JP7220141B2 - 肺高血圧症を処置するための組成物および方法 - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
本出願は、2016年7月15日に出願された米国仮出願番号第62/362,955号、2017年2月2日に出願された同第62/453,888号、および2017年5月24日に出願された同第62/510,403号に基づく優先権の利益を主張している。前述の出願の開示は、それらの全体が参考として本明細書によって援用される。
発明の背景
肺高血圧症(PH)は、肺動脈、肺静脈、および肺毛細管を含む肺の血管系における高い血圧によって特徴付けられる疾患である。一般的にPHは、平均肺動脈(PA)圧が安静時で≧25mmHg、または運動時で≧30mmHgとして定義される[Hillら、Respiratory Care、54巻(7号):958~68頁(2009年)]。PHの主症状は、呼吸困難または息切れであり、他の症状は、疲労、めまい、卒倒、末梢浮腫(足、脚、または足首の腫脹)、青みがかった唇および皮膚、胸痛、狭心症、運動時のふらつき、乾性咳嗽、速い脈、および動悸を含む。PHは、肺高血圧症を有する人々の最も一般的な死因の1つである心不全を引き起こす重度の疾患であり得る。術後の肺高血圧症は、多くのタイプの手術または手順を困難にし、高い死亡率に関連する難題を呈し得る。
PHは、病理生理学的機構、臨床所見、および治療アプローチにおいて類似性を共有する疾患の異なる症状に基づいて分類され得る[Simonneauら、JACC、54巻(1号):S44~54頁(2009年)]。PHの臨床分類は、1973年に初めて提唱されたが、最近更新された臨床分類が、2008年に世界保健機関(WHO)によって承認された。更新されたPH臨床分類に従って、PHの5つの主要な群が存在する:PA楔入圧≦15mmHgによって特徴付けられる肺動脈高血圧症(PAH);PA楔入圧>15mmHgによって特徴付けられる左心疾患によるPH(肺静脈性肺高血圧症またはうっ血性心不全としても知られる);肺疾患および/または低酸素症によるPH;慢性血栓塞栓性PH;ならびに不明または多因性病因を有するPH[Simonneauら、JACC、54巻(1号):S44~54頁(2009年);Hillら、Respiratory Care、54巻(7号):958~68頁(2009年)]。PAHは、PAHの家族歴も特定された危険因子もない散発性疾患である特発性PAH(IPAH);遺伝性PAH;薬物および毒素によって誘発されるPAH;結合組織病、HIV感染症、門脈高血圧症、先天性心疾患、住血吸虫症、および慢性溶血性貧血に関連するPAH;ならびに新生児遷延性PHにさらに分類される[Simonneauら、JACC、54巻(1号):S44~54頁(2009年)]。様々なタイプのPHの診断は、一連の検査を必要とする。
一般的に、PHの処置は、PHの原因または分類に依存する。PHが、公知の薬または医学的状態によって引き起こされる場合、これは二次性PHとして知られ、その処置は通常、基礎となる疾患を対象とする。肺静脈性肺高血圧症の処置は一般的に、利尿剤、ベータ遮断薬、およびACE阻害剤を投与することによって、または僧帽弁もしくは大動脈弁を修復もしくは置き換えることによって左心室機能を最適化することを伴う。PAH治療剤は、肺血管拡張剤、ジゴキシン、利尿剤、抗凝固剤、および酸素治療を含む。肺血管拡張剤は、プロスタサイクリン経路(例えば、静脈内エポプロステノール、皮下または静脈内トレプロスチニル、および吸入イロプロストを含むプロスタサイクリン類)、酸化窒素経路(例えば、シルデナフィルおよびタダラフィルを含むホスホジエステラーゼ-5阻害剤)、およびエンドセリン-1経路(例えば、経口ボセンタンおよび経口アンブリセンタンを含むエンドセリン受容体アンタゴニスト)を含む異なる経路を標的とする[Humbert, M.、Am. J. Respir. Crit. Care Med.、179巻:650~6頁(2009年);Hillら、Respiratory Care、54巻(7号):958~68頁(2009年)]。しかし、現在の治療は、PHに対して治癒を提供せず、それらは多くのPH患者において観察される基礎となる血管のリモデリングおよび血管の筋性動脈化を直接処置しない。
Hillら、Respiratory Care、54巻(7号):958~68頁(2009年) Simonneauら、JACC、54巻(1号):S44~54頁(2009年 Hillら、Respiratory Care、54巻(7号):958~68頁(2009年) Simonneauら、JACC、54巻(1号):S44~54頁(2009年) Humbert, M.、Am. J. Respir. Crit. Care Med.、179巻:650~6頁(2009年);Hillら、Respiratory Care、54巻(7号):958~68頁(2009年)
このように、肺高血圧症を処置するための有効な治療に対するアンメットニーズは高い。したがって、本開示の目的は、PHを処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する、特に1つまたは複数のPH関連合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する方法を提供することである。
発明の要旨
一部において、本明細書に示すデータは、GDF/BMPアンタゴニスト(阻害剤)を使用して、肺高血圧症を処置できることを実証する。例えば、可溶性のActRIIAポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ二量体を個々に使用すると、モノクロタリン誘発肺動脈高血圧症(PAH)モデルにおいて血圧、心肥大および肺重量を低減できることが示された。類似の陽性効果が、Sugen hypoxiaPAHモデルにおいてActRIIAポリペプチドについて観察された。組織学的分析により、ActRIIAポリペプチドが、モノクロタリン誘発およびSugen hypoxiaPAHモデルの両方において血管のリモデリングおよび血管の筋性動脈化の減少に対して驚くべき有意な効果を有することがさらに明らかとなった。その上、ActRIIAポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ二量体はいずれも、驚くべきことに、PAHの処置に関して承認されている薬物であるシルデナフィルと比較してPAHの様々な合併症の改善に対して大きい効果を有した。このように、本開示は、ActRII(ActRIIAおよびActRIIB)シグナル伝達経路のアンタゴニストを使用して、肺高血圧症の重症度を低減できることを確立する。可溶性のActRIIaポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ActRIIA/Bリガンドの拮抗作用以外の機構を通して肺高血圧症に影響を及ぼし得るが、それにもかかわらず、本開示は、望ましい治療剤を、ActRIIシグナル伝達アンタゴニスト活性に基づいて選択できることを実証する。したがって、一部の実施形態では、本開示は、高血圧症、特に肺高血圧症を処置するために、例えば、1つまたは複数のActRIIA/Bリガンド[例えば、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、およびBMP10]を阻害するアンタゴニスト;1つまたは複数のI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK7、およびALK5)を阻害するアンタゴニスト;ならびに1つまたは複数の下流のシグナル伝達構成要素(例えば、Smad2および3などのSmadタンパク質)を阻害するアンタゴニストを含む、様々なActRIIシグナル伝達アンタゴニストを使用する方法を提供する。本明細書に使用するように、そのようなシグナル伝達アンタゴニストを、集合的に「GDF/BMPアンタゴニスト」または「GDF/BMF阻害剤」と呼ぶ。したがって、本開示は、一部には、肺高血圧症(例えば、PAH)を処置するための、特に肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、血圧上昇、心肥大、血管リモデリング、および血管の筋性動脈化)を処置するためのGDF/BMPアンタゴニスト組成物および方法を提供する。本開示の方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストには、例えばリガンドトラップ(例えば、可溶性ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体、フォリスタチンポリペプチド、およびFLRGポリペプチド)、抗体アンタゴニスト、小分子アンタゴニスト、およびヌクレオチドアンタゴニストが挙げられる。任意選択で、GDF/BMPアンタゴニストを、肺高血圧症を処置するための1つまたは複数の支持療法および/または追加的な活性薬剤と組み合わせて使用してもよい。
ある特定の態様では、本開示は、肺動脈高血圧症を処置する方法であって、それを必要とする患者に有効量のActRIIAポリペプチドを投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり、配列番号9のアミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、または135のうちのいずれか1つで終わるアミノ酸配列に、少なくとも70%(例えば、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%)同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号10のアミノ酸配列に、少なくとも70%(例えば、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%)同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号11のアミノ酸配列に、少なくとも70%(例えば、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%)同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、ActRIIAドメインおよびActRIIAに対して異種である1つまたは複数のポリペプチドドメインを含む融合タンパク質である。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、免疫グロブリンのFcドメインを含む融合タンパク質である。一部の実施形態では、免疫グロブリンのFcドメインは、IgG1免疫グロブリンのFcドメインである。一部の実施形態では、ActRIIA融合タンパク質は、ActRIIAポリペプチドドメインと、1つまたは複数の異種ドメイン(例えば、Fc免疫グロブリンドメイン)との間に位置するリンカードメインをさらに含む。一部の実施形態では、リンカードメインは、TGGG(配列番号23)、TGGGG(配列番号21)、SGGGG(配列番号22)、GGGGS(配列番号25)、GGG(配列番号19)、GGGG(配列番号20)、およびSGGG(配列番号24)からなる群から選択される。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号32のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号32のアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号32のアミノ酸配列からなる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、ホモ二量体タンパク質複合体の一部である。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、グリコシル化されている。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、チャイニーズハムスター卵巣細胞における発現によって得ることができるグリコシル化パターンを有する。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺動脈圧を減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺動脈圧を少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における心室肥大を減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における心室肥大を少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における平滑筋肥大を減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における平滑筋肥大を少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺細動脈筋性化を減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺細動脈筋性化を少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺血管抵抗を減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺血管抵抗を少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドの投与は、患者における肺血管抵抗を少なくとも25~30%減少させる。一部の実施形態では、患者は、肺動脈高血圧症を有し、世界保健機関の肺高血圧症機能分類システムに従う機能分類II度またはIII度の肺高血圧症を有する。一部の実施形態では、患者は、特発性または遺伝性肺動脈高血圧症、薬物および/または毒素誘発性肺高血圧症、結合組織病に関連する肺高血圧症、ならびにシャント修復後少なくとも1年での先天性左右シャントに関連する肺高血圧症からなる群から選択される1つまたは複数のサブタイプとして分類される肺動脈高血圧症を有する。一部の実施形態では、患者は1つまたは複数の血管拡張剤によって処置されている。一部の実施形態では、患者は、ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激剤、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、およびエンドセリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される1つまたは複数の薬剤によって処置されている。一部の実施形態では、1つまたは複数の薬剤は、ボセンタン、シルデナフィル、ベラプロスト、マシテンタン、セレキシパグ、エポプロステノール、トレプロスチニル、イロプロスト、アンブリセンタン、およびタダラフィルからなる群から選択される。一部の実施形態では、方法は、1つまたは複数の血管拡張剤の投与をさらに含む。一部の実施形態では、方法は、ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激剤、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、およびエンドセリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される1つまたは複数の薬剤の投与をさらに含む。一部の実施形態では、1つまたは複数の薬剤は、ボセンタン、シルデナフィル、ベラプロスト、マシテンタン、セレキシパグ、エポプロステノール、トレプロスチニル、イロプロスト、アンブリセンタン、およびタダラフィルからなる群から選択される。一部の実施形態では、患者は150~400メートルの6分間歩行距離を有する。一部の実施形態では、方法は、患者の6分間歩行距離を少なくとも10メートル(例えば、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、250、300、または400メートルを超えて)増加させる。一部の実施形態では、患者は、8g/dl超かつ15g/dl未満のヘモグロビンレベルを有する。一部の実施形態では、方法は、肺動脈高血圧症の臨床的悪化を遅らせる。一部の実施形態では、方法は、世界保健機関の肺高血圧症機能分類システムに従う肺高血圧症の臨床的悪化を遅らせる。一部の実施形態では、方法は、肺動脈高血圧症に関連する1つまたは複数の合併症による入院のリスクを低減する。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、BMP10、およびBMP6からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合する。
一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症を処置する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症を予防する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の進行速度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、本開示は、間質性肺疾患を処置する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含み、GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、およびALK7のうちの1つまたは複数を阻害する方法を提供する。一部の実施形態では、本開示は、間質性肺疾患の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含み、GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、およびALK7のうちの1つまたは複数を阻害する方法を提供する。一部の実施形態では、間質性肺疾患は、特発性肺線維症である。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右心室肥大、ならびに肺線維症)を処置する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右心室肥大、ならびに肺線維症)を予防する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右心室肥大、ならびに肺線維症)の進行速度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右心室肥大、ならびに肺線維症)の重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストまたはGDF/BMPアンタゴニストの組合せを投与する工程を含む方法に関する。ある特定の好ましい実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺動脈高血圧症を有する患者に関する。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、少なくとも25mmHg(例えば、少なくとも25、30、35、40、45、または50mmHg)の安静時肺動脈圧(PAP)を有する患者に関する。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺高血圧症を有する患者におけるPAPを低減する。例えば、方法は、肺高血圧症を有する患者におけるPAPを、少なくとも3mmHg(例えば、少なくとも3、5、7、10、12、15、20、または25mmHg)低減し得る。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺高血圧症を有する患者における肺血管抵抗を低減する。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺高血圧症を有する患者における肺毛細管楔入圧を増加させる。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺高血圧症を有する患者における左室拡張末期圧を増加させる。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺高血圧症を有する患者における運動能(能力、耐性)を増加させる(改善する)。例えば、方法は、肺高血圧症を有する患者における6分間歩行距離を増加させ、任意選択で6分間歩行距離を少なくとも10メートル(例えば、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100メートル、またはそれを超えて)増加させる。加えて、方法は、任意選択で6分間歩行試験後に評価され得る患者のボルグ呼吸困難指数(BDI)を低減し得る。一部の実施形態では、方法は、患者のボルグ呼吸困難指数(BDI)を少なくとも0.5指数ポイント(例えば、少なくとも0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、または10指数ポイント)低減する。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、世界保健機関によって認められるI度、II度、III度、またはIV度の肺高血圧症を有する患者に関する。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法は、肺高血圧症の臨床的進行(悪化)(例えば、世界保健機関の標準によって測定した進行)を遅らせることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症分類の進行を予防または遅延させる(例えば、世界保健機関によって認められるI度からII度へ、II度からIII度へ、またはIII度からIV度への肺高血圧症の進行を予防または遅延させる)。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症分類の後退を促進または増加させる(例えば、世界保健機関によって認められるIV度からIII度へ、III度からII度へ、またはII度からI度への肺高血圧症の後退を促進または増加させる)。一部の実施形態では、患者に、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストに加えて、肺高血圧症を処置するための1つまたは複数の支持療法または活性薬剤をさらに投与する。例えば、患者に、プロスタサイクリンおよびその誘導体(例えば、エポプロステノール、トレプロスチニル、およびイロプロスト);プロスタサイクリン受容体アゴニスト(例えば、セレキシパグ);エンドセリン受容体アンタゴニスト(例えば、thelin、アンブリセンタン、マシテンタン、およびボセンタン);カルシウムチャネル遮断薬(例えば、アムロジピン、ジルチアゼムおよびニフェジピン);抗凝固剤(例えば、ワーファリン);利尿剤;酸素治療;心房中隔開裂術;肺血栓内膜摘除術;ホスホジエステラーゼ5型阻害剤(例えば、シルデナフィルおよびタダラフィル);可溶性グアニル酸シクラーゼ活性化剤(例えば、シナシグアトおよびリオシグアト);ASK-1阻害剤(例えば、CIIA;SCH79797;GS-4997;MSC2032964A;3H-ナフト[1,2,3-デ]キニリン-2,7-ジオン、NQDI-1;2-チオキソ-チアゾリジン、5-ブロモ-3-(4-オキソ-2-チオキソ-チアゾリジン-5-イリデン)-1,3-ジヒドロ-インドール-2-オン);NF-κBアンタゴニスト(例えば、dh404、CDDO-エポキシド;2.2-ジフルオロプロピオンアミド;C28イミダゾール(CDDO-Im);2-シアノ-3,12-ジオキソオレアン-1,9-ジエン-28-オイック酸(CDDO);3-アセチルオレアノール酸;3-トリフルオロアセチルオレアノール酸(Triflouroacetyloleanolic Acid);28-メチル-3-アセチルオレアナン;28-メチル-3-トリフルオロアセチルオレアナン;28-メチルオキシオレアノール酸;SZC014;SCZ015;SZC017;オレアノール酸のペグ化誘導体;3-O-(ベータ-D-グルコピラノシル)オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→2)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→2)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;3-O-[a-L-ラムノピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルクロノピラノシル]オレアノール酸;3-O-[アルファ-L-ラムノピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルクロノピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;28-O-β-D-グルコピラノシル-オレアノール酸;3-O-β-D-グルコピラノシル(1→3)-β-D-グルコピラノシドウロン酸(CS1);オレアノール酸3-O-β-D-グルコピラノシル(1→3)-β-D-グルコピラノシドウロン酸(CS2);メチル3,11-ジオキソオレアン-12-エン-28-オレート(DIOXOL);ZCVI-2;ベンジル3-デヒドロ-オキシ-1,2,5-オキサジアゾロ[3’,4’:2,3]オレアノレート)、肺および/または心臓移植からなる群から選択される1つまたは複数の支持療法または活性薬剤も投与してもよい。一部の実施形態では、患者に、BMP9ポリペプチドも投与してもよい。一部の実施形態では、BMP9ポリペプチドは、成熟BMP9ポリペプチドである。一部の実施形態では、BMP9ポリペプチドは、BMP9プロドメインポリペプチドを含む。一部の実施形態では、BMP9ポリペプチドは、任意選択でBMP9プロドメインポリペプチドを含み得る医薬調製物において投与される。BMP9プロドメインポリペプチドを含むそのようなBMP9医薬調製物において、BMP9ポリペプチドは、BMP9プロドメインポリペプチドに非共有結合により会合し得る。一部の実施形態では、BMP9医薬調製物は、BMP9プロドメインポリペプチドを実質的に含まないか、または含まない。一部の実施形態では、患者に、オレアノール酸またはその誘導体も投与してもよい。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともGDF11を阻害する薬剤(例えば、GDF11アンタゴニスト)である。GDF11阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともGDF11に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともGDF11に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、GDF11を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、GDF11を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともGFF8を阻害する薬剤(例えば、GFF8アンタゴニスト)である。GFF8阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともGFF8に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともGFF8に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、GFF8を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、GFF8を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともGFF3を阻害する薬剤(例えば、GFF3アンタゴニスト)である。GFF3阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともGFF3に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともGFF3に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、GFF3を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、GFF3を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP6を阻害する薬剤(例えば、BMP6アンタゴニスト)である。BMP6阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP6に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともBMP6に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、BMP6を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、BMP6を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP15を阻害する薬剤(例えば、BMP15アンタゴニスト)である。BMP15阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP15に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともBMP15に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、BMP15を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、BMP15を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11,BMP6、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP10を阻害する薬剤(例えば、BMP10アンタゴニスト)である。BMP10阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP10に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともBMP10に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、およびFLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体FLRGポリペプチド)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、BMP10を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、BMP10を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP15、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)を阻害する薬剤(例えば、アクチビンアンタゴニスト)である。アクチビン阻害に対する効果は、例えば、本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビンに結合し得る。リガンド結合活性は、例えば、本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともアクチビンに結合する。本明細書で記載されるように、例えばリガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、アクチビンを阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、アクチビンを阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、BMP15、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、および1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。ある特定の好ましい実施形態では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビンBを阻害する薬剤である。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビンAに実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mを超えるKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)、および/またはアクチビンA活性を阻害しない。ある特定の好ましい実施形態では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビンBを阻害するが、アクチビンAに実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mを超えるKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)、および/またはアクチビンA活性を阻害しない薬剤である。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともActRIIを阻害する薬剤(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)(例えば、ActRIIアンタゴニスト)である。GDF11阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともActRIIに結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともActRIIに結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、ActRIIを阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、ActRIIを阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、ALK4、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともALK4を阻害する薬剤(例えば、ALK4アンタゴニスト)である。ALK4阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともALK4に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともALK4に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、ALK4を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、ALK4を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK5、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともALK5を阻害する薬剤(例えば、ALK5アンタゴニスト)である。ALK5阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともALK5に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともALK5に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、ALK5を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、ALK5を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK7、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともALK7を阻害する薬剤(例えば、ALK7アンタゴニスト)である。ALK7阻害に対する効果は、例えば本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくともALK7に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくともALK7に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、ALK7を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、ALK7を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK5、ALK4、ならびに1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)を阻害する薬剤である。Smad阻害に対する効果は、例えば、本明細書で記載されるアッセイ(例えば、Smadシグナル伝達レポーターアッセイ)を含む細胞ベースのアッセイを使用して決定され得る。したがって、一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)に結合し得る。リガンド結合活性は、例えば本明細書で記載されるアッセイを含む結合アフィニティーアッセイを使用して決定され得る。一部の実施形態では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、少なくとも1×10-7M(例えば、少なくとも1×10-8M、少なくとも1×10-9M、少なくとも1×10-10M、少なくとも1×10-11M、または少なくとも1×10-12M)のKで少なくとも1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)に結合する。本明細書で記載されるように、例えば、リガンドトラップ(例えば、ActRIIポリペプチド、GDFトラップ、フォリスタチンポリペプチド、FLRGポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体)、抗体、小分子、ヌクレオチド配列、およびそれらの組合せを含む、1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)を阻害する種々のGDF/BMPアンタゴニストを、本明細書で記載される方法および使用に従って使用することができる。ある特定の実施形態では、1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)を阻害するGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せは、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF3、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK5、およびALK4のうちの1つまたは複数をさらに阻害し得る。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、ActRIIポリペプチドである。用語「ActRIIポリペプチド」は、天然に存在するActRIIAおよびActRIIBポリペプチドならびに本明細書で記載されるポリペプチド(例えば、GDFトラップポリペプチド)などのその切断型および改変体を集合的に指す。好ましくは、ActRIIポリペプチドは、ActRIIポリペプチドのリガンド結合性ドメインまたはその修飾(改変体)形態を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる。例えば、一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、ActRIIAポリペプチドのActRIIAリガンド結合性ドメイン、例えばActRIIA細胞外ドメインの一部を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる。同様に、ActRIIBポリペプチドは、ActRIIBポリペプチドのActRIIBリガンド結合性ドメイン、例えば、ActRIIB細胞外ドメインの一部を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。好ましくは、本明細書で記載される方法に従って使用されるActRIIポリペプチドは、可溶性ポリペプチドである。
ある特定の態様では、本開示は、ActRIIAポリペプチドを含む組成物およびその使用に関する。例えば、一部の実施形態では、本開示のActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸30~110の配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、本開示のActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸21~30のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり(例えば、アミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)、配列番号9のアミノ酸110~135のうちのいずれか1つに対応する位置で終わる(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、または135のうちのいずれか1つで終わる)ActRIIAの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。他の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号10のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なお他の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号11のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。さらに他の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号32のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号36のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号39のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。
他の態様では、本開示は、ActRIIBポリペプチドを含む組成物およびその使用に関する。例えば、一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸29~109の配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸29~109の配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸[天然に存在する(EまたはD)、または人工の酸性アミノ酸]を含む。他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸25~131の配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸25~131の配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり、配列番号1のアミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のうちのいずれか1つに対応する残基で終わる配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり、配列番号1のアミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のうちのいずれか1つに対応する残基で終わる配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なお他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。さらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。他では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号3のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号4のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号4のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号4に関して79位に酸性アミノ酸を含む。他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号5のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号5のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号5に関して79位に酸性アミノ酸を含む。他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号6のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号6のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号6に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号40のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号42のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号45のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号46のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号46のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号47のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号47のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号48のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号48のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号69のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号74のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号74のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号69のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号77のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号77のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%




、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号69のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号78のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号78のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号69のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。なおさらに他の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号79のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得る。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号79のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含ことができ、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1に関して79位に酸性アミノ酸を含む。ある特定の実施形態では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるActRIIBポリペプチドは、配列番号1のL79に対応する位置に酸性アミノ酸を含まない。
本明細書で記載されるように、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、およびそれらの改変体(GDFトラップ)は、ホモ多量体、例えばホモ二量体、ホモ三量体、ホモ四量体、ホモ五量体、および高次ホモ多量体複合体であり得る。ある特定の好ましい実施形態では、ActRIIポリペプチドおよびその改変体は、ホモ二量体である。ある特定の実施形態では、本明細書で記載されるActRIIポリペプチド二量体は、第2のActRIIポリペプチドに共有結合または非共有結合により会合した第1のActRIIポリペプチドを含み、第1のポリペプチドは、ActRIIドメイン、および相互作用ペア(例えば、免疫グロブリンの定常ドメイン)の第1のメンバー(または第2のメンバー)のアミノ酸配列を含み、第2のポリペプチドは、ActRIIポリペプチド、および相互作用ペアの第2のメンバー(または第1のメンバー)のアミノ酸配列を含む。
ある特定の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体である。本明細書で記載されるように、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体タンパク質複合体は、対応するActRIIBおよびALK4ホモ二量体と比較して異なるリガンド結合プロファイル/選択性を有することが発見されている。特に、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、いずれかのホモ二量体と比較してアクチビンBに対して増強された結合を示し、ActRIIBホモ二量体に関して観察されるようにアクチビンA、GDF8、およびGDF11に対して強い結合を保持し、ならびにBMP9、BMP10、およびGDF3に対して実質的に低減された結合を示す。特に、BMP9は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体に関して低いアフィニティーから観察不能なアフィニティーを示すが、このリガンドは、ActRIIBホモ二量体に強く結合する。ActRIIBホモ二量体と同様に、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、BMP6に対して中間レベルの結合を保持する。図19を参照されたい。したがって、これらの結果は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体が、ActRIIBホモ二量体と比較して、アクチビンA、アクチビンB、GDF8、およびGDF11のより選択的アンタゴニスト(阻害剤)であることを実証する。したがって、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、このような選択的拮抗作用が有利であるある特定の適用においてActRIIBホモ二量体よりも有用であろう。例として、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF8、およびGDF11のうちの1つまたは複数の拮抗作用を保持するが、BMP9、BMP10、およびGDF3のうちの1つまたは複数の拮抗作用を最小にすることが望ましい治療的な適用が挙げられる。その上、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、患者におけるPAHを処置することが示されている。特定の作用機構に限定することを望まないが、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF8、および/またはGDF11のうちの少なくとも1つまたは複数に結合するALK4:ActRIIBヘテロ多量体ならびにその改変体は、PAH患者において有益な効果を促進するための有用な薬剤であろうと予想される。
したがって、本開示は、少なくとも1つのALK4ポリペプチドおよび少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体の複合体(ヘテロ多量体)(ALK4:ActRIIBヘテロ多量体)ならびにその使用を提供する。好ましくは、ALK4ポリペプチドは、ALK4受容体のリガンド結合性ドメイン、例えばALK4細胞外ドメインの一部を含む。同様に、ActRIIBポリペプチドは、一般的にActRIIB受容体のリガンド結合性ドメイン、例えばActRIIB細胞外ドメインの一部を含む。好ましくは、このようなALK4およびActRIIBポリペプチド、ならびに得られたそのヘテロ多量体は、可溶性である。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号100のアミノ酸34~101に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号101に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号105に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号122に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号124に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号116に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。なお他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号117に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号111に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。なお他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号113に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるALK4アミノ酸配列を含む。
ある特定の態様では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸29~109に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号2に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号3に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号5に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号6に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号118に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。さらに他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号120に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号114に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号115に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含み得る。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号108に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。他の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号110に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるActRIIBアミノ酸配列を含む。ある特定の好ましい実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のL79に対応する位置に酸性アミノ酸(例えば、EまたはD)を含むActRIIBポリペプチドを含まない。
本明細書で記載されるように、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体構造は、例えば、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体、ヘテロ五量体、および高次ヘテロ多量体の複合体を含む。例えば、図21~23を参照されたい。ある特定の好ましい実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ヘテロ二量体である。ある特定の態様では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、融合タンパク質であり得る。
ある特定の態様では、その改変体(例えば、GDFトラップ)を含むActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチドは、融合タンパク質であり得る。例えば、一部の実施形態では、ActRII(またはALK4)ポリペプチドは、ActRII(またはALK4)ポリペプチドドメインおよび1つまたは複数の異種(非ActRII)ポリペプチドドメインを含む融合タンパク質であり得る。一部の実施形態では、ActRII(またはALK4)ポリペプチドは、1つのドメインとしてActRII(またはALK4)ポリペプチドに由来するアミノ酸配列(例えば、ActRII(またはALK4)受容体のリガンド結合性ドメインまたはその改変体)、および改善された薬物動態、容易な精製、特定の組織への標的化等などの所望の特性を提供する1つまたは複数の異種ドメインを有する融合タンパク質であり得る。例えば、融合タンパク質のドメインは、in vivo安定性、in vivo半減期、取込み/投与、組織局在化もしくは分布、タンパク質複合体の形成、融合タンパク質の多量体化、および/または精製のうちの1つまたは複数を増強し得る。任意選択で、融合タンパク質のActRII(またはALK4)ポリペプチドドメインは、1つまたは複数の異種ポリペプチドドメインに直接接続(融合)されるか、またはリンカーなどの介在配列が、ActRII(またはALK4)ポリペプチドのアミノ酸配列と、1つまたは複数の異種ドメインのアミノ酸配列との間に配置されていてもよい。ある特定の実施形態では、ActRII(またはALK4)融合タンパク質は、異種ドメインとActRII(またはALK4)ドメインとの間に位置する相対的非構造化リンカーを含む。この非構造化リンカーは、ActRII(またはALK4)の細胞外ドメインのC末端でおよそ15アミノ酸の非構造化領域に対応し得るか、または二次構造を相対的に含まない、3から15、20、30、50個またはそれを超えるアミノ酸の人工配列であり得る。リンカーは、グリシンおよび/またはプロリン残基に富んでいてもよく、例えば、スレオニン/セリンおよびグリシンの反復配列を含有し得る。リンカーの例として、配列TGGG(配列番号23)、SGGG(配列番号24)、TGGGG(配列番号21)、SGGGG(配列番号22)、GGGGS(配列番号25)、GGGG(配列番号20)、およびGGG(配列番号19)が挙げられるがこれらに限定されない。一部の実施形態では、ActRII(またはALK4)融合タンパク質は、例えば免疫グロブリンのFc部分を含む、免疫グロブリンの定常ドメインを含み得る。例えば、アミノ酸配列は、IgG(IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4)、IgA(IgA1またはIgA2)、IgE、またはIgM免疫グロブリンのFcドメインに由来する。例えば、免疫グロブリンドメインのFc部分は、配列番号14~18のうちのいずれか一配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。このような免疫グロブリンドメインは、変更されたFc活性を付与する、例えば1つまたは複数のFcエフェクター機能を減少させる1つまたは複数のアミノ酸修飾(例えば、欠失、付加、および/または置換)を含み得る。一部の実施形態では、ActRII(またはALK4)融合タンパク質は、式A-B-Cに示されているアミノ酸配列を含む。例えば、B部分は、例えば本明細書で記載されるNおよびC末端切断ActRII(またはALK4)ポリペプチドである。AおよびC部分は、独立してゼロ、1、または1つを超えるアミノ酸であり得て、AおよびC部分の両方がBに対して異種である。Aおよび/またはC部分を、リンカー配列を介してB部分に取り付けることができる。ある特定の実施形態では、ActRII(またはALK4)融合タンパク質は、リーダー配列を含む。リーダー配列は、天然のActRII(またはALK4)リーダー配列または異種リーダー配列であり得る。ある特定の実施形態では、リーダー配列は、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)リーダー配列(例えば、配列番号34)である。
その改変体を含むActRIIポリペプチドまたはALK4ポリペプチドは、エピトープタグ、FLAGタグ、ポリヒスリジン配列、およびGST融合体などの精製部分配列を含み得る。任意選択で、ActRIIポリペプチドまたはALK4ポリペプチドは、グリコシル化アミノ酸、ペグ化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチン化アミノ酸、および/または脂質部分にコンジュゲートされたアミノ酸から選択される1つまたは複数の修飾されたアミノ酸残基を含む。ActRIIポリペプチドおよびALK4ポリペプチドは、少なくとも1つのN結合型糖を含むことができ、2つ、3つ、またはそれを超えるN結合型糖を含み得る。このようなポリペプチドは、O結合型糖も含み得る。一般的に、ActRIIおよびALK4ポリペプチドは、患者における好ましくない免疫応答の可能性を減少させるために、ポリペプチドの適切な天然のグリコシル化を媒介する哺乳動物細胞株において発現させることが好ましい。ActRIIおよびALK4ポリペプチドは、操作された昆虫または酵母細胞、ならびにCOS細胞、CHO細胞、HEK細胞およびNSO細胞などの哺乳動物細胞を含む、患者での使用にとって適した様式でタンパク質をグリコシル化する種々の細胞株において産生され得る。一部の実施形態では、ActRIIまたはALK4ポリペプチドは、グリコシル化されており、チャイニーズハムスター卵巣細胞株から得ることができるグリコシル化パターンを有する。一部の実施形態では、本開示のActRIIまたはALK4ポリペプチドは、哺乳動物(例えば、マウスまたはヒト)において少なくとも4、6、12、24、36、48、または72時間の血清半減期を示す。任意選択で、ActRIIまたはALK4ポリペプチドは、哺乳動物(例えば、マウスまたはヒト)において少なくとも6、8、10、12、14、20、25、または30日間の血清半減期を示し得る。
ある特定の態様では、本開示は、本開示の1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストおよび薬学的に許容されるキャリアを含む医薬調製物を提供する。医薬調製物は、肺高血圧症を処置するために、特に肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右心室肥大、ならびに肺線維症)を処置または予防するために使用される化合物、例えばプロスタサイクリン、エポプロステノール、およびシルデナフィルなどの血管拡張剤;ボセンタンなどのエンドセリン受容体アンタゴニスト;アムロジピン、ジルチアゼム、およびニフェジピンなどのカルシウムチャネル遮断薬;ワーファリンなどの抗凝固剤;利尿剤;BMP9ポリペプチド;BMP10ポリペプチド;バルドキソロンメチル;ならびにオレアノール酸を含む化合物などの、1つまたは複数の追加の活性薬剤も含み得る。一般的に、医薬調製物は、好ましくは発熱物質不含である(治療的使用のための産物の品質を管理する規則によって必要とされる程度に発熱物質不含であることを意味する)。
ある特定の例では、本開示のGDF/BMPアンタゴニストまたはアンタゴニストの組合せを本明細書で記載される障害または状態に投与する場合、GDF/BMPアンタゴニストの投与の間、赤血球に対する効果をモニターすること、または赤血球に対する望ましくない効果を低減するために、GDF/BMPアンタゴニストの投薬を決定もしくは調整することが望ましいであろう。例えば、赤血球レベル、ヘモグロビンレベル、またはヘマトクリットレベルの増加は、血圧の望ましくない増加を引き起こし得る。
ある特定の態様では、本開示の方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、抗体または抗体の組合せである。一部の実施形態では、抗体は、少なくともActRII(ActRIIAおよび/またはActRIIB)に結合する。ある特定の実施形態では、ActRIIに結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合に、ActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、ActRIIに結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド、I型受容体、または共受容体が、ActRIIに結合するのを阻害する。ある特定の実施形態では、ActRIIに結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンドが、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、およびGDF3からなる群から選択されるActRIIに結合するのを阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともALK4に結合する。ある特定の実施形態では、ALK4に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合に、ALK4シグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、ALK4に結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド、II型受容体、または共受容体が、ALK4に結合するのを阻害する。ある特定の実施形態では、ALK4に結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンドが、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、およびGDF3からなる群から選択されるALK4に結合するのを阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともALK5に結合する。ある特定の実施形態では、ALK5に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合に、ALK5シグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、ALK5に結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド、II型受容体、または共受容体が、ALK5に結合するのを阻害する。ある特定の実施形態では、ALK5に結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンドが、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、およびGDF3からなる群から選択されるALK5に結合するのを阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともALK7に結合する。ある特定の実施形態では、ALK7に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合に、ALK7シグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、ALK7に結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド、II型受容体、または共受容体が、ALK7に結合するのを阻害する。ある特定の実施形態では、ALK7に結合する抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンドが、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10、およびGDF3からなる群から選択されるALK7に結合するのを阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともGDF11に結合する。ある特定の実施形態では、GDF11に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、GDF11に結合する抗体は、GDF11-ActRII結合および/またはGDF11-ALK結合(例えば、GDF11-ALK4、GDF11-ALK5、および/またはGDF11-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともGDF8に結合する。ある特定の実施形態では、GDF8に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、GDF8に結合する抗体は、GDF8-ActRII結合および/またはGDF8-ALK結合(例えば、GDF8-ALK4、GDF8-ALK5、および/またはGDF8-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともBMP6に結合する。ある特定の実施形態では、BMP6に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、BMP6に結合する抗体は、BMP6-ActRII結合および/またはBMP6-ALK結合(例えば、BMP6-ALK4、BMP6-ALK5、および/またはBMP6-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともBMP15に結合する。ある特定の実施形態では、BMP15に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、BMP15に結合する抗体は、BMP15-ActRII結合および/またはBMP15-ALK結合(例えば、BMP15-ALK4、BMP15-ALK5、および/またはBMP15-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともGDF3に結合する。ある特定の実施形態では、GDF3に結合する抗体は、任意選択で本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、GDF3に結合する抗体は、GDF3-ActRII結合および/またはGDF3-ALK結合(例えば、GDF3-ALK4、GDF3-ALK5、および/またはGDF3-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、少なくともBMP10に結合する。ある特定の実施形態では、BMP10に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、BMP10に結合する抗体は、BMP10-ActRII結合および/またはBMP10-ALK結合(例えば、BMP10-ALK4、BMP10-ALK5、および/またはBMP10-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)に結合する。ある特定の実施形態では、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)に結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)に結合する抗体は、アクチビン-ActRII結合および/またはアクチビン-ALK結合(例えば、アクチビン-ALK4、アクチビン-ALK5、および/またはアクチビン-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、アクチビンBに結合する。ある特定の実施形態では、アクチビンBに結合する抗体は、任意選択で、本明細書で記載されるアッセイなどの細胞ベースのアッセイにおいて測定した場合にActRIIシグナル伝達を阻害する。ある特定の実施形態では、アクチビンBに結合する抗体は、アクチビンB-ActRII結合および/またはアクチビンB-ALK結合(例えば、アクチビンB-ALK4、アクチビンB-ALK5、および/またはアクチビンB-ALK7結合)を阻害する。一部の実施形態では、抗体は、ActRIIB、ActRIIA、ALK4、ALK5、ALK7、GDF11、GDF8、アクチビン、BMP6、GDF3、BMP10、およびBMP15のうちの1つまたは複数に結合する多重特異性抗体または多重特異性抗体の組合せである。ある特定の態様では、多重特異性抗体または多重特異性抗体の組合せは、細胞ベースのアッセイにおいて、ActRIIB、GDF11、GDF8、アクチビン、BMP6、GDF3、BMP10、およびBMP15のうちの1つまたは複数のシグナル伝達を阻害する。一部の実施形態では、抗体はキメラ抗体、ヒト化抗体、またはヒト抗体である。一部の実施形態では、抗体は、一本鎖抗体、F(ab’)フラグメント、一本鎖ダイアボディ、タンデム一本鎖Fvフラグメント、タンデム一本鎖ダイアボディ、または一本鎖ダイアボディおよび免疫グロブリン重鎖定常領域の少なくとも一部を含む融合タンパク質である。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニストは、小分子阻害剤または小分子阻害剤の組合せである。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともActRII(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともALK4の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともALK5の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともALK7の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともGDF11の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともGDF8の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともBMP6の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともBMP15の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともBMP10の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともGDF3の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAEおよびアクチビンBE)の阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともアクチビンBの阻害剤である。一部の実施形態では、小分子阻害剤は、少なくともSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)の阻害剤である。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニストは、核酸阻害剤または核酸阻害剤の組合せである。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともActRII(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともALK4の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともALK5の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は少なくともALK7の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともGDF11の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともGDF8の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともBMP6の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともBMP15の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともBMP10の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともGDF3の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、およびアクチビンBE)の阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくともアクチビンBの阻害剤である。一部の実施形態では、核酸阻害剤は、少なくとも1つまたは複数のSmad(例えば、Smad2および3)の阻害剤である。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニストは、フォリスタチンポリペプチドである。一部の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドは、配列番号26のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドは、配列番号27のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドは、配列番号28のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドは、配列番号29のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。一部の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドは、配列番号30のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニストは、FLRGポリペプチドである。一部の実施形態では、FLRGポリペプチドは、配列番号31のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む。
図1は、ヒトActRIIB(配列番号2)およびヒトActRIIA(配列番号10)の細胞外ドメインのアラインメントを示し、複数のActRIIBおよびActRIIA結晶構造の合成解析に基づき、リガンドに直接接触すると本明細書において推定される残基は、ボックスで指し示す。
図2は、様々な脊椎動物のActRIIBタンパク質(配列番号53~58)およびヒトActRIIA(配列番号59)の複数の配列アラインメント、ならびにアラインメントに由来するコンセンサスActRII配列(配列番号60)を示す。
図3は、様々な脊椎動物のActRIIAタンパク質およびヒトActRIIA(配列番号61~68)の複数の配列アラインメントを示す。
図4は、Clustal2.1を使用した、ヒトIgGアイソタイプに由来するFcドメインの複数の配列アラインメントを示す。ヒンジ領域は、点線の下線によって指し示されている。二重の下線は、非対称鎖ペア形成を促進するようにIgG1 Fcにおいて操作され得る位置と、他のアイソタイプIgG2、IgG3およびIgG4に関する対応する位置の例を指し示す。
図5は、CHO細胞において発現されたActRIIA-hFcの精製を示す。分粒カラム(上パネル)およびクーマシー染色SDS-PAGE(下パネル)(左レーン:分子量標準;右レーン:ActRIIA-hFc)によって可視化したとき、タンパク質は単一の明確なピークとして精製される。
図6は、Biacore(商標)アッセイによって測定したときの、アクチビン(上パネル)およびGDF-11(下パネル)へのActRIIA-hFcの結合を示す。
図7は、ActRIIB(25~131)-hFc(配列番号69)の、完全なプロセシングされていないアミノ酸配列を示す。TPAリーダー(残基1~22)および二重に切断されたActRIIB細胞外ドメイン(残基24~131、配列番号1における天然の配列に基づく番号付けを使用)は、各々下線を引かれている。配列番号1と比較して25位にある、成熟した融合タンパク質のN末端アミノ酸であることが配列決定によって明らかにされたグルタミン酸は、強調されている。
図8Aおよび8Bは、ActRIIB(25~131)-hFcをコードするヌクレオチド配列(コード鎖は上に示し、配列番号70、相補体は下に3’-5’で示す、配列番号71)を示す。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)およびActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド73~396)をコードする配列は、下線が引かれている。ActRIIB(25~131)の対応するアミノ酸配列も、示す。 図8Aおよび8Bは、ActRIIB(25~131)-hFcをコードするヌクレオチド配列(コード鎖は上に示し、配列番号70、相補体は下に3’-5’で示す、配列番号71)を示す。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)およびActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド73~396)をコードする配列は、下線が引かれている。ActRIIB(25~131)の対応するアミノ酸配列も、示す。
図9Aおよび9Bは、ActRIIB(25~131)-hFcをコードする代替のヌクレオチド配列(コード鎖は上に示し、配列番号72、相補体は下に3’-5’で示す、配列番号73)を示す。この配列は最初の形質転換体におけるタンパク質発現のより大きなレベルを付与し、細胞系の発達をより迅速な工程にする。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)およびActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド73~396)をコードする配列は下線が引かれており、ECDの野生型ヌクレオチド配列における置換(図8を参照されたい)は強調されている。ActRIIB(25~131)の対応するアミノ酸配列も、示す。 図9Aおよび9Bは、ActRIIB(25~131)-hFcをコードする代替のヌクレオチド配列(コード鎖は上に示し、配列番号72、相補体は下に3’-5’で示す、配列番号73)を示す。この配列は最初の形質転換体におけるタンパク質発現のより大きなレベルを付与し、細胞系の発達をより迅速な工程にする。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)およびActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド73~396)をコードする配列は下線が引かれており、ECDの野生型ヌクレオチド配列における置換(図8を参照されたい)は強調されている。ActRIIB(25~131)の対応するアミノ酸配列も、示す。
図10は、TPAリーダー配列(二重下線)、ActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基20~134;単一の下線)およびhFcドメインを含む、GDFトラップActRIIB(L79D 20~134)-hFc(配列番号74)の完全なアミノ酸配列を示す。成熟した融合タンパク質のN末端残基であることが配列決定によって明らかにされたグリシンのように、天然配列の79位で置換されたアスパラギン酸は二重下線が引かれ、強調されている。
図11Aおよび11Bは、ActRIIB(L79D 20~134)-hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。配列番号75はセンス鎖に対応し、配列番号76はアンチセンス鎖に対応する。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)は二重下線が引かれ、ActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド76~420)は単一の下線が引かれている。 図11Aおよび11Bは、ActRIIB(L79D 20~134)-hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。配列番号75はセンス鎖に対応し、配列番号76はアンチセンス鎖に対応する。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)は二重下線が引かれ、ActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド76~420)は単一の下線が引かれている。
図12は、TPAリーダー配列(二重下線)、切断されたActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131;単一の下線)およびhFcドメインを含む、切断されたGDFトラップActRIIB(L79D 25~131)-hFc(配列番号77)の完全なアミノ酸配列を示す。成熟した融合タンパク質のN末端残基であることが配列決定によって明らかにされたグルタミン酸のように、天然配列の79位で置換されたアスパラギン酸は二重下線が引かれ、強調されている。
図13は、リーダー(配列番号78)なしの切断されたGDFトラップActRIIB(L79D 25~131)-hFcのアミノ酸配列を示す。切断されたActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131)は、下線を引かれている。成熟した融合タンパク質のN末端残基であることが配列決定によって明らかにされたグルタミン酸のように、天然配列の79位で置換されたアスパラギン酸は二重下線が引かれ、強調されている。
図14は、リーダー、hFcドメインおよびリンカー(配列番号79)なしの切断されたGDFトラップActRIIB(L79D 25~131)のアミノ酸配列を示す。成熟した融合タンパク質のN末端残基であることが配列決定によって明らかにされたグルタミン酸のように、天然配列の79位で置換されたアスパラギン酸は下線が引かれ、強調されている。
図15Aおよび15Bは、ActRIIB(L79D 25~131)-hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。配列番号80はセンス鎖に対応し、配列番号81はアンチセンス鎖に対応する。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)は二重下線が引かれ、切断されたActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド76~396)は単一の下線が引かれている。ActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131)のアミノ酸配列も、示す。 図15Aおよび15Bは、ActRIIB(L79D 25~131)-hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。配列番号80はセンス鎖に対応し、配列番号81はアンチセンス鎖に対応する。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)は二重下線が引かれ、切断されたActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド76~396)は単一の下線が引かれている。ActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131)のアミノ酸配列も、示す。
図16Aおよび16Bは、ActRIIB(L79D 25~131)-hFcをコードする代替のヌクレオチド配列を示す。配列番号82はセンス鎖に対応し、配列番号83はアンチセンス鎖に対応する。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)は二重下線が引かれ、切断されたActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド76~396)は単一の下線が引かれており、細胞外ドメインの野生型ヌクレオチド配列における置換は二重下線が引かれ、強調されている(配列番号81、図15と比較する)。ActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131)のアミノ酸配列も、示す。 図16Aおよび16Bは、ActRIIB(L79D 25~131)-hFcをコードする代替のヌクレオチド配列を示す。配列番号82はセンス鎖に対応し、配列番号83はアンチセンス鎖に対応する。TPAリーダー(ヌクレオチド1~66)は二重下線が引かれ、切断されたActRIIB細胞外ドメイン(ヌクレオチド76~396)は単一の下線が引かれており、細胞外ドメインの野生型ヌクレオチド配列における置換は二重下線が引かれ、強調されている(配列番号81、図15と比較する)。ActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131)のアミノ酸配列も、示す。
図17は、図16に示す代替のヌクレオチド配列(配列番号82)のヌクレオチド76~396(配列番号84)を示す。図16に示す同じヌクレオチド置換はここでも下線が引かれ、強調されている。配列番号84は、L79D置換を有する、切断されたActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131に対応する)だけをコードする、例えば、ActRIIB(L79D 25~131)。
図18は、様々な脊椎動物のALK4タンパク質およびヒトALK4(配列番号126~132)の複数の配列アラインメントを示す。
図19は、ActRIIB-Fcホモ二量体およびALK4-Fcホモ二量体と比較した、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体のタンパク質複合体のリガンド結合データを示す。タンパク質複合体毎に、リガンドは、リガンドシグナル伝達阻害と十分に相関する速度定数であるkoffによってランク付けされ、結合アフィニティーの降順で収載される(最も緊密に結合したリガンドが、上に収載される)。左側において、黄色、赤色、緑色および青色の線は、解離速度(off-rate)定数の規模を指し示す。実線の黒線は、そのヘテロ二量体への結合が、ホモ二量体と比較して増強されるまたは変化しないリガンドを指し示す一方、破線の赤線は、ホモ二量体と比較して実質的に低減した結合を指し示す。図示されている通り、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、どちらのホモ二量体と比較しても、アクチビンBへの増強された結合を表示し、ActRIIB-Fcホモ二量体により観察される、アクチビンA、GDF8およびGDF11への強い結合を保持し、BMP9、BMP10およびGDF3への実質的に低減した結合を呈示する。ActRIIB-Fcホモ二量体と同様に、ヘテロ二量体は、BMP6への中等度レベルの結合を保持する。
図20は、本明細書で記載されるA-204リポーター遺伝子アッセイによって判定したときの、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体/ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体IC50の比較データを示す。ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と同様に、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、アクチビンA、アクチビンB、GDF8およびGDF11シグナル伝達経路を阻害する。しかし、BMP9およびBMP10シグナル伝達経路のALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体による阻害は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と比較して有意に低減している。これらのデータは、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体が、対応するActRIIB:ActRIIBホモ二量体と比較して、アクチビンA、アクチビンB、GDF8およびGDF11のより選択的なアンタゴニストであることを実証する。
図21Aおよび21Bは、I型受容体およびII型受容体ポリペプチドを含むヘテロマータンパク質複合体の2つの模式的な例を示す。図21Aは、各ポリペプチド鎖内に含有される多量体化ドメインを介して共有結合または非共有結合的によりアセンブルすることができる、1個のI型受容体融合ポリペプチドおよび1個のII型受容体融合ポリペプチドを含むヘテロ二量体のタンパク質複合体を描写する。2個のアセンブルした多量体化ドメインはガイドされてもガイドされなくてもよい相互作用ペアを構成する。図21Bは、図21Aと同様の、2個のヘテロ二量体の複合体を含むヘテロ四量体のタンパク質複合体を描写する。より高次の複合体を想定することができる。 図21Aおよび21Bは、I型受容体およびII型受容体ポリペプチドを含むヘテロマータンパク質複合体の2つの模式的な例を示す。図21Aは、各ポリペプチド鎖内に含有される多量体化ドメインを介して共有結合または非共有結合的によりアセンブルすることができる、1個のI型受容体融合ポリペプチドおよび1個のII型受容体融合ポリペプチドを含むヘテロ二量体のタンパク質複合体を描写する。2個のアセンブルした多量体化ドメインはガイドされてもガイドされなくてもよい相互作用ペアを構成する。図21Bは、図21Aと同様の、2個のヘテロ二量体の複合体を含むヘテロ四量体のタンパク質複合体を描写する。より高次の複合体を想定することができる。
図22は、I型受容体ポリペプチド(「I」と指し示す)(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のALK4タンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)およびII型受容体ポリペプチド(「II」と指し示す)(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のActRIIBタンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)を含むヘテロマータンパク質複合体の模式的な例を示す。例証されている実施形態では、I型受容体ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部であり、II型受容体ポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部である。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、I型またはII型の受容体ポリペプチドおよび相互作用ペアの対応するメンバーの間に配置することができる。相互作用ペアの第1および第2のメンバーは、ガイドされる(非対称の)ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが自己会合するよりむしろ、互いと優先的に会合することを意味する、あるいは、相互作用ペアは、ガイドされなくてよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで、互いと会合しても自己会合してもよく、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得ることを意味する。伝統的なFc融合タンパク質および抗体は、ガイドされない相互作用ペアの例である一方で、種々の操作されたFcドメインが、ガイドされる(非対称)相互作用ペアとして設計された(例えば、Spiessら(2015年)Molecular Immunology 67巻(2A号):95~106頁)。
図23A~23Dは、ALK4ポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のALK4タンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)、およびActRIIBポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のActRIIBタンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)を含むヘテロマータンパク質複合体の模式的な例を示す。例証されている実施形態では、ALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部であり、ActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部である。適した相互作用ペアは、例えば、本明細書で記載されるものなど、重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、それらの切断型および改変体を含んだ(例えば、Spiessら(2015年)Molecular Immunology 67巻(2A号):95~106頁)。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドおよび相互作用ペアの対応するメンバーの間に配置することができる。相互作用ペアの第1および第2のメンバーはガイドされなくてよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで互いと会合しても自己会合してもよいことを意味し、両者は、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得る。図23Aを参照されたい。代替的に、相互作用ペアは、ガイドされる(非対称の)ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりもむしろ、互いと優先的に会合することを意味する。図23Bを参照されたい。より高次の複合体を想定することができる。図23Cおよび23Dを参照されたい。 図23A~23Dは、ALK4ポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のALK4タンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)、およびActRIIBポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のActRIIBタンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)を含むヘテロマータンパク質複合体の模式的な例を示す。例証されている実施形態では、ALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部であり、ActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部である。適した相互作用ペアは、例えば、本明細書で記載されるものなど、重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、それらの切断型および改変体を含んだ(例えば、Spiessら(2015年)Molecular Immunology 67巻(2A号):95~106頁)。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドおよび相互作用ペアの対応するメンバーの間に配置することができる。相互作用ペアの第1および第2のメンバーはガイドされなくてよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで互いと会合しても自己会合してもよいことを意味し、両者は、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得る。図23Aを参照されたい。代替的に、相互作用ペアは、ガイドされる(非対称の)ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりもむしろ、互いと優先的に会合することを意味する。図23Bを参照されたい。より高次の複合体を想定することができる。図23Cおよび23Dを参照されたい。 図23A~23Dは、ALK4ポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のALK4タンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)、およびActRIIBポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のActRIIBタンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)を含むヘテロマータンパク質複合体の模式的な例を示す。例証されている実施形態では、ALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部であり、ActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部である。適した相互作用ペアは、例えば、本明細書で記載されるものなど、重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、それらの切断型および改変体を含んだ(例えば、Spiessら(2015年)Molecular Immunology 67巻(2A号):95~106頁)。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドおよび相互作用ペアの対応するメンバーの間に配置することができる。相互作用ペアの第1および第2のメンバーはガイドされなくてよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで互いと会合しても自己会合してもよいことを意味し、両者は、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得る。図23Aを参照されたい。代替的に、相互作用ペアは、ガイドされる(非対称の)ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりもむしろ、互いと優先的に会合することを意味する。図23Bを参照されたい。より高次の複合体を想定することができる。図23Cおよび23Dを参照されたい。 図23A~23Dは、ALK4ポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のALK4タンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)、およびActRIIBポリペプチド(例えば、本明細書で記載されるものなどのヒトまたは他の種由来のActRIIBタンパク質の細胞外ドメインに、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるポリペプチド)を含むヘテロマータンパク質複合体の模式的な例を示す。例証されている実施形態では、ALK4ポリペプチドは、相互作用ペアの第1のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部であり、ActRIIBポリペプチドは、相互作用ペアの第2のメンバー(「C」)を含む融合ポリペプチドの一部である。適した相互作用ペアは、例えば、本明細書で記載されるものなど、重鎖および/または軽鎖免疫グロブリン相互作用ペア、それらの切断型および改変体を含んだ(例えば、Spiessら(2015年)Molecular Immunology 67巻(2A号):95~106頁)。各融合ポリペプチドにおいて、リンカーは、ALK4またはActRIIBポリペプチドおよび相互作用ペアの対応するメンバーの間に配置することができる。相互作用ペアの第1および第2のメンバーはガイドされなくてよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで互いと会合しても自己会合してもよいことを意味し、両者は、同じまたは異なるアミノ酸配列を有し得る。図23Aを参照されたい。代替的に、相互作用ペアは、ガイドされる(非対称の)ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが、自己会合するよりもむしろ、互いと優先的に会合することを意味する。図23Bを参照されたい。より高次の複合体を想定することができる。図23Cおよび23Dを参照されたい。
発明の詳細な説明
1.概要
TGF-βスーパーファミリーは、TGF-ベータ、アクチビン、nodal、骨形成タンパク質(BMP)、増殖分化因子(GDF)、および抗ミュラー管ホルモン(AMH)を含む30種を超える分泌因子で構成される[Weissら(2013年)Developmental Biology、2巻(1号):47~63頁]。脊椎動物および無脊椎動物の両方において見出されるスーパーファミリーのメンバーは、多様な組織で遍在性に発現され、発生段階最初期において、動物の生涯を通して機能する。実際に、TGF-βスーパーファミリータンパク質は、幹細胞自己再生、原腸形成、分化、器官形態形成、および成体組織恒常性の重要なメディエーターである。この遍在性の活性と一貫して、異常なTGF-ベータスーパーファミリーシグナル伝達は、例えば自己免疫性疾患、心血管疾患、線維症性疾患、およびがんを含む広範囲のヒト病態に関連する。
TGF-ベータスーパーファミリーのリガンドは、同じ二量体構造を共有し、その構造において、一方の単量体の中心3-1/2ターン・ヘリックスは、他方の単量体のベータ-ストランドによって形成される凹面表面に接して詰まっている。TGF-ベータファミリーメンバーの大部分は、分子間ジスルフィド結合によってさらに安定化される。このジスルフィド結合は、2個の他のジスルフィド結合によって形成される環を横切り、「システインノット」モチーフと呼ばれているものを生成する[Linら(2006年)Reproduction、132巻:179~190頁;およびHinckら(2012年)FEBS Letters、586巻:1860~1870頁]。
TGF-ベータスーパーファミリーシグナル伝達は、I型およびII型セリン/スレオニンキナーゼ受容体のヘテロマー複合体によって媒介され、これはリガンド刺激により下流のSMADタンパク質(例えば、SMADタンパク質1、2、3、5、および8)をリン酸化および活性化する[Massague(2000年)Nat. Rev. Mol. Cell Biol.、1巻:169~178頁]。これらのI型およびII型受容体は、システインに富む領域を備えるリガンド結合性細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および予測されるセリン/スレオニンキナーゼ特異性を有する細胞質ドメインで構成された膜貫通タンパク質である。一般に、I型受容体は、細胞内シグナル伝達を媒介する一方、II型受容体は、TGF-ベータスーパーファミリーリガンドの結合に必要とされる。I型およびII型受容体は、リガンド結合後に安定化した複合体を形成し、II型受容体によるI型受容体のリン酸化をもたらす。
TGF-ベータファミリーは、これが結合するI型受容体およびこれが活性化するSmadタンパク質に基づき、2つの系統発生上の分岐に分けることができる。1つは、より最近になって進化した分岐であり、これは例えば、Smad2および3を活性化するI型受容体を介してシグナル伝達する、TGF-ベータ、アクチビンGDF8、GDF9、GDF11、BMP3、およびnodalを含む[Hinck(2012年)FEBS Letters、586巻:1860~1870頁]。他方の分岐は、スーパーファミリーのより遠縁のタンパク質を含み、例えば、Smad1、5、および8を介してシグナル伝達する、BMP2、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF1、GDF5、GDF6、およびGDF7を含む。
アクチビンは、TGF-ベータスーパーファミリーのメンバーであり、卵胞刺激ホルモンの分泌の調節因子として最初に発見されたが、その後、種々の生殖性および非生殖性の役割が特徴付けられた。2つの近縁のβサブユニットのホモ/ヘテロ二量体(それぞれ、ββ、ββ、およびββ)である、3種の主要アクチビン型(A、BおよびAB)が存在する。ヒトゲノムは、肝臓で主に発現されるアクチビンCおよびアクチビンEもコードし、βまたはβを含有するヘテロ二量体型も公知である。TGF-ベータスーパーファミリーにおいて、アクチビンは、卵巣および胎盤細胞におけるホルモン産生を刺激し、ニューロン細胞生存を支持し、細胞型に応じて細胞周期進行にプラスまたはマイナスに影響を与え、少なくとも両生類胚における中胚葉分化を誘導することができる、特有かつ多機能性の因子である。[DePaoloら(1991年)Proc Soc Ep Biol Med.、198巻:500~512頁;Dysonら(1997年)Curr Biol.、7巻:81~84頁;およびWoodruff(1998年)Biochem Pharmacol.、55巻:953~963頁]。いくつかの組織において、アクチビンシグナル伝達は、その関連するヘテロ二量体、インヒビンによって拮抗される。例えば、下垂体からの卵胞刺激ホルモン(FSH)分泌の調節において、アクチビンは、FSH合成および分泌を促進するが、インヒビンは、FSH合成および分泌を低減する。アクチビン生物活性を調節するおよび/またはアクチビンに結合することができる他のタンパク質は、フォリスタチン(FS)、フォリスタチン関連タンパク質(FSRP、FLRGまたはFSTL3としても公知)、およびα-マクログロブリンを含む。
本明細書で記載される通り、「アクチビンA」に結合する薬剤は、単離されたβサブユニットの文脈であるか、または二量体の複合体(例えば、ββホモ二量体またはββヘテロ二量体)としてであるかにかかわらず、βサブユニットに特異的に結合する薬剤である。ヘテロ二量体の複合体(例えば、ββヘテロ二量体)の場合、「アクチビンA」に結合する薬剤は、βサブユニット内に存在するエピトープに特異的であるが、複合体の非βサブユニット(例えば、複合体のβサブユニット)内に存在するエピトープには結合しない。同様に、「アクチビンA」に拮抗する(阻害する)本明細書で開示される薬剤は、単離されたβサブユニットの文脈であるか、または二量体の複合体(例えば、ββホモ二量体またはββヘテロ二量体)としてであるかにかかわらず、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性を阻害する薬剤である。ββヘテロ二量体の場合、「アクチビンA」を阻害する薬剤は、βサブユニットの1つまたは複数の活性を特異的に阻害するが、複合体の非βサブユニット(例えば、複合体のβサブユニット)の活性は阻害しない薬剤である。この原理は、「アクチビンB」、「アクチビンC」、および「アクチビンE」に結合するおよび/またはこれらを阻害する薬剤にも適用される。「アクチビンAB」に拮抗する本明細書で開示される薬剤は、βサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性およびβサブユニットにより媒介される1つまたは複数の活性を阻害する薬剤である。
BMPおよびGDFは共に、TGF-ベータスーパーファミリーの特徴的なフォールドを共有するシステインノットサイトカインのファミリーを形成する[Riderら(2010年)Biochem J.、429巻(1号):1~12頁]。このファミリーは、例えば、BMP2、BMP4、BMP6、BMP7、BMP2a、BMP3、BMP3b(GDF10としても公知)、BMP4、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8、BMP8a、BMP8b、BMP9(GDF2としても公知)、BMP10、BMP11(GDF11としても公知)、BMP12(GDF7としても公知)、BMP13(GDF6としても公知)、BMP14(GDF5としても公知)、BMP15、GDF1、GDF3(VGR2としても公知)、GDF8(ミオスタチンとしても公知)、GDF9、GDF15、およびデカペンタプレジックを含む。BMPにその名前を与えることになった骨形成を誘導する能力に加えて、BMP/GDFは、広範囲の組織の発達における形態形成活性を表示する。BMP/GDFホモおよびヘテロ二量体は、I型およびII型受容体二量体の組合せと相互作用して、複数の可能なシグナル伝達複合体を産生して、2つの競合するセットのSMAD転写因子の一方の活性化をもたらす。BMP/GDFは、高度に特異的かつ局在化した機能を有する。これらは、BMP/GDF発現の発生上の制限、および高いアフィニティーでサイトカインに結合するいくつかの特異的BMPアンタゴニストタンパク質の分泌によるものを含む、いくつかの仕方で調節される。不思議なことに、いくつかのこれらのアンタゴニストは、TGF-ベータスーパーファミリーリガンドに似ている。
増殖分化因子-8(GDF8)は、ミオスタチンとしても公知である。GDF8は、骨格筋量の負の調節因子であり、発生中および成体の骨格筋において高度に発現される。トランスジェニックマウスにおけるGDF8ヌル変異は、骨格筋の著しい肥大および過形成によって特徴付けられる[McPherronら、Nature(1997年)387巻:83~90頁]。同様の骨格筋量増大は、ウシおよび際だったことにヒトにおいてGDF8の天然に存在する変異において明らかである[Ashmoreら(1974年)Growth、38巻:501~507頁;SwatlandおよびKieffer、J. Anim. Sci.(1994年)38巻:752~757頁;McPherronおよびLee、Proc. Natl. Acad. Sci. USA(1997年)94巻:12457~12461頁;Kambadurら、Genome Res.(1997年)7巻:910~915頁;ならびにSchuelkeら(2004年)N Engl J Med、350巻:2682~8頁]。研究は、ヒトにおけるHIV感染症に関連する筋消耗が、GDF8タンパク質発現の増加を伴うことも示している[Gonzalez-Cadavidら、PNAS(1998年)95巻:14938~43頁]。加えて、GDF8は、筋肉特異的酵素(例えば、クレアチンキナーゼ)の産生をモジュレートし、筋芽細胞の細胞増殖をモジュレートすることができる[国際特許出願公開番号WO00/43781]。GDF8プロペプチドは、成熟GDF8ドメイン二量体に非共有結合により結合し、その生物学的活性を不活性化することができる[Miyazonoら(1988年)J. Biol. Chem.、263巻:6407~6415頁;Wakefieldら(1988年)J. Biol. Chem.、263巻;7646~7654頁;およびBrownら(1990年)Growth Factors、3巻:35~43頁]。GDF8または構造的に関連するタンパク質に結合し、その生物学的活性を阻害する他のタンパク質は、フォリスタチンおよび潜在的にフォリスタチン関連タンパク質[Gamerら(1999年)Dev. Biol.、208巻:222~232頁]を含む。
BMP11としても公知のGDF11は、マウス発生の際に尾芽、肢芽、上顎弓および下顎弓、ならびに後根神経節において発現される分泌タンパク質である[McPherronら(1999年)Nat. Genet.、22巻:260~264頁;およびNakashimaら(1999年)Mech. Dev.、80巻:185~189頁]。GDF11は、中胚葉および神経組織の両方のパターン形成において特有の役割を果たす[Gamerら(1999年)Dev Biol.、208巻:222~32頁]。GDF11は、発生中のニワトリ肢における軟骨形成および筋形成の負の調節因子であることが示された[Gamerら(2001年)Dev Biol.、229巻:407~20頁]。筋肉におけるGDF11の発現も、GDF8と同様の仕方での筋肉成長の調節におけるその役割を示唆する。加えて、脳におけるGDF11の発現は、GDF11が、神経系の機能に関連する活性も保有し得ることを示唆する。興味深いことにGDF11は、嗅上皮における神経形成を阻害することが判明した[Wuら(2003年)Neuron.、37巻:197~207頁]。したがって、GDF11は、筋肉疾患および神経変性疾患(例えば、筋萎縮性側索硬化症)などの疾患の処置におけるin vitroおよびin vivo適用を有し得る。
本明細書において実証されるように、可溶性のActRIIAポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、いずれも種々のActRIIAおよびActRIIB相互作用リガンドに結合し、PAHモデルにおける血圧および心肥大の減少において有効である。任意の特定の機構に限定することを望まないが、これらの薬剤の効果は、ActRIIA/Bシグナル伝達アンタゴニスト作用に主に起因すると予想される。機構にかかわらず、ActRIIA/Bシグナル伝達アンタゴニスト(GDF/BMPアンタゴニスト)が、血圧を減少させ、心肥大を減少させ、および肺高血圧症の処置において他の陽性の効果を有することは、本明細書に示されているデータから明らかである。血圧および肥大は、動的であり、血圧および肥大を増加させる要因と、血圧および肥大を減少させる要因とのバランスに応じて変化することに留意すべきである。血圧および心肥大は、血圧および心肥大を低減する要因を増加させることによって、血圧上昇および心肥大を促進する要因を減少させることによって、またはその両方によって減少させることができる。血圧の減少または心肥大の減少という用語は、血圧および心組織における観察可能な物理的変化を指し、それによって変化が起こる機構に関して中立であることが意図される。
本明細書で記載される試験に使用したPAHのラットモデルは、ヒトにおける有効性を予測すると考えられ、したがって本開示は、ActRIIAポリペプチド、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体、および他のGDF/BMPアンタゴニストを使用して、肺高血圧症(例えば、PAH)、特にヒトにおける肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその重症度もしくは期間を低減する方法を提供する。本明細書に開示されるように、用語GDF/BMPアンタゴニストは、例えば、1つまたは複数のActRIIA/Bリガンド[例えば、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンE、アクチビンAE、および/またはアクチビンBE)、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10]を阻害するアンタゴニスト;1つまたは複数のI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK7、およびALK5)を阻害するアンタゴニスト;ならびに1つまたは複数の下流のシグナル伝達構成要素(例えば、Smad2および3などのSmadタンパク質)を阻害するアンタゴニストを含む、ActRIIA/Bシグナル伝達に拮抗するために使用され得る種々の薬剤を指す。本開示の方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、種々の形態、例えばリガンドトラップ(例えば、可溶性ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチド、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体、フォリスタチンポリペプチド、およびFLRGポリペプチド)、抗体アンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK7、およびALK5のうちの1つまたは複数を阻害する抗体)、小分子アンタゴニスト[例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK7、ALK5、および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数を阻害する小分子]、ならびにヌクレオチドアンタゴニスト[例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK7、ALK5、および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数を阻害するヌクレオチド配列]を含む。
本明細書中で使用される用語は、一般に、本開示の文脈の範囲内で、かつ各々の用語が使用される特定の文脈において、当該分野におけるその通常の意味を有する。本開示の組成物および方法、ならびにこれらの作製方法および使用方法の記載において、専門家にさらなる案内を提供するために、特定の用語が、以下または本明細書中の他の場所で論じられている。用語の任意の使用の範囲または意味は、それが使用される特定の文脈から明らかである。
「相同」は、そのあらゆる文法的な形態および語の綴りのバリエーションにおいて「共通する進化的起源」を有する2つのタンパク質間の関係を指し、同じ生物種のスーパーファミリーからのタンパク質ならびに異なる生物種からの相同タンパク質を含む。このようなタンパク質(およびこれをコードする核酸)は、パーセント同一性の観点であれ、特定の残基またはモチーフおよび保存された位置の存在によるものであれ、その配列類似性によって反映されるように、配列の相同性を有する。しかし、一般的な用法およびこの出願において、用語「相同」は、「高度に」のような副詞で修飾されるとき、配列の類似性を指す場合があり、そして、共通する進化的起源に関連していてもしていなくてもよい。
用語「配列類似性」は、そのあらゆる文法上の形式において、共通の進化的起源を共有しても共有しなくてもよい核酸またはアミノ酸配列の間の同一性または一致の程度を指す。
参照ポリペプチド(またはヌクレオチド)配列に関する「パーセント(%)配列同一性」は、配列を整列し、必要であればギャップを導入して、配列同一性の一部としていかなる保存的置換も考慮せずに、最大パーセント配列同一性を達成した後に、参照ポリペプチド(ヌクレオチド)配列におけるアミノ酸残基(または核酸)と同一である、候補配列におけるアミノ酸残基(または核酸)のパーセンテージとして規定される。パーセントアミノ酸配列同一性を決定する目的のアラインメントは、当技術分野の技能範囲内の種々の仕方で、例えば、BLAST、BLAST-2、ALIGNまたはMegalign(DNASTAR)ソフトウェアなどの公開されたコンピュータソフトウェアを使用して達成することができる。当業者は、比較されている配列の全長にわたる最大アラインメントの達成に必要とされるいずれかのアルゴリズムを含む、配列の整列に適切なパラメーターを決定することができる。しかし、本明細書における目的のため、%アミノ酸(核酸)配列同一性の値は、配列比較コンピュータプログラムALIGN-2を使用して作成される。ALIGN-2配列比較コンピュータプログラムは、Genentech,Inc.によって著作され、ソースコードは、米国著作権局(U.S. Copyright Office)、Washington D.C.、20559においてユーザー文書により提出され、そこでは、米国著作権登録番号(U.S. Copyright Registration No.)TXU510087にて登録されている。ALIGN-2プログラムは、Genentech,Inc.、South San Francisco、Calif.から公開されている、またはソースコードからコンパイルすることができる。ALIGN-2プログラムは、デジタルUNIX(登録商標) V4.0Dを含むUNIX(登録商標)オペレーティング・システムにおける使用のためにコンパイルされるべきである。あらゆる配列比較パラメーターは、ALIGN-2プログラムによって設定され、変動させない。
「刺激する(agonize)」は、そのあらゆる文法上の形式において、タンパク質および/もしくは遺伝子を活性化する(例えば、該タンパク質の遺伝子発現を活性化もしくは増幅することにより、または活性状態に入るように不活性タンパク質を誘導することにより)、またはタンパク質および/もしくは遺伝子の活性を増大する過程を指す。
「拮抗する」は、そのあらゆる文法上の形式において、タンパク質および/もしくは遺伝子を阻害する(例えば、該タンパク質の遺伝子発現を阻害もしくは減少させることにより、または不活性状態に入るように活性タンパク質を誘導することにより)、またはタンパク質および/または遺伝子の活性を減少させる過程を指す。
本明細書および特許請求の範囲を通して、数値に関連して使用される用語「約」および「およそ」は、当業者にとって精通し許容される、精度の間隔を表示する。一般に、このような精度の間隔は、±10%である。代替的に、および特に、生物系において、用語「約」および「およそ」は、所定の値の1桁以内の、好ましくは≦5倍、より好ましくは≦2倍の値を意味することができる。
本明細書で開示される数的範囲は、範囲を規定する数を包括する。
用語「a(単数の)」および「an(単数の)」は、この用語が使用されている文脈がそれ以外を明らかに指示しない限り、複数の指示対象を含む。用語「a(単数の)」(または「an(単数の)」)ならびに用語「1つまたは複数」および「少なくとも1つ」は、本明細書において互換的に使用することができる。さらに、「および/または」は、本明細書に使用される場合、他の特色または構成要素を含むまたは含まない、2つまたはそれを超える指定の特色または構成要素のそれぞれの具体的な開示として解釈するべきである。したがって、本明細書において「Aおよび/またはB」などの語句において使用される用語「および/または」は、「AおよびB」、「AまたはB」、「A」(単独)および「B」(単独)を含むように意図される。同様に、「A、Bおよび/またはC」などの語句において使用される用語「および/または」は、次の態様のそれぞれを包含するように意図される:A、BおよびC;A、BまたはC;AまたはC;AまたはB;BまたはC;AおよびC;AおよびB;BおよびC;A(単独);B(単独);ならびにC(単独)。
本明細書を通して、単語「を含む(comprise)」、または「を含む(comprises)」もしくは「を含む(comprising)」などの変化形は、言及されている整数または整数の群の包含を含意するが、他のいかなる整数または整数の群の除外も含意しないものとして理解されるであろう。
2.ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体、およびその改変体
ある特定の態様では、本開示は、ActRIIポリペプチドおよびその使用(例えば、肺高血圧症または肺高血圧症の1つもしくは複数の合併症、および/または間質性肺疾患(例えば、特発性肺線維症)を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減するための使用)に関する。本明細書において使用される用語「ActRII」は、II型アクチビン受容体のファミリーを指す。このファミリーは、IIA型アクチビン受容体(ActRIIA)およびIIB型アクチビン受容体(ActRIIB)を含む。
本明細書で使用される用語「ActRIIB」は、任意の種由来のアクチビン受容体IIB型(ActRIIB)タンパク質と、変異誘発または他の修飾によるこのようなActRIIBタンパク質に由来する改変体のファミリーを指す。本明細書におけるActRIIBの参照は、現在同定された形態のうちのいずれか1つを参照するものと理解される。ActRIIBファミリーのメンバーは一般に、システインに富む領域を備えるリガンド結合性細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および予測されるセリン/スレオニンキナーゼ活性を有する細胞質ドメインで構成された膜貫通タンパク質である。
用語「ActRIIBポリペプチド」は、ActRIIBファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合物、およびペプチド模倣物形態を含む)を含むポリペプチドを含む。このような改変体ActRIIBポリペプチドの例は、本開示を通して、ならびに参照によりそれらの全体を本明細書に組み込む国際特許出願公開番号WO2006/012627、WO2008/097541、WO2010/151426およびWO2011/020045に提供されている。本明細書で記載されるあらゆるActRIIB関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、他に特段の指定がなければ、下記に示すヒトActRIIB前駆体タンパク質配列(配列番号1)の番号付けに基づく。
ヒトActRIIB前駆体タンパク質配列を次に示す:
Figure 0007220141000001
シグナルペプチドは、単一の下線により指し示す;細胞外ドメインは、太字フォントで指し示し;潜在的な内在性N結合型グリコシル化部位は、二重の下線により指し示す。
プロセシングされた(成熟)細胞外ActRIIBポリペプチド配列を次に示す:
Figure 0007220141000002
一部の実施形態では、タンパク質は、N末端に「SGR…」配列を有する状態で産生することができる。細胞外ドメインのC末端「テイル」は、単一の下線によって指し示す。「テイル」を欠失した配列(Δ15配列)を次に示す:
Figure 0007220141000003
配列番号1の64位にアラニンを有するActRIIBの形態(A64)も、文献に報告されている。例えば、Hildenら(1994年)Blood、83巻(8号):2163~2170頁を参照されたい。本出願人らは、A64置換を有するActRIIBの細胞外ドメインを含むActRIIB-Fc融合タンパク質が、アクチビンおよびGDF11に対し相対的に低いアフィニティーを有することを確かめた。対照的に、64位にアルギニンを有する同じActRIIB-Fc融合タンパク質(R64)は、低ナノモル濃度から高ピコモル濃度範囲内のアクチビンおよびGDF11に対するアフィニティーを有する。したがって、R64を有する配列は、本開示におけるヒトActRIIBの「野生型」参照配列として使用される。
64位にアラニンを有するActRIIBの形態を次に示す:
Figure 0007220141000004
シグナルペプチドは、単一の下線によって指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントによって指し示す。
代替的A64形態のプロセシングされた(成熟)細胞外ActRIIBポリペプチド配列を次に示す:
Figure 0007220141000005
一部の実施形態では、タンパク質は、N末端に「SGR…」配列を有する状態で産生することができる。細胞外ドメインのC末端「テイル」は、単一の下線によって指し示す。「テイル」を欠失した配列(Δ15配列)を次に示す:
Figure 0007220141000006
ヒトActRIIB前駆体タンパク質をコードする核酸配列を下記に示し(配列番号7)、これは、ActRIIB前駆体のアミノ酸1~513をコードする、Genbank参照配列NM_001106.3のヌクレオチド25~1560を表す。示されている配列は、64位にアルギニンを提供し、そして代わりにアラニンを提供するように修飾することができる。シグナル配列に下線を引く。
Figure 0007220141000007
Figure 0007220141000008
プロセシングされた細胞外ヒトActRIIBポリペプチドをコードする核酸配列を次に示す(配列番号8)。示されている配列は、64位にアルギニンを提供し、そして代わりにアラニンを提供するように修飾することができる。
Figure 0007220141000009
ヒトActRIIB細胞外ドメインおよびヒトActRIIA細胞外ドメインのアミノ酸配列のアラインメントは、図1に例証されている。このアラインメントは、ActRIIリガンドに直接的に接触すると考えられる両方の受容体内のアミノ酸残基を指し示す。例えば、複合的ActRII構造は、ActRIIBリガンド結合性ポケットが、残基Y31、N33、N35、L38からT41、E47、E50、Q53からK55、L57、H58、Y60、S62、K74、W78からN83、Y85、R87、A92およびE94からF101によって部分的に定義されることを指し示した。これらの位置において、保存的変異が許容されるであろうことが予想される。
加えて、ActRIIBは、脊椎動物の間で十分に保存されており、細胞外ドメインの大きな区間(stretch)が完全に保存されている。例えば、図2は、様々なActRIIBオルソログと比較した、ヒトActRIIB細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描写する。ActRIIBに結合するリガンドの多くも高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントから、正常なActRIIBリガンド結合活性に重要な、リガンド結合性ドメイン内の重要なアミノ酸位置を予測すると共に、正常なActRIIBリガンド結合活性を有意に変更することのない、置換に寛容である可能性があるアミノ酸位置を予測することが可能である。したがって、現在開示されている方法に従って有用な活性ヒトActRIIB改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ActRIIBの配列由来の対応する位置に1つまたは複数のアミノ酸を含み得る、またはヒトまたは他の脊椎動物配列における残基と同様の残基を含み得る。限定を意味するものではないが、次の例は、活性ActRIIB改変体を定義するこのアプローチを例証する。ヒト細胞外ドメイン(配列番号2)におけるL46は、ツメガエル(xenopus)ActRIIB(配列番号58)においてバリンであるため、この位置は、変更することができ、任意選択で、V、IもしくはFなどの別の疎水性残基またはAなどの非極性残基に変更することができる。ヒト細胞外ドメインにおけるE52は、ツメガエルではKであり、この部位が、E、D、K、R、H、S、T、P、G、YおよびおそらくAなど、極性残基も含む多種多様な変化に寛容となり得ることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるT93は、ツメガエルではKであり、この位置では幅広い構造変種が許容され、S、K、R、E、D、H、G、P、GおよびYなど、極性残基が好まれることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるF108は、ツメガエルではYであり、したがって、YまたはI、VもしくはLなどの他の疎水性基が許容される筈である。ヒト細胞外ドメインにおけるE111は、ツメガエルではKであり、D、R、KおよびHを含む荷電残基ならびにQおよびNがこの位置に許容されるであろうことを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるR112は、ツメガエルではKであり、RおよびHを含む塩基性残基がこの位置に許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおける119位のAは、相対的に十分には保存されておらず、齧歯類ではP、ツメガエルではVとして出現することから、この位置では基本的にいかなるアミノ酸も許容される筈である。
さらに、ActRIIタンパク質は、構造および機能的な特徴の観点から、特に、リガンド結合に関して当技術分野で特徴付けされている[Attisanoら(1992年)Cell 68巻(1号):97~108頁;Greenwaldら(1999年)Nature Structural Biology 6巻(1号):18~22頁;Allendorphら(2006年)PNAS 103巻(20号:7643~7648頁;Thompsonら(2003年)The EMBO Journal 22巻(7号):1555~1566頁;ならびに米国特許第7,709,605号、同第7,612,041号および同第7,842,663号]。本明細書の教示に加えて、これらの参考文献は、1つまたは複数の正常な活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するActRIIB改変体を生成する仕方についてのガイダンスを十分に提供する。
例えば、3-フィンガートキシンフォールドとして公知の明確な構造モチーフは、I型およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の変動的な位置に位置する保存されたシステイン残基によって形成される[Greenwaldら(1999年)Nat Struct Biol 6巻:18~22頁;およびHinck(2012年)FEBS Lett 586巻:1860~1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外部によって境界を画定されるヒトActRIIBのコアリガンド結合性ドメインは、配列番号1(ActRIIB前駆体)の29~109位に対応する。これらのシステインにより境界を画定されたコア配列に隣接する構造的により秩序的でないアミノ酸は、必ずしもリガンド結合を変更することなく、N末端において1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27もしくは28残基、および/またはC末端において1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21もしくは22残基、切断することができる。N末端および/またはC末端切断型のための例示的なActRIIB細胞外ドメインは、配列番号2、3、5および6を含む。
Attisanoらは、ActRIIBの細胞外ドメインのC末端におけるプロリンノットの欠失が、アクチビンに対する受容体のアフィニティーを低減したことを示した。本配列番号1のアミノ酸20~119を含有するActRIIB-Fc融合タンパク質である「ActRIIB(20-119)-Fc」は、プロリンノット領域および完全膜近傍ドメインを含むActRIIB(20-134)-Fcと比べて、GDF11およびアクチビンへの低減した結合を有する(例えば、米国特許第7,842,663号を参照されたい)。しかし、ActRIIB(20-129)-Fcタンパク質は、プロリンノット領域が破壊されていても、野生型と比べて同様の、ただし幾分低減した活性を保持する。
したがって、アミノ酸134、133、132、131、130および129(配列番号1に関して)で停止するActRIIB細胞外ドメインは全て、活性であると予想されるが、134または133で停止する構築物が、最も活性となり得る。同様に、残基129~134(配列番号1に関して)のいずれかにおける変異は、リガンド結合アフィニティーを大幅に変更するとは予想されない。これを支持して、P129およびP130(配列番号1に関して)の変異が、リガンド結合を実質的に減少させないことが当技術分野で公知である。したがって、本開示のActRIIBポリペプチドは、アミノ酸109(最終システイン)もの短さで終わることができるが、109および119でまたはその間(例えば、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118または119)で終わる形態は、低減したリガンド結合を有すると予想される。アミノ酸119(本配列番号1に関して)は、十分には保存されていないため、容易に変更または切断される。128(配列番号1に関して)またはそれより後で終わるActRIIBポリペプチドは、リガンド結合活性を保持する筈である。配列番号1に関して119および127でまたはその間(例えば、119、120、121、122、123、124、125、126または127)で終わるActRIIBポリペプチドは、中等度の結合能力を有するであろう。臨床または実験設定に応じて、これらの形態のうちいずれかが、使用に望ましくなるであろう。
ActRIIBのN末端において、アミノ酸29またはそれ以前(配列番号1に関して)から始まるタンパク質が、リガンド結合活性を保持するであろうことが予想される。アミノ酸29は、最初のシステインを表す。24位(配列番号1に関して)におけるアラニンからアスパラギンへの変異は、リガンド結合に実質的に影響することなく、N結合型グリコシル化配列を導入する[米国特許第7,842,663号]。これは、アミノ酸20~29に対応する、シグナル切断ペプチドおよびシステイン架橋領域の間の領域における変異が、十分に許容されることを確認する。特に、20、21、22、23および24位(配列番号1に関して)から始まるActRIIBポリペプチドは、一般的なリガンド結合活性を保持する筈であり、25、26、27、28および29位(配列番号1に関して)から始まるActRIIBポリペプチドも、リガンド結合活性を保持すると予想される。例えば、米国特許第7,842,663号において、驚くべきことに、22、23、24または25から始まるActRIIB構築物が、最も活性を有するであろうことが実証された。
まとめると、ActRIIBの活性部分(例えば、リガンド結合性部分)の一般式は、配列番号1のアミノ酸29~109を含む。したがって、ActRIIBポリペプチドは、例えば、配列番号1のアミノ酸20~29のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり(例えば、アミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28または29のうちのいずれか1つから始まる)、配列番号1のアミノ酸109~134のうちのいずれか1つに対応する位置で終わる(例えば、アミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133または134のうちのいずれか1つで終わる)ActRIIBの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなることができる。他の例として、配列番号1の20~29(例えば、20、21、22、23、24、25、26、27、28または29位のうちのいずれか1つ)または21~29(例えば、21、22、23、24、25、26、27、28または29位のうちのいずれか1つ)位から始まり、配列番号1の119~134(例えば、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133または134位のうちのいずれか1つ)、119~133(例えば、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132または133位のうちのいずれか1つ)、129~134(例えば、129、130、131、132、133または134位のうちのいずれか1つ)または129~133(例えば、129、130、131、132または133位のうちのいずれか1つ)位で終わるポリペプチドが挙げられる。他の例として、配列番号1の20~24(例えば、20、21、22、23または24位のうちのいずれか1つ)、21~24(例えば、21、22、23または24位のうちのいずれか1つ)または22~25(例えば、22、22、23または25位のうちのいずれか1つ)位から始まり、配列番号1の109~134(例えば、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133または134位のうちのいずれか1つ)、119~134(例えば、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133または134位のうちのいずれか1つ)または129~134(例えば、129、130、131、132、133または134位のうちのいずれか1つ)位で終わる構築物が挙げられる。これらの範囲内の改変体、特に、配列番号1の対応する部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる改変体も考慮される。
本明細書で記載される変種は、様々な仕方で組み合わせることができる。一部の実施形態では、ActRIIB改変体は、リガンド結合性ポケットにおける1、2、5、6、7、8、9、10または15個以下の保存的アミノ酸変化、任意選択で、リガンド結合性ポケットにおける40、53、55、74、79および/または82位におけるゼロ、1つまたは複数の非保存的変更を含む。可変性が特に十分に許容され得る結合性ポケットの外側の部位は、細胞外ドメイン(上に記す通り)のアミノおよびカルボキシ末端、ならびに42~46および65~73位(配列番号1に関して)を含む。65位におけるアスパラギンからアラニンへの変更(N65A)は、R64バックグラウンドにおけるリガンド結合を低減しないと思われる[米国特許第7,842,663号]。この変化はおそらく、A64バックグラウンドにおけるN65のグリコシル化を排除し、これにより、この領域における有意な変化が許容される可能性があることを実証する。R64A変化は、十分に許容されないが、R64Kは、十分に許容されるため、Hなど、別の塩基性残基が64位において許容され得る[米国特許第7,842,663号]。その上、当技術分野に記載されている変異誘発プログラムの結果は、ActRIIBには、保存することが有益なことが多いアミノ酸位置が存在することを指し示す。配列番号1に関して、このような位置として、80位(酸性または疎水性アミノ酸)、78位(疎水性、特にトリプトファン)、37位(酸性、特にアスパラギン酸またはグルタミン酸)、56位(塩基性アミノ酸)、60位(疎水性アミノ酸、特にフェニルアラニンまたはチロシン)が挙げられる。したがって、本開示は、ActRIIBポリペプチドにおいて保存され得るアミノ酸のフレームワークを提供する。保存することが望ましくなり得る他の位置を次に示す:52位(酸性アミノ酸)、55位(塩基性アミノ酸)、81位(酸性)、98(極性または荷電、特にE、D、RまたはK)、これらは全て配列番号1に対してのものである。
さらなるN結合型グリコシル化部位(N-X-S/T)をActRIIB細胞外ドメインに付加することは良好に許容されることがこれまでに実証されている(例えば、米国特許第7,842,663号を参照されたい)。したがって、N-X-S/T配列を、一般的に本開示のActRIIBポリペプチドにおいて図1に定義されるリガンド結合性ポケット外の位置に導入してもよい。非内因性のN-X-S/T配列の導入にとって特に適した部位は、アミノ酸20~29、20~24、22~25、109~134、120~134、または129~134(配列番号1に関して)を含む。N-X-S/T配列はまた、ActRIIB配列とFcドメインまたは他の融合構成要素との間のリンカーに、ならびに任意選択で融合構成要素そのものに導入してもよい。このような部位は、前から存在するSもしくはTに関して正しい位置にNを導入することによって、または前から存在するNに対応する位置にSもしくはTを導入することによって、最少の努力で導入され得る。したがって、N結合型グリコシル化部位を作製する望ましい変更は:A24N、R64N、S67N(おそらくN65A変更と組み合わせて)、E105N、R112N、G120N、E123N、P129N、A132N、R112S、およびR112T(配列番号1に関して)である。グリコシル化によって与えられる保護のために、グリコシル化されると予測される任意のSを、免疫原性部位を作製することなくTに変更することができる。同様に、グリコシル化されると予測される任意のTを、Sに変更することができる。したがって、変更S67TおよびS44T(配列番号1に関して)が考慮される。同様に、A24N改変体では、S26T変更を使用してもよい。したがって、本開示のActRIIBポリペプチドは、上記のように、1つまたは複数の追加の非内因性のN結合型グリコシル化コンセンサス配列を有する改変体であり得る。
ある特定の実施形態では、本開示は、そのフラグメント、機能的改変体、および修飾形態を含むActRIIBポリペプチドを含むGDF/BMPアンタゴニスト(阻害剤)ならびにその使用(例えば、PHまたは1つもしくは複数のPH関連合併症を処置または予防すること)に関する。好ましくは、ActRIIBポリペプチドは、可溶性である(例えば、ActRIIBの細胞外ドメインを含む)。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP15、およびBMP10]の活性(例えば、Smadシグナル伝達)に拮抗する。したがって、一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP15、およびBMP10]に結合する。一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸20~29に対応する残基から始まり(例えば、アミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のうちのいずれか1つから始まり)、配列番号1のアミノ酸109~134に対応する位置で終わる(例えば、アミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のうちのいずれか1つで終わる)ActRIIBの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる。一部の実施形態では、ActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸29~109に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になる。一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸29~109に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になり、配列番号1のL79に対応する位置は、酸性アミノ酸(天然に存在する酸性アミノ酸DおよびE、または人工の酸性アミノ酸)である。ある特定の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸25~131に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になる。ある特定の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸25~131に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になり、配列番号1のL79に対応する位置は、酸性アミノ酸である。一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1、2、3、4、5、6、40、42、45、46、47、48、69、74、77、78、79、108、110、114、115、118、および120のうちのいずれか一配列のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になる。一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、配列番号1、2、3、4、5、6、40、42、45、46、47、48、69、74、77、78、79、108、110、114、115、118、および120のうちのいずれか一配列のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になり、配列番号1のL79に対応する位置は、酸性アミノ酸である。一部の実施形態では、本開示のActRIIBポリペプチドは、少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含むか、これからなるか、またはこれから本質的になり、配列番号1のL79に対応する位置は、酸性アミノ酸ではない(すなわち、天然に存在するアミノ酸DもしくはEまたは人工の酸性アミノ酸残基ではない)。
ある特定の実施形態では、本開示は、ActRIIAポリペプチドに関する。本明細書で使用される用語「ActRIIA」は、任意の種由来のアクチビン受容体IIA型(ActRIIA)タンパク質、および変異誘発または他の修飾によるこのようなActRIIAタンパク質に由来する改変体のファミリーを指す。本明細書におけるActRIIAの参照は、現在同定された形態のうちのいずれか1つを参照するものと理解される。ActRIIAファミリーのメンバーは一般に、システインに富む領域を備えるリガンド結合性細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および予測されるセリン/スレオニンキナーゼ活性を有する細胞質ドメインで構成された膜貫通タンパク質である。
用語「ActRIIAポリペプチド」は、ActRIIAファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合物、およびペプチド模倣物形態を含む)を含むポリペプチドを含む。このような改変体ActRIIAポリペプチドの例は、本開示を通して、および参照によりその全体を本明細書に組み込む国際特許出願公開番号WO2006/012627およびWO2007/062188に提供されている。本明細書で記載されるあらゆるActRIIA関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、他に特段の指定がなければ、下記に示すヒトActRIIA前駆体タンパク質配列(配列番号9)の番号付けに基づく。
正準ヒトActRIIA前駆体タンパク質配列を次に示す:
Figure 0007220141000010
シグナルペプチドは、単一の下線によって指し示し;細胞外ドメインは、太字フォントで指し示し;潜在的な内在性N結合型グリコシル化部位は、二重の下線によって指し示す。
プロセシングされた(成熟)細胞外ヒトActRIIAポリペプチド配列を次に示す:
Figure 0007220141000011
細胞外ドメインのC末端「テイル」は、単一の下線によって指し示す。「テイル」を欠失した配列(Δ15配列)を次に示す:
Figure 0007220141000012
ヒトActRIIA前駆体タンパク質をコードする核酸配列を下記に示し(配列番号12)、これは、Genbank参照配列NM_001616.4のヌクレオチド159~1700を示す。シグナル配列に下線を引く。
Figure 0007220141000013
Figure 0007220141000014
プロセシングされた可溶性(細胞外)ヒトActRIIAポリペプチドをコードする核酸配列を次に示す:
Figure 0007220141000015
ActRIIAは、脊椎動物の間で十分に保存されており、細胞外ドメインの大きな区間(stretch)が完全に保存されている。例えば、図3は、種々のActRIIAオルソログと比較した、ヒトActRIIA細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描写する。ActRIIAに結合するリガンドの多くも高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントから、正常なActRIIAリガンド結合活性に重要な、リガンド結合性ドメイン内の重要なアミノ酸位置を予測すると共に、正常なActRIIAリガンド結合活性を有意に変更することのない、置換に寛容である可能性があるアミノ酸位置を予測することが可能である。したがって、現在開示されている方法に従って有用な活性ヒトActRIIA改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ActRIIAの配列由来の対応する位置に1つもしくは複数のアミノ酸を含み得る、またはヒトもしくは他の脊椎動物配列における残基と同様の残基を含み得る。
限定を意味するものではないが、次の例は、活性ActRIIA改変体を定義するこのアプローチを例証する。図3に例証するように、ヒト細胞外ドメインにおけるF13は、Ovis aries(配列番号62)、Gallus gallus(配列番号65)、Bos Taurus(配列番号66)、Tyto alba(配列番号67)、およびMyotis davidii(配列番号68)ActRIIAにおいてYであり、F、W、およびYを含む芳香族残基が、この位置で許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるQ24は、Bos Taurus ActRIIAではRであり、D、R、K、H、およびEを含む荷電残基がこの位置で許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるS95は、Gallus gallusおよびTyto alba ActRIIAではFであり、この部位が、E、D、K、R、H、S、T、P、G、Yなどの極性残基、およびおそらくL、I、またはFなどの疎水性残基を含む多種多様な変化に寛容となり得ることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるE52は、Ovis aries ActRIIAではDであり、DおよびEを含む酸性残基が、この位置で許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるP29は、保存が比較的不良であり、Ovis aries ActRIIAではSとして出現し、Myotis davidii ActRIIAではLとして出現し、したがって、本質的に任意のアミノ酸がこの位置で許容される筈である。
その上、上記のように、ActRIIタンパク質は、構造/機能的な特徴の観点から、特にリガンド結合に関して当該分野で特徴付けられている[Attisanoら(1992年)Cell、68巻(1号):97~108頁;Greenwaldら(1999年)Nature Structural Biology、6巻(1号):18~22頁;Allendorphら(2006年)PNAS、103巻(20号):7643~7648頁;Thompsonら(2003年)The EMBO Journal、22巻(7号):1555~1566頁;ならびに米国特許第7,709,605号、第7,612,041号、および第7,842,663号]。本明細書の教示に加えて、これらの参考文献は、1つまたは複数の所望の活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するActRII改変体を生成する仕方についてのガイダンスを十分に提供する。
例えば、3-フィンガートキシンフォールドとして公知の明確な構造モチーフは、I型およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の変動的な位置に位置する保存されたシステイン残基によって形成される[Greenwaldら(1999年)Nat Struct Biol、6巻:18~22頁;およびHinck(2012年)FEBS Lett、586巻:1860~1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外部によって境界を画定されるヒトActRIIAのコアリガンド結合性ドメインは、配列番号9(ActRIIA前駆体)の30~110位に対応する。したがって、これらのシステインにより境界を画定されたコア配列に隣接する構造的により秩序的でないアミノ酸は、必ずしもリガンド結合を変更することなく、N末端において約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29残基、およびC末端において約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25残基、切断することができる。例示的なActRIIA細胞外ドメイン切断は、配列番号10および11を含む。
したがって、ActRIIAの活性部分(例えば、リガンド結合)の一般式は、配列番号9のアミノ酸30~110を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチドである。したがって、ActRIIAポリペプチドは、例えば、配列番号9のアミノ酸21~30のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり(例えば、アミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)、配列番号9のアミノ酸110~135のうちのいずれか1つに対応する位置で終わる(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、または135のうちのいずれか1つで終わる)ActRIIAの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。他の例は、配列番号9の21~30(例えば、アミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)、22~30(例えば、アミノ酸22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)、23~30(例えば、アミノ酸23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)、24~30(例えば、アミノ酸24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)から選択される位置から始まり、配列番号9の111~135(例えば、アミノ酸111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134または135のうちのいずれか1つで終わる)、112~135(例えば、アミノ酸112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134または135のうちのいずれか1つで終わる)、113~135(例えば、アミノ酸113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134または135のうちのいずれか1つで終わる)、120~135(例えば、アミノ酸120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134または135のうちのいずれか1つで終わる)、130~135(例えば、アミノ酸130、131、132、133、134または135のうちのいずれか1つで終わる)、111~134(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のうちのいずれか1つで終わる)、111~133(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、または133のうちのいずれか1つで終わる)、111~132(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、または132のうちのいずれか1つで終わる)、または111~131(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、または131のうちのいずれか1つで終わる)から選択される位置で終わる構築物を含む。これらの範囲内の改変体、特に、配列番号9の対応する部分に対し、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる改変体も考慮される。したがって、一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸30~110に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるポリペプチドを含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。任意選択で、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸30~110に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であり、リガンド結合性ポケットにおいて1、2、5、10または15個以下の保存的アミノ酸変化を含むポリペプチドを含む。
ある特定の実施形態では、本開示は、そのフラグメント、機能的改変体、および修飾形態を含むActRIIAポリペプチドを含むGDF/BMPアンタゴニスト(阻害剤)、ならびにその使用(例えば、それを必要とする患者における免疫応答を増加させること、およびがんを処置すること)に関する。好ましくは、ActRIIAポリペプチドは、可溶性(例えば、ActRIIAの細胞外ドメイン)である。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP15、および/またはBMP10]を阻害する(例えば、Smadシグナル伝達)。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP15、および/またはBMP10]に結合する。一部の実施形態では、本開示のActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸21~30に対応する残基から始まり(例えば、アミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり)、配列番号9のアミノ酸110~135のうちのいずれか1つに対応する位置で終わる(例えば、アミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、または135のうちのいずれか1つで終わる)ActRIIAの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸30~110に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になる。ある特定の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9のアミノ酸21~135に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になる。一部の実施形態では、ActRIIAポリペプチドは、配列番号9、10、11、32、36、および39のうちのいずれか一配列のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これからなるか、またはこれから本質的になる。
ある特定の態様では、本開示は、GDFトラップポリペプチド(「GDFトラップ」とも呼ばれる)に関する。一部の実施形態では、本開示のGDFトラップは、改変体ActRIIポリペプチドが、対応する野生型ActRIIポリペプチドと比較して1つまたは複数の変更されたリガンド結合活性を有するように、ActRIIポリペプチド(例えば、「野生型」または無修飾型ActRIIポリペプチド)の細胞外ドメイン(リガンド結合性ドメインとも呼ばれる)において1つまたは複数の変異(例えば、アミノ酸付加、欠失、置換、およびその組合せ)を含む改変体ActRIIポリペプチド(例えば、ActRIIAおよびActRIIBポリペプチド)である。好ましい実施形態では、本開示のGDFトラップポリペプチドは、対応する野生型ActRIIポリペプチドに、少なくとも1つの類似の活性を保持している。例えば、好ましいGDFトラップは、GDF11および/またはGDF8に結合し、その機能を阻害する(例えば、拮抗する)。一部の実施形態では、本開示のGDFトラップはさらに、GDF/BMPのリガンドの1つまたは複数に結合して阻害する。したがって、本開示は、1つまたは複数のActRIIリガンドに対して変更された結合特異性を有するGDFトラップポリペプチドを提供する。
例証するために、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、および/またはアクチビンE)、特にアクチビンAなどの1つまたは複数のActRII結合性リガンドに対するGDF11および/またはGDF8の変更されたリガンド結合性ドメインの選択性を増加させる1つまたは複数の変異を選択してもよい。任意選択で、変更されたリガンド結合性ドメインは、野生型リガンド結合性ドメインに関する比率と比べて少なくとも2、5、10、20、50、100倍、またはさらに1000倍大きい、アクチビン結合のKの、GDF11および/またはGDF8結合のKに対する比率を有する。任意選択で、変更されたリガンド結合性ドメインは、野生型リガンド結合性ドメインと比べて少なくとも2、5、10、20、50、100、またはさらに1000倍大きい、アクチビン阻害のIC50の、GDF11および/またはGDF8阻害のIC50に対する比率を有する。任意選択で、変更されたリガンド結合性ドメインは、アクチビン阻害のIC50より少なくとも2、5、10、20、50、100、またはさらに1000倍小さいIC50でGDF11および/またはGDF8を阻害する。
ActRIIBタンパク質のアミノ酸残基(例えば、配列番号1に関してE39、K55、Y60、K74、W78、L79、D80、およびF101)は、ActRIIBリガンド結合性ポケットに存在し、例えば、アクチビンA、GDF11、およびGDF8を含むそのリガンドに対する結合を媒介するために役立つ。したがって、本開示は、それらのアミノ酸残基で1つまたは複数の変異を含むActRIIB受容体の変更されたリガンド結合性ドメイン(例えば、GDF8/GDF11結合性ドメイン)を含むGDFトラップポリペプチドを提供する。
具体例として、ActRIIBのリガンド結合性ドメインの陽性荷電アミノ酸残基Asp(D80)を、異なるアミノ酸残基に変異させて、GDF8に優先的に結合するが、アクチビンに結合しないGDFトラップポリペプチドを産生することができる。好ましくは、配列番号1のD80残基を、非荷電アミノ酸残基、陰性アミノ酸残基、および疎水性アミノ酸残基からなる群から選択されるアミノ酸残基に変化させる。さらなる具体例として、配列番号1の疎水性残基L79を変更して、変更されたアクチビン-GDF11/GDF8結合特性を付与することができる。例えば、L79P置換は、アクチビン結合より大きい程度にGDF11結合を低減する。これに対し、L79を酸性アミノ酸[アスパラギン酸またはグルタミン酸;L79DまたはL79E置換]に置き換えると、アクチビンA結合アフィニティーを大きく低減するが、GDF11結合アフィニティーは保持する。例示的な実施形態では、本明細書で記載される方法は、任意選択で1つまたは複数の追加のアミノ酸置換、付加、または欠失と組み合わせて、配列番号1の79位に対応する位置で酸性アミノ酸(例えば、DまたはE)を含む改変体ActRIIBポリペプチドであるGDFトラップポリペプチドを利用する。
ある特定の態様では、本開示は、ALK4ポリペプチドおよびその使用に関する。本明細書において使用される用語「ALK4」は、任意の種由来のアクチビン受容体様キナーゼ-4タンパク質および変異誘発または他の修飾によるこのようなALK4タンパク質に由来する改変体のファミリーを指す。本明細書におけるALK4の参照は、現在同定された形態のうちのいずれか1つを参照するものと理解される。ALK4ファミリーメンバーは、一般に、システインに富む領域を備えるリガンド結合細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および予測されるセリン/スレオニンキナーゼ活性を有する細胞質ドメインで構成された膜貫通タンパク質である。
用語「ALK4ポリペプチド」は、ALK4ファミリーメンバーの任意の天然に存在するポリペプチドのほか、有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体、およびペプチド模倣体形態を含む)を含むポリペプチドを含む。本明細書で記載されるあらゆるALK4関連ポリペプチドのアミノ酸の番号付けは、他に特段の指定がなければ、下のヒトALK4前駆体タンパク質配列(配列番号100)の番号付けに基づく。
ヒトALK4前駆体タンパク質配列(NCBI Ref Seq NP_004293)は、以下の通りである。
Figure 0007220141000016
シグナルペプチドは、単一の下線により指し示し、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
プロセシングされた細胞外ヒトALK4ポリペプチド配列を次に示す:
Figure 0007220141000017
ALK4前駆体タンパク質をコードする核酸配列を下記に示し(配列番号102)、これは、Genbank参照配列NM_004302.4のヌクレオチド78~1592に対応する。シグナル配列に下線を引き、細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
Figure 0007220141000018
Figure 0007220141000019
細胞外ALK4ポリペプチドをコードする核酸配列を次に示す:
Figure 0007220141000020
ヒトALK4前駆体タンパク質配列の選択的アイソフォームであるアイソフォームC(NCBI Ref Seq NP_064732.3)を次に示す:
Figure 0007220141000021
Figure 0007220141000022
細胞外ドメインは、太字フォントで指し示す。
プロセシングされた細胞外ALK4ポリペプチド配列は以下の通りである:
Figure 0007220141000023
Genbank Reference Sequence NM_020327.3のヌクレオチド186~1547に対応する、ALK4前駆体タンパク質(アイソフォームB)をコードする核酸配列を以下に示す(配列番号106)。細胞外ドメインをコードするヌクレオチドを太字フォントで指し示す。
Figure 0007220141000024
細胞外ALK4ポリペプチド(アイソフォームB)をコードする核酸配列は以下の通りである:
Figure 0007220141000025
ALK4は、脊椎動物の間で十分に保存されており、細胞外ドメインの大きな区間(stretch)が完全に保存されている。例えば、図18は、種々のALK4オルソログと比較した、ヒトALK4細胞外ドメインの多重配列アラインメントを描写する。ALK4に結合するリガンドの多くも高度に保存されている。したがって、これらのアラインメントから、正常なALK4リガンド結合活性に重要な、リガンド結合性ドメイン内の重要なアミノ酸位置を予測すると共に、正常なALK4リガンド結合活性を有意に変更することのない、置換に寛容である可能性があるアミノ酸位置を予測することが可能である。したがって、現在開示されている方法に従って有用な活性ヒトALK4改変体ポリペプチドは、別の脊椎動物ALK4の配列由来の対応する位置に1つもしくは複数のアミノ酸を含み得る、またはヒトもしくは他の脊椎動物配列における残基と同様の残基を含み得る。
限定を意味するものではないが、次の例は、活性ALK4改変体を定義するこのアプローチを例証する。図18に例証するように、ヒトALK4細胞外ドメイン(配列番号126)におけるV6は、Mus musculus ALK4(配列番号130)ではイソロイシンであり、そのため位置を変更してもよく、任意選択でL、IもしくはFなどの別の疎水性残基に変更してもよく、またはGallus gallus ALK4(配列番号129)に観察されるようにAなどの非極性残基に変更してもよい。ヒト細胞外ドメインにおけるE40は、Gallus gallus ALK4ではKであり、この部位は、E、D、K、R、H、S、T、P、G、Yなどの極性残基、およびおそらくAなどの非極性残基を含む多種多様な変化に寛容となり得ることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるS15は、Gallus gallus ALK4ではDであり、この位置では幅広い構造変化種が許容され、S、T、R、E、K、H、G、P、G、およびYなどの極性残基が好まれることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるE40は、Gallus gallus ALK4ではKであり、D、R、K、H、ならびにQおよびNを含む荷電残基がこの位置に許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるR80は、Condylura cristata ALK4(配列番号127)ではKであり、R、K、およびHを含む塩基性残基がこの位置に許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるY77は、Sus scrofa ALK4(配列番号131)ではFであり、F、W、およびYを含む芳香族残基がこの位置に許容されることを指し示す。ヒト細胞外ドメインにおけるP93は、相対的に十分には保存されておらず、Erinaceus europaeus ALK4(配列番号128)ではSおよびGallus gallus ALK4ではNとして出現することから、この位置では基本的にいかなるアミノ酸も許容される筈である。
その上、ALK4タンパク質は、構造および機能的な特徴の観点から、特にリガンド結合に関して当該分野で特徴付けられている[例えば、Harrisonら(2003年)J Biol Chem、278巻(23号):21129~21135頁;Romanoら(2012年)J Mol Model、18巻(8号):3617~3625頁;およびCalvaneseら(2009年)15巻(3号):175~183頁]。本明細書における教示に加えて、これらの参考文献は、1つまたは複数の正常な活性(例えば、リガンド結合活性)を保持するALK4改変体を生成する仕方についてのガイダンスを十分に提供する。
例えば、3-フィンガートキシンフォールドとして公知の明確な構造モチーフは、I型およびII型受容体によるリガンド結合に重要であり、各単量体の受容体の細胞外ドメイン内の変動的な位置に位置する保存されたシステイン残基によって形成される[Greenwaldら(1999年)Nat Struct Biol、6巻:18~22頁;およびHinck(2012年)FEBS Lett、586巻:1860~1870頁]。したがって、これらの保存されたシステインの最外部によって境界を画定されるヒトALK4のコアリガンド結合性ドメインは、配列番号100(ALK4前駆体)の34~101位に対応する。これらのシステインにより境界を画定されたコア配列に隣接する構造的により秩序的でないアミノ酸は、必ずしもリガンド結合を変更することなく、N末端において1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33残基、および/またはC末端において1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、もしくは25残基、切断することができる。N末端および/またはC末端切断型のための例示的なALK4細胞外ドメインは、配列番号101および105を含む。
したがって、ALK4の活性部分(例えば、リガンド結合性部分)に関する一般式は、配列番号100に関してアミノ酸34~101を含む。したがって、ALK4ポリペプチドは、例えば、配列番号100のアミノ酸24~34のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり(例えば、アミノ酸24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、または34のうちのいずれか1つから始まり)、配列番号100のアミノ酸101~126のうちのいずれか1つに対応する位置で終わる(例えば、アミノ酸101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126のうちのいずれか1つで終わる)ALK4の部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含み得るか、これから本質的になり得るか、またはこれからなり得る。他の例として、配列番号100の24~34(例えば、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、または34位のうちのいずれか1つ)、25~34(例えば、25、26、27、28、29、30、31、32、33、または34位のうちのいずれか1つ)、または26~34(例えば、26、27、28、29、30、31、32、33、または34位のうちのいずれか1つ)位から始まり、配列番号100の101~126(例えば、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126位のうちのいずれか1つ)、102~126(例えば、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126位のうちのいずれか1つ)、101~125(例えば、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、または125位のうちのいずれか1つ)、101~124(例えば、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、または124位のうちのいずれか1つ)、101~121(例えば、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、または121位のうちのいずれか1つ)、111~126(例えば、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126位のうちのいずれか1つ)、111~125(例えば、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、または125位のうちのいずれか1つ)、111~124(例えば、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、または124位のうちのいずれか1つ)、121~126(例えば、121、122、123、124、125、または126位のうちのいずれか1つ)、121~125(例えば、121、122、123、124、または125位のうちのいずれか1つ)、121~124(例えば、121、122、123、または124位のうちのいずれか1つ)、または124~126(例えば、124、125、または126位のうちのいずれか1つ)位で終わる構築物が挙げられる。これらの範囲内の改変体、特に配列番号100の対応する部分に対し、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有する改変体も考慮される。
本明細書で記載される変種は、種々の仕方で組み合わせることができる。一部の実施形態では、ALK4改変体は、リガンド結合性ポケットにおける1、2、5、6、7、8、9、10または15個以下の保存的アミノ酸変化を含む。可変性が特に十分に許容され得る結合性ポケットの外側の部位は、細胞外ドメイン(上に記す通り)のアミノおよびカルボキシ末端を含む。
ある特定の実施形態では、本開示は、そのフラグメント、機能的改変体、および修飾形態を含む、少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含むヘテロ多量体であるBMP/GDFアンタゴニストならびにその使用(例えば、PAHまたはPAHの1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその重症度を低減すること)に関する。好ましくは、ALK4ポリペプチドは、可溶性(例えば、ALK4の細胞外ドメイン)である。一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドを含むヘテロ多量体は、1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP10、および/またはBMP9]を阻害する(例えば、Smadシグナル伝達)。一部の実施形態では、ALK4ポリペプチドを含むヘテロ多量体は、1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP10、および/またはBMP9]に結合する。一部の実施形態では、ヘテロ多量体は、配列番号100のアミノ酸34~101に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、100%同一である少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ヘテロ多量体は、配列番号100、101、104、105、111、113、116、117、122、および124のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ヘテロ多量体は、配列番号100、101、104、105、111、113、116、117、122、および124のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である少なくとも1つのALK4ポリペプチドからなるか、またはこれから本質的になる少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。
ある特定の態様では、本開示は、その使用(例えば、それを必要とする患者における免疫応答を増加させること、およびがんを処置すること)を含む、1つまたは複数のALK4受容体ポリペプチド(例えば、配列番号100、101、104、105、111、113、116、117、122、および124ならびにそれらの改変体)、および1つまたは複数のActRIIB受容体ポリペプチド(例えば、配列番号1、2、3、4、5、6、58、59、60、63、64、65、66、68、69、70、71、73、77、78、108、110、114、115、118、および120ならびにそれらの改変体)を含むヘテロ多量体の複合体に関し、これらは一般的に本明細書において「ALK4:ActRIIBヘテロ多量体の複合体」または「ALK4:ActRIIBヘテロ多量体」と呼ばれる。好ましくは、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は可溶性である[例えば、ヘテロ多量体の複合体は、ALK4受容体の可溶性部分(ドメイン)およびActRIIB受容体の可溶性部分(ドメイン)を含む]。一般的に、ALK4およびActRIIBの細胞外ドメインは、これらの受容体の可溶性部分に対応する。したがって、一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、ALK4受容体の細胞外ドメインおよびActRIIB受容体の細胞外ドメインを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP10、および/またはBMP9]を阻害する(例えば、Smadシグナル伝達)。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、アクチビンE)、BMP6、GDF3、BMP10、および/またはBMP9]に結合する。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号100、101、104、105、111、113、116、117、122、および124のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなる少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体複合体は、配列番号100のアミノ酸24~34、25~34、または26~34のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり、配列番号100の101~126、102~126、101~125、101~124、101~121、111~126、111~125、111~124、121~126、121~125、121~124、または124~126位で終わるALK4の部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、これからなる少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号100のアミノ酸34~101に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、これからなる少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ALK4-ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1、2、3、4、5、6、58、59、60、63、64、65、66、68、69、70、71、73、77、78、108、110、114、115、118、および120のうちのいずれか一配列のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、これからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。一部の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体の複合体は、配列番号1のアミノ酸20~29、20~24、21~24、22~25、または21~29のうちのいずれか1つに対応する残基から始まり、配列番号1の109~134、119~134、119~133、129~134、または129~133位で終わるActRIIBの部分に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、これからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸29~109に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、これからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。一部の実施形態では、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、配列番号1のアミノ酸25~131に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、97%、98%、99%、または100%同一である配列を含むか、これから本質的になるか、これからなる少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。ある特定の実施形態では、本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体の複合体は、配列番号1のL79に対応する位置が酸性アミノ酸ではない(すなわち、天然に存在するDもしくはEアミノ酸残基、または人工の酸性アミノ酸残基ではない)少なくとも1つのActRIIBポリペプチドを含む。本開示のALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、例えば、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体、およびさらに高次のオリゴマー構造を含む。例えば図21~23を参照されたい。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のヘテロ多量体の複合体は、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体である。
一部の実施形態では、本開示は、治療有効性または安定性(例えば、貯蔵寿命およびインビボにおけるタンパク質分解に対する抵抗性)の増強などの目的のために、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの構造を修飾することによる機能的改変体の作製を考慮する。改変体は、アミノ酸置換、欠失、付加またはこれらの組み合わせによって産生することができる。例えば、イソロイシンもしくはバリンによるロイシンの、グルタミン酸によるアスパラギン酸の、セリンによるスレオニンの単離された置き換え、または構造的に関連するアミノ酸によるアミノ酸の同様の置き換え(例えば、保存的変異)が、その結果得られる分子の生物学的活性に重大な影響を有さないと予想することは妥当である。保存的置き換えは、その側鎖が関係するアミノ酸ファミリー内で行われる置き換えである。本開示のポリペプチドのアミノ酸配列の変化が、機能的ホモログをもたらすか否かは、改変体ポリペプチドが、野生型ポリペプチドと同様の様式で細胞における応答を生じる能力、または例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MISおよびレフティーを含む1つまたは複数のTGF-ベータリガンドに結合する能力を評価することにより容易に決定することができる。
ある特定の実施形態では、本開示は、ポリペプチドのグリコシル化を変更することができるような、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの特異的な変異を考慮する。このような変異は、O結合型またはN結合型グリコシル化部位など、1つまたは複数のグリコシル化部位を導入または排除することができるように選択され得る。アスパラギン結合型グリコシル化認識部位は一般に、適切な細胞グリコシル化酵素によって特異的に認識されるトリペプチド配列、アスパラギン-X-スレオニンまたはアスパラギン-X-セリン(配列中、「X」は、任意のアミノ酸である)を含む。変更は、ポリペプチドの配列への1つまたは複数のセリンまたはスレオニン残基の付加またはこれによる置換によって作製することもできる(O結合型グリコシル化部位のため)。グリコシル化認識部位の第1または第3のアミノ酸位置の一方または両方における種々のアミノ酸置換または欠失(および/または第2の位置におけるアミノ酸欠失)は、修飾されたトリペプチド配列における非グリコシル化をもたらす。ポリペプチドにおける炭水化物部分の数を増大する別の手段は、ポリペプチドへのグリコシドの化学的または酵素によるカップリングによる。使用したカップリング様式に応じて、糖(複数可)は、(a)アルギニンおよびヒスチジン;(b)遊離カルボキシル基;(c)システイン中など、遊離スルフヒドリル基;(d)セリン、スレオニンもしくはヒドロキシプロリン中など、遊離ヒドロキシル基;(e)フェニルアラニン、チロシンもしくはトリプトファン中など、芳香族残基;または(f)グルタミンのアミド基に取り付けることができる。ポリペプチドに存在する1つまたは複数の炭水化物部分の除去は、化学的におよび/または酵素により達成することができる。化学的脱グリコシル化は、例えば、化合物トリフルオロメタンスルホン酸または等価な化合物へのポリペプチドの曝露が関与し得る。この処理は、アミノ酸配列をインタクトにしたままで、連結糖(N-アセチルグルコサミンまたはN-アセチルガラクトサミン)を除く大部分のまたは全ての糖の切断をもたらす。ポリペプチドにおける炭水化物部分の酵素による切断は、Thotakuraら[Meth. Enzymol.(1987年)138巻:350頁]によって記載されている種々のエンドおよびエキソグリコシダーゼの使用によって達成することができる。哺乳動物、酵母、昆虫および植物細胞は全て、ペプチドのアミノ酸配列によって影響され得る異なるグリコシル化パターンを導入することができるため、ポリペプチドの配列は、必要に応じて、使用した発現系の種類に応じて調整することができる。一般に、ヒトにおける使用のための本開示のポリペプチドは、HEK293またはCHO細胞株など、適切なグリコシル化をもたらす哺乳動物細胞株において発現させることができるが、他の哺乳動物発現細胞株も同様に、有用であると予想される。
本開示は、変異体、特にActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドのコンビナトリアル変異体のセットならびに切断型変異体を生成する方法をさらに考慮する。コンビナトリアル変異体のプールは、機能的に活性な(例えば、GDF/BMPリガンド結合)ActRII配列を同定するのに特に有用である。このようなコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングする目的は、例えば、変更された薬物動態または変更されたリガンド結合などの変更された特性を有するポリペプチド改変体を生成することであり得る。種々のスクリーニングアッセイを以下に示し、このようなアッセイを使用して改変体を評価してもよい。例えば、ActRIIおよび/またはALK4改変体、ならびにそれらを含むヘテロ多量体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびレフティー)に結合する能力、ActRIIおよび/もしくはALK4ポリペプチドならびにそのヘテロ多量体へのGDF/BMPリガンドの結合を防止する能力、ならびに/またはGDF/BMPリガンドに起因するシグナル伝達に干渉する能力に関してスクリーニングすることができる。
ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ二量体の活性は、細胞ベースのまたはin vivoアッセイにおいて検査することもできる。例えば、PHの発病に関係する遺伝子の発現におけるActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体の効果を評価する。これは必要に応じて、1つまたは複数の組換えリガンドタンパク質(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびレフティー)の存在下で実施してもよく、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体、および任意選択でGDF/BMPリガンドを産生するように細胞にトランスフェクトしてもよい。同様に、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体を、マウスまたは他の動物に投与してもよく、PH発病における効果を、当該分野で認識された方法を使用して評価してもよい。同様に、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、もしくはALK4:ActRIIBヘテロ二量体またはその改変体の活性を、血球前駆細胞において、これらの細胞の成長における任意の効果に関して、例えば、本明細書で記載されるアッセイおよび当該分野で周知のアッセイによって検査してもよい。SMAD応答性レポーター遺伝子をこのような細胞株において使用して、下流のシグナル伝達における効果をモニターすることができる。
参照ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体と比べて増加した選択性または全般的に増加した効力を有する、コンビナトリアル由来改変体を生成することができる。このような改変体は、組換えDNA構築物から発現される場合、遺伝子療法プロトコールにおいて使用することができる。同様に、変異誘発は、対応する無修飾ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体とは劇的に異なる細胞内半減期を有する改変体を生じることができる。例えば、変更されたタンパク質は、無修飾ポリペプチドのタンパク質分解、または破壊もしくはさもなければ不活性化をもたらす他の細胞過程に対してより安定またはより不安定のいずれかにすることができる。このような改変体およびこれをコードする遺伝子を利用して、ポリペプチドの半減期をモジュレートすることにより、ポリペプチド複合体レベルを変更することができる。例えば、短い半減期は、より一過性の生物学的効果を生じることができ、誘導性発現系の一部の場合、細胞内の組換えポリペプチド複合体レベルのより緊密な制御を可能にすることができる。Fc融合タンパク質において、変異をリンカー(あるとすれば)および/またはFc部分において生じさせて、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体の半減期を変更することができる。
コンビナトリアルライブラリーは、それぞれ潜在的ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体配列の少なくとも部分を含むポリペプチドのライブラリーをコードする遺伝子の縮重ライブラリーとして産生することができる。例えば、潜在的ActRIIおよび/またはALK4をコードするヌクレオチド配列の縮重セットが、個々のポリペプチドとして、または代替的により大型の融合タンパク質のセットとして(例えば、ファージディスプレイ用)発現可能となるように、合成オリゴヌクレオチドの混合物は、遺伝子配列へと酵素によりライゲーションすることができる。
縮重オリゴヌクレオチド配列から潜在的ホモログのライブラリーを生成することができる、多くの仕方が存在する。縮重遺伝子配列の化学合成は、自動DNA合成機で行うことができ、続いて合成遺伝子は、発現のための適切なベクターへとライゲーションすることができる。縮重オリゴヌクレオチドの合成は、当技術分野で周知である。[Narang、SA(1983年)Tetrahedron 39巻:3頁;Itakuraら(1981年)Recombinant DNA、Proc. 3rd ClevelおよびSympos.Macromolecules、AG Walton編、Amsterdam:Elsevier、273~289頁;Itakuraら(1984年)Annu. Rev. Biochem.53巻:323頁;Itakuraら(1984年)Science 198巻:1056頁ならびにIkeら(1983年)Nucleic Acid Res.11巻:477頁]。このような技法は、他のタンパク質の定向進化(directed evolution)において用いられてきた。[Scottら(1990年)Science 249巻:386~390頁;Robertsら(1992年)PNAS USA 89巻:2429~2433頁;Devlinら(1990年)Science 249巻:404~406頁;Cwirlaら(1990年)PNAS USA 87巻:6378~6382頁;ならびに米国特許第5,223,409号、同第5,198,346号および同第5,096,815号]。
代替的に、他の形態の変異誘発を利用して、コンビナトリアルライブラリーを生成することができる。例えば、アラニンスキャニング変異誘発[Rufら(1994年)Biochemistry 33巻:1565~1572頁;Wangら(1994年)J. Biol. Chem.269巻:3095~3099頁;Balintら(1993年)Gene 137巻:109~118頁;Grodbergら(1993年)Eur. J. Biochem.218巻:597~601頁;Nagashimaら(1993年)J. Biol. Chem.268巻:2888~2892頁;Lowmanら(1991年)Biochemistry 30巻:10832~10838頁;およびCunninghamら(1989年)Science 244巻:1081~1085頁]、リンカースキャニング変異誘発[Gustinら(1993年)Virology 193巻:653~660頁;およびBrownら(1992年)Mol. Cell Biol.12巻:2644~2652頁;McKnightら(1982年)Science 232巻:316頁]、飽和変異誘発[Meyersら(1986年)Science 232巻:613頁];PCR変異誘発[Leungら(1989年)Method Cell Mol Biol 1巻:11~19頁];または化学的変異誘発を含むランダム変異誘発[Millerら(1992年)A Short Course in Bacterial Genetics、CSHL Press、Cold Spring Harbor、NY;およびGreenerら(1994年)Strategies in Mol Biol 7巻:32~34頁]を使用してスクリーニングすることにより、例えば、本開示のActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ二量体の複合体を生成し、ライブラリーから単離され得る。特にコンビナトリアル設定におけるリンカースキャニング変異誘発が、切断(生物活性)型のActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチドまたはALK4:ActRIIBヘテロ二量体を同定するための魅力的な方法である。
点変異および切断によって作製されたコンビナトリアルライブラリーの遺伝子産物をスクリーニングするため、また、付け加えて言えば、ある特定の特性を有する遺伝子産物のcDNAライブラリーをスクリーニングするための広範囲の技法が当技術分野で公知である。このような技法は一般に、ActRIIポリペプチドのコンビナトリアル変異誘発によって生成された遺伝子ライブラリーの迅速なスクリーニングに適応可能であろう。大型の遺伝子ライブラリーをスクリーニングするために最も広く使用されている技法は典型的に、複製可能な(replicable)発現ベクターへと遺伝子ライブラリーをクローニングするステップと、その結果得られるベクターライブラリーにより適切な細胞を形質転換するステップと、所望の活性の検出が、その産物が検出された遺伝子をコードするベクターの相対的に容易な単離を容易にする条件下で、コンビナトリアル遺伝子を発現させるステップとを含む。好ましいアッセイは、リガンド(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MISおよびレフティー)結合アッセイおよび/またはリガンド媒介性細胞シグナル伝達アッセイを含む。
当業者によって認識されるように、本明細書で記載される、記載される変異、改変体、または修飾のほとんどは、核酸レベルで、または一部の場合では翻訳後修飾もしくは化学合成によって作製され得る。このような技術は、当該分野で周知であり、そのいくつかを本明細書で記載する。一部には、本開示は、本明細書で記載される本発明の範囲内で他の改変体ActRIIポリペプチドを生成および使用するためのガイダンスとして使用することができるActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体の機能的活性部分(フラグメント)および改変体を同定する。
ある特定の実施形態では、本開示のActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ二量体の機能的活性フラグメントは、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドをコードする核酸の対応するフラグメントから組換えにより産生されたポリペプチドをスクリーニングすることによって得ることができる。加えて、フラグメントは、通常のメリフィールド固相f-Mocまたはt-Boc化学などの当該分野で公知の技術を使用して化学合成することができる。フラグメントを産生(組換えによってまたは化学合成によって)し、試験して、ActRIIおよび/もしくはALK4受容体ならびに/または1つもしくは複数のリガンド(例えば、BMP2、BMP2/7、BMP3、BMP4、BMP4/7、BMP5、BMP6、BMP7、BMP8a、BMP8b、BMP9、BMP10、GDF3、GDF5、GDF6/BMP13、GDF7、GDF8、GDF9b/BMP15、GDF11/BMP11、GDF15/MIC1、TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、nodal、グリア細胞由来神経栄養因子(GDNF)、ニュールツリン、アルテミン、パーセフィン、MIS、およびレフティー)のアンタゴニスト(阻害剤)として機能することができるそれらのペプチジルフラグメントを同定することができる。
ある特定の実施形態では、本開示のActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、および/またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体において天然に存在する任意の翻訳後修飾に加えて、翻訳後修飾をさらに含み得る。このような修飾としては、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化(lipidation)、およびアシル化が挙げられるがこれらに限定されない。結果として、ActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、またはALK4:ActRIIBヘテロ二量体は、ポリエチレングリコール、脂質、多糖類または単糖類、およびホスフェートなどの非アミノ酸要素を含有し得る。このような非アミノ酸要素の、リガンドトラップポリペプチドの機能性に対する影響は、他のActRII、AKL4、およびALK4:ActRIIB改変体について本明細書で記載されるように試験することができる。本開示のポリペプチドが、ポリペプチドの新生型を切断することによって細胞内で生成される場合、翻訳後プロセシングも、タンパク質の正確な折り畳みおよび/または機能にとって重要となり得る。様々な細胞(例えば、CHO、HeLa、MDCK、293、WI38、NIH-3T3またはHEK293)が、このような翻訳後の活性のための特定の細胞機構(cellular machinery)および特徴的な機構(characteristic mechanism)を有し、ActRIIポリペプチドの正確な修飾およびプロセシングを保証するように選択され得る。
ある特定の態様では、本開示のActRIIおよびALK4ポリペプチドは、ActRIIまたはALK4ポリペプチドの少なくとも一部(ドメイン)および1つまたは複数の異種部分(ドメイン)を有する融合タンパク質を含む。このような融合ドメインの周知の例としては、ポリヒスチジン、Glu-Glu、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、チオレドキシン、プロテインA、プロテインG、免疫グロブリン重鎖定常領域(Fc)、マルトース結合タンパク質(MBP)、またはヒト血清アルブミンが挙げられるがこれらに限定されない。融合ドメインは、所望の特性を付与するように選択され得る。例えば、一部の融合ドメインは、アフィニティークロマトグラフィーによる融合タンパク質の単離にとって特に有用である。アフィニティー精製の目的に関して、グルタチオン、アミラーゼ、およびニッケルまたはコバルトがコンジュゲートされた樹脂などの、アフィニティークロマトグラフィーのための関連するマトリクスが使用される。このようなマトリクスの多くは、Pharmacia GST精製システムおよび(HIS)融合パートナーと共に有用なQIAexpress(商標)システム(Qiagen)のような、「キット」の形態で利用可能である。別の例としては、融合ドメインは、ActRIIまたはALK4ポリペプチドの検出を容易にするように選択され得る。このような検出ドメインの例としては、種々の蛍光タンパク質(例えば、GFP)、ならびに特定の抗体に利用可能な、通常は短いペプチド配列である「エピトープタグ」が挙げられる。特定のモノクローナル抗体に容易に利用可能な周知のエピトープタグとしては、FLAG、インフルエンザウイルスヘマグルチニン(HA)およびc-mycタグが挙げられる。いくつかの場合、融合ドメインは、関連のプロテアーゼが融合タンパク質を部分的に消化し、それによって、そこから組換えタンパク質を解放させることを可能にする、第Xa因子またはトロンビンのためのもののようなプロテアーゼ切断部位を有する。解放されたタンパク質は、次いで、その後のクロマトグラフィーによる分離によって融合ドメインから単離することができる。選択され得る他のタイプの融合ドメインは、多量体化(例えば、二量体化、四量体化)ドメイン、および例えば免疫グロブリンからの定常ドメイン(例えば、Fcドメイン)を含む機能的ドメイン(追加の生物学的機能を付与する)を含む。
ある特定の態様では、本開示のActRIIおよびALK4ポリペプチドは、ポリペプチドを「安定化する」ことができる1つまたは複数の修飾を含有する。「安定化する」とは、これが、薬剤の破壊の減少、腎臓によるクリアランスの減少、または他の薬物動態効果によるものであるか否かによらず、in vitro半減期、血清半減期を増加させるいかなるものも意味する。例えば、このような修飾は、ポリペプチドの貯蔵寿命を増強する、ポリペプチドの循環半減期を増強する、および/またはポリペプチドのタンパク質分解を低減する。このような安定化修飾として、融合タンパク質(例えば、ActRIIポリペプチド(またはALK4ポリペプチド)ドメインおよびスタビライザードメインを含む融合タンパク質を含む)、グリコシル化部位の修飾(例えば、本開示のポリペプチドへのグリコシル化部位の付加を含む)、および炭水化物部分の修飾(例えば、本開示のポリペプチドからの炭水化物部分の除去を含む)が挙げられるがこれらに限定されない。本明細書で使用される用語「スタビライザードメイン」は、融合タンパク質の場合と同様の融合ドメイン(例えば、免疫グロブリンFcドメイン)を指すだけではなく、炭水化物部分などの非タンパク質性修飾またはポリエチレングリコールなどの非タンパク質性部分も含む。ある特定の好ましい実施形態では、ActRIIポリペプチド(またはALK4ポリペプチド)を、ポリペプチドを安定化させる異種ドメイン(「スタビライザー」ドメイン)、好ましくはin vivoでのポリペプチドの安定性を増加させる異種ドメインと融合させる。免疫グロブリンの定常ドメイン(例えば、Fcドメイン)との融合は、広範囲のタンパク質に対して望ましい薬物動態特性を付与することが知られている。同様に、ヒト血清アルブミンとの融合も望ましい特性を付与することができる。
ヒトIgG1のFc部分(G1Fc)に使用することができる天然のアミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号14)。点線の下線はヒンジ領域を指し示し、実線の下線は、天然に存在する改変体を有する位置を指し示す。部分的に、本開示は、配列番号14に対し、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチドを提供する。G1Fcの天然に存在する改変体は、配列番号14に使用した番号付けシステムに従って、E134DおよびM136Lを含むであろう(Uniprot P01857を参照されたい)。
Figure 0007220141000026
任意選択で、IgG1 Fcドメインは、Asp-265、リシン322、およびAsn-434などの残基で1つまたは複数の変異を有する。ある特定の場合、これらの変異のうち1つまたは複数(例えば、Asp-265変異)を有する変異体IgG1Fcドメインは、野生型Fcドメインと比べてFcγ受容体への低減した結合能力を有する。他の場合において、これらの変異のうち1つまたは複数(例えば、Asn-434変異)を有する変異体Fcドメインは、野生型IgG1 Fcドメインと比べてMHCクラスI関連Fc受容体(FcRN)への増大した結合能力を有する。
ヒトIgG2のFc部分(G2Fc)に使用することができる天然のアミノ酸配列の例を、以下に示す(配列番号15)。点線の下線はヒンジ領域を指し示し、二重の下線は、配列においてデータベースの矛盾が存在する位置を指し示す(Uniprot P01859に従って)。部分的に、本開示は、配列番号15に対して、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチドを提供する。
Figure 0007220141000027
Figure 0007220141000028
ヒトIgG3のFc部分(G3Fc)に使用することができるアミノ酸配列の2つの例を、下記に示す。G3Fcにおけるヒンジ領域は、他のFc鎖におけるヒンジ領域の最大4倍の長さとなることができ、同様の17残基セグメントに先行される3つの同一15残基セグメントを含有する。下記に示される第1のG3Fc配列(配列番号16)は、単一の15残基セグメントからなる短いヒンジ領域を含有する一方、第2のG3Fc配列(配列番号17)は、全長のヒンジ領域を含有する。いずれの場合でも、点線の下線はヒンジ領域を指し示し、実線の下線は、UniProt P01859に従う天然に存在する改変体を有する位置を指し示す。部分的に、本開示は、配列番号16および17に対し、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチドを提供する。
Figure 0007220141000029
G3Fcにおける天然に存在する改変体(例えば、Uniprot P01860を参照)は、配列番号16で使用する番号付けシステムに変換した場合に、E68Q、P76L、E79Q、Y81F、D97N、N100D、T124A、S169N、S169del、F221Yを含み、本開示は、これらの変種のうち1つまたは複数を含有するG3Fcドメインを含む融合タンパク質を提供する。加えて、ヒト免疫グロブリンIgG3遺伝子(IGHG3)は、異なるヒンジ長を特徴とする構造的多型を示す[Uniprot P01859を参照]。特に、改変体WISは、V領域の大部分およびCH1領域の全てを欠いている。これは、ヒンジ領域に通常存在する11位に加えて7位に余分な鎖間ジスルフィド結合を有する。改変体ZUCは、V領域の大部分、CH1領域の全て、およびヒンジの一部を欠く。改変体OMMは、対立遺伝子型または別のガンマ鎖サブクラスを表すことができる。本開示は、これらの改変体のうち1つまたは複数を含有するG3Fcドメインを含む追加的な融合タンパク質を提供する。
ヒトIgG4のFc部分(G4Fc)に使用することができる天然のアミノ酸配列の例を下記に示す(配列番号18)。点線の下線はヒンジ領域を指し示す。部分的に、本開示は、配列番号18に対し、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一性を有するアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチドを提供する。
Figure 0007220141000030
Fcドメインにおける種々の操作された変異が、G1Fc配列(配列番号14)に関して本明細書に提示されており、G2Fc、G3Fc、およびG4Fcにおける類似の変異は、図4におけるG1Fcとそれらとのアラインメントに由来することができる。不等なヒンジ長のため、アイソタイプアラインメント(図4)に基づく類似のFc位置は、配列番号14、15、16、17、および18において異なるアミノ酸数を保持する。番号付けが、Uniprotデータベースと同様にIgG1重鎖定常ドメイン全体(C1、ヒンジ、C2およびC3領域からなる)を包含する場合、ヒンジ、C2およびC3領域からなる免疫グロブリン配列(例えば、配列番号14、15、16、17、および18)における所定のアミノ酸位置が、同じ位置とは異なる番号によって同定されるであろうと認めることもできる。例えば、ヒトG1Fc配列(配列番号14)、ヒトIgG1重鎖定常ドメイン(Uniprot P01857)およびヒトIgG1重鎖における選択されたC3位置の間の対応を次に示す。
Figure 0007220141000031
ある特定の態様では、本明細書で開示されるポリペプチドは、少なくとも1つのActRIIBポリペプチドに共有結合または非共有結合により会合した少なくとも1つのALK4ポリペプチドを含むタンパク質複合体を形成することができる。好ましくは、本明細書で開示されるポリペプチドは、ヘテロ二量体複合体を形成するが、ヘテロ三量体、ヘテロ四量体、およびさらなるオリゴマー構造(例えば、図21~23を参照されたい)などが挙げられるがこれらに限定されない、より高次のヘテロ多量体の複合体(ヘテロ多量体)も含まれる。一部の実施形態では、ALK4および/またはActRIIBポリペプチドは、少なくとも1つの多量体化ドメインを含む。本明細書に開示される通り、用語「多量体化ドメイン」は、少なくとも第1のポリペプチドおよび少なくとも第2のポリペプチドの間の共有または非共有相互作用を促進するアミノ酸またはアミノ酸の配列を指す。本明細書で開示されるポリペプチドは、多量体化ドメインに共有結合または非共有結合により接続することができる。好ましくは、多量体化ドメインは、第1のポリペプチド(例えば、ALK4ポリペプチド)および第2のポリペプチド(例えば、ActRIIBポリペプチド)の間の相互作用を促進して、ヘテロ多量体形成(例えば、ヘテロ二量体形成)を促進し、任意選択で、ホモ多量体化(例えば、ホモ二量体形成)を妨害するまたは他の仕方で不利にし、これにより、所望のヘテロ多量体(例えば、図22を参照されたい)の収量を増大する。
当該分野で公知の多くの方法を使用して、ALK4:ActRIIBヘテロ多量体を生成することができる。例えば、第1と第2のポリペプチドの間でジスルフィド結合が形成されるように、第1のポリペプチド(例えば、ALK4ポリペプチド)において、遊離チオールが第2のポリペプチド(例えば、ActRIIBポリペプチド)における別の遊離チオール含有残基と相互作用するように、システインなどの遊離チオール含有残基により天然に存在するアミノ酸を置き換えることによって、天然に存在しないジスルフィド結合を構築することができる。ヘテロ多量体形成を促進するための相互作用の追加的な例としては、Kjaergaardら、WO2007147901に記載されているようなイオン性相互作用;Kannanら、U.S.8,592,562に記載されているような静電ステアリング(electrostatic steering)効果;Christensenら、U.S.20120302737に記載されているようなコイルドコイル相互作用;PackおよびPlueckthun(1992年)Biochemistry 31巻:1579~1584頁に記載されているようなロイシンジッパー;およびPackら(1993年)Bio/Technology 11巻:1271~1277頁に記載されているようなヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフが挙げられるがこれらに限定されない。例えば、化学的架橋、ペプチドリンカー、ジスルフィド架橋などによる共有結合により、またはアビジン-ビオチンもしくはロイシンジッパー技術などによるアフィニティー相互作用により、様々なセグメントの連結を得ることができる。
ある特定の態様では、多量体化ドメインは、相互作用ペアの一方の構成要素を含み得る。一部の実施形態では、本明細書で開示されるポリペプチドは、第2のポリペプチドと共有結合または非共有結合により会合した第1のポリペプチドを含むタンパク質複合体を形成することができ、第1のポリペプチドは、ALK4ポリペプチドのアミノ酸配列および相互作用ペアの第1のメンバーのアミノ酸配列を含み;第2のポリペプチドは、ActRIIBポリペプチドのアミノ酸配列および相互作用ペアの第2のメンバーのアミノ酸配列を含む。相互作用ペアは、相互作用して複合体、特に、ヘテロ二量体の複合体を形成する任意の2つのポリペプチド配列の場合もあるが、実効性のある実施形態は、ホモ二量体の複合体を形成することができる相互作用ペアを用いることもできる。相互作用ペアの一方のメンバーを、例えば、配列番号2、3、5、6、101、および103のうちのいずれか1つの配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むか、これから本質的になるか、またはこれからなるポリペプチド配列を含む、本明細書で記載されるALK4またはActRIIBポリペプチドに融合してもよい。相互作用ペアは、増大された血清半減期などの改善された特性/活性を付与するように、または改善された特性/活性をもたらす別の部分が取り付けられるアダプターとして作用するように選択され得る。例えば、ポリエチレングリコール部分を相互作用ペアの1つまたは両方の構成要素に取り付けて、改善された血清半減期などの改善された特性/活性をもたらすことができる。
相互作用ペアの第1および第2のメンバーは、非対称ペアとなることができ、これは、ペアのメンバーが、自己会合するのではなく、互いに優先的に会合することを意味する。したがって、非対称相互作用ペアの第1および第2のメンバーは会合して、ヘテロ二量体の複合体を形成することができる(例えば、図22を参照されたい)。代替的に、相互作用ペアは、ガイドされなくてよく、これは、ペアのメンバーが、実質的な優先度なしで、互いと会合しても自己会合してもよく、よって、同じまたは異なるアミノ酸配列を有することができることを意味する。したがって、ガイドされない相互作用ペアの第1および第2のメンバーは、会合して、ホモ二量体の複合体またはヘテロ二量体の複合体を形成することができる。任意選択で、相互作用ペア(例えば、非対称ペアまたはガイドされない相互作用ペア)の第1のメンバーは、相互作用ペアの第2のメンバーと共有結合により会合する。任意選択で、相互作用ペア(例えば、非対称ペアまたはガイドされない相互作用ペア)の第1のメンバーは、相互作用ペアの第2のメンバーと非共有結合により会合する。任意選択で、相互作用ペア(例えば、非対称ペアまたはガイドされない相互作用ペア)の第1のメンバーは、相互作用ペアの第2のメンバーと非共有結合により会合する。
具体例として、本開示は、ヘテロ多量体形成を促進するように修飾されているヒトIgG1、IgG2、IgG3、および/またはIgG4に由来するCH1、CH2、またはCH3ドメインなどの、免疫グロブリンの定常ドメインを含むポリペプチドに融合したALK4またはActRIIBを含む融合タンパク質を提供する。単一細胞株からの非対称の免疫グロブリンに基づくタンパク質の大規模産生において生じる問題は、「鎖会合課題」として公知である。二重特異性抗体の産生において顕著に直面するように、鎖会合課題は、単一細胞株において異なる重鎖および/または軽鎖が産生される場合に、固有に生じる複数の組合せの中から所望の多重鎖タンパク質を効率的に産生するという難題に関係する[Kleinら(2012年)mAbs、4巻:653~663頁]。この問題は、同じ細胞内で2種の異なる重鎖および2種の異なる軽鎖が産生される場合に最も喫緊となり、この場合、1種のみが典型的に望まれるときに、総計16通りの可能な鎖組合せ(これらのいくつかは同一であるが)が存在する。にもかかわらず、同じ原理が、2種の異なる(非対称)重鎖のみを取り込む所望の多重鎖融合タンパク質の収量縮小の原因である。
単一細胞株においてFc含有融合ポリペプチド鎖の所望のペア形成を増加させて、許容される収量で好ましい非対称融合タンパク質を産生する種々の方法が、当該分野で公知である[Kleinら(2012年)mAbs、4巻:653~663頁;およびSpiessら(2015年)Molecular Immunology、67巻(2A号):95~106頁]。Fc含有鎖の所望のペア形成を得るための方法として、電荷に基づくペア形成(静電ステアリング)、「ノブ・ホール型(knobs-into-holes)」立体ペア形成、SEEDbodyペア形成、およびロイシンジッパーベースのペア形成が挙げられるがこれらに限定されない。[Ridgwayら(1996年)Protein Eng、9巻:617~621頁;Merchantら(1998年)Nat Biotech、16巻:677~681頁;Davisら(2010年)Protein Eng Des Sel、23巻:195~202頁;Gunasekaranら(2010年);285巻:19637~19646頁;Wranikら(2012年)J Biol Chem、287巻:43331~43339頁;US5932448;WO1993/011162;WO2009/089004およびWO2011/034605]。本明細書で記載される通り、これらの方法を使用して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ多量体の複合体を生成することができる。例えば、図23を参照されたい。
ALK4:ActRIIBヘテロ多量体およびこのようなヘテロ多量体を作製する方法は、既に開示されている。例えば、その教示全体を参照により本明細書に組み込む、WO2016/164497を参照されたい。
所望の機能性と一貫したいずれかの様式で、融合タンパク質(例えば、免疫グロブリンFc融合タンパク質)の異なるエレメントを配置することができることが理解される。例えば、ActRIIポリペプチド(またはALK4ポリペプチド)ドメインは、異種ドメインに対してC末端に置くことができる、あるいは代替的に、異種ドメインは、ActRIIポリペプチド(またはALK4ポリペプチド)ドメインに対してC末端に置くことができる。ActRIIポリペプチド(またはALK4ポリペプチド)ドメインおよび異種ドメインは、融合タンパク質において隣接している必要はなく、追加的なドメインまたはアミノ酸配列が、いずれかのドメインに対してCもしくはN末端に、またはドメイン間に含まれていてよい。
例えば、ActRII(またはALK4)受容体融合タンパク質は、式A-B-Cに示されているアミノ酸配列を含み得る。B部分は、ActRII(またはALK4)ポリペプチドドメインに対応する。AおよびC部分は独立して、ゼロ、1つ、または2つ以上のアミノ酸となることができ、AおよびC部分の両方は、存在する場合、Bに対して異種である。Aおよび/またはC部分は、リンカー配列を介してB部分に取り付けることができる。リンカーは、グリシン(例えば、2~10、2~5、2~4、2~3個のグリシン残基)またはグリシンおよびプロリン残基に富むことができ、例えば、スレオニン/セリンおよびグリシンの単一配列、またはスレオニン/セリンおよび/もしくはグリシンの反復配列、例えば、GGG(配列番号19)、GGGG(配列番号20)、TGGGG(配列番号21)、SGGGG(配列番号22)、TGGG(配列番号23)、SGGG(配列番号24)、またはGGGGS(配列番号25)単体(singlet)または反復を含有することができる。ある特定の実施形態では、ActRII(またはALK4)融合タンパク質は、式A-B-Cに示されているアミノ酸配列を含み、式中、Aは、リーダー(シグナル)配列であり、Bは、ActRII(またはALK4)ポリペプチドドメインからなり、Cは、in vivo安定性、in vivo半減期、取込み/投与、組織局在化もしくは分布、タンパク質複合体の形成、および/または精製のうちの1つまたは複数を増強するポリペプチド部分である。ある特定の実施形態では、ActRII(またはALK4)融合タンパク質は、式A-B-Cに示されているアミノ酸配列を含み、式中、Aは、TPAリーダー配列であり、Bは、ActRII(またはALK4)受容体ポリペプチドドメインからなり、Cは、免疫グロブリンFcドメインである。好ましい融合タンパク質は、配列番号32、36、39、40、42、45、46、48、69、74、77、78、108、110、111、113、114、115、116、117、118、120、122、および124のうちいずれか一配列に示されているアミノ酸配列を含む。
好ましい実施形態では、本明細書で記載される方法に従って使用されるActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、単離されたポリペプチドである。本明細書で使用される、単離されたタンパク質またはポリペプチドは、その天然の環境の構成要素から分離されたものである。一部の実施形態では、本開示のポリペプチドは、例えば、電気泳動(例えば、SDS-PAGE、等電点電気泳動(IEF)、キャピラリー電気泳動)またはクロマトグラフィー(例えば、イオン交換または逆相HPLC)によって決定される、95%、96%、97%、98%または99%を超える純度まで精製される。純度の評価方法は、当該分野で周知である[例えば、Flatmanら(2007年)J. Chromatogr. B、848巻:79~87頁を参照されたい]。一部の実施形態では、本明細書で記載される方法に従って使用されるべきActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチド、およびALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、組換えポリペプチドである。
本開示のTActRIIポリペプチド、ALK4ポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ多量体は、種々の当技術分野で公知の技法によって産生することができる。例えば、本開示のポリペプチドは、Bodansky, M.、Principles of Peptide Synthesis、Springer Verlag、Berlin(1993年)およびGrant G. A.(編)、Synthetic Peptides: A User’s Guide、W. H. Freeman and Company、New York(1992年)に記載されている技法など、標準タンパク質化学技法を使用して合成することができる。加えて、自動ペプチド合成機が市販されている(例えば、Advanced ChemTech Model 396; Milligen/Biosearch 9600を参照されたい)。代替的に、それらのフラグメントまたは改変体を含む、本開示のポリペプチドは、当技術分野で周知の通り、様々な発現系[例えば、E.coli、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、COS細胞、バキュロウイルス]を使用した組換えにより産生することができる。さらなる実施形態では、本開示の修飾または無修飾ポリペプチドは、例えば、プロテアーゼ、例えば、トリプシン、サーモリシン、キモトリプシン、ペプシンまたはペア形成した塩基性アミノ酸変換酵素(PACE)を使用することによる、組換えによって産生された全長ActRIIポリペプチドの消化によって産生することができる。コンピュータ解析(市販のソフトウェア、例えば、MacVector、Omega、PCGene、Molecular Simulation,Inc.を使用)を使用して、タンパク分解性切断部位を同定することができる。あるいは、このようなポリペプチドは、化学的切断(例えば、臭化シアン、ヒドロキシルアミン等)を使用して、組換えにより生成された全長のActRIIまたはALK4ポリペプチドから産生してもよい。
3.ActRIIおよびALK4ポリペプチドならびにそれらの改変体をコードする核酸
ある特定の実施形態では、本開示は、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチド(そのフラグメント、機能的改変体、および融合タンパク質を含む)をコードする単離核酸および/または組換え核酸を提供する。例えば、配列番号7は、天然に存在するヒトActRIIB前駆体ポリペプチド(上述のR64改変体)をコードする一方、配列番号8は、ActRIIB(上述のR64改変体)のプロセシングされた細胞外ドメインをコードする。対象核酸は、一本鎖でもよく、二本鎖でもよい。これらの核酸は、DNA分子でもよく、またはRNA分子でもよい。これらの核酸は、例えば、本明細書で記載されるActRIIに基づくリガンドトラップポリペプチドを作製するための方法で使用することができる。
本明細書で使用される、単離された核酸(複数可)は、その天然の環境の構成要素から分離された核酸分子を指す。単離された核酸は、核酸分子を通常含有する細胞に含有された核酸分子を含むが、核酸分子は、染色体外にまたはその天然の染色体位置とは異なる染色体位置に存在する。
ある特定の実施形態では、本開示のActRIIまたはALK4ポリペプチドをコードする核酸は、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135のうちのいずれか一配列の改変体である核酸を含むと理解されている。改変体ヌクレオチド配列は、対立遺伝子改変体を含む、1つまたは複数のヌクレオチド置換、付加または欠失によって異なる配列を含み、したがって、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135のうちのいずれか一配列において指定されたヌクレオチド配列とは異なるコード配列を含むであろう。
ある特定の実施形態では、本開示のActRIIまたはALK4ポリペプチドは、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135のうちのいずれか一配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%同一である単離配列および/または組換え核酸配列によってコードされる。当業者は、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135に相補的な配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一である核酸配列およびそれらの改変体も、本開示の範囲内であることを察知するだろう。さらなる実施形態では、本開示の核酸配列は、単離され得る、組換えとなり得る、および/または異種ヌクレオチド配列と融合され得る、あるいはDNAライブラリー中に存在し得る。
他の実施形態では、本開示の核酸は、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135において指定されたヌクレオチド配列、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135の相補体配列、またはそれらのフラグメントに、高度にストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列も含む。上記で考察されている通り、当業者は、DNAハイブリダイゼーションを促進する適切なストリンジェンシー条件が変更され得ることを容易に理解する。当業者は、DNAのハイブリダイゼーションを促進する適切なストリンジェンシー条件が変更され得ることを容易に理解する。例えば、約45℃における6.0×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)でのハイブリダイゼーションの後に、50℃における2.0×SSCの洗浄を行い得る。例えば、洗浄工程における塩濃度は、50℃における約2.0×SSCの低ストリンジェンシーから、50℃における約0.2×SSCの高ストリンジェンシーまで選択され得る。さらに、洗浄工程における温度は、室温(約22℃)の低ストリンジェンシー条件から、約65℃の高ストリンジェンシー条件まで上昇され得る。温度と塩の両方が変更されても、温度または塩濃度が一定に保たれ、他の変数が変更されてもよい。一実施形態では、本開示は、室温における6×SSCとその後の室温で2×SSCでの洗浄の低ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズする核酸を提供する。
遺伝子コードにおける縮重により、配列番号7、8、12、13、37、43、49、70、71、72、73、75、76、80、81、82、83、84、102、103、106、107、109、112、119、121、123および135に示される核酸と異なる単離された核酸もまた、本開示の範囲内である。例えば、多数のアミノ酸が1より多いトリプレットによって示される。同じアミノ酸を特定するコドンまたは同義語(例えば、CAUおよびCACはヒスチジンに対する同義語である)は、タンパク質のアミノ酸配列に影響を及ぼさない「サイレント」変異を生じ得る。しかしながら、哺乳動物細胞の中には、本主題のタンパク質のアミノ酸配列に変化をもたらすDNA配列の多型が存在することが予想される。当業者は、天然の対立遺伝子改変に起因して、所与の種の個体間に、特定のタンパク質をコードする核酸の1または複数のヌクレオチド(約3~5%までのヌクレオチド)におけるこれらのバリエーションが存在し得ることを理解する。任意およびあらゆるこのようなヌクレオチドのバリエーションと、結果として生じるアミノ酸の多型とは、本開示の範囲内である。
特定の実施形態では、本開示の組換え核酸は、発現構築物において1または複数の調節性ヌクレオチド配列に作動可能に連結され得る。調節性のヌクレオチド配列は、一般に、発現のために使用される宿主細胞に対して適切なものである。種々の宿主細胞について、多数のタイプの適切な発現ベクターおよび適切な調節性配列が当該分野で公知であり、使用できる。代表的には、上記1または複数の調節性ヌクレオチド配列としては、プロモーター配列、リーダー配列もしくはシグナル配列、リボソーム結合部位、転写開始配列および転写終結配列、翻訳開始配列および翻訳終結配列、ならびに、エンハンサー配列もしくはアクチベーター配列が挙げられ得るがこれらに限定されない。当該分野で公知の構成的もしくは誘導性のプロモーターが、本開示によって企図される。プロモーターは、天然に存在するプロモーター、または、1つより多くのプロモーターの要素を組み合わせたハイブリッドプロモーターのいずれかであり得る。発現構築物は、プラスミドのようにエピソーム上で細胞中に存在し得るか、または、発現構築物は、染色体中に挿入され得る。一部の実施形態では、発現ベクターは、形質転換された宿主細胞の選択を可能にするために、選択可能なマーカー遺伝子を含む。選択可能なマーカー遺伝子は、当該分野で周知であり、そして、使用される宿主細胞により変化し得る。
ある特定の態様では、本明細書に開示される本主題の核酸は、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドをコードし、そして、少なくとも1つの調節性配列に作動可能に連結されたヌクレオチド配列を含む発現ベクターにおいて提供される。調節性配列は当該分野で認識され、そして、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの発現を誘導するように選択される。したがって、用語、調節性配列は、プロモーター、エンハンサーおよび他の発現制御エレメントを含む。例示的な調節性配列は、Goeddel;Gene Expression Technology:Methods in Enzymology、Academic Press、San Diego、CA(1990年)に記載される。例えば、作動可能に連結されたときにDNA配列の発現を制御する広範な種々の発現制御配列のいずれかが、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドをコードするDNA配列を発現させるためにこれらのベクターにおいて使用され得る。このような有用な発現制御配列としては、例えば、SV40の初期および後期プロモーター、tetプロモーター、アデノウイルスもしくはサイトメガロウイルスの前初期プロモーター、RSVプロモーター、lacシステム、trpシステム、TACもしくはTRCシステム、T7 RNAポリメラーゼによってその発現が誘導されるT7プロモーター、ファージλの主要なオペレーターおよびプロモーター領域、fdコートタンパク質の制御領域、3-ホスホグリセリン酸キナーゼもしくは他の糖分解酵素のプロモーター、酸性ホスファターゼのプロモーター(例えば、Pho5)、酵母α-接合因子(mating factor)のプロモーター、バキュロウイルス系の多角体プロモーター、ならびに、原核生物もしくは真核生物の細胞、または、そのウイルスの遺伝子の発現を制御することが公知である他の配列、ならびにこれらの種々の組み合わせが挙げられる。発現ベクターの設計は、形質転換される宿主細胞の選択および/または発現されることが所望されるタンパク質のタイプのような要因に依存し得ることが理解されるべきである。さらに、ベクターのコピー数、コピー数を制御する能力およびベクターによってコードされる任意の他のタンパク質(例えば、抗生物質マーカー)の発現もまた考慮されるべきである。
本開示の組換え核酸は、クローニングされた遺伝子またはその一部を、原核生物細胞、真核生物細胞(酵母、鳥類、昆虫または哺乳動物)のいずれか、または両方において発現させるために適切なベクター中に連結することによって生成され得る。組換えActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの生成のための発現ビヒクルとしては、プラスミドおよび他のベクターが挙げられる。例えば、適切なベクターとしては、以下のタイプのプラスミドが挙げられる:原核生物細胞(例えば、E.coli)における発現のための、pBR322由来のプラスミド、pEMBL由来のプラスミド、pEX由来のプラスミド、pBTac由来のプラスミドおよびpUC由来のプラスミド。
いくつかの哺乳動物発現ベクターは、細菌中でのベクターの増殖を促進するための原核生物の配列と、真核生物細胞において発現される1または複数の真核生物の転写単位との両方を含む。pcDNAI/amp、pcDNAI/neo、pRc/CMV、pSV2gpt、pSV2neo、pSV2-dhfr、pTk2、pRSVneo、pMSG、pSVT7、pko-neoおよびpHyg由来のベクターは、真核生物細胞のトランスフェクションに適切な哺乳動物発現ベクターの例である。これらのベクターのいくつかは、原核生物細胞および真核生物細胞の両方における複製および薬物耐性選択を容易にするために、細菌プラスミド(例えば、pBR322)からの配列を用いて改変される。あるいは、ウシパピローマウイルス(BPV-1)またはエプスタイン-バーウイルス(pHEBo、pREP由来およびp205)のようなウイルスの誘導体が、真核生物細胞におけるタンパク質の一過的な発現のために使用され得る。他のウイルス(レトロウイルスを含む)発現系の例は、遺伝子治療送達系の説明において以下に見出され得る。プラスミドの調製および宿主生物の形質転換において用いられる種々の方法は、当該分野で周知である。原核生物細胞および真核生物細胞の両方についての他の適切な発現系、ならびに、一般的な組換え手順、例えば、Molecular Cloning A Laboratory Manual、3rd Ed.、Sambrook、FritschおよびManiatis編(Cold Spring Harbor Laboratory Press、2001年)。いくつかの場合において、バキュロウイルス発現系を用いて組換えポリペプチドを発現させることが望ましくあり得る。このようなバキュロウイルス発現系の例としては、pVL由来のベクター(例えば、pVL1392、pVL1393およびpVL941)、pAcUW由来のベクター(例えば、pAcUWl)およびpBlueBac由来のベクター(例えば、β-galを含むpBlueBac III)が挙げられる。
好ましい実施形態では、ベクターは、CHO細胞における本主題のActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの生成のために設計される(例えば、Pcmv-Scriptベクター(Stratagene,La Jolla,Calif.)、pcDNA4ベクター(Invitrogen,Carlsbad,Calif.)およびpCI-neoベクター(Promega,Madison,Wisc))。明らかであるように、本主題の遺伝子構築物は、例えば、タンパク質(融合タンパク質または改変体タンパク質を含む)を生成するため、精製のために、培養物において増殖させた細胞において本主題のActRIIポリペプチドポリペプチドの発現を引き起こすために使用され得る。
本開示はまた、1または複数の本主題のActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドのコード配列を含む組換え遺伝子をトランスフェクトされた宿主細胞に関する。宿主細胞は、任意の原核生物細胞または真核生物細胞であり得る。例えば、本開示のActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドは、E.coliのような細菌細胞、昆虫細胞(例えば、バキュロウイルス発現系を用いる)、酵母細胞または哺乳動物細胞[例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株]において発現され得る。他の適切な宿主細胞は、当業者に公知である。
したがって、本開示はさらに、対象のActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドを産生する方法に関する。例えば、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドをコードする発現ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞は、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの発現を起こすことが可能な適切な条件下で培養され得る。ポリペプチドは、ポリペプチドを含む細胞および培地の混合物から分泌および単離され得る。代替的に、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドは、細胞質に保持されるか、または収集し溶解した膜画分もしくは細胞および単離されたタンパク質中にあり得る。細胞培養物は、宿主細胞、培地および他の副産物を含む。細胞培養に適切な培地は、当技術分野で周知である。対象のポリペプチドは、タンパク質を精製するための当技術分野で公知の技法であって、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、限外濾過、電気泳動、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの特定のエピトープに特異的な抗体による免疫アフィニティー精製、ならびにActRIIポリペプチドに融合されたドメインに結合する薬剤によるアフィニティー精製(例えば、プロテインAカラムを使用して、ActRII-Fcおよび/またはALK4-Fc融合タンパク質を精製することができる)を含む技法を使用して、細胞培養培地、宿主細胞またはこれらの両方から単離することができる。一部の実施形態では、ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドは、その精製を容易とするドメインを含有する融合タンパク質である。
一部の実施形態では、精製は、例えば、次のうち3種またはそれ超を任意の順序で含む一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成される:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。ActRIIおよび/またはALK4融合タンパク質は、サイズ排除クロマトグラフィーによって決定される>90%、>95%、>96%、>98%または>99%、およびSDS PAGEによって決定される>90%、>95%、>96%、>98%または>99%の純度まで精製することができる。純度の標的レベルは、哺乳動物の系、特に、非ヒト霊長類、齧歯類(マウス)およびヒトにおける望ましい結果の達成に十分なレベルとなるべきである。
別の実施形態では、精製用リーダー配列(例えば、組換えActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドの所望の部分のN末端に位置するポリ-(His)/エンテロキナーゼ切断部位の配列)をコードする融合遺伝子は、Ni2+金属樹脂を用いる親和性クロマトグラフィーによる、発現された融合タンパク質の精製を可能にし得る。その後、精製用リーダー配列は、引き続いて、エンテロキナーゼでの処理によって除去され、精製ActRIIおよび/またはALK4ポリペプチドを提供し得る。例えば、Hochuliら、(1987年)J.Chromatography 411巻:177頁;およびJanknechtら、(1991)PNAS USA 88巻:8972頁を参照のこと。
融合遺伝子を作製するための技術は周知である。本質的には、異なるポリペプチド配列をコードする種々のDNAフラグメントの接合は、ライゲーションのための平滑末端もしくは突出(staggered)末端、適切な末端を提供するための制限酵素消化、必要に応じた粘着末端のフィルイン(filling-in)、所望されない接合を回避するためのアルカリ性ホスファターゼ処理、および酵素によるライゲーション、を用いる従来の技術に従って行われる。別の実施形態では、融合遺伝子は、自動DNA合成装置を含む従来の技術によって合成され得る。あるいは、遺伝子フラグメントのPCR増幅は、2つの連続した遺伝子フラグメント間の相補的なオーバーハング(overhang)を生じるアンカープライマーを用いて行われ得、これらのフラグメントは、その後、キメラ遺伝子配列を生じるようにアニーリングされ得る。例えば、Current Protocols in Molecular Biology、Ausubelら編、John Wiley & Sons:1992年を参照のこと。
4.抗体アンタゴニスト
ある特定の態様では、本明細書で開示される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、抗体(GDF/BMPアンタゴニスト抗体)または抗体の組合せである。GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、例えば、1つまたは複数のActRIIリガンド(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、BMP6、BMP15、BMP10および/またはGDF3)、ActRII受容体(ActRIIAおよび/またはActRIIB)、I型受容体(ALK4、ALK5および/またはALK7)および/または共受容体に結合することができる。本明細書で記載される通り、GDF/BMPアンタゴニスト抗体を、単独で、または1つもしくは複数の支持療法もしくは活性薬剤と組み合わせて使用して、肺高血圧症(PH)を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減すること、特に、1つまたは複数のPH関連合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができる。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともアクチビンに結合する。本明細書で使用される通り、アクチビン抗体(または抗アクチビン抗体)は、一般に、抗体が、アクチビンを標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでアクチビンに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、アクチビン抗体が無関係の非アクチビンタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、アクチビンに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、アクチビン抗体は、異なる種に由来するアクチビンの間で保存されているアクチビンのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗アクチビン抗体は、ヒトアクチビンに結合する。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンがI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合することを阻害し、したがってアクチビン媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、アクチビン抗体は、アクチビンがActRII共受容体に結合することを阻害し、したがってアクチビン媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。アクチビンAは、アクチビンBと同様の配列相同性を有するため、アクチビンAに結合する抗体は、一部の例では、アクチビンBに結合するおよび/またはそれを阻害する場合もあり、これは抗アクチビンB抗体にも当てはまることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、アクチビンに結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、GDF3、BMP15、BMP10およびBMP6]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、アクチビンに結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、アクチビンに結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、アクチビン抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPスーパーファミリーリガンド[例えば、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6およびBMP15]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)、および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、アクチビン抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、アクチビン抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともアクチビンBを阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともアクチビンBに結合する。本明細書で使用される通り、アクチビンB抗体(または抗アクチビンB抗体)は、一般に、抗体が、アクチビンBを標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでアクチビンBに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、アクチビンB抗体が無関係の非アクチビンBタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、アクチビンに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、アクチビンB抗体は、異なる種に由来するアクチビンBの間で保存されているアクチビンBのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗アクチビンB抗体は、ヒトアクチビンBに結合する。一部の実施形態では、アクチビンB抗体は、アクチビンBがI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合することを阻害し、したがってアクチビンB媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、アクチビンB抗体は、アクチビンBが共受容体に結合することを阻害し、したがってアクチビンB媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。アクチビンBは、アクチビンAと同様の配列相同性を有するため、アクチビンBに結合する抗体は、一部の例では、アクチビンAに結合するおよび/またはそれを阻害する場合もあることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、アクチビンBに結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、GDF3、BMP15、BMP10およびBMP6]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、アクチビンBに結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、アクチビンBに結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、アクチビンB抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP10およびBMP15]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、アクチビンB抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、アクチビンB抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともGDF8を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともGDF8に結合する。本明細書で使用される通り、GDF8抗体(または抗GDF8抗体)は、一般に、抗体が、GDF8を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでGDF8に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、GDF8抗体が無関係の非GDF8タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、GDF8に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、GDF8抗体は、異なる種に由来するGDF8の間で保存されているGDF8のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗GDF8抗体は、ヒトGDF8に結合する。一部の実施形態では、GDF8抗体は、GDF8がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合することを阻害し、したがってGDF8媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF8抗体は、GDF8が共受容体に結合することを阻害し、したがってGDF8媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。GDF8は、GDF11と高い配列相同性を有するため、GDF8に結合する抗体は、一部の例では、GDF11に結合するおよび/またはそれを阻害する場合もあることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、GDF8に結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF11、GDF3、BMP15、BMP10およびBMP6]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、GDF8に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、GDF8に結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、GDF8抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF11、GDF3、BMP6、BMP10およびBMP15]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)、および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、GDF8抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、GDF8抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともGDF11を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともGDF11に結合する。本明細書で使用される通り、GDF11抗体(または抗GDF11抗体)は、一般に、抗体が、GDF11を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでGDF11に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、GDF11抗体が無関係の非GDF11タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、GDF11に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、GDF11抗体は、異なる種に由来するGDF11の間で保存されているGDF11のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗GDF11抗体は、ヒトGDF11に結合する。一部の実施形態では、GDF11抗体は、GDF11がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合すること阻害し、したがってGDF11媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF11抗体は、GDF11が共受容体に結合することを阻害し、したがってGDF11媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。GDF11は、GDF8と高い配列相同性を有するため、GDF11に結合する抗体は、一部の例では、GDF8に結合するおよび/またはそれを阻害する場合もあることに留意されたい。一部の実施形態では、本開示は、GDF11に結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF8、GDF3、BMP15、BMP10およびBMP6]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、GDF11に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、GDF11に結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、GDF11抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF8、GDF3、BMP6、BMP10およびBMP15]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、GDF11抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、GDF11抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともBMP6を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともBMP6に結合する。本明細書で使用される通り、BMP6抗体(または抗BMP6抗体)は、一般に、抗体が、BMP6を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでBMP6に結合することができる抗体を指す。ある特定の実施形態では、BMP6抗体が無関係の非BMP6タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、BMP6に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、BMP6抗体は、異なる種に由来するBMP6の間で保存されているBMP6のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗BMP6抗体は、ヒトBMP6に結合する。一部の実施形態では、BMP6抗体は、BMP6がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合すること阻害し、したがってBMP6媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、BMP6抗体は、BMP6が共受容体に結合することを阻害し、したがってBMP6媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、BMP6に結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF8、GDF3、BMP15、BMP10およびGDF11]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、BMP6に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、BMP6に結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、BMP6抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF8、GDF11、GDF3、BMP10およびBMP15]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)、および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、BMP6抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、BMP6抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともGDF3を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともGDF3に結合する。本明細書で使用される通り、GDF3抗体(または抗GDF3抗体)は、一般に、抗体が、GDF3を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでGDF3に結合することができる抗体を指す。ある特定の実施形態では、GDF3抗体が無関係の非GDF3タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、GDF3に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、GDF3抗体は、異なる種に由来するGDF3の間で保存されているGDF3のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗GDF3抗体は、ヒトGDF3に結合する。一部の実施形態では、GDF3抗体は、GDF3がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合することを阻害し、したがってGDF3媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF3抗体は、GDF3が共受容体に結合することを阻害し、したがってGDF3媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、GDF3に結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF8、BMP6、BMP15、BMP10およびGDF11]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、GDF3に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、GDF3に結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、GDF3抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAE、アクチビンBE)、GDF8、GDF11、BMP6、BMP10およびBMP15]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)、および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、GDF3抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、GDF3抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともBMP15を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともBMP15に結合する。本明細書で使用される通り、BMP15抗体(または抗BMP15抗体)は、一般に、抗体が、BMP15を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでBMP15に結合することができる抗体を指す。ある特定の実施形態では、BMP15抗体が無関係の非BMP15タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、BMP15に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、BMP15抗体は、異なる種に由来するBMP15の間で保存されているBMP15のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗BMP15抗体は、ヒトBMP15に結合する。一部の実施形態では、BMP15抗体は、BMP15がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合することを阻害し、したがってBMP15媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、BMP15抗体は、BMP15が共受容体に結合することを阻害し、したがってBMP15媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、BMP15に結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、GDF3、BMP10およびBMP6]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、BMP15に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、BMP15に結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、BMP15抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF8、GDF3、BMP6、BMP10およびGDF11]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)、および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、BMP15抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、BMP15抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともBMP10を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともBMP10に結合する。本明細書で使用される通り、BMP10抗体(または抗BMP10抗体)は、一般に、抗体が、BMP10を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでBMP10に結合することができる抗体を指す。ある特定の実施形態では、BMP10抗体が無関係の非BMP10タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、BMP10に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、BMP10抗体は、異なる種に由来するBMP10の間で保存されているBMP10のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗BMP10抗体は、ヒトBMP10に結合する。一部の実施形態では、BMP10抗体は、BMP10がI型および/またはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)に結合すること阻害し、したがってBMP10媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、BMP10抗体は、BMP10が共受容体に結合することを阻害し、したがってBMP10媒介性シグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を阻害することができる。一部の実施形態では、本開示は、BMP10に結合し、さらに、例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF8、GDF11、GDF3およびBMP6]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)ならびに/または1つもしくは複数の共受容体に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)およびその使用に関する。一部の実施形態では、BMP10に結合する多重特異性抗体は、BMP9に結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでBMP9に結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、BMP10に結合する多重特異性抗体は、アクチビンAに結合しないかまたは実質的に結合しない(例えば、1×10-7Mよりも大きなKでアクチビンAに結合するか、または比較的低い結合性、例えば約1×10-8Mもしくは約1×10-9Mを有する)。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、BMP10抗体、ならびに例えば1つもしくは複数の追加的なGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF8、GDF3 BMP6、BMP10およびGDF11]、1つもしくは複数のI型受容体および/もしくはII型受容体(例えば、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5および/またはALK7)および/または1つもしくは複数の共受容体に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。一部の実施形態では、BMP10抗体を含む抗体の組合せは、BMP9抗体を含まない。一部の実施形態では、BMP10抗体を含む抗体の組合せは、アクチビンA抗体を含まない。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともActRIIBを阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともActRIIBに結合する。本明細書で使用される通り、ActRIIB抗体(抗ActRIIB抗体)は、一般に、抗体が、ActRIIBを標的化する診断剤および/または治療剤に有用となるように十分なアフィニティーでActRIIBに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗ActRIIB抗体が無関係の非ActRIIBタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、ActRIIBに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ActRIIB抗体は、異なる種に由来するActRIIBの間で保存されているActRIIBのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ActRIIB抗体は、ヒトActRIIBに結合する。一部の実施形態では、抗ActRIIB抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF11、BMP6、GDF3、BMP10およびBMP15]がActRIIBに結合することを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ActRIIB抗体は、ActRIIB、ならびに1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF3、BMP6およびBMP10]、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、共受容体、および/または追加的なII型受容体(例えば、ActRIIA)に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、抗ActRIIB抗体、ならびに例えば1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8,アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、BMP6、GDF3およびBMP10]、共受容体、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)および/または追加的なII型受容体(例えば、ActRIIA)に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。ActRIIBは、ActRIIAと配列類似性を有するため、ActRIIBに結合する抗体は、一部の例では、ActRIIAに結合するおよび/またはそれを阻害する場合もあることに留意されたい。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともActRIIAを阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともActRIIAに結合する。本明細書で使用される通り、ActRIIA抗体(抗ActRIIA抗体)は、一般に、抗体が、ActRIIAを標的化する診断剤および/または治療剤に有用となるように十分なアフィニティーでActRIIAに結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗ActRIIA抗体が無関係の非ActRIIAタンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、ActRIIAに対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ActRIIA抗体は、異なる種に由来するActRIIAの間で保存されているActRIIAのエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ActRIIA抗体は、ヒトActRIIAに結合する。一部の実施形態では、抗ActRIIA抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF11、BMP6、GDF3、BMP10およびBMP15]がActRIIAに結合することを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ActRIIA抗体は、ActRIIA、ならびに1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF3、BMP6およびBMP10]、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、共受容体、および/または追加的なII型受容体(例えば、ActRIIB)に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、抗ActRIIA抗体、ならびに例えば1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8,アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、BMP6およびBMP10]、共受容体、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、および/または追加的なII型受容体(例えば、ActRIIB)に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。ActRIIAは、ActRIIBと配列類似性を有するため、ActRIIAに結合する抗体は、一部の例では、ActRIIBに結合するおよび/またはそれを阻害する場合もあることに留意されたい。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともALK4を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともALK4に結合する。本明細書で使用される通り、ALK4抗体(抗ALK4抗体)は、一般に、抗体が、ALK4を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでALK4に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗ALK4抗体が無関係の非ALK4タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、ALK4に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ALK4抗体は、異なる種に由来するALK4の間で保存されているALK4のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ALK4抗体は、ヒトALK4に結合する。一部の実施形態では、抗ALK4抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF11、BMP6、GDF3、BMP10およびBMP15]がALK4に結合することを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ALK4抗体は、ALK4、ならびに1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF3、BMP6およびBMP10]、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、共受容体、および/または追加的なI型受容体(例えば、ALK5および/またはALK7)に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、抗ALK4抗体、ならびに例えば1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8,アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、BMP6およびBMP10]、共受容体、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、および/または追加的なI型受容体(例えば、ALK5および/またはALK7)に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともALK5を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともALK5に結合する。本明細書で使用される通り、ALK5抗体(抗ALK5抗体)は、一般に、抗体が、ALK5を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでALK5に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗ALK5抗体が無関係の非ALK5タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、ALK5に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ALK5抗体は、異なる種に由来するALK5の間で保存されているALK5のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ALK5抗体は、ヒトALK5に結合する。一部の実施形態では、抗ALK5抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF11、BMP6、GDF3、BMP10およびBMP15]がALK5に結合することを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ALK5抗体は、ALK5、ならびに1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF3、BMP6およびBMP10]、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、共受容体、および/または追加的なI型受容体(例えば、ALK4および/またはALK7)に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、抗ALK5抗体、ならびに例えば1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8,アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、BMP6およびBMP10]、共受容体、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、および/または追加的なI型受容体(例えば、ALK4および/またはALK7)に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。
ある特定の態様では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともALK7を阻害する抗体である。したがって、一部の実施形態では、GDF/BMPアンタゴニスト抗体または抗体の組合せは、少なくともALK7に結合する。本明細書で使用される通り、ALK7抗体(抗ALK7抗体)は、一般に、抗体が、ALK7を標的化する診断剤および/または治療剤として有用であるように十分なアフィニティーでALK7に結合する抗体を指す。ある特定の実施形態では、抗ALK7抗体が無関係の非ALK7タンパク質に結合する程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、Biacore、または他のタンパク質間相互作用もしくは結合アフィニティーアッセイにより測定して、ALK7に対する抗体の結合性の約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満である。ある特定の実施形態では、抗ALK7抗体は、異なる種に由来するALK7の間で保存されているALK7のエピトープに結合する。ある特定の好ましい実施形態では、抗ALK7抗体は、ヒトALK7に結合する。一部の実施形態では、抗ALK7抗体は、1つまたは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、GDF11、BMP6、GDF3、BMP10およびBMP15]がALK7に結合することを阻害することができる。一部の実施形態では、抗ALK7抗体は、ALK7、ならびに1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC)、GDF3、BMP6およびBMP10]、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、共受容体、および/または追加的なI型受容体(例えば、ALK4および/またはALK5)に結合する多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)である。一部の実施形態では、本開示は、抗体の組合せおよびその使用に関し、抗体の組合せは、抗ALK7抗体、ならびに例えば1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、GDF11、GDF8,アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよびアクチビンBE)、BMP6およびBMP10]、共受容体、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、および/または追加的なI型受容体(例えば、ALK4および/またはALK5)に結合する1つまたは複数の追加的な抗体を含む。
用語「抗体」は、本明細書では最も幅広い意味で使用され、それらが所望の抗原結合活性を呈する限り、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)および抗体フラグメントが挙げられるがこれらに限定されない種々の抗体構造を包含する。抗体フラグメントは、インタクトな抗体が結合する抗原に結合するインタクトな抗体の部分を含むインタクトな抗体以外の分子を指す。抗体フラグメントの例としては、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’);ダイアボディ;直鎖抗体;単鎖抗体分子(例えば、scFv);および抗体フラグメントから形成される多重特異性抗体[例えば、Hudsonら(2003年)Nat. Med.9巻:129~134頁;Pluckthun、The Pharmacology of Monoclonal Antibodies、113巻、RosenburgおよびMoore編、(Springer-Verlag、New York)、269~315頁(1994年);WO93/16185;ならびに米国特許第5,571,894号;同第5,587,458号;および同第5,869,046号を参照]が挙げられるがこれらに限定されない。ダイアボディは、二価性でもよくまたは二重特異性でもよい2つの抗原結合部位を有する抗体フラグメントである[例えば、EP404,097;WO1993/01161;Hudsonら(2003年)Nat. Med. 9巻:129~134頁(2003年);およびHollingerら(1993年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90巻:6444~6448頁を参照]。トリアボディおよびテトラボディも、Hudsonら(2003年)Nat. Med. 9巻:129~134頁に記載されている。単一ドメイン抗体は、抗体の重鎖可変ドメインの全てもしくは部分または軽鎖可変ドメインの全てもしくは部分を含む抗体フラグメントである。ある特定の実施形態では、単一ドメイン抗体は、ヒト単一ドメイン抗体である[例えば、米国特許第6,248,516号を参照]。本明細書で開示される抗体は、ポリクローナル抗体でもよく、またはモノクローナル抗体でもよい。ある特定の実施形態では、本開示の抗体は、それに付着され、検出することができる標識を含む(例えば、標識は、放射性同位体、蛍光化合物、酵素または酵素補因子であり得る)。ある特定の好ましい実施形態では、本開示の抗体は、単離された抗体である。ある特定の好ましい実施形態では、本開示の抗体は、組換え抗体である。
本明細書の抗体は、任意のクラスのものでよい。抗体のクラスは、その重鎖が保有する定常ドメインまたは定常領域のタイプを指す。抗体には5つの主なクラス:IgA、IgD、IgE、IgGおよびIgMがあり、これらのうちのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG、IgG、IgG、IgG、IgAおよびIgAにさらに分割され得る。異なるクラスの免疫グロブリンに対応する重鎖定常ドメインは、アルファ、デルタ、イプシロン、ガンマおよびミューと呼ばれる。
一般に、本明細書で開示される方法で使用するための抗体は、その標的抗原に、好ましくは高い結合アフィニティーで特異的に結合する。アフィニティーは、K値として表すことができ、内因性結合アフィニティーを反映する(例えば、最小限の結合活性効果を有する)。典型的には、結合アフィニティーは、無細胞のまたは細胞関連の設定に関わらず、in vitroで測定される。本明細書で開示されるものを含む当技術分野で公知のいくつかのアッセイのうちのいずれかを使用して、例えば、Biacore、放射標識抗原結合アッセイ(RIA)およびELISAを含む結合アフィニティー測定値を得ることができる。一部の実施形態では、本開示の抗体は、少なくとも1×10-7もしくはそれより強力な、1×10-8もしくはそれより強力な、1×10-9もしくはそれより強力な、1×10-10もしくはそれより強力な、1×10-11もしくはそれより強力な、1×10-12もしくはそれより強力な、1×10-13もしくはそれより強力な、または1×10-14もしくはそれより強力なKで、それらの標的抗原(例えば、ActRIIB、ActRIIA、ALK4、ALK5、ALK7、アクチビン、GDF11、GDF8、GDF3、BMP15、BMP10および/またはBMP6)に結合する。
ある特定の実施形態では、Kは、以下のアッセイに記載のように、目的の抗体のFab型およびその標的抗原を用いて実施されるRIAにより測定される。抗原に対するFabの溶液結合アフィニティーは、滴定系列の未標識抗原の存在下で最小濃度の放射標識抗原(例えば、125I標識)を用いてFabを平衡化し、次いで、結合した抗原を、抗Fab抗体コーティングプレートで捕捉することによって測定する[例えば、Chenら(1999年)J. Mol. Biol. 293巻:865~881頁を参照]。アッセイの条件を確立するため、マルチウェルプレート(例えば、Thermo ScientificからのMICROTITER(登録商標))を、捕捉抗Fab抗体(例えば、Cappel Labsからの)でコーティングし(例えば、一晩)、その後、好ましくは室温(およそ23℃)にてウシ血清アルブミンで遮断する。放射標識抗原を、非吸着性プレート中で目的のFabの系列希釈と混合する[例えば、Prestaら、(1997年)Cancer Res. 57巻:4593~4599頁の、抗VEGF抗体、Fab-12の評価と一致]。次いで、目的のFabを、好ましくは一晩インキュベートするが、インキュベーションは、平衡に到達していることを確実にするために、より長期間(例えば、約65時間)継続してもよい。その後、混合物を、好ましくは室温で約1時間インキュベーションするために捕捉プレートに移す。次いで、溶液を除去し、プレートを、好ましくはポリソルベート20およびPBS混合物で数回洗浄する。プレートが乾燥したら、シンチラント(例えば、PackardからのMICROSCINT(登録商標))を添加し、プレートをガンマカウンター(例えば、PackardからのTOPCOUNT(登録商標))で計数する。
別の実施形態によると、Kは、約10応答単位(RU)で固定化された抗原CM5チップで、表面プラズモン共鳴アッセイを使用して、例えば、BIACORE(登録商標)2000、BIACORE(登録商標)3000(BIAcore,Inc.、Piscataway、N.J.)を使用して測定される。手短に言えば、カルボキシメチル化デキストランバイオセンサーチップ(CM5、BIACORE,Inc.)を、供給業者の説明書に従ってN-エチル-N’-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド塩酸塩(EDC)およびN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)で活性化する。例えば、抗原を、10mM酢酸ナトリウム、pH4.8で5μg/ml(約0.2μM)に希釈してから、5μl/分の流速で注入して、およそ10応答ユニット(RU)のカップリングタンパク質を達成することができる。抗原の注入後、1Mエタノールアミンを注入して、未反応基を遮断する。動力学的測定は、Fab(0.78nM~500nM)の2倍系列希釈物を、0.05%ポリソルベート20(TWEEN-20(登録商標))界面活性剤(PBST)を有するPBSに、およそ25μl/分の流速にて注入する。会合速度(kon)および解離速度(koff)は、例えば、会合および解離センサーグラムを同時にフィッティングすることにより、単純1対1ラングミュア結合モデル(BIACORE(登録商標)評価ソフトウェア、バージョン3.2)を使用して算出する。平衡解離定数(K)は、比koff/konとして算出する[例えば、Chenら、(1999年)J. Mol. Biol. 293巻:865~881頁を参照]。オン速度が、例えば、上記の表面プラズモン共鳴アッセイで10-1-1を超える場合には、オン速度は、分光光度計を装備したストップフロー(Aviv Instruments)または撹拌キュベット付きの8000シリーズSLM-AMINCO(登録商標)分光光度計(ThermoSpectronic)などの分光計で測定される漸増濃度の抗原の存在下で、PBS中の20nM抗抗原抗体(Fab形態)の蛍光発光強度(例えば、励起=295nm、発光=340nm、16nmバンドパス)の増加または減少を測定する蛍光クエンチング技法を使用することにより決定され得る。
抗体フラグメントは、本明細書で記載されるように、インタクトな抗体のタンパク分解性消化ならびに組換え宿主細胞(例えば、E.coliまたはファージ)による産生を含むがこれらに限定されない種々の技法により作製され得る。ヒトActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンCおよびアクチビンE)、GDF11、GDF8、BMP15、GDF3、BMP10およびBMP6の核酸およびアミノ酸配列は、当技術分野で公知である。加えて、抗体を生成するための多数の方法が、当技術分野で周知であり、それらのいくつかは、本明細書に記載されている。したがって、本開示に従って使用するための抗体アンタゴニストは、当技術分野の知識および本明細書で提供される教示に基づき、当業者により慣例的に作製され得る。
ある特定実施形態では、本明細書で提供される抗体はキメラ抗体である。キメラ抗体は、重鎖および/または軽鎖の部分が特定の供給源または種に由来するが、重鎖および/または軽鎖の残りは異なる供給源または種に由来する抗体を指す。ある特定のキメラ抗体は、例えば、米国特許第4,816,567号およびMorrisonら、(1984年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA、81巻:6851~6855頁に記載されている。一部の実施形態では、キメラ抗体は、非ヒト可変領域(例えば、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはサルなどの非ヒト霊長類に由来する可変領域)およびヒト定常領域を含む。一部の実施形態では、キメラ抗体は、クラスまたはサブクラスが親抗体のクラスまたはサブクラスから変更されている「クラススイッチ」抗体である。一般に、キメラ抗体は、その抗原結合性フラグメントを含む。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供されるキメラ抗体は、ヒト化抗体である。ヒト化抗体は、非ヒト超可変領域(HVR)に由来するアミノ酸残基およびヒトフレームワーク領域(FR)に由来するアミノ酸残基を含むキメラ抗体を指す。ある特定の実施形態では、ヒト化抗体は、HVR(例えば、CDR)の全てまたは実質的に全てが非ヒト抗体のHVRに対応し、FRの全てまたは実質的に全てがヒト抗体のFRに対応する、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの実質的に全てを含むだろう。ヒト化抗体は、任意選択で、ヒト抗体に由来する抗体定常領域の少なくとも部分を含んでいてもよい。抗体、例えば非ヒト抗体の「ヒト化形態」は、ヒト化を受けた抗体を指す。ヒト化抗体、およびヒト化抗体を作製する方法は、例えば、AlmagroおよびFransson(2008年)Front. Biosci. 13巻:1619~1633頁で概説されており、例えば、Riechmannら、(1988年)Nature 332巻:323~329頁;Queenら(1989年)Proc. Nat’l Acad. Sci. USA 86巻:10029~10033頁;米国特許第5,821,337号;同第7,527,791号;同第6,982,321号;および同第7,087,409号;Kashmiriら、(2005年)Methods 36巻:25~34頁[SDR(a-CDR)移植が記載されている];Padlan、Mol. Immunol.(1991年)28巻:489~498頁(「リサーフェイシング」が記載されている);Dall’Acquaら(2005年)Methods 36巻:43~60頁(「FRシャフリング」が記載されている);Osbournら(2005年)Methods 36巻:61~68頁;ならびにKlimkaら、Br. J. Cancer(2000年)83巻:252~260頁(FRシャフリングへの「誘導選択」アプローチが記載されている)にさらに記載されている。ヒト化に使用し得るヒトフレームワーク領域としては、「ベストフィット」法を使用して選択されるフレームワーク領域[例えば、Simsら(1993年)J. Immunol. 151巻:2296頁を参照];軽鎖または重鎖可変領域の特定のサブグループのヒト抗体のコンセンサス配列に由来するフレームワーク領域[例えば、Carterら(1992年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA、89巻:4285頁;およびPrestaら(1993年)J. Immunol.、151巻:2623頁を参照];ヒト成熟(体細胞変異された)フレームワーク領域またはヒト生殖系フレームワーク領域[例えば、AlmagroおよびFransson(2008年)Front. Biosci. 13巻:1619~1633頁を参照];およびFRライブラリーのスクリーニングに由来するフレームワーク領域[例えば、Bacaら(1997年)J. Biol. Chem. 272巻:10678~10684頁;およびRosokら、(1996年)J. Biol. Chem. 271巻:22611~22618頁を参照]が挙げられるがこれらに限定されない。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体はヒト抗体である。ヒト抗体は、当技術分野で公知の種々の技法を使用して産生され得る。ヒト抗体は、一般に、van Dijkおよびvan de Winkel(2008年)Curr. Opin. Pharmacol. 5巻:368~74頁(2001年)ならびにLonberg、Curr. Opin. Immunol. 20巻:450~459頁に記載されている。例えば、ヒト抗体は、抗原負荷に応答してインタクトなヒト抗体またはヒト可変領域を有するインタクトな抗体を産生するように修飾されているトランスジェニック動物に、免疫原(例えば、GDF11ポリペプチド、アクチビンBポリペプチド、ActRIIAポリペプチドまたはActRIIBポリペプチド)を投与することにより調製され得る。そのような動物は、典型的には、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の全てまたは部分を含有し、それらは、内在性免疫グロブリン遺伝子座を置き換えるか、または染色体外に存在するか、または動物の染色体に無作為に組み込まれる。そのようなトランスジェニック動物では、内在性免疫グロブリン遺伝子座は、一般に、不活性化されている。トランスジェニック動物からヒト抗体を得るための方法の概説は、例えば、Lonberg(2005年)Nat. Biotech. 23巻:1117~1125頁;米国特許第6,075,181号および同第6,150,584号(XENOMOUSE(商標)技術が記載されている);米国特許第5,770,429号(HuMab(登録商標)技術が記載されている);米国特許第7,041,870号(K-M MOUSE(登録商標)技術が記載されている);ならびに米国特許出願公開第2007/0061900号(VelociMouse(登録商標)技術が記載されている)を参照されたい。そのような動物により生成されるインタクトな抗体に由来するヒト可変領域は、例えば、異なるヒト定常領域と組み合わせることにより、さらに修飾され得る。
本明細書で提供されるヒト抗体は、ハイブリドーマに基づく方法によっても作製され得る。ヒトモノクローナル抗体を産生するためのヒト骨髄腫およびマウス-ヒトヘテロ骨髄腫細胞株が記載されている[例えば、Kozbor、J. Immunol.、(1984年)133巻:3001頁;Brodeurら(1987年)Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications、51~63頁、Marcel Dekker, Inc.、New York;およびBoernerら(1991年)J. Immunol.、147巻:86頁を参照]。ヒトB細胞ハイブリドーマ技術により生成されるヒト抗体は、Liら、(2006年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA、103巻:3557~3562頁にも記載されている。追加的な方法としては、例えば、米国特許第7,189,826号(ハイブリドーマ細胞系からのモノクローナルヒトIgM抗体の産生が記載されている)およびNi、Xiandai Mianyixue(2006年)26巻(4号):265~268頁(2006年)(ヒト-ヒトハイブリドーマが記載されている)に記載されているものが挙げられる。また、ヒトハイブリドーマ技術(トリオーマ技術)が、VollmersおよびBrandlein(2005年)Histol. Histopathol.、20巻(3号):927~937頁(2005年)ならびにVollmersおよびBrandlein(2005年)Methods Find Exp. Clin. Pharmacol.、27巻(3号):185~91頁に記載されている。本明細書で提供されるヒト抗体は、ヒト由来ファージディスプレイライブラリーから選択されるFvクローン可変ドメイン配列を単離することによっても生成され得る。次いで、そのような可変ドメイン配列を、所望のヒト定常ドメインと組み合わせることができる。抗体ライブラリーからヒト抗体を選択するための技法は、当技術分野で公知であり、本明細書に記載されている。
例えば、本開示の抗体は、所望の活性(複数可)を有する抗体のコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることによって単離され得る。ファージディスプレイライブラリーを生成し、所望の結合特徴を保有する抗体についてそのようなライブラリーをスクリーニングするための様々な方法が、当技術分野で公知である。そのような方法は、例えば、Hoogenboomら、(2001年)Methods in Molecular Biology 178巻:1~37頁、O’Brienら編、Human Press、Totowa、N.J.で概説されており、例えば、McCaffertyら(1991年)Nature 348巻:552~554頁;Clacksonら、(1991年)Nature 352巻:624~628頁;Marksら(1992年)J. Mol. Biol. 222巻:581~597頁;MarksおよびBradbury(2003年)Methods in Molecular Biology 248巻:161~175頁、Lo編、Human Press、Totowa、N.J.;Sidhuら(2004年)J. Mol. Biol. 338巻(2号):299~310頁; Leeら(2004年)J. Mol. Biol. 340巻(5号):1073~1093頁;Fellouse(2004年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101巻(34号):12467~12472頁;ならびにLeeら(2004年)J. Immunol. Methods 284巻(1~2号):119~132頁にさらに記載されている。
ある特定のファージディスプレイ法では、VH遺伝子およびVL遺伝子のレパートリーを、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって別々にクローニングし、ファージライブラリーで無作為に組み換え、次いでそれらをWinterら(1994年)Ann. Rev. Immunol.、12巻:433~455頁に記載のように抗原結合性ファージについてスクリーニングすることができる。ファージは、典型的には、抗体フラグメントを、単鎖Fv(scFv)フラグメントまたはFabフラグメントのいずれかとして提示する。免疫した供給源に由来するライブラリーは、免疫原(例えば、ActRIIA、ActRIIB、アクチビン、GDF11、GDF8、BMP15、GDF3またはBMP6)に対する高アフィニティー抗体を提供し、ハイブリドーマの構築は必要としない。代替的に、Griffithsら(1993年)EMBO J、12巻:725~734頁に記載のように、免疫を行うことなく、ナイーブレパートリーをクローニングして(例えば、ヒトから)、広範な非自己およびまた自己抗原に対する抗体の単一の供給源を提供することができる。最後に、ナイーブライブラリーは、HoogenboomおよびWinter(1992年)J. Mol. Biol.、227巻:381~388頁に記載のように、幹細胞に由来する再編成されていないV遺伝子セグメントをクローニングし、無作為配列を含有するPCRプライマーを使用して、高度に可変性のCDR3領域をコードし、in vitroで再編成を達成することによっても、合成的に作製することができる。ヒト抗体ファージライブラリーが記載されている特許広報として、例えば、米国特許第5,750,373号、ならびに米国特許公開第2005/0079574号、同第2005/0119455号、同第2005/0266000号、同第2007/0117126号、同第2007/0160598号、同第2007/0237764号、同第2007/0292936号および同第2009/0002360号が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体は、多重特異性抗体、例えば、二重特異性抗体である。1つまたは複数の(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つまたはそれよりも多くの)抗原の少なくとも2つの異なるエピトープ(例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、6つまたはそれよりも多くの)に対する結合特異性を有する多重特異性抗体(典型的には、モノクローナル抗体)。
多重特異性抗体を作製するための技法としては、異なる特異性を有する2つの免疫グロブリン重鎖/軽鎖ペアの組換え体共発現が挙げられるがこれに限定されない[例えば、MilsteinおよびCuello(1983年)Nature 305巻:537頁;国際特許公開番号WO93/08829;ならびにTrauneckerら(1991年)EMBO J. 10巻:3655頁、ならびに米国特許第5,731,168号(「ノブ・ホール型」作出」を参照]。多重特異性抗体は、抗体をFcヘテロ二量体分子にするための静電ステアリング効果を作出すること(例えば、WO2009/089004A1を参照);2つまたはそれよりも多くの抗体またはフラグメントを架橋すること[例えば、米国特許第4,676,980号;およびBrennanら(1985年)Science、229巻:81号を参照];ロイシンジッパーを使用して二重特異性抗体を産生すること[例えば、Kostelnyら(1992年)J. Immunol.、148巻(5号):1547~1553頁を参照];二重特異性抗体フラグメントを作製するための「ダイアボディ」技術を使用すること[例えば、Hollingerら(1993年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA、90巻:6444~6448頁を参照];単鎖Fv(sFv)二量体を使用すること[例えば、Gruberら(1994年)J. Immunol.、152巻:5368頁を参照];および三重特異性抗体を調製すると(例えば、Tuttら(1991年)J. Immunol. 147巻:60頁を参照)によっても作製され得る。多重特異性抗体は、全長抗体または抗体フラグメントとして調製され得る。「オクトパス抗体(Octopus antibody)」を含む、3つまたはそれよりも多くの機能的抗原結合部位を有する操作された抗体も、本明細書に含まれる[例えばUS2006/0025576A1を参照]。
ある特定の実施形態では、本明細書で開示される抗体は、モノクローナル抗体である。モノクローナル抗体は、実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体を指す。つまり、集団を構成する個々の抗体は、例えば、天然に存在する変異を含有するか、またはモノクローナル抗体調製物の産生中に生じる、一般に少量で存在する考え得る改変体抗体を除いて、同一であるおよび/または同じエピトープに結合する。典型的には異なるエピトープに対する異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、モノクローナル抗体調製物の各モノクローナル抗体は、抗原の単一のエピトープに対するものである。したがって、修飾語「モノクローナル」は、抗体の実質的に均質な集団から得られるような抗体の特徴を示し、任意の特定の方法による抗体の産生が必要であると解釈されるべきではない。例えば、本方法に従って使用されるモノクローナル抗体は、ハイブリドーマ法、組換えDNA法、ファージディスプレイ法、およびヒト免疫グロブリン遺伝子座の全てまたは部分を含有するトランスジェニック動物を利用する方法を含むがそれらに限定されない様々な技法によって作製することができ、モノクローナル抗体を作製するためのそのような方法および他の例示的な方法は、本明細書に記載されている。
例えば、アクチビンに由来する免疫原を使用することによって、抗タンパク質/抗ペプチド抗血清またはモノクローナル抗体を、標準的プロトコールによって作製することができる[例えば、Antibodies: A Laboratory Manual、HarlowおよびLane編(1988年)Cold Spring Harbor Press:1988年を参照]。マウス、ハムスターまたはウサギなどの哺乳動物を、免疫原形態のアクチビンポリペプチド、抗体応答を誘発することができる抗原性フラグメントまたは融合タンパク質で免疫することができる。タンパク質またはペプチドに免疫原性を付与するための技法としては、キャリアとのコンジュゲーションまたは当技術分野で周知の他の技法が挙げられる。アクチビンポリペプチドの免疫原性部分は、アジュバントの存在下で投与され得る。免疫の進行は、血漿または血清で抗体力価を検出することによってモニターすることができる。標準的ELISAまたは他のイムノアッセイを、抗原としての免疫原と共に使用して、抗体産生のレベルおよび/または結合アフィニティーのレベルを評価することができる。
アクチビンの抗原性調製物で動物を免疫した後、抗血清を得ることができ、所望の場合、血清からポリクローナル抗体を単離することができる。モノクローナル抗体を産生するために、免疫した動物から抗体産生細胞(リンパ球)を収集し、標準的体細胞融合手順によって骨髄腫細胞などの不死化細胞と融合して、ハイブリドーマ細胞を産出することができる。そのような技法は当技術分野で周知であり、例えば、ハイブリドーマ技法[例えば、KohlerおよびMilstein(1975年)Nature、256巻:495~497頁を参照]、ヒトB細胞ハイブリドーマ技法[例えば、Kozbarら(1983年)Immunology Today、4巻:72頁を参照]、およびヒトモノクローナル抗体を産生するためのEBVハイブリドーマ技法[Coleら(1985年)Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy、Alan R.、Liss, Inc.、77~96頁]が挙げられる。ハイブリドーマ細胞を、アクチビンポリペプチドと特異的に反応する抗体の産生について免疫化学的にスクリーニングし、そのようなハイブリドーマ細胞を含む培養からモノクローナル抗体を単離することができる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体のFc領域に1つまたは複数のアミノ酸修飾を導入し、それによってFc領域改変体を生成することができる。Fc領域改変体は、1つまたは複数のアミノ酸位置にアミノ酸修飾(例えば、置換、欠失および/または付加)を含むヒトFc領域配列(例えば、ヒトIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4 Fc領域)を含んでいてもよい。
例えば、本開示は、全てではないが一部のエフェクター機能を保有し、抗体のin vivoでの半減期は重要であるが、ある特定のエフェクター機能[例えば、補体依存性細胞傷害(CDC)および抗体依存細胞性細胞傷害(ADCC)]が不必要または有害であるような応用に関して望ましい候補である抗体改変体を企図する。in vitroおよび/またはin vivo細胞傷害性アッセイを実施して、CDCおよび/またはADCC活性の低減/枯渇を確認することができる。例えば、Fc受容体(FcR)結合アッセイを実施して、抗体がFcγR結合を欠く(したがってADCC活性を欠いている可能性が高い)が、FcRn結合能力を保持することを保証することができる。ADCCを媒介するための主要な細胞であるNK細胞は、FcγRIIIのみを発現する一方、単球は、FcγRI、FcγRIIおよびFcγRIIIを発現する。造血細胞でのFcR発現は、例えば、RavetchおよびKinet(1991年)Annu. Rev. Immunol. 9巻:457~492頁に要約されている。目的の分子のADCC活性を評価するためのin vitroアッセイの非限定的な例は、米国特許第5,500,362号;Hellstrom, I.ら(1986年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83巻:7059~7063頁;Hellstrom, Iら(1985年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 82巻:1499~1502頁;米国特許第5,821,337号;Bruggemann, M.ら(1987年) J. Exp. Med. 166巻:1351~1361頁に記載されている。代替的に、非放射性アッセイ法を用いてもよい(例えば、ACTI(商標)、フローサイトメトリー用の非放射性細胞傷害性アッセイ;CellTechnology,Inc.、Mountain View、Calif.;およびCytoTox96(登録商標)非放射性細胞傷害性アッセイ、Promega、Madison、Wis.)。そのようなアッセイに有用なエフェクター細胞としては、末梢血単核細胞(PBMC)およびナチュラルキラー(NK)細胞が挙げられる。代替的にまたはその上、目的の分子のADCC活性は、例えば、Clynesら(1998年)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95巻:652~656頁に開示されているものなどの動物モデルにおいてin vivoで評価することができる。また、C1q結合アッセイを実施して、抗体がC1qに結合することができず、したがってCDCの活性を欠くことを確認することができる[例えば、WO2006/029879およびWO2005/100402のC1qおよびC3c結合ELISAを参照]。補体活性化を評価するためには、CDCアッセイを実施することができる[例えば、Gazzano-Santoroら(1996年)J. Immunol. Methods 202巻:163頁;Cragg, M. S.ら(2003年)Blood 101巻:1045~1052頁;ならびにCragg, M. SおよびM. J. Glennie(2004年)Blood 103巻:2738~2743を参照]。また、FcRn結合およびin vivoクリアランス/半減期決定は、当技術分野で公知の方法を使用して実施することができる[例えば、Petkova, S. B.ら(2006年)Intl. Immunol. 18巻(12号):1759~1769頁を参照]。エフェクター機能が低減された本開示の抗体としては、Fc領域残基238、265、269、270、297、327および329のうちの1つまたは複数の置換を有するものが挙げられる(米国特許第6,737,056号)。そのようなFc変異体としては、残基265および297がアラニンに置換されている、いわゆる「DANA」Fc変異体(米国特許第7,332,581号)を含む、アミノ酸265、269、270、297および327位のうちの2つまたはそれよりも多くが置換されているFc変異体が挙げられる。
ある特定の実施形態では、抗体の1つまたは複数の残基がシステイン残基で置換されている、システインが作出された抗体、例えば「thioMAb」を作製することが望ましい場合がある。特定の実施形態では、置換残基は、抗体のアクセス可能な部位に生じる。それらの残基をシステインで置換することによって、反応性チオール基を、それにより抗体のアクセス可能な部位に配置し、薬物部分またはリンカー-薬物部分などの他の部分に抗体をコンジュゲートさせるために使用して、本明細書でさらに記載されるイムノコンジュゲートを作製することができる。ある特定の実施形態では、以下の残基のうちの任意の1つまたは複数をシステインで置換してもよい:軽鎖のV205(Kabat番号付け)、重鎖のA118(EU番号付け)および重鎖Fc領域のS400(EU番号付け)。システインが作出された抗体は、例えば、米国特許第7,521,541号に記載のように生成することができる。
加えて、望ましい抗体を同定するために抗体のスクリーニングに使用される技法は、得られる抗体の特性に影響を及ぼす場合がある。例えば、抗体を溶液中での抗原結合に使用する場合、溶液結合を試験することが望ましい場合がある。様々な異なる技法が、抗体と抗原との相互作用を試験して、特に望ましい抗体を同定するために利用可能である。そのような技法としては、ELISA、表面プラズモン共鳴結合アッセイ(例えば、Biacore結合アッセイ、Biacore AB、Uppsala、Sweden)、サンドイッチアッセイ(例えば、IGEN International, Inc.、Gaithersburg、Marylandの常磁性ビーズ系)、ウエスタンブロット、免疫沈殿アッセイおよび免疫組織化学法が挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体および/または結合性ポリペプチドのアミノ酸配列改変体が企図される。例えば、抗体および/または結合性ポリペプチドの結合アフィニティーおよび/または他の生物学的特性を向上させることが望ましい場合がある。抗体および/または結合性ポリペプチドのアミノ酸配列改変体は、抗体および/もしくは結合性ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に適切な修飾を導入することによって、またはペプチド合成によって調製され得る。そのような修飾としては、例えば、抗体および/または結合性ポリペプチドのアミノ酸配列内の残基の欠失および/または挿入および/または置換が挙げられる。欠失、挿入および置換の任意の組合せを作製して、最終構築物に到達することができる。ただし、最終構築物は、所望の特徴、例えば標的結合(例えば、ならびにアクチビンEおよび/またはアクチビンCなどのアクチビン結合)を保有する。
HVRに変更(例えば、置換)を作製して、例えば、抗体アフィニティーを向上させることができる。そのような変更を、HVR「ホットスポット」、つまり体細胞成熟プロセス中に高頻度で変異を起こすコドンによってコードされる残基[例えば、Chowdhury(2008年)Methods Mol. Biol. 207巻:179~196頁(2008年)を参照]および/またはSDR(a-CDR)に作製し、その結果生じる改変体VHまたはVLを、結合アフィニティーに関して試験することができる。二次ライブラリーから構築および再選択することによるアフィニティー成熟は、当技術分野に記載されている[例えば、Hoogenboomら、Methods in Molecular Biology 178巻:1~37頁、O’Brienら編、Human Press、Totowa、N.J.、(2001年)を参照]。アフィニティー成熟の一部の実施形態では、様々な方法(例えば、エラープローンPCR、鎖シャフリングまたはオリゴヌクレオチド特異的変異誘発)のうちのいずれかによって、成熟させるために選択した可変遺伝子に多様性が導入される。次いで、二次ライブラリーを作製する。次いで、ライブラリーをスクリーニングして、所望のアフィニティーを有する任意の抗体改変体を同定する。多様性を導入するための別の方法には、いくつかのHVR残基(例えば、一度に4~6残基)が無作為化されるHVR特異的アプローチが含まれる。抗原結合に関与するHVR残基は、例えば、アラニンスキャニング変異誘発またはモデリングを使用して特異的に同定され得る。特にCDR-H3およびCDR-L3が標的化されることが多い。
ある特定の実施形態では、置換、挿入または欠失は、そのような変更が、抗原に結合する抗体の能力を実質的に低減しない限り、1つまたは複数のHVR内に生じてもよい。例えば、結合アフィニティーを実質的に低減しない保存的変更(例えば、本明細書で提供される保存的置換)を、HVRに作製してもよい。そのような変更は、HVR「ホットスポット」またはSDRの外部でもよい。上記で提供される改変体VHおよびVL配列のある特定の実施形態では、各HVRは、変更されていないか、または1つ、2つ、もしくは3つ以内のアミノ酸置換しか含有しないかのいずれかである。
変異誘発の標的化することができる抗体および/または結合性ポリペプチドの残基または領域を同定するための有用な方法は、CunninghamおよびWells(1989年)Science、244巻:1081~1085頁によって記載されている「アラニンスキャニング変異誘発」と呼ばれる。この方法では、残基または標的残基の群(例えば、Arg、Asp、His、LysおよびGluなどの荷電した残基)を同定し、中性または負に荷電したアミノ酸(例えば、アラニンまたはポリアラニン)に置き換えて、抗体-抗原の相互作用が影響を受けるか否かを決定する。最初の置換に対する機能的感受性が実証されているアミノ酸位置に、さらなる置換を導入してもよい。代替的にまたはその上、抗原-抗体複合体の結晶構造を決定して、抗体と抗原との接触点を同定する。そのような接触残基および近隣残基を、置換の候補として標的化または排除してもよい。改変体をスクリーニングして、それらが所望の特性を含有するか否かを決定してもよい。
アミノ酸配列挿入としては、長さが1個の残基から100個またはそれよりも多くの残基を含有するポリペプチドまでの範囲のアミノ末端融合および/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一または複数のアミノ酸残基の配列内挿入が挙げられる。末端挿入の例としては、N末端メチオニル残基を有する抗体が挙げられる。抗体分子の他の挿入改変体としては、抗体のN末端またはC末端を、酵素(例えば、ADEPT用)または抗体の血清半減期を増加させるポリペプチドと融合させることが挙げられる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される抗体および/または結合性ポリペプチドは、当技術分野で公知であり、容易に利用可能な追加的な非タンパク質性部分を含有するように、さらに修飾してもよい。抗体および/または結合性ポリペプチドの誘導体化に好適な部分としては、水溶性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。水溶性ポリマーの非限定的な例としては、ポリエチレングリコール(PEG)、エチレングリコール/プロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ-1,3-ジオキソラン、ポリ-1,3,6-トリオキサン、エチレン/無水マレイン酸コポリマー、ポリアミノ酸(ホモポリマーまたはランダムコポリマーのいずれか)およびデキストラン、またはポリ(n-ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロプロピレン(propropylene)グリコールホモポリマー、プロリプロピレン(prolypropylene)オキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、ポリビニルアルコール、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドは、水中で安定であるため、製造に有利であり得る。ポリマーは、任意の分子量のものでもよく、分岐または非分岐でもよい。抗体および/または結合性ポリペプチドに付着するポリマーの数は変動し得、1つよりも多くのポリマーが付着される場合、それらは同じ分子でもよく、または異なる分子でもよい。一般に、誘導体化に使用されるポリマーの数および/またはタイプは、抗体誘導体および/または結合性ポリペプチド誘導体が、規定の条件下で療法に使用されることになるか否かに関わりなく、向上させようとする抗体および/または結合性ポリペプチドの特定の特性または機能を含むがこれらに限定されない考慮事項に基づいて決定することができる。
5.小分子アンタゴニスト
他の態様では、本明細書で記載される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、小分子(GDF/BMP小分子アンタゴニスト)または小分子アンタゴニストの組合せである。GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、例えば、1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド(例えば、アクチビン、GDF11、GDF8、GDF3、BMP6、BMP10および/またはBMP15)、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、II型受容体(例えば、ActRIIBおよび/またはActRIIA)、共受容体、および/または1つもしくは複数のシグナル伝達因子(例えば、Smad2および3などのSmadタンパク質)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、例えば、本明細書で記載されるものなどの細胞ベースのアッセイで決定される、1つまたは複数のGDF/BMPリガンドによって媒介されるシグナル伝達を阻害する。本明細書で記載される通り、GDF/BMP小分子アンタゴニストを、単独で、または1つもしくは複数の支持療法もしくは活性薬剤と組み合わせて使用して、肺高血圧症(PH)を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができ、特に1つまたは複数のPH関連合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができる。
一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともGDF11を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、BMP6、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともGDF8を阻害し、任意選択で、GDF11、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、BMP6、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)を阻害し、任意選択で、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビンBを阻害し、任意選択で、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともBMP6を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、GDF11、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともBMP15を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、BMP6、GDF11、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともGDF3を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともBMP10を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともActRIIAを阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、BMP10、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともActRIIBを阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、BMP10、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともALK4を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、BMP10、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともALK5を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、BMP10、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくともALK7を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、BMP10および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、本明細書で開示されるGDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、BMP9を阻害しないかまたは実質的に阻害しない。一部の実施形態では、本明細書で開示されるGDF/BMP小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、アクチビンAを阻害しないかまたは実質的に阻害しない。
GDF/BMP小分子アンタゴニストは、直接的または間接的な阻害剤であり得る。例えば、間接的な小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、少なくとも1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンB、アクチビンBC、アクチビンAEまたはアクチビンBE)、GDF11、BMP15、BMP6、GDF3、BMP10および/またはGDF8]、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、共受容体、および/または1つもしくは複数の下流のシグナル伝達構成要素(例えば、Smad)の発現(例えば、転写、翻訳、細胞分泌、またはそれらの組合せ)を阻害することができる。代替的に、直接的な小分子アンタゴニストまたは小分子アンタゴニストの組合せは、例えば、1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド[例えば、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンB、アクチビンBC、アクチビンAEまたはアクチビンBE)、GDF11、BMP15、BMP6、GDF3、BMP10および/またはGDF8]、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、共受容体、および/または1つもしくは複数の下流のシグナル伝達構成要素(例えば、Smad)に直接的に結合しそれらを阻害することができる。1つまたは複数の間接的なGDF/BMP小分子アンタゴニストおよび1つまたは複数の直接的なGDF/BMP小分子アンタゴニストの組合せを、本明細書で開示される方法に従って使用することができる。
本開示の結合性小分子アンタゴニストは、公知の方法論を使用して、同定および化学合成することができる(例えば、PCT公開番号WO00/00823およびWO00/39585を参照)。一般に、本開示の小分子アンタゴニストは、通常、サイズが約2000ダルトン未満であり、代替的には、サイズが約1500、750、500、250または200ダルトン未満であり、そのような有機小分子は、本明細書で記載されるポリペプチドに、好ましくは特異的に結合することができる。これらの小分子アンタゴニストは、周知の技法を使用して、過度の実験作業を行うことなく同定することができる。この点で、ポリペプチド標的に結合することができる分子の有機小分子ライブラリーをスクリーニングするための技法は、当技術分野で周知であることに留意されたい(例えば、国際特許公開番号WO00/00823およびWO00/39585を参照)。
本開示の結合性有機小分子は、例えば、アルデヒド、ケトン、オキシム、ヒドラゾン、セミカルバゾン、カルバジド、一級アミン、二級アミン、三級アミン、N置換ヒドラジン、ヒドラジド、アルコール、エーテル、チオール、チオエーテル、ジスルフィド、カルボン酸、エステル、アミド、尿素、カルバメート、カーボネート、ケタール、チオケタール、アセタール、チオアセタール、アリールハライド、スルホン酸アリール、アルキルハライド、スルホン酸アルキル、芳香族化合物、複素環式化合物、アニリン、アルケン、アルキン、ジオール、アミノアルコール、オキサゾリジン、オキサゾリン、チアゾリジン、チアゾリン、エナミン、スルホンアミド、エポキシド、アジリジン、イソシアネート、塩化スルホニル、ジアゾ化合物および酸塩化物でもよい。
6.ポリヌクレオチドアンタゴニスト
他の態様では、本明細書で開示される方法および使用に従って使用されるGDF/BMPアンタゴニストは、ポリヌクレオチド(GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニスト)またはポリヌクレオチドの組合せである。GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、例えば、1つもしくは複数のGDF/BMPリガンド(例えば、アクチビン、GDF11、GDF8、GDF3、BMP6、BMP10および/またはBMP15)、I型受容体(例えば、ALK4、ALK5および/またはALK7)、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)、共受容体、および/または下流のシグナル伝達構成要素(例えば、Smad)を阻害することができる。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、例えば、本明細書で記載されるものなどの細胞ベースのアッセイで決定される、1つまたは複数のGDF/BMPリガンドによって媒介されるシグナル伝達を阻害する。本明細書で記載される通り、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストを、単独で、または1つもしくは複数の支持療法もしくは活性薬剤と組み合わせて使用して、肺高血圧症(PH)を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができ、特に1つまたは複数のPH関連合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができる。
一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともGDF11を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともGDF8を阻害し、任意選択で、GDF11、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)を阻害し、任意選択で、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともアクチビンBを阻害し、任意選択で、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP6を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、GDF11、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP15を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、GDF3、BMP6、GDF11、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともGDF3を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともBMP10を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともActRIIAを阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、BMP10、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともActRIIBを阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、BMP10、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともALK4を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、BMP10、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともALK5を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、BMP10、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、GDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、少なくともALK7を阻害し、任意選択で、GDF8、アクチビン(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンC、アクチビンE、アクチビンAB、アクチビンAC、アクチビンBC、アクチビンAEおよび/またはアクチビンBE)、BMP15、BMP6、GDF11、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、BMP10および1つまたは複数のSmadタンパク質(例えば、Smad2および3)のうちの1つまたは複数をさらに阻害する。一部の実施形態では、本明細書で開示されるGDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、BMP9を阻害しないかまたは実質的に阻害しない。一部の実施形態では、本明細書で開示されるGDF/BMPポリヌクレオチドアンタゴニストまたはポリヌクレオチドアンタゴニストの組合せは、アクチビンAを阻害しないかまたは実質的に阻害しない。
一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドアンタゴニストは、アンチセンス核酸、RNAi分子[例えば、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)]、アプタマーおよび/またはリボザイムでもよい。ヒトGDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンCおよびアクチビンE)、BMP6、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、BMP10、ALK4、ALK5、ALK7、BMP15およびSmadタンパク質の核酸配列およびアミノ酸配列は、当技術分野で公知である。加えて、ポリヌクレオチドアンタゴニストを生成する多数の異なる方法が、当技術分野で周知である。したがって、本開示に従って使用するためのポリヌクレオチドアンタゴニストは、当技術分野の知識および本明細書で提供される教示に基づき、当業者によって慣例的に作製され得る。
アンチセンス技術は、アンチセンスDNAもしくはRNAによりまたは三重らせん形成により遺伝子発現を制御するために使用することができる。アンチセンス技法は、例えば、Okano(1991年)J. Neurochem. 56巻:560頁;Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression、CRC Press、Boca Raton、Fla.(1988年)で考察されている。三重らせん形成は、例えば、Cooneyら(1988年)Science 241巻:456頁;およびDervanら(1991年)Science 251巻:1300頁で考察されている。方法は、相補的なDNAまたはRNAに対するポリヌクレオチドの結合性に基づく。一部の実施形態では、アンチセンス核酸は、本明細書で開示される遺伝子のRNA転写物の少なくとも部分に相補的な一本鎖RNAまたはDNA配列を含む。しかしながら、絶対的な相補性は、好ましいものの、必要ではない。
本明細書で引用される「少なくともRNAの部分に相補的な」配列は、十分な相補性を有し、RNAとハイブリダイズして安定二重鎖を形成することができる配列を意味する。したがって、本明細書で開示される遺伝子の二本鎖アンチセンス核酸の場合、二重鎖DNAの単一鎖を試験してもよく、三重鎖形成をアッセイしてもよい。ハイブリダイズする能力は、相補性の度合いおよびアンチセンス核酸の長さの両方に依存するだろう。一般に、ハイブリダイズする核酸は、大きくなると共に、RNAとの塩基ミスマッチをより多く含有するが、依然として安定二重鎖(または場合によっては三重鎖でもよい)を形成することができる。当業者は、標準的手順を使用して、ハイブリダイズされた複合体の融点を決定することによって、許容可能なミスマッチの度合いを確認することができる。
メッセージの5’末端、例えばAUG開始コドンまででありおよびそれを含む5’-非翻訳配列に相補的なポリヌクレオチドは、翻訳阻害に最も効率的に働くはずである。しかしながら、mRNAの3’-非翻訳配列に相補的な配列は、同様に、mRNAの翻訳阻害に効果的であることが示されている[例えば、Wagner, R.、(1994年)Nature 372巻:333~335頁を参照]。したがって、本開示の遺伝子の5’-または3’-非翻訳非コード領域のいずれかに相補的なオリゴヌクレオチドは、アンチセンスアプローチで内在性mRNAの翻訳を阻害するために使用することができる。mRNAの5’-非翻訳領域に相補的なポリヌクレオチドは、AUG開始コドンの相補体を含むべきである。mRNAコード領域に相補的なアンチセンスポリヌクレオチドは、効率がより低い翻訳阻害剤であるが、本開示の方法に従って使用することができる。本開示のmRNAの5’領域、3’領域またはコード領域にハイブリダイズするように設計されているか否かに関わらず、アンチセンス核酸は、長さが少なくとも6個のヌクレオチドであるべきであり、好ましくは、長さが6~約50個ヌクレオチドの範囲のオリゴヌクレオチドである。具体的な態様では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも10個のヌクレオチド、少なくとも17個のヌクレオチド、少なくとも25個のヌクレオチドまたは少なくとも50個のヌクレオチドである。
一実施形態では、本開示のアンチセンス核酸は、外因性配列からの転写によって細胞内で産生される。例えば、ベクターまたはその部分が転写され、本開示の遺伝子のアンチセンス核酸(RNA)が産生される。そのようなベクターは、所望のアンチセンス核酸をコードする配列を含有するだろう。そのようなベクターは、転写されて所望のアンチセンスRNAを産生することができる限り、エピソームのままでもよく、または染色体に組み込まれてもよい。そのようなベクターは、当技術分野で標準的な組換えDNA技術法によって構築することができる。ベクターは、脊椎動物細胞での複製および発現に使用される、当技術分野で公知のプラスミドまたはウイルスなどであり得る。本開示の所望の遺伝子またはそれらのフラグメントをコードする配列の発現は、脊椎動物、好ましくはヒト細胞で作用することが当技術分野で公知の任意のプロモーターによってであり得る。そのようなプロモーターは、誘導可能でもよく、または構成的でもよい。そのようなプロモーターとしては、SV40初期プロモーター領域[例えば、BenoistおよびChambon(1981年)Nature 290巻:304~310頁を参照]、ラウス肉腫ウイルスの3’長末端反復配列に含有されているプロモーター[例えば、Yamamotoら(1980年)Cell 22巻:787~797頁を参照]、ヘルペスチミジンプロモーター[例えば、Wagnerら(1981年)Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78巻:1441~1445頁を参照]、およびメタロチオネイン遺伝子の調節性配列[例えば、Brinsterら(1982年)Nature 296巻:39~42頁を参照]が挙げられるがこれらに限定されない。
一部の実施形態では、ポリヌクレオチドアンタゴニストは、GDF11、GDF8、アクチビン(アクチビンA、アクチビンB、アクチビンCおよびアクチビンE)、BMP6、GDF3、ActRIIA、ActRIIB、BMP10、ALK4、ALK5、ALK7、BMP15およびSmadタンパク質のうちの1つまたは複数の発現を標的化する干渉RNA(RNAi)分子である。RNAiは、標的化mRNAの発現に干渉するRNAの発現を指す。具体的には、RNAiは、siRNA(低分子干渉RNA)による特定のmRNAとの相互作用によって標的化遺伝子を沈黙させる。次いで、dsRNA複合体は、細胞による分解の標的となる。siRNA分子は、十分に相補的(例えば、遺伝子と少なくとも80%同一)である標的遺伝子の発現に干渉する、長さが10~50個ヌクレオチドの二本鎖RNA二重鎖である。一部の実施形態では、siRNA分子は、標的遺伝子のヌクレオチド配列と少なくとも85、90、95、96、97、98、99または100%同一であるヌクレオチド配列を含む。
追加的なRNAi分子としては、短鎖ヘアピンRNA(shRNA)が挙げられ、短鎖干渉ヘアピンおよびマイクロRNA(miRNA)も挙げられる。shRNA分子は、ループによって接続されている、標的遺伝子に由来するセンスおよびアンチセンス配列を含有する。shRNAは、核から細胞質内へと輸送され、mRNAと共に分解される。Pol IIIまたはU6プロモーターを使用して、RNAiのRNAを発現させることができる。Paddisonら[Genes & Dev.(2002年)16巻:948~958頁、2002年]は、RNAiに影響を及ぼす手段として、ヘアピンにフォールディングされた小型RNA分子を使用している。したがって、そのような短鎖ヘアピンRNA(shRNA)分子も、本明細書で記載される方法に有利に使用される。機能的shRNAのステムおよびループの長さは様々であり、ステム長は、約25~約30ntの任意の範囲でもよく、ループサイズは、4~約25ntの範囲でもよく、サイレンシング活性に影響を及ぼさない。任意の特定の理論によって束縛されることは望まないが、これらのshRNAはDICER RNaseの二本鎖RNA(dsRNA)産物と類似しており、いずれにしても、特定の遺伝子の発現を阻害するための同じ能力を有すると考えられる。shRNAは、レンチウイルスベクターから発現させることができる。miRNAは、「ステム-ループ」構造によって特徴付けられるプレmiRNAとして初期に転写される、長さが約10~70個ヌクレオチドの一本鎖RNAであり、それは、その後、RISCによるさらなるプロセシング後に、成熟miRNAへとプロセシングされる。
siRNAを含むがそれに限定されない、RNAiを媒介する分子は、in vitroで化学合成(Hohjoh、FEBS Lett 521巻:195~199頁、2002年)、dsRNAの加水分解(Yangら、Proc Natl Acad Sci USA 99巻:9942~9947頁、2002年)によって、T7 RNAポリメラーゼを用いたin vitro転写(Donzeetら、Nucleic Acids Res 30巻:e46頁、2002年;Yuら、Proc Natl Acad Sci USA 99巻:6047~6052頁、2002年)によって、およびE.coli RNase IIIなどのヌクレアーゼを使用した二本鎖RNAの加水分解(Yangら、Proc Natl Acad Sci USA 99巻:9942~9947頁、2002年)によって産生され得る。
別の態様によると、本開示は、デコイDNA、二本鎖DNA、一本鎖DNA、複合体化DNA、封入化DNA、ウイルスDNA、プラスミドDNA、ネイキッドRNA、封入化RNA、ウイルスRNA、二本鎖RNA、RNA干渉を発生させることができる分子、またはそれらの組合せを含むがこれらに限定されないポリヌクレオチドアンタゴニストを提供する。
一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドアンタゴニストは、アプタマーである。アプタマーは、標的分子と特異的に結合する三次構造に結合し、それを形成する二本鎖DNAおよび一本鎖RNA分子を含む核酸分子である。アプタマーの生成および治療的使用は、当技術分野で十分に確立されている(例えば、米国特許第5,475,096号を参照)。アプタマーに関する追加的な情報は、米国特許出願公開第20060148748号に見出すことができる。核酸アプタマーは、当技術分野で公知の方法を使用して、例えば、指数関数的濃縮よるリガンドの系統的進化(SELEX)プロセスにより選択される。SELEXは、例えば、米国特許第5,475,096号、同第5,580,737号、同第5,567,588号、同第5,707,796号、同第5,763,177号、同第6,011,577号、および同第6,699,843号に記載されている、標的分子と高度に特異的に結合する核酸分子をin vitroで進化させるための方法である。アプタマーを同定するための別のスクリーニング法は、米国特許第5,270,163号に記載されている。SELEXプロセスは、単量体であるかまたは多量体であるかに関わらず、他の核酸分子およびポリペプチドを含む、事実上あらゆる化学的化合物とのリガンドとして作用する(特異的結合ペアを形成する)ように、様々な二次元および三次元構造を形成する核酸の能力ならびにヌクレオチド単量体内で利用可能な化学的多用途性に基づく。任意のサイズまたは組成の分子が、標的として機能し得る。SELEX法は、候補オリゴヌクレオチドの混合物からの選択、および同じ基本選択スキームを使用して、所望の結合アフィニティーおよび選択性を達成するための、結合、分割および増幅の段階的反復を含む。SELEX法は、無作為化配列のセグメントを含み得る核酸の混合物から開始して、結合に好ましい条件下で混合物を標的と接触させる工程;未結合核酸を、標的分子と特異的に結合した核酸から分割する工程;核酸-標的複合体を解離させる工程;核酸-標的複合体から解離された核酸を増幅して、核酸のリガンド富化混合物を産出する工程を含む。結合する、分割する、解離させる、および増幅する工程は、高いアフィニティーおよび特異性で標的分子に結合する核酸リガンドが産出されるまで、必要に応じて多数のサイクルで繰り返される。
典型的には、そのような結合性分子は、別々に動物に投与されるが[例えば、O’Connor(1991年)J. Neurochem. 56巻:560頁を参照]、そのような結合性分子は、宿主細胞によって取り込まれるポリヌクレオチドからin vivoでも発現され得、in vivoでも発現され得る[例えば、Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression、CRC Press、Boca Raton、Fla.(1988年)を参照]。
7.フォリスタチンおよびFLRGアンタゴニスト
他の態様では、GDF/BMPアンタゴニストは、フォリスタチンまたはFLRGポリペプチドである。本明細書で記載される通り、フォリスタチンおよび/またはFLRGポリペプチドを使用して、肺高血圧症(PH)を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができ、特に1つまたは複数のPH関連合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することができる。
用語「フォリスタチンポリペプチド」は、フォリスタチンの任意の天然に存在するポリペプチドならびに有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体およびペプチド模倣物形態を含む)を含むポリペプチドを含み、フォリスタチンの任意の機能的な単量体または多量体をさらに含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のフォリスタチンポリペプチドは、アクチビン活性、特にアクチビンAに結合するおよび/またはそれを阻害する。アクチビン結合特性を保持するフォリスタチンポリペプチドの改変体は、フォリスタチンおよびアクチビン相互作用に関する以前の研究に基づき同定することができる。例えば、WO2008/030367には、アクチビン結合に重要であることが示されている特定のフォリスタチンドメイン(「FSD」)が開示されている。下記の配列番号28~30に示されるように、フォリスタチンN末端ドメイン(「FSND」配列番号28)、FSD2(配列番号30)および程度はより少ないがFSD1(配列番号29)は、アクチビン結合に重要なフォリスタチン内の例示的なドメインを表す。加えて、ポリペプチドのライブラリーを作製および試験するための方法は、ActRIIポリペプチドの文脈で上述されており、そのような方法も、フォリスタチンの改変体の作製および試験にふさわしい。フォリスタチンポリペプチドとしては、フォリスタチンポリペプチドの配列と少なくとも約80%同一の、および任意選択で少なくとも85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれよりも高い同一性の配列を有する任意の公知のフォリスタチンの配列に由来するポリペプチドが挙げられる。フォリスタチンポリペプチドの例としては、成熟フォリスタチンポリペプチドまたは例えばWO2005/025601に記載されている、ヒトフォリスタチン前駆体ポリペプチドのより短いアイソフォーム(配列番号26)もしくは他の改変体が挙げられる。
ヒトフォリスタチン前駆体ポリペプチドアイソフォームFST344は、以下の通りである:
Figure 0007220141000032
Figure 0007220141000033
シグナルペプチドに下線を引き、このフォリスタチンアイソフォームを、下記に示されるより短いフォリスタチンアイソフォームFST317と区別するC末端伸長を表わす最後の27残基にも上で下線を引く。
ヒトフォリスタチン前駆体ポリペプチドアイソフォームFST317は、以下の通りである:
Figure 0007220141000034
シグナルペプチドに下線を引く。
フォリスタチンN末端ドメイン(FSND)配列は、以下の通りである:
Figure 0007220141000035
FSD1およびFSD2の配列は、以下の通りである:
Figure 0007220141000036
他の態様では、本明細書で開示される方法に従って使用するための薬剤は、フォリスタチン様関連遺伝子(FLRG)であり、フォリスタチン関連タンパク質3(FSTL3)としても公知である。用語「FLRGポリペプチド」は、FLRGの任意の天然に存在するポリペプチドならびに有用な活性を保持するその任意の改変体(変異体、フラグメント、融合体およびペプチド模倣物形態を含む)を含むポリペプチドを含む。ある特定の好ましい実施形態では、本開示のFLRGポリペプチドは、アクチビン活性、特にアクチビンAに結合するおよび/またはそれを阻害する。アクチビン結合特性を保持するFLRGポリペプチドの改変体は、慣例的な方法を使用してFLRGおよびアクチビン相互作用をアッセイして同定することができる(例えば、US6,537,966を参照)。加えて、ポリペプチドのライブラリーを作製および試験するための方法は、ActRIIポリペプチドの文脈で上述されており、そのような方法も、FLRGの改変体の作製および試験にふさわしい。FLRGポリペプチドとしては、FLRGポリペプチドの配列と少なくとも約80%同一の、および任意選択で少なくとも85%、90%、95%、97%、99%またはそれよりも高い同一性の配列を有する任意の公知のFLRGの配列に由来するポリペプチドが挙げられる。
ヒトFLRG前駆体(フォリスタチン関連タンパク質3前駆体)ポリペプチドは、以下の通りである:
Figure 0007220141000037
シグナルペプチドに下線を引く。
ある特定の実施形態では、フォリスタチンポリペプチドおよびFLRGポリペプチドの機能的改変体または修飾形態としては、フォリスタチンポリペプチドまたはFLRGポリペプチドの少なくとも部分と、例えば、ポリペプチドの単離、検出、安定化または多量体化を促進するドメインなどの1つまたは複数の融合ドメインとを有する融合タンパク質が挙げられる。好適な融合ドメインは、ActRIIポリペプチドに関して上で詳細に考察されている。一部の実施形態では、本開示のアンタゴニスト剤は、Fcドメインと融合されたフォリスタチンポリペプチドのアクチビン結合部分を含む融合タンパク質である。別の実施形態では、本開示のアンタゴニスト剤は、Fcドメインと融合されたFLRGポリペプチドのアクチビン結合部分を含む融合タンパク質である。
8.スクリーニングアッセイ
ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症(PH)を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減するために、特に1つまたは複数のPH関連合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減するために使用することができる化合物(薬剤)を同定するための、対象GDF/BMPアンタゴニスト(例えば、ActRIIポリペプチドおよびその改変体)の使用に関する。
1つまたは複数のGDF/BMPリガンドのシグナル伝達(例えば、Smadシグナル伝達)を標的化することによってPHを処置するための治療剤をスクリーニングするためのアプローチは多数存在する。ある特定の実施形態では、化合物のハイスループットスクリーニングを実施して、選択された細胞株に対するGDF/BMPリガンド媒介性効果を撹乱する薬剤を同定することができる。ある特定の実施形態では、アッセイを実施して、GDF/BMPリガンド(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、GDF3、BMP6、GDF8、GDF15、GDF11またはBMP10)の、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)などのその結合パートナーへの結合を特異的に阻害または低減する化合物をスクリーニングおよび同定する。代替的に、アッセイを使用して、GDF/BMPリガンドの、II型受容体などのその結合パートナーへの結合を増強する化合物を同定することができる。さらなる実施形態では、化合物は、II型受容体と相互作用するそれらの能力によって同定することができる。
種々のアッセイ形式が十分であり、本開示を踏まえると、本明細書に明確に記載されていないアッセイであっても、当業者によって理解されるであろう。本明細書で記載される通り、本発明の被験化合物(薬剤)は、任意のコンビナトリアル化学方法によって作製することができる。代替的に、対象化合物は、in vivoまたはin vitroで合成された天然に存在する生体分子の場合もある。組織成長のモジュレーターとして作用するその能力に関して検査しようとする化合物(薬剤)は、例えば、細菌、酵母、植物もしくは他の生物によって産生することができる(例えば、天然の産物)、化学的に産生することができる(例えば、ペプチド模倣物を含む小分子)、または組換えにより産生することができる。本発明によって考慮される被験化合物は、非ペプチジル有機分子、ペプチド、ポリペプチド、ペプチド模倣物、糖、ホルモンおよび核酸分子を含む。ある特定の実施形態では、被験薬剤は、約2,000ダルトン未満の分子量を有する有機小分子である。
本開示の被験化合物は、単一の別々の実体として提供することができる、またはコンビナトリアル化学によって作製されるなど、より複雑性の大きいライブラリーにおいて提供することができる。このようなライブラリーは、例えば、アルコール、アルキルハライド、アミン、アミド、エステル、アルデヒド、エーテルおよび他のクラスの有機化合物を含み得る。試験系への被験化合物の提示は、特に、初期スクリーニング工程において、単離された形態または化合物の混合物のいずれかの場合もある。任意選択で、化合物は、他の化合物により任意選択で誘導体化し、化合物の単離を容易にする誘導体化基を有し得る。誘導体化基の非限定例として、ビオチン、フルオレセイン、ジゴキシゲニン(digoxygenin)、緑色蛍光タンパク質、同位体、ポリヒスチジン、磁気ビーズ、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、光活性化可能なクロスリンカーまたはこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。
化合物および天然抽出物のライブラリーを検査する多くの薬物スクリーニングプログラムにおいて、所定の期間で調査される化合物の数を最大化するためには、ハイスループットアッセイが望ましい。精製または半精製タンパク質により得ることができるものなど、無細胞系において行われるアッセイは、被験化合物によって媒介される分子標的における変更の迅速な発生および相対的に容易な検出を可能にするために生成され得るという点において、「一次」スクリーニングとして好ましいことが多い。さらに、被験化合物の細胞毒性またはバイオアベイラビリティの効果は一般に、in vitro系では無視することができ、その代わりアッセイでは、GDF/BMPリガンド(例えば、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAB、アクチビンC、GDF8、GDF15、GDF11、GDF3、BMP6またはBMP10)と、II型受容体(例えば、ActRIIAおよび/またはActRIIB)などのその結合パートナーとの間の結合アフィニティーが変更されることで明らかになる場合がある、分子標的に対する薬物の効果に主に焦点が置かれる。
単に例証するために、本開示の例示的なスクリーニングアッセイでは、アッセイの意図に適切であるように、目的の化合物を、通常、ActRIIBリガンドに結合することができる、単離および精製されたActRIIBポリペプチドと接触させる。次いで、化合物およびActRIIBポリペプチドの混合物を、ActRIIBリガンド(例えば、GDF11)を含有する組成物に添加する。ActRIIB/ActRIIB-リガンド複合体の検出および定量化は、ActRIIBポリペプチドとその結合タンパク質との間の複合体形成を阻害(または増強)する化合物の有効性を決定するための手段を提供する。化合物の有効性は、種々の濃度の被験化合物を使用して得られるデータから用量応答曲線を作成することによって評価することができる。さらに、対照アッセイを実施して、比較のためのベースラインを提供することもできる。例えば、対照アッセイでは、ActRIIBポリペプチドを含有する組成物に、単離および精製されたActRIIBリガンドを添加し、ActRIIB/ActRIIBリガンド複合体の形成を、被験化合物の非存在下で定量化する。一般に、反応物を混合することができる順序は変動させてもよく、同時に混合してもよいことが理解されるであろう。さらに、精製されたタンパク質の代わりに、細胞抽出物およびライセートを使用して、好適な無細胞アッセイ系を提供することができる。
GDF/BMPリガンドとその結合タンパク質との間の複合体形成は、様々な技法によって検出することができる。例えば、複合体の形成のモジュレーションは、例えば、放射標識された(例えば、32P、35S、14CまたはH)、蛍光標識された(例えば、FITC)または酵素により標識されたActRIIBポリペプチドおよび/またはその結合タンパク質など、検出可能に標識されたタンパク質を使用して、イムノアッセイによって、あるいはクロマトグラフィー検出によって定量化することができる。
ある特定の実施形態では、本開示は、GDF/BMPリガンドおよびその結合タンパク質の間の相互作用の程度の直接的または間接的な測定における、蛍光偏光アッセイおよび蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)アッセイの使用を考慮する。さらに、光導波路(例えば、PCT公開WO96/26432および米国特許第5,677,196号を参照されたい)、表面プラズモン共鳴(SPR)、表面電荷センサおよび表面力センサ(surface force sensor)に基づく検出方式など、他の検出方式が、本開示の多くの実施形態と適合性である。
さらに、本開示は、GDF/BMPリガンドおよびその結合パートナーの間の相互作用を破壊または増強する薬剤を同定するための、「ツーハイブリッドアッセイ」としても公知の、相互作用トラップアッセイの使用を考慮する。例えば、米国特許第5,283,317号;Zervosら(1993年)Cell 72巻:223~232頁;Maduraら(1993年)J Biol Chem 268巻:12046~12054頁;Bartelら(1993年)Biotechniques 14巻:920~924頁;およびIwabuchiら(1993年)Oncogene 8巻:1693~1696頁)を参照されたい。特異的な実施形態では、本開示は、GDF/BMPリガンドおよびその結合タンパク質の間の相互作用を解離させる化合物(例えば、小分子またはペプチド)を同定するための、リバースツーハイブリッド系(reverse two-hybrid system)の使用を考慮する[例えば、VidalおよびLegrain(1999年)Nucleic Acids Res 27巻:919~29頁;VidalおよびLegrain(1999年)Trends Biotechnol 17巻:374~81頁;ならびに米国特許第5,525,490号;同第5,955,280号;および同第5,965,368号を参照されたい]。
ある特定の実施形態では、対象化合物は、GDF/BMPリガンドと相互作用するその能力によって同定される。化合物およびGDF/BMPリガンドの間の相互作用は、共有結合または非共有結合の場合もある。例えば、このような相互作用は、光架橋、放射標識リガンド結合およびアフィニティークロマトグラフィーを含む、in vitroの生化学的方法を使用して、タンパク質レベルで同定することができる。例えば、Jakoby WBら(1974年)Methods in Enzymology 46巻:1頁を参照されたい。ある特定の場合において、化合物は、GDF/BMPリガンドに結合する化合物を検出するためのアッセイなど、機構に基づくアッセイにおいてスクリーニングすることができる。これは、固相または液相結合事象を含み得る。代替的に、GDF/BMPリガンドをコードする遺伝子は、レポーター系(例えば、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼまたは緑色蛍光タンパク質)と共に細胞にトランスフェクトし、好ましくは、ハイスループットスクリーニングによって、またはライブラリーの個々のメンバーにより、ライブラリーに対してスクリーニングすることができる。他の機構に基づく結合アッセイ;例えば、自由エネルギーの変化を検出する結合アッセイを使用することができる。結合アッセイは、ウェル、ビーズもしくはチップへと固定された、または固定化された抗体によって捕捉された標的により行うことができる、あるいはキャピラリー電気泳動によって分離することができる。結合された化合物は、比色定量エンドポイントまたは蛍光もしくは表面プラズモン共鳴を通常使用して検出することができる。
9.治療的使用
部分的には、本開示は、肺高血圧症(例えば、肺動脈高血圧症)を処置する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症(例えば、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右室肥大および肺線維症)を処置する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含む方法を企図する。一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を予防する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含む方法を企図する。一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症の進行速度を低減する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含む方法を企図する。一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症の進行速度を低減する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含む方法を企図する。一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症の重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含む方法を企図する。一部の実施形態では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症の重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含む方法を企図する。任意選択で、肺高血圧症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減するための、特に肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減するための本明細書で開示される方法は、肺高血圧症を処置するための1つまたは複数の支持療法または追加的な活性薬剤を患者に投与する工程をさらに含んでいてもよい。例えば、患者に、プロスタサイクリンおよびその誘導体(例えば、エポプロステノール、トレプロスチニル、およびイロプロスト);プロスタサイクリン受容体アゴニスト(例えば、セレキシパグ);エンドセリン受容体アンタゴニスト(例えば、thelin、アンブリセンタン、マシテンタン、およびボセンタン);カルシウムチャネル遮断薬(例えば、アムロジピン、ジルチアゼムおよびニフェジピン);抗凝固剤(例えば、ワーファリン);利尿剤;酸素治療;心房中隔開裂術;肺血栓内膜摘除術;ホスホジエステラーゼ5型阻害剤(例えば、シルデナフィルおよびタダラフィル);可溶性グアニル酸シクラーゼ活性化剤(例えば、シナシグアトおよびリオシグアト);ASK-1阻害剤(例えば、CIIA;SCH79797;GS-4997;MSC2032964A;3H-ナフト[1,2,3-デ]キニリン-2,7-ジオン、NQDI-1;2-チオキソ-チアゾリジン、5-ブロモ-3-(4-オキソ-2-チオキソ-チアゾリジン-5-イリデン)-1,3-ジヒドロ-インドール-2-オン);NF-κBアンタゴニスト(例えば、dh404、CDDO-エポキシド;2.2-ジフルオロプロピオンアミド;C28イミダゾール(CDDO-Im);2-シアノ-3,12-ジオキソオレアン-1,9-ジエン-28-オイック酸(CDDO);3-アセチルオレアノール酸;3-トリフルオロアセチルオレアノール酸;28-メチル-3-アセチルオレアナン;28-メチル-3-トリフルオロアセチルオレアナン;28-メチルオキシオレアノール酸;SZC014;SCZ015;SZC017;オレアノール酸のペグ化誘導体;3-O-(ベータ-D-グルコピラノシル)オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→2)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→2)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;3-O-[a-L-ラムノピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルクロノピラノシル]オレアノール酸;3-O-[アルファ-L-ラムノピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルクロノピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;28-O-β-D-グルコピラノシル-オレアノール酸;3-O-β-D-グルコピラノシル(1→3)-β-D-グルコピラノシドウロン酸(CS1);オレアノール酸3-O-β-D-グルコピラノシル(1→3)-β-D-グルコピラノシドウロン酸(CS2);メチル3,11-ジオキソオレアン-12-エン-28-オレート(DIOXOL);ZCVI-2;ベンジル3-デヒドロ-オキシ-1,2,5-オキサジアゾロ[3’,4’:2,3]オレアノレート)、肺および/または心臓移植からなる群から選択される1つまたは複数の支持療法または活性薬剤も投与してもよい。一部の実施形態では、患者に、BMP9ポリペプチドも投与してもよい。一部の実施形態では、BMP9ポリペプチドは、成熟BMP9ポリペプチドである。一部の実施形態では、BMP9ポリペプチドは、BMP9プロドメインポリペプチドを含む。一部の実施形態では、BMP9ポリペプチドは、任意選択でBMP9プロドメインポリペプチドを含み得る医薬調製物において投与される。BMP9プロドメインポリペプチドを含むそのようなBMP9医薬調製物において、BMP9ポリペプチドは、BMP9プロドメインポリペプチドに非共有結合により会合し得る。一部の実施形態では、BMP9医薬調製物は、BMP9プロドメインポリペプチドを実質的に含まないか、または含まない。BMP9ポリペプチド(成熟ポリペプチドおよびプロポリペプチド)、BMP9プロドメインポリペプチド、それを含む医薬組成物、ならびにそのようなポリペプチドおよび医薬組成物の発生の方法は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるWO2013/152213に記載されている。本明細書で使用される通り、障害または状態を「予防」する治療薬は、統計学的試料において、無処置対照試料と比べて処置された試料における障害もしくは状態の発生を低減する、または無処置対照試料と比べて障害もしくは状態の1つもしくは複数の症状の発病を遅延させるもしくはその重症度を低減する化合物を指す。
一部の実施形態では、本開示は、間質性肺疾患(例えば、特発性肺線維症)を処置する方法であって、それを必要とする患者に、有効量の、本明細書で開示されるGDF/BMPアンタゴニストのいずれか(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、間質性肺疾患は、肺線維症である。一部の実施形態では、間質性肺疾患は、以下のうちのいずれか1つによって引き起こされる:珪肺症、石綿症、ベリリウム症、過敏性肺炎、薬物使用(例えば、抗生物質、化学療法薬、抗不整脈剤、スタチン)、全身性硬化症、多発性筋炎、皮膚筋炎、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、感染症(例えば、非定型肺炎、ニューモシスティス肺炎、結核、chlamydia trachomatisおよび/またはRSウイルス)、リンパ管性癌腫症、喫煙または発達障害。一部の実施形態では、間質性肺疾患は、特発性である(例えば、サルコイドーシス、特発性肺線維症、ハンマン-リッチ症候群および/または抗合成酵素症候群)。特定の実施形態では、間質性肺疾患は、特発性肺線維症である。一部の実施形態では、特発性肺線維症の処置は、追加的な治療剤と組み合わせて投与される。一部の実施形態では、追加的な治療剤は、ピルフェニドン、N-アセチルシステイン、プレドニゾン、アザチオプリン、ニンテダニブ、それらの誘導体およびそれらの組合せからなる群から選択される。
本明細書で使用される用語「処置する」は、確立された後の状態の好転または排除を含む。いずれの場合でも、予防または処置は、医師または他の医療提供者によって提供される診断および治療剤の投与の意図した結果において識別することができる。
一般に、本開示に記載されている疾患または状態の処置または予防は、GDF/BMPアンタゴニストを「有効量」で投与することにより達成される。薬剤の有効量は、必要な投薬量および期間で、所望の治療または予防的結果の達成に有効な量を指す。本開示の薬剤の「治療有効量」は、個体の疾患状態、年齢、性別および体重、ならびに個体において所望の応答を誘発する薬剤の能力などの因子に応じて変動し得る。「予防有効量」は、必要な投薬量および期間で、所望の予防的結果の達成に有効な量を指す。
用語「被験体」、「個体」または「患者」は、明細書の全体にわたって交換可能であり、一般に哺乳動物を指す。哺乳動物としては、飼育動物(例えば、ウシ、ヒツジ、ネコ、イヌ、およびウマ)、霊長類(例えば、ヒト、およびサルなどの非ヒト霊長類)、ウサギおよび齧歯類(例えば、マウスおよびラット)が挙げられるが、これらに限定されない。
肺高血圧症(PH)は、一次(特発性)または二次として以前に分類されている。最近、世界保健機構(WHO)は、肺高血圧症を5つのグループに分類している:グループ1:肺動脈高血圧症(PAH);グループ2:左心疾患を有する肺高血圧症;グループ3:肺疾患および/または低酸素血症を有する肺高血圧症;グループ4:慢性血栓性疾患および/または塞栓性疾患による肺高血圧症;ならびにグループ5:その他の状態(例えば、サルコイドーシス、ヒスチオサイトーシスX、リンパ管腫症および肺血管の圧迫)。例えば、Rubin(2004年)Chest 126巻:7~10頁を参照されたい。
ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する(例えば、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する)方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、方法は、肺動脈高血圧症を有する肺高血圧症患者に関する。一部の実施形態では、方法は、左心疾患を有する肺高血圧症を有する肺高血圧症患者に関する。一部の実施形態では、方法は、肺疾患および/または低酸素血症を有する肺高血圧症患者に関する。一部の実施形態では、方法は、慢性血栓性疾患および/または塞栓性疾患を有する肺高血圧症患者に関する。一部の実施形態では、方法は、サルコイドーシス、ヒスチオサイトーシスXまたはリンパ管腫症および肺血管の圧迫を有する肺高血圧症患者に関する。
肺動脈高血圧症は、著明な血管収縮および肺動脈壁における平滑筋細胞の異常増殖により特徴付けられる、肺血管系の重大で進行性の命にかかわる疾患である。肺の血管の重度収縮は、非常に高い肺動脈圧に結び付く。こうした高い圧力は、心臓が血液を酸素化のために肺に送り出すことを困難にする。PAHを有する患者は、心臓がこうした高い圧力に反して送血しようと奮闘する際に極端な息切れを被る。PAHを有する患者は、典型的には、肺血管抵抗(PVR)の著しい増加および肺動脈圧(PAP)の持続的上昇を発症する。これらは、最終的には右心不全および死に結び付く。PAHと診断された患者は、予後不良および同様に損なわれた生活の質を有し、平均余命は、処置しない場合は、診断時から2~5年である。
血管リモデリングに寄与する場合がある肺細胞の増殖(つまり過形成)を含む様々な因子が、肺高血圧症の病因に寄与する。例えば、肺血管リモデリングは、主に、肺高血圧症を有する患者の動脈内皮細胞および平滑筋細胞の増殖によって生じる。種々のサイトカインの過剰発現は、肺高血圧症を促進すると考えられている。さらに、肺高血圧症は、肺動脈平滑細胞および肺内皮細胞の過剰増殖から生じる場合があることが見出されている。またさらに、進行PAHは、遠位肺細動脈の筋性動脈化(muscularization of distal pulmonary arterioles)、同心円内膜肥厚(concentric intimal thickening)および内皮細胞の増殖による血管腔の閉塞によって特徴付けることができる。Pietraら、J. Am. Coll. Cardiol.、43巻:255~325頁(2004年)。
ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する(例えば、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する)方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含み、患者が、少なくとも25mm Hg(例えば、25、30、35、40、45または50mm Hg)の安静時肺動脈圧(PAP)を有する、方法に関する。一部の実施形態では、方法は、少なくとも25mm Hgの安静時PAPを有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、少なくとも30mm Hgの安静時PAPを有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、少なくとも35mm Hgの安静時PAPを有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、少なくとも40mm Hgの安静時PAPを有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、少なくとも45mm Hgの安静時PAPを有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、少なくとも50mm Hgの安静時PAPを有する患者に関する。
一部の実施形態では、本開示は、PH患者の1つまたは複数の血行動態パラメーターを、より正常な(例えば、類似の年齢および性別の健康な人々と比較して正常な)レベルへと向けて調整する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、方法は、PAPを低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも3mmHg低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも5mmHg低減することに関する。ある特定の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも7mmHg低減することに関する。ある特定の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも10mmHg低減することに関する。ある特定の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも12mmHg低減することに関する。ある特定の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも15mmHg低減することに関する。ある特定の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも20mmHg低減することに関する。ある特定の実施形態では、方法は、患者のPAPを少なくとも25mmHg低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺血管抵抗(PVR)を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺毛細血管楔入圧(PCWP)を増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、左室拡張終期圧(LVEDP)を増加させることに関する。
ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含む方法に関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の肺動脈における細胞増殖を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の肺動脈における血管新生を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の身体活動を増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の呼吸困難を処置する、予防する、またはその進行速度および/または重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の胸痛を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の疲労を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の肺線維症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の繊維症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の肺血管リモデリングを処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症患者の右室肥大を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減することに関する。
ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症を有する患者の運動能力を増加させる方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含む、方法に関する。運動能力の任意の好適な尺度を使用することができる。肺高血圧症の重症度および疾患進行を評価するには、例えば、被験体が6分間でどれくらい遠くまで歩くことができるか、つまり6分間歩行距離(6MWD)が測定される6分間歩行試験(6MWT)での運動能力を使用することが多い。ボルグ呼吸困難指数(BDI)は、自覚的な呼吸困難(呼吸不快感)を評価するための数値スケールである。この指数では、例えば6MWTの終了後の息切れの度合いが測定され、BDIが0の場合は息切れがないことを示し、10の場合は息切れが最大であることを示す。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも10メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも20メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも30メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも40メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも50メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも60メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも70メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも80メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも90メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者の6MWDを、少なくとも100メートル増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも0.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも1指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも1.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも2指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも2.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも3指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも3.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも4指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも4.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも5.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも6指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも6.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも7指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも7.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも8指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも8.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも9指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも9.5指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、少なくとも3指数ポイント低下させることに関する。一部の実施形態では、方法は、肺高血圧症を有する患者のBDIを、10指数ポイント低下させることに関する。
ベースラインでの肺高血圧症は、例えば、肺高血圧症を有する患者の疾患重症度の尺度である世界保健機構(WHO)機能分類により測定すると、軽度、中等度または重度であり得る。WHO機能分類化は、ニューヨーク心臓協会(NYHA)方式の改変版であり、活動耐容能を質的に評価するために、例えば、疾患進行および処置に対する応答のモニターに慣例的に使用される(Rubin(2004年)Chest 126巻:7~10頁)。WHO方式では4つの機能分類が認識される:I度:身体活動の制限を生じさせない肺高血圧症;通常の身体活動で、過度の呼吸困難もしくは疲労、胸痛またはめまいを引き起こさない;II度:身体活動のわずかな制限を生じさせる肺高血圧症;患者は安静時には不快感はない;通常の身体活動で、過度の呼吸困難もしくは疲労、胸痛またはめまいを引き起こす;III度:身体活動の顕著な制限を生じさせる肺高血圧症;患者は安静時には不快感はない;通常未満の活動で、過度の呼吸困難もしくは疲労、胸痛またはめまいを引き起こす;IV度:症状を示さずに一切の身体活動を行なうことができないことが生じる肺高血圧症;患者は、右心不全の徴候を呈する;呼吸困難および/または疲労は、安静時でさえ存在する場合がある;あらゆる身体活動によって不快感が増加される。
ある特定の態様では、本開示は、肺高血圧症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する(例えば、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する)方法であって、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を投与する工程を含み、患者が、WHOによって認められるI度、II度、III度またはIV度の肺高血圧症を有する、方法に関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるI度の肺高血圧症を有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるII度の肺高血圧症を有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるI度の肺高血圧症からII度の肺高血圧症への患者進行を予防また遅延させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるII度の肺高血圧症からI度の肺高血圧症への患者後退を促進または増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIII度の肺高血圧症を有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるII度の肺高血圧症からIII度の肺高血圧症への患者進行を予防また遅延させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIII度の肺高血圧症からII度の肺高血圧症への患者後退を促進または増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIII度の肺高血圧症からI度の肺高血圧症への患者後退を促進または増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIV度の肺高血圧症を有する患者に関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIII度の肺高血圧症からIV度の肺高血圧症への患者進行を予防また遅延させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIV度の肺高血圧症からIII度の肺高血圧症への患者後退を促進または増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIV度の肺高血圧症からII度の肺高血圧症への患者後退を促進または増加させることに関する。一部の実施形態では、方法は、WHOによって認められるIV度の肺高血圧症からI度の肺高血圧症への患者後退を促進または増加させることに関する。
肺高血圧症の公知の治癒方法は存在しない。現行の処置方法では、患者寿命の延長および患者の生活の質の増強に焦点が置かれている。肺高血圧症の現行の処置方法としては、プロスタシクリン、エポプロステノールおよびシルデナフィルなどの血管拡張薬;ボセンタンなどのエンドセリン受容体アンタゴニスト;アムロジピン、ジルチアゼムおよびニフェジピンなどのカルシウムチャネル遮断薬;ワルファリンなどの抗凝血薬;ならびに利尿薬の投与が挙げられる。また、肺高血圧症の処置は、酸素療法、心房中隔開口術、肺血栓内膜摘除術ならびに肺および/または心臓移植を使用して実施されている。しかしながら、これらの方法の各々には、有効性の欠如、重大な副作用、低患者服薬遵守および高コストを含み得る1つまたは複数の欠点がある。ある特定の態様では、方法は、肺高血圧症を処置する、予防する、またはその進行速度および/または重症度を低減する(例えば、肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/または重症度を低減する)ことに関し、それを必要とする患者に、有効量のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、ALK7および1つまたは複数のSmadタンパク質のうちの1つまたは複数のアンタゴニスト)を、肺高血圧症を処置するための1つまたは複数の追加的な活性薬剤および/または支持療法(例えば、プロスタサイクリン、エポプロステノールおよびシルデナフィルなどの血管拡張薬;ボセンタンなどのエンドセリン受容体アンタゴニスト;アムロジピン、ジルチアゼムおよびニフェジピンなどのカルシウムチャネル遮断薬;ワルファリンなどの抗凝血薬;利尿薬;酸素療法;心房中隔開口術;肺血栓内膜摘除術:ならびに肺および/または心臓移植)、BMP9ポリペプチド、BMP10ポリペプチド、バルドキソロンメチルまたはその誘導体、オレアノール酸またはその誘導体と組み合わせて投与する(例えば、同時にまたは異なる時点で、しかし、一般に、薬理学的/生理的効果の重複を達成するような様式で投与する)工程を含む。
ある特定の実施形態では、本開示は、患者の1つまたは複数の血液学的パラメーターを測定することによって、本開示の1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニスト(例えば、ActRIIAポリペプチド、ActRIIBポリペプチドおよびGDFトラップポリペプチドなどのリガンドトラップ)で処置されているかまたは処置しようとする候補である患者を管理するための方法を提供する。血液学的パラメーターを使用して、本開示のアンタゴニストにより処置される候補である患者に適切な投薬を評価する、処置の際の血液学的パラメーターをモニターする、1つもしくは複数の本開示のアンタゴニストによる処置の際に投薬量を調整するべきかどうかを評価する、および/または1つもしくは複数の本開示のアンタゴニストの適切な維持用量を評価することができる。血液学的パラメーターのうち1つまたは複数が、正常レベルの外側にある場合、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストによる投薬は、低減、遅延または終結することができる。
本明細書に提供されている方法に従って測定することができる血液学的パラメーターは、例えば、赤血球レベル、血圧、鉄貯蔵、および当技術分野で認識される方法を使用して、赤血球レベル増加と相関する体液中に見出される他の作用物質を含む。このようなパラメーターは、患者由来の血液試料を使用して決定することができる。赤血球レベル、ヘモグロビンレベルおよび/またはヘマトクリットレベルの増加は、血圧増加を引き起こすことができる。
一実施形態では、1つまたは複数の血液学的パラメーターが、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストにより処置される候補である患者の正常範囲の外側または正常の高い側にある場合、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの投与の開始は、血液学的パラメーターが、天然にまたは治療介入により正常または許容されるレベルに戻るまで、遅延することができる。例えば、候補患者が、高血圧性または前高血圧性である場合、患者の血圧を低減するために、患者を降圧剤により処置することができる。例えば、利尿薬、アドレナリン作動性阻害剤(アルファ遮断薬およびベータ遮断薬を含む)、血管拡張薬、カルシウムチャネル遮断薬、アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤またはアンジオテンシンII受容体遮断薬を含む、個々の患者の状態に適切な任意の降圧剤を使用することができる。血圧は、食事および運動レジメンを使用して代替的に処置することができる。同様に、候補患者が、正常よりも低いまたは正常の低い側にある鉄貯蔵を有する場合、患者の鉄貯蔵が正常または許容されるレベルに戻るまで、患者は、食事および/または鉄サプリメントの適切なレジメンにより処置することができる。正常よりも高い赤血球レベルおよび/またはヘモグロビンレベルを有する患者のため、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの投与は、レベルが正常または許容されるレベルに戻るまで、遅延することができる。
ある特定の実施形態では、1つまたは複数の血液学的パラメーターが、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストにより処置される候補である患者における正常範囲の外側または正常の高い側にある場合、投与の開始は、遅延されなくてよい。しかし、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの投薬の投薬量または頻度は、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの投与により生じる血液学的パラメーターの許容できない増加のリスクを低減するであろう量に設定することができる。代替的に、望ましくないレベルの血液学的パラメーターに取り組む治療剤と、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストとを組み合わせる治療レジメンを、患者のために開発することができる。例えば、患者が、上昇した血圧を有する場合、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストおよび降圧剤の投与が関与する治療レジメンを設計することができる。所望の鉄貯蔵に満たないものを有する患者のため、1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストおよび鉄補給の治療レジメンを開発することができる。
一実施形態では、1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストにより処置される候補である患者のために、1つまたは複数の血液学的パラメーターのベースラインパラメーター(複数可)を確立することができ、該患者のために確立される適切な投薬レジメンは、このベースライン値(複数可)に基づく。代替的に、患者の病歴に基づく確立されたベースラインパラメーターを使用して、患者に適切なアンタゴニスト投薬レジメンを通知することができる。例えば、健康な患者が、定義された正常範囲を上回る確立されたベースライン血圧読み取り値を有する場合、患者の血圧を、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストによる処置に先立つ母集団にとって正常と考慮される範囲に収める必要がない場合がある。1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストによる処置に先立つ1つまたは複数の血液学的パラメーターの患者ベースライン値は、1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストによる処置における血液学的パラメーターに対するいずれかの変化をモニターするための関連する比較値として使用することもできる。
ある特定の実施形態では、1つまたは複数の血液学的パラメーターは、1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストにより処置されている患者において測定される。血液学的パラメーターを使用して、処置中の患者をモニターし、1つもしくは複数の本開示のアンタゴニストによる投薬または別の治療剤による追加的な投薬の調整または終結を可能にすることができる。例えば、本開示の1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストの投与が、血圧、赤血球レベルもしくはヘモグロビンレベルの増加または鉄貯蔵の低減をもたらす場合、1つまたは複数の血液学的パラメーターにおける1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの効果を減少させるために、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの用量は、量または頻度を低減することができる。1つまたは複数の本開示のアンタゴニストの投与が、患者にとって有害である1つまたは複数の血液学的パラメーターの変化をもたらす場合、血液学的パラメーター(複数可)が許容されるレベルに戻るまで一時的に、あるいは永続的に、1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストの投薬を終結することができる。同様に、1つまたは複数の本開示のTGF-ベータスーパーファミリーヘテロ多量体の複合体の用量または投与頻度を低減した後に、1つまたは複数の血液学的パラメーターが、許容される範囲内に収まらない場合、投薬を終結することができる。1つまたは複数の本開示のアンタゴニストによる投薬の低減または終結の代替として、またはそれに加えて、患者に、例えば、降圧剤または鉄サプリメントなど、血液学的パラメーター(複数可)における望ましくないレベルに取り組む追加的な治療剤を投薬することができる。例えば、1つまたは複数の本開示のGDF/BMPアンタゴニストにより処置されている患者が、上昇した血圧を有する場合、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストによる投薬を同じレベルで続けることができ処置レジメンに降圧剤が加えられる、1つまたは複数の本開示のアンタゴニストによる投薬を低減する(例えば、量および/または頻度において)ことができ処置レジメンに降圧剤が加えられる、あるいは1つまたは複数の本開示のアンタゴニストによる投薬を終結することができ患者を降圧剤により処置することができる。
10.医薬組成物
本明細書に記載される治療剤(例えば、GDF/BMPアンタゴニスト)は、医薬組成物へと製剤化することができる。本開示に従って使用するための医薬組成物は、1つまたは複数の生理的に許容されるキャリアまたは賦形剤を使用して、従来の様式で製剤化することができる。そのような製剤は、一般に、実質的に発熱物質不含であり、ほとんどの規制要件を遵守するだろう。
ある特定の実施形態では、本開示の治療方法は、組成物を、全身的にまたはインプラントもしくはデバイスとして局所的に投与する工程を含む。本開示での使用のための治療組成物は、投与されるときに、実質的に発熱物質不含のまたは発熱物質不含の生理的に許容される形態である。上に記載されている組成物にも任意選択で含まれていてもよい、GDF/BMPアンタゴニスト以外の治療上有用な薬剤は、本明細書で開示される方法では対象化合物と同時にまたは逐次的に投与してよい。
典型的には、本明細書で開示されるタンパク質治療剤は、非経口で、特に静脈内にまたは皮下に投与されるであろう。非経口的投与に適する医薬組成物は、1つもしくは複数の薬学的に許容される無菌等張性水性もしくは非水性溶液、分散物、懸濁物もしくはエマルジョン、または使用直前に無菌注射用溶液もしくは注射用分散物に再構成され得る無菌粉末と組み合わせて、1つまたは複数のGDF/BMPアンタゴニストを含み得る。注射用溶液または注射用分散物は、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤、製剤を意図されるレシピエントの血液と等張にする溶質、または懸濁剤もしくは増粘剤を含有し得る。本開示の医薬組成物中で利用され得る、適切な水性および非水性のキャリアの例として、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、およびポリエチレングリコールなど)およびそれらの好適な混合物、オリーブ油などの植物油、ならびにオレイン酸エチルなどの注射用有機エステルが挙げられる。適正な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティング材料の使用により、分散物の場合には必要とされる粒子径の維持により、および界面活性剤の使用により維持することができる。
組成物および製剤は、所望の場合、活性成分を含有する1つまたは複数の単位剤形を含有し得るパックまたはディスペンサーデバイス中に存在し得る。パックは、例えば、ブリスターパックなどの金属またはプラスチックホイルを含み得る。パックまたはディスペンサーデバイスには、投与のための説明書が添付されていてもよい。
さらに、組成物は、標的組織部位に送達するための形態で封入または注射することができる。ある特定の実施形態では、本発明の組成物は、1つまたは複数の治療化合物(例えば、GDF/BMPアンタゴニスト)を標的組織部位に送達し得、成長中の組織のための構造を提供し得、および最適には身体内へと吸収され得るマトリクスを含み得る。例えば、マトリクスは、GDF/BMPアンタゴニストのゆっくりとした放出を提供し得る。そのようなマトリクスは、他の移植医療用途に現在使用される材料から形成され得る。
マトリクス材料の選択は、生体適合性、生分解性、機械的特性、美容上の外観および界面の特性に基づく。対象組成物の特定の用途が、適切な製剤を定義するであろう。組成物のための可能性のあるマトリクスは、生分解性でかつ既知組成の硫酸カルシウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、ポリ乳酸およびポリ酸無水物であり得る。他の可能性のある材料は、骨または皮膚コラーゲンなど、生分解性でかつ生物学的に十分に規定されているものである。さらなるマトリクスは、純粋なタンパク質または細胞外マトリクスの成分から構成される。他の可能性のあるマトリクスは、焼結ヒドロキシアパタイト、バイオガラス、アルミン酸塩または他のセラミクスなど、非生分解性でかつ化学的に規定されたものである。マトリクスは、ポリ乳酸およびヒドロキシアパタイトまたはコラーゲンおよびリン酸三カルシウムなど、上述の種類の材料のうちのいずれかの組合せで構成されていてよい。バイオセラミクスは、カルシウム-アルミン酸-リン酸(calcium-aluminate-phosphate)などの組成を変化させることができ、孔径、粒子径、粒子の形状および生分解性を変更するように加工することができる。
ある特定実施形態では、本発明の方法は、例えば、カプセル、カシェ剤、丸剤、錠剤、ロゼンジ(矯味矯臭基剤(flavored basis)、通常はスクロースおよびアカシアまたはトラガントを使用)、散剤、顆粒剤の形態で、または水性もしくは非水性液体中の溶液もしくは懸濁物として、または水中油型もしくは油中水型の液体エマルジョンとして、またはエリキシル剤もしくはシロップまたは香錠(pastille)(ゼラチンおよびグリセリンまたはスクロースおよびアカシアなどの不活性基剤を使用)として、および/またはうがい薬などとして経口投与することができる。各々は、既定量の薬剤を活性成分として含有する。薬剤は、ボーラス、舐剤またはペーストとして投与することもできる。
経口投与のための固体剤形(カプセル、錠剤、丸剤、糖衣錠、散剤および顆粒剤など)において、1つまたは複数の本発明の治療化合物は、クエン酸ナトリウムもしくはリン酸二カルシウムなどの1つもしくは複数の薬学的に許容されるキャリア、ならびに/または以下のうちのいずれかと混合され得る:(1)デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトールおよび/もしくはケイ酸などの充填剤もしくは増量剤;(2)例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギネート、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、スクロースおよび/もしくはアカシアなどの結合剤;(3)グリセロールなどの保湿剤;(4)アガー-アガー、炭酸カルシウム、ジャガイモもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ある特定のシリケートおよび炭酸ナトリウムなどの崩壊剤;(5)パラフィンなどの溶解遅延剤(solution retarding agent);(6)四級アンモニウム化合物などの吸収加速剤;(7)例えば、セチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロールなどの湿潤剤;(8)カオリンおよびベントナイトクレイなどの吸着剤;(9)タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムおよびそれらの混合物などの滑沢剤;ならびに(10)着色剤。カプセル、錠剤および丸剤の場合、医薬組成物は、緩衝剤も含み得る。同様の種類の固体組成物も、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量ポリエチレングリコールなどの賦形剤を使用して、軟質充填ゼラチンカプセル中および硬質充填ゼラチンカプセル中の充填剤として利用することができる。
経口投与のための液体剤形は、薬学的に許容されるエマルジョン、マイクロエマルジョン、溶液、懸濁物、シロップおよびエリキシル剤を含む。活性成分に加えて、液体剤形は、水もしくは他の溶媒、可溶化剤および乳化剤など、例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、油(特に、綿実油、アメリカホドイモ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフリルアルコール、ポリエチレングリコール、およびソルビタンの脂肪酸エステル、ならびにそれらの混合物、当技術分野で一般的に使用される不活性希釈剤を含有し得る。不活性希釈剤に加えて、経口組成物は、湿潤剤、乳化剤および懸濁剤、甘味剤、矯味矯臭剤、着色剤、芳香剤および保存剤などのアジュバントも含み得る。
懸濁物は、活性化合物に加えて、エトキシ化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトール、およびソルビタンエステル、微結晶性セルロース、アルミニウムメタヒドロキシド(aluminum metahydroxide)、ベントナイト、アガー-アガー、およびトラガント、およびこれらの組合せなどの懸濁剤を含有し得る。
また、本発明の組成物は、保存剤、湿潤剤、乳化剤および分散剤などのアジュバントを含有し得る。微生物の活動の予防は、種々の抗細菌剤および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノールおよびフェノールソルビン酸などの包含によって確実にすることができる。糖および塩化ナトリウムなどの等張化剤を組成物中に組み入れることも望ましいと考えられる。加えて、注射可能な医薬形態の吸収の延長も、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンなどの、吸収を遅延させる薬剤を組み入れることによりもたらすことができる。
投与レジメンは、本開示の対象化合物(例えば、GDF/BMPアンタゴニスト)の作用を修飾する種々の因子を考慮して主治医によって決定されることが理解される。種々の因子としては、患者の年齢、性別および食事、重症度疾患、投与の時間ならびに他の臨床的因子が挙げられるがこれらに限定されない。任意選択で、投薬量は、再構成に使用されるマトリクスの種類、および組成物中の化合物の種類に応じて様々であり得る。最終組成物への他の公知の増殖因子の追加も、投薬量に影響を与え得る。進行は、骨成長および/または修復の定期的評価、例えば、X線(DEXAを含む)、組織形態計測的決定およびテトラサイクリン標識化によってモニターすることができる。
ある特定の実施形態では、本発明は、GDF/BMPアンタゴニストのin vivo産生のための遺伝子療法も提供する。このような治療法は、上に収載されている障害を有する細胞または組織内へのGDF/BMPアンタゴニストポリヌクレオチド配列の導入によって、その治療効果を達成するであろう。GDF/BMPアンタゴニストポリヌクレオチド配列の送達は、キメラウイルスなどの組換え発現ベクターまたはコロイド分散系を使用して達成することができる。GDF/BMPアンタゴニストポリヌクレオチド配列の好ましい治療送達は、標的化リポソームの使用である。
本明細書で教示される遺伝子療法に利用され得る種々のウイルスベクターとしては、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニア、または好ましくはレトロウイルスなどのRNAウイルスが挙げられる。好ましくは、レトロウイルスベクターは、マウスまたはトリのレトロウイルスの誘導体である。単一の外来遺伝子が挿入され得るレトロウイルスベクターの例としては、モロニーマウス白血病ウイルス(MoMuLV)、ハーベーマウス肉腫ウイルス(HaMuSV)、マウス乳腺癌ウイルス(MuMTV)およびラウス肉腫ウイルス(RSV)が挙げられるがこれらに限定されない。いくつかの追加的なレトロウイルスベクターが、複数の遺伝子を組み込むことができる。これらのベクターには全て、形質導入された細胞が同定および生成され得るように、選択マーカーの遺伝子を移送または組み込むことができる。レトロウイルスベクターは、例えば、糖、糖脂質またはタンパク質を付着させることによって標的特異的にすることができる。好ましい標的化は、抗体を使用することによって達成される。当業者であれば、特定のポリヌクレオチド配列をレトロウイルスゲノムに挿入するかまたはウイルスエンベロープに付着させて、GDF/BMPアンタゴニストを含有するレトロウイルスベクターの標的特異的送達を可能にすることができることを認識する。好ましい実施形態では、ベクターは、骨または軟骨を標的化する。
あるいは、組織培養細胞は、従来のリン酸カルシウムトランスフェクション法によって、レトロウイルスの構造遺伝子(gag、polおよびenv)をコードするプラスミドを用いて直接トランスフェクトされ得る。これらの細胞は、次いで、関心のある遺伝子を含むベクタープラスミドでトランスフェクトされる。得られた細胞は、培養培地中にレトロウイルスベクターを放出する。
GDF/BMPアンタゴニストポリペプチドのための別の標的化送達系は、コロイド分散系である。コロイド分散系としては、高分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズ、および脂質ベースの系(水中油エマルジョン、ミセル、混合型ミセルおよびリポソームを含む)が挙げられる。本発明の好ましいコロイド系は、リポソームである。リポソームは、in vitroおよびin vivoで送達ビヒクルとして有用な人工の膜小胞である。RNA、DNAおよびインタクトなビリオンが、水性の内部に封入され得、そして生物学的に活性な形態で細胞へと送達され得る。例えば、Fraleyら(1981年)Trends Biochem. Sci.、6巻:77頁を参照されたい。リポソームビヒクルを用いた効率的な遺伝子移入のための方法は、当技術分野で公知である。例えば、Manninoら(1988年)Biotechniques、6巻:682頁、1988年を参照されたい。通常、リポソームの組成は、通常はステロイド、特にコレステロールと組み合わせたリン脂質の組合せである。他のリン脂質または他の脂質も使用することができる。リポソームの物理的特徴は、pH、イオン強度および二価カチオンの存在に依存する。
リポソーム産生に有用な脂質の例としては、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルエタノールアミン、スフィンゴ脂質、セレブロシドおよびガングリオシドなどのホスファチジル化合物が挙げられる。例示的なリン脂質としては、卵ホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリンおよびジステアロイルホスファチジルコリンが挙げられる。また、リポソームの標的化は、例えば、器官特異性、細胞特異性および細胞小器官特異性に基づくことも可能であり、当技術分野で公知である。
本開示は、pHを調整するための酸および塩基ならびにpHを狭い範囲内に維持する緩衝剤を含むように変更され得る製剤を提供する。
本発明について全般的に記載してきたが、次の実施例を参照することにより、より容易に理解できるであろう。この実施例は、単に本発明のある特定の実施形態を例証する目的で含まれており、本発明の限定を意図するものではない。
(実施例1)
ActRIIa-Fc融合タンパク質
その間に最小限のリンカーを有する、ヒトまたはマウスのFcドメインに融合しているヒトActRIIaの細胞外ドメインを有する、可溶性ActRIIA融合タンパク質を構築した。構築物は、ActRIIA-hFcおよびActRIIA-mFcとそれぞれ呼ぶ。
ActRIIA-hFcは、CHO細胞系から精製されたものを下に示す(配列番号32):
Figure 0007220141000038
ActRIIA-hFcおよびActRIIA-mFcタンパク質は、CHO細胞系で発現された。3つの異なるリーダー配列を検討した:
(i)ミツバチメリチン(HBML):MKFLVNVALVFMVVYISYIYA(配列番号33)
(ii)組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA):MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP(配列番号34)
(iii)天然:MGAAAKLAFAVFLISCSSGA(配列番号35)。
選択された形態はTPAのリーダーを用い、以下のプロセシングされていないアミノ酸配列を有する:
Figure 0007220141000039
このポリペプチドは、以下の核酸配列によってコードされる:
Figure 0007220141000040
Figure 0007220141000041
ActRIIA-hFcおよびActRIIA-mFcの両方は、組換え発現に非常に適合した。図5に示すように、タンパク質は、タンパク質の単一の明確なピークとして精製された。N末端配列決定は、-ILGRSETQE(配列番号38)の単一の配列を明らかにした。精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。ActRIIA-hFcタンパク質は、サイズ排除クロマトグラフィーによって判定したときは98%を超える、SDS PAGEによって判定したときは95%を超える純度に精製された。
ActRIIA-hFcおよびActRIIA-mFcは、リガンドへの高いアフィニティーを示した。標準のアミンカップリング手順を使用して、Biacore(商標)CM5チップの上にGDF11またはアクチビンAを固定化した。ActRIIA-hFcおよびActRIIA-mFcタンパク質を系に加え、結合を測定した。ActRIIA-hFcは5×10-12の解離定数(K)でアクチビンに結合し、9.96×10-9のKでGDF11に結合した。図6を参照されたい。類似の結合アッセイを使用して、ActRIIA-hFcは、例えば、アクチビンB、GDF8、BMP6およびBMP10を含む他のTGF-ベータスーパーファミリーリガンドへの高度から中等度のアフィニティーを有すると判定された。ActRIIA-mFcは、同様にふるまった。
薬物動態学的研究において、ActRIIA-hFcは非常に安定していた。ラットに1mg/kg、3mg/kgまたは10mg/kgのActRIIA-hFcタンパク質を投与し、タンパク質の血漿中レベルを24、48、72、144および168時間後に測定した。別個の研究では、ラットに1mg/kg、10mg/kgまたは30mg/kgで投与した。ラットでは、ActRIIA-hFcは11~14日の血清中半減期を有し、薬物の循環レベルは2週後にかなり高かった(1mg/kg、10mg/kgまたは30mg/kgの最初の投与の場合はそれぞれ11μg/ml、110μg/mlまたは304μg/ml)。カニクイザルでは、血漿中半減期は14日を実質的に超え、薬物の循環レベルは1mg/kg、10mg/kgまたは30mg/kgの最初の投与の場合はそれぞれ25μg/ml、304μg/mlまたは1440μg/mlであった。
(実施例2)
ActRIIA-hFcタンパク質の特徴付け
ActRIIA-hFc融合タンパク質は、配列番号34の組織プラスミノーゲンリーダー配列を使用して、pAID4ベクター(SV40複製起点/エンハンサー、CMVプロモーター)から安定してトランスフェクトされたCHO-DUKX B11細胞において発現された。実施例1において上記の通り精製されたタンパク質は、配列番号32の配列を有した。配列番号32に示すように、Fc部分は、ヒトのIgG1 Fc配列である。タンパク質分析は、ActRIIA-hFc融合タンパク質がジスルフィド結合を有するホモ二量体として形成されることを明らかにする。
CHO細胞で発現された物質は、ヒトの293細胞で発現されたActRIIa-hFc融合タンパク質について報告されたものより高いアフィニティーをアクチビンBリガンドに対して有する(del Reら(2004年)J Biol Chem.279巻(51号):53126~53135頁を参照)。さらに、TPAリーダー配列の使用は他のリーダー配列より大きな生産を提供し、天然のリーダーで発現されるActRIIA-Fcと異なって高度に純粋なN末端配列を提供した。天然のリーダー配列の使用は、異なるN末端配列を各々有する2つの主要な種類のActRIIA-Fcをもたらした。
(実施例3)
代替ActRIIA-Fcタンパク質
本明細書で記載される方法によって使用することができる様々なActRIIA改変体は、参照によりそれらの全体を本明細書に組み込む、WO2006/012627として公開された国際特許出願(例えば、55~58頁を参照)に記載される。代替構築物は、C末端のテイル(ActRIIAの細胞外ドメインの最後の15アミノ酸)の欠失を有することができる。そのような構築物の配列は、下に提示される(Fc部分は下線が引かれる)(配列番号39):
Figure 0007220141000042
(実施例4)
ActRIIB-Fc融合タンパク質の生成
本出願人らは、その間に最小限のリンカーを有する、ヒトまたはマウスのFcドメインに融合しているヒトActRIIBの細胞外ドメインを有する、可溶性ActRIIB融合タンパク質を構築した。構築物は、ActRIIB-hFcおよびActRIIB-mFcとそれぞれ呼ぶ。
ActRIIB-hFcは、CHO細胞系から精製されたものを下に示す(配列番号40):
Figure 0007220141000043
ActRIIB-hFcおよびActRIIB-mFcタンパク質は、CHO細胞系で発現された。3つの異なるリーダー配列を検討した:(i)ミツバチメリチン(HBML)、(ii)組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)、および(iii)天然:MGAAAKLAFAVFLISCSSGA(配列番号41)。
選択された形態はTPAのリーダーを用い、以下のプロセシングされていないアミノ酸配列(配列番号42)を有する:
Figure 0007220141000044
このポリペプチドは、以下の核酸配列(配列番号43)によってコードされる:
Figure 0007220141000045
Figure 0007220141000046
CHO細胞で生成された物質のN末端配列決定は、-GRGEAEの主要な配列(配列番号44)を明らかにした。注目すべきことに、文献で報告された他の構築物は、-SGR…配列で始まる。
精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。
ActRIIB-Fc融合タンパク質は、HEK293細胞およびCOS細胞でも発現された。全ての細胞系および相応な培養条件に由来する物質はin vivoで筋肉増強活性を有するタンパク質を提供したが、おそらく細胞系の選択および/または培養条件に関係した効力の変動が観察された。
本出願人らはActRIIBの細胞外ドメインにおける一連の突然変異を生成し、これらの突然変異タンパク質を細胞外ActRIIBとFcドメインの間の可溶性融合タンパク質として生成した。バックグラウンドActRIIB-Fc融合は、配列番号40の配列を有する。
N末端およびC末端の切断を含む様々な突然変異を、バックグラウンドActRIIB-Fcタンパク質に導入した。本明細書に提示されるデータに基づいて、TPAリーダーと発現されるならば、これらの構築物はN末端のセリンを欠くと予想される。PCR突然変異誘発によって、突然変異をActRIIB細胞外ドメインに生成した。PCRの後、Qiagenカラムを通して断片を精製し、SfoIおよびAgeIで消化し、ゲル精製した。ライゲーションの後にそれがヒトIgG1と融合キメラを形成するように、これらの断片を発現ベクターpAID4(WO2006/012627を参照されたい)にライゲーションした。E.coli DH5アルファへの形質転換の後に、コロニーを選び出し、DNAを単離した。マウス構築物(mFc)のために、マウスのIgG2aをヒトのIgG1のために置換した。全ての突然変異体の配列を検証した。
突然変異体の全ては、一時的なトランスフェクションによってHEK293T細胞において生成した。要約すると、500mlスピナーにおいて、250ml容量のFreestyle(Invitrogen)培地においてHEK293T細胞を6×10細胞/mlに設定し、一晩増殖させた。翌日、これらの細胞を、0.5μg/mlの最終DNA濃度のDNA:PEI(1:1)複合体で処理した。4時間後に、250mlの培地を加え、細胞を7日間増殖させた。細胞を遠沈させることによって馴化させた培地を収集し、濃縮した。
突然変異体は、例えば、プロテインAカラムを含む様々な技術を使用して精製し、低pH(3.0)のグリシン緩衝液で溶出した。中和の後、これらをPBSに対して透析した。
類似の方法によって、CHO細胞においても突然変異体を生成した。本明細書に参照により組み込まれているWO2008/097541およびWO2006/012627に記載される結合アッセイおよび/またはバイオアッセイにおいて、突然変異体を試験した。一部の場合には、アッセイは、精製タンパク質ではなく馴化培地で実行した。ActRIIBのさらなる変異形は、米国特許第7,842,663号に記載されている。
本出願人らは、ActRIIB(25~131)-hFc融合タンパク質を生成し、それは、ヒトActRIIB細胞外ドメインを、天然のActRIIBのリーダーのために置換されたTPAリーダー配列とN末端で、および最小限のリンカー(3つのグリシン残基)を通してヒトFcドメインとC末端で融合している、N末端およびC末端の切断(天然タンパク質配列番号1の残基25~131)と含む(図7)。この融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、図8に示す。本出願人らはコドンを改変し、最初の形質転換体の発現レベルにおける実質的な向上を提供したActRIIB(25~131)-hFcタンパク質をコードする改変体核酸を見出した(図9)。
成熟したタンパク質は、以下のようなアミノ酸配列を有する(N末端はN末端配列決定によって確認された)(配列番号45):
Figure 0007220141000047
Figure 0007220141000048
例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程を使用して、発現された分子を精製した:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。
ActRIIB(25~131)-hFcおよびその完全長対応物ActRIIB(20~134)-hFcのためのいくつかのリガンドのアフィニティーを、Biacore(商標)機器によりin vitroで評価し、結果は下の表に要約されている。Kd値は、konおよびkoffの正確な判定を阻止した、複合体の非常に迅速な会合および解離による定常状態のアフィニティーあてはめによって得られた。ActRIIB(25~131)-hFcは、例えば、アクチビンA、アクチビンBおよびGDF11に高いアフィニティーで結合した。
ActRIIB-hFc形態のリガンドアフィニティー:
Figure 0007220141000049
(実施例5)
GDFトラップの生成
GDFトラップは、以下の通りに構築した。GDF11と比較して大いに低減されたアクチビンA結合性を有するActRIIBの改変された細胞外ドメイン(L79D置換を有する配列番号1のアミノ酸20~134)、および/またはミオスタチン(配列番号1の79位のロイシンからアスパラギン酸への置換の結果として)を有するポリペプチドを、その間に最小限のリンカーを有する、ヒトまたはマウスのFcドメインに融合させた。構築物は、ActRIIB(L79D 20~134)-hFcおよびActRIIB(L79D 20~134)-mFcとそれぞれ呼ばれる。79位にアスパラギン酸ではなくグルタミン酸を有する代替形態は、同様の成績を上げた(L79E)。下の配列番号64に関して226位にバリンではなくアラニンを有する代替形態も生成し、試験したあらゆる点で同等の成績を上げた。79位(配列番号1に関連して)のアスパラギン酸は、下において二重下線で示される。配列番号64に関連して226位のバリンも、下において二重下線で示される。
GDFトラップActRIIB(L79D 20~134)-hFcは、CHO細胞系から精製されたものを下に示す(配列番号46)。
Figure 0007220141000050
GDFトラップのActRIIB由来の部分は、下に示すアミノ酸配列を有し(配列番号47)、その部分は、単量体として、または非Fc融合タンパク質として、単量体、二量体もしくはより大きなオーダーの複合体として使用することができる。
Figure 0007220141000051
GDFトラップタンパク質は、CHO細胞系で発現させた。3つの異なるリーダー配列を検討した:
(i)ミツバチメリチン(HBML)、(ii)組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)、および(iii)天然。
選択された形態はTPAのリーダーを用い、以下のプロセシングされていないアミノ酸配列を有する:
Figure 0007220141000052
このポリペプチドは、以下の核酸配列(配列番号49)によってコードされる:
Figure 0007220141000053
精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。精製スキームの例では、プロテインAカラムに細胞培地を通し、150mMトリス/NaCl(pH8.0)で洗浄し、次に50mMトリス/NaCl(pH8.0)で洗浄し、0.1MグリシンpH3.0で溶出する。低pHの溶出液は、ウイルスのクリアランス工程として30分の間室温に保たれる。溶出液を次に中和し、Q-セファロースイオン交換カラムに通し、50mMトリスpH8.0、50mMNaClで洗浄し、150mMから300mMの間のNaCl濃度を有する50mMトリスpH8.0で溶出する。溶出液を次に50mMトリスpH8.0、1.1M硫酸アンモニウムに変更し、フェニルセファロースカラムに通し、洗浄し、150から300mMの間の硫酸アンモニウムを有する50mMトリスpH8.0で溶出する。溶出液を透析し、使用のために濾過する。
さらなるGDFトラップ(アクチビンA結合のミオスタチンまたはGDF11結合に対する比を低減するように改変したActRIIB-Fc融合タンパク質)は、参照により本明細書に組み込まれる、WO2008/097541およびWO2006/012627に記載される。
(実施例6)
GDF11-およびアクチビン媒介シグナル伝達のためのバイオアッセイ
GDF-11およびアクチビンAによるシグナル伝達に及ぼすActRIIB-Fcタンパク質およびGDFトラップの作用を評価するために、A-204リポーター遺伝子アッセイを使用した。細胞系:ヒト横紋筋肉腫(筋肉に由来する)。リポーターベクター:pGL3(CAGA)12(Dennlerら、1998年、EMBO17巻:3091~3100頁に記載される)。CAGA12モチーフはTGF-ベータ応答性遺伝子(例えば、PAI-1遺伝子)に存在するので、このベクターはSMAD2および3を通してシグナル伝達する因子のために一般的に有用である。
1日目:A-204細胞を48ウェルプレートに分割する。
2日目:A-204細胞は、10μgのpGL3(CAGA)12またはpGL3(CAGA)12(10μg)+pRLCMV(1μg)およびFugeneでトランスフェクトした。
3日目:因子(培地+0.1%のBSAに希釈する)を加える。細胞に加える前に、阻害剤を因子と1時間プレインキュベートする必要がある。6時間後に、細胞をPBSですすぎ、溶解した。
これの後に、ルシフェラーゼアッセイが続く。いかなる阻害剤の不在下で、アクチビンAは、リポーター遺伝子発現の10倍の刺激および約2ng/mlのED50を示した。GDF-11:16倍の刺激、ED50:約1.5ng/ml。
このアッセイにおいて、ActRIIB(20~134)は、例えば、アクチビンA、GDF-8およびGDF-11活性の強力な阻害剤である。下記のように、ActRIIB変異体もこのアッセイで試験した。
(実施例7)
ActRIIB-Fc改変体、細胞ベースの活性
ActRIIB-Fcタンパク質およびGDFトラップの活性を、上記の通り細胞ベースのアッセイで試験した。結果は、下の表に要約する。一部の改変体は、異なるC末端の切断構築物の形で試験した。上記のように、5または15アミノ酸の切断は、活性の低減を引き起こした。GDFトラップ(L79DおよびL79E変異体)は、アクチビンA阻害のかなりの低下を示したが、GDF11の野生型の阻害をほとんど保持していた。
GDF11およびアクチビンAへの可溶性ActRIIB-Fcの結合:
Figure 0007220141000054
Figure 0007220141000055
A24N改変体は、細胞ベースのアッセイ(上)において、野生型分子に同等である活性を有する。A24N改変体、および上で試験した他の改変体のいずれも、L79DまたはL79E改変体などのGDFトラップ分子と組み合わせることができる。
(実施例8)
GDF11およびアクチビンA結合
ある特定のActRIIB-Fcタンパク質およびGDFトラップのリガンドへの結合を、Biacore(商標)アッセイで試験した。
抗hFc抗体を使用して、ActRIIB-Fc改変体または野生型タンパク質を系の上で捕捉した。リガンドを注入し、捕捉した受容体タンパク質の上に流した。結果は、下の表に要約する。
IIB改変体のリガンド結合特異性。
Figure 0007220141000056
Figure 0007220141000057
Figure 0007220141000058
無細胞アッセイで得られたこれらのデータは、細胞ベースのアッセイのデータを追認し、A24N改変体が、ActRIIB(20~134)-hFc分子のそれと類似であるリガンド結合活性を保持すること、ならびに、L79DまたはL79E分子はミオスタチンおよびGDF11結合を保持するが、アクチビンAに対しては著しく低下した(数量化不可能)結合を示すことを実証する。
WO2006/012627(参照によりそれらの全体を本明細書に組み込む)に報告されるように、他の改変体が生成され、試験されている。例えば、装置に連結したリガンドを使用し、連結したリガンドの上に受容体を流す59~60頁を参照。注目すべきことに、野生型K74分子と比較して、K74Y、K74F、K74I(および、おそらくK74LなどのK74における他の疎水性の置換)およびD80Iは、アクチビンA(ActA)結合のGDF11結合に対する比の低下を引き起こす。これらの改変体に関するデータの表を、下に再生する:
GDF11およびアクチビンAへの可溶性ActRIIB-Fc改変体の結合(Biacore(商標)アッセイ)
Figure 0007220141000059
Figure 0007220141000060
Figure 0007220141000061
(実施例9)
切断されたActRIIB細胞外ドメインによるGDFトラップの生成
ActRIIB(L79D 20~134)-hFcと呼ばれるGDFトラップは、ロイシンからアスパラギン酸への置換(配列番号1の残基79における)を含有するActRIIB細胞外ドメイン(配列番号1の残基20~134)へのTPAリーダーのN末端融合、および最小限のリンカー(3つのグリシン残基)によるヒトFcドメインのC末端融合によって生成した(図10;配列番号74)。この融合タンパク質に対応するヌクレオチド配列は、図11に示す(配列番号75、センス鎖;配列番号76、アンチセンス鎖)。
ActRIIB(L79D 25~131)-hFcと呼ばれる、切断されたActRIIB細胞外ドメインを有するGDFトラップは、ロイシンからアスパラギン酸への置換(配列番号1の残基79における)を含有する切断された細胞外ドメイン(配列番号1の残基25~131)へのTPAリーダーのN末端融合、および最小限のリンカー(3つのグリシン残基)によるヒトFcドメインのC末端融合によって生成した(図12;配列番号77)。ActRIIB(L79D 25~131)-hFcの細胞精製形態の配列は、図13に提示される(配列番号78)。この融合タンパク質をコードする1つのヌクレオチド配列は、その相補配列(配列番号81)と一緒に図15(配列番号80)に示し、正確に同じ融合タンパク質をコードする代替のヌクレオチド配列は、その相補性配列(配列番号83)と図16(配列番号82)に示す。
(実施例10)
二重に切断されたActRIIB細胞外ドメインによるGDFトラップによる選択的リガンド結合
いくつかのリガンドに対するGDFトラップおよび他のActRIIB-hFcタンパク質のアフィニティーを、Biacore(商標)機器によりin vitroで評価した。結果は、下の表に要約する。Kd値は、konおよびkoffの正確な判定を阻止した、複合体の非常に迅速な会合および解離による定常状態のアフィニティーあてはめによって得られた。
ActRIIB-hFc改変体のリガンド選択性:
Figure 0007220141000062
切断された細胞外ドメインを有するGDFトラップ、ActRIIB(L79D 25~131)-hFcは、より長い改変体、ActRIIB(L79D 20~134)-hFcによって提示されるリガンド選択性と同等であったかそれを凌ぎ、L79D置換を欠いているActRIIB-hFc対応物と比較して、アクチビンA結合の顕著な減少、アクチビンB結合の部分的な喪失、およびGDF11結合のほとんど完全な保持を伴った。切断単独(L79D置換なし)は、ここに提示されるリガンドの間での選択性を変更しなかったことに留意する(ActRIIB(L79 25~131)-hFcをActRIIB(L79 20~134)-hFcと比較する)。ActRIIB(L79D 25~131)-hFcは、Smad2/3シグナル伝達リガンドGDF8ならびにSmad1/5/8リガンドBMP6およびBMP10への強力ないし中程度の結合も保持する。
(実施例11)
ActRIIB5に由来したGDFトラップ
他の人は、ActRIIB膜貫通ドメインを含むエクソン4が異なるC末端配列と置き換えられた、ActRIIBの代わりの可溶性形態を報告した(ActRIIB5と命名された)(例えば、WO2007/053775を参照)。
そのリーダーのない天然のヒトActRIIB5の配列は、以下の通りである:
Figure 0007220141000063
天然の79位(下線付き)において、以下の配列を有する改変体ActRIIB5(L79D)を構築すると記載された、ロイシンからアスパラギン酸への置換または他の酸性置換を実行することができる:
Figure 0007220141000064
Figure 0007220141000065
以下の配列を有するヒトActRIIB5(L79D)-hFc融合タンパク質を生成するために、この改変体は、TGGGリンカー(単一の下線)でヒトFc(二重下線)に連結することができる:
Figure 0007220141000066
この構築物は、CHO細胞で発現させることができる。
本出願人らは、細胞外ドメインとFcドメインとの間に位置するリンカーを用いてFcドメインに対して各々別々に融合される、ヒトActRIIBおよびヒトALK4の細胞外ドメインを含む、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロマーの複合体を構築した。この個々の構築物は、それぞれ、ActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドと呼ばれ、各々の配列を下に示す。
ActRIIB-Fc:ALK4-Fcホモ二量体の複合体とは対照的に、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロマーの複合体の形成を促進するための方法論は、非対称ヘテロマーの複合体の形成をガイドするために、Fcドメインのアミノ酸配列に変更を導入することである。Fcドメインを使用して非対称相互作用ペアを作製するための多くの異なるアプローチが、本開示に記載されている。
1つのアプローチにおいて、それぞれ、配列番号108および110および配列番号11および113のActRIIB-FcおよびALK4-Fcポリペプチド配列において例証されている通り、一方のFcドメインが、相互作用面にカチオン性アミノ酸を導入するように変更されているが、他方のFcドメインは、相互作用面にアニオン性アミノ酸を導入するように変更されている。ActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドは、各々、組織プラスミノゲン活性化因子(TPA)リーダー:
を用いる。
ActRIIB-Fcポリペプチド配列(配列番号108)を下に示す。
Figure 0007220141000067
このリーダー(シグナル)配列およびリンカーには下線を引く。可能性のあるホモ二量体の複合体のいずれでもなく、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の形成を促進するため、2個のアミノ酸置換(酸性アミノ酸をリシンにより置き換える)を、上記の二重下線で指し示す通り、ActRIIB融合タンパク質のFcドメインに導入してもよい。配列番号108のアミノ酸配列は、任意選択で、C末端からリシン(K)が取り除かれてもよい。
このActRIIB-Fc融合タンパク質は、以下の核酸配列(配列番号109)によってコードされる。
Figure 0007220141000068
Figure 0007220141000069
成熟ActRIIB-Fc融合ポリペプチド(配列番号110)は以下の通りであり、任意選択で、C末端からリシン(K)が取り除かれてもよい。
Figure 0007220141000070
相補的な形態のALK4-Fc融合ポリペプチド(配列番号111)は、以下の通りである。
Figure 0007220141000071
リーダー配列およびリンカーには、下線を引く。上記の配列番号108および110のActRIIB-Fc融合ポリペプチドとのヘテロ二量体形成をガイドするために、2アミノ酸置換(リシンをアスパラギン酸により置き換える)を上記の二重下線で指し示す通りALK4-Fc融合ポリペプチドのFcドメインに導入してもよい。配列番号111のアミノ酸配列は、任意選択で、C末端でリシン(K)が付加されてもよい。
このALK4-Fc融合タンパク質は、以下の核酸(配列番号112)によってコードされる:
Figure 0007220141000072
Figure 0007220141000073
成熟ALK4-Fc融合タンパク質配列(配列番号113)は以下の通りであり、任意選択でC末端でリシンが付加されてもよい。
Figure 0007220141000074
それぞれ配列番号110および配列番号1113のActRIIB-FcおよびALK4-Fcタンパク質を共発現させ、CHO細胞株から精製して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcを含むヘテロマーの複合体を生じさせてもよい。
非対称Fc融合タンパク質を使用するヘテロ多量体の複合体の形成を促進するための別のアプローチでは、Fcドメインを、それぞれ配列番号114および115ならびに配列番号116および117のActRIIB-FcおよびALK4-Fcポリペプチド配列に図示されるように、相補的な疎水性相互作用および追加の分子間ジスルフィド結合を導入するように変更する。ActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドは各々、組織プラスミノゲン活性化因子(TPA)リーダーを用いる。
ActRIIB-Fcポリペプチド配列(配列番号114)を以下に示す:
Figure 0007220141000075
リーダー(シグナル)配列およびリンカーには、下線を引く。可能なホモ二量体の複合体のいずれかではなくALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、上の二重の下線で指し示す通り、2個のアミノ酸置換(セリンをシステインにより、また、スレオニンをトリプトファン(trytophan)により置き換える)を融合タンパク質のFcドメインに導入することができる。配列番号114のアミノ酸配列は任意選択で、C末端からリシン(K)を除去して提供することができる。
成熟ActRIIB-Fc融合ポリペプチドは、以下の通りである:
Figure 0007220141000076
Figure 0007220141000077
相補的な形態のALK4-Fc融合ポリペプチド(配列番号116)は以下の通りであり、任意選択で、C末端からリシン(K)が取り除かれてもよい。
Figure 0007220141000078
リーダー配列およびリンカーには、下線を引く。上記の配列番号114および115のActRIIB-Fc融合ポリペプチドとのヘテロ二量体形成をガイドするために、4個のアミノ酸置換を、上記の二重下線で指し示す通りALK4融合ポリペプチドのFcドメインに導入してもよい。配列番号116のアミノ酸配列は、任意選択で、C末端からリシン(K)が取り除かれてもよい。
成熟ALK4-Fc融合タンパク質配列は以下の通りであり、任意選択でC末端からリシン(K)が取り除かれてもよい。
Figure 0007220141000079
それぞれ配列番号115および配列番号117のActRIIB-FcおよびALK4-Fcタンパク質を共発現させ、CHO細胞株から精製して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcを含むヘテロマーの複合体を生じさせてもよい。
様々なALK4-Fc:ActRIIB-Fc複合体の精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィーおよびカチオン交換クロマトグラフィー。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。
非対称Fc融合タンパク質を使用するヘテロ多量体の複合体の形成を促進するための別のアプローチでは、Fcドメインを、それぞれ配列番号118~121および122~125のActRIIB-FcおよびALK4-Fcポリペプチド配列に図示されるように、相補的な疎水性相互作用および追加の分子間ジスルフィド結合ならびにネット分子電荷に基づき精製を容易にするための2つのFcドメイン間の静電差を導入するように変更する。ActRIIB-Fc融合ポリペプチドおよびALK4-Fc融合ポリペプチドは、組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA)リーダーを各々用いる。
ActRIIB-Fcポリペプチド配列(配列番号118)は、下に示す:
Figure 0007220141000080
リーダー配列およびリンカーには、下線を引く。可能なホモ二量体の複合体のいずれでもなく、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の形成を促進するために、2個のアミノ酸置換(セリンをシステインで、およびトレオニンをトリプトファンで置き換える)を、上の二重下線で指し示す通り、融合タンパク質のFcドメインに導入することができる。ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の精製を容易にするために、2個のアミノ酸置換(酸性アミノ酸でリシンを置き換える)を、上記の二重下線で指し示す通り、融合タンパク質のFcドメインに導入することもできる。C末端にリシンを加えた、配列番号118のアミノ酸配列を任意選択で提供することができる。
このActRIIB-Fc融合タンパク質は、以下の核酸(配列番号119)によってコードされる:
Figure 0007220141000081
成熟したActRIIB-Fc融合ポリペプチドは以下の通りであり(配列番号120)、任意選択でリシンをC末端に加えて提供することができる。
Figure 0007220141000082
Figure 0007220141000083
このActRIIB-Fc融合ポリペプチドは、以下の核酸(配列番号121)によってコードされる:
Figure 0007220141000084
ALK4-Fc融合ポリペプチド(配列番号122)の相補形態は以下の通りであり、任意選択でリシンをC末端から除去して提供することができる。
Figure 0007220141000085
Figure 0007220141000086
リーダー配列およびリンカーには、下線を引く。上記の配列番号118および120のActRIIB-Fc融合ポリペプチドとのヘテロ二量体形成をガイドするために、4個のアミノ酸置換(チロシンをシステインで、トレオニンをセリンで、ロイシンをアラニンで、およびチロシンをバリンで置き換える)を上記の二重下線で指し示す通りALK4融合ポリペプチドのFcドメインに導入することができる。ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体の精製を容易にするために、2個のアミノ酸置換(アスパラギンをアルギニンで、およびアスパラギン酸をアルギニンで置き換える)を上記の二重下線で指し示す通りALK4-Fc融合ポリペプチドのFcドメインに導入することもできる。リシンをC末端から除去して、配列番号122のアミノ酸配列を任意選択で提供することができる。
このALK4-Fc融合ポリペプチドは、以下の核酸(配列番号123)によってコードされる:
Figure 0007220141000087
Figure 0007220141000088
成熟したALK4-Fc融合ポリペプチド配列は以下の通りであり(配列番号124)、任意選択でリシンをC末端から除去して提供することができる。
Figure 0007220141000089
このALK4-Fc融合ポリペプチドは、以下の核酸(配列番号125)によってコードされる:
Figure 0007220141000090
Figure 0007220141000091
それぞれ配列番号120および配列番号124のActRIIB-FcおよびALK4-Fcタンパク質は、CHO細胞系から同時発現させ、精製して、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcを含むヘテロマーの複合体を生成することができる。
様々なALK4-Fc:ActRIIB-Fc複合体の精製は、例えば、次のうち3種またはそれよりも多くを任意の順序で含む、一連のカラムクロマトグラフィー工程によって達成することができる:プロテインAクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、カチオン交換クロマトグラフィー、エピトープに基づくアフィニティークロマトグラフィー(例えば、ALK4またはActRIIBの上のエピトープに対する抗体または機能的に同等なリガンドによる)、および多モードクロマトグラフィー(例えば、静電的リガンドおよび疎水性リガンドの両方を含有する樹脂による)。精製は、ウイルス濾過および緩衝液交換により完了することができる。
(実施例13)
ActRIIB-Fcホモ二量体およびALK4-Fcホモ二量体と比較したALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体のリガンド結合プロファイル
上記のALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体複合体のリガンド結合選択性をActRIIB-FcおよびALK4-Fcホモ二量体複合体のそれと比較するために、Biacore(商標)に基づく結合アッセイを使用した。ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体、ActRIIB-Fcホモ二量体およびALK4-Fcホモ二量体は、抗Fc抗体を使用して系の上で独立して捕捉した。リガンドを注入し、捕捉した受容体タンパク質の上に流した。結果は下の表に要約するが、そこでは、有効なリガンドトラップを最も示すリガンド解離速度(k)は、灰色の陰影によって表される。
Figure 0007220141000092
Figure 0007220141000093
これらの比較結合データは、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体が、ActRIIB-Fcホモ二量体またはALK4-Fcホモ二量体のいずれかに対して変更された結合プロファイル/選択性を有することを実証する。ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、いずれかのホモ二量体と比較してアクチビンBに対する結合の増強を示し、ActRIIB-Fcホモ二量体で観察されるアクチビンA、GDF8、およびGDF11への強力な結合を保持し、BMP9、BMP10およびGDF3に対する結合の実質的な低減を呈示する。特に、BMP9は、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体に対して観察可能なアフィニティーが低いかまたは全く見られないが、このリガンドはActRIIB-Fcホモ二量体に強く結合する。ActRIIB-Fcホモ二量体と同様に、ヘテロ二量体は、BMP6への中間レベルの結合を保持する。図19を参照のこと。
さらに、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、BMP10およびBMP9によるシグナル伝達に及ぼすALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体およびActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体の作用を評価するために、A-204リポーター遺伝子アッセイを使用した。細胞系:ヒト横紋筋肉腫(筋肉に由来した)。リポーターベクター:pGL3(CAGA)12(Dennlerら、1998年、EMBO17巻:3091~3100頁に記載される)。CAGA12モチーフはTGFβ応答性遺伝子(PAI-1遺伝子)に存在するので、このベクターはSmad2および3を通してシグナル伝達する因子のために一般的に有用である。例示的なA-204リポーター遺伝子アッセイを、下に概説する。
1日目:A-204細胞を48ウェルプレートに分割する。
2日目:A-204細胞は、10μgのpGL3(CAGA)12またはpGL3(CAGA)12(10μg)+pRLCMV(1μg)およびFugeneでトランスフェクトした。
3日目:因子(培地+0.1%のBSAに希釈する)を加える。細胞に加える前に、阻害剤を因子と約1時間プレインキュベートする必要がある。約6時間後に、細胞をPBSですすぎ、その後溶解する。
上記の工程の後、ルシフェラーゼアッセイを実行した。
ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体およびActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体の両方は、アクチビンA、アクチビンB、GDF11およびGDF8の強力な阻害剤であるとこのアッセイで判定された。特に、図19に図示されるホモ二量体/ヘテロ二量体のIC50比較データに見られるように、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と同様に、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、アクチビンA、アクチビンB、GDF8およびGDF11シグナル伝達経路を阻害する。しかし、BMP9およびBMP10シグナル伝達経路のALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体による阻害は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と比較して有意に低減している。このデータは、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体およびActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体の両方は、アクチビンA、アクチビンB、GDF8およびGDF11への強力な結合を示すが、BMP10およびBMP9は、ActRIIB-Fc:ActRIIB-Fcホモ二量体と比較してALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体への有意に低減したアフィニティーを有することが観察された、上述の結合データと一貫している。
ともに、これらの結果は、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体が、ActRIIB-Fcホモ二量体と比較して、アクチビンA、アクチビンB、GDF8およびGDF11のより選択的なアンタゴニストであることを実証する。したがって、ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体は、そのような選択的拮抗作用が有利である特定の適用において、ActRIIB-Fcホモ二量体よりも有用であろう。例としては、アクチビンA、アクチビンB、アクチビンAC、GDF8およびGDF11のうちの1つまたは複数の拮抗作用を保持するが、BMP9、BMP10、GDF3およびBMP6のうち1つまたは複数の拮抗作用を最小にすることが望ましい治療的な適用が挙げられる。
(実施例14)
モノクロタリンラットモデルにおける肺高血圧症に及ぼすActRIIポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ二量体の作用
肺動脈高血圧(PAH)のラットモデルにおいて、ActRIIA-mFc融合タンパク質(実施例1に記載のActRIIA-mFcホモ二量体)、ALK4-Fc-ActRIIB-Fcヘテロ二量体(実施例12および13に記載される)およびシルデナフィル(PAHの処置のために承認されたホスホジエステラーゼ5阻害剤)の作用を調べた。このモデルでは、PAHを誘導するために、療法の開始の24時間前に、SpragueDawleyラットはモノクロタリン(MCT)の皮下注射を受けた。
ラットを、異なる処置群(1群につき10匹のマウス)に分けた:1)MCT(試験の1日目に単一の用量として60mg/kgを腹腔内投与した)およびトリス緩衝食塩水(3日ごとに1ml/kgで腹腔内投与)(ビヒクル処置群)による処置、2)ActRIIA-mFcポリペプチド(3日ごとに10mg/kgを腹腔内投与した)およびMCT(試験の1日目に単一の用量として60mg/kgを腹腔内投与した)による処置、3)ALK4-Fc:ActRIIB-Fcヘテロ二量体(3日ごとに10mg/kgを腹腔内投与した)およびMCT(試験の1日目に単一の用量として60mg/kgを腹腔内投与した)による処置、4)シルデナフィル(1日に2回、30mg/kgを経口投与した)およびMCT(試験の1日目に単一の用量として60mg/kgを腹腔内投与した)による処置、5)対照ラット(3日ごとに1ml/kgでトリス緩衝食塩水を腹腔内投与した)。ラットは、28日間、処置した。体重は、1日目の最初の投与の前、およびその後は試験を通して毎週記録した。
28日目に、ケタミン/キシラジン(80/10mg/kg)の腹腔内注射によってラットに麻酔をかけた。頸部に切開を設け、頸静脈を単離し、前側でライゲーションした。液を充てんした圧カテーテルを右の頸静脈に導入して、肺動脈圧(PAP)を測定した。別の切開を鼠径部に設け、大腿動脈を単離し、前側でライゲーションした。収縮期の動脈圧、拡張期圧および心拍数を測定するために、ミラー圧カテーテルを大腿動脈に導入した。安定した測定が得られるまで、Notocord HEM(Croissy sur Seine、Frnace)v3.5データ収集系を概ね5~10分間使用して、平均動脈圧および右のPAPをモニタリングした。測定の間、ラットを加熱パッドの上で概ね37℃で維持し、手順の間中、体温度を直腸温度プローブでモニタリングした。手順の終わりにラットを安楽死させ、心肺を取り出した。全体の心臓を計量した。次に、心房を除去し、中隔と一緒に左心室(LV+S)を右心室(RV)から分離した。心室を別々に計量した。一部、RV/LV+Sを計算することによって、肥大を調査した。肺も、計量した。
対照動物と比較して、モノクロタリン処置ラット(ビヒクル処置群)は、減少した体重、高いPAP、右心臓の肥大および増加した肺重量を有することが観察され、PAHの確立を示した。シルデナフィル処置ラットは、モノクロタリン処置ラットと比較して体重のいかなる向上も有しなかった。しかし、モノクロタリン処置ラットと比較して、シルデナフィル処置は高いPAPを30%低減し、右心臓の肥大を18.5%低下させ、肺重量を10%低下させた。驚くべきことに、ALK4-Fc:ActRIIB-FcおよびActRIIA-mFcの両方は、シルデナフィルと比較してこのモデルにおけるPAHの処置で有意により大きな作用を有することが見出された。例えば、ALK4-Fc:ActRIIB-Fc処置は、体重の向上(+5.1%)、高いPAPの44.6%の低減、右心臓の肥大の39.6%の低下、および肺重量の19.0%の低下をもたらした。ActRIIA-mFc処置は体重の向上を示さなかったが、それはPAHの他の合併症の処置にかなりの作用を及ぼした。例えば、ActRIIA-Fc処置は、高いPAPの68%の低減、右心臓の肥大の47.1%の低下、および肺重量の18.4%の低下をもたらした。
組織病理評価に基づく血管筋性化で、類似の傾向が観察された。αSMA/エラスチンを検出するための組織試料の染色の後に、サイズが10μmから50μmの間の1動物につき100個の肺細動脈を、筋性動脈化していない、部分的に筋性動脈化した、または完全に筋性動脈化した、に分類した。ビヒクル処置ラットからの肺細動脈は、62.3%が完全に筋性動脈化し、36.4%が部分的に筋性動脈化し、1.4%が筋性動脈化していないと判定された。シルデナフィル処置は、血管筋性化の低下に穏やかな作用だけを有した(例えば、肺細動脈は、57.9%が完全に筋性動脈化し、41.6%が部分的に筋性動脈化し、0.9%は筋性動脈化していない)。対照的に、シルデナフィル処置動物と比較して、ActRIIA-mFc処置は、血管筋性化の有意な低下をもたらした(例えば、ビヒクル処置動物と比較して、肺細動脈は、25.8%が完全に筋性動脈化し、66.9%が部分的に筋性動脈化し、7.3%が筋性動脈化していない)。肺細動脈の平滑筋肥大の組織病理評価も、以下の通りに記録した:0(正常)、1(最小限)、2(軽度)、3(中等度)または4(顕著)。ビヒクル処置ラットは、中等度から顕著な(スコア3.8)平均平滑筋肥大を有した。再び、シルデナフィル処置は、3(中等度)の平均スコアで、肥大への穏やかな作用を有するのが観察された。一方、ActRIIA-mFc処置動物は、ビヒクルおよびシルデナフィル処置動物と比較して、平滑筋肥大におけるかなりの低減(1.6の平均スコア)を有するのが観察された。全体として、このPAHモデルにおいて、ActRIIA-mFc処置は、血管の筋性化および肥大を有意に低減した。
合わせると、これらのデータは、ActRIIA-mFcおよびALK4-Fc:ActRIIB-Fcの両方は、このモノクロタリン誘導モデルにおいてPAHの様々な合併症の寛解において有効であることを実証する。特に、ActRIIA-mFcおよびALK4-Fc:ActRIIB-Fcの両方は、動脈圧、右心臓の肥大および血管筋性動脈化の低減において、PAHの処置のための承認薬であるシルデナフィルについて観察されたより大きな作用を有した。さらに、データは、他のGDF/BMPアンタゴニスト、特にActRIIA-mFcおよびALK4-Fc:ActRIIB-Fcと類似の活性を有するものが、PAHの処置において、特にPAHの様々な合併症の予防またはその重症度の低減において有益である可能性を示す。
(実施例15)
Sugen低酸素ラットモデルにおける肺高血圧に及ぼすActRIIポリペプチドおよびALK4:ActRIIBヘテロ二量体の作用
PAHのSugen低酸素モデルにおいて、ActRIIA-mFc融合タンパク質(実施例1に記載のActRIIA-mFcホモ二量体)およびシルデナフィル(PAHの処置のために承認されたホスホジエステラーゼ5阻害剤)の作用をさらに調べた。このモデルでは、ラットは、セマキサニブの日用量を受け、療法の開始の24時間前に、PAHを誘導するために低酸素環境(概ね13%の酸素)に置かれる。
ラットを、異なる処置群(1群につき10匹のマウス)に分けた:1)セマキサニブ(単一の日用量として200mg/kgを皮下投与した)/低酸素およびトリス緩衝食塩水(3日ごとに1ml/kgで腹腔内投与)(ビヒクル処置群)による処置、2)ActRIIA-mFcポリペプチド(3日ごとに10mg/kgを腹腔内投与した)およびセマキサニブ(単一の日用量として200mg/kgを皮下投与した)/低酸素による処置、3)シルデナフィル(1日に2回、30mg/kgを経口投与した)およびセマキサニブ(単一の日用量として200mg/kgを皮下投与した)/低酸素による処置、および4)対照ラット(3日ごとに1ml/kgでトリス緩衝食塩水を腹腔内投与した)。ラットは、28日間処置した。体重は、1日目の最初の投与の前、およびその後は試験を通して毎週記録した。
28日目に、ケタミン/キシラジン(80/10mg/kg)の腹腔内注射によってラットに麻酔をかけた。頸部に切開を設け、頸静脈を単離し、前側でライゲーションした。液を充てんした圧カテーテルを右の頸静脈に導入して、肺動脈圧(PAP)を測定した。別の切開を鼠径部に設け、大腿動脈を単離し、前側でライゲーションした。収縮期の動脈圧、拡張期圧および心拍数を測定するために、ミラー圧カテーテルを大腿動脈に導入した。安定した測定が得られるまで、Notocord HEM(Croissy sur Seine、Frnace)v3.5データ収集系を概ね5~10分間使用して、平均動脈圧および右のPAPをモニタリングした。測定の間、ラットを加熱パッドの上で概ね37℃で維持し、手順の間中、体温度を直腸温度プローブでモニタリングした。手順の終わりにラットを安楽死させ、心肺を取り出した。全体の心臓を計量した。次に、心房を除去し、中隔と一緒に左心室(LV+S)を右心室(RV)から分離した。心室は、別々に計量した。一部、RV/LV+Sを計算することによって、肥大を調査した。肺も、計量した。
対照動物と比較して、セマキサニブ/低酸素処置ラット(ビヒクル処置群)は、減少した体重、高いPAP、右心臓の肥大および増加した肺重量を有することが観察され、PAHの確立を示した。シルデナフィル処置は、ビヒクル処置動物と比較して、平均の肺動脈圧を22.4%低減し、右心臓の肥大を10%減少させた。再び、ActRIIA-mFc処置は、シルデナフィルと比較してこのモデルにおけるPAHの処置において有意により大きな作用を有することが見出された。例えば、ビヒクル処置動物と比較して、ActRIIA-mFc処置は、平均肺動脈圧の51.3%の低減および右心臓の肥大の53.5%の減少をもたらした。
組織病理評価に基づく血管筋性化で、類似の傾向が観察された。αSMA/エラスチンを検出するための組織試料の染色の後に、サイズが10μmから50μmの間の1動物につき100個の肺細動脈を、筋性動脈化していない、部分的に筋性動脈化した、または完全に筋性動脈化した、に分類した。ビヒクル処置ラットからの肺細動脈は、72.5%が完全に筋性動脈化し、27.4%が部分的に筋性動脈化し、0.1%が筋性動脈化していないと判定された。シルデナフィル処置は、ビヒクル処置動物と比較して、血管筋性化の低下に穏やかな作用だけを有した(例えば、肺細動脈は、67.4%が完全に筋性動脈化し、31.6%が部分的に筋性動脈化し、1.0%は筋性動脈化していない)。対照的に、シルデナフィル処置動物と比較して、ActRIIA-mFc処置は、血管筋性化の有意な低下をもたらした(例えば、ビヒクル処置動物と比較して、肺細動脈は、29.3%が完全に筋性動脈化し、69.3%が部分的に筋性動脈化し、1.4%が筋性動脈化していない)。肺細動脈の平滑筋肥大の組織病理評価も、以下の通りに記録した:0(正常)、1(最小限)、2(軽度)、3(中等度)または4(顕著)。ビヒクル処置ラットは、中等度から顕著な(スコア3.6)平均平滑筋肥大を有した。再び、シルデナフィル処置は、3(中等度)の平均スコアで、肥大への穏やかな作用を有するのが観察された。一方、ActRIIA-mFc処置動物は、シルデナフィル処置動物と比較して、平滑筋肥大におけるかなりの低減(1.4の平均スコア)を有するのが観察された。全体として、このPAHモデルにおいて、ActRIIA-mFc処置は、血管の筋性化および肥大を有意に低減した。
合わせると、これらのデータは、ActRIIA-mFcが、Sugen低酸素モデルにおいてPAHの様々な合併症の寛解において有効であることを実証する。特に、ActRIIA-mFcは、動脈圧、右心臓の肥大および血管筋性動脈化の低減において、PAHの処置のための承認薬であるシルデナフィルについて観察されたより大きな作用を有した。さらに、データは、他のGDF/BMPアンタゴニスト、特にActRIIA-mFcと類似の活性を有するものが、PAHの処置において、特にPAHの様々な合併症の予防またはその重症度の低減において有益である可能性を示す。
参照による組み込み
本明細書で言及されている刊行物および特許は全て、あたかも個々の刊行物または特許が参照により組み込まれるために具体的におよび個々に示されているかの如く、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
主題の特定の実施形態が考察されているが、上記の明細書は例示であり、限定ではない。当業者であれば、本明細書および下記の特許請求の範囲を参考にして、多数の変形形態が明白になるだろう。本発明の完全な範囲は、特許請求の範囲およびそれらの等価物の完全な範囲、ならびに本明細書およびそのような変形形態を参照して決定されるべきである。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
肺動脈高血圧症を処置する方法であって、それを必要とする患者に、配列番号9のアミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり、配列番号9のアミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、または135のうちのいずれか1つで終わるアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む有効量のポリペプチドを投与する工程を含む方法。
(項目2)
肺高血圧症を処置する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含み、前記GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、およびALK7のうちの1つまたは複数を阻害する方法。
(項目3)
肺高血圧症の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含み、前記GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、およびALK7のうちの1つまたは複数を阻害する方法。
(項目4)
前記肺高血圧症の1つまたは複数の合併症が、肺動脈における平滑筋および/または内皮細胞の増殖、肺動脈における血管新生、呼吸困難、胸痛、肺血管リモデリング、右心室肥大、ならびに肺線維症からなる群から選択される、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記肺高血圧症が、肺動脈高血圧症である、項目2~4のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
間質性肺疾患の1つまたは複数の合併症を処置する、予防する、またはその進行速度および/もしくは重症度を低減する方法であって、それを必要とする患者に有効量のGDF/BMPアンタゴニストを投与する工程を含み、前記GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビン、GDF8、GDF11、GDF3、BMP6、BMP15、BMP10、ActRIIA、ActRIIB、ALK4、ALK5、およびALK7のうちの1つまたは複数を阻害する方法。
(項目7)
前記間質性肺疾患が、特発性肺線維症である、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビンを阻害する、項目2~7のいずれか一項に記載の方法。
(項目9)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビンAを阻害する、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、アクチビンBを阻害する、項目8または9に記載の方法。
(項目11)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、GDF8を阻害する、項目2~10のいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、GDF11を阻害する、項目2~11のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、GDF3を阻害する、項目2~12のいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、BMP6を阻害する、項目2~13のいずれか一項に記載の方法。
(項目15)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、BMP15を阻害する、項目2~14のいずれか一項に記載の方法。
(項目16)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、BMP10を阻害する、項目2~15のいずれか一項に記載の方法。
(項目17)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ActRIIAを阻害する、項目2~16のいずれか一項に記載の方法。
(項目18)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ActRIIBを阻害する、項目2~17のいずれか一項に記載の方法。
(項目19)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ALK4を阻害する、項目2~18のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ALK5を阻害する、項目2~19のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ALK7を阻害する、項目2~20のいずれか一項に記載の方法。
(項目22)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、抗体または抗体の組合せである、項目2~21のいずれか一項に記載の方法。
(項目23)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともGDF8に結合する、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともGDF11に結合する、項目22または23に記載の方法。
(項目25)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともアクチビンに結合する、項目22~24のいずれか一項に記載の方法。
(項目26)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともアクチビンAに結合する、項目25に記載の方法。
(項目27)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともアクチビンBに結合する、項目25または26に記載の方法。
(項目28)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともGDF3に結合する、項目22~27のいずれか一項に記載の方法。
(項目29)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともBMP6に結合する、項目22~28のいずれか一項に記載の方法。
(項目30)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともBMP15に結合する、項目22~29のいずれか一項に記載の方法。
(項目31)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともBMP10に結合する、項目22~30のいずれか一項に記載の方法。
(項目32)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともActRIIAに結合する、項目22~31のいずれか一項に記載の方法。
(項目33)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともActRIIBに結合する、項目22~32のいずれか一項に記載の方法。
(項目34)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともALK4に結合する、項目22~33のいずれか一項に記載の方法。
(項目35)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともALK5に結合する、項目22~34のいずれか一項に記載の方法。
(項目36)
前記抗体または抗体の組合せが、少なくともALK7に結合する、項目22~35のいずれか一項に記載の方法。
(項目37)
前記抗体が、多重特異性抗体である、項目22~36のいずれか一項に記載の方法。
(項目38)
前記抗体が、二重特異性抗体である、項目37に記載の方法。
(項目39)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、小分子または小分子の組合せである、項目2~21のいずれか一項に記載の方法。
(項目40)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともGDF8を阻害する、項目39に記載の方法。
(項目41)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともGDF11を阻害する、項目39または40に記載の方法。
(項目42)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともアクチビンを阻害する、項目39~41のいずれか一項に記載の方法。
(項目43)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともアクチビンAを阻害する、項目42に記載の方法。
(項目44)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともアクチビンBを阻害する、項目42または43に記載の方法。
(項目45)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともGDF3を阻害する、項目39~44のいずれか一項に記載の方法。
(項目46)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともBMP6を阻害する、項目39~45のいずれか一項に記載の方法。
(項目47)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともBMP15を阻害する、項目39~46のいずれか一項に記載の方法。
(項目48)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともBMP10を阻害する、項目39~47のいずれか一項に記載の方法。
(項目49)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともActRIIAを阻害する、項目39~48のいずれか一項に記載の方法。
(項目50)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともActRIIBを阻害する、項目39~49のいずれか一項に記載の方法。
(項目51)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともALK4を阻害する、項目39~50のいずれか一項に記載の方法。
(項目52)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともALK5を阻害する、項目39~51のいずれか一項に記載の方法。
(項目53)
前記小分子または小分子の組合せが、少なくともALK7を阻害する、項目39~52のいずれか一項に記載の方法。
(項目54)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せである、項目2~21のいずれか一項に記載の方法。
(項目55)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともGDF8を阻害する、項目54に記載の方法。
(項目56)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともGDF11を阻害する、項目54または55に記載の方法。
(項目57)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともアクチビンを阻害する、項目54~56のいずれか一項に記載の方法。
(項目58)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともアクチビンAを阻害する、項目57に記載の方法。
(項目59)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともアクチビンBを阻害する、項目57または58に記載の方法。
(項目60)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともGDF3を阻害する、項目54~59のいずれか一項に記載の方法。
(項目61)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともBMP6を阻害する、項目54~60のいずれか一項に記載の方法。
(項目62)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともBMP10を阻害する、項目54~61のいずれか一項に記載の方法。
(項目63)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともBMP15を阻害する、項目54~62のいずれか一項に記載の方法。
(項目64)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともActRIIAを阻害する、項目54~63のいずれか一項に記載の方法。
(項目65)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともActRIIBを阻害する、項目54~64のいずれか一項に記載の方法。
(項目66)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともALK4を阻害する、項目54~65のいずれか一項に記載の方法。
(項目67)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともALK5を阻害する、項目54~66のいずれか一項に記載の方法。
(項目68)
前記ポリヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの組合せが、少なくともALK7を阻害する、項目54~67のいずれか一項に記載の方法。
(項目69)
前記患者に、肺高血圧症を処置するための追加的な活性薬剤および/または支持療法をさらに投与する工程を含む、項目1~68のいずれか一項に記載の方法。
(項目70)
肺高血圧症を処置するための前記追加的な活性薬剤および/または支持療法が、プロスタサイクリンおよびその誘導体(例えば、エポプロステノール、トレプロスチニル、およびイロプロスト);プロスタサイクリン受容体アゴニスト(例えば、セレキシパグ);エンドセリン受容体アンタゴニスト(例えば、thelin、アンブリセンタン、マシテンタン、およびボセンタン);カルシウムチャネル遮断薬(例えば、アムロジピン、ジルチアゼムおよびニフェジピン);抗凝固剤(例えば、ワーファリン);利尿剤;酸素治療;心房中隔開裂術;肺血栓内膜摘除術;ホスホジエステラーゼ5型阻害剤(例えば、シルデナフィルおよびタダラフィル);可溶性グアニル酸シクラーゼ活性化剤(例えば、シナシグアトおよびリオシグアト);ASK-1阻害剤(例えば、CIIA;SCH79797;GS-4997;MSC2032964A;3H-ナフト[1,2,3-デ]キニリン-2,7-ジオン、NQDI-1;2-チオキソ-チアゾリジン、5-ブロモ-3-(4-オキソ-2-チオキソ-チアゾリジン-5-イリデン)-1,3-ジヒドロ-インドール-2-オン);NF-κBアンタゴニスト(例えば、dh404、CDDO-エポキシド;2.2-ジフルオロプロピオンアミド;C28イミダゾール(CDDO-Im);2-シアノ-3,12-ジオキソオレアン-1,9-ジエン-28-オイック酸(CDDO);3-アセチルオレアノール酸;3-トリフルオロアセチルオレアノール酸;28-メチル-3-アセチルオレアナン;28-メチル-3-トリフルオロアセチルオレアナン;28-メチルオキシオレアノール酸;SZC014;SCZ015;SZC017;オレアノール酸のペグ化誘導体;3-O-(ベータ-D-グルコピラノシル)オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→2)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;3-O-[ベータ-D-グルコピラノシル-(1→2)-ベータ-D-グルコピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;3-O-[a-L-ラムノピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルクロノピラノシル]オレアノール酸;3-O-[アルファ-L-ラムノピラノシル-(1→3)-ベータ-D-グルクロノピラノシル]オレアノール酸28-O-ベータ-D-グルコピラノシルエステル;28-O-β-D-グルコピラノシル-オレアノール酸;3-O-β-D-グルコピラノシル(1→3)-β-D-グルコピラノシドウロン酸(CS1);オレアノール酸3-O-β-D-グルコピラノシル(1→3)-β-D-グルコピラノシドウロン酸(CS2);メチル3,11-ジオキソオレアン-12-エン-28-オレート(DIOXOL);ZCVI -2;ベンジル3-デヒドロ-オキシ-1,2,5-オキサジアゾロ[3’,4’:2,3]オレアノレート);肺および/または心臓移植からなる群から選択される、項目69に記載の方法。
(項目71)
前記患者にBMP9ポリペプチドを投与する工程を含む、項目2~70のいずれか一項に記載の方法。
(項目72)
前記BMP9ポリペプチドが、成熟BMP9ポリペプチドである、項目71に記載の方法。
(項目73)
前記BMP9ポリペプチドが、BMP9プロドメインポリペプチドを含む、項目71に記載の方法。
(項目74)
前記BMP9ポリペプチドが、医薬調製物として投与される、項目71~73のいずれか一項に記載の方法。
(項目75)
前記医薬調製物が、BMP9プロドメインポリペプチドをさらに含む、項目74に記載の方法。
(項目76)
前記BMP9ポリペプチドが、前記BMP9プロドメインポリペプチドに非共有結合により会合している、項目75に記載の方法。
(項目77)
前記医薬調製物が、BMP9プロドメインポリペプチドを実質的に含まないか、または含まない、項目74に記載の方法。
(項目78)
前記患者が、少なくとも25mmHg(例えば、25、30、35、40、45、または50mmHg)の安静時肺動脈圧(PAP)を有する、項目1~77のいずれか一項に記載の方法。
(項目79)
前記患者におけるPAPを低減する、項目1~78のいずれか一項に記載の方法。
(項目80)
前記患者におけるPAPを少なくとも3mmHg(例えば、少なくとも3、5、7、10、12、15、20、または25mmHg)低減する、項目79に記載の方法。
(項目81)
前記患者における肺血管抵抗を低減する、項目1~80のいずれか一項に記載の方法。
(項目82)
肺毛細管楔入圧を増加させる、項目1~81のいずれか一項に記載の方法。
(項目83)
左室拡張末期圧を増加させる、項目1~82のいずれか一項に記載の方法。
(項目84)
前記患者の運動能を増加させる、項目1~83のいずれか一項に記載の方法。
(項目85)
前記患者の6分間歩行距離を増加させる、項目84に記載の方法。
(項目86)
前記患者の6分間歩行距離を少なくとも10メートル(例えば、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100メートル、またはそれを超えて)増加させる、項目85に記載の方法。
(項目87)
前記患者のボルグ呼吸困難指数(BDI)を低減する、項目1~86のいずれか一項に記載の方法。
(項目88)
前記患者のBDIを、少なくとも0.5指数ポイント(例えば、少なくとも0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、または10指数ポイント)低減する、項目87に記載の方法。
(項目89)
前記患者が、世界保健機関によって認められる機能分類I度、II度、III度、またはIV度の肺高血圧症を有する、項目1~88のいずれか一項に記載の方法。
(項目90)
肺高血圧症機能分類の進行を予防または遅延させる(例えば、世界保健機関によって認められる機能分類I度からII度へ、II度からIII度へ、またはIII度からIV度への肺高血圧症の進行を予防または遅延させる)、項目89に記載の方法。
(項目91)
肺高血圧症機能分類の後退を促進または増加させる(例えば、世界保健機関によって認められるIV度からIII度へ、III度からII度へ、またはII度からI度への肺高血圧症の後退を促進または増加させる)、項目89に記載の方法。
(項目92)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ALK4ポリペプチドおよびActRIIBポリペプチドを含むヘテロ多量体である、項目2~91のいずれか一項に記載の方法。
(項目93)
前記ALK4ポリペプチドが、
a.配列番号100のアミノ酸24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、または34のうちのいずれか1つから始まり、配列番号100のアミノ酸101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、または126のうちのいずれか1つで終わるアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
b.配列番号100のアミノ酸34~101に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
c.配列番号100のアミノ酸24~126に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
d.配列番号101のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
e.配列番号105のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
から選択されるポリペプチドを含む、項目92に記載の方法。
(項目94)
前記ActRIIBポリペプチドが、
a.配列番号1のアミノ酸20、21、22、23、24、25、26、27、28、または29のうちのいずれか1つから始まり、配列番号1のアミノ酸109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、または134のうちのいずれか1つで終わるアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
b.配列番号1のアミノ酸29~109に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
c.配列番号1のアミノ酸25~131に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
d.配列番号2のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
e.配列番号3のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
f.配列番号5のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
g.配列番号6のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドから選択されるポリペプチドを含む、項目92または93に記載の方法。
(項目95)
前記ActRIIBポリペプチドが、配列番号1のL79に対応する位置に酸性アミノ酸を含まない、項目92~94のいずれか一項に記載の方法。
(項目96)
前記ALK4ポリペプチドが、相互作用ペアの第1または第2のメンバーを含む異種ドメインをさらに含む融合タンパク質である、項目92~95のいずれか一項に記載の方法。
(項目97)
前記ActRIIBポリペプチドが、相互作用ペアの第1または第2のメンバーを含む異種ドメインをさらに含む融合タンパク質である、項目92~96のいずれか一項に記載の方法。
(項目98)
前記異種ドメインが、Fc免疫グロブリンドメインである、項目96または97に記載の方法。
(項目99)
前記ALK4ポリペプチドおよび/またはActRIIBポリペプチドが、ヘテロ多量体形成を促進する1つまたは複数のアミノ酸修飾を含む、項目92~98のいずれか一項に記載の方法。
(項目100)
ALK4および/またはActRIIB融合タンパク質が、ALK4および/またはActRIIBドメインと前記異種ドメインとの間に位置するリンカードメインをさらに含む、項目96~99のいずれか一項に記載の方法。
(項目101)
前記リンカードメインが、TGGG(配列番号23)、TGGGG(配列番号21)、SGGGG(配列番号22)、GGGGS(配列番号25)、GGG(配列番号19)、GGGG(配列番号20)、およびSGGG(配列番号24)からなる群から選択される、項目100に記載の方法。
(項目102)
ALK4融合タンパク質が、
a.配列番号111のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
b.配列番号113のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
c.配列番号116のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
d.配列番号117のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
e.配列番号122のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
f.配列番号124のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
からなる群から選択されるポリペプチドを含む、項目92~96のいずれか一項に記載の方法。
(項目103)
前記ActRIIB融合タンパク質が、
a.配列番号108のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
b.配列番号110のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
c.配列番号114のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
d.配列番号115のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;
e.配列番号118のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド;および
f.配列番号120のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
からなる群から選択されるポリペプチドを含む、項目92~102のいずれか一項に記載の方法。
(項目104)
前記ALK4および/またはActRIIBポリペプチドまたは融合タンパク質が、グリコシル化アミノ酸、ペグ化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチン化アミノ酸、および脂質部分にコンジュゲートされたアミノ酸からなる群から選択される1つまたは複数のアミノ酸修飾を含む、項目92~103のいずれか一項に記載の方法。
(項目105)
前記ALK4および/またはActRIIBポリペプチドまたは融合タンパク質がグリコシル化されており、哺乳動物のグリコシル化パターンを有する、項目104に記載の方法。
(項目106)
前記ALK4および/またはActRIIBポリペプチドまたは融合タンパク質が、チャイニーズハムスター卵巣細胞株から得ることができるグリコシル化パターンを有する、項目105に記載の方法。
(項目107)
ヘテロ多量体が、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、およびBMP6からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合する、項目92~106のいずれか一項に記載の方法。
(項目108)
前記ヘテロ多量体が、アクチビンAに結合する、項目107に記載の方法。
(項目109)
前記ヘテロ多量体が、アクチビンA、アクチビンB、GDF11、GDF8、およびBMP6からなる群から選択される1つまたは複数のTGFβスーパーファミリーリガンドを阻害する、項目92~108のいずれか一項に記載の方法。
(項目110)
前記ヘテロ多量体が、アクチビンAを阻害する、項目109に記載の方法。
(項目111)
前記ヘテロ多量体が、BMP10、BMP9、およびGDF3からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合しないか、または実質的に結合しない、項目92~110のいずれか一項に記載の方法。
(項目112)
前記ヘテロ多量体が、対応するActRIIBホモ多量体と比較してより低いアフィニティーでBMP10、BMP9、またはGDF3のうちの1つまたは複数に結合する、項目92~110のいずれか一項に記載の方法。
(項目113)
前記ヘテロ多量体が、医薬調製物に存在する、項目92~112のいずれか一項に記載の方法。
(項目114)
前記医薬調製物が、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のALK4ホモ多量体を含む、項目113に記載の方法。
(項目115)
前記医薬調製物が、約10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%未満、または約1%未満のActRIIBホモ多量体を含む、項目113または114に記載の方法。
(項目116)
前記ヘテロ多量体が、ALK4:ActRIIBヘテロ二量体である、項目92~115のいずれか一項に記載の方法。
(項目117)
前記GDF/BMPアンタゴニストが、ActRIIAポリペプチドである、項目2~91のいずれか一項に記載の方法。
(項目118)
前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号9のアミノ酸21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30のうちのいずれか1つから始まり、配列番号9のアミノ酸110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、または135のうちのいずれか1つで終わるアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目117に記載の方法。
(項目119)
前記ポリペプチドが、
a.配列番号9の残基30~110に対応するアミノ酸の配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
b.配列番号10のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
c.配列番号11のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド
からなる群から選択される、項目1または118に記載の方法。
(項目120)
前記ポリペプチドが、免疫グロブリンのFcドメインをさらに含む融合タンパク質である、項目119に記載の方法。
(項目121)
前記免疫グロブリンの前記Fcドメインが、IgG1免疫グロブリンのFcドメインである、項目120に記載の方法。
(項目122)
Fc融合タンパク質が、ActRIIAポリペプチドドメインと前記免疫グロブリンの前記Fcドメインとの間に配置されるリンカードメインをさらに含む、項目120または121に記載の方法。
(項目123)
前記リンカードメインが、TGGG(配列番号23)、TGGGG(配列番号21)、SGGGG(配列番号22)、GGGGS(配列番号25)、GGG(配列番号19)、GGGG(配列番号20)、およびSGGG(配列番号24)からなる群から選択される、項目122に記載の方法。
(項目124)
前記ポリペプチドが、配列番号32のアミノ酸配列に、少なくとも70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一であるアミノ酸配列を含む、項目1、118、および119のいずれか一項に記載の方法。
(項目125)
前記ポリペプチドが、ホモ二量体タンパク質複合体の一部である、項目1~91および117~124のいずれか一項に記載の方法。
(項目126)
前記ポリペプチドがグリコシル化されている、項目1~91および117~125のいずれか一項に記載の方法。
(項目127)
前記ポリペプチドがチャイニーズハムスター卵巣細胞における発現によって得ることができるグリコシル化パターンを有する、項目1~91および117~125のいずれか一項に記載の方法。
(項目128)
前記患者における肺動脈圧を減少させる、項目1~127のいずれか一項に記載の方法。
(項目129)
前記患者における肺動脈圧を、少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる、項目128に記載の方法。
(項目130)
前記患者における心室肥大を減少させる、項目1~129のいずれか一項に記載の方法。
(項目131)
前記患者における心室肥大を、少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる、項目130に記載の方法。
(項目132)
前記患者における平滑筋肥大を減少させる、項目1~131のいずれか一項に記載の方法。
(項目133)
前記患者における平滑筋肥大を、少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる、項目132に記載の方法。
(項目134)
前記患者における肺細動脈筋性化を減少させる、項目1~133のいずれか一項に記載の方法。
(項目135)
前記患者における肺細動脈筋性化を、少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる、項目134に記載の方法。
(項目136)
前記患者における肺血管抵抗を減少させる、項目1~135のいずれか一項に記載の方法。
(項目137)
前記患者における肺血管抵抗を、少なくとも10%(例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、または少なくとも80%)減少させる、項目136に記載の方法。
(項目138)
前記患者が、肺動脈高血圧症を有し、世界保健機関の肺高血圧症機能分類システムに従う機能分類II度またはIII度の肺高血圧症を有する、項目1~137のいずれか一項に記載の方法。
(項目139)
前記患者が、特発性または遺伝性肺動脈高血圧症、薬物および/または毒素誘発性肺高血圧症、結合組織病に関連する肺高血圧症、およびシャント修復後少なくとも1年での先天性左右シャントに関連する肺高血圧症からなる群から選択される1つまたは複数のサブタイプとして分類される肺動脈高血圧症を有する、項目1~138のいずれか一項に記載の方法。
(項目140)
前記患者が、1つまたは複数の血管拡張剤によって処置されている、項目1~139のいずれか一項に記載の方法。
(項目141)
前記患者が、ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激剤、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、およびエンドセリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される1つまたは複数の薬剤によって処置されている、項目1~140のいずれか一項に記載の方法。
(項目142)
前記1つまたは複数の薬剤が、ボセンタン、シルデナフィル、ベラプロスト、マシテンタン、セレキシパグ、エポプロステノール、トレプロスチニル、イロプロスト、アンブリセンタン、およびタダラフィルからなる群から選択される、項目141に記載の方法。
(項目143)
1つまたは複数の血管拡張剤の投与をさらに含む、項目1~142のいずれか一項に記載の方法。
(項目144)
ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激剤、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、およびエンドセリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される1つまたは複数の薬剤の投与をさらに含む、項目1~143のいずれか一項に記載の方法。
(項目145)
前記1つまたは複数の薬剤が、ボセンタン、シルデナフィル、ベラプロスト、マシテンタン、セレキシパグ、エポプロステノール、トレプロスチニル、イロプロスト、アンブリセンタン、およびタダラフィルからなる群から選択される、項目143に記載の方法。
(項目146)
前記患者が150~400メートルの6分間歩行距離を有する、項目1~145のいずれか一項に記載の方法。
(項目147)
前記患者の6分間歩行距離を、少なくとも10メートル(例えば、少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、250、300、または400メートルを超えて)増加させる、項目1~146のいずれか一項に記載の方法。
(項目148)
前記患者が8g/dl超かつ15g/dl未満のヘモグロビンレベルを有する、項目1~147のいずれか一項に記載の方法。
(項目149)
肺動脈高血圧症の臨床的悪化を遅らせる、項目1~148のいずれか一項に記載の方法。
(項目150)
世界保健機関の肺高血圧症機能分類システムに従う肺高血圧症の臨床的悪化を遅らせる、項目149に記載の方法。
(項目151)
肺動脈高血圧症に関連する1つまたは複数の合併症による入院のリスクを低減する、項目1~150のいずれか一項に記載の方法。
(項目152)
前記ActRIIAポリペプチドが、アクチビンA、アクチビンB、およびGDF11からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合する、項目1~91および117~151のいずれか一項に記載の方法。
(項目153)
前記ActRIIAポリペプチドが、BMP10、GDF8、およびBMP6からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドにさらに結合する、項目152に記載の方法。

Claims (32)

  1. 患者において、肺動脈高血圧症を処置するための組成物であって、ActRIIAポリペプチドを含む融合タンパク質を含み、前記ActRIIAポリペプチドは、配列番号9の残基21~135に対応するアミノ酸配列に、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含み、前記融合タンパク質は、免疫グロブリンのFcドメインを含み、前記ポリペプチドがアクチビンおよび/またはGDF11に結合する、組成物。
  2. 前記患者が、少なくとも25mmHgの安静時肺動脈圧(PAP)を有する、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記組成物が前記患者におけるPAPを低減する、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記患者が、世界保健機関によって認められる機能分類II度またはIII度の肺高血圧症を有する、請求項1に記載の組成物。
  5. 前記組成物が、肺高血圧症機能分類の進行を予防または遅延させる、請求項4に記載の組成物。
  6. 前記ActRIIAポリペプチドが、
    a.配列番号9の残基21~135に対応するアミノ酸配列に、少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチド、および
    b.配列番号10のアミノ酸配列に、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチ
    らなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
  7. 前記免疫グロブリンの前記Fcドメインが、IgG1免疫グロブリンのFcドメインである、請求項1に記載の組成物。
  8. 前記ポリペプチドが、配列番号32にアミノ酸配列に、少なくとも90%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の組成物。
  9. 前記ポリペプチドがホモ二量体タンパク質複合体の一部である、請求項1に記載の組成物。
  10. 前記ポリペプチドがグリコシル化されている、請求項1に記載の組成物。
  11. 前記ActRIIAポリペプチドが、アクチビンA、アクチビンBおよびGDF11からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドに結合する、請求項1に記載の組成物。
  12. 前記ActRIIaポリペプチドが、BMP10、GDF8およびBMP6からなる群から選択される1つまたは複数のリガンドにさらに結合する、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記融合タンパク質が、前記ActRIIAポリペプチドと前記免疫グロブリンの前記Fcドメインとの間に位置するリンカードメインを含む、請求項1に記載の組成物。
  14. 前記リンカードメインが、TGGG(配列番号23)を含む、請求項13に記載の組成物。
  15. 前記ActRIIAポリペプチドが配列番号32のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の組成物。
  16. 前記組成物が、肺高血圧症を処置するための追加的な活性薬剤および/または支持療法と組み合わせて投与されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  17. 前記肺高血圧症を処置するための追加的な活性薬剤および/または支持療法が、プロスタサイクリンまたはその誘導体、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、エンドセリン受容体、カルシウムチャネル遮断薬、抗凝固剤、利尿剤、酸素治療、心房中隔開裂術、肺血栓内膜摘除術、ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ活性化剤、ASK-1阻害剤、NF-κBアンタゴニスト、ならびに肺および/または心臓移植からなる群から選択される、請求項16に記載の組成物。
  18. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号9の残基21~135に対応するアミノ酸配列に、少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含み、前記ActRIIAポリペプチドがアクチビンおよび/またはGDF11に結合する、請求項1に記載の組成物。
  19. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号9の残基30~110に対応するアミノ酸配列を含み、前記ActRIIAポリペプチドがアクチビンおよび/またはGDF11に結合する、請求項1に記載の組成物。
  20. 前記患者が、1つまたは複数の血管拡張剤によって処置されている、請求項1に記載の組成物。
  21. 前記患者が、ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激剤、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、およびエンドセリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される1つまたは複数の薬剤によって処置されている、請求項1に記載の組成物。
  22. 前記1つまたは複数の薬剤が、ボセンタン、シルデナフィル、ベラプロスト、マシテンタン、セレキシパグ、エポプロステノール、トレプロスチニル、イロプロスト、アンブリセンタン、およびタダラフィルからなる群から選択される、請求項2に記載の組成物。
  23. 前記組成物が1つまたは複数の血管拡張剤と組み合わせて投与されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  24. 前記組成物が、ホスホジエステラーゼ5型阻害剤、可溶性グアニル酸シクラーゼ刺激剤、プロスタサイクリン受容体アゴニスト、およびエンドセリン受容体アンタゴニストからなる群から選択される1つまたは複数の薬剤と組み合わせて投与されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  25. 前記1つまたは複数の薬剤が、ボセンタン、シルデナフィル、ベラプロスト、マシテンタン、セレキシパグ、エポプロステノール、トレプロスチニル、イロプロスト、アンブリセンタン、およびタダラフィルからなる群から選択される、請求項24に記載の組成物。
  26. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号9の残基21~135に対応するアミノ酸配列に、少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドである、請求項1に記載の組成物。
  27. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号9の残基21~135に対応するアミノ酸配列を含むポリペプチドである、請求項1に記載の組成物。
  28. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号10のアミノ酸配列に、少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドである、請求項1に記載の組成物。
  29. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号10のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、請求項1に記載の組成物。
  30. 前記融合タンパク質が、配列番号32のアミノ酸配列に、少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の組成物。
  31. 前記融合タンパク質が、配列番号32のアミノ酸配列に、少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の組成物。
  32. 前記ActRIIAポリペプチドが、配列番号9の残基21~135に対応するアミノ酸配列を含む、請求項31に記載の組成物。
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