JP7173618B2 - アルファ-シヌクレインに対する抗体およびその用途 - Google Patents

アルファ-シヌクレインに対する抗体およびその用途 Download PDF

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Description

本発明は、アルファ-シヌクレイン抗体およびその用途に関する技術である。
アルファ-シヌクレイン(α-Synuclein、α-syn)は、ニューローンの前シナプス末端で主に発現し、正常状態では自然に折り畳まれない状態の単量体として存在する。アルファ-シヌクレインは随意または不随意運動の開始と停止を制御する重要な一種のニューロトランスミッターであるドーパミンの放出を規制することを助ける。特に、アルファ-シヌクレインの機能はシナプス活動の増加および年を取るに連れて重要であり、神経退化の重要な因子である。
しかし、病的な状態において、アルファ-シヌクレインは、液滴(droplet)、リン脂質二重膜または脂質膜などとの結合および相互作用により構造的変化を起こして折り畳み、またはフォールディングされたα-ヘリカル形態の2次構造を形成して、二量体(dimer)、オリゴマー(oligomer)および/または線維状形態の分子を含む凝集体を形成する。
このようなアルファ-シヌクレイン凝集体は、細胞に毒性を誘発することが知られており、パーキンソン病(Parkinson’s disease、PD)、パーキンソン疾患性認知症(Parkinson’s disease dementia、PDD)、多系統萎縮症(multiple system atrophy、MSA)、レビー小体認知症(dementia with Lewy bodies、DLB)、その他多様な疾患の神経細胞内で発見される異常なタンパク質凝集体であるレビー小体の主成分である。またアルファ-シヌクレインのリン酸化、またはユビキチン化のような翻訳後修飾も、アルファ-シヌクレインの凝集および神経毒性と関連があることがと知られている。アルファ-シヌクレインは動物実験および細胞実験でもドーパミン神経細胞を死滅させ炎症反応を誘発し、実験動物でパーキンソン病症と類似の運動症状を誘発することが知られている。また、アルファ-シヌクレイン凝集はパーキンソン病、パーキンソン疾患性認知症、レビー小体認知症、多系統萎縮症およびその他多数の神経軸索疾患を含むシヌクレイン病(α-synucleinopathies)と呼ばれる一群の神経退行性疾患の病因に関連があることが知られている。
さらに、パーキンソン疾患患者の脳脊髄液および血漿サンプルからオリゴマー形態およびモノマー形態のアルファ-シヌクレインがすべて発見され、これは、小さい分子量のアルファ-シヌクレイン凝集体が細胞膜を透過して細胞外空間に接近し得るのを示す。また、フォールディングされたアルファ-シヌクレインがエキソサイトーシスにより細胞から放出された後、プリオンタンパク質のように、細胞間伝達によって脳の一領域から他の領域に伝達され得ることが明らかになった。
よって、アルファ-シヌクレインがパーキンソン疾患のようなシヌクレイン病の治療剤開発の標的になっている。主要開発戦略は、凝集体形成抑制、遺伝子サイレンシングおよび凝集体除去を含む。前者の場合、Epigallocatechin-3-gallate(EGCG)、3-(1,3-benzodioxol-5-yl)-5-(3-bromophenyl)-1H-pyrazole(anle138b、CLR0120およびプロリルオリゴペプチダーゼ抑制剤KYP-20479を含む。
低分子化合物の場合、標的特異的結合力が低下し、低い半減期によって高い用量を投与しなければならない。抗体は、低分子化合物と比較して標的特異的であり、高い半減期を示すが、疾患治療の可能性を高めるためには、高い結合力で凝集体に選好的に結合する抗体が必要である。したがって、アルファ-シヌクレイン凝集体の異常な蓄積に関連した疾患の治療のために、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレインの凝集体に選好的に結合できる抗体の開発が必要である。
本明細書では、アルファ-シヌクレイン、特に、アルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を提供しようとする。前記アルファ-シヌクレインに対する抗体またはその抗原結合断片は、アルファ-シヌクレインを特異的に認識して結合でき、特に、アルファ-シヌクレインのC-末端部位に結合するものであってもよい。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合して、対象(subject)の神経系でアルファ-シヌクレインの水準を減少させる抗体を提供する。さらに具体的に、本発明の抗体またはその抗原結合断片はアルファ-シヌクレイン凝集体、具体的に、アミロイドフィブリル(amyloid fibrils)、プロトフィブリル(protofibrils)およびオリゴマー(oligomers))、特にアミロイドフィブリルに対して高い結合親和性を有し、アルファ-シヌクレインモノマー(monomer)に対して低い結合親和性を有する抗体またはその抗原結合断片に関するものである。
本発明による抗体またはその抗原結合断片は、(i)アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的な結合、(ii)対象の神経系でアルファ-シヌクレイン、またはアルファ-シヌクレイン凝集体の水準減少、(iii)神経細胞間アルファ-シヌクレインまたはその凝集体の移動(cell-to-cell transmission)減少または阻害、および(vi)神経細胞によるアルファ-シヌクレインまたはその凝集体の食細胞作用(phagocytic uptake)の増進からなる群より選択された1種以上の活性を有するものであってもよい。好ましくは、本発明による抗体またはその抗原結合断片は、前記活性(i)~(iv)を全て有するものであってもよい。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を含むシヌクレイン病の予防、軽減、改善または治療用組成物に関するものである。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を、これを必要とする対象に投与する段階を含むシヌクレイン病の予防、軽減、改善または治療方法に関するものである。前記抗体またはその抗原結合断片の投与量は、対象の神経系で、さらに詳しくは、神経系の神経細胞外領域でアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させる有効量であってもよい。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を含む、対象の神経系で、さらに詳しくは、神経系の神経細胞外領域でアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させる方法または神経系の神経細胞外領域でアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させる用途に関するものである。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を含む、対象の神経系で、さらに詳しくは、神経細胞間アルファ-シヌクレインまたはその凝集体の移動(cell-to-cell transmission)減少または阻害させる方法、または神経系の神経細胞間アルファ-シヌクレインまたはその凝集体の移動(cell-to-cell transmission)減少または阻害させる用途に関するものである。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を含む、対象の神経系でミクログリア(microglia)によるアルファ-シヌクレインまたはその凝集体の食細胞作用(phagocytic uptake)を増加させる方法、または対象の神経系でミクログリア(microglia)によるアルファ-シヌクレインまたはその凝集体の食細胞作用(phagocytic uptake)を増加させる用途に関するものである。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を提供しようとする。前記アルファシヌクレインに対する抗体またはその抗原結合断片は、ベータ(β)-あるいはガンマ(γ)-シヌクレインに結合せずアルファ-シヌクレインを特異的に認識して結合でき、アミロイドベータ(amyloid beta)およびタウ(tau)の凝集体に結合せずアルファ-シヌクレインの凝集体に特異的に結合するものであってもよい。
本願において、用語“抗原”または“免疫原”は、例えば、抗原結合タンパク質(例えば、抗体またはその免疫学的に機能的な抗原結合断片)が結合でき、動物で抗原に結合できる抗体の生産に使用できる分子または分子の一部を意味する。抗原は、異なる抗体またはその断片と相互作用できる一つ以上のエピトープを含むことができる。本願による一実施形態において、抗原は、アルファ-シヌクレインタンパク質またはアルファ-シヌクレイン凝集体であってもよい。具体的に、前記アルファ-シヌクレイン凝集体は、アミロイドフィブリル(amyloid fibrils)、プロトフィブリル(protofibrils)およびオリゴマー(oligomers))、特にアミロイドフィブリルであってもよい。本発明によるアルファ-シヌクレインまたはその凝集体に特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片は、特にアルファ-シヌクレインのC-末端部位に結合するものであってもよい。N-末端を認識するアルファ-シヌクレイン抗体は、アルファ-シヌクレイン関連疾患を通称するシヌクレイン病に属する多系統萎縮症のような他の疾病の凝集体は認識できないのに対し、C-末端部位を認識するアルファ-シヌクレイン抗体は、パーキンソン疾病だけでなく、その他の多様なシヌクレイン病疾患の凝集体も認識するという長所を有する。
本願において、用語“中和”は、結合タンパク質が抗原に特異的に結合する時、前記抗原の生物学的活性を抑制または減少することである。一実施形態で、中和タンパク質または中和抗体は、抗原(アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体)に結合して、対象の神経系で神経細胞外領域で抗原の水準を少なくとも約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%を減少させるか、神経細胞外領域で抗原の水準増加を事前に予防することができる。
本願において、“アルファ-シヌクレイン”は、SNCA遺伝子によってコーディングされる140個残基アミノ酸から構成されたネイティブα-Syn(NCBI ID:NP_000336)であって、全長の非処理されたものはもちろん、処理された多様な形態のものを含む。また、自然に現れるアルファ-シヌクレインの変異体、例えば突然変異、スプライス変異体または対立変異体をさらに含むものである。変異体としては、140個の残基タンパク質のほか、エクソン3およびエクソン5が欠失した126個および112個の残基タンパク質形態も存在する(CAG3339.1)。また、SNCA遺伝子の特定多型性(polymorphism)またはミスセンス(missense)突然変異がパーキンソン疾患の発生と関連性があると知られており、このような突然変異体も含まれる。アルファ-シヌクレインのホモログであるベータ-およびガンマ-シヌクレインが存在する。一実施形態において、本願による抗体は、アルファ-シヌクレインを特異的に認識する。アルファ-シヌクレインのアミノ酸配列は配列番号225で表される。
本願において、“アルファ-シヌクレイン凝集体”は、アルファ-シヌクレインの構造(conformation)の変化によるものであって、オリゴマー、プロトフィブリル、フィブリルおよび/または前記構造のうちの一つ以上を含む構造または凝集体を含む。
本明細書で提供される抗体が抗原と認識するアルファ-シヌクレインは、ヒトアルファ-シヌクレイン、サルアルファ-シヌクレイン(例えば、Rhesusアルファ-シヌクレイン)、マウスアルファ-シヌクレイン、ラットアルファ-シヌクレインなどの哺乳動物アルファ-シヌクレインから選択されたものであってもよく、例えば、ヒトアルファ-シヌクレインはアルファ-シヌクレイン(NCBI ID:NP_000336)であってもよいが、これに制限されるわけではない。本明細書に異なって言及されない限り、アルファ-シヌクレインはヒトアルファ-シヌクレインを指して称するものであり得、本明細書で提供される抗体またはその抗原結合断片はヒトアルファ-シヌクレインだけでなく、サル(例えば、Rhesus)、ラット、および/またはマウスアルファ-シヌクレインにも特異的な結合能を有するものであってもよい。
前記抗体またはその抗原結合断片が結合するアルファ-シヌクレインのC-末端部位に結合し、具体的に、ヒトアルファ-シヌクレインタンパク質は、配列番号126のアミノ酸配列で、C-末端領域、例えば、110番残基~120番残基または111番残基~122番残基を含む連続する少なくとも11個または12個のアミノ酸から構成されたペプチドを含むC-末端領域であってもよい。本発明による抗体またはその抗原結合断片は、前記抗原認識部位を認識してアルファ-シヌクレイン凝集体に対する高い親和度で結合することが確認された。
本明細書において、“親和性または親和度(affinity)”は、抗体またはその抗原結合断片と抗原の間の相互作用の強度であり、抗体または抗原結合断片のCDR配列、および/または抗体または抗原結合断片の物理化学的特性(親水性/疎水性、静電気的特性など)、抗原の大きさ、形状、および/または電荷のような抗原の特徴などによって決定できる。このような親和度を決定する方法は、当業界に公示されており、通常解離定数(dissociation constant、KD)で示すことができるが、これに制限されるわけではない。
本明細書において、“アルファ-シヌクレインタンパク質またはアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的結合する”とは、アルファ-シヌクレインタンパク質またはアルファ-シヌクレイン凝集体に対する親和度が他の抗原と比較して相対的に高いことを意味するものであって、例えば、アルファ-シヌクレイン凝集体、具体的に、アミロイドフィブリル(amyloid fibrils)、プロトフィブリル(protofibrils)およびオリゴマー(oligomers)、特にアミロイドフィブリルに対して親和度がOctetおよびSPR分析でそれぞれ0.1×10-10M~2×10-10M、または0.05×10-10M~0.3×10-9Mであるが、これに制限されるわけではない。
本発明の一例による軽鎖および重鎖を含むヒト化アルファ-シヌクレイン抗体、例えば、Hu11F11_(ver.1)、Hu11F11(ver.2)、およびHu11F11_ABL2-4の場合、キメラアルファ-シヌクレイン抗体に比べて高い食細胞作用促進活性を示す。Hu11F11(ver.1)、Hu11F11(ver.2)、Hu11F11(ver.3)、Hu11F11(ver.4)、ABL2-4の場合、キメラアルファ-シヌクレイン抗体に比べてフィブリルの神経細胞膜結合に対する高い抑制能を示し、Hu11F11(ver.2)、Hu11F11(ver.4)、ABL2-4の場合、キメラアルファ-シヌクレイン抗体と比較して、アルファ-シヌクレイン過発現細胞から分泌されたアルファ-シヌクレインの他の神経細胞への伝播に対する高い抑制能を示す。アルファ-シヌクレイン凝集体に対する結合力、例えば、cell-based assayでは測定した結合力は、キメラアルファ-シヌクレイン抗体と類似するか優れた活性を有する。
本発明によるアルファ-シヌクレイン抗体は、適用対象(subject)の神経系で神経細胞の外に分泌されたアルファ-シヌクレイン凝集体が細胞外空間(extracellular space)での正常細胞に移動して該当神経細胞を一種の感染させる作用を抑制し(inhibit cell-to-cell transmission of aggregates)、また、ミクログリアが細胞外空間に位置するアルファ-シヌクレイン凝集体に対する食細胞作用促進能を有する。アルファ-シヌクレイン凝集体は、プリオンのように、一つの細胞から他の細胞に伝播しながら該当正常細胞内にもアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体が脳全般に広がりながらシヌクレイン病を招く。したがって、アルファ-シヌクレイン凝集体は、脳神経細胞に対して毒性があり、脳神経細胞死滅(neurodegeneration)、脳炎症反応(neuroinflammation)を起こすことがよく知らされている。したがって、アルファ-シヌクレイン凝集体が脳の様々な部位に広がりながら脳細胞死滅と脳炎症反応が増加し、これによってシヌクレイン病、例えば、パーキンソン病が進行しながら確認される脳細胞死滅およびこれによる行動、認知機能の障害が現れる。
よって、本発明のアルファ-シヌクレイン抗体は、アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体の神経細胞間移動を抑制して、アルファ-シヌクレイン凝集体が脳の多様な領域に広がる現象を防止することができ、また、ミクログリアの食細胞作用を促進して、対象神経系で神経細胞の外部に存在するアルファ-シヌクレイン凝集体自体の減少または除去によってシヌクレイン病の重要な原因であるアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させて、脳神経細胞死滅および脳炎症反応を減らし、さらに、シヌクレイン病、例えばパーキンソン病の症状および病の進行を改善、軽減または予防する効果を期待することができる。
また、本発明によるアルファ-シヌクレイン抗体は、(i)アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体の神経細胞間移動を抑制、および(ii)ミクログリアの食細胞作用の促進による脳神経系のアルファ-シヌクレイン凝集体の水準減少と関連して二つの機能を全て遂行できる点から優れた活性を有する(本願cell-based assay結果参考)。特に、現在まで臨床試験が進行中であるか論文に公開されたアルファ-シヌクレイン抗体は、前記(i)および(ii)活性のうちの一つの活性を有するので、これは、本願のアルファ-シヌクレイン抗体は知られたアルファ-シヌクレイン抗体に比べて優れたシヌクレイン病の予防または治療に長所があるのを示す。したがって、本願発明によるアルファ-シヌクレイン抗体は、アルファ-シヌクレイン凝集体の除去および減少と、病因としての作用を抑制する効能がさらに優れており、したがって、シヌクレイン病またはこれに関連した症状的疾病(例、認知障害など)にさらに効果的である。
アルファ-シヌクレイン凝集体に対する高い親和度を有する本願による抗体または抗原結合断片は、アルファ-シヌクレイン凝集体形成を減少させることができ、脳の凝集体の濃度を低めることができる。また、アルファ-シヌクレイン凝集体に対する高い親和度を有する本願による抗体または抗原結合断片は、中枢神経系の外でのアルファ-シヌクレイン凝集体形成を減少させることができ、結局、血液脳関門を境界にしたアルファ-シヌクレイン形態の間の平衡状態を変更させて、中枢神経系内の凝集体の濃度を低める効果をもたらすことができる。
これは、抗体を、例えばこれに制限されるのではないが、より簡便な皮下注射のような方式で投与しても十分な効能を得ることができるため、臨床で大きな長所がある。さらに、アルファ-シヌクレイン凝集体に対する高い親和度を有する本願による抗体または抗原結合断片は、アルファ-シヌクレイン凝集体形成および/または蓄積および/または 細胞間伝達を抑制および/または減少させることができ、脳で凝集体の濃度を低めることができる。また、アルファ-シヌクレイン凝集体に対する高い親和度を有する本願による抗体または抗原結合断片は、中枢神経系の外でのアルファ-シヌクレイン凝集体形成を減少させることができ、結局、血液脳関門を境界にしたアルファ-シヌクレイン形態の間の平衡状態を変更させて、中枢神経系内の凝集体の濃度を低める効果をもたらすことができる。また、本理論で限定するのではないが、本願による抗体または抗原結合断片は、単量体の除去による凝集体形成抑制、または単量体と凝集体を全て除去することができる。
本明細書で提供されるアルファ-シヌクレインタンパク質またはアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片は、自然に生産されたものでなくてもよい(non-natyurally ocurring;例えば、化学的合成または組み換え的に生産されたものであってもよい)。前記のような組換技術は、当該技術分野に広く公知されている。
本明細書において、“抗体”は、任意のアイソタイプの完全な免疫グロブリン、または標的抗原への結合のために完全な抗体と競争できる抗原結合断片を意味する。例えば、キメラ、ヒト化、完全ヒトまたは二重特異的抗体またはこれらの抗原結合断片を含む。抗体は、それ自体で抗原結合タンパク質の一種でもある。完全な抗体は、一般に少なくとも2個の全長重鎖と2個の全長軽鎖を含むが、一部の場合に抗体が単に重鎖のみを含んでもよい。
抗体またはその抗原結合断片は、ただの単一源(source)に由来するか、またはキメラであってもよい、キメラ抗体は、2種類の異なる抗体に由来する部分を含み、以下、より詳細に記述される。抗体またはその抗原結合断片は、ハイブリドーマ、組換えDNA技術または完全な抗体の酵素的または化学的切断によって生産される。他の言及がなければ、本願において、用語、抗体は、2個の全長重鎖と2個の全長軽鎖を含む抗体はもちろん、これらの誘導体、変異体、断片、および突然変異体を含み、これらの例は以下の記述の通りである。
一実施形態において、抗体は、モノクローナル抗体、二重特異的抗体、ミニボディ、ドメイン抗体、抗体模倣体(または合成抗体)、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、抗体融合体(または抗体接合体)、およびその断片を含むが、これに限定されず、本願に開示された多様な形態の抗体を含む。一実施形態において、本願に開示された抗体の抗体断片は、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)2断片、Fv断片、単一体である断片(scFv)、ジアボディまたは重鎖可変領域と軽鎖可変領域とがスペーサーを通じて連結された単一鎖の単鎖抗体分子であってもよい。
本願において、“軽鎖”は、抗原またはエピトープに対する結合特異性を提供するのに十分な可変領域配列を有する全長の軽鎖およびその断片を含む。全長軽鎖は、可変領域ドメインVL、および不変領域ドメインCLを含む。軽鎖の可変領域ドメインは、軽鎖ポリペプチドのアミノ末端に存在する。軽鎖の種類には、カッパおよびラムダ鎖が含まれる。
本願において、“重鎖”は、抗原またはエピトープに対する結合特異性を提供するのに十分な可変領域配列を有する全長重鎖およびその断片を含む。全長重鎖は、可変領域ドメインVHおよび3個の不変領域ドメインCH1、CH2およびCH3を含む。VHドメインは重鎖ポリペプチドのアミノ末端に存在し、CHドメインはカルボキシ末端に存在し、CH3がカルボキシ-末端に最も近く位置する。重鎖は、IgG(IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4サブタイプを含む)、IgA(IgA1およびIgA2サブタイプを含む)、IgMおよびIgEのアイソタイプを含む。
本明細書に記載された“抗原結合断片”は、抗原に対する特異的結合能を有する抗体の一部またはこれを含むポリペプチドを意味する。例えば、抗原結合断片は、抗原(例えば、エピトープ)と相互作用して、抗体に抗原に対する特異性および/または親和性を付与するアミノ酸残基を含む抗体の一部またはこれを含むポリペプチドであってもよい。このような抗原結合断片は典型的に、一つ以上の“相補性決定部位”(Complementary Determining Region、or CDR)を含むことができ、ここに加えて、一つ以上の“フレームワーク”領域を含むことができる。CDRは抗体の抗原結合の特異性と親和性に寄与するアミノ酸配列であり、フレームワーク領域はこれらCDRの適切な形態(conformation)を維持するのに寄与するアミノ酸配列部位であって、抗原結合領域と抗原の間に結合を促進することができる。
本願に使用された、抗体または免疫グロブリンの鎖(重鎖または軽鎖)の“抗原結合断片”は全長鎖と比較して一部のアミノ酸が欠如したが、抗原に特異的に結合できる抗体の一部を含むものである。このような断片は、標的抗原に特異的に結合でき、または他の抗体または抗原結合断片と特定のエピトープに結合するために競争できるという側面から、生物学的に活性があるといえる。一態様において、このような断片は全長軽鎖または重鎖内に存在する少なくとも一つのCDRを含み、一部の実施形態において、単鎖、重鎖および/または軽鎖、またはその一部を含む。このような生物学的活性断片は、組換えDNA技術によって生産されるか、または、例えば、完全な抗体を酵素的または化学的切断して生産できる。免疫学的に機能的な免疫グロブリン断片には、これに制限されるのではないが、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、ドメイン抗体および単鎖抗体(例えば、scFv、scFv-Fcなど)を含む。また、これに制限されるのではないが、ヒト、マウス、ラット、カメリドまたはウサギを含む任意の哺乳動物に由来し得る。本明細書に開示された一つ以上のCDRのような抗体の機能的な部分は、第2のタンパク質または低分子化合物と共有結合で連結され、特定の標的に対する標的治療剤として使用できる。
本願において、“Fab断片”は、1個の軽鎖と、CH1および可変領域のみを含む一つの重鎖から構成される。Fab分子の重鎖は、他の重鎖分子とジスルフィド結合を形成できない。
本願において、“Fc”領域は、抗体のCH2およびCH3ドメインを含む重鎖断片を二分子含む。これら2個の重鎖断片は、2個以上のジスルフィド結合およびCH3ドメインの疎水性相互作用によって結合されている。
本願において、“Fab’断片”は、Fab断片に重鎖のCH1とCH2ドメインの間に存在する領域を追加的に含んで、二分子のFab’断片の二つの重鎖の間で鎖間ジスルフィド結合が形成され、F(ab’)2分子を形成することができる。
本願において、“F(ab’)2断片”は、先に記述したように、2個の軽鎖、および可変領域、CH1とCH1とCH2ドメインの間に不変領域の一部を含む重鎖2分子を含んで、2分子の重鎖の間で鎖間ジスルフィド結合が形成される。したがって、F(ab’)2断片は2個のFab’断片から構成され、前記二つのFab’断片はこれら間のジスルフィド結合によって会合されている。
本願において、“Fv領域”は、重鎖および軽鎖の可変領域を含むが、不変領域は含まない抗体である。
本願において、“単鎖抗体”は、重鎖および軽鎖可変領域が柔軟なリンカーによって連結された抗原結合領域の単一ポリペプチド鎖である。例えば、前記単鎖抗体は、重鎖可変領域と軽鎖可変領域が単一鎖形態に連結されたscFv、重鎖可変領域、軽鎖可変領域、およびFcが単一鎖形態に連結されたscFv-Fcなどからなる群より選択された1種以上であってもよい。単鎖抗体は、例えば、米国特許第5,260,203号を参照することができる。
本願において、“2価の抗原結合タンパク質”または“2価抗体”は、2個の抗原結合部位を含む。このような2価抗体に含まれている2個の抗原結合部位は、同一の抗原特異性を有するか、またはそれぞれ異なる抗原に結合する二重特異的抗体であってもよい。本願において、“多重特異的抗原結合タンパク質”または“多重特異的抗体”は、二つ以上の抗原またはエピトープを標的にするものである。
本願において、“二特異的”、“二重特異的”抗原結合タンパク質または抗体は、2個の異なる抗原結合部位を有するハイブリッド抗原結合タンパク質または抗体である。このような二特異的抗体は、多重特異的抗原結合タンパク質または多重特異的抗体の一種であって、公知の多様な方法、例えば、ハイブリドーマの融合またはFab’断片の連結によって生産できる。
本願において、“二特異的”、“二重特異的”抗原結合タンパク質または抗体は、2個の異なる抗原結合部位を有するハイブリッド抗原結合タンパク質または抗体である。このような二特異的抗体は、多重特異的抗原結合タンパク質または多重特異的抗体の一種であって、公知の多様な方法、例えば、ハイブリドーマの融合またはFab’断片あるいはscFv断片の連結によって生産できる。例えば、Songsivilai and Lachmann、Clin.Exp.Immunol.1990、79:315-321;Kostelny et al.J.Immunol.1992、148:1547-1553などを参照することができる。二特異的抗原結合タンパク質または抗体の2個の抗原結合部位が結合する2個の互いに異なるエピトープは、同一または異なるタンパク質標的に位置できる。本願による一実施形態において、本願による抗体は、血液脳関門を通過して伝達されるために伝達体に対する結合を追加的に含む二重特異的抗体の形態を取ることができる。血液脳関門を通じて薬物を伝達するための一つ方法は、細胞に内在したグルコースおよびアミノ酸伝達体、インスリンまたはトランスフェリンの受容体媒介トランスサイトーシスのような伝達システムの使用を含む。
本願において、“コンジュゲート”は、本願に開示された抗体またはその抗原結合断片と他の分子、特に後述する血液脳関門伝達体または治療剤とのキメラ分子を称するものである。コンジュゲートで、本願による抗体またはその抗原結合断片は、他の分子と、例えば、共有結合またはファンデルワールスまたは疎水性相互作用による物理的力、カプセル化、包埋化(embedding)または前記組み合わせを含む方法によって物理的に結合される。一実施形態によるコンジュゲートで、本願による抗体またはその抗原結合断片は、ペプチドリンカーを通じて連結できる。
本願はまた、本願に開示された一つ以上のアミノ酸配列と実質的な配列同一性を有する一つ以上のアミノ酸配列を含む。実質的同一性とは、本願は、配列変異が存在する本願に開示された効果を維持することを意味する。一実施形態で開示された重鎖可変領域と約90%、95%、または99%同一性を有する。他の実施形態で開示された軽鎖可変領域と約90%、95%、または99%同一性を有する。例えば、本願に開示された抗体または抗原結合断片の配列と90%、95%、または99%同一性を示す変異体の場合、任意の変異はCDRよりは可変領域の骨格から発生する。
本発明によるアルファ-シヌクレインまたはその凝集体に特異的に結合する抗体またはその抗原結合断片は、CDRH1、CDRH2およびCDRH3の相補性決定部位を含む重鎖可変領域;およびCDRL1、CDRL2およびCDRL3の相補性決定部位を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
一具体例で、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、下記のCDR配列を含むことができる:
配列番号1および配列番号6のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR1(H-CDR1)、
配列番号2~4および配列番号7~8のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR2(H-CDR2)、
配列番号5および配列番号9のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR3(H-CDR3)、
配列番号10および配列番号13のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、
配列番号11および配列番号14のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および
配列番号12および配列番号15のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖CDR3(L-CDR3)。
前記重鎖CDR1~CDR3のアミノ酸配列と軽鎖CDR1~CDR3のアミノ酸配列を表1および表2に整理した:
Figure 0007173618000001
Figure 0007173618000002
一具体例において、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号1のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1(H-CDR1)、配列番号2~4のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR2(H-CDR2)、および配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3(H-CDR3)を含む重鎖可変領域;および配列番号10のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、配列番号11のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および配列番号12のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3(L-CDR3)を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
また、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号6のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1(H-CDR1)、配列番号7~8のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR2(H-CDR2)、および配列番号9のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3(H-CDR3)を含む重鎖可変領域;および配列番号13のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、配列番号14のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および配列番号15のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3(L-CDR3)を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
他の具体例において、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、
H-CDR1のN-末端側に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR1)であって、配列番号16~17および配列番号35~40のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、
H-CDR1とH-CDR2の間に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR2)であって、配列番号18~19および配列番号41~44のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、
H-CDR2とH-CDR3の間に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR3)であって、配列番号20~31および配列番号45~50のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、
H-CDR3のC末端に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR4)であって、配列番号32~34および配列番号51~52のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、
L-CDR1のN-末端側に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR1)であって、配列番号53~58および配列番号71~77のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、
L-CDR1とL-CDR2の間に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR2)であって、配列番号59~61および配列番号78~81のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、
L-CDR2とL-CDR3の間に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR3)であって、配列番号62~67および配列番号82~88のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含み、および/または
L-CDR3のC末端に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR4)であって、配列番号68~70および配列番号89のアミノ酸配列のうちの一つを含むポリペプチド断片を含むものであってもよい。
本明細書でフレームワークに使用可能なアミノ酸配列として、重鎖可変領域フレームワーク配列を表3および表4に、軽鎖可変領域フレームワーク配列を表5および表6に例示した。
Figure 0007173618000003
Figure 0007173618000004
Figure 0007173618000005
Figure 0007173618000006
他の具体例において、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号1および配列番号6のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR1(H-CDR1)、配列番号2~4および配列番号7~8のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR2(H-CDR2)、配列番号5および配列番号9のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR3(H-CDR3)を含む重鎖可変領域を含むことができ、
前記重鎖可変領域は、配列番号16~17および配列番号35~40のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR1)、配列番号20~31および配列番号45~50のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR2)、配列番号20~31および配列番号45~50のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR3)、および配列番号32~34および配列番号51~52のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR4)を含むことができる。さらに詳しくは、前記重鎖可変領域は、配列番号17のアミノ酸配列を含むH-FR1、配列番号18のアミノ酸配列を含むH-FR2、配列番号29~31のアミノ酸配列のうちの一つを含むH-FR3、および配列番号34のアミノ酸配列を含むH-FR4を含むことができる。
また、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号10および配列番号13のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、配列番号11および配列番号14のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および配列番号12および配列番号15のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖CDR3(L-CDR3)を含む軽鎖可変領域を含むことができ、
前記軽鎖可変領域は、追加的に、配列番号53~58および配列番号71~77のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR1)、配列番号59~61および配列番号78~81のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR2)、配列番号62~67および配列番号82~88のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR3)、および配列番号68~70および配列番号89のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR4)を含むことができる。さらに詳しくは、前記軽鎖可変領域は、配列番号58のアミノ酸配列を含むL-FR1、配列番号59のアミノ酸配列を含むL-FR2、配列番号67のアミノ酸配列を含むL-FR3、および配列番号34のアミノ酸を含むL-FR4を含むことができる。
但し、本発明による抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号1、2および5のアミノ酸配列からなる重鎖CDR1-CDR3と配列番号10、11、および12のアミノ酸配列からなる軽鎖CDR1-CDR3を含み、配列番号16、18、20および32のアミノ酸配列からなる重鎖FR1-FR4と配列番号53、59、62および68のアミノ酸配列からなる軽鎖FR1-FR4とを有するマウス抗体またはキメラ抗体またはその抗原結合断片を含まない。また、本発明による抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号6、7および9のアミノ酸配列からなる重鎖CDR1-CDR3と配列番号13、14、および15のアミノ酸配列からなる軽鎖CDR1-CDR3を含み、配列番号35、41、45および51のアミノ酸配列からなる重鎖FR1-FR4と配列番号71、78、82および89のアミノ酸配列からなる軽鎖FR1-FR4とを有するマウス抗体またはキメラ抗体またはその抗原結合断片を含まない。具体的な例として、配列番号90の重鎖可変領域配列(ch11F11-VH)と配列番号109の軽鎖可変領域配列(ch11F11-VL)を含む抗体または配列番号102の重鎖可変領域配列(ch11F11-VH)と配列番号116の軽鎖可変領域配列(ch11F11-VL)を含むCh3A9抗体は、本発明による抗アルファ-シヌクレイン抗体に含まれない。
本発明の具体的な一例による抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号1のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1(H-CDR1)、配列番号2~4のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR2(H-CDR2)、および配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3(H-CDR3)を含む重鎖可変領域;および配列番号10のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、配列番号11のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および配列番号12のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3(L-CDR3)を含む軽鎖可変領域を含むことができ、
前記重鎖可変領域は、配列番号16~17のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR1)、配列番号18~19のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR2)、配列番号20~31のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR3)、および配列番号32~34のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR4)を含み、
前記軽鎖可変領域は、配列番号53~58のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR1)、配列番号59~61のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR2)、配列番号62~67のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR3)、および配列番号68~70のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR4)を含むことができる。
好ましくは、本発明の具体的な一例による抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号1、配列番号2および配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1~CDR3を含む重鎖可変領域と、配列番号10、配列番号11および配列番号12のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1~CDR3を含む軽鎖可変領域を含み、前記重鎖可変領域は、配列番号17のアミノ酸配列を含むH-FR1、配列番号18のアミノ酸配列を含むH-FR2、配列番号29~31のアミノ酸配列のうちの一つを含むH-FR3、および配列番号34のアミノ酸配列を含むH-FR4を含むことができ、前記軽鎖可変領域は、配列番号58のアミノ酸配列を含むL-FR1、配列番号59のアミノ酸配列を含むL-FR2、配列番号67のアミノ酸配列を含むL-FR3、および配列番号34のアミノ酸配列を含むL-FR4を含むことができる。
本発明の具体的な一例による抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号6のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1(H-CDR1)、配列番号7~8のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖CDR2(H-CDR2)、および配列番号9のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3(H-CDR3)を含む重鎖可変領域;および配列番号13のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、配列番号14のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および配列番号15のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3(L-CDR3)を含む軽鎖可変領域を含むことができ、
前記重鎖可変領域は、配列番号35~40のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR1)、配列番号41~44のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR2)、配列番号45~50のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR3)、および配列番号51~53のアミノ酸配列のうちの一つを含む重鎖可変領域フレームワーク(H-FR4)を含み、
前記軽鎖可変領域は、配列番号71~77のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR1)、配列番号78~81のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR2)、配列番号82~88のアミノ酸配列のうちの一つを含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR3)、および配列番号89のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR4)を含むことができる。
全長の軽鎖および重鎖で、可変領域および不変領域は約12個以上のアミノ酸長さの“J”領域によって結合され、重鎖はまた、約10個以上のアミノ酸の“D”領域を含む。例えば、Fundamental Immunology、2nd ed.、Ch.7(Paul、W.、ed.)1989、New York:Raven Pressを参照することができる。典型的に、抗体の軽鎖/重鎖対の可変領域が抗原結合部位を形成する。
免疫グロブリン鎖の可変領域は一般に全体的構造が同一であり、“相補的決定部位または領域またはドメイン”またはCDRと称される3個の超可変領域によってつながる比較的に保存されたフレームワーク領域(FR)を含む。重鎖/軽鎖対を構成する各鎖由来の可変領域のCDRは、典型的にフレームワーク領域によって整列されて的タンパク質(アルファ-シヌクレイン)の特定エピトープと特異的に結合する構造を形成する。自然発生軽鎖および重鎖可変領域のこのような要素は、N-末端からC-末端まで典型的に次の順序で含まれる:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3およびFR4。可変領域で、これらそれぞれに該当するアミノ酸配列の位置は、Kabatナンバリングシステム(Kabat Sequences of Proteins of Immunological Interest(1987 and 1991、NIH、Bethesda、MD)、またはChothia&Lesk、1987、J.Mol.Biol.196:901-917;Chothia et al.、1989、Nature 342:878-883に記載されたものに従う。
本明細書に開示された多様な重鎖および軽鎖可変領域は、表7および表8に開示される。このようなそれぞれの可変領域は、完全な抗体のそれぞれの重鎖および軽鎖を形成するために、前記重鎖および軽鎖不変領域に結合できる。また、このように生成されたそれぞれの重鎖および軽鎖配列はまた完全な抗体構造を形成するために組合わせられ得る。例えば、本発明による抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号90~101または配列番号102~108のアミノ酸配列のうちの一つの重鎖可変領域と、配列番号109~115または配列番号116~123のアミノ酸配列のうちの一つの軽鎖可変領域を含み、さらに詳しくは、配列番号90~101のアミノ酸配列のうちの一つの重鎖可変領域と配列番号109~115のアミノ酸配列のうちの一つの軽鎖可変領域を含むか、配列番号102~108のアミノ酸配列のうちの一つの重鎖可変領域と配列番号116~123のアミノ酸配列のうちの一つの軽鎖可変領域を含むことができる。
本発明の具体的な一例で、抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号98~101のアミノ酸配列のうちの一つの重鎖可変領域と、配列番号115のアミノ酸配列の軽鎖可変領域を含むことができるか(例、Hu11F11_(ver.1)、Hu11F11_(ver.2)、Hu11F11_(ver.3)、Hu11F11_(ver.4)、など)、または配列番号92のアミノ酸配列を有する重鎖可変領域と、配列番号113のアミノ酸配列を有する軽鎖可変領域を含むことができる(例、Hu11F11_(ABL2-4)抗体)。
但し、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体またはその抗原結合断片は、配列番号90の重鎖可変領域および配列番号109の軽鎖可変領域からなるもの、および配列番号102の重鎖可変領域および配列番号116の軽鎖可変領域からなるものは除外される。
一実施形態による抗体または抗原結合断片の重鎖可変領域および軽鎖可変領域のアミノ酸配列を表7および表8に例示した。
Figure 0007173618000007
Figure 0007173618000008
Figure 0007173618000009
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また、一実施形態による抗体または抗原結合断片の重鎖可変領域および軽鎖可変領域の組み合わせと不変領域を含む、例示的な抗体を表9に記載した。
Figure 0007173618000011
Figure 0007173618000012
Figure 0007173618000013
本明細書に開示された重鎖可変領域および軽鎖可変領域は、完全な抗体の重鎖および軽鎖を形成するために、それぞれ重鎖不変領域および軽鎖不変領域に結合できる。このように生成されたそれぞれの重鎖および軽鎖は適切に組み合わせられて重鎖-軽鎖組み合わせを成すことができ、前記重鎖-軽鎖組み合わせは多量体を形成(例えば、IgGタイプ抗体の場合、二量体を形成)して完全な抗体構造を成すことができる。
前記不変領域は、免疫グロブリン(例えば、ヒト免疫グロブリン)重鎖不変領域および軽鎖不変領域から適切に選択できる。例えば、重鎖不変領域はIgG1重鎖不変領域、IgG3重鎖不変領域、またはIgG4重鎖不変領域であってもよく、軽鎖不変領域はカッパ不変領域またはラムダ軽鎖不変領域であってもよいが、これに制限されるわけではなく、抗体安定性、製造可能性、抗原親和性、および/またはその他目的とする特徴などのために、他の類型の不変領域または変形された不変領域を適切に選択して使用することができ、これは当業者が明確に分かる事項である。
他の実施形態において、前記表7および表8に開示された重鎖可変領域および軽鎖各可変領域は互いに自由に組み合わせられて多様な抗体を形成することができ、単一鎖形態に連結されてscFvのような単鎖抗体を形成することもできる。
本明細書に開示された抗体は、本明細書に開示された他の抗体と特定領域または配列を共有する。一実施形態では、抗体または抗原結合断片の不変領域を共有することができる。他の実施形態では、Fc領域を共有することができる。
一例で、本明細書で提供される抗-アルファ-シヌクレイン抗体は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体であってもよい。他の例で、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体は、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、または動物由来抗体であってもよい。他の例で、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体は、組み換え的または化学的に合成されたものであってもよい。
一実施形態において、本明細書に開示された抗体の抗原結合断片または抗体断片は、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)断片、Fv断片、ミニボディ、ジアボディ、およびscFvなどの単鎖抗体分子からなる群より選択された1種以上であってもよい。
他の実施形態で、本願に提供された抗体は、ヒト抗体またはヒト化抗体であり、多様なイソタイプ(例えば、IgA、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgE、またはIgD)であってもよく、特に、IgG1-、IgG2-IgG3-またはIgG4-類型、例えば、IgG1-またはIgG2-類型であってもよい。
また他の実施形態において、抗-アルファ-シヌクレイン抗体は、前記記載された軽鎖または重鎖のみからなるものであってもよい。他の実施形態において、抗-アルファ-シヌクレイン抗体は、軽鎖可変領域または重鎖可変領域のみからなるものであってもよい。
当業者であれば、抗体が本明細書に開示された一つ以上のCDRを含む場合、開示された各CDRは互いに独立的に選択されて組み合わせられ得るのを理解するはずである。したがって、1、2、3、4、5、または6個の独立的に選択されたCDRを有する抗体が生成され得る。また、組み合わせのためにCDRが選択される時、同じ種類のCDRが反復的に使用されず、例えば、抗体は一般に二つのCDRH2領域を含んで製造されないということを当業者であれば分かるはずである。
一実施形態において、前記抗体は、モノクローナル抗体または多クローン抗体であってもよい。本明細書に開示された抗体は、アルファ-シヌクレインに結合するモノクローナル抗体を含む。モノクローナル抗体は、当該技術分野に公知された任意の技術を使用して製造できる。例えば、免疫化された形質転換動物から収穫された脾臓細胞を不滅化させることによって生産できる。ハイブリドーマ細胞株によって分泌されたモノクローナル抗体は、当該技術分野に公知された技術を使用して精製することができる。
他の具体例において、前記抗体は、動物由来抗体(例えば、マウス抗体など)、キメラ抗体(例えば、マウス-ヒトキメラ抗体)、ヒト化抗体、またはヒト抗体であってもよい。抗体はまた、多様な目的のために多様な方式で変形できる。キメラおよびヒト化抗体がさらに提供される。キメラ抗体は、異なる抗体に由来するポリペプチド断片が共有結合で連結されて、免疫学的に機能的な軽鎖、重鎖またはその断片を形成する抗体である。
このようなモノクローナル抗体で、典型的に抗体の非-抗原認識部分を構成する特定のアミノ酸残基がヒト抗体の相応するアイソタイプの相応する残基と相同性になるように変形する。ヒト化は、例えば、公知された多様な方法を用いて、齧歯類可変領域の少なくとも一部をヒト抗体の相応する領域で置換することによって行われる(米国特許第5,585,089号および第5,693,762号;Jones et al.、1986、Nature 321:522-525;Riechmann et al.、1988、Nature 332:323-27;Verhoeyen et al.、1988、Science 239:1534-1536)。
完全ヒト抗体は、内因性免疫グロブリンの生成が欠乏してヒト抗体を生成することができる形質転換動物(通常、マウス)を免疫化させることによって生成される。完全ヒト抗体はまた、ファージ-ディスプレイライブラリー(phage-display library)に由来し得る。完全ヒト抗体を使用すれば、マウスまたはマウス-由来のmAbをヒトに投与することによって誘発することがある免疫原性反応およびアレルギー反応を最少化することができる。
一実施形態において、本願のヒトアルファ-シヌクレイン抗体は、ファージディスプレイ方法によって選別される。ファージスクリーニングによって選別したアルファ-シヌクレイン特異的な単一クローンファージ抗体を全体IgG(full IgG)形態に変換するために組換え方法を用いた。抗-アルファ-シヌクレイン抗体の組換え製造のために各単一クローンファージ抗体の配列を確保する。確保した配列において、重鎖可変領域配列は重鎖不変領域配列に、軽鎖可変領域配列は軽鎖不変領域配列に移植した後、コドン最適化(codon optimization)方法によってアミノ酸配列を核酸配列に変更する。確保した核酸配列を動物細胞培養用ベクターにクローニングした後、CHO細胞などのタンパク質生産用宿主細胞に前記ベクターを用いて形質転換して、培養する。前記培養液に含まれている抗体を精製するために親和度クロマトグラフィーなどの精製技術を用いて組換え抗体を分離精製する。
他の具体例において、前記抗体は、自然から発見される抗体の典型的な構造を有するか、変形された構造を有する抗体であってもよい。
前記典型的な構造を有する抗体は、互いに異なる二つのポリペプチド鎖(即ち、重鎖および軽鎖)を含む構造的単位体を含む多量体構造を有することができる。前記互いに異なる二つのポリペプチド鎖は、全長軽鎖(約25kDa)および全長重鎖(約50~70kDa)を含むことができる。各鎖は、特徴的な折りたたみパターンを示し、約90~110個アミノ酸からなる、数個の免疫グロブリンドメインから構成されている。このようなドメインは、抗体ポリペプチドを構成している基本単位体である。各鎖のアミノ-末端部分は、典型的に抗原を認識する部分である可変領域またはV領域と称される部分を含む。カルボキシ-末端部分は、アミノ-末端より進化的により保存され、不変領域またはC領域と称される部分を含む。ヒト軽鎖は、一般にカッパ(κ)およびラムダ(λ)軽鎖として分類され、これらそれぞれは、一つの可変領域および一つの不変領域を含む。重鎖は、一般にミュー(μ)、デルタ(δ)、ガンマ(γ)、アルファ(α)またはエプシロン(ε)鎖として分類され、これらはそれぞれ、IgM、IgD、IgG、IgAおよびIgEイソタイプと定義される。IgGは、IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4を含むが、これに制限されない複数のサブタイプを有する。重鎖不変領域は、典型的に効果器機能を示す一つ以上のドメインを含む。重鎖不変領域ドメインの数はイソタイプによって変わる。IgG重鎖は、例えば、それぞれCH1、CH2およびCH3と公知された3個のC領域ドメインを含む。本明細書に開示された抗体は、このようなイソタイプおよびサブタイプのうちの任意の一つであってもよい。一実施形態において、前記抗-アルファ-シヌクレイン抗体は、IgGイソタイプ、例えば、IgG1、IgG2またはIgG4サブタイプであってもよい。
本明細書に開示された抗体はまた、前記本明細書に開示された抗体の変異体である。例えば、抗原の一部は、前記開示された重鎖または軽鎖、可変領域またはCDR配列の一つ以上の残基で保存的(conservative)アミノ酸置換を含む。当業者であれば、公知された技術を使用して本明細書に開示されたポリペプチドの適切な変異体を決定することができるはずである。当業者であれば、ポリペプチドにおいて活性に重要であると思われない領域を変異体の標的にして、活性を破壊しないながらもタンパク質を変化させることができる部位を探し出すことができるはずである。
本願はまた、本願に開示された抗体の誘導体を提供する。誘導体化された抗体は、抗体またはその断片に目的とする特性、例えば、特定の用途で増加された半減期を提供する任意の分子または物質を含むことができる。誘導体化された抗体は、例えば、検出可能(または標識化)残基(例:放射性、比色性、抗原性または酵素分子、検出可能なビーズ(例:磁気または電子密度(例:金)ビーズ)、または他の分子(例:ビオチンまたはストレプトアビジン)に結合する分子)、治療的または診断的残基(例:放射性、細胞毒性、または薬学的活性残基)、または特別な用途(例えば、対象体、例えば、ヒト対象体に投与、またはその他の生体内または試験管内使用)のための抗体の適合性を増加させる分子を含むことができる。
他の実施形態は、抗体のFc領域にアルファ-シヌクレイン結合タンパク質が融合された2個の融合タンパク質を含む二量体に関するものである。前記二量体は、例えば、融合タンパク質をコーディングする遺伝子融合体を適切な発現ベクター内に挿入し、組換え発現ベクターで形質転換された宿主細胞内で遺伝子融合体を発現させ、発現した融合タンパク質が抗体分子と類似に組み合わせられるようにすることによって製造することができ、ここで鎖間ジスルフィド結合がFc残基の間に形成されて二量体が得られる。
本願で使用された用語“Fcポリペプチド”は、抗体のFc領域に由来するポリペプチドであって、野生型または突然変異形態を含む。二量体化を促進するヒンジ領域を含む切断された形態のポリペプチドもさらに含まれる。Fc残基を含む融合タンパク質およびこれから形成されたオリゴマーは、タンパク質Aまたはタンパク質Gカラムを用いた親和性クロマトグラフィーで容易に分離できるという長所がある。
他の様態において、本願はまた、本願による前記抗体または抗原結合断片をコーディングする分離されたポリヌクレオチドを提供する。他の様態において、本願はまた、本願による前記ポリヌクレオチドを含む発現ベクターを提供する。また他の様態において、本願はまた、本願による前記発現ベクターで形質転換された原核または真核細胞または細胞株を提供する。
また他の様態において、本願はまた、前記本願による細胞を前記抗体または抗原結合断片が発現するのに十分な条件で培養する段階;および前記細胞株から抗体またはその抗原結合断片を分離する段階を含む、アルファ-シヌクレインに特異的に結合する分離された抗体またはその抗原結合断片の製造方法を提供する。
また、本明細書に開示された抗体または抗原結合断片は、多様な有用性を有する。例えば、特異的結合分析、親和度に基づいたアルファ-シヌクレイン精製、またはアルファ-シヌクレイン拮抗剤の究明のためのスクリーニング方法などに使用することができる。一実施形態において、本願による抗体は、アルファ-シヌクレイン凝集体の形成抑制、神経系からアルファ-シヌクレイン凝集体の除去、アルファ-シヌクレイン凝集体の細胞間移動抑制、アルファ-シヌクレイン凝集体に対する食細胞作用による細胞外アルファ-シヌクレイン凝集体の除去および減少に有用であり得る。
本願による抗体は、アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体に関連した多様な疾患の検出および/または治療に使用することができる。例えば、疾患は、アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体に関する疾病、症状または疾患の検出、治療、軽減、緩和に有用である。また、本願による抗体は、アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体に関連した多様な疾患または症状の診断またはアルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体の有無検出に使用することができる。
本発明による抗体またはその抗原結合断片は、(i)アルファ-シヌクレインまたはアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的な結合、(ii)対象の神経系でアルファ-シヌクレイン、またはアルファ-シヌクレイン凝集体の水準減少、(iii)神経細胞間アルファ-シヌクレインまたはその凝集体の移動(cell-to-cell transmission)減少または阻害、および(vi)神経細胞によるアルファ-シヌクレインまたはその凝集体の食細胞作用(phagocytic uptake)の増進からなる群より選択された1種以上の活性を有するものであってもよい。好ましくは、本発明による抗体またはその抗原結合断片は、前記活性(i)~(iv)を全て有するものであってもよい。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を含むシヌクレイン病の予防、軽減、改善または治療用組成物に関するものである。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を、これを必要とする対象に投与する段階を含むシヌクレイン病の予防、軽減、改善または治療方法に関するものである。前記抗体またはその抗原結合断片の投与量は、対象の神経系で、さらに詳しくは、神経系の神経細胞外領域でアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させる有効量であってもよい。
本発明の一例は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できる抗体またはその抗原結合断片を含む、対象の神経系で、さらに詳しくは、神経系の神経細胞外領域でアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させる方法、または神経系の神経細胞外領域でアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体の水準を減少させる用途に関するものである。
また他の様態において、本願はまた、本願による任意の抗体またはその抗原結合断片を含む組成物またはキットを提供し、前記組成物は薬学または診断組成物として提供でき、薬学組成物は薬学的に許容可能な担体または賦形剤を含むことができ、診断組成物は診断または検出に必要な試薬を追加的に含むことができる。
本願において、“血液脳関門”またはBBB(blood-brain barrier)は、脳および脊椎とその周辺循環系との間に存在する脳の毛細血管内皮細胞膜内にタイト結合(junction)によって形成された障壁である。このような障壁は非常に堅固で、約60Da分子量の低分子物質が脳に通過することも制限する。脳の血液脳関門、脊椎の血管脊髄障壁、そして網膜の血管網膜障壁は、中枢神経系内の連続的な毛細血管障壁であって、通常BBBと称する。
本願において、“血液脳関門伝達体”は、このような血液脳関門を通過して、本願による抗体または抗原結合断片を伝達できる分子、例えば、ペプチドおよびポリペプチドを含むタンパク質、核酸、抗体、または低分子化合物を含む。
本願において、“治療剤”は、目的とする治療効果のために対象体に投与される分子を称する。対象体は、非ヒト哺乳類、例えば、霊長類またはヒトを含む。治療剤の例としては、ペプチドおよびポリペプチドを含むタンパク質、核酸、抗体、または低分子化合物を含む。他の側面から、治療剤は、一実施形態において、本願による抗体と結合されて、アルファ-シヌクレイン凝集体に関連する疾患の治療剤として使用することができる。
シヌクレイン病で、アルファ-シヌクレインの蓄積が神経退行の典型的な特性を誘導する正確なメカニズムおよびシヌクレイン病の固有の症状が十分に理解されないでいるにもかかわらず、最近の研究はアルファ-シヌクレイン凝集体の異常な形成および蓄積が潜在的なシヌクレイン病の発生および退行性進行に関連するのを暗示している。
本発明によれば、用語“シヌクレイン病”は、病理学的シヌクレイン凝集体を特徴とする全ての神経退行性障害を含む。パーキンソン病、パーキンソン疾患性認知症(Parkinson’s disease dementia、PDD)、レビー小体認知症(dementia with Lewy bodies、DLB)、レビー小体病、レビー小体を伴う認知症、認知症を伴うパーキンソン症候群、多系統萎縮症(multiple system atrophy、MSA)、多発性神経系萎縮および脳鉄沈着を伴う神経変性I型(NBIA Type I)を含むいくつかの神経退行性障害は、シヌクレイン病として集合的にグループ化される。また、アルファ-シヌクレイン凝集は、二次的にアルツハイマー疾患でも発見される(Kim et al.Alzheimer’s Research & Therapy 2014、6:73)。
シヌクレイン病は、共通的な病理学的特性を共有する神経退行性障害の多様なグループである:神経病理的実験で、特有の病変は、ニューロン(neuron)および希小突起神経膠(oligodendrocyte)の選択された集団内でアルファ-シヌクレインタンパク質の異常な凝集を含んで感知され得る。アルファ-シヌクレイン(最初にPARKlおよびPARK4と判明する)は、新皮質、海馬、歯状回、嗅球、線条体、視床および小脳で広範囲に発現する140個アミノ酸のタンパク質である。アルファ-シヌクレインはまた、B-、T-、およびNK細胞をはじめとして蛋白球および血小板を含む造血細胞で高く発現する。このような細胞内での正確な役割は知られていないが、巨核球(血小板前駆体)の分化と関連があった。
本願によるアルファ-シヌクレイン凝集体を高い親和度で特異的に認識し、アルファ-シヌクレイン抗体がこのような疾患の診断、または検出に有用に使用できるのを示す。さらに、本願によるアルファ-シヌクレイン凝集体を特異的に認識するアルファ-シヌクレイン抗体は、アルファ-シヌクレイン凝集体の形成を抑制するか、または凝集体を分解し、細胞間凝集体の伝達を抑制して、シヌクレイン病、特にパーキンソン病の治療に効果的に使用することができるのを示す。
本願において、“アルファ-シヌクレイン凝集体に関連する疾患”は、シヌクレイン病と呼ばれる一群の神経退行性疾患であって、ニューロンおよび膠細胞(glia)集団を含む病巣でアルファ-シヌクレイン凝集体が発見され、ドーパミン性システムの退化、運動能力変化、認知障害およびレビー小体および/またはレビーニューライトの形成のような特徴を有する(Kim et al.Alzheimer’s Research & Therapy 2014、6:73;McKeith et al.、Neurology(1996)47:1113-24)。このような疾患には、パーキンソン疾患、パーキンソン疾患性認知症、レビー小体認知症、アルツハイマーレビー小体疾患、複合性アルツハイマーおよびパーキンソン病、多系統萎縮症およびその他の多数の神経軸索疾患を含むが、これに制限されるのではない。一実施形態において、本願による抗体は、パーキンソン病の治療に効果的に使用される。
本願において、“有効量”は、一般に、疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する疾患による症状の深刻性および/または発生頻度の減少、疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する疾患による症状および/または疾患発生の根本原因除去、または疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する疾患による症状および/または根本原因発生の予防、および/または疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する疾患による損傷を改善または矯正するのに十分な量を意味する。一部の実施形態において、有効量は、治療的有効量または予防的有効量である。“治療的有効量”は、疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する状態または症状を治療するか、または疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する状態または症状の予防、遅滞、またはその進行を逆転させるほど十分な量である。“予防的有効量”は、対象体に投与される時、意図された通り、疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する疾患の発病または再発、または疾患、特にアルファ-シヌクレインに関連する疾患または関連する症状を予防または遅延させ、その発生の可能性を減少させる量である。完全な治療的または予防的効果は、服用量の1回投与によって発生するよりは、服用量の数回投与によって発生できる。したがって、治療的または予防的有効量は、1回以上の投与によって伝達できる。
本発明の他の様態において、本願は、本願による抗体または抗原結合断片またはこれを含む組成物を用いて、シヌクレイン病を有する対象体の前記疾患治療用用途を提供し、前記抗体または抗原結合断片またはこれを含む組成物は、前記対象体、または対象体の脳で、アルファ-シヌクレイン凝集体の細胞間伝達の抑制、アルファ-シヌクレイン凝集体分解、アルファ-シヌクレイン凝集体形成を抑制、またはアルファ-シヌクレイン凝集体のミクログリアによる食細胞作用の増加を含む。
本明細書において、“治療”は、疾病または疾病症状を減少、緩和、軽減、または除去するか、疾病の症状または病的状態をよりよく耐えられる状態にすること、または疾病の症状または病的状態の悪化速度を遅らせることなどを含む、疾病または疾病の症状または病的状態の軽減または除去に関連する全ての作用を意味することができる。用語“対象”または“患者”は、ヒトまたはヒト患者を含む。
抗体の治療的有効量、および薬学的に許容可能な希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、防腐剤および/または補助剤を含む薬学的組成物もさらに提供される。また、例えば、このような薬学的組成物を投与することによって、アルファ-シヌクレインに関連した患者を治療する方法が含まれる。生体内投与に使用される薬学的組成物は、典型的に無菌製剤として提供される。一応、薬学的組成物が剤形化されれば、これは、溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固体、結晶、または脱水されるか凍結乾燥された粉末として無菌バイアル内に貯蔵できる。このような剤形は、直ちに使用可能な形態、または投与直前に再構成される形態(例えば、凍結乾燥される)で貯蔵できる。
薬学的組成物の投与経路は、公知の方法、例えば、経口;静脈内、腹膜内、脳内(実質内)、脳室内、筋肉内、眼球内、動脈内、門脈内、または病巣内経路を通じた注射;持続放出システムまたは移植装置が使用できる。特定の実施形態において、組成物は、ボルス注射によって、または注入または移植装置によって連続的に投与される。
本願による薬学組成物またはキットはシヌクレイン病治療用であって、例えば、前記シヌクレイン病はパーキンソン病、パーキンソン疾患性認知症、レビー小体認知症、アルツハイマーレビー小体疾患、複合性アルツハイマーおよびパーキンソン病、または多系統萎縮症を含む。
また他の様態において、本願による抗体または抗原結合断片またはこれを含む組成物を、シヌクレイン病の治療および/またはアルファ-シヌクレイン凝集体の濃度調節の必要な対象体に投与する段階を含む、前記対象体のシヌクレイン疾病治療または前記対象体でアルファ-シヌクレイン凝集体の濃度を調節する方法を提供する。
一実施形態において、本願による抗体は、BBB通過のために伝達体と連結されて使用できる。BBBを通じて薬物を伝達するための多数の方法が開示されている。例えば、ブラジキニン、またはHIFU(High density foucues ultrasound)のような方法を使用してBBBの浸透圧を瓦解させる方法がある。また、細胞に内在したグルコースおよびアミノ酸伝達体、インスリンまたはトランスフェリンの受容体媒介トランスサイトーシスのような伝達システムの使用または糖タンパク質の活性流出伝達(efflux transporter)を遮断することを含む。
また他の実施形態において、本願による抗体は、他の治療剤と連結されて併合使用されて、アルファ-シヌクレイン凝集体に関連する疾患の治療に使用できる。抗体の治療的有効量、および薬学的に許容可能な希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、防腐剤および/または補助剤を含む薬学的組成物もさらに提供される。
許容可能な剤形物質は、使用される用量および濃度で受容者に無毒性である。特定の実施形態において、治療的有効量のヒトアルファ-シヌクレイン抗体を含む薬学的組成物が提供される。特定の実施形態において、許容可能な剤形物質は、好ましくは、使用される用量および濃度で患者に無毒性である。一実施形態において、薬学的組成物は、例えば、組成物のpH、オスモル濃度、粘度、透明度、色、等張性、香り、無菌性、安定性、溶解または放出の速度、吸収または浸透の変更、維持または保存のための特定剤形物質を含むことができる。
特定の実施形態において、最適の薬学的組成物は、例えば、目的とする投与経路、伝達方法および目的とする用量に応じて当業者によって決定される(前記REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES、参照)。特定の実施形態において、これら組成物は、本願に開示された抗体の物理的状態、安定性、生体内放出速度および生体内クリアランス(clearance)の速度に影響を与えることができる。特定の実施形態において、薬学的組成物中の主なビヒクルまたは担体は、水性または非-水性であってもよい。例えば、適切なビヒクルまたは担体は、可能には、非経口投与用組成物において通常の他の物質で補充された注射用水、生理塩水溶液であってもよい。追加的に、特定の実施形態において、ヒトアルファ-シヌクレイン抗体は、適切な賦形剤、例えば、スクロースを使用して凍結建造物(lyophilizate)として剤形化できる。
薬学的組成物は非経口伝達可能であり、治療的組成物は目的とするヒトα-Syn結合タンパク質を薬学的に許容可能なビヒクル内に含み、パイロジェンを含まない非経口に許容される水溶液の形態で提供できる。
一応、薬学的組成物が剤形化されれば、これは、溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固体、結晶、または脱水されるか凍結乾燥された粉末として無菌バイアル内に貯蔵できる。このような剤形は、直ちに使用可能な形態、または投与直前に再構成される形態(例えば、凍結乾燥される)で貯蔵できる。単一-用量投与単位体を生成するためのキットもさらに提供される。投与頻度は、使用された剤形のヒトアルファ-シヌクレイン抗体の薬物動態学的パラメータに左右される。
また、生体外でヒトアルファ-シヌクレイン抗体薬学的組成物を使用するのが好ましいことがある。このような場合に、患者から除去された細胞、組織または器官はヒトアルファ-シヌクレイン抗体薬学的組成物に露出し、その後、細胞、組織および/または器官は後続的に患者内に移植される。特に、ヒトアルファ-シヌクレイン抗体は、ポリペプチドを発現し分泌するために、本願に記載されているような方法を使用して遺伝子操作された特定細胞を移植することによって伝達できる。
また他の様態において、本願による抗体または抗原結合断片を提供する段階;および前記抗体または抗原結合断片をアルファ-シヌクレイン凝集体検出の必要な生物学的試料と接触する段階を含む、生物学的試料でアルファ-シヌクレイン凝集体の検出方法を提供する。生物学的試料は、アルファ-シヌクレイン凝集体の検出が必要な多様な試料を含み、例えば、脳脊髄液、血漿を含む血液または小便を含み、また、細胞、組織または器官を含む。前記方法は、インビトロまたはインビボで行うことができる。インビボイメージングは、例えば、PET(positron emission tomography)、SPECT(single photon emission tomography)、NIR(near infrared)光学イメージングまたはMRI(magnetic resonance imaging)を用いて行うことができる。
また他の様態において、本願は、シヌクレイン病の診断が必要な対象体でシヌクレイン病を診断する方法であって、前記方法は、前記対象体でアルファ-シヌクレイン凝集体の濃度または細胞内位置を本願による任意の抗体または抗原結合断片で測定/検出する段階;および前記対象体で測定された前記アルファ-シヌクレイン凝集体の濃度または細胞内位置を対照群試料の結果と比較する段階を含み、前記対照群の結果との類似または差は、前記対象体がシヌクレイン病にかかったことを示す。前記方法で、対照群は、正常またはシヌクレイン病にかかった試料であってもよい。検出または診断用途のために、抗体は、典型的に検出可能な標識物質で標識されてもよい。
本願に開示された抗体は、アルファ-シヌクレインに関連する疾患および/または症状を検出、診断、またはモニタリングするための診断の目的に使用できる。一実施形態において、本願による方法は、シヌクレイン病の診断が必要な対象体でシヌクレイン病を診断する方法であって、前記方法は、前記対象体でアルファ-シヌクレイン凝集体の濃度または細胞内位置を本願による抗体または抗原結合断片で測定する段階;および前記対象体で測定された前記アルファ-シヌクレイン凝集体の濃度または細胞内位置を対照群試料の結果と比較する段階を含み、前記対照群の結果との類似または差は、前記対象体がシヌクレイン病にかかったことを示すものである。
前記方法で、対象体は、症状がないか、または症状が現れる前の患者を含むものである。一実施形態において、対照群は、パーキンソン病、レビー小体認知症または多系統萎縮症をを含むシヌクレイン病患者であってもよく、この場合、前記比較段階で対照群との類似性は、前記対象体をシヌクレイン病患者と診断する。他の実施形態において、対照群は、正常人由来の試料の場合、前記比較段階で対照群との差、例えば凝集体濃度の増加は、前記対象体をシヌクレイン病と診断する。また他の実施形態において、前記対象体と対照群の年齢がマッチされ得る。前記方法は、インビボまたは対象体から分離された生物学的試料、例えば、血液、脳脊髄液(CSF、Cerebrospinal fluid)または小便試料で行うことができる。
診断用途のために、抗体は、典型的に検出可能な標識物質で標識されてもよい。適切な標識物質は、放射性同位元素または放射性核種(例えば、H、14C、15N、35S、90Y、99Tc、111In、125I、131I)、蛍光物質(例えば、FITC、ローダミン、ランタン族蛍光体)、酵素(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリ性ホスファターゼ)、化学発光基、ビオチニル基、または2次レポーターによって認識されるポリペプチドエピトープ(例えば、ロイシンジッパー対配列、2次抗体に対する結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグ)が含まれるが、これに制限されるわけではない。
他の様態において、本願の抗体は、アルファ-シヌクレイン凝集体を含む組織の識別に使用できる。特定の実施形態において、抗体は、標識物質で標識され、標識された抗体のアルファ-シヌクレイン凝集体に対する結合が検出される。一実施形態において、アルファ-シヌクレイン凝集体に対する抗体の結合は、生体内で検出される。
他の様態において、本願は、本願に開示された抗体とアルファ-シヌクレイン凝集体への結合に対して競争する試験物質を検出または選別することを開示する。例えば、試験物質の存在または不在で、アルファ-シヌクレイン凝集体を含む溶液内で遊離抗体の量を検出する段階を含む。
遊離抗体、即ち、アルファ-シヌクレイン凝集体に結合されない抗体濃度の増加は、試験分子がアルファ-シヌクレイン凝集体の結合に対して抗体と競争できるのを指示する。一実施形態において、抗体は標識基で標識される。代案的に、試験物質は標識され、遊離した試験物質の量は抗体の存在および不在でモニタリングする。
その他、本願に開示された抗体または抗原結合断片は、多様な有用性を有する。例えば、特異的結合分析、親和度に基づいたアルファ-シヌクレイン精製、またはアルファ-シヌクレイン拮抗剤の究明のためのスクリーニング方法などに使用できる。
本願に開示された抗体は、生物学的試料でアルファ-シヌクレイン、特にレビー小体のようなアルファ-シヌクレイン凝集体の検出およびアルファ-シヌクレイン凝集体を含む細胞または組織の識別に有用である。例えば、アルファ-シヌクレイン抗体は、診断、例えば、生物学的試料、例えば、血漿を含む血液、脳脊髄液(CSF、Cerebrospinal fluid)または小便、組織または細胞内で発現したアルファ-シヌクレイン凝集体を検出し/するか定量する分析、およびこれに基づいたシヌクレイン病の診断に使用できる。
本願に開示された抗体は、アルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に高い結合力で選好的に結合する。高い親和度を有する本願による抗体または抗原結合断片は、アルファ-シヌクレイン凝集体の形成を減少させることができ、脳の凝集体の濃度を低めることができる。また、アルファ-シヌクレイン凝集体に対する高い親和度を有する本願による抗体または抗原結合断片は、中枢神経系の外でのアルファ-シヌクレイン凝集体の形成を減少させることができ、結局、血液脳関門を境界とするアルファ-シヌクレイン形態間の平衡状態を変更させて、中枢神経系内の凝集体の濃度を低める効果をもたらすことができる。また、高い親和度によって低い投与量で投与できる長所がある。これは、抗体を、例えば、これに制限されるのではないが、より簡便な皮下注射のような方式で投与しても十分な効能を得ることができるため、臨床で大きな長所がある。
本願に開示された抗体は、アルファ-シヌクレイン凝集体を効果的に除去するか、分解を促進することができ、アルファ-シヌクレインの細胞間伝達を抑制することができ、アルファ-シヌクレインの凝集体の蓄積に関連する疾患の治療に有用に使用できる。
本発明の一例で製造された単クローン抗体が凝集された形態のnativeアルファ-シヌクレインを特異的に認識するか否かを測定したドットブロット結果を示す。 本発明の一例で製造された単クローン抗体の親和度をELISAで測定した結果である。 本発明の一例で製造された単クローン抗体のアルファ-シヌクレイン凝集体に対する選好的結合特異性および親和度をBIAcoreで分析した結果である。 図3aの結果を表で示したものである。 本発明の一例で製造された単クローン抗体のアルファ-シヌクレイン凝集体に対する選好的結合特異性をOctetで分析した結果である。 図4aの結果を表で示したものである。 本発明の一例で製造された単クローン抗体がアルファ-シヌクレインの細胞間伝播(cell to cell transmission)を抑制するかを分析する原理(上)および実験結果を示したものである。 本発明の一例で製造された単クローン抗体がヒトアルファ-シヌクレインを過発現するマウス動物モデル(TG)でアルファ-シヌクレイン凝集体を除去することができるかを、マウスに抗体投与後、p-129 α-Syn抗体を用いてマウス脳組織を染色して測定した結果である。図面で、HPはHippocampusであり、p-129 α-synは129番目の残基がリン酸化された形態の凝集体のマーカーであり、矢印はリン酸化されたアルファ-シヌクレインを示す。 図6aと同様な実験であるが、マーカーとして、総アルファ-シヌクレインに対する抗体を使用して染色した結果である。矢印は、ヒトアルファ-シヌクレインを示す。9B11、11F4、11F11抗体は、総アルファ-シヌクレインの蓄積を効果的に抑制した。 本発明の一例で製造された単クローン抗体がインビボ(in vivo)でmicrogliosisを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてIba-1(microgliosis)抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果であり、矢印は活性化されたミクログリアを意味するものである。 本発明の一例で製造された単クローン抗体がインビボでastrogliosisを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてGFAP(astrogliosis)抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果であり、矢印は活性化されたアストロサイトを意味するものである。 本発明の一例で単クローン抗体がインビボで炎症性サイトカインを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてIL-1ベータ(IL-1β)抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果であり、矢印はIL-1ベータを発現している細胞を示す。 本発明の一例による単クローン抗体がインビボで炎症性サイトカインを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてIL-6抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果であり、矢印は炎症性サイトカインであるIL-6を発現する細胞を示す。 それぞれ、本発明の一例による単クローン抗体3A9および11F11がヒト脳組織でレビー小体(Lewy body)およびレビー神経突起(Lewy neurites)を特異的に認識できるかをそれぞれ測定した結果である。本願による抗体がレビー小体(矢印)およびレビー神経突起(左下の糸のような形状)に結合することを示す。 それぞれ、本発明の一例による単クローン抗体3A9および11F11がヒト脳組織でレビー小体(Lewy body)およびレビー神経突起(Lewy neurites)を特異的に認識できるかをそれぞれ測定した結果である。本願による抗体がレビー小体(矢印)およびレビー神経突起(左下の糸のような形状)に結合することを示す。 本発明の一例による抗体のエピトープマッピング結果を図式的に示したものであって、本願による抗体は大部分C-末端部位に結合することが明らかになった。 本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体のミクログリアのアルファ-シヌクレイン凝集体に対する食細胞作用促進能分析結果を示したものであり、図10aはヒト化11F11抗体に関するものであり、図10bはヒト化3A9に関するものである。 本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体のミクログリアのアルファ-シヌクレイン凝集体に対する食細胞作用促進能分析結果を示したものであり、図10aはヒト化11F11抗体に関するものであり、図10bはヒト化3A9に関するものである。 本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体がアルファ-シヌクレイン凝集体の神経細胞表面への結合を阻害する能力に関する分析結果である。 本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体がアルファ-シヌクレインを過発現する神経細胞から分泌されて、正常神経細胞にアルファ-シヌクレイン凝集体が移動する細胞間伝播を抑制する効能分析結果である。 本発明の一例で製造されたキメラ抗体とヒト化11F11抗体の親和度をELISAで測定した結果である。 本発明の一例で製造されたキメラ抗体とヒト化11F11抗体のアルファ-シヌクレイン凝集体に対する選好的結合特異性および親和度をBIAcoreで分析した結果である。 本発明の一例で製造されたキメラ抗体がベータ-シヌクレイン、ガンマ-シヌクレイン、あるいはアミロイドベータ(amyloid beta1-42、タウ(tau)由来凝集体でないアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合する特異性をELISAおよびドットブロットで分析した結果である。 本発明の一例で製造されたキメラ抗体がベータ-シヌクレイン、ガンマ-シヌクレイン、あるいはアミロイドベータ(amyloid beta1-42、タウ(tau)由来凝集体でないアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合する特異性をELISAおよびドットブロットで分析した結果である。 本発明の一例で製造されたキメラ抗体がベータ-シヌクレイン、ガンマ-シヌクレイン、あるいはアミロイドベータ(amyloid beta1-42、タウ(tau)由来凝集体でないアルファ-シヌクレイン、特にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合する特異性をELISAおよびドットブロットで分析した結果である。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これは例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を制限しようとするのでない。
実施例1:マウスアルファ-シヌクレイン抗体の製造
免疫化
抗原としては、全長(140残基)またはC-末端21個の残基が切断されたアルファ-シヌクレイン単量体を37度のthermomixer Cに入れて、14日間1050rpmで振って凝集化させ、ソニケーションして使用した。前記製造された1mg/ml濃度の140個および119個残基のアルファ-シヌクレインフィブリルそれぞれをアジュバントと1:1(vol:vol)で混合してよく混ぜた。
Figure 0007173618000014
その次に、前記準備した混合物200μLを5~7週齢BALB/c雌マウスの皮下に注射し、2週後に、同様な方法で製造した混合物200μLを追加的に皮下注射してブースティングさせた。ブースティング1週後に血液を採取して、投与抗原を付けたELISA方法を使用して免疫化滴定(immunization titeration)を行った。その次に、3次ブースティングは、抗原のみを皮下注射した。
ハイブリドーマ生産
その次に、前記のように免疫が完了したマウスの脾臓を除去して、これから細胞を確保した。その次に、脾臓細胞を10%FBSが添加されたHybridoma-SFM培地(Thermo Fisher Scientific、USA)に懸濁させた。ハイブリドーマを製造するために、マウス骨髄種細胞であるSP2/0-Ag14と脾臓細胞を血清が含まれていないHybridoma-SFM培地で混合した後、遠心分離を行って培地を除去した。その次に、細胞ペレットにPEGを添加した後、37℃で1分間培養して細胞融合を誘導した。
単細胞クローニング
融合2週後に、細胞培養培地を用いてマウスに投与した抗原を付けたELISA方法を使用して抗体を生産するマウスB細胞との融合を確認した。その次に、ハイブリドーマを用いて単細胞クローニングを行って単クローン抗体を生産するハイブリドーマを総16個選別した。全長(140残基)アルファ-シヌクレイン凝集体を抗原として用いて9B11(それぞれ、IgG1 kappa)クローンを得て、C-末端21個残基が切断されたアルファ-シヌクレイン凝集体を抗原として用いて3A9および11F11(それぞれ、IgG2b kappa、IgG2b kappa)のクローンを得た。
抗体の精製
10%FBSが含まれているRPMI1640培地で各ハイブリドーマを培養し、抗体生産のためにserumのないSFM培地に培養培地を交替した後、4日ほど培養する。細胞培養上層液を分離して遠心分離した後、0.22μmフィルターでろ過した後、IgG1タイプはprotein G columnで、残りの抗体はprotein A columnで精製した。
可変領域配列決定
可変領域およびCDR配列は、Ahn et al、Mol.Cells 2004、18(2):237-241論文を参照して決定した。ハイブリドーマを培養した後、遠心分離して細胞のみを分離した。分離されたハイブリドーマにトリゾールを入れてRNAを分離し、これを鋳型にしてcDNAを合成した後、塩基配列分析によって可変領域およびCDR配列を確認した。したがって、抗体3A9、9B11、11F11を得た。
実施例2.アルファ-シヌクレイン抗体を用いた抗原結合特異性および結合力分析
実施例2-1:抗-アルファ-シヌクレイン抗体を用いたドットブロット分析
本願による抗体がネイティブ状態での単量体または凝集体に結合するかを分析するために、ドットブロット実験を行った。このために、抗原として50ngあるいは100ngのアルファ-シヌクレインモノマーまたはフィブリルタンパク質(ソウル大学校のイ・スンジェ教授labで製造する;Bae et al.、J.Neurosci 32:13454、2012)をDot blot apparatus(BioRad)を用いてニトロセルロースメンブレンにスポットローディングした。2倍ずつ希釈したモノマーまたはフィブリルタンパク質は、メンブレンの右から左へ順次にローディングした(12.5、25、50、100ng)。メンブレンをTBST組成の5%non-fat dry milkで1時間常温でブロッキングした後、実施例1で製造したアルファ-シヌクレイン抗体を1mg/mlの濃度で1%bovine serum albumin含有TBSTに入れて、メンブレンと当該抗体を1時間常温でインキュベーションした。その次に、TBSTで洗浄した後、HRP(horse radish peroxidase)が結合された2次抗体および基質としてchemiluminscence substrate(NEN)を製造者の方法通りに使用して信号を分析した。結果は、LAS-3000 Luminescent Image Analysis System(FUJIFILM Life Science)を用いてイメージングした。結果は、図1に記載されている。
図1に示されているように、本願によるアルファ-シヌクレイン抗体は、アルファ-シヌクレインモノマーと比較して、凝集体にのみ選好的に結合することが明らかになった。特に、9B11、3A9および11F11は、凝集体にのみ結合することが明らかになった。274抗体(Bae et al.、J Neurosci.2012 Sep 26;32(39):13454-13469)は、単量体および凝集体に全て結合する比較抗体である。
実施例2-2:抗-アルファ-シヌクレイン抗体を用いたELISA分析
本願による抗体の抗原に対する結合力を定量的に分析するために、ELISAを行った。このために、本願によるアルファ-シヌクレイン抗体を1mg/mlの濃度で96ウェルプレートにコーティングした後、ここに10、100、1000、10,000ng/ml濃度のアルファ-シヌクレインフィブリル凝集体を処理した後、PBSで洗浄し、その次に、ビオチンが結合された2次抗体およびHRPが結合されたストレプトアビジンを処理した後、基質としてTMBと反応した後に吸光度を測定し、その測定結果を図2に示した。
図2に示されているように、本願による抗体は、凝集体に高い結合力で選好的に結合することが明らかになった。ELISA結果を通じて抗体を分析してみれば、凝集体選好的に結合する抗体は0.1×10-9M~2×10-9M程度の親和力を示し、単量体および凝集体に全て結合する抗体はこれより高い~1×10-10M値を示した。本発明による抗体は、アルファ-シヌクレイン凝集体に高い親和度で選好的に結合し、単一体に対しては凝集体より低いかまたは結合しないため、親和度を導出できなかった。このような結果は、パーキンソン病のようなアルファシヌクレイン病因を有する神経退行性疾患の原因物質を効果的に除去することができるか、活動を抑制することができるのを示すものである。
実施例2-3.抗-アルファ-シヌクレイン抗体を用いたBIAcore分析
実施例1で製造されたアルファ-シヌクレイン抗体の単量体および凝集体抗原結合に対する定量的分析をBIAcoreを使用して行った。
機器は、T200(GEHealthcare、S/N:1565888)を使用した。ChipはProtein Aを使用し(GE Healthcare、Cat.29-1275-56)、Regeneration bufferは10mM Glycine-HCl pH1.5(GE Healthcare、Cat.BR-1003-54)、Running bufferとanalyte希釈、サンプル希釈緩衝液としてはHBS-EPを使用した。実施例1で製造されたα-syn抗体(3A9、9B11、11F11)は1X HBS-EP(GE Healthcare、Cat.BR-1006-69)で希釈し、α-syn単量体(1mg/ml)またはフィブリルタンパク質(3mg/ml)(analyte)は2倍ずつ順次に希釈して、0nM含む総6個濃度(0、0.39、1.56、6.25、25、100nM)で分析した。キャプチャの場合、単量体は標的RUを800(theoretical)とし、フィブリルは標的RUを100(theoretical)とし、キャプチャphaseをcontact timeを60秒とし、flow rateを30μl/minとし、stabilization periodを180秒として行った。assocation phaseではassociation timeを120秒とし、flow rateを30μl/minとし、dissociation phaseではdissociation timeを360秒とし、flow rateを30μl/minとした。Regeneration phaseでは、flow rateを30μl/minとして、regeneration timeを240秒(1次)、60秒(2次)、二回にわたって行った。1:1 binding modelを使用してfittingし、evaluation softwareはBIACore T200 Evaluation softwareを使用した(GE healthcare)。結果は、図3aおよび図3bに記載されている。
図3aは、本発明の一例で製造された単クローン抗体のアルファ-シヌクレイン凝集体に対する選好的結合特異性および親和度をBIAcoreで分析した結果である。本願による抗体が高い親和度で凝集体に結合することを示す。このような結果は、パーキンソン病のようなアルファ-シヌクレイン病因を有する神経退行性疾患の原因物質を効果的に除去することができるか、活動を抑制することができるのを示すものである。図3bは、図3aの結果を表で示したものである。
図3aおよび図3bの結果に示したように、分析した4個のアルファ-シヌクレイン抗体のうちの前述した他の方法で凝集体に選好的に結合する抗体である、3A9、9B11、および11F11がBIAcoreでも凝集体にのみ結合することが明らかになり、約1~3×10-9Mの高い親和度を有することが明らかになった。
実施例2-4.抗-アルファ-シヌクレイン抗体を用いたOctet分析
実施例1で製造されたアルファ-シヌクレイン抗体(3A9、9B11、11F11)の単量体および凝集体抗原結合に対する定量的分析をOctetを使用して行った。
具体的に、running bufferは1X KB buffer(Cat.18-1092)あるいは1X PBS bufferを1000rpmで使用し、immobilization bufferはsodiumacetate、pH5(10mM、Cat.18-1068)を使用した。α-synモノマーはα-syn抗原をimmobilizationさせ、フィブリルの場合、テスト抗体をimmobilizationさせた。target concentrationは、モノマーの場合、20μg/ml、フィブリルの場合、0.4μg/mlとし、kinetics concentrationは、モノマーの場合50nMから、フィブリルの場合100nMから2倍ずつ順次に希釈して総7個のポイントを設定した。Association/Dissociation時間は、モノマーの場合5分/20分、フィブリルは5分/25分であり、BiosensorはARG2を、fittingは1:1 fittingを使用した。結果は、図4に記載されている。図4は、本発明の一例で製造された単クローン抗体のα-Syn凝集体に対する選好的結合特異性をOctetで分析した結果である。
図4aに示されているように、3A9、9B11および11F11の場合、単量体にはほとんど結合せず(赤い点線ボックス)、凝集体にはよく結合することが明らかになった(赤い点線ボックス内のグラフが上がる)。このような結果はDot blot、Octet、ELISAでの結果と類似あるいは一致する結果であって、テストした4個のα-syn抗体のうちの前記他の方法で凝集体に選好的に結合する抗体である、3A9、9B11および11F11がOctetでも凝集体にのみ結合することが明らかになった。図4bは、図4aの結果を表で示したものである。図4aおよび図4bの結果は、アルファ-シヌクレイン凝集体に選好的に結合することを示し、図1の結果と一致するものである。比較群として使用された#274抗体の場合、単量体および凝集体に全てよく結合することが明らかになった。
実施例3.抗-アルファ-シヌクレイン抗体の細胞間アルファ-シヌクレイン凝集体の伝達抑制効果分析
アルファ-シヌクレイン凝集体の細胞間伝達がアルファ-シヌクレイン凝集体関連疾患の一つの病因として提示されているため、これを抑制することができる抗体は治療剤として有用に使用できるはずである。このために、BiFC(bimolecular fluorescence complementation)分析を次のように行った。BiFC原理は、図5の上部に図式的に示した。
図5は、本発明の一例で製造された単クローン抗体がアルファ-シヌクレインの細胞間伝播(cell to cell transmission)を抑制するかを分析する原理(上)および実験結果を示したものである。ここで、青色は核であり、緑色は細胞外に出たアルファ-シヌクレインが他の細胞内に伝播されて他のアルファ-シヌクレインに接して凝集体を形成した時の信号である。
BiFC分析のための細胞培養
アルファ-シヌクレインと半分のVenus蛍光タンパク質(Venus 1-αSyn(V1S)、αSyn-Venus2(SV2))をそれぞれ発現するSH-SY5Yヒトニューロブラストーマ細胞株は、実験前まで従前に記述されたように培養された(Lee H-J et al.J.Neurosci.2004;24:1888-1896)。実験に先立ち、V1S、SV2を発現する細胞180,000個をカバースリップの上に混合して敷いた後、3日間培養した。継続的なアルファ-シヌクレインの細胞間移動を確認するために、co-cultureは毎48時間ごとにsub-cultureされた。別途の実験で、6継代(passage)程度で伝達の程度が最大であるのを確認したので(データ示していない)、本実施例で、抗体の細胞間伝達抑制効能は6継代のco-cultureを用いて分析した。
BiFC実験/抗体処理
イメージング前日、co-cultureに50μg/mlのIgGまたはテスト抗体(3A9、9B11、11F11)を追加した。各co-cultureで現れるVenus channelでの信号はアルファ-シヌクレインの凝集による凝集体を示し、これはアルファ-シヌクレインが一つの細胞から他の細胞に移動して生成された凝集体と見なした。このような信号は、IN Cell Analyzer(GE Lifescience)で自動分析した(機器設定:puncta size:0.1~0.4μm、intensity:4000-7000)。結果は、図5に開示されている。
具体的に、青色は核、緑色は一つの細胞から外に出たアルファ-シヌクレインが他の細胞内のアルファ-シヌクレインに接して凝集体を形成したのを示す。右グラフは、シグナルの強さを示したものである。9B11、11F11、および3A9各処理群では、陰性対照群であるIgGと比較して、緑色シグナルを示す細胞の個数が減少するのが分かり、これは本願による抗体が凝集体の細胞間伝達を効果的に抑制することができるのを示すものである。本願による抗体9B11、3A9および11F11処理群では、陰性対照群であるIgGと比較して、緑色シグナルを示す細胞の個数が顕著に減少し、これは凝集体に高い親和度で特異的に結合する本願による抗体がアルファ-シヌクレインの細胞間伝播を効果的に抑制することができるのを示すものである。
実施例4.抗-アルファ-シヌクレイン抗体のインビボでのアルファ-シヌクレイン凝集体除去効果分析
本願で製造されたアルファ-シヌクレイン抗体のインビボでの効果を分析するために、ヒトアルファ-シヌクレインを過発現する形質転換マウス(mThy-1 human α-synuclein、UC San Diego)に10mg/kgの本願による抗体またはIgGを3ヶ月間毎週腹腔投与した。グループ当り6匹のマウスを使用し、非形質転換マウス(non-transgenic littermate)を対照群として使用した。その次に、灌流を次のように行った。
最後の投与が完了した後、脳内の病理分析のために、人道的規定によって当該動物はchloral hydrateで麻酔がかかった後、0.9%の生理食塩水で心臓灌流された。その次に、灌流された脳の半分(saggital section)は、リン酸緩衝液中の4%パラホルムアルデヒド(pH7.4、4℃)に分析時点まで保管し、他の半分は直ちに冷凍状態に保管した(-70℃)。
病理学的分析は、次のように行われた。パラホルムアルデヒドに固定された脳半分は、Vibratomeを用いてfree-floating方式で40μm厚さの連続切片に切り出した。各投与群の脳内アルファ-シヌクレインの発現程度を確認するために、cortex、striatum、hippocampusを含む切片をアルファ-シヌクレイン抗体(凝集体のマーカーであるp129α-syn抗体、abcam、ab59264または総アルファ-シヌクレイン抗体、Cell Signaling Technology、#2642)と4℃で一晩培養した。または星状細胞(astrocyte)の活性程度、ミクログリア(microglia)の活性程度の確認のために、前記切片をGFAP(glial fibrillary acidic protein)(AB5804、millipore)あるいはIba1に対する抗体(019-19741、Wako)をそれぞれ処理した。また、脳内炎症(neuroinflammation)の程度を確認するために、IL-6(NB600-1131、Novus Biologicals)またはIL-1βに対する抗体(ab9722、abcam)をそれぞれ処理した。1次抗体との培養後に、ビオチンが結合されたgoat anti-rabbit IgG(1:100、Vector Laboratories)およびAvidin D-horseradish peroxidase(1:200、ABC Elite、Vector Laboratories)を処理し、DAB(diaminobenzidine)で検出した。免疫染色された各切片は、明視野顕微鏡で観察して光学密度を測定した。結果は、図6aおよび図6bに開示されている。図8aは、本発明の一例で製造された単クローン抗体がヒトα-Synを過発現するマウス動物モデル(TG)でアルファ-シヌクレイン凝集体を除去することができるかを、マウスに抗体投与後、p-129α-Syn抗体を用いてマウス脳組織を染色して測定した結果である。図面において、HPはHippocampusであり、p-129α-synは129番目残基がリン酸化された形態の凝集体のマーカーであり、矢印はリン酸化されたアルファ-シヌクレインを示す。
図6aは、アルファ-シヌクレイン凝集体のマーカーであるp-129α-Syn抗体(Ser129番にリン酸化が起こったアルファ-シヌクレインを認識する抗体)で分析した結果であって、本願による抗体が投与されたTG(TransGenic)マウスはIgGのみ投与された対照群マウスと比較して、cortexおよびhippocampusのCA1およびCA3で凝集体に量が顕著に減ったことが明らかになった(当該部位は、IgG試料で矢印のアローヘッドで表示される)。これは、本願による抗体がアルファ-シヌクレインを顕著に除去するすることができるのを示す結果である。WTおよびIgGは陰性対照群であり、抗体274は単量体と凝集体の両方ともに結合する比較群である。このような結果は、本願による抗体は凝集体アルファ-シヌクレインの蓄積を効果的に抑制することができ、アルファ-シヌクレイン病因に関連した疾患の予防および/または治療に効果的に使用できるのを示す。
図6bは図6aと同様な実験であるが、マーカーとして、総アルファ-シヌクレイン抗体で染色した結果であり、矢印はヒトアルファ-シヌクレインを示す。TG mouseで増加したヒトアルファ-シヌクレインは抗体投与によって効果的に除去され、このような結果は、本願による抗体がアルファ-シヌクレイン凝集体を効果的に減少させ、パーキンソン疾患のようなシヌクレイン病の治療に効果的に使用できるのを示すものである。9B11、11F4、11F11抗体は、総アルファ-シヌクレインの蓄積を効果的に抑制した。総アルファ-シヌクレイン検出は、本願による抗体がアルファ-シヌクレイン自体の除去能(clearing)および抗体の細胞間伝達(cell to cell transmission)抑制能があるのを示すものである。また、他の側面から、単量体の凝集体への形成の抑制、または単量体を全て除去することができると解釈できる。
実施例5.抗-アルファ-シヌクレイン抗体のMicrogliosisおよびAstrogliosis減少および炎症性サイトカイン放出減少効果分析
グリオーシス(gliosis)は、BBBの損傷、TGF-ベータまたはインターロイキンのような物質によって触発される、中枢神経系に損傷がある場合、これに対する反応として膠細胞(glial cell)で起こる非特異的反応である。代表的なものとして、MicrogliosisおよびAstrogliosisを含み、それぞれIba-1およびGFAPタンパク質がマーカーとして使用される。よって、実施例4に記述されているように、本願による抗体をマウスに投与してMicrogliosisおよびAstrogliosis減少およびこれを触発する炎症性サイトカイン放出減少に及ぼす影響を分析した。分析結果は、図7a、図7b、図7cおよび図7dに開示されている。
図7aは、本発明の一例で製造された単クローン抗体がインビボ(invivo)でmicrogliosisを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてIba-1(microgliosis)抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果である。矢印は活性化されたミクログリアを意味するものであって、3A9、9B11、11F11抗体を投与したネズミの脳でミクログリア活性化が顕著に減少しているのが分かる。
図7bは、本発明の一例で製造された単クローン抗体がインビボでastrogliosisを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてGFAP(astrogliosis)抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果である。矢印は活性化されたアストロサイトを意味するものであって、3A9、9B11、11F11抗体が効果的に有意の水準にastrogliosisを抑制するのを確認することができた。
図7cは、本発明の一例で単クローン抗体がインビボで炎症性サイトカインを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてIL-1ベータ抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果である。矢印は、IL-1ベータを発現している細胞を示す。IL-1ベータは炎症を誘発して多様な神経細胞の死滅および炎症反応を誘導するようになり、本願による抗体を投与したマウスの脳組織でIL-1ベータが顕著に減少したことを示す。
図7dは、本発明の一例による単クローン抗体がインビボで炎症性サイトカインを減少させることができるかを、マウスに抗体投与後、マーカーとしてIL-6抗体を用いてマウスの脳組織を染色して測定した結果である。矢印は、炎症性サイトカインであるIL-6を発現する細胞を示す。本願による抗体を投与したマウスの脳組織でIL-6が減少したことを示す。
前記図面に示されているように、本願による抗体は対照群と比較して、MicrogliosisおよびAstrogliosisを減少させ、これを触発する炎症性サイトカインIL-1betaおよびIL-6の放出を減少させることが明らかになった。
実施例6.抗-アルファ-シヌクレイン抗体のヒト脳組織でのレビー小体検出分析
10マイクロメートルの厚さのパラフィン包埋されたパーキンソン疾患で死亡した患者の脳組織切片を実施例5に使用された本願による抗体を用いて組織切片内レビー小体とレビー神経突起(neurite)を次のように染色した。90%ギ酸で組織切片を3分間処理してantigen retrievalを進行させた後、1% H2O2(50% ethanol base)を用いて組織自体のperoxidase活性を抑制した。組織のnon-specific bindingを防止するために、10% normal horse serumを処理した。その次に、リン酸緩衝液で洗浄した後、本願による3A9、11F11および11F11抗体をadjacent sectionに4℃で一晩処理した。リン酸緩衝液で洗浄後、ビオチンが結合されたanti-ヒトIgG抗体を37℃で30分間処理した後、avidin-biotin complexを常温で30分間反応させた(Vectastatin Elitekit;Vector Laboratories)。その次に、0.005% H2O2を含むDABで発色し、当該sectionを0.5%cresyl violetでカウンター染色して各細胞を区分した。結果は、図8aおよび図8bに開示されている。
図8aおよび図8bは、それぞれ本発明の一例による単クローン抗体3A9および11F11がヒト脳組織でレビー小体(Lewy body)およびレビー神経突起(Lewy neurites)を特異的に認識できるかをそれぞれ測定した結果である。本願による抗体がレビー小体(矢印)およびレビー神経突起(左下の糸のような形状)に結合することを示す。
図8aおよび8bに示されているように、本願による抗体はレビー小体およびレビー神経突起に効果的に結合(矢印で表示)ということが明らかになった。このような結果は、ヒト脳組織にあるレビー小体の構成成分であるアルファ-シヌクレイン凝集体に効果的に結合することができるのを意味するものである。ヒト脳に伝達された抗体が効果的にアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合できるのを示すものである。このような結果は、本願の抗体が実際のヒト脳組織に存在するアルファ-シヌクレイン凝集体と特異的に結合できるのを示すものであって、アルファ-シヌクレイン病因に関連する疾患の予防および/または治療に効果的に使用できるのを示す。
実施例7.抗-アルファ-シヌクレイン抗体のエピトープ分析
本願による3A9および11F11抗体に対するエピトープマッピングは、PEPSCAN(The Netherlands)にペプチドアレイ分析を依頼して行われた。結果は、図9に開示されている。図9は、本発明の一例による抗体のエピトープマッピング結果を図式的に示したものである。
図9に示されているように、本願による抗体はC-末端を認識することが明らかになった。本願による抗体は、大部分C-末端部位に結合することが明らかになった。N-末端を認識するアルファ-シヌクレイン抗体はアルファ-シヌクレイン関連疾患を通称するシヌクレイン病に属する多系統萎縮症のような他の疾病の凝集体は認識できないのに対し、C-末端部位を認識するアルファ-シヌクレイン抗体はパーキンソン病だけでなく、その他の多様なシヌクレイン病の凝集体も認識するという長所を有する。特に、先に説明したように、110~122の間を認識する場合、凝集体選好的な結合を示した。
実施例8.抗アルファ-シヌクレイン(キメラ)抗体の製造
クローニング
ヒト化を進行後に確保した重鎖可変領域および軽鎖可変領域の抗体nucleotide配列を用いて、短い断片のnucleotideであるgblock(m.biotech)を合成し、これを用いて動物細胞培養用ベクター(pcDNA3.4)にクローニングした。可変領域前後に重畳したnucleotideを約20bp程度含んでgblockを合成し、pcDNA3.4vectorの可変領域を除外した部分をPCRで増幅後に準備して、Gibson assembly方法でクローニングした。
Transfectionおよび発現
前記製造されたベクターをmaxi-prep(Qiagen)して、多量のplasmid DNAを確保後、次のように細胞に導入した。形質注入前日、ExpiCHOTM(Gibco、Cat:A29127)細胞をExpiCHOTM expression medium(Gibco、Cat:A29100-01)培地に3×10E6~4×10E6 viable cells/mL濃度を合わせた後、8%CO2、37℃、120rpmで1日間培養した。DNA形質注入当日、7×10E6~10×10E6 viable cells/mL、生存率は95%以上に育った細胞を新鮮な培地を用いて6×106 viable cells/mLで希釈して準備した。
準備された母細胞への形質注入のために、ExpiFectamineTM CHO transfection kit(Gibco、Cat:A29129)を使用して、ExpiFectamineTM CHO & plasmid DNA複合体を準備した。冷たいOptiPROTMSFM(登録商標)(Gibco、Cat:12309019)培地をそれぞれ分注して、滴定濃度で準備したDNAおよびExpiFectamineTMCHO試薬をそれぞれ接種後、mixして常温で5分間定置し、母細胞に接種して形質注入後、培養を始めた。形質注入翌日にはExpiFectamineTM CHO transfection kitに含まれているenhancerおよびfeedを形質注入細胞に接種し、5日後にはfeedを追加接種後、8% CO2、37℃、120rpm条件で10日間培養して生産を完了した。
生産が完了した培養液の収得のために遠心分離用瓶に培養液を移して4℃、6500rpmで30分間遠心分離後、0.2μmの大きさのフィルターでフィルタリングを行って、浮遊物を除いた培養液を確保して、その後、精製過程を行った。
抗体の精製
HiTrap MabSelectSure(GE Healthcare、11-0034-94)を使用して培養液を精製した。平衡化バッファー(50mM Tris-HCl pH7.2、100mM NaCl)を使用して平衡化させた後、回収された培養液をカラムにローディングした。ローディングが完了すれば、50mM Sodium Citrate pH5.0で中間洗浄後、50mM Sodium Citrate pH3.4を用いて溶出を行った。溶出液に1M Tris-HCl pH9.0を添加してpH6.0になるように中和した。その後、溶出液をPBS(phosphate buffered saline、pH7.4)でバッファー交換および濃縮して、使用時まで4℃に保管した。追加精製が必要な場合、HiLoad 26/600 superdex 200カラムに1X PBSをバッファーにして1次精製分を通過させて、溶出試料の大きさに基づいて2次精製を行った。前記精製された抗体のアミノ酸配列を質量分析方法で分析し、mouse由来単クローン抗体の可変領域と一致するのを確認した。
前記方法で確認された3A9、9B11、11F11抗体の可変領域をヒトIgG1アイソタイプのbackbone可変領域部分に置換してキメラ形態のヒトIgG1抗体を製作した。前記得られたキメラ抗体のうち、特にCh11F11抗体はIgG形態の抗体であって、配列番号90の重鎖可変領域配列(ch11F11-VH)と配列番号109の軽鎖可変領域配列(ch11F11-VL)の組み合わせを含み、Ch 3A9抗体はIgG形態の抗体であって、配列番号102の重鎖可変領域配列(ch11F11-VH)と配列番号116の軽鎖可変領域配列(ch11F11-VL)の組み合わせを含む。
実施例9:ヒト化抗体の製造
ライブラリーファージ(Libraryphage)準備
キメラ抗体のCDR1、CDR2、CDR3 residueにhuman frameworkを結合させながら各CDR residueにmouseあるいはヒト由来sequenceが導入されたminiライブラリーを製作した。当該ライブラリーのcompetent cellをクロラムフェニコール(Sigma、C0857)34μg/ml、2%グルコース(Sigma、G5400)および5mM MgCl(Sigma、M2393)が含まれている2X YT[Tryptone(CONDA、1612.00)17g、イースト抽出物(CONDA、1702.00)10g、NaCl(Sigma、S7653)5g]培地に接種後、37℃で3時間程度培養してOD600値が0.5から0.7になるようにした後、ヘルパーファージ(helper phage)を感染させた後、クロラムフェニコール34μg/ml、5mM MgCl、カナマイシン(Sigma、K1876)70μg/ml、1mM IPTG(ELPISBIO、IPTG025)を添加した2X YT培地で30℃、16時間培養してファージパッキングを誘導した。その次に、培養液を4500rpm、4℃条件で15分間遠心分離した後、上澄み液に4% PEG6000(Fluka、81253)と3% NaCl(Sigma、S7653)を添加してよく溶かした後、氷で1時間反応させた。これを再び4℃条件で8000rpm、20分間遠心分離した後、ペレットをPBSで懸濁した後、再び4℃条件で12000rpm、10分間遠心分離してライブラリーファージを含む上澄み液を得て、新しいチューブに入れて使用時まで4℃で保管した。
ファージディスプレイパニング(panning)
具体的に、免疫試験管(immunotube、maxisorp 444202)に10μg/ml濃度の組換えアルファ-シヌクレイン凝集体をPBSに添加して4℃で一晩試験管表面にタンパク質を吸着させた後、牛血清アルブミン(BSA、Bovine serum albumin)3%溶液を試験管に添加して、アルファ-シヌクレイン凝集体が吸着していない表面を保護した。試験管を空けた後、BSA 3%溶液に分散した1012CFUの抗体ファージライブラリーをアルファ-シヌクレイン単量体タンパク質の吸着している免疫試験管に入れて、常温で1時間反応させた(ネガティブ選別)。アルファ-シヌクレイン単量体に非結合したファージを回収してアルファ-シヌクレイン凝集体が付着された免疫試験管に常温で2時間結合させた。その次に、非特異的に結合したファージをPBS-T(0.05% Tween20)溶液で5回~30回洗い落とした後、残っている抗原特異的ファージ抗体を100mMトリエチルアミン溶液を用いて回収した。回収されたファージを1Mトリスバッファー(pH7.4)で中和させた後、ER2537大腸菌に37℃で1時間感染させ、感染した大腸菌をカルベニシリンを含有する2X YT寒天培地に塗抹して37℃で一晩培養した。翌日、培養された大腸菌を4mlの2X YTカルベニシリン培養液に懸濁し、15%グリセロールを添加して、一部は-80℃に保管し、残りは次のラウンドのパニングのためにファージを製造した。このような過程を総3ラウンド繰り返して抗原特異的な抗体を増幅させた。パニングラウンドが進行するほど、PBS-Tを用いた洗浄回数を増加させて抗原特異的ファージを増幅および濃縮した。
単一クローンファージ抗体選別(single clone screening)
前記パニングによって得られたファージプール(phage pool)からアルファ-シヌクレイン凝集体に特異的に結合する単クローン抗体を選別するために、次のような実験を行った。
濃縮されたプールから単一クローンを分離するために、LB-テトラサイクリン/カルベニシリン寒天培地に前記ファージプールを塗抹した後、培養して単一コロニーを確保した。その次に、単一クローンをウェル当り400μlの2X YT-テトラサイクリン/カルベニシリン培地が入った96深いウェルプレートに接種して一晩育てた後、培養液10μlを新たな390μlの2X YT-テトラサイクリン/カルベニシリン培地が含まれている96深いウェルプレートに入れて、37℃で4時間培養した。前記培養液に1mM IPTGとなるように入れて、30℃で一晩培養した。一晩培養した培養液を遠心分離して上澄み液を取った。
その次に、次のようにELISA方法を使用してアルファ-シヌクレイン凝集体と結合する単一クローン可溶性scFvを発現するクローンを選択された(Steinberger.Rader and Barbas III.2000.Phage display vectors.In:Phage Display Laboratory Manual.1sted.ColdSpring Harbor Laboratory Press.NY.USA.pp.11.9-11.12)。具体的に、96ウェルプレートに実施例1-1で選別された7B7抗体を入れ、4℃で一晩コーティングした。3% BSAを各ウェル当り200μLずつ入れて37℃で2時間ブロッキングした。その次に、アルファ-シヌクレイン凝集体と単量体を100ng/wellの濃度でそれぞれローディングした後、37℃で2時間反応させた。その次に、PBS-T 300μLで5回洗浄した。前記準備された単一クローン上澄み液は3% BSAと1:1(vol:vol)で混合した後、これを前記凝集体および単量体と結合させたプレートに100μLずつローディングした後、37℃で2時間反応させた。その次に、PBS-T 300μLで5回洗浄した後、抗-HA HRP結合抗体を入れて37℃で1時間反応させた後、PBS-Tで5回洗浄した。TMB(Tetramethylbenzidine、Sigma、T0440)100μLを入れて発色した後、1N HSO50μLを入れて反応を停止した後、450nmで吸光度を測定した。吸光度が0.5以上であるクローンを結合による陽性反応と見なし、BSA非特異的に結合するクローンは排除させた。
ライブラリーで発見されたクローンのCDR residueは、in silico方式で分析を併行して、frameworkとの結合に深刻な問題が生じるか、CDRを除いたframework部分にT-cell epitope、B cell epitopeおよびMHCII epitopeが存在しないクローンを選別した。
その後、次のような重鎖、軽鎖の可変領域の組み合わせで形成された5個抗体に対して、11F11抗体の可変領域をヒトIgG1アイソタイプのbackbone可変領域部分に置換して5個のIgG1 backboneのヒト化抗体を製作した。具体的に、Hu11F11_(ABL2-4)はIgG形態の抗体であって、配列番号92の重鎖可変領域配列(Hu11F11-VH2)と配列番号113の軽鎖可変領域配列(Hu11F11-VL4)の組み合わせを含み、Hu11F11_(ver.1)はIgG形態の抗体であって、配列番号98の重鎖可変領域配列(Hu11F11-VH-v1)と配列番号115の軽鎖可変領域配列(Hu11F11-VLv3 4c)の組み合わせを含み、Hu11F11_(ver.2)はIgG形態の抗体であって、配列番号99の重鎖可変領域配列(Hu11F11-VH-v2)と配列番号115の軽鎖可変領域配列(Hu11F11-VLv3 4c)の組み合わせを含み、Hu11F11_(ver.3)はIgG形態の抗体であって、配列番号100の重鎖可変領域配列(Hu11F11-VH-v3)と配列番号115の軽鎖可変領域配列(Hu11F11-VLv3 4c)の組み合わせを含む。
Hu11F11(ver.4)は、配列番号101の重鎖可変領域配列(Hu11F11-VH-v4)と配列番号115の軽鎖可変領域配列(Hu11F11-VLv3 4c)の組み合わせである。
実施例10.ヒト化抗体の食細胞促進能分析試験
実施例8で得られたキメラ抗体および実施例9で得られたヒト化抗体であるhu11F11(ver.1)、hu11F11(ver.2)、hu11F11(ver.3)、hu11F11(ver.4)およびABL2-4がミクログリアによる細胞外アルファ-シヌクレイン凝集体の食細胞作用を促進する効能を評価するために食細胞促進能分析試験を次のように行った。
具体的に、マウスミクログリア株であるBV-2をRPMI1640と10%FBSで培養して2X10 6cells/mlの濃度で準備した後、U-bottom96ウェルプレートに100ulずつ分注した。別途の容器にアルファ-シヌクレイン凝集体と実施例8および実施例9で製作されたキメラ11F11あるいはHu11F11_11F11(ver.1)あるいはHu11F11_11F11(ver.2)あるいはHu11F11_11F11(ver.3)あるいはHu11F11_11F11(ver.4)あるいはHu11F11_ABL2-4抗体を常温で20分間反応させた後、当該mixtureを96ウェルプレートのBV-2に添加後、15分間反応した。1,200rpmで5分間centrifugeして、結合していないアルファ-シヌクレイン凝集体と抗体を除去した後、4% formaldehydeで細胞を固定させ、3回PBS wash以後、0.5% triton X-100で細胞をpermeablizeする。シヌクレインを認知する抗体(Santa Cruz)を1時間incubationした後、0.1% Tween20が含まれているPBSで3回wash後、anti-rabbit-Alexa-488抗体を1時間incubationし、wash後、FACS caliberで分析した。実験結果を図12aおよび図12bに示し、これは本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体のミクログリアのアルファ-シヌクレイン凝集体に対する食細胞作用促進能分析結果を示したものである。図10aはヒト化11F11抗体に関するものであり、図10bはヒト化3A9に関するものである。
図10aおよび図10bに示したように、IgG対照群と比較して、本願に記載されたキメラ抗体は約2倍、ヒト化抗体はBV-2によるアルファ-シヌクレイン凝集体のuptakeを4倍まで増加させた。この中、11F11のヒト化抗体variant、即ち、Hu11F11_ABL2-4(Hu11F11-VH2とHu11F11-VL4の組み合わせ)、Hu11F11_ver.1(Hu11F11-VH-v1とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、Hu11F11_(ver.2)(Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)は、キメラ11F11抗体と比較して、BV-2の食細胞促進能力が卓越した。Hu11F11_ver.3)(Hu11F11-VH-v3とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.4)(Hu11F11-VH-v4とHu11F11-VLv3 4c)はキメラ11F11抗体と類似の食細胞促進能を示した。
実施例11:Fibril binding assay
アルファ-シヌクレイン凝集体が細胞間伝播を通じてとなりの神経細胞に伝染する現象の前哨段階である神経細胞結合を抑制する抗体の効能を分析するためにfibril binding assayを行った。
具体的に、神経細胞株であるSH-SY5Y細胞にアルファ-シヌクレイン凝集体を1uM、キメラ11F11抗体、ヒト化11F11 variant、即ち、Hu11F11_ver1、Hu11F11_ver2、Hu11F11_ver3、Hu11F11_ver4、Hu11F11_ABL2-4を各20nMで10分間処理した後、細胞を4% formaldehydeで固定した。Wash以後、non-permeable条件で全ての形態のアルファ-シヌクレインを認知するアルファ-シヌクレイン抗体(BD)を1:250で処理した後にwashし、confocal microscopeでイメージングした。イメージング直前にDAPIを処理して細胞核を示した。
その結果、本願の抗体は、IgG対照群と比較して、アルファ-シヌクレイン凝集体の細胞膜結合程度を効果的に減少させ、特に11F11のヒト化抗体は、11F11キメラ抗体と比較して、類似するか、さらに効率的に結合程度を減少させた。図11は、本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体がアルファ-シヌクレイン凝集体の神経細胞表面への結合を阻害する能力に関する分析結果である。
図11に示したように、本願の抗体は、IgG対照群と比較して、アルファ-シヌクレイン凝集体の細胞膜結合程度を最大23倍まで効果的に減少させ、特に11F11のヒト化抗体は、11F11キメラ抗体と比較して、類似するか、さらに効率的に結合程度を減少させた。hu11F11(ver.1)(Hu11F11-VH-v1とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.3)(Hu11F11-VH-v3とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.4)(Hu11F11-VH-v4とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)は、キメラ11F11抗体と比較して、優れた効能を示し、ABL2-4(Hu11F11-VH2とHu11F11-VL4の組み合わせ)、hu11F11(ver.2)(Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)はキメラ11F11抗体と類似の減少能を示した。
実施例12:Dual chamber assay
本発明によるヒト化抗体がアルファ-シヌクレイン凝集体の細胞間伝播を抑制する効能をより直接的に分析するために、dual chamber assayを行った。permeable membraneがあるinsertにアルファ-シヌクレインを過発現するSH-SY5Y細胞(donor cell)を、正常SH-SY5Y細胞(recipient cell)を12ウェルプレート内のcoverslipの上にそれぞれplatingした後、アルファ-シヌクレイン過発現細胞株が培養されたinsertを上に置いて重ねて一晩培養した。同時に、recipient細胞側に本願の抗体を20nM処理した。その後、4% formaldehydeでrecipient細胞を固定してwashした後、0.5% TrtonX-100を処理してpermeable conditionを形成した。Wash後、実施例14と同一なdetection抗体およびDAPIを処理し、confocal microscopeでイメージングした。
前記分析されたイメージは図12に示した。
その結果、本発明によるヒト化抗体は、IgG対照群と比較して、アルファ-シヌクレイン凝集体のrecipient細胞への伝播程度を効果的に減少させ、特に11F11のヒト化抗体は、11F11キメラ抗体と比較して、類似するか、さらに効率的にアルファ-シヌクレイン凝集体のrecipient細胞への伝播を減少させた。
図12は、本発明の一例によるキメラ抗体およびヒト化抗体がアルファ-シヌクレインを過発現する神経細胞から分泌されて、正常神経細胞にアルファ-シヌクレイン凝集体が移動する細胞間伝播を抑制する効能分析結果である。top chamberにplatingされたアルファ-シヌクレイン過発現SH-SY5Y神経細胞株はアルファ-シヌクレインを細胞外に分泌し、これは下の12ウェルプレートにplatingされた正常SH-SY5Y細胞株に伝達される。本願の抗体は、IgG対照群と比較して、下のプレートの正常SH-SY5Y細胞株内に流入されるアルファ-シヌクレインの量を顕著に減少させた。特に、本願のヒト化抗体のうちの11F11クローンのヒト化抗体は、キメラ抗体と比較して、下のプレートのrecipient細胞内にアルファ-シヌクレイン流入の減少程度をさらに増加させることが確認された。より具体的に、hu11F11(ver.2)(Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.4)(Hu11F11-VH-v4とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)はキメラ抗体と比較して優れた抑制能を、hu11F11(ver.1)(Hu11F11-VH-v1とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.3)(Hu11F11-VH-v3とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)はキメラ抗体と類似の抑制能を示した。
IgG対照群と比較して、アルファ-シヌクレイン凝集体の伝播程度を約22倍まで効果的に減少させ、特に11F11のヒト化抗体は、11F11キメラ抗体と比較して、類似するか、さらに効率的にアルファ-シヌクレイン凝集体のrecipient細胞への伝播を減少させた。
実施例13.ヒト化抗体のELISA分析試験
前記実施例2-2と実質的に同様な方法で、実施例8で得られたキメラ抗体および実施例9で得られたヒト化抗体の結合力を定量的に分析するためにsandwich ELISAを行った。
具体的に、それぞれ抗体を0.04~400nMの濃度で1/10ずつ希釈して96ウェルプレートにコーティングした後、ここに2000ng/mlの凝集体を各ウェルに処理した。1XPBSで洗浄後、その次にビオチンが結合されたcapture抗体およびHRPが結合されたストレプトアビジンを処理した後、基質としてTMBと反応させた後、その吸光度を測定した。結果は、図13に記載されている。
図13に示したように、本発明によるヒト化された抗体、特にキメラ11F11に由来したヒト化抗体(ヒト化11F11抗体)は、キメラ11F11クローンと同等な結合力を示すことが確認された。ヒト化抗体、特に11F11由来variantである、hu11F11(ver.1)、即ち、Hu11F11-VH-v1とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ、hu11F11(ver.2)、即ち、Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ、hu11F11(ver.3)、即ち、Hu11F11-VH-v3とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ、hu11F11(ver.4)、即ち、Hu11F11-VH-v4とHu11F11-VLv3 4cはキメラ11F11クローンと類似の結合力を示すことが確認され、そのEC50は11.5~15.1nMであって、キメラ11F11抗体のEC50である12.5nMと類似の値を示した。
実施例14:抗アルファ-シヌクレイン抗体を用いたBIAcore分析
前記実施例2-3と実質的に同様な方法で、実施例8で得られたキメラ抗体および実施例9で得られたヒト化抗体の結合力をBIAcoreを使用して定量的に分析した。前記分析結果を図14と下記表に示す。
Figure 0007173618000015
その結果、本願に記載されたヒト化抗体、特に11F11のvariant、即ち、hu11F11(ver.2)(Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.3)(Hu11F11-VH-v3とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.4)(Hu11F11-VH-v4とHu11F11-VLv3 4c)はキメラ11F11クローンと類似なKD値を示すことが確認され、その結合程度としてはヒト化クローンが0.02~0.06×10-9MのKD、キメラ11F11クローンが0.02×10-9Mの低いKD値、即ち、凝集体に対する高い結合力を示した。
実施例15.ヒト化抗体の生産性評価
11F11キメラ抗体および11F11のヒト化抗体variant4種(Hu11F11(ver.1)、Hu11F11(ver.2)、Hu11F11(ver.3)、Hu11F11(ver.4))を実施例8に記載された通りtransfectionおよび培養、1次および2次精製まで完了後、最終的に精製された試料の抗体量および純度を分析した。
抗体量はThermo ScientificTMNanoDropTM spectrophotometerを用いて測定し、まず、1XPBSをloadingして零点を確定した後、一定量の精製試料をloadingし、タンパク質の定量に使用される280nmのUV波長で試料を測定した。NanoDropTMで確認された試料の濃度を試料の総体積とかけて総収得量を求めると同時に、総収得量を総体積で割って生産性(yield(g/L))を導出した。最終精製産物の純度はHLC-001(Agilent 1200 series)HPLCで分析し、TSK gel G3000SWXLで1X PBS、200mM Arginine-HCl(pH6.8)のmobile phaseを使用してそのmain peakの比率を定量した。前記生産性分析結果を下記表に示した。
Figure 0007173618000016
その結果、キメラ11F11抗体および11F11のヒト化variantであるhu11F11(ver.1)、即ち、hu11F11(ver.1)(Hu11F11-VH-v1とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.2)(Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.3)(Hu11F11-VH-v3とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせ)、hu11F11(ver.4)(Hu11F11-VH-v4とHu11F11-VLv3 4c)の生産性は、0.068~0.423g/Lであって、transient transfectionで生産される通常の抗体生産収率より優れた。特に、hu11F11(ver.2)、即ち、Hu11F11-VH-v2とHu11F11-VLv3 4cの組み合わせは、0.423g/Lの生産性を示すことによりキメラ11F11抗体の0.282g/Lより高い生産性を示した。
実施例16.キメラ抗体のアルファ-シヌクレイン特異的結合評価
キメラ抗体3A9、9B11、11F11の3種を実施例8によって生産後、当該抗体のアルファ-シヌクレインの結合特異性をそのホモログであるベータ-、ガンマ-シヌクレインとのELISAと比較した。
このために、ヒトベータ-シヌクレイン(Uniprot:Q16143)タンパク質(CUSABIO、Cat:CSB-EP624090HU)、あるいはヒトガンマ-シヌクレイン(Uniprot:O76070)タンパク質(CUSABIO、Cat:CSB-EP021915HU)をそれぞれ100ng/mlの濃度で96ウェルプレートにコーティングした後、washした後に5% BSAで2時間blockingした。この時、アルファ、ベータ、ガンマ-シヌクレインに全て結合するpan-Syn抗体(santacruz、Cat:FL-140、sc-10717、rabbit)を陽性対照群として使用した。Wash後、ここに400nMから0.04nMまで1/10ずつ希釈されたキメラ抗体(3A9、9B11、11F11)を2時間処理した後、PBSで洗浄し、その次に、goat anti-hFc抗体にHRPが結合されたdetection抗体を処理した後、基質としてTMBと反応した後、450nm、650nmで吸光度を測定し、陽性対照群の場合、detection抗体としてgoat anti-rabbit抗体にHRPが結合された抗体を使用した。
実験結果を図15aおよび図15bに示し、これは本発明の一例によるキメラ抗体(3A9、9B11、11F11)のヒトベータ-シヌクレインおよびヒトガンマ-シヌクレインに対する非常に低い結合力をELISAで分析した結果を示したものである。これとは反対に、陽性対照群であるpan-Syn抗体は、ベータ-およびガンマ-シヌクレインに対して高い結合力を示した。図15aは、ヒトベータ-シヌクレインに関するものであり、図15bはヒトガンマ-シヌクレインに関するものである。
また、前記三つの抗体をアミロイドベータ1-42(Uniprot:P05067;CAS number:107761-42-2)およびタウ(Uniport:P10636-8)タンパク質から形成された凝集体とドットブロットで反応させて、当該抗体のアルファ-シヌクレイン凝集体に対する特異的結合力を分析した。その理由は次の通りである。アミロイドベータ1-42およびタウは凝集体を形成して退行性神経疾患、特にアルツハイマー病の重要な病因と思われ、当該凝集体はアルファ-シヌクレインの凝集体と同様にオリゴマー、プロトフィブリル、フィブリルなどの構造を有すると知られている。したがって、当該ドットブロットは、キメラ抗体3A9、9B11、11F11がアルファ-シヌクレインの特異的なシークエンスを認識し、アルファ-シヌクレイン、アミロイドベータ、タウ由来凝集体が凝集体として有する共通的な構造を認識しないことを確認するためのものである。
本実施例のドットブロット方法は前記実施例2-3と実質的に同様な方法で行われ、recombinantアミロイドベータ1-42およびタウタンパク質およびこれに対する凝集体はソウル大学校のイ・スンジェ教授labで製造された。Syn-1、6E10、Tau5は、それぞれアルファ-シヌクレイン、アミロイドベータ1-42、タウタンパク質に結合すると知られた抗体である。分析結果は、図15cに記載された。
実験結果を図15cに示し、これは、本願のキメラ抗体である3A9、9B11、11F11がアルファ-シヌクレイン由来凝集体にのみ特異的に結合し、アミロイドベータ1-42およびタウ由来凝集体には結合しないのを示した結果である。これとは異なり、アミロイドベータ1-42およびタウにそれぞれ結合すると知られた6E10およびTau5抗体は、ドットブロット上で当該凝集体に結合するのを示した。
前記の結果により、当該キメラ抗体がアルファ-シヌクレインのホモログおよび異なるタンパク質由来凝集体に結合しないのは、当該抗体がターゲットタンパク質にのみ効率的に結合してホモログおよび異なるタンパク質由来凝集体に結合する抗体あるいは薬物と比較してその効能が優れるのを示唆する。

Claims (19)

  1. α-Synの凝集体に結合する抗体またはその抗原結合断片であって、
    配列番号1のアミノ酸配列を含む重鎖CDR1(H-CDR1)、
    配列番号2または配列番号3のアミノ酸配列を含む重鎖CDR2(H-CDR2)、
    配列番号5のアミノ酸配列を含む重鎖CDR3(H-CDR3)、
    配列番号10のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR1(L-CDR1)、
    配列番号11のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR2(L-CDR2)、および
    配列番号12のアミノ酸配列を含む軽鎖CDR3(L-CDR3)
    を含む、抗体またはその抗原結合断片。
  2. 鎖可変領域は、
    配列番号16~17および配列番号35~40のアミノ酸配列のうちの一つを含む、H-CDR1のN-末端に位置する重鎖可変領域フレームワーク1(H-FR1)、
    配列番号18~19および配列番号41~44のアミノ酸配列のうちの一つを含む、H-CDR1とH-CDR2の間に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR2)、
    配列番号20~31および配列番号45~50のアミノ酸配列のうちの一つを含む、H-CDR2とH-CDR3の間に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR3)、
    および
    配列番号32~34および配列番号51~52のアミノ酸配列のうちの一つを含むH-CDR3のC末端に位置する重鎖可変領域フレームワーク(H-FR4)を含むものである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合断片。
  3. 軽鎖可変領域は、
    配列番号53~58および配列番号71~77のアミノ酸配列のうちの一つを含む、L-CDR1のN-末端に位置する軽鎖可変領域フレームワーク1(L-FR1)、
    配列番号59~61および配列番号78~81のアミノ酸配列のうちの一つを含む、L-CDR1とL-CDR2の間に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR2)、
    配列番号62~67および配列番号82~88のアミノ酸配列のうちの一つを含む、L-CDR2とL-CDR3の間に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR3)、
    および
    配列番号68~70および配列番号89のアミノ酸配列のうちの一つを含む、L-CDR3のC末端に位置する軽鎖可変領域フレームワーク(L-FR4)
    を含むものである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合断片。
  4. 重鎖可変領域は、
    配列番号90~94、及び配列番号98~101から選択されるアミノ酸配列;
    配列番号90~94、及び配列番号98~101から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の同一性を有する配列;または
    配列番号90~94、及び配列番号98~101から選択されるアミノ酸配列と少なくとも95%以上の同一性を有する配列
    を含むものである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合断片。
  5. 軽鎖可変領域は、
    配列番号109~115から選択されるアミノ酸配列;
    配列番号109~115から選択されるアミノ酸配列と少なくとも90%以上の同一性を有する配列;または
    配列番号109~115から選択されるアミノ酸配列と少なくとも95%以上の同一性を有する配列を含むものである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合断片。
  6. 前記抗体またはその抗原結合断片は、配列番号127の重鎖領域と配列番号128の軽鎖領域を含み、配列番号129の重鎖領域と配列番号130の軽鎖領域を含み、配列番号131の重鎖領域と配列番号132の軽鎖領域を含み、配列番号133の重鎖領域と配列番号134の軽鎖領域を含み、または配列番号135の重鎖領域と配列番号136の軽鎖領域を含むものである、請求項1に記載の抗体またはその抗原結合断片。
  7. 前記抗体またはその抗原結合断片は、モノクローナル抗体、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)断片、diabodyまたはscFVである、請求項1に記載のα-Synの凝集体に結合する分離された抗体またはその抗原結合断片。
  8. 前記抗体またはその抗原結合断片は、α-Syn凝集体の細胞間伝達抑制する;α-Syn凝集体を分解する;またはα-Syn凝集体形成を抑制する、請求項1~7のうちのいずれか一項に記載のα-Synの凝集体に結合する分離された抗体またはその抗原結合断片。
  9. 請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の抗体またはその抗原結合断片をコーディングする分離されたポリヌクレオチド。
  10. 請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の抗体またはその抗原結合断片を含む、組成物。
  11. 前記組成物は、薬学的に許容可能な担体または賦形剤を追加的に含むα-synucleinopathyの治療用である、請求項10に記載の組成物。
  12. 前記α-synucleinopathyは、パーキンソン疾患(Parkinson’s disease、PD)、パーキンソン疾患性認知症(Parkinson’sdisease dementia、PDD)、レビー小体認知症(dementiawith Lewy bodies、DLB)、アルツハイマーレビー小体疾患(Lewy body variant of Alzheimer’s disease(LBV))、複合性アルツハイマーおよびパーキンソン病(Combined Alzheimer’s and Parkinson disease)、または多系統萎縮症(multiple system atrophy、MSA)を含むものである、請求項11に記載の組成物。
  13. 請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の抗体またはその抗原結合断片を提供すること;および
    前記抗体またはその抗原結合断片を、α-Syn凝集体の検出が必要な生物学的試料と接触させることを含む、
    生物学的試料でのインビトロα-Syn凝集体検出方法。
  14. 対象においてα-synucleinopathyを診断することを補助するための法であって、
    インビトロで、前記対象におけるα-Syn凝集体の濃度および/または細胞位置を請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の抗体またはその抗原結合断片を用いて測定すること;および
    前記対象において測定された前記α-Syn凝集体の濃度および/または細胞位置を、対照群試料の結果と比較することを含み、
    前記対照群の結果との類似または差は、前記対象がα-synucleinopathyに罹患したことを示すものである、方法。
  15. 前記α-synucleinopathyは、パーキンソン疾患(Parkinson’s disease、PD)、パーキンソン疾患性認知症(Parkinson’sdisease dementia、PDD)、レビー小体認知症(dementiawith Lewy bodies、DLB)、アルツハイマーレビー小体疾患(Lewy body variant of Alzheimer’s disease(LBV))、複合性アルツハイマーおよびパーキンソン病(Combined Alzheimer’s and Parkinson disease)、または多系統萎縮症(multiple system atrophy、MSA)を含むものである、請求項14に記載の方法。
  16. 請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の抗体もしくはその抗原結合断片またはこれを含む組成物を含む、対象におけるα-synucleinopathy治療のための医薬であって、前記抗体もしくはその抗原結合断片またはこれを含む組成物は、前記対象の脳で、α-Syn凝集体の細胞間伝達抑制する;α-Syn凝集体分解する;またはα-Syn凝集体の形成を抑制する、医薬
  17. 前記α-synucleinopathyは、パーキンソン疾患(Parkinson’s disease、PD)、パーキンソン疾患性認知症(Parkinson’sdisease dementia、PDD)、レビー小体認知症(dementiawith Lewy bodies、DLB)、アルツハイマーレビー小体疾患(Lewy body variant of Alzheimer’s disease(LBV))、複合性アルツハイマーおよびパーキンソン病(Combined Alzheimer’s and Parkinson disease)、または多系統萎縮症(multiple system atrophy、MSA)を含むものである、請求項16に記載の医薬
  18. 請求項1~のうちのいずれか一項に記載の抗体もしくはその抗原結合断片またはこれを含む組成物を含む、脳細胞でのα-Syn凝集体濃度調節のための医薬であって、前記抗体もしくはその抗原結合断片またはこれを含む組成物は、対象の脳で、α-Syn凝集体の細胞間伝達抑制する;α-Syn凝集体分解する;またはα-Syn凝集体形成を抑制する、医薬
  19. 請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の抗体またはその抗原結合断片を含む、対象においてα-synucleinopathyを診断するためのキットであって、
    前記対象において、α-Syn凝集体の濃度および/または細胞位置が、前記抗体またはその抗原結合断片で測定され;および
    前記対象で測定された前記α-Syn凝集体の濃度および/または細胞位置は、対照群試料の結果と比較され、前記対照群の結果との類似または差は、前記対象がα-synucleinopathyに罹患したことを示すものである、キット。
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