JP7395485B2 - 骨折又は骨欠損の処置のためのグレムリン-1阻害剤 - Google Patents

骨折又は骨欠損の処置のためのグレムリン-1阻害剤 Download PDF

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Description

本発明は、骨折又は骨欠損の処置のための方法に関する。本発明は、部分的なギャップ欠損部(gap defect)における骨組織の治癒及び架橋を加速するための抗グレムリン-1抗体の有効な使用を開示し;グレムリン-1活性の阻害剤が、骨折非癒合を処置又は予防するための治療の改善をもたらし得ることを明らかにする。
骨折は、骨組織における破損又は亀裂であり、転倒又は衝撃など、外傷の結果であり得るが、骨の完全性に影響を及ぼす疾患の結果としても起こり得る。
非安定化骨折は軟骨内骨化の過程を通じて治癒し、これは血餅又は血腫の形成を通じて開始される。これは、免疫細胞及び周囲の骨格幹細胞集団を調整する炎症反応を伴う。血腫はその後、形質転換増殖因子ベータ(TGFβ)(Cho et al;2002)、線維芽細胞増殖因子(FGF)(Schmid et al;2009)及び骨形成タンパク質(BMP)(Yu et al;2010)を含む様々な増殖因子の作用を通じて、石灰化軟骨性仮骨で置き換えられる。破骨細胞及び骨芽細胞の作用を通じて、石灰化仮骨は線維性骨に置き換わる。最後のリモデリング段階は、線維性骨が層板骨に置き換わることを含む。患者の年齢及び疾患状態によって、この過程の完了には何年もかかり得る。
骨折は一般に、副木、ギプス又はブレースなどの支持体の使用を介して、安定化を通じて臨床的に処置される。複雑骨折を含む極端なケースでは、外科的介入が必要とされ得、骨に直接取り付けられる創内及び創外固定器の使用を含む。これらの処置を使用しても、患者のおよそ10%で組織修復過程が不十分であり(Einhorn et al;2014)、その結果、骨癒合遷延(骨折後6か月で癒合に至らない)又は非癒合という結果になる。非癒合は、3か月連続して骨折治癒所見が付随する放射線学的特徴を欠いており、9か月内で治癒が不完全であるものとして定義される(Buza et al;2016)。非癒合骨折及び重症骨欠損を修復するための現在の外科的技術は、利用可能な材料の量及び質の点で制限されることが多い。一般的に使用される処置は、自家又は同種間移植を含むが、これらには、それぞれドナー部位の病的状態(Goulet et al;1997)及び感染症(Bostrom et al;2005)のさらなるリスクがある。
骨欠損は、外傷又は疾患による骨の喪失である。
現在、骨折及び骨欠損の処置の改善に対する未だ対処されていない大きな医学的ニーズがある。従って、本発明の目的は、骨折又は骨欠損の処置のための新しい方法を提供することである。
本発明は、骨折又は骨欠損の処置での使用のためのグレムリン-1活性の阻害剤を提供する。本発明は、部分的なギャップ欠損部(gap defect)における骨組織の治癒及び架橋を加速するための抗グレムリン-1抗体の有効な使用を開示し;グレムリン-1活性の阻害剤が、骨折非癒合を処置又は予防するための治療の改善をもたらし得ることを明らかにする。
他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての科学及び技術用語は、当業者により一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書中で言及される刊行物は全て、参照により組み込まれる。
本明細書中に記載の実施形態のいずれも組み合わせ得ることが理解されよう。
本発明は、骨折又は骨欠損の処置での使用のためのグレムリン-1活性の阻害剤を提供する。本発明はまた、骨折又は骨欠損の処置のための医薬の製造のためのグレムリン-1活性の阻害剤の使用も提供する。本発明は、治療的有効量のグレムリン-1活性の阻害剤を投与することを含む、骨折又は骨欠損の処置のための方法をさらに提供する。
グレムリン-1(Drm及びCKTSF1B1としても知られる)は、(とりわけCerberus及びDanと共に)システインノット分泌タンパク質のDANファミリーの一部を形成する184アミノ酸の糖タンパク質である。グレムリンは、おそらくVEGFR2のアゴニズムを通じたものであろう血管新生促進の役割が明らかになっているのと同時に、BMP-2、4及び7に結合し、それらのシグナル伝達能を阻害する。グレムリン-1の主な役割は発生中であり、腎臓形成中及び肢芽形成中に重要である。
骨形成タンパク質(BMP)シグナル伝達は、軟骨内骨形成を制御することが知られており、グレムリン1(GREM1)は、BMP2、BMP4及びBMP7へのその結合を通じたこの経路の天然のアンタゴニストの1つである(Hsu et al;1998)。骨芽細胞におけるGREM1の条件的欠失の結果、BMPシグナル伝達/活性の鋭敏化が起こり、インビボでの骨形成が促進され(Gazzerro et al;2007)、一方で、同じ細胞型におけるコンディショナル過剰発現により、骨減少症及び自然骨折が引き起こされる(Gazzerro et al;2005)。さらに、グローバルノックアウトはBL6バックグラウンドで胚致死であるが、子の49%はC57BL/6/FVBの混合型の遺伝的背景で出生後24時間よりも長く生存し、発生上の骨格欠損が大量に存在した一方で、骨形成速度の上昇が観察され得た(Canalis et al;2012)。このGREM1の発生上の機能にもかかわらず、このタンパク質の阻害のみが出生後の骨折修復を促進することを示唆するデータはない。実際には、軟骨内骨形成は胚発生期の骨格形成の主要な機序であるが、細胞動員を調節する機序は、出生後の骨折修復と比較した場合、異なる過程である(Ferguson et al;1999)。炎症の役割は成人の骨修復における重要な因子として示されており、従って、骨格形成過程を制御する発生因子は、出生後の修復機序に対して単純に当てはめられ得ない。
本発明で使用される場合、グレムリン-1という用語は、典型的には、UniProtエントリーO60565(配列番号1)で示されるような配列を有する。グレムリン-1という用語は、以下のグレムリン-1ポリペプチドも指し得る:
(a)N末端シグナルペプチドを伴う又は伴わない配列番号1のアミノ酸配列を含むか又はそれからなる、即ち配列番号21で示されるような成熟ペプチド配列を含み得るか又はそれからなり得るもの;又は
(b)(配列番号21に示されるような)N末端シグナルペプチドを伴う又は伴わない配列番号1のアミノ酸配列に対して1つ以上のアミノ酸置換、修飾、欠失又は挿入を有する誘導体であり、配列番号20のアミノ酸配列など、グレムリン-1の活性を保持するもの。
(c)その変異体、このような変異体は、典型的には、配列番号1(又は配列番号20又は21)と少なくとも約60%、70%、80%、90%、91%、92%、93%、94%又は95%の同一性を(又は約96%、97%、98%又は99%の同一性さえも)保持する。言い換えれば、このような変異体は、配列番号1と約60%~約99%の同一性、適切には配列番号1と約80%~約99%の同一性、より適切には配列番号1と約90%~約99%の同一性、最も適切には配列番号1と約95%~約99%の同一性を保持し得る。変異体は以下でさらに記載する。
以下でさらに論じるように、残基番号は、典型的には、配列番号1の配列に基づいて引用される。しかし、残基の付番は、上で論じたように、当業者によって誘導体又は変異体配列に対して容易に当てはめられ得る。残基番号が引用される場合、本発明は、変異体又は誘導体配列上のこれらの残基も包含する。
発明者らは、ヒトグレムリン-1のみを、及びAb7326と呼ばれる抗体と複合体化して結晶化した(Fab断片)。グレムリン-1の結晶化により、BMP結合部位における推定残基を決定することが可能となった。さらに、アロステリック阻害抗体であるAb7326との結晶化により、抗体エピトープ中の残基を決定することが可能になった(国際公開第2018/115017A2号パンフレット)。このエピトープに結合する抗体は、骨折又は骨欠損の処置における治療薬としての可能性を有する。
グレムリン1活性の阻害剤
本発明によるグレムリン-1活性の阻害剤は、グレムリン-1の活性を低下させるか又は遮断する薬剤である。本発明による阻害剤は、グレムリン-1活性を部分的又は完全に阻害し得る。本発明での使用の阻害剤としては、グレムリン-1に若しくはグレムリン-1をコードする核酸分子に結合可能であるか又はグレムリン-1の発現を阻害可能である阻害剤が挙げられるが限定されない。このような阻害剤は、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、ペプチド模倣物、核酸(例えばDNA、RNA、アンチセンスRNA及びsiRNA)、炭水化物、脂質及び低分子であり得るが限定されない。
一実施形態では、グレムリン-1活性の阻害剤は、抗グレムリン-1抗体又はその機能的活性断片、変異体若しくは誘導体である。
本明細書中で言及される場合、「抗体」という用語は、抗体全体及び何らかの抗原結合断片(即ち「抗原結合部分」)又はその1本鎖を含む。抗体又は免疫グロブリンは、典型的には、ジスルフィド結合によって相互接続される少なくとも2本の重(H)鎖及び2本の軽(L)鎖を含む糖タンパク質、又はその抗原結合部分を指す。各重鎖は、重鎖可変領域(本明細書中ではHCVR又はVと省略)及び重鎖定常領域から構成される。各軽鎖は、軽鎖可変領域(本明細書中ではLCVR又はVと省略)及び軽鎖定常領域から構成される。重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。V領域及びV領域は、相補性決定領域(CDR)と呼ばれる超可変性の領域にさらに細分化され得、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる、より保存されている領域が散在する。
抗体の定常領域は、免疫系の様々な細胞(例えばエフェクター細胞)及び古典的補体系の第1の成分(C1q)を含む、宿主組織又は因子への免疫グロブリンの結合に介在し得る。
本発明での使用のための抗体は、モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体であり得、典型的にはモノクローナル抗体である。本発明での使用のための抗体は、キメラ抗体、CDR移植抗体、ナノボディ、ヒト若しくはヒト化抗体又はそのいずれかの抗原結合部分であり得る。
ポリクローナル抗体は、関心のある抗原での適切な動物の免疫付与など、通常の方法により作製し得る。その後、動物から血液を採取し得、免疫グロブリン分画を精製する。
グレムリン-1に対する抗体は、動物の免疫付与が必要である場合、周知の及び通常のプロトコールを使用して、動物、例えば非ヒト動物にそのポリペプチドを投与することによって得られ得、例えばHandbook of Experimental Immunology,D.M.Weir(ed.),Vol 4,Blackwell Scientific Publishers,Oxford,England,1986)を参照のこと。ウサギ、マウス、ラット、ヒツジ、ヤギ、ウシ、ラクダ、ラマ又はブタなどの多くの温血動物に免疫付与し得る。しかし、ウサギ、マウス及びラットが一般的に最適である。
モノクローナル抗体は、ハイブリドーマ技術(Kohler&Milstein,1975,Nature,256:495-497)、トリオーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor et al.,1983,Immunology Today,4:72)及びEBV-ハイブリドーマ技術(Cole et al.,Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,pp77-96,Alan R Liss,Inc.,1985)などの当技術分野で公知のいずれかの方法によって調製され得る。
本発明での使用のための抗体はまた、例えばBabcook,J.et al.,1996,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93(15):7843-7848l;国際公開第92/02551号パンフレット;国際公開第2004/051268号パンフレット及び同第2004/106377号パンフレットに記載の方法により、特異的抗体の産生について選択される1個のリンパ球から作製された免疫グロブリン可変領域cDNAをクローニングし、発現させることによって、単リンパ球抗体法を使用して作製され得る。
本発明での使用のための抗体はまた、当技術分野で公知の様々なファージディスプレイ法を使用して作製され得、Brinkman et al.(J.Immunol.Methods,1995,182:41-50),Ames et al.(J.Immunol.Methods,1995,184:177-186),Kettleborough et al.(Eur.J.Immunol.1994,24:952-958),Persic et al.(Gene,1997 187 9-18),Burton et al.(Advances in Immunology,1994,57:191-280)及び国際公開第90/02809号パンフレット;同第91/10737号パンフレット;同第92/01047号パンフレット;同第92/18619号パンフレット;同第93/11236号パンフレット;同第95/15982号パンフレット;同第95/20401号パンフレット;及び米国特許第5,698,426号明細書;同第5,223,409号明細書;同第5,403,484号明細書;同第5,580,717号明細書;同第5,427,908号明細書;同第5,750,753号明細書;同第5,821,047号明細書;同第5,571,698号明細書;同第5,427,908号明細書;同第5,750,753号明細書;同第5,821,047号明細書;同第5,571,698号明細書;同第5,427,908号明細書;同第5,516,637号明細書;同第5,780,225号明細書;同第5,658,727号明細書;同第5,733,743号明細書及び同第5,969,108号明細書により開示されるものを含む。
完全ヒト抗体は、重鎖及び軽鎖の両方の可変領域及び定常領域(存在する場合)が全てヒト起源であるか、又はヒト起源の配列と実質的に同一であるが必ずしも同じ抗体に由来するわけではない抗体である。完全ヒト抗体の例としては、例えば欧州特許第0546073号明細書、米国特許第5,545,806号明細書、同第5,569,825号明細書、同第5,625,126号明細書、同第5,633,425号明細書、同第5,661,016号明細書、同第5,770,429号明細書、欧州特許第0438474号明細書及び同第0463151号明細書中の一般用語に記載のように、例えば上記のファージディスプレイ法により産生される抗体及びマウス免疫グロブリン可変及び場合によっては定常領域遺伝子がそれらのヒト対応物により置換されているマウスにより産生される抗体が挙げられ得る。
或いは、本発明による抗体は、非ヒト哺乳動物に対してグレムリン-1免疫原で免疫付与し;この哺乳動物からの抗体調製物を得て;グレムリン-1を認識するモノクローナル抗体をそこから生じさせることを含む方法によって作製し得る。
本発明での使用のための抗体分子は、完全長の重鎖及び軽鎖、又はその断片若しくは抗原結合部分を有する完全な抗体分子を含み得る。抗体の「抗原結合部分」という用語は、抗原に選択的に結合する能力を保持する抗体の1つ以上の断片を指す。抗体の抗原結合機能は、完全長抗体の断片によって果たされ得ることが示されている。抗体及びその断片及び抗原結合部分は、Fab、修飾Fab、Fab’、修飾Fab’、F(ab’)、Fv、単一ドメイン抗体(例えばVH又はVL又はVHH)、scFv、2価、3価又は4価の抗体、Bis-scFv、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ及び上記のいずれかのエピトープ結合断片であり得るが限定されない(例えば、Holliger and Hudson,2005,Nature Biotech.23(9):1126-1136;Adair and Lawson,2005,Drug Design Reviews-Online 2(3),209-217参照)。これらの抗体断片を作製及び製造するための方法は当技術分野で周知である(例えばVerma et al.,1998,Journal of Immunological Methods,216,165-181参照)。本発明での使用のための他の抗体断片としては、国際公開第2005/003169号パンフレット、同第2005/003170号パンフレット及び同第2005/003171号パンフレットに記載のFab及びFab’断片及び国際公開第2009/040562号パンフレットに記載のFab-dAb断片が挙げられる。多価抗体は、複数の特異性を含み得るか、又は単特異性であり得る(例えば国際公開第92/22853号パンフレット及び同第2005/113605号パンフレットを参照)。これらの抗体断片は、当業者にとって公知の従来の技術を使用して得られ得、断片は、インタクトな抗体と同じように有用性についてスクリーニングされ得る。
一例では、本発明での使用のための機能的活性抗体断片は、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv又はscFvである。
本発明での使用のための抗体分子の定常領域ドメインは、存在する場合、必要とされ得るエフェクター機能を考慮して選択され得る。例えば定常領域ドメインは、ヒトIgA、IgD、IgE、IgG又はIgMドメインであり得る。特に、抗体エフェクター機能が必要とされる場合、特にIgG1及びIgG3アイソタイプのヒトIgG定常領域ドメインが使用され得る。或いは、抗体エフェクター機能が必要とされない場合は、IgG2及びIgG4アイソタイプが使用され得る。一例では、アイソタイプは、Angal S.et al,Mol Immunol,Vol 30(1),p105-108,1993に記載のようなIgG4Pである。
本発明での使用のための抗体は、(a)関心のある免疫グロブリン遺伝子に対してトランスジェニック又はトランスクロモソーマルである動物(例えばマウス)又はそこから調製されるハイブリドーマから単離される抗体、(b)例えば遺伝子移入体から関心のある抗体を発現するように形質転換される宿主細胞から単離される抗体、(c)組み換え、コンビナトリアル抗体ライブラリから単離される抗体及び(d)他のDNA配列に対して免疫グロブリン遺伝子配列のスプライシングを含む何らかの他の手段により調製、発現、作製又は単離される抗体など、組み換え手段により、調製、発現、作製又は単離され得る。
本発明での使用のための抗体は、ヒト抗体又はヒト化抗体であり得る。本明細書中で使用される場合、「ヒト抗体」という用語は、フレームワーク及びCDR領域の両方がヒト生殖系列免疫グロブリン配列に由来する可変領域を有する抗体を含むものとする。さらに、抗体が定常領域を含有する場合、定常領域もヒト生殖系列免疫グロブリン配列に由来する。本発明での使用のためのヒト抗体は、ヒト生殖系列免疫グロブリン配列によってコードされないアミノ酸残基(例えば、インビトロでのランダム若しくは部位特異的突然変異誘発によって、又はインビボでの体細胞突然変異によって導入される突然変異)を含み得る。しかし、本明細書中で使用される「ヒト抗体」という用語は、マウスなどの別の哺乳動物種の生殖系列に由来するCDR配列がヒトフレームワーク配列上に移植された抗体を含むことを意図しない。
このようなヒト抗体は、ヒトモノクローナル抗体であり得る。このようなヒトモノクローナル抗体は、不死化細胞に融合したヒト重鎖導入遺伝子及び軽鎖導入遺伝子を含むゲノムを有する、トランスジェニック非ヒト動物、例えばトランスジェニックマウスから得られたB細胞を含むハイブリドーマによって産生され得る。
ヒト抗体は、ヒトリンパ球のインビトロ免疫付与、続くエプスタインバーウイルスでのリンパ球の形質転換によって調製され得る。
「誘導体」という用語は、抗体の何らかの修飾形態、例えば、抗体及び別の薬剤又はエフェクター分子の複合物を指す。
エフェクター分子は、単一のエフェクター分子、又は本発明での使用のための抗体に連結され得る単一の部分を形成するように連結された2つ以上のそのような分子を含み得る。エフェクター分子に連結された抗体断片を得ることが所望される場合、これは、抗体断片が直接又はカップリング剤を介するかのいずれかで、エフェクター分子に連結される標準的な化学的又は組み換えDNA手順により調製され得る。このようなエフェクター分子を抗体に複合化するための技術は、当技術分野で周知である(Hellstrom et al.,Controlled Drug Delivery,2nd Ed.,Robinson et al.,eds.,1987,pp.623-53;Thorpe et al.,1982,Immunol.Rev.,62:119-58及びDubowchik et al.,1999,Pharmacology and Therapeutics,83,67-123を参照)。特定の化学的手順としては、例えば国際公開第93/06231号パンフレット、同第92/22583号パンフレット、同第89/00195号パンフレット、同第89/01476号パンフレット及び同第2003/031581号パンフレットに記載されているものが挙げられる。或いは、エフェクター分子がタンパク質又はポリペプチドである場合、結合は、例えば、国際公開第86/01533号パンフレット及び欧州特許第0392745号明細書に記載されるような組み換えDNA手順を使用して達成され得る。
エフェクター分子は、インビボでの抗体の半減期を延長させ、及び/又は抗体の免疫原性を減少させ、及び/又は免疫系への上皮障壁を横切る抗体の送達を促進し得る。このタイプの適切なエフェクター分子の例としては、ポリマー、アルブミン、アルブミン結合タンパク質又は国際公開第2005/117984号パンフレットに記載のものなどのアルブミン結合化合物が挙げられる。
「ヒト化抗体」という用語は、マウスなどの別の哺乳動物種の生殖系列に由来するCDR配列がヒトフレームワーク配列上に移植された、CDR移植抗体分子を指すものとする。さらなるフレームワーク領域の修飾は、ヒトフレームワーク配列内でなされ得る。
本明細書中で使用される場合、「CDR移植抗体分子」という用語は、重鎖及び/又は軽鎖が、アクセプター抗体(例えばヒト抗体)の重鎖及び/又は軽鎖可変領域フレームワークに移植されるドナー抗体(例えばマウス又はラットのモノクローナル抗体)からの1つ以上のCDR(必要に応じて1つ以上の修飾CDRを含む)を含有する、抗体分子を指す。概説については、Vaughan et al,Nature Biotechnology,16,535-539,1998を参照のこと。一実施形態では、CDR全体が移されるのではなく、本明細書中で上述したCDRのいずれか1つからの特異性決定残基の1つ以上のみがヒト抗体フレームワークに移される(例えばKashmiri et al.,2005,Methods,36,25-34を参照)。一実施形態では、本明細書中で上述した1つ以上のCDRからの特異性決定残基のみがヒト抗体フレームワークに移される。別の実施形態では、本明細書中で上述した各CDRからの特異性決定残基のみがヒト抗体フレームワークに移される。
CDR又は特異性決定残基が移植される場合、マウス、霊長類及びヒトのフレームワーク領域を含む、CDRが由来するドナー抗体のクラス/タイプを考慮して、何らかの適切なアクセプター可変領域フレームワーク配列が使用され得る。適切には、本発明での使用のためのCDR移植抗体は、ヒトアクセプターフレームワーク領域並びに1つ以上のCDR又は上記の特異性決定残基を含む可変ドメインを有する。従って、一実施形態では、可変ドメインがヒトアクセプターフレームワーク領域及び非ヒトドナーCDRを含む、中和CDR移植抗体が提供される。
本発明で使用され得るヒトフレームワークの例は、KOL、NEWM、REI、EU、TUR、TEI、LAY及びPOMである(Kabat et al,上記)。例えば、KOL及びNEWMは重鎖に対して使用され得、REIは軽鎖に対して使用され得、EU、LAY及びPOMは重鎖及び軽鎖の両方に対して使用され得る。或いは、ヒト生殖系列配列を使用し得;これらは、例えば、http://www.vbase2.org/(Retter et al,Nucl.Acids Res.(2005)33(supplement 1),D671-D674を参照)で利用可能である。
本発明での使用のためのCDR移植抗体では、アクセプター重鎖及び軽鎖は必ずしも同じ抗体に由来する必要はなく、必要に応じて異なる鎖に由来するフレームワーク領域を有する複合鎖を含み得る。
また、本発明での使用のためのCDR移植抗体において、フレームワーク領域は、アクセプター抗体の場合と全く同じ配列である必要はない。例えば、稀な残基は、そのアクセプター鎖のクラス又はタイプについてより頻繁に発生する残基に変更し得る。或いは、アクセプターフレームワーク領域の選択残基は、それらがドナー抗体における同じ位置で見られる残基に対応するように変更され得る(Reichmann et al.,1998,Nature,332,323-324を参照)。このような変化は、ドナー抗体の親和性を回復させるのに必要な最小限のものに維持されるべきである。変更する必要があり得るアクセプターフレームワーク領域における残基を選択するためのプロトコールは、国際公開第91/09967号パンフレットに記載される。
抗体が様々な翻訳後修飾を受け得ることもまた当業者により理解されよう。これらの修飾のタイプ及び程度は、抗体を発現させるために使用される宿主細胞株並びに培養条件に依存することが多い。このような修飾は、グリコシル化、メチオニン酸化、ジケトピペラジン形成、アスパラギン酸異性化及びアスパラギン脱アミド化における変化を含み得る。高頻度の修飾は、カルボキシペプチダーゼの作用による、カルボキシ末端塩基性残基(リジン又はアルギニンなど)の喪失である(Harris,RJ.Journal of Chromatography 705:129-134,1995に記載のとおり)。
一実施形態では、抗体重鎖はCH1ドメインを含み、抗体軽鎖はカッパ又はラムダのいずれかのCLドメインを含む。
抗体又は断片などの生体分子は、酸性及び/又は塩基性の官能基を含有し、それにより分子に正又は負の正味電荷を与える。全体の「観察された」電荷の量は、実体の絶対アミノ酸配列、3D構造における荷電基の局所環境及び分子の環境条件に依存する。等電点(pI)は、特定の分子又は表面が正味電荷を帯びないpHである。一実施形態では、本開示による抗体又は断片は、少なくとも7の等電点(pI)を有する。一実施形態では、抗体又は断片は、8.5、8.6、8.7、8.8又は9など、少なくとも8の等電点を有する。一実施形態では、抗体のpIは8である。**ExPASY http://www.expasy.ch/tools/pi_tool.html(Walker,The Proteomics Protocols Handbook,Humana Press(2005),571-607参照)などのプログラムを使用して、抗体又は断片の等電点を予測し得る。
本発明での使用のための抗体は、配列番号4~6(それぞれHCDR1/HCDR2/HCDR3)の少なくとも1つ、少なくとも2つ又は3つ全ての重鎖CDR配列を含み得る。これらは、Kabat法を使用して決定されるように例のAb7326抗体のHCDR1/HCDR2/HCDR3配列である。
CDR配列を決定するためのKabat及びChothia法は、当技術分野(並びに他の技術)で周知である。CDR配列は、何らかの適切な方法を使用して決定され得、本発明では、Kabatが通常使用されるが、一方で他の技術も同様に使用され得る。現在の例において、配列番号3は、Chothia&Kabat定義の組み合わせを使用して決定される場合のAb7326 HCDR1配列を提示する。
本発明での使用のための抗体は、配列番号7~9(それぞれLCDR1/LCDR2/LCDR3)の少なくとも1つ、少なくとも2つ又は3つ全ての軽鎖CDR配列を含み得る。これらは、Kabat法を使用したAb7326のLCDR1/LCDR2/LCDR3配列である。
一実施形態では、本抗体は、少なくとも配列番号6のHCDR3配列を含む。
典型的には、本抗体は、配列番号4~6から選択される少なくとも1つの重鎖CDR配列及び配列番号7~9から選択される少なくとも1つの軽鎖CDR配列を含む。本抗体は、配列番号4~6から選択される少なくとも2つの重鎖CDR配列及び配列番号7~9から選択される少なくとも2つの軽鎖CDR配列を含み得る。本抗体は、典型的には、配列番号4~6の3つ全ての重鎖CDR配列(それぞれHCDR1/HCDR2/HCDR3)及び配列番号7~9の3つ全ての軽鎖CDR配列(それぞれLCDR1/LCDR2/LCDR3)を含む。本抗体は、キメラ、ヒト又はヒト化抗体であり得る。
本抗体は、配列番号10又は12の重鎖可変領域(HCVR)配列(Ab7326変異体1及び2のHCVR)を含み得る。本抗体は、配列番号11又は13の軽鎖可変領域(LCVR)配列(Ab7326変異体1及び2のLCVR)を含み得る。本抗体は、好ましくは、配列番号10又は12の重鎖可変領域配列及び配列番号11又は13の軽鎖可変領域配列(特に配列番号10/11又は12/13のHCVR/LVCR対)を含む。
Ab7326変異体1及び2は、重鎖可変領域中の1個のアミノ酸及び軽鎖可変領域中の1個のアミノ酸が次のように異なる:
・重鎖可変領域変異体1は、位置6にグルタミン酸(E)を有する(配列番号10)
・重鎖可変領域変異体2は、位置6にグルタミン(Q)を有する(配列番号12)
・軽鎖可変領域変異体1は位置7にセリン(S)を有する(配列番号11)
・軽鎖可変領域変異体2は位置7にスレオニン(T)を有する(配列番号13)
従って、一実施形態では、本抗体は、配列番号10の重鎖可変領域(HCVR)配列を含み、位置6のグルタミン酸残基がグルタミン残基(E6Q)で置換され;ここで残基付番は配列番号10に従う。
一実施形態では、本抗体は、配列番号12の重鎖可変領域(HCVR)配列を含み、位置6のグルタミン残基がグルタミン酸残基で置換され(Q6E);ここで、残基付番は配列番号12に従う。
一実施形態では、本抗体は、配列番号11の軽鎖可変領域(LCVR)配列を含み、位置7のセリン残基がスレオニン残基で置換され(S7T);ここで、残基付番は配列番号11に従う。
一実施形態では、本抗体は、配列番号13の軽鎖可変領域(LCVR)配列を含み、位置7のスレオニン残基がセリン残基で置換され(T7S);ここで、残基付番は配列番号13に従う。
一実施形態では、本抗体は、HCDR1に対する配列番号3又は4の配列、HCDR2に対する配列番号5の配列、HCDR3に対する配列番号6の配列、LCDR1に対する配列番号7の配列、LCDR2に対する配列番号8の配列、及びLCDR3に対する配列番号9の配列を含み;ここで重鎖可変領域は、配列番号10の配列に対して少なくとも95%の同一性(例えば、少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の同一性)を有する配列を含み、軽鎖可変領域は、配列番号11の配列に対して少なくとも95%の同一性(例えば、少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の同一性)を有する配列を含む。
一実施形態では、本抗体は、HCDR1に対する配列番号3又は4の配列、HCDR2に対する配列番号5の配列、HCDR3に対する配列番号6の配列、LCDR1に対する配列番号7の配列、LCDR2に対する配列番号8の配列、及びLCDR3に対する配列番号9の配列を含み;ここで重鎖可変領域は、配列番号12の配列に対して少なくとも95%の同一性(例えば、少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の同一性)を有する配列を含み、軽鎖可変領域は、配列番号13の配列に対して少なくとも95%の同一性(例えば、少なくとも95%、96%、97%、98%又は99%の同一性)を有する配列を含む。
本抗体は、
配列番号14マウス全長IgG1重鎖変異体1又は
配列番号28マウス全長IgG1重鎖変異体2又は
配列番号30ヒト全長IgG1重鎖変異体1又は
配列番号16ヒト全長IgG1重鎖変異体2又は
配列番号22ヒト全長IgG4P重鎖変異体1又は
配列番号34ヒト全長IgG4P重鎖変異体2、又は
配列番号18 Fab重鎖変異体1又は
配列番号32 Fab重鎖変異体2
の重鎖(H鎖)配列を含み得る。
本抗体は、
配列番号15マウス全長IgG1軽鎖変異体1又は
配列番号29マウス全長IgG1軽鎖変異体2又は
配列番号31ヒト全長IgG1軽鎖変異体1又は
配列番号17ヒト完全長IgG1軽鎖変異体2又は
配列番号23ヒト全長IgG4P軽鎖変異体1又は
配列番号35ヒト全長IgG4P軽鎖変異体2又は
配列番号19 Fab軽鎖変異体1又は
配列番号33 Fab軽鎖変異体2
の軽鎖(L鎖)配列を含み得る。
一例では、本抗体は、
配列番号14/15マウス全長IgG1変異体1又は
配列番号28/29マウス全長IgG1変異体2又は
配列番号30/31ヒト全長IgG1変異体1又は
配列番号16/17ヒト全長IgG1変異体2又は
配列番号22/23ヒト全長IgG4P変異体1又は
配列番号34/35ヒト全長IgG4P変異体2又は
配列番号18/19 Fab軽鎖変異体1又は
配列番号32/33 Fab軽鎖変異体2
の重鎖/軽鎖配列対を含む。
対応する配列の変異形は入れ替えられ得る。例えば、本抗体は、
配列番号14/29マウス全長IgG1重鎖変異体1/軽鎖変異体2、又は
配列番号28/15マウス全長IgG1重鎖変異体2/軽鎖変異体1、又は
配列番号30/17ヒト全長IgG1重鎖変異体1/軽鎖変異型体2、又は
配列番号16/31ヒト全長IgG1重鎖変異体2/軽鎖変異体1、又は
配列番号22/35ヒト全長IgG4P重鎖変異体1/軽鎖変異体2、又は
配列番号34/23ヒト全長IgG4P重鎖変異体2/軽鎖変異体1、又は
配列番号18/33Fab重鎖変異体1/軽鎖変異体2、又は
配列番号32/19Fab重鎖変異体2/軽鎖変異体1
の重鎖/軽鎖配列対を含み得る。
本抗体は、キメラ、ヒト又はヒト化抗体であり得る。
或いは、本抗体は、上に列挙した特定の配列の1つの変異体であり得るか、又はそれを含み得る。例えば、変異体は、上記のアミノ酸配列のいずれかの置換、欠失又は付加変異体であり得る。
変異抗体は、上記で論じた特定の配列からの、1、2、3、4、5個、最大10個、最大20個又はそれを超える(典型的には最大50個まで)アミノ酸置換及び/又は欠失を含み得る。「欠失」変異体は、個々のアミノ酸の欠失、2、3、4又は5個のアミノ酸などのアミノ酸の小さな群の欠失、又は特定のアミノ酸ドメインの欠失などのより大きなアミノ酸領域の欠失又は他の特性を含み得る。「置換」変異体は、典型的には、1つ以上のアミノ酸を同じ数のアミノ酸で置換し、保存的アミノ酸置換をなすことを含む。例えば、アミノ酸は、同様の特性を有する代替アミノ酸、例えば、別の塩基性アミノ酸、別の酸性アミノ酸、別の中性アミノ酸、別の荷電アミノ酸、別の親水性アミノ酸、別の疎水性アミノ酸、別の極性アミノ酸、別の芳香族アミノ酸又は別の脂肪族アミノ酸で置換され得る。適切な置換基を選択するために使用し得る20種類の主要なアミノ酸のいくつかの特性は次のとおりである:
「誘導体」又は「変異体」は一般に、天然アミノ酸の代わりに、配列中に出現するアミノ酸がその構造類似体であるものを含む。配列で使用されるアミノ酸はまた、誘導体化又は修飾され得、例えば標識され得、これによって抗体の機能の提供に著しく悪影響が及ぼされることはない。
上記のような誘導体及び変異体は、抗体の合成中、又は作製後の修飾によって、又は抗体が、核酸の、部位特異的突然変異誘発、ランダム突然変異誘発又は酵素的切断及び/又はライゲーションの既知の技術を使用した組み換え形態である場合に、調製され得る。
変異抗体は、本明細書中で開示されるアミノ酸配列(特にHCVR/LCVR配列及びH-及びL-鎖配列)に対して、約60%を超える、又は約70%を超える、例えば75又は80%を超える、典型的には約85%を超える、例えば約90又は95%を超えるアミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を有し得る。さらに、本抗体は、これらの配列に対して開示される正しいCDRを保持しながら、本明細書中で開示されるHCVR/LCVR配列及びH-及びL-鎖配列に対して、約60%を超える、又は約70%を超える、例えば75又は80%、典型的には約85%を超える、例えば約90又は95%を超えるアミノ酸同一性を有する変異体であり得る。変異体は、(一部の状況では正確なCDRを保持しながら)本明細書中で開示されるHCVR/LCVR配列に対して、及びH-及びL-鎖配列に対して、少なくとも約90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%の同一性を保持し得る。
変異体は、典型的には、約60%~約99%の同一性、約80%~約99%の同一性、約90%~約99%の同一性又は約95%~約99%の同一性を保持する。このレベルのアミノ酸同一性は、全長ポリペプチドのサイズに依存して、関連する配列番号の配列の全長にわたって、又は配列の一部にわたって、例えば、約20、30、50、75、100、150、200個又はそれを超えるアミノ酸にわたって見られ得る。
アミノ酸配列に関連して、「配列同一性」とは、以下のパラメータを用いてClustalW(Thompson et al.,1994、上記)を使用して評価した場合に明記される値を有する配列を指す:
ペアワイズアライメントパラメータ-方法:accurate、行列:PAM、ギャップオープンペナルティ:10.00、ギャップ伸長ペナルティ:0.10;
複数のアライメントパラメータ-行列:PAM、ギャップオープンペナルティ:10.00、%アイデンティティー・フォー・ディレイ(identity for delay):30、ペナライズ・エンド・ギャップ(penalize end gaps):on、ギャップ分離距離:0、負行列:no、ギャップ伸長ペナルティ:0.20、残基固有ギャップペナルティ:on、親水性ギャップペナルティ:on、親水性残基:GPSNDQEKR。特定の残基での配列同一性は、単純に誘導体化されている同一の残基を含むものとする。
従って、これらの鎖の機能又は活性を維持する特定の配列及び誘導体及び変異体を有する抗体が本発明での使用のために提供される。
本明細書中で使用される場合、「誘導体」は、反応性誘導体、例えばマレイミドなどのチオール選択的反応基を含むものとする。反応基は、直接又はリンカーセグメントを介してポリマーに連結され得る。このような基の残基は、一部の例では、抗体断片とポリマーとの間の連結基として生成物の一部を形成することが理解されよう。
ポリマーは、合成又は天然ポリマー、例えば場合によっては置換される直鎖又は分岐鎖ポリアルキレン、ポリアルケニレン又はポリオキシアルキレンポリマー又は分岐若しくは非分岐多糖、例えばホモ若しくはヘテロ多糖であり得る。
合成ポリマー上に存在し得る特異的な任意の置換基は、1つ以上のヒドロキシ、メチル又はメトキシ基を含む。
合成ポリマーの具体例としては、場合によっては置換される直鎖又は分岐鎖ポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレングリコール)ポリ(ビニルアルコール)又はその誘導体、特に場合によっては置換されるポリ(エチレングリコール)、例えばメトキシポリ(エチレングリコール)又はその誘導体などが挙げられる。
具体的な天然ポリマーとしては、ラクトース、アミロース、デキストラン、グリコーゲン又はそれらの誘導体が挙げられる。
ポリマーのサイズは、必要に応じて変化させ得るが、一般的には500Da~50000Da、例えば5000~40000Da、例えば20000~40000Daの平均分子量の範囲である。ポリマーのサイズは特に、例えば特定の組織に局在する能力又は循環半減期を延長する能力など、生成物の使用目的に基づいて選択され得る(概説については、Chapman,2002,Advanced Drug Delivery Reviews,54,531-545を参照)。従って、例えば、生成物が循環から出て組織に浸透することを目的とする場合、例えば、5000Da前後の分子量を有する低分子量ポリマーを使用することが有利であり得る。生成物が循環中に残留する用途の場合、例えば20000Da~40000Daの範囲の分子量を有する、より高分子量のポリマーを使用することが有利であり得る。
適切なポリマーとしては、ポリ(エチレングリコール)又は、特に、メトキシポリ(エチレングリコール)若しくはその誘導体などのポリアルキレンポリマー及び特に約15000Da~約40000Daの範囲の分子量を有するものが挙げられる。
一例では、本発明での使用のための抗体は、ポリ(エチレングリコール)(PEG)部分に連結される。1つの特定の例では、本抗体は抗体断片であり、PEG分子は、抗体断片に位置する何らかの利用可能なアミノ酸側鎖又は末端アミノ酸官能基、例えば何らかの遊離アミノ、イミノ、チオール、ヒドロキシル又はカルボキシル基を通じて連結され得る。このようなアミノ酸は、抗体断片に天然に存在し得るか又は、組み換えDNA法を使用して断片へと改変され得る(例えば米国特許第5,219,996号明細書、同第5,667,425号明細書、国際公開第98/25971号パンフレット、国際公開第2008/038024号パンフレットを参照)。一例において、抗体分子は、修飾されたFab断片であり、ここで、修飾は、エフェクター分子の連結を可能にするためのその重鎖のC末端への1つ以上のアミノ酸の付加である。適切には、さらなるアミノ酸は、エフェクター分子が連結され得る1つ以上のシステイン残基を含有する修飾ヒンジ領域を形成する。2つ以上のPEG分子を連結するために複数の部位を使用し得る。
抗体は、H鎖/L鎖、HCVR/LCVR又はCDR配列に関して上記で定義したものに対して、グレムリン-1への結合に競合し得るか又はそれと同じエピトープに結合し得る。特に、抗体は、配列番号4/5/6/7/8/9のHCDR1/HCDR2/HCDR3/LCDR1/LCDR2/LCDR3配列の組み合わせを含む抗体とグレムリン-1への結合に対して競合し得るか、又はそれと同じエピトープに結合し得る。抗体は、配列番号10/11若しくは12/13のHCVR及びLCVR配列対又は配列番号14/15若しくは16/17の全長鎖を含む抗体とグレムリン-1への結合に対して競合し得るか、又はそれらと同じエピトープに結合し得る。
「エピトープ」は、抗体により結合される抗原の領域である。エピトープは、構造的又は機能的なものと定義され得る。機能的エピトープは一般に、構造的エピトープのサブセットであり、相互作用の親和性に直接寄与する残基を有する。エピトープはまた、高次構造、即ち非直線性アミノ酸からも構成され得る。特定の実施形態では、エピトープは、アミノ酸、糖側鎖、ホスホリル基又はスルホニル基などの分子の化学的に活性のある表面基である決定基を含み得、ある特定の実施形態では、特異的な三次元構造特性及び/又は特異的な電荷特性を有し得る。
当技術分野で公知の通常の方法を使用することにより、抗体が参照抗体と同じエピトープに結合するか、又は参照抗体との結合に対して競合するか否かを容易に決定し得る。例えば、試験抗体が本発明での使用のための参照抗体と同じエピトープに結合するか否かを決定するために、参照抗体が飽和条件下でタンパク質又はペプチドに結合するようにする。次に、試験抗体がタンパク質又はペプチドに結合する能力を評価する。試験抗体が参照抗体との飽和結合後にタンパク質又はペプチドに結合することが可能である場合、試験抗体は参照抗体とは異なるエピトープに結合すると結論付け得る。一方で、試験抗体が参照抗体との飽和結合後にタンパク質又はペプチドに結合可能ではない場合、試験抗体は、本発明の参照抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合し得る。
抗体が参照抗体との結合に対して競合するか否かを判定するために、上記の結合方法を2つの方向で行う。第1の方向では、参照抗体が飽和条件下でタンパク質/ペプチドに結合するようにして、その後、タンパク質/ペプチド分子への試験抗体の結合を評価する。第二の方向では、試験抗体が飽和条件下でタンパク質/ペプチドに結合するようにして、その後、タンパク質/ペプチドへの参照抗体の結合を評価する。両方の方向で、最初の(飽和)抗体のみがタンパク質/ペプチドに結合可能である場合、試験抗体及び参照抗体はタンパク質/ペプチドへの結合に対して競合すると結論付ける。当業者によって理解されるように、参照抗体との結合に対して競合する抗体は、必ずしも参照抗体と同一のエピトープに結合しない場合があり、重複又は隣接するエピトープに結合することにより参照抗体の結合を立体的に遮断し得る。
2つの抗体は、それぞれが抗原への他方の結合を競合的に阻害(遮断)する場合、同じ又は重複するエピトープに結合する。即ち、1、5、10、20、又は100倍過剰の一方の抗体が、競合結合アッセイで測定する場合、他方の抗体の結合を少なくとも50%、75%、90%又はさらには99%阻害する(例えば、Junghans et al.,Cancer Res,1990:50:1495-1502を参照)。或いは、一方の抗体の結合を低減又は排除する抗原中の本質的に全てのアミノ酸突然変異が他方の結合を低減又は排除する場合、2つの抗体は同じエピトープを有する。一方の抗体の結合を減少させるか又は排除するいくつかのアミノ酸突然変異が他方の抗体の結合を減少させるか又は排除する場合、2つの抗体は重複するエピトープを有する。
次いで、さらなる通常の実験(例えばペプチド突然変異及び結合分析)を実行して、観察された試験抗体の結合欠如が実際に参照抗体と同じエピトープへの結合によるものか否か、又は立体遮断(又は別の現象)が観察される結合欠如の原因であるか否かを確認し得る。この種の実験は、ELISA、RIA、表面プラズモン共鳴、フローサイトメトリー又は当技術分野で利用可能な何らかの他の定量的又は定性的な抗体結合アッセイを使用して実施し得る。
例の抗グレムリン-1抗体Ab7326は、グレムリン-1の以下の残基に結合することが分かっている:Ile131、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175;ここで、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175は1つのグレムリン1単量体上に存在し、Ile131は第2のグレムリン1単量体上に存在する。付番は、配列番号1のUniProtエントリーO60565に基づく。例のセクションで論じるように、これらのエピトープ残基は、グレムリン-1-Ab7326 Fab複合体から4ÅでNCONT分析を使用して同定された。
従って、本発明での使用のための抗体は、Ile131、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175(配列番号1に基づき残基に付番)から選択される少なくとも1個の残基を含むエピトープに結合し得る。本発明での使用のための抗体は、これらの残基の2、3、4、5、6、7、8又は9個全て(好ましくは少なくとも5個の残基)を含むエピトープに結合し得る。
本発明における使用のための抗体はまた、Ile131が他の残基に対して異なるグレムリン-1単量体上に存在するエピトープも認識し得る。
これらの残基は、ヒトグレムリン-1の特定の配列に対して提供されるが、当業者は、通常の技術を使用して、これらの残基の位置を他の対応するグレムリン配列に当てはめ得る。従って、これらの他のグレムリン配列内の対応する残基を含むエピトープに結合する抗体も、本発明での使用のために提供される。
特定のエピトープに結合する抗体に対してスクリーニングするために、Antibodies,Harlow and Lane(Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harb.,NY)に記載のような通常のクロスブロッキングアッセイを行い得る。他の方法としては、アラニンスキャニング突然変異体、ペプチドブロット(Reineke(2004)Methods Mol Biol 248:443-63)又はペプチド切断分析が挙げられる。さらに、エピトープ切り出し、エピトープ抽出及び抗原の化学修飾などの方法を使用し得る(Tomer(2000)Protein Science 9:487-496)。このような方法は、当技術分野で周知である。
抗体エピトープはまた、X線結晶解析によっても決定され得る。従って、本発明での使用のための抗体は、グレムリン-1に結合する抗体のX線結晶解析を通じて評価し得る。エピトープは、特に、抗体パラトープ残基の4Å以内のグレムリン-1上の残基を決定することにより、このように同定され得る。
例えば、標準的なELISA又はウエスタンブロッティングにより、グレムリン-1への結合について抗体を試験し得る。ELISAアッセイは、標的タンパク質との陽性反応を示すハイブリドーマについてスクリーニングするためにも使用し得る。抗体の結合選択性はまた、例えばフローサイトメトリーにより、標的タンパク質を発現する細胞への抗体の結合を監視することによっても決定され得る。従って、スクリーニング法は、ELISA又はウエスタンブロットを実施することによって、又はフローサイトメトリーによって、グレムリン-1に結合可能である抗体を同定する段階を含み得る。
抗体はグレムリン-1を選択的(又は特異的)に認識し得る。抗体又は他の化合物は、それが選択的であるタンパク質に優先的に又は高い親和性で結合するが、他のタンパク質に対して実質的に結合しないか又は低親和性で結合する場合、タンパク質を「選択的に結合」又は「選択的に認識する」。抗体の選択性は、上記のように抗体が他の関連タンパク質に結合するか否か、又はそれらを区別するか否かを判定することによってさらに試験し得る。本発明での使用のための抗体は、典型的にはヒトグレムリン-1を認識する。
抗体は、関連タンパク質に対して、又はヒトグレムリン1に対する、及び他の種由来のグレムリン1に対する交差反応性も有し得る。
特異的(又は選択的)であることにより、本抗体は何らかの他の分子との顕著な交差反応性なく関心のあるタンパク質に結合することが理解されよう。交差反応性は、本明細書中に記載の何らかの適切な方法によって評価され得る。抗体が、関心のあるタンパク質と結合する場合の強度の少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%又は100%の強度で他の分子に結合する場合、抗体の交差反応性が顕著であると見なされ得る。特異的(又は選択的)である抗体は、関心のあるタンパク質に結合する強度の約90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%又は20%未満の強度で別の分子に結合し得る。本抗体は、それが関心のあるタンパク質に結合する強度の約20%未満、約15%未満、約10%未満又は約5%未満、約2%未満又は約1%未満の強度で他の分子に結合し得る。
従って、本発明での使用に適した抗体は、(ヒト)グレムリン-1に対して高い親和性結合を有し得る。本抗体は、<1nM未満、好ましくは<500pMの解離定数(K)を有し得る。一例では、本抗体は、200pM未満の解離定数(K)を有する。一例では、本抗体は、100pM未満の解離定数(K)を有する。当業者にとって周知であるように、表面プラズモン共鳴アッセイ、飽和アッセイ又はELISA若しくはRIAなどのイムノアッセイなど、様々な方法を使用して、その標的抗原に対する抗体の結合親和性を判定し得る。結合親和性を決定するための例示的な方法は、Krinner et al.,(2007)Mol.Immunol.February;44(5):916-25.(Epub 2006 May 11))に記載のように、CM5センサーチップを使用してBIAcore(商標)2000機器(Biacore AB,Freiburg,Germany)での表面プラズモン共鳴分析による。
例の抗グレムリン-1抗体、Ab7326は、BMP結合部位から遠位のエピトープに結合するグレムリン-1活性のアロステリック阻害剤である。(国際公開第2018/115017 A2号パンフレット)Ab7326はグレムリン-1に非常に高い親和性で結合し、Kd値<100pMであり、本発明での使用に特に有用であると予想される。
グレムリン-1活性の阻害剤は、グレムリン-1の機能のいずれかに影響を与え得るが、通常、BMP(BMP2、4及び/又は7)へのグレムリン-1の結合を低下させる。グレムリン-1はBMPの負の調節因子であり、結合が低下するとBMPを通じたシグナル伝達が増加する。
BMPの結合及びシグナル伝達は、当技術分野で公知のいずれかの方法によって検出され得る。本願の例は、薬剤がグレムリン-1のBMPへの結合を減少させるか否かを試験するための2つの機能アッセイを記載する。例3は、Id1レポーター遺伝子アッセイを記載し、ここで、Id1遺伝子は、BMPシグナル伝達の標的遺伝子である。このアッセイにおけるシグナルの増加は、薬剤がBMPへのグレムリン-1の結合を減少させるか否かを判定するために使用され得る。例5は、SMADリン酸化アッセイを記載する。SMAD1、5及び8は、BMPシグナル伝達時にリン酸化される。従って、SMADリン酸化の増加を使用して、薬剤がグレムリン-1のBMPへの結合を低下させるか否かを判定し得る。
適切な抗体を同定及び選択したら、抗体のアミノ酸配列を当技術分野で公知の方法によって同定し得る。縮重プライマーを使用して、抗体をコードする遺伝子をクローニングし得る。抗体は、通常の方法により組み換え産生され得る。
Ab7326の完全長重鎖及び軽鎖をコードするDNA配列の例を配列リストで提供する:
・配列番号24(ヒトIgG1重鎖DNA変異体1)
・配列番号25(ヒトIgG1軽鎖DNA変異体1)
・配列番号26(ヒトIgG4P重鎖DNA変異体1)
・配列番号27(ヒトIgG4P軽鎖DNA変異体1)
医薬組成物、投与量及び投与計画
本発明での使用のためのグレムリン-1活性の阻害剤は、医薬組成物中で提供され得る。本医薬組成物は通常は無菌であり、典型的には薬学的に許容可能な担体及び/又はアジュバントを含む。本発明での使用のための医薬組成物は、薬学的に許容可能なアジュバント及び/又は担体をさらに含み得る。
本発明での使用のための医薬組成物は、1つ以上の薬学的に許容可能な塩を含み得る。「薬学的に許容可能な塩」は、親分子の所望の生物学的活性を保持し、望ましくない毒性効果を与えない塩を指す。このような塩の例としては、酸付加塩及び塩基付加塩が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容可能な担体」には、生理学的に適合性のあるありとあらゆる溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤及び抗真菌剤、等張剤及び吸収遅延剤などが含まれる。担体は、非経口、例えば静脈内、筋肉内、皮内、眼内、腹腔内、皮下、脊髄又は他の非経口投与経路、例えば注射又は点滴による投与経路に適切であり得る。或いは、担体は、局所、表皮又は粘膜投与経路などの非経口以外の投与に適切であり得る。担体は経口投与に適切であり得る。投与経路に応じて、阻害剤は、阻害剤を不活性化し得る酸及び他の自然条件の作用からそれを保護するための材料でコーティングされ得る。
薬学的に許容可能な担体は、水性担体又は希釈剤を含む。本発明での使用のための医薬組成物において使用され得る適切な水性担体の例としては、水、緩衝化した水及び生理食塩水が挙げられる。他の担体の例としては、エタノール、ポリオール(グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)及びそれらの適切な混合物、オリーブ油などの植物油、及びオレイン酸エチルなどの注射可能な有機エステルが挙げられる。多くの場合、等張剤、例えば糖、多価アルコール、例えばマンニトール、ソルビトールなど、又は塩化ナトリウムを組成物中に含めることが望ましい。
医薬組成物は通常、製造及び保管の条件下で無菌であり、安定でなければならない。本組成物は、溶液、マイクロエマルジョン、リポソーム又は高薬物濃度に適した他の秩序構造として処方され得る。
本発明での使用のための医薬組成物は、さらなる活性成分を含み得る。
グレムリン-1活性の阻害剤及び本発明による処置の方法での使用のための説明書を含むキットも想定される。
本発明での使用のための薬剤又はその製剤若しくは組成物は、治療的及び/又は予防的処置のために投与し得る。
治療用途において、障害又は状態に既に罹患している対象に、状態又はその症状の1つ以上を治癒させるか、緩和するか又は部分的に阻止するのに十分な量で薬剤を投与する。このような治療的処置の結果、症状の重症度が軽減され得るか、又は無症状期間の頻度が増加し得るか又は無症状期間の持続時間が延長され得る。これを達成するのに十分な量は、「治療的有効量」として定義される。
予防用途において、障害又は状態のリスクがある対象に、状態又はその症状の1つ以上の続く影響を防ぐか又は軽減するのに十分な量で薬剤を投与する。これを達成するのに十分な量は、「予防的に有効な量」として定義される。各目的に対する有効量は、疾患又は損傷の重症度並びに対象の体重及び全身状態に依存する。
投与のための対象は、ヒト又は非ヒト動物であり得る。「非ヒト動物」という用語は、全ての脊椎動物、例えば哺乳動物及び非哺乳動物、例えば非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ウマ、ヒツジ、ウシ、ニワトリ、両生類、爬虫類などを含む。ヒトへの投与は典型的である。
本発明での使用のための薬剤又は医薬組成物は、当技術分野で公知の様々な方法の1つ以上を使用して、1つ以上の投与経路を介して投与され得る。当業者によって理解されるように、投与の経路及び/又は様式は、所望の結果に応じて変動する。本発明での使用のための薬剤又は医薬組成物のための投与経路の例としては、静脈内、筋肉内、皮内、眼内、腹腔内、皮下又は脊髄投与経路、例えば注射又は点滴によるものなどの非経口経路が挙げられる。或いは、局所、表皮又は粘膜投与経路などの非経口ではない経路を介して薬剤又は医薬組成物を投与し得る。薬剤又は医薬組成物は経口投与用であり得る。
本発明での使用のための阻害剤又は医薬組成物の適切な投与量は、熟練した医師によって決定され得る。本発明での使用のための医薬組成物中の有効成分の実際の投与量レベルは、患者に対する毒性なく、特定の患者、組成物及び投与様式について所望の治療応答を達成するのに有効である有効成分の量を得るように変動させ得る。選択される投与量レベルは、使用される特定の組成物の活性、投与経路、投与時間、使用される特定の化合物の排泄速度、処置の持続時間、年齢、性別、体重、状態、全般的健康状態及び処置されている患者の以前の病歴及び医療分野で周知の同様の要因を含む様々な薬物動態学的要因に依存する。
適切な用量は、例えば、処置しようとする患者の体重について、約0.01μg/kg~約1000mg/kg体重、典型的には約0.1μg/kg~約100mg/kg体重の範囲であり得る。例えば、適切な投与量は、約1μg/kg~約10mg/kg体重/日、又は約10μg/kg~約5mg/kg体重/日であり得る。
投薬計画は、最適な所望の応答(例えば治療応答)を提供するように調整され得る。例えば、単回用量を投与し得るか、いくつかの分割用量を経時的に投与し得るか、又は用量は、治療状況によって示されるように比例的に減少又は増加させ得る。本明細書中で使用される場合の単位剤形は、処置しようとする対象に対して単位投与量として適した物理的に別個の単位を指し;各単位は、必要な医薬担体を伴って所望の治療効果を生み出すように計算された所定量の活性物質を含有する。
投与は単回投与又は複数回投与であり得る。同じ又は異なる経路を介して、及び同じ又は異なる場所に、複数回の用量を投与し得る。或いは、用量は徐放性製剤を介し得、その場合、必要とされる投与頻度はより少ない。投与量及び頻度は、患者における阻害剤の半減期及び所望の処置の持続時間に応じて変動し得る。
本発明での使用のための薬剤、製剤又は医薬組成物は1つ以上の他の治療剤と同時投与され得る。2つ以上の薬剤の併用投与は、多くの異なる方法で達成され得る。両方を単一の組成物で一緒に投与し得るか、又はそれらを併用療法の一部として別個の組成物中で投与し得る。例えば、一方を他方の前、後又はそれと同時に投与し得る。
治療適応
本発明によるグレムリン-1活性の阻害剤は、骨折又は骨欠損の処置のために提供される。骨折は、骨組織における破損又は亀裂であり、転倒又は衝撃など、外傷の結果であり得るが、骨の完全性に影響を及ぼす疾患の結果としても起こり得る。骨欠損は、外傷又は疾患による骨の喪失である。
骨折は、身体のあらゆる骨の骨折であり得る。
骨欠損は、身体のあらゆる骨の骨欠損であり得る。
一実施形態では、骨折は、癒合遷延性又は非癒合骨折である。癒合遷延骨折は、骨折後6か月以内に癒合に到達しない骨折として定義される。非癒合骨折は、3か月連続で骨折治癒に付随する放射線学的特徴の欠如が認められることと合わせて、9か月以内に完全に治癒していないものとして定義される(Einhorn et al;2014;Buza et al;2016)。癒合遷延又は非癒合発生を起こし易い骨折の例としては、脛骨、橈骨遠位端、大腿骨頸部及び舟状骨が挙げられる。
一実施形態では、骨折又は骨欠損は、骨の完全性に影響を与える疾患の結果として発生する。骨の完全性に影響を与える疾患の例としては、骨粗しょう症、骨形成不全症、糖尿病、骨のページェット病、関節リウマチ、強直性脊椎炎、多発性骨髄腫、原発性骨癌(例えば骨肉腫、ユーイング肉腫及び軟骨肉腫)、骨に転移する癌(例えば乳癌、前立腺癌及び肺癌)、広汎性特発性骨増殖症、骨髄炎、腎疾患、デュシェンヌ型筋ジストロフィー及び重症型サラセミアが挙げられるが限定されない。
図1は、HEK-ID1レポーター遺伝子アッセイにおける免疫付与由来抗体に対するシグナルの回復パーセンテージを示す。 図2は、HEK-ID1レポーター遺伝子アッセイにおけるライブラリ由来抗体に対するシグナルの回復パーセンテージを示す。 図3は、ヒトグレムリン(図3A)及びマウスグレムリン(図3B)の滴定によるHEK-ID1レポーター遺伝子アッセイに対する結果及び、BMPのシグナル伝達の回復における抗体7326(抗体PB376として示す)の効果を示す。 図4は、可能なBMP結合領域及びFabエピトープが強調表示された、グレムリン-Fab複合体の構造モデルを示す。 図5は、取得したX線画像における、骨折修復中の仮骨/骨組織を欠く領域の検査を示す。デフィニエンス(definiens)画像解析を使用して、組織を欠く欠損内の領域を定量化し、その後、対照群と抗グレムリン1処置群とを比較した。結果はラット10匹/群の平均±SDとして示す。マンホイットニーU検定により測定した場合、P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。 図6は、3mmの大腿骨欠損内のLMB(低ミネラル骨;新たに形成された骨)及びHMB(高ミネラル骨;成熟骨)の検査を示す。パネルA:新たに形成された骨又は成熟骨を検出するための大腿骨欠損領域の3DμCt分析。骨量/組織量のパーセンテージを測定し、対照と抗グレムリン1処置との間で全対象(合計)を比較した。低レスポンダー(LR不完全架橋)及び高レスポンダー(HR完全架橋)として分けられた動物における対照群と抗グレムリン1処理群との間の比較も行った。結果は平均±SDとして示す。マンホイットニーU検定により測定した場合、P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。パネルB:対照及び抗グレムリン1処理後のLR及びHR群の3D骨量レンダリングを示す代表的なμCt。 図7は、大腿骨欠損の組織形態計測分析を示す。骨量/組織量のパーセンテージ(BV/TV(%))、骨梁数(Tb.N)及び骨梁間隙(Tb.Sp)を、対照群と抗グレムリン1処理群との間で比較した。結果はラット10匹/群の平均±SDとして示す。マンホイットニーU検定により測定した場合、P<0.05;**P<0.01;***P<0.001。 図8は、総BV/TV%の3DμCT分析及び2D組織形態計測分析の相関関係を示す。LMB(低ミネラル骨;新たに形成された骨)及びHMB(高ミネラル骨;成熟骨)の両群において、3mmの大腿骨欠損内で相関を行い、2D組織形態計測スコアデータと比較した(n=20)。ピアソンのスコアは、3DμCT分析と2D組織形態計測分析との間のBV/TV%の有意な相関を示す。
以下の例は、本発明を例示する。

例1-タンパク質の発現、精製、再折り畳み及び構造決定
タンパク質発現及び封入体の調製
BamHI/XhoIを使用してE.コリ(E.coli)での発現に最適化された切断型ヒトグレムリン-1コード配列(配列番号20)を改変pET32aベクター(Merck Millipore)にクローニングし、N末端6His-TEVタグ付きのグレムリン配列(pET-hグレムリン1)をコードするベクターを作製した。
発現される配列:

;配列番号2(6His-TEVタグの非グレムリン残基をイタリック体で示す)。UniProt O60565及び配列番号1に基づく配列付番。
BL21(DE3)細胞を形質転換するために、pET-hグレムリン1プラスミドDNAを使用した。1個のアンピシリン耐性コロニーをLB/Amp寒天プレートから拾い、LB/Ampの100mLスターター培養に接種するために使用した。37℃で16時間振盪(200rpm)した後、25mLのスターター培養物を使用して500mLの2xTY/Amp培地に接種した。OD600が3に達するまで、培養物を37℃で振盪(250rpm)した。続いて、培養液に20mLのMOPS+グリセロール供給混合物(1M MOPS pH7.4、40%グリセロール、0.5%MgSO、0.42%MgCl)を補充し、300μM IPTGで誘導し、17℃、180rpmで16時間、さらに温置した。細胞を遠心分離で回収した(4℃にて4,000g、20分間)。
細胞ペレットを溶解緩衝液(PBS pH7.4、0.35mg/mLリゾチーム、10μg/mL DNase及び3mM MgCl)中で4℃にて再懸濁し、3,500g、4℃で30分間の遠心分離により不溶性分画を回収した。ペレット化した封入体を洗浄緩衝液(50mM Tris、500mM NaCl、0.5%TritonX-100、pH8.0)中で再懸濁することにより3回洗浄し、その後、21,000gで15分間遠心分離した。Triton X-100不含の洗浄緩衝液を使用して、さらに2回洗浄した。
可溶化
封入体を変性緩衝液(8M尿素、100mM Tris、1mM EDTA、10mM Na及び100mM NaSO、pH8.5)中で再懸濁し、室温で16時間撹拌し、21,000gで15分間遠心分離することにより清澄化した。
再折り畳み前の精製
可溶化した封入体を8M尿素、50mM MES、200mM NaCl、1mM EDTA、pH6.0中で平衡化したSephacryl S-200 26/60カラム(120mL)に載せた。グレムリン-1タンパク質を含有する分画を6M尿素、20mM MES、pH6.0で希釈し、HiTrap SP HP陽イオン交換カラムに載せ、10カラム体積(10CV)にわたり1M NaCl勾配で溶出した。精製変性hグレムリン-1タンパク質を含有する分画をプールした。
再折り畳み
変性させ精製したグレムリン1タンパク質を再折り畳み緩衝液(50mM Tris、pH8.5、150mM NaCl、5mM GSH及び5mM GSSG、0.5mMシステイン、5mM EDTA、0.5Mアルギニン)に0.1mg/mLの最終濃度になるまで滴下して添加し、5日間にわたり一定の撹拌を行いながら4℃で温置した。5日後、グレムリン-1タンパク質を20mM HEPES、100mM NaCl、pH7.5に対して透析した。
透析後、タンパク質をヘパリンHiTrapカラムに載せ、20CVにわたり0~100%ヘパリン溶出緩衝液(20mM HEPES、1M NaCl、pH7.5)の勾配を使用して溶出した。正しく折り畳まれたタンパク質を1M NaClで溶出し、一方で誤って折り畳まれたタンパク質はより低い塩濃度で溶出した。
1M NaClで溶出したタンパク質を濃縮し、20mM Hepes、pH7.5、1M NaClで平衡化したS75 26/60カラム上でさらに精製した。
SDS PAGE(ゲルでシフト)によってタンパク質の特徴を調べ、液体クロマトグラフィー質量分析(LC-MS)を使用して、予想される分子量及びジスルフィド結合の正しい配置があり、細胞アッセイ(ID1レポーターアッセイ)で活性であることが示された。
グレムリン1構造決定
6.6mg/mLのグレムリン1溶液及びpH4.1の0.1Mクエン酸、1M塩化リチウム及び27%ポリエチレングリコール(PEG)6000を1:1の比で混合することにより、ハンギングドロップ法を使用して、グレムリン1タンパク質結晶を成長させた。データ収集前に、結晶化緩衝液に20%グリセロールを添加することによって結晶を凍結保護した。回折データはダイヤモンド光源で収集し、XDSを使用して処理した(Kabsch,Wolfgang(2010)Acta Crystallographica Section D 66,125-132)。回折データの統計を以下の表でまとめる:
グレムリン1の構造は、Phaser(McCoy et al,J Appl Cryst(2007),40,658-674)を使用した分子置換及び独自のグレムリン1/Fab複素座標から入手可能なグレムリン1モデルによって解析した。得られたグレムリン-1のモデルは、2つの二量体として構成された4コピーのグレムリン1単量体を含有した。Coot(Emsley et al Acta Crystallographica Section D:Biological Crystallography 66(4),486-501)を使用してモデル補正を行い、Refmac(Murshudov et al REFMAC5 for the refinement of macromolecular crystal structures.Acta Crystallographica Section D:Biological Crystallography.2011;67(Pt4):355-367)を使用して座標を精密化した。最終的な座標は、Molprobity(Chen et al.(2010)MolProbity:all-atom structure validation for macromolecular crystallography.Acta Crystallographica D66:12-21)で検証した。モデル精密化統計のまとめを上の表2で示す。
例2-グレムリン-1におけるBMP結合残基
上記で議論したように、グレムリン-1は、DANファミリーとして知られるサブグループ内の骨形成タンパク質(BMP)アンタゴニストタンパク質ファミリーに属する。DANファミリー内で、グレムリン-1はグレムリン-2(PRDC)と最大の相同性を共有する。
例1で分解した2.7Åヒトグレムリン-1構造は、公開されるマウスグレムリン-2構造と共通する多くの特性を共有する(Nolan et al(2013),Structure,21,1417-1429)。全体的な折り畳みは非常によく似ており、グレムリン1の2コピーが逆平行の非共有結合二量体を形成し、アーチ状に配置される。各単量体は、指の反対側の手首の端に向かってシスチン-ノットモチーフを備えた特徴的な指-手首-指の配置を採用する。タンパク質間の配列同一性は、2つの構造で見える配列内で52%から67%に上昇する。最も高度に保存される領域は、主要な接触残基が全て100%保存されている広範な二量体の境界面にある。
マウスグレムリン-2(PRDC)及びDAN(NBL1)へのBMPの2、4、7結合に関与する残基は、突然変異誘発を使用して識別された(Nolan et al(2013),Structure,21,1417-1429及びNolan et al(2014)J.Biol.Chem.290,4759-4771)。予測されるBMP結合エピトープは、二量体の凸面上の両方の単量体にまたがる疎水性パッチを包含する。突然変異誘発により6個の残基;Trp72、Phe96、Tyr98、Phe104、Tyr105及びPhe117が同定され、これらはヒトグレムリン-1(マウスグレムリン-2配列に基づき付番)において100%保存される。相同性の程度は、両方のタンパク質で同一の高次構造を採用する側鎖の配置にまで及ぶ。
グレムリンPDBファイルで使用されるアミノ酸付番は、構造アライメントに基づいて、公開されるマウスのグレムリン-2構造の付番と一致する。これにより、構造を説明する際、アミノ酸の同種比較が可能になる。しかし、明確にするために、BMP結合で役割を果たすと識別された重要な残基を、配列番号1のPDBファイル及びUniProtファイルに基づく付番とともに括弧付きで以下に示す:
Trp72(93)、Phe96(117)、Tyr98(119)、Phe104(125)、Tyr105(126)及びPhe117(138)。
マウスグレムリン-2及びヒトグレムリン-1の両方において、疎水性BMP結合エピトープは、各タンパク質のN末端残基によって形成されるアルファヘリックスによって部分的に埋め込まれる。BMP結合のモデルが提案されており、それによりN末端が屈曲し得、完全なBMP結合界面が露出される(Nolan et al(2013),Structure,21,1417-1429)。本分析において、表面をレンダリングして各タンパク質上のBMP結合面の類似性を明らかにする前に、ヒトグレムリン-1及びマウスグレムリン-2構造からN末端残基を除去した。
文献では、BMP結合に影響がある6個のリサイズ(resides)の突然変異誘発についてのみ説明する。実際のBMPエピトープが、隣接するアミノ酸を包含するより大きな表面積をカバーする可能性がある。グレムリン-1の表面上で、突然変異が起こったものの6Å以内の全ての残基を強調することにより、治療薬により標的とされる可能性があり得るグレムリン-1のより大きな領域が明らかになる。この、より広範な領域には、ヒトグレムリン-1の以下のアミノ酸が包含される:
Asp92-Leu99
Arg116-His130
Ser137-Ser142
Cys176-Cys178
(配列番号1に基づく付番)
公開された情報をヒトグレムリン-1の結晶構造情報と組み合わせることにより、BMPとの相互作用を遮断する治療的介入のための可能性のある経路としてそれ自身を提供するヒトグレムリン-1の領域が特定された。
例3-Hek Id1レポーター遺伝子アッセイ
背景
Hek Id1レポーター遺伝子アッセイは、クローン12 Hek293-Id1レポーター細胞を使用する。この細胞株に対してId1転写因子で安定的に遺伝子移入を行った。Id1は、BMPシグナル伝達経路における転写因子である。グレムリンはBMPに結合して、その受容体への結合を妨げ、レポーター遺伝子からのルシフェラーゼシグナルを減少させることが知られている。従って、このレポーターアッセイを使用して、抗グレムリン抗体をスクリーニングし、グレムリンとBMPとの相互作用を遮断するものが存在するか否かを確認することが可能である。この相互作用の遮断がある場合、これらの細胞においてルシフェラーゼシグナルの回復が見られる。
方法
クローン12細胞は、10%FCS、1xL-グルタミン及び1xNEAAを含有するDMEM中で培養した。細胞がId1遺伝子発現を失わないことを確実にするために、ハイグロマイシンB(200μg/mL)の存在下でも細胞を増殖させた。細胞は、0.5%FCS、1xL-グルタミン及び1xNEAAを含有するDMEM中でアッセイした。ハイグロマイシンBは、細胞をアッセイしている短時間では不要である。
細胞をPBS中で洗浄し、細胞解離緩衝液を使用して持ち上げ、スピンし、カウントし、その後、70μL中5x10個/ウェルで播種した(密度7.14x10/mL)。使用したプレートは、白色の不透明なポリ-D-リジンでコーティングされた96ウェル滅菌済みプレートであった。沈下させるために細胞を約3~4時間インキュベーターに入れる。BMPヘテロ二量体は、4mM HCl中200μg/mLになるように再構成した。ガラスバイアルを使用してBMPをアッセイ培地で10μg/mLに希釈し、新しい作業用ストックを得た。
ポリプロピレンプレートにおいて、最大最終用量が1μg/mLの8ポイントの用量反応曲線のために、グレムリン-1を1:2希釈した。
ウェルあたり20μLのさらなる体積の培地を添加し、プレートを37℃で45分間温置した。
細胞のみを含有するウェルを除く全ウェルに100xで調製したBMPを添加した。全ウェルをアッセイ培地で最大60μLにして、37℃でさらに45分間温置する。
温置後、30μLの試料をアッセイプレートのウェルごとに移し、発光シグナルを測定する前に20~24時間温置した。
Cell Steady Gloを予め室温で解凍した。試薬を添加する前に、アッセイプレートを約10~15分間室温に冷却した。室温にて振盪機上で20分間、cell steady glo試薬(100μL)を添加し、Synergy2上でcell titre gloプロトコールを使用して発光を測定することにより、ルシフェラーゼシグナルを検出した。
最大信号はBMPを含有するウェルから生じ、最小信号は細胞のみを含有するウェルから生じた。
結果
BMP4/7に対するブロッキング活性を確認するために、グレムリン1の全長及び切断型をHek-Id1レポーター遺伝子アッセイで試験した。
用量反応アッセイからの阻害のパーセンテージは、アッセイにおける最大及び最小シグナルに基づいて計算し、4パラメータのロジスティカルフィット(logistical fit)を使用してデータをフィットさせた。曲線の屈曲点に基づいてIC50を計算した。
結論
グレムリン1は、Hek-Id1レポーター遺伝子アッセイにおいてBMP 4/7シグナル伝達を阻害可能であった。
例4-抗グレムリン1抗体の産生
例1に記載のように精製グレムリン-1を使用する免疫付与により、及びライブラリパニングにより、抗グレムリン-1抗体を得た。ライブラリは、献血から増幅されたV領域を有するナイーブヒトライブラリとして社内で作製された。
免疫付与により、免疫付与の最初のラウンドからグレムリン-1に結合する26種類の異なる抗体が生じた。これらの抗体をスクリーニングアッセイでの試験のためにスケールアップし、精製した。
R&D Systemsからの組み換えヒトグレムリンを使用して、ライブラリからの25種類のヒト及びマウス交差反応性抗体をパニングした。スクリーニングアッセイでの試験のために、10種類の抗体をスケールアップ用に選択し、scFvとして精製した。
例5-抗グレムリン1抗体のスクリーニング
例3に記載のHek-Id1レポーター遺伝子アッセイを使用して、及びSMADリン酸化を測定することによって、抗体をスクリーニングした。SMAD1、5及び8は、BMPシグナル伝達時にリン酸化される。従って、グレムリン-1の阻害剤はSMADリン酸化を増加させる。
A549細胞において又はヒト肺線維芽細胞においてSMADリン酸化アッセイを行った。MSDを使用してリン酸化レベルを決定した。
結果
Hek-Id1レポーター遺伝子アッセイにおいて、免疫付与由来の抗体による明らかなヒットはなかった(BMP4/7ヘテロ二量体に対して10倍過剰の抗体を試験)。結果を図1で示す。
対照的に、多くのライブラリ由来の抗体は、Hek-Id1レポーター遺伝子アッセイでシグナルを回復可能であった(50%グレムリン用量で50倍過剰の抗体)(図2)。これらのうち、Ab2416及びAb2417には高レベルのエンドトキシンが含有された。Ab7326は、10倍過剰及び80%阻害のグレムリン-1濃度で遮断能を維持した。
さらなる結果を図3A(ヒトグレムリン)及び3B(マウスグレムリン)で示す。これらの図は、15nMまでのAb7326(PB376と表示)の滴定を示す。Ab7326は、ヒト(IC50が1.3nM)又はマウス(IC50が0.2nMのグレムリン)のいずれかによって遮断される場合、BMPのシグナル伝達を回復することが示された。この抗体は、ヒト及びマウスの両方のIgG1として機能する。
マウス及びヒトの全長IgG1の配列を以下に示す。マウス及びヒトの全長IgG1タンパク質を合成するために、適切な抗体定常ドメインを含むベクターに、ライブラリ由来のAb7326可変領域を再クローニングした。
Ab7326はナイーブヒトライブラリ由来であったので、AbをscFvとしてクローニングする場合、7326可変領域を全長Ab又はFabとして再クローニングするために、プライマー/縮重プライマーのプールを使用してVH及びVKをPCR増幅する必要があった。次に、増幅PCR産物を消化し、マウス及びヒトのベクターに同時にクローニングした。VH及びVKをプライマーのプール/縮重プライマーによって増幅した場合、PCR過程中に微妙に異なるプライマーのアニーリングに由来する1個のアミノ酸残基が異なる、生成物の2つの変異体型が得られた。
以下で示されるように、重鎖可変領域の2つの変異体型は位置6の1個のアミノ酸が異なり、軽鎖可変領域の2つの変異体型は位置7の1個のアミノ酸が異なった:
・重鎖可変領域変異体1は、位置6にグルタミン酸(E)を有する。
・重鎖可変領域変異体2は、位置6にグルタミン(Q)を有する。
・軽鎖可変領域変異体1は位置7にセリン(S)を有する。
・軽鎖可変領域変異体2は位置7にスレオニン(T)を有する。
マウス全長IgG1-重鎖変異体1(配列番号14)
マウス全長IgG1-軽鎖変異体1(配列番号15)
マウス全長IgG1-重鎖変異体2(配列番号28)
マウス全長IgG1-軽鎖変異体2(配列番号29)
ヒト全長IgG1-重鎖変異体1(配列番号30)
ヒト全長IgG1-軽鎖変異体1(配列番号31)
ヒト全長IgG1-重鎖変異体2(配列番号16)
ヒト全長IgG1-軽鎖変異体2(配列番号17)
抗体のCDRは、Kabat法(上記配列で太字で強調表示)を使用して決定した。Chothiaの定義を使用したさらなるHCDR1残基はイタリック体で示す。定常領域配列に下線を付す。
抗グレムリン1抗体によるp-SMADシグナル伝達の回復を以下の表4で示す。
結果は、BMP単独(対照BMP)によるSMADリン酸化のパーセンテージとして示す。特発性肺線維症患者からの肺線維芽細胞を使用して実験を行った。rhグレムリン-1及び抗グレムリン-1抗体を室温で45分間予め温置した。次に、rhグレムリン-1及び抗グレムリン-1抗体をBMPとともに細胞に30分間添加した。
次に表5は、SMADリン酸化アッセイでのさらなる結果を示し、抗グレムリン-1抗体によるグレムリン1-BMP複合体からのBMP-2又はBMP4/7の置換を調べた。特発性肺線維症患者からの肺線維芽細胞を使用して実験を再度行った。rhBMP-2又はrhBMP4/7をrhグレムリン-1と室温で1時間予め温置した。BMP-2-又はBMP4/7-グレムリン-1複合体を様々な濃度の抗グレムリン-1抗体とともに4℃で一晩温置した。抗体濃度はプレート上の最終濃度を表す。
表5で示す結果は、Ab7326が、既に複合体化したBMP-2又はBMP4/7をグレムリン1-BMP複合体から置き換え得ることを示す。Ab7326は、比較抗体2484よりもはるかに低い濃度でこの置換を達成し得る。これにより、Ab7326がアロステリック阻害剤であることの証拠が提供され、Ab7326に対する結合部位がグレムリン-1上の既知のBMP結合領域から遠位であるという発明者らの知見と一致する。従って、Ab7326は、BMPがグレムリン-1に対して複合体形成する場合でさえもアロステリック結合部位に接近可能であり、その結果、グレムリン活性の阻害が顕著に改善される。
例6-7326Fabとの複合体におけるグレムリン-1の結晶構造の取得
Ab7326Fabとの複合体におけるヒトグレムリン-1の結晶構造は、2.1Åの分解能で解析した。Fab配列を以下で示す:
重鎖:配列番号18
QVQLVESGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSC
軽鎖:配列番号19
DIVMTQSPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
次に、CCP4ソフトウェアNCONTを使用して、グレムリン1とFabとの間において4Åで全ての接触を同定した。以下の残基を同定した:Ile131、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175(配列番号1のUniProt配列に基づく付番(マウスグレムリン-2の付番と一致する構造ファイルにおいてIle110、Lys126、Lys127、Phe128、Thr129、Thr130、Arg148、Lys153及びGln154として付番))。
図4は、グレムリン-Fab複合体の構造モデルを示し、Fabエピトープ残基をBMP結合領域と比較して示す。
Ab7326は、アロステリックに作用する、即ちBMP結合領域から離れて結合する阻害抗体である。
例7-グレムリン1への抗グレムリン1抗体Ab7326の結合に対する親和性測定
方法
Biacore T200 system、GE Healthcare Bio-Sciences ABの表面プラズモン共鳴(SPR)技術を使用したビアモレキュラー(biamolecular)相互作用分析によって、ヒトグレムリン1に対する抗グレムリンmIgGの親和性を測定した。固定化抗マウスFc表面により抗グレムリンmIgGが捕捉され、捕捉されたmIgGに対してグレムリン1を滴定した。
約1600応答単位(RU)のレベルまで600秒の活性化及び非活性化注入を使用して、アミンカップリング化学を介してCM4センサーチップのフローセル2上に10mM NaAc、pH5.0中50μg/mLで捕捉リガンド(ヤギ抗マウスIgGのaffinipure F(ab’)断片、Fc断片特異的、115-006-071,Jackson ImmunoResearch Inc.)を固定化した。HBS-EP+緩衝液(0.01M HEPES pH7.4、0.15M NaCl、3mM EDTA、0.05%Surfactant P20)をランニング緩衝液として、流速10μL/分で使用した。フローセル2の場合のように、表面を活性化及び非活性化することにより、しかし捕捉リガンドを省略することにより、フローセル1において参照面を調製した。
アッセイ緩衝液は、最終NaCl濃度を300mMプラス1%CMD40にするために、HBS-EP+プラス余分な150mM NaCであった。抗グレムリンmIgG(ランニング緩衝液中5μg/mL)の60秒注入をフローセル1及び2に通過させ、固定化抗マウスIgG、Fc表面上でおよそ100RUの捕捉レベルを得た。組み換えヒトグレムリン1を5nMからランニング緩衝液中で滴定し(2倍希釈を使用)、フローセル1及び2に30μL/分の流速で3分間注入した後、5分間の解離相が続いた。緩衝液のみの対照も含まれた。50mM HClの60秒注入、5mM NaOHの30秒注入及び50mM HClの30秒注入により、10μL/分の流速で表面を再生した。
動態データは、Biacore T200評価ソフトウェアを使用して決定した。
親和性測定を25℃で行った。
結果
5回の測定に対する平均K値と見なされる結合親和性は、100pMを下回ることが分かった。
例8.グレムリン-1活性の阻害は、骨折修復のインビボモデルにおいて治癒及び架橋を加速する。
8.1材料及び方法
ラット骨折モデル及び薬物投与
長骨の部分的欠損モデルは、骨の治癒及び再生の研究に広く使用されてきた(Sato et al;2014)。本研究では、10週齢の雄ラットにおいて3mmの大腿骨欠損を作製し、8穴PEEKプレート(RIS.602.105,RISystem、Switzerland)を使用して安定化させた。骨に穴をあけてネジで固定する前に、骨に対してプレートを骨幹の中央に鉗子により固定した。0.44mmのギグリーソーを使用して、3mmの骨折間隙を作製した。欠陥のサイズ/一貫性/固定化は、Faxitron(MX-20-DC5,Faxitron Bioptics LLC,USA)を使用してX線イメージングによって品質管理し、この時点を第0日として定めた。
表1で概説するように、週1回の投与を第1日に開始し、8週間行った。
その後、仮骨形成及び治癒の進行を評価するために、試験の生存期間中、第11、25、39及び57日にX線画像を得た。
捕捉したX線画像において骨組織を欠く欠損領域を定量化するために、Definiens画像解析を利用した。
骨折治癒のマイクロCT分析
マイクロCT(SkyScan 1076)を使用して17.2μmの解像度で大腿骨(骨折側)をスキャンした。骨折部を中央にして仮骨のおよそ15mmの領域を得た。走査はSkyscan NRECONソフトウェア(1.7.10)を使用して再構築し、次に再構築したスライスをさらにセグメント化して、大腿骨骨折欠損の中間点から計算された3mmの定められた領域で固定ピンを取り除いた。3Dにおける骨折仮骨の組織形態計測分析は、SkyScanソフトウェア(v.1.13.1)によって実行した。3mmの大腿骨骨折欠損内の中間点を決定し、測定した各四肢について、中間点に対して1.5mm遠位及び近位のスライスをセグメント化した。続いて、再構築したデータセットの2値化及びセグメント化を2つの定義済みしきい値に従って実行し、一方は低石灰化仮骨を表し(従って新たに形成された骨を定量)、他方は成熟骨を定める。大腿骨欠損の不完全な架橋の基準を満たすことに基づいて低レスポンダーとして、又は骨折部位の架橋を示す高レスポンダーとして分類された動物の大腿骨において、これらのデータのさらなるセグメント化を行った。
骨折の組織形態計測分析
大腿骨を24時間にわたり10%中性緩衝ホルマリン中で固定し、脱水し、低温にてメタクリル酸メチル(MMA)中で包埋した。厚さ50μmの切片をトルイジンブルーで染色して、治癒ギャップ欠損部(gap defect)の骨成分を定量した。組織形態計測パラメータは、骨折欠損部位の海綿骨において測定した。画像解析により測定を行った。
統計分析
結果は平均値±SDとして提示した。統計分析は、特に明記されない限り、GraphPad Prismソフトウェアで両側マンホイットニーU検定を使用して実行した。
8.2結果
試験の生存期間中に得られたX線画像の分析から、抗グレムリン-1抗体が骨折治癒を加速し、対照群及び処置群では25日後に有意に分かれることが示された(P<0.05)。この効果は、本試験の残りの期間について明らかであった(図5)。
末端試料のMicro-CT分析により、抗グレムリン-1抗体(30mg/kg/週に1回)による処置が骨折仮骨部位内に新たに形成される骨の増加につながることが明らかになった(P=0.06)。
このモデルでの骨折非癒合の発生率は介入なしでおよそ60%である(Sato et al;2014)。グレムリン-1阻害が非癒合発生率を低下させたか否かを試験するために、低レスポンダー(LR)及び高レスポンダー(HR)として動物を分類した。グレムリン-1の阻害の結果、対照と比較して、低レスポンダー群でLMB(低ミネラル骨;新たに形成された骨)(P<0.01)及びHMB(高ミネラル骨;成熟骨)(P<0.01)内の骨量/組織量のパーセンテージ(BV/TV%)が有意に上昇し、従って非癒合を生じ得るコホートの修復進行が示される。
さらに、抗グレムリン-1処理に応答して高レスポンダー群でLMB及びHMB BV/TV%が増加する傾向(有意ではない)があった(図6A、LR及びHRの代表的な画像を図6Bで示す)。
骨折部位の組織学的切片において骨パラメータの二次元組織形態計測分析を行った(図7)。抗グレムリン-1抗体での処置により、対照と比較して、骨量/組織量のパーセンテージ(BV/TV%)が有意に増加した(P<0.05)。抗グレムリン-1は、骨梁数(Tb.N)を有意に増加させ(P<0.001)、骨梁間隙(Tb.Sp)を有意に減少させ(P<0.01)、抗グレムリン-1での処置による骨梁の増加が示される。
骨折部分のμCt分析及び2次元組織形態計測分析においてセグメント化されたLMB及びHMB群を比較することによって、二次元組織形態計測分析と三次元μCt分析との間の相関を調べた(図8)。ピアソンの相関関係によって評価した比較により、LMB群(P<0.0001)及びHMB群(P<0.0001)における組織形態計測とμCT分析との間で有意な正の相関が明らかとなり、従って各データセットからのデータが検証された。
8.3結論
中和抗グレムリン-1抗体を使用してグレムリン-1活性を阻害した結果、骨折修復が加速され、25日後には対照群と処置群との間で有意差が明らかになった(抗体3回投与)。さらに、骨折部位の末端分析から、低レスポンダー動物における骨組織の形成促進が示されたが、これらの動物ではそうでない場合は非癒合が生じたであろうと思われる。従って、グレムリン-1活性の阻害は、非癒合骨折の予防又は処置のための有望な治療法であり、非癒合発生の傾向がある骨折、例えば、脛骨、橈骨遠位端、大腿骨頸部及び舟状骨の処置のために特に価値があり得る。
配列番号1(ヒトグレムリン-1;Uniprot ID:O60565)
MSRTAYTVGALLLLLGTLLPAAEGKKKGSQGAIPPPDKAQHNDSEQTQSPQQPGSRNRGRGQGRGTAMPGEEVLESSQEALHVTERKYLKRDWCKTQPLKQTIHEEGCNSRTIINRFCYGQCNSFYIPRHIRKEEGSFQSCSFCKPKKFTTMMVTLNCPELQPPTKKKRVTRVKQCRCISIDLD
配列番号2(N末端タグ付きの結晶学で使用されるヒト切断型グレムリン-1)
MGSSHHHHHHSSGENLYFQGSAMPGEEVLESSQEALHVTERKYLKRDWCKTQPLKQTIHEEGCNSRTIINRFCYGQCNSFYIPRHIRKEEGSFQSCSFCKPKKFTTMMVTLNCPELQPPTKKKRVTRVKQCRCISIDLD
配列番号3(Ab7326 HCDR1 Kabat及びChothiaの組み合わせ)
GYTFTDYYMH
配列番号4(Ab7326 HCDR1 Kabat)
DYYMH
配列番号5(Ab7326 HCDR2 Kabat)
LVDPEDGETIYAEKFQG
配列番号6(Ab7326 HCDR3 Kabat)
DARGSGSYYPNHFDY
配列番号7(Ab7326 LCDR1 Kabat)
KSSQSVLYSSNNKNYLA
配列番号8(Ab7326 LCDR2 Kabat)
WASTRES
配列番号9(Ab7326 LCDR3 Kabat)
QQYYDTPT
配列番号10(Ab7326重鎖可変領域変異体1)
QVQLVESGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSS
配列番号11(Ab7326軽鎖可変領域変異体1)
DIVMTQSPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIK
配列番号12(Ab7326重鎖可変領域変異体2)
QVQLVQSGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSS
配列番号13(Ab7326軽鎖可変領域変異体2)
DIVMTQTPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIK
配列番号14(マウス全長IgG1重鎖変異体1)
QVQLVESGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSAKTTPPSVYPLAPGSAAQTNSMVTLGCLVKGYFPEPVTVTWNSGSLSSGVHTFPAVLQSDLYTLSSSVTVPSSTWPSETVTCNVAHPASSTKVDKKIVPRDCGCKPCICTVPEVSSVFIFPPKPKDVLTITLTPKVTCVVVDISKDDPEVQFSWFVDDVEVHTAQTQPREEQFNSTFRSVSELPIMHQDWLNGKEFKCRVNSAAFPAPIEKTISKTKGRPKAPQVYTIPPPKEQMAKDKVSLTCMITDFFPEDITVEWQWNGQPAENYKNTQPIMDTDGSYFVYSKLNVQKSNWEAGNTFTCSVLHEGLHNHHTEKSLSHSPGK
配列番号15(マウス全長IgG1軽鎖変異体1)
DIVMTQSPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTDAAPTVSIFPPSSEQLTSGGASVVCFLNNFYPKDINVKWKIDGSERQNGVLNSWTDQDSKDSTYSMSSTLTLTKDEYERHNSYTCEATHKTSTSPIVKSFNRNEC
配列番号16(ヒト全長IgG1重鎖変異体2)
QVQLVQSGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
配列番号17(ヒト全長IgG1軽鎖変異体2)
DIVMTQTPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
配列番号18(Fab重鎖変異体1)
QVQLVESGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSC
配列番号19(Fab軽鎖変異体1)
DIVMTQSPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
配列番号20(N末端タグなしの結晶学で使用されるヒト切断型グレムリン-1)
AMPGEEVLESSQEALHVTERKYLKRDWCKTQPLKQTIHEEGCNSRTIINRFCYGQCNSFYIPRHIRKEEGSFQSCSFCKPKKFTTMMVTLNCPELQPPTKKKRVTRVKQCRCISIDLD
配列番号21(アミノ酸1~21のシグナルペプチドを欠く配列番号1の成熟グレムリン-1配列)
KKKGSQGAIPPPDKAQHNDSEQTQSPQQPGSRNRGRGQGRGTAMPGEEVLESSQEALHVTERKYLKRDWCKTQPLKQTIHEEGCNSRTIINRFCYGQCNSFYIPRHIRKEEGSFQSCSFCKPKKFTTMMVTLNCPELQPPTKKKRVTRVKQCRCISIDLD
配列番号22(ヒトIgG4P重鎖変異体1)
QVQLVESGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPCSRSTSESTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTKTYTCNVDHKPSNTKVDKRVESKYGPPCPPCPAPEFLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGK
配列番号23(ヒトIgG4P軽鎖変異体1)
DIVMTQSPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
配列番号24(ヒトIgG1重鎖DNA変異体1)
caagtgcaactggtggaatccggggccgaagtgaaaaagcccggagccactgtgaagatctcttgcaaagtgtccggctacaccttcaccgactattacatgcactgggtccagcaggcacctgggaagggccttgagtggatgggtctggtcgatcccgaggacggcgaaactatctacgccgagaagttccagggtcgcgtcaccatcaccgccgacacttccaccgacaccgcgtacatggagctgtccagcttgaggtccgaggacacagccgtgtactactgcgccacggatgctcggggaagcggcagctactacccgaaccacttcgactactggggacagggcactctcgtgactgtctcgagcgcttctacaaagggcccctccgtgttcccgctcgctccatcatcgaagtctaccagcggaggcactgcggctctcggttgcctcgtgaaggactacttcccggagccggtgaccgtgtcgtggaacagcggagccctgaccagcggggtgcacacctttccggccgtcttgcagtcaagcggcctttactccctgtcatcagtggtgactgtcccgtccagctcattgggaacccaaacctacatctgcaatgtgaatcacaaacctagcaacaccaaggttgacaagaaagtcgagcccaaatcgtgtgacaagactcacacttgtccgccgtgcccggcacccgaactgctgggaggtcccagcgtctttctgttccctccaaagccgaaagacacgctgatgatctcccgcaccccggaggtcacttgcgtggtcgtggacgtgtcacatgaggacccagaggtgaagttcaattggtacgtggatggcgtcgaagtccacaatgccaaaactaagcccagagaagaacagtacaattcgacctaccgcgtcgtgtccgtgctcacggtgttgcatcaggattggctgaacgggaaggaatacaagtgcaaagtgtccaacaaggcgctgccggcaccgatcgagaaaactatctccaaagcgaagggacagcctagggaacctcaagtctacacgctgccaccatcacgggatgaactgactaagaatcaagtctcactgacttgtctggtgaaggggttttaccctagcgacattgccgtggagtgggaatccaacggccagccagagaacaactacaagactacccctccagtgctcgactcggatggatcgttcttcctttactcgaagctcaccgtggataagtcccggtggcagcagggaaacgtgttctcctgctcggtgatgcatgaagccctccataaccactatacccaaaagtcgctgtccctgtcgccgggaaag
配列番号25(ヒトIgG1軽鎖DNA変異体1)
gacattgtgatgacccagtcccccgattcgcttgcggtgtccctgggagaacgggccaccattaactgcaagagctcacagtccgtcctgtattcatcgaacaacaagaattacctcgcatggtatcagcagaagcctggacagcctcccaagctgctcatctactgggctagcacccgcgaatccggggtgccggatagattctccggatcgggttcgggcactgacttcactctgactatcaactcactgcaagccgaggatgtcgcggtgtacttctgtcagcagtactacgacaccccgacctttggacaaggcaccagactggagattaagcgtacggtggccgctccctccgtgttcatcttcccaccctccgacgagcagctgaagtccggcaccgcctccgtcgtgtgcctgctgaacaacttctacccccgcgaggccaaggtgcagtggaaggtggacaacgccctgcagtccggcaactcccaggaatccgtcaccgagcaggactccaaggacagcacctactccctgtcctccaccctgaccctgtccaaggccgactacgagaagcacaaggtgtacgcctgcgaagtgacccaccagggcctgtccagccccgtgaccaagtccttcaaccggggcgagtgc
配列番号26(ヒトIgG4P重鎖DNA変異体1)
caagtgcaactggtggaatccggggccgaagtgaaaaagcccggagccactgtgaagatctcttgcaaagtgtccggctacaccttcaccgactattacatgcactgggtccagcaggcacctgggaagggccttgagtggatgggtctggtcgatcccgaggacggcgaaactatctacgccgagaagttccagggtcgcgtcaccatcaccgccgacacttccaccgacaccgcgtacatggagctgtccagcttgaggtccgaggacacagccgtgtactactgcgccacggatgctcggggaagcggcagctactacccgaaccacttcgactactggggacagggcactctcgtgactgtctcgagcgcttctacaaagggcccctccgtgttccctctggccccttgctcccggtccacctccgagtctaccgccgctctgggctgcctggtcaaggactacttccccgagcccgtgacagtgtcctggaactctggcgccctgacctccggcgtgcacaccttccctgccgtgctgcagtcctccggcctgtactccctgtcctccgtcgtgaccgtgccctcctccagcctgggcaccaagacctacacctgtaacgtggaccacaagccctccaacaccaaggtggacaagcgggtggaatctaagtacggccctccctgccccccctgccctgcccctgaatttctgggcggaccttccgtgttcctgttccccccaaagcccaaggacaccctgatgatctcccggacccccgaagtgacctgcgtggtggtggacgtgtcccaggaagatcccgaggtccagttcaattggtacgtggacggcgtggaagtgcacaatgccaagaccaagcccagagaggaacagttcaactccacctaccgggtggtgtccgtgctgaccgtgctgcaccaggactggctgaacggcaaagagtacaagtgcaaggtgtccaacaagggcctgccctccagcatcgaaaagaccatctccaaggccaagggccagccccgcgagccccaggtgtacaccctgccccctagccaggaagagatgaccaagaaccaggtgtccctgacctgtctggtcaagggcttctacccctccgacattgccgtggaatgggagtccaacggccagcccgagaacaactacaagaccaccccccctgtgctggacagcgacggctccttcttcctgtactctcggctgaccgtggacaagtcccggtggcaggaaggcaacgtcttctcctgctccgtgatgcacgaggccctgcacaaccactacacccagaagtccctgtccctgagcctgggcaag
配列番号27(ヒトIgG4P軽鎖DNA変異体1)
gacattgtgatgacccagtcccccgattcgcttgcggtgtccctgggagaacgggccaccattaactgcaagagctcacagtccgtcctgtattcatcgaacaacaagaattacctcgcatggtatcagcagaagcctggacagcctcccaagctgctcatctactgggctagcacccgcgaatccggggtgccggatagattctccggatcgggttcgggcactgacttcactctgactatcaactcactgcaagccgaggatgtcgcggtgtacttctgtcagcagtactacgacaccccgacctttggacaaggcaccagactggagattaagcgtacggtggccgctccctccgtgttcatcttcccaccctccgacgagcagctgaagtccggcaccgcctccgtcgtgtgcctgctgaacaacttctacccccgcgaggccaaggtgcagtggaaggtggacaacgccctgcagtccggcaactcccaggaatccgtcaccgagcaggactccaaggacagcacctactccctgtcctccaccctgaccctgtccaaggccgactacgagaagcacaaggtgtacgcctgcgaagtgacccaccagggcctgtccagccccgtgaccaagtccttcaaccggggcgagtgc
配列番号28(マウス全長IgG1重鎖変異体2)
QVQLVQSGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSAKTTPPSVYPLAPGSAAQTNSMVTLGCLVKGYFPEPVTVTWNSGSLSSGVHTFPAVLQSDLYTLSSSVTVPSSTWPSETVTCNVAHPASSTKVDKKIVPRDCGCKPCICTVPEVSSVFIFPPKPKDVLTITLTPKVTCVVVDISKDDPEVQFSWFVDDVEVHTAQTQPREEQFNSTFRSVSELPIMHQDWLNGKEFKCRVNSAAFPAPIEKTISKTKGRPKAPQVYTIPPPKEQMAKDKVSLTCMITDFFPEDITVEWQWNGQPAENYKNTQPIMDTDGSYFVYSKLNVQKSNWEAGNTFTCSVLHEGLHNHHTEKSLSHSPGK
配列番号29(マウス全長IgG1軽鎖変異体2)
DIVMTQTPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTDAAPTVSIFPPSSEQLTSGGASVVCFLNNFYPKDINVKWKIDGSERQNGVLNSWTDQDSKDSTYSMSSTLTLTKDEYERHNSYTCEATHKTSTSPIVKSFNRNEC
配列番号30(ヒト全長IgG1重鎖変異体1)
QVQLVESGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
配列番号31(ヒト全長IgG1軽鎖変異体1)
DIVMTQSPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
配列番号32(Fab重鎖変異体2)
QVQLVQSGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSC
配列番号33(Fab軽鎖変異体2)
DIVMTQTPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
配列番号34(ヒトIgG4P重鎖変異体2)
QVQLVQSGAEVKKPGATVKISCKVSGYTFTDYYMHWVQQAPGKGLEWMGLVDPEDGETIYAEKFQGRVTITADTSTDTAYMELSSLRSEDTAVYYCATDARGSGSYYPNHFDYWGQGTLVTVSSASTKGPSVFPLAPCSRSTSESTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTKTYTCNVDHKPSNTKVDKRVESKYGPPCPPCPAPEFLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGK
配列番号35(ヒトIgG4P軽鎖変異体2)
DIVMTQTPDSLAVSLGERATINCKSSQSVLYSSNNKNYLAWYQQKPGQPPKLLIYWASTRESGVPDRFSGSGSGTDFTLTINSLQAEDVAVYFCQQYYDTPTFGQGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
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Claims (18)

  1. 骨折又は骨欠損の処置の使用のためのグレムリン-1活性の阻害剤を含む、骨折又は骨欠損の処置に用いるための医薬組成物;ただし、
    前記阻害剤は、グレムリン-1抗体又はその抗原結合断片であり、
    該抗体は、HCDR1に対する配列番号3又は4の配列、HCDR2に対する配列番号5の配列、HCDR3に対する配列番号6の配列、LCDR1に対する配列番号7の配列、LCDR2に対する配列番号8の配列及びLCDR3に対する配列番号9の配列を含み、
    前記抗体又はその抗原結合断片は、重鎖可変領域(HCVR)は配列番号10の配列を含み、軽鎖可変領域(LCVR)は配列番号11の配列を含む。
  2. 前記抗原結合断片が、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv又はscFvである、請求項1に記載の医薬組成物
  3. 抗体又はその抗原結合断片が、Ile131、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175から選択される少なくとも1つの残基を含むグレムリン-1上のエピトープに結合し、前記残基の付番が配列番号1に従う、請求項1又は2に記載の医薬組成物
  4. 骨折又は骨欠損が癒合遷延又は非癒合骨折である、請求項1~のいずれか一項に記載の医薬組成物
  5. 骨折又は骨欠損が、骨の完全性に影響を与える疾患に関連する、請求項1~のいずれか一項に記載の医薬組成物
  6. 骨の完全性に影響を与える疾患が、骨粗しょう症、骨形成不全症、糖尿病、骨のページェット病、関節リウマチ、強直性脊椎炎、多発性骨髄腫、原発性骨癌、骨に転移する癌、広汎性特発性骨増殖症、骨髄炎、腎疾患、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又は重症型サラセミアである、請求項に記載の医薬組成物
  7. 骨折又は骨欠損の処置のための医薬の製造のための、グレムリン-1活性の阻害剤の使用;ただし、
    前記阻害剤は、グレムリン-1抗体又はその抗原結合断片であり、
    該抗体は、HCDR1に対する配列番号3又は4の配列、HCDR2に対する配列番号5の配列、HCDR3に対する配列番号6の配列、LCDR1に対する配列番号7の配列、LCDR2に対する配列番号8の配列及びLCDR3に対する配列番号9の配列を含
    み、
    前記抗体又はその抗原結合断片は、重鎖可変領域(HCVR)は配列番号10の配列を含み、軽鎖可変領域(LCVR)は配列番号11の配列を含む。
  8. 前記抗原結合断片が、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv又はscFvである、請求項に記載の使用。
  9. 抗体又はその抗原結合断片が、Ile131、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175から選択される少なくとも1つの残基を含むグレムリン-1上のエピトープに結合し、前記残基の付番が配列番号1に従う、請求項7又は8に記載の使用。
  10. 骨折又は骨欠損が癒合遷延又は非癒合骨折である、請求項のいずれか一項に記載の使用。
  11. 骨折又は骨欠損が、骨の完全性に影響を与える疾患に関連する、請求項のいずれか一項に記載の使用。
  12. 骨の完全性に影響を与える疾患が、骨粗しょう症、骨形成不全症、糖尿病、骨のページェット病、関節リウマチ、強直性脊椎炎、多発性骨髄腫、原発性骨癌、骨に転移する癌、広汎性特発性骨増殖症、骨髄炎、腎疾患、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又は重症型サラセミアである、請求項11に記載の使用。
  13. 治療的有効量のグレムリン-1活性の阻害剤を含む、骨折又は骨欠損の処置のための医薬組成物;ただし、
    前記阻害剤は、グレムリン-1抗体又はその抗原結合断片であり、
    該抗体は、HCDR1に対する配列番号3又は4の配列、HCDR2に対する配列番号5の配列、HCDR3に対する配列番号6の配列、LCDR1に対する配列番号7の配列、LCDR2に対する配列番号8の配列及びLCDR3に対する配列番号9の配列を含み、
    前記抗体又はその抗原結合断片は、重鎖可変領域(HCVR)は配列番号10の配列を含み、軽鎖可変領域(LCVR)は配列番号11の配列を含む。
  14. 前記抗原結合断片が、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv又はscFvである、請求項13に記載の医薬組成物。
  15. 抗体又はその抗原結合断片が、Ile131、Lys147、Lys148、Phe149、Thr150、Thr151、Arg169、Lys174及びGln175から選択される少なくとも1つの残基を含むグレムリン-1上のエピトープに結合し、前記残基の付番が配列番号1に従う、請求項13又は14に記載の医薬組成物。
  16. 骨折又は骨欠損が癒合遷延又は非癒合骨折である、請求項1315のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  17. 骨折又は骨欠損が、骨の完全性に影響を与える疾患に関連する、請求項1315のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  18. 骨の完全性に影響を与える疾患が、骨粗しょう症、骨形成不全症、糖尿病、骨のページェット病、関節リウマチ、強直性脊椎炎、多発性骨髄腫、原発性骨癌、骨に転移する癌、広汎性特発性骨増殖症、骨髄炎、腎疾患、デュシェンヌ型筋ジストロフィー又は重症型サラセミアである、請求項17に記載の医薬組成物。
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