JP7079171B2 - インターロイキン-21ムテイン及び治療方法 - Google Patents
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Description
米国特許法第119条(e)に基づき、2017年8月3日に出願された米国仮特許出願第62/540,692号、及び2018年1月12日に出願された米国仮特許出願第62/616,733号の利益が主張され、その開示は、参照により本明細書に援用される。
本明細書とともに同時に提出されたコンピュータ読み取り可能なヌクレオチド/アミノ酸配列表は、2018年7月25日に「51633_Seqlisting.txt」という名称で作成された975,000バイトのASCII(テキスト)ファイルであり、その全体が参照により援用される。
QGQDX HMXXM XXXXX XVDXL KNXVN DLVPE FLPAP EDVET NCEWS AFSCF QKAQL KSANT GNNEX XIXXX XXXLX XXXXX TNAGR RQKHR LTCPS CDSYE KKPPK EFLXX FXXLL XXMXX QHXSS RTHGS EDS(配列番号2)であり、Xは、任意のアミノ酸であり、IL-21ムテインアミノ酸配列は、ヒトIL-21のアミノ酸配列(配列番号1)と少なくとも1アミノ酸異なる。
インターロイキン-21(IL-21)は、T細胞、B細胞、NK細胞及び骨髄細胞によって発現されるサイトカインであり、自然免疫細胞及び適応免疫細胞の両方の活性を制御し、T細胞の生存及びエフェクター機能を改善する。いくつかの第I相及び第II相臨床試験は、黒色腫、腎細胞癌、急性骨髄性白血病、非ホジキンリンパ腫、卵巣癌、大腸癌、全身性エリテマトーデス、クローン病及び関節リウマチを含む、がん、炎症性疾患及び自己免疫疾患の治療に対する治験薬として、IL-21を含んでいる。
QGQDX HMXXM XXXXX XVDXL KNXVN DLVPE FLPAP EDVET NCEWS AFSCF QKAQL KSANT GNNEX XIXXX XXXLX XXXXX TNAGR RQKHR LTCPS CDSYE KKPPK EFLXX FXXLL XXMXX QHXSS RTHGS EDS(配列番号2)であり、配列中、Xは、任意のアミノ酸を表し、IL-21ムテインアミノ酸配列は、ヒトIL-21のアミノ酸配列(配列番号1)と少なくとも1アミノ酸異なる。
I.非極性またはわずかに極性の小さな脂肪族残基:Ala、Ser、Thr、Pro、Gly;
II.負の電荷を持つ極性残基ならびにそれらのアミド及びエステル:Asp、Asn、Glu、Gln、システイン酸及びホモシステイン酸;
III.正の電荷を持つ極性残基:His、Arg、Lys;オルニチン(Orn)
IV.非極性の大きな脂肪族残基:Met、Leu、Ile、Val、Cys、ノルロイシン(Nle)、ホモシステイン
V.大きな芳香族残基:Phe、Tyr、Trp、アセチルフェニルアラニン。
本明細書に記載されるIL-21ムテインは、任意数のアミノ酸ペプチド骨格を含むことができ、すなわち、任意のペプチド長であってよい。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるペプチドは、配列番号1とほぼ同じ長さであり、すなわち、133(±約1~約20、±約1~約15、±約1~約10または±約1~約5)アミノ酸長である。いくつかの実施形態において、本開示のペプチドは、本明細書に更に記載されるように、別のポリペプチド鎖、例えば、約400~約600アミノ酸を含む抗体重鎖、約150~約300アミノ酸を含む抗体軽鎖に融合されることにより、133アミノ酸長よりも長い。
本開示の代替的または追加的実施形態において、IL-21ムテインは、本明細書に更に記載されるように、脂質化(例えば、ミリトイル化、パルミトイル化)、グリコシル化、アミド化、カルボキシル化、リン酸化、エステル化、アシル化、アセチル化、環化もしくは酸付加塩への変換、かつ/または任意選択により二量体化もしくは重合体化もしくはコンジュゲート化される。
例示的な態様において、IL-21ムテインは、塩、例えば、薬学的に許容される塩の形態である。そのような塩は、IL-21ムテインの最終的な単離及び精製中にin situで調製することもできるし、遊離塩基官能基を適切な酸と反応させることによって別々に調製することもできる。薬学的に許容される酸付加塩を形成するために利用することができる酸の例には、例えば、無機酸(例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸及びリン酸)及び有機酸(例えば、シュウ酸、マレイン酸、コハク酸及びクエン酸)が挙げられる。
本開示のIL-21ムテインは、精製することができる。本明細書で使用される「精製された」という用語は、純度が高められたことを意味し、「純度」は、相対的な用語であり、必ずしも完全に純粋であると解釈されるものではない。例示的な態様において、化合物の純度(例えば、組成物内)は、少なくとも50%もしくは約50%、少なくとも60%もしくは約60%、少なくとも70%もしくは約70%、少なくとも80%もしくは約80%、少なくとも90%もしくは約90%、少なくとも95%もしくは約95%、または少なくとも98%もしくは約98%であるか、約100%である。
いくつかの態様において、IL-21ムテインは、ペプチド模倣物であるか、ムテインの少なくとも一部は、ペプチド模倣物である。ペプチド模倣物及びその作製方法は、当該技術分野において知られている。例えば、Advances in Amino Acid Mimetics and Peptidomimetics,Volumes 1 and 2,ed.,Abell,A.,JAI Press Inc.,Greenwich,CT,2006を参照されたい。いくつかの態様において、ペプチド模倣物は、D-異性体アミノ酸を含むD-ペプチドのペプチド模倣物である。いくつかの態様において、ペプチド模倣物は、アミノ酸の側鎖がペプチド骨格のα窒素原子に接続している、ペプトイドである。ペプトイドの作製方法は、当該技術分野において知られている。例えば、Zuckermann et al.,JACS 114(26):10646-10647(1992)及びDesign,Synthesis,and Evaluation of Novel Peptoids,Fowler,Sarah,University of Wisconsin-Madison,2008を参照されたい。いくつかの態様において、ペプチド模倣物は、α炭素ではなくβ炭素に結合したアミノ基を有するβアミノ酸を含む、β-ペプチドである。β-ペプチドの作製方法は、当該技術分野において知られている。例えば、Seebach et al.,Helvetica Chimica Acta 79(4):913-941(1996)を参照されたい。
例示的な実施形態において、IL-21ムテインは、IL-21受容体(IL-21R)に対する野生型IL-21の親和性と比較して低い親和性でIL-21Rに結合する。例示的な実施形態において、IL-21ムテインは、ヒトIL-21Rに対する野生型ヒトIL-21の親和性と比較して低い親和性でヒトIL-21Rに結合する。例示的な実施形態において、IL-21ムテインは、ヒトIL-21Rのα鎖に対する野生型ヒトIL-21の親和性と比較して低い親和性でヒトIL-21Rのα鎖に結合する。具体的な実施形態において、ヒトIL-21Rのα鎖に対する野生型ヒトIL-21の親和性と比較して低い親和性でヒトIL-21Rのα鎖に結合するIL-21ムテインは、配列番号1のアミノ酸位置ナンバリングに従って、5、8、9、12、13、16、19、23、65、66、69、70、72、73、75、76、77、78、79及び80からなる群から選択されるアミノ酸位置に位置する1つ、2つまたはそれ以上の置換を含有する。当該位置に行うことができる具体的なアミノ酸置換は、本明細書で記載されている(例えば、表A、B及びC参照)。
本開示はまた、異種部分に連結された本開示のIL-21ムテインのうちの1つ以上を含む、コンジュゲートを提供する。本明細書で使用されるとき、「異種部分」という用語は、「コンジュゲート部分」という用語と同義であり、本明細書に記載されるIL-21ムテインとは異なる任意の分子(化学的もしくは生化学的、天然または非コード分子)を指す。本明細書に記載されるIL-21ムテインのいずれかに連結することができる例示的なコンジュゲート部分には、異種ペプチドもしくはポリペプチド(例えば、免疫グロブリンまたはその一部(例えば、可変領域、CDRまたはFc領域)を含む)、標的化因子、診断標識(放射性同位体、フルオロフォアまたは酵素標識など)、水溶性ポリマーを含むポリマー、または他の治療薬もしくは診断薬が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、本開示のIL-21ムテインと、免疫グロブリンとを含むコンジュゲートが提供される。コンジュゲートは、いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるIL-21ムテインのうちの1つ以上と、ペプチド(本明細書に記載されるIL-21ムテインとは別のもの)、ポリペプチド、核酸分子、抗体またはその断片、ポリマー、量子ドット、小分子、毒素、診断薬、炭水化物、アミノ酸のうちの1つ以上とを含む。
例示的な実施形態において、IL-21ムテインは、本明細書に記載されるIL-21ムテインのいずれとも異なるポリペプチドに連結され、コンジュゲートは、融合ポリペプチドもしくは融合タンパク質またはキメラタンパク質もしくはキメラポリペプチドである。したがって、本開示は、本開示のIL-21ムテインと、異種ポリペプチドまたはペプチドとを含む、融合ポリペプチドまたは融合タンパク質を提供する。例示的な態様において、本開示の融合タンパク質は、抗原結合タンパク質に連結された本開示のIL-21ムテインを含む。例示的な態様において、抗原結合タンパク質は、抗体もしくは免疫グロブリン、またはその抗原結合抗体断片、または抗体タンパク質生成物である。
本開示は、PD-1抗原結合タンパク質を提供する。例示的な態様において、PD-1抗原結合タンパク質は、本明細書に記載される抗PD-1抗体、その抗原結合抗体断片または抗PD-1抗体タンパク質生成物である。例示的な場合において、抗PD-1抗体、その抗原結合抗体断片または抗PD-1抗体タンパク質生成物は、(a)表Dに記載される重鎖(HC)相補性決定領域(CDR)1アミノ酸配列、すなわち、配列番号312、322、332、342、352、362、372及び382からなる群から選択される配列、または1アミノ酸もしくは2アミノ酸のみ異なるか、少なくとも70%もしくは約70%の配列同一性を有する、そのバリアント配列を含むか、(b)表Dに記載されるHC CDR2アミノ酸配列、すなわち、配列番号313、323、333、343、353、363、373及び383からなる群から選択される配列、または1アミノ酸もしくは2アミノ酸のみ異なるか、少なくとも70%もしくは約70%の配列同一性を有する、そのバリアント配列を含むか、(c)表Dに記載されるHC CDR3アミノ酸配列、すなわち、配列番号314、324、334、344、3545、364、374及び384からなる群から選択される配列、または1アミノ酸もしくは2アミノ酸のみ異なるか、少なくとも70%もしくは約70%の配列同一性を有する、そのバリアント配列を含むか、(d)表Dに記載される軽鎖(LC)CDR1アミノ酸配列、すなわち、315、325、335、345、355、365、375及び385からなる群から選択される配列、または1アミノ酸もしくは2アミノ酸のみ異なるか、少なくとも70%もしくは約70%の配列同一性を有する、そのバリアント配列を含むか、(e)表Dに記載されるLC CDR2アミノ酸配列、すなわち、316、326、336、346、356、366、376及び386からなる群から選択される配列、または1アミノ酸もしくは2アミノ酸のみ異なるか、少なくとも70%もしくは約70%の配列同一性を有する、そのバリアント配列を含むか、(f)表Dに記載されるLC CDR3アミノ酸配列、すなわち、317、327、337、347、357、367、377及び387からなる群から選択される配列、または1アミノ酸もしくは2アミノ酸のみ異なるか、少なくとも70%もしくは約70%の配列同一性を有する、そのバリアント配列を含むか、(g)(a)~(f)のうちの任意の2つまたはそれ以上の組み合わせを含む。例示的な態様において、抗PD-1抗体、その抗原結合抗体断片または抗PD-1抗体タンパク質生成物は、表Dに記載されるLC CDR1アミノ酸配列、LC CDR2アミノ酸配列及びLC CDR3アミノ酸配列と、表Dに記載されるHC CDRアミノ酸配列のうちの少なくとも1つまたは2つとを含む。例示的な実施形態において、抗原結合タンパク質は、表Dの1つの縦列中に配列番号で指定されるアミノ酸配列のうちの少なくとも3つ、4つまたは5つを含む。
抗体、抗原結合抗体断片及び抗体タンパク質生成物の好適な作製方法は、当該技術分野において知られている。例えば、抗体を産生するための標準的なハイブリドーマ法は、例えば、Harlow and Lane(eds.),Antibodies:A Laboratory Manual,CSH Press(1988)及びCA.Janeway et al.(eds.),Immunobiology,5th Ed.,Garland Publishing,New York,NY(2001))に記載されている。抗PD-1モノクローナル抗体または本開示の例示的な調製方法は、本明細書の実施例に記載される。
例示的な実施形態において、本開示のコンジュゲートは、ポリマーに連結されたIL-21ムテインを含む。いくつかの実施形態において、ポリマーは、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレン及びその誘導体、例えば、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンオキシド、ポリアルキレンテレフタレート、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのポリマー、例えば、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(エチルメタクリレート)、ポリ(ブチルメタクリレート)、ポリ(イソブチルメタクリレート)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)、ポリ(イソデシルメタクリレート)、ポリ(ラウリルメタクリレート)、ポリ(フェニルメタクリレート)、ポリ(メチルアクリレート)、ポリ(イソプロピルアクリレート)、ポリ(イソブチルアクリレート)及びポリ(オクタデシルアクリレート)、ポリビニルポリマー、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルエステル、ポリビニルハライド、ポリ(ビニルアセテート)及びポリビニルピロリドン、ポリグリコリド、ポリシロキサン、ポリウレタン及びこれらのコポリマー、セルロース、例えば、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシ-プロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸フタル酸セルロース、カルボキシルエチルセルロース、三酢酸セルロース及びセルロース硫酸ナトリウム塩、ポリプロピレン、ポリエチレン、例えば、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレンオキシド)及びポリ(エチレンテレフタレート)、ならびにポリスチレンからなる群から選択される。具体的な実施形態において、ポリマーは、ポリアルキレングリコールであり、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)が挙げられる。
本開示は、更に、本開示のIL-21ムテイン、IL-21ムテインを含むコンジュゲート、またはIL-21ムテインを含む融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む、核酸を提供する。例えば、核酸は、抗PD-1抗体の重鎖をコードするヌクレオチド配列と、それに続く、本開示のIL-21ムテインをコードするヌクレオチド配列を含み得る。重鎖をコードするヌクレオチド配列とIL-21ムテインをコードするヌクレオチド配列は、GGGGSのアミノ酸配列(配列番号262)を含むペプチドリンカーをコードするヌクレオチド配列と隣接してもよい。代替的態様において、核酸は、ペプチドリンカーをコードするヌクレオチド配列を含まず、抗PD-1抗体の重鎖をコードするヌクレオチド配列は、本開示のIL-21ムテインをコードするヌクレオチド配列にタンデムに並んでいる。
本開示の核酸は、いくつかの態様において、ベクターに組み込まれる。この点に関して、本開示は、本開示の核酸のいずれかを含むベクターを提供する。例示的な態様において、ベクターは、組み換え発現ベクターである。本明細書の目的では、「組み換え発現ベクター」という用語は、宿主細胞によるmRNA、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドの発現を可能にする、遺伝子修飾されたオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド構築物であって、当該構築物がmRNA、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドをコードするヌクレオチド配列を含み、当該mRNA、タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドが細胞内で発現されるのに十分な条件下でベクターが細胞と接触しているとき、その発現が可能になる、構築物を意味する。本開示のベクターは、全体として、天然ではない。しかしながら、ベクターの一部は、天然であり得る。本開示のベクターは、限定するものではないが、DNA及びRNAを含む、任意の種類のヌクレオチドを含み得、これらは、一本鎖であっても二本鎖であってもよく、合成されたものであっても部分的に天然源から得られたものであってもよく、天然、非天然または改変ヌクレオチドを含有し得る。ベクターは、天然もしくは非天然のヌクレオチド間結合、または両方の種類の結合を含み得る。いくつかの態様において、改変ヌクレオチドまたは非天然ヌクレオチド間結合は、ベクターの転写または複製を妨げない。
本開示の核酸またはベクターを含む宿主細胞が本明細書で提供される。本明細書で使用されるとき、「宿主細胞」という用語は、本開示のベクターを含有することができ、核酸(例えば、mRNA、タンパク質)によってコードされる発現産物を産生することができる任意の種類の細胞を指す。宿主細胞は、いくつかの態様において、付着細胞または浮遊細胞(すなわち、浮遊状態で成長する細胞)である。宿主細胞は、例示的な態様において、培養細胞または初代細胞であり、すなわち、生物(例えば、ヒト)から直接単離される。宿主細胞は、任意の細胞種のものであってよく、任意の種類の組織に由来するものであってよく、任意の発生段階であってよい。
本開示のIL-21ムテイン、IL-21ムテインを含むコンジュゲート、IL-21ムテイン及びポリペプチドを含む融合タンパク質、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)を含むコンジュゲート、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)を含む融合タンパク質、核酸、ベクターもしくは宿主細胞、またはこれらの組み合わせを含む、組成物が本明細書で提供される。組成物は、いくつかの態様において、単離及び/または精製された状態の本開示のIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターもしくは宿主細胞、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの態様において、組成物は、本開示の単一の種類(例えば、構造)のIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターまたは宿主細胞を含むか、本開示の2つ以上の異なる種類(例えば、異なる構造)の組み合わせのIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターまたは宿主細胞を含む。
本開示に関して、活性剤、または活性剤を含む医薬組成物は、任意の好適な投与経路を介して対象に投与することができる。例えば、活性剤は、非経口、経鼻、経口、経肺、局所、経膣または経直腸の投与を介して対象に投与することができる。投与経路に関する以下の記述は、例示的な実施形態を単に例示するために提供されるものであり、如何様にも、本範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
本開示の活性剤は、本明細書に記載されるように、PD-1シグナル伝達を阻害すると同時にIL-21シグナル伝達をもたらす方法に有用であると考えられ、したがって、1つ以上の疾患(例えば、がん)を治療または予防する方法に有用であると考えられる。本開示の目的では、投与される活性剤の量または用量は、対象または動物において、妥当な時間枠にわたり、例えば、治療応答または予防応答を生じさせるのに十分なものであるべきである。例えば、本開示の活性剤の用量は、投与時から約1~4分、1~4時間または1~4週間以上、例えば、5~20週間以上の期間における、本明細書に記載されるがんの治療に十分なものであるべきである。ある特定の実施形態において、期間は、更に長くてもよい。用量は、特定の活性剤の有効性、ならびに治療がなされる動物(例えば、ヒト)の状態及び動物(例えば、ヒト)の体重によって決定される。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される活性剤は、デポー製剤に変更することができ、これにより、本開示の活性剤が投与先の体内で放出される様式を、時間及び体内の位置に関して制御することができる(例えば、米国特許第4,450,150号参照)。本開示の活性剤のデポー製剤は、例えば、活性剤と、多孔質材料またはポリマーなどの非多孔質材料とを含む、埋め込み可能な組成物であり得、活性剤は、当該材料によってカプセル化されるか、当該材料全体に分散されるか、かつ/または非多孔質材料の分解物である。次いで、デポーは、対象の体内の所望の位置に埋め込むことができ、活性剤は、その埋め込み物から所定の速度で放出される。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される融合タンパク質または抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体、その抗原結合抗体断片または抗PD-1抗体タンパク質生成物)は、単独で投与され、また、代替的実施形態において、別の治療薬、例えば、本発明の異なる種類(例えば、構造)の別の活性剤と組み合わせて投与される。いくつかの態様において、他の治療薬は、がんの治療または予防を目的にする。いくつかの実施形態において、他の治療薬は、化学療法薬である。いくつかの実施形態において、他の治療薬は、がん治療のための放射線療法に使用される薬剤である。したがって、いくつかの態様において、本明細書に記載される融合タンパク質または抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体、その抗原結合抗体断片または抗PD-1抗体タンパク質生成物)は、白金錯体化合物、トポイソメラーゼ阻害薬、抗生物質、抗有糸分裂性アルカロイド及びジフルオロヌクレオシドのうちの1つ以上と組み合わせて投与される。例示的な態様において、本明細書に記載されるIL-21融合タンパク質(例えば、IL-21ムテインに融合された抗PD-1抗体)は、抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体、その抗原結合抗体断片または抗PD-1抗体タンパク質生成物)と組み合わせられる。
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号496のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、融合された重鎖-IL-21ムテインは、配列番号497のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号498のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号499のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号500のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号501のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号555のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号502のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号556のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号503のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号557のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号504のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号555のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号505のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号556のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号391のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号506のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号557のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号507のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号508のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号509のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号510のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号511のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの抗体重鎖(いずれもIL-21ムテインに融合され、各重鎖-IL-21ムテイン融合体は、配列番号512のアミノ酸配列を含む)とを含む、ホモ二量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号513のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号558のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号514のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号559のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号515のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号560のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号516のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号558のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号517のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号559のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体;または
2つの抗体軽鎖(いずれも配列番号371のアミノ酸配列を含む)と、2つの異なる抗体重鎖(一方は、IL-21ムテインに融合され、配列番号518のアミノ酸配列を含み、他方は、IL-21ムテインに融合しておらず、配列番号560のアミノ酸配列を含む)とを含む、単量体。
本開示は、本開示のIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターもしくは宿主細胞、またはこれらの組み合わせを含むキットを更に提供する。キットは、例示的な態様において、1つの容器内に、本開示の少なくとも1つのIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターもしくは宿主細胞、またはこれらの組み合わせを含む。例示的な態様において、本開示の少なくとも1つのIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターまたは宿主細胞は、キット中、単位用量で提供される。本明細書の目的では、「単位用量」は、好適な担体中に分散された別個の量を指す。例示的な態様において、単位用量は、所望の効果、例えば、がん治療を対象にもたらすのに十分な量である。例示的な態様において、キットは、複数の単位用量、例えば、1週間分または1ヶ月分の単位用量を含み、任意選択により、各単位用量は、個別に包装されるか、他の単位用量とは別々になっている。いくつかの実施形態において、キット/単位用量の構成要素は、患者への投与に関する説明書とともに包装される。いくつかの実施形態において、キットは、患者への投与のための1つ以上のデバイス、例えば、針及び注射器などを含む。いくつかの態様において、本開示の少なくとも1つのIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターもしくは宿主細胞、またはこれらの組み合わせは、即時使用形態、例えば、注射器、静注バッグなどに予め包装されている。例示的な態様において、即時使用形態は、単回用である。例示的な態様において、キットは、本開示の少なくとも1つのIL-21ムテイン、PD-1抗原結合タンパク質(例えば、抗PD-1抗体)、コンジュゲート、融合タンパク質、核酸、ベクターまたは宿主細胞の複数の単回用の即時使用形態を含む。いくつかの態様において、キットは、本明細書に記載されるもののいずれかを含む、他の治療薬もしくは診断薬または薬学的に許容される担体(例えば、溶媒、緩衝剤、希釈剤など)を更に含む。
本開示のIL-21ムテインは、当該技術分野において知られている方法によって得ることができる。ポリペプチドのde novo合成に好適な方法は、例えば、Chan et al.,Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis,Oxford University Press,Oxford,United Kingdom,2005;Peptide and Protein Drug Analysis,ed.Reid,R.,Marcel Dekker,Inc.,2000;Epitope Mapping,ed.Westwood et al.,Oxford University Press,Oxford,United Kingdom,2000;及び米国特許第5,449,752号に記載されている。本発明のペプチドの更なる例示的な作製方法は、本明細書に記載される。
治療方法が本開示によって更に提供される。例示的な実施形態において、当該方法は、治療を必要とする対象を治療する方法であって、治療を必要とする対象に、本開示の医薬組成物を、当該対象を治療するのに有効な量で投与することを含む、方法である。
本開示いくつかの実施形態において、対象は、哺乳動物であり、マウス及びハムスターなどのネズミ目の哺乳動物、ならびにウサギなどのウサギ目の哺乳動物、ネコ科(ネコ)を含むネコ目及びイヌ科(イヌ)に由来する哺乳動物、ウシ科(ウシ)及びイノシシ科(ブタ)を含むウシ目、またはウマ科(ウマ)を含むウマ目に由来する哺乳動物が挙げられるがこれらに限定されない。いくつかの態様において、哺乳動物は、霊長目、セボイド目(Ceboids)またはシモイド目(Simoids)(サル)由来であるか、真猿亜目(ヒト及び類人猿)由来である。いくつかの態様において、哺乳動物は、ヒトである。
例示的な実施形態において、本開示は、配列番号2のアミノ酸配列:
QGQDX HMXXM XXXXX XVDXL KNXVN DLVPE FLPAP EDVET NCEWS AFSCF QKAQL KSANT GNNEX XIXXX XXXLX XXXXX TNAGR RQKHR LTCPS CDSYE KKPPK EFLXX FXXLL XXMXX QHXSS RTHGS EDS(配列番号2)
を含むIL-21ムテインを提供し、
配列中、「X」は、任意のアミノ酸を表し、IL-21ムテインアミノ酸配列は、ヒトIL-21のアミノ酸配列(配列番号1)と少なくとも1アミノ酸異なる。
a.配列番号1の位置5、8、9、12、14、15、65、66、69、70、72、73、75、76、77、80、116もしくは119にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、脂肪族アミノ酸であるか、
b.配列番号1の位置5、8、9、11、12、13、14、15、16、19、23、65、66、69、70、72、73、75、76、77、78、79、110、112、116、117、119、120もしくは123にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、酸性アミノ酸であるか、
c.配列番号1の位置5、9、73、76、109、113もしくは116にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、塩基性アミノ酸であるか、
d.配列番号1の位置5、8、9、70もしくは76にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、芳香族アミノ酸であるか、
e.配列番号1の位置5、8、9、12、15、73、76、116もしくは119にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、側鎖アミドを含有するアミノ酸であるか、
f.配列番号1の位置5、8、9、11、12、14、15、73、76、116もしくは119にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、側鎖ヒドロキシルを含む非芳香族アミノ酸であるか、
g.配列番号1の位置65、66、69、70、72、73、75、76、77もしくは80にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、イミノ酸であるか、
h.配列番号1の位置5、9、15、76、116もしくは119にアミノ酸置換を含み、当該置換アミノ酸は、イオウ含有側鎖を含むアミノ酸であるか、
i。またはこれらの組み合わせのアミノ酸置換を含む。
本実施例は、PD-1阻害抗体及び組み換えIL-21を含む併用療法が、対応する単剤療法よりも優れていることを示す。
本実施例は、PD-1阻害及びIL-21シグナル伝達の組み合わせを提供することを目的にした、複数のプラットフォームの設計及び構築を示す。
本実施例は、複数のIL-21ムテインの設計、構築及び特徴付けを示す。
本実施例は、融合タンパク質の構築に使用するためのIL-21ムテイン候補の選択及びそのin vivo試験を示す。
すなわち抗PD-1 mAb単独と、抗PD-1 mAb及びWT IL-21を含む融合タンパク質構築物とを用いて実施した。図10に示されるように、抗PD-1 mAb-IL-21ムテイン融合タンパク質のそれぞれは、親の抗PD-1 mAb(黒三角)と比較して、薬物動態プロファイルの変化を示した。表6は、ノンコンパートメント解析により適合した薬物動態特性を示す。
本実施例は、IL-21二重変異体パネルの作製、ならびにIL-21二重変異体ホモ二量体(特に明記しない限り)を含む融合タンパク質の発現及び特徴付けを示す。
本実施例は、抗PD-1 mAb、及びIL-21二重変異体ホモ二量体またはIL-21単一変異体ホモ二量体のいずれかを含む融合タンパク質を比較する、in vitro初代細胞アッセイを示す。
本実施例は、初代細胞傷害性Tリンパ球(CTL)に対する、IL-21ダブルムテイン(ホモ二量体)及び抗PD-1 mAbを含む種々の融合タンパク質の活性を示す。初代CTL(ヒトドナー由来CMV反応性CTL株)における内因性STAT3リン酸化をFACsによって測定し、IL-21シグナル伝達の尺度として使用した。CTLを48時間休ませた後(PD-1の発現を低下させるため)、細胞を(i)IL-21 R5E/R76Aダブルムテインを含む融合タンパク質(左のグラフ中赤色の線)、(ii)IL-21 R5Q/R76Eダブルムテインを含む融合タンパク質(中央のグラフ中赤色の線)、(iii)IL-21 R9E/R76Aダブルムテインを含む融合タンパク質(右のグラフ中赤色の線)、(iv)IgG1対照(各グラフ中灰色の線)、(v)rhIL-21(各グラフ中青色の線)、(vi)抗PD-1 mAb(各グラフ中緑色の実線)、(vii)rhIL-21と抗PD-1 mAbの組み合わせ(各グラフ中緑色の点線)、または(viii)IL-21 R76Eシングルムテインを含む融合タンパク質(各グラフ中紫色の線)に曝露した(10分間)。FACsの結果を図12A~12Cに示す。IL-21ダブルムテインを含む各融合タンパク質のIL-21活性を、(iv)IgG1対照、(v)rhIL-21、(vi)抗PD-1 mAb、(vii)rhIL-21と抗PD-1 mAbの組み合わせ、及び(viii)IL-21 R76Eシングルムテインを含む融合タンパク質により達成された活性に対してプロットした。この初代細胞アッセイは、二重変異体融合体が、休止CTL(PD-1を低レベルで発現する)において、IL-21誘導性STAT3シグナル伝達を弱く刺激することを示している。IL-21活性は、ダブルムテイン融合体で最も減衰され(抗PD-1 mAb及びIgG1対照で見られるものと同様である)、単一変異体融合体は、中程度のIL-21活性減衰を示し、rhIL-21と抗PD-1 mAbの組み合わせは、rhIL-21と同様の活性を有する。
本実施例は、ダブルムテイン構築物によるin vivo薬物動態を示す。
本実施例は、様々なホモ二量体IL-21ダブルムテインに融合された種々の抗PD-1 mAbを含む融合タンパク質のパネル作製を示す。
本実施例は、様々な単量体及びホモ二量体IL-21ダブルムテインに融合された種々の抗PD-1 mAbを含む融合タンパク質のパネル作製を示す。
以下の材料及び方法を実施例で使用した。
組み換え抗PD-1Ab-IL-21ムテイン配列を、HEK293-6Eにおける一過性発現の場合にはpTT5にクローニングし、またはCHO-K1細胞における安定発現の場合には抗生物質選択カセットを含有するベクターにクローニングした。発現生成を36℃で5~7日間実施し、精製するために上清を回収した。全てのタンパク質ロットをプロテインAアフィニティークロマトグラフィー(Mab Select SuRe)によって精製し、続いて、カチオン交換(SP Sepharose HP)し、A5.2Su緩衝液に緩衝液交換(UF/DF)した。ロットは全て、サイズ排除クロマトグラフィーによるメインピークが95%を超え、エンドトキシンが0.2EU/mg未満(Endosafe LAL、Charles River)であった。
GloResponse Jurkat NFAT-luc2/PD-1安定エフェクター細胞(Promega、#CS187102)及びCHO PD-L1安定細胞株(Promega、#CS178103)を1.25:1の比率で、段階希釈した抗体の存在下、3連、37℃、5%CO2で6時間共培養した。Bio-Gloルシフェラーゼアッセイシステム(Promega、#G7940)を使用して、発光を測定した。
pSTAT3αスクリーニング。次いで、HuT78親細胞株及びHuT78 PD-1安定細胞株を40,000細胞/ウェルで別々のプレートに、段階希釈した抗体の存在下、3連、37℃、5%CO2で40分間播種した。AlphaLisa Surefire Ultra Pstat3(Tyr705)Assay Kit(Perkin Elmer、#ALSU-PST3-A10K)を使用して、Pstat3 Tyr705レベルを測定した。
不適合ドナーペアのロイコパックをAllCells Inc.から入手した。ドナーのT細胞をPan T-cell Isolation Kit(Milteny Biotec、#130-096-535)を使用して単離し、不適合ドナーの単球をPan Monocyte Isolation Kit(Miltenyi Biotec、#130-096-537)を使用して単離した。CellXVivo Human Monocyte-Derived Dendritic Cell Differentiation Kit(R&D Systems、#CDK004)を使用して、単球を更に10日間成熟させた。Pan-T細胞と成熟した単球を、10:1の比率で、段階希釈した抗体の存在下、3連、37℃、5%CO2で72時間共培養した。上清IL-2レベルをELISA(Mesoscale Discoveries、#K151QQD-4)によって測定した。
ヒト及びカニクイザルのIL-21R結合親和性:一価のIL-21R-FLAG-Hisと二価のIL-21R-Fc組み換え試薬の両方を試験したが、極めて類似した結果であった(約2~3倍以内)。可溶性組み換えIL-21R試薬は、最小限にビオチン化し、Streptavidin SAXチップ上に2.0nmの添加レベルまで捕捉した。次いで、チップを、PD-1抗体-IL-21サンプルを3倍段階希釈したウェル中でインキュベートした。野生型IL-21融合体の場合、最大サンプル濃度は、10nMであったが、IL-21ムテイン融合体の場合、最大サンプル濃度は、300nMであった。正確なカイネティクスフィッティングを得るために、20分間の結合時間と1.5時間の解離時間を使用して、結合グラフの曲率を最大にした。
本実施例は、IL-21ムテインを含む融合タンパク質で使用される抗PD-1 mAbの作製について記載する。
マウス系統
XENOマウス(登録商標)トランスジェニックマウスを免疫化することによって、ヒトPD-1に対する完全ヒト抗体を作製した(米国特許第6,114,598号、同第6,162,963号、同第6,833,268号、同第7,049,426号、同第7,064,244号(その全体を参照により本明細書に援用する);Green et al.,1994,Nature Genetics 7:13-21;Mendez et al.,1997,Nature Genetics 15:146-156;Green and Jakobovits,1998,J.Ex.Med,188:483-495;Kellerman and Green,Current Opinion in Biotechnology 13,593-597,2002)。これらの免疫化には、XMG4-K及びXMG4-KL XENOマウス(登録商標)系統に由来する動物を使用した。
細胞による免疫化経路を使用して抗ヒトPD-1免疫応答を引き起こした。免疫原として、E3K T細胞エピトープタグにGly-Ser-Serリンカーを介して融合されたヒトPD-1またはカニクイザルPD-1のいずれかを、CHO-S細胞に一過性トランスフェクトした。これらの一過性トランスフェクトCHO細胞のいずれかをCpG-ODN含有Alumと混合し、TIP(尾根部及び腹腔内)注射を使用して、8週間にわたって13回、動物を免疫化した。初回の追加免疫は、ヒトPD-1を発現する400万個の細胞からなり、それ以後の追加免疫は、ヒトまたはカニクイザルPD-1を発現する200万個の細胞を含有した。ヒトPD-1を用いて合計9回の免疫化を実施し(1~6、8、10及び13)、残りの4回の免疫化は、カニクイザルPD-1を用いて行った。PD-1特異的力価を評価するために、10回目の追加免疫後に、動物から採血した。
ハイブリドーマ生成
好適な血清力価を示す動物を特定し、脾臓及び/または流入領域リンパ節からリンパ球を得た。プールしたリンパ球(各回収物より)を好適な培地(例えば、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM);Invitrogen(Carlsbad,CA))中で粉砕することによって、リンパ組織から分離した。標準法を使用してB細胞を選択し、かつ/または増大させ、当該技術分野において知られている技術を使用して、好適な融合パートナーと融合させた。
293fectin(商標)Transfection Reagent(Thermo Fisher、Cat:12347019)を使用して、2000万個の293T細胞にpTT5-mini4:huPD-1::GSS:E3Kをトランスフェクトした。トランスフェクションから24時間後、293T細胞を、EZ-Link(商標)NHS-LC-LC-ビオチン(Thermo Fisher Cat:21343)含有PBS(pH8.6)中、400μg/mLで30分間インキュベーションすることによって、ビオチン化した。次いで、細胞をPBS(中性pH)で洗浄した後、これを、EDTA不含プロテアーゼ阻害薬及び10%トリトンX100を含有する低張緩衝液中に再懸濁した。26ゲージの針を備える注射器により、繰り返しポンピングすることによって、細胞を破壊した。細胞断片を12000Gで20分間の遠心分離にかけることによって、ペレット化した。次いで、膜粒子を含有する上清を回収し、Amicon Ultracel 100k遠心分離カラム(Millipore、カタログ番号UFC810024)中でPBSにより3回洗浄し、洗剤を除去した。次いで、膜調製物のトラッキング該当数(PD-1に対する特異性を有する陽性対照ハイブリドーマ細胞)について試験して、IgGに相関する膜調製物結合を調べた。次いで、膜調製物を等分し、使用まで、摂氏-20度で凍結した。
ハイブリドーマ細胞をフラスコから取り出し、滅菌FACS緩衝液(2%FBS PBS)中で洗浄した。次いで、細胞をPD-1膜調製物(FACS緩衝液中1:10に希釈、反応体積1mL、例えば、900μLのFACS緩衝液中に100μLの膜調製物)と混合し、摂氏4度で1時間インキュベートした。細胞をFACS緩衝液で再度洗浄し、5μg/mLのAlexa Fluor 488結合F(ab’)2断片ヤギ抗ヒトIgG Fc(Jackson、Cat:109-546-098)及びAlexa Fluor647結合ストレプトアビジン(Jackson、Cat:016-600-084)を含有する検出カクテル1mLを用いて染色した後、暗所で、摂氏4度で30分間インキュベートした。FACS緩衝液で細胞を再度洗浄し、培地に再懸濁し、次いで、40μのセルストレーナに通して凝集細胞を取り除いた。BD FACSAria 3を使用して、Alexa Fluor 488とAlexa Fluor 647蛍光の両方を呈する集団でゲーティングすることによって、抗原特異的細胞をソーティングした(IgG+及び抗原結合細胞)。
HEK293細胞上に一過性に発現されたヒトPD-1への結合について、疲弊したハイブリドーマの上清をCell Insightによって試験した。簡潔に述べれば、293Fectinを使用して、PD-1をコードする哺乳動物の発現構築物をHEK293細胞に一過性トランスフェクトした。翌日、15μLの疲弊ハイブリドーマ培地を384ウェルFMATプレートの各ウェルに加えた。次いで、トランスフェクトしたHEK293細胞(27万個/mL)、核染色Hoechst33342(7.5μg/mL)及び二次検出抗体(0.75μg/mL、ヤギ抗ヒトIgG(H+L)Alexa 488(Jackson ImmunoResearch))を混合し、この混合物30μLを384ウェルFMATプレートの各ウェルに加えた。約3時間後、AquaMaxプレートリーダーを使用して上清を吸引し、マルチドロップ機器を使用して30μLのFACS緩衝液を各ウェルに加えた。プレートをBig Bear Plateシェーカー上に置いてウェル内の細胞を均一に分散させ、次いで、Cell Health Bio-Appを使用して、Cell Insightプラットフォームで読み取った。この解析により、この回収物から383個の抗原特異的抗体が特定された。
ヒトPD-1及びNFAT-ルシフェラーゼレポーター(Promega)を安定的に発現するJurkat細胞を、10%ウシ胎児血清(Sigma)、2mM L-グルタミン(Sigma)、10mM HEPES(Hyclone、GE Healthcare Life Sciences)、500μg/mLのジェネティシン(Gibco Life Technologies)、100μg/mLのハイグロマイシンB(Invitrogen)を添加したRPMI 1640培地(Sigma)中、37℃/5%CO2で培養した。カニクイザルPD-1及びNFAT-ルシフェラーゼレポーター(Promega)を安定的に発現するJurkat細胞を、10%ウシ胎児血清(Sigma)、2mM L-グルタミン(Sigma)、10mM HEPES(Hyclone、GE Healthcare Life Sciences)、200μg/mLのハイグロマイシンB(Invitrogen)、300μg/mLのゼオシン(Invitrogen)を添加したRPMI 1640培地(Sigma)中、37℃/5%CO2で培養した。ヒトPD-L1(Promega)を安定的に発現するチャイニーズハムスター卵巣(CHO)クローン細胞株99を、Nutrient Mixture F12 HAM(Sigma)、10%ウシ胎児血清、10mM HEPES、250μg/mLのジェネティシン、200μg/mLのハイグロマイシンB中、37℃/5%CO2で培養した。実験日に、Jurkat NFAT-ルシフェラーゼ/PD-1細胞及びCHOクローン99 PD-L1細胞(トリプシンで剥離)を200×gで5分間遠心分離にかけ、アッセイ培地(RPMI 1640培地、2%ウシ胎児血清、15mM HEPES)中に再懸濁した。試験分子を希釈し、384ウェルの黒色/透明底アッセイプレート(Corning)中でアッセイ緩衝液を使用して滴定した。最初に調製した細胞を1:1の比率で混合し、次いで、細胞混合物をアッセイプレートに添加することによって、調製した細胞を合計40,000細胞/ウェルで播種した。プレートを37℃/5%CO2で18~24時間インキュベートした。生成されたルシフェラーゼの量をBio-Glo Luciferase Assay System試薬(Promega)によって測定し、その後、プレートを室温で20分間インキュベーションし、発光をEnVisionプレートリーダー(PerkinElmer)で検出した。シングルポイントアッセイでは、ESNサンプルを最初に定量し、正規化し、0.5μg/mLで試験した。効力の測定では、ESNサンプルまたは精製抗体をアッセイ培地中3倍で連続滴定し、これを使用してヒトまたはカニクイザルPD-1レポーター細胞を処理した。単一濃度スクリーニング中に所望の活性を示した抗体の数及び効力順位を表15に示す。
PD-1アンタゴニスト抗体産生ハイブリドーマ細胞を含有するウェルから、Qiagen RNeasy miniまたはInvitrogen mRNAキャッチャープラスキットを使用して、RNA(totalまたはmRNA)を精製した。精製されたRNAを用いて、逆転写によるcDNA合成と、それに続くポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を使用して、抗体の重鎖及び軽鎖可変領域(V)の遺伝子を増幅した。Qiagen One Step Reverse Transcriptase PCRキット(Qiagen)を使用して、完全なヒト抗体γ重鎖を得た。この方法を使用して、RNA鋳型から第1のcDNA鎖を生成し、次いで、多重PCRを使用して、γ重鎖の可変領域を増幅した。5’γ鎖特異的プライマーを抗体重鎖のシグナル配列にアニーリングし、3’プライマーをγ定常ドメイン領域にアニーリングした。Qiagen One Step Reverse Transcriptase PCRキット(Qiagen)を使用して、完全なヒトκ軽鎖を得た。この方法を使用して、RNA鋳型から第1のcDNA鎖を生成し、次いで、多重PCRを使用して、κ軽鎖の可変領域を増幅した。5’κ軽鎖特異的プライマーを抗体軽鎖のシグナル配列にアニーリングし、3’プライマーをκ定常ドメイン領域にアニーリングした。Qiagen One Step Reverse Transcriptase PCRキット(Qiagen)を使用して、完全なヒトλ軽鎖を得た。この方法を使用して、RNA鋳型から第1のcDNA鎖を生成し、次いで、多重PCRを使用して、λ軽鎖の可変領域を増幅した。5’λ軽鎖特異的プライマーを軽鎖のシグナル配列にアニーリングし、3’プライマーをλ定常ドメイン領域にアニーリングした。
初代ヒト及びカニクイザル細胞によって発現されたPD-1に対するハイブリドーマ上清の結合を、フローサイトメトリーによって試験した。ヒト初代細胞結合アッセイでは、精製されたヒトT細胞(Biological Specialty Corp.)を解凍し、2.5×106細胞/mLの濃度で懸濁した。抗マウスIgG Fc(Pierce)5μg/mLをプレコーティングしたプレート中で、5μg/mLの抗ヒトCD3クローンOKT3(eBioscience)及び1μg/mLの抗ヒトCD28(BDPharmingen)を用いて、37℃/5%CO2で72時間、T細胞を刺激した。72時間後、細胞を取り出し、洗浄し、0.5×106細胞/mLの濃度で、10ng/mLのIL-2(Pepro Tech)とともに懸濁した。次いで、細胞を37℃/5%CO2で更に48時間インキュベートした。カニクイザル初代細胞結合アッセイでは、カニクイザルPBMC(SNBL)を解凍し、4×106~5×106細胞/mLの濃度で懸濁した。抗マウスIgG Fc(Pierce)5μg/mLをプレコーティングしたプレート中で、1μg/mLの抗ヒトCD3クローンSP34(BD Pharmingen)及び1μg/mLの抗ヒトCD28(BD Pharmingen)を用いて、37℃/5%CO2で72時間、PBMCを刺激した。72時間後、細胞を取り出し、洗浄し、0.5×106細胞/mLの濃度で、20ng/mLのIL-2(Pepro Tech)とともに懸濁した。次いで、細胞を37℃/5%CO2で更に48時間インキュベートした。最終インキュベーション後、細胞を、最終濃度1μg/mLで、正規化したハイブリドーマ上清、陽性対照抗体及びアイソタイプ対照抗体とともにインキュベーションすることによって、フローサイトメトリー用に調製した。二次検出にはAlexa Fluor 647 AffiniPureF(ab’)2断片ヤギ抗ヒトIgG(H+L)(Jackson ImmunoReserach)を5μg/mLで使用し、生死細胞染色には8.25nM YoPro1(Invitrogen)を使用した。次いで、細胞をBD FACSCanto IIフローサイトメーターにかけて、抗PD-1抗体結合を検出した。PD-1発現細胞のFACS幾何平均として結果を示し、データを表17に示す。
次いで、PD-1のリガンド結合を阻害する能力について、PD-1結合ハイブリドーマ上清を試験した。以下のように、ヒトPD-1を一過性に発現するHEK293細胞に対するFACSを使用して、抗原特異的ハイブリドーマ上清サンプルで競合結合アッセイを実施した。ヒトPD-1を発現するHEK293細胞を抗体サンプル(PD-1に特異的なハイブリドーマ上清)と混合し、4℃で1時間インキュベートし、次いで、2回洗浄した。次いで、結合したサンプルを含む細胞をhuPD-L1-Fc-Alexa647またはhuPD-L2-Fc-Alexa 647(R&D systems(Minneapolis,MN))とともに、4℃で45分間、インキュベートした。次いで、7-AAD細胞生死判別染色を加え、細胞を4℃で更に15分間インキュベートし、2回洗浄し、FACS緩衝液中に再懸濁した。BD Accuri(商標)Flow Cytometer及びIntellicyt HyperCyt autoSamplerを使用してサンプルを解析した。表18中のデータは、1μg/mLでのヒトPD-1に対するヒトPD-L1のPD-L2結合の阻害パーセントを反映するものである。
KinExA(登録商標)法を使用して、いくつかの抗体の動態測定値を評価した。この方法は、平衡状態における正式な親和性測定の溶液ベース測定法によって行われる。
ヒト未成熟単球由来樹状細胞(Astarte)を解凍し、CellXVivo Human Monocyte-Derived Dendritic Cell Differentiation Kit(R&D Systems #CDK004)を使用して、IL-4、GM-CSF及びTNF-a中で72時間培養することにより、成熟樹状細胞に分化させた。付着していない細胞及び付着のゆるい細胞を取り除き、混合し、遠心分離にかけて、細胞をペレット化した。培地を除去したら、細胞をX-Vivo-15培地に400×103細胞/mLで再懸濁し、樹状細胞を96ウェルプレートの各細胞に加えた(50μL中20k細胞)。ヒトT細胞(Astarte)を素早く解凍し、X-Vivo-15培地で洗浄した。細胞を2×106細胞/mLで再懸濁し、100μLを各ウェルに加えた(200k細胞/100μL)。抗体を希釈し、合計量50μLで各ウェルに加えた。混合物を37℃で3日間インキュベートした。この時点で、細胞を遠心し、細胞175μLを使用したT細胞増殖の尺度としてのIL2産生の測定を、IL-2V-Plexキット(MSD)を製造元の推奨に従って使用して行った。
可能であれば、A-1(20A2)、A-3(20C1)及びA-2(22D4)抗PD-1可変ドメイン配列を操作して、側鎖分解のリスクのあるモチーフを除去した。そのようなアミノ酸モチーフには、(1)アスパラギンが脱アミド化を受けやすいCDRの「NG」及び「NT」配列、(2)アスパラギン酸が異性化を起こしやすいCDRの「DG」、「DH」、「DS」及び「DT」配列、ならびに(3)酸化を受けやすいCDR3トリプトファンがある。典型的に、置換識別は、生殖配列に由来するか、配列関連PD-1結合mAbに由来した。バイオインフォマティクスまたは構造解析が明確な置換識別を与えない場合、親残基と化学的に類似する残基タイプを選択した。
R9E及びR76A変異を含む単量体IL-21ダブルムテインに融合された抗PD-1抗体22D4.017を含む融合タンパク質(「[22D4.017]-[R9E:R76A](単量体)」)のin vivo活性を、ナイーブ非ヒトカニクイザルで評価した。第1の群のサルには、抗PD-1抗体22D4.017のみ(IL-21ムテインへの融合なし)を投与し、第2の群のサルには、融合タンパク質[22D4.017]-[R9E:R76A](単量体)を投与した。末梢血における薬力学(PD)パラメーターをFACSの使用によりモニタリングした。パラメーターには、免疫細胞動態及びリンパ球のSTAT3転写因子リン酸化(pSTAT3)が含まれた。血清中サイトカイン及びパーフォリンについても、Millipore Milliplex(登録商標)マルチアナライトプロファイリング(MAP)マルチプレックスアッセイによって試験した。末梢血パラメーターの投与前解析を実施して、データセットのベースラインへの正規化を可能とした。投薬を1日目に開始した。血液及び血清を予め定めた時点で採取した。
以下の実施例は、種々の抗PD-1抗体の結合親和性を示す。
以下の実施例は、種々の抗PD-1抗体の安定性を示す。
本実施例は、種々の融合タンパク質によって誘発されるIL-21活性を示す。
Claims (17)
- IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含むコンジュゲートであって、IL-21ムテインが配列番号233~245のいずれかのアミノ酸配列を含む、コンジュゲート。
- IL-21ムテインが配列番号244のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。
- IL-21ムテインが配列番号245のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。
- コンジュゲートが、IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、
該融合タンパク質が、
(i)それぞれが配列番号391の軽鎖を含む2つの軽鎖、及び
それぞれが配列番号498~500または519のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(ii)それぞれが配列番号391の軽鎖を含む2つの軽鎖、
配列番号501~506のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した重鎖、及び
配列番号556~558のいずれか1つの重鎖を含む重鎖、または
(iii)それぞれが配列番号371の軽鎖を含む2つの軽鎖、及び
それぞれが配列番号508~512のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(iv)それぞれが配列番号371の軽鎖を含む2つの軽鎖、
配列番号513~518のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、IL-21ムテインに融合した重鎖、及び
配列番号559~561のいずれか1つのアミノ酸配列を含む重鎖、または
(v)それぞれが配列番号389の軽鎖可変領域を含む2つの軽鎖、及び
それぞれが配列番号498~500または519のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(vi)それぞれが配列番号389の軽鎖可変領域を含む2つの軽鎖、及び
配列番号501~506のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した重鎖、及び
配列番号556~558のいずれか1つの重鎖を含む重鎖、または
(vii)それぞれが配列番号369の軽鎖可変領域を含む2つの軽鎖、及び
それぞれが配列番号508~512のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(viii)それぞれが配列番号369の軽鎖可変領域を含む2つの軽鎖、
配列番号513~518のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した重鎖、及び
配列番号559~561のいずれか1つの重鎖を含む重鎖、または
(ix)それぞれ配列番号389の軽鎖可変領域及び配列番号391の軽鎖定常領域を含む2つの軽鎖、及び
それぞれが配列番号498~500または519のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(x)それぞれ配列番号389の軽鎖可変領域及び配列番号391の軽鎖定常領域を含む2つの軽鎖、
配列番号501~506のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した重鎖、及び
配列番号556~558のいずれか1つの重鎖を含む重鎖、または
(xi)それぞれ配列番号369の軽鎖可変領域及び配列番号371の軽鎖定常領域を含む2つの軽鎖、及び
それぞれが配列番号508~512のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(xii)それぞれ配列番号369の軽鎖可変領域及び配列番号371の軽鎖定常領域を含む2つの軽鎖、
配列番号513~518のいずれか1つのIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した重鎖、及び
配列番号559~561のいずれか1つの重鎖を含む重鎖、
を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のコンジュゲート。 - コンジュゲートが、IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、該融合タンパク質は、
(i)それぞれ配列番号385、386及び387のアミノ酸配列を含むLC CDR1、LC CDR2及びLC CDR3をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)それぞれ配列番号382、383及び384のアミノ酸配列を含むHC CDR1、HC CDR2及びHC CDR3をそれぞれ含む2つの重鎖、及び
(iii)配列番号244のアミノ酸配列を含むIL-21ムテインであって、IL-21は抗体重鎖の一つに融合する、
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - それぞれの軽鎖が配列番号389の軽鎖可変領域を含み、それぞれの重鎖が配列番号388の重鎖可変領域を含む、請求項5に記載のコンジュゲート。
- コンジュゲートがIL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、該融合タンパク質は、
(i)それぞれ配列番号391の軽鎖を含む、2つの軽鎖、
(ii)配列番号556の重鎖を含む1つの重鎖、及び
(iii)配列番号501のIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した1つの重鎖、
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - コンジュゲートが、IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、
(a)該融合タンパク質は、
(i)配列番号389の軽鎖可変領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)配列番号556の重鎖を含む1つの重鎖、及び
(iii)配列番号501のIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した1つの重鎖、
を含む、または
(b)該融合タンパク質は、
(i)配列番号389の軽鎖可変領域及び配列番号391の軽鎖定常領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)配列番号556の重鎖を含む1つの重鎖、及び
(iii)配列番号501のIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した1つの重鎖、
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - コンジュゲートが、IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、
該融合タンパク質は、
(i)配列番号391の軽鎖をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号499のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(ii)配列番号389の軽鎖可変領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号499のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(iii)配列番号389の軽鎖可変領域及び配列番号391の軽鎖定常領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号499のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(iv)配列番号391の軽鎖をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号519のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(v)配列番号389の軽鎖可変領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号519のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(vi)配列番号389の軽鎖可変領域及び配列番号391の軽鎖定常領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号519のアミノ酸配列をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - コンジュゲートがIL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、該融合タンパク質は、
(i)それぞれ配列番号365、366及び367のアミノ酸配列を含むLC CDR1、LC CDR2及びLC CDR3をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)それぞれ配列番号362、363及び364のアミノ酸配列を含むHC CDR1、HC CDR2及びHC CDR3をそれぞれ含む2つの重鎖、及び
(iii)配列番号244のアミノ酸配列を含むIL-21ムテインであって、IL-21は抗体重鎖の一つに融合する、
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - それぞれの軽鎖が配列番号369の軽鎖可変領域を含み、それぞれの重鎖が配列番号368の重鎖可変領域を含む、請求項10に記載のコンジュゲート。
- コンジュゲートが、IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、
(a)該融合タンパク質は、
(i)配列番号371の軽鎖をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)配列番号559の重鎖を含む1つの重鎖、及び
(iii)配列番号513のIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した1つの重鎖、
を含み、または
(b)該融合タンパク質は、
(i)配列番号369の軽鎖可変領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)配列番号559の重鎖を含む1つの重鎖、及び
(iii)配列番号513のIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した1つの重鎖、
を含み、または
(c)該融合タンパク質は、
(i)配列番号369の軽鎖可変領域及び配列番号371の軽鎖定常領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、
(ii)配列番号559の重鎖を含む1つの重鎖、及び
(iii)配列番号513のIL-21ムテインに融合した重鎖を含む、IL-21ムテインに融合した1つの重鎖、
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - コンジュゲートが、IL-21ムテイン及び抗PD-1抗体を含む融合タンパク質であり、
該融合タンパク質は、
(i)配列番号371の軽鎖をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号508のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(ii)配列番号369の軽鎖可変領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号508のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(iii)配列番号369の軽鎖可変領域及び配列番号371の軽鎖定常領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号508のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(iv)配列番号371の軽鎖をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号511のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(v)配列番号369の軽鎖可変領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号511のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、または
(vi)配列番号369の軽鎖可変領域及び配列番号371の軽鎖定常領域をそれぞれ含む2つの軽鎖、及び
配列番号511のIL-21ムテインに融合した重鎖をそれぞれ含む、2つの重鎖-IL-21ムテイン融合体、
を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。 - 請求項1~13のいずれか一項に記載のコンジュゲート及び容器を含む、キット。
- 請求項1~13のいずれか一項に記載のコンジュゲート、及び薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含む、医薬組成物。
- 治療が必要な対象において、対象の治療において使用するための、請求項15に記載の医薬組成物。
- 固形腫瘍を有する対象の治療において使用するための、請求項16に記載の医薬組成物。
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