ得る[Merchand et al.,1998 Nature Biotech.16:677−681]。二重特異性抗体の例としては、その中で特異性の異なる2つの抗体の結合ドメインを使用して、短い可撓性ペプチドを介して直接結合させ得る、BiTE(商標)技術によるものが挙げられる。これは、2つの抗体を短い単一ポリペプチド鎖上で組み合わせる。二特異性抗体およびscFvは、可変ドメインのみを使用して、Fc領域なしで構築して、抗イディオタイプ反応の影響を潜在的に低下させ得る。
二特異性抗体は、全IgGとして、二重特異性Fab’2として、Fab’PEGとして、二特異性抗体として、さもなければ二重特異性scFvとして、構築し得る。さらに、当該技術分野で公知の通例の方法を使用して、2つの二重特異性抗体を結合させ、四価の抗体を生成し得る。
二重特異性全抗体とは対照的に、二重特異性二特異性抗体はまた、大腸菌(E.coli)中で容易に構築して発現させ得ることから、特に有用であってもよい。適切な結合特異性がある二特異性抗体(および抗体断片などの多数のその他のポリペプチド)は、ライブラリーからのファージディスプレイ(国際公開第94/13804号パンフレット)を使用して、容易に選択し得る。例えば、本明細書に記載されるアミロイドβに対する特異性があるように、二特異性抗体の1つのアームが一定に保たれる場合、別のアームが変動するライブラリーを作成して、適切な特異性がある抗体を選択し得る。二重特異性全抗体は、Ridgeway et al.,1996[Ridgeway,J.B.B.et al.,Protein Eng.,9,616−621,1996]に記載されるような代案の設計方法によって、作成してもよい。
抗体を得るために、様々な方法が当該技術分野で利用できる。抗体は、特に、ヒト、マウス、キメラまたはヒト化起源のモノクローナル抗体であってもよく、それは当業者に良く知られている標準法に従って得られ得る。
一般に、特にマウス起源のモノクローナル抗体またはそれらの機能性断片の調製では、特にマニュアル「Antibodies」[Harlow and Lane,Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor N.Y.,pp.726,1988]に記載される技術、またはKoehler and Milstein[Koehler and Milstein,Nature,256:495−497,1975]によって記載される、ハイブリドーマからの調製技術を参照することが可能である。
モノクローナル抗体は、例えばヒトAβ1−42によって、または例えばAβ17−42などの前記モノクローナル抗体によって認識されるエピトープを含有するその断片の1つによって、免疫化された動物細胞から得られ得る。適切な断片およびそれらを構成するペプチドまたはポリペプチドは、本明細書に記載され、それらを使用して動物を免疫化して、Aβ1−42に対する抗体を生成してもよい。前記抗原、またはその断片の1つは、特に、通常の作業方法に従って、Aβ1−42またはその断片をコードするcDNA配列中に含有される核酸配列から出発する遺伝子組換えによって、Aβ1−42のペプチド配列および/またはその断片に含まれるアミノ酸配列から出発するペプチド合成によって、生成し得る。
モノクローナル抗体は、例えば、その上に、ヒトAβ1−42が、または例えばAβ17−42などの前記モノクローナル抗体によって認識されるエピトープを含有するその断片の1つが、あらかじめ固定化されている、アフィニティカラム上で精製し得る。より具体的には、モノクローナル抗体は、プロテインAおよび/またはG上のクロマトグラフィーによって精製され得て、残留タンパク質汚染物質ならびにDNAおよびLPSの排除を目的とするイオン交換クロマトグラフィーがそれに続き、または続かず、二量体またはその他の多量体の存在に起因する可能な凝集体を排除するためのセファロースゲル上の排除クロマトグラフィーが、それにそれ自体に続き、または続かない。一実施形態では、これらの全技術を一斉に、または連続的に使用し得る。
抗原結合部位
これは、標的抗原の全部または一部と結合する相補的な分子の部分を表現する。抗体分子中では、それは抗体抗原結合部位と称され、標的抗原の全部または一部と結合する相補的な抗体の一部を含んでなる。抗原が大型である場合、抗体は抗原の特定部分のみと結合してもよく、その部分はエピトープと称される。抗体抗原結合部位は、1つまたは複数の抗体可変ドメインによって提供されてもよい。抗体抗原結合部位は、抗体軽鎖可変領域(VL)および抗体重鎖可変領域(VH)を含んでなってもよい。
国際公開第2006/072620号パンフレットは、免疫グロブリン領域のβ鎖間に延長する、構造(非CDR)ループ内の抗原結合部位の改変を記載する。抗原結合部位は、例えばVHまたはVL領域のフレームワーク領域内、または例えばCH1および/またはCH3などの抗体定常領域内など、CDRの自然な位置から離れた抗体分子の領域内で改変されてもよい。構造領域内の抗原結合部位の改変は、VHおよびVL領域のCDRセットによって形成される抗原結合部位に追加的であっても、またはその代わりであってもよい。抗体分子中に複数抗原結合部位が存在する場合、それらは、同一抗原(標的抗原)と結合して、それによって結合メンバーの原子価を増大させてもよい。代案としては、複数抗原結合部位は、異なる抗原(標的抗原および1つまたは複数の別の抗原)と結合してもよく、これを使用して抗体分子にエフェクター機能を追加して、半減期を延長しまたは生体内送達を改善してもよい。
単離
これは、その中で本発明の結合メンバー、またはこのような結合メンバーをコードする核酸が、一般的に、本発明に従っている状態を指す。したがって本発明による結合メンバー、VHおよび/またはVL領域、およびコード核酸分子およびベクターは、例えばそれらの天然環境から単離および/または精製されて、実質的に純粋または均質形態で提供されてもよく、または核酸の場合は、必要な機能があるポリペプチドをコードする配列以外の起源の核酸または遺伝子を含まず、または実質的に含まずに提供されてもよい。単離メンバーおよび単離核酸は、天然環境内で、またはこのような調製品が生体外または生体内で実施される組換えDNA技術による場合は、その中でそれらが調製される環境(例えば細胞培養物)内で、それらと共に見られる、その他のポリペプチドまたは核酸などの、それらが天然に結合している物質を含まず、または実質的に含まないであろう。メンバーおよび核酸は、希釈剤またはアジュバントと配合され、なおも実用的目的のために単離されてもよく、例えば、免疫測定法で使用されるマイクロタイタープレートの被覆に使用される場合、常態ではメンバーはゼラチンまたはその他の担体と混合され、または診断または治療で使用される場合は、薬学的に許容可能な担体または希釈剤と混合されるであろう。結合メンバーは、自然に、あるいは異種真核生物細胞系(例えばCHOまたはNS0(ECACC 85110503))細胞によって、グリコシル化されていてもよく、または(例えば原核細胞中の発現によって生成される場合)それらはグリコシル化されていなくてもよい。
抗体分子を含んでなる異成分からなる調製物もまた、本発明の一部を構成する。例えばこのような調製物は、様々な程度のグリコシル化がある、および/またはピログルタミン酸残基を生じるN末端グルタミン酸の環化などの誘導体化アミノ酸がある、完全長重鎖およびC末端リジン欠損重鎖がある、抗体の混合物であってもよい。
本明細書の用法では、「実質的に記載されるような」という語句は、本明細書に記載される結合メンバーのVHまたはVL領域の該当するCDRの特性を指し、本明細書にその配列が示される特定の領域と同一であり、または高度に類似している。1つまたは複数の可変領域の特定領域に関する「高度に類似している」という語句は、本明細書の用法では、CDRおよび/またはVHまたはVL領域に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15個のアミノ酸置換があってもよいことが熟慮される。
上述のように、本発明による結合メンバーは、ヒトAβ1−42と結合する。本明細書に記載されるように、本発明の結合メンバーは、HTRF(商標)競合アッセイにおける親和性および/または阻害効力について、最適化されてもよい。一般に、効力最適化は、選択された結合メンバーの配列(常態では抗体の可変領域配列)を変異させて、結合メンバーライブラリーを作成し、次にそれを効力についてアッセイし、より強力な結合メンバーを選択することを伴う。したがって選択された「効力最適化」結合メンバーは、それからライブラリーが作り出された結合メンバーよりも、さらに高い効力を有する傾向がある。それでもなお、高効力結合メンバーはまた、最適化なしに得られてもよく、例えば高効力結合メンバーは、最初のスクリーニングから直接得られてもよい。アッセイおよび効力については、本明細書の他の箇所でより詳細に記載される。したがって当業者は、高い効力を有する結合メンバーを生成し得る。
さらなる態様では、本発明は、本発明による結合メンバーのライブラリーと前記抗原とを接触させるステップと、前記抗原と結合できるライブラリーの1つまたは複数の結合メンバーを選択するステップとを含む、抗原と結合できる1つまたは複数の結合メンバーを得る方法を提供する。
ライブラリーは、例えば、酵母、細菌またはバクテリオファージ(例えばT7)粒子、ウイルス、細胞または共有結合、リボソームまたはその他の試験管内提示システムなどの、複製可能な遺伝子パッケージなどの、粒子または分子複合体上に提示されてもよく、各粒子または分子複合体は、その上に提示される抗体VH可変領域をコードし、存在する場合は、任意選択的に、提示されるVL領域もまたコードする、核酸を含有する。ファージディスプレイは、国際公開第92/01047号パンフレットと、例えば米国特許第5969108号明細書、米国特許第5565332号明細書、米国特許第5733743号明細書、米国特許第5858657号明細書、米国特許第5871907号明細書、米国特許第5872215号明細書、米国特許第5885793号明細書、米国特許第5962255号明細書、米国特許第6140471号明細書、米国特許第6172197号明細書、米国特許第6225447号明細書、米国特許第6291650号明細書、米国特許第6492160号明細書、および米国特許第6521404号明細書に記載され、これらのそれぞれは、その全体が本明細書に参考として援用される。リボソームディスプレイは、Hanes J and Plueckthun A.(1997)Proc Natl Acad Sci USA.1997 May 13;94(10):4937−42;国際公開第01/75097号パンフレットおよび国際公開第2006/072773号パンフレットに記載され、これらのそれぞれは、その全体が本明細書に参考として援用される。
抗原と結合できて、バクテリオファージまたはその他のライブラリー粒子または分子複合体上に提示される結合メンバーの選択に続いて、前記選択結合メンバーを提示する、バクテリオファージまたはその他の粒子または分子複合体から、核酸を採取してもよい。このような核酸は、前記選択結合メンバーを提示する、バクテリオファージまたはその他の粒子または分子複合体から採取された核酸の配列がある核酸からの発現による、結合メンバーまたは抗体VHまたはVL可変領域の引き続く生成で使用されてもよい。
前記選択結合メンバーの抗体VH可変領域のアミノ酸配列がある抗体VH可変領域は、単離形態で提供されてもよく、このようなVH領域を含んでなる結合メンバーについても同様である。
ヒトAβ1−42およびAβ1−40と結合する能力をさらに試験してもよく、また例えば本明細書で列挙される抗体のいずれかと(例えばIgG2またはIgG1などのscFv形態および/またはIgG形態の)、ヒトAβ1−42結合について競合する能力もさらに試験してもよい。本明細書の他の箇所でさらに考察されるように、Aβ1−42を中和する能力を試験してもよい。
結合メンバーは、例えば、scFv、IgG2、IgG1TMまたはIgG1などの表5および6に列挙される抗体のいずれかの親和性で、またはより良い親和性で、ヒトAβ1−42と結合してもよい。抗体結合親和性は、表7に示される。異なる結合メンバーの結合親和性および中和効力は、適切な条件下で比較し得る。
アミノ酸配列が本明細書で示されて、Aβ1−42に対する結合メンバー中で用い得るものをはじめとする、本明細書に記載されるVHおよびVL領域およびCDRの変種は、配列改変または変異、および所望の特性がある抗原結合メンバーのスクリーニング法の手段で、得られ得る。所望の特性の例としては、抗原に対して特異的な既知の抗体と比較して増大した抗原への結合親和性活性;活性が、特定モル比における抗原に対する既知の抗体またはリガンドとの既知の特定の競合的能力であれば、抗原に対して特異的な既知の抗体と比較して増大した抗原活性中和;複合体を免疫沈降させる能力;例えば直鎖および/または束縛型立体配座中で、または非連続残基によって形成される立体構造エピトープ中で、スクリーニングされたペプチドを使用する、例えば本明細書に記載されるペプチド結合スキャンを使用して同定されたペプチド配列などの直鎖エピトープである、特定エピトープと結合する能力;およびヒトAβ1−42の新しい生物学的活性を調節する能力が挙げられるが、これに限定されるものではない。このような方法もまた、本明細書で提供される。
本明細書で開示される抗体分子の変種を生成して、本発明で使用してもよい。構造/特性−活性関係性に対する、多変量データ解析技術の施用における計算機化学の指標に従って[例えば、Wold,et al.Multivariate data analysis in chemistry.Chemometrics−Mathematics and Statistics in Chemistry(Ed.:B.Kowalski);D.Reidel Publishing Company,Dordrecht,Holland,1984(ISBN 90−277−1846−6]を参照されたい]、統計学的回帰、パターン認識および分類などの周知の数学的技術を使用して、抗体の定量的活性−特性関係性を誘導し得る[例えば、Norman et al.Applied Regression Analysis.Wiley−Interscience;3rd edition(April 1998)ISBN:0471170828;Kandel,Abraham et al.Computer−Assisted Reasoning in Cluster Analysis.Prentice Hall PTR,(May 11,1995),ISBN:0133418847;Krzanowski,Wojtek.Principles of Multivariate Analysis:A User’s Perspective(Oxford Statistical Science Series,No 22(Paper)).Oxford University Press;(December 2000),ISBN:0198507089;Witten,Ian H.et al Data Mining:Practical Machine Learning Tools and Techniques with Java Implementations.Morgan Kaufmann;(October 11,1999),ISBN:1558605525;Denison David G.T.(Editor)et al Bayesian Methods for Nonlinear Classification and Regression(Wiley Series in Probability and Statistics).John Wiley & Sons;(July 2002),ISBN:0471490369;Ghose,Arup K.et al.Combinatorial Library Design and Evaluation Principles,Software,Tools,and Applications in Drug Discovery.ISBN:0−8247−0487−8を参照されたい]。抗体の特性は、抗体配列、機能および三次元構造の経験的および理論的モデル(例えば期待できる接触残基の分析または計算された物理化学的特性)から誘導され得て、これらの特性は、個々にそして組み合わせて考察し得る。
VHドメインおよびVLドメインから構成される抗体抗原結合部位は、典型的に、軽鎖可変領域(VL)からの3つ、重鎖可変領域(VH)からの3つの6つのポリペプチドのループによって形成される。既知の原子構造の解析は、抗体の配列と抗体結合部位の三次元構造との間の関係性を解明している[Chothia C.et al.Journal Molecular Biology(1992)227,799−817;Al−Lazikani,et al.Journal Molecular Biology(1997)273(4),927−948]。これらの関係性は、結合部位ループが、VHドメイン中の第3の領域(ループ)を除いて、少数の主鎖立体構造の1つであるカノニカル構造を有することを暗示する。特定のループ中で成形されるカノニカル構造は、そのサイズと、ループおよびフレームワーク領域双方の中の主要部位における、特定残基の存在によって定まることが示されている。
この配列−構造関係性の研究は、配列は知られているが三次元構造は未知の抗体において、そのCDRループ中で三次元構造を維持し、ひいては結合特異性を維持するのに重要な残基を予測するために使用し得る。これらの予測は、予測をリード最適化実験からの結果と比較することで、裏付け得る。構造的アプローチでは、あらゆる自由に利用できる、またはWAM[Whitelegg,N.R.u.およびRees,A.R(2000).Prot.Eng.,12,815−824]などの市販のパッケージを使用して、抗体分子のモデルを作成し得る[Chothia,et al.Science,223,755−758(1986)]。次にInsight II(Accelrys,Inc.)またはDeep View[Guex,N.and Peitsch,M.C.Electrophoresis(1997)18,2714−2723]などのタンパク質の視覚化および分析ソフトウェアパッケージを使用して、CDR中の各位置における可能な置換を評価してもよい。次にこの情報を使用して、活性に対して、最小のまたは有益な効果を有することが期待できる、置換を行ってもよい。
CDR、抗体VHまたはVLドメイン、および結合メンバーのアミノ酸配列内の置換に要求される技術は、一般に当該技術分野で利用できる。変異配列は、活性に対して、最小のまたは有益な効果を有することが予測されてもされなくてもよい置換によって作成してもよく、Aβ1−42と結合する能力について、および/またはあらゆるその他の所望の特性について、試験される。
考察されるように、その配列が本明細書で具体的に開示される、VHおよびVLドメインのいずれかの可変領域アミノ酸配列変異を本発明に従って用いてもよい。
上述したように、本発明の態様は、そのVH領域配列が下の添付の配列表に示される、本明細書で列挙される抗体のいずれかのVH領域と、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有する、VH領域を含んでなり;および/またはそのVL領域配列が添付の配列表に示される、表11で列挙される抗体のいずれかのVL領域と、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有する、VL領域を含んでなる、抗体分子などの結合メンバーを提供する。
本発明の態様は、そのVH CDR配列が本明細書で示される、本明細書で列挙される抗体のいずれかのVH CDRセットと、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有するVH CDRセットを有する、VH領域を含んでなり;および/またはそのVL CDR配列が本明細書で示される、本明細書で列挙される抗体のいずれかのVL CDRセットと、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%のアミノ酸配列同一性を有するVL CDRセットを有する、VL領域を含んでなる、抗体分子などの結合メンバーを提供する。
2つのアミノ酸配列の%同一性を計算するのに使用し得るアルゴリズムとしては、例えばデフォルトパラメータを用いる、例えばBLAST[Altschul et al.(1990)J.Mol.Biol.215:405−410]、FASTA[Pearson and Lipman(1988)PNAS USA 85:2444−2448]、またはSmith−Watermanアルゴリズム[Smith and Waterman(1981)J.Mol Biol.147:195−197]が挙げられる。
特定の可変領域は、1つまたは複数のアミノ酸配列変異(アミノ酸残基の置換、欠失、および/または挿入)、および約15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3または2未満を含んでもよい。
変異は、1つまたは複数のフレームワーク領域および/または1つまたは複数のCDR中にあってもよい。変異は、常態では、機能喪失をもたらさないので、このように改変されたアミノ酸配列を含んでなる結合メンバーは、ヒトAβ1−42と結合する能力を維持してもよい。それは、例えば本明細書に記載されるアッセイによる評価で、その中で変化が起きない結合メンバーと同じ定量的結合および/または中和能力を維持してもよい。このように改変されたアミノ酸配列を含んでなる結合メンバーは、ヒトAβ1−42と結合する改善された能力を有してもよい。
変異は、非天然または非標準アミノ酸による1つまたは複数のアミノ酸残基の置換、1つまたは複数のアミノ酸残基の非天然または非標準形態への修飾、または1つまたは複数の非天然または非標準アミノ酸の配列中への挿入を含んでなってもよい。本発明の配列中の改変の数および位置の例は、本明細書の他の箇所に記載される。天然アミノ酸としては、それらの標準一文字コードによって、G、A、V、L、I、M、P、F、W、S、T、N、Q、Y、C、K、R、H、D、Eと識別される、20個の「標準」Lアミノ酸が挙げられる。非標準アミノ酸としては、ポリペプチド主鎖に組み込まれてもよい、または既存のアミノ酸残基の改変から得られる、あらゆるその他の残基が挙げられる。非標準アミノ酸は、天然または非天然であってもよい。4−ヒドロキシプロリン、5−ヒドロキシリジン、3−メチルヒスチジン、N−アセチルセリンなどのいくつかの天然非標準アミノ酸が、当該技術分野で公知である[Voet & Voet,Biochemistry,2nd Edition,(Wiley)1995]。それらのN−α位置で誘導体化されたアミノ酸残は、アミノ酸配列のN末端のみに位置するであろう。常態では、本発明では、アミノ酸はLアミノ酸であるが、それはDアミノ酸であってもよい。したがって改変は、Lアミノ酸のDアミノ酸への修飾、またはDアミノ酸によるその置換を含んでなってもよい。アミノ酸のメチル化、アセチル化および/またはリン酸化形態もまた知られており、本発明のアミノ酸は、このような改変を受けてもよい。
本発明の抗体ドメインおよび結合メンバー中のアミノ酸配列は、上記の非天然または非標準アミノ酸を含んでなってもよい。非標準アミノ酸(例えばDアミノ酸)は、合成中に、またはアミノ酸配列の合成後に、「元の」標準アミノ酸の修飾または置換によって、アミノ酸配列に組み込まれてもよい。
非標準および/または非天然アミノ酸の使用は、構造的および機能的多様性を増大させ、したがって本発明の結合メンバー中で、所望の結合および中和特性を達成する可能性を増大させ得る。さらにDアミノ酸および類似体は、標準Lアミノ酸と比較して、異なる薬物動態プロファイルを有することが示されており、Lアミノ酸を有するポリペプチドは、例えばヒトなどの動物に投与した後に生体内分解されることから、Dアミノ酸がいくつかの生体内用途に有利であることが示唆される。
本発明のCDR由来配列を保有する新規VHまたはVL領域は、全可変領域内に変異を生じる、1つまたは複数の選択VHおよび/またはVL遺伝子のランダム変異誘発を使用して、作成してもよい。このような技術は、誤りがちなPCRを使用した[Gram et al.,1992,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,89:3576−3580]によって記載される。いくつかの実施形態では、全可変領域またはCDRセット内で、1つまたは2つのアミノ酸置換を生じさせる。
使用してもよい別の方法は、VHまたはVL遺伝子のCDR領域で変異誘発することである。このような技術は、Barbas et al.[Barbas et al.,1994,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,91:3809−3813]、およびSchier et al.[Schier et al.,1996,J.Mol.Biol.263:551−567]によって開示される。
上記の全ての技術は、当該技術分野でそれ自体が知られており、当業者は、当該技術分野の日常的手順を使用して、本発明の結合メンバーを提供するために、このような技術を利用できるであろう。
本発明のさらなる態様は、本明細書で示されるVH領域のアミノ酸配列中の1つまたは複数のアミノ酸の置換、欠失、または挿入の手段によって、VH領域のアミノ酸配列変種であるVH領域を提供するステップと、任意選択的にVH領域を組み合わせ、したがって1つまたは複数のVL領域を提供するステップと、VH領域またはVH/VL組み合わせまたは組み合わせ群を試験して、任意選択的に1つまたは複数の所望の特性がある、Aβ1−42の結合メンバーまたは抗体抗原結合部位を同定するステップとを含んでなる、ヒトAβ1−42の抗体抗原結合部位を得る方法を提供する。前記VLドメインは、実質的に本明細書で示される通りのアミノ酸配列を有してもよい。その中で、本明細書で開示されるVLドメインの1つまたは複数の配列変異体が、1つまたは複数のVHドメインと組み合わされる、類似方法を用いてもよい。
上述のように、実質的に本明細書で示される通りのCDRアミノ酸配列は、ヒト抗体可変領域またはその実質的部分に、CDRとして組み込まれてもよい。実質的に本明細書で示される通りのHCDR3配列は、本発明の実施形態に相当し、これらのそれぞれは、ヒト重鎖可変領域またはその実質的部分に、HCDR3として組み込まれてもよい。
本発明で用いられる可変ドメインは、あらゆる生殖細胞系または再構成型ヒト可変領域から得られ、またはそれから誘導されてもよく、または既知のヒト可変ドメインのコンセンサス配列または実際の配列に基づく、合成可変領域であってもよい。可変領域は、非ヒト抗体に由来し得る。本発明のCDR配列(例えばCDR3)は、組換えDNA技術を使用して、CDR(例えばCDR3)を欠く可変ドメインのレパートリーに導入されてもよい。例えば、Marks et al.[Marks et al Bio/Technology,1992,10:779−783]は、その中で、可変領域の5’末端方向のまたはそれに隣接するコンセンサスプライマーが、ヒトVH遺伝子の第3のフレームワーク領域に対するコンセンサスプライマーと併せて使用されて、CDR3を欠くVH可変ドメインのレパートリーを提供する、抗体可変ドメインのレパートリーを生成する方法を説明する。Marks et al.は、このレパートリーが、特定の抗体CDR3とどのように組み合わされてもよいかをさらに説明する。類似技術を使用して、CDR3を欠くVHまたはVLドメインのレパートリーと共に、本発明のCDR3由来配列をシャッフルし、シャッフルされた完全なVHまたはVLドメインを同族のVLまたはVHドメインと組み合わせて、本発明の結合メンバーを提供してもよい。次にレパートリーは、適切な結合メンバーが選択されてもよいように、その内容全体を参照によって本明細書に援用する国際公開第92/01047号パンフレットの、またはKay,Winter & McCafferty[Kay,B.K.,Winter,J.,and McCafferty,J.(1996)Phage Display of Peptides and Proteins:A Laboratory Manual,San Diego:Academic Press]をはじめとする、引き続く膨大な量の文献のいずれかの、ファージディスプレイシステムなどの適切な宿主システム内で提示されてもよい。レパートリーは、例えば、少なくとも105、少なくとも106、少なくとも107、少なくとも108、少なくとも109または少なくとも1010個以上のメンバーなどの104個以上の個々のメンバーからなってもよい。その他の適切な宿主システムとしては、酵母ディスプレイ、細菌ディスプレイ、T7ディスプレイ、ウイルスディスプレイ、細胞ディスプレイ、リボソームディスプレイ、および共有結合ディスプレイが挙げられるが、これに限定されるものではない。
ヒトAβ1−42の結合メンバーを調製する方法が提供され、その方法は、
(a)置換されるCDR3を含みまたはCDR3コード領域を欠く、VH領域をコードする核酸の出発レパートリーを提供するステップと;
(b)VH領域をコードする核酸の生成物レパートリーを提供するように、ドナー核酸がレパートリー中のCDR3領域内に挿入されるように、前記レパートリーと、例えば表11に示されるVH CDR3などのVH CDR3について実質的に本明細書で示される通りのアミノ酸配列をコードする前記ドナー核酸とを組み合わせるステップと;
(c)前記生成物レパートリーの核酸を発現するステップと;
(d)ヒトAβ1−42の結合メンバーを選択するステップと;
(e)前記結合メンバーまたはそれをコードする核酸を回収するステップと
を含んでなる。
この場合も、その中で本発明のVL CDR3と、置換されるCDR3を含みまたはCDR3をコードする領域を欠くVL領域をコードする核酸のレパートリーとを組み合せる、類似方法を用いてもよい。
同様に、1つまたは複数の、または3つの全てのCDRが、VHまたはVL領域のレパートリー中にグラフトされてもよく、次にそれをヒトAβ1−42の結合メンバーまたは結合メンバー群について、スクリーニングする。
例えばHCDRセットなどの、表5または表6に列挙される抗体の1つまたは複数からのHCDR1、HCDR2および/またはHCDR3を用いてもよく、および/または例えばLCDRセットなどの、本明細書で列挙される抗体の1つまたは複数からのLCDR1、LCDR2および/またはLCDR3を用いてもよい。
同様に、本明細書で開示される、その他のVHおよびVL領域、CDRセットおよびHCDRセットおよび/またはLCDRセットを用いてもよい。
免疫グロブリン可変領域のかなりの部分は、それらの介在性フレームワーク領域と共に、少なくとも3つのCDR領域を含んでなってもよい。この部分はまた、第1のおよび第4のフレームワーク領域のどちらかまたは双方の少なくとも約50%を含んでもよく、50%は、第1のフレームワーク領域のC末端50%、および第4のフレームワーク領域のN末端50%である。可変領域のかなりの部分のN末端またはC末端の追加的な残基は、常態では、天然可変領域と結合しないものであってもよい。例えば、組換えDNA技術によって作成される本発明の結合メンバーの構築は、クローニングまたはその他の操作段階を容易にするために導入されるリンカーによってコードされる、NまたはC末端残基の導入をもたらしてもよい。その他の操作ステップとしては、抗体定常領域、その他の可変領域(例えば二特異性抗体の生成における)、または本明細書の他の箇所でより詳細に考察されるような検出可能/機能性標識をはじめとする、さらなるタンパク質配列に本発明の可変領域を連結する、リンカーの導入が挙げられる。
本発明のいくつかの態様では、結合メンバーは、1対のVHおよびVL領域を含んでなるが、VHまたはVL領域配列のどちらかをベースにした単一結合領域が、さらなる本発明の態様を構成する。単一免疫グロブリン領域、特にVH領域は、標的抗原と特異的様式で結合できることが知られている。例えば、上のdAbの考察を参照されたい。
単一結合領域のどちらかの場合は、これらの領域を使用して、Aβ1−42と結合できる2領域結合メンバーを形成できる、相補的領域をスクリーニングしてもよい。これは、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、国際公開第92/01047号パンフレットで開示される通りの、いわゆる階層的な二重コンビナトリアルアプローチを使用して、ファージディスプレイスクリーニング法によって達成されてもよく、その中では、HまたはL鎖クローンのどちらかを含有する個々のコロニーを使用して、別の鎖(LまたはH)をコードするクローンの完全なライブラリーを感染させ、参考文献に記載されるものなどのファージディスプレイ技術に従って、得られた二重鎖結合メンバーを選択する。この技術はまた、Marks et al.,Bio/Technology,1992,10:779−783でも開示される。
本発明の結合メンバーは、例えばヒト抗体定常領域またはその部分である、抗体定常領域またはその部分をさらに含んでなってもよい。例えばVLドメインは、そのC末端で、ヒトCκまたはCλ鎖をはじめとする、抗体軽鎖定常領域に付着してもよい。同様に、VHドメインベースの結合メンバーは、そのC末端で、例えば、IgG、IgA、IgE、およびIgM、そしてアイソタイプサブクラスのいずれかであり、特にIgG2、IgG1、およびIgG4である、あらゆる抗体アイソタイプに由来する、免疫グロブリン重鎖の全部または一部(例えばCH1ドメイン)に付着してもよい。IgG2は、そのエフェクター機能の欠如のために、いくつかの実施形態において有利であってもよい。別の実施形態では、IgG1は、そのエフェクター機能と製造の容易さのために有利であってもよい。これらの特性を有して可変領域を安定化する、あらゆる合成またはその他の定常領域変種もまた、本発明で有用であってもよい。
結合メンバーは、検出可能なまたは機能性標識で標識されてもよい。したがって結合メンバーまたは抗体分子は、検出可能なおよび/または数量化できるシグナルが得られるように、免疫複合体の形態で存在し得る。免疫複合体は、検出可能なまたは機能性標識と共役する、本発明の抗体分子を含んでなってもよい。本明細書で言及されるような検出可能な標識は、蛍光物質、化学発光物質(例えば西洋ワサビペルオキシダーゼ)、着色標識(例えばラテックス[青]またはコロイド金[赤])、放射性標識、酵素、光増感剤、および磁性標識をはじめとするが、これに限定されるものではない、シグナルを生じる、または生じるように誘導し得る、あらゆる標識であってもよい。したがって、例えば毛細血管孔表面などの表面に結合する標識の量は、蛍光またはルミネセンス、色、放射能、酵素活性、吸光度または磁界変化を検出することで、検出および/または測定されてもよい。検出可能な標識は、従来の化学反応を使用して、結合メンバーに付着させてもよい。好ましくは、検出可能な標識は、例えばデジタル式カメラまたは平床式スキャナを用いた、光学的照合によって検出可能な標識である。光学的照合によって検出され得る標識としては、蛍光物質、化学発光物質、および着色標識が挙げられる。それによって、光学的検出のためのシグナルが生じ得る機序としては、光吸収、光散乱、光回析、光反射、蛍光またはルミネセンスが挙げられる(が、必ずしもこれに限定されるものではない)。
限定を意図しない、適切な標識の例としては、
− アルカリホスファターゼ、グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ(「G6PDH」)、α−D−ガラクトシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、グルコースアミラーゼ、炭酸脱水酵素、アセチルコリンエステラーゼ、リゾチーム、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、および例えば西洋ワサビペルオキシダーゼのようなペルオキシダーゼなどの酵素;
− 染料;
− フルオレセインおよびその誘導体、蛍光色素、ローダミン化合物および誘導体、GFP(GFPは「緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescent Protein)を指す)、ダンシル、ウンベリフェロン、フィコエリトリン、フィコシアニン、アロフィコシアニン、o−フタルアルデヒド、およびフルオレスカミンなどの蛍光性標識または蛍光物質;例えばユウロピウム(Perkin Elmer and Cis Biointernational)などのランタニドクリプテートおよびキレートなどのフルオロフォア;
− イソルミノール、ルミノール、およびジオキセタンなどの化学発光標識または化学発光物質;
− ルシフェラーゼおよびルシフェリンなどの生物ルミネセンス標識;
− 増感剤;
− 補酵素;
− 酵素基質;
− 臭素77、炭素14、コバルト57、フッ素8、ガリウム67、ガリウム68、水素3(トリチウム)、インジウム111、インジウム113m、ヨウ素123m、ヨウ素125、ヨウ素126、ヨウ素131、ヨウ素133、水銀107、水銀203、亜リン酸32、レニウム99m、レニウム101、レニウム105、ルテニウム95、ルテニウム97、ルテニウム103、ルテニウム105、スカンジウム47、セレン75、イオウ35、テクネチウム99、テクネチウム99m、テルル121m、テルル122m、テルル125m、ツリウム165、ツリウム167、ツリウム168、イットリウム199、および本明細書で言及されるその他の放射性標識をはじめとするが、これに限定されるものではない放射性標識;
− 染料、触媒またはその他の検出可能な基で、さらに標識されてもよい、ラテックスまたは炭素粒子などの粒子;金属ゾル;微結晶;リポソーム;細胞など;
− ビオチン、ジゴキシゲニンまたは5−ブロモデオキシウリジンなどの分子;
− 例えば、シュードモナス属(Pseudomonas)菌体外毒素(PEまたはその細胞毒性断片また変異体)、ジフテリア毒素またはその細胞毒性断片または変異体、ボツリヌス毒素A、B、C、D、EまたはF、リシンまたは例えばリシンAなどのその細胞毒性断片、アブリンまたはその細胞毒性断片、サポリンまたはその細胞毒性断片、アメリカヤマゴボウ抗ウイルス毒素またはその細胞毒性断片、およびブリオジン1またはその細胞毒性断片の群から選択される、毒素部分などの毒素部分
が挙げられる。
適切な酵素および補酵素の例は、米国特許第4275149号明細書、および米国特許第4318980号明細書で開示される。適切な蛍光物質および化学発光物質もまた、米国特許第4275149号明細書で開示される。標識としては、例えば標識アビジンまたはストレプトアビジンなどの、特異的同族検出可能部分への結合を通じて検出されてもよい、ビオチンなどの化学的部分がさらに挙げられる。検出可能な標識は、当該技術分野で公知の従来の化学反応を使用して、本発明の抗体に付着させてもよい。
免疫複合体またはそれらの機能性断片は、当業者に知られている方法によって調製し得る。それらは、酵素または蛍光性標識と直接、またはグルタルアルデヒドのようなポリアルデヒド、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DPTA)などのスペーサー基または連結基を介して、または治療用複合体について上述したものなどのカップリング剤の存在下で、共役し得る。フルオレセインタイプの標識を含有する複合体は、イソチオシアネートとの反応によって調製し得る。
直接に、または上述のEDTA、DTPAなどのキレート化剤を通じて、抗体を治療用放射性同位体に共役させる、当該技術分野で公知の方法もまた、診断で使用し得る放射性元素のために使用してもよい。同様に、クロラミンT法[Hunter W.M.and Greenwood F.C.(1962)Nature 194:495]によってナトリウム125で標識し、さもなければ米国特許第4424200号明細書の技術によってテクネチウム99mで標識し、または米国特許第4479930号明細書に記載されるように、DTPAを介して付着させることもまた可能である。
それによって標識が、例えば、目視検査、電磁放射、加熱、および化学試薬などの外的手段によって、検出可能なシグナルを生じ得る数多くの方法がある。標識はまた、本発明の抗体と結合する別の結合メンバーと、または担体と、結合し得る。
標識はシグナルを直接生じ得て、したがってシグナルを生じるために追加的な成分を必要としない。例えば蛍光物質などの数多くの有機分子は、紫外線および可視光を吸収でき、光吸収がこれらの分子にエネルギーを移動して、それらを励起エネルギー状態に上昇させる。次にこの吸収されたエネルギーは、第2の波長における発光によって消散される。この第2の波長放出はまた、標識受容体分子にエネルギーを移動してもよく、結果として、例えば蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)などの発光によって、受容体分子からエネルギーが消散する。シグナルを直接生じるその他の標識としては、放射性同位体および染料が挙げられる。
代案としては、標識は、シグナルを生じるためにその他の成分を必要としてもよく、シグナル生成システムは、基質、補酵素、増強剤、追加的酵素、酵素産物と反応する物質、触媒、活性化剤、補助因子、阻害剤、スカベンジャー、金属イオン、およびシグナル物質の結合生成に必要な特異的結合物質をはじめとする、測定可能なシグナルを生じるのに必要な全ての成分を含む。適切なシグナル生成システムの詳細な考察は、米国特許第5185243号明細書にある。
本発明の一態様は、本明細書で提供される結合メンバーのヒトAβ1−42への結合を引き起こし、または可能にするステップを含んでなる方法を提供する。言及されたように、このような結合は、例えば結合メンバー、または結合メンバーをコードする核酸の投与に続いて、生体内で起きてもよく、またはそれは例えばELISA、ウエスタンブロット法、免疫細胞化学、免疫沈降法、アフィニティクロマトグラフィー、および生化学的または細胞ベースのアッセイなどのように、試験管内で起きてもよい。
本発明は、例えばバイオセンサー装置内で、本発明による結合メンバーを用いて、例えば血漿またはCSF中で、抗原レベルを直接測定する方法もまた提供する。例えば、ヒトAβ1−42への結合を検出および/または測定する方法は、(i)前記結合メンバーをAβ1−42に曝露するステップと、(ii)前記結合メンバーのAβ1−42への結合を検出するステップとを含んでなってもよく、結合は、本明細書に記載されるあらゆる方法または検出可能な標識を使用して、検出される。Aβ1−42は、単量体またはオリゴマーAβ1−42であってもよく、好ましくは単量体Aβ1−42である。これと、本明細書に記載されるあらゆるその他の結合検出法は、例えば検出可能な標識を視覚的に観察することで、方法の実施者によって直接解釈されてもよい。代案としては、この方法、または本明細書に記載されるあらゆるその他の結合検出法は、オートラジオグラフ、写真、コンピュータ印刷出力、フローサイトメトリー報告、グラフ、チャート、結果を含有する試験管または容器またはウェル、または方法の結果のあらゆるその他の視覚的または物理的描写の形態の報告を生じてもよい。
Aβ1−42に対する結合メンバーの結合量を判定してもよい。定量化は、診断の関心対象であってもよい、試験サンプル中の抗原の量に関してもよい。Aβ1−42結合のスクリーニングおよび/またはその定量化は、例えば、本明細書で言及される疾患または障害、および/または異常なAβ1−42レベルおよび/または活性に伴うあらゆるその他の疾患または障害について、患者をスクリーニングするのに有用であってもよい。
診断方法は、(i)例えば、本明細書で言及される病状または疾患が疑われるまたは有すると考えられる患者などの対象から、組織または液状サンプル得るステップと;(ii)前記組織または液状サンプルを1つまたは複数の本発明の結合メンバーに曝露させるステップと;(iii)対照サンプルと比較して、結合したAβ1−42を検出するステップとを含んでなってもよく、対照と比較して増大したAβ1−42の結合量は、異常なAβ1−42レベルを示唆してもよい。試験される組織または液状サンプルとしては、血液、血清、血漿、CSF、尿、生検材料、腫瘍、または異常なAβ1−42レベルを含有することが疑われるあらゆる組織が挙げられる。異常なAβ1−42レベルまたは活性について陽性と試験された対象はまた、本明細書の後方で開示される治療法から利益を受けてもよい。
当業者は、本明細書で開示される方法に照らして、彼らの好みと一般知識によって、結合メンバーの抗原への結合を判定する適切な様式を選択できる。
サンプル中の結合メンバーの反応性は、あらゆる適切な手段によって判定してもよい。放射免疫測定法(RIA)が、1つの可能性である。放射性標識抗原を未標識抗原(試験サンプル)と混合して、結合メンバーを結合させる。結合抗原を非結合抗原から物理的に分離して、結合メンバーと結合した放射性抗原の量を判定する。試験サンプル中の抗原の量が多いほど、より少ない放射性抗原が結合メンバーと結合する。レポーター分子と結合した抗原または類似体を使用する、非放射性抗原による競合的結合アッセイもまた使用してもよい。レポーター分子は、分光的に単離される吸光または発光特性がある、蛍光色素、リン光体またはレーザー染料であってもよい。適切な蛍光色素としては、フルオレセイン、ローダミン、フィコエリトリンおよびTexas Red、およびランタニドキレートまたはクリプテートが挙げられる。適切な発色性染料としては、ジアミノベンジジンが挙げられる。
その他のレポーターとしては、視覚的に観察され、電子的に検出され、または別の様式で記録される、検出可能なシグナルを直接または間接的に生じ得る、着色された磁性または常磁性のラテックスビーズなどの高分子のコロイド粒子または微粒子物質と、生物学的または化学的活性薬剤とが挙げられる。これらの分子は、例えば、色を生じまたは変化させ、または電気的特性の変化を引き起こす反応を触媒する酵素であってもよい。これらは、エネルギー状態間の電子遷移が、特徴的なスペクトル吸収または放出をもたらすように、分子的に励起可能であってもよい。これらとしては、バイオセンサーと併せて使用される化学実体が挙げられる。ビオチン/アビジンまたはビオチン/ストレプトアビジンおよびアルカリホスファターゼ検出システムを用いてもよい。
個々の結合メンバー・レポーター複合体によって生じるシグナルを使用して、(標準および試験)サンプル中で結合する、該当する結合メンバーの数量化できる絶対的または相対的データを誘導してもよい。
本明細書に記載される結合メンバーを含んでなるキットもまた、本発明の態様として提供される。キット中では、例えば下でさらに詳しく説明するように、結合メンバーを標識して、サンプル中のその反応性を判定できるようにしてもよい。さらに結合メンバーは、固体担体に付着していてもまたはしていなくてもよい。キットの構成要素は、一般に無菌であり、バイアルまたはその他の容器内に密封される。キットは、結合メンバーがそれに対して有用な診断分析またはその他の方法で用いてもよい。キットは、上述の方法で使用してもよい。キットは、例えば、本発明による方法などの方法における、構成要素の使用説明書を含有してもよい。このような方法の実施を助けまたは可能にする補助的材料を、本発明のキットに含めてもよい。補助的材料としては、第1の結合メンバーと結合して検出可能な標識(例えば、蛍光標識、放射性同位体または酵素)と共役する、第2の異なる結合メンバーが挙げられる。抗体ベースのキットは、免疫沈降法を実施するためのビーズもまた含んでなってもよい。キットの各構成要素は、一般にそれ自身の適切な容器内にある。したがってこれらのキットは、一般に、各結合メンバーに適した別個の容器を含んでなる。さらにキットは、アッセイを実施して、アッセイ実施から得られるデータを解釈して分析する方法のための使用説明書を含んでなってもよい。
本発明は、競合アッセイ中で抗原レベルを測定するための上記のような結合メンバーの使用、すなわち競合アッセイ中で、本発明によって提供されるような結合メンバーを用いて、サンプル中の抗原レベルを測定する方法もまた提供する。これは、結合抗原の非結合抗原からの物理的な分離が必要ない場合であってもよい。結合に物理的または光学的変化が起きるように、レポーター分子と結合メンバーを結合することは、1つの可能性である。レポーター分子は、数量化できてもよい検出可能なシグナルを、直接または間接的に生じてもよい。レポーター分子の結合は、直接的または間接的、例えばペプチド結合を介した共有結合的、または非共有結合的であってもよい。ペプチド結合を介した結合は、抗体およびレポーター分子をコードする遺伝子融合の組換え発現の結果であってもよい。
結合メンバー間の競合は、試験管内で容易に、例えば、ELISAを使用してアッセイされ、および/または1つの結合メンバーを特異的レポーター分子で標識付けして、それが1つまたは複数のその他の非標識結合メンバーの存在下で検出され得て、同一エピトープまたは重複エピトープと結合する結合メンバーを同定できるようにするものなどの生化学的競合アッセイによって、アッセイされてもよい。このような方法は、当業者に容易に理解され、本明細書でより詳細に記載される。
本発明は、例えば表5および6に列挙される抗体のいずれかなどの本明細書で定義されるあらゆる結合メンバーと、ヒトAβ1−42に対する結合について競合する、例えば、IgG2、IgG1またはIgG1三重変異(「TM」;Oganesyan et al.(2008)Acta Crystallogr D Biol Crystallogr.64(Pt 6):700−4)形態にある結合メンバーにまで及ぶ。結合メンバー間の競合は、例えば、1つの結合メンバーを特異的レポーター分子で標識付けして、それがその他の非標識結合メンバーの存在下で検出され得て、同一エピトープまたは重複エピトープと結合する結合メンバーを同定できるようにすることで、試験管内で容易にアッセイされてもよい。競合は、例えばELISAを使用して判定してもよく、その中では、Aβ1−42をプレートに固定化し、1つまたは複数のその他の非タグ付けまたは非標識結合メンバーと共に、第1のタグ付けまたは標識結合メンバーをプレートに添加する。標識結合メンバーと競合する非標識結合メンバーの存在は、標識結合メンバーによって放出されるシグナルの低下によって観察される。
競合アッセイはまた、エピトープマッピングで使用し得る。一例では、エピトープマッピングを使用して、任意選択的に最適化された中和および/または調節特性を有してもよい結合メンバーが結合する、エピトープを同定してもよい。このようなエピトープは、直鎖または立体構造であり得る。立体構造エピトープは、Aβの少なくとも2つの異なる断片を含んでなり得て、Aβペプチドがその三次または四次構造に折り畳まれて、Aβ結合メンバーなどのAβ阻害剤によって認識される立体構造エピトープを形成する場合、前記断片は互いに近接して配置される。競合に関する試験では、特に対象エピトープを含みまたはそれから本質的になるペプチドである、抗原のペプチド断片を用いてもよい。どちらかの末端に、エピトープ配列と1つまたは複数のアミノ酸とを有するペプチドを使用してもよい。本発明による結合メンバーは、抗原に対するそれらの結合が、所与の配列がありまたはそれを含む、ペプチドによって阻害されるようであってもよい。
さらなる態様では、本発明は、本発明による結合メンバー、VH領域および/またはVL領域をコードする配列を含んでなる単離核酸を提供し、前記結合メンバー、VH領域および/またはVL領域の生成をもたらす条件下で前記核酸を発現するステップと、それを回収するステップとを含んでなる、本発明の結合メンバー、VH領域および/またはVL領域を調製する方法を提供する。コード核酸配列の例は、表および添付の配列表に記載される。本発明による核酸配列は、DNAまたはRNAを含んでなってもよく、完全にまたは部分的に合成であってもよい。本明細書で示されるヌクレオチド配列への言及は、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、指定される配列があるDNA分子を包含し、その中でUがTを置換する指定される配列があるRNA分子を包含する。
本発明は、例えば調節因子と作動可能に連結する、上記のような少なくとも1つのポリヌクレオチドを含んでなる、プラスミドまたはファージベクター、転写または発現カセットなどのプラスミド、ベクターの形態のコンストラクトもまた提供する。
さらなる態様は、本発明の核酸および/またはベクターを含有する、またはそれによって形質転換された、宿主細胞を提供する。本発明は、上記のような1つまたは複数のコンストラクトを含んでなる、組換え宿主細胞系もまた提供する。例えば、提供されるようなscFvまたはIgG(例えばIgG2、IgG1またはIgG1TM)などの、あらゆるCDRまたはCDRセットまたはVH領域またはVL領域または抗体抗原結合部位または抗体分子をコードする核酸配列は、コードされた生成物を生成する方法と共に、本発明の態様を構成し、その方法は、そのコード核酸配列から生成物を発現させるステップを含んでなる。発現は、好都合には、適切な条件下で、核酸を含有する組換え宿主細胞を培養することで、達成されてもよい。発現による生成に続いて、VHまたはVL領域、または結合メンバーをあらゆる適切な技術を使用して単離および/または精製し、次に必要に応じて使用してもよい。
したがって本発明の別の態様は、コード核酸配列からの発現を引き起こすステップを含む、抗体VH可変領域を生成する方法である。このような方法は、前記抗体VH可変領域を生成する条件下で、宿主細胞を培養するステップを含んでなってもよい。
VHおよび/またはVL領域を含んでなるVL可変領域および結合メンバーを生成する類似方法が、本発明のさらなる態様として提供される。
生成する方法は、生成物を単離および/または精製するステップを含んでなってもよい。生成する方法は、生成物を、薬学的に許容可能な賦形剤などの少なくとも1つの追加的な成分を含む組成物に調合するステップを含んでなってもよい。
多様な異なる宿主細胞中でクローニングして、ポリペプチドを発現するシステムは、周知である。適切な宿主細胞としては、細菌、哺乳類細胞、植物細胞、糸状菌、酵母およびバキュロウイルスシステム、および遺伝子組換え植物および動物が挙げられる。原核生物細胞中の抗体および抗体断片の発現は、当該技術分野で確立されている。レビューについては、例えばPlueckthun[Plueckthun,A.Bio/Technology 9:545−551(1991)]を参照されたい。一般的な細菌宿主は、大腸菌(E.coli)である。
当業者は、結合メンバーを生成するオプションとして、培養中の真核生物細胞中における発現もまた利用できる[Chadd HE and Chamow SM(2001)Current Opinion in Biotechnology 12:188−194;Andersen DC and Krummen L(2002)Current Opinion in Biotechnology 13:117;Larrick JW and Thomas DW(2001)Current Opinion in Biotechnology 12:411−418]。
異種ポリペプチドの発現のために、当該技術分野で利用できる哺乳類細胞系としては、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、HeLa細胞、幼若ハムスター腎臓細胞、NS0マウス黒色腫細胞、YB2/0ラット骨髄腫細胞、ヒト胚性腎臓細胞、ヒト胚性網膜細胞、およびその他多数が挙げられる。
プロモーター配列、ターミネーター配列、ポリアデニル化配列、増強剤配列、マーカー遺伝子、およびその他の配列をはじめとする、適切な制御配列を含有する適切なベクターを、必要に応じて選択または構築し得る。ベクターは、必要に応じて、例えばファージミドなどのプラスミド、またはファージなどのウイルスであってもよい[Sambrook and Russell,Molecular Cloning:a Laboratory Manual:3rd edition,2001,Cold Spring Harbor Laboratory Press]。例えば、核酸コンストラクトの調製、変異誘発、配列決定、細胞へのDNA挿入、および遺伝子発現、そしてタンパク質分析における、核酸操作のための多くの既知の技術およびプロトコルは、Ausubel et al.[Ausubel et al.eds.,Short Protocols in Molecular Biology:A Compendium of Methods from Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley & Sons,4th edition 1999]で詳述される。
本発明のさらなる態様は、本明細書で開示される通りの核酸を含有する宿主細胞を提供する。このような宿主細胞は、試験管内にあってもよく、培養中にあってもよい。このような宿主細胞は、生体内にあってもよい。生体内の宿主細胞の存在は、「細胞内抗体」または細胞内部抗体としての、本発明の結合メンバーの細胞内発現を可能にしてもよい。細胞内抗体は、遺伝子治療のために使用してもよい。
別の態様は、本発明の核酸を宿主細胞に導入するステップを含んでなる方法を提供する。導入は、あらゆる利用できる技術を用いてもよい。真核生物細胞では、適切な技術としては、リン酸カルシウム形質移入、DEAEデキストラン、電気穿孔、リポソーム媒介形質移入、および例えばワクシニアなどのレトロウイルスまたはその他のウイルスを使用する、または昆虫細胞ではバキュロウイルスを使用する、形質導入が挙げられる。特に真核細胞である宿主細胞内への核酸の導入では、ウイルスまたはプラスミドベースのシステムを使用してもよい。プラスミドシステムは、エピソームに保持されてもよく、または宿主細胞に、または人工染色体に組み込まれてもよい。組み込みは、単一または複数遺伝子座における、1つまたは複数のコピーの無作為または標的組み込みであってもよい。細菌細胞では、適切な技術としては、塩化カルシウム形質転換、電気穿孔、およびバクテリオファージを使用する形質移入が挙げられる。
導入には、例えば遺伝子が発現する条件下で宿主細胞を培養することで、核酸からの発現を引き起こしまたは可能にすることが続いてもよい。発現生成物の精製は、当業者に知られている方法によって達成されもよい。
本発明の核酸は、宿主細胞のゲノム(例えば染色体)に組み込まれてもよい。組み込みは、標準的な技術に従って、ゲノムとの組換えを促進する配列の包含によって促進されてもよい。
本発明は、上記のような結合メンバーまたはポリペプチドを発現するために、発現系において上述のようなコンストラクトを使用するステップを含んでなる方法もまた提供する。
本発明による結合メンバーは、結合メンバーを患者に投与するステップを含んでなる、人体または動物体における(例えばヒト患者における)、疾患または障害の(予防的治療を含んでもよい)治療で使用してもよい。本発明による治療可能な病状は、本明細書の他の箇所に記載され、予防的治療、および病状またはその症状の1つまたは複数の重症度の低下、または発症リスクの遅延または低下が挙げられる。
したがって本発明は、上の障害のいずれかの少なくとも1つの症状の重症度が低下するように、本発明の1つまたは複数の結合メンバーの有効量を単独で、または当該技術分野で公知のまたは本明細書に記載される別の適切な薬剤との併用治療計画で、それを必要とする患者に投与するステップを含んでなる、本明細書で言及される病状のいずれかの少なくとも1つの症状を治療し、または重症度を低下させる方法を提供する。
「有効用量」という用語は、既に疾患に罹患している患者において、疾患およびその合併症を治癒させ、または少なくとも部分的に阻止するのに十分な量と定義される。
本発明は、特に、例えばアミロイド形成疾患を予防または治療するための、患者において有益な治療反応(例えばCSF中のAβ1−42低下、プラーク負荷低下、プラーク形成阻害、神経突起ジストロフィー低減、認知機能改善、および/または認知低下の回復、低減または予防)を生じる条件下で、本発明の治療用抗体を患者に投与することによる、患者におけるアルツハイマー病およびその他のアミロイド形成疾患の治療を対象とする。
本明細書の用法では、「治療」は、疾患、病状、その症状、またはそれに対する素因を治癒させ、回復させ、軽減し、緩和し、変化させ、矯正し、向上させ、改善し、またはそれに影響を及ぼす目的での、アミロイドーシスに伴う疾患または病状があり;またはアミロイドーシスに伴うこのような疾患または病状の症状またはそれに対する素因がある患者への治療薬の適用または投与と定義される。
本発明は、患者の脳内のAβのアミロイド沈着に伴う疾患を、予防または治療する方法を提供する。このような疾患としては、アルツハイマー病、ダウン症候群、および認知機能障害が挙げられる。認知機能障害は、その他のアミロイド形成疾患の特徴の有無にかかわらず起こり得る。本発明は、Aβと関係がある病状である、黄斑変性を治療する方法を提供する。本発明の方法は、患者に、1−42 AβおよびそのN末端切断型に特異的に結合する抗体の有効用量を投与するステップを伴ってもよい。このような方法は、ヒト患者においてアルツハイマー病を予防または治療するのに、特に有用である。
本発明の抗体は、神経病理、患者によってはアルツハイマー病に伴う認知機能障害を予防または改善するための治療計画で、使用してもよい。
治療の対象となる患者としては、症状を示す患者が挙げられ、疾患のリスクがあるが症状を示していない個体もまた挙げられる。個体が十分に長期間生存すれば、誰でも潜在的にアルツハイマー病のリスクがある。本発明の抗体は、対象患者のいかなるリスクアセスメントもなしに、対象に予防的に投与し得る。治療の対象となる患者としては、例えばこの疾患がある血縁関係を有する個体、およびそのリスクが遺伝子または生化学的マーカーの解析によって判定された個体などのアルツハイマー病の既知の遺伝的リスクを有する個体が挙げられる。アルツハイマー病に対する素因の遺伝子マーカーとしては、APP遺伝子の変異、特にそれぞれHardyおよびSwedish変異と称される、717位、および670と671位における変異が挙げられる。その他のリスクマーカーは、プレセニリン遺伝子変異PS1およびPS2、およびApoE4、ADの家族歴、高コレステロール血症またはアテローム性動脈硬化である。アルツハイマー病を患っている個体は、疾患に伴う特徴的な認知症によって、ならびに上述の危険因子の存在によって、診断され得る。個体におけるアルツハイマー病の同定を助ける、いくつかの診断試験が利用できる。これらとしては、CSFτおよびAβ1−42レベルの測定が挙げられるτレベルの上昇およびAβ1−42レベルの減少は、ADの存在を示すこともある。アルツハイマー病を患っている個体はまた、NINCDS−ADRDAまたはDSM−IV−TR基準によっても診断し得る。
無症候性患者では、治療は、あらゆる年齢(例えば、10、20、30歳)で開始し得る。一般に、治療は、例えば患者が40代、50代、60代または70代に達した時点などの生涯のより後の時点で開始される。治療は、患者の残存寿命の期間であってもよい一定時間にわたる、複数回投与を伴ってもよい。反復投与に対する必要性は、経時的な抗体レベル測定によってモニターし得る。
予防法では、アルツハイマー病に罹患しやすく、またはそうでなければそのリスクがある患者に、生化学的障害、組織学的障害、認知機能障害および/または疾患の行動上の症状、その合併症、および疾患進行中に提示される中間病理学的表現型をはじめとする、疾患のリスクを排除しまたは低下させ、重症度を軽減し、または発端を遅延させるのに十分な量で、医薬組成物または薬剤が投与される。治療用途では、このような疾患が疑われまたは既に罹患している患者に、その合併症、および疾患進行中に提示される中間病理学的表現型をはじめとする、疾患の(生化学的、組織学的、認知機能障害および/または行動上の)症状を治癒させ、または少なくとも部分的に阻止するのに十分な量で、組成物または薬剤が投与される。
本発明は、本発明の1つまたは複数の結合メンバーの有効量を単独で、または当該技術分野で公知のまたは本明細書に記載される別の適切な薬剤との併用治療計画で、それを必要とする個体に投与するステップを含んでなる、個体を治療する方法を提供する。治療法は、それを必要とする患者に、本明細書に記載される結合メンバーの有効量を投与するステップを含んでなってもよく、Aβ1−42レベルが、血漿および/またはCSF中で低下する。
治療法は、(i)本明細書で言及されるようなアミロイドーシスに伴う病状を有する患者を同定するステップと、(ii)本明細書に記載される結合メンバーの有効量を患者に投与するステップとを含んでなってもよく、Aβ1−42のレベルは、血漿中および/またはCSF中で低下し、アミロイドーシスが軽減される。有効量は、治療される特定の疾患または障害の少なくとも1つの症状の重症度を低下させまたは軽減するように、Aβ1−42のレベルを低下させる量であるが、必ずしも疾患または障害を治癒させない量である。
本発明は、前記Aβ1−42の少なくとも1つの効果と拮抗させるように、本発明の1つまたは複数の結合メンバーの有効量と接触させ、またはそれを投与するステップを含んでなる、Aβ1−42の少なくとも1つの効果と拮抗させる方法もまた提供する。
したがって本発明のさらなる態様は、提供される結合メンバーを投与するステップ含んでなる治療法と、このような結合メンバーを含んでなる医薬組成物と、例えば結合メンバーを薬学的に許容可能な賦形剤と共に調合するステップを含んでなる、薬剤または医薬組成物を製造する方法における、投与するための薬剤の製造における、このような結合メンバーの使用とを提供する。薬学的に許容可能な賦形剤は、二次反応を誘発することなく医薬組成物に入り、例えば結合メンバーの投与を容易にして、その寿命および/またはその体内効能を増大させ、溶液中のその溶解度を増大させ、さもなければその保存を改善する、化合物または化合物の組み合わせであってもよい。これらの薬学的に許容可能なビヒクルは周知であり、選択される活性化合物の性質と投与様式に応じて、当業者によって適応されるであろう。
本明細書に記載されるような結合メンバーは、通常は、結合メンバーに加えて少なくとも1つの成分を含んでなってもよい、医薬組成物の形態で投与されるであろう。したがって本発明によって利用するための本発明による医薬組成物は、結合メンバーに加えて、薬学的に許容可能な賦形剤、担体、緩衝液、安定剤または当業者に良く知られているその他の材料を含んでなってもよい。このような材料は無毒であるべきで、活性成分の有効性に干渉してはならない。担体またはその他の材料の正確な性質は、投与経路に左右されるであろう。
例えば静脈内または皮下注射などの注射用製剤では、活性成分は、発熱性物質を含まず、適切なpH、等張性および安定性を有する、非経口的に許容可能な水溶液の形態であろう。本明細書に記載されるような本発明の結合メンバーは、分子の物理化学的特性と送達経路に応じて、液体、半固体または固体形態で調合されてもよい。配合物は、例えば、糖類、アミノ酸、および界面活性剤などの賦形剤、または賦形剤の組み合わせを含んでもよい。液体配合物は、広範囲に及ぶ抗体濃度とpHを含んでもよい。固体配合物は、例えば、凍結乾燥、噴霧乾燥、または超臨界流体技術による乾燥によって製造されてもよい。治療薬は、注射によって投与されてもよい(例えば皮下または静脈内。治療薬は、パルス点滴によって、特に結合メンバーの用量を漸減させて、投与してもよい。投与経路は、治療薬の物理化学的特性によって、疾患に特別の配慮をして、または効能最適化または副作用最小化の要求事項によって、決定し得る。特定の一投与経路は、静脈内である。本発明の医薬組成物の別の投与経路は、皮下である。無針装置を使用する皮下注射もまた、有利である。
組成物は、治療される病状に応じて、単独で、またはその他の治療と組み合わせて、同時または逐次のいずれかで、投与してもよい。
結合メンバーは、追加的な医療用成分と共に、併用療法の一部として使用してもよい。特に結合メンバーと、1つまたは複数のその他の治療薬との組み合わせである、組み合わせ治療法を使用して、顕著な相乗効果を提供してもよい。結合メンバーは、本明細書で列挙される1つまたは複数の病状の治療のために、同時または順次に、または別の治療薬または治療薬群との併用製剤として、投与してもよい。
結合メンバーおよび上記追加的な医療用成分の1つまたは複数は、薬剤の製造で使用してもよい。薬剤は、個体に別々にまたは組み合わせて投与されてもよく、それに応じて、結合メンバーおよび追加的な成分を、併用製剤として、または別の調製物として含んでなってもよい。別の調製物を使用して、別々のおよび逐次または同時投与を容易にし、例えば経口および非経口投与などの異なる経路による、成分の投与を可能にしてもよい。
提供される組成物は、哺乳類に投与してもよい。投与は、常態では「治療有効量」であり、これは患者に便益を示すのに十分である。このような便益は、少なくとも1つの症状の少なくとも改善であってもよい。実際の投与量、および投与の速度と経時変化は、治療されるものの性質および重症度、治療される特定の哺乳類、個々の患者の臨床病状、障害の原因、組成物の送達部位、結合メンバーのタイプ、投与法、投与計画、および医学的施術者に知られているその他の要因に左右されるであろう。治療の処方、例えば用量などの決定は、一般開業医、およびその他の医者の任務の範囲内であり、治療される疾患の症状の重症度および/または進行に左右されてもよい。本発明の結合メンバーの治療有効量または適切用量は、動物モデルにおいて、生体外活性と生体内活性を比較することで判定され得る。試験動物における有効投与量をヒトに外挿する方法が知られている。正確な用量は、抗体が診断用、予防または治療用であるかどうか、治療領域の大きさと位置、抗体の正確な性質(例えば全抗体、断片または二特異性抗体)、抗体に付着するあらゆる検出可能な標識またはその他の分子の性質をはじめとする、いくつかの要素に左右される。全身的用途では、典型的な抗体使用量は、100μg〜1gの範囲であろう。最初のより高い初回負荷量と、それに続く1つまたは複数のより低い用量を投与してもよい。典型的に、抗体は、例えばIgG1またはIgG1−TMアイソタイプなどの全抗体であろう。治療は、医師の自由裁量で毎日、週2回、毎週または毎月間隔で繰り返してもよい。治療法は、皮下投与では2〜4週間毎、静脈内投与では4〜8週間毎であってもよい。治療は周期的であってもよく、投与間隔は、例えば、約3週間以上、約4週間以上、または約1ヶ月毎など、約2週間以上である。
本発明の様々なさらなる態様および実施形態は、当業者には本開示を考慮すれば明らかであろう。
本明細書で言及される、データベース参照および受入番号、特許、特許出願および公開をはじめとする全ての文献は、あらゆる目的のために、その内容全体を参照によって本明細書に援用する。
本明細書で使用される「および/または」は、他方の有無にかかわらず、2つの指定された特徴または成分のそれぞれの特定の開示と見なされるべきである。例えば「Aおよび/またはB」は、あたかもそれぞれが本明細書で個々に示されるように、(i)A、(ii)B、および(iii)AおよびB、それぞれの特定の開示と見なされる。
文脈が別途指示しない限り、上で示される特徴の説明および定義は、本発明のいかなる特定の実施形態または態様にも限定されず、記載される全ての態様および実施形態に等しく適用される。
一例として、特定の本発明の態様および実施形態を添付の図および表を参照して、ここで例証する。本発明の様々な態様を以下に示す。
1.ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(Aβ1−40)に比べて、ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(Aβ1−42)との結合について選択的であり、可溶性単量体ヒトAβ1−42および低nオリゴマー(五量体以下)ヒトAβ1−42と結合できる、単離抗体分子。
2.前記抗体分子が、500pM以下の解離定数(KD)で単量体Aβ1−42と結合し、Aβ1−40と結合せず、または1mMを超えるKDでAβ1−40と結合する、上記1に記載の抗体分子。
3.前記抗体分子が、アミロイドβ17−42ペプチド(Aβ17−42)およびアミロイドβ29−42ペプチド(Aβ29−42)と結合する、上記1または上記2に記載の抗体分子。
4.前記抗体分子が、3−ピロ−42アミロイドβペプチドおよび11−ピロ−42アミロイドβペプチドと結合する、上記1〜3のいずれかに記載の抗体分子。
5.前記抗体分子が、アミロイドβ1−43ペプチド(Aβ1−43)と結合する、上記1〜4のいずれかに記載の抗体分子。
6.(i)HCDRセットのアミノ酸配列が、抗体Abet0380、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて表16に示される通りである、フレームワーク領域が散在する、HCDR1、HCDR2、およびHCDR3のHCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある前記HCDRセットを含んでなる、VH領域、ならびに
(ii)LCDRセットのアミノ酸配列が、抗体Abet0380、Abet0319、Abet0321b、Abet0322b、Abet0323b、Abet0328、Abet0329、Abet0332、Abet0342、Abet0343、Abet0369、Abet0370、Abet0371、Abet0372、Abet0373、Abet0374、Abet0377、Abet0378、Abet0379、Abet0381、Abet0382、およびAbet0383、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示される通りである、フレームワーク領域が散在する、LCDR1、LCDR2およびLCDR3のLCDRのセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある前記LCDRセットを含んでなる、VL領域を含んでなる、ヒトAβ1−42に対する単離抗体分子。
7.(i)Abet0380のHCDRのアミノ酸配列が、
HCDR1配列番号525、
HCDR2配列番号526、および
HCDR3配列番号527である、
前記Abet0380のHCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある前記Abet0380のHCDRセットを含んでなる、VH領域、ならびに
(ii)Abet0380のLCDRのアミノ酸配列が、
LCDR1配列番号534、
LCDR2配列番号535、および
LCDR3配列番号536である、
前記Abet0380のLCDRセットを含んでなり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある前記Abet0380のLCDRセットを含んでなる、VL領域
を含んでなる、上記1〜6のいずれかに記載の抗体分子。
8.(i)HCDRのアミノ酸配列が、
HCDR1配列番号525、
HCDR2配列番号526、および
HCDR3配列番号527である、
フレームワーク領域が散在するHCDR1、HCDR2、およびHCDR3のHCDRセットを含んでなり、
または1つまたは複数のアミノ酸置換があるHCDRセットを含んでなり、前記1つまたは複数の置換が表12または表14に示されるものから選択されるVH領域、ならびに
(ii)LCDRのアミノ酸配列が、
LCDR1配列番号534
LCDR2配列番号535、および
LCDR3配列番号536である、フレームワーク領域が散在するLCDR1、LCDR2、およびLCDR3のLCDRセットを含んでなり、
または1つまたは複数のアミノ酸置換があるLCDRセットを含んでなり、前記1つまたは複数の置換が表13または表15に示されるものから選択されるVL領域
を含んでなる、上記1〜7のいずれかに記載の抗体分子。
9.前記VH領域が、重鎖フレームワーク領域FW1、FW2、FW3、およびFW4を含んでなり、前記重鎖フレームワーク領域のアミノ酸配列が、
FW1配列番号528
FW2配列番号529
FW3配列番号530、および
FW4配列番号531であり、
またはFW1が、1つまたは複数のアミノ酸置換のある配列番号528を含んでなり、前記FW1中の前記1つまたは複数の置換が、表12または表14に示されるものから選択される、上記6〜8のいずれかに記載の抗体分子。
10.前記VL領域が、軽鎖フレームワーク領域FW1、FW2、FW3、およびFW4を含んでなり、前記軽鎖フレームワーク領域のアミノ酸配列が、
FW1配列番号537
FW2配列番号538
FW3配列番号539、および
FW4配列番号540である、上記6〜9のいずれかに記載の抗体分子。
11.(i)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示される通りであり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある前記アミノ酸配列を含んでなる、VH領域アミノ酸配列、および
(ii)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示される通りであり、
または1つまたは2つのアミノ酸変異がある前記アミノ酸配列を含んでなる、VL領域アミノ酸配列を含んでなる、上記1〜6のいずれかに記載の抗体分子。
12.(i)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示されるVH領域アミノ酸配列と、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を有するVH領域;および
(ii)Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかについて、表16に示されるVL領域アミノ酸配列と、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を有するVL領域
を含んでなる、上記1〜6のいずれかに記載の抗体分子。
13.Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかのVH領域およびVL領域と、それぞれ少なくとも90%同一であるVH領域およびVL領域を含んでなる、上記12に記載の抗体分子。
14.Abet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかのVH領域およびVL領域を含んでなる、上記11〜13のいずれかに記載の抗体分子。
15.Abet0380−GLのVH領域アミノ酸配列番号524およびAbet0380−GLのVL領域アミノ酸配列番号533を含んでなる、上記14に記載の抗体分子。16.VH領域アミノ酸配列番号524およびVL領域アミノ酸配列番号533を含んでなる抗体分子と、Aβ1−42との結合について競合する、抗体分子。
17.(i)受入番号41890の下に寄託されたAbet0380−GL核酸配列;または (ii)受入番号41892の下に寄託されたAbet0377−GL核酸配列
によってコードされるVH領域およびVL領域を含んでなる抗体分子。
18.ヒトIgGである、上記1〜17のいずれかに記載の抗体分子。
19.ヒトIgG1またはヒトIgG2である、上記18に記載の抗体分子。
20.ヒトIgG1−TM、IgG1−YTEまたはIgG1−TM−YTEである、上記19に記載の抗体分子。
21.上記1〜20のいずれかに記載の抗体分子と、薬学的に許容可能な賦形剤とを含んでなる組成物。
22.人体または動物体の治療法で使用するための、上記1〜20のいずれかに記載の抗体分子を含んでなる組成物。
23.アミロイドーシスの低下、アルツハイマー病の治療、アルツハイマー病またはダウン症候群患者における認知力の改善または認知低下の低減、および/または黄斑変性の治療で使用するための、上記22に記載の組成物。
24.上記1〜20のいずれかに記載の抗体分子を個体に投与するステップを含んでなる、個体において、アミロイドーシスを低下させ、アルツハイマー病を治療し、アルツハイマー病またはダウン症候群患者の認知力を改善しまたは認知低下を低減し、および/または黄斑変性を治療する方法。
25.上記1〜20のいずれかに記載の抗体分子をコードする、単離核酸。
26.上記25に記載の核酸で試験管内で形質転換された、宿主細胞。
27.前記抗体分子を生成する条件下で、上記26に記載の宿主細胞を培養するステップを含んでなる、上記1〜20のいずれかに記載の抗体分子を生成する方法。
28.前記抗体分子を単離および/または精製するステップをさらに含んでなる、上記27に記載の方法。
29.前記抗体分子を少なくとも1つの追加的な成分を含んでなる組成物に調合するステップをさらに含んでなる、上記28に記載の方法。
30.親VH領域HCDR1、HCDR2、およびHCDR3が、表5に示される通りのHCDRのセットである、HCDR1、HCDR2、およびHCDR3を含んでなる親VH領域のアミノ酸配列中の1つまたは複数のアミノ酸の付加、欠失、置換または挿入の手段によって、前記親VH領域のアミノ酸配列変種であるVH領域を提供するステップと、 任意選択的に、このようにして提供された前記VH領域を1つまたは複数のVL領域と組み合わせ、1つまたは複数のVH/VLの組み合わせを提供するステップと;
前記親VH領域のアミノ酸配列変種である前記VH領域または前記VH/VLの組み合わせを検査して、ヒトAβの抗体抗原結合領域を同定するステップと
を含んでなる、ヒトAβ1−42に対する抗体抗原結合領域を生成する方法。
31.前記親VH領域が、表16に示される通りのAbet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかのVH領域である、上記30に記載の方法。
32.前記1つまたは複数のVL領域が、LCDR1、LCDR2、およびLCDR3を含んでなる親VL領域のアミノ酸配列中の1つまたは複数のアミノ酸の付加、欠失、置換または挿入の手段によって提供され、前記親VL領域LCDR1、LCDR2、およびLCDR3が、表6に示される通りのVL CDRセットであり、それぞれが前記親VL領域のアミノ酸配列変種である、1つまたは複数のVL領域を生成する、上記30または31に記載の方法。
33.前記親VL領域が、表16に示される通りのAbet0380、Abet0343、Abet0369、Abet0377、およびAbet0382、またはその生殖系列化バージョンのいずれかのVL領域である、上記32に記載の方法。
34.IgG、scFvまたはFab抗体分子の成分として、前記抗体抗原結合領域を生成するステップをさらに含んでなる、上記30〜33のいずれかに記載の方法。
35.VH領域をコードする出発核酸、またはそれぞれVH領域をコードする核酸の出発レパートリーを提供するステップであって、前記VH領域またはVH領域が、置換されるHCDR1、HCDR2および/またはHCDR3を含んでなるか、またはHCDR1、HCDR2および/またはHCDR3をコードする領域を欠失しているかのいずれかである前記ステップと;
ドナー核酸またはドナー核酸群が、前記出発核酸または出発レパートリーのCDR1、CDR2および/またはCDR3領域中に挿入されて、VH領域をコードする核酸の生成物レパートリーを提供するように、前記出発核酸または出発レパートリーと、表5に示されるHCDR1、HCDR2、および/またはHCDR3、またはその変異によって生成されるアミノ酸配列をコードする前記ドナー核酸またはドナー核酸群とを組み合わせるステップと;
前記生成物レパートリーの核酸を発現して生成物VH領域を生成するステップと;
任意選択的に、前記生成物VH領域を1つまたは複数のVL領域と組み合わせるステップと;
生成物VH領域および任意選択的にVL領域を含んでなる、Aβ1−42の結合メンバー選択するステップと;
前記結合メンバーまたはそれをコードする核酸を回収するステップ
とを含んでなる、ヒトAβ1−42と結合する結合メンバーを生成する方法。
36.前記ドナー核酸が、前記HCDR1および/またはHCDR2の変異によって生成される、上記35に記載の方法。
37.前記ドナー核酸が、HCDR3の変異によって生成される、上記35に記載の方法。
38.核酸のランダム変異によって前記ドナー核酸を提供するステップを含んでなる、上記35に記載の方法。
39.前記回収された結合メンバー内に含まれる生成物VH領域を、抗体定常領域に付着させるステップをさらに含んでなる、上記35〜38のいずれかに記載の方法。
40.前記生成物VH領域およびVL領域を含んでなる、IgG、scFvまたはFab抗体分子を提供するステップを含んでなる、上記35〜39のいずれかに記載の方法。
以下の配列が、NCIMB,Ferguson Building,Craibstone Estate,Bucksburn,Aberdeen,AB21 9YA.Scotland,UKに寄託された:
大腸菌(E.coli)TOP10細胞Abet0007=NCIMB 41889
大腸菌(E.coli)TOP10細胞Abet0380−GL=NCIMB 41890
大腸菌(E.coli)TOP10細胞Abet0144−GL=NCIMB 41891
大腸菌(E.coli)TOP10細胞Abet0377−GL=NCIMB 41892
寄託日=2011年11月2日
実施例1.抗アミロイドβ1−42特異的抗体生成およびリード選択
1.1 アミロイドβペプチドの調合
ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117またはBachem AG,Switzerland;カタログ番号H−5642)を1%水酸化アンモニウム溶液(v/v)中で1mg/mlに再懸濁して、必要になるまで、アリコートで−80℃で保存した。未標識ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(Anaspec,USA;カタログ番号64129)、未標識ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1155)、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A111またはBachem AG,Switzerland;カタログ番号H−5914)、ビオチン化マウスアミロイドβ1−42ペプチド(Anaspec,USA;カタログ番号61718−01)、およびビオチン化マウスアミロイドβ1−40ペプチド(Anaspec,USA;カタログ番号61717)についても、同一手順に従った。
1.2 選択
繊維状ファージM13ベースのファージミドベクターにクローン化されたFab310−λファージディスプレイライブラリー(Dyax,USA)を、選択のために使用した(Hoet et al.,2005)。基本的に、以前記載されているようにして、合成ヒトビオチン化アミロイドβ1−42(rPeptide,USA)上で一連の選択サイクルを使用して、ファージディスプレイライブラリーから抗アミロイドβ1−42特異的Fab抗体を単離した(Hawkins et al.,1992;Vaughan et al.,1996)。手短に述べると、溶液相選択の第1ラウンドでは、100倍過剰の未標識ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(Anaspec,USA)を含有するMarvel−PBS(3%w/v)中で1時間プレインキュベートした精製ファージ粒子に、ダルベッコのリン酸緩衝食塩水(DPBS、pH7.4)中のビオチン化アミロイドβ1−42を添加した。ストレプトアビジン共役常磁性ビーズ(Invitrogen Life Technologies,UK)を使用して、ビオチン化アミロイドβ1−42ペプチドと結合したファージ粒子を捕捉し、PBS−ツイーン(0.1%v/v)を使用した一連の洗浄サイクルによって、弱く結合したファージを除去した。ビーズから結合ファージ粒子を溶出し、大腸菌(E.coli)TG1細菌に感染させて、次の選択ラウンドでレスキューした(Vaughan et al.,1996)。前述の通りであるが、ビオチン化アミロイドβ1−42抗原の濃度を低下させて、引き続く2回の選択ラウンドを実施した。
1.3 未精製Fab断片上の直接結合アッセイを使用したアミロイドβ1−42特異的クローンの同定
可溶性一本鎖Fab断片(sFab)を生成するために、標準切断およびライゲーション技術を使用して、Fab310−λディスプレイカセットから遺伝子IIIテザーを除去した。簡単に述べると、標準DNA精製キット(QIAgen,UK)を使用して、ラウンド3の結果からファージミドベクターを単離し、MluI制限消化を使用して、ベクターから遺伝子IIIテザー配列を除去した(Hoet et al.,2005)。再ライゲートしたベクターをTG1細胞に形質転換して戻し、分析のために個々のコロニーを選択した。
EnVisionプレートリーダー(PerkinElmer,USA)を使用して、均一時間分解蛍光(HTRF(商標)、CisBio International,フランス)結合アッセイ中で、ペリプラズム調製物からの未精製sFabをスクリーニングした。このアッセイでは、ストレプトアビジンクリプテートおよび抗6his−XL665検出試薬(CisBio International,フランス;それぞれカタログ番号610SAKLBおよび61HISXLB)を使用して、ヒスチジン標識sFabとビオチン化ペプチド間の蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)の測定によって、未精製sFabとヒトアミロイドβ1−42ペプチドの結合を評価した。選択結果は、50mMのMOPS緩衝液、pH7.4と、0.5mMのEDTAと、0.5Mのスクロースとの中で調製されたsFabを含有する未精製細菌ペリプラズム抽出物として、スクリーニングした。10μLの未精製sFabサンプルをCostar(登録商標)384ウェルアッセイプレート(Corning,USA;カタログ番号3676)に添加した。5μlの20nM合成ヒトアミロイドβ1−42、および5μlの6nMストレプトアビジンクリプテートと20nM抗his−XL665との混合溶液の添加が、それに続いた。非特異的結合ウェル(陰性対照)は、試験sFabサンプルの代わりに陰性対照未精製sFabを使用して、各プレートについて規定された。ヒトアミロイドβ1−40ペプチドの同時アッセイを使用して、sFabクローンの交差反応性を同定した。全ての希釈は、0.4MのKF(BDH Chemicals,USA;カタログ番号103444T)、0.1%の脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン(Sigma,UK;カタログ番号A6003)、および0.1%のツイーン20(v/v)(Sigma,UK;カタログ番号P2287)(アッセイ緩衝液)を含有する50mMのMOPS、pH7.4(Sigma,UK;カタログ番号M9381)中で実施した。320nmの励起波長、および620nmおよび665nmにおける測定(100回のフラッシュ)を使用して、EnVisionプレートリーダー(PerkinElmer,USA)上で時間分解蛍光を読み取る前に、アッセイプレートを室温で4時間インキュベートした。
各サンプルについて%ΔF値を計算することで、データを解析した。%ΔFは、式1に従って求めた。
Figure 0006959377
1.4 精製sFab断片の直接結合アッセイ
HTRF(商標)アッセイでヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対する特異的結合を示した未精製sFabぺリプラズム抽出物に、DNA配列決定を実施した(Osbourn et al.,1996;Vaughan et al.,1996)。(基本的に、(Bannister et al.,2006)に記載されるようにして)独自のタンパク質配列があるsFabを大腸菌(E.coli)中で発現させ、アフィニティクロマトグラフィーによって精製した。各精製sFabのアミロイドβ結合プロファイルは、セクション1.3に記載されるHTRF(商標)アッセイ中で、未精製sFabペリプラズム調製物を精製sFabで置き換えて、精製sFabの希釈系列を試験することで判定された。精製sFabは、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド、ビオチン化マウスアミロイドβ1−42ペプチド、およびビオチン化ヒトアミロイドβ1−40ペプチドへの結合について、同時に試験した。さらにsFabは、あらゆる非特異的ペプチド結合について調節するために、別のHTRF(商標)実験で、スクランブルされたヒトアミロイドβ1−42ペプチド(Anaspec、カスタム合成)に対する結合について試験した。セクション1.3に記載されるように%ΔF値を計算することで、データを解析した。
精製Abet0007 sFabに関する例証的結果は、図1に示される。これらの結果は、Abet0007が、ヒトアミロイドβ1−40ペプチドおよびスクランブルされたヒトアミロイドβ1−42ペプチドよりも、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに特異的に結合することを実証する。さらにAbet0007 sFabは、マウスアミロイドβ1−42ペプチドと交差反応性である。
1.5 アミロイドβ1−42特異的抗体FabのIgG2形態への再構成
ヒト抗体重鎖および軽鎖全体をそれぞれ発現するベクターに、可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)領域をサブクローニングすることで、13個のアミロイドβ1−42特異的クローンをFabからIgG2に変換した。Dyax FAB310ライブラリーVH領域は半合成であり、本明細書に記載される哺乳類細胞内では十分な量を発現できなかったので、サブクローニング前に、VH領域を社内でコドン最適化した。哺乳類細胞内で完全長ヒトIgGとして良好に発現することが分かっている、社内で生殖細胞系適合させたVHをテンプレートとして使用して、元のアミノ酸配列を保ちながら、Dyax VH領域のDNAコドン使用頻度を変化させた。ヒト重鎖定常領域および調節因子を含有する哺乳類発現ベクター(pEU9.2)に、コドン最適化可変重鎖をクローン化して、哺乳類細胞内でIgG2重鎖全体を発現させた。同様に、ヒトλ軽鎖定常領域および調節因子の発現のための哺乳類発現ベクター(pEU4.4)に、可変軽鎖領域をクローン化して、哺乳類細胞内でIgG軽鎖全体を発現させた。重鎖および軽鎖の発現のためのベクターは、最初にPersic et al.(Persic et al.,1997)に記載された。IgG2としてクローンを得るために、HEK293−EBNA(Invitrogen,UK;カタログ番号R620−07)またはCEP6−CHO(社内で生成された)哺乳類細胞内に、重鎖および軽鎖IgG発現ベクターを一過性に形質移入して、抗体を発現させて培地内に分泌させた。収集した培地は、精製前に濾過した。プロテインAクロマトグラフィー(Biosepra(商標)、Pall,USA;またはMabSelect SuRe、GE Healthcare,UK)を使用して、IgGを精製した。50mMのトリス、pH8.0、250mMのNaCl中で前もって平衡化した適切なプロテインAカラムに、培養上清を装填した。0.1Mのクエン酸ナトリウム、pH3.0を使用して、結合IgGをカラムから溶出し、溶出液を1Mのトリス緩衝液(pH10.0)の添加によって中和した。NAP−10緩衝液交換カラム(GE Healthcare,UK;カタログ番号17−0854−02)を使用して、IgGをダルベッコのPBSで緩衝液交換した。精製IgGを0.2マイクロメートルフィルターに通過させ、IgGのアミノ酸配列に基づく吸光係数を使用して、280nmにおける吸光度によってIgGの濃度を判定した。SEC−HPLCおよびSDS−PAGE技術を使用して、精製IgGを凝集または分解について分析した。
1.6 アミロイドβペプチド競合HTRF(商標)アッセイにおけるリード抗体の特異性判定
上述したように、アミロイドβ1−42ペプチドに特異的に結合する精製sFab断片を組換えIgGに変換した。その他のヒトアミロイドβペプチドとの結合に対するこれらのIgGの特異性を試験するために、競合アッセイを開発した。このアッセイでは、リードIgGおよびビオチン化ヒトアミロイドβペプチド1−42(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)と共に、未標識ヒトアミロイドβペプチド1−42(rPeptide,USA;カタログ番号A1165)、1−40(rPeptide,USA;カタログ番号A1155)、11−42(rPeptide,USA;カタログ番号A1063)、17−42(rPeptide,USA;カタログ番号A1058)、および1−43(Anaspec,USA;カタログ番号25356)をインキュベートした。簡単に述べると、各試験ペプチドの希釈系列と、0.3nMの試験IgGおよび5nMのビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドとを合わせた。ストレプトアビジンクリプテート(CisBio International,フランス;カタログ番号610SAKLB)および抗ヒトFc IgG XL665(CisBio International,フランス;カタログ番号61HFCXLB)検出試薬を使用して、IgGとビオチン化1−42アミロイドβ間の蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)を測定することで、ビオチン化1−42ペプチドへのリードIgG結合の損失を検出することで、各ペプチドの競合を評価した。
50mMのMOPS、pH7.4(Sigma,UK;カタログ番号M9381)、0.4MのKF(BDH Chemicals,USA;カタログ番号103444T)、0.1%の脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン(Sigma,UK;カタログ番号A6003)、および0.1%のツイーン20(v/v)(Sigma,UK;カタログ番号P2287)を含有するアッセイ緩衝液中で、ストレプトアビジンクリプテートおよび抗ヒトFc IgG XL665をそれぞれ7nMおよび5nMで合わせた。5μlのこの溶液をアッセイプレート(Costar(登録商標)384ウェル黒色浅型ウェル、Corning Life Sciences;カタログ番号3676)に添加した。アミロイドβペプチドは、Greiner 96ウェルU底プレート(Greiner BioOne,ドイツ;カタログ番号650201)を使用して、アッセイ緩衝液中で連続希釈した。MiniTrak(商標)(PerkinElmer,USA)液体取り扱いロボットを使用して、5μlの各ペプチド希釈液を二連でアッセイプレートに移した。試験IgGをアッセイ緩衝液中で1.2nMに希釈して、5μlをアッセイプレートに添加した。アッセイ緩衝液中で、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの20nM溶液を調製し、5μlのこの溶液をアッセイプレートに添加した。非特異的結合ウェル(陰性対照)は、試験IgGを5μlのアッセイ緩衝液で置き換えることで、各プレートについて規定された。EnVisionプレートリーダー(PerkinElmer,USA)を使用して、620nmおよび665nmの放射波長で時間分解蛍光を読み取る前に、アッセイプレートを室温で4時間インキュベートした。
各サンプルについて%ΔF値を計算することで、データを解析した。%ΔFは、式1に従って求めた。引き続いて%ΔF値を使用し、式2に記載されるようにして%特異的結合を計算した。
Figure 0006959377
Abet0007 IgGに関する例証的結果は、図2に示される。これらの結果は、Abet0007 IgGがヒトアミロイドβ1−42ペプチドと結合するが、ヒトアミロイドβ1−40ペプチドとは結合しないことを実証する。この抗体はまた、トランケート型ペプチド11−42および17−42と、そしてヒトアミロイドβ1−43ペプチドとも結合する。
1.7 表面プラズモン共鳴を使用したヒトアミロイドβ1−42に対するリード抗体の結合親和性の判定
BIAcore T−100(GE Healthcare,UK)バイオセンサー装置を使用して、各リード抗体と、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42ペプチドとの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。
バイオセンサーは、表面プラズモン共鳴(SPR)の光学効果を使用して、バイオセンサーチップのデキストラン層上に固定化されたリガンド分子の表面を流れる検体分子の相互作用に起因する、表面濃度の変化を試験する。典型的に、規定濃度の検体化学種を結合リガンド上に通過させ、あらゆる結合は、局所性SPRシグナルの増大(結合期)として検出される。これに緩衝液フロー期が続き、その間に、表面固定化リガンドからの検体化学種の分離が、シグナル低下として観察され得る(分離期)。次にチップ結合リガンドから残留検体を剥離し得て、いくつかの異なる検体濃度で手順が繰り返される。実験は、実験全体にわたり、結合リガンドの絶対結合能または動態プロファイルのいずれもが顕著に変化せず、実験全体を通じて用いられる一連の対照を使用してモニターし得るようにデザインされる。EDTA(HBS−EP+、GE Healthcare,UK)を含有する独自仕様のHEPES緩衝食塩水が、検体サンプルのための希釈緩衝液として、および分離期におけるフロー緩衝液として典型的に使用される。実験データは、SPRシグナルに直接対応する任意の単位である「共鳴単位」(RU)として、経時的に記録される。RUは、検体結合質量の近似測定値である、チップ表面上の屈折率変化に正比例する。次に独自仕様のBIAevaluationソフトウェアパッケージを使用してデータを処理し、結合モデルをデータセットに適合させ得る。戻り結合(ka、M-1-1)および分離(kd、s-1)速度定数は、分離(KD、M)親和定数の計算を可能にする。
アミン結合によって、抗体が独自仕様のCM5チップ表面とおよそ2,000RUの最終表面密度で共有結合するアッセイを使用して、各試験IgGとヒトアミロイドβ1−42ペプチドとの間の結合親和性を推定した。10mMのグリシン、pH2.0の単回40秒間注入によって、抗体結合リガンドを除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。再生は、ペプチド結合活性の顕著な損失をもたらさなかった。
信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得るセンサーグラムの観察に十分な時間にわたり、合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの一連の希釈液(1.6〜100nM)を抗体表面に順次通過させた。空試験参照フローセルデータを各IgGデータセットから減算し、ゼロ濃度緩衝液空試験を主要データセットから二重参照減算して、あらゆる緩衝液アーチファクトまたは非特異的結合効果の影響を軽減した。次にBIAevaluationソフトウェアを使用して、各検体滴定からのデータに、適切な結合モデルを同時に適合させた。
2RU2未満を許容値として、計算されたカイ二乗値を使用して、データの妥当性を評価した。2RU未満の偏差を許容可能として、残差を使用して、適合の全体的な成功を推定した。
Abet0007 IgG2に関する例証的結果は、図3に示される。平均結合速度定数(ka)、解離速度定数(kd)、および解離定数(KD)は、それぞれ1.6×105-1-1、7.4×10-2-1、および473nMである。これらのパラメータは、データへの1:1ラングミュア適合から誘導された。
1.8 ヒト血漿からのアミロイドβペプチド枯渇によるリード抗体の機能特性評価
血漿枯渇アッセイでリード抗体を試験して、ヒト血漿からヒトアミロイドβ1−42ペプチドを免疫沈降させる、それらの能力を調べた。このアッセイを使用して、各抗体の機能的効力の証拠を提供した。簡単に述べると、ヒト血漿サンプルを各試験IgGと共に3時間インキュベートし、その後、抗体およびあらゆる結合リガンドを除去した。免疫沈降法の前後に、標準的な技術を使用してヒト血漿サンプルのアミロイドβ1−42ペプチド含有量をアッセイし、これらの値を使用して抗体の効力を判定した。血漿サンプルはまた、アミロイドβ1−40ペプチドのあらゆる枯渇についてもアッセイし、リード抗体の特異性を評価した。
製造会社の使用説明書に従って、各試験抗体をDynabeads(登録商標)M−270カルボン酸磁性ビーズ(Invitrogen Life Technologies,UK;カタログ番号143−05D)と、別々に共有結合させた。各試験IgG毎に、100μlのDynabeadsを、磁石を使用して100μlの25mM MES、pH5(Sigma,UK;カタログ番号M5287)で2回洗浄し、懸濁液からビーズを分離した。使用直前に、EDC(Pierce、Thermo Scientific,USA;カタログ番号22981)を、冷25mM MES、pH5に、50mg/mlの最終濃度で溶解した。NHS(Pierce、Thermo Scientific;カタログ番号24500)の50mg/ml溶液を25mM MES、pH5内で同様に調製した。5.50μlのNHS溶液および50μlのEDC溶液を添加してDynabeadsを洗浄し、それを良く混合して、室温で30分間、緩慢に傾斜回転させてインキュベートした。磁石を使用してビーズをペレット化し、上清を除去した。100μlの25mM MES、pH5で、ビーズを2回洗浄した。総容積100μlの25mM MES、pH5の中で、各試験IgGを0.6mg/mlに希釈した。洗浄したビーズをリガンド溶液に再懸濁して、室温で少なくとも30分間、緩慢に傾斜回転させてインキュベートした。引き続いて、磁石を使用してビーズをペレット化し、100μlの50mMトリス緩衝液、pH7.4(Sigma,UK)で1回洗浄した。次にビーズを100μlのMarvel−PBS(3%w/v)に再懸濁して、4℃で一晩インキュベートした。ダルベッコのPBS(100μl)でビーズを2回洗浄し、PBS(100μl)に再懸濁した。
スウェーデン国セーデルテリエのAstraZeneca Health Clinicにおいて、匿名ドナーからEDTA血漿サンプルを単離した。各ドナーからおよそ100mlの血液を採取して、これを2本の50ml試験管に貯留した。EDTAを5mMの最終濃度に添加して、凝固を防止し、試験管を4℃、4,000×gで、10分間遠心沈殿させた。上清(血漿)を収集して1ml試験管内で等分し、必要になるまで−80℃で保存した。下述するように、アミロイドβ1−42ペプチドおよびアミロイドβ1−40ペプチド含量の双方について、サンプルをアッセイした。
EDTA血漿の1mlアリコートと共に、各抗体セット被覆ビーズを別々に、4℃で3時間、緩慢に傾斜回転させてインキュベートし、次に磁石を使用してビーズをペレット化した。上清を注意深くビーズから除去して、下述するように、アミロイドβ1−42ペプチドおよびアミロイドβ1−40ペプチドの双方についてアッセイした。
製造会社の使用説明書に従って、Invitrogen(UK;カタログ番号KHB3482)からのAβ40ヒトELISAキットを使用して、血漿サンプルのアミロイドβ1−40ペプチド含有量の分析を実施した。簡単に述べると、ヒトアミロイドβ1−40標準物質を使用して、1ng/ml〜7.81pg/mlの希釈系列を作成した。50mlの希釈剤あたり1個のプロテアーゼ阻害剤錠剤(Roche,UK;カタログ番号11697498001)を含有する、標準希釈緩衝液を使用して、希釈液を作成した。次に、アミロイドβペプチドのN末端に対して特異的な独自仕様のモノクローナル抗体でプレコートされた異なるマイクロタイターウェルに、50μlの各希釈液を添加した。EDTA血漿サンプルを4℃および2,000×gで10分間遠心分離して、50μlの各サンプル上清を標準物質と同じマイクロタイタープレートの別のウェルに添加した。次に、アミロイドβ1−40ペプチドのC末端を特異的に認識する、50μlの独自仕様のHu Aβ検出抗体を各マイクロタイターウェルに添加した。プレートをプレートシールで覆って、室温で振盪しながら3時間インキュベートした。400μlの洗浄緩衝液でプレートを4回洗浄して、各洗浄中にプレートを15〜30秒間浸漬した。次にプレートを反転させ、軽く叩いて乾燥した。100μlの独自仕様の抗ウサギIgG HRP抱合体を各ウェルに添加して、プレートをプレートシールで覆い、サンプルを室温で30分間インキュベートした。再度、400μlの洗浄緩衝液でプレートを4回洗浄して、各洗浄中にプレートを15〜30秒間浸漬した。次にプレートを反転させ、軽く叩いて乾燥した。100μlの独自仕様の安定化色素原を各ウェルに添加して、プレートを室温で20分間、暗所でインキュベートした。各ウェルへの100μlの独自仕様の停止液の添加が、それに続いた。停止液添加の2時間以内に、各ウェルの吸光度を450nmで読み取った。標準曲線をヒトアミロイドβ1−40希釈系列から作成し、これを使用して、試験EDTA血漿サンプル中のヒトアミロイドβ1−40の濃度を判定した。
基本的に、製造会社の使用説明書に従って、Innogenetics(Belgium;カタログ番号80177)からのINNOTEST(登録商標)β−アミロイド(1-42)キットを使用して、血漿サンプルのアミロイドβ1−42ペプチド含有量の分析を実施した。簡単に述べると、ヒトアミロイドβ1−42標準物質を使用して、1ng/ml〜7.81pg/mlの希釈系列を作成した。次に、ヒトアミロイドβペプチドのC末端に対して特異的な独自仕様のモノクローナル抗体でプレコートされた異なるマイクロタイターウェルに、100μlの各希釈液を添加した。EDTA血漿サンプルを4℃および2,000×gで10分間遠心分離して、100μlの各サンプル上清を標準物質と同じマイクロタイタープレートの別のウェルに添加した。プレートをプレートシールで覆って、室温で振盪しながら3時間インキュベートした。400μlの洗浄緩衝液でプレートを5回洗浄し、次に反転させて、軽く叩いて乾燥させた。アミロイドβペプチドのN末端を認識する100μlの独自仕様の抱合体1(C1HS)を各ウェルに添加した。プレートをプレートシールで覆って、サンプルを室温で1時間インキュベートした。再度、400μlの洗浄緩衝液でプレートを5回洗浄し、次に反転させて、軽く叩いて乾燥させた。次にビオチン化C1HS抗体と結合するストレプトアビジン−HRP抱合体である、100μlの抱合体2(C2)を各ウェルに添加した。プレートをプレートシールで覆って、室温で30分間インキュベートした。400μlの洗浄緩衝液でプレートを5回洗浄し、次に反転させて、軽く叩いて乾燥させた。100μlの独自仕様の基質溶液を各ウェルに添加して、プレートを室温で30分間インキュベートし、次に100μlの停止液を各ウェルに添加した。停止液添加の15時間以内に、各ウェルの吸光度を450nmで読み取った。標準曲線をヒトアミロイドβ1−42希釈系列から生成し、これを使用して、試験EDTA血漿サンプル中のヒトアミロイドβ1−42の濃度を判定した。
一実験では、Abet0007 IgG2抗体は、血漿中のヒトアミロイドβ1−42ペプチドのレベルを80.47pg・ml−1から60.56pg・ml−1に低下させた(25%の低下)。第2の実験では、レベルは、197.43pg・ml−1から154.45pg・ml−1に低下した(22%の低下)。
1.9 試験管内免疫組織化学を使用した天然アミロイドβに対する親和性が低いリードクローンの識別
アミロイドβペプチドの天然形態に対する親和性が低いリードクローンを同定する目的で、アミロイドβと結合するそれらの能力について、リード抗体を試験した。簡単に述べると、ヒトアルツハイマー病脳切片およびTg2576マウス脳切片上で、リード抗体をスクリーニングして、試験管内で天然アミロイドと結合する抗アミロイドβ1−42抗体を同定した。
Tg2576マウスは、ヒトアミロイド前駆体タンパク質(APP)の遺伝子を過剰発現する遺伝子組換えマウスである。この遺伝子は、γセクレターゼ切断部位に2つの点変異(Lys670AsnおよびMet671Leu)を保有し、それはおよそ9ヶ月齢に始まって、マウス皮質および海馬内にアミロイドβプラークの形成をもたらす。
ヒト脳組織は、重度のアルツハイマー病がある2人の個人(それぞれApoE遺伝子型3/3、Braak段階6;およびApoE遺伝子型4/3、Braak段階5)の正面皮質(下前頭回)から単離した。対照として、対応する組織を1人の非認知症個人(ApoE遺伝子型3/3、Braak段階1)から単離した。3種の全ての組織は、Netherlands Brain Bank(NBB)によって提供された。使用前にヘマトキシリン/エオジン染色によって、切片の質を確認した。マウス脳組織は、15ヶ月(2匹)、18ヶ月(6匹)、および22ヶ月(2匹)齢のTg2576マウスから単離した。
最初にパラフィン支持マトリックスを除去することで、幅4〜6μmのパラフィン包埋脳切片を免疫組織化学的検査のために調製した。切片をキシレン(5分間×2)、無水エタノール(3分間×2)、95%エタノール(3分間×2)、70%エタノール(3分間×2)、90%ギ酸(Sigma Aldrich,UK;カタログ番号06440;10分間)、水道水(20分間×3)、およびPBS(5分間×2)で洗浄した。次に切片を電子レンジ内のDiva Decloaker溶液(Biocare Medical,USA;カタログ番号DV2004G1)中で、100℃で20分間煮沸した。引き続いてサンプルを水浴内で40℃に冷却し、次に蒸留水(5分間)およびPBS(5分間×3)で洗浄した。
リードIgG2抗体は、2、5、および20μg・ml-1濃度で試験した。400倍希釈のウサギ抗ヒト二次抗体(Dako,Denmark;カタログ番号A0482)と、それに続くOmniMap抗ウサギHRP抱合体抗体(Ventana Medical Systems,USA;カタログ番号760−4311)とを使用して、これらのIgGの結合を検出した。ChromoMap DABキット(Ventana Medical Systems,USA;カタログ番号760−159)を使用して、シグナルを検出した。これらの染色ステップは、標準プロトコルに従って、BenchMark自動スライド調製システム(Ventana Medical Systems,USA)を使用して実施した。
20〜40倍の光学的倍率下で、少なくとも2人の異なる人々によって、盲検化様式で染色のスコア付けを実施した。試験管内プラーク結合は、0(プラーク染色なし)から最大で4(プラークの強い染色)の尺度を使用して示された。
Abet0007 IgG2は、ヒトアルツハイマー病脳またはマウスTg2576脳のいずれにおいても、プラークの染色を示さなかった(スコア=0)。対照的に、陽性対照抗体は、同一条件下において、隣接する切片上で4のスコアを生じた。典型的な画像は、図4に提示される。
実施例2.相補性決定領域3(CDR3)の定方向突然変異を通じたAbet0007の抗体最適化
2.1 Abet0007親クローンのscFv形態への変換
親和性最適化のための調製において、親クローンをIgG2形態から一本鎖可変断片(scFv)形態に変換した。それらのそれぞれのIgGベクターから、コドン最適化可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)領域を別々に増幅し、特異的クローニング部位および可撓性リンカー領域を付加した。次に再コンビナトリアルPCRを実施して、完全なscFvコンストラクトを生成し、基本的に、Vaughan et al.(Vaughan et al.,1996)に記載されるようにして、それをpCantab10.5ファージミドベクターにクローン化した。pCantab10.5ベクターは、pCantab6ベクターの修正バージョンであり、それは追加的な制限酵素認識部位を含有して、標準Hisおよびmycタグ以外のタグの付加を容易にする。
2.2 標的変異誘発によるAbet0007の最適化
親和性ベースのファージディスプレイ選択による標的変異誘発アプローチを使用して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対する改善された親和性のために、リード抗体(Abet0007)を最適化した。Clackson and Lowman((2004)A Practical Approach,Oxford University Press)によって記載されるような標準分子生物学的技術を使用して、可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)相補性決定領域3(CDR3)のオリゴヌクレオチド指定変異誘発によって、Abet0007に由来する大型scFv−ファージライブラリーを作成した。
ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対するより高い親和性がある変種を濃縮するために、親和性ベースのファージディスプレイ選択をライブラリーに対して実施した。選択は、基本的に、以前記載されるようにして実施した(Hawkins et al.,1992;Schier et al.,1996;Thompson et al.,1996)。手短に述べると、溶液中でビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)と共に、scFvファージ粒子をインキュベートした。次に、製造会社の推奨に従って、抗原と結合するScFv−ファージをストレプトアビジン被覆常磁性ビーズ(Dynabeads(登録商標)M280、Invitrogen Life Sciences,UK)上に捕捉した。次に選択されたscFv−ファージ粒子を以前記載されたようにして(Osbourn et al.,1996)レスキューし、低下するビオチン化ヒトアミロイドβ1−42抗原濃度(3ラウンドにわたる200nMから2nM)の存在下で、選択過程を繰り返した。
2.3 直接結合アッセイを使用した改良クローンの識別
セクション2.2.に記載される標的変異誘発アプローチからの選択ラウンド2および3から、1760個のscFvを無作為に選択した。基本的に、セクション1.3に記載されるように、直接結合アッセイを使用して、これらのクローンをスクリーニングした。簡単に述べると、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの結合増大について、ペリプラズム調製物からの未精製scFvを試験して、ストレプトアビジンクリプテートおよび抗6his−XL665検出試薬と共に、HTRF(商標)技術を使用して検出した。
0.5mMのEDTAおよび0.5Mのスクロースを含む50mMのMOPS緩衝液、pH7.4中で、ペリプラズム調製物から未精製scFvを調製して、その後、Greiner 384ウェルV底プレート(Greiner BioOne,ドイツ;カタログ番号781280)を使用して、50mMのMOPS、pH7.4(Sigma,UK;カタログ番号M9381)、0.4Mのフッ化カリウム(BDH Chemicals,USA;カタログ番号103444T)、0.1%の脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン(Sigma,UK;カタログ番号A6003)、および0.1%のツイーン20(v/v)(Sigma,UK;カタログ番号P2287)を含有するアッセイ緩衝液中で1%に希釈した。MiniTrak(商標)(PerkinElmer,USA)液体取り扱いロボットを使用して、5μlの希釈scFvサンプルをアッセイプレート(Costar(登録商標)384ウェル黒色浅型ウェル、Corning Life Sciences;カタログ番号3676)に移した。次に、5μlのアッセイ緩衝液を各ウェルに添加した。アッセイ緩衝液中で、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)の20nM溶液を調製し、5μlのこの溶液をアッセイプレートに添加した。アッセイ緩衝液中でストレプトアビジンクリプテート(Cisbio International,フランス;カタログ番号610SAKLB)および抗His6−XL665(CisBio International,フランス;カタログ番号61HISXLB)検出試薬を併用して、7nMのストレプトアビジンクリプテートおよび60nMの抗His6−XL665の濃度を得て、次に5μlのこの検出カクテルをアッセイプレートの全てのウェルに添加した。非特異的結合ウェル(陰性対照)は、scFvサンプルを5μlのアッセイ緩衝液で置き換えることで、各プレートについて規定された。EnVisionプレートリーダー(PerkinElmer,USA)を使用して、620nmおよび665nmの放射波長で時間分解蛍光を読み取る前に、アッセイプレートを密封し、室温で2.5時間インキュベートした。先に記載されるようにして(セクション1.3)データ解析を実施し、%ΔF値を使用して、隣接するウェル内のアッセイシグナルを比較した。「ヒット」は、Abet0007 scFvについて観察されたシグナルよりも大きな%ΔFを生じたscFvサンプルと定義された。
2.4 エピトープ競合アッセイを使用した改良クローンの確認
ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対して、Abet0007親クローンよりも高い結合を示したクローンに、DNA配列決定を実施した(Osbourn et al.,1996;Vaughan et al.,1996)。独自のタンパク質配列があるscFvを大腸菌(E.coli)中で発現させて、アフィニティクロマトグラフィーと、それに続く緩衝液交換によって精製した。次に、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対してAbet0007と同様の親和性を有する、Abet0042と称されるベンチマーク抗体に対するエピトープ競合アッセイ中で、これらのscFvの結合親和性を試験した。この競合アッセイでは、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対するAbet0042 IgGの結合が、試験scFvサンプルに対して競合した。ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対するAbet0042 IgGの結合は、先に記載されるようにして(セクション1.6)、HTRF(商標)技術を使用して検出される。簡単に述べると、Abet0042 IgG、ビオチン化アミロイドβ1−42ペプチド、ストレプトアビジンクリプテート、および抗ヒトFc IgG XL665の混合物に、精製scFvの希釈系列を添加した。室温における2時間のインキュベーション後、時間分解蛍光を読み取った。
Greiner 96ウェルU底プレート(Greiner BioOne,ドイツ;カタログ番号650201)を使用して、50mMのMOPS緩衝液、pH7.4(Sigma,UK;カタログ番号M9381)、0.4Mのフッ化カリウム(BDH Chemicals,USA;カタログ番号103444T)、0.1%の脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン(Sigma,UK;カタログ番号A6003)、および0.1%のツイーン20(Sigma,UK;カタログ番号P2287)を含有するアッセイ緩衝液中で、精製scFvを連続希釈した。MiniTrak(商標)(PerkinElmer,USA)液体取り扱いロボットを使用して、5μlの各scFv希釈液をアッセイプレート(Costar(登録商標)384ウェル黒色浅型ウェル、Corning Life Sciences;カタログ番号3676)に、二連で移した。アッセイ緩衝液中で、ビオチン化アミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)の20nM溶液を調製し、5μlのビオチン化ペプチド溶液をアッセイプレートに添加して、20μlの最終アッセイ容積中で5nMペプチドの最終濃度を得た。アッセイプレートを密封して、室温で1時間インキュベートした。それぞれ7nMおよび20nMのストレプトアビジンクリプテートおよび抗ヒトFc IgG XL665をアッセイ緩衝液中で合わせて、この溶液の5μlをアッセイプレートに添加した。Abet0042 IgGをアッセイ緩衝液中で2.4nMに希釈し、5μlをアッセイプレートに添加して、0.6nMの最終IgG濃度を得た。非特異的結合ウェル(陰性対照)は、Abet0042 IgGを5μlのアッセイ緩衝液で置き換えることで、各プレートについて規定された。EnVisionプレートリーダー(PerkinElmer,USA)を使用して、620nmおよび665nmの放射波長で時間分解蛍光を読み取る前に、アッセイプレートを密封して、室温で2時間インキュベートした。
各サンプルについて、%ΔF値および%特異的結合を計算することで、データを解析した。%ΔFは式1に従って求め、%特異的結合は式2を使用して計算した。式3に記載されるような、4パラメータロジスティック式を使用する曲線適合によって、Prism(Graphpad Software,USA)を使用して、IC50値を求めた。
Figure 0006959377
式中、Yは特異的結合であり、Xは濃度の対数である。
例証的結果は、図5に示される。元のリードであるAbet0007が159nMのIC50を有する一方で、最も改良されたクローンであるAbet0144は5.5nMのIC50値を有する。
2.5 表面プラズモン共鳴による精製scFv形態の親和性改善クローンの動態プロファイリング
HTRF(商標)エピトープ競合アッセイ(セクション2.4)において、表面プラズモン共鳴を使用して、親配列であるAbet0007と比較して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドへの結合親和性に有意な改善を示した精製scFvクローンを分析した。簡単に述べると、BIAcore T−100(GE Healthcare,UK)バイオセンサー装置を使用して、各精製scFvと、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42ペプチドとの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。さらなる詳細は、セクション1.7を参照されたい。
ビオチン化合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)が、ビオチン/ストレプトアビジン相互作用を介して、独自仕様のSAセンサーチップとおよそ700RUの最終表面密度で非共有結合するアッセイを使用して、各試験scFvとヒトアミロイドβ1−42の間の結合親和性を推定した。10mMのグリシン、pH2.0の単回20秒間注入によってペプチド結合scFvを除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。再生は、ペプチド結合能力の顕著な損失をもたらさなかった。
信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得るセンサーグラムを観察するのに十分な時間にわたり、各精製scFvの一連の希釈液(12.5〜400nM)をペプチド表面に順次通過させた。ゼロ濃度緩衝液空試験を主要データセットから減算して、あらゆる緩衝液アーチファクトまたは非特異的結合効果の影響を軽減した。次にBIAevaluationソフトウェアを使用して、各検体滴定からのデータに、適切な結合モデルを同時に適合させた。
4RU2未満を許容値として、計算されたカイ二乗値を使用して、データの妥当性を評価した。20RU未満の偏差を許容可能として、残差を使用して、適合の全体的な成功を推定した。
Abet0144 scFvに関する例証的結果は、図6に示される。結合速度定数(ka)、解離速度定数(kd)、および解離定数(KD)は、それぞれ2.01×105-1-1、6.66×10-3-1、および33.2nMである。これらのパラメータは、データへの1:1ラングミュア適合から誘導された。
2.6 親和性改善scFvのヒトIgG1−TMへの再構成
IgG1−TM抗体形態は、下側ヒンジおよびCH2定常領域内に3つの単一アミノ酸置換(三重変異:TM)を含有するヒトIgG1アイソタイプである(Oganesyan et al.,2008)。ヒトIgG1分子の下側ヒンジおよびCH2領域に導入すると、三重変異L234F/L235E/P331S(「TM」)は、ヒトCD64、CD32A、CD16、およびC1qに対するそれらの結合に、著明な低下を引き起こす。これらのTM変異を使用して、エフェクター機能が非常に低いヒトアイソタイプを作成した。それぞれヒト抗体重鎖および軽鎖全体を発現する、可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)領域をベクターにサブクローニングすることで、ScFvをIgG1−TMに再構成した。ヒト重鎖定常領域と調節因子を含有する哺乳類発現ベクター(pEU1.4)に、可変重鎖をクローン化して、哺乳類細胞内でIgG1−TM重鎖全体を発現させた。同様に、ヒトλ軽鎖定常領域および調節因子の発現のための哺乳類発現ベクター(pEU4.4)に、可変軽鎖領域をクローン化して、哺乳類細胞内でIgG軽鎖全体を発現させた。基本的に、セクション1.5に記載されるようにして、IgG抗体を発現させて精製した。
2.7 生殖系列化
親和性最適化アミロイドβ1−42ペプチド特異的抗体のVHおよびVL領域のアミノ酸配列と、VBASEデータベース(Tomlinson et al.,1992)中の既知のヒト生殖細胞系配列を配列比較して、配列類似性によって最も近い生殖細胞系を同定した。最適化抗体系統のVH領域では、これはVh3−23(DP−47)であり、VL領域では、これはVλ3−3r(DPL−23)であった。
生殖系列化過程は、VHおよびVL領域内のフレームワーク残基を最も近い生殖細胞系配列に復帰させて、ヒト抗体に完全に同じく一致させることからなった。Abet0144では、VH領域の変更が必要な残基はなかったが(表1)、VL領域のフレームワークには、合計5つの変更を加えた。これらの変更は、Kabat位置1、2、3、40、および81に加えた(表2)。側面に位置する残基1および3と同時に生殖系列化された軽鎖配列中の残基2を除いて、ベルニエ残基(Foote et al.,1992)は生殖系列化されなかった。これらのアミノ酸残基の生殖系列化は、Clackson and Lowman(Clackson et al.,2004)によって記載されるような適切な変異原性プライマーを用いて、標準部位特異的変異誘発技術を使用して実施された。
Figure 0006959377
Figure 0006959377
2.8 表面プラズモン共鳴を使用した親和性最適化IgGの結合動態の判定
表面プラズモン共鳴を使用して、親和性最適化IgG(セクション2.6)およびそれらの生殖系列化相当物(セクション2.7)の結合動態を解析した。簡単に述べると、BIAcore T−100(GE Healthcare,UK)バイオセンサー装置を使用して、各試験IgGと、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42ペプチドとの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。さらなる詳細は、セクション1.7を参照されたい。
抗体がアミン結合によって、独自仕様のCM3チップ表面とおよそ2,000RUの最終表面密度で共有結合するアッセイを使用して、各試験IgGとヒトアミロイドβ1−42の間の結合親和性を推定した。10mMのグリシン、pH2.0の単回40秒間注入によって抗体結合リガンドを除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。再生は、ペプチド結合能力の顕著な損失をもたらさなかった。
信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得るセンサーグラムの観察に十分な時間にわたり、合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの一連の希釈液(1.6〜50nM)を抗体表面に順次通過させた。空試験参照フローセルデータを各IgGデータセットから減算し、ゼロ濃度緩衝液空試験を主要データセットから二重参照減算して、あらゆる緩衝液アーチファクトまたは非特異的結合効果の影響を軽減した。次にBIAevaluationソフトウェアを使用して、各検体滴定からのデータに、適切な結合モデルを同時に適合させた。
2RU2未満を許容値として、計算されたカイ二乗値を使用して、データの妥当性を評価した。2RU未満の偏差を許容可能として、残差を使用して、適合の全体的な成功を推定した。
Abet0144−GL(生殖系列化)IgG1−TMに関する例証的結果は、図7に示される。結合速度定数(ka)、解離速度定数(kd)、および解離定数(KD)は、それぞれ2.08×105-1-1、1.97×10-3-1、および9.50nMである。これらのパラメータは、データへの1:1ラングミュア適合から誘導された。
2.9 表面プラズモン共鳴を使用した親和性最適化IgGの特異性プロファイリング
表面プラズモン共鳴を使用して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの親和性最適化IgGの特異性を確認した。簡単に述べると、BIAcore T−100(GE Healthcare,UK)バイオセンサー装置を使用して、各試験IgGと、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42およびヒトアミロイドβ1−40をはじめとする一連の小型ペプチドとの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。さらなる詳細は、セクション1.7を参照されたい。
抗体がアミン結合によって、独自仕様のCM3チップ表面とおよそ2,000RUの最終表面密度で共有結合するアッセイを使用して、各試験IgGと各ペプチドの間の結合親和性を推定した。10mMのグリシン、pH2.0の単回40秒間注入によって抗体結合リガンドを除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。再生は、ペプチド結合能力の顕著な損失をもたらさなかった。
結合を示さない、または信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得る、のどちらかであるセンサーグラムを観察するのに十分な時間にわたり、400nMの各試験ペプチドを抗体表面に順次通過させた。空試験参照フローセルデータを各IgGデータセットから減算し、ゼロ濃度緩衝液空試験を主要データセットから二重参照減算して、あらゆる緩衝液アーチファクトまたは非特異的結合効果の影響を軽減した。
Abet0144−GL(生殖系列化)IgG1−TMに関する例証的結果は、図8に示される。2つのペプチド(ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42、(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)および未標識ヒトアミロイドβ1−42(rPeptide,USA;カタログ番号A1165))が抗体への強力な結合を示した一方で、3つのペプチド(ビオチン化スクランブルされたヒトアミロイドβ1−42(Anaspec,USA;カスタム合成)、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−40(rPeptide,USA;カタログ番号A1111)、および未標識ヒトアミロイドβ1−40(Anaspec,USA;カタログ番号24236))は、抗体への結合を示さなかった。
2.10 生化学的エピトープ競合アッセイ形式におけるAbet0144−GLのIgG1−TMの特異性プロファイリング
その他のヒトアミロイドβペプチドへの結合に対するAbet0144−GLのIgG1−TMの特異性を試験するために、競合アッセイを開発した。このアッセイでは、固定濃度(0.28nM)のAbet0144−GLのIgG1−TMの存在下で、異なる濃度範囲の1−42、1−40、1−16、12−28、ピロ3−42、ピロ11−42、およびスクランブルされた1−42(それぞれAnaspecカタログ番号20276、24236、24226、24230、29907、29903、および25383)をはじめとする、未標識ヒトアミロイドβペプチドと共に、固定濃度(1.5nM)のビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)をインキュベートした。ペプチド競合は、時間分解蛍光共鳴エネルギー転移(TR−FRET)を使用して、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチドへのAbet0144−GLのIgG1−TMの結合阻害の検出によって評価した。これは、ユウロピウムクリプテート標識ヒトFc IgG(CisBio International,フランス;カタログ番号61HFCKLB)、およびXL665標識ストレプトアビジン(CisBio International,フランス;カタログ番号611SAXLB)TR−FRET検出試薬の使用を伴った。
実験は、Costar 384ウェル浅底マイクロタイタープレート内で準備した。1.5nMの最終アッセイ濃度を得るために、(陰性結合アッセイ対照ウェルを除く)アッセイプレートの全てのウェルに、5μl/ウェルのビオチン化ヒトアミロイドβ1−42(6nM)を添加した。陰性結合アッセイ対照ウェルには、5μlのアッセイ緩衝液のみを添加した。10μMの最大最終アッセイペプチド濃度を得るために、二連の11点1:3連続滴定を調製し、または各試験ペプチドを40μMの最大濃度で開始した。次にウェルあたり5μlの各試験ペプチドの連続希釈液を384ウェルアッセイプレートに移した。総合および陰性結合アッセイ対照ウェルには、5μlのアッセイ緩衝液のみを添加した。Abet0144−GLのIgG1−TMを希釈して、1.12nMの使用液を得た。0.28nMのAbet0144−GL−IgG1−TMの最終アッセイ濃度をもたらすために、ウェルあたり5μlのこの溶液を384ウェルアッセイプレートの全てのウェルに添加した。最後に、ユウロピウムクリプテート標識抗ヒトFc(2.4nM)およびXL665標識ストレプトアビジン(60nM)を含有する混合溶液を調製した。ユウロピウムクリプテート標識抗ヒトFcおよびXL665標識ストレプトアビジンが、それぞれ0.6nMおよび15nMの最終濃度になるように、ウェルあたり5μlのこの溶液を384ウェルアッセイプレートの全てのウェルに添加した。最終アッセイ容積が20μlであり、個々のアッセイ成分が、5μlの添加として、必要な最終アッセイ濃度の4倍で添加されたことに留意されたい。全ての試薬は、50mMのMOPS、pH7.4(Sigma,UK;カタログ番号M9381)、0.4MのKF(BDH Chemicals,USA;カタログ番号103444T)、0.1%の脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン(Sigma,UK;カタログ番号A6003)、および0.1%のツイーン20(v/v)(Sigma,UK;カタログ番号P2287)を含有するアッセイ緩衝液中で希釈した。
EnVisionプレートリーダー(PerkinElmer,USA)を使用して、620nmおよび665nmの放射波長で時間分解蛍光を読み取る前に、アッセイプレートを室温で2時間インキュベートした。各サンプルについて%ΔF値を計算することで、データを解析した。%ΔFは、式1に従って求めた。
Figure 0006959377
%ΔF値を使用して、式2に記載されるようにして%特異的結合を計算した。
Figure 0006959377
Abet0144−GLのIgG1−TMに関する例証的結果は、図9に示される。これらの結果は、Abet0144−GLのIgG1−TMが、ヒトアミロイドβ1−42、ピロ3−42およびピロ11−42ペプチドと結合するが、ヒトアミロイドβ1−40ペプチドまたはペプチド切断型1−16および12−28と結合しないことを実証する。
2.11 ヒト血漿からのアミロイドβペプチド枯渇によるリード抗体の機能特性評価
血漿枯渇アッセイでリード抗体を試験して、ヒト血漿からヒトアミロイドβ1−42ペプチドを免疫沈降させるそれらの能力を調べた。このアッセイを使用して、各抗体の機能的効力の証拠を提供した。アッセイは、正確にセクション1.8に記載されるようにして、実施した。
一実験では、Abet0144−GLのIgG1−TM抗体は、血漿中のヒトアミロイドβ1−42ペプチドのレベルを13.54pg・ml−1から9.86pg・ml−1に低下させた(27%の低下)。第2の実験では、レベルは、40.06pg・ml−1から34.65pg・ml−1に低下した(14%の低下)。
2.12 試験管内免疫組織化学を使用したアミロイドβに対する天然結合がある改良クローンの同定
天然アミロイドβペプチドを認識するリードクローンを同定する目的で、アミロイドβと結合する能力について、親和性最適化IgGを試験した。簡単に述べると、ヒトアルツハイマー病脳切片およびTg2576マウス脳切片上で、リード抗体をスクリーニングして、試験管内で天然アミロイドと結合する抗アミロイドβ1−42抗体を同定した。実験は、基本的に、セクション1.9に記載されるようにして実施した。
これらの実験では、2人の重度のアルツハイマー病がある個人(女性、ApoE4/3、86歳;女性、ApoE3/3、67歳)の前頭皮質および海馬から、ヒト脳組織を単離した。マウス脳組織は、18ヶ月齢のTg2576マウス(6匹)から単離した。抗体は、2、5、および20ugml-1の濃度で試験した。
一実験では、Abet0144−GLのIgG1−TM抗体は、びまん性プラーク(DP)または脳アミロイド血管症(CAA)プラーク(スコア=0)を染色しなかった。しかし、それは、Tg2576脳切片上では1のスコアで、ヒトAD脳切片上では1.5のスコアで、コアプラーク(CP)を染色した。対照的に、陽性対照抗体は,同一条件下において、隣接する切片上の全てのプラーク(CP、DP、CAA)上で、3〜4のスコアを生じた。典型的な画像は、図10に示される。
実施例3.側面に位置するベルニエ残基をはじめとする全ての6個のCDRの変異を通じたAbet0144−GLの抗体最適化
3.1 リボソームディスプレイと適合性のscFv形態へのAbet0144−GL親クローンの変換
親和性最適化のための調製において、親クローンをIgG1−TM形態から一本鎖可変断片(scFv)形態に変換した。それらのそれぞれのIgGベクターから、コドン最適化可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)領域を別々に増幅して、特異的クローニング部位および可撓性リンカー領域を付加した。次に再コンビナトリアルPCRを実施して、完全なscFvコンストラクトを生成し、それをリボソームディスプレイに必要な構造的特徴を含有する修飾pUCベクター(pUC−RD)にクローン化した。これらの特徴としては、エキソヌクレアーゼによるmRNA転写物の分解を防止する5’および3’ステムループ、mRNA転写物へのリボソーム結合を促進するシャイン・ダルガノ配列、および翻訳scFv分子がリボソームに付着したままで折り畳みできるようにする遺伝子IIIスペーサーが挙げられる(Grovesetal.,2005)。
3.2 標的変異誘発によるAbet0144−GL最適化
親和性ベースのリボソームディスプレイ選択による標的変異誘発アプローチを使用して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対する改善された親和性のために、リード抗体(Abet0144−GL)をさらに最適化した。Clackson and Lowman(Clackson et al.,2004)によって記載されるような標準分子生物学的技術を使用して、全ての6個の可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)相補性決定領域(CDR)のオリゴヌクレオチド指定変異誘発によって、Abet0144−GLに由来する大型scFv−リボソームライブラリーを作成した。各CDRからの変異配列は、別個のライブラリーとして親和性最適化した。VHCDR1(Kabat残基26−30)に先行する5個のベルニエ残基もまた、標的変異誘発を使用して無作為化し、これらの配列を残りのVHCDR1ライブラリーと組み合わせて成熟させた。ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対するより高い親和性がある変種を濃縮するために、親和性ベースのリボソームディスプレイ選択を全てのライブラリーに実施した。選択は、基本的に、以前記載されるようにして実施した(Hanes et al.,2000)。
手短に述べると、各CDRをカバーする、Abet0144−GLリードクローンの6個の標的変異誘発ライブラリーを別々にmRNAに転写した。停止した翻訳プロセスを使用して、mRNA−リボソーム−scFv三次複合体を形成した(Hanes et al.,1997)。次に、これらの複合体に、低下する合成ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(Bachem,ドイツ;カタログ番号H−5642)濃度(100nMから10nM)の存在下でインキュベートする4ラウンドの選択を実施して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドに対するより高い親和性がある変種を選択した。次に抗原と結合する複合体をストレプトアビジン被覆常磁性ビーズ(Dynabeads(商標)、Invitrogen,UK;カタログ番号112−05D)上に捕捉して、非特異的リボソーム複合体を洗い流した。引き続いてmRNAを結合リボソーム複合体から単離して、cDNAに逆転写し、次にPCRによって増幅した。このDNAを次の選択ラウンドのために使用した。
4ラウンドの親和性の成熟後、各選択の結果をスクリーニング目的でクローン化した。基本的に、McCafferty et al.(McCafferty et al.,1994)によって記載されるようにして、リボソームディスプレイによって単離されたScFvをリボソームディスプレイコンストラクト(New England BioLabs,USA;カタログ番号R0189L、R0193L)のNotI/NcoI制限エンドヌクレアーゼ消化によって、ファージミドベクターpCANTAB6にクローン化し、T4DNAリガーゼ(New England BioLabs,USA;カタログ番号M0202L)を使用した、NotI/NcoI消化pCANTAB6中へのライゲーションがそれに続いた。
3.3 エピトープ競合アッセイを使用した改良クローンの同定
セクション3.2に記載される標的変異誘発アプローチの選択ラウンド3および4から無作為に選択された2024個のscFvを細菌中で発現させ、未精製ペリプラズムscFvを生成した。HTRF(商標)プラットフォームを使用して、Abet0144−GLのIgG1−TMと同じエピトープを介して合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチドと結合できるscFvを、競合形式アッセイで解明した。具体的には、単一濃度の各未精製ペリプラズム試験scFvの存在下で、ストレプトアビジンクリプテート(ビオチン化アミロイドβ1−42ペプチドと結合する)および抗ヒトFcXL665(Abet0144−GLのIgG1−TMと結合する)の間で、蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)を測定した。scFvによる、Abet0144−GLのIgG1−TMエピトープのペプチド上の成功裏の占有は、蛍光プレートリーダー上の評価でFRETの低下をもたらした。
競合ペプチド不在下における、Abet0144−GLのIgG1−TMの合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチドへの結合を分析することで、「総合」結合シグナルを判定した。「サンプル」シグナルは、試験scFvサンプルの存在下における、Abet0144−GLのIgG1−TMの合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチドへの結合の分析から誘導された。最後に、検出試薬カクテルのみによって媒介される蛍光を分析することで、「クリプテート空試験」シグナルを判定した。
未精製ペリプラズムscFvは、50mMのMOPS、pH7.4、0.5mMのEDTA、および0.5Mのスクロースからなる、サンプル緩衝液中で提供された。プロファイリングのために、384ウェルV字底プレート内で、50mMのMOPS、pH7.4、0.4Mのフッ化カリウム、0.1%の脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン、および0.1%のツイーン20(v/v)からなるアッセイ緩衝液中で、scFvサンプルを元の原液濃度の50%に希釈した。液体取り扱いロボットを使用して、5μlの各新規希釈scFvを黒色浅型中実底非結合384ウェルアッセイプレートの「サンプル」ウェルに移した。5μlのサンプル緩衝液(「総合」および「クリプテート空試験」ウェル)、10μlのアッセイ緩衝液(「クリプテート空試験」ウェル)、5μlの2nM Abet0144−GLのIgG1−TM(「サンプル」および「総合」ウェル)、5μlの5nMビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(「サンプル」および「総合」ウェル)、および6nMストレプトアビジンクリプテートおよび60nM抗His6−XL665からなる5μlの検出カクテル(全てのウェル)の順で、多重チャネルピペットによって、残りの試薬(アッセイ緩衝液中で調製された)をアッセイプレートに添加した。アッセイプレートを密封して、次に、蛍光プレートリーダー上で620および665nm放射波長で時間分解蛍光を測定する前に、室温で3時間、暗所でインキュベートした。
各サンプルについて%ΔF値を計算することで、データを解析した。%ΔFは、式4に従って求めた。
Figure 0006959377
引き続いて式5に記載されるようにして、%ΔF値を使用して、正規化した結合値を計算した。
Figure 0006959377
アミロイドβ1−42ペプチドに対するAbet0144−GLのIgG1−TM結合の有意な阻害を示す未精製ペリプラズムscFvに、DNA配列決定を実施した(Osbourn et al.,1996;Vaughan et al.,1996)。独自のタンパク質配列を有することが分かったscFvを大腸菌(E.coli)中で発現させて、アフィニティクロマトグラフィーとそれに続く緩衝液交換によって精製した。
各精製scFvの効力は、上述のエピトープ競合アッセイ中で、scFvの希釈系列(典型的に4pM〜1200nM)を試験することで判定した。各サンプルについて%ΔFおよび%全結合量値計算することで、データを再度解析した。さらに式6に記載されるようにして、精製scFvの各濃度の%阻害値もまた計算した。
式6:
%阻害=100−%全結合量
科学的グラフ化ソフトウェアを使用して、%阻害と対比してScFvサンプル濃度をプロットし、あらゆる濃度依存性応答を非直線回帰曲線に適合させた。−1の値に拘束されるヒル勾配によって、これらの分析からIC50値を得た。この選択ラウンドからの最も強力なクローンであるAbet0286は、1.8nMのIC50を有して、VLCDR1標的変異誘発ライブラリーに由来した。
試薬/機器供給元:MOPS(Sigma,UK;カタログ番号M9381)、フッ化カリウム(BDH chemicals,USA;カタログ番号A6003)、脂肪酸非含有ウシ血清アルブミン(Sigma,UK;カタログ番号A6003)、ツイーン20(Sigma,UK;カタログ番号P2287)、Abet0144−GLのIgG1−TM(社内製造)、ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rpeptide,USA;カタログ番号A1117)、ストレプトアビジンクリプテート(Cisbio,フランス;カタログ番号610SAKLB)、抗His6−XL665(Cisbio,フランス;カタログ番号61HISXLB)、384ウェルアッセイプレート(Corning,Costar Life Sciences;カタログ番号3676)、384ウェル希釈プレート(Greiner BioOne,ドイツ;カタログ番号781280)、液体取り扱いロボット(MiniTrak(商標),Perkin Elmer,USA)、蛍光プレートリーダー(Envision(商標)、Perkin Elmer,USA)、HTRF技術(Cisbio International,フランス)、グラフ化/統計学的ソフトウェア(Prism、Graphpad USA)。
3.4 「二成分」ライブラリーを作成するための成功裏の選択結果の組換え、および引き続くそれらの親和性最適化
セクション3.3に記載されるエピトープ競合アッセイを使用して、最初の4ラウンドの選択中に、特定のscFv−リボソームライブラリーが親和性成熟しているかどうかを判定した。VHCDR3およびVLCDR2標的変異誘発ライブラリーの2つのライブラリーは、親Abet0144−GLクローンと比べて改善を示さず、さらに開発されなかった。
残りの4つの標的変異誘発ライブラリー(VHCDR1、VHCDR2、VLCDR1、およびVLCDR3を包含する)は親和性改善を示し、ペアワイズ様式で遺伝子組換えして、その中で6個のCDRの内2個が変異している6つの「二成分」組換えライブラリーを作成した。例えば、VHCDR1を包含する親和性成熟ライブラリーを親和性成熟VHCDR2ライブラリーと無作為に遺伝子組換えして、VH1:VH2ライブラリーを作成した。残りのライブラリーは、VH1:VL1、VH1:VL3、VH2:VL1、VH2:VL3、およびVL1:VL3として作成した。各組換えライブラリーのサブセットを前述のように(セクション3.2)クローン化して、配列決定のために送付し、各ライブラリーの完全性を確認した。
次に前述のように(セクション3.2)、低下するビオチン化合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチド濃度(ラウンド5および6で、それぞれ5nMおよび2nM)の存在下で、選択を継続した。前述したのと同様に、スクリーニング目的で、各選択結果をクローン化した(セクション3.2)。
セクション3.3に記載されるようなエピトープ競合アッセイ中で、選択ラウンド5および6から無作為に選択された1936個のscFvをスクリーニングした。これらのクローンの効力は増大していたため、未精製scFvをアッセイプレートへの添加前に、最初に25%に希釈した。以前のように、有意な阻害特性を示したクローンをDNA配列決定のために送付して、独自のクローンを生成し、精製scFvとして分析した(セクション3.3)。これらの選択からの最も強力なクローンであるAbet0303は、0.84nMの効力を有して、VH1:VH2組換えライブラリーに由来した。
3.5 「三成分」ライブラリーを作成するための二成分選択結果の組換えおよび引き続くそれらの親和性最適化
セクション3.3に記載されるエピトープ競合アッセイを使用して、各二成分ライブラリーが、先の2ラウンドの選択(5および6)よりも親和性成熟しているかどうかを判定した。全てのライブラリーは親和性改善を示し、したがってさらに親和性成熟していると見なされた。
6つの二成分ライブラリー(セクション3.4)を成功裏のラウンド4結果(セクション3.2)でペアワイズ様式で遺伝子組換えし、その中で6個のCDRの内3個が変異している、4つの「三成分」組換えライブラリーを形成した。例えば、VH2:VL3二成分ライブラリー(6ラウンド結果)をVHCDR1標的変異誘発ライブラリー(4ラウンド結果)で遺伝子組換えして、VH1:VH2:VL3ライブラリーを作成した。同様のコンストラクトはまた、VH1:VH2二成分ライブラリー(6ラウンド結果)と、VLCDR3標的変異誘発ライブラリー(4ラウンド結果)を組み合わせることによっても作成された。これらの2つの個々のライブラリーをプールして、VH1:VH2:VL3三成分ライブラリーを作成した。
同時最適化されたCDR間の相乗作用を破壊しないように注意した。この操作が、同時最適化されたVHCDR1配列とVLCDR3配列の間の相乗作用を破壊するであろうことから、例えばVH1:VL3二成分ライブラリーは、VHCDR2標的変異誘発ライブラリーで遺伝子組換えしなかった。全ての三成分ライブラリーと、それらの派生物の完全な一覧を表3に記載する。各組換えライブラリーの一部を前述のように(セクション3.2)クローン化して、配列決定のために送付して、各ライブラリーの完全性を確認した。
Figure 0006959377
次に選択を前述のように(セクション3.2)、低下するビオチン化合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチド濃度の存在下で継続した(ラウンド7および8で、それぞれ500pMおよび200pM)。前述したのと同様に、スクリーニング目的で、各選択結果をクローン化した(セクション3.2)。
セクション3.3に記載されるようなエピトープ競合アッセイ中で、選択ラウンド7および8から無作為に選択された1408個のscFvをスクリーニングした。「二成分」スクリーニングと同様に、アッセイプレートへの添加前に、未精製scFvを最初に25%に希釈した。以前のように、有意な阻害特性を示したクローンをDNA配列決定のために送付して、独自のクローンを生成し、精製scFvとして分析した(セクション3.3)。これらの選択からの最も強力なクローンであるAbet0343は、0.48nMの効力を有して、VH1:VH2:VL3組換えライブラリーに由来した。
3.6 「四成分」ライブラリーを作成するための三成分選択結果の組換え、および引き続くそれらの親和性最適化
セクション3.3に記載されるエピトープ競合アッセイを使用して、各三成分ライブラリーが、先の2ラウンドの選択(7および8)よりも親和性成熟しているかどうかを判定した。全てのライブラリーは、親和性改善を示し、したがってさらに親和性成熟していると見なされた。
H1:VH2:VL1三成分ライブラリー(ラウンド8結果)をVLCDR3標的変異誘発ライブラリー(4ラウンド結果)で遺伝子組換し、VH2:VL1:VL3三成分ライブラリー(ラウンド8結果)をVHCDR1標的変異誘発ライブラリー(4ラウンド結果)で遺伝子組換えした。別途、VH1:VH2二成分ライブラリー(6ラウンド結果)をVL1:VL3二成分ライブラリー(6ラウンド結果)で遺伝子組換えした。次にこれらの3つの個々のライブラリーをプールして、その中で6個のCDRの内4個が変異している、単一「四成分」ライブラリーVH1:VH2:VL1:VL3を作成した。
同時最適化されたCDR間の相乗作用を破壊しないように注意した。この操作が、同時最適化されたVHCDR1/VHCDR2配列とVLCDR3配列の間の相乗作用を破壊するであろうことから、例えばVH1:VL2:VL3三成分ライブラリーは、VLCDR1標的変異誘発ライブラリーで遺伝子組換えしなかった。各組換えライブラリーの一部を前述のように(セクション3.2)クローン化して、配列決定のために送付して、各ライブラリーの完全性を確認した。
次に選択を前述のように(セクション3.2)、低下するビオチン化合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチド濃度(ラウンド9および11でそれぞれ50pMおよび10pM)の存在下で継続した。前述したのと同様に、スクリーニング目的で、各選択結果をクローン化した(セクション3.2)。
セクション3.3に記載されるようなエピトープ競合アッセイ中で、選択ラウンド9〜11から無作為に選択された1672個のscFvをスクリーニングした。これらのクローンの効力は増大していたため、未精製scFvをアッセイプレートへの添加前に、最初に3.13%に希釈した。以前のように、有意な阻害特性を示したクローンをDNA配列決定のために送付して、独自のクローンを生成し、精製scFvとして分析した(セクション3.3)。これらの選択からの最も強力なクローンであるAbet0377は、0.32nMの効力を有した(n=2データ)。サンプル阻害曲線は図11に示され、24個の最大効力クローンのデータは表4に示される。対応するタンパク質配列は、表5および6に列挙される。
Figure 0006959377
表5(下記参照):本明細書に記載される最適化非生殖系列化クローンのVH領域の配列アラインメント。親配列(Abet0144−GL)からの変化が強調表示されている。残基はKabat番号付与体系に準じて命名される。
表6(下記参照):本明細書に記載される最適化非生殖系列化クローンのVL領域の配列アラインメント。親配列(Abet0144−GL)からの変化が強調表示されている。残基はKabat番号付与体系に準じて命名される。Abet0378が、最適化中にグルタミンからの変化として取り込まれてVL配列内の91位に存在する、amber停止コドン「B」を有することに留意されたい。抗体は、発現のために使用された大腸菌(E.coli)TG1株中でscFv断片として産生され、その中では、amber停止コドンはグルタミンとして読み取られる。
Figure 0006959377
Figure 0006959377
3.7 表面プラズモン共鳴による精製scFv形態の親和性改良クローンの動態プロファイリング
HTRF(商標)エピトープ競合アッセイ(セクション3.3〜3.6)において、表面プラズモン共鳴を使用して、親配列であるAbet0144−GLと比較して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドへの結合親和性に有意な改善を示した精製scFvクローンを分析した。簡単に述べると、ProteOnタンパク質相互作用アレイシステム(BioRad,USA)を使用して、各精製scFvと、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42ペプチドの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。さらなる詳細は、セクション1.7を参照されたい。
ビオチン化合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)が、ビオチン/ストレプトアビジン相互作用を介して、独自仕様のストレプトアビジンチップ(NTA176−5021)と5つの異なる表面密度で非共有結合するアッセイを使用して、各試験scFvとヒトアミロイドβ1−42の間の結合親和性を推定した。10mMのグリシン、pH2.0の単回60秒間注入によってペプチド結合scFvを除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。再生は、scFv結合能力の顕著な損失をもたらさなかった。
信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得るセンサーグラムを観察するのに十分な時間にわたり、100〜200nMの各scFvをペプチド表面に順次通過させた。不適切なscFv空試験を主要データセットから減算して、あらゆる緩衝液アーチファクトまたは非特異的結合効果の影響を軽減した。次に適切な結合モデルをデータに適合させた。
Abet0380のscFvでは、結合速度定数(ka)、解離速度定数(kd)、および解離定数(KD)は、それぞれ1.93×105-1-1、2.85×10-5-1、および148pMである。これらのパラメータは、データへの1:1ラングミュア適合から誘導された。
Figure 0006959377
3.8 親和性改善scFvのヒトIgG1−TMへの再構成
IgG1−TM抗体形態は、セクション2.6で考察される。それぞれヒト抗体重鎖および軽鎖全体を発現する、可変重鎖(VH)および可変軽鎖(VL)領域をベクターにサブクローニングすることで、ScFvをIgG1−TMに再構成した。ヒト重鎖定常領域と調節因子を含有する哺乳類発現ベクター(pEU1.4)に、可変重鎖をクローン化して、哺乳類細胞内でIgG1−TM重鎖全体を発現した。同様に、ヒトλ軽鎖定常領域および調節因子の発現のための哺乳類発現ベクター(pEU4.4)に、可変軽鎖領域をクローン化して、哺乳類細胞内でIgG軽鎖全体を発現した。
抗体をIgGとして得るために、重鎖および軽鎖IgG発現ベクターをHEK293−EBNA哺乳類細胞(Invitrogen,UK;カタログ番号R620−07)に一過性に形質移入して、IgGを発現させ培地中に分泌させた。採集物を貯留して、精製前に濾過した。プロテインAクロマトグラフィーを使用して、IgGを精製した。培養上清を適切なセラミックプロテインAカラム(BioSepra−Pall,USA)に装填し、50mMのトリス−HCl、pH8.0、250mMのNaClで洗浄した。結合IgGは、0.1Mクエン酸ナトリウム(pH3.0)を使用してカラムから溶出し、トリスHCl(pH9.0)の添加によって中和した。溶出した物質は、NAP−10緩衝液交換カラム(GE Healthcare,UK;カタログ番号17−0854−02)を使用して、PBSで緩衝液交換して、精製IgGを0.2μmフィルターに通過させた。IgGの濃度は、IgGのアミノ酸配列に基づく吸光係数を使用して、分光光度法で測定した。SEC−HPLCを使用してSDS−PAGE技術によって、精製IgGを凝集または分解について分析した。
3.9 生殖系列化
それらの対応するscFvの実験的特性評価に基づいて、生殖系列化のために、最も強力なIgGの内5つを選択した。クローンAbet0343、Abet0369、Abet0377、Abet0380、およびAbet0382の精製scFvは全て、エピトープ競合アッセイによる測定で、750pM未満のIC50値を示し(表4)、全て、表面プラズモン共鳴による測定で250pM未満の実験的解離定数を有した、表7。
生殖系列化過程は、VHおよびVL領域内のフレームワーク残基を最も近い生殖細胞系配列に復帰させて、ヒト抗体に完全に同じように一致させることからなった。最適化抗体系統のVH領域では、これはVh3−23(DP−47)であり、VL領域では、これはVλ3−3r(DPL−23)であった。Abet0380では、Kabat位置43において、VH領域内の1つの残基の変更が必要であり(表8)、Kabat位置81において、VL領域内の1つの残基の変更が必要であった(表9)。残りの4つの配列では、2〜5個の変更が必要であった(表8および9)。側面に位置する残基1および3と同時に生殖系列化されたAbet0343の軽鎖配列中の残基2を除いて、ベルニエ残基(Foote et al.,1992)は生殖系列化されなかった。これらのアミノ酸残基の生殖系列化は、Clackson and Lowman(Clackson et al.,2004)によって記載されるような適切な変異原性プライマーを用いて、標準部位特異的変異誘発技術を使用して実施された。
Figure 0006959377
Figure 0006959377
3.10 表面プラズモン共鳴を使用した親和性最適化IgGの結合動態の判定
表面プラズモン共鳴を使用して、親和性最適化IgG(セクション3.8)およびそれらの生殖系列化相当物(セクション3.9)の結合動態を解析した。簡単に述べると、BIAcore T−100(GE Healthcare,UK)バイオセンサー装置を使用して、各試験IgGと、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42ペプチドの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。さらなる詳細は、セクション1.7を参照されたい。
それ自体が独自仕様のCM5チップとアミン結合するプロテインG表面によって、各抗体が非共有結合的に捕捉されるアッセイを使用して、各試験IgGとヒトアミロイドβ1−42の間の結合親和性を推定した。対の10mMグリシンpH2.0の40秒間注入によって、リガンドおよび結合抗体除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。次に各ペプチド注入毎に、試験抗体を再適用した。
信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得るセンサーグラムの観察に十分な時間にわたり、合成ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの一連の希釈液(0.063〜1024nM)を抗体表面に順次通過させた。空試験参照フローセルデータを各IgGデータセットから減算し、ゼロ濃度抗体のみの緩衝液空試験を主要データセットから二重参照減算した。次にBIAevaluationソフトウェアを使用して、各検体滴定からのデータに、適切な結合モデルを同時に適合させた。
2RU2未満を許容値として、計算されたカイ二乗値を使用して、データの妥当性を評価した。2RU未満の偏差を許容可能として、残差を使用して、適合の全体的な成功を推定した。
Abet0380−GL(生殖系列化)IgG1−TMに関する例証的結果は、図12に示される。結合速度定数(ka)、解離速度定数(kd)、および解離定数(KD)は、それぞれ9.52×105-1-1、3.07×10-4-1、および322pMである。これらのパラメータは、データへの1:1ラングミュア適合から誘導された。
3.11 表面プラズモン共鳴を使用した親和性最適化IgGの特異性プロファイリング 表面プラズモン共鳴を使用して、ヒトアミロイドβ1−42ペプチドの親和性最適化IgGの特異性を確認した。簡単に述べると、BIAcore2000(GE Healthcare,UK)バイオセンサー装置を使用して、各試験IgGと、合成的に生成されたヒトアミロイドβ1−42およびヒトアミロイドβ1−40をはじめとする一連の小型ペプチドとの間の相互作用の動態学パラメータを評価した。これらの実験は、基本的に、Karlsson et al.(Karlsson et al.,1991)に記載されるようにして実施した。さらなる詳細は、セクション1.7を参照されたい。
それ自体が独自仕様のCM5チップとアミン結合するプロテインG表面によって、抗体が非共有結合的に捕捉されるアッセイを使用して、各試験IgGと各ペプチドの間の相互作用を推定した。抗体とペプチドの間の相互作用は、5回の単一サイクルアプローチを使用して観察した。対の10mMグリシン、pH2.0の40秒間注入によって、リガンドおよび結合抗体除去し、サイクルとサイクルの間にチップ表面を再生した。次に各ペプチド注入サイクル毎に、試験抗体を再適用した。
結合を示さない、または信頼度をもって適切な結合モデルと適合させ得る、のどちらかであるセンサーグラムを観察するのに十分な時間にわたり、各試験ペプチド(64〜1024nM)を抗体表面に順次通過させた。空試験参照フローセルデータを各IgGデータセットから減算し、ゼロ濃度抗体のみの緩衝液空試験を主要データセットから二重参照減算した。
Abet0380−GL(生殖系列化)IgG1−TMに関する例証的結果は、図13に示される。2つのペプチド(ビオチン化ヒトアミロイドβ1−42、(rPeptide,USA;カタログ番号A1117)および未標識マウスアミロイドβ1−42(rPeptide,USA;カタログ番号A1008)が抗体に対する強力な結合を示した一方で、2つのoペプチドビオチン化ヒトアミロイドβ1−40(rPeptide,USA;カタログ番号A1111)および未標識マウスアミロイドβ1−40(rPeptide,USA;カタログ番号A1007)は、抗体への結合を示さなかった。
3.12 試験管内免疫組織化学を使用した天然アミロイドβに対する最も強力なIgGの親和性
アミロイドβペプチドの天然形態に対するこれらのクローンの親和性を推定する目的で、最も強力なIgGをアミロイドβと結合するそれらの能力について試験した。簡単に述べると、ヒトアルツハイマー病脳切片およびTg2576マウス脳切片上で、リード抗体をスクリーニングして、試験管内でアミロイドプラークと結合する抗アミロイドβ1−42抗体を同定した。実験は、基本的に、セクション1.9に記載されるようにして実施した。
これらの実験では、2人の重度のアルツハイマー病がある個人(ApoE遺伝子型3/3、Braak段階6;およびApoE遺伝子型4/3、Braak段階5)の前頭皮質からヒト脳組織を単離した。対照として、対応する組織を1人の非認知症個人(ApoE遺伝子型3/3、Braak段階1)から単離した。マウス脳組織は、15ヶ月(2匹)および22ヶ月(2匹)齢のTg2576マウスから単離した。抗体は、2、5、10,および20μg・ml-1の濃度で試験した。
一実験では、Abet0380−GLのIgG1−TM抗体は、Tg2576脳切片では4のスコアで、ヒトAD脳切片では3のスコアで、コアプラーク(CP)を染色した。それはまた、びまん性プラーク(DP)および脳アミロイド血管症(CAA)プラークも染色したが、程度はより少なかった。対照的に、陽性対照抗体は、同一条件下において、隣接する切片上の全てのプラーク(CP、DP、CAA)上で、3〜4のスコアを生じた。典型的な画像は、図14に示される。
3.13 ウエスタンブロットによってAbet0380−GLのIgG1−TMのAβ42認識プロファイルを実証する
SDS−PAGE前にAβ42オリゴマーを架橋させるために、PICUP(ペプチドの光誘起架橋)を以下のように実施した。2μlの原液(10mM濃度)を18μlの1×PBSに添加して、1mMのRu(Bpy)溶液を作成した。さらに、2μlの原液(at200mM)を18μlの1×PBSに添加して、20mMの過硫酸アンモニウム(APS)溶液を作成した。未使用原液は、ドライアイス上で即座にスナップ凍結し、−80℃の冷凍庫に戻した。暗室で、5μlのRu(Bpy)を80μlの凝集体(無希釈の10μMサンプル)に添加し、5μlのAPSがそれに続いた。暗室内で、サンプルをランプで10秒間照射した。30μlの(4×)LDSサンプル緩衝液を即座に添加した。
次に架橋(PICUP)および非架橋Aβ1−42凝集体上で、SDS−PAGEを実施した。溶液を70℃の熱ブロック上で、10分間インキュベートした。その間に、5μlのMagic Mark XP Westernタンパク質標準物質、5μlのNovex Sharp染色済タンパク質標準物質を組み合わせて、マーカーを作成した。10分間のインキュベーション後、マーカー添加サンプルをMES泳動用緩衝液と共に、NuPAGE Novex 4〜12%ビス−トリスゲル(1.0mm、15ウェル、ウェルあたり15μl)に装填した。ゲルを200Vで、35分間泳動した。
次にInvitrogenからのiBlot装置を使用して、ゲルをPVDF膜上に、20Vで7分間ブロットした(プログラムP3)。
ひとたびブロッティングが完結したら、ゲルスタックを分解し、次に室温で穏やかに回転させて、PVDF膜を50mlの4%MPBST(PBST中の4%Marvel)中で1時間ブロックした。次にブロットを外科用メスで切断して、個々の抗体を探索した。これを一次抗体溶液(10mlの3%MPBST中の2μg/ml)と共に、1時間インキュベーションした。
次に膜をそれぞれ5分間にわたりPBSTで5回洗浄し、次に二次抗体溶液(10mlのPBST中の1μlの抗ヒトFc特異的HRP抱合体)中で、室温で1時間インキュベートした。膜をそれぞれ5分間にわたりPBSTで3回、およびPBSで2回洗浄した。
最後の洗浄中に、化学発光SuperSignal West Dura基質(Thermo Scientific;34075)が室温になるまで放置した。それぞれ600μlの2つの溶液を合わせた。PBSをPVDF膜からデカントし、次にピペットを使用して、混合硬膜試薬で膜を覆った。反応を約5分間進行させ(その間にVerscDoc造影システムを準備した)、次に(変換フィルターを使用する増強と共に)30秒間の露光で画像を撮影した。典型的な画像を図15に示す。
実施例4.生体内におけるAbet0380−GLのIgG1−TM抗体の特異的機能応答を示す試験
4.1 生体内遊離アミロイドβ1−42ペプチドの低下によるAbet0380−GLのIgG1−TMの機能特性評価
25mMのヒスチジン、7%のスクロース、0.02%のp80界面活性剤、pH6.0の投薬ビヒクルを用いた静脈注射によって、8週齢オスアルビノハーランスプラーグドーリー系ラット(n=8〜12)に、Abet0380−GLのIgG1−TM抗体を5ml/kgで単回投与した。投与液は、投薬直前に作成した。示される時点で動物を麻酔して、大槽から脳脊髄液(CSF)を吸引した。試料採取の20分間以内に、CSFサンプルを4℃でおよそ3000×gで10分間遠心分離して、細胞または壊死組織片を除去した。次に引き続く分析のために、サンプルをドライアイス上で凍結し、−70℃で保存した。
動物を断頭によって殺処分し、脳組織を解剖して、ジエチルアミン(DEA;Fluka,Sigma,UK;カタログ番号31729)中で脳組織から、アミロイドβペプチドを抽出した。簡単に述べると、凍結脳組織を0.2%のDEAおよび50mMのNaCl(Merck,USA;カタログ番号1.06404.1000)中で均質化した。脳ホモジネートを133,000×gで1時間、超遠心分離した。回収された上清は、2MトリスHCl(TRIZMA(登録商標)塩酸塩;Sigma,UK;カタログ番号93363)でpH8.0に中和して、分析するまで−70℃で保存した。動物実験は、スウェーデン農業庁(Swedish Board of Agriculture)によって提供される、該当するガイドラインおよび規制に従って実施された。倫理的認可は、動物実験専門の倫理委員会である、ストックホルム・セドラ(Soedra)動物実験倫理委員会(Animal Research Ethical Board)によって提供された。
ラットCSF中の遊離アミロイドβ1−42ペプチドの測定は、Abet0380−GL結合アミロイドβ1−42ペプチドを除去する免疫沈降法と、それに続くInvitrogenから得られる市販のELISAキットによる分析を使用して実施した。簡単に述べると、プロテインAビーズ(Dynabeads(登録商標)プロテインA;Invitrogen,UK;カタログ番号100−02D)の溶液を96ウェルノンスカートプレート(ポリプロピレン0.2ml;VWR International,UK;カタログ番号10732−4828)に添加して、磁石(DynaMag(商標)96面;Invitrogen,UK;カタログ番号123.31D)を使用して、TBST(50mMのTBS;Sigma,UK;カタログ番号T6664、0.1%のTween20添加)で2回洗浄し、溶液からビーズを分離した。解凍ラットCSFサンプル(40μl)を各ウェルに添加して、40℃で1時間、傾斜回転させてインキュベートした。次に、磁石を使用してビーズをペレット化し、70μlの標準希釈緩衝液(プロテアーゼ阻害剤添加;Roche,UK;カタログ番号11836153001)を既に添加した、ELISAキット(マウスアミロイドβ(1−42)比色分析ELISAキット;Invitrogen,UK;カタログ番号KMB3441)からの96ウェルプレートに、30μlの免疫沈降CSFサンプルを移した。較正基準サンプルを二連でプレートに添加して、プレートを室温で振盪しながら2時間インキュベートした。プレートを400μlの洗浄緩衝液で4回洗浄し、100μlの検出抗体溶液を各ウェルに添加して、プレートを室温で振盪しながら1時間インキュベートした。再度プレートを400μlの洗浄緩衝液で4回洗浄し、100μlの二次抗体使用液を各ウェルに添加して、プレートを室温で振盪しながら30分間インキュベートした。最後に、プレートを400μlの洗浄液緩衝液で4回洗浄し、100μlの安定化色素原を各ウェルに添加して、プレートを室温で30分間、暗所でインキュベートした。反応を停止させるために100μlの停止液を各ウェルに添加して、450nmの吸光度で、プレートを2時間以内に読み取った。単一CSFサンプルを分析して、多重比較のための調整なしの対数変換データ一上の一方向ANOVAによるPrism4(GraphPad,USA)を使用して、データ解析を実施した。
ラット脳ホモジネート中の全(遊離およびAbet0380−GL結合)アミロイドβ1−42ペプチドの測定は、マウスアミロイドβ(1−42)比色分析ELISAキット(Invitrogen,UK;カタログ番号KMB3441)の修正法を使用して実施した。キットの検出抗体を過剰なAbet0380−GLのIgG1−TM抗体で置き換え、二次抗体を抗ヒトIgG HRP抱合抗体(Jackson ImmunoResearch,UK;カタログ番号109−035−098)で置き換えた。簡単に述べると、サンプル希釈剤(プロテアーゼ阻害剤添加;Roche,UK;カタログ番号11836153001)で1:2に希釈した50μlの解凍脳ホモジネート、および標準サンプルを96ウェルELISAプレートに二連で添加した。過剰なAbet0380−GLのIgG1−TM抗体(50μl、4μg/ml)を各ウェルに添加して、次にプレートを室温で3時間インキュベートした。プレートを400μlの洗浄緩衝液で4回洗浄し、100μlの二次抗体使用液を各ウェルに添加して、プレートを室温で振盪しながら30分間インキュベートした。最後に、プレートを400μlの洗浄液緩衝液で4回洗浄し、100μlの安定化色素原を各ウェルに添加して、プレートを室温で15分間、暗所でインキュベートした。反応を停止させるために100μlの停止液を各ウェルに添加して、450nmの吸光度で、プレートを2時間以内に読み取った。多重比較のための調整なしの対数変換データ一上の一方向ANOVAによるPrism4(GraphPad,USA)を使用して、データ解析を実施した。
ラット脳ホモジネート中の全アミロイドβ1−40ペプチドの測定は、マウスアミロイドβ(1−40)比色分析ELISAキット(Invitrogen,UK;カタログ番号KMB3481)を使用して実施した。簡単に述べると、サンプル希釈剤(プロテアーゼ阻害剤添加;Roche,UK;カタログ番号11836153001)で希釈した50μlの解凍脳ホモジネート、および標準サンプルを96ウェルELISAプレートに二連で添加した。50μlの検出抗体溶液を各ウェルに添加して、プレートを室温で3時間インキュベートした。プレートを400μlの洗浄緩衝液で4回洗浄し、100μlの二次抗体使用液を各ウェルに添加して、プレートを室温で振盪しながら30分間インキュベートした。最後に、400μlの洗浄液緩衝液でプレートを4回洗浄し、100μlの安定化色素原を各ウェルに添加して、プレートを室温で30分間、暗所でインキュベートした。反応を停止させるために100μlの停止液を各ウェルに添加して、450nmの吸光度で、プレートを2時間以内に読み取った。多重比較のための調整なしの対数変換データ一上の一方向ANOVAによるPrism4(GraphPad,USA)を使用して、データ解析を実施した。
4.2 生体内遊離アミロイドβ1−42ペプチドの低下によるAbet0380−GLのIgG1−TMの機能特性評価
20mg/kgでのAbet0380−GLのIgG1−TM抗体の単回投与は、セクション4.1に記載されるアッセイにおける投与の72または168時間後に、ラット中で、定量化限界まで、CSFの遊離アミロイドβ1−42ペプチドレベルを低下させた(データ示さず)。生体内におけるAbet0380−GLのIgG1−TM抗体の効果をさらに調べるために、0.25、0.5、1、5または10mg/kgの週間用量で、ラットに14日間にわたり投与した。2回目の投与168時間後に、動物を安楽死させて、CSF中の遊離アミロイドβ1−42ペプチド、ならびに脳組織内の全アミロイドβ1−42または1−40ペプチドのレベルを測定した。
CSF中の遊離アミロイドβ1−42の用量依存性低下が実証された(図16A)。5および10mg/kgの2つの最大用量は、使用されたアッセイの定量化限界までアミロイドβ1−42ペプチドを低下させた一方で、0.5および1mg/kgの用量は、ビヒクル対照と比較して、アミロイドβ1−42ペプチドをそれぞれ47%および61%に有意に低下させた。最低用量である0.25mg/kgは、CSF中の遊離アミロイドβ1−42ペプチドに14%の低下を与えたが、統計的有意性には到達できなかった。Abet0380−GLのIgG1−TM抗体によるアミロイドβ1−42ペプチド隔離のために、全アミロイドβ1−42ペプチドの用量依存的増大が、脳組織内で実証された(図16B)。しかし脳組織内の全アミロイドβ1−40ペプチドのレベルは影響を受けず(図16C)、したがってアミロイドβ1−42ペプチドに対するAbet0380−GLのIgG1−TMの特異性が実証された。要約すると、ラット研究からの上の結果は、Abet0380−GLのIgG1−TM抗体が、0.5〜1mg/kgのED50で、CSF中の遊離アミロイドβ1−42ペプチドのレベルを低下させることを示した。
4.3 Abet0380−GLのIgG1TMの機能特性評価−生体内における非プラーク結合の実証−老化Tg2576マウスへの末梢投与の168時間後に生体内におけるアミロイドβプラークへのAbet0380−GLのIgG1−TMの結合不在
単回末梢投与後に、老化Tg2576マウス中でアミロイドβプラークと結合する能力について、Abet0380−GLのIgG1−TMを試験した。動物実験は、スウェーデン農業庁によって提供される、該当するガイドラインおよび規制に従って実施された。倫理的認可は、動物実験専門の倫理委員会である、ストックホルム・セドラ動物実験倫理委員会によって提供された。
25mMのヒスチジン、7%のスクロース、0.02%のp80界面活性剤、pH6.0の投薬ビヒクルを用いた静脈注射によって、17ヶ月齢メスTg2576マウス(n=5)に、ビヒクル、30mg/kgの陽性対照抗体、あるいは10または30mg/kgのAbet0380−GLのIgG1−TM抗体を5mL/kgで単回投与した。投与の168時間後に動物を深く麻酔して、室温PBSと、それに続く冷(4℃)リン酸緩衝4%パラホルムアルデヒド(PFA)で灌流した。次に動物を断頭によって殺処分し、脳を解剖して、PFA中において4℃で72時間浸漬固定した。0.1%アジ化ナトリウムを含有するPBSで固定液を交換し、さらに処理するまで組織を4℃で保存した。
脳切片上で免疫組織化学的検査を実施して、生体内におけるアミロイドβプラークへのAbet0380−GLのIgG1−TMの結合程度を評価した。簡単に述べると、セクション1.9に記載されるようにして、パラフィン包埋した脳切片を免疫組織化学的検査のために調製した。脳実質内に沈着したAbet0380−GLのIgG1−TMまたは陽性対照抗体の検出は、Epitomicsからのウサギ−抗マウスIgG1およびIgG2特異的二次抗体を使用して実施した。OmniMap検出システム(Ventana Medical Systems,USA)を使用して、Ventanaロボット上で染色を実施した。生体外添加では、Abet0380−GLのIgG1−TMまたは陽性対照抗体を過剰に注入して、連続組織切片を試験管内で染色した。二次抗体および色素原は、上記と同一であった。
染色の点数化は、10倍の光学的倍率下で、盲検化様式で実施した。修飾プラークの分布が認められた。0(プラークの染色なし)からの最大4(プラークの強い修飾)の相対的強度尺度に従って、プラーク標識の強度を点数化した。
Abet0380−GLのIgG1−TMは、生体内において、10または30mg/kgの末梢投与の168時間後に、アミロイドβプラークまたは脳アミロイド血管症(CAA)を修飾しなかった。陽性対照抗体は、強から弱の生体内プラーク修飾を実証した。全ての動物において、コアプラーク、びまん性プラーク、およびCAAで、部分的および限局性分散パターンが明白であった。典型的な画像は、図17に示される。同一動物からの脳組織への、Abet0380−GLのIgG1−TMおよび陽性対照抗体の生体外添加は、先に実証された、注射された抗体の生体外プラーク結合能力を確認した(図示せず)。
実施例5.抗Aβ1−42配列
例証的抗体VH領域、VL領域、個々のCDR配列、HCDRセット、LCDRセット、およびフレームワーク領域をはじめとする抗体分子の例配列は、添付の配列表に列挙される。
表7に列挙される24個の最適化クローンの配列を比較した。表10および11は、それぞれVH領域とVL領域の間の%配列同一性を示す。
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実施例6.競合結合実験におけるAbet0380−GLのIgG1−TMの特異性
Abet0380−GLのIgG1−TMの特異性を競合結合実験で検査した。手短に述べると、異なる濃度範囲(10μM〜0.17nM)の完全長、切断型、およびピロヒトAβペプチド(Aβ1−42、Aβ1−43、Aβ1−16、Aβ12−28、Aβ17−42、Aβピロ−3−42、またはAβピロ−11−42)のパネルを用いて、Abet0380−GLのIgG1−TM(0.5nM)を(室温で1時間)インキュベートした。
Abet0380−GLのIgG1−TMとAβペプチドN末端ビオチンの間のインキュベーションに続いて、Aβ1−42(1.5nM)を添加し、ユウロピウムクリプテート標識抗ヒトFc抗体(0.8nM)(CisBioカタログ番号61HFCKLB)およびストレプトアビジン−XLent!(5nM)(CisBioカタログ番号611SAXLB)がそれに続いた。次に、標準均一時間分解蛍光(HTRF)読み取りプロトコルを使用して、Envisionプレートリーダー(PerkinElmer)上で読み取る前に、アッセイを室温でさらに2時間インキュベートした。次に競合不在下で、ユウロピウムクリプテート供与体とXL665受容体フルオロフォアの近接に起因する、時間分解蛍光共鳴エネルギー転移(TR−FRET)を通じて、(それぞれ、ストレプトアビジン−XLent!およびおよびユウロピウムクリプテート標識抗ヒトFc抗体との複合体中の)N末端ビオチンAβ1−42とAbet0380−GLのIgG1−TMの相互作用を評価し得た。したがって試験ペプチドによる、Abet0380−GLのIgG1−TM:N末端ビオチンAβ1−42相互作用の競合は、アッセイシグナルの低下をもたらした。結果は、%特異的結合として発現され、100%特異的結合は、ストレプトアビジン−XLent!(5nM)、N末端ビオチンAβ1−42(1.5nM)、Abet0380−GLのIgG1−TM(0.5nM)&ユウロピウムクリプテート標識抗ヒトFc抗体(0.8nM)を含有するウェルから得られた。0%特異的結合は、その中でAbet0380−GLのIgG1−TMが省かれているウェルから得られた。
最終アッセイ容積は20μlであり、全ての試薬は、MOPS、pH7.4(50mM)、フッ化カリウム(0.4M)、ツイーン20(0.1%)、および脂肪酸非含有BSA(0.1%)を含んでなるアッセイ緩衝液中で調製した。アッセイは、低容量384ウェル黒色アッセイプレート(Costar 3676)内で実施した。
要約すると、10-8〜10-9のモル濃度範囲のIC50値のAβ1−42、Aβ1−43、Aβ17−42、Aβピロ−3−42、およびAβピロ−11−42による、Abet0380−GLのIgG1−TM:N末端ビオチンAβ1−42結合の阻害が、このグループで観察された。Aβ1−16またはAβ12−28による、Abet0380−GLのIgG12−TM:N末端ビオチンAβ1−42結合の阻害は観察されなかった(図18)。
実施例7.正常ラットPK−PD研究におけるアミロイドβ1−42を隔離する抗体Abet0144−GLの能力
正常ラット中のPK−PD研究において、アミロイドβ1−42を隔離する抗体Abet0144−GLの能力を調べた。ラットに、Abet0144−GL(10または40mg/kg)またはビヒクルを2週間にわたり毎週(0および7日目に)静脈内投与して、2回目の投与後に殺処分した。遊離および全アミロイドβ1−42測定のためにCSFを採取し、全アミロイドβ1−42測定のために脳を採取した。上述のアッセイを使用して、遊離および全アミロイドβ1−42レベルを評価した。
図19に示されるように、CSF中の遊離アミロイドβ1−42は、10または40mg/kgのAbet0144−GLのいずれも有意に変化させなかった(ビヒクルと比較してそれぞれ5および18%の増大;図19)。CSF中の全アミロイドβ1−42は、10mg/kgで38%、40mg/kgで139%有意に増大した。脳組織内の全アミロイドβ1−42もまた、10および40mg/kgで、それぞれ16%および50%有意に増大した。要約すると、正常ラットにおけるこの研究からのデータは、Abet0144−GLが、CSF中の遊離アミロイドβ1−42レベルに対して顕著な効果を有しない一方で、CSFおよび脳の双方において全アミロイドβ1−42レベルを増大させることを実証した。これは、標的に対する数10nM範囲の親和性がある抗体について、予測されるプロファイルであった。
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Claims (10)

  1. ヒトアミロイドβ1−40ペプチド(Aβ1−40)に比べて、ヒトアミロイドβ1−42ペプチド(Aβ1−42)との結合について選択的である単離抗体分子であって、
    (i)以下のHCDR:
    HCDR1配列番号525、
    HCDR2配列番号526、および
    HCDR3配列番号527を含むVH領域、ならびに
    (ii)以下のLCDR:
    LCDR1配列番号534、
    LCDR2配列番号535、および
    LCDR3配列番号536を含むVL領域
    を含み、VL領域が配列番号533の80位に対応するアミノ酸位置にメチオニンを有する、単離抗体分子。
  2. VH領域が配列番号524の43位に対応するアミノ酸位置にリジンを有する、請求項1に記載の単離抗体分子。
  3. 前記抗体分子が、モノクローナル抗体である、請求項1に記載の単離抗体分子。
  4. 前記抗体分子が、scFvである、請求項1に記載の単離抗体分子。
  5. 前記抗体分子が、Fabである、請求項1に記載の単離抗体分子。
  6. 前記抗体分子が、モノクローナル抗体である、請求項2に記載の単離抗体分子。
  7. 前記抗体分子が、scFvである、請求項2に記載の単離抗体分子。
  8. 前記抗体分子が、Fabである、請求項2に記載の単離抗体分子。
  9. それを必要とする人または動物の対象の治療における使用のための組成物であって、請求項1〜8のいずれか一項に記載の単離抗体分子を含み;前記使用は請求項1〜8のいずれか一項に記載の抗体を前記対象に投与することを含み;前記組成物は、少なくともアミロイドーシスを低下し;アルツハイマー病を治療し;アルツハイマー病もしくはダウン症候群患者において、認知力を改善するかもしくは認知低下を低減し;または黄斑変性を治療する、前記組成物。
  10. アミロイドーシスを低下させるための、請求項9に記載の組成物。
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