JP7065766B2 - 改変j鎖を有する結合分子 - Google Patents
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Description
本出願は、開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、2015年9月30日に出願された米国特許仮出願第62/235,518号の出願日の優先権恩典を主張する。
本発明は、改変J鎖を含むIgM、IgA、IgG/IgM、またはIgG/IgA抗体を含む結合分子に関する。
J鎖とは、IgMμまたはIgAα重鎖のC末端における18アミノ酸分泌テールピース(tp)中の末端から二番目のシステイン残基を含むジスルフィド結合を介して五量体IgMおよび二量体IgAと会合している酸性15kDaポリペプチドである。それぞれCys12と100、Cys71と91およびCys108と133の間で3つのジスルフィド架橋が形成されている。たとえば、Frutiger et al. 1992, Biochemistry 31, 12643-12647を参照すること。ヒトIgMおよびIgAへのJ鎖の組み込みならびにポリマー免疫グロブリンのアセンブリおよびJ鎖との会合のための構造的要件が、それぞれ、Sorensen et al., 2000, Int. Immunol. 12(1): 19-27およびYoo et al., 1999, J. Biol. Chem. 274(47):33771-33777によって報告されている。大腸菌中での可溶性J鎖の組み換え生産がRedwan et al., 2006, Human Antibodies 15:95-102によって報告されている。
[本発明1001]
改変J鎖を有するIgM、IgA、IgG/IgM、もしくはIgG/IgA抗体またはその抗原結合フラグメントを含む結合分子であって、該改変J鎖がADME調節部分を含む、結合分子。
[本発明1002]
ADME調節部分が、抗体、抗体の抗原結合フラグメント、抗体様分子、抗体様分子の抗原結合フラグメント、タンパク質、リガンド、および受容体からなる群より選択される、本発明1001の結合分子。
[本発明1003]
ADME調節部分が、抗体の抗原結合フラグメントであり、かつF(ab') 2 、F(ab) 2 、Fab'、Fab、Fv、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1002の結合分子。
[本発明1004]
ADME調節部分が、対象の循環からの結合分子のクリアランスを低下させる、本発明1001の結合分子。
[本発明1005]
ADME調節部分が、アルブミンタンパク質またはアルブミンタンパク質のフラグメントを含む、本発明1004の結合分子。
[本発明1006]
ADME調節部分がアルブミン結合ペプチドを含む、本発明1004の結合分子。
[本発明1007]
ADME調節部分がアルブミン結合抗体フラグメントを含む、本発明1004の結合分子。
[本発明1008]
アルブミン結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1007の結合分子。
[本発明1009]
ADME調節部分がFcRn結合ペプチドを含む、本発明1004の結合分子。
[本発明1010]
ADME調節部分がFcRn結合抗体フラグメントを含む、本発明1004の結合分子。
[本発明1011]
FcRn結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1010の結合分子。
[本発明1012]
ADME調節部分がFcドメインを含む、本発明1004の結合分子。
[本発明1013]
ADME調節部分が、対象の中枢神経系組織中の結合分子の濃度を高める、本発明1001の結合分子。
[本発明1014]
ADME調節部分が受容体媒介トランスサイトーシス(RMT)経路のメンバーに結合する、本発明1013の結合分子。
[本発明1015]
ADME調節部分が、受容体媒介トランスサイトーシス(RMT)経路のメンバーであるリガンドを含む、本発明1013の結合分子。
[本発明1016]
ADME調節部分がトランスフェリンタンパク質を含む、本発明1013または1015の結合分子。
[本発明1017]
ADME調節部分がトランスフェリン受容体結合抗体フラグメントを含む、本発明1013または1014の結合分子。
[本発明1018]
トランスフェリン受容体結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1017の結合分子。
[本発明1019]
ADME調節部分がトランスフェリン結合抗体フラグメントを含む、本発明1013または1014の結合分子。
[本発明1020]
トランスフェリン結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1019の結合分子。
[本発明1021]
前記IgM、IgA、IgG/IgM、またはIgG/IgA抗体がβセクレターゼ1(BACE)に結合する、本発明1013または1019の結合分子。
[本発明1022]
ADME調節部分がインスリン受容体結合抗体フラグメントを含む、本発明1013または1014の結合分子。
[本発明1023]
インスリン受容体結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1022の結合分子。
[本発明1024]
ADME調節部分がIGF-1受容体結合抗体フラグメントを含む、本発明1013または1014の結合分子。
[本発明1025]
IGF-1受容体結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1024の結合分子。
[本発明1026]
ADME調節部分がレプチンタンパク質を含む、本発明1013または1015の結合分子。
[本発明1027]
ADME調節部分がレプチン受容体結合抗体フラグメントを含む、本発明1013または1014の結合分子。
[本発明1028]
レプチン受容体結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1027の結合分子。
[本発明1029]
ADME調節部分が、対象の血管外腔中の結合分子の滞留を増大させる、本発明1001の結合分子。
[本発明1030]
血管外腔が関節内腔である、本発明1029の結合分子。
[本発明1031]
血管外腔が硝子体内腔である、本発明1029の結合分子。
[本発明1032]
ADME調節部分がヒアルロン酸結合タンパク質(HABP)を含む、本発明1029の結合分子。
[本発明1033]
ADME調節部分がヒアルロン酸結合抗体フラグメントを含む、本発明1029の結合分子。
[本発明1034]
ヒアルロン酸結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1033の結合分子。
[本発明1035]
ADME調節部分がTSG-6タンパク質を含む、本発明1029の結合分子。
[本発明1036]
ADME調節部分がTSG-6結合抗体フラグメントを含む、本発明1029の結合分子。
[本発明1037]
TSG-6結合抗体フラグメントが、Fab、scFv、VHH、scFab、およびdAbからなる群より選択される、本発明1036の結合分子。
[本発明1038]
改変J鎖が改変ヒトJ鎖配列またはその機能的フラグメントを含む、前記本発明のいずれかの結合分子。
[本発明1039]
改変ヒトJ鎖配列がSEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列を含む、本発明1038の結合分子。
[本発明1040]
ADME調節部分が直接または間接融合によってSEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと導入されている、本発明1039の結合分子。
[本発明1041]
ADME調節部分が、ペプチドリンカーを介した間接融合によって導入されている、本発明1040の結合分子。
[本発明1042]
前記間接融合が、半減期延長部分のCおよび/もしくはN末端またはその周辺におけるペプチドリンカーを介したものである、本発明1041の結合分子。
[本発明1043]
ADME調節部分が、SEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと、C末端またはその周辺において導入されている、本発明1042の結合分子。
[本発明1044]
ADME調節部分が、SEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと、C末端から約10残基以内において導入されている、本発明1043の結合分子。
[本発明1045]
ADME調節部分が、SEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと、N末端またはその周辺において導入されている、本発明1042の結合分子。
[本発明1046]
ADME調節部分が、SEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと、N末端から約10アミノ酸残基以内において導入されている、本発明1045の結合分子。
[本発明1047]
ADME調節部分が、天然ヒトJ鎖配列へと、SEQ ID NO: 1のシステイン残基92と101との間において導入されている、本発明1041の結合分子。
[本発明1048]
ADME調節部分が、SEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと、グリコシル化部位またはその近くにおいて導入されている、本発明1041の結合分子。
[本発明1049]
ペプチドリンカーが約10~20アミノ酸長である、本発明1041の結合分子。
[本発明1050]
ペプチドリンカーが約15~20アミノ酸長である、本発明1049の結合分子。
[本発明1051]
ペプチドリンカーが15アミノ酸長である、本発明1050の結合分子。
[本発明1052]
ADME調節部分が、化学的または化学酵素的誘導体化によってSEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと導入されている、本発明1039の結合分子。
[本発明1053]
ADME調節部分が、化学リンカーによってSEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列へと導入されている、本発明1052の結合分子。
[本発明1054]
化学リンカーが切断可能または切断不可能なリンカーである、本発明1053の結合分子。
[本発明1055]
切断可能なリンカーが化学的不安定性のリンカーまたは酵素不安定性のリンカーである、本発明1054の結合分子。
[本発明1056]
リンカーが、N-スクシンイミジル-3-(2-ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、スクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート(SMCC)、N-スクシンイミジル-4-(2-ピリジルチオ)ペンタノエート(SPP)、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体、活性エステル、アルデヒド、ビス-アジド化合物、ビス-ジアゾニウム誘導体、ジイソシアネート、およびビス活性フッ素化合物からなる群より選択される、本発明1054の結合分子。
[本発明1057]
改変J鎖が、酵素認識部位の挿入によって、およびペプチドまたは非ペプチドリンカーを介してADME調節部分を該酵素認識部位に翻訳後結合することによって改変されている、本発明1052の結合分子。
[本発明1058]
改変J鎖がADME-リンカー-J配向にあり、ADME調節部分が該改変J鎖のN末端にある、前記本発明のいずれかの結合分子。
[本発明1059]
改変J鎖がJ-リンカー-ADME配向にあり、ADME調節部分が該改変J鎖のC末端にある、前記本発明のいずれかの結合分子。
[本発明1060]
改変J鎖が第二の結合部分をさらに含む、前記本発明のいずれかの結合分子。
[本発明1061]
ADME調節部分が改変J鎖のN末端に位置し、かつ第二の結合部分が該改変J鎖のC末端に位置している、本発明1060の結合分子。
[本発明1062]
ADME調節部分が改変J鎖のC末端に位置し、かつ第二の結合部分が該改変J鎖のN末端に位置している、本発明1060の結合分子。
[本発明1063]
SEQ ID NO: 82の重鎖アミノ酸配列、SEQ ID NO: 84の軽鎖アミノ酸配列、およびSEQ ID NO: 102のJ鎖アミノ酸配列を含むIgM抗体を含む、本発明1062の結合分子。
[本発明1064]
第二の結合部分が第二のADME調節部分である、本発明1060~1062のいずれかの結合分子。
[本発明1065]
前記IgM、IgA、IgG/IgM、またはIgG/IgA抗体が二重特異性抗体である、前記本発明のいずれかの結合分子。
[本発明1066]
前記IgM、IgA、IgG/IgM、またはIgG/IgA抗体が多重特異性抗体である、前記本発明のいずれかの結合分子。
[本発明1067]
本発明1001~1066のいずれかの結合分子の有効量および薬学的に許容される担体を含む、がんの処置のための薬学的組成物。
[本発明1068]
がんを処置するための医薬の調製における、本発明1001~1066のいずれかの結合分子の使用。
[本発明1069]
がんが血液がん、上皮がん、または中枢神経系がんである、本発明1068の使用。
[本発明1070]
血液がんが白血病、リンパ腫、骨髄腫、または骨髄異形成症候群である、本発明1069の使用。
[本発明1071]
白血病が急性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病、慢性骨髄性白血病、または慢性リンパ性白血病である、本発明1070の使用。
[本発明1072]
リンパ腫がホジキンリンパ腫または非ホジキンリンパ腫である、本発明1070の使用。
[本発明1073]
上皮がんが、黒色腫、非小細胞肺がん、鼻咽頭がん、結腸直腸がん、肝臓がん、膀胱がん、卵巣がん、胃がん、食道がん、膵臓がん、腎臓がん、甲状腺がん、または乳がんである、本発明1069の使用。
[本発明1074]
乳がんがホルモン受容体陰性または三重陰性乳がんである、本発明1073の使用。
[本発明1075]
中枢神経系がんが神経膠腫、星状細胞腫、髄膜腫、神経腫、および乏突起膠腫である、本発明1069の使用。
[本発明1076]
前記医薬が、有効量の第二の治療剤をさらに含む、本発明1068の使用。
[本発明1077]
本発明1029~1066のいずれかの結合分子の有効量および薬学的に許容される担体を含む、関節リウマチの処置のための薬学的組成物。
[本発明1078]
関節リウマチを処置するための医薬の調製における、本発明1029~1066のいずれかの結合分子の使用。
[本発明1079]
本発明1029~1066のいずれかの結合分子の有効量および薬学的に許容される担体を含む、加齢黄斑変性症の処置のための薬学的組成物。
[本発明1080]
加齢黄斑変性症を処置するための医薬の調製における、本発明1029~1066のいずれかの結合分子の使用。
[本発明1081]
本発明1013~1028および1038~1066のいずれかの結合分子の有効量および薬学的に許容される担体を含む、アルツハイマー病の処置のための薬学的組成物。
[本発明1082]
アルツハイマー病を処置するための医薬の調製における、本発明1013~1028および1038~1066のいずれかの結合分子の使用。
I.定義
本発明をさらに詳細に説明する前に、本発明は、記載される特定の態様に限定されないことが理解されよう。理由は、そのような態様が当然、変化し得るからである。また、本発明の範囲は添付された特許請求の範囲によってのみ限定されるため、本明細書中で使用される専門用語は、特定の態様を説明するためだけのものであり、限定的であることを意図したものではないことが理解されよう。
。
改変J鎖を有する結合分子の設計および産生
IgMは、抗原による刺激に応答してB細胞によって産生される最初の免疫グロブリンであり、血清中、約1.5mg/mlで存在し、半減期は5日である。IgMは五量体または六量体分子である。IgGと同じく、IgM単量体は2つの軽鎖および2つの重鎖からなる。しかし、IgGは3つの重鎖定常ドメイン(CH1、CH2およびCH3)を含有するが、IgMの重(μ)鎖はさらに、IgE中のε重鎖と同様に、第四の定常ドメイン(CH4)を含有する。この余分な定常ドメインは、IgGおよびIgA抗体のFcドメインに対する抗原結合Fabドメインの回転フレキシビリティーの原因である、IgGおよびIgAプロリンリッチヒンジ領域の代わりに位置する。
本発明の局面は、対象の循環からの結合分子のクリアランスを低下させ、それによって対象中の結合分子の半減期を増すADME調節部分を有する結合分子を含む。アルブミン結合は、タンパク質の薬物動態を改善するための一般的な戦略として、当技術分野において公知である。たとえば、アルブミンとの非共有結合的会合が短命のタンパク質の半減期を延ばすことが示されている。たとえば、開示全体が参照により本明細書に組み入れられるDennis, Mark S. et al., J. Biol. Chem., 2002, 277:35035-35043。したがって、本結合分子中のADME調節部分としてのアルブミン(ヒト血清アルブミン)、アルブミン様タンパク質、アルブミン結合ペプチド、アルブミン結合抗体部分(たとえばアルブミン結合scFv抗体フラグメント)の使用は、結合分子の薬物動態を操作するための効果的な戦略を提供する。加えて、新生児Fc受容体(FcRn)が、より長い循環半減期を免疫グロブリン分子に提供するリサイクル経路を提供することが知られている。たとえば、Roopenian D.C. et al., Nature Reviews Immunology 7, 715-725 (2007)。したがって、FcRn結合タンパク質、FcRnに結合するFcドメインまたはFcRnに結合する抗体部分の使用もまた、結合分子の薬物動態を操作するための効果的な戦略を提供する。理論に拘束されることなく、いくつかの態様において、FcRnに結合するADME調節部分は、単に結合化合物の分子量の増加のせいで延長された半減期を提供するのではなく、FcRn媒介リサイクル経路にアクセスすることによって延長された半減期を提供する。
本発明の局面は、対象の血液脳関門を透過する結合分子の能力を高め、それによって脳細胞外液および中枢神経系中の結合分子の濃度を高めるADME調節部分を有する結合分子を含む。血液脳関門は、タイトジャンクションによって接続されている脳内皮細胞によって形成されている。血液脳関門は、脳細胞外液および中枢神経系の中への特定の分子の選択的輸送を可能にしながらも、他の分子の通過を拒絶する。
本発明の局面は、対象の血管外腔中での結合分子の半減期を増すADME調節部分を有する結合分子を含む。関節内腔または硝子体内腔のような血管外腔に直接送達される治療用タンパク質は一般に、血管外腔中では特徴的に短い半減期を有する。たとえば、Mordenti, J. et al., Toxicological Sciences 52, 101-106 (1999);Mordenti, J. et al., Toxicological Sciences 27(5), 536-544 (1999)。
本発明の局面は、T細胞阻害シグナル伝達経路をアンタゴナイズするIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体を有する結合分子を含む。T細胞阻害シグナル伝達経路は当技術分野において公知であり、非限定的に、Pardoll et al.に記載されているものを含む。T細胞阻害シグナル伝達経路およびその構成要素の非限定的な例は以下さらに詳細に説明される。
本発明の局面は、T細胞刺激シグナル伝達経路をアゴナイズするIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体を有する結合分子を含む。T細胞刺激シグナル伝達経路は当技術分野において公知であり、非限定的に、Pardoll et al.に記載されているものを含む。T細胞刺激シグナル伝達経路およびその構成要素の非限定的な例は以下さらに詳細に説明される。
本発明の局面は、低レベル発現標的に結合するIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体を有する結合分子を含む。それらのより高い結合力のおかげで、本結合分子はIgG抗体よりも強力である。したがって、本結合分子は、特定の結合標的が低レベルでしか発現せず、より高い結合力が抗体と標的との間の結合を容易にするのに有益である状況で用いることができる。本結合分子の抗体は、任意の低レベル発現標的を標的とするために使用することができる。本結合分子のIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体によって標的とされ得る低レベル発現標的の具体例は、非限定的に、EGFR、HER2、HER3、EpCAM、CEACAM、Gp100、MAGE1およびPD-L1を含む。これらの標的のヒトタンパク質配列に対応するGenBankアクセッション番号が以下の表6に提供されている。
本発明の局面は、低親和性標的に結合するIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体を有する結合分子を含む。それらのより高い結合力のおかげで、本結合分子はIgG抗体よりも強力である。したがって、本結合分子は、特定の結合標的が低い結合親和性しか有さず、より高い結合力が抗体と標的との間の結合を容易にするのに有益である状況で用いることができる。本結合分子の抗体は、任意の低親和性標的を標的とするために使用することができる。本結合分子のIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体によって標的とされ得る低親和性標的の具体例は、非限定的に、NY-ESO-1、シアリルルイスX抗原およびTn抗原を含む。NY-ESO-1およびシアリルルイスX抗原のヒトタンパク質配列に対応するGenBankアクセッション番号が以下の表7に提供されている。Tn抗原の構造は図14に提供されている。
本発明の局面は、血液がん標的に結合するIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体を有する結合分子を含む。それらのより高い結合力のおかげで、本結合分子はIgG抗体よりも強力である。したがって、本結合分子は、特定の血液がんの場合のように、特定の結合標的が低レベルでしか発現しない状況で用いることができる。本結合分子のより高い結合力は、抗体と標的との間の結合を容易にする。本結合分子の抗体は、任意の結合標的、たとえば血液がん細胞上の低レベル発現標的を標的とするために使用することができる。本結合分子のIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体によって標的とされることができる血液がん標的の具体例は、非限定的に、CD19、CD20、CD22、CD33、CD38、CD52およびCD70を含む。これらの標的のヒトタンパク質配列に対応するGenBankアクセッション番号が以下の表8に提供されている。
本発明の局面は、特定の疾患または障害と関連する標的に結合するIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体を有する結合分子を含む。それらのより高い結合力のおかげで、本結合分子はIgG抗体よりも強力である。したがって、本結合分子は、特定の結合標的への高結合力結合が望ましい状況で用いることができる。本結合分子の抗体は、任意の結合標的を標的とするために使用することができる。本結合分子のIgM、IgA、IgG/IgMまたはIgG/IgA抗体によって標的とされることができる結合標的の具体例は、非限定的に、VEGF、TNF-α、アミロイドβおよびβセクレターゼ1(BACE)タンパク質を含む。これらの標的のヒトタンパク質配列に対応するGenBankアクセッション番号が以下の表9に提供されている。
ADME調節部分を含む改変J鎖を含む結合分子は、結合分子の1つまたは複数のADME特性を調節することによって様々な疾患を処置することをはじめとして(これに限定されない)、広範な治療および診断用途を有する。
治療用途のために、本結合分子は薬学的組成物へと製剤化することができる。本発明の薬学的組成物は、当技術分野において公知の様々な方法によって投与することができる。当業者によって理解されるように、投与の経路および/または様式は、標的疾患または病状および所望の結果に依存して異なるであろう。特定の投与経路によって本発明の化合物を投与するためには、化合物を、その不活性化を防止する物質でコートする、またはその不活性化を防止する物質と同時投与することが必要であることもある。たとえば、化合物は、適切な担体、たとえばリポソームまたは希釈剤中で対象に投与され得る。薬学的に許容される希釈剤は生理食塩水および水性緩衝液を含む。薬学的担体は、無菌水溶液または分散液および無菌注射溶液または分散液の即時調合のための無菌粉末を含む。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および薬剤の使用は当技術分野において公知である。
IgM分子のJ鎖は、CまたはN末端のいずれかで、対象の標的に結合するように設計されたscFvとインフレームで連結することができ、得られる二重特異性IgMは、そのCDC活性の減少がないことによって証明されるように、構造または機能において乱されない。
DNA構築物の合成
設計された変異を有するすべてのDNA構築物は販売業者(Genescript)によって合成され、それぞれの発現ベクターへのサブクローニングのための適合性制限部位を両端に有する。
合成DNA構築物をTris-EDTAバッファ中に1μg/mlで再懸濁させる。DNA(1μg)を酵素消化に付し、電気泳動によって合成遺伝子を担体プラスミドDNAから分離する。消化されたDNAを、標準的な分子生物学技術により、予備消化されたプラスミドDNA(J鎖のためのpCAGGS、Gene 108 (1991) 193-200)にライゲートする。ライゲートされたDNAをコンピテント菌へと形質転換し、複数の選択的抗生物質含むLBプレートに播種する。いくつかの細菌コロニーを採取し、標準的な分子生物学技術によってDNA調製物を作製する。調製されたDNAを配列決定によって立証する。設計されたDNA配列とDNA配列が100%一致する細菌クローンのみをプラスミドDNA調製、次いで細胞トランスフェクションのために使用する。
J鎖変異体がIgMと結合することができることを実証するために、抗CD3抗体(OKT3 scFv)を組み込んだ別々の融合部位を有する2つの異なるJ鎖変異体を構築する。
a. トランスフェクション
重鎖、軽鎖および改変J鎖DNAをCHO細胞中にトランスフェクトする。発現ベクターのためのDNAを、一般的にはPEIと1:1:1の比で混合したのち、CHO-S細胞に添加する。CHO-S細胞でのPEIトランスフェクションは、確立された技術(Biotechnology and Bioengineering, Vol 87, 553-545を参照)にしたがって実施する。
i. Capture Select IgM(BAC, Thermo Fisher)。トランスフェクトされたCHO細胞上清からのIgMタンパク質を、Capture Select IgMアフィニティーマトリックスによる免疫沈降により、製造業者のプロトコル(GE Life Sciences)にしたがって部分的に精製する。室温で2時間のインキュベーションののち、アフィニティーマトリックスを遠心分離によって上清から分離する。マトリックスをPBSで3回さらに洗浄したのち、PBSを慎重に除去する。捕獲されたタンパク質を、NuPage LDSタンパク質バッファ(Life Technology)とともに5分間インキュベートすることにより、マトリックスから溶出させる。
i. 非還元SDS-PAGEは天然IgMおよびその変異体形態をサイズにしたがって分離する。ホモ二量体重および軽鎖で構成された五量体IgMは約1,000,000分子量のタンパク質バンドを生じさせる。NuPage LDS試料バッファ(Life Technologies)を25℃で30分間、IgMタンパク質試料に加えたのち、ゲルに添加する。NativePage Novex 3~12%Bis-Trisゲル(Life Technologies)をNovex Tris酢酸SDSランニングバッファ(Life Technologies)とともに使用する。色素の先端がゲルの底に達するまでゲルを泳動させる。
補体依存性細胞傷害性は、抗体による細胞殺傷のための重要な機構である。IgM抗体は、それらの多量体形態により、補体依存性細胞殺傷(CDC)を増強することが知られている。本発明の重要な局面は、エフェクタ細胞のscFvまたはラクダ科動物VhhバインダをそのCまたはN末端のいずれかに有する改変J鎖の組み込みがC1q(補体経路の主要成分)の結合の妨害を生じさせ、ひいてはCDCを阻害し得るかどうかを試験することであった。IgMおよび二重特異性IgM構築物それぞれのCDC活性を計測した。図7に示すように、改変J鎖の組み込みは、予想外にも、二重特異性IgMのCDC活性に有害作用を及ぼさない。そのうえ、試験したリンカー長では、二重特異性IgMは、対応するIgGに対し、モル基準で60~100倍高められたCDC活性を有することがわかった(図7)。
これらの重および軽鎖に対応するDNAならびに上記の野生型(wt)J鎖(図3)、V15JまたはJ15V J鎖配列のいずれかに対応するDNAをHEK293細胞中に同時トランスフェクトし、タンパク質を発現させ、前記のようなラクダ科動物樹脂を使用して精製した。図6に示すように、4つのタンパク質すべてが良好に発現する。J鎖を有しない抗CD20 IgM六量体は、野生型J鎖を有するIgM五量体および抗CD3 scFvがいずれかの配向でJ鎖に連結している二重特異性IgMのJ鎖含有五量体からはっきりと分離する。
ヒト血漿中のIgMの半減期は約2~3日であり、マウスにおいてはより短いと推定される(図9)。これは、新生児Fc受容体(FcRn)と相互作用し、エンドサイトーシス後にリサイクルされて、はるかに長い、およそ21日の半減期を可能にするIgGの場合よりも有意に短い。IgMの半減期を増すために、CDCのようなIgMのエフェクタ機能を有意に変化させることなく、J鎖のいずれかの末端へのscFvの繋留を実施した(図7)。
中枢神経系、特に脳の中の標的への生物学的製剤の送達は、血液脳関門(BBB)のせいで、困難な問題である。トランスフェリン受容体(TfR)はBBBの内皮中で過剰発現する。トランスフェリン受容体は、鉄のような栄養素を末梢から脳に輸送するためのシャトルとして作用すると考えられている。受容体媒介トランスサイトーシス(RMT)が、生物学的製剤を脳に送達するために、いくつかのグループによって使用されている。たとえば、Jonesらは、BBBを通して生物学的薬剤を往復させる方法として、トランスフェリン結合抗体の使用を記載している(Jones, A.R., and E.V. Shusta. 2007. Blood-brain barrier transport of therapeutics via receptor-mediation. Pharm. Res. 24:1759-1771)。
IgMは非常に大きな生体分子である(J鎖を含め>1MDa)。動物実験における可視化を可能にするためのIgMの標識は、数多くの遊離リジン残基のせいで困難である。化学量論比およびIgMの活性を保持する位置での標識を可能にするために、Klineら(Pharm Res 2014 Dec 16)で考察されている化学酵素的手法を使用して部位特異的標識を実施する。
マウスにおけるIGM-55.5の生体内分布を追跡するために、中性pHでNHSエステルとの標準的なアミンカップリング(Vasquez et al., PLoS One. 2011; 6: e20594)を使用して、分子を近赤外色素VivoTag680(Perkin Elmer)で標識した。注射処置群には、2nmol/マウスの標識IgM分子を静脈内注射した。バックグラウンド対照群は、主に腸内の食物から生じる低レベルバックグラウンドシグナルから標識抗体の蛍光シグナルを区別する方法として、注射処置しないままにした。t0画像診断時点は、抗体の注射の直後に実施した。最終的なインビボ画像診断時点ののちマウスを屠殺し、次いで組織切除およびエクスビボ画像診断を実施した。
IgGおよび改変J鎖が結合している場合と結合していない場合のIgM抗体のクリアランスを評価するために、Balb/cマウスにおいて薬物動態(PK)研究を実施した。各抗体100μgを静脈内注入によってマウスに投与した。各時点で約500μLの血液を、終末心穿刺により、一時点あたりマウス3匹で、全部で8または15の時点で捕集した。ELISAを使用して血液中の各抗体の濃度を計測した。すべてのELISAにおいて品質指標を立証し、標準曲線当てはめ技術を使用してPKパラメータを導出した。
上記のように、IgMの薬物動態は速やかな血液クリアランスを示す。アルブミン結合ドメイン(ABD)(SEQ ID NO: 22)をIgM J鎖に繋留することの、血清半減期延長効果を判定するための実験を実施した。実施例1に示すIgM重および軽鎖に対応するDNAならびに実施例1のV15J配列(15のアミノ酸残基を含有するリンカーを介してJ鎖に融合したビシリズマブ(V))または実施例3のA15J配列(15のアミノ酸残基を含有するリンカーを介してJ鎖に融合したアルブミン結合ドメイン)のいずれかに対応するDNAをHEK293細胞中に同時トランスフェクトし、前記のようにタンパク質を発現させ、ラクダ科動物樹脂を使用して精製した。3群のマウスに、V15J-1.5.3-IgM、A15J-1.5.3-IgMまたはリツキシマブ(IgG)のいずれかを100μg/マウスで静脈内注射した。最初の注射ののち定期的に血液試料を採取し、血清中の試験抗体の濃度を計測するように適合されたELISAを使用して、試料中の各注射抗体の血清濃度を計測した。
実施例1に提供されたようにして、ヒト血清アルブミン(HSA)を組み込んだJ鎖構築物を調製した。構築物は、HSAがJ鎖のN末端(HSA-15-J)およびJ鎖のC末端(J-15-HSA)に配置された状態で調製した。これらの配置のいずれにおいてもHSAを含有するJ鎖を組み込んだIgM抗体をアセンブルし、発現させることができることを立証するために、還元条件下でのSDS-PAGEゲルおよびウェスタンブロットを実施した。
HSA-15-J(J鎖のN末端にHSAを有し、その後に15アミノ酸リンカー配列が続く)またはJ-15-HSA(J鎖のC末端にHSAを有し、その前に15アミノ酸リンカー配列がある)配置を有するJ鎖を組み込んだIgM抗体を使用して、補体依存性細胞傷害性(CDC)アッセイを実施した。
HSA-15-JまたはJ-15-HSA配向を有するJ鎖を組み込んだIgM抗体のPK特性を評価するために、上記のようなPK研究をマウスにおいて実施した。結果を図21および図22に提供する。結果は、N末端に位置するHSA(HSA-15-J配向)がJ-15-HSA配向(HSAがC末端に位置する)と比較して減少した半減期を有する配向効果を実証する。
CD3結合部分(略して「V」)および半減期延長部分(アルブミン結合ドメインタンパク質、略して「ABD」またはヒト血清アルブミンタンパク質、略して「HSA」のいずれか)の両方を含有する構築物に関し、先に実施例9に記載したようなアセンブリおよび発現研究を実施した。これらの構築物は「二座」構築物と呼ばれる。評価されたすべての構築物の要約を以下の表10に提供する。
先に実施例12に記載した二座J鎖を組み込んだIgM抗体を使用して、先に実施例10に記載したCDCアッセイを実施した。結果を図24および図25に提供する。結果は、評価された二座J鎖が、試験されたIgM抗体のCDC活性を低下させなかったことを実証する。
先に実施例12に記載した二座J鎖を組み込んだIgM抗体のPK特性を評価するために、上記のようなPK研究をマウスにおいて実施した。結果を図26および図27に提供する。結果は、V-J-ABDおよびV-J-HSA二座J鎖の両方が良好なαおよびβ半減期を示し、全AUC0-infが、1.5.3IgM J-15-HSAと比較して、約60%の増大を示したことを実証する。
CD34+ヒト化NSGマウス研究がIn-Vivo Technologies, Inc.によって実施された。マウスをJackson Laboratoryから購入し、尾静脈注射により試験物を投与した。指定された時点で顔面静脈を介して血液試料を捕集した。両方のCD34+マウス研究からの血液試料をリンパ球分析のためにIGM Biosciences Inc.に返送した。ヒトCD56、CD3、CD19およびCD45マーカーに関して血液試料を染色して、異なるヒトリンパ球集団を同定した。CountBright Absolute Counting Beads(LifeTechnologies、C36950)を使用して、血液試料中のリンパ球の絶対数を定量化した。リンパ球レベルをプロットし、GraphPad Prismを使用して分析した。図28、パネルAおよびBに示すように、Bリンパ球レベルは、投与前レベルの<10%まで実質的に低下し、このレベルは、わずか10μgが1回投与されただけで、1.5.3V15J15HSA(K573P)および1.5.3V15J15HSAwtの両方に関して24時間時点で保持されていた。
Claims (11)
- 五量体を形成する5つのIgMもしくはIgG/IgM抗体単量体または二量体を形成する2つのIgAもしくはIgG/IgA抗体単量体と、抗体の吸収、分布、代謝および/または排泄(ADME)特性を調節するADME調節部分が、ペプチドリンカーを介した間接融合によって、J鎖C末端若しくはN末端に、またはJ鎖C末端若しくはN末端から約10残基以内に導入されるように改変されているJ鎖を含み、
各抗体単量体が、2つの抗原結合部位を含み、および
前記ADME調節部分が、アルブミンタンパク質を含む、
抗体。 - J鎖が、SEQ ID NO: 1の天然ヒトJ鎖配列を含む、請求項1に記載の抗体。
- 前記ADME調節部分が、ペプチドリンカーを介した間接融合によって、ADME調節部分-リンカー-J鎖の配向で、J鎖のN末端に導入されている、請求項1または2に記載の抗体。
- 前記ADME調節部分が、ペプチドリンカーを介した間接融合によって、J鎖-リンカー-ADME調節部分の配向で、J鎖のC末端に導入されている、請求項1または2に記載の抗体。
- J鎖が、第二の結合部分を含むようにさらに改変されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の抗体。
- SEQ ID NO: 82の重鎖アミノ酸配列およびSEQ ID NO: 84の軽鎖アミノ酸配列を含むIgM抗体、ならびにSEQ ID NO: 102のアミノ酸配列から形成される成熟ペプチドを含むように改変されたJ鎖を含む、請求項5に記載の抗体。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の抗体の有効量および薬学的に許容される担体を含む、がんの処置のための薬学的組成物であって、がんが、白血病またはリンパ腫である、薬学的組成物。
- がんが、白血病である、請求項7に記載の薬学的組成物。
- がんが、リンパ腫である、請求項7に記載の薬学的組成物。
- リンパ腫が、ホジキンリンパ腫である、請求項9に記載の薬学的組成物。
- リンパ腫が、非ホジキンリンパ腫である、請求項9に記載の薬学的組成物。
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