JP7055637B2 - ALK4:ActRIIBヘテロ多量体およびその使用 - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
この出願は、2015年4月6日に出願された米国仮出願第62/143,579号および2015年9月18日に出願された同第62/220,836号に対する優先権の利益を主張する。上記出願のそれぞれの開示は、それらの全体が本明細書に援用される。
トランスフォーミング増殖因子-β(TGFβ)スーパーファミリーは、共通の配列エレメントおよび構造モチーフを共有する種々の増殖因子を含有する。これらのタンパク質は、脊椎動物および無脊椎動物の両方における多種多様な細胞型において生物学的効果を発揮することが公知である。このスーパーファミリーのメンバーは、胚発生の際にパターン形成および組織特異化において重要な機能を果たし、脂肪生成、筋形成、軟骨形成、心臓発生、造血発生、神経発生および上皮細胞分化を含む種々の分化過程に影響を与えることができる。このファミリーは、2つの一般的な系統発生クレード:スーパーファミリーのうちのより最近進化したメンバーであって、TGF-β、アクチビン、およびNodalを含むメンバーと、スーパーファミリーのうちのより遠縁のタンパク質のクレードであって、多数のBMPおよびGDFを含むクレードとに分けられる[Hinck(2012年)、FEBS Letters、586巻:1860~1870頁]。TGFβファミリーメンバーは、多様な、多くの場合補完的な効果を有する。TGFβファミリーのメンバーの活性を操作することにより、生物に有意な生理的変化を引き起こすことが可能になることが多い。例えば、畜牛のピエモンテ種およびベルジャンブルー種は、GDF8(また、ミオスタチンとも呼ばれる)遺伝子における機能喪失変異であって、筋量の顕著な増大を引き起こす変異を保有する[Grobetら(1997年)、Nat Genet、17巻(1号):71~4頁]。さらに、ヒトでも、GDF8の不活性の対立遺伝子は、筋量の増大と関連し、報告では、例外的な筋力と関連する[Schuelkeら(2004年)、N Engl J Med、350巻:2682~8頁]。
線維症、筋肉、骨、脂肪、赤血球、および他の組織の変化は、TGF-βファミリーのリガンドにより媒介される細胞内シグナル伝達(例えば、SMAD1、2、3、5、および/または8)を増強または阻害することにより達成することができる。したがって、TGF-βスーパーファミリーの多様なリガンドの活性を調節する作用因子が必要とされている。
Hinck(2012年)、FEBS Letters、586巻:1860~1870頁 Grobetら(1997年)、Nat Genet、17巻(1号):71~4頁 Schuelkeら(2004年)、N Engl J Med、350巻:2682~8頁
本明細書において記載されるように、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体タンパク質複合体は、TGF-βスーパーファミリーのリガンドの固有のアンタゴニストであり、対応するActRIIBおよびALK4ホモ二量体と比較して異なるリガンド結合プロファイル/選択性を呈することが見出された。特に、例示的なALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、いずれのホモ二量体と比較してもアクチビンBに対する結合の増強を提示し、ActRIIBホモ二量体で観察されるようなアクチビンA、GDF8、およびGDF11に対する強い結合を保持し、BMP9、BMP10、およびGDF3に対する実質的に低減された結合を呈示する。実際、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、BMP9に対して低度~観察できないアフィニティを提示するが、このリガンドはActRIIBホモ二量体に強く結合する。図6を参照のこと。したがって、これらの結果は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体が、ActRIIBホモ二量体と比較してTGF-βスーパーファミリーのある特定のリガンドのより選択的なアンタゴニスト(インヒビター)であることを実証する。したがって、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、そのような選択的アンタゴニズムが有利であるある特定の適用において、ActRIIBホモ二量体より有用である。例として、1つまたは複数のアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF8、およびGDF11をアンタゴナイズし、BMP9、BMP10、およびGDF3の1つまたは複数のアンタゴニズムは減少されることが所望される治療適用が挙げられる。
さらに、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、2つの複合体の示差的なリガンド選択性にもかかわらず、ActRIIBホモ二量体の生物学的効果と酷似する、ある特定の生物学的効果をもたらした。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、骨格筋および骨に対する有益な同化効果、ならびに脂肪組織に対する異化効果であって、ActRIIB-Fcホモ二量体の効果と酷似する効果を及ぼす。しかし、ActRIIBホモ二量体と異なり、ActRIIB:ALK4ヘテロ二量体は、BMP9およびBMP10には、低アフィニティまたは一過性の結合を呈示するに過ぎないので、血管新生など、これらのリガンドにより媒介される過程に対しては、ほとんど~全く、共時的な阻害を及ぼさないはずである。この新規の選択性は、例えば、筋肉および骨に対する刺激性効果、ならびに/または脂肪に対する阻害性効果は必要とするが、血管新生の変更は必要としない患者の処置において有用であり得る。加えて、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、腎疾患のマウスモデルにおいて、特に、腎損傷、炎症、および線維症の処置または予防に対して、多様で有益な効果を及ぼした。したがって、特定の作用機構に束縛されることを望まないが、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、およびアクチビンAC)、GDF8、および/またはGDF11のうちの、少なくとも1つまたは複数に結合する/これを阻害するALK4:ActRIIBヘテロ多量体ならびにそれらの改変体は、骨格筋および骨に対する有益な同化効果、脂肪組織に対する異化効果、ならびに腎疾患に対する有益な効果を促進するのに有用な作用因子であることが予測される。さらに、本明細書で記載されるALK4:ActRIIBヘテロ二量体の結合/阻害特性を模倣する、他のアンタゴニスト(阻害剤)またはアンタゴニストの組合せのほか、ALK4受容体および/もしくはActRIIB受容体を直接的もしくは間接的にアンタゴナイズする作用因子、ALK4結合性リガンドおよび/もしくはActRIIB結合性リガンドを直接的もしくは間接的にアンタゴナイズする作用因子、下流のシグナル伝達メディエーター(例えば、Smad)を直接的もしくは間接的にアンタゴナイズする作用因子、ならびに/またはTGF-βスーパーファミリー共受容体を直接的もしくは間接的にアンタゴナイズする作用因子も、インビボにおいて、同様の生物学的効果であって、例えば、筋肉および骨に対する刺激性効果、ならびに脂肪に対する阻害性効果を含む効果を及ぼすことが予測される。本明細書では、これらのアンタゴニスト性模倣剤を、「ALK4:ActRIIBアンタゴニスト」または「ALK4:ActRIIB阻害剤」と総称する。
したがって、本開示は、部分的に、少なくとも1つのALK4ポリペプチドおよび少なくとも1つのActRIIBポリペプチド(ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)を含むヘテロ多量体複合体(ヘテロ多量体)を提供する。好ましくは、ALK4ポリペプチドは、ALK4受容体のリガンド結合ドメイン、例えば、ALK4細胞外ドメインの部分を含む。同様に、ActRIIBポリペプチドは、一般的に、ActRIIB受容体のリガンド結合ドメイン、例えば、ActRIIB細胞外ドメインの部分を含む。好ましくは、そのようなALK4およびActRIIBポリペプチド、ならびに結果的に生じるそのヘテロ多量体は、可溶性である。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号9のアミノ酸24~34のいずれか1つ(例えば、アミノ酸24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、および34)で始まり、配列番号9のアミノ酸101~126のいずれか1つ(例えば、アミノ酸101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、および126)で終わるポリペプチドと少なくとも70%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号9のアミノ酸34~101と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号9のアミノ酸24~126と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号10と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含み得る。なお別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号20と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含み得る。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸20~29(例えば、アミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、および29)のいずれか1つで始まり、配列番号1のアミノ酸109~134(109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、および134)のいずれか1つで終わるポリペプチドと少なくとも70%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸29~109と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸25~131と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号2と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含み得る。なお別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号3と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含み得る。なお別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号5と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含み得る。なおさらに別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号6と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含み得る。ある特定の好ましい実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のL79に対応する位置に酸性アミノ酸(例えば、天然に生じるアミノ酸EまたはDあるいは人工酸性アミノ酸)を含むActRIIBポリペプチドを含まない。
本明細書に記載のALK4およびActRIIBポリペプチドの種々の組み合わせもまた、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に関して企図される。例えば、ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号9のアミノ酸34~101と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号1のアミノ酸29~109と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号9のアミノ酸24~126と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号1のアミノ酸25~131と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号10と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号2と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号20と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号2と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。なお別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号10と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号3と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。なお別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号20と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号3と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。さらに別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号10と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号5と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。さらに別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号20と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号5と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。なおさらに別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号10と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号6と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。なおさらに別の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号20と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号6と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。
本明細書において記載される場合、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体構造として、例えば、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体、ヘテロ五量体およびより高次のヘテロ多量体複合体が挙げられる。例えば、図1、2、および8~10を参照。ある特定の好ましい実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ヘテロ二量体である。
ある特定の態様では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは融合タンパク質であり得る。例えば、一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドは、ALK4ポリペプチドドメインおよび1つまたは複数の異種(非ALK4)ポリペプチドドメインを含む融合タンパク質であり得る。同様に、一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、ActRIIBポリペプチドドメインおよび1つまたは複数の異種(非ActRIIB)ポリペプチドドメインを含む融合タンパク質であり得る。
任意選択で、ALK4ポリペプチドは、1つまたは複数の異種ドメインまたはリンカーなどの介在配列(ALK4ポリペプチドのアミノ酸配列と、1つまたは複数の異種ドメインとの間に位置付けられ得る)に直接連結(融合)される。同様に、ActRIIBポリペプチドは、1つまたは複数の異種ドメインまたはリンカーなどの介在配列(ActRIIBポリペプチドのアミノ酸配列と、1つまたは複数の異種ドメインとの間に位置付けられ得る)に直接連結(融合)され得る。リンカーは、ActRIIBまたはALK4の細胞外ドメインのC末端終端のおよそ15アミノ酸の非構造化領域(「テール」)に対応するか、またはこれは、比較的二次構造が自由な5~15、20、30、50、100またはそれより多くのアミノ酸の人工配列であり得る。Aリンカーは、グリシンおよびプロリン残基が豊富であってもよく、例えば、スレオニン/セリンおよびグリシンの反復配列を含んでもよい。リンカーの例として、これらに限定されないが、配列TGGG(配列番号17)、SGGG(配列番号18)、TGGGG(配列番号15)、SGGGG(配列番号16)、GGGGS(配列番号58)、GGGG(配列番号14)、およびGGG(配列番号13)が挙げられる。一部の実施形態では、1つまたは複数の異種ドメインは、例えば、薬物動態の改善、より容易な精製、特定の組織へのターゲティングなどを含む所望の特性をALK4および/またはActRIIB融合タンパク質に与える。例えば、融合タンパク質の異種ドメインは、インビボ安定性、インビボ半減期、摂取/投与、組織局在化または分布、タンパク質複合体の形成、融合タンパク質の多量体化、および/または精製の1つまたは複数を増強し得る。ALK4またはActRIIB融合タンパク質は、免疫グロブリンFcドメイン(野生型または変異体)を含んでもよいし、血清アルブミンを含んでもよい。一部の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、精製用サブ配列、例えば、エピトープタグ、FLAGタグ、ポリヒスチジン配列、およびGST融合体を含み得る。
ある特定の実施形態では、本明細書に記載のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ActRIIBポリペプチドに共有結合的または非共有結合的に会合したALK4ポリペプチドを含み、ここで、ALK4ポリペプチドはALK4ドメインおよび相互作用ペアの第1のメンバー(または第2のメンバー)のアミノ酸配列を含み、ActRIIBポリペプチドはActRIIBポリペプチドおよび相互作用ペアの第2のメンバー(または第1のメンバー)のアミノ酸配列を含む。本明細書で記載される相互作用ペアは、二量体化を促進するか、または高次の多量体を形成するように設計されている。例えば、図1、2および8~10を参照。一部の実施形態では、相互作用ペアは、相互作用して複合体、特に、ヘテロ二量体の複合体を形成する任意の2つのポリペプチド配列の場合もあるが、実効性のある実施形態は、ホモ二量体の配列を形成する相互作用ペアを用いることもできる。相互作用ペアの第1および第2のメンバーは、非対称ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが、自己会合する(すなわち、誘導型相互作用ペア)よりもむしろ、互いと優先的に会合することを意味する。したがって、非対称相互作用ペアの第1および第2のメンバーは、会合して、ヘテロ二量体の複合体を形成することができる。代替的に、相互作用ペアは、非誘導型であってもよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで、互いと会合しても自己会合してもよく、よって、同じまたは異なるアミノ酸配列を有することができることを意味する。したがって、非誘導型相互作用ペアの第1および第2のメンバーは、会合して、ホモ二量体の複合体またはヘテロ二量体の複合体を形成することができる。任意選択で、相互作用的作用ペア(例えば、非対称ペアまたは非誘導型相互作用ペア)の第1のメンバーは、相互作用ペアの第2のメンバーと共有結合により会合する。任意選択で、相互作用的作用ペア(例えば、非対称ペアまたは非誘導型相互作用ペア)の第1のメンバーは、相互作用ペアの第2のメンバーと非共有結合により会合する。任意選択で、相互作用作用ペア(例えば、非対称ペアまたは非誘導相互作用ペア)の第1のメンバーは、と共有結合的および非共有結合的両方の機を介して相互作用ペアの第2のメンバーに会合する。
一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドは、免疫グロブリンのFcドメインを含む融合タンパク質である。同様に、一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、免疫グロブリンのFcドメインを含む融合タンパク質である。伝統的なFc融合タンパク質および抗体は、非誘導型相互作用ペアの例である一方で、種々の操作されたFcドメインが、非対称相互作用ペアとして設計された[Spiessら(2015)、Molecular Immunology 67(2A):95-106]。したがって、本明細書で記載される相互作用ペアの第1のメンバーおよび/または第2のメンバーは、例えば、免疫グロブリンのFc部分を含む、免疫グロブリンの定常ドメインを含み得る。例えば、相互作用ペアの第1のメンバーは、IgG(IgG1、IgG2、IgG3またはIgG4)、IgA(IgA1またはIgA2)、IgEまたはIgM免疫グロブリンのFcドメインに由来するアミノ酸配列を含み得る。そのような免疫グロブリンドメインは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸改変(例えば、欠失、付加および/または置換)を含み得る。例えば、相互作用ペアの第1のメンバーは、配列番号23~37のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含んでもよいし、から本質的になってもよいし、からなってもよい。同様に、相互作用ペアの第2のメンバーは、IgG(IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4)、IgA(IgA1またはIgA2)、IgE、またはIgMのFcドメインに由来するアミノ酸配列を含み得る。そのような免疫グロブリンドメインは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸改変(例えば、欠失、付加、および/または置換)を含み得る。例えば、相互作用ペアの第2のメンバーは、配列番号23~37のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含んでもよいし、から本質的になってもよいし、からなってもよい。一部の実施形態では、相互作用ペアの第1のメンバーおよび第2のメンバーは、免疫グロブリンクラスおよびサブタイプに由来するFcドメインを含む。別の実施形態では、相互作用ペアの第1のメンバーおよび第2のメンバーは、異なる免疫グロブリンクラスまたはサブタイプに由来するFcドメインを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、i)配列番号44と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるALK4ポリペプチド、およびii)配列番号41と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるActRIIBポリペプチドを含む。別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、i)配列番号48と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるALK4ポリペプチド、およびii)配列番号46と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるActRIIBポリペプチドを含む。
任意選択で、相互作用ペア(例えば、非対称ペアまたは非誘導型相互作用ペア)の第1のメンバーおよび/または第2のメンバーは、例えば、免疫グロブリンの修飾されたFc部分を含む、免疫グロブリンの修飾された定常ドメインを含む。例えば、本開示のタンパク質複合体は、群:配列番号23~37から選択されるアミノ酸配列に、少なくとも80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%同一であるアミノ酸配列を含む、から本質的になるまたはからなる、IgGの第1の修飾されたFc部分と、群:配列番号23~37から選択されるアミノ酸配列に、少なくとも80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%同一であるアミノ酸配列を含む、から本質的になるまたはからなる、IgGの第1の修飾されたFc部分のアミノ酸配列と同じであっても異なっていてもよいIgGの第2の修飾されたFc部分とを含み得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号23と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる免疫グロブリンドメインを含むALK4(またはActRIIB)融合タンパク質であって、任意選択で、免疫グロブリンドメインが配列番号23の残基134および177に対応する位置に正に帯電したアミノ酸(例えば、K、R、またはH)を含み、さらに任意選択で、免疫グロブリンドメインは配列番号23の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸(例えば、K、R、またはH)を含まない融合タンパク質、ならびにb)配列番号24と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる免疫グロブリンドメインを含むActRIIB(またはALK4)融合タンパク質であって、任意選択で、免疫グロブリンドメインは配列番号24の残基170および187に対応する位置に負に帯電した(例えば、DまたはE)アミノ酸を含み、さらに任意選択で、免疫グロブリンドメインは配列番号24の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸(例えば、K、R、またはH)を含むタンパク質、を含む。別の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号27と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる免疫グロブリンドメインを含むALK4(またはActRIIB)融合タンパク質であって、任意選択で免疫グロブリンドメインは配列番号27の残基132に対応する位置にCを、配列番号27の残基144に対応する位置にWを含み、さらに任意選択で、免疫グロブリンドメインは配列番号27の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸(例えば、K、R、またはH)を含まない融合タンパク質、ならびにb)配列番号28と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる免疫グロブリンドメインを含むActRIIB(またはALK4)融合タンパク質であって、任意選択で、免疫グロブリンドメインは配列番号28の残基144に対応する位置にSを含み、配列番号28の残基146に対応する位置にAを、および配列番号28の残基185に対応する位置にVを含み、さらに任意選択で、免疫グロブリンドメインは配列番号28の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸(例えば、K、R、またはH)を含まない融合タンパク質、を含む。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号39と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号41と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号42と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号44と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。本明細書に記載のALK4およびActRIIB融合ポリペプチドの種々の組み合わせが、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に関して企図される。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号44と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号41と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、a)配列番号48と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド;およびb)配列番号46と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチドを含み得る。
任意選択で、ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドは、グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチニル化アミノ酸、脂質部分にコンジュゲートされたアミノ酸、および有機誘導体化剤にコンジュゲートされたアミノ酸から選択される、1つまたは複数の修飾アミノ酸残基を含む。ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドは、少なくとも1つのN結合型糖を含むことが可能であり、2つ、3つ、またはこれを超えるN結合型糖を含み得る。このようなポリペプチドはまた、O結合型糖を含み得る。ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドは、タンパク質を、患者使用に適する形でグリコシル化する様々な細胞系であって、操作された昆虫細胞または酵母細胞、ならびにCOS細胞、CHO細胞、HEK細胞、およびNSO細胞などの哺乳動物細胞を含む細胞系内で作製することができる。一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドは、グリコシル化されており、チャイニーズハムスター卵巣細胞系から得ることができるグリコシル化パターンを有する。好ましくは、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体複合体は、哺乳動物(例えば、マウスまたはヒト)において少なくとも4、6、12、24、36、48、または72時間の血清半減期を呈示する。任意選択で、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、哺乳動物(例えば、マウスまたはヒト)において少なくとも6、8、10、12、14、20、25、または30日の血清半減期を呈示し得る。
ある特定の態様では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドに結合する。任意選択で、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、10-8、10-9、10-10、10-11、または10-12M未満またはこれと等しいKでこれらのリガンドの1つまたは複数に結合する。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンAに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンABに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンCに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンACに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBCに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBCに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBEに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、GDF11に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、GDF8に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、BMP6に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、GDF3に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、BMP10に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより強いアフィニティでアクチビンBに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでGDF3に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでBMP10に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでBMP9に結合する。
概して、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、少なくとも1つのTGF-βスーパーファミリーリガンドの1つまたは複数の活性をアンタゴナイズ(阻害)し、そのような活性の変更は、例えば、本明細書に記載されるものなどの当技術分野で公知の種々のアッセイ細胞ベースのアッセイを含むを使用して測定することができる。ある特定の態様では、例えば、細胞ベースのアッセイにおいて、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を使用して、1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンドによって媒介されるシグナル伝達(例えば、Smad2/3および/またはSmad1/5/8シグナル伝達)を阻害することができる。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンAシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンABシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンCシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンACシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBCシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンEシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンAEシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンCEシグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF11シグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF8シグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP6シグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF3シグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP10シグナル伝達の活性を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP9シグナル伝達を阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBシグナル伝達のより強いインヒビターである。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF3シグナル伝達のより弱いインヒビターである。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP10シグナル伝達のより弱いインヒビターである。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP9シグナル伝達のより弱いインヒビターである。
本明細書で記載される任意のALK4:ActRIIBヘテロ多量体、ならびにALK4:ActRIIBアンタゴニストは、医薬調製物(医薬組成物)として製剤化することができる。一部の実施形態では、医薬調製物は、薬学的に許容される担体を含む。医薬調製物は、発熱物質非含有(治療的使用のための製品の品質を統制する規制により要請される程度に発熱物質非含有であることを意味する)であることが好ましい。医薬調製物はまた、本明細書で記載される障害/状態を処置するのに使用される化合物など、1つまたは複数の追加の化合物を含み得る。概して、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の医薬調製物は、ALK4および/またはActRIIBホモ多量体を実質的に含まない。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体医薬調製物は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のALK4ホモ多量体を含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体医薬調製物は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のActRIIBホモ多量体を含む。
ある特定の態様では、本開示は、本明細書に記載されるようなALK4またはActRIIBポリペプチドをコードする核酸を提供する。例えば、ActRIIB核酸は、配列番号7の73~396の配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である核酸、あるいは配列番号7のヌクレオチド73~396の相補体にストリンジェントな条件下でハイブリダイスするものを含んでもよいし、から本質的になってもよいし、からなってもよい。そのような核酸は、配列番号8または40の配列を含むものであり得る。一部の実施形態では、ActRIIB核酸は、配列番号7、8、および40のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。同様に、ALK4核酸は、配列番号11の70~378の配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である核酸、あるいは配列番号11のヌクレオチド70~378の相補体にストリンジェントな条件下でハイブリダイスするものを含んでもよいし、から本質的になってもよいし、からなってもよい。そのようなALK4核酸は、配列番号12、22、または43の配列を含むものであり得る。一部の実施形態では、ALK4核酸は、配列番号11、12、21、22、および43のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。
ある特定の態様では、本開示は、ALK4ポリペプチドのコード配列およびActRIIBポリペプチドのコード配列を含む核酸配列を提供する。例えば、一部の実施形態では、本開示の核酸は、a)配列番号11、12、21、22、および43のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなり、b)配列番号7、8、および40のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる。好ましくは、ALK4および/またはActRIIB核酸は、単離および/または組み換えの核酸である。本明細書に開示の核酸は、発現のためにプロモーターに動作可能に連結されていてもよい。本開示は、そのようなALK4および/またはActRIIBポリヌクレオチドを含むベクターならびに、そのようなALK4および/またはActRIIBポリヌクレオチドおよびそのようなALK4および/またはActRIIBポリヌクレオチドを含むベクターを含む細胞(例えば、CHO細胞)、好ましくはヒトまたは他の脊椎動物種から単離された細胞をさらに提供する。
ある特定の態様では、ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドは、患者における望ましくない免疫応答の可能性(獣医学的患者の可能性を含む)を低減するために、哺乳動物細胞株、任意選択で、ActRIIBまたはALK4タンパク質の天然のグリコシル化を適切に媒介する細胞系内で発現させられ得る。ヒト細胞株およびCHO細胞株は、首尾よく使用されており、そして、他の一般的な哺乳動物発現ベクターが有用であることが予想される。したがって、本開示は、本明細書で開示される任意の核酸を含む培養細胞を提供する。このような細胞は、CHO細胞、NSO細胞、HEK細胞、およびCOS細胞を含む哺乳動物細胞であり得る。他の細胞を、意図される患者の種に応じて選択することができる。本明細書では、他の細胞が開示されている。培養細胞とは、実験室または他の人工的状態(例えば、凍結状態、または培地中の状態)において維持されており、生物の一部ではない細胞を意味すると理解される。
ある特定の態様では、本開示は、任意の本明細書に記載のALK4およびActRIIBポリペプチドならびにそのようなポリペプチドを含むALK4:ActRIIBヘテロ多量体複合体を作製するための方法を提供する。そのような方法は、適当な細胞(例えば、CHO細胞またはCOS細胞)において任意の本明細書に開示の核酸を発現させる工程を含み得る。例えば、一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体を作製するための方法は、:a)ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドの発現に適した条件下で細胞を培養する工程であって、ここで細胞がALK4ポリヌクレオチドおよびActRIIBポリヌクレオチドを含む工程;およびb)そうして発現されたヘテロ多量体を回収する工程を含む。代替的に、ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体を作製するための方法は、:a)ALK4ポリペプチドの発現に適した条件下で第1の細胞を培養する工程であって、ここで第1の細胞がALK4ポリヌクレオチドを含む工程;b)そうして発現されたALK4ポリペプチドを回収する工程;c)ActRIIBポリペプチドの発現に適した条件下で第2の細胞を培養する工程であって、ここで第2の細胞がActRIIBポリヌクレオチドを含む工程;d)そうして発現されたActRIIBポリペプチドを回収する工程;e)ALK4:ActRIIBヘテロ多量体形成に適した条件下で、回収されたALK4ポリペプチドと、前記回収されたActRIIBポリペプチドとを合わせる工程;およびf)ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を回収する工程を含み得る。ある特定の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、TPAリーダー配列(例えば、配列番号38)を使用して発現される。ある特定の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、CHO細胞内で発現される。本明細書に記載のALK4およびActRIIBポリペプチド、ならびにそのタンパク質複合体は、タンパク質を細胞培養物から取得する周知の技法のいずれかを使用して粗精製、部分精製または高度精製された分画として回収することができる。概して、そのような方法は、ALK4および/またはActRIIBホモ多量体が実質的にないALK4:ActRIIBヘテロ多量体をもたらす。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を作製する方法は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のALK4ホモ多量体をもたらす。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を作製する方法は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のActRIIBホモ多量体をもたらす。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を作製する方法は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のALK4ホモ多量体および約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のActRIIBホモ多量体をもたらす。
本開示はさらに、例えば、筋肉、骨、脂肪、赤血球、および他の組織と関連する、多様なALK4:ActRIIB関連の疾患および状態の処置または予防における使用のための、方法およびALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)も提供する。このような疾患および障害として、筋力低下または筋成長不全と関連する障害(例えば、筋委縮症;デュシェンヌ型筋ジストロフィー、ベッカー型筋ジストロフィー、および顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーを含む筋ジストロフィー;筋委縮性側索硬化症;ならびに悪液質)、および所望されない体重増加と関連する障害(例えば、肥満症、2型糖尿病または非インスリン依存性糖尿病(NIDDM)、心血管疾患、高血圧症、骨関節炎、脳卒中、呼吸器問題、および胆嚢疾患)が挙げられるがこれらに限定されない。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ヘテロ多量体)を使用して、それを必要とする対象において体脂肪含量を低下または体脂肪の増加速度を減少させることができる。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ヘテロ多量体)を使用して患者におけるコレステロールおよび/またはトリグリセリドレベルを減少させることができる。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ヘテロ多量体)を使用して線維症または線維症関連障害または状態(例えば、腎不全、慢性腎疾患、嚢胞性線維症、および骨髄線維症)を処置または予防することができる。
本開示は、例えば腎臓に関連する、種々のALK4:ActRIIB関連疾患および状態の処置または予防における使用のための方法およびALK4:ActRIIBアンタゴニストをさらに提供する。そのような疾患または状態として、例えば、以下のものが挙げられる;慢性腎疾患または不全、急性腎疾患または不全、病期1の腎疾患を有する患者、病期2の腎疾患を有する患者、病期3の腎疾患を有する患者、病期4の腎疾患を有する患者、病期5の腎疾患を有する患者、非糖尿病性腎疾患、糸球体腎炎、間質性腎炎、糖尿病性腎疾患、糖尿病性腎症、糸球体硬化症、急速進行性糸球体腎炎、腎線維症、アルポート症候群、IDDM腎炎、メサンギウム増殖性糸球体腎炎、膜性増殖性糸球体腎炎、半月体形成性糸球体腎炎、腎間質性線維症、巣状分節状糸球体硬化症、膜性腎症、微小変化型疾患、微量免疫型急速進行性糸球体腎炎、IgA腎症、多発性嚢胞腎、デント病、腎シスチン蓄積症(nephrocytinosis)、ヘイマン腎炎、常染色体優性(成人型)多発性嚢胞腎、常染色体劣性(小児型)多発性嚢胞腎、急性腎傷害、ネフローゼ症候群、腎虚血症、有足細胞疾患または有足細胞障害、タンパク尿症、糸球体疾患、膜性糸球体腎炎、巣状分節状糸球体腎炎、子癇前症、子癇、腎病変、膠原血管病、良性起立性(体位性)タンパク尿症、IgM腎症、膜性腎症、サルコイドーシス、糖尿病、薬物に起因する腎損傷、ファブリー病、アミノ酸尿症、ファンコーニ症候群、高血圧性腎硬化症、間質性腎炎、鎌状赤血球病、ヘモグロビン尿症、ミオグロビン尿症、ウェゲナー肉芽腫症、1型糖原病、慢性腎疾患、慢性腎不全、糸球体濾過量(GFR)低下症、腎血管硬化症、ループス腎炎、ANCA陽性微量免疫型半月体形成性糸球体腎炎、慢性移植腎症、腎臓毒性、腎毒性、腎壊死、腎損傷、糸球体尿細管傷害、腎機能不全、腎炎症候群、急性腎不全、慢性腎不全、近位尿細管機能不全、急性腎移植拒絶、慢性腎移植拒絶、非IgAメサンギウム増殖性糸球体腎炎、感染後糸球体腎炎、任意の種類の腎関与を伴う血管炎、任意の遺伝性腎疾患、任意の間質性腎炎、腎移植不全、腎臓がん、他の状態(例えば、高血圧症、糖尿病、および自己免疫疾患)と関連する腎疾患、デント病、腎シスチン蓄積症、ヘイマン腎炎、原発性腎疾患、虚脱性糸球体症、デンスデポジット病、寒冷グロブリン血症関連糸球体腎炎、ヘノッホ-シェーンライン病、感染後糸球体腎炎、細菌性心内膜炎、顕微鏡的多発血管炎、チャーグ-ストラウス症候群、抗GBM抗体介在型糸球体腎炎、アミロイドーシス、モノクローナル免疫グロブリン沈着症、線維性糸球体腎炎、イムノタクトイド糸球体症、虚血性尿細管傷害、薬物誘導性尿細管間質性腎炎、毒性尿細管間質性腎炎、感染性尿細管間質性腎炎、細菌性腎盂腎炎、ポリオーマウイルス感染またはHIV感染から生じるウイルス感染性尿細管間質性腎炎、代謝誘導性尿細管間質性疾患、混合性結合組織疾患、円柱腎症、尿酸結晶もしくはシュウ酸結晶または薬物誘導性結晶の沈着から生じ得る結晶腎症、急性細胞性尿細管間質性同種移植片拒絶、リンパ腫または移植後リンパ増殖性疾患から生じる腫瘍性浸潤性疾患、腎臓の閉塞性疾患、血管疾患、血栓性微小血管症、腎血管硬化症、アテローム塞栓性疾患、混合性結合組織疾患、結節性多発動脈炎、カルシニューリン阻害剤誘導性血管疾患、急性細胞性血管性同種移植片拒絶、急性体液性同種移植片拒絶、早期腎機能低下症(ERFD)、末期腎疾患(ESRD)、腎静脈血栓症、急性尿細管壊死、腎閉塞、急性間質性腎炎、確立された慢性腎疾患、腎動脈狭窄症、虚血性腎症、血尿症、薬物毒素誘導性慢性尿細管間質性腎炎、逆流腎症、腎臓結石、グッドパスチャー症候群、正球性正色素性貧血、腎性貧血、糖尿病性慢性腎疾患、IgG4関連疾患、フォンヒッペル-リンダウ症候群、結節性硬化症、ネフロン癆、髄質性嚢胞腎疾患、腎細胞癌、腺癌、腎芽細胞腫、リンパ腫、白血病、低シアリル化障害、慢性シクロスポリン腎症、腎再灌流傷害、腎形成異常、高窒素血症、両側性動脈閉塞、急性尿酸性腎症、血液量減少、急性両側性閉塞性尿路疾患、高カルシウム血性腎症、溶血性尿毒症症候群、急性尿貯留、悪性腎硬化症、分娩後糸球体硬化症、強皮症、非グッドパスチャー抗GBM病、顕微鏡的結節性多発動脈炎、アレルギー性肉芽腫症、急性放射線腎炎、溶連菌感染後糸球体腎炎、ワルデンシュトロームマクログロブリン血症、鎮痛薬性腎症、動静脈フィステル、動静脈移植、透析、異所性腎、海綿腎、腎性骨形成異常症、単腎症、水腎、微量アルブミン尿症、尿毒症、血尿、高脂血症、低アルブミン血症、脂肪尿、アシドーシス、および高カリウム血症。一部の実施形態では、本開示 は、病期1から病期2への腎疾患の進行、病期2から病期3への腎疾患の進行、病期3から病期4への腎疾患の進行、または病期4から病期5への腎疾患の進行を遅延させるかまたは予防するのに使用するための方法およびALK4:ActRIIBアンタゴニストをさらに提供する。一部の実施形態では、本開示は、腎臓炎症を予防するかまたは低減するのに使用するための方法およびALK4:ActRIIBアンタゴニストをさらに提供する。一部の実施形態では、本開示は、腎臓損傷を予防するかまたは低減するのに使用するための方法およびALK4:ActRIIBアンタゴニストをさらに提供する。一部の実施形態では、本開示は、腎臓線維症を予防するかまたは低減するのに使用するための方法およびALK4:ActRIIBアンタゴニストをさらに提供する。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含む組み換えヘテロ多量体。
(項目2)
前記ALK4ポリペプチドが、
a)配列番号9のアミノ酸24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、または34のいずれか1つで始まり、
b)配列番号9のアミノ酸101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126のいずれか1つで終わる、
ポリペプチドと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1に記載のヘテロ多量体。
(項目3)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号9のアミノ酸34~101と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1に記載のヘテロ多量体。
(項目4)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号9のアミノ酸34~101と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列からなる、またはから本質的になる、項目1に記載のヘテロ多量体。
(項目5)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号10と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1に記載のヘテロ多量体。
(項目6)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号20と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1に記載のヘテロ多量体。
(項目7)
前記ActRIIBポリペプチドが、
a)配列番号1のアミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のいずれか1つで始まり、および
b)配列番号1のアミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のいずれか1つで終わる、
ポリペプチドと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~6のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目8)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸29~109と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~6のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目9)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸25~131と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~6のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目10)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号1のL79に対応する位置に酸性アミノ酸を含まない、項目1~9のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目11)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号2と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~10のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目12)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号3と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~10のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目13)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号5と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~10のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目14)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号6と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~10のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目15)
前記ALK4ポリペプチドが、異種ドメインをさらに含む融合タンパク質である、項目1~14のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目16)
前記ActRIIBポリペプチドが、異種ドメインをさらに含む融合タンパク質である、項目1~15のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目17)
前記ALK4ポリペプチドが、相互作用ペアの第1または第2のメンバーを含む、項目15に記載のヘテロ多量体。
(項目18)
前記ActRIIBポリペプチドが、相互作用ペアの第1または第2のメンバーを含む、項目16に記載のヘテロ多量体。
(項目19)
前記異種ドメインが、Fc免疫グロブリンドメインを含む、項目15~18のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目20)
前記Fc免疫グロブリンドメインが、ヘテロ二量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸修飾を含む、項目19に記載のヘテロ多量体。
(項目21)
前記免疫グロブリンFcドメインが、ホモ二量体形成を阻害する1つまたは複数のアミノ酸修飾を含む、項目19または20に記載のヘテロ多量体。
(項目22)
前記異種ドメインが、IgG免疫グロブリン由来のFc免疫グロブリンドメインを含む、項目19~21のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目23)
前記IgG免疫グロブリンが、IgG1、IgG2、およびIgG3、またはIgG4からなる群から選択される、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目24)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号23と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目25)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号23の残基134および177に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含む、項目24に記載のヘテロ多量体。
(項目26)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号23の134位および177位にKを含む、項目25に記載のヘテロ多量体。
(項目27)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号23の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含まない、項目24~26のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目28)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号23の225位にKを含まない、項目27に記載のヘテロ多量体。
(項目29)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号24と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目30)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号24の残基170および187に対応する位置に負に帯電したアミノ酸を含む、項目29に記載のヘテロ多量体。
(項目31)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号24の170位および187位にDを含む、項目30に記載のヘテロ多量体。
(項目32)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号24の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含む、項目29~31のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目33)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号24の225位にKを含む、項目32に記載のヘテロ多量体。
(項目34)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号25と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目35)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号26と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目36)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号27と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目37)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号27の残基132に対応する位置にCを含み、ここで、前記Fc免疫グロブリンが配列番号27の残基144に対応する位置にWをさらに含む、項目36に記載のヘテロ多量体。
(項目38)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号27の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含まない、項目36または37に記載のヘテロ多量体。
(項目39)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号27の225位にKを含まない、項目38に記載のヘテロ多量体。
(項目40)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号28と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目41)
前記Fc免疫グロブリンが配列番号28の残基127に対応する位置にCを含み、前記Fc免疫グロブリンが配列番号28の残基144に対応する位置にSをさらに含み、前記Fc免疫グロブリンが配列番号28の残基146に対応する位置にAをさらに含み、前記Fc免疫グロブリンが配列番号28の残基185に対応する位置にVをさらに含む、項目40に記載のヘテロ多量体。
(項目42)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号28の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含まない、項目40または41に記載のヘテロ多量体。
(項目43)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号28の225位にKを含まない、項目42に記載のヘテロ多量体。
(項目44)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号29と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目45)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号30と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目46)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号31と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目47)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号32と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目48)
前記Fc免疫グロブリン鎖が、配列番号33と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目49)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号34と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目50)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号35と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目51)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号36と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目52)
前記Fc免疫グロブリンが、配列番号37と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目22に記載のヘテロ多量体。
(項目53)
a)前記ALK4ポリペプチドが、配列番号23と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質であり;
b)前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号24と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質である、項目1~22のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目54)
a)前記ALK4ポリペプチドが、配列番号24と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質であり;
b)前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号23と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質である、項目1~22のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目55)
前記定常領域が、配列番号23の残基134および177に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含む、項目53または54に記載のヘテロ多量体。
(項目56)
前記定常領域が、配列番号23の134位および177位にKを含む、項目55に記載のヘテロ多量体。
(項目57)
前記定常領域が、配列番号23の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含まない、項目53~56のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目58)
前記定常領域が、配列番号23の225位にKを含まない、項目57に記載のヘテロ多量体。
(項目59)
前記定常領域が、配列番号24の残基170および187に対応する位置に負に帯電したアミノ酸を含む、項目53~58のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目60)
前記定常領域が、配列番号24の170位および187位にDを含む、項目59に記載のヘテロ多量体。
(項目61)
前記定常領域が、配列番号24の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含む、項目53~60のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目62)
前記定常領域が、配列番号24の225位にKを含む、項目61に記載のヘテロ多量体。
(項目63)
a)前記ALK4ポリペプチドが、配列番号27と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質であり;
b)前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号28と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質である、項目1~22のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目64)
a)前記ALK4ポリペプチドが、配列番号28と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質であり;
b)前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号27と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む免疫グロブリンの定常領域をさらに含む融合タンパク質である、項目1~22のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目65)
前記定常領域が、配列番号27の残基132に対応する位置にCを含み、前記定常領域が配列番号27の残基144に対応する位置にWをさらに含む、項目63または64に記載のヘテロ多量体。
(項目66)
前記定常領域が、配列番号27の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含まない、項目63~65のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目67)
前記定常領域が、配列番号27の225位にKを含まない、項目66に記載のヘテロ多量体。
(項目68)
前記定常領域が配列番号28の残基127に対応する位置にCを含み、前記定常領域が配列番号28の残基144に対応する位置にSをさらに含み、前記定常領域が配列番号28の残基146に対応する位置にAをさらに含み、前記定常領域が配列番号28の残基185に対応する位置にVをさらに含む、項目63~67のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目69)
前記定常領域が、配列番号28の残基225に対応する位置に正に帯電したアミノ酸を含まない、項目63~68のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目70)
前記定常領域が、配列番号28の225位にKを含まない、項目69に記載のヘテロ多量体。
(項目71)
前記融合タンパク質が、前記ALK4ドメインと前記異種ドメインとの間に位置付けられるリンカードメインをさらに含む、項目15~70のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目72)
前記融合タンパク質が、前記ActRIIBドメインと前記異種ドメインとの間に位置付けられるリンカードメインをさらに含む、項目15~71のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目73)
前記リンカードメインが、TGGG(配列番号17)、TGGGG(配列番号15)、SGGGG(配列番号16)、GGGGS(配列番号58)、GGG(配列番号13)、GGGG(配列番号14)、およびSGGG(配列番号18)からなる群から選択される、項目71または72に記載のヘテロ多量体。
(項目74)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号42と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目75)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号44と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目76)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号39と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目77)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号41と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目78)
前記ヘテロ多量体が、
a)配列番号44と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むALK4ポリペプチド、および
b)配列番号41と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むActRIIBポリペプチド、
を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目79)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号47と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目80)
前記ALK4ポリペプチドが、配列番号48と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目81)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号45と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目82)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号46と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目83)
前記ヘテロ多量体が、
c)配列番号48と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むALK4ポリペプチド、および
d)配列番号46と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むActRIIBポリペプチドを含む、項目1~16のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目84)
前記ALK4ポリペプチドが、グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチニル化アミノ酸、および脂質部分にコンジュゲートされたアミノ酸からなる群から選択される、1つまたは複数の修飾アミノ酸残基を含む、項目1から83のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
(項目85)
前記ActRIIBポリペプチドが、グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチニル化アミノ酸、および脂質部分にコンジュゲートされたアミノ酸からなる群から選択される、1つまたは複数の修飾アミノ酸残基を含む、項目1から84のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
(項目86)
前記ALK4ポリペプチドが、エピトープタグ、FLAGタグ、ポリヒスチジン配列、およびGDT融合体からなる群から選択される、1つまたは複数の精製用配列をさらに含む、項目1から85のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
(項目87)
前記ActRIIBポリペプチドが、エピトープタグ、FLAGタグ、ポリヒスチジン配列、およびGDT融合体からなる群から選択される、1つまたは複数の精製用配列をさらに含む、項目1から86のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
(項目88)
前記ALK4ポリペプチドが、グリコシル化されており、チャイニーズハムスター卵巣細胞系から得ることができるグリコシル化パターンを有する、項目1から87のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
(項目89)
前記ActRIIBポリペプチドが、グリコシル化されており、チャイニーズハムスター卵巣細胞系から得ることができるグリコシル化パターンを有する、項目1から88のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
(項目90)
前記ヘテロ多量体が、アクチビンに結合する、項目1~89のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目91)
前記ヘテロ多量体が、アクチビンAに結合する、項目1~90のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目92)
前記ヘテロ多量体が、アクチビンBに結合する、項目1~91のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目93)
前記ヘテロ多量体が、GDF8に結合する、項目1~92のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目94)
前記ヘテロ多量体が、GDF11に結合する、項目1~93のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目95)
前記ヘテロ多量体が、BMP6に結合する、項目1~94のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目96)
前記ヘテロ多量体が、BMP10に結合する、項目1~95のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目97)
前記ヘテロ多量体が、GDF3に結合する、項目1~96のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目98)
前記ヘテロ多量体が、BMP9に実質的に結合しない、項目1~97のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目99)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでBMP10に結合する、項目1~98のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目100)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでBMP9に結合する、項目1~99のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目101)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでGDF3に結合する、項目1~100のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目102)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより強いアフィニティでアクチビンBに結合する、項目1~101のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目103)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンシグナル伝達を阻害する、項目1~102のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目104)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンAシグナル伝達を阻害する、項目1~103のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目105)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBシグナル伝達を阻害する、項目1~104のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目106)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてGDF8シグナル伝達を阻害する、項目1~105のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目107)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてGDF11シグナル伝達を阻害する、項目1~106のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目108)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてBMP6シグナル伝達を阻害する、項目1~107のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目109)
前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてBMP9の細胞内シグナル伝達を実質的に阻害しない、項目1~108のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目110)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるBMP10シグナル伝達のより弱いインヒビターである、項目1~109のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目111)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるBMP9シグナル伝達のより弱いインヒビターである、項目1~110のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目112)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるGDF3シグナル伝達のより弱いインヒビターである、項目1~111のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目113)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるアクチビンBシグナル伝達のより強いインヒビターである、項目1~111のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目114)
前記ヘテロ多量体が、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体である、項目1~113のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
(項目115)
項目1~114のいずれか1項に記載のヘテロ多量体および薬学的に許容されるキャリアを含む医薬調製物。
(項目116)
前記医薬調製物が実質的に発熱物質非含有である、項目115に記載の医薬調製物。
(項目117)
前記医薬調製物が、追加の活性剤をさらに含む、項目115または116に記載の医薬調製物。
(項目118)
前記医薬調製物が、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のALK4ホモ多量体を含む、項目115~117のいずれか1項に記載の医薬調製物。
(項目119)
前記医薬調製物が、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のActRIIBホモ多量体を含む、項目115~118に記載の医薬調製物。
(項目120)
項目1~114のいずれか1項に記載のALK4ポリペプチドのコード配列を含む単離核酸配列。
(項目121)
前記核酸が、配列番号43と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる、項目120に記載の単離核酸配列。
(項目122)
項目1~114のいずれか1項に記載のActRIIBポリペプチドのコード配列を含む単離核酸配列。
(項目123)
前記核酸が、配列番号40と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる、項目122に記載の単離核酸配列。
(項目124)
項目1~114のいずれか1項に記載のALK4ポリペプチドのコード配列と、項目1~114のいずれか1項に記載のActRIIBポリペプチドのコード配列とを含む単離核酸配列。
(項目125)
前記核酸が、
a)配列番号43と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなり、
b)配列番号40と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるヌクレオチド配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる、
項目124に記載の単離核酸配列。
(項目126)
項目120または121に記載のALK4ポリペプチドのコード配列に作動可能に連結されたプロモーター配列を含む組み換えポリヌクレオチド。
(項目127)
項目122または123に記載のActRIIBポリペプチドのコード配列に作動可能に連結されたプロモーター配列を含む組み換えポリヌクレオチド。
(項目128)
項目124または125に記載ののALK4ポリペプチドコード配列およびActRIIBポリペプチドのコード配列に作動可能に連結されたプロモーター配列を含む組み換えポリヌクレオチド。
(項目129)
項目126~128のいずれか1項に記載の組み換えポリヌクレオチドを含むベクター。
(項目130)
項目126~128のいずれか1項に記載の組み換えポリヌクレオチドまたは項目129に記載のベクターで形質転換された細胞。
(項目131)
前記細胞が、CHO細胞である、項目130に記載の細胞。
(項目132)
ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体を作製する方法であって、
a)ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドの発現に適した条件下で細胞を培養する工程であって、ここで前記細胞は項目126および127に記載の組み換えポリヌクレオチドを含む、工程;ならびに
b)そうして発現させた前記ヘテロ多量体を回収する工程
を含む方法。
(項目133)
ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体を作製する方法であって、
a)ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドの発現に適した条件下で細胞を培養する工程であって、ここで前記細胞は項目128に記載の組み換えポリヌクレオチドを含む、工程;ならびに
b)そうして発現させた前記ヘテロ多量体を回収する工程
を含む方法。
(項目134)
ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体を作製する方法であって、
a)ALK4ポリペプチドの発現に適した条件下で第1の細胞を培養する工程であって、ここで前記第1の細胞は項目126に記載の組み換えポリヌクレオチドを含む、工程;b)そうして発現させた前記ALK4ポリペプチドを回収する工程;
c)ActRIIBポリペプチドの発現に適した条件下で第2の細胞を培養する工程であって、ここで前記第2の細胞は項目127に記載の組み換えポリヌクレオチドを含む、工程;
d)そうして発現させた前記ActRIIBポリペプチドを回収する工程;
e)ALK4:ActRIIBヘテロ多量体形成に適した条件下で、前記回収されたALK4ポリペプチドと、前記回収されたActRIIBポリペプチドとを合わせる工程;ならびに
f)前記ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を回収する工程
を含む方法。
(項目135)
前記ALK4ポリペプチドが、TPAリーダー配列を使用して発現させられる、項目132~134のいずれか1項に記載の方法。
(項目136)
前記ActRIIBポリペプチドが、TPAリーダー配列を使用して発現させられる、項目132~134のいずれか1項に記載の方法。
(項目137)
前記TPAリーダーが、配列番号38を含むか、から本質的になるか、またはからなる、項目135または136に記載の方法。
(項目138)
前記細胞が、CHO細胞である、項目132~137に記載の方法。
(項目139)
前記ヘテロ多量体が、ヘテロ二量体である、項目132~138のいずれか1項に記載の方法。
(項目140)
筋力低下または筋成長不全と関連する障害を有する患者を処置するための方法であって、処置を必要とする患者に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法。
(項目141)
前記患者が、筋委縮症を有する、項目140に記載の方法。
(項目142)
前記患者が、筋ジストロフィーを有する、項目140に記載の方法。
(項目143)
前記筋ジストロフィーが、デュシェンヌ型筋ジストロフィーである、項目142に記載の方法。
(項目144)
前記患者が、若年者であり、処置が、デュシェンヌ型筋ジストロフィーを有すると診断された日から1~5年以内に始まる、項目143に記載の方法。
(項目145)
前記筋ジストロフィーが、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーである、項目143に記載の方法。
(項目146)
前記患者が、筋委縮性側索硬化症を有する、項目140に記載の方法。
(項目147)
前記患者が、筋委縮性側索硬化症を有すると診断された後で、処置を施される、項目146に記載の方法。
(項目148)
前記障害が、がんまたはがん治療と関連する悪液質である、項目140に記載の方法。
(項目149)
神経変性と関連する障害を有する患者を処置するための方法であって、処置を必要とする患者に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法。
(項目150)
前記障害が、筋萎縮性側索硬化症である、項目149に記載の方法。
(項目151)
線維症または線維症と関連する障害または状態を処置するための方法であって、処置を必要とする患者に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法。
(項目152)
前記線維症と関連する障害または状態が、肺線維症、過敏性肺炎、特発性線維症、結核、肺炎、嚢胞性線維症、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、肺気腫、腎(腎臓)線維症、腎(腎臓)不全、慢性腎(腎臓)疾患、骨線維症、骨髄線維症、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、強皮症、サルコイドーシス、多発血管炎性肉芽腫症、ペロニー病、肝臓線維症、ウィルソン病、糖原病(特に、III、IV、IXおよびX型)、鉄過剰、ゴーシェ病、ツェルウェーガー症候群、非アルコール性およびアルコール性脂肪性肝炎、胆汁性肝硬変、硬化性胆管炎、バッド・キアリ症候群、外科手術関連線維症、クローン病、デュピュイトラン拘縮(Duputren’s contracture)、縦隔線維症、腎性線維症(nephrogeneic fibrosis)、後腹膜線維症、心房性線維症、心内膜心筋線維症、膵臓線維症から選択される、項目151に記載の方法。
(項目153)
対象において体重を減少させるための方法であって、体重の減少を必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組み合わせの有効量を投与する工程を含む、方法。
(項目154)
対象において体重増加を減少させるための方法であって、体重増加の減少を必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組み合わせの有効量を投与する工程を含む、方法。
(項目155)
糖尿病を処置または予防するための方法であって、処置または予防を必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組み合わせの有効量を投与する工程を含む、方法。
(項目156)
前記対象が、II型糖尿病を有する、項目155に記載の方法。
(項目157)
肥満症を処置または予防するための方法であって、処置または予防を必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組み合わせの有効量を投与する工程を含む、方法。
(項目158)
脂肪肝疾患を処置または予防するための方法であって、処置または予防を必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組み合わせの有効量を投与する工程を含む、方法。
(項目159)
前記対象が、非アルコール性脂肪肝疾患を有する、項目158に記載の方法。
(項目160)
対象においてコレステロールおよび/またはトリグリセリドを減少させるための方法であって、コレステロールおよび/またはトリグリセリドの減少を必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組み合わせの有効量を投与する工程を含む、方法。
(項目161)
前記対象が、25kg/m またはそれより大きいボディー・マス・インデックス(BMI)を有する、項目153~160のいずれか1項に記載の方法。
(項目162)
前記対象が肥満である、項目153~161のいずれか1項に記載の方法。
(項目163)
前記対象が、30kg/m またはそれより大きいボディー・マス・インデックス(BMI)を有する、項目162に記載の方法。
(項目164)
前記対象が、インスリン抵抗性を有する、項目153~163のいずれか1項に記載の方法。
(項目165)
前記対象が、2型糖尿病を有する、項目153~164のいずれか1項に記載の方法。
(項目166)
前記対象が、脂質異常症、高脂血症、高コレステロール血症、低HDL血清レベル、高LDL血清レベル、および高トリグリセリド血症からなる群から選択される疾患または状態を有する、項目153から165のいずれか一項に記載の方法。
(項目167)
前記対象が、高血圧症(高血圧)、心筋梗塞、末梢動脈疾患、血圧調節機能不全、動脈硬化症、うっ血性心不全、アテローム性動脈硬化、冠動脈性心疾患、または細小血管疾患からなる群から選択される疾患または状態を有する、項目153から166のいずれか一項に記載の方法。
(項目168)
前記対象が、脂肪肝疾患を有する、項目153から167のいずれか一項に記載の方法。
(項目169)
前記対象が、非アルコール性脂肪肝疾患を有する、項目168に記載の方法。
(項目170)
所望されない体重増加および/または代謝性障害と関連する障害または状態を処置または予防するための方法であって、処置を必要とする対象に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法。
(項目171)
前記障害または状態が、高血糖症、脂質代謝疾患(障害)、脂質異常症(dislipidemia)、低HDLレベル、高LDLレベル、高トリグリセリドレベル、高脂血症、リポタンパク質異常、グルコース代謝疾患、グルコース不耐症、インスリン抵抗性、グルコース耐性障害(IGT)、空腹時血糖障害(IFG)、高尿酸レベル、NAFLD、脂肪肝、NASH、多嚢胞性卵巣症候群、高インスリン血症、肥満症、II型糖尿病、心疾患、高血圧、アテローム性動脈硬化、症候群X、メタボリック症候群、および高血圧症からなる群から選択される、項目170に記載の方法。
(項目172)
対象における線維症または線維症と関連する障害もしくは状態を処置するための方法であって、処置を必要とする対象に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法。
(項目173)
前記線維症と関連する障害または状態が、肺線維症、過敏性肺炎、特発性線維症、結核、肺炎、嚢胞性線維症、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、肺気腫、腎(腎臓)線維症、腎(腎臓)不全、慢性腎(腎臓)疾患、骨線維症、骨髄線維症、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、強皮症、サルコイドーシス、多発血管炎性肉芽腫症、ペロニー病、肝臓線維症、ウィルソン病、糖原病(特に、III、IV、IXおよびX型)、鉄過剰、ゴーシェ病、ツェルウェーガー症候群、非アルコール性およびアルコール性脂肪性肝炎、胆汁性肝硬変、硬化性胆管炎、バッド・キアリ症候群、外科手術関連線維症、クローン病、デュピュイトラン拘縮(Duputren’s contracture)、縦隔線維症、腎性線維症(nephrogeneic fibrosis)、後腹膜線維症、心房性線維症、心内膜心筋線維症および膵臓線維症から選択される、項目172に記載の方法。
(項目174)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、項目1~114のいずれか1項に記載のALK4:ActRIIBヘテロ多量体または項目115~119のいずれか1項に記載の医薬調製物である、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目175)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、ALK4に結合する抗体または抗体の組み合わせである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目176)
前記抗体または抗体の組み合わせが、ALK4に結合し、ALK4活性を阻害する、項目175に記載の方法。
(項目177)
前記抗体または抗体の組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてALK4活性を阻害する、項目176に記載の方法。
(項目178)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、ActRIIBに結合する抗体または抗体の組み合わせである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目179)
前記抗体または抗体の組み合わせが、ActRIIBに結合し、ActRIIB活性を阻害する、項目178に記載の方法。
(項目180)
前記抗体または抗体の組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてActRIIB活性を阻害する、項目179に記載の方法。
(項目181)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、アクチビンB、アクチビンA、アクチビンAB、GDF11、GDF8、BMP6、GDF3、およびBMP10からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合する抗体または抗体の組み合わせである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目182)
前記抗体または抗体の組み合わせが、前記1つまたは複数のリガンドがALK4に結合するのを阻害する、項目181に記載の方法。
(項目183)
前記抗体または抗体の組み合わせが、前記1つまたは複数のリガンドが1つまたは複数のActRIIBに結合するのを阻害する、項目181または182に記載の方法。
(項目184)
前記抗体または抗体の組み合わせが、ALK4活性を阻害する、項目181~183に記載の方法。
(項目185)
前記抗体または抗体の組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてALK4活性を阻害する、項目184に記載の方法。
(項目186)
前記抗体または抗体の組み合わせが、ActRIIB活性を阻害する、項目181~183に記載の方法。
(項目187)
前記抗体または抗体の組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてActRIIB活性を阻害する、項目186に記載の方法。
(項目188)
前記抗体または抗体の組み合わせが、多重特異性抗体である、項目175~187のいずれか1項に記載の方法。
(項目189)
前記抗体または抗体の組み合わせが、二重特異性抗体である、項目189に記載の方法。
(項目190)
前記抗体または抗体の組み合わせが、キメラ抗体、ヒト化抗体、またはヒト抗体である、項目175~190のいずれか1項に記載の方法。
(項目191)
前記抗体または抗体の組み合わせが、単鎖抗体、F(ab’) フラグメント、単鎖ダイアボディー、タンデム単鎖Fvフラグメント、タンデム単鎖ダイアボディー、または単鎖ダイアボディーと免疫グロブリン重鎖定常領域の少なくとも一部とを含む融合タンパク質である、項目175から190のいずれか一項に記載の方法。
(項目192)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、低分子またはALK4:ActRIIBアンタゴニスト低分子の組み合わせである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目193)
前記低分子または低分子の組み合わせが、ALK4活性を阻害する、項目192に記載の方法。
(項目194)
前記低分子または低分子の組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてALK4活性を阻害する、項目193に記載の方法。
(項目195)
前記低分子または低分子の組み合わせが、ActRIIB活性を阻害する、項目192に記載の方法。
(項目196)
前記低分子または低分子の組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてActRIIB活性を阻害する、項目195に記載の方法。
(項目197)
前記低分子または低分子の組み合わせが、アクチビンB、アクチビンA、アクチビンAB、GDF11、GDF8、BMP6、GDF3、およびBMP10からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドを阻害する、項目192に記載の方法。
(項目198)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド組み合わせである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目199)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド組み合わせが、ALK4活性を阻害する、項目198に記載の方法。
(項目200)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてALK4活性を阻害する、項目199に記載の方法。
(項目201)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド組み合わせが、ActRIIB活性を阻害する、項目198に記載の方法。
(項目202)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド組み合わせが、細胞ベースのアッセイにおいてActRIIB活性を阻害する、項目201に記載の方法。
(項目203)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチド組み合わせが、GDF1、GDF3、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、アクチビンBE、およびNodalからなる群から選択される1つまたは複数のリガンドを阻害する、項目198に記載の方法。
(項目204)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、フォリスタチンポリペプチドである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目205)
前記ALK4:ActRIIBアンタゴニストが、FLRGポリペプチドである、項目140~173および206~214のいずれか1項に記載の方法。
(項目206)
腎疾患または腎疾患の合併症を処置するための方法であって、処置を必要とする患者に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法。
(項目207)
前記患者が、慢性の腎疾患または腎不全を有する、項目206に記載の方法。
(項目208)
前記患者が、急性の腎疾患または腎不全を有する、項目206に記載の方法。
(項目209)
前記患者が、病期1、病期2、病期3、病期4、または病期5の腎疾患を有する、項目207に記載の方法。
(項目210)
病期1から病期2への腎疾患の進行、病期2から病期3への腎疾患の進行、病期3から病期4への腎疾患の進行、または病期4から病期5への腎疾患の進行を遅延させるかまたは予防する、項目207に記載の方法。
(項目211)
腎炎症を予防または軽減する、項目206から210のいずれか一項に記載の方法。
(項目212)
腎組織損傷を予防または軽減する、項目206から211のいずれか一項に記載の方法。
(項目213)
腎線維症を予防または軽減する、項目206から211のいずれか一項に記載の方法。
(項目214)
前記患者が、非糖尿病性腎疾患、糸球体腎炎、間質性腎炎、糖尿病性腎疾患、糖尿病性腎症、糸球体硬化症、急速進行性糸球体腎炎、腎線維症、アルポート症候群、IDDM腎炎、メサンギウム増殖性糸球体腎炎、膜性増殖性糸球体腎炎、半月体形成性糸球体腎炎、腎間質性線維症、巣状分節状糸球体硬化症、膜性腎症、微小変化型疾患、微量免疫型急速進行性糸球体腎炎、IgA腎症、多発性嚢胞腎、デント病、腎シスチン蓄積症(nephrocytinosis)、ヘイマン腎炎、常染色体優性(成人型)多発性嚢胞腎、常染色体劣性(小児型)多発性嚢胞腎、急性腎傷害、ネフローゼ症候群、腎虚血症、有足細胞疾患または有足細胞障害、タンパク尿症、糸球体疾患、膜性糸球体腎炎、巣状分節状糸球体腎炎、子癇前症、子癇、腎病変、膠原血管病、良性起立性(体位性)タンパク尿症、IgM腎症、膜性腎症、サルコイドーシス、糖尿病、薬物に起因する腎損傷、ファブリー病、アミノ酸尿症、ファンコーニ症候群、高血圧性腎硬化症、間質性腎炎、鎌状赤血球病、ヘモグロビン尿症、ミオグロビン尿症、ウェゲナー肉芽腫症、1型糖原病、慢性腎疾患、慢性腎不全、糸球体濾過量(GFR)低下症、腎血管硬化症、ループス腎炎、ANCA陽性微量免疫型半月体形成性糸球体腎炎、慢性移植腎症、腎臓毒性、腎毒性、腎壊死、腎損傷、糸球体尿細管傷害、腎機能不全、腎炎症候群、急性腎不全(急性腎傷害)、慢性腎不全、近位尿細管機能不全、急性腎移植拒絶、慢性腎移植拒絶、非IgAメサンギウム増殖性糸球体腎炎、感染後糸球体腎炎、任意の種類の腎関与を伴う血管炎、任意の遺伝性腎疾患、任意の間質性腎炎、腎移植不全、腎臓がん、他の状態(例えば、高血圧症、糖尿病、および自己免疫疾患)と関連する腎疾患、デント病、腎シスチン蓄積症、ヘイマン腎炎、原発性腎疾患、虚脱性糸球体症、デンスデポジット病、寒冷グロブリン血症関連糸球体腎炎、ヘノッホ-シェーンライン病、感染後糸球体腎炎、細菌性心内膜炎、顕微鏡的多発血管炎、チャーグ-ストラウス症候群、抗GBM抗体介在型糸球体腎炎、アミロイドーシス、モノクローナル免疫グロブリン沈着症、線維性糸球体腎炎、イムノタクトイド糸球体症、虚血性尿細管傷害、薬物誘導性尿細管間質性腎炎、毒性尿細管間質性腎炎、感染性尿細管間質性腎炎、細菌性腎盂腎炎、ポリオーマウイルス感染またはHIV感染から生じるウイルス感染性尿細管間質性腎炎、代謝誘導性尿細管間質性疾患、混合性結合組織疾患、円柱腎症、尿酸結晶もしくはシュウ酸結晶または薬物誘導性結晶の沈着から生じ得る結晶腎症、急性細胞性尿細管間質性同種移植片拒絶、リンパ腫または移植後リンパ増殖性疾患から生じる腫瘍性浸潤性疾患、腎臓の閉塞性疾患、血管疾患、血栓性微小血管症、腎血管硬化症、アテローム塞栓性疾患、混合性結合組織疾患、結節性多発動脈炎、カルシニューリン阻害剤誘導性血管疾患、急性細胞性血管性同種移植片拒絶、急性体液性同種移植片拒絶、早期腎機能低下症(ERFD)、末期腎疾患(ESRD)、腎静脈血栓症、急性尿細管壊死、腎閉塞、急性間質性腎炎、確立された慢性腎疾患、腎動脈狭窄症、虚血性腎症、血尿症、薬物毒素誘導性慢性尿細管間質性腎炎、逆流腎症、腎臓結石、グッドパスチャー症候群、正球性正色素性貧血、腎性貧血、糖尿病性慢性腎疾患、IgG4関連疾患、フォンヒッペル-リンダウ症候群、結節性硬化症、ネフロン癆、髄質性嚢胞腎疾患、腎細胞癌、腺癌、腎芽細胞腫、リンパ腫、白血病、低シアリル化障害、慢性シクロスポリン腎症、腎再灌流傷害、腎形成異常、高窒素血症、両側性動脈閉塞、急性尿酸性腎症、血液量減少、急性両側性閉塞性尿路疾患、高カルシウム血性腎症、溶血性尿毒症症候群、急性尿貯留、悪性腎硬化症、分娩後糸球体硬化症、強皮症、非グッドパスチャー抗GBM病、顕微鏡的結節性多発動脈炎、アレルギー性肉芽腫症、急性放射線腎炎、溶連菌感染後糸球体腎炎、ワルデンシュトロームマクログロブリン血症、鎮痛薬性腎症、動静脈フィステル、動静脈移植、透析、異所性腎、海綿腎、腎性骨形成異常症、単腎症、水腎、微量アルブミン尿症、尿毒症、血尿、高脂血症、低アルブミン血症、脂肪尿、アシドーシス、および高カリウム血症のうちの1つまたは複数を有する、項目206から213のいずれか一項に記載の方法。
図1Aおよび1Bは、I型受容体およびII型受容体ポリペプチドを含む異種タンパク質複合体の2つの概略例を示す。図1Aは、1つのI型受容体融合ポリペプチドおよび1つのII型受容体融合ポリペプチドを含むヘテロ二量体のタンパク質複合体を示し、これは、各ポリペプチド鎖内に含まれる多量体化ドメインを介して共有結合的または非共有結合的にアセンブリすることができる。2つのアセンブリされた多量体化ドメインが相互作用ペアを構成し、これは誘導型であっても非誘導型であってもよい。図1Bは、図1Aで描示した通りの2つのヘテロ二量体複合体を含むヘテロ四量体タンパク質複合体について描示する。より高次の複合体も、想定することができる。
図2は、I型受容体ポリペプチド(「I」と示す)(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種由来のALK4タンパク質、例えば、配列番号9、10、19、20、42、44、47、および48、の細胞外ドメインと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるペプチド)およびII型受容体ポリペプチド(「II」と表示される)(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種由来のActRIIBタンパク質、例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46、の細胞外ドメインと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるペプチド)を含む異種タンパク質複合体の概略例を示す。例示された実施形態では、I型受容体ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C1」)を含む融合ポリペプチドの部分であり、II型受容体ポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C2」)を含む融合ポリペプチドの部分である。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、I型またはII型受容体ポリペプチドと、相互作用ペアの対応するメンバーとの間に位置付けられ得る。相互作用ペアの第1および第2のメンバーは誘導型(非対称)であってよく、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりむしろ、優先的に互いと会合することを意味し、あるいは相互作用ペアは非誘導型であってよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先性なしで互いと会合する、または自己会合することができ、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。伝統的なFc融合タンパク質および抗体は非誘導型相互作用ペアの例であり、他方、操作されたFcドメインの種類は誘導型(非対称)相互作用ペアとしてデザインされている[例えば、Spiessら、(2015) Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。
図3は、複数のActRIIBおよびActRIIAの結晶構造の合成解析に基づき、ボックスで指し示されるリガンドに直接接触することが本明細書で推定される残基を伴う、ヒトActRIIAの細胞外ドメイン(配列番号49)およびヒトActRIIBの細胞外ドメイン(配列番号2)のアラインメントを示す。
図4は、種々の脊椎動物の細胞内ドメインのないActRIIB前駆体タンパク質(それぞれ、配列番号50~55)、細胞内ドメインのないヒトActRIIA前駆体タンパク質(配列番号56)、およびコンセンサスActRII前駆体タンパク質(配列番号57)の多重配列アライメントを示す。
図5は、Clustal 2.1を使用した、ヒトIgGアイソタイプに由来するFcドメインの多重配列アラインメントを示す。ヒンジ領域は、点線の下線によって指し示されている。二重の下線は、非対称鎖ペア形成を促進するようにIgG1 Fcにおいて操作された位置と、他のアイソタイプIgG2、IgG3およびIgG4に関する対応する位置の例を指し示す。
図6は、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体タンパク質複合体についての、ActRIIB-Fcホモ二量体およびALK4-Fcホモ二量体と比較した、比較リガンド結合データを示す。各タンパク質複合体について、リガンドを、リガンドによるシグナル伝達の阻害と良好に相関する反応速度定数であるkoffによりランク付けし、結合アフィニティの降順に列挙する(最も緊密に結合したリガンドを、一番上に列挙する)。左側において、黄線、赤線、緑線、および青線は、オフ速度定数の大きさを指し示す。黒実線は、ヘテロ二量体への結合がホモ二量体と比較して増強されるかまたは不変であるリガンドを指し示すのに対し、赤破線は、ホモ二量体と比較して実質的に低減した結合を指し示す。示される通り、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、ホモ二量体と比較してアクチビンBへの結合の増強を提示し、ActRIIB-Fcホモ二量体について観察されるようなアクチビンA、GDF8、およびGDF11への強い結合を保持し、BMP9、BMP10、およびGDF3への結合の実質的な低減を呈示する。ActRIIB-Fcホモ二量体と同様に、ヘテロ二量体は、BMP6への中レベルの結合を保持する。
図7は、種々の脊椎動物種に由来するALK4細胞外ドメイン(配列番号59~65)の多重配列アライメントを示す。
図8A~8Dは、ALK4ポリペプチド(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種由来のALK4タンパク質、例えば、配列番号9、10、19、20、42、44、47、および48、の細胞外ドメインと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるペプチド)と、ActRIIBポリペプチド(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種由来のActRIIBタンパク質、例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46、の細胞外ドメインと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるペプチド)とを含むンパク質複合体の概略例を示す。 例示された実施形態では、ALK4ポリペプチド(左から右)は、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの部分であり、ActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの部分である。適当な相互作用ペアは、例えば、本明細書に記載されるものなどの重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、その短縮体および改変体を含んだ[例えば、Spiessら、(2015) Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドと、相互作用ペアの対応するメンバーとの間に位置付けられ得る。相互作用ペアの第1および第2のメンバーは非誘導型であり得、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先性なしで互いと会合する、または自己会合することができることを意味し、これらは、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得る。図8Aを参照のこと。代替的に、相互作用ペアは誘導型(非対称)ペアであり得、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりむしろ、優先的に互いと会合することを意味する。図8Bを参照のこと。より高次の複合体が構想され得る。図8Cおよび8Dを参照のこと。 同上 同上 同上
図9A~9Gは、2つのALK4ポリペプチド(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種に由来するALK4タンパク質の細胞外ドメイン、例えば、配列番号9、10、19、20、42、44、47、および48、と独立に少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)と、2つのActRIIBポリペプチド(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種に由来するActRIIBタンパク質の細胞外ドメイン、例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46、と独立に少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一である2つのポリペプチド)とを含む異種タンパク質複合体の概略例を示す。例示される実施形態9Aでは、第1のALK4ポリペプチド(左から右)は、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含み、追加の相互作用ペアの第1のメンバー(「A」)をさらに含む融合ポリペプチドの部分であり;第2のALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含み、相互作用ペアの第1のメンバー(「A」)をさらに含む融合ポリペプチドの部分である。第1のActRIIBポリペプチド(左から右)は、相互作用ペアの第2のメンバー(「B」)を含む融合ポリペプチドの部分であり;第2のActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「B」)を含む融合ポリペプチドの部分である。AおよびAは同じであってもよいし異なってもよく、BおよびBは同じであってもよいし異なってもよく、CおよびCは同じであってもよいし異なってもよい。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドと、相互作用ペアの対応するメンバーとの間、ならびに相互作用ペア間に位置付けられ得る。図9Aは非誘導型相互作用ペアの会合の例であり、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先性なしで互いと会合する、または自己会合することができ、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。例示される実施形態9Bでは、第1のActRIIBポリペプチド(左から右)は、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含み、追加の相互作用ペアの第1のメンバー(「A」)をさらに含む融合ポリペプチドの部分である。;第2のActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「B」)を含む融合ポリペプチドの部分である。第1のALK4ポリペプチド(左から右)は、相互作用ペアの第2のメンバー(「B」)を含む融合ポリペプチドの部分であり;第2のALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含み、相互作用ペアの第1のメンバー(「A」)をさらに含む融合ポリペプチドの部分である。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドと、相互作用ペアの対応するメンバーとの間、ならびに相互作用ペア間に位置付けられ得る。図9Bは誘導型(非対称)相互作用ペアの会合の例であり、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりむしろ、優先的に互いと会合することを意味する。適当な相互作用ペアは、例えば、本明細書に記載されるものなどの重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、その短縮体および改変体を含んだ[例えば、Spiessら、(2015) Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。より高次の複合体が構想され得る。図9C~9Fを参照のこと。類似の方法(特に、軽鎖および/または重鎖免疫グロブリン、その短縮体、または改変体を利用するもの)を使用して、相互作用ペアを使用して抗体FabおよびF(ab’)複合体に似たALK4:ActRIIBヘテロ二量体を作製することができる[例えば、Spiessら、(2015) Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。図9Gを参照のこと。 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上
図10Aおよび10Bは、ALK4ポリペプチド(例えば、本明細書に記載されるようなヒトまたは他の種由来のALK4タンパク質、例えば、配列番号9、10、19、20、42、44、47、および48、の細胞外ドメインと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるペプチド)、ActRIIBポリペプチド(例えば、ヒトまたは本明細書に記載されるような他の種由来のActRIIBタンパク質、例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46、の細胞外ドメインと少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%または100%同一であるペプチド)、ならびに抗体のリガンド結合ドメイン(例えば、1つまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンドに結合する抗体に由来するリガンド結合ドメイン)を含む異種タンパク質複合体の概略例を示す。例示された実施形態では、ALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含み、追加の相互作用ペアの第1のメンバー(「A」)をさらに含む融合ポリペプチドの部分である。ActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「B」)を含む融合ポリペプチドの部分である。可変重鎖(V)ポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含み、相互作用ペアの第1のメンバー(「A」)をさらに含む融合ポリペプチドの部分である。可変重鎖(V)ポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「B」)を含む融合ポリペプチドの部分である。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドと、相互作用ペアの対応するメンバーとの間、相互作用ペア間、ならびにVおよびVポリペプチドと、相互作用ペアのメンバーがとの間に位置付けられ得る。AおよびAは同じであってもよいし異なってもよく;BおよびBは同じであってもよいし異なってもよく、CおよびCは同じであってもよいし異なってもよい。適当な相互作用ペアは、例えば、本明細書に記載されるものなどの定常および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、その短縮体および改変体を含んだ[例えば、Spiessら、(2015) Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。図10Aは、誘導型(非対称)相互作用ペアの会合の例であり、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりむしろ、優先的に互いと会合することを意味する。図10Bは非誘導型相互作用ペアの会合の例であり、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先性なしで互いと会合する、または自己会合することができ、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。そのような抗体-ALK4:ActRIIB複合体は、ALK4:ActRIIBリガンドではない作用因子にさらに結合/アンタゴナイズすることが所望される状況で有用であり得る。代替的に、そのような抗体-ALK4:ActRIIB複合体は、ALK4:ActRIIBリガンド結合/アンタゴニズムをさらに増強することが所望される状況で有用であり得る。例えば、本明細書の実施例によって実証されるように、アクチビンB、アクチビンA、GDF11、およびGDF8は全て、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体に強いアフィニティで結合する。加えて、BMP6はALK4:ActRIIBヘテロ二量体に結合するが、より弱いアフィニティである。高アフィニティ結合リガンドの1つまたは複数(例えば、アクチビンB、アクチビンA、GDF11、およびGDF8)に加えてBMP6活性をアンタゴナイズすることが所望されるある特定の状況では、BMP6はALK4:ActRIIBヘテロ二量体に対する結合について打ち勝ち得る。そのような状況では、抗体のBMP6結合ドメインのALK4:ActRIIBヘテロ多量体複合体への付加は、そのようなタンパク質複合体がアクチビンB、アクチビンA、GDF11、およびGDF8の1つまたは複数に加えてBMP6をアンタゴナイズする能力を改良する。 同上

図11は、ALK4:ActRIIBシングルトラップポリペプチドの概略例を示す。ALK4:ActRIIBシングルトラップポリペプチドは、同じまたは異なる配列を有する複数のALK4ドメイン(例えば、1、2、3、4、5、6、7、9、10またはそれより多くのドメイン)および同じまたは異なる配列を有する複数のActRIIBドメイン(例えば、1、2、3、4、5、6、7、9、10またはそれより多くのドメイン)を含み得る。これらのALK4およびActRIIBドメインは任意の順序で配列されてよく、1つまたは複数のALK4およびActRIIBドメインの間に1つまたは複数のリンカードメイン位置を含み得る。そのようなリガンドトラップは、本明細書に記載の疾患または状態を処置または予防するための治療剤として使用することができる。
図12A~12Dは、少なくとも1つのALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチドを含むマルチマータンパク質複合体の概略例を示す。例示された実施形態では、12Aおよび12B、第1のALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチド(左から右)は、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの部分であり;第2のALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの部分である。CおよびCは同じであってもよいし異なってもよい。第1および第2のALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチドは同じであってもよいし異なってもよい。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチドと、相互作用ペアの対応するメンバーとの間に位置付けられ得る。適当な相互作用ペアは、例えば、本明細書に記載されるような重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、その短縮体および改変体を含んだ[例えば、 Spiessら、(2015) Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。図12Aは非誘導型相互作用ペアの会合の例であり、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先性なしで互いと会合する、または自己会合することができ、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。図12Bは誘導型(非対称)相互作用ペアの会合の例であり、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりむしろ、優先的に互いと会合することを意味する。加えて、そのようなALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチドは、同様に、1つまたは複数のALK4ポリペプチドおよび/または1つまたは複数のActRIIBポリペプチドに共有結合的または非共有結合的に会合し得る。図12Cを参照のこと。また、そのようなALK4:ActRIIB単鎖トラップポリペプチドは、同様に、1つまたは複数の抗体のリガンド結合ドメイン(例えば、1つまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンドに結合する抗体のリガンド結合ドメイン)に共有結合的または非共有結合的に会合し得る。図12Dを参照のこと。 同上 同上 同上
図13は、本明細書に記載されるようにA-204 Reporter Gene Assayによって決定した場合の比較ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体/ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体IC50データを示す。ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と同様にアクチビンA、アクチビンB、GDF8、およびGDF11シグナル伝達経路を阻害する。しかし、BMP9およびBMP10シグナル伝達経路のALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体による阻害は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と比較して著明に低減した。これらのデータは、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体が対応するActRIIB:ActRIIBホモ二量体と比較してアクチビンA、アクチビンB、GDF8、およびGDF11のより選択的なアンタゴニストであることを実証する。
図14A~14Cは、片側尿管閉塞(UUO)に供したマウス腎臓に由来する、線維化遺伝子(Col1a1、フィブロネクチン、PAI-1、CTGF、およびa-SMA)、炎症遺伝子(TNF-アルファおよびMCP1)、サイトカイン遺伝子(TGF-β1、GF-ベータ2、TGF-β3、およびアクチビンA)、腎傷害遺伝子(NGAL)、低酸素誘導因子-1アルファ(HIF1a)、およびアクチビンA受容体(Acvr2A)についての遺伝子発現プロファイルを示す。対側の非施術腎に由来する試料を、対照(Ctrl)として使用した。遺伝子発現プロファイルは、手術後17日目に得た。手術後3、7、10、および14日目において、マウスに、PBSまたはALK4-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体のいずれかを投与した。($)は、PBSだけを投与されたマウスの17日目におけるUUO腎と、比較したALK7-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体を投与されたマウスの17日目におけるUUO腎との間の統計学的差違を表す。(@)は、転写物が検出されなかったことを表す。 同上 同上
1.概観
部分的に、本開示は、TGFβスーパーファミリーI型受容体ポリペプチドおよびTGFβスーパーファミリーII型受容体ポリペプチドを含むヘテロ多量体、その使用、およびそのようなヘテロ多量体を作製する方法に関連する。例えば、図1および2を参照のこと。ある特定の好ましい実施形態では、ヘテロ多量体は、TGFβスーパーファミリーI型受容体ポリペプチドの細胞外ドメインおよびTGFβスーパーファミリーII型受容体ポリペプチドの細胞外ドメインを含む。特に、本開示は、ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体を提供する。好ましくは、そのようなALK4ポリペプチドはALK4受容体のリガンド結合ドメインを含み、そのようなActRIIBポリペプチドはActRIIB受容体のリガンド結合ドメインを含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するホモ多量体の試料と比較して変更されたTGFβスーパーファミリーリガンド結合プロファイル/特異性を有する(例えば、ActRIIB:ActRIIBホモ二量体またはALK4:ALK4ホモ二量体と比較したALK4:ActRIIBヘテロ二量体)。
TGF-βスーパーファミリーは、TGF-β、アクチビン、Nodal、骨形成遺伝子タンパク質(BMP)、増殖分化因子(GDF)、および抗ミュラー管ホルモン(AMH)を含む、30を超える分泌因子から構成される[Weissら(2013年)、Developmental Biology、2巻(1号):47~63頁]。スーパーファミリーのメンバーであって、脊椎動物および非脊椎動物のいずれにおいても見出されるメンバーは、多様な組織内で遍在的に発現し、動物の寿命を通して発生の最早期に機能する。実際、TGF-βスーパーファミリータンパク質は、幹細胞の自己再生、原腸形成、分化、器官の形態形成、および成体組織のホメオスタシスの鍵となるメディエーターである。TGF-βスーパーファミリーによるシグナル伝達の異常が、例えば、自己免疫疾患、心血管疾患、線維性疾患、およびがんを含む広範にわたるヒト病態と関連することは、この活性の遍在性と符合する。
TGF-βスーパーファミリーのリガンドは、1つの単量体の中央3-1/2ターンヘリックスが、他の単量体のベータ-ストランドにより形成される凹部表面に対してパッキングされる、同じ二量体構造を共有する。TGF-βファミリーメンバーの大半は、分子間ジスルフィド結合によりさらに安定化される。このジスルフィド結合は、「システインノット」モチーフと称されるモチーフを生成する他の2つのジスルフィド結合により形成されるリングを横切る[Linら(2006年)、Reproduction、132巻:179~190頁;およびHinckら(2012年)、FEBS Letters、586巻:1860~1870頁]。
TGF-βスーパーファミリーのシグナル伝達は、I型およびII型のセリン/スレオニンキナーゼ受容体の異種複合体(heteromeric complex)によって媒介され、これらは、リガンド刺激の際に、下流のSMADタンパク質(例えば、SMADタンパク質1、2、3、5、および8)をリン酸化および活性化する[Massague、2000年、Nat.Rev.Mol.Cell Biol.1巻:169~178頁]。これらのI型およびII型受容体は、システインリッチな領域を持つリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および、予測セリン/スレオニンキナーゼ特異性を持つ細胞質ドメインから構成される膜貫通タンパク質である。概して、I型受容体は、細胞内シグナル伝達を媒介する一方、II型受容体は、TGF-βスーパーファミリーリガンドの結合に必要とされる。I型およびII型の受容体は、リガンド結合後に安定な複合体を形成し、II型受容体によるI型受容体のリン酸化をもたらす。
TGF-βファミリーは、結合するI型受容体と、活性化させるSmadタンパク質とに基づき、系統発生上の2つの分枝に分けることができる。1つは、近年進化した分枝であり、例えば、TGF-β、アクチビン、GDF8、GDF9、GDF11、BMP3およびNodalを含み、これは、Smad2および3を活性化するI型受容体を介してシグナル伝達する[Hinck (2012) FEBS Letters 586:1860-1870]。他の分枝は、スーパーファミリーのより遠い関連タンパク質を含み、例えば、BMP2、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF1、GDF5、GDF6、およびGDF7を含み、これは、Smad1、5、および8を介してシグナル伝達する。
TGF-βアイソフォームは、TGF-βスーパーファミリーの基礎となるメンバーであり、そのうち、哺乳動物では、TGF-β1、TGF-β2、およびTGF-β3と表示される3つのアイソフォームが公知である。生物活性な成熟TGF-βリガンドは、ホモ二量体として機能し、主に、I型受容体であるALK5を介してシグナル伝達するが、加えてまた、内皮細胞内のALK1を介してもシグナル伝達することが見出されている[Goumansら(2003年)、Mol Cell、12巻(4号):817~828頁]。TGF-β1は、最も夥多であり、かつ、遍在的に発現するアイソフォームである。TGF-β1は、創傷治癒において重要な役割を果たすことが公知であり、恒常的に活性なTGF-β1トランス遺伝子を発現するマウスは、線維症を発症する[Clouthierら(1997年)、J Clin. Invest.、100巻(11号):2697~2713頁]。TGF-β1はまた、T細胞の活性化および調節性T細胞の維持にも関与する[Liら(2006年)、Immunity、25巻(3号):455~471頁]。TGF-β2の発現は、ヒト神経膠芽腫細胞において最初に説明されたが、胚神経系のニューロン内および星状膠細胞内で生じる。TGF-β2は、Tリンパ球のインターロイキン2依存性増殖を抑制することが公知である。TGF-β3は当初、ヒト横紋筋肉腫細胞系から単離され、以来、肺腺癌および腎癌細胞系において見出されている。TGF-β3は、口蓋および肺の形態形成に重要であることが公知である[Kubiczkovaら(2012年)、Journal of Translational Medicine、10巻:183頁]。
アクチビンは、TGF-βスーパーファミリーのメンバーであり、当初、濾胞刺激ホルモンの分泌の調節因子として発見されたが、その後、多様な生殖的および非生殖的役割が特徴付けられている。2つの近縁のβサブユニットのホモ/ヘテロ二量体(それぞれ、ββ、ββ、およびββ)である、3つの主要なアクチビン形態(A、B、およびAB)が存在する。ヒトゲノムはまた、主に肝臓内で発現する、アクチビンCおよびアクチビンEもコードし、βまたはβを含有するヘテロ二量体形態もまた公知である。TGF-βスーパーファミリーにおいて、アクチビンは、卵巣および胎盤の細胞におけるホルモン生成を刺激し得、神経細胞の生存を支援し得、細胞周期の進行に対して細胞型に依存して正もしくは負に影響を及ぼし得、そして、少なくとも両生類の胚において中胚葉分化を誘導し得る、独特かつ多機能の作用因子である[DePaoloら(1991年)、Proc Soc Ep Biol Med.198巻:500~512頁;Dysonら(1997年)、Curr Biol.7巻:81~84頁;およびWoodruff(1998年)、Biochem Pharmacol.55巻:953~963頁]。いくつかの組織では、アクチビンのシグナル伝達は、その関連するヘテロ二量体であるインヒビンによってアンタゴナイズされる。例えば、下垂体からの卵胞刺激ホルモン(FSH)分泌の制御において、アクチビンは、FSHの合成および分泌を促進するが、インヒビンは、FSHの合成および分泌を低減する。アクチビンの生活性を調節し得、そして/または、アクチビンに結合し得る他のタンパク質としては、フォリスタチン(FS)、フォリスタチン関連タンパク質(FSRP、FLRGまたはFSTL3としても公知)およびα-マクログロブリンが挙げられる。
本明細書で記載される通り、「アクチビンA」に結合する作用因子は、単離βサブユニットの文脈であれ、二量体の複合体(例えば、ββホモ二量体またはββヘテロ二量体)としてであれ、βサブユニットに特異的に結合する作用因子である。ヘテロ二量体の複合体(例えば、ββヘテロ二量体)の場合、「アクチビンA」に結合する作用因子は、βサブユニット内に存在するエピトープには特異的であるが、複合体のβ以外のサブユニット(例えば、複合体のβサブユニット)内に存在するエピトープには結合しない。同様に、「アクチビンA」にアンタゴナイズする(これを阻害する)本明細書で開示される作用因子は、単離βサブユニットの文脈であれ、二量体の複合体(例えば、ββホモ二量体またはββヘテロ二量体)としてあれ、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性を阻害する作用因子である。ββヘテロ二量体の場合、「アクチビンA」を阻害する作用因子は、βサブユニットの1つまたは複数の活性を特異的に阻害するが、複合体のβ以外のサブユニット(例えば、複合体のβサブユニット)の活性は阻害しない作用因子である。この原則はまた、「アクチビンB」、「アクチビンC」、および「アクチビンE」に結合し、かつ/またはこれらを阻害する作用因子にも当てはまる。「アクチビンAB」にアンタゴナイズする本明細書で開示される作用因子は、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性と、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性とを阻害する作用因子である。同じ原則が、「アクチビンAC」、「アクチビンBC」、「アクチビンAE」および「アクチビンBE」に結合し、かつ/またはこれらを阻害する作用因子にも当てはまる。
Nodalタンパク質は、中胚葉および内胚葉の誘導および形成における機能のほか、初期胚発生における心臓および胃など、体軸構造(axial structure)の後続の組織化における機能も有する。発生しつつある脊椎動物の胚内の背側組織は主に、脊索および前索板の体軸構造に寄与する一方で、体軸構造以外の胚構造を形成するように、周囲の細胞を動員することが実証されている。Nodalは、I型受容体およびII型受容体の両方ならびにSMADタンパク質として公知の細胞内エフェクターを介して、シグナル伝達すると考えられている。研究は、ActRIIAおよびActRIIBは、NodalのII型受容体として機能するという考えを裏付ける[Sakumaら(2002年)、Genes Cells.、2002年、7巻:401~12頁]。Nodalリガンドは、それらの補因子(例えば、CriptoまたはCriptic)と相互作用して、アクチビンI型受容体およびアクチビンII型受容体を活性化させ、これにより、SMAD2をリン酸化することが示唆される。Nodalタンパク質は、初期脊椎動物胚に極めて重要な多くのイベントであって、中胚葉形成、前部パターン形成、および左右体軸の指定を含むイベントに関与している。実験的証拠により、Nodalシグナル伝達は、アクチビンおよびTGFβに特異的に応答することが既に示されているルシフェラーゼレポーターである、pAR3-Luxを活性化させることが実証されている。しかし、Nodalは、骨形成性タンパク質に対して特異的に応答するレポーターである、pTlx2-Luxを誘導することは不可能である。近年の結果は、Nodalシグナル伝達は、TGFβおよびアクチビンによるシグナル伝達も媒介するSMAD2およびSMAD3に媒介されるという直接的な生化学的証拠を提示する。さらなる証拠により、Nodalシグナル伝達には、細胞外タンパク質CriptoまたはCripticを要することが示されており、これにより、Nodalシグナル伝達は、アクチビンシグナル伝達またはTGFβシグナル伝達と顕著に異なっている。
BMPおよびGDFは、併せて、TGF-βスーパーファミリーの特徴的折り畳みを共有するシステインノットサイトカインのファミリーを形成する[Riderら(2010年)、Biochem J.、429巻(1号):1~12頁]。このファミリーは、例えば、BMP2、BMP4、BMP6、BMP7、BMP2a、BMP3、BMP3b(GDF10としても公知)、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8、BMP8a、BMP8b、BMP9(GDF2としても公知)、BMP10、BMP11(GDF11としても公知)、BMP12(GDF7としても公知)、BMP13(GDF6)、BMP14(GDF5としても公知)、BMP15、GDF1、GDF3(VGR2としても公知)、GDF8(ミオスタチンとしても公知)、GDF9、GDF15およびdecapentaplegicを含む。骨形成を誘導する能力であって、BMPにそれらの名称を与えた能力のほか、BMP/GDFは、広範にわたる組織の発達における形態形成活性も提示する。BMP/GDFホモおよびヘテロ二量体は、I型およびII型受容体の二量体の組合せと相互作用して、複数の可能なシグナル伝達複合体をもたらし、SMAD転写因子の2つの競合するセットのうちの1つを活性化させる。BMP/GDFは、高度に特異的で、局在化された機能を有する。これらは、BMP/GDF発現の発達上の制限を含む多数の形で調節されており、高アフィニティでサイトカインに結合するいくつかの特異的BMPアンタゴニストタンパク質の分泌を介して調節されている。興味深いことに、これらの多数のアンタゴニストは、TGF-βスーパーファミリーのリガンドに相似している。
増殖および分化因子8(GDF8)は、ミオスタチンとしても公知であり、骨格筋量の負の調節因子である。GDF8は、発生中および成体中の骨格筋において高度に発現する。遺伝子導入マウスにおけるGDF8欠失変異は、骨格筋の顕著な肥大および過形成を特徴とする[McPherronら、Nature(1997年)、387巻:83~90頁]。骨格筋量の同様の増加は、ウシおよび、驚くべきことに、ヒト[Ashmoreら(1974年)、Growth、38巻:501~507頁;SwatlandおよびKieffer、J. Anim. Sci.、(1994年)38巻:752~757頁;McPherronおよびLee、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、(1997年)94巻:12457~12461頁;Kambadurら、Genome Res.、(1997年)7巻:910~915頁;およびSchuelkeら(2004年)、N Engl J Med、350巻:2682~8頁]におけるGDF8の天然に存在する変異において明らかである。研究は、ヒトにおけるHIV感染に関連する筋肉消耗には、GDF8タンパク質の発現の増加が随伴することも示している[Gonzalez-Cadavidら、PNAS、(1998年)95巻:14938~43頁]。加えて、GDF8は、筋肉特異的酵素(例えば、クレアチンキナーゼ)の生成を調節することが可能であり、筋芽細胞の増殖を調節し得る[国際特許出願公開第WO00/43781号]。GDF8プロペプチドは、成熟GDF8ドメイン二量体に非共有結合的に結合し、その生物活性を不活性化することができる[Miyazonoら(1988年)、J. Biol. Chem.、263巻:6407~6415頁;Wakefieldら(1988年)、J. Biol. Chem.、263巻:7646~7654頁;およびBrownら(1990年)、Growth Factors、3巻:35~43頁]。GDF8または構造的に関連するタンパク質に結合し、それらの生物活性を阻害する他のタンパク質として、フォリスタチン、および、潜在的に、フォリスタチン関連タンパク質が挙げられる[Gamerら(1999年)、Dev. Biol.、208巻:222~232頁]。
BMP11としても公知のGDF11は、マウス発生時に尾芽、肢芽、上顎弓および下顎弓、ならびに後根神経節において発現する分泌タンパク質である[McPherronら(1999年)、Nat. Genet.、22巻:260~264頁;およびNakashimaら(1999年)、Mech. Dev.、80巻:185~189頁]。GDF11は、中胚葉組織および神経組織の両方のパターン形成において、固有の役割を果たす[Gamerら(1999年)、Dev Biol.、208巻:222~32頁]。GDF11は、発生中のニワトリの肢における軟骨形成および筋発生の負の調節因子であることが示された[Gamerら(2001年)、Dev Biol.、229巻:407~20頁]。筋内のGDF11の発現はまた、GDF8と同様の方式での筋肉の増殖の調節におけるその役割も示唆する。加えて、脳内のGDF11の発現は、GDF11はまた、神経系の機能に関連する活性を有し得ることを示唆する。興味深いことに、GDF11は、嗅上皮における神経発生を阻害することも見出された[Wuら(2003年)、Neuron、37巻:197~207頁を参照]。よって、阻害剤であるGDF11は、筋疾患および神経変性疾患(例えば、筋委縮性側索硬化症)などの疾患を処置するのに、インビトロおよびインビボにおいて適用することができる。
骨形成性タンパク質1(OP-1)とも呼ばれるBMP7は、軟骨および骨の形成を誘導することが周知である。加えて、BMP7は、広範にわたる生理プロセスも調節する。例えば、BMP7は、上皮骨形成現象の一因となる、骨誘導因子であり得る。また、BMP7がカルシウムの調節および骨のホメオスタシスにおいても役割を果たすことも見出されている。アクチビンと同様に、BMP7も、II型受容体であるActRIIAおよびActRIIBに結合する。しかし、BMP7とアクチビンとは、異なるI型受容体を動員して、ヘテロマーの受容体複合体となる。観察されるBMP7の主要なI型受容体が、ALK2であったのに対し、アクチビンはもっぱらALK4(ActRIIB)に結合した。BMP7とアクチビンとは、顕著に異なる生体応答を誘発し、異なるSMAD経路を活性化させた[Macias-Silvaら(1998年)、J Biol Chem.、273巻:25628~36頁]。
本明細書で記載される通り、比較結合データは、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、結合プロファイル(リガンド選択性)が対応するActRIIBホモ二量体またはALK4ホモ二量体と比較して変更されることを実証した。特に、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、ホモ二量体と比較してアクチビンBへの結合の増強を提示し、ActRIIBホモ二量体について観察されるようなアクチビンA、GDF8、およびGDF11への強い結合を保持する。しかし、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、ActRIIBホモ二量体と比較してBMP9、BMP10、およびGDF3への結合の実質的な低減を呈示する。特に、BMP9は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体に対して低度のアフィニティを提示するか、または観察可能なアフィニティを提示しないが、このリガンドは、ActRIIBホモ二量体には強く結合する。
したがって、これらの結果は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体が、ActRIIBホモ二量体と比較してアクチビンA、アクチビンB、GDF8、およびGDF11のより選択的なアンタゴニスト(インヒビター)であることを実証する。したがって、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、そのような選択的アンタゴニズムが有利であるある特定の適用において、ActRIIBホモ二量体より有用である。例として、1つまたは複数のアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAC、アクチビンAB)、GDF8、およびGDF11のアンタゴニズムを保持し、BMP9、BMP10、およびBMP6の1つまたは複数のアンタゴニズムは最小化することが所望される治療適用が挙げられる。
さらに、本明細書で記載されるように、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、骨格筋および骨に対する有益な同化効果、ならびに脂肪組織に対する異化効果であって、ActRIIBホモ二量体の効果と非常に類似する効果を及ぼす。しかし、ActRIIBホモ二量体と異なり、ActRIIB:ALK4ヘテロ二量体は、BMP9およびBMP10には、低アフィニティまたは一過性の結合を呈示するに過ぎないので、血管新生など、これらのリガンドにより媒介されるプロセスに対しては、ほとんど~全く共時的な阻害を示さない。この新規の選択性は、例えば、筋肉および骨に対する刺激性効果、ならびに脂肪に対する阻害性効果は必要とするが、血管新生の変更は必要としない患者の処置において有用となる。
本明細書中で使用される用語は、一般に、本開示の文脈の範囲内で、かつ、各々の用語が使用される特定の文脈において、当該分野におけるその通常の意味を有する。本開示の組成物および方法、ならびに、これらの作製方法および使用方法の記載において、専門家にさらなる案内を提供するために、特定の用語が以下または本明細書中の他の場所で論じられている。用語の任意の使用の範囲および意味は、それが使用される特定の文脈から明らかである。
「へテロマー」または「ヘテロ多量体」という用語は、少なくとも第1のポリペプチド鎖と、第2のポリペプチド鎖とを含む複合体であって、第2のポリペプチド鎖のアミノ酸配列が、第1のポリペプチド鎖と、少なくとも1つのアミノ酸残基だけ異なる複合体を指す。へテロマーは、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖により形成される「ヘテロ二量体」を含む場合もあり、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖に加えて、1つまたは複数のポリペプチド鎖が存在するより高次の構造を形成する場合もある。ヘテロ多量体の例示的な構造として、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体、およびさらなるオリゴマー構造が挙げられる。本明細書では、ヘテロ二量体を、X:Yまたは、これと同義に、X-Yと表示する[表示中、Xは第1のポリペプチド鎖を表し、Yは第2のポリペプチド鎖を表す]。本明細書では、より高次のへテロマーおよびオリゴマー構造を対応する形式で表示する。ある特定の実施形態では、ヘテロ多量体は、組換え(例えば、1つまたは複数のポリペプチド構成要素が、組換えタンパク質であり得る)であり、単離されており、かつ/または精製されている。
「相同」は、そのあらゆる文法的な形態および語の綴りのバリエーションにおいて「共通する進化的起源」を有する2つのタンパク質間の関係を指し、同じ生物種のスーパーファミリーからのタンパク質ならびに異なる生物種からの相同タンパク質を含む。このようなタンパク質(およびこれをコードする核酸)は、%同一性の観点であれ、特定の残基もしくはモチーフおよび保存された位置の存在によるものであれ、その配列類似性によって反映されるように、配列の相同性を有する。しかし、一般的な用法およびこの出願において、用語「相同」は、「高度に」のような副詞で修飾されるとき、配列の類似性を指す場合があり、そして、共通する進化の起源に関連していてもしていなくてもよい。
用語「配列類似性」は、そのあらゆる文法的な形態において、共通する進化の起源を共有している場合も共有していない場合もある、核酸もしくはアミノ酸配列間の同一性もしくは対応性の程度をいう。
参照ポリペプチド(またはヌクレオチド)配列に照らした「配列同一性パーセント(%)」とは、配列を決定し、必要な場合、最大の配列同一性パーセントを達成するようにギャップを導入した後における、保存的置換は配列同一性の一部と考えない場合の、候補配列内のアミノ酸残基(または核酸)の百分率であって、参照ポリペプチド(ヌクレオチド)配列内のアミノ酸残基(または核酸)と同一であるアミノ酸残基(または核酸)の百分率と定義される。アミノ酸配列同一性パーセントを決定することを目的とするアラインメントは、当該分野の技術の範囲内にある種々の方式で、例えば、BLASTソフトウェア、BLAST-2ソフトウェア、ALIGNソフトウェア、またはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなど、一般に利用可能なコンピュータソフトウェアを使用して達成することができる。当業者は、配列を決定するのに適切なパラメータであって、比較される配列の全長にわたり最大のアラインメントを達成するのに必要とされる、任意のアルゴリズムを含むパラメータを決定することができる。しかし、本明細書の目的では、アミノ酸(核酸)配列同一性%値は、配列比較コンピュータプログラムである、ALIGN-2を使用して生成する。ALIGN-2配列比較コンピュータプログラムは、Genentech,Inc.により作成され、ソースコードは、使用説明書と共に、米国著作権局、Washington D.C.、20559に提出され、ここで、米国著作権登録第TXU510087号として登録されている。ALIGN-2プログラムは、Genentech,Inc.、South San Francisco、Calif.から一般に利用可能であるが、ソースコードからコンパイルすることもできる。ALIGN-2プログラムは、デジタルUNIX V4.0Dを含む、UNIX(登録商標)オペレーティングシステム上の使用のためにコンパイルされるべきである。全ての配列比較パラメータは、ALIGN-2プログラムにより設定され、変化しない。
本明細書で使用される場合、そうでないと記述しない限り、「Xに実質的に結合しない」とは、「X」に対する作用因子のKが、約10-7より大きい、10-6より大きい、10-5より大きい、10-4より大きい、またはそれより大きい(例えば、Kを決定するのに使用されるアッセイにより検出可能でない結合)を意味することが意図され、ここで「X」はタンパク質または核酸などの特定された作用因子である。
その全ての文法的形態において、「アゴナイズ」とは、タンパク質および/もしくは遺伝子を活性化させる(例えば、そのタンパク質の遺伝子発現を活性化させるか、もしくは増幅することにより、または不活性タンパク質を活性状態に入るように誘導することにより)か、またはタンパク質および/もしくは遺伝子の活性を増大させる過程を指す。
その全ての文法的形態において、「アンタゴナイズ」とは、タンパク質および/もしくは遺伝子を阻害する(例えば、そのタンパク質の遺伝子発現を阻害するか、もしくは減少させることにより、または活性タンパク質を不活性状態に入るように誘導することにより)か、またはタンパク質および/もしくは遺伝子の活性を減少させる過程を指す。
本明細書および特許請求の範囲を通して数値と関連して使用される場合の「約」および「およそ」という用語は、当業者にとって馴染みがあり、許容可能な、正確さの区間を表す。一般に、このような正確さの区間は、±10%である。代替的に、特に、生物学的系では、「約」および「およそ」という用語は、ある大きさの程度内、好ましくは、所与の値の≦5倍であり、より好ましくは、≦2倍以内である値を意味し得る。
本明細書で開示される数値範囲は、範囲を規定する数について包含的である。
「1つの(a)」および「1つの(an)」という用語は、その用語が使用される文脈によりそうでないことが明らかに指示されるのでない限り、複数の言及を含む。本明細書では、「1つの(a)」(または「1つの(an)」)という用語、ならびに「1つまたは複数の」および「少なくとも1つの」という用語を、互換的に使用することができる。さらに、本明細書で使用される場合の「および/または」とは、2つまたはこれを超える指定された特色または構成要素であって、他の特色または構成要素を伴うかまたは伴わない特色または構成要素の各々を具体的に開示するものとして理解されるものとする。したがって、本明細書において、「Aおよび/またはB」などの語句において使用される「および/または」という用語は、「AおよびB」、「AまたはB」、「A」(単独)、および「B」(単独)を含むことを意図する。同様に、「A、B、および/またはC」などの語句において使用される「および/または」という用語は、以下の態様:A、B、およびC;A、B、またはC;AまたはC;AまたはB;BまたはC;AおよびC;AおよびB;BおよびC;A(単独);B(単独);ならびにC(単独)の各々を包摂することを意図する。
本明細書を通して、「~を含む(comprise)」という語、または「~を含む(comprises)」もしくは「~を含むこと(comprising)」などの変化形は、言明された整数または整数の群の包含を含意するものであり、他のいずれの整数または整数の群の除外も含意するものではないと理解される。
2.ALK4:ActRIIBアンタゴニスト
本明細書において記載されるように、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、TGF-βスーパーファミリーのリガンドの固有のアンタゴニストであり、対応するActRIIBおよびALK4ホモ二量体と比較して異なるリガンド結合プロファイル/選択性を呈することが見出された。特に、例示的なALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、いずれのホモ二量体と比較してもアクチビンBに対する結合の増強を提示し、ActRIIBホモ二量体で観察されるようなアクチビンA、GDF8、およびGDF11に対する強い結合を保持したが、BMP9、BMP10、およびGDF3に対する実質的に低減された結合を呈示する。実際、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、BMP9に対して低度~観察できないアフィニティを提示するが、このリガンドはActRIIBホモ二量体に強く結合する。図6を参照のこと。したがって、これらの結果は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体が、ActRIIBホモ二量体と比較してTGF-βスーパーファミリーのある特定のリガンドのより選択的なアンタゴニスト(インヒビター)であることを実証する。したがって、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、そのような選択的アンタゴニズムが有利であるある特定の適用において、ActRIIBホモ二量体より有用である。例として、1つまたは複数のアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF8、およびGDF11をアンタゴナイズし、BMP9、BMP10、およびGDF3の1つまたは複数のアンタゴニズムは減少されることが所望される治療適用が挙げられる。
さらに、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、その2つの複合体の差示的なリガンド選択性にもかかわらず、ActRIIBホモ二量体と酷似したある特定の生物学的影響をもたらした。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、ActRIIB-Fcホモ二量体に酷似した有益な骨格筋および骨に対する同化効果、ならびに脂肪組織に対する異化効果を示す。しかし、ActRIIBホモ二量体と異なり、ActRIIB:ALK4ヘテロ二量体は、BMP9およびBMP10に対して低アフィニティまたは一過性の結合のみを示すので、それらのリガンドによって媒介される血管新生などのプロセスに対してほとんど~全く共時的な阻害を有しないはずである。この新規の選択性は、例えば、筋肉および骨に対する刺激効果、および/または脂肪に対する阻害効果を必要とするが、血管新生の変更は必要ない患者の処置に有用であり得る。したがって、特定の作用機構に束縛されることを望むものではないが、少なくとも1つのまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンドに結合し/阻害するALK4:ActRIIBヘテロ多量体、ならびにその改変体は、有益な骨格筋および骨に対する同化効果および脂肪組織に対する異化効果を促進するための有用な作用因子であることが予測される。さらに、本明細書に記載のALK4:ActRIIBヘテロ二量体の結合/阻害特性を模倣する他のアンタゴニスト(インヒビター)またはアンタゴニストの組み合わせ、ならびにALK4および/またはActRIIB受容体を直接的または間接的にアンタゴナイズする作用因子、ALK4および/またはActRIIB結合リガンドを直接的または間接的にアンタゴナイズする作用因子、下流のシグナル伝達メディエーター(例えば、Smad)を直接的または間接的にアンタゴナイズする作用因子、および/またはTGFβスーパーファミリー共受容体を直接的または間接的にアンタゴナイズする作用因子は、例えば、および骨に対する刺激効果ならびに脂肪に対する阻害効果を含む同様の生物学的効果を有することが予測される。これらのアンタゴニスト性模倣物は、本明細書において「ALK4:ActRIIBアンタゴニスト」または「ALK4:ActRIIBインヒビター」と総称される。
A.ALK4:ActRIIBヘテロ多量体
ある特定の態様では、本開示は、1つまたは複数のALK4受容体ポリペプチド(例えば、配列番号9、10、19、20、42、44、47および48)および1つまたは複数のActRIIB受容体ポリペプチド(例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46)を含むヘテロ多量体に関連し、これは、本明細書において、一般に、「ALK4:ActRIIBヘテロ多量体複合体」または「ALK4:ActRIIBヘテロ多量体」と称される。好ましくは、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は可溶性であり、例えば、ヘテロ多量体は、ALK4受容体の可溶性部分(ドメイン)およびActRIIB受容体の可溶性部分(ドメイン)を含み得る。概して、ALK4およびActRIIBの細胞外ドメインは、これらの受容体の可溶性部分に対応する。したがって、一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、ALK4受容体の細胞外ドメインおよびActRIIB受容体の細胞外ドメインを含む。例の細胞外ドメインALK4およびActRIIB受容体は、本明細書に開示されており、そのような配列、ならびにそのフラグメント、機能的改変体、および改変形態が、本開示の発明に従って使用され得る(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体組成物およびその使用)。本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体として、例えば、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体およびより高次のオリゴマー構造が挙げられる。例えば、図1、2、および8~10を参照のこと。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のヘテロ多量体はALK4:ActRIIBヘテロ二量体である。
好ましくは、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAC、アクチビンAB、アクチビンBC、アクチビンAE、およびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、GDF3、およびBMP10の1つまたは複数に結合することができる。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンAに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンCに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンEに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンABに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンACに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンAEに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBCに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、アクチビンBEに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体はGDF11に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体はGDF8に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体はBMP6に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体はGDF3に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体はBMP10に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、BMP9およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体の間の一過性の性質に起因して確定できないKまたはKを有する)。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより強いアフィニティでアクチビンBに結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでGDF3に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでBMP9に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより弱いアフィニティでBMP10に結合する。任意選択で、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP7、BMP8a、BMP8b、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF9b/BMP15、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、Nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLeftyの1つまたは複数にさらに結合することができる。
一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を使用して1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンドによって媒介されるシグナル伝達(例えば、Smad2/3および/またはSmad1/5/8シグナル伝達)を阻害(アンタゴナイズ)することができる。特に、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体を使用して、例えば、本明細書に記載されるものなどの細胞ベースのアッセイにおいて1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンドによって細胞内シグナル伝達を阻害することができる。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいて1つまたは複数のアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAC、アクチビンAB、アクチビンBC、アクチビンAE、およびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、GDF3、およびBMP10によって媒介されるシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンAシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンCシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンDシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンEシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンABシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンACシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBCシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンAEシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてアクチビンBEシグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF11シグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF8シグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP6シグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてGDF3シグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP9シグナル伝達の活性を阻害し得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP9シグナル伝達を阻害しないか、または実質的に阻害しない。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるアクチビンBシグナル伝達のより強いインヒビターである。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるBMP10シグナル伝達のより弱いインヒビターである。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるGDF3シグナル伝達のより強いインヒビターである。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、対応するActRIIBホモ多量体と比較して細胞ベースのアッセイにおけるBMP9シグナル伝達のより強いインヒビターである。任意選択で、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、細胞ベースのアッセイにおいてBMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP7、BMP8a、BMP8b、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF9b/BMP15、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、Nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLeftyの活性の1つまたは複数による細胞内シグナル伝達をさらに阻害し得る。
本明細書で使用する場合、用語「ActRIIB」とは、任意の種に由来するアクチビン受容体IIB型(ActRIIB)タンパク質のファミリーと、変異誘発または他の改変によるこのようなActRIIBタンパク質に由来する改変体とを指す。本明細書におけるActRIIBに対する言及は、現在同定されている形態のうちの任意の1つに対する言及であるものと理解される。ActRIIBファミリーのメンバーは、一般に、システインリッチな領域を含むリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメインおよび予測セリン/スレオニンキナーゼ活性を持つ細胞質ドメインから構成される、膜貫通タンパク質である。
用語「ActRIIBポリペプチド」は、ActRIIBファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチド、ならびに、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体およびペプチド模倣形態を含む)を含むポリペプチドを包含する。このような改変体ActRIIBポリペプチドの例は、本開示を通して提供されるほか、参照によりその全体において本明細書に組み込まれる、国際特許出願公開第WO2006/012627号、同第WO2008/097541号および同第WO2010/151426号においても提供されている。本明細書で記載される、全てのActRIIB関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、そうでないことが具体的に指示されない限りにおいて、下記で提供される、ヒトActRIIB前駆体のタンパク質配列(配列番号1)の番号付けに基づく。
ヒトActRIIB前駆体のタンパク質配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000001
シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示し、潜在的な、内因性N-連結グリコシル化部位は、二重下線で指し示す。
プロセシング後の(成熟)細胞外ActRIIBポリペプチド配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000002
一部の実施形態では、タンパク質は、N末端における「SGR・・・」配列により生成することができる。細胞外ドメインのC末端「テール」は、一重下線で指し示す。「テール」を欠失させた配列(Δ15配列)は、以下の通りである。
Figure 0007055637000003
配列番号1の64位においてアラニン(A64)を有するActRIIBの形態についてはまた、文献、例えば、Hildenら(1994年)、Blood、83巻(8号):2163~2170頁を参照されたい、においても報告されている。本出願人らは、A64置換を有するActRIIBの細胞外ドメインを含むActRIIB-Fc融合タンパク質は、アクチビンおよびGDF11に対するアフィニティが比較的低いことを確認した。これに対し、64位においてアルギニン(R64)を有する、同じActRIIB-Fc融合タンパク質は、アクチビンおよびGDF11に対するアフィニティが、低nM~高pMの範囲である。したがって、R64を有する配列を、本開示におけるヒトActRIIBのための「野生型」参照配列として使用する。
64位においてアラニンを有するActRIIBの形態は、以下の通りである。
Figure 0007055637000004
シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
代替的なA64形態の、プロセシング後の(成熟)細胞外ActRIIBポリペプチド配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000005
一部の実施形態では、タンパク質は、N末端における「SGR・・・」配列により生成することができる。細胞外ドメインのC末端「テール」は、一重下線で指し示す。「テール」を欠失させた配列(Δ15配列)は、以下の通りである。
Figure 0007055637000006
ヒトActRIIB前駆体タンパク質をコードする核酸配列であって、ActRIIB前駆体のアミノ酸1~513をコードする、Genbank参照配列NM_001106.3のヌクレオチド25~1560を表す核酸配列を、下記(配列番号7)に示す。示される配列は、64位においてアルギニンを提示するが、代わりに、アラニンを提示するように改変することができる。シグナル配列に下線を付す。
Figure 0007055637000007
プロセシング後のヒト細胞外ActRIIBポリペプチドをコードする核酸配列は、以下(配列番号8)の通りである。示される配列は、64位においてアルギニンを提示するが、代わりに、アラニンを提示するように改変することができる。
Figure 0007055637000008
ヒトActRIIB細胞外ドメインおよびヒトActRIIA細胞外ドメインのアミノ酸配列のアラインメントを、図3に例示する。このアラインメントは、両方の受容体内のアミノ酸残基であって、ActRIIリガンドに直接接触すると考えられるアミノ酸残基を指し示す。例えば、複合ActRII構造は、ActRIIB-リガンドの結合ポケットが、部分的に、残基Y31、N33、N35、L38~T41、E47、E50、Q53~K55、L57、H58、Y60、S62、K74、W78~N83、Y85、R87、A92、およびE94~F101により規定されることを指し示した。これらの位置では、保存的変異が許容されることが予測される。
加えて、ActRIIBは、完全に保存された細胞外ドメインの大きな連なりを伴って、脊椎動物間で良好に保存されている。例えば、図4は、多様なActRIIBオーソログと比較してヒトActRIIB細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描示する。ActRIIBに結合するリガンドの多くもまた、高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントから、リガンド結合ドメイン内の鍵となるアミノ酸位置であって、正常なActRIIB-リガンド結合活性に重要なアミノ酸位置を予測するほか、正常なActRIIB-リガンド結合活性を著明に変更せずに、置換を許容する可能性が高いアミノ酸位置も予測することが可能である。したがって、本開示の方法に従い有用な活性ヒトActRIIB改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ActRIIBの配列に由来する、対応する位置における1つまたは複数のアミノ酸を含んでもよいし、ヒトまたは他の脊椎動物配列内の残基と類似する残基を含んでもよい。以下の例は、限定的であると意図せずに、活性ActRIIB改変体を規定するこの手法を例示する。ヒト細胞外ドメイン(配列番号53)内のL46は、XenopusのActRIIB(配列番号55)ではバリンであるので、この位置は変更することができ、任意選択で、V、I、もしくはFなどの別の疎水性残基、またはAなどの非極性残基に変更することができる。ヒト細胞外ドメイン内のE52はXenopusではKであり、この部位がE、D、K、R、H、S、T、P、G、YおよびおそらくAなどの極性残基を含む、広範な変化を許容し得ることを示す。.ヒト細胞外ドメイン内のT93はXenopusではKであり、広範な構造バリエーションがこの位置で許容され、S、K、R、E、D、H、G、P、GおよびYなどの極性残基が好まれることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のF108はXenopusではYであり、したがってYまたは他の疎水性基、例えばI、VまたはLが許容されるはずである。ヒト細胞外ドメイン内のE111はXenopusではKであり、D、R、KおよびH,ならびにQおよびNを含む荷電残基がこの位置で許容されることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のR112はXenopusではKであり、RおよびHを含む塩基性残基がこの位置で許容されることを示す。ヒト細胞外ドメイン内の119位のAは、比較的保存が不良であり、齧歯動物ではPとして現れ、XenopusではVとして現れるので、この位置では、本質的に任意のアミノ酸が許容されるはずである。
さらに、当該分野では、ActRIIタンパク質は、特にリガンド結合に関する、構造機能的特徴との関係で特徴付けられている[Attisanoら(1992年)、Cell、68巻(1号):97~108頁;Greenwaldら(1999年)、Nature Structural Biology、6巻(1号):18~22頁;Allendorphら(2006年)、PNAS、103巻(20号):7643~7648頁;Thompsonら(2003年)、The EMBO Journal、22巻(7号):1555~1566頁;ならびに米国特許第7,709,605号、同第7,612,041号、および同第7,842,663号]。本明細書の教示に加えて、これらの参考文献も、1つまたは複数の正常な活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するActRIIB改変体をどのようにして生成するのかについての指針を十分に提供している。
例えば、3フィンガーの毒素フォールドとして公知の構造モチーフを規定することは、I型受容体およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の様々な位置に配置された保存されたシステイン残基により形成される[Greenwaldら(1999年)、Nat Struct Biol、6巻:18~22頁;およびHinck(2012年)、FEBS Lett、586巻:1860~1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外殻により画されるようなヒトActRIIBのコアとなるリガンド結合性ドメインは、配列番号1(ActRIIB前駆体)の29~109位に対応する。したがって、これらのシステインによって画されるコア配列に隣接する構造的に秩序のより乏しいアミノ酸は、必ずしもリガンド結合性を変更することなく、N末端で約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、または28残基だけ、かつ/またはC末端で約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25残基だけ短縮することができる。N末端および/またはC末端短縮型についての例示的なActRIIB細胞外ドメインとして、配列番号2、3、5、および6が挙げられる。
Attisanoらは、ActRIIBの細胞外ドメインのC末端におけるプロリンノットの欠失が、受容体のアクチビンに対するアフィニティを低減することを示した。本明細書の配列番号1のアミノ酸20~119を含有するActRIIB-Fc融合タンパク質である「ActRIIB(20~119)-Fc」は、GDF11およびアクチビンへの結合が、プロリンノット領域と、完全膜近傍ドメインとを含むActRIIB(20~134)-Fcと比べて低減されている(例えば、米国特許第7,842,663号を参照されたい)。しかし、ActRIIB(20~129)-Fcタンパク質は、プロリンノット領域が破壊されていてもなお、野生型と比べてある程度低減されているが、同様の活性を保持する。
したがって、アミノ酸134、133、132、131、130、および129(配列番号1に照らして)で終止するActRIIB細胞外ドメインは全て、活性であることが予測されるが、134または133で終止する構築物が最も活性であり得る。同様に、残基129~134(配列番号1に照らして)のいずれにおける変異も、リガンド結合アフィニティを大幅に変更することはないと予測される。この裏付けとして、当該分野では、P129およびP130(配列番号1に照らして)の変異は、リガンド結合を実質的に減殺しないことが公知である。したがって、本開示のActRIIBポリペプチドは、アミノ酸109(最後のシステイン)という前方の位置で終結し得るが、109および119またはその間(例えば、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、または119)で終結する形態は、リガンド結合が低減されることが予測される。アミノ酸119(本明細書の配列番号1に照らして)は保存が良好でないので、たやすく変更または短縮される。128(配列番号1に照らして)またはこの後方で終結するActRIIBポリペプチドは、リガンド結合活性を保持するはずである。配列番号1に照らして、119および127またはその間(例えば、119、120、121、122、123、124、125、126、または127)で終結するActRIIBポリペプチドは、中程度の結合能を有する。これらの形態のいずれも、臨床状況または実験状況に応じて、使用が所望され得る。
ActRIIBのN末端では、アミノ酸29またはこの前方(配列番号1に照らして)で始まるタンパク質は、リガンド結合活性を保持することが予測される。アミノ酸29は、最初のシステインを表す。24位(配列番号1に照らして)における、アラニンからアスパラギンへの変異は、リガンド結合に実質的に影響を及ぼさずに、N結合型グリコシル化配列を導入する[米国特許第7,842,663号]。これは、シグナル切断ペプチドとシステイン架橋領域との間の領域であって、アミノ酸20~29に対応する領域内の変異が、良好に許容されることを確認する。特に、20、21、22、23、および24位(配列番号1に照らして)で始まるActRIIBポリペプチドは、一般的なリガンド結合活性を保持するはずであり、25、26、27、28、および29位(配列番号1に照らして)で始まるActRIIBポリペプチドもまた、リガンド結合活性を保持すると予測される。例えば、米国特許第7,842,663号では、驚くべきことに、22、23、24または25で始まるActRIIB構築物が最も大きな活性を有することが実証されている。
まとめると、ActRIIBの活性部分(例えば、リガンド結合部分)の一般式は、配列番号1のアミノ酸29~109を含む。したがって、ActRIIBポリペプチドは、例えば、配列番号1のアミノ酸20~29のいずれか1つ(例えば、アミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のいずれか1つで始まる)に対応する残基で始まり、配列番号1のいずれか1つのアミノ酸109~134(例えば、アミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のいずれか1つで終わる)に対応する位置で終わるActRIIBの部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、から本質的になる、またはからなり得る。他の例として、配列番号1の20~29(例えば、20位、21位、22位、23位、24位、25位、26位、27位、28位、または29位のいずれか1つ)または21~29(例えば、21位、22位、23位、24位、25位、26位、27位、28位、または29位のいずれか1つ)の位置で始まり、配列番号1の119~134(例えば、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、126位、127位、128位、129位、130位、131位、132位、133位、または134位のいずれか1つ)、119~133(例えば、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、126位、127位、128位、129位、130位、131位、132位、または133位のいずれか1つ)、129~134(例えば、129位、130位、131位、132位、133位、または134位のいずれか1つ)、または129~133(例えば、129位、130位、131位、132位、または133位のいずれか1つ)の位置で終わるポリペプチドが挙げられる。他の例として、配列番号1の20~24(例えば、20位、21位、22位、23位、または24位のいずれか1つ)、21~24(例えば、21位、22位、23位、または24位のいずれか1つ)、または22~25(例えば、22位、22位、23位、または25位のいずれか1つ)の位置で始まり、配列番号1の109~134(例えば、109位、110位、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、126位、127位、128位、129位、130位、131位、132位、133位、または134位のいずれか1つ)、119~134(例えば、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、126位、127位、128位、129位、130位、131位、132位、133位、または134位のいずれか1つ)または129~134(例えば、129位、130位、131位、132位、133位、または134位のいずれか1つ)の位置で終わる構築物が挙げられる。これらの範囲内の改変体、特に配列番号1の対応する部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の同一性を有するもの、もまた企図される。
本明細書で記載される改変は、多様な形で組み合わせることができる。一部の実施形態では、ActRIIB改変体は、リガンド結合ポケット内における1、2、5、6、7、8、9、10または15以下の保存的アミノ酸変化と、リガンド結合ポケット内の40、53、55、74、79、および/または82位における0、1、またはこれを超える非保存的変更とを含む。ばらつきが特に良好に許容され得る結合ポケットの外部の部位として、細胞外ドメイン(上記で言及した)のアミノ末端およびカルボキシ末端と、42~46および65~73位(配列番号1に照らして)とが挙げられる。実際、65位におけるアスパラギンからアラニンへの変更(N65A)は、バックグラウンドをA64とするときのリガンド結合を改善するので、バックグラウンドをR64とするときのリガンド結合に有害作用を及ぼさないことが予測されている[米国特許第7,842,663号]。この変化はおそらく、バックグラウンドをA64とするときのN65におけるグリコシル化を消失させることから、この領域内の著明な変化は、許容される可能性が高いことが実証される。R64A変化は許容が不良であるが、R64Kは許容が良好であるので、64位では、Hなどの別の塩基性残基が許容され得る[米国特許第7,842,663号]。追加的に、当技術分野で記載された変異生成プログラムの結果は、保存することが多くの場合有益なActRIIBにおけるアミノ酸位置があることを指し示す。配列番号1に照らして、これらには、80位(酸性または疎水性アミノ酸)、78位(疎水性、特にトリプトファン)、37位(酸性、特にアスパラギン酸またはグルタミン酸)、56位(塩基性アミノ酸)、60位(疎水性アミノ酸、特にフェニルアラニンまたはチロシン)が含まれる。したがって、本開示は、ActRIIBポリペプチドにおいて保存され得るアミノ酸のフレームワークを提供する。保存することが所望され得る他の位置は、以下の通りである:52位(酸性アミノ酸)、55位(塩基性アミノ酸)、81位(酸性)、98(極性または帯電、特にE、D、RまたはK)(全て配列番号1に照らして)。
ある特定の実施形態では、本開示は、少なくとも1つのActRIIBポリペプチド(フラグメント、機能的改変体、およびその改変形態を含む)を含むヘテロ多量体に関連する。好ましくは、本開示の発明に従って使用するためのActRIIBポリペプチドは可溶性である(例えば、ActRIIBの細胞外ドメイン)。別の好ましい実施形態では、本開示に従う使用のためのActRIIBポリペプチドは1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドに結合する。したがって、一部の実施形態では、本開示に従う使用のためのActRIIBポリペプチドは、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドの活性(例えば、Smadシグナル伝達の阻害)を阻害(アンタゴナイズ)する。一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸20~29(例えば、アミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のいずれか1つで始まる)に対応する残基で始まり、配列番号1のアミノ酸109~134(例えば、アミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のいずれか1つで終わる)に対応する位置で終わるActRIIBの部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸29~109と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。別の好ましい実施形態では、本開示のヘテロ多量体複合体は、配列番号1のアミノ酸25~131と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、または46のいずれか1つのアミノ酸配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、配列番号1のL79に対応する位置が酸性アミノ酸である(すなわち、天然に生じるDまたはEアミノ酸残基あるいは人工酸性アミノ酸でない)ActRIIBポリペプチドを含むか含まない。
ある特定の態様では、本開示は、ALK4ポリペプチドを含むタンパク質複合体に関する。本明細書で使用する場合、用語「ALK4」とは、任意の種に由来するアクチビン受容体様キナーゼ-4タンパク質のファミリーと、変異誘発または他の改変によるこのようなALK4タンパク質に由来する改変体とを指す。本明細書におけるALK4への言及は、現在同定されている形態のいずれか1つに対する言及であると理解される。ALK4ファミリーのメンバーは一般に、システインリッチな領域を有するリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および予測されるセリン/スレオニンキナーゼ活性を有する細胞質ドメインから構成される膜貫通タンパク質である。
用語「ALK4ポリペプチド」は、ALK4ファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持する任意のその改変体(変異体、フラグメント、融合体、およびペプチド模倣物形態を含む)を含むポリペプチドを含む。本明細書で記載される、全てのALK4関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、そうでないことが具体的に指示されない限りにおいて、下記のヒトALK4前駆体のタンパク質配列(配列番号9)の番号付けに基づく。
標準的なヒトALK4前駆体のタンパク質配列(NCBI参照配列NP_004293)は、以下の通りである。
Figure 0007055637000009
シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
プロセシング後の(成熟)細胞外ヒトALK4ポリペプチド配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000010
ALK4前駆体タンパク質をコードする核酸配列を、下記(配列番号11)に示し、Genbank参照配列NM_004302.4のヌクレオチド78~1592に対応する。シグナル配列に下線を付し、細胞外ドメインを太字のフォントで指し示す。
Figure 0007055637000011
細胞外ALK4ポリペプチドをコードする核酸配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000012
ヒトALK4前駆体タンパク質配列の代替的アイソフォーム、アイソフォームC(NCBI参照配列NP_064733.3)は以下の通りである。
Figure 0007055637000013
シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
プロセシング後の(成熟)細胞外ALK4ポリペプチド配列(アイソフォームC)は、以下の通りである。
Figure 0007055637000014
ALK4前駆体タンパク質(アイソフォームC)をコードする核酸配列を、下記(配列番号21)に示し、Genbank参照配列NM_020328.3のヌクレオチド78~1715に対応する。シグナルペプチドは、一重下線で指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
Figure 0007055637000015
細胞外ALK4ポリペプチド(アイソフォームC)をコードする核酸配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000016
ある特定の実施形態では、本開示は、少なくとも1つのALK4ポリペプチド(フラグメント、機能的改変体、およびその改変形態を含む)を含むヘテロ多量体に関連する。好ましくは、本開示の発明に従って使用するためのALK4ポリペプチド(例えば、ALK4ポリペプチドを含むヘテロ多量体およびその使用)は可溶性である(例えば、ALK4の細胞外ドメイン)。別の好ましい実施形態では、本開示の発明に従う使用のためのALK4ポリペプチドは、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドに結合する、かつ/またはその活性(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害(アンタゴナイズ)する。一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、配列番号9、10、19、20、42、44、47、または48のアミノ酸配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、または99%同一である少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体複合体は、配列番号9、10、19、20、42、44、47、または48のアミノ酸配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、または99%同一である少なくとも1つのALK4ポリペプチドから本質的になるか、またはからなる。
ALK4は、脊椎動物間で、完全に保存された細胞外ドメインの大きな連なりを伴って、良好に保存されている。例えば、図7は、多様なALK4オーソログと比較してヒトALK4細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描示する。ALK4に結合するリガンドの多くもまた、高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントからは、リガンド結合性ドメイン内の鍵となるアミノ酸位置であって、通常のALK4-リガンドの結合活性に重要なアミノ酸位置を予測することが可能であるほか、通常のALK4-リガンドの結合活性を顕著に変更させずに、置換に対して許容性を有する可能性が高いアミノ酸位置を予測することも可能である。したがって、本開示の方法に従い有用な活性ヒトALK4改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ALK4の配列に由来する、対応する位置における1つまたは複数のアミノ酸を含んでもよいし、ヒトまたは他の脊椎動物配列内の残基と類似する残基を含んでもよい。以下の例は、限定的であると意図せずに、活性ALK4改変体を規定するこの手法を例示する。ヒトALK4細胞外ドメイン(配列番号59)内のV6は、Mus muculusのALK4(配列番号63)ではイソロイシンであるので、この位置は変更することができ、任意選択で、L、I、もしくはFなどの別の疎水性残基、またはAなどの非極性残基に(Gallus gallusのALK4(配列番号62)で観察される通り)変更することができる。ヒト細胞外ドメイン内のE40はGallus gallus ALK4ではKであり、この部位が、E、D、K、R、H、S、T、P、G、Yなどの極性 残基およびおそらくAなどの非極性残基を含む広範な変化を許容することができることを指し示す。ヒト細胞外ドメイン内のS15はGallus gallus ALK4ではDであり、この位置では、S、T、R、E、K、H、G、P、GおよびYなどの極性残基が好まれる広範な構造バリエーションが許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメイン内のE40はGallus gallus ALK4ではKであり、この位置では、D、R、K、H、ならびにQおよびNを含む帯電残基が許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメイン内のR80は、Condylura cristataのALK4(配列番号60)ではKであり、この位置では、R、K、およびHを含む塩基性残基が許容されることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のY77は、Sus scrofaのALK4(配列番号64)ではFであり、この位置では、F、W、およびYを含む芳香族残基が許容されることを示す。ヒト細胞外ドメイン内のP93は、比較的保存が不良であり、Erinaceus europaeusのALK4(配列番号61)ではSとして現れ、Gallus gallusのALK4ではNとして現れるので、この位置では、本質的に任意のアミノ酸が許容されるはずである。
さらに、当該分野では、ALK4タンパク質は、特にリガンド結合に関する、構造機能的特徴との関係で特徴付けられている[例えば、Harrisonら(2003年)、J Biol Chem、278巻(23号):21129~21135頁;Romanoら(2012年)、J Mol Model、18巻(8号):3617~3625頁;およびCalvaneseら(2009年)、15巻(3号):175~183頁]。本明細書の教示に加えて、これらの参考文献も、1つまたは複数の正常な活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するALK4改変体をどのようにして生成するのかについての指針を十分に提供している。
例えば、3フィンガーの毒素フォールドとして公知の構造モチーフを規定することは、I型受容体およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の様々な位置に配置された、保存されたシステイン残基により形成される[Greenwaldら(1999年)、Nat Struct Biol、6巻:18~22頁;およびHinck(2012年)、FEBS Lett、586巻:1860~1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外殻により画されるような、ヒトALK4のコアとなるリガンド結合ドメインは、配列番号9(ALK4前駆体)の34~101位に対応する。したがって、これらのシステインによって画されるコア配列に隣接する構造的に秩序のより乏しいアミノ酸は、必ずしもリガンド結合性を変更することなく、N末端で1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10残基だけ、またはC末端で約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、または26残基だけ短縮することができる。N末端および/またはC末端短縮型についての例示的なALK4細胞外ドメインとして、配列番号10および20が挙げられる。
したがって、ALK4の活性部分(例えば、リガンド結合部分)の一般式は、アミノ酸34~101を含む。したがって、ALK4ポリペプチドは、例えば、配列番号1のアミノ酸24~34のいずれか1つ(例えば、アミノ酸24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、または34のいずれか1つで始まる)に対応する残基で始まり、配列番号9の任意の1つのアミノ酸101~126(例えば、アミノ酸101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126のいずれか1つで終わる)に対応する位置で終わるALK4の部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含んでもよいし、から本質的になってもよいし、からなってもよい。他の例として、配列番号9の24~34(例えば、24位、25位、26位、27位、28位、29位、30位、31位、32位、33位、または34位のいずれか1つ)、25~34(例えば、25位、26位、27位、28位、29位、30位、31位、32位、33位、または34位のいずれか1つ)、または26~34(例えば、26位、27位、28位、29位、30位、31位、32位、33位、または34位のいずれか1つ)の位置で始まり、配列番号9の101~126(例えば、101位、102位、103位、104位、105位、106位、107位、108位、109位、110位、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、または126位のいずれか1つ)、102~126(例えば、102位、103位、104位、105位、106位、107位、108位、109位、110位、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、または126位のいずれか1つ)、101~125(例えば、101位、102位、103位、104位、105位、106位、107位、108位、109位、110位、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、124位、または125位のいずれか1つ)、101~124(例えば、101位、102位、103位、104位、105位、106位、107位、108位、109位、110位、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、または124位のいずれか1つ)、101~121(例えば、101位、102位、103位、104位、105位、106位、107位、108位、109位、110位、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、または121位のいずれか1つ)、111~126(例えば、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、124位、125位、または126位のいずれか1つ)、111~125(例えば、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、124位、または125位のいずれか1つ)、111~124(例えば、111位、112位、113位、114位、115位、116位、117位、118位、119位、120位、121位、122位、123位、または124位のいずれか1つ)、121~126(例えば、121位、122位、123位、124位、125位、または126位のいずれか1つ)、121~125(例えば、121位、122位、123位、124位、または125位のいずれか1つ)、121~124(例えば、121位、122位、123位、または124位のいずれか1つ)、または124~126(例えば、124位、125位、または126位のいずれか1つ)の位置で終わる構築物が挙げられる。これらの範囲内の改変体、特に配列番号9の対応する部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の同一性を有するもの、もまた企図される。
本明細書に記載のバリエーションは、様々な形で組み合わせることができる。一部の実施形態では、ALK4改変体は、1、2、5、6、7、8、9、10または15以下の保存的アミノ酸変化をリガンド結合ポケットに含む。結合ポケット外の部位(変動が特によく許容され得る)は細胞外ドメインのアミノおよびカルボキシ末端を含む(上記)。ある特定の態様では、本開示は、1つまたは複数のALK4受容体ポリペプチド(例えば、配列番号9、10、19、20、42、44、47および48)および1つまたは複数のActRIIB受容体ポリペプチド(例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46)を含むヘテロ多量体に関連し、これは、本明細書において一般に「ALK4:ActRIIBヘテロ多量体複合体」または「ALK4:ActRIIBヘテロ多量体」と称される。好ましくは、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は可溶性であり、例えば、ヘテロ多量体は、ALK4受容体の可溶性部分(ドメイン)およびActRIIB受容体の可溶性部分(ドメイン)を含む。概して、ALK4およびActRIIBの細胞外ドメインは、これらの受容体の可溶性部分に対応する。したがって、一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体は、ALK4受容体の細胞外ドメインおよびActRIIB受容体の細胞外ドメインを含む。例示的な細胞外ドメインALK4およびActRIIB受容体は本明細書に開示されており、そのような配列、ならびにフラグメント、機能的改変体、およびその改変形態は、本開示の発明に従って使用することができる(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体組成物およびその使用)。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号9、10、19、20、42、44、47、および48のアミノ酸配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号9のアミノ酸24~34、25~34、または26~34のいずれか1つに対応する残基で始まり、101~126、102~126、101~125、101~124、101~121、111~126、111~125、111~124、121~126、121~125、121~124、または124~126の位置で終わるALK4の部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のALK4~ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1、2、3、4、5、6、39、41、45、および46のいずれか1つのアミノ酸配列と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸20~29、20~24、21~24、22~25、または21~29のいずれか1つに対応する残基で始まり、109~134、119~134、119~133、129~134、または129~133の位置で終わるActRIIBの部分と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体配列番号1のL79に対応する位置が酸性アミノ酸ではない(すなわち、天然に生じるDまたはEアミノ酸残基あるいは人工の酸性アミノ酸でない)少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体として、例えば、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体およびより高次のオリゴマー構造が挙げられる。例えば、図1、2、および8~10を参照。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のヘテロ多量体複合体はALK4:ActRIIBヘテロ二量体である。
一部の実施形態では、本開示は、ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドの構造を改変することにより機能的改変体を作製することを企図する。改変体は、アミノ酸の置換、欠失、付加またはそれらの組み合わせによっても生成することができる。例えば、ロイシンのイソロイシンもしくはバリンでの単発的な置換、アスパラギン酸のグルタミン酸での単発的な置換、スレオニンのセリンでの単発的な置換、または、あるアミノ酸の、構造的に関連したアミノ酸での同様の置換(例えば、保存的変異)は、結果として生じる分子の生物学的活性に対して大きな影響を及ぼさないと予想するのは理にかなっている。保存的置換は、その側鎖が関連しているアミノ酸のファミリー内で行われる置換である。本開示のポリペプチドのアミノ酸配列の変化の結果として、機能的相同体がもたらされるのかどうかは、非改変もしくは野生型ポリペプチドと比較した場合に、野生型ポリペプチドと同様の様式で細胞内の応答を生成するか、または、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLeftyを含む)に結合する、改変体ポリペプチドの能力を評価することにより、たやすく決定することができる。
一部の実施形態では、本開示は、治療効力または安定性(例えば、保管寿命の延長および/またはタンパク質分解に対する抵抗性)を増強することなどを目的として、ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドの構造を修飾することにより、機能的な改変体を作製することを企図する。
一部の実施形態では、本開示は、ポリペプチドのグリコシル化を変更させるようなALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドの特異的変異を企図する。このような変異は、1または複数のグリコシル化部位(例えば、O-連結もしくはN-連結のグリコシル化部位)を導入もしくは排除するように選択され得る。アスパラギン連結グリコシル化認識部位は、一般に、トリペプチド配列、アスパラギン-X-スレオニンまたはアスパラギン-X-セリン(ここで、「X」は任意のアミノ酸である)を含み、この配列は、適切な細胞のグリコシル化酵素によって特異的に認識される。変化はまた、(O-連結グリコシル化部位については)ポリペプチドの配列への、1または複数のセリンもしくはスレオニン残基の付加、または、1または複数のセリンもしくはスレオニン残基による置換によってなされ得る。グリコシル化認識部位の第1位もしくは第3位のアミノ酸の一方もしくは両方における種々のアミノ酸置換もしくは欠失(および/または、第2位におけるアミノ酸の欠失)は、改変されたトリペプチド配列において非グリコシル化をもたらす。ポリペプチドにおける糖質部分の数を増加させる別の手段は、ポリペプチドへのグリコシドの化学的もしくは酵素的なカップリングによるものである。使用されるカップリング様式に依存して、糖は、(a)アルギニンおよびヒスチジン;(b)フリーのカルボキシル基;(c)フリーのスルフヒドリル基(例えば、システインのもの);(d)フリーのヒドロキシル基(例えば、セリン、スレオニンまたはヒドロキシプロリンのもの);(e)芳香族残基(例えば、フェニルアラニン、チロシンまたはトリプトファンのもの);または(f)グルタミンのアミド基に付加され得る。ポリペプチド上に存在する1または複数の糖質部分の除去は、化学的および/または酵素的に達成され得る。化学的な脱グリコシル化は、例えば、化合物トリフルオロメタンスルホン酸または等価な化合物へのポリペプチドの曝露を含み得る。この処理は、アミノ酸配列をインタクトなままにしつつ、連結糖(N-アセチルグルコサミンまたはN-アセチルガラクトサミン)を除くほとんどもしくは全ての糖の切断を生じる。ポリペプチドにおける、炭水化物部分の酵素的切断は、Thotakuraら[Meth. Enzymol.(1987年)、138巻:350頁]により記載されているように、様々なエンドグリコシダーゼおよびエキソグリコシダーゼの使用により達成することができる。ポリペプチドの配列は、適切なように、使用される発現系のタイプに応じて調節され得る。というのも、哺乳動物、酵母、昆虫および植物の細胞は全て、ペプチドのアミノ酸配列によって影響され得る異なるグリコシル化パターンを導入し得る。一般に、ヒトにおいて使用するための本開示のヘテロマー複合体は、適切なグリコシル化を提供する哺乳動物細胞株(例えば、HEK293細胞株またはCHO細胞株)において発現され得るが、他の哺乳動物発現細胞株も同様に有用であることと期待される。
本開示はさらに、変異体、特に、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドのコンビナトリアル変異体のセットを生成する方法のほか、短縮型変異体も生成する方法も企図する。コンビナトリアル変異体のプールは、機能的に活性な(例えば、TGF-βスーパーファミリーリガンド結合)ALK4および/またはActRIIB配列を同定するためにとりわけ有用である。このようなコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングする目的は、例えば、薬物動態の変更またはリガンドへの結合の変更など、特性を変更させたポリペプチド改変体を生成することであり得る。種々のスクリーニングアッセイが以下に提供され、そして、このようなアッセイは、改変体を評価するために使用され得る。例えば、ALK4:ActRIIB複合体改変体は、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドに結合して、TGF-βスーパーファミリーリガンドのTGF-βスーパーファミリー受容体への結合を妨害する能力、および/または、TGF-βスーパーファミリーリガンドにより引き起こされるシグナル伝達に干渉する能力についてスクリーニングされ得る。
ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の活性は、例えば、細胞ベースのアッセイまたはインビボアッセイで調べることができる。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の、マウス細胞における筋生成に関与する遺伝子の発現またはタンパク質の活性に対する効果を評価することができる。これは、必要に応じて、1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンドの存在下で実施することができ、細胞に、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体と、任意選択で、TGF-βスーパーファミリーリガンドとを生成するように、トランスフェクトすることができる。同様に、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を、マウスまたは他の動物に投与することができ、当技術分野で認識されている方法を使用して筋形成または筋強度など、1つまたは複数の計測値を評価することができる。同様に、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体またはそのバリアントの活性を、例えば、本明細書に記載されるようなアッセイおよび当技術分野において通常の知識のものによって、例えば、骨芽細胞、脂肪細胞および/またはニューロン細胞において、これらの細胞の成長に対するいずれかの効果について試験することができる。SMAD応答性のレポーター遺伝子を、このような細胞株内で使用して、下流のシグナル伝達に対する効果をモニタリングすることができる。
コンビナトリアル由来の改変体を、参照ALK4:ActRIIBヘテロ多量体と比べて増大した選択性を有するか、または一般に効力を増大させて生成することができる。このような改変体は、組換えDNA構築物から発現されたとき、遺伝子治療のプロトコルにおいて使用され得る。同様に、変異誘発は、対応する非改変ALK4:ActRIIBヘテロ多量体とは劇的に異なる細胞内半減期を有する改変体を生じ得る。例えば、変更されたタンパク質は、タンパク質分解、または、非改変ポリペプチドの崩壊もしくは他の方法で不活性化をもたらす他の細胞プロセスに対してより安定性であるかもしくは安定性が低いかのいずれかにされ得る。このような改変体およびこれをコードする遺伝子は、そのポリペプチドの半減期を調節することによってポリペプチド複合体レベルを変更するのに利用され得る。例えば、短い半減期は、より一過性の生物学的作用を生じ得、そして、誘導性の発現系の一部である場合、細胞内での組換えポリペプチド複合体レベルのより厳しい制御を可能にし得る。Fc融合タンパク質では、変異は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の1つまたは複数の活性、例えば、免疫原性、半減期および溶解性を変更するために、リンカー(存在する場合)および/またはFc部分において作製され得る。
コンビナトリアルライブラリーは、各々が潜在的なALK4および/またはActRIIB配列の少なくとも一部を含むポリペプチドのライブラリーをコードする遺伝子の縮重ライブラリーによって生成することができる。例えば、潜在的なALK4および/またはActRIIBをコードするヌクレオチド配列の縮重セットが、個々のポリペプチドとして、または代替的に、大型の融合タンパク質のセット(例えば、ファージディスプレイのための)として発現可能であるように、合成オリゴヌクレオチドの混合物を、遺伝子配列に酵素的にライゲーションすることができる。
潜在的な相同体のライブラリーを縮重オリゴヌクレオチド配列から生成し得る、多くの方式が存在する。縮重遺伝子配列の化学合成は、自動式DNA合成器で実行することができ、次いで、合成遺伝子は、発現に適切なベクターにライゲーションすることができる。縮重オリゴヌクレオチドの合成は、当該分野で周知である[Narang, SA(1983年)、Tetrahedron、39巻:3頁;Itakuraら(1981年)、Recombinant DNA、Proc. 3rd Cleveland Sympos. Macromolecules、AG Walton編、Amsterdam、Elsevier、273~289頁;Itakuraら(1984年)、Annu. Rev. Biochem.、53巻:323頁;Itakuraら(1984年)、Science、198巻:1056頁;Ikeら(1983年)、Nucleic Acid Res.、11巻:477頁]。このような技法は、他のタンパク質の指向進化で利用されている[Scottら、(1990年)、Science、249巻:386~390頁;Robertsら(1992年)、PNAS USA、89巻:2429~2433頁;Devlinら(1990年)、Science、249巻:404~406頁;Cwirlaら、(1990年)、PNAS USA、87巻:6378~6382頁のほか、米国特許第5,223,409号、同第5,198,346号、および同第5,096,815号]。
代替的に、変異誘発の他の形態も、コンビナトリアルライブラリーを生成するのに活用することができる。例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、例えば、アラニン走査変異誘発[Rufら(1994年)、Biochemistry、33巻:1565~1572頁;Wangら(1994年)、J. Biol. Chem.、269巻:3095~3099頁;Balintら(1993年)、Gene、137巻:109~118頁;Grodbergら(1993年)、Eur. J. Biochem.、218巻:597~601頁;Nagashimaら(1993年)、J. Biol. Chem.、268巻:2888~2892頁;Lowmanら(1991年)、Biochemistry、30巻:10832~10838頁;およびCunninghamら(1989年)、Science、244巻:1081~1085頁]を使用して、リンカー走査変異誘発[Gustinら(1993年)、Virology、193巻:653~660頁;およびBrownら(1992年)、Mol. Cell Biol.、12巻:2644~2652頁;McKnightら(1982年)、Science、232巻:316頁]によって、飽和変異誘発[Meyersら、(1986年)、Science、232巻:613頁]によって、PCR変異誘発[Leungら(1989年)、Method Cell Mol Biol、1巻:11~19頁]によって、または化学的変異誘発[Millerら(1992年)、A Short Course in Bacterial Genetics、CSHL Press、Cold Spring Harbor、NY;およびGreenerら(1994年)、Strategies in Mol Biol、7巻:32~34頁]を含むランダム変異誘発によって、スクリーニングすることにより、ライブラリーから生成および単離することができる。特に、コンビナトリアルの状況におけるリンカー走査変異誘発は、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドの短縮型(生体活性)形態を同定するための魅力的な方法である。
当該分野では、広範にわたる技法であって、点変異および短縮により作製されるコンビナトリアルライブラリーの遺伝子産物をスクリーニングするための技法、および、このために、ある特定の特性を有する遺伝子産物についてcDNAライブラリーをスクリーニングするための技法が公知である。このような技法は一般に、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体のコンビナトリアル変異誘発により生成される遺伝子ライブラリーの迅速なスクリーニングに適合可能である。大規模な遺伝子ライブラリーをスクリーニングするために最も広く使用される技法は典型的に、遺伝子ライブラリーを複製可能な発現ベクターにクローニングする工程と、適切な細胞を結果として得られるベクターのライブラリーで形質転換する工程と、所望の活性の検出により、その産物が検出された遺伝子をコードするベクターの比較的容易な単離を促進する条件下で、コンビナトリアル遺伝子を発現させる工程とを含む。好ましいアッセイは、TGF-βスーパーファミリーリガンド(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLefty)についての結合アッセイならびに/またはTGF-βリガンドに媒介される細胞シグナル伝達についてのアッセイを含む。
ある特定の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体はさらに、ALK4および/またはActRIIBポリペプチド内に天然に存在する任意の翻訳後修飾に加えて翻訳後修飾を含み得る。このような修飾としては、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化およびアシル化が挙げられるがこれらに限定されない。結果として、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ポリエチレングリコール、脂質、多糖類もしくは単糖類およびホスフェイトのような非アミノ酸成分を含み得る。このような非アミノ酸成分の、ヘテロ多量体複合体の機能に対する影響は、他のヘテロ多量体改変体について本明細書中に記載されるようにして試験され得る。本開示のポリペプチドの新生形態を切断することによってポリペプチドが細胞内で生成される場合、翻訳後プロセシングもまた、このタンパク質の正確な折り畳みおよび/または機能にとって重要となり得る。様々な細胞(例えば、CHO、HeLa、MDCK、293、WI38、NIH-3T3またはHEK293)が、このような翻訳後の活性のための特定の細胞機構および特徴的なメカニズムを有し、そして、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドならびにこれを含むヘテロ多量体の正確な修飾およびプロセシングを保証するように選択され得る。
ある特定の好ましい実施形態では、本明細書に記載のヘテロ多量体は、少なくとも1つのActRIIBポリペプチドに共有結合的または非共有結合的に会合した少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。好ましくは、本明細書に開示のポリペプチドはヘテロ二量体の複合体を形成するが、より高次のヘテロ多量体の複合体もまた含まれ、これらに限定されないが、例えば、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体およびさらなるオリゴマー構造である(例えば、図1、2、および8~10を参照のこと)。一部の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、少なくとも1つの多量体化ドメインを含む。本明細書に開示される場合、用語「多量体化ドメイン」は、少なくとも第1のポリペプチドと少なくとも第2のポリペプチドとの間の共有結合的または非共有結合的な相互作用を促進するアミノ酸またはアミノ酸の配列を指す。本明細書に開示のポリペプチドは、多量体化ドメインに共有結合的または非共有結合的に連結し得る。好ましくは、多量体化ドメインは、第1のポリペプチド(例えば、ALK4ポリペプチド)と、第2のポリペプチド(例えば、ActRIIBポリペプチド)との間の相互作用を促進して、ヘテロ多量体形成(例えば、ヘテロ二量体形成)を促進し、任意選択でホモ多量体形成(例えば、ホモ二量体形成)を妨げるかまたはそれ以外の様式で不利にさせ、それによって所望のヘテロ多量体の収率を上昇させる(例えば、図2を参照のこと)。
当該分野で公知の多くの方法を使用して、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を生成することができる。例えば、天然には生じないジスルフィド結合は、フリーのチオールが第2のポリペプチド(例えば、ActRIIBポリペプチド)上の別のフリーのチオール含有残基と相互作用して、ジスルフィド結合が第1のポリペプチドと、第2のポリペプチドとの間で形成されるように、第1のポリペプチド(例えば、ALK4ポリペプチド)上で、天然に生じるアミノ酸をシステインなどのフリーのチオール含有残基で置きかえることにより構築することができる。ヘテロ多量体の形成を促進する相互作用の追加の例は、Kjaergaardら、WO2007147901などに記載されているイオン性相互作用;Kannanら、U.S.8,592,562などに記載されている静電ステアリング効果;Christensenら、U.S.20120302737などに記載されているコイルドコイル相互作用;PackおよびPlueckthun、(1992年)、Biochemistry、31巻:1579~1584頁などに記載されているロイシンジッパー;およびPackら、(1993年)、Bio/Technology、11巻:1271~1277頁などに記載されているヘリックスターンヘリックスモチーフを含むが、これらに限定されない。多様なセグメントの連結は、例えば、化学的架橋、ペプチドリンカー、ジスルフィド架橋などによる共有結合、またはアビジン-ビオチンなどによるアフィニティ相互作用、またはロイシンジッパー技術を介して得ることができる。
ある特定の態様では、多量体化ドメインは、相互作用ペアの1つの構成成分を含み得る。一部の実施形態では、本明細書に開示のポリペプチドは、第2のポリペプチドに共有結合的または非共有結合的に会合した第1のポリペプチドを含むタンパク質複合体を形成することができ、ここで、第1のポリペプチドは、ALK4ポリペプチドのアミノ酸配列および相互作用ペアの第1のメンバーのアミノ酸配列を含み、第2のポリペプチドは、ActRIIBポリペプチドのアミノ酸配列および相互作用ペアの第2のメンバーのアミノ酸配列を含む。相互作用ペアは、相互作用して、複合体、特にヘテロ二量体の複合体を形成する任意の2つのポリペプチド配列であり得るが、実効的な実施形態はホモ二量体の複合体を形成することができる相互作用ペアもまた利用し得る。相互作用ペアの1つのメンバーは、例えば、配列番号2、3、5、6、10、および20のいずれか1つと少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列の配列を含むか、から本質的になるか、またはからなるポリペプチド配列を含む本明細書に記載されるようなALK4またはActRIIBポリペプチドに融合されてもよい。血清半減期の延長などの特性/活性の改善を付与するように相互作用ペアを選択することもでき、特性/活性の改善をもたらすように別の部分をその上に結合させるアダプターとして作用するように相互作用ペアを選択することもできる。例えば、ポリエチレングリコール部分を、相互作用ペアの構成要素の一方または両方へと結合させて、血清半減期の改善などの特性/活性の改善をもたらすことができる。
相互作用ペアの第1および第2のメンバーは非対称ペアであってもよく、これは、ペアのメンバーが、自己会合よりも優先的に互いに会合することを意味する。したがって、非対称相互作用ペアの第1および第2のメンバーは会合して、ヘテロ二量体の複合体を形成することができる(例えば、図2を参照)。代替的に、相互作用ペア非誘導型であってもよく、これは、アのメンバーが、実質的な優先性なく互いに会合することも自己会合することもでき、そのため、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。したがって、非誘導相互作用ペアの第1および第2のメンバーは会合して、ホモ二量体複合体またはヘテロ二量体の複合体を形成してもよい。任意選択で、相互作用ペアの第1のメンバー(例えば、非対称ペアまたは非誘導相互作用ペア)は、共有結合的に相互作用ペアの第2のメンバーに会合する。任意選択で、相互作用ペアの第1のメンバー(例えば、非対称ペアまたは非誘導相互作用ペア)は、非有結合的に相互作用ペアの第2のメンバーに会合する。
具体例としては、本開示は、免疫グロブリンのCH1ドメイン、CH2ドメイン、もしくはCH3ドメインなど、免疫グロブリンの定常ドメインまたは、Fcドメインを含むポリペプチドに融合させたALK4またはActRIIBを含む融合タンパク質を提供する。ヒトIgG1、IgG2、IgG3およびIgG4に由来するFcドメインを本明細書に提示する。CDC活性またはADCC活性を減殺する、他の変異も公知であり、本開示には、集合的に、これらの改変体のいずれかが含まれ、本開示のヘテロ多量体複合体の有利な構成要素として使用することができる。任意選択で、配列番号31のIgG1 Fcドメインは、Asp-265、Lys-322およびAsn-434(対応する全長IgG1に従った番号付け)などの残基に1つまたは複数の変異を有する。ある場合において、これらの変異のうち1つまたは複数(例えば、Asp-265変異)を有する変異体Fcドメインは、野生型Fcドメインと比べてFcγ受容体に結合する能力が低減する。他の場合において、これらの変異のうち1つまたは複数(例えば、Asn-434変異)を有する変異体Fcドメインは、野生型Fcドメインと比べてMHCクラスI関連Fc受容体(FcRN)に結合する能力が増加する。
ヒトIgG1のFc部分(G1Fc)に使用することができる天然のアミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号31)。点線の下線は、ヒンジ領域を指し示し、実線の下線は、天然に存在する改変体を有する位置を指し示す。部分的に、本開示は、配列番号31に対し70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含む、から本質的になるまたはからなるポリペプチドを提供する。G1Fcにおける天然に存在する改変体は、配列番号31において使用される番号付け方式に従ったE134DおよびM136Lを含むであろう(Uniprot P01857を参照)。
Figure 0007055637000017
ヒトIgG2のFc部分(G2Fc)に使用することができる天然のアミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号32)。点線の下線は、ヒンジ領域を指し示し、二重の下線は、配列データの矛盾が存在する位置を指し示す(UniProt P01859に従う)。部分的に、本開示は、配列番号32に対し70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含む、から本質的になるまたはからなるポリペプチドを提供する。
Figure 0007055637000018
ヒトIgG3のFc部分(G3Fc)に使用することができるアミノ酸配列の2つの例を下記に示す。G3Fcにおけるヒンジ領域は、他のFc鎖におけるものの最大4倍の長さとなることができ、同様の17残基セグメントに先行される3つの同一15残基セグメントを含有する。下記に示される第1のG3Fc配列(配列番号33)は、単一15残基セグメントからなる短いヒンジ領域を含有する一方、第2のG3Fc配列(配列番号34)は、全長ヒンジ領域を含有する。いずれの場合でも、点線の下線は、ヒンジ領域を指し示し、実線の下線は、UniProt P01859に従った天然に存在する改変体を有する位置を指し示す。部分的に、本開示は、配列番号33および34に対し70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含む、から本質的になるまたはからなるポリペプチドを提供する。
Figure 0007055637000019
G3Fcにおける天然に存在する改変体(例えば、Uniprot P01860を参照)は、配列番号33において使用される番号付け方式に変換された場合、E68Q、P76L、E79Q、Y81F、D97N、N100D、T124A、S169N、S169del、F221Yを含み、本開示は、これらの変種のうち1つまたは複数を含有するG3Fcドメインを含む融合タンパク質を提供する。加えて、ヒト免疫グロブリンIgG3遺伝子(IGHG3)は、異なるヒンジ長を特徴とする構造的多型を示す[Uniprot P01859を参照]。特に、改変体WISは、V領域の大部分およびCH1領域の全てを欠いている。これは、ヒンジ領域に通常存在する11個に加えて、7位に余分な鎖間ジスルフィド結合を有する。改変体ZUCは、V領域の大部分、CH1領域の全ておよびヒンジの一部を欠く。改変体OMMは、対立遺伝子型または別のガンマ鎖サブクラスを表すことができる。本開示は、これらの改変体のうち1つまたは複数を含有するG3Fcドメインを含む追加的な融合タンパク質を提供する。
ヒトIgG4のFc部分(G4Fc)に使用することができる天然のアミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号35)。点線の下線は、ヒンジ領域を指し示す。部分的に、本開示は、配列番号35に対し70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含む、から本質的になるまたはからなるポリペプチドを提供する。
Figure 0007055637000020
Fcドメインにおける種々の操作された変異が、G1Fc配列(配列番号31)に関して本明細書に提示されており、G2Fc、G3FcおよびG4Fcにおける類似の変異は、図5におけるG1Fcとそれらのアラインメントに由来することができる。不等なヒンジ長のため、アイソタイプアラインメント(図5)に基づく類似のFc位置は、配列番号31、32、33、34および35において異なるアミノ酸番号を保持する。また、Uniprotデータベースにおける通り、番号付けが、全IgG1重鎖定常ドメイン(C1領域、ヒンジ領域、C2領域、およびC3領域からなる)を包摂する場合、ヒンジ領域、C2領域、およびC3領域(例えば、配列番号31、32、33、34、および35)からなる免疫グロブリン配列内の所与のアミノ酸位置は、同じ位置とは異なる番号により特定されることも理解することができる。例えば、ヒトG1Fc配列(配列番号31)、ヒトIgG1重鎖定常ドメイン(Uniprot:P01857)、およびヒトIgG1重鎖内で選択されるC3位置の間の対応関係は、以下の通りである。
Figure 0007055637000021
単一細胞株からの非対称の免疫グロブリンに基づくタンパク質の大規模産生において生じる問題は、「鎖会合課題」として公知である。二重特異性抗体の産生において顕著に直面するように、鎖会合課題は、単一細胞株において異なる重鎖および/または軽鎖が産生される場合に、固有に生じる複数の組合せの中から所望の多重鎖タンパク質を効率的に産生するという難題に関係する[Kleinら(2012年)mAbs 4巻:653~663頁]。この問題は、同じ細胞内で2種の異なる重鎖および2種の異なる軽鎖が産生される場合に最も喫緊となり、この場合、1種のみが典型的に望まれるときに、総計16通りの可能な鎖組合せ(これらのいくつかは同一であるが)が存在する。にもかかわらず、同じ原理が、2種の異なる(非対称)重鎖のみを取り込む所望の多重鎖融合タンパク質の収量縮小の原因である。
単一細胞株においてFc含有融合ポリペプチド鎖の所望のペア形成を増加させて、許容される収量で好ましい非対称融合タンパク質を産生する様々な方法が、当該分野で公知である[Kleinら(2012年)mAbs 4巻:653~663頁;およびSpiessら(2015)、Molecular Immunology 67(2A):95-106]。Fc含有鎖の所望のペア形成を得るための方法として、電荷に基づくペア形成(静電ステアリング(electrostatic steering))、「ノブ・ホール型(knobs-into-holes)」立体ペア形成およびSEEDbodyペア形成およびロイシンジッパーベースのペア形成が挙げられるがこれらに限定されない[Ridgwayら(1996年)Protein Eng 9巻:617~621頁;Merchantら(1998年)Nat Biotech 16巻:677~681頁;Davisら(2010年)Protein Eng Des Sel 23巻:195~202頁;Gunasekaranら(2010);285:19637-19646;Wranikら(2012) J Biol Chem 287:43331-43339;US5932448;WO1993/011162;WO2009/089004およびWO2011/034605]。本明細書において記載されるように、これらの方法を使用して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ多量体複合体を生成することができる。図8~10を参照のこと。
例えば、特異的ポリペプチドの間の相互作用を促進し得る1つの手段は、Arathoonら、U.S.7,183,076およびCarterら、U.S.5,731,168などにおいて記載されている、凸部対凹部(ノブ・ホール)(protuberance-into-cavity(knob-into-hole))相補領域を操作することによる手段である。「凸部」は、第1のポリペプチド(例えば、第1の相互作用ペア)の界面に由来する小型のアミノ酸側鎖を、より大型の側鎖(例えば、チロシンまたはトリプトファン)で置き換えることにより構築する。任意選択で、大型のアミノ酸側鎖をより小型のアミノ酸側鎖(例えば、アラニンまたはスレオニン)で置き換えることにより、第2のポリペプチド(例えば、第2の相互作用ペア)の界面上に、凸部と同一または同様なサイズの相補的「凹部」を創出する。第1のポリペプチドまたは第2のポリペプチドの界面に位置および寸法が適切な凸部または凹部が存在する場合は、隣接する界面において、それぞれ、対応する凹部または凸部を操作することが必要とされるだけである。
中性のpH(7.0)では、アスパラギン酸およびグルタミン酸は、負に帯電し、リシン、アルギニン、およびヒスチジンは、正に帯電している。これらの帯電残基を使用して、ヘテロ二量体の形成を促進し、同時に、ホモ二量体の形成を妨げることができる。反対の電荷の間では、誘引性の相互作用が生じ、同じ電荷の間では、排斥性の相互作用が生じる。部分的に、本明細書で開示されるタンパク質複合体は、帯電界面残基の部位指向変異誘発を実行することにより、ヘテロ多量体の形成(例えば、ヘテロ二量体の形成)を促進するための誘引性の相互作用、および任意選択で、ホモ二量体の形成(例えば、ホモ二量体の形成)を妨げるための排斥性の相互作用を使用する。
例えば、IgG1のCH3ドメインの界面は、ドメイン間相互作用に関与する4つの固有の電荷残基ペア:Asp356-Lys439’、Glu357-Lys370’、Lys392-Asp399’、およびAsp399-Lys409’[第2の鎖内の残基の番号付けは(’)で指し示している]を含む。ここで、IgG1のCH3ドメイン内の残基を表示するのに使用される番号付けスキームは、KabatによるEU番号付けスキームに準拠することに留意されたい。CH3ドメイン間相互作用に存在する2回転対称に起因して、構造内では、各固有の相互作用が2回現れる(例えば、Asp399-Lys409’およびLys409-Asp399’)。野生型配列では、K409-D399’は、ヘテロ二量体の形成およびホモ二量体の形成のいずれにも好都合である。第1の鎖内の電荷極性を切り換える単一の変異(例えば、K409E;陽性電荷から、陰性電荷への切換え)は、第1の鎖のホモ二量体の形成に不都合な相互作用をもたらす。この不都合な相互作用は、同じ電荷間(陰性間;K409E-D399’およびD399-K409E’)で生じる排斥性の相互作用のために発生する。第2の鎖内の電荷極性を切り換える同様の変異(D399K’;陰性電荷から、陽性電荷への切換え)は、第2の鎖のホモ二量体の形成に不都合な相互作用(K409’-D399K’およびD399K-K409’)をもたらす。しかし、同時に、これらの2つの変異(K409EおよびD399K’)は、ヘテロ二量体の形成には好都合な相互作用(K409E-D399K’およびD399-K409’)をもたらす。
ヘテロ二量体の形成およびホモ二量体の阻止における静電ステアリング効果は、追加の帯電残基の変異によりさらに増強することができ、これは、第2の鎖内の反対に帯電した残基とペア形成する場合もしない場合もあり、例えばArg355およびLys360が挙げられる。下記の表は、電荷を変化させる可能な変異であって、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の形成を増強するのに単独または組合せで使用し得る変異を列挙する。
Figure 0007055637000022
一部の実施形態では、相互作用が静電的に不都合となるように、本出願の融合タンパク質内のCH3間の界面を構成する1つまたは複数の残基を、帯電アミノ酸で置き換える。例えば、界面内の正に帯電したアミノ酸(例えば、リシン、アルギニン、またはヒスチジン)を、負に帯電したアミノ酸(例えば、アスパラギン酸またはグルタミン酸)で置き換える。代替的に、または前出の置換と組み合わせて、界面内の負に帯電したアミノ酸を、正に帯電したアミノ酸で置き換える。ある特定の実施形態では、アミノ酸を、所望の電荷特徴を有する天然に生じないアミノ酸で置き換える。負に帯電した残基(AspまたはGlu)をHisへと変異させることは、立体的問題を引き起こし得る側鎖体積の増大をもたらすことに留意されたい。さらに、Hisのプロトンドナー形態およびプロトンアクセプター形態は、局在化環境に依存する。デザイン戦略とともにこれらの問題を考慮に入れるべきである。ヒトIgGサブクラスおよびマウスIgGサブクラスでは、界面残基が高度に保存されるため、本明細書で開示される静電ステアリング効果は、ヒトおよびマウスのIgG1、IgG2、IgG3およびIgG4に適用することができる。この戦略はまた、CH3ドメインの界面における非帯電残基の帯電残基への改変にも拡張することができる。
部分的に、本開示は、電荷ペア形成(静電ステアリング)に基づいて相補的となるように操作されたFc配列を使用した、非対称Fc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。静電相補性を有するFc配列のペアの一方は、任意選択のリンカーありまたはなしで、構築物のALK4またはActRIIBポリペプチドに任意に融合して、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を生成することができる。この単鎖は、第1のFcと相補的なFc配列と共に最適な細胞において共発現(coexpress)させて、所望の多重鎖構築物(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)の生成に有利に働くことができる。静電ステアリングに基づくこの例において、配列番号23[ヒトG1Fc(E134K/D177K)]および配列番号24[ヒトG1Fc(K170D/K187D)]は、操作されたアミノ酸置換に二重の下線が引かれた相補的Fc配列の例であり、構築物のTGF-βスーパーファミリーI型またはII型受容体ポリペプチドは、配列番号23または配列番号24のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図5を参照)が、下記の相補的hG1Fcペア(配列番号23および24)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 0007055637000023
部分的に、本開示は、立体相補性のために操作されたFc配列を使用した、非対称Fc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。部分的に、本開示は、立体相補性の例としてノブ・ホール型ペア形成を提供する。立体相補性を有するFc配列のペアの一方は、任意選択のリンカーありまたはなしで、構築物のALK4またはActRIIBポリペプチドに任意に融合して、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を生成することができる。この単鎖は、第1のFcと相補的なFc配列と共に最適な細胞において共発現されて、所望の多重鎖構築物の生成に有利に働くことができる。ノブ・ホール型ペア形成に基づくこの例において、配列番号25[ヒトG1Fc(T144Y)]および配列番号26[ヒトG1Fc(Y185T)]は、操作されたアミノ酸置換に二重の下線が引かれた相補的Fc配列の例であり、構築物のALK4またはActRIIBポリペプチドは、配列番号25または配列番号26のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図5を参照)が、下の相補的hG1Fcペア(配列番号25および26)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 0007055637000024
操作されたジスルフィド結合と組み合わせたノブ・ホール型ペア形成に基づくFc相補性の例は、配列番号27[hG1Fc(S132C/T144W)]および配列番号28[hG1Fc(Y127C/T144S/L146A/Y185V)]に開示されている。これらの配列における操作されたアミノ酸置換には二重の下線が引かれ、構築物TGF-βスーパーファミリーI型またはII型ポリペプチドは、配列番号27または配列番号28のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcにおける対応する位置のアミノ酸置換(図5を参照)が、下記の相補的hG1Fcペア(配列番号27および28)の代わりに使用することができる相補的Fcペアを生成するであろうと認めることができる。
Figure 0007055637000025
部分的に、本開示は、ヒトIgGおよびIgA C3ドメインの指状嵌合型(interdigitating)β-ストランドセグメントを生成するように操作されたFc配列を使用した、非対称Fc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。このような方法は、SEEDbody融合タンパク質の形成を可能にするストランド交換操作ドメイン(strand-exchange engineered domain)(SEED)C3ヘテロ二量体の使用を含む[Davisら(2010年)Protein Eng Design Sel 23巻:195~202頁]。SEEDbody相補性を有するFc配列のペアの一方は、任意選択のリンカーありまたはなしで、構築物のALK4またはActRIIBに任意に融合して、ALK4またはActRIIB融合ポリペプチドを生成することができる。この単鎖は、第1のFcと相補的なFc配列と共に最適な細胞において共発現されて、所望の多重鎖構築物の生成に有利に働くことができる。SEEDbody(Sb)ペア形成に基づくこの例において、配列番号29[hG1Fc(SbAG)]および配列番号30[hG1Fc(SbGA)]は、IgA Fcに由来する操作されたアミノ酸置換に二重の下線が引かれた相補的IgG Fc配列の例であり、構築物のALK4またはActRIIBポリペプチドは、配列番号29または配列番号30のいずれかに融合することができるが、これらの両方には融合できない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fcおよび天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を考慮すると、hG1Fc、hG2Fc、hG3FcまたはhG4Fcの対応する位置におけるアミノ酸置換(図5を参照)が、下記の相補的IgG-IgAペア(配列番号29および30)において使用することができるFc単量体を生成するであろうと認めることができる。
Figure 0007055637000026
部分的に、本開示は、切断可能なロイシンジッパードメインであって、Fc C3ドメインのC末端に結合させたロイシンジッパードメインを伴う非対称のFc含有ポリペプチド鎖の所望のペア形成を提供する。ロイシンジッパーの結合は、ヘテロ二量体の抗体重鎖の優先的なアセンブリーを引き起こすのに十分である[Wranikら(2012年)、J Biol Chem、287巻:43331~43339頁]。本明細書で開示される通り、ロイシンジッパー形成鎖に結合させたFc配列のペアの一方を、任意選択のリンカーを伴うかまたは伴わずに、構築物のALK4ポリペプチドまたはActRIIBポリペプチドへと任意に融合させて、ALK4融合ポリペプチドまたはActRIIB融合ポリペプチドを生成することができる。この単鎖を、選択した細胞内で相補的なロイシンジッパー形成鎖に結合させたFc配列と共に共発現させて、所望の多重鎖構築物の生成を優先することができる。精製後における、構築物の、細菌性エンドプロテイナーゼであるLys-Cによるタンパク質分解性消化により、ロイシンジッパードメインを放出することができ、構造が天然Fcと同一のFc構築物をもたらす。ロイシンジッパーのペア形成に基づくこの例では、配列番号36[hG1Fc-Ap1(酸性)]および配列番号37[hG1Fc-Bp1(塩基性)]が、相補的なIgG Fc配列[配列中、操作された相補的ロイシンジッパー配列に下線を付す]の例であり、構築物のALK4ポリペプチドまたはActRIIBポリペプチドは、配列番号36または配列番号37のいずれかに融合させてよいが、これらの両方には融合させない。天然のhG1Fc、天然のhG2Fc、天然のhG3Fc、および天然のhG4Fcの間の高度なアミノ酸配列同一性を踏まえると、任意選択のリンカーを伴うかまたは伴わずに、hG1Fc、hG2Fc、hG3Fc、またはhG4Fc(図5を参照されたい)に結合させたロイシンジッパー形成配列により、下記(配列番号36および37)の相補的なロイシンジッパー形成ペアにおいて使用され得るFc単量体が生成されることが理解され得る。
Figure 0007055637000027
上記で記載した通り、当該分野では、Fc含有融合ポリペプチド鎖の所望のペア形成を単一の細胞系内で増大させて、好ましい非対称融合タンパク質を許容可能な収率で作製する多様な方法が公知である[Kleinら(2012年)、mAbs、4巻:653~663頁;およびSpiessら(2015年)、Molecular Immunology、67巻(2A号):95~106頁]。加えて、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ALK4またはActRIIBポリペプチドを含む重鎖および軽鎖融合タンパク質の組み合わせを使用して作製することができる。例えば、一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドは、リンカードメインを伴うか、または伴わずに、少なくともC1ドメインの部分を含む免疫グロブリン重鎖(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、またはIgA2)に融合されていてもよい。同様に、ActRIIBポリペプチドは、リンカードメインを伴うか、または伴わずに、少なくとも軽鎖定常ドメイン(C)の部分を含む免疫グロブリン軽鎖(κまたはλ)に融合されていてもよい。代替的な実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、リンカードメインを伴うか、または伴わずに、少なくともC1ドメインの部分を含む免疫グロブリン重鎖(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、またはIgA2)に融合されていてもよく、ALK4ポリペプチドは、リンカードメインを伴うか、または伴わずに、少なくとも軽鎖定常ドメイン(C)の部分を含む免疫グロブリン軽鎖(κまたはλ)に融合されていてもよい。このデザインは、重鎖が軽鎖とともにヘテロ二量体化する天然の能力を利用している。特に、重鎖および軽鎖のヘテロ二量体化は、ジスルフィド結合を介した2つのドメインの共有結合的連結によって一般的に安定化されているC1とCとの間で生じる。完全長重鎖または少なくともヒンジ領域を含む重鎖の部分を利用した構築物により、2つの「軽鎖」および2つの「重鎖」を含む抗体様分子を得ることができる。図9を参照のこと。このデザインの潜在的な利点は、天然に生じるALK4-リガンド-ActRIIB複合体をより緊密に模倣することができ、リガンドに対して比較のシングルヘテロ二量体より高度なアフィニティを提示することができることである。一部の実施形態では、例えば、C1ドメインと、ヒンジドメインの一部または全部とを含む短縮型(F(ab’)様分子をもたらす)、ならびにC1ドメインまたはそのフラグメントだけを含む短縮型(Fab様分子をもたらす)を含む、多様な重鎖短縮型を組み込むことにより、このデザインを改変することができる。図9Gを参照されたい。このようなヘテロ多量体構築物をデザインするための多様な方法については、その内容全体が本明細書に援用されるUS2009/0010879、Kleinら[(2012年)、mAbs、4巻:653~663頁]、およびSpiessら[(2015年)、Molecular Immunology、67巻(2A号):95~106頁]に記載されている。
一部の実施形態では、ALK4-C:ActRIIB-C1ヘテロ二量体ペアを含む複合体の少なくとも1つの分枝およびActRIIB-C:ALK4-C1ヘテロ二量体ペアを含む少なくとも第2の分枝を含む抗体様ALK4:ActRIIBヘテロ二量体を生成することが所望される。例えば、図9Bを参照のこと。そのようなヘテロ二量体複合体は、例えば、重鎖および軽鎖の非対称なペア形成技術の組み合わせを使用して生成することができる[Spiessら、(2015)Molecular Immunology 67(2A): 95-106]。例えば、CrossMab技術[Schaeferら(2011年)、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.、108巻:11187~11192頁]では、ドメインクロスオーバーを使用して軽鎖の誤ったペア形成を克服し、ノブ・ホールを使用して重鎖をヘテロ二量体化する[Merchantら(1998年)、Nat. Biotechnol.、16巻:677~681頁]。ドメインクロスオーバーのためには、可変ドメインまたは定常ドメインを、軽鎖と重鎖との間で交換して、可変ドメインの構造機能的な完全性を保存しながらコグネイト軽鎖のペア形成を駆動する2つの非対称Fabアームを創出する[Fennら(2013年)、PLoS ONE、8巻:e61953頁]。軽鎖の誤ったペア形成を克服するための代替的手法は、Fab界面が直交する重鎖および軽鎖をデザインすることである[Lewis(2014年)、Nat. Biotechnol.、32巻:191~198頁]。これは、V/V界面およびC1/C界面における変異を特定するX線結晶構造解析と組み合わせた計算モデル化[Dasら(2008年)、Annu. Rev. Biochem.、77巻:363~382頁]により達せられている。この方法を使用して生成されるヘテロ二量体には、V/V界面およびC1/C界面の両方への変異を操作して、重鎖/軽鎖の誤ったペア形成を最小化することが必要であり得る。デザインした直交性のFab界面を、重鎖のヘテロ二量体化戦略と共に使用して、単一の宿主細胞における効率的なIgG産生を促進することができる。直交性のFab界面を生成して、このようなヘテロ二量体の構築を促進するために、静電ステアリングも使用することができる。ペプチドリンカーを使用して、「LUZ-Y」として公知のフォーマット[Wranikら(2012年)、J. Biol. Chem.、287巻:43331~43339頁]において軽鎖および重鎖のコグネイトペア形成を確実にしてもよく、ここでは、重鎖のヘテロ二量体化は、インビトロにおけるタンパク質分解により後で除去され得るロイシンジッパーを使用して達せられる。
代替的に、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、本明細書に記載されるような1つまたは複数の単鎖リガンドトラップを含むことができ、任意選択で、これは、1つまたは複数のALK4またはActRIIBポリペプチドならびに追加のALK4:ActRIIB単鎖リガンドトラップに共有結合的または非共有結合的に会合していてもよい[US2011/0236309およびUS2009/0010879]。図12を参照のこと。本明細書において記載されるように、単鎖リガンドトラップは、多価になるのにコイルドコイルなどFcドメインのいずれの多量体化ドメインとの融合も必要としない。概して、本開示の単鎖リガンドトラップは、少なくとも1つのALK4ポリペプチドドメインおよび1つのActRIIBポリペプチドドメインを含む。本明細書において一般に結合ドメイン(BD)と称されるALK4およびActRIIBポリペプチドドメインは、任意選択で、リンカー領域によって結合されていてもよい。
例えば、一態様では、本開示は、以下の構造:
(<BD1>-リンカー1)-[<BD2>-リンカー2-{<BD3>-リンカー3}-(<BD4>)-(リンカー4-BD5>
を有するポリペプチドを含むヘテロ多量体を提供する。
ここで、nおよびhは、独立に、1より大きいか、またはこれと等しく;d、f、m、およびkは、独立に、0より大きいか、またはこれと等しく;BD1、BD2、BD3、BD4、およびBD5は、独立に、ALK4またはActRIIBポリペプチドドメインであり、ここで、BD1、BD2、BD3、およびBD4の少なくとも1つはALK4ポリペプチドドメインであり、BD1、BD2、BD3、およびBD4の少なくとも1つはActRIIBポリペプチドドメインであり、リンカー1、リンカー2、リンカー3、およびリンカー4は、独立に、0より大きいか、またはこれと等しい。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB単鎖トラップは、少なくとも2つの異なるALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB単鎖トラップは、少なくとも2つの異なるActRIIBポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB単鎖トラップは、少なくとも2つの異なるリンカーを含む。d、f、h、k、m、およびnについて選択される値に応じて、ヘテロ多量体構造は、種々の組み合わせのより大きな数の反復単位を含んでもよいし、比較的に単純な構造でもよい。
別の態様では、本開示は、以下の構造:
<BD1>-リンカー1-<BD2>
を有するポリペプチドを含むヘテロ多量体を提供する。
なお別の態様では、本開示は、以下の構造:
<BD1>-(リンカー2-<BD2>)
を有するポリペプチドを含むヘテロ多量体を提供し、
ここで、nは、1より大きいか、またはこれと等しい。
本発明の別の態様は、以下の構造:
(<BD1>-リンカー1-<BD1>)-リンカー2-(<BD2>-リンカー3-<BD3>)
を有するポリペプチドを含むヘテロ多量体を提供し、
ここで、fおよびgは、1より大きいか、またはこれと等しい。
BD2とBD3とが同じであり、fとgとが同じ数である実施形態では、この結果として、リンカー2の近傍において実質的に鏡面対称構造であって、リンカーの差違に従う構造をもたらすことができる。BD2がBD3と異なり、かつ/またはfとgとが異なる数である場合、異なる構造がもたらされる。適切な結合ドメイン、リンカー、および反復頻度を、本明細書における開示および当該分野における知見に照らして選択することは当業者の能力の範囲内にある。本開示に従うこのような単鎖リガンドトラップの具体的で非限定的な例を、図11に概略的に表す。
リンカー(1、2、3、および4)は、同じであってもよく、異なっていてもよい。リンカー領域は、ALK4およびActRIIBの構造化されたリガンド結合ドメインとは異なるセグメントをもたらし、したがって、結合ドメインを化学修飾する必要なしにアクセサリー分子(例えば、PEG化部分などの安定性を増大させるのに有用な分子)とのコンジュゲーションのために使用することができる。リンカーは、TGF-βスーパーファミリーにおける目的のリガンドの受容体または別の受容体の細胞外部分内の天然の非構造化領域の配列と同じ場合もあり、これに対する保存的修飾に由来する場合もある、非構造化アミノ酸配列を含み得る。他の場合には、このようなリンカーは組成および起源において完全に人工的であり得るが、構造化されていない可撓性のリンカーであって、目的のリガンドに近接した場合に、静電的または立体障害上の難題に遭遇する可能性が小さいリンカーをもたらすように選択されたアミノ酸を含有する。リンカーの長さは、リンカーのN末端およびC末端の各々に配置された結合ドメインが、その天然のリガンド上のその天然の結合部位に結合することを可能とし、両方の結合ドメインがそのように結合することにより、リガンドが、結合ドメインのうちの1つだけの結合により結合する場合より高アフィニティで結合する場合に、許容可能であると考えられる。場合によっては、天然起源または人工起源のリンカー内のアミノ酸残基の数は、ALK4および/またはActRIIBリガンド上の2つの結合部位への同時的な(架橋された)結合に要請される最小の距離と同等であるか、またはこれを超えるように選択する。例えばであり、いかなる形でも限定的であることを望まないが、リンカーの長さは、1~10アミノ酸、10~20アミノ酸、約18~80アミノ酸、25~60アミノ酸、35~45アミノ酸の間、または他の任意の適切な長さであり得る。
リンカーは、ポリペプチドの精製を促進するようにデザインすることができる。選択される精製スキームにより、どのような修飾が必要とされるのかが決定され、例えばであり、限定的であることを望まないが、Hisタグなどの精製「タグ」の付加が企図され、他の例では、リンカーは、カーゴ分子またはアクセサリー分子の付加を促進する領域を含み得る。このような付加が、リンカーの非構造化性質に影響を及ぼすか、または潜在的な静電的もしくは立体的懸念をもたらす場合、2つの結合ドメインがリガンド上のそのそれぞれの部位に結合することが可能であることを確実にするように、リンカーの長さを適切に増大させる。本明細書の方法および教示に照らし、当業者は、このような決定を慣習的に行うことができる。
加えて、このデザインは、他のカーゴ分子(例えば、蛍光分子などのイメージング剤)、毒素などの連結も可能とする。例えばであり、いかなる形でも限定的であることを望まないが、単鎖ポリペプチドは、1つまたは複数のカーゴ分子および/またはアクセサリー分子(本明細書では、R1、R2、R3、R4などと総称する):
Figure 0007055637000028
を付加するように修飾することができる。
利用可能なR置換基の一般性を限定するものではないが、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9は存在してもよく、存在しなくてもよいが、存在する場合、それらは、同じであってもよく、異なってもよく、独立に、1つまたは複数のターゲティングのための融合タンパク質、これらに限定されないが、例えば、抗体フラグメント(例えば、単鎖Fv)および/もしくは単一ドメイン抗体(sdAb);例えば、放射性核種(例えば、123I、111In、18F、64C、68Y、124I、131I、90Y、177Lu、57Cu、213Bi、211At)、蛍光色素(例えば、Alexa Fluor、Cy色素)、および/もしくは蛍光タンパク質タグ(例えば、GFP、DsRed)などのこれらに限定されない、放射線療法および/もしくはイメージング剤;例えば、ドキソルビシン、カリケアミシン、マイタンシノイドの誘導体(例えば、DM1、DM4)、毒素(例えば、短縮型Pseudomonas内毒素A、ジフテリア毒素)などのこれらに限定されない、化学療法のための細胞傷害剤;例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、薬物、ナノ担体、もしくはイメージング剤にコンジュゲートしたポリマー(例えば、ポリマーであるN-(2-ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド(HPMA)、グルタミン酸、PEG、デキストランによるもの)などのこれらに限定されない、ナノ粒子ベースの担体;薬物(例えば、ドキソルビシン、カンプトテシン、パクリタキセル、白金酸塩(palatinate)であるがこれらに限定されない);例えば、ナノシェルもしくはリポソームなどのこれらに限定されない、ナノ担体;例えば、Supermagnetic Iron Oxide(SPIO)などのこれに限定されない、イメージング剤;デンドリマー;ならびに/またはリガンドの精製、濃縮、もしくは隔離に使用するための固体支持体(例えば、ナノ粒子、不活性樹脂、適するシリカ支持体)であり得る。
概して、全ての可能な位置にカーゴ分子またはアクセサリー分子を有することは、立体的または静電的難題を引き起こし得るので、好ましくない。しかし、カーゴ分子またはアクセサリー分子を構造上の1つまたは複数の任意の所与の位置に付加することの効果は、本明細書の開示に照らして、結合ドメイン間のリンカーをモデル化し、分子動力学シミュレーションを実行して、分子力学エネルギーを実質的に最小化し、リンカーと、本明細書で教示されるようなALK4およびActRIIBポリペプチドとの間の立体的および静電的不適合性を低減することにより、慣習的に決定することができる。
結合機能への干渉の可能性を低減するために、カーゴ分子またはアクセサリー分子を、結合ドメインではなく、作用因子のリンカー部分に付加することが好ましい場合もある。しかし、一部の場合には、結合ドメインへの付加が可能であり、所望されることもあり、このような付加の効果は、提起される付加を伴う結合作用因子およびリンカーを、本明細書で記載されるようにモデル化することにより慣習的にあらかじめ決定することができる。
コンジュゲーション方法は、一級アミン反応基、スクシンイミジル(NHS)エステル反応基、およびスルフヒドリル(sulfhydral)反応基などの一般的な反応基を介するコンンジュゲーションを可能とする市販のキットを使用して実施することができる。一部の非限定的な例は、Alexa Fluor 488タンパク質標識化キット(Molecular Probes、Invitrogen detection technologies)およびPEG化キット(Pierce Biotechnology Inc.)である。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIB単鎖トラップを、1つまたは複数のALK4またはActRIIBポリペプチド、ならびに追加のALK4:ActRIIB単鎖リガンドトラップと共有結合的にまたは非共有結合的に会合させて、本明細書で記載される方法に従い使用し得るより高次のヘテロ多量体を形成することができる。例えば、図12を参照されたい。例えば、ALK4:ActRIIB単鎖リガンドトラップは、本明細書で記載されるような多量体化ドメインをさらに含み得る。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB単鎖リガンドトラップは、Ig免疫グロブリンの定常ドメインを含む。このような免疫グロブリン定常ドメインは、少なくとも1つの単鎖ALK4:ActRIIBトラップを含む対称または非対称複合体を促進するように選択することができる。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIB単鎖トラップまたはそのようなトラップの組み合わせを、本明細書に記載されるようなALK4:ActRIIB障害または疾患を処置または予防するためのALK4:ActRIIBアンタゴニストとして使用することができる。
融合タンパク質(例えば、免疫グロブリンFc融合タンパク質)の異なるエレメントは、所望の機能性と符合する任意の様式で配列し得ることが理解される。例えば、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドドメインを、異種ドメインに対してC末端に配置することもでき、代替的に、異種ドメインを、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドドメインに対してC末端に配置することもできる。ALK4および/またはActRIIBポリペプチドドメインと、異種ドメインとは、融合タンパク質内で隣接する必要はなく、追加のドメインまたはアミノ酸配列を、いずれかのドメインに対してC末端またはN末端に含めることもでき、ドメインの間に含めることもできる。
例えば、ALK4および/またはActRIIB受容体融合タンパク質は、式A-B-Cで示されるようなアミノ酸配列を含み得る。B部分はALK4またはActRIIBポリペプチドドメインに対応する。AおよびC部分は、独立に、0、1または1より多くのアミノ酸であり得、AおよびC部分の両方は、存在する場合、Bに対して異種である。Aおよび/またはC部分は、リンカー配列を介してB部分に結合されていてもよい。リンカーは、グリシン(例えば、2~10、2~5、2~4、2~3グリシン残基)またはグリシンおよびプロリン残基が豊富であってもよいし、スレオニン/セリンおよびグリシンの単一配列またはスレオニン/セリンおよび/またはグリシンの反復配列、例えば、GGG(配列番号13)、GGGG(配列番号14)、TGGGG(配列番号15)、SGGGG(配列番号16)、TGGG(配列番号17)、SGGG(配列番号18)、またはGGGGS(配列番号58)の単回または反復、を含んでもよい。ある特定の実施形態では、ALK4および/またはActRIIB融合タンパク質は、式A-B-Cで示されるようなアミノ酸配列を含み、ここで、Aはリーダー(シグナル)配列、BはALK4および/またはActRIIBポリペプチドドメインからなり、Cは、インビボ安定性、インビボ半減期、摂取/投与、組織局在化または分布、タンパク質複合体の形成、および/または精製の1つまたは複数を増強するポリペプチド部分である。ある特定の実施形態では、ALK4および/またはActRIIB融合タンパク質は、式A-B-Cで示されるようなアミノ酸配列を含み、ここで、AはTPAリーダー配列であり、BはALK4またはActRIIB受容体ポリペプチドドメインからなり、Cは免疫グロブリンFcドメインである。好ましい融合タンパク質は、配列番号39、41、42、44、45、46、47、および48のいずれか1つで示されるアミノ酸配列を含む。
一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、所望の特性を付与するために1つまたは複数の異種部分(ドメイン)をさらに含む。例えば、いくつかの融合ドメインが、アフィニティクロマトグラフィーによる融合タンパク質の単離に特に有用である。このような融合ドメインの周知の例としては、ポリヒスチジン、Glu-Glu、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、チオレドキシン、プロテインA、プロテインG、免疫グロブリン重鎖定常領域(Fc)、マルトース結合タンパク質(MBP)、またはヒト血清アルブミンが挙げられるがこれらに限定されない。アフィニティ精製の目的では、グルタチオン-、アミラーゼ-、およびニッケル-もしくはコバルト-結合化樹脂のような、アフィニティクロマトグラフィーのための適切なマトリクスが使用される。このようなマトリクスの多くは、Pharmacia GST精製システムおよび(HIS)融合パートナーと共に有用なQIAexpressTMシステム(Qiagen)のような「キット」の形態で利用可能である。別の例としては、融合ドメインは、リガンドトラップポリペプチドの検出を容易にするように選択され得る。このような検出ドメインの例としては、種々の蛍光タンパク質(例えば、GFP)、ならびに、「エピトープタグ」(これは、特定の抗体に利用可能な、通常は短いペプチド配列である)が挙げられる。特定のモノクローナル抗体に容易に利用可能な周知のエピトープタグとしては、FLAG、インフルエンザウイルスヘマグルチニン(HA)およびc-mycタグが挙げられる。いくつかの場合、融合ドメインは、関連のプロテアーゼが融合タンパク質を部分的に消化し、それによって、そこから組換えタンパク質を解放することを可能にする、第Xa因子またはトロンビンのようなプロテアーゼ切断部位を有する。解放されたタンパク質は、次いで、その後のクロマトグラフィーによる分離によって、融合ドメインから単離され得る。
ある特定の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、ポリペプチドを安定化させ得る1または複数の修飾を含み得る。例えば、このような修飾は、ポリペプチドのインビトロ半減期を増強させるか、ポリペプチドの循環半減期を増強させる、かつ/または、ポリペプチドのタンパク質分解を減少させる。このような安定化修飾としては、融合タンパク質(例えば、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドドメインと安定化ドメインとを含む融合タンパク質が挙げられる)、グリコシル化部位の修飾(例えば、本開示のポリペプチドへのグリコシル化部位の付加が挙げられる)、および糖質部分の修飾(例えば、本開示のポリペプチドからの炭水化物部分の除去が挙げられる)が挙げられるがこれらに限定されない。本明細書中で使用される場合、用語「安定化ドメイン」は、融合タンパク質の場合のように融合ドメイン(例えば、免疫グロブリンFcドメイン)を指すだけでなく、炭水化物部分のような非タンパク質性修飾、または、ポリエチレングリコールのような非タンパク質性部分も含む。
好ましい実施形態では、本明細書で記載される方法に従い使用されるALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、単離複合体である。本明細書で使用する場合、単離タンパク質(またはタンパク質複合体)または単離ポリペプチド(またはポリペプチド複合体)とは、その天然環境の成分から分離されたタンパク質またはポリペプチドである。一部の実施形態では、本開示のヘテロ多量体を、例えば、電気泳動(例えば、SDS-PAGE、等電点電気泳動(IEF)、キャピラリー電気泳動)、またはクロマトグラフィー(例えば、イオン交換HPLCまたは逆相HPLC)により決定した場合に、95%、96%、97%、98%、または99%より高い純度まで精製する。当該分野では、抗体純度を評価するための方法が周知である[Flatmanら、(2007年)、J. Chromatogr.、B848巻:79~87頁]。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体調製物は、ALK4および/またはActRIIBホモ多量体を実質的に含まない。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体調製物は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または1%未満のALK4ホモ多量体を含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体調製物は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または1%未満のActRIIBホモ多量体を含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体調製物は、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または1%未満のALK4ホモ多量体および約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または1%未満のActRIIBホモ多量体を含む。
ある特定の実施形態では、本開示のALK4および/またはActRIIBポリペプチドならびにそれを含むヘテロ多量体は、当該分野で公知の様々な技法により生成することができる。例えば、ポリペプチドは、Bodansky, M.、Principles of Peptide Synthesis、Springer Verlag、Berlin(1993年);およびGrant G. A.(編)、Synthetic Peptides: A User’s Guide、W. H. Freeman and Company、New York(1992年)において記載されているものなどの標準的なタンパク質化学技術を使用して合成することができる。加えて、自動式ペプチド合成器も、市販されている(Advanced ChemTech 396型;Milligen/Biosearch9600)。代替的に、それらのフラグメントまたは改変体を含む、ポリペプチドは、当該分野で周知の、種々の発現系[E.coli、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、COS細胞、バキュロウイルス]を使用して、組換えにより生成することもできる。さらなる実施形態では、改変ポリペプチドまたは非改変ポリペプチドは、例えば、プロテアーゼ、例えば、トリプシン、サーモリシン、キモトリプシン、ペプシン、またはPACE(paired basic amino acid converting enzyme)の使用を介する、組換えにより生成された全長ALK4および/またはActRIIBポリペプチドの消化により生成することができる。(市販のソフトウェア、例えば、MacVector、Omega、PCGene、Molecular Simulation,Inc.を使用する)コンピュータ解析を使用して、タンパク質分解性切断部位を同定することができる。
B.ALK4および/またはActRIIBポリペプチドをコードする核酸
ある特定の実施形態では、本開示は、本明細書で開示されるALK4および/またはActRIIB受容体(そのフラグメント、機能的改変体、および融合タンパク質を含む)をコードする、単離核酸および/または組換え核酸を提供する。例えば、配列番号11は、天然に存在するヒトALK4前駆体のポリペプチドをコードするが、配列番号12は、ALK4の成熟細胞外ドメインをコードする。対象核酸は、一本鎖でもよく、二本鎖でもよい。このような核酸は、DNA分子でもよく、RNA分子でもよい。これらの核酸は、例えば、本明細書に記載のALK4:ActRIIBヘテロ多量体を作製するための方法において使用することができる。
本明細書で使用する場合、単離核酸とは、その天然環境の成分から分離された核酸分子を指す。単離核酸は、その核酸分子を通常含有するが、その核酸分子が染色体外またはその天然の染色体位置と異なる染色体位置に存在する細胞内に含有される核酸分子を含む。
ある特定の実施形態では、本開示のALK4および/またはActRIIBポリペプチドをコードする核酸は、配列番号7、8、11、12、21、22、40または43、ならびにその改変体の任意の1つを含むことが理解される。改変体ヌクレオチド配列は、1つまたは複数のヌクレオチド置換、付加、または欠失により異なる配列であって、対立遺伝子改変体を含む配列を含み、したがって、配列番号7、8、11、12、21、22、40、43の任意の1つに表示されるヌクレオチド配列と異なるコード配列を含む。
ある特定の実施形態では、本開示のTGFβスーパーファミリーALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、配列番号7、8、11、12、21、22、40、または43と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる単離または組み換えの核酸配列にコードされる。当業者は、配列番号7、8、11、12、21、22、40、または43と少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である配列に相補的な配列を含むか、から本質的になるか、またはからなる核酸配列も本開示の範囲内であることを理解する。さらなる実施形態では、本開示の核酸配列は、単離されていてもよく、組み換えであってもよく、かつ/または異種ヌクレオチド配列と融合されていてもよく、DNAライブラリにおけるものでもよい。
他の実施形態では、本開示の核酸はまた、配列番号7、8、11、12、21、22、40または43に指定されるヌクレオチド配列、配列番号7、8、11、12、21、22、40または43の相補配列、またはこれらのフラグメントに対してストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列も含む。当業者は、DNAのハイブリダイゼーションを促進する適切なストリンジェンシー条件が変更され得ることを容易に理解する。例えば、約45℃における6.0×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)でのハイブリダイゼーションの後に、50℃における2.0×SSCの洗浄を行い得る。例えば、洗浄工程における塩濃度は、50℃における約2.0×SSCの低ストリンジェンシーから、50℃における約0.2×SSCの高ストリンジェンシーまで選択され得る。さらに、洗浄工程における温度は、室温(約22℃)の低ストリンジェンシー条件から、約65℃の高ストリンジェンシー条件まで上昇され得る。温度と塩の両方が変更されても、温度または塩濃度が一定に保たれ、他の変数が変更されてもよい。一実施形態では、本開示は、室温における6×SSCとその後の室温で2×SSCでの洗浄の低ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズする核酸を提供する。
遺伝子コードにおける縮重に対して配列番号7、8、11、12、21、22、40、または43に示される核酸と異なる単離された核酸もまた、本開示の範囲内である。例えば、多数のアミノ酸が1より多いトリプレットによって示される。同じアミノ酸を特定するコドンまたは同義語(例えば、CAUおよびCACはヒスチジンに対する同義語である)は、タンパク質のアミノ酸配列に影響を及ぼさない「サイレント」変異を生じ得る。しかしながら、哺乳動物細胞の中には、本主題のタンパク質のアミノ酸配列に変化をもたらすDNA配列の多型が存在することが予想される。当業者は、天然の対立遺伝子改変に起因して、所与の種の個体間に、特定のタンパク質をコードする核酸の1または複数のヌクレオチド(約3~5%までのヌクレオチド)におけるこれらの改変が存在し得ることを理解する。任意およびあらゆるこのようなヌクレオチドの改変と、結果として生じるアミノ酸の多型とは、本開示の範囲内である。
特定の実施形態では、本開示の組換え核酸は、発現構築物において1または複数の調節性ヌクレオチド配列に作動可能に連結され得る。調節性のヌクレオチド配列は、一般に、発現のために使用される宿主細胞に対して適切なものである。種々の宿主細胞について、多数のタイプの適切な発現ベクターおよび適切な調節性配列が当該分野で公知である。代表的には、上記1または複数の調節性ヌクレオチド配列としては、プロモーター配列、リーダー配列もしくはシグナル配列、リボソーム結合部位、転写開始配列および転写終結配列、翻訳開始配列および翻訳終結配列、ならびに、エンハンサー配列もしくはアクチベーター配列が挙げられ得るがこれらに限定されない。当該分野で公知の構成的もしくは誘導性のプロモーターが、本開示によって企図される。プロモーターは、天然に存在するプロモーター、または、1つより多くのプロモーターの要素を組み合わせたハイブリッドプロモーターのいずれかであり得る。発現構築物は、プラスミドのようにエピソーム上で細胞中に存在し得るか、または、発現構築物は、染色体中に挿入され得る。一部の実施形態では、発現ベクターは、形質転換された宿主細胞の選択を可能にするために、選択可能なマーカー遺伝子を含む。選択可能なマーカー遺伝子は、当該分野で周知であり、そして、使用される宿主細胞により変化する。
特定の態様では、本主題の核酸は、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドをコードし、そして、少なくとも1つの調節性配列に作動可能に連結されたヌクレオチド配列を含む発現ベクターにおいて提供される。調節性配列は当該分野で認識され、そして、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドの発現を誘導するように選択される。したがって、用語、調節性配列は、プロモーター、エンハンサーおよび他の発現制御エレメントを含む。例示的な調節性配列は、Goeddel;Gene Expression Technology:Methods in Enzymology、Academic Press、San Diego、CA(1990年)に記載される。例えば、作動可能に連結されたときにDNA配列の発現を制御する広範な種々の発現制御配列のいずれかが、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドをコードするDNA配列を発現させるためにこれらのベクターにおいて使用され得る。このような有用な発現制御配列としては、例えば、SV40の初期および後期プロモーター、tetプロモーター、アデノウイルスもしくはサイトメガロウイルスの前初期プロモーター、RSVプロモーター、lacシステム、trpシステム、TACもしくはTRCシステム、T7 RNAポリメラーゼによってその発現が誘導されるT7プロモーター、ファージλの主要なオペレーターおよびプロモーター領域、fdコートタンパク質の制御領域、3-ホスホグリセリン酸キナーゼもしくは他の糖分解酵素のプロモーター、酸性ホスファターゼのプロモーター(例えば、Pho5)、酵母α-接合因子(mating factor)のプロモーター、バキュロウイルス系の多角体プロモーター、ならびに、原核生物もしくは真核生物の細胞、または、そのウイルスの遺伝子の発現を制御することが公知である他の配列、ならびにこれらの種々の組み合わせが挙げられる。発現ベクターの設計は、形質転換される宿主細胞の選択および/または発現されることが所望されるタンパク質のタイプのような要因に依存し得ることが理解されるべきである。さらに、ベクターのコピー数、コピー数を制御する能力およびベクターによってコードされる任意の他のタンパク質(例えば、抗生物質マーカー)の発現もまた考慮されるべきである。
本開示の組換え核酸は、クローニングされた遺伝子またはその一部を、原核生物細胞、真核生物細胞(酵母、鳥類、昆虫または哺乳動物)のいずれか、または両方において発現させるために適切なベクター中に連結することによって生成され得る。組換えALK4および/またはActRIIBポリペプチドの生成のための発現ビヒクルとしては、プラスミドおよび他のベクターが挙げられる。例えば、適切なベクターとしては、以下のタイプのプラスミドが挙げられる:原核生物細胞(例えば、E.coli)における発現のための、pBR322由来のプラスミド、pEMBL由来のプラスミド、pEX由来のプラスミド、pBTac由来のプラスミドおよびpUC由来のプラスミド。
いくつかの哺乳動物発現ベクターは、細菌中でのベクターの増殖を促進するための原核生物の配列と、真核生物細胞において発現される1または複数の真核生物の転写単位との両方を含む。pcDNAI/amp、pcDNAI/neo、pRc/CMV、pSV2gpt、pSV2neo、pSV2-dhfr、pTk2、pRSVneo、pMSG、pSVT7、pko-neoおよびpHyg由来のベクターは、真核生物細胞のトランスフェクションに適切な哺乳動物発現ベクターの例である。これらのベクターのいくつかは、原核生物細胞および真核生物細胞の両方における複製および薬物耐性選択を容易にするために、細菌プラスミド(例えば、pBR322)からの配列を用いて改変される。あるいは、ウシパピローマウイルス(BPV-1)またはエプスタイン-バーウイルス(pHEBo、pREP由来およびp205)のようなウイルスの誘導体が、真核生物細胞におけるタンパク質の一過的な発現のために使用され得る。他のウイルス(レトロウイルスを含む)発現系の例は、遺伝子治療送達系の説明において以下に見出され得る。プラスミドの調製および宿主生物の形質転換において用いられる種々の方法は、当該分野で周知である。原核生物細胞および真核生物細胞の両方についての他の適切な発現系、ならびに、一般的な組換え手順、[Molecular Cloning A Laboratory Manual、3rd Ed.、Sambrook、FritschおよびManiatis編 Cold Spring Harbor Laboratory Press、2001年]。いくつかの場合において、バキュロウイルス発現系を用いて組換えポリペプチドを発現させることが望ましくあり得る。このようなバキュロウイルス発現系の例としては、pVL由来のベクター(例えば、pVL1392、pVL1393およびpVL941)、pAcUW由来のベクター(例えば、pAcUWl)およびpBlueBac由来のベクター(例えば、β-galを含むpBlueBac III)が挙げられる。
好ましい実施形態では、ベクターは、CHO細胞における本主題のALK4および/またはActRIIBポリペプチドの生成のために設計される(例えば、Pcmv-Scriptベクター(Stratagene,La Jolla,Calif.)、pcDNA4ベクター(Invitrogen,Carlsbad,Calif.)およびpCI-neoベクター(Promega,Madison,Wisc))。明らかであるように、本主題の遺伝子構築物は、例えば、タンパク質(融合タンパク質または改変体タンパク質を含む)を生成するため、精製のために、培養物において増殖させた細胞において本主題のALK4および/またはActRIIBポリペプチドの発現を引き起こすために使用され得る。
本開示はまた、1または複数の本主題のALK4および/またはActRIIBトラップポリペプチドのコード配列を含む組換え遺伝子をトランスフェクトされた宿主細胞に関する。宿主細胞は、任意の原核生物細胞または真核生物細胞であり得る。例えば、ALK4および/またはActRIIBトラップポリペプチドは、E.coliのような細菌細胞、昆虫細胞(例えば、バキュロウイルス発現系を用いる)、酵母細胞または哺乳動物細胞[例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株]において発現され得る。他の適切な宿主細胞は、当業者に公知である。
したがって、本開示はさらに、本主題のALK4および/またはActRIIBポリペプチドを生成する方法に関する。例えば、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドをコードする発現ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞は、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドの発現を起こすことが可能な適切な条件下で培養され得る。ポリペプチドは、ポリペプチドを含む細胞および培地の混合物から分泌および単離され得る。あるいは、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、細胞質または膜画分から単離されてもよいし、回収し、溶解された細胞から得られてもよい。細胞培養物は、宿主細胞、培地および他の副産物を含む。細胞培養に適切な培地は、当該分野で周知である。本主題のポリペプチドは、タンパク質を精製するための当該分野で公知の技法であって、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、限外濾過、電気泳動、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドの特定のエピトープに特異的な抗体による免疫アフィニティ精製、およびALK4および/またはActRIIBポリペプチドに融合させたドメインに結合する作用因子によるアフィニティ精製(例えば、プロテインAカラムを使用して、ALK4-Fcおよび/またはActRIIB-Fc融合タンパク質を精製することができる)を含む技法を使用して、細胞培養培地、宿主細胞、またはこれらの両方から単離することができる。一部の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、その精製を容易とするドメインを含有する融合タンパク質である。
一部の実施形態では、精製は、一連のカラムクロマトグラフィー工程であって、例えば、以下:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ除外クロマトグラフィー、およびカチオン交換クロマトグラフィーのうちの3つまたはこれより多く、任意の順序で含む工程により達成する。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了し得る。ALK4および/またはActRIIBポリペプチドならびにその融合タンパク質は、サイズ除外クロマトグラフィーにより決定した場合に、>90%、>95%、>96%、>98%、または>99%の純度まで精製することができ、SDS PAGEにより決定した場合に、>90%、>95%、>96%、>98%、または>99%の純度まで精製することができる。純度の標的レベルは、哺乳動物系、特に、非ヒト霊長動物、齧歯動物(マウス)、およびヒトにおいて、望ましい結果を達成するのに十分なレベルであるべきである。
別の実施形態では、精製用リーダー配列(例えば、組換えALK4および/またはActRIIBポリペプチドの所望の部分のN末端に位置するポリ-(His)/エンテロキナーゼ切断部位の配列)をコードする融合遺伝子は、Ni2+金属樹脂を用いる親和性クロマトグラフィーによる、発現された融合タンパク質の精製を可能にし得る。その後、精製用リーダー配列は、引き続いて、エンテロキナーゼでの処理によって除去され、精製ALK4および/またはActRIIBポリペプチドならびにそのヘテロ多量体を提供し得る[Hochuliら、(1987年)J.Chromatography 411巻:177頁;およびJanknechtら、(1991年)PNAS USA 88巻:8972頁]。
融合遺伝子を作製するための技術は周知である。本質的には、異なるポリペプチド配列をコードする種々のDNAフラグメントの接合は、ライゲーションのための平滑末端もしくは突出(staggered)末端、適切な末端を提供するための制限酵素消化、必要に応じた粘着末端のフィルイン(filling-in)、所望されない接合を回避するためのアルカリ性ホスファターゼ処理、および酵素によるライゲーション、を用いる従来の技術に従って行われる。別の実施形態では、融合遺伝子は、自動DNA合成装置を含む従来の技術によって合成され得る。あるいは、遺伝子フラグメントのPCR増幅は、2つの連続した遺伝子フラグメント間の相補的なオーバーハング(overhang)を生じるアンカープライマーを用いて行われ得、これらのフラグメントは、その後、キメラ遺伝子配列を生じるようにアニーリングされ得る。例えば、Current Protocols in Molecular Biology、Ausubelら編、John Wiley & Sons:1992年を参照のこと。
C.抗体アンタゴニスト
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、抗体(ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体)または抗体の組み合わせである。ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、例えば、1つまたは複数のALK4リガンド、ActRIIBリガンド、ALK4:ActRIIB-結合リガンド、ALK4受容体、ActRIIB受容体、および/または1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリー共受容体に結合することができる。本明細書において記載されるように、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体を、単独、または、1つまたは複数の支持療法または活性剤と組み合わせて使用して、それを必要とする者(例えば、骨関連疾患または障害、筋肉関連疾患または障害、あるいは過剰もしくは望まない脂肪と関連した疾患または障害を有する対象)を処置することができる。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、アクチビンB、GDF11、アクチビンA、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3などのALK4:ActRIIBヘテロ多量体によって結合されるかまたは結合される可能性の高い1つまたは複数のリガンドを阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともそのようなリガンドの1つに結合する。例として、本明細書で使用する場合、アクチビンB抗体(または抗アクチビンB抗体)は、一般に、十分なアフィニティでアクチビンBに結合することができる抗体を指し、そのため、この抗体は、アクチビンBをターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、アクチビンB抗体が無関係な非アクチビンBタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のアクチビンBへの結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、アクチビンB抗体は、異なる種由来のアクチビンBの間で保存されているアクチビンBのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗アクチビンB抗体は、ヒトアクチビンBに結合する。一部の実施形態では、アクチビンB抗体は、アクチビンBがI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、アクチビンB媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、アクチビンB抗体は、アクチビンBが共受容体に結合するのを阻害し、そうすることで、アクチビンB媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。アクチビンBはアクチビンA、CおよびEといくらかの配列ホモロジーを共有し、したがって、アクチビンBに結合する抗体は、一部の場合には、別のアクチビンにも結合し、かつ/またはこれを阻害し得ることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、例えばアクチビンBに結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンABおよびアクチビンB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6およびGDF3]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、アクチビンBに結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6およびGDF]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する2つまたはそれより多くの抗体の組み合わせを含む。一部の実施形態では、抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともGDF8を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともGDF8に結合する。本明細書で使用する場合、GDF8抗体(または抗GDF8抗体)は、一般に、十分なアフィニティでGDF8に結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、GDF8をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、GDF8抗体が無関係な非GDF8タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のGDF8への結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、GDF8抗体は、異なる種由来のGDF8の間で保存されているGDF8のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗GDF8抗体は、ヒトGDF8に結合する。一部の実施形態では、GDF8抗体は、GDF8がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、GDF8媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF8抗体は、GDF8が共受容体に結合するのを阻害し、そうすることで、GDF8媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。GDF8はGDF11と高い配列ホモロジーを有し、したがって、GDF8に結合する抗体は、一部の場合には、GDF11にも結合し、かつ/またはこれを阻害し得ることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、GDF8に結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンBおよびアクチビンAB)、GDF11、BMP10、BMP6およびGDF3]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、GDF8に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、GDF8抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF3、BMP6およびBMP10]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。一部の実施形態では、GDF8抗体を含む抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともGDF11を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともGDF11に結合する。本明細書で使用する場合、GDF11抗体(または抗GDF11抗体)は、一般に、十分なアフィニティでGDF11に結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、GDF11をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、GDF11抗体が無関係な非GDF11タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のGDF11への結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、GDF11抗体は、異なる種由来のGDF11の間で保存されているGDF11のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗GDF11抗体は、ヒトGDF11に結合する。一部の実施形態では、GDF11抗体は、GDF11がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、GDF11媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF11抗体は、GDF11が共受容体に結合するのを阻害し、そうすることで、GDF11媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。GDF11はGDF8と高い配列ホモロジーを有し、したがって、GDF11に結合する抗体は、一部の場合には、GDF8にも結合し、かつ/またはこれを阻害し得ることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、GDF11に結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンBおよびアクチビンAB)、GDF8、BMP10、BMP6およびGDF3]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、GDF11に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、GDF11抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF3、BMP6およびBMP10]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。一部の実施形態では、GDF11抗体を含む抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともGDF3を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともGDF3に結合する。本明細書で使用する場合、GDF3抗体(または抗GDF3抗体)は、一般に、十分なアフィニティでGDF3に結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、GDF3をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、GDF3抗体が無関係な非GDF3タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のGDF3への結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、GDF3抗体は、異なる種由来のGDF3の間で保存されているGDF3のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗GDF3抗体は、ヒトGDF3に結合する。一部の実施形態では、GDF3抗体は、GDF3がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、GDF3媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF3抗体は、GDF3が共受容体に結合するのを阻害し、そうすることで、GDF3媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、GDF3に結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンBおよびアクチビンAB)、GDF8、BMP10、BMP6およびGDF11]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、GDF3に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、GDF3抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF11、BMP6およびBMP10]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。一部の実施形態では、GDF3抗体を含む抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともBMP6を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともBMP6に結合する。本明細書で使用する場合、BMP6抗体(または抗BMP6抗体)は、一般に、十分なアフィニティでBMP6に結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、BMP6をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、BMP6抗体が無関係な非BMP6タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のBMP6への結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、BMP6抗体は、異なる種由来のBMP6の間で保存されているBMP6のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗BMP6抗体は、ヒトBMP6に結合する。一部の実施形態では、BMP6抗体は、BMP6がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、BMP6媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、BMP6抗体は、BMP6が共受容体に結合するのを阻害し、そうすることで、BMP6媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、BMP6に結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンBおよびアクチビンAB)、GDF8、BMP10、GDF3およびGDF11]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、BMP6に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、BMP6抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF11、GDF3およびBMP10]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。一部の実施形態では、BMP6抗体を含む抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともBMP10を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともBMP10に結合する。本明細書で使用する場合、BMP10抗体(または抗BMP10抗体)は、一般に、十分なアフィニティでBMP10に結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、BMP10をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、BMP10抗体が無関係な非BMP10タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のBMP10への結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、BMP10抗体は、異なる種由来のBMP10の間で保存されているBMP10のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗BMP10抗体は、ヒトBMP10に結合する。一部の実施形態では、BMP10抗体は、BMP10がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、BMP10媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、BMP10抗体は、BMP10が共受容体に結合するのを阻害し、そうすることで、BMP10媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、BMP10に結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンBおよびアクチビンAB)、GDF8、BMP6、GDF3およびGDF11]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、BMP10に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、BMP10抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF11、GDF3およびBMP6]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。一部の実施形態では、BMP10抗体を含む抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともアクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンAE、アクチビンBCおよび/またはアクチビンBE)を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともアクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンAE、アクチビンBCおよび/またはアクチビンBE)に結合する。本明細書で使用する場合、アクチビン抗体(または抗アクチビン抗体)は、一般に、十分なアフィニティでアクチビンの形態に結合することができる抗体を指し、そのため、この抗体は、アクチビンのその形態をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、アクチビン抗体が無関係な非アクチビンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のアクチビンへの結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、アクチビン抗体は、異なる種由来のアクチビンの間で保存されているアクチビンのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗アクチビン抗体は、ヒトアクチビンに結合する。別の好ましい実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンがI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、アクチビン媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンBに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンAに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンAおよびアクチビンBに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンABに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンCに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンEに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンAおよびアクチビンCに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンACに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンAおよびアクチビンEに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンAEに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンBおよびアクチビンCに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンBCに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンBおよびアクチビンEに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンBEに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンCに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンEに結合する。任意選択で、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンCの1つまたは複数に結合するアクチビン抗体は、アクチビンEにさらに結合することができる。一部の実施形態では、本開示は、アクチビンに結合し、かつ、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6およびGDF3]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体にさらに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、アクチビンに結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないか、または実質的に結合しない(例えば、1x10-7Mより大きなKでBMP9に結合するか、または比較的穏和な結合、例えば、約1x10-8Mまたは約1x10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組み合わせ、およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、アクチビン抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数の追加のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、GDF3、BMP6およびBMP10]、1つまたは複数のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)、および/または1つまたは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。一部の実施形態では、アクチビン抗体を含む抗体の組み合わせは、BMP9抗体を含まない。
ALK4:ActRIIBに結合するリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF3、BMP6、GDF11、およびBMP10]に結合し、アンタゴナイズする抗体に関して、抗体は、そのようなリガンドのエピトープに結合する第1の部分を含み、そうすることで抗体の第1の部分はI型受容体と結合について競合し、かつそのようなリガンドのエピトープに結合する第2の部分を含み、そうすることで抗体の第2の部分はII型受容体と結合について競合する、二重特異性抗体としてデザインされ得ることが企図される。この様式において、単一のリガンドをターゲティングする二重特異性抗体は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体によって付与され得る二重I型-II型受容体結合遮断を模倣するように設計され得る。同様に、同じ効果を、2つまたはそれより多くの抗体の組み合わせを使用して達成することができることが企図され、ここでは、少なくとも第1の抗体はそのようなリガンドのエピトープに結合し、そうすることで第1の抗体はI型受容体と結合について競合し、かつ少なくとも第2の抗体はそのようなリガンドのエピトープに結合し、そうすることで第2の抗体はII型受容体と結合について競合する。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともACTRIIBを阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともACTRIIBに結合する。本明細書で使用する場合、ACTRIIB抗体(または抗ACTRIIB抗体)は、一般に、十分なアフィニティでACTRIIBに結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、ACTRIIBをターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、抗ACTRIIB抗体が無関係な非ACTRIIBタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のACTRIIBへの結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ACTRIIB抗体は、異なる種由来のACTRIIBの間で保存されているACTRIIBのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ACTRIIB抗体は、ヒトACTRIIBに結合する。一部の実施形態では、ACTRIIB抗体は、ACTRIIBがI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはALK4)に結合するのを阻害し、そうすることで、ACTRIIB媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、抗ActRIIB抗体は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)GDF3、BMP6、およびBMP10]がActRIIBおよび/またはALK4に結合するのを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ActRIIB抗体は、ActRIIBと、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、および、アクチビンAB)GDF3、BMP6、およびBMP10]、I型受容体(例えば、ALK4)、共受容体および/または追加のII型受容体とに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、抗ActRIIB抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)GDF3、BMP6、BMP10、Nodal、およびBMP9]、共受容体、I型受容体(例えば、ALK4)および/または追加のII型受容体に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。ActRIIBはActRIIAに対する配列類似性を有し、したがってActRIIBに結合する抗体は、一部の場合には、ActRIIAにも結合し、かつ/または阻害することができることに留意されたい。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともALK4を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト抗体または抗体の組み合わせは、少なくともALK4に結合する。本明細書で使用する場合、ALK4抗体(抗ALK4抗体)は、一般に、十分なアフィニティでALK4に結合する抗体を指し、そのため、この抗体は、ALK4をターゲッティングするのに診断剤および/または治療剤として有用である。ある特定の実施形態では、抗ALK4抗体が無関係な非ALK4タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティアッセイによって測定した場合に、この抗体のALK4への結合の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ALK4抗体は、異なる種由来のALK4の間で保存されているALK4のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ALK4抗体は、ヒトALK4に結合する。一部の実施形態では、抗ALK4抗体は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)GDF3、BMP6、およびBMP10]がI型受容体(例えば、ALK4)、II型受容体(例えば、ActRIIB)または共受容体に結合するのを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ALK4抗体は、ALK4と、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3]、II型受容体(例えば、ActRIIB)、共受容体および/または追加のI型受容体とに結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体およびその使用に関連し、ここで、抗体の組み合わせは、抗ALK4抗体と、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3]、共受容体、追加のI型受容体および/またはII型受容体(例えば、ActRIIB)に結合する1つまたは複数の追加の抗体とを含む。
本明細書において記載されるように、ヘテロ多量体を生成するための種々の方法がある。そのような方法を使用して、抗体結合ドメイン(例えば、VおよびV鎖の複合体)と、ALK4ポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ALK4:ActRIIBヘテロマーまたはALK4:ActRIIBシングルトラップポリペプチドから選択される1つまたは複数のポリペプチドとを含むヘテロ多量体を生成することができる。図10および12Dを参照のこと。例えば、一部の実施形態では、本開示は、ALK4ポリペプチドに共有結合的または非共有結合的に会合している、ALK4:ActRIIB結合リガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3]に結合する抗体のリガンド結合ドメインを含むタンパク質複合体を提供する。一部の実施形態では、本開示は、ActRIIBポリペプチドに共有結合的または非共有結合的に会合している、ALK4:ActRIIB結合リガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3]に結合する抗体のリガンド結合ドメインを含むタンパク質複合体を提供する。一部の実施形態では、本開示は、ALK4:ActRIIB単鎖リガンドトラップに共有結合合的または非共有結合的に会合している、ALK4:ActRIIB結合リガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3]に結合する抗体のリガンド結合ドメインを含むタンパク質複合体を提供する。一部の実施形態では、本開示は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に共有結合的または非共有結合的に会合した、ALK4:ActRIIB結合リガンドに結合する抗体のリガンド結合ドメインを含むタンパク質複合体を提供する。
抗体という用語は、本明細書では、最も広い意味で使用され、それらが、所望の抗原結合活性を呈示する限りにおいて、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多特異性抗体(例えば、二特異性抗体)、および抗体フラグメントを含むがこれらに限定されない、種々の抗体構造を包摂する。抗体フラグメントとは、インタクトな抗体以外の分子であって、インタクトな抗体が結合する抗原に結合するインタクトな抗体の一部を含む分子を指す。抗体フラグメントの例は、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’);ダイアボディー(diabody);直鎖状抗体;単鎖抗体分子(例えば、scFv);および抗体フラグメントから形成される多特異性抗体を含むがこれらに限定されない[例えば、Hudsonら(2003年)、Nat. Med.、9巻:129~134頁;Plueckthun、The Pharmacology of Monoclonal Antibodies、113巻、RosenburgおよびMoore編(Springer-Verlag、New York)、269~315頁(1994年);WO93/16185;ならびに米国特許第5,571,894号;同第5,587,458号;および同第5,869,046号を参照されたい]。ダイアボディーは、二価または二特異性であり得る、2つの抗原結合性部位を有する抗体フラグメントである[例えば、EP404,097;WO1993/01161;Hudsonら(2003年)、Nat. Med.、9巻:129~134頁;およびHollingerら(1993年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、90巻:6444~6448頁を参照されたい]。トリアボディー(triabody)およびテトラボディー(tetrabody)もまた、Hudsonら(2003年)、Nat. Med.、9巻:129~134頁において記載されている。単一ドメイン抗体とは、抗体の重鎖可変ドメインの全部もしくは一部、または抗体の軽鎖可変ドメインの全部もしくは一部を含む抗体フラグメントである。ある特定の実施形態では、単一ドメイン抗体は、ヒト単一ドメイン抗体である[例えば、米国特許第6,248,516号を参照されたい]。本明細書で開示される抗体は、ポリクローナル抗体でもよく、モノクローナル抗体でもよい。ある特定の実施形態では、本開示の抗体は、それらに付加させた、検出可能な標識を含む(例えば、標識は、放射性同位元素、蛍光化合物、酵素、または酵素補因子であり得る)。ある特定の好ましい実施形態では、本開示の抗体は、単離された抗体である。ある特定の好ましい実施形態では、本開示の抗体は、組み換え抗体である。
本明細書の抗体は、任意のクラスの抗体であり得る。抗体のクラスとは、その重鎖により保有される定常ドメインまたは定常領域の種類を指す。抗体の5つの主要なクラス:IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMが存在し、これらのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG、IgG、IgG、IgG、IgA、およびIgAにさらに分けることができる。免疫グロブリンの異なるクラスに対応する重鎖定常ドメインは、アルファ、デルタ、イプシロン、ガンマ、およびミューと呼ばれる。
一般に、本明細書で開示される方法における使用のための抗体は、その標的抗原に、好ましくは、大きな結合アフィニティで特異的に結合する。アフィニティは、K値として表すことができ、内因性結合アフィニティ(例えば、アビディティー効果を最小化して)を反映する。典型的に、結合アフィニティは、無細胞状況の場合であれ、細胞会合状況の場合であれ、インビトロにおいて測定する。本明細書で開示されるアッセイを含む、当該分野で公知の多数のアッセイであって、例えば、Biacore、放射性標識抗原結合アッセイ(RIA)、およびELISAを含むアッセイのいずれかを使用して、結合アフィニティの測定値を得ることができる。。一部の実施形態では、本開示の抗体は、それらの標的抗原(例えば、ALK4、ActRIIB、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6およびGDF3)に、少なくとも1×10-7もしくはこれよりも強力に、1×10-8もしくはこれよりも強力に、1×10-9もしくはこれよりも強力に、1×10-10もしくはこれよりも強力に、1×10-11もしくはこれよりも強力に、1×10-12もしくはこれよりも強力に、1×10-13もしくはこれよりも強力に、または1×10-14もしくはこれよりも強力なKで結合する。
ある特定の実施形態では、Kは、以下のアッセイにより記載されるように、関心のある抗体のFabバージョンおよびその標的抗原で実施されるRIAにより測定される。Fabの抗原に対する溶液結合アフィニティは、Fabを、滴定系列の非標識抗原の存在下において、最低濃度の放射性標識された抗原(例えば、125Iで標識された)と平衡化し、次いで、結合した抗原を、抗Fab抗体でコーティングしたプレートで捕捉することにより測定する[例えば、Chenら(1999年)、J.Mol.Biol.、293巻:865~881頁を参照されたい]。アッセイ条件を確立するために、マルチウェルプレート(例えば、Thermo Scientific製のMICROTITER(登録商標))を、捕捉用抗Fab抗体(例えば、Cappel Labs製)でコーティングし(例えば、一晩にわたり)、その後、好ましくは、室温(およそ23℃)において、ウシ血清アルブミンでブロッキングする。非吸着型プレートでは、放射性標識された抗原を、関心のあるFabの系列希釈液と混合する[例えば、Prestaら、(1997年)、Cancer Res.、57巻:4593~4599頁における抗VEGF抗体である、Fab-12の評価と符合する]。次いで、関心のあるFabを、好ましくは、一晩にわたりインキュベートするが、平衡に到達することを確保するように、インキュベーションは、長時間(例えば、約65時間)にわたり継続することもできる。その後、混合物を、好ましくは、室温で約1時間にわたるインキュベーションのために、捕捉プレートに移す。次いで、溶液を除去し、プレートを、好ましくは、ポリソルベート20とPBSとの混合物で、複数回洗浄する。プレートを乾燥させたら、シンチレーション剤(例えば、Packard製のMICROSCINT(登録商標))を添加し、ガンマカウンター(例えば、Packard製のTOPCOUNT(登録商標))上で、プレートをカウントする。
別の実施形態によれば、Kは、例えば、抗原CM5チップを約10応答単位(RU)で固定化させた、BIACORE(登録商標)2000またはBIACORE(登録商標)3000(Biacore,Inc.、Piscataway、N.J.)を使用する、表面プラズモン共鳴アッセイを使用して測定する。略述すると、供給元の指示書に従い、カルボキシメチル化デキストランバイオセンサーチップ(CM5、Biacore,Inc.)を、N-エチル-N’-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミドヒドロクロリド(EDC)およびN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)で活性化させる。例えば、抗原は、10mMの酢酸ナトリウム、pH4.8で、5μg/ml(約0.2μM)まで希釈してから、5μl/分の流量で注入して、およそ10応答単位(RU)のタンパク質のカップリングを達成することができる。抗原を注入した後、1Mのエタノールアミンを注入して、未反応基をブロッキングする。反応速度の測定のため、Fabの2倍系列希釈液(0.78nM~500nM)を、0.05%のポリソルベート20(TWEEN-20(登録商標))界面活性剤を含むPBS(PBST)に、およそ25μl/分の流量で注入する。会合速度(kon)および解離速度(koff)は、例えば、単純な一対一ラングミュア結合モデル(BIACORE(登録商標)Evaluation Softwareバージョン3.2)を使用して、会合センサーグラムおよび解離センサーグラムのフィッティングを同時に行うことにより計算する。平衡解離定数(K)は、koff/kon比として計算する[例えば、Chenら、(1999年)、J. Mol. Biol.、293巻:865~881頁を参照されたい]。オン速度が、例えば、上記の表面プラズモン共鳴アッセイで10-1-1を超える場合、オン速度は、徐々に増大する濃度の抗原の存在下におけるPBS中、20nMの抗抗原抗体(Fab形態)の蛍光発光強度(例えば、励起=295nm;発光=340nm、16nmのバンドパス)であって、攪拌型キュベットを有するストップフロー装備型分光光度計(Aviv Instruments)、または8000シリーズのSLM-AMINCO(登録商標)分光光度計(ThermoSpectronic)などの分光計により測定した場合の、蛍光発光強度の増加または減少を測定する蛍光消光法を使用することにより決定することができる。
抗体フラグメントは、本明細書で記載されるように、インタクトな抗体のタンパク質分解性消化のほか、組換え宿主細胞(例えば、E.coliまたはファージ)による生成を含むがこれらに限定されない種々の技法により作製することができる。当該分野では、ヒトのGDF11、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、GDF8、BMP6、ActRIIB、ALK4、GDF3およびBMP9の核酸配列およびアミノ酸配列が周知である。加えて、当該分野では、抗体を生成するための多数の方法が周知であり、それらの一部については、本明細書でも記載する。したがって、本開示に従う使用のための抗体アンタゴニストは、当該分野における知見および本明細書で提供される教示に基づき、当業者が日常的に作製することができる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体は、キメラ抗体である。キメラ抗体とは、重鎖および/または軽鎖の一部が特定の供給源または種に由来する一方、重鎖および/または軽鎖の残余は異なる供給源または種に由来する抗体を指す。ある特定のキメラ抗体は、例えば、米国特許第4,816,567号;およびMorrisonら、(1984年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、81巻:6851~6855頁に記載されている。一部の実施形態では、キメラ抗体は、非ヒト可変領域(例えば、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはサルなどの非ヒト霊長動物に由来する可変領域)と、ヒト定常領域とを含む。一部の実施形態では、キメラ抗体は、クラスまたはサブクラスを、親抗体のクラスまたはサブクラスから変化させた「クラススイッチ」抗体である。一般に、キメラ抗体は、その抗原結合フラグメントを含む。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供されるキメラ抗体は、ヒト化抗体である。ヒト化抗体とは、非ヒト超可変領域(HVR)に由来するアミノ酸残基と、ヒトフレームワーク領域(FR)に由来するアミノ酸残基とを含むキメラ抗体を指す。ある特定の実施形態では、ヒト化抗体は、少なくとも1つの可変ドメインであり、典型的には2つの可変ドメインであって、HVR(例えば、CDR)の全てまたは実質的に全てが非ヒト抗体のHVR(例えば、CDR)に対応し、FRの全てまたは実質的に全てがヒト抗体のFRに対応する、可変ドメインの実質的に全てを含む。ヒト化抗体は任意選択で、ヒト抗体に由来する抗体定常領域の少なくとも一部を含み得る。抗体、例えば、非ヒト抗体の「ヒト化形態」とは、ヒト化を経た抗体を指す。ヒト化抗体およびそれらを作製する方法は、例えば、AlmagroおよびFransson(2008年)、Front. Biosci.、13巻:1619~1633頁において総説されており、例えば、Riechmannら、(1988年)、Nature、332巻:323~329頁;Queenら(1989年)、Proc. Nat’l Acad. Sci. USA、86巻:10029~10033頁;米国特許第5,821,337号;同第7,527,791号;同第6,982,321号;および同第7,087,409号;Kashmiriら、(2005年)、Methods、36巻:25~34頁[SDR(a-CDR)グラフティングについて記載する];Padlan、Mol. Immunol.、(1991年)、28巻:489~498頁(「リサーフェシング」について記載する);Dall’Acquaら(2005年)、Methods、36巻:43~60頁(「FRシャフリング」について記載する);Osbournら(2005年)、Methods、36巻:61~68頁;ならびにKlimkaら、Br. J. Cancer(2000年)、83巻:252~260頁(FRシャフリングへの「誘導選択」アプローチについて記載する)においてさらに記載されている。ヒト化のために使用され得るヒトフレームワーク領域は、「ベストフィット」法を使用して選択されるフレームワーク領域[例えば、Simsら(1993年)、J. Immunol.、151巻:2296頁を参照されたい];軽鎖可変領域または重鎖可変領域の特定の亜集団による、ヒト抗体のコンセンサス配列に由来するフレームワーク領域[例えば、Carterら(1992年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、89巻:4285頁;およびPrestaら(1993年)、J. Immunol.、151巻:2623頁を参照されたい];ヒト成熟(体細胞変異させた)フレームワーク領域またはヒト生殖細胞系列フレームワーク領域[例えば、AlmagroおよびFransson(2008年)、Front. Biosci.、13巻:1619~1633頁を参照されたい];およびFRライブラリーのスクリーニングに由来するフレームワーク領域[例えば、Bacaら、(1997年)、J. Biol. Chem.、272巻:10678~10684頁;およびRosokら、(1996年)、J. Biol. Chem.、271巻:22611~22618頁を参照されたい]を含むがこれらに限定されない。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体は、ヒト抗体である。ヒト抗体は、当該分野で公知の種々の技法を使用して生成することができる。ヒト抗体は一般に、van Dijkおよびvan de Winkel(2008年)、Curr. Opin. Pharmacol.、5巻:368~74頁(2001年);ならびにLonberg、Curr. Opin. Immunol.、20巻:450~459頁において記載されている。例えば、ヒト抗体は、免疫原(例えば、GDF11ポリペプチド、アクチビンBポリペプチド、ActRIIAポリペプチド、またはActRIIBポリペプチド)を、抗原性攻撃に応答して、インタクトなヒト抗体またはヒト可変領域を有するインタクトな抗体を生成するように改変されたトランスジェニック動物に投与することにより調製することができる。このような動物は典型的に、内因性免疫グロブリン遺伝子座を置きかえるか、または染色体外に存在するかもしくは動物の染色体にランダムに組み込まれた、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の全部または一部を含有する。このようなトランスジェニック動物では、内因性免疫グロブリン遺伝子座は一般に、不活性化されている。トランスジェニック動物からヒト抗体を得るための方法の総説については、例えば、Lonberg(2005年)、Nat. Biotech.、23巻:1117~1125頁;米国特許第6,075,181号および同第6,150,584号(XENOMOUSE(商標)技術について記載);米国特許第5,770,429号(HuMab(登録商標)技術について記載);米国特許第7,041,870号(K-M MOUSE(登録商標)技術について記載);ならびに米国特許出願公開第2007/0061900号(VelociMouse(登録商標)技術について記載)を参照されたい。このような動物により生成されるインタクトな抗体に由来するヒト可変領域は、例えば、異なるヒト定常領域と組み合わせることによりさらに改変することができる。
本明細書で提供されるヒト抗体はまた、ハイブリドーマベースの方法により作製することもできる。ヒトモノクローナル抗体を生成するためのヒト骨髄腫細胞株およびマウス-ヒトヘテロ骨髄腫細胞株は記載されている[例えば、Kozbor、J. Immunol.、(1984年)、133巻:3001頁;Brodeurら(1987年)、Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications、51~63頁、Marcel Dekker, Inc.、New York;およびBoernerら(1991年)、J. Immunol.、147巻:86頁を参照されたい]。ヒトB細胞ハイブリドーマ技術を介して生成されるヒト抗体はまた、Liら、(2006年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、103巻:3557~3562頁において記載されている。追加の方法は、例えば、米国特許第7,189,826号(ハイブリドーマ細胞株からのヒトモノクローナルIgM抗体の生成について記載)およびNi、Xiandai Mianyixue(2006年)、26巻(4号):265~268頁(2006年)(ヒト-ヒトハイブリドーマについて記載)において記載されている方法を含む。ヒトハイブリドーマ技術(トリオーマ技術)はまた、VollmersおよびBrandlein(2005年)、Histol. Histopathol.、20巻(3号):927~937頁;ならびにVollmersおよびBrandlein(2005年)、Methods Find Exp. Clin. Pharmacol.、27巻(3号):185~91頁において記載されている。本明細書で提供されるヒト抗体はまた、ヒト由来のファージディスプレイライブラリーより選択されるFvクローン可変ドメイン配列を単離することによっても生成することができる。次いで、このような可変ドメイン配列を、所望のヒト定常ドメインと組み合わせることができる。ヒト抗体を抗体ライブラリーより選択するための技法については、当該技術分野で公知であり、本明細書で記載される。
例えば、本開示の抗体は、1つまたは複数の所望の活性を有する抗体のためのコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることにより単離することができる。当該分野では、ファージディスプレイライブラリーを生成し、このようなライブラリーを、所望の結合特徴を保有する抗体についてスクリーニングするための、様々な方法が公知である。このような方法は、例えば、Hoogenboomら(2001年)、Methods in Molecular Biology、178巻:1~37頁、O’Brienら編、Human Press、Totowa、N.J.において総説されており、例えば、McCaffertyら(1991年)、Nature、348巻:552~554頁;Clacksonら、(1991年)、Nature、352巻:624~628頁;Marksら(1992年)、J. Mol. Biol.、222巻:581~597頁;MarksおよびBradbury(2003年)、Methods in Molecular Biology、248巻:161~175頁、Lo編、Human Press、Totowa、N.J.;Sidhuら(2004年)、J. Mol. Biol.、338巻(2号):299~310頁;Leeら(2004年)、J. Mol. Biol.、340巻(5号):1073~1093頁;Fellouse(2004年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、101巻(34号):12467~12472頁;ならびにLeeら(2004年)、J. Immunol. Methods、284巻(1~2号):119~132頁においてさらに記載されている。
ある特定のファージディスプレイ法では、Winterら(1994年)、Ann. Rev. Immunol.、12巻:433~455頁において記載されているように、VH遺伝子およびVL遺伝子のレパートリーを、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により個別にクローニングし、ファージライブラリー内でランダムに組み換え、次いで、抗原結合ファージについてスクリーニングすることができる。ファージは典型的に、抗体フラグメントを、単鎖Fv(scFv)フラグメントまたはFabフラグメントとして呈示する。免疫化された供給源に由来するライブラリーは、ハイブリドーマを構築する必要なく、免疫原(例えば、GDF11、アクチビンB、ALK4、またはActRIIB)に対する高アフィニティ抗体をもたらす。代替的に、ナイーブレパートリーは、Griffithsら(1993年)、EMBO J、12巻:725~734頁により記載されているように、いかなる免疫化もなく、広範にわたる非自己抗原に対する抗体の単一の供給源をもたらし、また、広範にわたる自己抗原を指向する抗体の単一の供給源ももたらすように、クローニングすることができる(例えば、ヒトから)。最後に、ナイーブライブラリーはまた、HoogenboomおよびWinter(1992年)、J. Mol. Biol.、227巻:381~388頁により記載されているように、再配列されていないV遺伝子セグメントを、幹細胞からクローニングし、高度に可変的なCDR3領域をコードし、インビトロにおける再配列を達成する、ランダム配列を含有するPCRプライマーを使用することを介して、合成により作製することもできる。ヒト抗体ファージライブラリーについて記載する特許公開は、例えば、米国特許第5,750,373号;ならびに米国特許公開第2005/0079574号、同第2005/0119455号、同第2005/0266000号、同第2007/0117126号、同第2007/0160598号、同第2007/0237764号、同第2007/0292936号、および同第2009/0002360号を含む。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体は、多特異性抗体、例えば、二特異性抗体である。多特異性抗体(典型的に、モノクローナル抗体)は、1つまたは複数の(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、またはこれを超える)抗原上の、少なくとも2つの(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、またはこれを超える)異なるエピトープに対する結合特異性を有する。
多重特異性抗体を作製するための技法として、これらに限定されないが、異なる特異性を有する2つの免疫グロブリン重鎖軽鎖ペアの組み換え共発現[例えば、Milstein and Cuello、(1983) Nature 305: 537;国際特許公開WO93/08829;およびTrauneckerら、(1991)EMBO J.10: 3655、および米国特許第5,731,168号(「ノブ・ホール」操作)を参照のこと]が挙げられる。多重特異性抗体は、抗体Fc-ヘテロ二量体の分子を作製するための静電ステアリング効果を操作すること(例えば、WO2009/089004A1を参照のこと);2つまたはそれより多くの抗体またはフラグメントを架橋すること[例えば、米国特許第4,676,980号;およびBrennanら、(1985) Science、229: 81を参照のこと];ロイシンジッパーを使用して二重特異性抗体を生成すること[例えば、Kostelnyら、(1992) J. Immunol.、148(5):1547-1553を参照のこと];二重特異性抗体 フラグメントを作製するために「ダイアボディ」技法を使用すること[例えば、Hollingerら、(1993) Proc. Natl. Acad. Sci.USA、90:6444-6448を参照のこと];単鎖Fv(sFv)二量体を使用すること [例えば、Gruberら、(1994) J. Immunol.、152:5368を参照のこと];および三重特異性抗体を調製すること(例えば、Tuttら、(1991)J. Immunol. 147: 60を参照のこと)によって作製することもできる。多重特異性抗体は、完全長抗体または抗体フラグメントとして調製され得る。本明細書にはまた、3つまたはこれを超える、機能的な抗原結合性部位を有する操作抗体であって、「オクトパス抗体」を含む操作抗体も含まれる[例えば、US2006/0025576A1を参照されたい]。
ある特定の実施形態では、本明細書で開示される抗体は、モノクローナル抗体である。モノクローナル抗体とは、実質的に均一な抗体の集団から得られた抗体を指す、すなわち、集団を構成する個々の抗体は、可能な改変体抗体、例えば、天然に存在する変異を含有する、またはモノクローナル抗体調製物の生成時に発生する改変体抗体(このような改変体は、一般に少量で存在する)を除き同一であり、かつ/または同じエピトープに結合する。典型的に、異なるエピトープを指向する異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、モノクローナル抗体調製物の各モノクローナル抗体は、抗原上の単一のエピトープを指向する。したがって、修飾語「モノクローナル」とは、実質的に均一な抗体集団から得られる抗体の性質を指し示し、任意の特定の方法により抗体の生成を必要とするとはみなさないものとする。例えば、本方法に従って使用されるモノクローナル抗体は、ハイブリドーマ法、組換えDNA法、ファージディスプレイ法、およびヒト免疫グロブリン遺伝子座の全部または一部を含有するトランスジェニック動物を活用する方法、本明細書で記載されるモノクローナル抗体を作製するためのこのような方法および他の例示的な方法を含むがこれらに限定されない様々な技法により作製することができる。
例えば、標準的なプロトコルを介して、GDF11に由来する免疫原を使用することにより、抗タンパク質/抗ペプチド抗血清または抗タンパク質/抗ペプチドモノクローナル抗体を作製することができる[例えば、Antibodies: A Laboratory Manual、HarlowおよびLane編(1988年)、Cold Spring Harbor Press:1988を参照されたい]。マウス、ハムスター、またはウサギなどの哺乳動物は、GDF11ポリペプチドの免疫原性形態、抗体応答を誘発することが可能である抗原性フラグメント、または融合タンパク質で免疫化することができる。タンパク質またはペプチドに免疫原性を付与するための技法は、キャリアへのコンジュゲーションまたは当該分野で周知の他の技法を含む。GDF11ポリペプチドの免疫原性部分は、アジュバントの存在下で投与することができる。免疫化の進行は、血漿中または血清中の抗体力価の検出によりモニタリングすることができる。免疫原を抗原とする標準的なELISAまたは他のイムノアッセイを使用して、抗体生成レベルおよび/または結合アフィニティレベルを評価することができる。
GDF11の抗原性調製物で動物を免疫化した後、抗血清を得ることができ、所望の場合、ポリクローナル抗体を血清から単離することができる。モノクローナル抗体を生成するために、抗体生成細胞(リンパ球)を、免疫化動物から採取し、標準的な体細胞融合手順により、骨髄腫細胞など、不死化細胞と融合させて、ハイブリドーマ細胞をもたらすことができる。このような技法は、当該分野で周知であり、例えば、ハイブリドーマ技法[例えば、KohlerおよびMilstein(1975年)、Nature、256巻:495~497頁を参照されたい]、ヒトB細胞ハイブリドーマ技法[例えば、Kozbarら(1983年)、Immunology Today、4巻:72頁を参照されたい]、およびヒトモノクローナル抗体を生成するEBVハイブリドーマ技法[Coleら(1985年)、Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy、Alan R. Liss, Inc.、77~96頁]が挙げられる。ハイブリドーマ細胞は、GDF11ポリペプチドと特異的に反応性である抗体、およびこのようなハイブリドーマ細胞を含む培養物から単離されたモノクローナル抗体の生成について、免疫化学的にスクリーニングすることができる。
ある特定の実施形態では、1つまたは複数のアミノ酸改変を、本明細書で提供される抗体のFc領域に導入し、これにより、Fc領域改変体を生成することができる。Fc領域改変体は、1つまたは複数のアミノ酸位置において、アミノ酸改変(例えば、置換、欠失、および/または付加)を含む、ヒトFc領域配列(例えば、ヒトIgG1、ヒトIgG2、ヒトIgG3、またはヒトIgG4のFc領域)を含み得る。
例えば、本開示は、一部のエフェクター機能を保有するが、全てのエフェクター機能は保有しない抗体の改変体であって、これにより、インビボにおける抗体の半減期は重要であるが、ある特定のエフェクター機能[例えば、補体依存性細胞傷害作用(CDC)および抗体依存性細胞傷害作用(ADCC)]は、不要または有害である適用に望ましい候補となる抗体の改変体を企図する。インビトロおよび/またはインビボにおける細胞傷害作用アッセイを実行して、CDC活性および/またはADCC活性の低減/枯渇を確認することができる。例えば、Fc受容体(FcR)結合アッセイを実行して、抗体が、FcγR結合を欠く(よって、ADCC活性を欠く可能性が高い)が、FcRnへの結合能は保持することを確保することができる。ADCCを媒介するための主要な細胞であるNK細胞がFcγRIIIだけを発現するのに対し、単球はFcγRI、FcγRII、およびFcγRIIIを発現する。造血細胞におけるFcRの発現は、例えば、RavetchおよびKinet(1991年)、Annu. Rev. Immunol.、9巻:457~492頁にまとめられている。関心のある分子のADCC活性を評価するインビトロアッセイの非限定的な例は、米国特許第5,500,362号;Hellstrom, I.ら(1986年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、83巻:7059~7063頁];Hellstrom, Iら(1985年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、82巻:1499~1502頁;米国特許第5,821,337号;Bruggemann, M.ら(1987年)、J. Exp. Med.、166巻:1351~1361頁において記載されている。代替的に、非放射性アッセイ法を利用することができる(例えば、フローサイトメトリーのためのACTI(商標)非放射性細胞傷害作用アッセイ;CellTechnology,Inc.、Mountain View、Calif.;およびCytoTox 96(登録商標)非放射性細胞傷害作用アッセイ、Promega、Madison、Wis.)。このようなアッセイに有用なエフェクター細胞として、末梢血単核細胞(PBMC)およびナチュラルキラー(NK)細胞が挙げられる。代替的に、または加えて、関心のある分子のADCC活性は、インビボにおいて、例えば、Clynesら(1998年)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、95巻:652~656頁において開示されている動物モデルなどの動物モデルにおいて評価することができる。また、C1q結合アッセイを実行して、抗体がC1qに結合できず、よって、CDC活性を欠くことを確認することもできる[例えば、WO2006/029879およびWO2005/100402における、C1q結合ELISAおよびC3c結合ELISAを参照されたい]。補体の活性化を評価するために、CDCアッセイを実施することができる[例えば、Gazzano-Santoroら(1996年)、J. Immunol. Methods、202巻:163頁;Cragg, M. S.ら(2003年)、Blood、101巻:1045~1052頁;ならびにCragg, M. S.およびM. J. Glennie(2004年)、Blood、103巻:2738~2743頁を参照されたい]。当該分野で公知の方法を使用して、FcRnへの結合およびインビボにおけるクリアランス/半減期の決定もまた、実施することができる[例えば、Petkova, S. B.ら(2006年)、Intl. Immunol.、18巻(12号):1759~1769頁を参照されたい]。エフェクター機能を低減した本開示の抗体は、Fc領域残基238、265、269、270、297、327、および329のうちの1つまたは複数を置換した抗体を含む(米国特許第6,737,056号)。このようなFc変異体は、アミノ酸265位、269位、270位、297位、および327位のうちの2つまたはこれより多くにおいて置換を有するFc変異体であって、残基265および297のアラニンへの置換を有する、いわゆる「DANA」Fc変異体を含むFc変異体を含む(米国特許第7,332,581号)。
ある特定の実施形態では、システイン操作抗体、例えば、抗体の1つまたは複数の残基をシステイン残基で置換した「チオMAb」を創出することが望ましいと考えられる。特定の実施形態では、残基の置換を、抗体の接近可能な部位に施す。システインでこれらの残基を置換することにより、反応性のチオール基が抗体の接近可能な部位に配置され、抗体を、薬物部分またはリンカー-薬物部分など、他の部分にコンジュゲートして、本明細書でさらに記載されるような、免疫コンジュゲートを創出するのに使用することができる。ある特定の実施形態では、以下の残基:軽鎖のV205(Kabat番号付け);重鎖のA118(EU番号付け);および重鎖Fc領域のS400(EU番号付け)のうちの任意の1つまたは複数を、システインで置換することができる。システイン操作抗体は、例えば、米国特許第7,521,541号において記載されているように生成することができる。
加えて、望ましい抗体を同定するための抗体をスクリーニングするのに使用される技法は、得られる抗体の特性に影響を及ぼし得る。例えば、抗体を、溶液中の抗原の結合に使用する場合、溶液中での結合について試験することが望ましいと考えられる。抗体と抗原との相互作用を試験して、特に望ましい抗体を同定するために、様々な異なる技法が利用可能である。このような技法として、ELISA、表面プラズモン共鳴結合アッセイ(例えば、Biacore(登録商標)結合アッセイ、Biacore AB、Uppsala、Sweden)、サンドイッチアッセイ(例えば、IGEN International,Inc.、Gaithersburg、Marylandの常磁性ビーズシステム)、ウェスタンブロット、免疫沈降アッセイ、および免疫組織化学が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体および/または結合ポリペプチドのアミノ酸配列改変体が企図される。例えば、抗体および/または結合ポリペプチドの結合アフィニティおよび/または他の生体特性を改善することが望ましい場合がある。抗体および/または結合ポリペプチドのアミノ酸配列改変体は、抗体および/または結合ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に適切な改変を導入することにより調製することもでき、ペプチド合成により調製することもできる。このような改変は、例えば、抗体および/または結合性ポリペプチドのアミノ酸配列内の残基からの欠失、および/またはこれらへの挿入、および/またはこれらの置換を含む。欠失、挿入、および置換の任意の組み合わせは、最終的な構築物が、所望の特徴、例えば、標的への結合(GDF11および/またはアクチビンBへの結合)を保有するという条件で、最終的な構築物に到達するように施すことができる。
変更(例えば、置換)をHVR内に施して、例えば、抗体のアフィニティを改善することができる。このような変更は、HVRの「ホットスポット」、すなわち、体細胞成熟プロセスにおいて高頻度で変異を経るコドンによりコードされる残基[例えば、Chowdhury(2008年)、Methods Mol. Biol.、207巻:179~196頁(2008年)を参照されたい]、および/またはSDR(a-CDR)に施すことができ、結果として得られる改変体VHまたは改変体VLを結合アフィニティについて調べる。当該分野では、二次ライブラリーを構築し、ここから再選択することによるアフィニティ成熟が記載されている[例えば、Hoogenboomら、Methods in Molecular Biology、178巻:1~37頁、O’Brienら編、Human Press、Totowa、N.J.(2001年)を参照されたい]。アフィニティ成熟の一部の実施形態では、様々な方法(例えば、エラープローンPCR、鎖シャフリング、またはオリゴヌクレオチド指向変異誘発)のいずれかにより、成熟のために選択された可変遺伝子に多様性を導入する。次いで、二次ライブラリーを創出する。次いで、ライブラリーをスクリーニングして、所望のアフィニティを有する任意の抗体改変体を同定する。多様性を導入する別の方法は、いくつかのHVR残基(例えば、一度に4~6残基)をランダム化する、HVR指向アプローチを伴う。抗原の結合に関与するHVR残基は、例えばアラニン走査変異誘発またはモデル化を使用して、特異的に同定することができる。特にCDR-H3およびCDR-L3は、しばしば標的化される。
ある特定の実施形態では、このような変更が、抗原に結合する抗体の能力を実質的に低減しない限りにおいて、1つまたは複数のHVR内に置換、挿入、または欠失を施すことができる。例えば、結合アフィニティを実質的に低減しない保存的変更(例えば、本明細書で提供される保存的置換)を、HVR内に施すことができる。このような変更は、HVR「ホットスポット」またはSDRの外部であり得る。上記で提供した改変体VH配列およびVL配列のある特定の実施形態では、各HVRは、不変であるか、または1つ、2つ、もしくは3つ以下のアミノ酸置換を含有する。
変異誘発のために標的化され得る抗体および/または結合性ポリペプチドの残基または領域の同定に有用な方法は、CunninghamおよびWells(1989年)、Science、244巻:1081~1085頁により記載されているように、「アラニン走査変異誘発」と呼ばれている。この方法では、残基または標的残基の群(例えば、Asp、Arg、His、LysおよびGluなどの荷電残基)を同定し、中性であるかまたは負に荷電したアミノ酸(例えば、アラニンまたはポリアラニン)で置きかえて、抗体の、抗原との相互作用が影響を受けるのかどうかを決定する。初期の置換に対して機能的な感受性を顕示するアミノ酸位置に、さらなる置換を導入することもできる。代替的に、または加えて、抗原-抗体複合体の結晶構造を決定して、抗体と抗原との間の接点を同定する。このような接触残基および近傍の残基は、置換の標的化してもよく、置換の候補として消失させてもよい。改変体をスクリーニングして、それらが所望の特性を含有するかどうかを決定することができる。
アミノ酸配列の挿入は、1残基~100またはこれより多くの残基を含有するポリペプチドの範囲の長さのアミノ末端融合体および/またはカルボキシル末端融合体のほか、単一または複数のアミノ酸残基の内部配列挿入も含む。末端挿入の例として、N末端メチオニル残基を有する抗体が挙げられる。抗体分子の他の挿入改変体として、抗体のN末端もしくはC末端の、酵素(例えば、ADEPTのための)、または抗体の血清中半減期を延長するポリペプチドへの融合体が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体および/または結合性ポリペプチドを、当該分野で公知であり、たやすく利用可能である、追加の非タンパク質性部分を含有するようにさらに修飾することができる。抗体および/または結合性ポリペプチドの誘導体化に適する部分は、水溶性ポリマーを含むがこれらに限定されない。水溶性ポリマーの非限定的な例として、ポリエチレングリコール(PEG)、エチレングリコール/プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ-1,3-ジオキソラン、ポリ-1,3,6-トリオキサン、エチレン/無水マレイン酸コポリマー、ポリアミノ酸(ホモポリマーまたはランダムコポリマー)、およびデキストラン、またはポリ(n-ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、ポリプロピレン(propropylene)グリコールホモポリマー、ポリプロピレン(prolypropylene)オキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、ポリビニルアルコール、ならびにこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定されない。ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドは、水中のその安定性のために、製造において有利であり得る。ポリマーは、任意の分子量であることが可能であり、分枝状でもよく、非分枝状でもよい。抗体および/または結合ポリペプチドに付加させるポリマーの数は、変化させることができ、1つより多くのポリマーを付加させる場合、それらは、同じ分子でもよく、異なる分子でもよい。一般に、誘導体化に使用されるポリマーの数および/または種類は、抗体の誘導体および/または結合ポリペプチドの誘導体が規定の条件下での治療に使用されようと、改善する抗体および/または結合ポリペプチドの特定の特性または機能を含むがこれらに限定されない検討事項に基づき決定することができる。
D.低分子アンタゴニスト
別の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、低分子(ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニスト)または低分子アンタゴニストの組み合わせである。ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、例えば、1つまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンド、I型受容体(例えば、ALK4)、II型受容体(例えば、ActRIIB)、および/または共受容体を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、例えば、本明細書に記載されるものなどの細胞ベースのアッセイにおいて決定した場合に1つまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンドによって媒介されるシグナル伝達を阻害する。本明細書において記載されるように、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストは単独で、あるいは1つまたは複数の支持療法または活性剤と組み合わせて使用してそれを必要とする患者(例えば、骨関連疾患または障害、筋肉関連疾患または障害、あるいは過剰もしくは望まない脂肪に関連した疾患または障害を有する対象)を処置することができる。
一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF11を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF8を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともアクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF11、GDF8、およびアクチビンを阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともALK4を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともActRIIBを阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともBMP6を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF3を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、少なくともBMP10を阻害する。一部の実施形態では、本明細書に開示されるようなALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、BMP9を阻害しないか、または実質的に阻害しない。
ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストは、直接的または間接的インヒビターであり得る。例えば、間接的分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する少なくとも1つのまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF11、BMP10、BMP6、およびGDF3]、I型受容体(例えば、ALK4)、II型受容体(例えば、ActRIIB)、および/または1つまたは複数の下流のシグナル伝達構成成分(例えば、Smad)の発現(例えば、転写、翻訳、細胞分泌またはその組み合わせ)を阻害し得る。代替的に、直接的な低分子アンタゴニストまたは低分子アンタゴニストの組み合わせは、例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する1つまたは複数のTGF-βスーパーファミリーリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF11、GDF8、BMP10、BMP6、およびGDF3]、I型受容体(例えば、ALK4)、II型受容体(例えば、ActRIIB)、共受容体(例えば、CriptoまたはCryptic)、および/または下流のシグナル伝達構成成分(例えば、Smad)に直接結合し、阻害することができる。1つまたは複数の間接的および1つまたは複数の直接的ALK4:ActRIIB低分子アンタゴニストの組み合わせは、本明細書に開示の方法に従って使用することができる。
本開示の結合低分子アンタゴニストは、公知の方法を使用して、同定し、化学合成することができる(例えば、PCT公開第WO00/00823号および同第WO00/39585号を参照されたい)。一般に、本開示の低分子アンタゴニストは、通常約2000ダルトン未満のサイズであり、代替的に、約1500、750、500、250、または200ダルトン未満のサイズであり、ここで、このような有機低分子は、本明細書で記載されるポリペプチドに、好ましくは、特異的に結合することが可能である。これらの低分子アンタゴニストは、不要な実験を行わず、周知の技法を使用して同定することができる。これに関して、当該分野では、ポリペプチド標的に特異的に結合することが可能な分子について、有機低分子ライブラリーをスクリーニングするための技法が周知であることに留意されたい(例えば、国際特許公開第WO00/00823号および同第WO00/39585号を参照されたい)。
本開示の結合有機低分子は、例えば、アルデヒド、ケトン、オキシム、ヒドラゾン、セミカルバゾン、カルバジド、一級アミン、二級アミン、三級アミン、N置換ヒドラジン、ヒドラジド、アルコール、エーテル、チオール、チオエーテル、ジスルフィド、カルボン酸、エステル、アミド、尿素、カルバメート、カーボネート、ケタール、チオケタール、アセタール、チオアセタール、アリールハロゲン化物、アリールスルホネート、アルキルハロゲン化物、アルキルスルホネート、芳香族化合物、複素環化合物、アニリン、アルケン、アルキン、ジオール、アミノアルコール、オキサゾリジン、オキサゾリン、チアゾリジン、チアゾリン、エナミン、スルホンアミド、エポキシド、アジリジン、イソシアネート、スルホニル塩化物、ジアゾ化合物、および酸塩化物であり得る。
E.ポリヌクレオチドアンタゴニスト
別の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、ポリヌクレオチド(ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニスト)またはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせである。ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、例えば、1つまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、およびアクチビンAB)、GDF8、GDF11、BMP10、BMP6およびGDF3]、I型受容体(例えば、ALK4)、II型受容体(例えば、ActRIIB)、共受容体および/または下流のシグナル伝達構成成分(例えば、Smad)を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、例えば、本明細書に記載されるものなどの細胞ベースのアッセイにおいて決定した場合に1つまたは複数のALK4:ActRIIB結合リガンドによって媒介されるシグナル伝達を阻害する。本明細書において記載されるように、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストは単独で、あるいは1つまたは複数の支持療法または活性剤と組み合わせて使用してそれを必要とする患者(例えば、骨関連疾患または障害、筋肉関連疾患または障害、あるいは過剰もしくは望まない脂肪に関連した疾患または障害を有する対象)を処置することができる。
一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF11を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF8を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともアクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンAE、アクチビンBCおよび/またはアクチビンBE)を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF11、GDF8、およびアクチビンを阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともALK4を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともActRIIBを阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともBMP6を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともGDF3を阻害する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、少なくともBMP10を阻害する。一部の実施形態では、本明細書に開示されるようなALK4:ActRIIBポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組み合わせは、BMP9を阻害しないか、または実質的に阻害しない。
一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドアンタゴニストは、アンチセンス核酸、RNAi分子[例えば、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)]、アプタマーおよび/またはリボザイムであり得る。当該分野では、ヒトGDF11、アクチビンB、GDF8、アクチビンA、BMP6、GDF3、ALK4、ActRIIB、およびBMP10の核酸配列およびアミノ酸配列が公知である。加えて、ポリヌクレオチドアンタゴニストを作製する多くの異なる方法は、当技術分野で周知である。したがって、当業者は、当該分野における知識および本明細書で提供される教示に基づき、本開示に従う使用のためのポリヌクレオチドアンタゴニストを、慣習的に作製することができる。
アンチセンス技術は、アンチセンスDNAもしくはアンチセンスRNA、または三重螺旋形成を介して、遺伝子発現を制御するのに使用することができる。アンチセンス法は、例えば、Okano(1991年)、J. Neurochem.、56巻:560頁;Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression、CRC Press、Boca Raton、Fla.(1988年)において論じられている。三重螺旋形成は、例えば、Cooneyら(1988年)、Science、241巻:456頁;およびDervanら、(1991年)、Science、251巻:1300頁において論じられている。方法は、ポリヌクレオチドの、相補性DNAまたはRNAへの結合に基づく。一部の実施形態では、アンチセンス核酸は、本明細書で開示される遺伝子のRNA転写物の少なくとも一部に相補的な一本鎖RNA配列または一本鎖DNA配列を含む。しかし、絶対的な相補性は、好ましいが、必要ではない。
本明細書で言及される「RNAの少なくとも一部に相補的な」配列とは、RNAとハイブリダイズし、安定的な二重鎖を形成することが可能であるのに十分な相補性を有する配列を意味し、したがって、本明細書で開示される遺伝子の二本鎖アンチセンス核酸の場合、二重鎖DNAの一本鎖を試験してもよく、三重鎖形成をアッセイしてもよい。ハイブリダイズする能力は、アンチセンス核酸の相補性の程度および長さの両方に依存する。一般に、ハイブリダイズさせる核酸が大型であるほど、それが含有し得るRNAとの塩基のミスマッチも多くなるが、なおも安定的な二重鎖(または、場合に応じて、三重鎖)を形成する。当業者は、ハイブリダイズした複合体の融点を決定する標準的な手順の使用により、ミスマッチの許容可能な程度を確認することができる。
メッセージの5’末端、例えば、AUG開始コドンまでの5’側非翻訳配列であって、AUG開始コドンを含む5’側非翻訳配列に相補的なポリヌクレオチドは、翻訳を阻害するのに最も効率的に働くはずである。しかし、mRNAの3’側非翻訳配列に対する配列相補性もまた、mRNAの翻訳を阻害するのに効果的であることが示されている[例えば、Wagner, R.、(1994年)、Nature、372巻:333~335頁を参照されたい]。したがって、本開示の遺伝子の非コード領域である、5’側または3’側の非翻訳領域に相補的なオリゴヌクレオチドは、内因性mRNAの翻訳を阻害するアンチセンスアプローチにおいて使用し得る。mRNAの5’側非翻訳領域に相補的なポリヌクレオチドは、AUG開始コドンの相補体を含むべきである。mRNAコード領域に相補的なアンチセンスポリヌクレオチドは、翻訳のそれほど効率的な阻害剤ではないが、本開示の方法に従い使用し得る。本開示のmRNAの5’領域、3’領域、またはコード領域のいずれにハイブリダイズするようにデザインされている場合でも、アンチセンス核酸は、少なくとも6ヌクレオチドの長さであるべきであり、好ましくは、6~約50ヌクレオチドの範囲の長さのオリゴヌクレオチドである。具体的な態様では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも10ヌクレオチド、少なくとも17ヌクレオチド、少なくとも25ヌクレオチド、または少なくとも50ヌクレオチドである。
一実施形態では、本開示のアンチセンス核酸は、外因性配列からの転写により、細胞内で生成される。例えば、ベクターまたはその一部は、転写され、本開示の遺伝子のアンチセンス核酸(RNA)を生成する。このようなベクターは、所望のアンチセンス核酸をコードする配列を含有する。このようなベクターは、所望のアンチセンスRNAを生成するように転写され得る限りにおいて、エピソームにとどまってもよく、染色体に組み込まれてもよい。このようなベクターは、当該分野で標準的な組換えDNA法により構築することができる。ベクターは、プラスミドベクターでもよく、ウイルスベクターでもよく、または当該分野で公知の他のベクターであって、脊椎動物細胞内の複製および発現のために使用されるベクターでもよい。本開示の所望の遺伝子またはこれらのフラグメントをコードする配列の発現は、脊椎動物細胞内、好ましくは、ヒト細胞内で作用することが当該分野で公知の任意のプロモーターによるものであり得る。このようなプロモーターは、誘導性であっても、恒常的であってもよい。このようなプロモーターとして、SV40初期プロモーター領域[例えば、BenoistおよびChambon(1981年)、Nature、290巻:304~310頁を参照されたい]、ラウス肉腫ウイルスの3’側長末端リピート内に含有されるプロモーター[例えば、Yamamotoら(1980年)、Cell、22巻:787~797頁を参照されたい]、ヘルペスチミジンプロモーター[例えば、Wagnerら(1981年)、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.、78巻:1441~1445頁を参照されたい]、およびメタロチオネイン遺伝子の調節配列[例えば、Brinsterら(1982年)、Nature、296巻:39~42頁を参照されたい]が挙げられるがこれらに限定されない。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドアンタゴニストは、GDF11, アクチビン B, GDF8, アクチビン A, BMP6, GDF3, BMP10, ALK4, および ActRIIBのうちの1つまたは複数の発現を標的化する干渉RNA(RNAi)分子である。RNAiとは、標的化されるmRNAの発現に干渉するRNAの発現を指す。具体的には、RNAiは、siRNA(低分子干渉RNA)を介する特異的mRNAとの相互作用により、標的化される遺伝子をサイレンシングする。次いで、dsRNA複合体が、細胞による分解の標的化される。siRNA分子は、10~50ヌクレオチドの長さの二本鎖RNA二重鎖であり、十分に相補的な標的遺伝子(例えば、遺伝子に少なくとも80%の同一性)の発現に干渉する。一部の実施形態では、siRNA分子は、標的遺伝子のヌクレオチド配列に少なくとも85、90、95、96、97、98、99、または100%同一であるヌクレオチド配列を含む。
追加のRNAi分子として、短鎖ヘアピンRNA(shRNA)が挙げられ、また、短鎖干渉ヘアピンおよびマイクロRNA(miRNA)が挙げられる。shRNA分子は、ループにより接続された、標的遺伝子に由来するセンス配列とアンチセンス配列とを含有する。shRNAは、核から細胞質に輸送され、mRNAと共に分解される。Pol IIIプロモーターまたはU6プロモーターを使用して、RNAiのためのRNAを発現させることができる。Paddisonら[Genes & Dev.(2002年)、16巻:948~958頁、2002年]は、RNAiを実行する手段としてヘアピンに折り畳まれた低分子RNA分子を使用している。したがって、このような短鎖ヘアピンRNA(shRNA)分子はまた、本明細書で記載される方法においても有利に使用される。機能的なshRNAのステムおよびループの長さは、サイレンシング活性に影響を及ぼさずに変化し、ステム長は、約25~約30ntのいずれかの範囲であることが可能であり、ループサイズは、4~約25ntの間の範囲であり得る。いかなる特定の理論に束縛されることも望まないが、これらのshRNAは、DICER RNaseの二本鎖RNA(dsRNA)産物に相似し、いずれにせよ、特異的遺伝子の発現を阻害するための同じ能力を有すると考えられる。shRNAは、レンチウイルスベクターから発現させることができる。miRNAは、約10~70ヌクレオチドの長さの一本鎖RNAであり、「ステムループ」構造を特徴とするpre-miRNAとして最初に転写され、その後、RISCを介するさらなるプロセシングの後で、成熟miRNAにプロセシングされる。
siRNAを含むがこれに限定せず、RNAiを媒介する分子は、インビトロで、化学合成(Hohjoh、FEBS Lett、521巻:195~199頁、2002年)、dsRNAの加水分解(Yangら、Proc Natl Acad Sci USA、99巻:9942~9947頁、2002年)、T7 RNAポリメラーゼによるインビトロ転写(Donzeetら、Nucleic Acids Res、30巻:e46頁、2002年;Yuら、Proc Natl Acad Sci USA、99巻:6047~6052頁、2002年)、およびE.coli RNアーゼIIIなどのヌクレアーゼを使用する二本鎖RNAの加水分解(Yangら、Proc Natl Acad Sci USA、99巻:9942~9947頁、2002年)によって生成することができる。
別の態様に従うと、本開示は、デコイDNA、二本鎖DNA、一本鎖DNA、複合体化DNA、封入型DNA、ウイルスDNA、プラスミドDNA、ネイキッドRNA、封入型RNA、ウイルスRNA、二本鎖RNA、RNA干渉をもたらすことが可能な分子、またはこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されないポリヌクレオチドアンタゴニストを提供する。
一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドアンタゴニストは、アプタマーである。アプタマーは、二本鎖DNA分子および一本鎖RNA分子を含む核酸分子であって、標的分子に特異的に結合する三次構造に結合し、これを形成する核酸分子である。当該分野では、アプタマーの生成および治療的使用が、十分に確立されている(例えば、米国特許第5,475,096号を参照されたい)。アプタマーについての追加の情報は、米国特許出願公開第20060148748号において見出すことができる。核酸アプタマーは、当該分野で公知の方法を使用して、例えば、SELEX(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment)プロセスを介して選択される。SELEXは、例えば、米国特許第5,475,096号、同第5,580,737号、同第5,567,588号、同第5,707,796号、同第5,763,177号、同第6,011,577号、および同第6,699,843号において記載されているように、標的分子に高度に特異的に結合する核酸分子のインビトロ進化法である。アプタマーを同定する別のスクリーニング法は、米国特許第5,270,163号において記載されている。SELEXプロセスは、単量体であれ、多量体であれ、他の核酸分子およびポリペプチドを含め、事実上任意の化合物に対してリガンドとして作用する(特異的結合対を形成する)ヌクレオチド単量体内で利用可能な二次元構造および三次元構造ならびに化学的多様性を形成する核酸の能力に基づく。任意のサイズまたは組成の分子が、標的として機能し得る。SELEX法は、候補オリゴヌクレオチドの混合物からの選択、ならびに結合、区分、および増幅の段階的反復を伴い、同じ一般的な選択スキームを使用して、所望の結合アフィニティおよび選択性を達成する。ランダム化された配列のセグメントを含み得る核酸の混合物から始めて、SELEX法は、混合物を結合に好適な条件下で標的と接触させる工程と;非結合核酸を標的分子に特異的に結合した核酸から区分する工程と;核酸-標的複合体を解離させる工程と;核酸-標的複合体から解離させた核酸を増幅して、リガンド濃縮された核酸混合物をもたらす工程とを含む。結合させる工程と、区分する工程と、解離させる工程と、増幅する工程を、所望の回数のサイクルにわたり繰り返して、標的分子に対して高アフィニティかつ高特異性で結合する核酸リガンドをもたらす。
典型的に、このような結合分子は、動物に別個に投与される[例えば、O’Connor(1991年)、J. Neurochem.、56巻:560頁を参照されたい]が、このような結合分子はまた、宿主細胞により取り込まれたポリヌクレオチドからインビボで発現させることもでき、インビボで発現させることができる[例えば、Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression、CRC Press、Boca Raton、Fla.(1988年)を参照されたい]。
F.フォリスタチンおよびFLRGアンタゴニスト
タンパク質のフォリスタチンおよびFLRG群のメンバーは、ALK4:ActRIIB経路を介してシグナル伝達するリガンドをアンタゴナイズすることが公知である。したがって、他の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニストはフォリスタチンまたはFLRGポリペプチドであり、これは、所望の効果を達成する(例えば、腎疾患および/または代謝性障害を有する患者を処置する)ために、単独で使用することもでき、本明細書で開示されるような1つまたは複数の追加の支持療法および/または活性作用因子と組み合わせて使用することもできる。
用語「フォリスタチンポリペプチド」は、フォリスタチンの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体、およびペプチド模倣物形態を含む)も含むポリペプチドを含み、フォリスタチンの任意の機能的な単量体または多量体もさらに含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のフォリスタチンポリペプチドは、アクチビンおよび/またはGDF8に結合し、かつ/またはこれらの活性を阻害する。アクチビンへの結合特性を保持する、フォリスタチンポリペプチドの改変体は、フォリスタチンとアクチビンとの相互作用に関するかつての研究に基づき同定することができる。例えば、WO2008/030367は、アクチビンへの結合に重要であることが示されている、特異的なフォリスタチンドメイン(「FSD」)について開示している。下記の配列番号90~94に示される通り、フォリスタチンのN末端ドメイン(「FSND」;配列番号92)、FSD2(配列番号94)は、フォリスタチン内の例示的なドメインであって、アクチビンへの結合に重要なドメインを表し、程度は劣るが、FSD1(配列番号93)も、フォリスタチン内の例示的なドメインであって、アクチビンへの結合に重要なドメインを表す。加えて、上記では、ActRIIポリペプチドの文脈において、ポリペプチドのライブラリーを作製し、これについて調べるための方法についても記載したが、このような方法はまた、フォリスタチンの改変体を作製し、これらについて調べることにも関する。フォリスタチンポリペプチドは、任意の公知のフォリスタチン配列に由来するポリペプチドであって、フォリスタチンポリペプチドの配列に少なくとも約80%同一である配列を有し、任意選択で、少なくとも85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、またはこれを超える同一性を有するポリペプチドを含む。フォリスタチンポリペプチドの例は、成熟フォリスタチンポリペプチド、または、例えば、WO2005/025601において記載されている、ヒトフォリスタチン前駆体ポリペプチド(配列番号90)の短いアイソフォームもしくは他の改変体を含む。
ヒトフォリスタチン前駆体ポリペプチドのアイソフォームであるFST344は、以下の通りである。
Figure 0007055637000029
シグナルペプチドに下線を付す;上記ではまた、このフォリスタチンアイソフォームを、下記に示される短いフォリスタチンアイソフォームであるFST317から弁別する、C末端伸長部分を表す最後の27残基にも下線を付している。
ヒトフォリスタチン前駆体ポリペプチドのアイソフォームであるFST317は、以下の通りである。
Figure 0007055637000030
シグナルペプチドに下線を付す。
フォリスタチンのN末端ドメイン(FSND)配列は、以下の通りである。
Figure 0007055637000031
他の態様では、ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、フォリスタチン関連タンパク質3(FSTL3)としてもまた公知の、フォリスタチン様関連遺伝子(FLRG)である。用語「FLRGポリペプチド」は、FLRGの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体、およびペプチド模倣物形態を含む)も含むポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、本開示のFLRGポリペプチドは、アクチビン、特に、アクチビンAに結合し、かつ/またはこれらの活性を阻害する。アクチビンへの結合特性を保持するFLRGポリペプチドの改変体は、FLRGとアクチビンとの相互作用についてアッセイする日常的方法を使用して同定することができる(例えば、US6,537,966を参照されたい)。加えて、上記では、ActRIIおよびALK4ポリペプチドの文脈において、ポリペプチドのライブラリーを作製し、これについて調べるための方法についても記載したが、このような方法はまた、FLRGの改変体を作製し、これらについて調べることにも関する。FLRGポリペプチドは、任意の公知のFLRG配列に由来するポリペプチドであって、FLRGポリペプチドの配列に少なくとも約80%同一である配列を有し、任意選択で、少なくとも85%、90%、95%、97%、99%、またはこれを超える同一性を有するポリペプチドを含む。
ヒトFLRG前駆体(フォリスタチン関連タンパク質3前駆体)ポリペプチドは、以下の通りである。
Figure 0007055637000032
シグナルペプチドに下線を付す。
ある特定の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドおよびFLRGポリペプチドの機能的な改変体または改変形態は、フォリスタチンポリペプチドまたはFLRGポリペプチドの少なくとも一部を有する融合タンパク質と、例えば、ポリペプチドの単離、検出、安定化、または多量体化を容易とするドメインなど、1つまたは複数の融合ドメインとを含む。適切な融合ドメインについては、ActRIIポリペプチドに関して、上記で詳細に論じられている。一部の実施形態では、本開示のアンタゴニスト作用因子は、Fcドメインに融合させたフォリスタチンポリペプチドのアクチビン結合性部分を含む融合タンパク質である。別の実施形態では、本開示のアンタゴニスト作用因子は、Fcドメインに融合させたFLRGポリペプチドのアクチビン結合性部分を含む融合タンパク質である。
(5.スクリーニングアッセイ)
ある特定の態様では、本開示は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の使用であって、TGF-βスーパーファミリー受容体のアゴニストまたはアンタゴニストである化合物(作用因子)を同定するための使用に関する。このスクリーニングを介して同定される化合物を、インビボまたはインビトロにおける組織成長を調節する能力を評価するために、試験して、骨、軟骨、筋肉、脂肪および/またはニューロンなどの組織を調節するそれらの能力を評価することができる。これらの化合物は、例えば、動物モデルにおいて試験することができる。
TGF-βスーパーファミリーリガンドのシグナル伝達(例えば、SMAD2/3および/またはSMAD1/5/8シグナル伝達)を標的化することによって組織成長を調節するための治療剤についてスクリーニングするための多数のアプローチが存在する。特定の実施形態では、選択された細胞株においてTGF-βスーパーファミリー受容体媒介性の作用を混乱させる作用因子を同定するために、化合物のハイスループットスクリーニングが行われ得る。特定の実施形態では、アッセイは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の、その結合パートナー、例えばTGF-βスーパーファミリーリガンドなど(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLefty)への結合を特異的に阻害または減少させる化合物をスクリーニングおよび同定するために行われ得る。あるいは、アッセイは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の、その結合パートナー、例えばTGF-βスーパーファミリーリガンドなどへの結合を増強しない化合物を同定するために使用され得る。さらなる実施形態では、化合物は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体と相互作用するその能力によって同定され得る。
種々のアッセイ形式が十分であり、そして、本開示を考慮すれば、本明細書中に明示的に記載されない形式は、本明細書中に記載されていないにもかかわらず、当業者によって理解される。本明細書中に記載されるように、本発明の試験化合物(作用因子)は、任意の組み合わせ化学の方法によって作製され得る。あるいは、本主題の化合物は、インビボまたはインビトロで合成された天然に存在する生体分子であり得る。組織増殖の調節因子として作用するその能力について試験される化合物(作用因子)は、例えば、細菌、酵母、植物または他の生物によって生成されても(例えば、天然の生成物)、化学的に生成されても(例えば、ペプチド模倣物を含む低分子)、組換えにより生成されてもよい。本発明によって企図される試験化合物としては、非ペプチジル有機分子、ペプチド、ポリペプチド、ペプチド模倣物、糖、ホルモンおよび核酸分子が挙げられる。ある特定の実施形態では、試験作用因子は、約2000ダルトン未満の分子量を持つ小さな有機分子である。
本開示の試験化合物は、単一の別個の実体として提供され得るか、または、組み合わせ化学によって作製されたような、より複雑度の高いライブラリーにおいて提供され得る。これらのライブラリーは、例えば、アルコール、ハロゲン化アルキル、アミン、アミド、エステル、アルデヒド、エーテルおよび有機化合物の他の分類を含み得る。試験システムに対する試験化合物の提示は、特に、最初のスクリーニング段階において、単離された形態または化合物の混合物としてのいずれかであり得る。任意選択で、化合物は、任意選択で他の化合物で誘導体化され得、そして、化合物の単離を容易にする誘導体化基を有し得る。誘導体化基の非限定的な例としては、ビオチン、フルオレセイン、ジゴキシゲニン、緑色蛍光タンパク質、同位体、ポリヒスチジン、磁気ビーズ、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、光活性化クロスリンカー、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられる。
化合物および天然抽出物のライブラリーを試験する多くの薬物スクリーニングプログラムにおいて、所与の期間に調査される化合物の数を最大にするためには、ハイスループットアッセイが望ましい。精製もしくは半精製(semi-purified)されたタンパク質で誘導され得るような、無細胞のシステムにおいて行われるアッセイは、試験化合物によって媒介される分子標的における変更の迅速な発生と比較的容易な検出とを可能にするように作られ得るという点で、しばしば、「一次」スクリーニングとして好ましい。さらに、試験化合物の細胞毒性またはバイオアベイラビリティの作用は、一般に、インビトロのシステムでは無視され得るが、その代わりに、このアッセイは主として、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体とその結合パートナー(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLefty)との間の結合親和性の変更において明らかになり得るような、分子標的に対する薬物の作用に焦点を当てている。
単なる例示として、本開示の例示的なスクリーニングアッセイでは、関心のある化合物は、アッセイの意図に応じて適宜、通常TGF-βスーパーファミリーリガンドに結合し得る単離および精製されたALK4:ActRIIBヘテロ多量体と接触させられる。その後、化合物とALK4:ActRIIBヘテロ多量体との混合物は、適当なTGF-βスーパーファミリーリガンド(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびLefty)を含む組成物に加えられる。ヘテロ多量体-スーパーファミリーリガンド複合体の検出および定量は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体とその結合タンパク質との間の複合体の形成の阻害(または助長)における化合物の効力を決定するための手段を提供する。化合物の効力は、種々の濃度の試験化合物を用いて得られたデータから用量応答曲線を生成することによって評価され得る。さらに、比較のためのベースラインを提供するためのコントロールアッセイもまた行われ得る。例えば、コントロールアッセイでは、単離および精製されたTGF-βスーパーファミリーリガンドは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を含む組成物に加えられ、そして、ヘテロ多量体リガンド複合体の形成は、試験化合物の非存在下で定量される。一般に、反応物が混合され得る順序は変化し得、そして、同時に混合され得ることが理解される。さらに、適切な無細胞アッセイ系を与えるように、精製したタンパク質の代わりに、細胞の抽出物および溶解物が使用され得る。
ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の他のタンパク質への結合は、種々の技術によって検出され得る。例えば、複合体の形成の調節は、例えば、検出可能に標識されたタンパク質、例えば、放射標識(例えば、32P、35S、14CまたはH)、蛍光標識(例えば、FITC)、または、酵素標識されたALK4:ActRIIBヘテロマーおよび/またはその結合タンパク質を用いて、イムノアッセイによって、あるいは、クロマトグラフィーによる検出によって定量され得る。
特定の実施形態では、本開示は、直接的または間接的のいずれかで、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体とその結合タンパク質との間の相互作用の程度を測定する、蛍光偏光アッセイおよび蛍光共鳴エネルギー遷移(FRET)アッセイの使用を企図する。さらに、光導波管(waveguide)(PCT公開WO96/26432および米国特許第5,677,196号)、表面プラズモン共鳴(SPR)、表面電荷センサ、および表面力センサに基づくもののような、他の検出様式が、本開示の多くの実施形態と適合性がある。
さらに、本開示は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体とその結合パートナーとの間の相互作用を妨害または助長する作用因子を同定するための、「ツーハイブリッドアッセイ」としても公知である相互作用トラップアッセイの使用を企図する。例えば、米国特許第5,283,317号;Zervosら(1993年)Cell 72巻:223~232頁;Maduraら(1993年)J Biol Chem 268巻:12046~12054頁;Bartelら(1993年)Biotechniques 14巻:920~924頁;およびIwabuchiら(1993年)Oncogene 8巻:1693~1696頁を参照のこと。特定の実施形態では、本開示は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体とその結合タンパク質との間の相互作用を解離させる化合物(例えば、低分子またはペプチド)を同定するための、逆ツーハイブリッドシステムの使用を企図する[VidalおよびLegrain(1999年)Nucleic Acids Res 27巻:919~29頁;VidalおよびLegrain(1999年)Trends Biotechnol 17巻:374~81頁;ならびに米国特許第5,525,490号;同第5,955,280号;および同第5,965,368号]。
特定の実施形態では、本主題の化合物は、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体と相互作用するその能力によって同定される。化合物と、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体との間の相互作用は、共有結合性であっても非共有結合性であってもよい。例えば、このような相互作用は、光架橋、放射性標識リガンド結合、およびアフィニティクロマトグラフィーを含むインビトロの生化学的な方法を用いて、タンパク質レベルで同定され得る[Jakoby WBら(1974年)、Methods in Enzymology 46巻:1頁]。特定の場合には、化合物は、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体に結合する化合物を検出するためのアッセイのような、機構ベースのアッセイにおいてスクリーニングされ得る。これは、固相もしくは流体相の結合事象を含み得る。あるいは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体をコードする遺伝子は、レポーターシステム(例えば、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼまたは緑色蛍光タンパク質)と共に細胞中にトランスフェクトされ、そして、好ましくは、ハイスループットスクリーニングによって、ライブラリーに対して、または、ライブラリーの個々のメンバーを用いてスクリーニングされ得る。他の機構ベースの結合アッセイ(例えば、自由エネルギーの変化を検出する結合アッセイ)が使用され得る。結合アッセイは、ウェル、ビーズもしくはチップに固定されているか、または、固定された抗体によって捕捉されている標的を用いて行われ得るか、あるいは、キャピラリー電気泳動によって分離され得る。結合した化合物は通常、比色エンドポイントあるいは蛍光または表面プラズモン共鳴を用いて検出され得る。
6.例示的な治療的使用
ある特定の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはALK4:ActRIIBアンタゴニストの組合せを使用して、ALK4:ActRIIB結合リガンドの異常活性と関連する疾患または状態を処置または予防することができる。本明細書では一般に、これらの疾患、障害、または状態を、「ALK4:ActRIIB関連状態」または「ALK4:ActRIIB関連障害」と称する。ある特定の実施形態では、本開示は、それを必要とする個体に、本明細書で記載されるようなALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体などのALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せの治療有効量を投与することにより、個体におけるALK4:ActRIIB関連状態を処置または予防する方法を提供する。「対象」、「個体」、または「患者」という用語は、本明細書を通して互換的である。本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストのいずれも潜在的に、本明細書で開示される治療的使用のために、個別にまたは組合せで利用することができる。これらの方法は特に、例えば、齧歯動物、霊長動物、およびヒトを含む哺乳動物の治療的処置および予防的処置を目的とする。
本明細書中で使用される場合、障害または状態を「予防する」治療薬は、統計的試料において、無処置の対照試料に対して、処置試料における障害もしくは状態の出現を低下させるか、あるいは、無処置の対照試料に対して、障害もしくは状態の1または複数の症状の発症を遅延させるか、または、重篤度を低下させるような化合物を指す。用語「処置する」は、本明細書中で使用される場合、一度確立された状態の改善もしくは除去を含む。いずれの場合にも、予防または処置は、医師または他の医療提供者によって提供される診断、および、治療剤の投与の意図される結果において認識され得る。
一般に、本開示で記載されている疾患または状態の処置または予防は、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはそのようなアンタゴニストの組み合わせを、「有効量」で投与することにより達成する。作用因子の有効量とは、必要な投与量で、かつ、必要な期間にわたり、所望の治療結果または予防結果を達成するのに効果的な量を指す。本開示の作用因子の「治療有効量」は、個体の疾患状態、年齢、性別、および体重、ならびに個体において所望の応答を誘発する作用因子の能力などの要因に従い変化し得る。「予防有効量」とは、必要な投与量で、かつ、必要な期間にわたり、所望の予防結果を達成するのに効果的な量を指す。
天然に存在するALK4およびActRIIB受容体-リガンド複合体は、組織成長のほか、種々の構造の適正な形成などの早期発生プロセスにおいて、または、性的発育、下垂体ホルモンの生成、ならびに骨および軟骨の創出を含む、1つもしくは複数の発生後能において不可欠の役割を果たす。したがって、ALK4:ActRIIB関連状態は、組織成長の異常および発生の欠損を含むが、これらに限定されない。加えて、ALK4:ActRIIB関連状態は、炎症、アレルギー、自己免疫疾患、および腫瘍など、細胞の増殖および分化の障害を含むがこれらに限定されない。
例えば、ALK4:ActRIIB関連状態は、神経筋障害(例えば、筋ジストロフィーおよび筋萎縮)、うっ血性閉塞性肺疾患(およびCOPDに関連する筋消耗)、筋消耗症候群、サルコペニアおよび悪液質、脂肪組織障害(例えば、肥満)、2型糖尿病(NIDDM、成人発症型糖尿病)ならびに骨変性疾患(例えば、骨粗鬆症)を含む。他の例示的なALK4:ActRIIB関連状態は、筋肉変性障害(musculodegenerative disorder)および神経筋障害、組織修復(例えば、創傷治癒)、神経変性疾患(例えば、筋委縮性側索硬化症)ならびに免疫学的障害(例えば、リンパ球の異常な増殖または機能に関連する障害)を含む。
ある特定の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを、筋ジストロフィーのための処置の一部として使用され得る。用語「筋ジストロフィー」とは、骨格筋、ならびに、ある場合には、心臓および呼吸筋の段階的な筋力低下および劣化を特徴とする、変性性筋疾患の群を指す。筋ジストロフィーは、筋肉の微視的変化と共に始まる、進行性の筋消耗および筋力低下を特徴とする遺伝性障害である。筋肉が経時的に変性するにつれて、個人の筋強度は減衰する。本主題のTGF-βスーパーファミリーヘテロ多量体複合体を含むレジメンで処置され得る、例示的な筋ジストロフィーとして、デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)、エメリー-ドレイフス型筋ジストロフィー(EDMD)、肢帯型筋ジストロフィー(LGMD)、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(FSHまたはFSHD)(ランドゥジー-デジェリン型としてもまた公知である)、筋強直性ジストロフィー(MMD;スタイナート病としてもまた公知である)、眼咽頭型筋ジストロフィー(OPMD)、遠位型筋ジストロフィー(DD)、先天性筋ジストロフィー(CMD)が挙げられる。
デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)は、フランスの神経学者である、Guillaume Benjamin Amand Duchenneにより、1860年代において、最初に記載された。ベッカー型筋ジストロフィー(BMD)は、DMDのこの変化形について1950年代に最初に記載したドイツの医師であるPeter Emil Beckerに因んで名付けられた。DMDは、男性において最も高頻度の遺伝性疾患の1つであり、3,500人中1人の少年に影響を及ぼす。DMDは、X染色体の短腕部に位置するジストロフィン遺伝子が欠失すると生じる。男性が保有するX染色体のコピーは、1つだけであるので、男性が有するジストロフィン遺伝子のコピーも1つだけである。ジストロフィンタンパク質を伴わないと、筋肉は、収縮および弛緩の周期において容易に損傷する。疾患の早期では、筋肉は、再生により代償されるが、後に、筋前駆細胞は、進行する損傷に追いつけなくなり、健常筋肉は、非機能的な線維脂肪性組織で置きかえられる。
BMDは、ジストロフィン遺伝子における異なる変異から生じる。BMD患者は、いくらかのジストロフィンを有するが、量が不十分であるか、または質が不良である。いくらかのジストロフィンの存在で、BMDを有する患者の筋肉は、DMDを有する患者の筋肉と同等の重篤または迅速な変性からは保護される。
動物における研究は、GDF8シグナル伝達経路の阻害が、DMDおよびBMD患者において疾患の種々の側面を有効に処置することができることを指し示す(Bogdanovichら、2002, Nature 420:418-421; Pistilliら、2011, Am J Pathol 178:1287-1297)。したがって、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストはGDF8阻害剤(アンタゴニスト)として作用することができ、DMDおよびBMD患者において、インビボで、GDF8および/または関連するTGFβスーパーファミリーリガンドによるシグナル伝達を遮断する代替的な手段を構成する。
同様に、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストは、筋成長を必要とする他の疾患状態において、筋量を増大させる有効な手段をもたらし得る。例えば、筋委縮性側索硬化症(ALS)(ルーゲーリック病または運動ニューロン疾患ともまた呼ばれる)は、慢性で、進行性で、治癒不能なCNS障害であって、骨格筋収縮の開始に要求される中枢神経性の構成要素である運動ニューロンを攻撃するCNS障害である。ALSでは、運動ニューロンは、劣化し、最終的に死滅し、個人の脳は、完全な機能および呼びかけ(alert)を正常に保つが、筋肉収縮の開始は脊髄レベルで遮断される。ALSを発症した個体は、典型的には、40~70歳の間であり、変性する最初の運動ニューロンは、腕部または脚部を支配する運動ニューロンである。ALSを有する患者は、歩行が困難な場合があり、物を落とし、倒れ、呂律が回らなくなり、制御不能に笑ったり泣いたりする場合がある。疾患が進行すると、四肢における筋肉は、不使用のために萎縮し始める。筋力低下は、消耗性となり、患者は最終的に車椅子を必要とするか、またはベットに伏したままになる。大半のALS患者は、疾患発病から3~5年で、呼吸不全、または肺炎のような換気装置支援による合併症で死ぬ。
ALK4:ActRIIBアンタゴニストによる筋量増加の促進は、筋消耗疾患を患う患者の利益になることもできる。Gonzalez-Cadavidら(上記)は、GDF8発現は、ヒトにおける除脂肪体重と逆相関し、このようなGDF8遺伝子の発現増加は、AIDS消耗性症候群の男性における体重減少と関連すると報告する。AIDS患者におけるGDF8の機能を阻害することにより、AIDSの少なくともある特定の症状を、完全に消失させないにせよ、緩和することができ、こうして、AIDS患者における生活の質を著明に改善することができる。
GDF8機能の喪失はまた、栄養摂取の減退を伴わない脂肪の減少とも関連する(Zimmersら、前出;McPherronおよびLee、前出)ので、対象のALK4:ActRIIBアンタゴニストはさらに、肥満症および2型糖尿病の発症を緩徐化または予防するための治療剤としても使用することができる。
がん食欲不振-悪液質症候群は、がんの最も衰弱性かつ生命にかかわる側面にある。この症候群は、死亡時にがん患者のおよそ80%に存在する、多くの種類のがんに共通の特色であり、不十分な生活の質および化学療法に対する不十分な応答のみならず、匹敵する腫瘍を有するが体重減少していない患者よりも短い生存時間の原因にもなる。発病前体重の5パーセントを超える不随意性の体重減少が、6ヶ月間の期間内に起こる場合、悪液質が典型的にがん患者において疑われる。食欲不振、脂肪および筋肉組織の消耗ならびに心理的窮迫に伴い、悪液質が、がんおよび宿主の間の複雑な相互作用から生じる。がん悪液質は、サイトカイン産生、脂質動員およびタンパク質分解誘導因子の放出、ならびに中間代謝の変更に影響を与える。食欲不振が一般的であるが、食物摂取減少単独では、がん患者に観察される体組成の変化を説明することができず、栄養摂取の増加は、消耗性症候群を反転することができない。現在、悪液質過程(cachexic process)を制御または反転するための処置は存在しない。成体マウスにおけるGDF8の全身性過剰発現は、ヒト悪液質症候群に観察されるものと類似の著明な筋肉および脂肪損失を誘導することが判明したため(Zimmersら、上記参照)、対象のALK4:ActRIIBアンタゴニストは、筋肉成長が望まれる悪液質症候群の症状の予防、処置または軽減に有益に使用することができる。上記で記載したような筋力低下を予防、処置、または軽減するのに有用なへテロマー複合体の例は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体である。
ある特定の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActrIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せを、骨形成および/もしくは軟骨形成を誘導する、骨量の減少を予防する、骨の石灰化を増大させる、骨の脱灰を予防する、ならびに/または骨密度を増大させる方法において使用することができる。ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、無症状性の低骨密度を有すると診断された患者において、骨粗鬆症の発症に対する保護的措置として有用であり得る。
一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せは、ヒトおよび他の動物における骨折および軟骨欠損の治癒において医療的に有用であり得る。対象の方法および組成物はまた、閉鎖骨折ならびに開放骨折の低減において予防的に使用することができ、また、人工関節の固定を改善するのにも使用することができる。骨形成作用因子により誘導されるデノボの骨形成は、先天性であるか、外傷誘導性であるか、またはがん治療における切除により引き起こされる頭蓋顔面欠損の修復に有用であり、また、美容整形手術においても有用である。さらに、本発明の方法および組成物は、歯周病の処置、および他の歯牙修復プロセスにおいても使用することができる。ある特定の場合には、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActrIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せは、骨形成細胞を誘引する環境をもたらす、骨形成細胞の増殖を刺激する、または骨形成細胞の前駆細胞の分化を誘導することが可能である。本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せはまた、骨粗鬆症の処置においても有用であり得る。さらに、ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、軟骨欠損の修復および骨関節炎の予防/転導においても使用することができる。本明細書で記載されるような骨形成を誘導し、骨量の減少を予防し、骨の石灰化を増大させ、骨の脱灰を予防し、かつ/または骨密度を増大させるために有用なへテロマー複合体の例は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体である。
Rosenら(編)、Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism、7版、American Society for Bone and Mineral Research、Washington D.C.(参照により本明細書に援用される)は、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはこのようなアンタゴニストの組合せによる処置に供され得る骨障害についての広範な考察を提供する。本明細書では、部分的な列挙を提供する。本発明の方法および組成物は、骨粗鬆症(続発性骨粗鬆症を含む)、副甲状腺機能亢進症、慢性腎疾患/骨ミネラル障害、性ホルモン(例えば、アンドロゲンおよび/またはエストロゲン)の枯渇もしくは除去、グルココルチコイド処置、関節リウマチ、重度の火傷、副甲状腺機能亢進症、高カルシウム血症、低カルシウム血症、低リン血症、骨軟化症(腫瘍誘導性骨軟化症を含む)、高リン血症、ビタミンD欠損症、副甲状腺機能亢進症(家族性副甲状腺機能亢進症を含む)および偽性副甲状腺機能低下症、腫瘍の骨転移、腫瘍もしくは化学療法の帰結としての骨量の減少、骨および骨髄の腫瘍(例えば、多発性骨髄腫)、虚血性骨障害、歯周病および口腔内骨量の減少、クッシング病、ページェット病、甲状腺中毒症、慢性下痢状態もしくは吸収不良、腎臓尿細管アシドーシス、または神経性無食欲症などの、骨量の減少を特徴とするか、またはこれを引き起こす状態に適用することができる。本発明の方法および組成物はまた、骨形成または骨治癒の不全を特徴とする状態であって、非癒合骨折、そうでなければ治癒が遅い骨折、胎児および新生児の骨異形成(例えば、低カルシウム血症、高カルシウム血症、カルシウム受容体欠損、およびビタミンD欠損症)、骨壊死(顎部の骨壊死を含む)、ならびに骨形成不全症を含む状態にも適用することができる。加えて、同化効果によって、このようなアンタゴニストは、骨損傷または骨糜爛と関連する骨疼痛を減殺させる。抗骨吸収効果の帰結として、このようなアンタゴニストは、造骨性腫瘍転移(例えば、原発性前立腺がんまたは乳がんと関連する)、造骨性骨肉腫、大理石骨病、進行性骨幹異形成、骨内膜性骨化過剰症、骨斑紋症、および流蝋骨症などの、骨形成異常障害を処置するのに有用であり得る。処置され得る他の障害として、線維性異形成および軟骨異形成が挙げられる。
別の具体的実施形態では、本開示は、軟骨および/もしくは骨の欠損または歯周病と関連する、骨折および他の状態を修復するための治療方法および組成物を提供する。本発明はさらに、創傷治癒および組織修復のための治療方法および組成物も提供する。創傷の種類として、火傷、切創、および潰瘍が挙げられるがこれらに限定されない。例えば、PCT公開第WO84/01106号を参照されたい。このような組成物は、薬学的に許容されるビヒクル、担体、またはマトリックスと混合した、本開示の少なくとも1つのALK4:ActRIIBアンタゴニストの治療有効量を含む。
一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せは、骨粗鬆症、副甲状腺機能亢進症、クッシング病、甲状腺中毒症、慢性下痢状態もしくは吸収不良、腎臓尿細管アシドーシス、または神経性無食欲症などの、骨量の減少を引き起こす状態に適用することができる。女性であること、体重が小さいこと、および座りがちな生活様式をとることは、骨粗鬆症(骨折リスクをもたらす、骨ミネラル密度の喪失)のリスク要因であることが一般に理解されている。しかし、骨粗鬆症はまた、ある特定の医薬の長期にわたる使用からも生じ得る。薬物または別の医学的状態から生じる骨粗鬆症は、続発性骨粗鬆症として公知である。クッシング病では、体内で産生されたコルチゾールの過剰量が、骨粗鬆症および骨折を結果としてもたらす。続発性骨粗鬆症と関連する最も一般的な医薬は、天然で副腎により産生されるホルモンであるコルチゾール様に作用する薬物のクラスであるコルチコステロイドである。骨格の発達には、甲状腺ホルモンの適切なレベルが必要とされるが、過剰な甲状腺ホルモンは、時間経過と共に骨量を減少させ得る。アルミニウムを含有する制酸剤は、腎の問題を有する人、特に、透析を受けている人が高用量を服用する場合、骨量の減少をもたらし得る。続発性骨粗鬆症を引き起こし得る他の医薬として、発作を予防するのに使用されるフェニトイン(Dilantin)およびバルビツール酸;関節炎、がん、および免疫障害の一部の形態のための薬物であるメトトレキサート(Rheumatrex、Immunex、Folex PFS);一部の自己免疫疾患を処置し、臓器移植患者における免疫系を抑制するのに使用される薬物であるシクロスポリン(Sandimmune、Neoral);前立腺がんおよび子宮内膜症を処置するのに使用される黄体形成ホルモン放出ホルモンアゴニスト(Lupron、Zoladex);抗凝固薬であるヘパリン(Calciparine、Liquaemin);ならびに高コレステロールを処置するのに使用されるコレスチラミン(Questran)およびコレスチポール(Colestid)が挙げられる。がん治療から生じる骨量の減少は、広く認識されており、がん治療誘導性骨量減少(CTIBL)と称されている。骨転移は、骨中の空隙を創出し得るが、これは、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)で処置することにより是正することができる。骨量の減少はまた、歯肉の陥凹部に棲息する細菌が毒素および有害な酵素を産生する慢性感染症である歯肉疾患によっても引き起こされ得る。
さらなる実施形態では、本開示は、異常なまたは望ましくない骨成長と関連する疾患または障害を処置するための方法および治療剤を提供する。例えば、先天性障害である進行性骨化性線維異形成症(FOP)を有する患者は、自発的なまたは組織外傷に応答した軟組織内の進行性異所性骨成長に苦しみ、生活の質に多大な影響が及ぶ。加えて、異常な骨成長が、股関節置換術の後で生じる場合もあり、そのため、手術転帰が損なわれ得る。これは、対象の方法および組成物が治療的に有用であり得る病理学的な骨成長および状況のより一般的な例である。この方法および組成物はまた、異常な骨成長の他の形態(例えば、外傷、火傷、または脊髄傷害後の骨の病理学的成長)を処置し、転移性前立腺がんまたは骨肉腫と関連して見られる異常な骨成長と関連する所望されない状態を処置または予防するためにも有用であり得る。
ある特定の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せを使用して、がんを有する患者における骨形成を促進することができる。ある特定の腫瘍(例えば、前立腺がん、乳がん、多発性骨髄腫、または副甲状腺機能亢進症を引き起こす任意の腫瘍)を有する患者は、腫瘍誘導性の骨量の減少、骨転移、および治療剤に起因して骨量の減少のリスクが高い。このような患者は、骨量の減少または骨転移の証拠の非存在下であっても、TGF-βスーパーファミリーのヘテロ多量体複合体、または複合体の組合せで処置することができる。患者はまた、骨量の減少または骨転移の証拠についてモニタリングされてもよく、指標がリスクの増大を示す場合は、ALK4:ActRIIBアンタゴニストで処置することができる。一般に、DEXAスキャンを利用して骨密度の変化を評価する一方で、骨リモデリングの指標を使用して骨転移の可能性を評価することができる。血清マーカーをモニタリングすることができる。骨特異的アルカリホスファターゼ(BSAP)は、骨芽細胞内に存在する酵素である。BSAPの血中レベルは、骨リモデリングの増大を結果としてもたらす骨転移および他の状態を有する患者において上昇する。オステオカルシンおよびプロコラーゲンペプチドもまた、骨形成および骨転移と関連する。BSAPの増大は、前立腺がんにより引き起こされた骨転移を有する患者において検出されており、より低度で、乳がんに由来する骨転移においても検出されている。BMP7レベルは、骨へと転移した前立腺がんでは高度であるが、膀胱がん、皮膚がん、肝臓がん、または肺がんに起因する骨転移では高度でない。I型カルボキシ末端テロペプチド(ICTP)とは、骨吸収時に形成されるコラーゲン内で見出される架橋である。骨は恒常的に分解および再形成されているので、ICTPは全身で見出される。しかし、骨転移の部位では、このレベルは正常な骨の領域より著明に高くなる。ICTPは、前立腺がん、肺がん、および乳がんに起因する骨転移において高レベルで見出されている。別のコラーゲン架橋である、I型N末端のテロペプチド(NTx)は、骨代謝回転時にICTPと共に産生される。NTxの量は、多くの異なる種類のがんであって、肺がん、前立腺がん、および乳がんを含むがんにより引き起こされる骨転移において増大する。NTxのレベルはまた、骨転移の進行に伴っても上昇する。したがって、このマーカーを使用して、転移を検出し、かつ、疾患の程度を測定することができる。吸収の他のマーカーは、ピリジノリンおよびデオキシピリジノリンを含む。吸収マーカーまたは骨転移のマーカーの任意の増大は、患者におけるALK4:ActRIIBアンタゴニストによる治療の必要を指し示す。
別の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せは、腎疾患から発生する、相互に関連した骨格、心血管、およびミネラル代謝障害の広範にわたる症候群である、慢性腎疾患/骨ミネラル障害(CKD-MBD)を有する患者において使用することができる。CKD-MBDは、腎性骨形成異常症(ROD)としばしば称される多様な骨格病態を包摂し、これは、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActrIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せによる処置のための好ましい実施形態である。異なる病原性要因の相対的な寄与に応じて、RODは、骨リモデリングの多様な病理学的パターンとして顕在化される(Hruskaら、2008年、Chronic kidney disease mineral bone disorder (CKD-MBD)、Rosenら(編)、Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism、7版、American Society for Bone and Mineral Research、Washington D.C.、343~349頁)。スペクトルの一終端では、RODは、尿毒症性骨ジストロフィーおよび低骨代謝回転を伴い、活性リモデリング部位の数の減少、骨形成の深刻な抑制、および低骨吸収を特徴とする。他の極では、RODは、副甲状腺機能亢進症、高骨代謝回転、および線維性骨炎を伴う。ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActrIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せが、同化効果および抗骨吸収効果の両方を及ぼし得ることを踏まえると、これらの作用因子は、RODの病態スペクトルにわたる患者において有用であり得る。
本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せは、他の骨活性医薬剤と共に併用投与することができる。併用投与は、単一の共製剤の投与により達することもでき、同時的な投与により達することもでき、別個の時点における投与により達することもできる。ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、他の骨活性作用因子と共に投与する場合に、特に有利であり得る。患者は、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト複合体を施されると共に、カルシウムサプリメント、ビタミンDを服用し、適切な身体運動を行い、かつ/または、場合によって、他の医薬を服用することから利益を得ることができる。他の医薬の例は、ビスホスホネート(アレンドロネート、イバンドロネート、およびリセドロネート)、カルシトニン、エストロゲン、副甲状腺ホルモン、およびラロキシフェンを含む。ビスホスホネート(アレンドロネート、イバンドロネート、およびリセドロネート)、カルシトニン、エストロゲン、およびラロキシフェンは、骨リモデリングサイクルに影響を及ぼし、抗骨吸収医薬として分類される。骨リモデリングは、2つの異なる段階:骨吸収および骨形成からなる。抗骨吸収医薬は、骨リモデリングサイクルのうちの骨吸収部分は、緩徐化するか、または停止させるが、サイクルのうちの骨形成部分は、緩徐化しない。結果として、新たな形成は、骨吸収より大きな速度で持続し、骨密度は、時間経過と共に増大し得る。副甲状腺ホルモンの形態であるテリパラチドは、骨リモデリングサイクルにおける骨形成速度を増大させる。アレンドロネートは、閉経後骨粗鬆症の予防(毎日5mgまたは毎週1回35mg)および処置(毎日10mgまたは毎週1回70mg)の両方について承認されている。アレンドロネートは、骨量の減少を軽減し、骨密度を増大させ、脊椎、手首、および股関節の骨折のリスクを低減する。アレンドロネートはまた、男性および女性におけるグルココルチコイド誘導性骨粗鬆症であって、これらの医薬(すなわち、プレドニゾンおよびコルチゾン)の長期にわたる使用の結果としての骨粗鬆症の処置と、男性における骨粗鬆症の処置とについて承認されている。ビタミンDを加えたアレンドロネートは、閉経後女性における骨粗鬆症の処置(ビタミンDを加えた、毎週1回70mg)と、骨粗鬆症を有する男性における骨量を改善する処置とについて承認されている。イバンドロネートは、閉経後骨粗鬆症の予防および処置について承認されている。毎月1回の丸剤(150mg)として服用されるイバンドロネートは、各月同じ日に服用するべきである。イバンドロネートは、骨量の減少を軽減し、骨密度を増大させ、脊椎骨折のリスクを低減する。リセドロネートは、閉経後骨粗鬆症の予防および処置について承認されている。毎日(5mgの用量)または毎週(35mgの用量、またはカルシウムを伴う35mgの用量)服用されるリセドロネートは、骨量の減少を緩徐化し、骨密度を増大させ、脊椎骨折および非脊椎骨折のリスクを低減する。リセドロネートはまた、男性および女性による使用であって、これらの医薬(すなわち、プレドニゾンおよびコルチゾン)の長期にわたる使用から生じるグルココルチコイド誘導性骨粗鬆症を予防および/または処置する使用が承認されている。カルシトニンとは、カルシウム調節および骨代謝に関与する天然に生じるホルモンである。閉経後5年を超える女性において、カルシトニンは、骨量の減少を緩徐化し、脊椎の骨密度を増大させ、骨折と関連する疼痛を緩和し得る。カルシトニンは、脊椎骨折のリスクを低減する。カルシトニンは、注射(毎日50~100IU)または経鼻スプレー(毎日200IU)として利用可能である。
患者はまた、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト、またはこのようなアンタゴニストの組合せと、追加の骨活性医薬とを、共に施されることからも利益を得ることができる。エストロゲン療法(ET)/ホルモン療法(HT)は、骨粗鬆症の予防について承認されている。ETは、閉経後女性において、骨量の減少を軽減し、脊椎および股関節のいずれでも骨密度を増大させ、股関節および脊椎の骨折のリスクを低減することが示されている。ETは、最も一般には、毎日およそ0.3mgの低用量または毎日およそ0.625mgの標準用量を送達する丸剤または皮膚パッチの形態で投与され、70歳を過ぎて開始しても有効である。単独で服用する場合、エストロゲンは、女性が子宮内膜のがん(子宮内膜がん)を発症するリスクを増大させ得る。このリスクを消失させるために、医療ケア提供者は、無傷の子宮を有する女性のために、ホルモンであるプロゲスチンをエストロゲンと組み合わせて(ホルモン補充療法またはHT)処方する。ET/HTは、閉経症状を緩和し、骨健康に対して有益な効果を及ぼすことが示されている。副作用として、膣出血、乳房圧痛、気分障害、および胆嚢疾患が挙げれる得る。毎日60mgのラロキシフェンは、閉経後骨粗鬆症の予防および処置について承認されている。ラロキシフェンは、選択的エストロゲン受容体調節因子(SERM)と呼ばれる薬物であって、エストロゲンの有益な効果を、それらの潜在的な欠点を伴わずにもたらすように開発された薬物のクラスに由来する。ラロキシフェンは、骨量を増大させ、脊椎骨折のリスクを低減する。ラロキシフェンが、股関節の骨折および他の非脊椎骨折のリスクを低減し得ることを実証するデータは、まだ利用可能ではない。副甲状腺ホルモンの形態であるテリパラチドは、閉経後女性および骨折のリスクが高い男性における骨粗鬆症の処置について承認されている。この医薬は、新たな骨形成を刺激し、骨ミネラル密度を著明に増大させる。閉経後女性では、脊椎、股関節、脚部、肋骨、および手首における骨折の低減が見られた。男性では、脊椎における骨折の低減が見られたが、他の部位における骨折の低減を評価するには、データが不十分であった。テリパラチドは、最長で24カ月間にわたり、毎日の注射として、自己投与される。
他の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはそのようなアンタゴニストの組み合わせは、動物における体脂肪含量の調節に、およびそれに関係する状態、特に、それに関係する健康を損なう状態の処置または予防に使用することができる。本発明にしたがって、体重を調節(制御)するということは、体重の低減もしくは増加、体重増加の速度の低減もしくは増加、または体重減少の速度の増加もしくは低減を指すことができ、体重を能動的に維持すること、または有意に変化させないこと(例えば、何もしなければ体重を増加または減少させ得る、外部または内部の影響に対して)も含む。本開示の一実施形態は、本開示のTGF-βスーパーファミリーヘテロ多量体複合体またはTGF-βスーパーファミリーヘテロ多量体複合体の組合せを、それを必要とする動物(例えば、ヒト)に投与することによる、体重の調節に関する。
一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはこのようなアンタゴニストの組合せは、動物における体重の低減および/または体重増加の低減に、より具体的には、肥満のリスクがあるまたはこれを患う患者における肥満の処置または好転に使用することができる。別の特異的な実施形態では、本発明は、体重を増加または保持することができない動物(例えば、消耗性症候群の動物)を処置するための方法および化合物を対象にする。このような方法は、体重および/または質量の増加に、または体重および/または質量減少の低減に、または望ましくなく低い(例えば、不健康な)体重および/または質量に関連するもしくはこれに起因する状態の改善に有効である。加えて、高コレステロールの障害(例えば、高コレステロール血症または脂質異常症(dislipidemia))は、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはこのようなアンタゴニストの組合せにより処置することができる。
他の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せを、動物における体脂肪含量を調節し、これと関連する状態を処置または予防し、特に、これと関連する健康毀損状態を処置または予防するために使用することができる。本発明によれば、体重を調節(制御)することとは、体重を低減するかまたは増大させることを指す場合もあり、体重増加の速度を低減するかまたは増大させることを指す場合もあり、体重減少の速度を増大させるかまたは低減することを指す場合もあり、また、体重を能動的に維持するか、またはこれを著明には変化させないこと(例えば、これがなければ体重を増大または減少させ得る外的または内的な影響に対して)も含む。本開示の一実施形態は、それを必要とする動物(例えば、ヒト)に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せを投与することにより体重を調節することに関する。例えば、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せを使用して、肥満症(例えば、腹部肥満症);過剰体重;インスリン抵抗性;メタボリック症候群および他の代謝性疾患もしくは代謝性状態;低HDLレベル、高LDLレベル、高脂血症、高トリグリセリド血症、もしくは脂質異常症などの脂質障害;リポタンパク質異常;トリグリセリドの減少;炎症(例えば、肝臓の炎症および/または脂肪組織の炎症)、脂肪肝疾患;非アルコール性脂肪肝疾患;高血糖症;グルコース耐性障害(IGT);高インスリン血症;高コレステロール(例えば、高LDLレベルおよび高コレステロール血症);冠動脈性心疾患、うっ血性心不全、脳卒中、末梢血管疾患、アテローム性動脈硬化を含む心疾患などの心血管疾患;動脈硬化症、および高血圧症;症候群X;血管再狭窄;神経障害;網膜症;神経変性疾患;内皮機能不全、呼吸器機能不全;膵炎;多嚢胞性卵巣症候群;尿酸レベルの上昇;ヘモクロマトーシス(鉄過剰負荷);黒色表皮症(皮膚上の暗色の斑点);またはがん(例えば、卵巣がん、乳がん、子宮内膜がん、および結腸がん);あるいは上記の疾患または状態のうちの1つまたは複数と関連する別の障害/状態から選択される障害または状態を処置または予防することができる。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せを使用して処置される疾患または状態は、過剰体重(例えば、≧25kg/mのBMI)または体脂肪過多と関連する。
一実施形態では、本開示は、体重を減少させることを望む、またはそれを必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、体重を減少させる方法を提供する。一部の実施形態では、対象は体重超過である(例えば、前肥満(pre-obese))。一部の実施形態では、対象は、25kg/mまたはそれより大きなボディー・マス・インデックス(BMI)を有する。さらなる実施形態では、対象は、25kg/m~29.9kg/m、30kg/m~39.9kg/m、25kg/m~39.9kg/m、または25kg/m~50kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は肥満である。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きな(例えば、30~39.9kg/mまたは30kg/m~50kg/m)BMIを有する。一部の実施形態では、対象は病的な肥満である。一部の実施形態では、対象は、40kg/mまたはそれより大きなBMIを有する。さらなる実施形態では、対象は、40kg/m~45kg/m、または40kg/m~50kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、中心性肥満(例えば、腹部脂肪および/または内臓脂肪を含む腹部領域の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、対象は、0.85またはそれより大きなウエスト/ヒップ周長比(WHR)を有する。一部の実施形態では、対象は、末梢性肥満(例えば、臀部の過剰脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、対象は、2型糖尿病を有する。ALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはアンタゴニストの組み合わせは、単独または組み合わせ療法、別の種類の支持療法として投与され得る。例えば、一部の実施形態では、支持療法は食餌および/または運動である。
一実施形態では、本開示は、体重増加を減少させることを望む、またはそれを必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、体重増加を減少させる方法を提供する。一部の実施形態では、対象は体重超過である(例えば、前肥満)。一部の実施形態では、対象は、25kg/mまたはそれより大きなBMIを有する。さらなる実施形態では、対象は、25kg/m~29.9kg/m、30kg/m~39.9kg/m、25kg/m~39.9kg/m、または25kg/m~50kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は肥満である。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きな(例えば、30~39.9kg/mまたは30kg/m~50kg/m)BMIを有する。一部の実施形態では、対象は病的な肥満である。一部の実施形態では、対象は、40kg/mまたはそれより大きなBMIを有する。さらなる実施形態では、対象は、40kg/m~45kg/m、または40kg/m~50kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、2型糖尿病を有する。
処置または予防を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、対象における過剰な体重に関連した疾患または障害を処置または予防する方法もまた提供される。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、肥満症である。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害はインスリン抵抗性である。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、脂質異常症、高脂質血症(総コレステロールレベル>240mg/dL)、高コレステロール血症(例えば、>200mg/dL、>220mg/dL、>240mg/dL、>250mg/dL、または>275mg/dLの総コレステロールレベル)、低HDL血清レベル(例えば、<40mg/dL、<45mg/dL、または<50mg/dL)、高LDL血清レベル(例えば、≧100mg/dL、≧130mg/dL、≧160mg/dL、または≧190mg/dL)、および高トリグリセリド血症(例えば、≧150mg/dL、≧175mg/dL、≧200mg/dL、≧300mg/dL、≧400mg/dL、または≧499mg/dLの空腹時TGレベル)からなる群から選択されるメンバーである。ある特定の場合には、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。
別の実施形態では、本開示は、体重超過である対象において体重を減少させる方法を提供する。その方法は、体重超過の対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む。一部の実施形態では、対象は、25kg/mまたはそれより大きなボディー・マス・インデックス(BMI)を有する。さらなる実施形態では、対象は、25kg/m~29.9kg/m、30kg/m~39.9kg/m、25kg/m~39.9kg/m、または25kg/m~50kg/m2、または27~40kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は肥満である。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きな(例えば、30~39.9kg/mまたは30kg/m~50kg/m)BMIを有する。ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、単独または組み合わせ療法として投与される。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。
一実施形態では、本開示は、肥満の対象において体重を減少させる方法を提供する。その方法は、対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きな(例えば、30~39.9kg/mまたは30kg/m~50kg/m)BMIを有する。一部の実施形態では、対象は、40kg/mまたはそれより大きなBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、中心性肥満(例えば、腹部脂肪および/または内臓脂肪を含む腹部領域の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、対象は、0.85またはそれより大きなウエスト/ヒップ周長比(WHR)を有する。一部の実施形態では、対象は、末梢性肥満(例えば、臀部の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。
別の実施形態では、本開示は、肥満の対象にALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、肥満または肥満に関連した疾患または障害を処置および/または軽減する方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きなBMIを有する。さらなる実施形態では、対象は、30~39.9kg/mまたは30kg/m~50kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は病的な肥満である。一部の実施形態では、対象は、40kg/mまたはそれより大きなBMIを有する。さらなる実施形態では、対象は、40kg/m~45kg/m、または40kg/m~50kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、2型糖尿病を有する。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きな(例えば、30~39.9kg/m)BMIを有する。一部の実施形態では、対象は、少なくとも40kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、中心性肥満(例えば、腹部脂肪および/または内臓脂肪を含む腹部領域の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、対象は、0.85またはそれより大きなウエスト/ヒップ周長比(WHR)を有する。一部の実施形態では、対象は、末梢性肥満(例えば、臀部の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。
処置または予防を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、対象における肥満症に関連した疾患または障害を処置または予防する方法もまた提供される。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、脂質異常症、高脂質血症(総コレステロールレベル>240mg/dL)、高コレステロール血症(例えば、>200mg/dL、>220mg/dL、>240mg/dL、>250mg/dL、または>275mg/dLの総コレステロールレベル)、低HDL血清レベル(例えば、<40mg/dL、<45mg/dL、または<50mg/dL)、高LDL血清レベル(例えば、≧100mg/dL、≧130mg/dL、≧160mg/dL、または≧190mg/dL)、および高トリグリセリド血症(例えば、≧150mg/dL、≧175mg/dL、≧200mg/dL、≧300mg/dL、≧400mg/dL、または≧499mg/dLの空腹時TGレベル)からなる群から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、心血管疾患である。追加の実施形態では、処置または予防される疾患または状態は、高血圧症(高血圧)、心筋梗塞、末梢動脈疾患、血圧調節(vasoregulatoin)機能不全、動脈硬化症、うっ血性心不全、アテローム性動脈硬化、冠動脈性心疾患、または細小血管疾患である。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、肝疾患である。一実施形態では、処置または予防される肝疾患または障害は、NAFLDである。一実施形態では、肝疾患は、脂肪肝である。一実施形態では、肝疾患は、NASHである。別の実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、脂肪性肝炎、脂肪症、線維症、および/または肝硬変からなる群から選択されるメンバーである。ある特定の場合には、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。
別の実施形態では、本開示は、2型糖尿病を有するか、または2型糖尿病を発症するリスクのある対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、2型糖尿病または糖尿病に関連する疾患または障害を処置、軽減および/または予防する方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、30kg/mまたはそれより大きな(例えば、30~39.9kg/m)ボディー・マス・インデックスBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、少なくとも40kg/mのBMIを有する。一部の実施形態では、対象は、中心性肥満(例えば、腹部脂肪および/または内臓脂肪を含む腹部領域の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、対象は、0.85またはそれより大きなWHRを有する。一部の実施形態では、対象は、末梢性肥満(例えば、臀部の過剰な脂肪蓄積)を有する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。
糖尿病を有する対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、糖尿病に関連した疾患または障害を処置、予防または軽減する方法もまた提供される。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、脂質異常症、高脂質血症(総コレステロールレベル>240mg/dL)、高コレステロール血症(例えば、>200mg/dL、>220mg/dL、>240mg/dL、>250mg/dL、または>275mg/dLの総コレステロールレベル)、低HDL血清レベル(例えば、<40mg/dL、<45mg/dL、または<50mg/dL)、高LDL血清レベル(例えば、≧100mg/dL、≧130mg/dL、≧160mg/dL、または≧190mg/dL)、および高トリグリセリド血症(例えば、≧150mg/dL、≧175mg/dL、≧200mg/dL、≧300mg/dL、≧400mg/dL、または≧499mg/dLの空腹時TGレベル)からなる群から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、心血管疾患である。追加の実施形態では、処置または予防される疾患または障害は、高血圧症(高血圧)、心筋梗塞、末梢動脈疾患、血管制御の機能不全(vasoregulatoin dysfunction)、または動脈硬化症である。一実施形態では、処置または予防される疾患または障害は肝疾患である。別の実施形態では、処置または予防される疾患または状態は、群:脂肪肝疾患、脂肪性肝炎、脂肪症、および/または肝硬変から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置または予防される疾患または状態は、白内障、閉塞性睡眠時無呼吸、静脈炎、痛風、骨関節炎、胆嚢疾患、および高コレステロールからなる群から選択されるメンバーである。ある特定の場合、ALK4:ActRIIBアンタゴニストによる処置は、食餌および/または運動に対する補助処置である。
本開示は、そのような処置を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、対象における血液脂質プロファイルを改善するための方法もまた提供する。一部の実施形態では、本開示は、LDLコレステロールのレベルを減少またはHDL-コレステロールのレベルを上昇させるための方法を提供する。一実施形態では、対象は、脂質異常症を有する。別の実施形態では、対象は、血清脂質の上昇(例えば、コレステロール(高コレステロール血症)および/またはトリグリセリド(例えば、高トリグリセリド血症)を有する。対象は、LDL-C≧100mg/dL、≧130mg/dL、または≧160mg/dL)を有する。一実施形態では、対象は、TG≧150mg/dL、≧160mg/dL、≧170mg/dL)を有する。一実施形態では、対象は、血漿インスリンレベルの上昇(高インスリン血症;例えば、>20ug/mlの空腹時インスリンレベル、100を超え得る)を有する。一部の実施形態では、対象は、II型糖尿病を有する。
一実施形態に従うと、本開示は、それを必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、代謝性疾患または障害あるいは代謝性疾患または障害に関連した状態を処置または予防するための方法を提供する。一実施形態では、処置される代謝性疾患、障害または状態は高血糖症(例えば、経口グルコース耐性試験の間の空腹状態におけるまたはグルコース投与後の>130mg/dL)である。一実施形態では、処置される代謝性疾患、障害または状態は、脂質代謝疾患、障害または状態である。一実施形態では、処置される代謝性疾患、障害または状態は脂質異常症である。さらなる実施形態では、脂質代謝疾患、障害または状態は、低HDLレベル、高LDLレベル、高トリグリセリドレベル、高脂質血症、およびリポタンパク質異常から選択されるメンバーである。一実施形態では、対象は、>200mg/dL、>220mg/dL、>240mg/dL、>250mg/dL、または>275mg/dLの総コレステロールレベルを有する。一実施形態では、対象は、<40mg/dL、<45mg/dL、または<50mg/dLのHDL血清レベルを有する。一実施形態では、対象は、LDL血清レベル≧100mg/dL、≧130mg/dL、≧160mg/dL、または≧190mg/dLを有する。一実施形態では、対象は、≧150mg/dL、≧175mg/dL、≧200mg/dL、≧300mg/dL、≧400mg/dL、または≧499mg/dLの空腹時TGレベルを有する。一実施形態では、処置される代謝性疾患、障害または状態は、グルコース代謝疾患、障害または状態である。さらなる実施形態では、グルコース代謝疾患、障害、または状態は、グルコース不耐症、インスリン抵抗性、グルコース耐性障害(IGT)、空腹時血糖障害(IFG)から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置される代謝性疾患、障害、または状態は、高尿酸レベル、NAFLD、脂肪肝、NASH、および多嚢胞性卵巣症候群からなる群から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置される対象は、高インスリン血症を有する。一実施形態では、処置される対象は肥満である(例えば、対象は腹部肥満を有する)。別の実施形態では、処置される対象は、II型糖尿病を有する。
メタボリック症候群とは、心疾患のリスクを増進する障害のセットが関与する状態である。メタボリック症候群の主要な構成要素は、過剰な体重、心血管パラメータ(高血圧、脂質異常症、血中のトリグリセリドの高レベルおよび/またはHDLの低レベル)、アテローム性動脈硬化、糖尿病、および/またはインスリン抵抗性である。これらの構成要素のいくつか、すなわち、メタボリック症候群を有する対象は、心疾患に非常に罹患しやすいが、各構成要素はリスク要因である。本開示はまた、上記のメタボリック症候群の構成要素のうちの1つ、2つ、3つ、またはこれ超を処置または予防するための方法であって、処置を必要とする対象に、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)、またはこのようなアンタゴニストの組合せの有効量を投与する工程を含む方法も提供する。
それを必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、心血管疾患または障害を処置、予防または軽減する方法が追加的に提供される。一実施形態では、処置、予防または軽減される心血管疾患または障害は、アテローム性動脈硬化である。一実施形態では、処置、予防、または軽減される心血管疾患または状態は、高血圧症(例えば、静止状態における血圧>130/80mmHgまたは>140/90mmHg)である。一実施形態では、心血管疾患は、アテローム性動脈硬化(冠動脈性心疾患)である。
一実施形態では、本開示は、それを必要とする対象にALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、炎症性肝疾患または障害を処置および/または軽減するための方法を提供する。一実施形態では、疾患または障害は、NAFLDである。さらなる実施形態では、疾患または障害は、脂肪肝である。さらなる実施形態では、疾患または障害は、脂肪症(例えば、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH))である。さらなる実施形態では、疾患または障害は、アルコール性脂肪肝疾患である。それを必要とする対象
本開示は、処置を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)を投与する工程を含む、血糖コントロールを改善する方法もまた提供する。一実施形態では、投与される対象は、>130、>135、>140、>145、または>150mg/dLの空腹時血糖レベルを有する。一実施形態では、投与される対象は、食事2時間後に>180、>185、>190、>195、または>200mg/dLの食後血糖レベルを有する。ある特定の場合には、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、食餌および/または運動の補助である。その投与は、また体重を減少させることも、肥満症を処置することもできる。ある特定の場合には、対象は、2型糖尿病を有する。ある特定の場合には、対象は、27~40kg/m2のBMIを有する。ある特定の場合には、対象は、30~39.9kg/m2のBMIを有する。ある特定の場合には、対象は、少なくとも40のBMIを有する。ある特定の場合には、対象は体重超過である。ある特定の場合には、対象は肥満である。血糖コントロールの改善は、混合食負荷試験などの当該分野で公知の技法を使用して評価することができる。
本開示は、そのような処置を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)を投与する工程を含む、対象における高血糖症または高血糖症に関連した状態を処置、予防または軽減するための組成物および方法もまた提供する。一実施形態では、投与される対象は、>130、>135、>140、>145、または>150mg/dLの空腹時血糖レベルを有する。一実施形態では、投与される対象は、食事2時間後に>180、>185、>190、>195、または>200mg/dLの食後血糖レベルを有する。一実施形態では、処置、予防または軽減の結果は、処置前の対象の血清レベルと比較した場合の、グルコースの血清レベルの減少、トリグリセリドの血清レベルの減少、インスリンの血清レベルの減少、および/または非エステル化脂肪酸の血清レベルの減少からなる群から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置、予防または軽減の結果は、処置前の対象の体温と比較した場合の約0.4℃~1℃の体温の上昇である。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIB処置は、また対象の体重を減少させる。
別の実施形態では、本開示は、そのような処置を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)を投与する工程を含む、対象における血漿インスリンレベルを減少させる方法を提供する。一実施形態では、対象は、>130、>135、>140、>145、または>150mg/dLの空腹時血糖レベルを有する。一実施形態では、対象は、食事2時間後に>180、>185、>190、>195、または>200mg/dLの食後血糖レベルを有する。一実施形態では、対象は体重超過である。一実施形態では、対象は肥満である。別の実施形態では、対象は、2型糖尿病を有する。
本開示は、そのような処置を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)を投与する工程を含む、対象における高血糖症または高血糖症に関連した状態を処置、予防または軽減するための組成物および方法もまた提供する。一実施形態では、対象は、>130、>135、>140、>145、または>150mg/dLの空腹時血糖レベルを有する。一実施形態では、対象は、食事2時間後に>180、>185、>190、>195、または>200mg/dLの食後血糖レベルを有する。一実施形態では、処置、予防または軽減の結果は、処置前の対象の血清レベルと比較した場合の、グルコースの血清レベルの減少、トリグリセリドの血清レベルの減少、インスリンの血清レベルの減少、および/または非エステル化脂肪酸の血清レベルの減少からなる群から選択されるメンバーである。一実施形態では、処置、予防または軽減の結果は、処置前の対象の体温と比較した場合の約0.4℃~1℃の体温の上昇である。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト処置は、また対象の体重を減少させる。
別の実施形態では、本開示は、そのような処置を必要とする対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む、対象における血漿インスリンレベルを低下させる方法を提供する。一実施形態では、対象は、>130、>135、>140、>145、または>150mg/dLのを有する。一実施形態では、は食事2時間後に>180、>185、>190、>195、または>200mg/dLの空腹時血糖レベル食後血糖レベルを有する。一実施形態では、対象は体重超過である。一実施形態では、対象は肥満である。別の実施形態では、対象は、2型糖尿病を有する。
別の実施形態では、本開示は、肝疾患を有する対象に有効量のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせを投与する工程を含む対象における肝疾患を処置、予防または軽減する方法を提供する。一実施形態では、対象は、肝臓の炎症を有する。一実施形態では、対象は、NAFLDを有する。一実施形態では、対象は、脂肪肝を有する。別の実施形態では、対象は、NASHを有する。一実施形態では、対象は、脂肪肝を有する。別の実施形態では、対象は、アルコール性脂肪肝疾患を有する。一実施形態では、処置、予防または軽減される肝疾患は、線維症、瘢痕、肝硬変または肝不全である。別の実施形態では、処置、予防または軽減される肝疾患は肝がんである。一実施形態では、対象は体重超過である。別の実施形態では、対象は肥満である。別の実施形態では、対象は、2型糖尿病を有する。
線維症は一般に、器官または組織における細胞数の相対的減少と組み合わせた、コラーゲン線維および細胞外マトリクスの両方の過剰な沈着を指す。この過程は、傷害後の自然な創傷治癒の重要な特色であるが、線維症は、例えば、肺、腎臓、肝臓、骨、筋肉および皮膚を含む様々な組織および器官に病理的損傷をもたらし得る。線維症におけるTGF-βの役割は、広範に研究されてきた。しかし、例えば、アクチビン(例えば、アクチビンAおよびアクチビンB)およびGDF8を含む、他のTGF-βスーパーファミリーリガンドもまた、線維症に関係づけられてきた[Hedgerら(2013年)Cytokine and Growth Factor Reviews 24巻:285~295頁;Hardyら(2015年)93巻:567~574頁;およびCantiniら(2008年)J Sex Med 5巻:1607~1622頁]。したがって、一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせは、線維症、特に、線維症関連障害および状態の処置に使用することができる。例えば、ALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせは、肺線維症、過敏性肺炎、特発性線維症、結核、肺炎、嚢胞性線維症、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、肺気腫、腎(腎臓)線維症、腎(腎臓)不全、慢性腎(腎臓)疾患、骨線維症、骨髄線維症、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、強皮症、サルコイドーシス、多発血管炎性肉芽腫症、ペロニー病、肝臓線維症、ウィルソン病、糖原病(特に、III、IV、IXおよびX型)、鉄過剰、ゴーシェ病、ツェルウェーガー症候群、非アルコール性およびアルコール性脂肪性肝炎、胆汁性肝硬変、硬化性胆管炎、バッド・キアリ症候群、外科手術関連線維症、クローン病、デュピュイトラン拘縮(Duputren’s contracture)、縦隔線維症、腎性線維症(nephrogeneic fibrosis)、後腹膜線維症、心房性線維症、心内膜心筋線維症、膵臓線維症のうち1つまたは複数の処置または予防に使用することができる。
腎臓は、体積、pHの平衡、電解質濃度、および血圧を含む、血液の多くの特色を維持するほか、毒素および老廃物の濾過を担っている。これらの機能は、腎ネフロンの複雑な構造、腎臓の多様な毛細血管を通る一定の血流量、および体内の残余の部分からのシグナルであって、内分泌ホルモンを含むシグナルによる腎臓の調節に依存する。腎機能に関する問題は、直接的機構(例えば、遺伝子欠損、感染、または毒素曝露)と、肥大および過剰濾過(これら自体、しばしば、腎機能に対するより直接的な攻撃の結果である)などの長期にわたるストレス因子から次第に進行する間接的機構とにより顕在化する。血液の維持および老廃物の排出における腎臓の中心的役割に起因して、腎関連疾患の症状は、多く、様々であり、Harrison’s Principles of Internal Medicine、18版、McGraw Hill、N.Y.、13部、277~289章において総説され得る。
本明細書で記載される通り、ALK4:ActRIIBアンタゴニストは、腎疾患モデルにおいて多様で有益な効果を及ぼした。特に、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体による処置は、片側尿管閉塞を有する対象において腎組織の損傷、炎症、および線維症を軽減した。これらのデータは、ALK4:ActRIIBアンタゴニストを使用して、腎疾患を処置または予防する、特に、腎疾患の多様な合併症(症状)であって、例えば、腎組織の損傷、炎症、および/または線維症を含む合併症(症状)を処置または予防し得ることを指し示す。
したがって、本発明の方法は、多様な腎関連疾患または状態に適用することができる。本明細書で使用される場合、「腎関連疾患または状態」とは、腎臓または腎臓系が罹患する任意の疾患、障害、または状態を指し得る。腎関連疾患または状態として以下のものが挙げられるが、これらに限定されない;慢性腎疾患(または不全)、急性腎疾患(または不全)、原発性腎疾患、非糖尿病性腎疾患、糸球体腎炎、間質性腎炎、糖尿病性腎疾患、糖尿病性腎症、糸球体硬化症、急速進行性糸球体腎炎、腎線維症、アルポート症候群、IDDM腎炎、メサンギウム増殖性糸球体腎炎、膜性増殖性糸球体腎炎、半月体形成性糸球体腎炎、腎間質性線維症、巣状分節状糸球体硬化症、膜性腎症、微小変化型疾患、微量免疫型急速進行性糸球体腎炎、IgA腎症、多発性嚢胞腎、デント病、腎シスチン蓄積症(nephrocytinosis)、ヘイマン腎炎、常染色体優性(成人型)多発性嚢胞腎、常染色体劣性(小児型)多発性嚢胞腎、急性腎傷害、ネフローゼ症候群、腎虚血症、有足細胞疾患または有足細胞障害、タンパク尿症、糸球体疾患、膜性糸球体腎炎、巣状分節状糸球体腎炎、子癇前症、子癇、腎病変、膠原血管病、良性起立性(体位性)タンパク尿症、IgM腎症、膜性腎症、サルコイドーシス、糖尿病、薬物に起因する腎損傷、ファブリー病、アミノ酸尿症、ファンコーニ症候群、高血圧性腎硬化症、間質性腎炎、鎌状赤血球病、ヘモグロビン尿症、ミオグロビン尿症、ウェゲナー肉芽腫症、1型糖原病、慢性腎疾患、慢性腎不全、糸球体濾過量(GFR)低下症、腎血管硬化症、ループス腎炎、ANCA陽性微量免疫型半月体形成性糸球体腎炎、慢性移植腎症、腎臓毒性、腎毒性、腎壊死、腎損傷、糸球体尿細管傷害、腎機能不全、腎炎症候群、急性腎不全、慢性腎不全、近位尿細管機能不全、急性腎移植拒絶、慢性腎移植拒絶、非IgAメサンギウム増殖性糸球体腎炎、感染後糸球体腎炎、任意の種類の腎関与を伴う血管炎、任意の遺伝性腎疾患、任意の間質性腎炎、腎移植不全、腎臓がん、他の状態(例えば、高血圧症、糖尿病、および自己免疫疾患)と関連する腎疾患、デント病、腎シスチン蓄積症、ヘイマン腎炎、原発性腎疾患、虚脱性糸球体症、デンスデポジット病、寒冷グロブリン血症関連糸球体腎炎、ヘノッホ-シェーンライン病、感染後糸球体腎炎、細菌性心内膜炎、顕微鏡的多発血管炎、チャーグ-ストラウス症候群、抗GBM抗体介在型糸球体腎炎、アミロイドーシス、モノクローナル免疫グロブリン沈着症、線維性糸球体腎炎、イムノタクトイド糸球体症、虚血性尿細管傷害、薬物誘導性尿細管間質性腎炎、毒性尿細管間質性腎炎、感染性尿細管間質性腎炎、細菌性腎盂腎炎、ポリオーマウイルス感染またはHIV感染から生じるウイルス感染性尿細管間質性腎炎、代謝誘導性尿細管間質性疾患、混合性結合組織疾患、円柱腎症、尿酸結晶もしくはシュウ酸結晶または薬物誘導性結晶の沈着から生じ得る結晶腎症、急性細胞性尿細管間質性同種移植片拒絶、リンパ腫または移植後リンパ増殖性疾患から生じる腫瘍性浸潤性疾患、腎臓の閉塞性疾患、血管疾患、血栓性微小血管症、腎血管硬化症、アテローム塞栓性疾患、混合性結合組織疾患、結節性多発動脈炎、カルシニューリン阻害剤誘導性血管疾患、急性細胞性血管性同種移植片拒絶、急性体液性同種移植片拒絶、早期腎機能低下症(ERFD)、末期腎疾患(ESRD)、腎静脈血栓症、急性尿細管壊死、急性間質性腎炎、確立された慢性腎疾患、腎動脈狭窄症、虚血性腎症、血尿症、薬物毒素誘導性慢性尿細管間質性腎炎、逆流腎症、腎臓結石、グッドパスチャー症候群、正球性正色素性貧血、腎性貧血、糖尿病性慢性腎疾患、IgG4関連疾患、フォンヒッペル-リンダウ症候群、結節性硬化症、ネフロン癆、髄質性嚢胞腎疾患、腎細胞癌、腺癌、腎芽細胞腫、リンパ腫、白血病、低シアリル化障害、慢性シクロスポリン腎症、腎再灌流傷害、腎形成異常、高窒素血症、両側性動脈閉塞、急性尿酸性腎症、血液量減少、急性両側性閉塞性尿路疾患、高カルシウム血性腎症、溶血性尿毒症症候群、急性尿貯留、悪性腎硬化症、分娩後糸球体硬化症、強皮症、非グッドパスチャー抗GBM病、顕微鏡的結節性多発動脈炎、アレルギー性肉芽腫症、急性放射線腎炎、溶連菌感染後糸球体腎炎、ワルデンシュトロームマクログロブリン血症、鎮痛薬性腎症、動静脈フィステル、動静脈移植、透析、異所性腎、海綿腎、腎性骨形成異常症、単腎症、水腎、微量アルブミン尿症、尿毒症、血尿、高脂血症、低アルブミン血症、脂肪尿、アシドーシス、高カリウム血症、および浮腫。
一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはそのようなアンタゴニストの組み合わせ(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体などのALK4:ActRIIBヘテロ多量体)は、慢性腎臓疾患を処置するための1つまたは複数の支持療法と任意選択で組み合わせて、慢性腎臓疾患の処置または予防に使用することができる。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはそのようなアンタゴニストの組み合わせ(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体などのALK4:ActRIIBヘテロ多量体)は、慢性腎臓疾患を処置するための1つまたは複数の支持療法と任意選択で組み合わせて、慢性腎臓疾患の1つまたは複数の合併症(症状または症状発現)の処置または予防に使用することができる。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニストまたはそのようなアンタゴニストの組み合わせ(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体などのALK4:ActRIIBヘテロ多量体)は、末期腎臓疾患を処置するための1つまたは複数の支持療法と任意選択で組み合わせて、末期腎臓不全の処置または予防に使用することができる。慢性腎疾患としても公知の慢性腎臓疾患(CKD)は、数ヶ月間または数年間の期間にわたる腎機能の進行性損失である。腎臓機能の悪化の症状は、全体的な体調不良を感じることおよび食欲低減を経験することを含み得る。多くの場合、慢性腎臓疾患は、高血圧または糖尿病を有する者およびCKDの血縁者がいる者など、腎臓問題のリスクがあることが公知の人のスクリーニングの結果として診断される。この疾患は、心血管疾患、貧血または心膜炎など、その認識される合併症の1つをもたらす場合に同定することもできる。近年の専門ガイドラインは、5つのステージにCKDの重症度を分類し、ステージ1が最も軽度であり、通常、ほとんど症状を引き起こさず、ステージ5が重度疾病であり、処置しなければ不十分な平均余命となる。ステージ5のCKDは多くの場合、末期腎臓疾患、末期腎疾患または末期腎臓不全と呼ばれ、これは、現在は旧式の用語である慢性腎不全または慢性腎臓不全とほぼ同義であり;通常、患者が、ある形態の透析が関与し得るが、理想的には腎臓移植を構成する腎代替療法を必要とすることを意味する。CKDは、初期に特異的な症状がなく、一般に、血清クレアチニンまたは尿中タンパク質の増加としてのみ検出される。腎臓機能が減少するにつれて、後述する通り様々な症状が顕在化し得る。水分過負荷およびレニン・アンジオテンシン系により腎臓によって生成される血管作動性ホルモンの産生により、血圧が増加することがあり、高血圧症を発症するおよび/またはうっ血性心不全を患うリスクを増加させる。尿素が蓄積することがあり、高窒素血症および最終的に尿毒症(嗜眠から心膜炎および脳症に及ぶ症状)をもたらす。その高い全身性循環のため、尿素は、エクリン汗において高濃度で排泄され、汗が蒸発する際に皮膚上で結晶化する(「尿素霜」)。血液中にカリウムが蓄積することがある(倦怠感および潜在的に致死的な心不整脈を含むある範囲の症状を有する高カリウム血症)。高カリウム血症は通常、糸球体濾過率が、20~25ml/min/1.73m2未満に降下するまで発症せず、このポイントで、腎臓は、カリウムを排泄する能力が減少している。CKDにおける高カリウム血症は、酸血症(カリウムの細胞外シフトをもたらす)によって、また、インスリンの欠如から増悪され得る。エリスロポエチン合成が減少されることがあり、貧血の原因となる。軽度浮腫から生命にかかわる肺浮腫に及ぶ、液量過負荷症状(fluid volume overload symptom)が起こることがある。一般に、糸球体濾過の減少後に、リン酸塩排泄の低減による高リン酸血症が起こることがある。高リン酸血症は、心血管リスクの増加に関連し、血管石灰化に対する直接的な刺激である。一般に、線維芽細胞増殖因子-23の刺激に起因する、低カルシウム血症が症状発現することがある。骨細胞は、酵素1-アルファ-ヒドロキシラーゼ(25-ヒドロキシコレカルシフェロールから1,25ジヒドロキシビタミンD3への変換の原因となる)の強力な阻害剤であるFGF23の産生増加の原因となる。後に、これは、二次性副甲状腺機能亢進症、腎性骨形成異常症および血管石灰化へと進行し、これは、心機能をさらに損なう。代謝性アシドーシス(硫酸塩、リン酸塩、尿酸などの蓄積による)が起こり、酵素に作用する過剰な酸による酵素活性の変更を引き起こすことがある;過剰な酸(酸血症)による高カリウム血症の促進により心臓およびニューロン膜の興奮性の増加を引き起こすこともある。アシドーシスは、近位尿細管の細胞から十分なアンモニアを生成する能力の減少によっても起こる。腎臓機能が減少するにつれて有病率が増加する鉄欠乏貧血は、血液透析を必要としている者において特に蔓延している。これは、原因が多因子性(multifactoral)であるが、骨髄抑制をもたらす炎症増加、エリスロポエチンの低減および高尿酸血症を含む。CKDを有する者は、急速進行型アテローム性動脈硬化を患い、母集団よりも心血管疾患を発症する可能性が高い。CKDおよび心血管疾患を患う患者は、後者のみを患う患者よりも有意に悪い予後を有する傾向がある。
本明細書で使用する場合、「~と組み合わせて」または「併用投与」とは、追加的治療(例えば、第2、第3、第4など)が、体内でなおも効果的である(例えば、複数の化合物は、患者において同時に効果的であり、これは、これらの化合物の相乗効果を含み得る)ような、任意の投与形態を指す。有効性は、血中、血清中、または血漿中の作用因子の測定可能な濃度と相関しない場合もある。例えば、異なる治療用化合物は、同じ製剤において投与することもでき、別個の製剤において、共時的または逐次的に投与することもでき、異なるスケジュールで投与することもできる。したがって、このような処置を施される個体は、異なる治療の組み合わせ効果から利益を得ることができる。本開示の1つまたは複数のALK4:ActRIIBアンタゴニストは、1つまたは複数の他の追加の作用因子または支持療法と共時的に、これらの前に、またはこれらの後に投与され得る。一般に、各治療剤は、その特定の作用因子について決定された用量および/または時間スケジュールで投与される。レジメンにおいて利用する特定の組み合わせは、本開示のアンタゴニストの、治療および/または達成される所望の治療効果に対する適合性を考慮に入れる。
(7.薬学的組成物)
ある特定の態様では、本開示のALK4:ActRIIBアンタゴニスト(例えば、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)またはそのようなアンタゴニストの組み合わせは、単独で投与することもでき、医薬製剤(治療用組成物または薬学的組成物とも称される)の成分として投与することもできる。医薬製剤とは、その中に含有される活性成分(例えば、本開示の作用因子)の生物活性が効果的であることを可能とするような形態にあり、製剤が投与される対象に対して許容不可能に毒性である、さらなる成分を含有しない調製物を指す。本主題の化合物は、ヒト医療または獣医療における使用のために好都合な任意の方式における投与のために製剤化され得る。例えば、本開示の1つまたは複数の作用因子は、薬学的に許容されるキャリアと共に製剤化することができる。薬学的に許容されるキャリアとは、医薬製剤中の、活性成分以外の成分であって、対象に対して一般に非毒性である成分を指す。薬学的に許容されるキャリアは、緩衝剤、賦形剤、安定化剤、および/または保存剤を含むがこれらに限定されない。一般に、本開示における使用のための医薬製剤は、対象に投与されるとき、発熱物質非含有であり、生理学的に許容される形態にある。本明細書に記載のもの以外の治療的に有用な作用因子であって、任意選択で、上記の製剤中に含まれ得る作用因子を、本開示の方法における主題の作用因子と組み合わせて投与することができる。
ある特定の実施形態では、組成物は、非経口投与される[例えば、静脈内(I.V.)注射、動脈内注射、骨内注射、筋内注射、髄腔内注射、皮下注射、または皮内注射により]。非経口投与に適する薬学的組成物は、本開示の1つまたは複数の作用因子を、1つまたは複数の薬学的に許容される無菌かつ等張の水性もしくは非水性の溶液、分散液、懸濁液、もしくはエマルジョン、または使用直前に無菌の注射可能な溶液もしくは分散液へと再構成され得る無菌粉末と組み合わせて含み得る。注射可能な溶液または分散液は、抗酸化物質、緩衝剤、静菌剤、懸濁剤、増粘剤、または製剤を意図されるレシピエントの血液と等張にする溶質を含有し得る。本開示の医薬製剤において利用され得る、適切な水性および非水性のキャリアの例は、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)、植物油(例えば、オリーブ油)、注射可能な有機エステル(例えば、オレイン酸エチル)、およびこれらの適切な混合物を含む。適正な流動性は、例えば、コーティング材料(例えば、レシチン)の使用によって、分散剤の場合には必要とされる粒子径の維持によって、および、界面活性剤の使用によって維持することができる。
一部の実施形態では、本開示の治療法は、インプラントもしくはデバイスから薬学的組成物を全身投与または局所投与する工程を包含する。さらに、薬学的組成物は、カプセル化され得、または、標的組織部位(例えば、骨髄または筋肉)へと送達するための形態で注射され得る。特定の実施形態では、本開示の組成物は、標的組織部位(例えば、骨髄または筋肉)に本開示の1つまたは複数の作用因子を送達し得、成長中の組織のための構造を提供し得、そして、最適には身体内へと再吸収され得るマトリクスを含み得る。例えば、マトリクスは、本開示の1つまたは複数の作用因子の遅速放出を提供し得る。このようなマトリクスは、他の移植医療用途に現在使用される材料から形成され得る。
マトリクス材料の選択は、生体適合性、生分解性、機械的特性、見かけ上の様相および界面の特性のうちの1つまたは複数に基づいてもよい。本主題の組成物の特定の用途が、適切な製剤を画定する。組成物のための可能性のあるマトリクスは、生分解性でかつ化学的に画定された硫酸カルシウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、ポリ乳酸およびポリ無水物であり得る。他の可能性のある材料は、生分解性でかつ生物学的に十分に画定されたもの(例えば、骨または皮膚のコラーゲンが挙げられる)である。さらなるマトリクスは、純粋なタンパク質または細胞外マトリクスの成分から構成される。他の可能性のあるマトリクスは、非生分解性でかつ化学的に規定されたもの(例えば、焼結ヒドロキシアパタイト、バイオグラス、アルミン酸塩、または他のセラミクスが挙げられる)である。マトリクスは、上述のタイプの材料のいずれかの組み合わせ(例えば、ポリ乳酸およびヒドロキシアパタイト、または、コラーゲンおよびリン酸三カルシウム)を含み得る。バイオセラミクスは、組成物(例えば、カルシウム-アルミン酸-リン酸)中で変化され得、孔径、粒子径、粒子の形状および生分解性のうちの1つまたは複数を変更するように加工され得る。
ある特定の実施形態では、本開示の医薬組成物は、局所投与することができる。「局所適用」または「局所」とは、医薬組成物の体表面(例えば、皮膚、創傷部位、および粘膜)との接触を意味する。局所用医薬組成物は、多様な適用形態を有することが可能であり、典型的には、組成物の局所投与時に組織に近接または直接接触して配置されるように適応される薬物含有層を含む。局所投与に適する医薬組成物は、本開示の、液体、ゲル、クリーム、ローション、軟膏、フォーム、ペースト、パテ、半固形、または固形として組み合わせて製剤化された1つまたは複数のALK4:ActRIIBアンタゴニストを含み得る。液体形態、ゲル形態、クリーム形態、ローション形態、軟膏形態、フォーム形態、ペースト形態、またはパテ形態の組成物は、組成物を、標的組織上に塗り伸ばすか、スプレーするか、スミアリングするか、ダビングするか、またはローリングすることにより適用することができる。組成物はまた、滅菌包帯、経皮パッチ、プラスター、およびバンデージへと含浸させることもできる。パテ形態、半固形形態または固形形態の組成物は、可塑性であり得る。それらは、伸縮性または非伸縮性(例えば、可撓性または剛性)であり得る。ある特定の態様では、組成物は、複合物の一部を形成し、組成が同じであるか、または異なる繊維、微粒子、または多重層を含み得る。
液体形態の局所用組成物は、薬学的に許容される溶液、エマルジョン、マイクロエマルジョン、および懸濁液を含み得る。有効成分に加えて、液体剤形は、当該分野において一般に使用される不活性の希釈剤であって、例えば、水または他の溶媒、可溶化剤および/もしくは乳化剤[例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、または1,3-ブチレングリコール、油(例えば、綿実油、ラッカセイ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ひまし油、およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコール、ソルビタンの脂肪酸エステル、およびこれらの混合物]を含む希釈剤を含有し得る。
局所用のゲル、クリーム、ローション、軟膏、半固形または固形組成物は、多糖、合成ポリマーまたはタンパク質ベースのポリマーなどの1つまたは複数の増粘剤を含み得る。本発明の一実施形態では、本明細書のゲル化剤は、適切に非毒性であり、所望の粘性をもたらすゲル化剤である。増粘剤として、ビニルピロリドン、メタクリルアミド、アクリルアミドN-ビニルイミダゾール、カルボキシビニル、ビニルエステル、ビニルエーテル、シリコーン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ビニルアルコール、アクリル酸ナトリウム、アクリレート、マレイン酸、NN-ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Pluronic、コラーゲン、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニレン、ポリビニルシリケート、糖(例えば、スクロース、グルコース、グルコサミン、ガラクトース、トレハロース、マンノース、またはラクトース)で置換されたポリアクリレート、アシルアミドプロパンスルホン酸、テトラメトキシオルトシリケート、メチルトリメトキシオルトシリケート、テトラアルコキシオルトシリケート、トリアルコキシオルトシリケート、グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、多糖、アルギネート、デキストラン、シクロデキストリン、セルロース、修飾セルロース、酸化セルロース、キトサン、キチン、グアーガム、カラギーナン、ヒアルロン酸、イヌリン、デンプン、修飾デンプン、アガロース、メチルセルロース、植物ガム、ヒアルロナン(hylaronans)、ハイドロゲル、ゼラチン、グリコサミノグリカン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ペクチン、低メトキシペクチン、架橋デキストラン、デンプン-アクリロニトリルグラフトコポリマー、ポリアクリル酸ナトリウムデンプン、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ポリビニレン、ポリエチルビニルエーテル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアルカノエート、ポリ乳酸、ポリラクテート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、スルホン化ハイドロゲル、AMPS(2-アクリルアミド-2-メチル-1-プロパンスルホン酸)、SEM(スルホエチルメタクリレート)、SPM(スルホプロピルメタクリレート)、SPA(スルホプロピルアクリレート)、N,N-ジメチル-N-メタクリロキシエチル-N-(3-スルホプロピル)アンモニウムベタイン、メタクリル酸アミドプロピル-ジメチルアンモニウムスルホベタイン、SPI(イタコン酸-ビス(1-プロピルスルホン酸(sulfonizacid)-3)エステル二カリウム塩)、イタコン酸、AMBC(3-アクリルアミド-3-メチルブタン酸)、ベータ-カルボキシエチルアクリレート(アクリル酸二量体)、およびマレイン酸無水物-メチルビニルエーテルポリマー、これらの誘導体、これらの塩、これらの酸、ならびにこれらの組合せによる、ポリマー、コポリマー、および単量体が挙げられ得る。ある特定の実施形態では、本開示の薬学的組成物は、例えば、カプセル、カシェ、丸剤、錠剤、ロゼンジ(スクロースおよびアカシアまたはトラガントなどの矯味矯臭基材を使用する)、散剤、顆粒剤、水性もしくは非水性液体中の溶液もしくは懸濁液、水中油もしくは油中水の液体エマルジョン、またはエリキシルもしくはシロップ、または香錠(ゼラチンおよびグリセリン、またはスクロースおよびアカシアなどの不活性基材を使用する)、かつ/またはマウスウォッシュの形態で経口投与することもでき、各々が、所定量の、本開示の化合物と、任意選択で、1つまたは複数の他の活性成分とを含有する。本開示の化合物と、任意選択で、1つまたは複数の他の活性成分とはまた、ボーラス、舐剤、またはペーストとしても投与することができる。
経口投与のための固体投薬形態(例えば、カプセル、錠剤、丸剤、糖衣錠、散剤および顆粒剤)において、本開示の1または複数の化合物は、1または複数の薬学的に受容可能なキャリア(例えば、クエン酸ナトリウム、リン酸二カルシウム、充填剤または増量剤(例えば、デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトールおよびケイ酸)、結合剤(例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、スクロースおよびアカシア)、湿潤剤(例えば、グリセロール)、崩壊剤(例えば、アガー-アガー、炭酸カルシウム、ポテトもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ケイ酸塩、および炭酸ナトリウム)、溶液抑制因子(solution retarding agent)(例えば、パラフィン)、吸収加速剤(例えば、四級アンモニウム化合物)、加湿剤(例えば、セチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロール)、吸着剤(例えば、カオリンおよびベントナイトクレイ)、潤滑剤(例えば、滑石、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウム)、着色剤およびこれらの混合物を含む)と共に混合され得る。カプセル、錠剤、および丸剤の場合、医薬製剤(組成物)はまた、緩衝剤も含み得る。また、同様の種類の固形組成物も、例えば、ラクトースまたは乳糖のほか、高分子量ポリエチレングリコールを含む、1つまたは複数の賦形剤を使用して、軟充填ゼラチンカプセル中および硬充填ゼラチンカプセル中の充填剤として利用することができる。
薬学的組成物の経口投与のための液体投薬形態としては、薬学的に受容可能なエマルジョン、マイクロエマルジョン、溶液、懸濁物、シロップおよびエリキシルが挙げられる。活性成分に加え、液体投薬形態は、当該分野で一般に用いられる不活性希釈剤(例えば、水または他の溶媒が挙げられる)、可溶化剤および/または乳化剤[例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、油(例えば、綿実油、ピーナッツ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコール、ソルビタンの脂肪酸エステル、およびこれらの混合物]を含み得る。不活性な希釈剤に加え、経口用組成物はまた、例えば、加湿剤、乳化剤および懸濁剤、甘味剤、矯味矯臭剤、着色剤、芳香剤、保存剤およびこれらの組み合わせを含む佐剤を含み得る。
懸濁液は、活性化合物に加えて、例えば、エトキシル化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトール、ソルビタンエステル、微結晶性セルロース、アルミニウムメタヒドロキシド、ベントナイト、アガー-アガー、トラガント、およびこれらの組み合わせを含む懸濁剤を含有し得る。
微生物の作用および/または増殖の防止は、例えば、パラベン、クロロブタノール、およびソルビン酸フェノールを含む、種々の抗細菌剤および抗真菌剤を組み入れることにより確保することができる。
ある特定の実施形態では、例えば、糖、または塩化ナトリウムを含む等張化剤を組成物中に組み入れることも望ましいと考えられる。加えて、注射可能な医薬形態の吸収の遅延も、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを含む、吸収を遅延させる作用因子を組み入れることにより、もたらすことができる。
投薬レジメンは、本開示の1つまたは複数の作用因子の作用を修飾する種々の要因を考慮して主治医によって決定されることが理解される。赤血球の形成を促進するALK4:ActRIIBアンタゴニストの場合では、種々の要因として、患者の赤血球数、ヘモグロビンレベル、所望の標的赤血球数、患者の年齢、患者の性別、および患者の食餌、赤血球レベルの低下に寄与し得る任意の疾患の重症度、投与時間、ならびに他の臨床的要因が挙げられ得るがこれらに限定されない。他の公知の活性の作用因子の、最終組成物への添加もまた、投与量に影響を及ぼし得る。進行は、赤血球レベル、ヘモグロビンレベル、網状赤血球レベル、および造血プロセスの他の指標のうちの1つまたは複数の定期的な評価によりモニタリングすることができる。
特定の実施形態では、本開示はまた、本開示の1つまたは複数の作用因子のインビボ産生のための遺伝子治療を提供する。このような治療は、上に列挙したような障害のうち1つまたは複数を有する細胞または組織中に作用因子配列を導入することによってその治療作用を達成する。作用因子配列の送達は、例えば、キメラウイルスのような組換え発現ベクターまたはコロイド分散系を用いることによって達成され得る。本開示の1つまたは複数の作用因子配列の好ましい治療的送達は、標的化されたリポソームの使用である。
本明細書中で教示されるような遺伝子治療に利用され得る種々のウイルスベクターとしては、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニア、または、RNAウイルス(例えば、レトロウイルス)が挙げられる。レトロウイルスベクターは、マウスもしくはトリのレトロウイルスの誘導体であり得る。単一の外来遺伝子が挿入され得るレトロウイルスベクターの例としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:モロニーマウス白血病ウイルス(MoMuLV)、ハーベーマウス肉腫ウイルス(HaMuSV)、マウス乳腺癌ウイルス(MuMTV)およびラウス肉腫ウイルス(RSV)。多数のさらなるレトロウイルスベクターが多数の遺伝子を組み込み得る。これらのベクターは全て、形質導入された細胞が同定および生成され得るように、選択マーカーについての遺伝子を移送または組み込み得る。レトロウイルスベクターは、例えば、糖、糖脂質またはタンパク質を付着させることによって、標的特異的とされ得る。好ましい標的化は、抗体を用いて達成される。当業者は、本開示の1つまたは複数の作用因子を含むレトロウイルスベクターの標的特異的な送達を可能にするために、特定のポリヌクレオチド配列がレトロウイルスゲノム中に挿入され得るか、または、ウイルスエンベロープに付着され得ることを認識する。
あるいは、組織培養細胞は、従来のリン酸カルシウムトランスフェクション法によって、レトロウイルスの構造遺伝子(gag、polおよびenv)をコードするプラスミドを用いて直接トランスフェクトされ得る。これらの細胞は、次いで、関心のある遺伝子を含むベクタープラスミドでトランスフェクトされる。得られた細胞は、培養培地中にレトロウイルスベクターを放出する。
本開示の1つまたは複数の作用因子のための別の標的化送達システムは、コロイド分散系である。コロイド分散系としては、例えば、高分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズおよび脂質ベースの系(水中油エマルジョン、ミセル、混合型ミセルおよびリポソームを含む)が挙げられる。特定の実施形態において、本開示の好ましいコロイド系は、リポソームである。リポソームは、インビトロおよびインビボで送達ビヒクルとして有用な人工の膜小胞である。RNA、DNAおよびインタクトなビリオンが、水性の内部に封入され得、そして、生物学的に活性な形態で細胞へと送達され得る[Fraleyら(1981年)、Trends Biochem. Sci.、6巻:77頁]。リポソームビヒクルを用いた効率的な遺伝子移入のための方法は当該分野で公知である[Manninoら(1988年)、Biotechniques、6巻:682頁、1988]。
リポソームの組成は通常、リン脂質の組み合わせであり、ステロイド(例えば、コレステロール)を含み得る。リポソームの物理的特徴は、pH、イオン強度、および二価カチオンの存在に依存する。また、他のリン脂質または他の脂質であって、例えば、ホスファチジル化合物(例えば、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴ脂質、セレブロシドおよびガングリオシド)、卵ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリンおよびジステアロイルホスファチジルコリンを含むリン脂質または脂質も使用することができる。例えば、器官特異性、細胞特異性および細胞小器官特異性に基づいたリポソームの標的化もまた可能であり、当該分野で公知である。
参照による組込み
本明細書中で言及される全ての刊行物および特許は、各個々の刊行物または特許が、具体的かつ個別に参考として援用されると示されるかのように、その全体が本明細書に参考として援用される。
本主題の特定の実施形態が考察されてきたが、上記明細書は、例示的であり、限定的なものではない。本明細書および以下の特許請求の範囲を精査すれば、多くの変更が当業者に明らかとなる。本発明の完全な範囲は、その等価物の完全な範囲と共に特許請求の範囲を、そして、このような変更と共に明細書を参照することによって決定されるべきである。
本発明は、ここで、一般的に記載されるが、単に特定の実施形態および本発明の実施形態を例示する目的のために含められ、本発明を限定することは意図されない以下の実施例を参照するとより容易に理解される。
実施例1.ALK4:ActRIIBヘテロ二量体の生成
出願人は、それぞれ、リンカーが細胞外ドメインとFcドメインとの間に位置付けられたFcドメインに融合されたヒトActRIIBおよびヒトALK4の細胞外ドメインを含む可溶性ALK4-Fc:ActRIIB-Fc異種複合体を構築した。個々の構築物を、それぞれActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドと称し、各々の配列は以下に提供される。
ALK4-Fc:ActRIIB-Fc異種複合体の形成を促進するための方法は、ActRIIB-FcまたはALK4-Fcホモ二量体の複合体とは反対に非対称異種複合体の形成を誘導するためにFcドメインのアミノ酸配列に変更を導入する。Fcドメインを使用して非対称相互作用ペアを作製するための多くの異なるアプローチが、本開示において記載される。
1つのアプローチでは、それぞれ配列番号39~41および42-44のActRIIB-FcおよびALK4-Fcポリペプチド配列において、1つのFcドメインは、相互作用面にカチオン性アミノ酸を導入するように変更され、他方、他のFcドメインは、相互作用面にアニオン性アミノ酸を導入するように変更されていることが示されている。ActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドは、それぞれ、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)リーダー:
Figure 0007055637000033
を利用する。
ActRIIB-Fcポリペプチド配列(配列番号39)は以下に示される:
Figure 0007055637000034
リーダー(シグナル)配列およびリンカーに下線を付す。可能なホモ二量体の複合体のいずれかよりむしろALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2つのアミノ酸置換(酸性アミノ酸をリジンで置き換える)が、上の二重下線で示されるようにActRIIB融合タンパク質のFcドメインに導入され得る。配列番号39のアミノ酸配列は、任意選択で、C末端からリジン(K)が除去されて提供されてもよい。
このActRIIB-Fc融合タンパク質は以下の核酸配列(配列番号40)にコードされる:
Figure 0007055637000035
成熟ActRIIB-Fc融合ポリペプチド(配列番号41)は、以下の通りであり、任意選択で、C末端からリジン(K)が除去されて提供されてもよい。
Figure 0007055637000036
ALK4-Fc融合ポリペプチド(配列番号42)の相補的形態は、以下の通りである:
Figure 0007055637000037
リーダー配列およびリンカーに下線を付す。上記配列番号39および41のActRIIB-Fc融合ポリペプチドでヘテロ二量体形成を誘導するために、2つのアミノ酸置換(リジンをアスパラギン酸で置き換える)が、上の二重下線で示されるようにALK4-Fc融合ポリペプチドのFcドメインに導入され得る。配列番号42のアミノ酸配列は、任意選択で、リジン(K)がC末端に付加されて提供されてもよい。
このALK4-Fc融合タンパク質は以下の核酸(配列番号43)にコードされる:
Figure 0007055637000038
成熟ALK4-Fc融合タンパク質配列(配列番号44)は、以下の通りであり、任意選択で、リジン(K)がC末端に付加されて提供されてもよい。
Figure 0007055637000039
それぞれ、配列番号41および配列番号44のActRIIB-FcおよびALK4-Fcタンパク質を、CHO細胞系、から共発現させ、精製して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcを含む異種複合体が得られ得る。
非対称Fc融合タンパク質を使用するヘテロ多量体複合体の形成を促進する別のアプローチでは、Fcドメインは、それぞれ、配列番号45~46および47~48のActRIIB-FcおよびALK4-Fcポリペプチド配列に示されるように相補的な疎水性相互作用および追加の分子内ジスルフィド結合を導入するように変更されている。ActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドは、それぞれ、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)リーダー:MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP(配列番号38)
を利用する。
ActRIIB-Fcポリペプチド配列(配列番号45)は以下に示される:
Figure 0007055637000040
リーダー(シグナル)配列およびリンカーに下線を付す。可能なホモ二量体の複合体のいずれかよりむしろALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2つのアミノ酸置換(セリンをシステインで置き換え、スレオニンをトリプトファンで置き換える)が、上の二重下線で示されるように融合タンパク質のFcドメインに導入され得る。配列番号45のアミノ酸配列は、任意選択で、C末端からリジン(K)が除去されて提供されてもよい。
成熟ActRIIB-Fc融合ポリペプチドは、以下の通りである:
Figure 0007055637000041
ALK4-Fc融合ポリペプチド(配列番号47)の相補的形態は、以下の通りであり、任意選択で、C末端からリジン(K)が除去されて提供されてもよい。
Figure 0007055637000042
リーダー配列およびリンカーに下線を付す。上記配列番号45および46のActRIIB-Fc融合ポリペプチドでヘテロ二量体形成を誘導するために、4つのアミノ酸置換が、上の二重下線で示されるようにALK4融合ポリペプチドのFcドメインに導入され得る。配列番号47のアミノ酸配列は、任意選択で、C末端からリジン(K)が除去されて提供されてもよい。
成熟ALK4-Fc融合タンパク質配列は、以下の通りであり、任意選択で、C末端からリジン(K)が除去されて提供されてもよい。
Figure 0007055637000043
それぞれ、配列番号46および配列番号48のActRIIB-FcおよびALK4-Fcタンパク質を、CHO細胞系から共発現させ、精製して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcを含む異種複合体が得られ得る。
種々のALK4-Fc:ActRIIB-Fc複合体の精製は、一連のカラムクロマトグラフィー工程であって、例えば、以下:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ除外クロマトグラフィー、およびカチオン交換クロマトグラフィーの3つまたはこれ超を、任意の順序で含む工程により達成することができた。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了させることができた。
実施例2.ActRIIB-Fcホモ二量体およびALK4-Fcホモ二量体と比較したALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体のリガンド結合プロファイル
Biacore(商標)ベースの結合アッセイを使用して、上記で記載したALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体複合体のリガンド結合選択性を、ActRIIB-Fcホモ二量体複合体およびALK4-Fcホモ二量体複合体のリガンド結合選択性と比較した。ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体、ActRIIB-Fcホモ二量体、およびALK4-Fcホモ二量体を、抗Fc抗体を使用するシステムに独立に捕捉させた。リガンドを注入し、捕捉された受容体タンパク質上を流動させた。結果を、下記の表にまとめ、この表では、有効なリガンドトラップを最もよく示すリガンドのオフ速度(k)を、グレーの影で表示する。
Figure 0007055637000044
これらの比較結合データは、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体が、ActRIIB-Fcホモ二量体またはALK4-Fcホモ二量体と比べて結合プロファイル/結合選択性の変更を有することを実証する。、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、ホモ二量体と比較してアクチビンBへの結合の増強を提示し、ActRIIB-Fcホモ二量体について観察されるようなアクチビンA、GDF8、およびGDF11への強い結合を保持し、BMP9、BMP10、およびGDF3への結合の実質的な低減を呈示する。特に、BMP9は、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体に対して低度のアフィニティを提示するか、または観察可能なアフィニティを提示しないが、このリガンドは、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体には強く結合する。ActRIIB-Fcホモ二量体と同様に、ヘテロ二量体は、BMP6への中レベルの結合を保持する。図6を参照。
加えて、A-204レポーター遺伝子アッセイを使用して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体およびActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体の、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、BMP10、およびBMP9によるシグナル伝達に対する効果を評価した。細胞系:ヒト横紋筋肉腫(筋肉に由来する)である。レポーターベクター:pGL3(CAGA)12である(Dennlerら、1998年、EMBO、17巻:3091~3100頁において記載されている通り)。CAGA12モチーフは、TGF-β応答性遺伝子(PAI-1遺伝子)内に存在するので、このベクターは、Smad2および3を介してシグナル伝達する因子のために一般に使用される。例示的なA-204レポーター遺伝子アッセイを、下記に概括する。
1日目:A-204細胞を、48ウェルプレートに分注する。
2日目:A-204細胞に、10ugのpGL3(CAGA)12またはpGL3(CAGA)12(10ug)+pRLCMV(1ug)およびFugeneをトランスフェクトする。
3日目:因子(培地+0.1%のBSAに希釈した)を添加する。阻害剤は、細胞に添加する前に約1時間にわたり因子と共にプレインキュベートする必要がある。約6時間後、細胞をPBSですすぎ、次いで、溶解させる。
上記の工程の後、出願人は、ルシフェラーゼアッセイを実施した。
このアッセイでは、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体およびActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体のいずれも、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、およびGDF8の強力な阻害剤であることが決定された。特に、図13に例示される比較ホモ二量体/ヘテロ二量体IC50データにおいて見ることができるように、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と同様にアクチビンA、アクチビンB、GDF8、およびGDF11シグナル伝達経路を阻害する。しかし、BMP9およびBMP10シグナル伝達経路のALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体による阻害は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と比較して著明に低減した。このデータは、アクチビンA、アクチビンB、GDF8、およびGDF11に対しては、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体およびActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体のいずれもが、強い結合を提示するが、BMP10およびBMP9は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と比較してALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体に対して著明に低減されたアフィニティを有することを観察した上記で論じた結合データと符合する。
したがって、まとめると、これらのデータは、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体が、ActRIIB-Fcホモ二量体と比較してアクチビンB、アクチビンA、GDF8、およびGDF11のより選択的なアンタゴニストであることを実証する。したがって、このような選択的アンタゴニズムが有利なある特定の適用では、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体が、ActRIIB-Fcホモ二量体より有用である。例として、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、GDF8、およびGDF11のうちの1つまたは複数に対するアンタゴニズムは保持するが、BMP9、BMP10、GDF3、およびBMP6のうちの1つまたは複数に対するアンタゴニズムは最小化することが所望される治療適用が挙げられる。
(実施例3)
マウスにおける、ActRIIB-Fcホモ二量体と比較したALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の活性プロファイル
ホモ二量体複合体およびヘテロ二量体複合体を、インビボにおけるそれらの活性プロファイルの差違について調査するためにマウスにおいて調べた。野生型C57BL/6マウスに、ActRIIB-Fcホモ二量体(10mg/kg)、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体(3または10mg/kg)、またはビヒクル(リン酸緩衝生理食塩液、PBS)を、およそ10週齢で始めて、毎週2回、4週間にわたり皮下投与した(群1つ当たりのマウスのn=9)。ALK4-Fcホモ二量体については、表面プラズモン共鳴により決定したときに、無細胞条件下ではリガンドに高アフィニティで結合できなかったため、インビボでは試験しなかった。研究評価項目は、体重;ベースラインおよび研究完了時(4週間後)において核磁気共鳴(NMR)により決定した場合の総除脂肪量および総脂肪量;ベースラインおよび4週間後において二重エネルギーx線吸収測定法(DEXA)により決定した場合の総骨ミネラル密度;ならびに4週間後において決定される腓腹筋、大腿直筋、および胸筋の重量を含んだ。
Figure 0007055637000045
研究結果を、上記の表にまとめる。予測された通り、ActRIIB-Fcホモ二量体は、身体組成の顕著な変化であって、多くがGDF8およびアクチビン阻害の公知の効果と符合する変化を引き起こした。野生型マウスの、ActRIIB-Fcホモ二量体による処置は、研究の経過によって体重増加をビヒクル処置対照と比較して2倍を超えて倍加させた。この正味の体重増加には、ビヒクルと比較して、総除脂肪量および総骨ミネラル密度の著明な増大、ならびに総脂肪量の著明な低減が随伴した。除脂肪量(典型的には、マウスの体重の約70%)は、脂肪量(典型的には、体重の約10%)よりはるかに大きいため、除脂肪組織および脂肪組織の正規化(パーセンテージベースの)変化は、絶対変化のそれらの対応関係とは異なることを認識されたい。腓腹筋、大腿筋、および胸筋を含む試験した個々の骨格筋は全て、ActRIIB-Fcホモ二量体による処置の経過により重量がビヒクル対照と比較して著明に増大した。
ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、2つの複合体の差示的なリガンド選択性にもかかわらず、ActRIIB-Fcホモ二量体の効果と酷似するある特定の効果をもたらした。上記の表に示した通り、10mg/kgの用量レベルのALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体によるマウスの処置は、列挙した全ての評価項目について、同じ用量レベルのActRIIB-Fcホモ二量体の効果に匹敵するか、これにほぼ匹敵するか、またはこれを超えた。3mg/kgのALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の効果は、いくつかの評価項目について、10mg/kgと比較してわずかに減弱されたので、用量-効果関係についての証拠がもたらされる。
したがって、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、骨格筋および骨に対する有益な同化効果、ならびに脂肪組織に対する異化効果であって、ActRIIB-Fcホモ二量体の効果と酷似する効果を及ぼす。しかし、ActRIIBホモ二量体と異なり、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、BMP9およびBMP10には低アフィニティまたは一過性の結合を呈示するに過ぎないので、血管新生などのこれらのリガンドにより媒介されるプロセスに対しては、ほとんど~全く共時的な阻害を及ぼさないはずである。この新規の選択性は、例えば、筋肉および骨に対する刺激性効果、ならびに脂肪に対する阻害性効果は必要とするが、血管新生の変更は必要としない患者の処置において有用である。
(実施例4)
ALK4:ActRIIBヘテロ多量体による処置は、腎線維症および炎症を抑制し、腎傷害を軽減する
実施例2で記載した、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の、腎疾患に対する効果を、マウス片側尿管閉塞モデルにおいて評価した。例えば、KlahrおよびMorrissey(2002年)、Am J Physiol Renal Physiol、283巻:F861~F875頁を参照されたい。
12週齢の雄C57BL/6マウス24匹の、腎下極の水準に左片側尿管結紮を2回施した。3日後、8匹のマウスを安楽死させ、腎臓を個々の動物から採取して、腎傷害について評価した。残りのマウスを、以下の2つの群に無作為化した:i)8匹のマウスは、手術3日後、7日後、10日後、および14日後に、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体を、10mg/kgの用量で皮下注入した、ii)8匹のマウスは、手術3日後、7日後、10日後、および14日後に、ビヒクル対照であるリン酸緩衝生理食塩液(PBS)を皮下注入した。17日目に、関連のAnimal Care Guidelinesに従い、両群ともに屠殺した。組織学解析(H&E、およびマッソントリクローム染色)のために、UUO腎および対側腎の両方から、個々の動物の腎臓の半分を回収し、腎臓の4分の1を、RNA抽出(RNeasy Midi Kit、Qiagen、IL)のために使用した。
UUO腎試料に対する遺伝子発現解析を実施して、多様な遺伝子のレベルについて評価した。QRT-PCRを、CFX Connect(商標)Real-time PCR検出システム(Bio-Rad、CA)上で実施して、多様な線維化遺伝子(Col1a1、フィブロネクチン、PAI-1、CTGF、およびa-SMA)、炎症遺伝子(TNFaおよびMCP1)、サイトカイン(TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3、およびアクチビンA)、および腎傷害遺伝子(NGAL)の発現について評価した。図14を参照されたい。マウスの、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体による処置は、線維化遺伝子および炎症遺伝子の発現を著明に抑制し、TGFβ1/2/3の上方調節を阻害し、腎傷害を軽減した。組織学データは、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体による処置が、UUOモデルにおいて、腎線維症を著明に阻害し、腎傷害を軽減することを確認した。
まとめると、これらのデータは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体による処置が、腎線維症および腎炎症を抑制し、腎傷害を軽減することを実証する。さらに、例えば、ALK4および/またはActRIIB結合リガンドのアンタゴニスト、ALK4および/またはActRIIB受容体のアンタゴニスト、ALK4および/またはActRIIB下流のシグナル伝達メディエーター(例えば、Smad)のアンタゴニスト、およびALK4および/またはActRIIBに関連したTGFβスーパーファミリー共受容体のアンタゴニストを含む他のALK4:ActRIIBアンタゴニストが腎臓疾患の処置または予防に有用であり得ることを指し示す。

Claims (21)

  1. ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含む組み換えヘテロ多量体であって、
    前記ALK4ポリペプチドが、
    a)配列番号9のアミノ酸24で始まり、かつ
    b)配列番号9のアミノ酸16で終わる、
    ポリペプチドと少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含み、
    前記ActRIIBポリペプチドが、
    a)配列番号1のアミノ酸20で始まり、かつ
    b)配列番号1のアミノ酸14で終わる、
    ポリペプチドと少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含み、
    前記ALK4ポリペプチドが異種ドメインをさらに含む融合タンパク質であり、前記ActRIIBポリペプチドが異種ドメインをさらに含む融合タンパク質であり、前記異種ドメインが各々Fc免疫グロブリンドメインを含み、
    前記ヘテロ多量体がアクチビンA、アクチビンB、GDF8および/またはGDF11に結合できる、組換えヘテロ多量体。
  2. 前記ALK4ポリペプチドが、
    a)配列番号9のアミノ酸24で始まり、かつ
    b)配列番号9のアミノ酸16で終わる、
    ポリペプチドと少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のヘテロ多量体。
  3. 前記ActRIIBポリペプチドが、
    a)配列番号1のアミノ酸20で始まり、かつ
    b)配列番号1のアミノ酸14で終わる、
    ポリペプチドと少なくとも91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載のヘテロ多量体。
  4. 前記ALK4ポリペプチドに融合したFc免疫グロブリンドメインおよび/または前記ActRIIBポリペプチドに融合したFc免疫グロブリンドメインが、ヘテロ二量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸修飾、ならびに/または、ホモ二量体形成を阻害する1つまたは複数のアミノ酸修飾を含む、請求項1に記載のヘテロ多量体。
  5. 前記異種ドメインが、IgG免疫グロブリン由来のFc免疫グロブリンドメインを含む、請求項1または4に記載のヘテロ多量体。
  6. 前記融合タンパク質が、前記ALK4ドメインと前記異種ドメインとの間に位置付けられるリンカードメインおよび/または前記ActRIIBドメインと前記異種ドメインとの間に位置付けられるリンカードメインをさらに含む、請求項1または4に記載のヘテロ多量体。
  7. 前記ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドが、グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチニル化アミノ酸、および脂質部分にコンジュゲートされたアミノ酸からなる群から選択される、1つまたは複数の修飾アミノ酸残基を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
  8. 前記ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドが、グリコシル化されており、チャイニーズハムスター卵巣細胞系から得ることができるグリコシル化パターンを有する、請求項1から7のいずれか一項に記載のヘテロ多量体。
  9. 前記ヘテロ多量体が、アクチビンA、アクチビンB、GDF8、GDF11、BMP6、BMP10およびGDF3からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合する、請求項1~8のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
  10. 前記ヘテロ多量体が、細胞ベースのアッセイにおいてリガンドシグナル伝達を阻害し、ここで、前記リガンドはアクチビンA、アクチビンB、GDF8、GDF11、BMP6、BMP10およびGDF3からなる群から選択される、請求項1~9のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
  11. 前記ヘテロ多量体が、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体である、請求項1~10のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
  12. 前記ALK4ポリペプチドが、配列番号10のアミノ酸配列と少なくとも9%同一であるアミノ酸配列を含み、前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸配列と少なくとも9%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
  13. 前記ALK4ポリペプチドが、配列番号10のアミノ酸配列を含み、前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項1~12のいずれか1項に記載のヘテロ多量体。
  14. 請求項1~13のいずれか1項に記載のヘテロ多量体および薬学的に許容されるキャリアを含む医薬調製物。
  15. 前記医薬調製物が実質的に発熱物質非含有である、請求項14に記載の医薬調製物。
  16. 前記医薬調製物が、追加の活性剤をさらに含む、請求項14または15に記載の医薬調製物。
  17. 前記医薬調製物が、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のALK4ホモ多量体を含む、かつ/または前記医薬調製物が、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のActRIIBホモ多量体を含む、請求項14~16のいずれか1項に記載の医薬調製物。
  18. 筋力低下または筋成長不全と関連する障害を有する患者を処置するのに使用するための組成物であって、請求項1~13のいずれか1項に記載のALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体、または、請求項14~17のいずれか1項に記載の医薬調製物の有効量を含む、組成物。
  19. 前記患者が、筋委縮症、筋ジストロフィー、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー、筋委縮性側索硬化症、がんまたはがん治療と関連する悪液質からなる群から選択される障害を有する、請求項18に記載の組成物。
  20. 神経変性と関連する障害を有する患者を処置するのに使用するための組成物であって、請求項1~13のいずれか1項に記載のALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体、または、請求項14~17のいずれか1項に記載の医薬調製物の有効量を含む、組成物。
  21. 前記障害が、筋萎縮性側索硬化症である、請求項20に記載の組成物。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10588980B2 (en) 2014-06-23 2020-03-17 Novartis Ag Fatty acids and their use in conjugation to biomolecules
MA41919A (fr) 2015-04-06 2018-02-13 Acceleron Pharma Inc Hétéromultimères alk4:actriib et leurs utilisations
KR20170141215A (ko) 2015-04-06 2017-12-22 악셀레론 파마 인코포레이티드 싱글-암 유형 i과 유형 ii 수용체 융합 단백질들 및 이들의 용도
MA54328A (fr) 2015-04-06 2021-10-06 Acceleron Pharma Inc Hétéromultimères de récepteur de type i et de type ii de la superfamille de tgf-bêta et leurs utilisations
RU2733492C2 (ru) 2015-04-22 2020-10-02 Байоджен Ма Инк. Новые гибридные ActRIIB белки-ловушки лигандов для лечения заболеваний, связанных с мышечной атрофией
US20170240639A1 (en) * 2016-02-22 2017-08-24 Acceleron Pharma Inc. Actrii antagonists for use in increasing immune activity
US20170306027A1 (en) 2016-04-06 2017-10-26 Acceleron Pharma Inc. Alk7 antagonists and uses thereof
SI3496739T1 (sl) 2016-07-15 2021-06-30 Acceleron Pharma Inc. Sestave, ki zajemajo polipeptide actriia, za uporabo pri zdravljenju pljučne hipertenzije
US11440949B2 (en) 2016-10-05 2022-09-13 Acceleron Pharma Inc. TGF-beta superfamily type I and type II receptor heteromultimers and uses thereof
CA3039074A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 Acceleron Pharma Inc. Compositions and method for treating kidney disease
WO2018067874A1 (en) 2016-10-05 2018-04-12 Acceleron Pharma Inc. Variant actriib proteins and uses thereof
JP7219705B2 (ja) 2016-10-05 2023-02-08 アクセルロン ファーマ インコーポレイテッド ALK4:ActRIIBヘテロ多量体およびその使用
JOP20190085A1 (ar) * 2016-10-20 2019-04-17 Biogen Ma Inc طرق علاج الضمور العضلي ومرض العظام باستخدام بروتينات احتجاز مركب ترابطي actriib هجين حديثة
EP3606562A4 (en) * 2017-04-03 2020-11-11 Acceleron Pharma Inc. COMPOSITIONS AND METHODS OF TREATMENT OF SPINAL MUSCLE ATROPHY
KR20230002391A (ko) * 2020-03-13 2023-01-05 악셀레론 파마 인코포레이티드 신장 질환 또는 병태를 치료하기 위한 단일-가지 actriia 및 actriib 이종다량체 및 치료 방법
MX2022016243A (es) * 2020-06-17 2023-03-08 Acceleron Pharma Inc Antagonistas de actrii-alk4 y métodos para el tratamiento contra insuficiencia cardíaca.
WO2022104071A2 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 The Jackson Laboratory Therapeutics targeting transforming growth factor beta family signaling
US20240197902A1 (en) * 2021-03-10 2024-06-20 Acceleron Pharma Inc. Actrii-alk4 antagonists and methods of treating heart failure
EP4305052A1 (en) * 2021-03-10 2024-01-17 Acceleron Pharma Inc. Actrii-alk4 antagonists and methods of treating heart failure

Family Cites Families (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3382562D1 (de) 1982-09-24 1992-06-25 Us Health Wiederherstellung von gewebe bei tieren.
US4816567A (en) 1983-04-08 1989-03-28 Genentech, Inc. Recombinant immunoglobin preparations
US4676980A (en) 1985-09-23 1987-06-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services Target specific cross-linked heteroantibodies
US6548640B1 (en) 1986-03-27 2003-04-15 Btg International Limited Altered antibodies
IL85035A0 (en) 1987-01-08 1988-06-30 Int Genetic Eng Polynucleotide molecule,a chimeric antibody with specificity for human b cell surface antigen,a process for the preparation and methods utilizing the same
US5080891A (en) 1987-08-03 1992-01-14 Ddi Pharmaceuticals, Inc. Conjugates of superoxide dismutase coupled to high molecular weight polyalkylene glycols
US5223409A (en) 1988-09-02 1993-06-29 Protein Engineering Corp. Directed evolution of novel binding proteins
DE68913658T3 (de) 1988-11-11 2005-07-21 Stratagene, La Jolla Klonierung von Immunglobulin Sequenzen aus den variablen Domänen
US5096815A (en) 1989-01-06 1992-03-17 Protein Engineering Corporation Generation and selection of novel dna-binding proteins and polypeptides
US5198346A (en) 1989-01-06 1993-03-30 Protein Engineering Corp. Generation and selection of novel DNA-binding proteins and polypeptides
DE3920358A1 (de) 1989-06-22 1991-01-17 Behringwerke Ag Bispezifische und oligospezifische, mono- und oligovalente antikoerperkonstrukte, ihre herstellung und verwendung
US6150584A (en) 1990-01-12 2000-11-21 Abgenix, Inc. Human antibodies derived from immunized xenomice
US6075181A (en) 1990-01-12 2000-06-13 Abgenix, Inc. Human antibodies derived from immunized xenomice
US5270163A (en) 1990-06-11 1993-12-14 University Research Corporation Methods for identifying nucleic acid ligands
US5707796A (en) 1990-06-11 1998-01-13 Nexstar Pharmaceuticals, Inc. Method for selecting nucleic acids on the basis of structure
US5580737A (en) 1990-06-11 1996-12-03 Nexstar Pharmaceuticals, Inc. High-affinity nucleic acid ligands that discriminate between theophylline and caffeine
US5763177A (en) 1990-06-11 1998-06-09 Nexstar Pharmaceuticals, Inc. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: photoselection of nucleic acid ligands and solution selex
US5567588A (en) 1990-06-11 1996-10-22 University Research Corporation Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: Solution SELEX
EP1493825A3 (en) 1990-06-11 2005-02-09 Gilead Sciences, Inc. Method for producing nucleic acid ligands
US5770429A (en) 1990-08-29 1998-06-23 Genpharm International, Inc. Transgenic non-human animals capable of producing heterologous antibodies
DK0564531T3 (da) 1990-12-03 1998-09-28 Genentech Inc Berigelsesfremgangsmåde for variantproteiner med ændrede bindingsegenskaber
US5571894A (en) 1991-02-05 1996-11-05 Ciba-Geigy Corporation Recombinant antibodies specific for a growth factor receptor
WO1992022653A1 (en) 1991-06-14 1992-12-23 Genentech, Inc. Method for making humanized antibodies
GB9114948D0 (en) 1991-07-11 1991-08-28 Pfizer Ltd Process for preparing sertraline intermediates
US5587458A (en) 1991-10-07 1996-12-24 Aronex Pharmaceuticals, Inc. Anti-erbB-2 antibodies, combinations thereof, and therapeutic and diagnostic uses thereof
WO1993008829A1 (en) 1991-11-04 1993-05-13 The Regents Of The University Of California Compositions that mediate killing of hiv-infected cells
US5932448A (en) 1991-11-29 1999-08-03 Protein Design Labs., Inc. Bispecific antibody heterodimers
CA2372813A1 (en) 1992-02-06 1993-08-19 L.L. Houston Biosynthetic binding protein for cancer marker
US7592428B1 (en) 1992-11-17 2009-09-22 Ludwig Institute For Cancer Research Antibodies which bind specifically to activin receptor like kinases
DE69332779T2 (de) * 1992-11-17 2003-10-23 Ludwig Institut For Cancer Research, Padington Aktivin-rezeptor-ähnliche kinasen, proteine mit serin/threonin kinase domänen und deren anwendungen
US5677196A (en) 1993-05-18 1997-10-14 University Of Utah Research Foundation Apparatus and methods for multi-analyte homogeneous fluoro-immunoassays
US5525490A (en) 1994-03-29 1996-06-11 Onyx Pharmaceuticals, Inc. Reverse two-hybrid method
US5814565A (en) 1995-02-23 1998-09-29 University Of Utah Research Foundation Integrated optic waveguide immunosensor
US5731168A (en) 1995-03-01 1998-03-24 Genentech, Inc. Method for making heteromultimeric polypeptides
AU716893B2 (en) 1995-04-11 2000-03-09 General Hospital Corporation, The Reverse two-hybrid systems
US5869046A (en) 1995-04-14 1999-02-09 Genentech, Inc. Altered polypeptides with increased half-life
US6699843B2 (en) 1995-06-07 2004-03-02 Gilead Sciences, Inc. Method for treatment of tumors using nucleic acid ligands to PDGF
US20020062010A1 (en) 1997-05-02 2002-05-23 Genentech, Inc. Method for making multispecific antibodies having heteromultimeric and common components
US6011577A (en) 1997-06-30 2000-01-04 Polaroid Corporation Modular optical print head assembly
JP2001513982A (ja) 1997-08-29 2001-09-11 ヒューマン ジノーム サイエンシーズ, インコーポレイテッド フォリスタチン−3
US6610833B1 (en) 1997-11-24 2003-08-26 The Institute For Human Genetics And Biochemistry Monoclonal human natural antibodies
WO1999029888A1 (en) 1997-12-05 1999-06-17 The Scripps Research Institute Humanization of murine antibody
US6335155B1 (en) 1998-06-26 2002-01-01 Sunesis Pharmaceuticals, Inc. Methods for rapidly identifying small organic molecule ligands for binding to biological target molecules
US6927044B2 (en) 1998-09-25 2005-08-09 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. IL-1 receptor based cytokine traps
WO2000039585A1 (en) 1998-12-28 2000-07-06 Sunesis Pharmaceuticals, Inc. Identifying small organic molecule ligands for binding
US6737056B1 (en) 1999-01-15 2004-05-18 Genentech, Inc. Polypeptide variants with altered effector function
BR0008188A (pt) 1999-01-21 2002-02-13 Metamorphix Inc Inibidores de fator de diferenciação de crescimento e usos para os mesmos
DE60042021D1 (de) 1999-07-29 2009-05-28 Gilead Sciences Inc Nukleinsäureliganden für den hepatozytischen wachstumsfaktor/dispersionsfaktor (hgf/sf) und seines c-met rezeptors
JP2003516755A (ja) 1999-12-15 2003-05-20 ジェネンテック・インコーポレーテッド ショットガン走査、すなわち機能性タンパク質エピトープをマッピングするための組み合わせ方法
EP1272647B1 (en) 2000-04-11 2014-11-12 Genentech, Inc. Multivalent antibodies and uses therefor
US6596541B2 (en) 2000-10-31 2003-07-22 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Methods of modifying eukaryotic cells
PT1354034E (pt) 2000-11-30 2008-02-28 Medarex Inc Roedores transgénicos transcromossómicos para produção de anticorpos humanos
CA2488441C (en) 2002-06-03 2015-01-27 Genentech, Inc. Synthetic antibody phage libraries
US20040223966A1 (en) 2002-10-25 2004-11-11 Wolfman Neil M. ActRIIB fusion polypeptides and uses therefor
WO2004065416A2 (en) 2003-01-16 2004-08-05 Genentech, Inc. Synthetic antibody phage libraries
WO2005025601A1 (en) 2003-09-15 2005-03-24 Monash University Follistatin isoforms and uses thereof
DK1670511T3 (da) 2003-09-15 2009-11-23 Res Dev Foundation Cripto-antagonisme af activin- og TGF-B-signalering
JP5128935B2 (ja) 2004-03-31 2013-01-23 ジェネンテック, インコーポレイテッド ヒト化抗TGF−β抗体
US7785903B2 (en) 2004-04-09 2010-08-31 Genentech, Inc. Variable domain library and uses
EP2360186B1 (en) 2004-04-13 2017-08-30 F. Hoffmann-La Roche AG Anti-P-selectin antibodies
ES2426005T3 (es) 2004-07-23 2013-10-18 Acceleron Pharma Inc. Polipéptidos del receptor ACTRII, procedimientos y composiciones
TWI380996B (zh) 2004-09-17 2013-01-01 Hoffmann La Roche 抗ox40l抗體
CA2580141C (en) 2004-09-23 2013-12-10 Genentech, Inc. Cysteine engineered antibodies and conjugates
EP1957531B1 (en) 2005-11-07 2016-04-13 Genentech, Inc. Binding polypeptides with diversified and consensus vh/vl hypervariable sequences
CN105001320A (zh) 2005-11-23 2015-10-28 阿塞勒隆制药公司 Activin-ActRIIa拮抗剂及其促进骨骼生长的应用
US20070237764A1 (en) 2005-12-02 2007-10-11 Genentech, Inc. Binding polypeptides with restricted diversity sequences
JP2009536527A (ja) 2006-05-09 2009-10-15 ジェネンテック・インコーポレーテッド 最適化されたスキャフォールドを備えた結合ポリペプチド
EP2035456A1 (en) 2006-06-22 2009-03-18 Novo Nordisk A/S Production of bispecific antibodies
WO2008030367A2 (en) 2006-09-01 2008-03-13 The General Hospital Corporation Selective myostatin inhibitors
AU2007332819A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-19 Acceleron Pharma Inc. Uses of cerberus, coco and derivatives thereof
US20100035918A1 (en) 2007-01-30 2010-02-11 Biogen Idec Ma Inc Imidazolone Compounds and Methods of Making and Using the Same
TW202021980A (zh) 2007-02-02 2020-06-16 美商艾瑟勒朗法瑪公司 衍生自ActRIIB的變體與其用途
TWI454479B (zh) 2007-03-06 2014-10-01 Amgen Inc 變異之活動素受體多肽及其用途
EP2574671B1 (en) 2007-03-19 2016-02-03 National Research Council Of Canada Antagonists of ligands and uses thereof
CN100592373C (zh) 2007-05-25 2010-02-24 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示面板驱动装置及其驱动方法
HUE028536T2 (en) 2008-01-07 2016-12-28 Amgen Inc Method for producing antibody to FC heterodimer molecules using electrostatic control effects
US8216997B2 (en) 2008-08-14 2012-07-10 Acceleron Pharma, Inc. Methods for increasing red blood cell levels and treating anemia using a combination of GDF traps and erythropoietin receptor activators
TWI748373B (zh) 2008-08-14 2021-12-01 美商艾瑟勒朗法瑪公司 使用gdf阱以增加紅血球水平
CA2737271C (en) 2008-09-17 2020-06-23 National Research Council Of Canada Hetero-multivalent binding agents for members of the tgf.beta. superfamily
LT2370463T (lt) 2008-11-26 2016-12-12 Amgen Inc. Stabilizuotas aktivino iib receptoriaus variantas
EP2387412A4 (en) * 2009-01-13 2013-04-03 Acceleron Pharma Inc METHODS FOR INCREASING ADIPONECTIN
EP3805259A1 (en) 2009-06-12 2021-04-14 Acceleron Pharma Inc. Truncated actriib-fc fusion proteins
CA2781519A1 (en) 2009-09-16 2011-03-24 Genentech, Inc. Coiled coil and/or tether containing protein complexes and uses thereof
FR2951408B1 (fr) 2009-10-15 2012-01-13 Renault Sa Cadre moteur pour moteur electrique de vehicule automobile
WO2011056497A1 (en) 2009-10-26 2011-05-12 Genentech, Inc. Activin receptor type iib compositions and methods of use
AR080794A1 (es) * 2010-03-26 2012-05-09 Hoffmann La Roche Anticuerpos bivalentes biespecificos anti- vegf/ anti-ang-2
WO2012024242A1 (en) * 2010-08-16 2012-02-23 Amgen Inc. Antibodies that bind myostatin, compositions and methods
UY33827A (es) * 2010-12-22 2012-07-31 Abbott Lab Proteínas de unión a media-inmunoglobulina y sus usos
CN102850458B (zh) 2011-06-28 2014-10-01 华博生物医药技术(上海)有限公司 新型重组双功能融合蛋白及其制法和用途
US10851178B2 (en) 2011-10-10 2020-12-01 Xencor, Inc. Heterodimeric human IgG1 polypeptides with isoelectric point modifications
EP2831105B1 (en) 2012-03-28 2017-08-09 The Board of Regents of The University of Texas System Tgf type ii-type iii receptor fusions
JP6631865B2 (ja) 2014-08-11 2020-01-15 日本化薬株式会社 TGFβ阻害機能を持つキメラタンパク質
WO2016090035A2 (en) 2014-12-02 2016-06-09 La Jolla Institute For Allergy And Immunology Modulators of activin and methods for modulating immune responses and t follicular helper cells
WO2016154601A1 (en) 2015-03-26 2016-09-29 Acceleron Pharma Inc. Follistatin-related fusion proteins and uses thereof
MA54328A (fr) 2015-04-06 2021-10-06 Acceleron Pharma Inc Hétéromultimères de récepteur de type i et de type ii de la superfamille de tgf-bêta et leurs utilisations
MA41919A (fr) 2015-04-06 2018-02-13 Acceleron Pharma Inc Hétéromultimères alk4:actriib et leurs utilisations
KR20170141215A (ko) 2015-04-06 2017-12-22 악셀레론 파마 인코포레이티드 싱글-암 유형 i과 유형 ii 수용체 융합 단백질들 및 이들의 용도
RU2733492C2 (ru) 2015-04-22 2020-10-02 Байоджен Ма Инк. Новые гибридные ActRIIB белки-ловушки лигандов для лечения заболеваний, связанных с мышечной атрофией
WO2016205370A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 Santa Maria Biotherapeutics, Inc. Methods of using activin receptor iib-based proteins
US20200231652A1 (en) 2015-08-31 2020-07-23 National Research Council Of Canada Tgf-b-receptor ectodomain fusion molecules and uses thereof
US20170240639A1 (en) 2016-02-22 2017-08-24 Acceleron Pharma Inc. Actrii antagonists for use in increasing immune activity
US20170306027A1 (en) 2016-04-06 2017-10-26 Acceleron Pharma Inc. Alk7 antagonists and uses thereof
WO2018009624A1 (en) 2016-07-07 2018-01-11 Acceleron Pharma Inc. Tgf-beta superfamily heteromultimers and uses thereof
WO2018009732A1 (en) 2016-07-08 2018-01-11 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Anti-activin a antibodies and methods of use thereof for treating pulmonary arterial hypertension
JP7219705B2 (ja) 2016-10-05 2023-02-08 アクセルロン ファーマ インコーポレイテッド ALK4:ActRIIBヘテロ多量体およびその使用
JOP20190085A1 (ar) 2016-10-20 2019-04-17 Biogen Ma Inc طرق علاج الضمور العضلي ومرض العظام باستخدام بروتينات احتجاز مركب ترابطي actriib هجين حديثة

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Endocrine J.,2008年,Vol.55,No.1,p.11-21
J.Gerontol.A Biol.Sci.Med.Sci.,2013年,Vol.68,No.10,p.1181-1192

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