JP7432250B2 - Conditionally activated chimeric antigen receptor for modified T cells - Google Patents

Conditionally activated chimeric antigen receptor for modified T cells Download PDF

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Description

関連出願データ
本出願は、2018年8月2日に出願された米国特許出願第16/053166号の一部継続部分であり(現在係属中)、これは順に、現在放棄された米国特許出願第15/052,487号の分割であり、これは順に、国際出願第これは、2015年8月27日に出願されたPCT/US15/47197の一部継続出願であり、アメリカ合衆国を指定しており、さらに、2014年8月28日に出願された米国仮出願第62/043067号(現在は失効)の利益を主張しており、これらすべての出願は、その全体が参照により本明細書に援用される。
RELATED APPLICATION DATA This application is a continuation-in-part of U.S. patent application Ser. No. 15/052,487, which in turn is a continuation-in-part of PCT/US15/47197, filed August 27, 2015, designating the United States of America. , further claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 62/043067, filed August 28, 2014 (now expired), all of which are hereby incorporated by reference in their entirety. be done.

本開示は、タンパク質進化の分野に関する。具体的には、本開示は、親または野生型タンパク質から条件的活性型キメラ抗原受容体を生成する方法に関する。本条件的活性型キメラ抗原受容体は、野生型正常生理条件では可逆的又は不可逆的に不活性化されるが、異常条件では活性である。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates to the field of protein evolution. Specifically, the present disclosure relates to methods of generating conditionally active chimeric antigen receptors from parental or wild-type proteins. The conditionally active chimeric antigen receptor is reversibly or irreversibly inactivated under wild-type normal physiological conditions, but is active under abnormal conditions.

タンパク質、特に酵素の種々の特性を進化させる可能性について記載している文献は多数ある。例えば、高温など、異なる条件で動作が安定するように酵素を進化させてもよい。高温で活性が向上する状況では、その向上のかなりの部分は、一般にQ10法則(酵素の場合に10℃の上昇で代謝回転が二倍になると推定される)によって説明されるより高い速度論的活性によるものであり得る。 There is a large body of literature describing the possibility of evolving various properties of proteins, especially enzymes. For example, enzymes may be evolved to be stable under different conditions, such as high temperatures. In situations where activity increases at higher temperatures, a significant portion of the increase is generally due to the higher kinetics explained by the Q10 law (which estimates that a 10°C increase in enzymes doubles turnover). This may be due to activity.

加えて、その正常な動作条件でタンパク質を不安定化させる天然の突然変異の例がある。ある種の変異体は低温では活性であるものの、そのレベルは親または野生型タンパク質と比較して低いものであり得る。これもまた、典型的にはQ10又は同様の法則によって導かれるとおりの活性の低下によって説明される。 In addition, there are examples of natural mutations that destabilize a protein under its normal operating conditions. Although certain variants are active at low temperatures, the levels may be lower compared to the parent or wild-type protein. This is also typically explained by a decrease in activity as guided by Q10 or similar laws.

条件的に活性化される有用な分子を生成することが望ましい。例えば、野生型動作条件では事実上不活性であるが、野生型動作条件以外では野生型動作条件と同等又はそれより良好なレベルで活性であるか、又はある種の微小環境で活性化又は不活性化されるか、又は時間の経過に伴い活性化又は不活性化される分子を生成することが望ましい。温度に加え、タンパク質を進化させ又は最適化し得る他の条件としては、pH、浸透圧、重量オスモル濃度、酸化的ストレス及び電解質濃度が挙げられる。進化させる際に最適化し得る他の望ましい特性としては、化学的抵抗性、及びタンパク質分解抵抗性が挙げられる。 It is desirable to produce useful molecules that are conditionally activated. For example, it may be virtually inactive under wild-type operating conditions, but active at levels equal to or better than wild-type operating conditions outside of wild-type operating conditions, or activated or inactive in certain microenvironments. It is desirable to produce molecules that are activated or that become activated or inactivated over time. In addition to temperature, other conditions under which proteins may be evolved or optimized include pH, osmolality, osmolality, oxidative stress, and electrolyte concentration. Other desirable properties that can be optimized during evolution include chemical resistance and proteolytic resistance.

分子を進化させ、又は操作するための戦略が多数発表されている。しかしながら、タンパク質が野生型動作条件では不活性又は事実上不活性(10%未満の活性、好ましくは1%未満の活性)となる一方で、野生型動作条件以外の条件ではその対応する親または野生型タンパク質と同等か又はそれより良好な活性を維持するように操作し、又は進化させるためには、不安定化させる突然変異が、その不安定効果を打ち消すことのない、活性を増加させる突然変異と共存する必要がある。不安定化により、Q10などの標準法則によって予測される効果を超えてタンパク質の活性が低下するであろうことが予想される。従って、対応する親または野生型タンパク質にとって正常な動作条件下では不活性化される一方で、例えば低温では効率的に働くタンパク質を進化させることが可能になれば、予期せぬ新規クラスのタンパク質が作り出される。 Many strategies have been published for evolving or manipulating molecules. However, while a protein is inactive or virtually inactive (less than 10% active, preferably less than 1% active) under wild-type operating conditions, its corresponding parent or wild-type protein under conditions other than wild-type operating conditions In order to engineer or evolve the type protein to maintain an activity equal to or better than that of the type protein, the destabilizing mutation does not counteract the destabilizing effect and the activity-increasing mutation. It is necessary to coexist with It is expected that destabilization will reduce the activity of the protein beyond the effect predicted by standard laws such as Q10. Therefore, if it were possible to evolve proteins that are inactive under normal operating conditions for the corresponding parent or wild-type protein, but which work efficiently at low temperatures, for example, an unexpected new class of proteins could emerge. produced.

癌の治療にキメラ抗原受容体(CAR)が用いられている。米国特許出願公開第2013/0280220号明細書は、腫瘍抗原を含めた2つ以上の抗原に特異的なキメラ抗原受容体をコードする改良された細胞を提供する方法及び組成物を開示している。キメラ抗原受容体を発現する細胞は、細胞療法に用いることができる。かかる細胞療法は任意の医学的状態に好適であり得るが、具体的な実施形態では、固形腫瘍が関わる癌を含め、癌の細胞療法である。 Chimeric antigen receptors (CARs) have been used in the treatment of cancer. U.S. Patent Application Publication No. 2013/0280220 discloses methods and compositions for providing improved cells encoding chimeric antigen receptors specific for two or more antigens, including tumor antigens. . Cells expressing chimeric antigen receptors can be used for cell therapy. Although such cell therapy may be suitable for any medical condition, a specific embodiment is cell therapy of cancer, including cancers involving solid tumors.

本発明は、正常生理条件では不活性又は低活性であるが、異常生理条件では活性な、操作された条件的活性型キメラ抗原受容体を提供する。 The present invention provides engineered conditionally active chimeric antigen receptors that are inactive or less active under normal physiological conditions, but active under abnormal physiological conditions.

本出願全体を通じて、様々な刊行物が著者及び日付によって参照される。これらの刊行物の開示は、本明細書に説明及び特許請求される開示の日付時点における当業者に公知のとおりの当該分野の技術水準をより十全に説明するため、本明細書によって全体として参照により本出願に援用される。 Throughout this application, various publications are referenced by author and date. The disclosures of these publications are herein incorporated by reference in their entirety to more fully describe the state of the art as known to those skilled in the art as of the date of the disclosure described and claimed herein. Incorporated into this application by reference.

本発明の一実施形態におけるキメラ抗原受容体の概略図を示す。ASTRは抗原特異的標的領域であり、Lはリンカーであり、ESDは細胞外スペーサードメインであり、TMは膜貫通ドメインであり、CSDは共刺激ドメインであり、及びISDは細胞内シグナル伝達ドメインである。1 shows a schematic diagram of a chimeric antigen receptor in one embodiment of the present invention. ASTR is the antigen-specific targeting region, L is the linker, ESD is the extracellular spacer domain, TM is the transmembrane domain, CSD is the costimulatory domain, and ISD is the intracellular signaling domain. be.

実施例1の条件的活性型抗体が二価又は一価抗体として発現しても、pH6.0未満及びpH7.4超でこれらの抗体の当該の選択性に有意な変化はないことを示す。It is shown that whether the conditionally activated antibodies of Example 1 are expressed as divalent or monovalent antibodies, there is no significant change in the selectivity of these antibodies at pH below 6.0 and above pH 7.4. 実施例1の条件的活性型抗体が二価又は一価抗体として発現しても、pH6.0未満及びpH7.4超でこれらの抗体の当該の選択性に有意な変化はないことを示す。It is shown that whether the conditionally activated antibodies of Example 1 are expressed as divalent or monovalent antibodies, there is no significant change in the selectivity of these antibodies at pH below 6.0 and above pH 7.4.

実施例2の条件的活性型抗体が凝集しないことを示すサイズ排除クロマトグラフのプロファイルである。1 is a size exclusion chromatography profile showing that the conditionally activated antibody of Example 2 does not aggregate.

表面プラズモン共鳴(SPR)分析によって計測したときの実施例2の条件的活性型抗体のオン及びオフ速度を示す。Figure 2 shows the on and off kinetics of the conditionally activated antibody of Example 2 as measured by surface plasmon resonance (SPR) analysis.

A~Bは、実施例2のSPR分析によって計測したときの条件的活性型抗体の選択性を示す。AB show selectivity of conditionally active antibodies as measured by SPR analysis of Example 2.

CAR-T細胞が、CAR-T細胞の標的抗原X1を発現しないCHO細胞の集団に何ら効果を及ぼさなかったことを示す。この例のCAR-T細胞中のCAR分子は標的抗原X1に対する抗体を含んだが、この抗体は条件的活性型ではなかった(比較例A)。It is shown that CAR-T cells had no effect on the population of CHO cells that do not express the CAR-T cell target antigen X1. The CAR molecules in the CAR-T cells of this example contained an antibody against target antigen X1, but this antibody was not conditionally active (Comparative Example A).

CAR-T細胞が、CAR-T細胞の標的抗原X1を発現するCHO-63細胞の集団を減少させたことを示す。これらのCAR-T細胞は、図7Aに示すデータの生成に使用したものと同じ細胞である(比較例A)。CAR-T cells are shown to reduce the population of CHO-63 cells expressing CAR-T cell target antigen X1. These CAR-T cells are the same cells used to generate the data shown in Figure 7A (Comparative Example A).

CAR-T細胞が、CAR-T細胞の標的抗原X1を発現しないCHO細胞の集団に何ら効果を及ぼさなかったことを示す。この実施例3のCAR-T細胞中のCAR分子は、標的抗原X1に対する条件的活性型抗体を含んだ。This shows that CAR-T cells had no effect on the population of CHO cells that do not express the CAR-T cell target antigen X1. The CAR molecules in the CAR-T cells of this Example 3 contained conditionally activated antibodies against target antigen X1.

実施例3で試験したとおり、CAR-T細胞が、CAR-T細胞の標的抗原X1を発現するCHO-63細胞の集団を減少させたことを示す。これらのCAR-T細胞は、図8Aに示すデータの生成に使用したものと同じ細胞である。Figure 3 shows that CAR-T cells, as tested in Example 3, reduced the population of CHO-63 cells expressing the CAR-T cell target antigen X1. These CAR-T cells are the same cells used to generate the data shown in Figure 8A.

A~Bは、実施例3に記載されるとおり、CAR-T細胞が標的抗原X1と結合することによって誘導されるサイトカイン放出を示す。AB show cytokine release induced by CAR-T cell binding to target antigen X1, as described in Example 3.

標的抗原X2に対する条件的活性型抗体を示す。A conditionally active antibody against target antigen X2 is shown.

A~Bは、実施例4に記載されるとおり、標的抗原X2を発現するダウディ細胞へのCAR-T細胞の結合によって誘導される細胞傷害効果及び標的抗原X2を発現しないHEK293細胞上のCAR-T細胞によって誘導される細胞傷害効果を示す。A-B shows the cytotoxic effect induced by binding of CAR-T cells to Daudi cells expressing target antigen X2 and CAR- on HEK293 cells not expressing target antigen X2, as described in Example 4. Figure 3 shows the cytotoxic effect induced by T cells.

A~Bは、実施例5に記載されるとおり、CAR-T細胞が標的抗原X1と結合することによって誘導されるサイトカイン放出を示す。AB show cytokine release induced by CAR-T cell binding to target antigen X1, as described in Example 5.

A~Bは、実施例5に記載されるとおり、CAR-T細胞が標的抗原X2と結合することによって誘導されるサイトカイン放出を示す。AB show cytokine release induced by CAR-T cell binding to target antigen X2, as described in Example 5.

CAR-T細胞の構築に好適な標的抗原X3に対する条件的活性型抗体を示す。A conditionally activated antibody against target antigen X3 suitable for the construction of CAR-T cells is shown.

一態様では、本発明は、腫瘍特異的標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体(CAR)を提供する。キメラ抗原受容体は、親タンパク質またはそのドメインから進化した少なくとも1つの抗原特異的標的領域を含んでいる。CARはさらに、膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインを含んでいる。少なくとも1つの抗原特異的標的領域は、正常生理条件での分析における活性が、異常条件での分析における活性と比較して低下している。 In one aspect, the invention provides chimeric antigen receptors (CARs) for binding tumor-specific target antigens. A chimeric antigen receptor contains at least one antigen-specific target region evolved from a parent protein or domain thereof. CAR further contains a transmembrane domain and an intracellular signaling domain. At least one antigen-specific target region has reduced activity when assayed under normal physiological conditions as compared to activity when assayed under abnormal conditions.

別の態様において、本発明は、本発明のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターを提供する。本発現ベクターは、レンチウイルスベクター、γレトロウイルスベクター、フォーミーウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、遺伝子工学的に操作されたハイブリッドウイルス、及びトランスポゾン媒介性ベクターから選択される。 In another aspect, the invention provides an expression vector comprising a polynucleotide sequence encoding a chimeric antigen receptor of the invention. The expression vectors include lentivirus vectors, gamma retrovirus vectors, foamy virus vectors, adeno-associated virus vectors, adenovirus vectors, poxvirus vectors, herpesvirus vectors, genetically engineered hybrid viruses, and transposon-mediated vectors. selected from.

さらに別の態様において、本発明は、本発明のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む遺伝子操作された細胞傷害性細胞を提供する。この細胞傷害性細胞はT細胞であってもよく、ナイーブT細胞、セントラルメモリーT細胞、及びエフェクターメモリーT細胞から選択され得る。 In yet another aspect, the invention provides a genetically engineered cytotoxic cell comprising a polynucleotide sequence encoding a chimeric antigen receptor of the invention. The cytotoxic cell may be a T cell and may be selected from naive T cells, central memory T cells, and effector memory T cells.

さらに別の態様において、本発明は、本発明のキメラ抗原受容体、発現ベクター、及び/又は遺伝子操作された細胞傷害性細胞と、薬学的に受容可能な賦形剤とを含む医薬組成物を提供する。 In yet another aspect, the invention provides a pharmaceutical composition comprising a chimeric antigen receptor, an expression vector, and/or a genetically engineered cytotoxic cell of the invention, and a pharmaceutically acceptable excipient. provide.

さらに別の態様では、本発明は、少なくとも1つの抗原特異的標的領域、膜貫通ドメインおよび細胞内シグナル伝達ドメインを含むキメラ抗原受容体を製造する方法を提供する。方法は、腫瘍特異的標的抗原と特異的に結合する親タンパク質またはそのドメインから、少なくとも1つの抗原特異的標的領域を生成する工程を含む。これらには、(i)親タンパク質または野生型タンパク質またはそのドメインをコードするDNAを、1つ以上の進化技術を用いて進化させ、変異体DNAを作成する工程、(ii)変異体DNAを発現させて、変異体ポリペプチドを得る工程、(iii)変異体ポリペプチドを、正常生理条件での分析および異常条件での分析に供する工程、および(iv)工程(iii)で発現させた変異体ポリペプチドから、異常条件での分析における活性とを比較して、正常生理条件での分析における活性の低下を示す少なくとも1つの抗原特異的標的領域を選択する工程が含まれる。 In yet another aspect, the invention provides a method of producing a chimeric antigen receptor that includes at least one antigen-specific targeting region, a transmembrane domain, and an intracellular signaling domain. The method includes generating at least one antigen-specific target region from a parent protein or domain thereof that specifically binds a tumor-specific target antigen. These include (i) evolving DNA encoding the parent or wild-type protein or its domains using one or more evolution techniques to create mutant DNA; (ii) expressing the mutant DNA; (iii) subjecting the mutant polypeptide to analysis under normal physiological conditions and analysis under abnormal conditions; and (iv) the mutant expressed in step (iii). Selecting from the polypeptide at least one antigen-specific target region that exhibits decreased activity when assayed under normal physiological conditions compared to activity when assayed under abnormal conditions.

定義
本明細書に提供される実施例の理解を容易にするために、特定のしばしば登場する方法及び/又は用語は以下に記載される。
Definitions To facilitate understanding of the examples provided herein, certain frequently occurring methods and/or terms are described below.

測定量と関連して本明細書で使用される用語「約」は、測定を行い、測定の目的に相応の注意レベルと使用される測定機器の精度を行使する当業者によって期待される測定量における通常の変動に関連するものである。特に明記しない限り、「約」は、与えられた値の+/-10%の変動に関連する。 As used herein in connection with a measurand, the term "about" means the measurand that would be expected by a person skilled in the art making the measurement and exercising a level of care and precision of the measuring equipment used commensurate with the purpose of the measurement. associated with normal fluctuations in Unless otherwise specified, "about" refers to a +/-10% variation of the given value.

用語「薬剤」は、化学化合物、化学化合物の混合物、空間的に局所化された化合物の配列(例えば、VLSIPSペプチド配列、ポリヌクレオチド配列、及び/又はコンビナトリアル小分子配列)、生体高分子、バクテリオファージペプチドディスプレイライブラリー、バクテリオファージ抗体(例えばscFV)ディスプレイライブラリー、ポリソームペプチドディスプレイライブラリー、又は、バクテリア、植物、菌類又は動物(特に哺乳類)の細胞又は組織のような生体材料からつくられる抽出物を示すのに用いられる。薬剤は、本明細書の以下に記載されているスクリーニング分析に含まれることにより条件的活性型生物学的治療酵素として潜在的酵素活性のために評価される。薬剤は、以下の本明細書の以下に記載されているスクリーニング分析に含まれることにより条件的活性型生物学的治療酵素として潜在的活性のために評価される。 The term "agent" refers to a chemical compound, a mixture of chemical compounds, a spatially localized array of compounds (e.g., a VLSIPS peptide sequence, a polynucleotide sequence, and/or a combinatorial small molecule array), a biological macromolecule, a bacteriophage. Peptide display libraries, bacteriophage antibody (e.g. scFV) display libraries, polysomal peptide display libraries, or extracts made from biological materials such as bacteria, plants, fungi or animal (especially mammalian) cells or tissues. used to indicate Agents are evaluated for potential enzymatic activity as conditionally active biological therapeutic enzymes by inclusion in the screening assays described herein below. Agents are evaluated for potential activity as conditionally active biological therapeutic enzymes by inclusion in the screening assays described herein below.

本明細書で使用される用語「アミノ酸」は、アミノ基(-NH2)及びカルボキシル基(-COOH)を含む任意の有機化合物である、好適には、自由群又はペプチドの部分として縮合後のどちらでも結合する。「アルファ-アミノ酸を形成する20種の自然にエンコードされたポリペプチド」は従来技術において知られており、アラニン(ala又はA)、アルギニン(arg又はR)、アスパラギン(asn又はN)、アスパラギン酸(asp又はD)、システイン(cys又はC)、グルタミン酸(glu又はG)、ヒスチジン(his又はH)、イソロイシン(ile又はI)、ロイシン(leu又はL)、リシン(lys又はK)、メチオニン(met又はM)、フェニルアラニン(phe又はF)、プロリン(Pro又はP)、セリン(ser又はS)、スレオニン(thr又はT)、トリプトファン(tip又はW)、チロシン(tyr又はY)及びバリン(val又はV)に関連するものである。 The term "amino acid" as used herein is any organic compound containing an amino group ( -NH2 ) and a carboxyl group (-COOH), preferably after condensation as a free group or as part of a peptide. Combine either. The "20 naturally encoded polypeptides forming alpha-amino acids" are known in the art and include alanine (ala or A), arginine (arg or R), asparagine (asn or N), aspartic acid (asp or D), cysteine (cys or C), glutamic acid (glu or G), histidine (his or H), isoleucine (ile or I), leucine (leu or L), lysine (lys or K), methionine ( met or M), phenylalanine (phe or F), proline (Pro or P), serine (ser or S), threonine (thr or T), tryptophan (tip or W), tyrosine (tyr or Y) and valine (val or V).

用語「増幅」は、本明細書で使用されるとき、ポリヌクレオチドのコピー数が増加することを意味する。 The term "amplification" as used herein means that the number of copies of a polynucleotide is increased.

用語「抗体」は、本明細書で使用されるとき、インタクトな免疫グロブリン分子、並びにFab、Fab’、(Fab’)2、Fv、及びSCAフラグメントなど、抗原のエピトープとの結合能を有する免疫グロブリン分子のフラグメントを指す。これらの抗体フラグメントは、その由来である抗体の抗原(例えばポリペプチド抗原)に選択的に結合するいくらかの能力を保持しているものであり、当該技術分野において周知の方法を用いて作製することができ(例えば、Harlow and Lane,前掲を参照)、以下のとおり、さらに説明される。抗体は、イムノアフィニティークロマトグラフィーによる抗原の調製分量の単離に使用することができる。かかる抗体の他の様々な用途は、疾患(例えば新生物形成)の診断及び/又はステージ判定、並びに、例えば、新生物形成、自己免疫疾患、AIDS、心血管疾患、感染症などの疾患を治療するための治療適用である。キメラ抗体、ヒト様抗体、ヒト化抗体又は完全ヒト抗体が、ヒト患者への投与に特に有用である。 The term "antibody" as used herein refers to intact immunoglobulin molecules as well as immunoglobulin molecules capable of binding an epitope of an antigen, such as Fab, Fab', (Fab')2, Fv, and SCA fragments. Refers to a fragment of a globulin molecule. These antibody fragments, which retain some ability to selectively bind to the antigen (e.g., a polypeptide antigen) of the antibody from which they are derived, can be produced using methods well known in the art. (see, eg, Harlow and Lane, supra) and is further explained as follows. Antibodies can be used to isolate preparative amounts of antigen by immunoaffinity chromatography. Various other uses of such antibodies include the diagnosis and/or staging of diseases (e.g. neoplasia) and the treatment of diseases such as, e.g. neoplasia, autoimmune diseases, AIDS, cardiovascular diseases, infectious diseases, etc. It is a therapeutic application for Chimeric, human-like, humanized or fully human antibodies are particularly useful for administration to human patients.

Fabフラグメントは抗体分子の一価抗原結合フラグメントからなり、全抗体分子を酵素パパインで消化して、インタクトな軽鎖と重鎖の一部分とからなるフラグメントを生じさせることによって作製し得る。 Fab fragments consist of monovalent antigen-binding fragments of antibody molecules and can be produced by digesting whole antibody molecules with the enzyme papain to generate fragments consisting of an intact light chain and a portion of the heavy chain.

抗体分子のFab’フラグメントは、全抗体分子をペプシンで処理し、続いて還元して、インタクトな軽鎖と重鎖の一部分とからなる分子を生じさせることによって得られ得る。このように処理した抗体分子1つにつき2つのFab’フラグメントが得られる。 Fab' fragments of antibody molecules can be obtained by treating whole antibody molecules with pepsin followed by reduction to yield molecules consisting of an intact light chain and a portion of the heavy chain. Two Fab' fragments are obtained per antibody molecule treated in this way.

抗体の(Fab’)2フラグメントは、続く還元なしに全抗体分子を酵素ペプシンで処理することによって得られ得る。(Fab’)2フラグメントは、2つのジスルフィド結合によって一体に保持された2つのFab’フラグメントの二量体である。 (Fab')2 fragments of antibodies can be obtained by treating whole antibody molecules with the enzyme pepsin without subsequent reduction. (Fab')2 fragments are dimers of two Fab' fragments held together by two disulfide bonds.

Fvフラグメントは、2本の鎖として発現した軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域とを含む遺伝子操作されたフラグメントとして定義される。 Fv fragments are defined as genetically engineered fragments that include a light chain variable region and a heavy chain variable region expressed as two chains.

用語「抗原」又は「Ag」は、本明細書で使用されるとき、免疫応答を誘発する分子として定義される。この免疫応答には、抗体産生、又は特異的免疫適格細胞の活性化の一方、又は両方が含まれ得る。当業者は、事実上全てのタンパク質又はペプチドを含めた任意の巨大分子が抗原として働き得ることを理解するであろう。さらに、抗原は組換えDNA又はゲノムDNAに由来することができる。当業者は、従って、免疫応答を誘発するタンパク質をコードするヌクレオチド配列又は部分ヌクレオチド配列を含む任意のDNAが、この用語が本明細書において用いられるとおりの「抗原」をコードすることを理解するであろう。さらに、当業者は、抗原が遺伝子の完全長ヌクレオチド配列によってコードされることに限られる必要はないことを理解するであろう。本発明には、限定はされないが、2つ以上の遺伝子の部分ヌクレオチド配列の使用が含まれ、及びこれらのヌクレオチド配列が、所望の免疫応答を誘発するため様々な組み合わせで配置されることは容易に明らかである。さらに、当業者は、抗原が「遺伝子」によってコードされる必要は全くないことを理解するであろう。抗原が生体試料から生成され、合成されてもよく、又はそれに由来してもよいことは容易に明らかである。かかる生体試料としては、限定はされないが、組織試料、腫瘍試料、細胞又は生体液を挙げることができる。 The term "antigen" or "Ag" as used herein is defined as a molecule that elicits an immune response. This immune response may include antibody production or activation of specific immunocompetent cells, or both. Those skilled in the art will appreciate that any macromolecule can serve as an antigen, including virtually any protein or peptide. Additionally, the antigen can be derived from recombinant or genomic DNA. Those skilled in the art will therefore understand that any DNA that contains a nucleotide sequence or partial nucleotide sequence that encodes a protein that elicits an immune response encodes an "antigen" as that term is used herein. Probably. Furthermore, those skilled in the art will understand that antigens need not be limited to being encoded by the full-length nucleotide sequence of a gene. The invention includes, but is not limited to, the use of partial nucleotide sequences of two or more genes, and these nucleotide sequences can easily be arranged in various combinations to elicit the desired immune response. It is clear that Furthermore, those skilled in the art will understand that an antigen need not be encoded by a "gene" at all. It is readily apparent that antigens may be produced, synthesized, or derived from biological samples. Such biological samples can include, but are not limited to, tissue samples, tumor samples, cells, or biological fluids.

「抗原欠損エスケープバリアント」は、本明細書で使用されるとき、標的抗原の発現の低下又は欠失を呈する細胞を指し、この抗原は本発明のCARによって標的化される。 "Antigen-deficient escape variant" as used herein refers to a cell that exhibits reduced or deleted expression of a target antigen, which antigen is targeted by the CAR of the invention.

用語「自己免疫疾患」は、本明細書で使用されるとき、自己免疫応答に起因する障害として定義される。自己免疫疾患は、自己抗原に対する不適切で過剰な応答の結果である。自己免疫疾患の例としては、限定はされないが、特に、アジソン病、円形脱毛症(alopecia greata)、強直性脊椎炎、自己免疫性肝炎、自己免疫性耳下腺炎、クローン病、糖尿病(1型)、栄養障害型表皮水疱症、精巣上体炎、糸球体腎炎、グレーブス病、ギラン・バレー(Guillain-Barr)症候群、橋本病、溶血性貧血、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症、重症筋無力症、尋常性天疱瘡、乾癬、リウマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症、シェーグレン症候群、脊椎関節症、甲状腺炎、脈管炎、白斑、粘液水腫、悪性貧血、潰瘍性大腸炎が挙げられる。 The term "autoimmune disease" as used herein is defined as a disorder resulting from an autoimmune response. Autoimmune diseases are the result of inappropriate and exaggerated responses to self-antigens. Examples of autoimmune diseases include, but are not limited to, Addison's disease, alopecia greata, ankylosing spondylitis, autoimmune hepatitis, autoimmune parotitis, Crohn's disease, diabetes mellitus (1), among others. epidermolysis bullosa, epididymitis, glomerulonephritis, Graves' disease, Guillain-Barr syndrome, Hashimoto's disease, hemolytic anemia, systemic lupus erythematosus, multiple sclerosis, muscle gravis Asthenia, pemphigus vulgaris, psoriasis, rheumatic fever, rheumatoid arthritis, sarcoidosis, scleroderma, Sjögren's syndrome, spondyloarthropathy, thyroiditis, vasculitis, vitiligo, myxedema, pernicious anemia, and ulcerative colitis are listed. It will be done.

用語「自家」は、本明細書で使用されるとき、後に材料を再導入するのと同じ個体から得られた任意の材料を指す。例えば、患者からのT細胞は単離され、遺伝子操作されてCARを発現し、次に患者に再導入され得る。 The term "autologous" as used herein refers to any material obtained from the same individual that later reintroduces the material. For example, T cells from a patient can be isolated, genetically engineered to express a CAR, and then reintroduced into the patient.

用語「B細胞関連疾患」は、本明細書で使用されるとき、B細胞免疫不全症、B細胞に関連する自己免疫疾患及び/又は過剰な/制御されない細胞増殖(リンパ腫及び/又は白血病を含む)を含む。本発明の二重特異性CARを治療手法に用い得るかかる疾患の例としては、限定はされないが、全身性エリテマトーデス(SLE)、糖尿病、関節リウマチ(RA)、反応性関節炎、多発性硬化症(MS)、尋常性天疱瘡、セリアック病、クローン病、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、自己免疫性甲状腺疾患、X連鎖無ガンマグロブリン血症(X-linked agammaglobulinaemis)、プレB急性リンパ芽球性白血病、全身性エリテマトーデス、分類不能型免疫不全症、慢性リンパ性白血病、選択的IgA欠損症及び/又はIgGサブクラス欠損症に関連する疾患、B系列リンパ腫(ホジキンリンパ腫及び/又は非ホジキンリンパ腫)、胸腺腫を伴う免疫不全症、一過性低ガンマグロブリン血症及び/又は高IgM症候群、並びにウイルス媒介性B細胞疾患、例えば、EBV媒介性リンパ増殖性疾患、及びB細胞が病態生理に関与する慢性感染症が挙げられる。 The term "B cell related disease" as used herein refers to B cell immunodeficiency, B cell related autoimmune disease and/or excessive/uncontrolled cell proliferation (including lymphoma and/or leukemia). )including. Examples of such diseases for which the bispecific CARs of the present invention may be used in therapeutic approaches include, but are not limited to, systemic lupus erythematosus (SLE), diabetes, rheumatoid arthritis (RA), reactive arthritis, multiple sclerosis ( MS), pemphigus vulgaris, celiac disease, Crohn's disease, inflammatory bowel disease, ulcerative colitis, autoimmune thyroid disease, X-linked agammaglobulinaemia, pre-B acute lymphoblasts sexual leukemia, systemic lupus erythematosus, unclassifiable immunodeficiency, chronic lymphocytic leukemia, diseases associated with selective IgA deficiency and/or IgG subclass deficiency, B-lineage lymphoma (Hodgkin lymphoma and/or non-Hodgkin lymphoma), Immunodeficiency with thymoma, transient hypogammaglobulinemia and/or hyperIgM syndromes, and virus-mediated B-cell diseases, such as EBV-mediated lymphoproliferative disease, and B-cells are involved in the pathophysiology Chronic infections include.

用語「血液脳関門」又は「BBB」は、たとえ尿素(60ダルトン)などの極めて小さい分子であっても脳への分子の輸送を制限する緊密な障壁を作り出す、脳毛細血管内皮細胞膜内にタイトジャンクションによって形成される末梢循環と脳及び脊髄との間の生理的障壁を指す。脳内の血液脳関門、脊髄内の血液脊髄関門、及び網膜内の血液網膜関門は、中枢神経系(CNS)内の連続的な毛細血管障壁であり、本明細書ではまとめて「血液脳関門」又は「BBB」と称される。BBBにはまた血液脳脊髄液関門(脈絡叢)も包含され、この関門は毛細血管内皮細胞よりむしろ上衣細胞を含む。 The term "blood-brain barrier" or "BBB" refers to the tight barrier within the brain capillary endothelial cell membranes that creates a tight barrier that restricts the transport of molecules to the brain, even extremely small molecules such as urea (60 daltons). Refers to the physiological barrier between the peripheral circulation and the brain and spinal cord formed by junctions. The blood-brain barrier in the brain, the blood-spinal barrier in the spinal cord, and the blood-retinal barrier in the retina are continuous capillary barriers within the central nervous system (CNS) and are collectively referred to herein as the "blood-brain barrier." ” or “BBB”. The BBB also includes the blood-cerebrospinal fluid barrier (choroid plexus), which contains ependymal cells rather than capillary endothelial cells.

用語「癌」及び「癌性」は、本明細書で使用されるとき、典型的には制御されない細胞成長によって特徴付けられる哺乳動物における生理的状態を指し、又はそれを記述する。癌の例としては、限定はされないが、B細胞リンパ腫(ホジキンリンパ腫及び/又は非ホジキンリンパ腫)、脳腫瘍、乳癌、結腸癌、肺癌、肝細胞癌、胃癌、膵癌、子宮頸癌、卵巣癌、肝癌、膀胱癌、尿路癌、甲状腺癌、腎癌、癌腫、黒色腫、頭頸部癌、脳癌、及び限定はされないがアンドロゲン依存性前立腺癌及びアンドロゲン非依存性前立腺癌を含めた前立腺癌が挙げられる。 The terms "cancer" and "cancerous" as used herein refer to or describe the physiological condition in mammals that is typically characterized by uncontrolled cell growth. Examples of cancer include, but are not limited to, B-cell lymphoma (Hodgkin's lymphoma and/or non-Hodgkin's lymphoma), brain cancer, breast cancer, colon cancer, lung cancer, hepatocellular carcinoma, gastric cancer, pancreatic cancer, cervical cancer, ovarian cancer, liver cancer. , bladder cancer, urinary tract cancer, thyroid cancer, renal cancer, carcinoma, melanoma, head and neck cancer, brain cancer, and prostate cancer, including but not limited to androgen-dependent prostate cancer and androgen-independent prostate cancer. It will be done.

用語「キメラ抗原受容体」又は「CAR」又は「CARs」は、本明細書で使用されるとき、細胞傷害性細胞、例えばT細胞、NK細胞及びマクロファージに抗原特異性をグラフトする操作された受容体を指す。本発明のCARは、少なくとも1つの抗原特異的標的領域(ASTR)と細胞外スペーサードメイン(ESD)と膜貫通ドメイン(TM)と1つ又はそれ以上の共刺激ドメイン(CSD)と細胞内シグナル伝達ドメイン(ISD)とを含み得る。ある実施形態では、ESD及び/又はCSDは任意選択である。別の実施形態において、CARは、2つの異なる抗原又はエピトープに特異的な二重特異性CARである。ASTRが標的抗原に特異的に結合すると、ISDが細胞内シグナル伝達を活性化する。例えば、ISDは、抗体の抗原結合特性を利用して、MHCの制限を受けない形でT細胞特異性及び反応性を選択の標的にリダイレクトすることができる。MHCの制限を受けない抗原認識により、CARを発現するT細胞は抗原プロセシングと独立した抗原認識能を得るため、従って主要な腫瘍エスケープ機構を回避する。さらに、T細胞で発現するとき、CARは有利には、内因性T細胞受容体(TCR)α鎖及びβ鎖と二量化しない。 The term "chimeric antigen receptor" or "CAR" or "CARs" as used herein refers to engineered receptors that graft antigen specificity onto cytotoxic cells, such as T cells, NK cells and macrophages. Point to the body. The CAR of the present invention comprises at least one antigen-specific targeting region (ASTR), an extracellular spacer domain (ESD), a transmembrane domain (TM), one or more costimulatory domains (CSD), and an intracellular signaling domain. domain (ISD). In some embodiments, ESD and/or CSD are optional. In another embodiment, the CAR is a bispecific CAR that is specific for two different antigens or epitopes. When ASTR specifically binds to a target antigen, ISD activates intracellular signaling. For example, ISDs can take advantage of the antigen binding properties of antibodies to redirect T cell specificity and reactivity to targets of choice in a manner free from MHC restrictions. Due to MHC-free antigen recognition, CAR-expressing T cells gain antigen recognition capabilities that are independent of antigen processing, thus circumventing major tumor escape mechanisms. Furthermore, when expressed in T cells, CAR advantageously does not dimerize with endogenous T cell receptor (TCR) α and β chains.

用語「共発現する」は、本明細書で使用されるとき、2つ以上の遺伝子の同時の発現を指す。遺伝子は、例えば単一タンパク質又は単一ポリペプチド鎖としてのキメラタンパク質をコードする核酸であってもよい。例えば、本発明のCARを治療対照(例えばトランケート型上皮成長因子(EGFRt))と共発現させてもよく、ここでCARは第一ポリヌクレオチド鎖によってコードされ、治療対照は第二ポリヌクレオチド鎖によってコードされる。ある実施形態では、第一及び第二ポリヌクレオチド鎖は、切断可能なリンカーをコードする核酸配列によって連結されている。或いは、CAR及び治療対照は、リンカーを介して連結されていない、代わりに例えば2つの異なるベクターによってコードされる2つの異なるポリヌクレオチドによってコードされる。 The term "co-express" as used herein refers to the simultaneous expression of two or more genes. A gene may be a nucleic acid encoding a chimeric protein, eg, as a single protein or a single polypeptide chain. For example, a CAR of the invention may be coexpressed with a therapeutic control (e.g., truncated epidermal growth factor (EGFRt)), where the CAR is encoded by a first polynucleotide strand and the therapeutic control is encoded by a second polynucleotide strand. coded. In certain embodiments, the first and second polynucleotide strands are connected by a nucleic acid sequence encoding a cleavable linker. Alternatively, the CAR and therapeutic control are encoded by two different polynucleotides that are not linked via a linker, but instead are encoded by, for example, two different vectors.

本明細書で使用される用語「相同」とは、種間に関して進化的及び機能的である遺伝子配列を意味する。例えば、限定はされないが、ヒトの遺伝子において、ヒトCD4遺伝子はマウス3d4遺伝子と相同遺伝子であり、これら2つの遺伝子の配列及び構造は、高い相同性を示し、及び、両遺伝子はMHCクラスIIを制限された抗原認識によるT細胞活性化の信号を送る際に機能するタンパク質をエンコードする。 The term "homologous" as used herein refers to gene sequences that are evolutionary and functional between species. For example, but not limited to, in human genes, the human CD4 gene is a homologous gene to the mouse 3d4 gene, and the sequences and structures of these two genes show high homology, and both genes conform to MHC class II. Encodes a protein that functions in signaling T cell activation through restricted antigen recognition.

用語「条件的活性型生物学的タンパク質」は、1つ以上の正常生理条件下で親または野生型タンパク質よりも活性が高い又は低い親または野生型タンパク質のバリアント、又は変異体を指す。この条件的活性型タンパク質はまた、体の特定の領域で活性を呈し、及び/又は異常な、或いは許容的な生理的条件下で活性の増加又は低下を呈する。用語「正常生理条件」は、本明細書で使用されるとき、対象にとって投与部位における又は作用部位の組織若しくは器官における正常範囲内と見なし得る温度、pH、浸透圧、重量オスモル濃度、酸化的ストレス、電解質濃度、有機小分子、例えば、グルコース、乳酸、ピルビン酸塩、栄養成分、他の代謝産物などの濃度、別の分子、例えば、酸素、炭酸塩、リン酸塩、及び二酸化炭素などの濃度、並びに細胞型、及び栄養素利用性のうちの1つを指す。 The term "conditionally active biological protein" refers to a variant, or mutant, of a parent or wild-type protein that is more or less active than the parent or wild-type protein under one or more normal physiological conditions. This conditionally active protein also exhibits activity in specific regions of the body and/or exhibits increased or decreased activity under abnormal or permissive physiological conditions. The term "normal physiological conditions" as used herein refers to temperature, pH, osmolality, oxidative stress, and other conditions that may be considered within normal ranges for a subject at the site of administration or in a tissue or organ at the site of action. , electrolyte concentrations, concentrations of small organic molecules such as glucose, lactate, pyruvate, nutrients, other metabolites, and concentrations of other molecules such as oxygen, carbonate, phosphate, and carbon dioxide. , cell type, and nutrient availability.

一実施形態では、正常生理条件は哺乳類である対象の血漿中の正常生理pHであり、7.0より高く約7.8まで、または約7.2から約7.8まで、または約7.2から約7.6まで、または約7.3から約7.6まで、または約7.3から約7.5までの範囲内にある。異常条件は腫瘍微小環境のpHであり、約6.0から7.0未満、または約6.2から約6.9、または約6.0から約6.8、または約6.2から約6.8、または約6.4から約6.8、または約6.4から約6.6の範囲内である。 In one embodiment, the normal physiological condition is a normal physiological pH in the plasma of a mammalian subject, greater than 7.0 and up to about 7.8, or from about 7.2 to about 7.8, or about 7.0. 2 to about 7.6, or from about 7.3 to about 7.6, or from about 7.3 to about 7.5. The abnormal condition is the pH of the tumor microenvironment, from about 6.0 to less than 7.0, or from about 6.2 to about 6.9, or from about 6.0 to about 6.8, or from about 6.2 to about 6.8, or within the range of about 6.4 to about 6.8, or about 6.4 to about 6.6.

用語「異常条件」は、本明細書で使用されるとき、当該の条件について通常認められている範囲から外れる条件を指す。一態様において、条件的活性型生物学的タンパク質は、事実上正常生理条件では不活性であるが、異常条件では、それが由来する親または野生型タンパク質と等しいか又はそれより良好なレベルで活性である。例えば、一態様において、進化させた条件的活性型生物学的タンパク質は事実上体温で不活性であるが、それより低い温度では活性である。別の態様において、条件的活性型生物学的タンパク質は正常生理条件で可逆的又は不可逆的に不活性化される。更なる態様において、親または野生型タンパク質は治療用タンパク質である。別の態様において、条件的活性型生物学的タンパク質は、薬物、又は治療剤として使用される。更に別の態様において、このタンパク質は、例えば肺通過後など、高度に酸素化した血液中又は腎臓に見られるより低いpH環境では活性がより高いか、又はより低い。 The term "abnormal condition" as used herein refers to a condition that is outside the normally accepted range for the condition in question. In one embodiment, a conditionally active biological protein is substantially inactive under normal physiological conditions, but active under abnormal conditions at a level equal to or better than the parent or wild-type protein from which it is derived. It is. For example, in one embodiment, an evolved conditionally active biological protein is effectively inactive at body temperature, but active at lower temperatures. In another embodiment, a conditionally active biological protein is reversibly or irreversibly inactivated under normal physiological conditions. In further embodiments, the parent or wild type protein is a therapeutic protein. In another embodiment, the conditionally active biological protein is used as a drug or therapeutic agent. In yet another embodiment, the protein is more or less active in the lower pH environment found in highly oxygenated blood or kidneys, such as after passage through the lungs.

「保存的アミノ酸置換」は、類似の側鎖を有する残基の互換性を意味する。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、及びイソロイシン、カルボン酸側鎖を有するアミノ酸の群は、セリン及びトレオニン、アミドを含む側鎖を有するアミノ酸の群は、アスパラギン及びグルタミン、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファン、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、アルギニン、及びヒスチジン、及び、含硫側鎖を有するアミノ酸の群は、システイン及びメチオニンである。好適な保存的アミノ酸置換群は、バリン-ロイシン-イソロイシン、フェニルアラニン-チロシン、リシン-アルギニン、アラニン-バリン、及びアスパラギン-グルタミンである。 "Conservative amino acid substitution" refers to the interchangeability of residues with similar side chains. For example, the group of amino acids with aliphatic side chains includes glycine, alanine, valine, leucine, and isoleucine; the group of amino acids with carboxylic acid side chains includes serine and threonine; the group of amino acids with side chains including amide , asparagine and glutamine, the group of amino acids with aromatic side chains is phenylalanine, tyrosine, and tryptophan, the group of amino acids with basic side chains is arginine, and histidine, and the group of amino acids with sulfur-containing side chains. are cysteine and methionine. Preferred conservative amino acid substitution groups are valine-leucine-isoleucine, phenylalanine-tyrosine, lysine-arginine, alanine-valine, and asparagine-glutamine.

用語「対応する」は、本明細書において、ポリヌクレオチド配列が参照ポリヌクレオチド配列の全て又は一部に対して相同である(つまり、厳密に進化的に関連がなくても同一である)、又は、ポリヌクレオチド配列が参照ポリヌクレオチド配列と同一であることを意味する。これと対比的に、用語「相補的」は、本明細書において、相補的配列が参照ポリヌクレオチド配列の全て又は一部に対して相同であることを意味する。例えば、ヌクレオチド配列が「TATAC」は参照「TATAC」に対応し、参照配列「GTATA」に対して相補的である。 The term "corresponding" as used herein means that a polynucleotide sequence is homologous (i.e., identical without being strictly evolutionarily related) to all or a portion of a reference polynucleotide sequence; , means that the polynucleotide sequence is identical to the reference polynucleotide sequence. In contrast, the term "complementary" as used herein means that a complementary sequence is homologous to all or a portion of a reference polynucleotide sequence. For example, the nucleotide sequence "TATAC" corresponds to the reference "TATAC" and is complementary to the reference sequence "GTATA."

用語「共刺激リガンド」は、本明細書で使用されるとき、抗原提示細胞上(例えば、樹状細胞、B細胞など)の分子であって、T細胞上のコグネイト共刺激分子に特異的に結合し、それによって、例えばペプチドを担持したMHC分子とのTCR/CD3複合体の結合により提供される一次シグナルに加えて、限定はされないが、増殖、活性化、分化などを含めたT細胞応答を媒介するシグナルを提供する分子を含む。共刺激リガンドには、限定はされないが、CD7、B7-1(CD80)、B7-2(CD86)、PD-L1、PD-L2、4-1BBL、OX40L、誘導性共刺激リガンド(ICOS-L)、細胞間接着分子(ICAM)、CD30L、CD40、CD70、CD83、HLA-G、MICA、MICB、HVEM、リンホトキシンβ受容体、3/TR6、ILT3、ILT4、HVEM、Tollリガンド受容体に結合するアゴニスト又は抗体及びB7-H3と特異的に結合するリガンドが含まれ得る。共刺激リガンドにはまた、特に、限定はされないが、CD27、CD28、4-1BB、OX40、CD30、CD40、PD-1、ICOS、リンパ球機能関連抗原-1(LFA-1)、CD2、CD7、LIGHT、NKG2C、B7-H3、及びCD83と特異的に結合するリガンドなど、T細胞上に存在する共刺激分子と特異的に結合する抗体も包含される。 The term "co-stimulatory ligand," as used herein, is a molecule on an antigen-presenting cell (e.g., dendritic cell, B cell, etc.) that specifically targets a cognate costimulatory molecule on a T cell. In addition to the primary signals provided by the binding of the TCR/CD3 complex to, e.g., peptide-carrying MHC molecules, T cell responses including, but not limited to, proliferation, activation, differentiation, etc. contains molecules that provide signals that mediate Co-stimulatory ligands include, but are not limited to, CD7, B7-1 (CD80), B7-2 (CD86), PD-L1, PD-L2, 4-1BBL, OX40L, inducible costimulatory ligand (ICOS-L). ), intercellular adhesion molecule (ICAM), CD30L, CD40, CD70, CD83, HLA-G, MICA, MICB, HVEM, lymphotoxin β receptor, 3/TR6, ILT3, ILT4, HVEM, Toll ligand receptor Agonists or antibodies and ligands that specifically bind B7-H3 may be included. Co-stimulatory ligands also include, but are not limited to, CD27, CD28, 4-1BB, OX40, CD30, CD40, PD-1, ICOS, lymphocyte function-associated antigen-1 (LFA-1), CD2, CD7. Also included are antibodies that specifically bind costimulatory molecules present on T cells, such as ligands that specifically bind to , LIGHT, NKG2C, B7-H3, and CD83.

用語「共刺激分子」は、本明細書で使用されるとき、共刺激リガンドと特異的に結合して、それによりT細胞による共刺激応答、例えば、限定はされないが増殖を媒介するT細胞上のコグネイト結合パートナーを指す。共刺激分子としては、限定はされないが、MHCクラス1分子、BTLA及びTollリガンド受容体が挙げられる。 The term "co-stimulatory molecule" as used herein refers to a compound on a T cell that specifically binds a costimulatory ligand and thereby mediates a costimulatory response by the T cell, such as, but not limited to, proliferation. refers to the cognate binding partner of Co-stimulatory molecules include, but are not limited to, MHC class 1 molecules, BTLA and Toll ligand receptors.

用語「共刺激シグナル」は、本明細書で使用されるとき、TCR/CD3ライゲーションなどの一次シグナルとの組み合わせでT細胞増殖及び/又は鍵分子の上方制御若しくは下方制御をもたらすシグナルを指す。 The term "co-stimulatory signal" as used herein refers to a signal that, in combination with a primary signal such as TCR/CD3 ligation, results in T cell proliferation and/or up- or down-regulation of key molecules.

用語「細胞傷害性細胞」は、本明細書で使用されるとき、侵入微生物、腫瘍細胞又は他の罹患組織細胞に傷害を与え、又はそれを破壊することのできる細胞を意味する。この用語は、数ある細胞型の中でも特に、ナチュラルキラー(NK)細胞、活性化NK細胞、好中球、T細胞、好酸球、好塩基球、B細胞、マクロファージ及びリンホカイン活性化キラー(LAK)細胞を含むことが意図される。細胞傷害性細胞は、抗体、受容体、リガンド又はそのフラグメント/誘導体を介して標的細胞に結合することにより安定複合体を形成し、細胞傷害性細胞を刺激して標的細胞を破壊する。 The term "cytotoxic cell" as used herein means a cell capable of damaging or destroying invading microorganisms, tumor cells or other diseased tissue cells. This term refers to natural killer (NK) cells, activated NK cells, neutrophils, T cells, eosinophils, basophils, B cells, macrophages, and lymphokine-activated killer (LAK) cells, among other cell types. ) is intended to include cells. Cytotoxic cells form stable complexes by binding to target cells via antibodies, receptors, ligands or fragments/derivatives thereof, stimulating the cytotoxic cells to destroy the target cells.

細胞傷害性細胞にはまた、限定はされないが、ナチュラルキラーT細胞(Heczey et al.,“Invariant NKT cells with chimeric antigen receptor provide a novel platform for safe and effective cancer immunotherapy,”Blood,vol.124,pp.2824-2833,2014)及び顆粒球を含めた、腫瘍溶解能を有する他の免疫細胞も含まれ得る。さらに、細胞傷害性細胞には、限定はされないが、マクロファージ及び顆粒球、幹細胞及び/又は前駆細胞特性を有する細胞、例えば、限定はされないが、造血幹/前駆細胞(Zhen et al.,“HIV-specific Immunity Derived From Chimeric Antigen Receptor-engineered Stem Cells,”Mol Ther.,vol.23,pp.1358-1367,2015)、胚性幹細胞(ESC)、臍帯血幹細胞、及び人工多能性幹細胞(iPSC)(Themeli et al.,“New cell sources for T cell engineering and adoptive immunotherapy,”Cell Stem Cell.,vol.16,pp.357-366,2015)を含めた、貪食能を有する免疫細胞が含まれ得る。加えて、細胞傷害性細胞には、iPSC由来T細胞(TiPSC)(Themeli et al.,“Generation of tumor-targeted human T lymphocytes from induced pluripotent stem cells for cancer therapy,”Nat Biotechnol.,vol.31,pp.928-933,2013)又はiPSC由来NK細胞などの「合成細胞」が含まれる。 Cytotoxic cells also include, but are not limited to, natural killer T cells (Heczey et al., “Invariant NKT cells with chimeric antigen receptors provide a novel platform for safe and Effective cancer immunotherapy, “Blood, vol. 124, pp. 2824-2833, 2014) and granulocytes, and granulocytes, may also be included. Additionally, cytotoxic cells include, but are not limited to, macrophages and granulocytes, cells with stem cell and/or progenitor cell properties, such as, but not limited to, hematopoietic stem/progenitor cells (Zhen et al., “HIV -specific Immunity Derived From Chimeric Antigen Receptor-engineered Stem Cells, "Mol Ther., vol. 23, pp. 1358-1367, 2015), embryonic stem cells (E SC), cord blood stem cells, and induced pluripotent stem cells (iPSC) ) (Themeli et al., “New cell sources for T cell engineering and adaptive immunotherapy,” Cell Stem Cell., vol. 16, pp. 357-366, 201 Contains immune cells with phagocytic ability, including 5) obtain. In addition, cytotoxic cells include iPSC-derived T cells (TiPSCs) (Themeli et al., “Generation of tumor-targeted human T lymphocytes from induced pluripotent stem cells. s for cancer therapy,” Nat Biotechnol., vol. 31, pp. 928-933, 2013) or “synthetic cells” such as iPSC-derived NK cells.

用語「分解有効」量は、基質を酵素に接触させない場合と比較したとき、基質の少なくとも50%を処理するのに必要な酵素の量を指す。 The term "degradation effective" amount refers to the amount of enzyme required to process at least 50% of the substrate when compared to not contacting the substrate with the enzyme.

用語「ディレクショナルライゲーション」は、ポリヌクレオチドの5’末端及び3’末端が好ましいライゲーション方向を特定するのに十分に異なるライゲーションを指す。例えば、2つの平滑末端を有する他の点では未処置且つ未消化のPCR産物は、典型的には、その多重クローニング部位において平滑末端を生じるように消化されたクローニングベクターにライゲーションするとき、好ましいライゲーション方向を有しない;従って、このような状況下では典型的にはディレクショナルライゲーションが示されることはない。対照的に、典型的には、5’EcoR I処理末端及び3’BamH Iを有する消化PCR産物が、EcoR I及びBamH Iで消化される多重クローニング部位を有するクローニングベクターにライゲーションされるとき、ディレクショナルライゲーションが示される。 The term "directional ligation" refers to a ligation in which the 5' and 3' ends of a polynucleotide are sufficiently different to specify the preferred ligation direction. For example, when an otherwise untreated and undigested PCR product with two blunt ends is typically ligated into a cloning vector that has been digested to produce blunt ends at its multiple cloning site, the preferred ligation It has no direction; therefore, directional ligation is typically not indicated under such circumstances. In contrast, typically when a digested PCR product with 5'EcoR I treated ends and 3'BamH I is ligated into a cloning vector that has multiple cloning sites that are digested with EcoR I and BamH I, the direct National ligation is shown.

用語「遺伝子修飾された細胞傷害性細胞によって標的化される疾患」は、本明細書で使用されるとき、その遺伝子修飾細胞が治療上有益な結果をもたらすために罹患細胞を標的にするか、それとも健常細胞を標的にするかに関わらず、いかなる形であれ任意の疾患に関与する任意の細胞を本発明の遺伝子修飾細胞によって標的化することを包含する。遺伝子修飾細胞には、限定はされないが、遺伝子修飾T細胞、NK細胞、及びマクロファージが含まれる。遺伝子修飾細胞は本発明のCARを発現し、CARは、標的細胞の表面上に発現する抗原のいずれかを標的化し得る。標的化され得る抗原の例としては、限定はされないが、B細胞上に発現する抗原;癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、及び芽細胞腫上に発現する抗原;様々な免疫細胞上に発現する抗原;及び様々な血液疾患、自己免疫疾患、及び/又は炎症性疾患に関連する細胞上に発現する抗原が挙げられる。標的化され得る他の抗原が当業者には明らかであり、本発明の代替的実施形態に関連して本発明のCARにより標的化され得る。 The term "disease targeted by genetically modified cytotoxic cells" as used herein refers to diseases in which the genetically modified cells target diseased cells to produce therapeutically beneficial results; It encompasses targeting by the genetically modified cells of the invention any cell that is involved in any disease in any way, whether targeting healthy cells or otherwise. Genetically modified cells include, but are not limited to, genetically modified T cells, NK cells, and macrophages. Genetically modified cells express a CAR of the invention, and the CAR can target any antigen expressed on the surface of the target cell. Examples of antigens that can be targeted include, but are not limited to, antigens expressed on B cells; antigens expressed on carcinomas, sarcomas, lymphomas, leukemias, germ cell tumors, and blastomas; and antigens expressed on various immune cells. and antigens expressed on cells associated with various hematological, autoimmune, and/or inflammatory diseases. Other antigens that can be targeted will be apparent to those skilled in the art and can be targeted by the CARs of the invention in connection with alternative embodiments of the invention.

用語「遺伝子修飾細胞」、「リダイレクト細胞」、「遺伝子操作細胞」又は「修飾細胞」は、本明細書で使用されるとき、本発明のCARを発現する細胞を指す。 The term "genetically modified cell", "redirect cell", "genetically engineered cell" or "modified cell" as used herein refers to a cell that expresses a CAR of the invention.

用語「DNAシャフリング」は、実質的に相同ではあるが、同一ではない配列間での組換えを示すために本明細書において使用され、実施形態によっては、DNAシャフリングは、cer/lox及び/又はflp/frtシステムなどを介してのように、非相同組換えを介しての乗換えを含むことがある。 The term "DNA shuffling" is used herein to refer to recombination between substantially homologous, but not identical, sequences; in some embodiments, DNA shuffling includes cer/lox and / or may include crossover via non-homologous recombination, such as via the flp/frt system.

用語「薬剤」又は「薬剤分子」は、ヒト又は動物の体に投与された際に、ヒト又は動物の体に有益な効果を有する物質を含む治療剤を意味する。好適には、当該薬剤は、1つ又はそれ以上の症状、病気、又は、ヒト又は動物の体における異常条件を治療する、治す又は緩和する、又は、ヒト又は動物の体の健康を増進させることができるものである。 The term "drug" or "drug molecule" refers to a therapeutic agent comprising a substance that has a beneficial effect on the human or animal body when administered to the human or animal body. Preferably, the medicament treats, cures or alleviates one or more symptoms, diseases or abnormal conditions in the human or animal body, or promotes the health of the human or animal body. It is something that can be done.

「有効量」は、若干の期間にわたって投与された者の生存生物における条件を治療する又は防止する、例えば、所望の投薬期間の間に治療的な効果を提供するのに有効的である、条件的活性型生物学的タンパク質又はフラグメントの量のことである。 An "effective amount" is a condition that is effective to treat or prevent a condition in the living organism of the person to whom it is administered over a period of time, e.g., to provide a therapeutic effect during the desired period of administration. The amount of biologically active biological protein or fragment.

用語「電解質」は、血液又は電荷を運搬する他の体液内の鉱物を定義するために本明細書で使用される。例えば、一態様において、正常生理条件及び異常条件は、「電解質濃度」の条件であることがある。一態様において、試験される電解質濃度は、イオン化されたカルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩化物、重炭酸塩、及びリン酸塩濃度の1つ又はそれ以上から選択される。例えば、一態様において、血清カルシウムの通常範囲は、8.5~10.2mg/dLである。この態様において、異常血清カルシウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清塩化物は1リットルあたり96~106ミリグラム当量(mEq/L)である。この態様において、異常血清塩化物濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清マグネシウム濃度の通常範囲は1.7~2.2mg/dLである。この態様において、異常血清マグネシウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清リン酸塩の通常範囲は、2.4~4.1mg/dLである。この態様において、異常血清リン酸塩濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清又は血液のナトリウムの通常範囲は135~145mEq/Lである。この態様において、異常血清又は血液ナトリウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。他の実施例で、一態様において、血清又は血液カリウムの通常範囲は、3.7~5.2mEq/Lである。この態様において、異常血清又は血液カリウム濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。さらなる態様において、血清重炭酸塩の通常範囲は20~29mEq/Lである。この態様において、異常血清又は血液重炭酸塩濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。異なる態様において、重炭酸塩レベルは、血液における酸性の通常レベル(pH)を示すために使用されることがある。用語「電解質濃度」は、組織、又は、血液又は血漿以外の体液における特定の電解質濃度を定義するためにも使用されることがある。この場合において、正常生理条件は、その組織又は体液において臨床的通常範囲であるように考慮される。この態様において、異常組織又は体液電解質濃度は、通常範囲の上又は下から選択されることがある。 The term "electrolyte" is used herein to define minerals within blood or other body fluids that transport electrical charge. For example, in one embodiment, the normal physiological condition and the abnormal condition may be an "electrolyte concentration" condition. In one embodiment, the electrolyte concentration tested is selected from one or more of ionized calcium, sodium, potassium, magnesium, chloride, bicarbonate, and phosphate concentrations. For example, in one embodiment, the normal range for serum calcium is 8.5-10.2 mg/dL. In this embodiment, the abnormal serum calcium concentration may be selected from above or below the normal range. In another example, in one aspect, the serum chloride is between 96 and 106 milliequivalents per liter (mEq/L). In this embodiment, the abnormal serum chloride concentration may be selected from above or below the normal range. In another example, in one aspect, the normal range of serum magnesium concentration is 1.7-2.2 mg/dL. In this embodiment, the abnormal serum magnesium concentration may be selected from above or below the normal range. In another example, in one aspect, the normal range of serum phosphate is 2.4-4.1 mg/dL. In this embodiment, the abnormal serum phosphate concentration may be selected from above or below the normal range. In another example, in one aspect, the normal range of serum or blood sodium is 135-145 mEq/L. In this embodiment, the abnormal serum or blood sodium concentration may be selected from above or below the normal range. In another example, in one aspect, the normal range for serum or blood potassium is 3.7-5.2 mEq/L. In this embodiment, the abnormal serum or blood potassium concentration may be selected from above or below the normal range. In further embodiments, the normal range of serum bicarbonate is 20-29 mEq/L. In this embodiment, the abnormal serum or blood bicarbonate concentration may be selected from above or below the normal range. In different embodiments, bicarbonate levels may be used to indicate the normal level of acidity (pH) in the blood. The term "electrolyte concentration" may also be used to define specific electrolyte concentrations in tissues or body fluids other than blood or plasma. In this case, normal physiological conditions are considered to be the clinically normal range for that tissue or body fluid. In this embodiment, abnormal tissue or body fluid electrolyte concentrations may be selected from above or below the normal range.

本明細書で使用される用語「抗原決定基」は、酵素ポリペプチドのような抗原上の抗原性決定要素に関連する。そして、酵素特異抗体のような抗体の抗原結合部位が結合する。抗原決定基は通常、アミノ酸又は当側鎖のような分子の化学表面活性分属からなり、及び、特異3次元構造性質も特異的な電荷性を有することがある。本明細書で使用されているように、「抗原決定基」は、抗原のその部分又は抗体の本体と結合する可変領域と相互に作用する結合相互佐用を形成することができる他の巨大分子を意味する。典型的には、このような結合相互作用は、1つ又はそれ以上のCDRのアミノ酸残基との分子間作用として明らかにされる。 The term "antigenic determinant" as used herein refers to an antigenic determinant on an antigen, such as an enzymatic polypeptide. The antigen-binding site of an antibody such as an enzyme-specific antibody then binds. Antigenic determinants usually consist of chemical surface active moieties of molecules such as amino acids or side chains, and may also have specific three-dimensional structural properties, specific charge characteristics. As used herein, an "antigenic determinant" refers to that portion of an antigen or other macromolecule capable of forming a binding interaction with the variable region that binds the body of an antibody. means. Typically, such binding interactions are manifested as intermolecular interactions with amino acid residues of one or more CDRs.

本明細書で使用されるとき、用語「進化」、又は「進化している」は、1つ以上の突然変異誘発方法を用いて、新規ポリペプチドをコードする新規ポリヌクレオチドを生成することを指し、この新規ポリペプチドはそれ自体が改良された生物学的分子であり、及び/又は別の改良された生物学的分子の生成に寄与する。詳細な非限定的態様において、本開示は、親又は野生型タンパク質からの条件的活性型生物学的タンパク質の進化に関する。一態様において、例えば、進化は、米国特許出願公開第2009/0130718号明細書に開示される非確率的ポリヌクレオチドキメラ化及び非確率的部位特異的点突然変異誘発の両方を実施する方法に関する。より詳細には、本開示は、正常生理条件では親又は野生型酵素親分子と比較して活性の低下を呈するが、1つ以上の異常条件下では親又は野生型酵素の抗原特異的標的領域と比較して活性の亢進を呈する条件的活性型生物学的酵素を進化させる方法を提供する。 As used herein, the term "evolution" or "evolving" refers to the use of one or more mutagenesis methods to generate a new polynucleotide that encodes a new polypeptide. , this new polypeptide is itself an improved biological molecule and/or contributes to the production of another improved biological molecule. In a detailed, non-limiting aspect, the present disclosure relates to the evolution of conditionally active biological proteins from parent or wild-type proteins. In one aspect, for example, evolution relates to methods of performing both non-stochastic polynucleotide chimerization and non-stochastic site-directed point mutagenesis as disclosed in US Patent Application Publication No. 2009/0130718. More particularly, the present disclosure provides that an antigen-specific target region of a parent or wild-type enzyme exhibits reduced activity compared to the parent or wild-type enzyme parent molecule under normal physiological conditions, but under one or more abnormal conditions. A method is provided for evolving a conditionally active biological enzyme that exhibits enhanced activity compared to a biological enzyme.

用語「フラグメント」、「誘導体」及び「相似器官」は、参照ポリペプチドを参照する際に、少なくとも1つの、少なくとも本質的に参照ポリペプチドと同じ生理機能又は活性を保有するポリペプチドを有する。さらに、用語「フラグメント」、「誘導体」及び「相似器官」は、著しく高い活性を有する成熟した酵素を生成するために開裂により修飾され得る低活性前駆タンパク質のような「前形態」分子によって例示される。 The terms "fragment," "derivative," and "analogue," when referring to a reference polypeptide, have a polypeptide that retains at least one, at least essentially the same physiological function or activity as the reference polypeptide. Additionally, the terms "fragment," "derivative," and "analogous organ" are exemplified by "preform" molecules such as low-activity precursor proteins that can be modified by cleavage to produce mature enzymes with significantly higher activity. Ru.

本明細書で使用される用語「遺伝子」はポリペプチド鎖の生成において含まれるDNAセグメントを意味し、個々のコーディングセグメント(エキソン)間に介在配列(ニトロン)と同様にコーディング領域(リーダー及びトレーダー)を先行する、及び、続く領域を含む。 The term "gene" as used herein refers to a DNA segment that is involved in the production of a polypeptide chain and includes intervening sequences (nitrons) between individual coding segments (exons) as well as coding regions (leaders and traders). includes the areas preceding and following.

本明細書で使用される用語「非相同」は、一本鎖核酸配列が、他の一本鎖核酸配列又はその相補的配列にハイブリダイズできないことを意味する。したがって、非相同な部分は、ポリヌクレオチド又はポリヌクレオチドが、他の核酸又はポリヌクレオチドにハイブリダイズできない配列における部分又は領域を有することを意味する。このような領域又は部分は例えば変異の部分である。 The term "heterologous," as used herein, means that a single-stranded nucleic acid sequence cannot hybridize to other single-stranded nucleic acid sequences or their complementary sequences. Thus, a heterologous portion means that a polynucleotide or polynucleotide has a portion or region in its sequence that cannot hybridize to other nucleic acids or polynucleotides. Such a region or portion is, for example, a portion of the mutation.

本明細書で使用される用語「相同」又は「相同」は、一本鎖核酸配列が相補的な一本鎖核酸配列にハイブリダイズできることを意味する。ハイブリダイゼーションの程度は、配列間の同一性の量、及び、後述するような温度及び塩濃度のようなハイブリダイゼーション条件を含む要因の数によることがある。好適には、同一の領域が約5bpより大きく、さらに好適には、同一の領域が10bpよりも大きい。 The term "homologous" or "homologous" as used herein means that a single-stranded nucleic acid sequence is capable of hybridizing to a complementary single-stranded nucleic acid sequence. The degree of hybridization may depend on a number of factors, including the amount of identity between the sequences and hybridization conditions such as temperature and salt concentration, as discussed below. Preferably, the identical region is larger than about 5 bp, and even more preferably, the identical region is larger than 10 bp.

本開示の利益は「産業的応用」(又は産業的工程)にまで及び、用語は、非商業的な産業的応用(例えば、非営利機関での正医学的調査)と同様に、適切な商業的な産業的(又は単に産業的な)応用を含むために用いられる。関連する応用には、診断、医学、農業、製造及び学究的世界の分野を含む。 The benefits of this disclosure extend to "industrial applications" (or industrial processes), and the term is used in appropriate commercial applications, as well as in non-commercial industrial applications (e.g., formal medical research in non-profit institutions). used to include industrial (or simply industrial) applications. Relevant applications include the fields of diagnostics, medicine, agriculture, manufacturing and academia.

用語「免疫細胞」は、本明細書で使用されるとき、限定はされないが、抗原提示細胞、B細胞、好塩基球、細胞傷害性T細胞、樹状細胞、好酸球、顆粒球、ヘルパーT細胞、白血球、リンパ球、マクロファージ、マスト細胞、メモリー細胞、単球、ナチュラルキラー細胞、好中球、食細胞、形質細胞及びT細胞を含めた哺乳類免疫系の細胞を指す。 The term "immune cell" as used herein includes, but is not limited to, antigen presenting cells, B cells, basophils, cytotoxic T cells, dendritic cells, eosinophils, granulocytes, helper cells. Refers to cells of the mammalian immune system including T cells, leukocytes, lymphocytes, macrophages, mast cells, memory cells, monocytes, natural killer cells, neutrophils, phagocytes, plasma cells and T cells.

用語「免疫応答」は、本明細書で使用されるとき、限定はされないが、自然免疫、体液性免疫、細胞性免疫、免疫、炎症反応、獲得(適応)免疫、自己免疫及び/又は過剰反応免疫を含めた免疫を指す。 The term "immune response" as used herein includes, but is not limited to, innate immunity, humoral immunity, cell-mediated immunity, immunity, inflammatory response, acquired (adaptive) immunity, autoimmunity and/or hyperreactivity. Refers to immunity, including immunity.

用語「単離されている」は、本明細書で使用されるとき、材料がその元の環境(例えば、それが天然に存在する場合には自然環境)から取り出されていることを意味する。例えば、生きている動物が持つ天然に存在するポリヌクレオチド又は酵素は単離されていないが、自然系内で共存する材料の一部又は全てから分離されている同じポリヌクレオチド又は酵素は、単離されている。かかるポリヌクレオチドはベクターの一部であってもよく、及び/又はかかるポリヌクレオチド又は酵素は組成物の一部であってもよく、かかるベクター又は組成物がその自然環境の一部でない点でなおも単離されている。 The term "isolated," as used herein, means that the material has been removed from its original environment (eg, the natural environment if it occurs naturally). For example, a naturally occurring polynucleotide or enzyme in a living animal is not isolated, but the same polynucleotide or enzyme that is separated from some or all of the materials with which it coexists in a natural system is isolated. has been done. Such polynucleotides may be part of a vector, and/or such polynucleotides or enzymes may be part of a composition, provided that such a vector or composition is not part of its natural environment. has also been isolated.

本明細書で使用される用語「分離された核酸」は核酸、例えば、DNA又はRNA分子を定義するのに用いられる。DNA又はRNA分子のような核酸は、それが誘導される有機体の自然発生遺伝子において存在するときに通常直接に隣接する5’及び3’隣接配列に、直接隣接しない。従って、用語は、例えば、プラスミド又はウイルスベクター、異種細胞の遺伝子内(又は異種細胞の遺伝子ではあるが、自然は生のものとは異なる部位)に組み込まれた核酸、及び、例えばPCR増幅又は制限酵素消化によってつくられたDNAフラグメント、又は、生体外転写でつくられたRNA分子のような分離された分子として存在する核酸のように、ベクター内に組み込まれる核酸を言い表す。この用語はまた、例えば溶融タンパク質の製造において用いることができる付加的タンパク質をエンコードする交雑遺伝子の一部を形成する組換え核酸も意味する。 As used herein, the term "isolated nucleic acid" is used to define a nucleic acid, eg, a DNA or RNA molecule. A nucleic acid, such as a DNA or RNA molecule, is not directly adjacent to the 5' and 3' flanking sequences that normally would be immediately adjacent when present in the naturally occurring gene of the organism from which it is derived. The term thus includes, for example, a plasmid or a viral vector, a nucleic acid integrated into a gene of a foreign cell (or a gene of a foreign cell, but at a site different from that in nature), and, for example, by PCR amplification or restriction. Refers to a nucleic acid that is incorporated into a vector, such as a DNA fragment created by enzymatic digestion, or a nucleic acid that exists as a separate molecule, such as an RNA molecule created by in vitro transcription. The term also refers to recombinant nucleic acids that form part of hybrid genes encoding additional proteins that can be used, for example, in the production of fusion proteins.

用語「レンチウイルス」は、本明細書で使用されるとき、レトロウイルス科(Retroviridae)の属を指す。レンチウイルスは、レトロウイルスの中でも、非分裂細胞を感染させることができる点でユニークである;レンチウイルスは宿主細胞のDNAに多量の遺伝情報を送達することができ、従ってレンチウイルスは、最も効率的な遺伝子デリバリーベクター送達方法の一つである。HIV、SIV、及びFIVは、全てレンチウイルスの例である。レンチウイルスに由来するベクターは、インビボで高い遺伝子導入レベルを実現するための手段を提供する。 The term "lentivirus" as used herein refers to the genus of the family Retroviridae. Lentiviruses are unique among retroviruses in their ability to infect nondividing cells; lentiviruses can deliver large amounts of genetic information into the host cell's DNA, and therefore lentiviruses are the most efficient This is one of the most popular gene delivery vector delivery methods. HIV, SIV, and FIV are all examples of lentiviruses. Vectors derived from lentiviruses provide a means to achieve high levels of gene transfer in vivo.

用語「リガンド」は、本明細書で使用されるとき、特定の受容体によって認識される分子、例えばランダムペプチド又は可変セグメント配列を指す。当業者は認識するであろうとおり、分子(又は巨大分子複合体)は受容体及びリガンドの両方であり得る。一般に、より小さい分子量を有する結合パートナーがリガンドと称され、より大きい分子量を有する結合パートナーが受容体と称される。 The term "ligand" as used herein refers to a molecule, such as a random peptide or variable segment sequence, that is recognized by a particular receptor. As one skilled in the art will recognize, a molecule (or macromolecular complex) can be both a receptor and a ligand. Generally, the binding partner with the smaller molecular weight is referred to as the ligand and the binding partner with the larger molecular weight is referred to as the receptor.

用語「ライゲーション」は、本明細書で使用されるとき、2つの二本鎖核酸フラグメントの間におけるリン酸ジエステル結合の形成過程を指す(Sambrook et al.,(1982).Molecular Cloning:A Laboratory Manual.Cold Spring Harbour Laboratory,Cold Spring Harbor,NY.,p.146;Sambrook et al.,Molecular Cloning:a laboratory manual,2nd Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)。特に提供されない限り、ライゲーションは、ライゲーションする0.5マイクログラムの略等モル量のDNAフラグメント当たり10単位のT4 DNAリガーゼ(「リガーゼ」)とする公知の緩衝液及び条件を用いて達成し得る。 The term "ligation" as used herein refers to the process of forming phosphodiester bonds between two double-stranded nucleic acid fragments (Sambrook et al., (1982). Molecular Cloning: A Laboratory Manual .Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY., p.146; Sambrook et al., Molecular Cloning: a laboratory manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). Unless otherwise provided, ligation may be accomplished using known buffers and conditions, such as 10 units of T4 DNA ligase ("ligase") per approximately equimolar amount of DNA fragments of 0.5 micrograms to be ligated.

用語「リンカー」又は「スペーサー」は、本明細書で使用されるとき、2つの分子、例えばDNA結合タンパク質及びランダムペプチドをつなぐ分子又は分子群であって、例えば、ランダムペプチドがDNA結合タンパク質からの立体障害を最小限として受容体に結合することができるように、それらの2つの分子を好ましい配置に置く働きをする分子又は分子群を指す。「リンカー」(L)又は「リンカードメイン」又は「リンカー領域」は、本明細書で使用されるとき、本発明のCARの任意のドメイン/領域を一体に連結する約1~100アミノ酸長のオリゴペプチド又はポリペプチド領域を指す。リンカーは、隣接するタンパク質ドメイン同士が互いに自由に動くことができるように、グリシン及びセリンなどの可動性の残基で構成されてもよい。2つの隣接するドメインが互いに立体的に干渉しないようにすることが望ましい場合、より長いリンカーが用いられ得る。リンカーは切断可能又は切断不可能であってもよい。切断可能リンカーの例としては、2Aリンカー(例えばT2A)、2A様リンカー又はその機能的等価物、及びこれらの組み合わせが挙げられる。一部の実施形態において、リンカーとしては、ピコルナウイルス2A様リンカー、ブタテッショウウイルスのCHYSEL配列(P2A)、トセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルス(T2A)又はこれらの組み合わせ、バリアント及び機能的等価物が挙げられる。当業者には他のリンカーが明らかであり、本発明の代替的な実施形態に関連して用いることができる。 The term "linker" or "spacer" as used herein is a molecule or group of molecules that connects two molecules, e.g. a DNA binding protein and a random peptide, e.g. Refers to a molecule or group of molecules that serves to place two molecules in a preferred configuration so that they can bind to a receptor with minimal steric hindrance. "Linker" (L) or "linker domain" or "linker region" as used herein refers to an oligonucleotide of about 1-100 amino acids in length that connects together any domain/region of a CAR of the invention. Refers to a peptide or polypeptide region. Linkers may be composed of flexible residues such as glycine and serine so that adjacent protein domains can move freely relative to each other. Longer linkers may be used if it is desired that two adjacent domains do not sterically interfere with each other. Linkers may be cleavable or non-cleavable. Examples of cleavable linkers include 2A linkers (eg, T2A), 2A-like linkers or functional equivalents thereof, and combinations thereof. In some embodiments, the linker includes a Picornavirus 2A-like linker, the CHYSEL sequence of Porcine Teschovirus (P2A), Thosea asigna virus (T2A), or combinations, variants and functional equivalents thereof. Things can be mentioned. Other linkers will be apparent to those skilled in the art and may be used in conjunction with alternative embodiments of the invention.

用語「哺乳類細胞表面ディスプレイ」は、本明細書で使用されるとき、スクリーニング目的で(例えば、磁気ビーズと蛍光活性化細胞選別との組み合わせによって特異的抗原結合に関してスクリーニングすることによる)、タンパク質又は抗体、又は抗体の一部分を哺乳類宿主細胞表面に発現させて提示する技法を指す。一態様では、DuBridge et al.,米国特許出願公開第2009/0136950号明細書にあるとおり、哺乳類発現ベクターを使用して免疫グロブリンを分泌型及び細胞表面結合型の両方として同時に発現させる。別の態様では、この技法が、Gao et al.,米国特許出願公開第2007/0111260号明細書にあるとおり、細胞で発現すると細胞膜上に提示される抗体又は抗体フラグメントのライブラリをコードするウイルスベクターのスクリーニングに用いられる。哺乳類細胞上の全IgG表面ディスプレイが公知である。例えば、Akamatsuu et al.は、IgG分子をその抗原結合親和性及び生物学的活性に基づき直接単離するのに好適な哺乳類細胞表面ディスプレイベクターを開発した。エプスタイン・バーウイルス由来のエピソームベクターを使用して抗体ライブラリが細胞表面上に全IgG分子として提示され、磁気ビーズと蛍光活性化細胞選別との組み合わせによって特異的抗原結合に関してスクリーニングされた。選別された細胞から所望の結合特性を有する抗体をコードするプラスミドが回収され、可溶性IgGの産生に好適な形態に変換された。Akamatsuu et al.J.Immunol.Methods,vol.327,pages 40-52,2007を参照のこと。Ho et al.は、親和性成熟のための単鎖Fv抗体の細胞表面ディスプレイに、一過性のタンパク質発現に広く用いられているヒト胎児腎臓293T細胞を使用した。親和性がやや低いWT抗体を発現する大過剰の細胞から、より高い親和性を有するまれな変異体抗体を発現する細胞が、シングルパスの細胞選別によって240倍エンリッチされた。さらに、固有の抗体ホットスポットをランダム化するコンビナトリアルライブラリの1回の選択後に、CD22に対する結合親和性が増加した、高度にエンリッチされた変異体が得られた。Ho et al.,“Isolation of anti-CD22 Fv with high affinity by Fv display on human cells,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.103,pages 9637-9642,2006を参照のこと。 The term "mammalian cell surface display" as used herein refers to the use of proteins or antibodies for screening purposes (e.g., by screening for specific antigen binding by a combination of magnetic beads and fluorescence-activated cell sorting). , or a technique in which a portion of an antibody is expressed and displayed on the surface of a mammalian host cell. In one aspect, DuBridge et al. , US Patent Application Publication No. 2009/0136950, mammalian expression vectors are used to simultaneously express immunoglobulins as both secreted and cell surface bound forms. In another aspect, this technique is described by Gao et al. , US Patent Application Publication No. 2007/0111260, it is used to screen viral vectors encoding libraries of antibodies or antibody fragments that, when expressed in cells, are displayed on the cell membrane. Total IgG surface display on mammalian cells is known. For example, Akamatsuu et al. developed a mammalian cell surface display vector suitable for directly isolating IgG molecules based on their antigen binding affinity and biological activity. Antibody libraries were displayed as whole IgG molecules on the cell surface using Epstein-Barr virus-derived episomal vectors and screened for specific antigen binding by a combination of magnetic beads and fluorescence-activated cell sorting. Plasmids encoding antibodies with the desired binding properties were recovered from the sorted cells and converted into a form suitable for the production of soluble IgG. Akamatsuu et al. J. Immunol. Methods, vol. 327, pages 40-52, 2007. Ho et al. used human embryonic kidney 293T cells, which are widely used for transient protein expression, for cell surface display of single chain Fv antibodies for affinity maturation. From a large excess of cells expressing WT antibodies with slightly lower affinity, cells expressing rare variant antibodies with higher affinity were enriched 240-fold by single-pass cell sorting. Moreover, highly enriched variants with increased binding affinity for CD22 were obtained after a single selection of the combinatorial library randomizing unique antibody hotspots. Ho et al. , “Isolation of anti-CD22 Fv with high affinity by Fv display on human cells,” Proc Natl Acad Sci USA, vol. 103, pages 9637-9642, 2006.

抗原に特異的なB細胞もまた使用することができる。かかるB細胞は、ヒトドナーの末梢血単核細胞(PBMC)から直接単離し得る。このB細胞プールから組換え抗原特異的単鎖Fv(scFv)ライブラリを作成し、シンドビスウイルス発現系を使用することにより哺乳類細胞表面ディスプレイによってスクリーニングする。陽性クローンから重鎖(HC)及び軽鎖(LC)の可変領域(VR)を単離し、全IgG又はFabフラグメントとして組換え完全ヒト抗体を産生することができる。このようにして、モデルウイルス抗原のQβウイルス様粒子(VLP)を結合するいくつかの超変異高親和性抗体、並びにニコチンに特異的な抗体を単離することができる。Beerli et al.,“Isolation of human monoclonal antibodies by mammalian cell display,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.105,pages 14336-14341,2008を参照のこと。 B cells specific for the antigen can also be used. Such B cells can be isolated directly from peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of human donors. A recombinant antigen-specific single chain Fv (scFv) library is generated from this B cell pool and screened by mammalian cell surface display by using the Sindbis virus expression system. Heavy chain (HC) and light chain (LC) variable regions (VR) can be isolated from positive clones to produce recombinant fully human antibodies as whole IgG or Fab fragments. In this way, several hypermutated high affinity antibodies that bind the model viral antigen Qβ virus-like particles (VLPs) as well as antibodies specific for nicotine can be isolated. Beerli et al. , “Isolation of human monoclonal antibodies by mammalian cell display,” Proc Natl Acad Sci USA, vol. 105, pages 14336-14341, 2008.

酵母細胞表面ディスプレイもまた本発明において使用することができ、例えば、Kondo and Ueda,“Yeast cell-surface display-applications of molecular display,”Appl.Microbiol.Biotechnol.,vol.64,pages 28-40,2004を参照されたく、これは、例えば、酵母サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)を使用した細胞表面エンジニアリングシステムについて記載している。酵母S.セレビシエ(S.cerevisiae)における発現用のいくつかの代表的なディスプレイシステムが、Lee et al,“Microbial cell-surface display,”TRENDS in Bitechnol.,vol.21,pages 45-52,2003に記載されている。また、Boder and Wittrup,“Yeast surface display for screening combinatorial polypeptide libraries,”Nature Biotechnol.,vol.15,pages 553,1997。 Yeast cell surface displays can also be used in the present invention and are described, for example, in Kondo and Ueda, “Yeast cell-surface display-applications of molecular display,” Appl. Microbiol. Biotechnol. , vol. 64, pages 28-40, 2004, which describes, for example, a cell surface engineering system using the yeast Saccharomyces cerevisiae. Yeast S. Some representative display systems for expression in S. cerevisiae are described by Lee et al, “Microbial cell-surface display,” TRENDS in Bitechnol. , vol. 21, pages 45-52, 2003. Also, see Boder and Wittrup, “Yeast surface display for screening combinatorial polypeptide libraries,” Nature Biotechnol. , vol. 15, pages 553, 1997.

用語「製造する」は、本明細書で使用されるとき、治療用タンパク質の少なくとも第I相臨床試験を可能にするのに十分な分量、又は診断用タンパク質の規制当局の承認に十分な分量でタンパク質を作製することを指す。 The term "manufacture," as used herein, refers to at least a quantity sufficient to permit Phase I clinical trials of a therapeutic protein, or a quantity sufficient for regulatory approval of a diagnostic protein. Refers to the production of proteins.

本明細書で使用されるとき、用語「微小環境」は、組織又は体において、組織の他の領域又は体の他の領域と恒常的又は一時的な物理的又は化学的違いを有する任意の部分又は領域を意味する。 As used herein, the term "microenvironment" means any part of a tissue or body that has permanent or temporary physical or chemical differences from other areas of the tissue or other areas of the body. Or means area.

本明細書で使用されるとき、用語「進化させる分子特性」には、ポリヌクレオチド配列を含む分子、ポリペプチド配列を含む分子、及び部分的にポリヌクレオチド配列を含み、且つ部分的にポリペプチド配列を含む分子への言及が含まれる。進化させる分子特性の特に関連性のある(但し何ら限定するものではない)例としては、温度;塩分;浸透圧;pH;酸化的ストレス、及びグリセロール濃度、DMSO濃度、界面活性剤濃度、及び/又は反応環境において接触する任意の他の分子種に関する等、特定の条件におけるタンパク質活性が挙げられる。進化させる分子特性のさらなる特に関連性のある(但し何ら限定するものではない)例としては、安定性-例えば、貯蔵中に直面し得るような特定の環境に特定の時間曝露した後に存在する残留分子特性の量が挙げられる。 As used herein, the term "molecular property to evolve" includes molecules that include polynucleotide sequences, molecules that include polypeptide sequences, and molecules that include partially polynucleotide sequences and partially include polypeptide sequences. Contains references to molecules containing. Particularly relevant (but by no means limiting) examples of molecular properties to evolve include temperature; salinity; osmolarity; pH; oxidative stress; and glycerol concentration, DMSO concentration, surfactant concentration, and/or or protein activity under specific conditions, such as with respect to any other molecular species contacted in the reaction environment. Further particularly relevant (but by no means limiting) examples of molecular properties to evolve include: stability - for example, the presence of residues after exposure to a particular environment for a particular time, such as may be encountered during storage; Includes quantities of molecular properties.

用語「突然変異」は、本明細書で使用されるとき、野生型核酸配列の配列の変化又はペプチドの配列の変化を意味する。かかる突然変異は、転移又は転換などの点突然変異であり得る。突然変異は欠失、挿入又は重複であり得る。 The term "mutation" as used herein refers to a change in the sequence of a wild-type nucleic acid sequence or a change in the sequence of a peptide. Such mutations may be point mutations such as transpositions or transversions. Mutations can be deletions, insertions or duplications.

用語「多重特異性抗体」は、本明細書で使用されるとき、少なくとも2つの異なるエピトープに対して結合親和性を有する抗体である。多重特異性抗体は完全長抗体又は抗体フラグメント(例えばF(ab’)2二重特異性抗体)として調製することができる。操作された抗体は、2つ、3つ又はそれ以上(例えば4つ)の抗原に結合し得る(例えば、米国特許出願公開第2002/0004587 A1号明細書を参照)。1つの条件的活性型抗体が多重特異性となるように操作されてもよく、又は2つの抗体が、2つの抗原に結合するヘテロ二量体を含むように操作されてもよい。多重特異性抗体はまた、多機能性でもあり得る。 The term "multispecific antibody" as used herein is an antibody that has binding affinity for at least two different epitopes. Multispecific antibodies can be prepared as full-length antibodies or antibody fragments (eg, F(ab') 2 bispecific antibodies). Engineered antibodies may bind two, three or more (eg, four) antigens (see, eg, US Patent Application Publication No. 2002/0004587 A1). One conditionally active antibody may be engineered to be multispecific, or two antibodies may be engineered to contain a heterodimer that binds two antigens. Multispecific antibodies can also be multifunctional.

本明細書で使用されるとき、縮重「N,N,G/T」ヌクレオチド配列は、32個の可能なトリプレットを表し、ここで「N」はA、C、G又はTであり得る。 As used herein, a degenerate "N, N, G/T" nucleotide sequence represents 32 possible triplets, where "N" can be A, C, G or T.

用語「自然発生」は、本明細書で使用されているように、対象が自然においてみられるという事実に関連して適用されるものである。例えば、自然において原料から分離され得る有機体(ウイルスを含む)に存在するポリペプチド又はポリヌクレオチド配列で、実験室内で人によって意図的に修飾されたのではないものは自然発生である。一般的に、用語「自然発生」は、種において典型的であるように、非病理学的な(病気ではない)個体において存在するような対象に関連する。 The term "naturally occurring," as used herein, is applied in reference to the fact that a subject is found in nature. For example, a polypeptide or polynucleotide sequence that occurs in an organism (including a virus) that can be isolated from its source in nature and that has not been intentionally modified by humans in a laboratory is naturally occurring. Generally, the term "naturally occurring" refers to subjects as present in non-pathological (not diseased) individuals, as is typical of the species.

本明細書で使用されるように、「正常生理条件」又は「野生型操作条件」は、対象への投与の部位又は作用部位での通常範囲内で考慮される温度、pH、浸透圧、オスモル濃度、酸化的ストレス及び電解質濃度の条件である。 As used herein, "normal physiological conditions" or "wild-type operating conditions" refer to temperature, pH, osmolality, and concentration, oxidative stress and electrolyte concentration conditions.

本明細書で使用されるように、「核酸分子」は、一本鎖又は二本鎖であるかによって、それぞれ少なくとも一塩基又は一塩基対からなる。さらに、核酸分子は、非限定ではあるが、RNA、DNA、遺伝子核酸、非遺伝子核酸、自然発生及び非自然発生核酸、及び合成核酸など核酸分子の群などのような分子を含むヌクレオチドの任意の群にのみ、又はキメラ的に属することができる。これは、非限定的な実施例として、ミトコンドリア、リボソームRNA、及び、1つ又はそれ以上の自然発生の成分と自然発生ではない成分からキメラ的になる核酸分子のような任意の細胞小器官に関連した核酸を含む。 As used herein, a "nucleic acid molecule" consists of at least one base or one base pair, depending on whether it is single-stranded or double-stranded, respectively. Additionally, a nucleic acid molecule can include any of the nucleotides, including molecules such as, but not limited to, groups of nucleic acid molecules such as RNA, DNA, genetic nucleic acids, non-genetic nucleic acids, naturally occurring and non-naturally occurring nucleic acids, and synthetic nucleic acids. It can belong to a group only or chimeraically. This includes, by way of non-limiting example, any organelle such as mitochondria, ribosomal RNA, and nucleic acid molecules that are chimeric from one or more naturally occurring and non-naturally occurring components. Contains related nucleic acids.

加えて、「核酸分子」は、限定はされないがアミノ酸及び糖類によって例示されるとおりの1つ以上の非ヌクレオチドベースの成分を一部に含み得る。従って、例として、限定されないが、一部がヌクレオチドベースであり、且つ一部がタンパク質ベースであるリボザイムは、「核酸分子」と見なされる。 In addition, a "nucleic acid molecule" may include in part one or more non-nucleotide-based components, as exemplified by, but not limited to, amino acids and saccharides. Thus, by way of example and without limitation, ribozymes that are partially nucleotide-based and partially protein-based are considered "nucleic acid molecules."

用語「~をコードする核酸配列」又は「~のDNAコード配列」又は「~をコードするヌクレオチド配列」は、本明細書で使用されるとき、プロモーターなどの適切な調節配列の制御下に置かれたとき転写及び翻訳されて酵素になるDNA配列を指す。「プロモーター」は、細胞においてRNAポリメラーゼに結合して、下流(3’方向)コード配列の転写を開始する能力を有するDNA調節領域である。プロモーターはDNA配列の一部である。この配列領域は、その3’末端に開始コドンを有する。プロモーター配列は、バックグラウンドを上回る検出可能なレベルで転写の開始に必要な最小数のエレメントであるところの塩基を含む。しかしながら、RNAポリメラーゼが配列に結合し、開始コドン(プロモーターを有する3’末端)で転写が始まった後、転写は3’方向に下流に進む。プロモーター配列内には、転写開始部位(好都合にはヌクレアーゼS1でマッピングすることによって定義される)並びにRNAポリメラーゼの結合に関与するタンパク質結合ドメイン(コンセンサス配列)が見られる。 As used herein, the term "nucleic acid sequence encoding" or "DNA coding sequence for" or "nucleotide sequence encoding" refers to Refers to a DNA sequence that is transcribed and translated into an enzyme. A "promoter" is a DNA regulatory region that has the ability to bind RNA polymerase and initiate transcription of a downstream (3' direction) coding sequence in a cell. A promoter is part of a DNA sequence. This sequence region has an initiation codon at its 3' end. A promoter sequence contains bases that are the minimum number of elements necessary to initiate transcription at a detectable level above background. However, after RNA polymerase binds to the sequence and begins transcription at the start codon (the 3' end with the promoter), transcription proceeds downstream in the 3' direction. Within the promoter sequence is found a transcription initiation site (conveniently defined by mapping with nuclease S1) as well as protein binding domains (consensus sequences) responsible for binding of RNA polymerase.

用語「オリゴヌクレオチド」(又は同義語として「オリゴ」)は、一本鎖ポリデオキシヌクレオチド又は化学的に合成され得る2つの相補的なポリデオキシヌクレオチド鎖のいずれかを指す。かかる合成オリゴヌクレオチドは5’リン酸を有することも、又は有しないこともある。有しないものは、キナーゼの存在下でATPによってリン酸を加えなければ別のオリゴヌクレオチドにライゲーションしない。合成オリゴヌクレオチドは、脱リン酸化されていないフラグメントにライゲーションする。 The term "oligonucleotide" (or, synonymously, "oligo") refers to either a single-stranded polydeoxynucleotide or two complementary polydeoxynucleotide strands that can be chemically synthesized. Such synthetic oligonucleotides may or may not have a 5' phosphate. Those that do not have ligation to another oligonucleotide without the addition of phosphate by ATP in the presence of a kinase. Synthetic oligonucleotides are ligated to the non-dephosphorylated fragment.

本明細書で使用されるように、用語「操作可能な状態で結合」は、機能的関係性におけるポリヌクレオチド要素の結合を意味する。核酸は、他の核酸配列と機能的関係性におかれた際に「操作可能な状態で結合」である。例えば、それがコーディング配列の転写に影響を及ぼす場合、プロモーター又はエンハンサーはコーディング配列に操作可能な状態で結合される。操作可能な状態で結合は、結合されているDNA配列が、典型的には隣接しており、及び、2つのタンパク質コーディング領域を接合するのに必要な場合、隣接し、リーディングフレーム内にあることを意味する。 As used herein, the term "operably linked" refers to the association of polynucleotide elements in a functional relationship. Nucleic acids are "operably linked" when placed into a functional relationship with other nucleic acid sequences. For example, a promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence if it affects the transcription of the coding sequence. Operable linkage means that the DNA sequences being joined are typically contiguous and, where necessary to join two protein coding regions, contiguous and in reading frame. means.

RNAポリメラーゼが単一mRNAにおいて2つのコーディング配列を転写するときに、コーディング配列は、他のコーディング配列に「操作可能な状態で結合」し、両方のコーディング配列に由来したアミノ酸を有する単一ポリペプチド内に翻訳される。発現された配列が所望のタンパク質をつくるために最終的に処理される限り、コーディング配列は、互いに隣接する必要はない。 When RNA polymerase transcribes two coding sequences in a single mRNA, the coding sequences are "operably linked" to the other coding sequence, creating a single polypeptide with amino acids derived from both coding sequences. translated within. The coding sequences need not be adjacent to each other, as long as the expressed sequences are ultimately processed to create the desired protein.

本明細書で使用されるように、用語「親のポリヌクレオチドセット」は1つ又はそれ以上の異なるポリヌクレオチド種からなる。通常、この用語は、好適には親のセットの突然変異生成により得られる子孫ポリヌクレオチドセットを参照するのに用いられ、この場合において、用語「親の」、「起動」及び「テンプレート」は、互換性がある。 As used herein, the term "parental polynucleotide set" consists of one or more different polynucleotide species. Typically, the term is used to refer to a set of progeny polynucleotides, preferably obtained by mutagenesis of a parental set, in which case the terms "parental", "priming" and "template" refer to Compatible.

用語「患者」又は「対象」は、治療の目的となる、ヒトのような例えば哺乳類などの動物を意味する。対象又は患者には男性でも女性でもあり得る。 The term "patient" or "subject" refers to an animal, eg, a mammal, such as a human, who is the object of treatment. The subject or patient can be male or female.

本明細書で使用されるとき、用語「生理条件」は、生存生物に適合する、及び/又は生存培養酵母細胞又は哺乳類細胞において細胞内に典型的に存在する温度、pH、浸透圧、イオン強度、粘度、及び同様の生化学的パラメータを指す。例えば、典型的な実験室培養条件下で成長する酵母細胞の細胞内条件は、生理条件である。インビトロ転写カクテルに好適なインビトロ反応条件は、概して生理条件である。一般に、インビトロ生理条件は、50~200mMのNaCl又はKCl、pH6.5~8.5、20~45℃及び0.001~10mMの二価陽イオン(例えばMg++"、Ca++);好ましくは、約150mMのNaCl又はKCl、pH7.2~7.6、5mMの二価陽イオンを含み、多くの場合に0.01~1.0%非特異的タンパク質(例えばウシ血清アルブミン(BSA))を含む。非イオン性界面活性剤(Tween、NP-40、Triton X-100)が、通常約0.001~2%、典型的には0.05~0.2%(v/v)で存在することも多くある。詳細な水溶液条件は、実施者が従来方法により選択し得る。一般的な指針として、以下の緩衝水溶液条件を適用することができる:10~250mMのNaCl、5~50mMのトリスHCl、pH5~8、任意選択で二価陽イオン及び/又は金属キレート剤及び/又は非イオン性界面活性剤及び/又は膜画分及び/又は消泡剤及び/又はシンチラントの添加。正常生理条件は、患者の正常範囲内と見なし得る、患者又は対象の生体内の投与部位又は作用部位における温度、pH、浸透圧、オスモル濃度、酸化的ストレス及び電解質濃度の条件を指す。 As used herein, the term "physiological conditions" refers to the temperature, pH, osmotic pressure, ionic strength that is compatible with a living organism and/or that typically exists intracellularly in a living cultured yeast cell or mammalian cell. , viscosity, and similar biochemical parameters. For example, the intracellular conditions of yeast cells growing under typical laboratory culture conditions are physiological conditions. In vitro reaction conditions suitable for in vitro transcription cocktails are generally physiological conditions. Generally, in vitro physiological conditions include 50-200mM NaCl or KCl, pH 6.5-8.5, 20-45°C and 0.001-10mM divalent cations (e.g. Mg ++" , Ca ++ ); Preferably, it contains about 150mM NaCl or KCl, pH 7.2-7.6, 5mM divalent cations, and often 0.01-1.0% non-specific proteins such as bovine serum albumin (BSA). )).Nonionic surfactants (Tween, NP-40, Triton ). The detailed aqueous conditions can be selected by the practitioner using conventional methods. As a general guideline, the following buffered aqueous conditions can be applied: 10-250 mM NaCl, 5 ~50mM Tris HCl, pH 5-8, optionally with addition of divalent cations and/or metal chelating agents and/or nonionic surfactants and/or membrane fractions and/or antifoaming agents and/or scintillants. Normal physiological conditions refer to conditions of temperature, pH, osmolality, osmolarity, oxidative stress, and electrolyte concentration at the site of administration or action within the body of a patient or subject that can be considered within the normal range for the patient.

標準規定(5’~3’)は二本鎖ポリヌクレオチドの配列を記載するために本明細書において用いられる。 The standard convention (5'-3') is used herein to describe the sequence of double-stranded polynucleotides.

用語「個体群」は、ポリヌクレオチド、ポリヌクレオチドの部分又はタンパク質のような組成物の収集を意味する。「混合された個体群」は、核酸又はタンパク質の同じ属ではある(つまり関連している)が、その配列において異なり(つまり同一ではない)従ってその生理的知的活性において異なる組成物の収集である。 The term "population" refers to a collection of compositions such as polynucleotides, portions of polynucleotides, or proteins. A "mixed population" is a collection of compositions of nucleic acids or proteins that are of the same genus (i.e., related) but differ in their sequence (i.e., are not identical) and therefore differ in their physiological and intellectual activity. be.

「代用形」を有する分子とは、参照代用形分子との比較において、異なる性質(例えば活性の増加)を有するより成熟した分子形態を得るために、1つ又はそれ以上の共有結合及び非共有結合化学的修飾(例えば、グリコシル化、タンパク質分解開裂、二量体化又はオリゴマー化、温度による誘発又はpHによって誘発された高次構造的変化、補助因子との会合など)の任意の組み合わせを途中で経た分子を意味する。2つ又はそれ以上の化学的修飾(例えば、2つのタンパク質分解開裂、又はタンパク質分解開裂及び非グリコシル化)が成熟した分子の製造への途中で区別されることができるときに、参照前駆体分子は、「前駆代用形」分子と称される。 A molecule with a "surrogate form" is one in which one or more covalent and non-covalent bonds are added to obtain a more mature molecular form with different properties, e.g. Any combination of bond chemical modifications (e.g., glycosylation, proteolytic cleavage, dimerization or oligomerization, temperature-induced or pH-induced conformational changes, association with cofactors, etc.) means a molecule that has passed through. A reference precursor molecule is used when two or more chemical modifications (e.g. two proteolytic cleavages, or a proteolytic cleavage and a non-glycosylation) can be distinguished en route to the production of the mature molecule. are referred to as "precursor surrogate" molecules.

本明細書で使用されるとき、用語「受容体」は、所与のリガンドに親和性を有する分子を指す。受容体は天然に存在する分子又は合成分子であり得る。受容体は改変されていない状態で用いられてもよく、又は他の種との凝集体として用いられてもよい。受容体は、結合メンバーと直接、或いは特異的結合物質を介して、共有結合的又は非共有結合的に結合することができる。受容体の例としては、限定はされないが、特定の抗原決定基(ウイルス、細胞、又は他の材料などにあるもの)との反応性を示すモノクローナル抗体を含めた抗体及び抗血清、細胞膜受容体、複合糖質及び糖タンパク質類、酵素、及びホルモン受容体が挙げられる。 As used herein, the term "receptor" refers to a molecule that has affinity for a given ligand. Receptors can be naturally occurring or synthetic molecules. The receptor may be used in its unmodified state or as an aggregate with other species. A receptor can be bound covalently or non-covalently to a binding member directly or via a specific binding agent. Examples of receptors include, but are not limited to, antibodies and antisera, including monoclonal antibodies that exhibit reactivity with specific antigenic determinants (such as those on viruses, cells, or other materials); cell membrane receptors; , complex carbohydrates and glycoproteins, enzymes, and hormone receptors.

用語「減少的再集合」は、本明細書で使用されるとき、反復配列によって媒介される欠失(及び/又は挿入)イベントを通じて生じる分子の多様性の増加を指す。 The term "deductive reassortment" as used herein refers to an increase in molecular diversity that occurs through deletion (and/or insertion) events mediated by repetitive sequences.

本明細書で使用される用語「制限部位」は、制限酵素の作用の発現に必要な認識配列を意味し、接触開裂の部位を含む。開裂の部位は、低い曖昧性配列(つまり、制限部位の発生の頻度の主要な決定要素を含む配列)からなる制限部位の部分において含まれること、又は含まれないことがあると認められる。酵素(例えば制限酵素)がポリヌクレオチドを「開裂する」というのは、制限酵素がポリヌクレオチドの開裂を触媒する又は容易にすることを意味すると理解されている。 The term "restriction site" as used herein refers to the recognition sequence necessary for expression of the action of a restriction enzyme, and includes the site of catalytic cleavage. It is recognized that the site of cleavage may or may not be included in a portion of the restriction site that consists of low ambiguity sequences (ie, sequences that contain the major determinants of the frequency of occurrence of the restriction site). When an enzyme (eg, a restriction enzyme) "cleaves" a polynucleotide, it is understood to mean that the restriction enzyme catalyzes or facilitates the cleavage of the polynucleotide.

本明細書で使用されるとき、用語「一本鎖抗体」は、概してスペーサーペプチドを介して連結された、ポリペプチド連鎖におけるVHドメインとVLドメインとを含むポリペプチドを指し、これはアミノ末端及び/又はカルボキシ末端に追加的なアミノ酸配列を含み得る。例えば、一本鎖抗体は、コードポリヌクレオチドに連結するための係留セグメントを含み得る。例として、scFvは一本鎖抗体である。一本鎖抗体は、概して、免疫グロブリンスーパーファミリーの遺伝子によって実質的にコードされる(例えば、The Immunoglobulin Gene Superfamily,A.F.Williams and A.N.Barclay,in Immunoglobulin Genes,T.Honjo,F.W.Alt,and THE.Rabbits,eds.,(1989)Academic press:San Diego,Calif.,pp.361-368を参照)、最も多くの場合にはげっ歯類、非ヒト霊長類、トリ、ブタ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、又はヒト重鎖又は軽鎖遺伝子配列によってコードされる、少なくとも10連続アミノの1つ又はそれ以上のポリペプチドセグメントからなるタンパク質である。機能性一本鎖抗体は、概して特異的標的分子、典型的には受容体又は抗原(エピトープ)との結合特性を保持するために十分な免疫グロブリンスーパーファミリー遺伝子産物の一部分を含有する。 As used herein, the term "single chain antibody" refers to a polypeptide comprising a VH domain and a VL domain in a polypeptide chain, generally linked via a spacer peptide, which includes an amino-terminal and a VL domain. /or may contain additional amino acid sequences at the carboxy terminus. For example, a single chain antibody can include a tethering segment for linking to the encoding polynucleotide. As an example, a scFv is a single chain antibody. One -stranded antibody is generally coded by the gene of the immunoglobulin super family (for example, the IMMUNOGLOBUBULIN GENE SUPERFAMILY, A.Williams And a. Barclay, IIN IMUNOG. LOBULIN GENES, T.HONJO, F W. Alt, and THE. Rabbits, eds., (1989) Academic press: San Diego, Calif., pp. 361-368), most often rodents, non-human primates, and birds. A protein consisting of one or more polypeptide segments of at least 10 consecutive amino acids encoded by a porcine, bovine, ovine, caprine, or human heavy or light chain gene sequence. Functional single chain antibodies generally contain a sufficient portion of an immunoglobulin superfamily gene product to retain binding properties with a specific target molecule, typically a receptor or antigen (epitope).

一対の分子(例えば、抗体-抗原対及びリガンド-受容体対)のメンバーは、それらが他の非特異的分子と比べて高い親和性で互いに結合する場合、互いに「特異的に結合する」と言われる。例えば、非特異的タンパク質に対する結合と比べてそれがより効率的に結合する抗原に対して産生される抗体は、抗原に特異的に結合すると記載することができる。 Members of a pair of molecules (e.g., an antibody-antigen pair and a ligand-receptor pair) "bind specifically" to each other if they bind to each other with high affinity compared to other non-specific molecules. It is said. For example, an antibody produced against an antigen to which it binds more efficiently compared to binding to a non-specific protein can be described as specifically binding to the antigen.

用語「刺激」は、本明細書で使用されるとき、刺激分子(例えば、TCR/CD3複合体)がそのコグネイトリガンドに結合し、それにより、限定はされないがTCR/CD3複合体を介したシグナル伝達など、シグナル伝達イベントが媒介されることによって生じる一次応答を意味する。刺激は、TGF-βの下方制御、及び/又は細胞骨格構造の再編成など、ある種の分子の発現の変化を媒介し得る。 The term "stimulation," as used herein, refers to the binding of a stimulatory molecule (e.g., TCR/CD3 complex) to its cognate ligand, thereby mediated by, but not limited to, the TCR/CD3 complex. Refers to a primary response caused by a mediated signal transduction event, such as signal transduction. Stimulation may mediate changes in the expression of certain molecules, such as downregulation of TGF-β and/or reorganization of cytoskeletal structures.

用語「刺激分子」は、本明細書で使用されるとき、抗原提示細胞上に存在するコグネイト刺激リガンドと特異的に結合するT細胞上の分子を意味する。 The term "stimulatory molecule" as used herein refers to a molecule on a T cell that specifically binds a cognate stimulating ligand present on an antigen presenting cell.

用語「刺激性リガンド」は、本明細書で使用されるとき、抗原提示細胞上(例えば、樹状細胞、B細胞など)に存在するときT細胞上のコグネイト結合パートナー(本明細書では「刺激分子」と称される)と特異的に結合して、それにより、限定はされないが、活性化、免疫応答の惹起、増殖などを含めた、T細胞による一次応答を媒介することのできるリガンドを意味する。刺激性リガンドは当該技術分野において周知であり、特に、ペプチドを担持したMHCクラスI分子、抗CD3抗体、スーパーアゴニスト抗CD28抗体、及びスーパーアゴニスト抗CD2抗体を包含する。 The term "stimulatory ligand," as used herein, refers to a cognate binding partner on a T cell (herein "stimulatory ligand") when present on an antigen-presenting cell (e.g., dendritic cell, B cell, etc.). A ligand capable of specifically binding to a molecule (referred to as a molecule) and thereby mediating a primary response by a T cell, including but not limited to activation, elicitation of an immune response, proliferation, etc. means. Stimulatory ligands are well known in the art and include, among others, MHC class I molecules bearing peptides, anti-CD3 antibodies, superagonist anti-CD28 antibodies, and superagonist anti-CD2 antibodies.

用語「標的細胞」は、本明細書で使用されるとき、疾患に関与する細胞であって、且つ本発明の遺伝子修飾細胞傷害性細胞(限定はされないが、遺伝子修飾T細胞、NK細胞、及びマクロファージを含む)によって標的化され得る細胞を指す。他の標的細胞が当業者には明らかであり、本発明の代替的な実施形態に関連して用いられ得る。 The term "target cell" as used herein refers to a cell involved in a disease and includes the genetically modified cytotoxic cells of the invention (including, but not limited to, genetically modified T cells, NK cells, and refers to cells that can be targeted by macrophages (including macrophages). Other target cells will be apparent to those skilled in the art and may be used in connection with alternative embodiments of the invention.

用語「T細胞」と「Tリンパ球」とは互換性があり、本明細書では同義語として用いられる。例としては、限定はされないが、ナイーブT細胞、セントラルメモリーT細胞、エフェクターメモリーT細胞及びこれらの組み合わせが挙げられる。 The terms "T cell" and "T lymphocyte" are interchangeable and are used synonymously herein. Examples include, but are not limited to, naive T cells, central memory T cells, effector memory T cells, and combinations thereof.

用語「形質導入」は、本明細書で使用されるとき、ウイルスベクターを使用した細胞への外来核酸の導入を指す。「トランスフェクション」は、本明細書で使用されるとき、組換えDNA技術を使用した細胞への外来核酸の導入を指す。用語「形質転換」は、宿主細胞への「外来性」(すなわち外因的な、又は細胞外の)遺伝子、DNA又はRNA配列の導入を意味し、従って宿主細胞は導入された遺伝子又は配列を発現して、導入された遺伝子又は配列によってコードされるタンパク質又は酵素などの所望の物質を産生することになる。導入された遺伝子又は配列はまた、「クローニングされた」又は「外来性の」遺伝子又は配列と呼ばれることもあり、開始、停止、プロモーター、シグナル、分泌、又は他の配列など、細胞の遺伝機構によって用いられる調節又は制御配列を含み得る。遺伝子又は配列は、非機能性配列又は機能不明の配列を含み得る。導入されたDNA又はRNAを受け入れて発現する宿主細胞は「形質転換」されており、「形質転換体」又は「クローン」である。宿主細胞に導入されるDNA又はRNAは、宿主細胞と同じ属又は種の細胞、又は異なる属又は種の細胞を含め、任意の供給源に由来することができる。 The term "transduction" as used herein refers to the introduction of a foreign nucleic acid into a cell using a viral vector. "Transfection" as used herein refers to the introduction of foreign nucleic acid into cells using recombinant DNA technology. The term "transformation" refers to the introduction of a "foreign" (i.e. exogenous or extracellular) gene, DNA or RNA sequence into a host cell so that the host cell expresses the introduced gene or sequence. This will produce the desired substance, such as a protein or enzyme, encoded by the introduced gene or sequence. An introduced gene or sequence is also sometimes referred to as a "cloned" or "exogenous" gene or sequence and is modified by the cell's genetic machinery, such as start, stop, promoter, signal, secretion, or other sequences. may include regulatory or control sequences used. A gene or sequence may include non-functional sequences or sequences of unknown function. A host cell that accepts and expresses introduced DNA or RNA has been "transformed" and is a "transformant" or "clone." The DNA or RNA introduced into the host cell can be derived from any source, including cells of the same genus or species as the host cell, or cells of a different genus or species.

用語「治療する」は、(1)状態、疾患又は条件の臨床的又は潜在的症状に苦しむ、又はそれらに罹患しやすいが、状態の臨床的又は潜在的症状、疾患又は条件をまだ経験していない又は示していない動物において進行する状態、疾患又は条件の臨床的症状の出現を防止する又は遅延させること、(2)状態、疾患又は条件を阻害すること(つまり、疾患又は維持療法の場合においてはそれらの逆戻り又は、少なくとも1つの臨床的又は潜在性症状の進行を抑制し、減少させ、又は遅延させること)及び/又は(3)状態を楽にすること(つまり、状態、疾患、又は条件又は臨床又は潜在性症状の少なくとも1つの後退を引き起こすこと)を含む。治療される患者の利点は、統計学的にも有意であり、又は、少なくとも患者又は医師に少なくとも認知可能である。 The term "treat" means: (1) suffering from or susceptible to clinical or subclinical symptoms of a condition, disease or condition, but not yet experiencing clinical or subclinical symptoms of the condition, disease or condition; (2) inhibiting the condition, disease, or condition (i.e., in the case of a disease or maintenance therapy); (3) inhibiting, reducing, or delaying their reversal or progression of at least one clinical or subclinical symptom) and/or (3) alleviating the condition (i.e., the condition, disease, or condition or causing regression of at least one clinical or subclinical symptom). The benefit to the treated patient is statistically significant or at least perceivable to the patient or physician.

「腫瘍」は、本明細書で使用されるとき、悪性か良性かに関わらず、あらゆる新生物性細胞成長及び増殖、並びにあらゆる前癌性及び癌性細胞及び組織を指す。 "Tumor" as used herein refers to all neoplastic cell growth and proliferation, as well as all pre-cancerous and cancerous cells and tissues, whether malignant or benign.

本明細書で使用されるとき、用語「腫瘍微小環境」は、悪性過程が生き残り、及び/又は拡大し、及び/又は広がるための構造的及び/又は機能的環境を作り出すエレメントを含めた、腫瘍環境のあらゆるエレメントを指す。 As used herein, the term "tumor microenvironment" refers to the tumor microenvironment, including elements that create a structural and/or functional environment for malignant processes to survive and/or grow and/or spread. Refers to any element of the environment.

本明細書で使用されているように、用語「可変性セグメント」は、ランダム、擬似ランダム、又は定義された仁配列からなる発生期のペプチドの部分を意味する。「可変性セグメント」は、ランダム、擬似ランダム、又は定義された仁配列からなる発生期のペプチドの部分を意味する。可変性セグメントはバリアント及びインバリアント残基位置の両方からなることがあり、及び、バリアント残基位置における変異残基の度合いは、限定されることがあり、両方の選択肢は、実行者の裁量で選択される。典型的には可変性セグメントは、長さにおいて約5~20アミノ酸残基(例えば8~10)であり、しかし、可変性セグメントはそれより長いこともあり、及び、抗体フラグメント、タンパク質結合核酸、受容体タンパク質などのような抗体タンパク質又は受容体タンパク質からなることもある。 As used herein, the term "variable segment" refers to a portion of a nascent peptide that consists of a random, pseudorandom, or defined sequence. "Variable segment" means a portion of a nascent peptide that consists of a random, pseudorandom, or defined sequence. Variable segments may consist of both variant and invariant residue positions, and the degree of variant residues at variant residue positions may be limited, both options at the discretion of the practitioner. selected. Typically, variable segments are about 5-20 amino acid residues (e.g., 8-10) in length, but variable segments can be longer and include antibody fragments, protein-binding nucleic acids, It may also consist of an antibody protein or receptor protein, such as a receptor protein.

「ベクター」、「クローニングベクター」及び「発現ベクター」は、本明細書で使用されるとき、宿主細胞にポリヌクレオチド配列(例えば外来性遺伝子)を導入して宿主を形質転換し、導入された配列の発現(例えば転写及び翻訳)を促進することができる媒体を指す。ベクターには、プラスミド、ファージ、ウイルス等が含まれる。 "Vector," "cloning vector," and "expression vector," as used herein, refer to vectors that transform a host cell by introducing a polynucleotide sequence (e.g., a foreign gene) into the host cell, and refers to a medium capable of promoting the expression (e.g. transcription and translation) of Vectors include plasmids, phages, viruses, and the like.

本明細書で使用されるとき、用語「野生型」は、ポリヌクレオチドがいかなる突然変異も含まないことを意味する。「野生型(wild type)タンパク質」、「野生型(wild-type)タンパク質」、「野生型(wild-type)生物学的タンパク質」、又は「野生型(wild type)生物学的タンパク質」は、自然から単離することのできる、自然中に見られる活性レベルで活性な、且つ自然中に見られるアミノ酸配列を含むタンパク質を指す。用語「親分子」及び「標的タンパク質」もまた、野生型タンパク質を指す。「野生型タンパク質」は好ましくは、より高い結合親和性、又は酵素活性など、何らかの所望の特性を有し、これは、種々の温度又はpH環境におけるより良好な安定性、又は向上した選択性及び/又は溶解度を含めた所望の特性に関してタンパク質のライブラリをスクリーニングすることによって得られ得る。 As used herein, the term "wild type" means that the polynucleotide does not contain any mutations. "Wild type protein", "wild-type protein", "wild-type biological protein", or "wild type biological protein" Refers to a protein that can be isolated from nature, is active at the level of activity found in nature, and includes an amino acid sequence found in nature. The terms "parent molecule" and "target protein" also refer to the wild type protein. A "wild type protein" preferably has some desired property, such as higher binding affinity, or enzymatic activity, which may result in better stability in various temperature or pH environments, or improved selectivity and and/or may be obtained by screening libraries of proteins for desired properties, including solubility.

例えば「ワーキング試料」にあるような用語「ワーキング」は、単に人が作業している試料である。同様に、例えば「ワーキング分子」は、人が作業している分子である。 The term "working", as in "working sample", is simply a sample on which a person is working. Similarly, for example, a "working molecule" is a molecule that is being worked on by a person.

例示を目的として、様々な例示的実施形態を参照することにより、本発明の原理を説明する。本明細書には本発明の特定の実施形態が具体的に説明されるが、当業者は、同じ原理を他のシステム及び方法において同様に適用可能であり、用い得ることを容易に認識するであろう。本発明の開示される実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用が示される任意の特定の実施形態の詳細に限定されないことが理解されるべきである。加えて、本明細書で使用される用語法は、限定ではなく、説明を目的とするものである。さらに、いくつかの方法は、本明細書に特定の順序で提示される工程を参照して記載されるが、多くの場合、当業者が理解し得るとおり、これらの工程は任意の順序で実施することができる;従って新規方法は、本明細書に開示される特定の工程順に限定されない。 For purposes of illustration, the principles of the invention are explained by reference to various exemplary embodiments. Although particular embodiments of the invention are specifically described herein, those skilled in the art will readily recognize that the same principles are equally applicable and may be used in other systems and methods. Probably. Before describing disclosed embodiments of the invention in detail, it is to be understood that the invention is not limited to the details of any particular embodiments to which the invention is shown. Additionally, the terminology used herein is for purposes of explanation rather than limitation. Additionally, although some methods are described herein with reference to steps presented in a particular order, in many cases these steps may be performed in any order, as one of ordinary skill in the art would appreciate. therefore, the novel method is not limited to the particular order of steps disclosed herein.

本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、文脈上特に明確に指示されない限り、単数形「a」、「an」、及び「the」には複数形の参照が含まれることに留意しなければならない。さらに、用語「a」(又は「an」)、「1つ又はそれ以上」及び「少なくとも1つ」は、本明細書では同義的に用いられ得る。用語「~を含む(comprising)」、「~を含む(including)」、「~を有する(having)」及び「~で構成される(constructed from)」もまた、同義的に用いられ得る。 As used in this specification and the appended claims, the singular forms "a," "an," and "the" include plural references unless the context clearly dictates otherwise. Must be kept in mind. Additionally, the terms "a" (or "an"), "one or more" and "at least one" may be used interchangeably herein. The terms "comprising," "including," "having," and "constructed from" may also be used interchangeably.

本開示は、標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体(CAR)であって、親または野生型タンパク質又はそのドメインから進化させた、且つ異常条件下での分析における活性と比較した正常生理条件での分析における低下した活性を有する少なくとも1つの抗原特異的標的領域と;膜貫通ドメインと;細胞内シグナル伝達ドメインとを含むキメラ抗原受容体に関する。一部の実施形態において、キメラ抗原受容体は、細胞外スペーサードメイン又は少なくとも1つの共刺激ドメインをさらに含む。標的抗原は、腫瘍特異的抗原であってもよく、Axl、ROR2またはCD22であってもよい。 The present disclosure describes a chimeric antigen receptor (CAR) for binding a target antigen evolved from a parent or wild-type protein or domain thereof and comparing its activity in assays under abnormal conditions under normal physiological conditions. The present invention relates to a chimeric antigen receptor comprising: at least one antigen-specific target region; a transmembrane domain; and an intracellular signaling domain, having reduced activity in assays. In some embodiments, the chimeric antigen receptor further comprises an extracellular spacer domain or at least one costimulatory domain. The target antigen may be a tumor-specific antigen and may be Axl, ROR2 or CD22.

本発明のCARは、(1)正常生理条件で可逆的又は不可逆的に低下する標的抗原に対するその親和性、及び(2)条件的活性型抗原特異的標的領域を有しない同じCARとの比較で、親和性の増加、のうちの少なくとも一方を有しうる。これらのCARは、腫瘍微小環境又は滑液など、異常条件が存在する疾患部位に細胞傷害性細胞を導くことができる。これらの特性の結果として、CARは、正常組織に対するその低親和性を理由としながら、細胞傷害性細胞を疾患部位に優先的に導くことができる。かかるCARは副作用が劇的に低下し、より高用量の治療薬の使用が可能となるため、治療有効性が高まり得る。CARは、対象の体内にある期間がより短い又は限られていることが必要な新規治療薬の開発に特に有効である。有益な利用の例としては、高投薬量での全身治療、並びに高濃度での局所治療が挙げられる。 The CARs of the invention are characterized by: (1) their affinity for a target antigen that is reversibly or irreversibly reduced under normal physiological conditions; , increased affinity. These CARs can direct cytotoxic cells to disease sites where abnormal conditions exist, such as the tumor microenvironment or synovial fluid. As a result of these properties, CAR can preferentially direct cytotoxic cells to disease sites due to its low affinity for normal tissues. Such CARs can dramatically reduce side effects and allow the use of higher doses of therapeutic agents, thereby increasing therapeutic efficacy. CAR is particularly useful in the development of new therapeutic agents that need to remain in the subject's body for a shorter or limited period of time. Examples of beneficial uses include systemic treatment at high dosages, as well as local treatment at high concentrations.

本キメラ抗原受容体は、正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 The chimeric antigen receptor may include an antigen-specific target region that has reduced binding affinity for the target antigen compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof under normal physiological conditions.

キメラ抗原受容体は、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して活性の増加を有し、且つ正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 A chimeric antigen receptor has an increased activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domains when analyzed under abnormal conditions, and which has an increased activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or its domains under normal physiological conditions. It may include an antigen-specific target region that has reduced binding affinity for the target antigen compared to the antigen-specific target region of the domain.

前述のキメラ抗原受容体のいずれかにおいて、本抗原特異的標的領域はまた、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加も有し得る。 In any of the aforementioned chimeric antigen receptors, the present antigen-specific target region also exhibits increased selectivity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof in assays under abnormal conditions. may have.

いくつかの実施形態では、抗原特異的標的領域は、正常生理条件での同じ活性に対する異常条件での活性の比が、少なくとも約1.1、または少なくとも約1.2、または少なくとも約1.4、または少なくとも約1.6、または少なくとも約1.8、または少なくとも約2、または少なくとも約2.5、または少なくとも約3、または少なくとも約5、または少なくとも約7、または少なくとも約8、または少なくとも約9、または少なくとも約10、または少なくとも約15、または少なくとも約20である。 In some embodiments, the antigen-specific target region has a ratio of activity under abnormal conditions to the same activity under normal physiological conditions of at least about 1.1, or at least about 1.2, or at least about 1.4. , or at least about 1.6, or at least about 1.8, or at least about 2, or at least about 2.5, or at least about 3, or at least about 5, or at least about 7, or at least about 8, or at least about 9, or at least about 10, or at least about 15, or at least about 20.

本CAR分子は、2つの抗原特異的標的領域を接続するリンカーを含む(図1)。このリンカーは、CAR-T細胞上の2つの抗原特異的標的領域が標的抗原との結合において向上した又は最適な活性を呈するように2つの抗原特異的標的領域を配向する(Jensen et al.,「キメラ抗原受容体修飾T細胞による養子療法の設計及び実施(Design and implementation of adoptive therapy with chimeric antigen receptor-modified T cells)」,Immunol Rev.,vol.257,pp.127-144,2014)。従ってこのリンカーは、好ましくは2つの抗原特異的標的領域の標的抗原への向上した又は最適な結合を可能にする特異的コンホメーションをとることが可能であり、これによりCAR-T細胞の有効性が増加する。 The CAR molecule contains a linker connecting two antigen-specific target regions (Figure 1). This linker orients the two antigen-specific target regions on the CAR-T cell such that they exhibit enhanced or optimal activity in binding the target antigen (Jensen et al., “Design and implementation of adaptive therapy with chimeric antigen receptor-modified T cells”, Immunol Rev. ., vol. 257, pp. 127-144, 2014). The linker is therefore preferably capable of assuming a specific conformation that allows for improved or optimal binding of the two antigen-specific target regions to the target antigen, thereby enabling the effectiveness of CAR-T cells. sex increases.

一部の実施形態において、リンカーは18~25アミノ酸のGly-Serタンデムリピートであり得る(Grada,「TanCAR:癌免疫療法の新規二重特異性キメラ抗原受容体(TanCAR:A Novel Bispecific Chimeric Antigen Receptor for Cancer Immunotherapy)」,Molecular Therapy Nucleic Acids,vol.2,e105,2013)。この可動性リンカーは、標的抗原との結合に2つの抗原特異的標的領域の向上した又は最適な提示となるよう多くの異なるコンホメーションをとることが可能である。 In some embodiments, the linker can be a Gly-Ser tandem repeat of 18-25 amino acids (Grada, "TanCAR: A Novel Bispecific Chimeric Antigen Receptor for Cancer Immunotherapy"). 2, e105, 2013). This flexible linker is capable of assuming many different conformations for enhanced or optimal presentation of the two antigen-specific target regions for binding to the target antigen.

一部の実施形態において、このリンカーは正常生理条件と異常条件とで異なるコンホメーションをとることが可能である。特に、このリンカーは、異常条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションを有し、一方、同じリンカーが、正常生理条件では、異常条件下でのリンカーの第1のコンホメーションと比べて標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示の有効性が低い第2のコンホメーションを有する。かかるリンカーは、2つの抗原特異的標的領域が正常生理条件よりも異常条件でより高い結合活性で標的抗原に結合することを可能にする「条件的リンカー」と呼ぶことができる。従って、かかる条件的リンカーを含むCAR-T細胞は、異常条件では、正常生理条件での同じCAR-T細胞よりも高活性である。 In some embodiments, the linker is capable of assuming different conformations under normal and abnormal physiological conditions. In particular, the linker has a first conformation that enhances or optimally presents the two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under abnormal conditions, whereas the same linker has a first conformation that enhances or optimally presents the two antigen-specific target regions for binding to the target antigen. The linker has a second conformation in which the presentation of the two antigen-specific target regions is less effective in binding to the target antigen than the first conformation of the linker under abnormal conditions. Such linkers can be referred to as "conditional linkers" that allow two antigen-specific target regions to bind a target antigen with higher avidity under abnormal conditions than under normal physiological conditions. Therefore, CAR-T cells containing such conditional linkers are more active under abnormal conditions than the same CAR-T cells under normal physiological conditions.

異なるpHでコンホメーションが変化するタンパク質が、以前、例えばDi Russo et al.(「タンパク質におけるpH依存的コンホメーション変化及び実験的pK(a)に対するその効果:ニトロフォリン4のケース(pH-Dependent conformational changes in proteins and their effect on experimental pK(a)s:the case of Nitrophorin 4)」,PLoS Comput Biol.,vol.8,e1002761,2012)に記載されている。更に、異なる温度でコンホメーションが異なるタンパク質が、Caldwell,「オオムギ根細胞膜エンリッチミクロソームにおける温度誘導性タンパク質コンホメーション変化(Temperature-induced protein conformational changes in barley root plasma membrane-enriched microsomes)」,Plant Physiol.,vol.84,pp.924-929,1989に記載されている。pH及び/又は温度の影響を受ける抗体のコンホメーションについて、Gandhi,「pH及び温度がヒト化モノクローナル抗体のコンホメーション変化に及ぼす効果(Effect of pH and temperature on conformational changes of a humanized monoclonal antibody)」,米国ロードアイランド大学(University of Rhode Island)修士論文に考察されている。 Proteins that change conformation at different pH have been previously described, eg, by Di Russo et al. "pH-Dependent conformational changes in proteins and their effect on experimental pK(a)s: the case of nitrophorin 4" case of Nitrophorin 4), PLoS Comput Biol., vol. 8, e1002761, 2012). Furthermore, proteins that have different conformations at different temperatures have been described by Caldwell, “Temperature-induced protein conformational changes in barley root plasma membrane-enriched microsomes. "rane-enriched microsomes)", Plant Physiol .. , vol. 84, pp. 924-929, 1989. Regarding the conformation of antibodies affected by pH and/or temperature, see Gandhi, "Effect of pH and temperature on conformational changes of a humanized monoclonal antibody. lonal antibody) ”, discussed in a master's thesis at the University of Rhode Island in the United States.

本発明の範囲内には、CAR分子に使用する条件的リンカーを選択することが含まれる。条件的リンカーは、異常条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションをとり、正常生理条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が準最適な第2のコンホメーションをとることができる。一部の実施形態において、正常生理条件ではリンカーのコンホメーションが準最適であることにより、異常条件でこのリンカーの向上した又は最適なコンホメーションを有するCAR分子の結合活性の約90%、又は約80%、又は約70%、又は約60%、又は約50%、又は約40%、又は約30%、又は約20%、又は約10%、又は約5%未満の標的抗原に対する結合活性を有するCAR分子が生じる。 Included within the scope of this invention is the selection of conditional linkers for use in CAR molecules. A conditional linker assumes a first conformation that enhances or optimally presents the two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under abnormal conditions and that under normal physiological conditions assumes a first conformation that is optimal for binding to the target antigen. Presentation of the two antigen-specific target regions can assume a suboptimal second conformation. In some embodiments, a suboptimal conformation of the linker under normal physiological conditions results in about 90% of the binding activity of a CAR molecule having an enhanced or optimal conformation of the linker under abnormal conditions; or about 80%, or about 70%, or about 60%, or about 50%, or about 40%, or about 30%, or about 20%, or about 10%, or less than about 5% binding to the target antigen. An active CAR molecule is generated.

条件的リンカーは、2Aリンカー、2A様リンカー、ピコルナウイルス2A様リンカー、ブタテッショウウイルスの2Aペプチド(P2A)、及びトセア・アシグナ(Thosea asigna)ウイルスの2Aペプチド(T2A)、並びにこれらのバリアント及び機能等価物から選択される出発リンカーから生成されてもよい。この出発リンカーを進化させて変異体タンパク質を作製する;次に変異体タンパク質を正常生理条件での分析及び異常条件での分析に供する。これらの変異体タンパク質から、選択のタンパク質が(a)異常条件で標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションを有する条件的リンカー、及び(b)正常生理条件で標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が準最適な条件的リンカーの第2のコンホメーションを呈することに基づき、条件的リンカーを有するタンパク質が選択される。 Conditional linkers include the 2A linker, the 2A-like linker, the picornavirus 2A-like linker, the 2A peptide of porcine teschovirus (P2A), and the 2A peptide of Thosea asigna virus (T2A), and variants thereof. and functional equivalents. This starting linker is evolved to create a mutant protein; the mutant protein is then subjected to analysis under normal physiological conditions and under abnormal conditions. From these variant proteins, selected proteins are selected from (a) conditional linkers having a first conformation with improved or optimal presentation of the two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under abnormal conditions; and (b) the protein with the conditional linker assumes a second conformation of the conditional linker, on the basis that under normal physiological conditions the presentation of the two antigen-specific target regions assumes a second conformation of the conditional linker that is suboptimal for binding to the target antigen. selected.

本CAR分子はまた、2つの抗原特異的標的領域を膜貫通ドメインと接続させる細胞外スペーサードメインも含み、次には膜貫通ドメインがT細胞の内部にある共刺激ドメイン及び細胞内シグナル伝達ドメインに接続する(図1)。細胞外スペーサードメインは、好ましくは抗原特異的標的領域が標的細胞上の標的抗原を認識して結合するのを補助することが可能である(Hudecek et al.,「キメラ抗原受容体の非シグナル伝達細胞外スペーサードメインがインビボ抗腫瘍活性の決め手となる(The non-signaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptors is decisive for in vivo antitumor activity)」,Cancer Immunol Res.,vol.3,pp.125-135,2015)。一部の実施形態において、細胞外スペーサードメインは可動性ドメインであり、そのため抗原特異的標的領域が腫瘍細胞などの細胞上の標的抗原の特異的構造及び密度を最適に認識するための構造を有することが可能となる(Hudecek et al.,「キメラ抗原受容体の非シグナル伝達細胞外スペーサードメインがインビボ抗腫瘍活性の決め手となる(The non-signaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptors is decisive for in vivo antitumor activity)」,Cancer Immunol Res.,vol.3,pp.125-135,2015)。細胞外スペーサードメインの可動性により、細胞外スペーサードメインは多くの異なるコンホメーションをとることができる。 The CAR molecule also contains an extracellular spacer domain that connects two antigen-specific targeting regions with a transmembrane domain, which in turn connects to a costimulatory domain and an intracellular signaling domain inside the T cell. Connect (Figure 1). The extracellular spacer domain is preferably capable of assisting the antigen-specific targeting region in recognizing and binding the target antigen on the target cell (Hudecek et al., "Non-Signal Transduction of Chimeric Antigen Receptors"). The non-signaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptors is decisive for in vivo antitumor activity. Cancer Immunol Res., vol. 3, pp. 125-135, 2015). In some embodiments, the extracellular spacer domain is a flexible domain such that the antigen-specific targeting region has a structure for optimal recognition of the specific structure and density of the target antigen on cells, such as tumor cells. (Hudecek et al., “The non-signaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptor is the key to in vivo antitumor activity.” It is decided for in vivo Cancer Immunol Res., vol. 3, pp. 125-135, 2015). The flexibility of extracellular spacer domains allows them to assume many different conformations.

一部の実施形態において、細胞外スペーサードメインは正常生理条件と異常条件とで異なるコンホメーションをとることが可能である。特に、細胞外スペーサードメインは、異常条件で、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が向上した又は最適な第1のコンホメーションを有し、一方、同じ細胞外スペーサードメインが、正常生理条件では、標的抗原への結合に2つの抗原特異的標的領域の提示が準最適な第2のコンホメーションを有する。かかる細胞外スペーサードメインは、2つの抗原特異的標的領域が正常生理条件よりも異常条件でより高い結合活性で標的抗原に結合することを可能にするため、「条件的細胞外スペーサードメイン」と呼ぶことができる。従って、条件的細胞外スペーサードメインにより、CAR-T細胞は異常条件で、正常生理条件での同じCAR-T細胞よりも高活性であり得る。 In some embodiments, the extracellular spacer domain is capable of assuming different conformations during normal and abnormal physiological conditions. In particular, the extracellular spacer domain has a first conformation that enhances or optimally presents two antigen-specific target regions for binding to the target antigen under abnormal conditions, whereas the same extracellular spacer domain However, under normal physiological conditions, it has a second conformation in which the presentation of the two antigen-specific target regions is suboptimal for binding to the target antigen. Such extracellular spacer domains are referred to as "conditional extracellular spacer domains" because they allow two antigen-specific target regions to bind the target antigen with higher avidity under abnormal conditions than under normal physiological conditions. be able to. Thus, due to the conditional extracellular spacer domain, CAR-T cells may be more active under abnormal conditions than the same CAR-T cells under normal physiological conditions.

本発明の範囲内には、CAR分子に使用する条件的細胞外スペーサードメインを選択することが含まれる。一部の実施形態において、正常生理条件では細胞外スペーサードメインのコンホメーションが準最適であることにより、異常条件で同じ細胞外スペーサードメインの最適なコンホメーションを有するCAR分子の約90%、又は約80%、又は約70%、又は約60%、又は約50%、又は約40%、又は約30%、又は約20%、又は約10%、又は約5%未満の標的抗原に対する結合活性を有するCAR分子が生じる。 Included within the scope of the invention is the selection of conditional extracellular spacer domains for use in CAR molecules. In some embodiments, the conformation of the extracellular spacer domain is suboptimal under normal physiological conditions, such that about 90% of the CAR molecules have the same optimal conformation of the extracellular spacer domain under abnormal conditions; or about 80%, or about 70%, or about 60%, or about 50%, or about 40%, or about 30%, or about 20%, or about 10%, or less than about 5% binding to the target antigen. An active CAR molecule is generated.

細胞外スペーサードメイン及び膜貫通ドメインを含む領域のユビキチン化抵抗性形態がCAR-T細胞シグナル伝達を増強し、ひいては抗腫瘍活性を増大させ得ることが発見されている(Kunii et la.,「ユビキチン化に抵抗性のT細胞を活性化するためのリンカーを発現するリダイレクトヒトT細胞の機能増強(Enhanced function of redirected human t cells expressing linker for activation of t cells that is resistant to ubiquitylation)」,Human Gene Therapy,vol.24,pp.27-37,2013)。この領域内で、細胞外スペーサードメインはCAR-T細胞の外側にあり、従って異なる条件に露出しており、条件的にユビキチン化抵抗性にし得る可能性がある。 It has been discovered that ubiquitination-resistant forms of regions containing extracellular spacer domains and transmembrane domains can enhance CAR-T cell signaling and thus increase antitumor activity (Kunii et la., “Ubiquitin Enhanced function of redirected human cells expressing linker for activation of t cells that s resistant to ubiquitylation), Human Gene Therapy , vol. 24, pp. 27-37, 2013). Within this region, the extracellular spacer domain is outside of the CAR-T cell and thus exposed to different conditions, potentially rendering it conditionally ubiquitination-resistant.

本発明の範囲内には、細胞外スペーサードメインが条件的にユビキチン化抵抗性であることが含まれる。特に、CAR分子の細胞外スペーサードメインは、正常生理条件よりも異常条件でユビキチン化抵抗性が高い。従って、条件的にユビキチン化抵抗性の細胞外スペーサードメインを有するCAR-T細胞は、正常生理条件でのその細胞傷害性と比べて異常条件で細胞傷害性が増強されることになる。 It is included within the scope of the invention that the extracellular spacer domain is conditionally resistant to ubiquitination. In particular, the extracellular spacer domain of the CAR molecule is more resistant to ubiquitination under abnormal conditions than under normal physiological conditions. Therefore, CAR-T cells with extracellular spacer domains that are conditionally resistant to ubiquitination will have enhanced cytotoxicity under abnormal conditions compared to their cytotoxicity under normal physiological conditions.

条件的にユビキチン化抵抗性の細胞外スペーサードメインは、異常なpH又は異常な温度でユビキチン化抵抗性が高く、且つ正常な生理的pH又は正常な生理的温度でユビキチン化抵抗性が低くなるように選択されてもよい。一実施形態において、条件的にユビキチン化抵抗性の細胞外スペーサードメインは、腫瘍微小環境のpHでユビキチン化抵抗性が高く、且つpH7.2~7.6のヒト血漿のpHなど、正常な生理的pHでユビキチン化抵抗性が低い。 A conditionally ubiquitination-resistant extracellular spacer domain has high ubiquitination resistance at abnormal pH or abnormal temperature, and low ubiquitination resistance at normal physiological pH or normal physiological temperature. may be selected. In one embodiment, the conditionally ubiquitination-resistant extracellular spacer domain is ubiquitination-resistant at the pH of the tumor microenvironment and at normal physiological pH, such as human plasma pH between 7.2 and 7.6. ubiquitination resistance is low at normal pH.

条件的細胞外スペーサードメインを作製するため、抗体のFcフラグメント、抗体のヒンジ領域、抗体のCH2領域、及び抗体のCH3領域から選択される出発タンパク質フラグメントを進化させて変異体タンパク質を作製する。この変異体タンパク質を正常生理条件での分析及び異常条件での分析に供する。条件的細胞外スペーサードメインは、(a)異常条件で抗原特異的標的領域がより高い結合活性で標的抗原に結合する第1のコンホメーションを有し、且つ正常生理条件で抗原特異的標的領域が異常条件におけるよりも低い結合活性で標的抗原に結合する条件的細胞外結合ドメインの第2のコンホメーションを有する条件的細胞外スペーサードメインを呈する変異体タンパク質、又は(b)異常条件で正常生理条件よりもユビキチン化抵抗性が高いタンパク質から選択される。 To create a conditional extracellular spacer domain, a starting protein fragment selected from an antibody Fc fragment, an antibody hinge region, an antibody CH2 region, and an antibody CH3 region is evolved to create a variant protein. This mutant protein is subjected to analysis under normal physiological conditions and analysis under abnormal conditions. A conditional extracellular spacer domain (a) has a first conformation in which the antigen-specific target region binds to the target antigen with higher avidity under abnormal conditions, and which binds to the target antigen with higher avidity under normal physiological conditions; (b) a mutant protein exhibiting a conditional extracellular spacer domain with a second conformation of the conditional extracellular binding domain that binds to the target antigen with lower avidity than in abnormal conditions; or (b) normal in abnormal conditions. Selected from proteins with higher ubiquitination resistance than under physiological conditions.

前述のキメラ抗原受容体のいずれかは、この抗原受容体を含有するタンパク質が親又は野生型タンパク質又はそのドメインと比較して発現レベルの増加を有するように構成され得る。 Any of the aforementioned chimeric antigen receptors may be constructed such that the protein containing the antigen receptor has an increased level of expression compared to the parent or wild type protein or domain thereof.

代替的実施形態において、本発明は、標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体(CAR)であって、親又は野生型タンパク質又はそのドメインから進化させた、且つ異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加を有する少なくとも1つの抗原特異的標的領域と;膜貫通ドメインと;細胞内シグナル伝達ドメインとを有するキメラ抗原受容体を提供する。一部の実施形態において、キメラ抗原受容体は、細胞外スペーサードメイン又は少なくとも1つの共刺激ドメインをさらに含む。 In an alternative embodiment, the invention provides a chimeric antigen receptor (CAR) for binding a target antigen that is evolved from a parent or wild-type protein or domain thereof and that or a chimeric antigen receptor having at least one antigen-specific target region with increased selectivity compared to the antigen-specific target region of the wild-type protein or domain thereof; a transmembrane domain; and an intracellular signaling domain. I will provide a. In some embodiments, the chimeric antigen receptor further comprises an extracellular spacer domain or at least one costimulatory domain.

本開示はまた、(a)正常生理条件での分析における親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較した活性の低下、及び(b)異常条件下での分析における親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較した活性の増加、のうちの少なくとも一方を有する条件的活性型タンパク質を生成するため親又は野生型タンパク質又はそのドメインを進化させる方法にも関する。条件的活性型タンパク質は、CARとなるように操作することができる。 The present disclosure also discloses (a) reduced activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof when analyzed under normal physiological conditions; and (b) when the parent or wild-type protein or domain thereof is analyzed under abnormal conditions. The present invention also relates to a method of evolving a parent or wild-type protein or domain thereof to produce a conditionally active protein having at least one of: increased activity relative to an antigen-specific target region of the protein or domain thereof. Conditionally active proteins can be engineered to be CARs.

本方法によって作製されるキメラ抗原受容体は、正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 Chimeric antigen receptors produced by this method have an antigen-specific target region that has reduced binding affinity for the target antigen compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof under normal physiological conditions. may be included.

本方法によって作製されるキメラ抗原受容体は、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して活性の増加を有し、且つ正常生理条件で親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して標的抗原に対する結合親和性の低下を有する抗原特異的標的領域を含み得る。 Chimeric antigen receptors produced by this method have increased activity compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof in assays under abnormal conditions and or may contain an antigen-specific target region that has reduced binding affinity for the target antigen compared to the antigen-specific target region of the wild-type protein or domain thereof.

本方法によって作製される前述のキメラ抗原受容体のいずれかにおいて、抗原特異的標的領域はまた、異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加も有し得る。 In any of the aforementioned chimeric antigen receptors produced by this method, the antigen-specific target region is also compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof in analysis under abnormal conditions. It may also have increased selectivity.

本方法によって作製される前述のキメラ抗原受容体のいずれかは、この抗原受容体を含有するタンパク質が親又は野生型タンパク質又はそのドメインと比較して発現レベルの増加を有するように構成され得る。 Any of the aforementioned chimeric antigen receptors produced by the present methods can be configured such that the protein containing the antigen receptor has an increased level of expression compared to the parent or wild type protein or domain thereof.

本方法の代替的実施形態において、標的抗原と結合するための本方法によって作製されるキメラ抗原受容体(CAR)は、親又は野生型タンパク質又はそのドメインから進化させた、且つ異常条件下での分析において親又は野生型タンパク質又はそのドメインの抗原特異的標的領域と比較して選択性の増加を有する少なくとも1つの抗原特異的標的領域と;膜貫通ドメインと;細胞内シグナル伝達ドメインとを含む。一部の実施形態において、キメラ抗原受容体は、細胞外スペーサードメイン又は少なくとも1つの共刺激ドメインをさらに含む。 In an alternative embodiment of the method, a chimeric antigen receptor (CAR) produced by the method for binding a target antigen is evolved from a parent or wild-type protein or domain thereof and under abnormal conditions. at least one antigen-specific target region that has increased selectivity in the assay compared to the antigen-specific target region of the parent or wild-type protein or domain thereof; a transmembrane domain; and an intracellular signaling domain. In some embodiments, the chimeric antigen receptor further comprises an extracellular spacer domain or at least one costimulatory domain.

キメラ抗原受容体
哺乳動物、特にヒトの免疫系は、罹患組織及び/又は病原体を標的化して破壊する細胞傷害性細胞を有する。これらの細胞傷害性細胞を使用して腫瘍などの望ましくない組織(即ち標的組織)を除去することは、有望な治療手法である。除去の標的とし得る他の組織としては、腺(例えば前立腺)過形成、疣贅、及び望ましくない脂肪組織が挙げられる。しかしながら、この比較的新しい治療手法は、これまでのところ限られた成功しか収めていない。例えば、T細胞を使用した腫瘍の標的化及び破壊は、癌細胞が表面抗原の発現を低下させて新しい療法に適応することによりこの療法の有効性が低下し得るため、長期的利益が比較的少ない。癌細胞は、腫瘍特異的T細胞に応答した検出を逃れるため脱分化することさえある。Maher,“Immunotherapy of Malignant Disease Using Chimeric Antigen Receptor Engrafted T Cells,”ISRN Oncology,vol.2012,article ID 278093,2012。
Chimeric Antigen Receptors The immune system of mammals, particularly humans, possesses cytotoxic cells that target and destroy diseased tissues and/or pathogens. The use of these cytotoxic cells to remove unwanted tissue (ie, target tissue) such as tumors is a promising therapeutic approach. Other tissues that may be targeted for removal include glandular (eg, prostate) hyperplasia, warts, and unwanted fatty tissue. However, this relatively new treatment approach has so far met with limited success. For example, targeting and destroying tumors using T cells has relatively little long-term benefit because cancer cells may reduce surface antigen expression and adapt to new therapies, reducing the effectiveness of this therapy. few. Cancer cells may even dedifferentiate to escape detection in response to tumor-specific T cells. Maher, “Immunotherapy of Malignant Disease Using Chimeric Antigen Receptor Engrafted T Cells,” ISRN Oncology, vol. 2012, article ID 278093, 2012.

キメラ抗原受容体を発現する細胞傷害性細胞は、これらの細胞傷害性細胞の特異性及び感受性を大幅に改善し得る。例えば、CARを発現するT細胞(CAR-T細胞)は、CARを使用して、CARに特異的に結合する細胞表面抗原を発現する腫瘍細胞へとT細胞を導く能力を有する。かかるCAR-T細胞は細胞傷害剤をより選択的に腫瘍細胞に送達することができる。CAR-T細胞は標的分子を直接認識することができ、従って典型的にはヒト白血球抗原(HLA)などの多型性を呈する要素による制限を受けない。このCARによる標的化戦略の利点は三点から成る。第一に、CAR-T細胞機能がHLA状態に依存しないため、原則として、同じ標的表面抗原を発現する腫瘍を有するあらゆる患者で同じCARベースの手法を用いることができる。第二に、抗原プロセシング及び提示機構の改変は腫瘍細胞の一般的な特質であり、免疫エスケープを促進し得る。しかしながら、これがCAR-T細胞に対する無防備をもたらす。第三に、このシステムを使用して、タンパク質、炭水化物、及び糖脂質を含めた様々な巨大分子を標的化することができる。 Cytotoxic cells expressing chimeric antigen receptors can greatly improve the specificity and sensitivity of these cytotoxic cells. For example, T cells that express CAR (CAR-T cells) have the ability to use CAR to direct T cells to tumor cells that express cell surface antigens that specifically bind to CAR. Such CAR-T cells can more selectively deliver cytotoxic agents to tumor cells. CAR-T cells can directly recognize target molecules and are therefore typically not limited by polymorphic elements such as human leukocyte antigens (HLA). The advantages of this CAR targeting strategy are threefold. First, because CAR-T cell function is independent of HLA status, the same CAR-based approach can in principle be used in any patient with a tumor expressing the same target surface antigen. Second, altered antigen processing and presentation machinery is a common feature of tumor cells and may facilitate immune escape. However, this leaves them vulnerable to CAR-T cells. Third, this system can be used to target a variety of macromolecules including proteins, carbohydrates, and glycolipids.

本発明のキメラ抗原受容体は、少なくとも1つの抗原特異的標的領域(ASTR)と膜貫通ドメイン(TM)と細胞内シグナル伝達ドメイン(ISD)とを含むキメラ人工タンパク質である。一部の実施形態において、CARは、細胞外スペーサードメイン(ESD)及び/又は共刺激ドメイン(CSD)をさらに含み得る。図1を参照のこと。 The chimeric antigen receptor of the present invention is a chimeric engineered protein that includes at least one antigen-specific targeting region (ASTR), a transmembrane domain (TM), and an intracellular signaling domain (ISD). In some embodiments, the CAR may further include an extracellular spacer domain (ESD) and/or a costimulatory domain (CSD). See Figure 1.

ASTRは、タンパク質、炭水化物、及び糖脂質を含む特定の標的抗原に結合するためのCARの細胞外領域である。一部の実施形態において、ASTRは、抗体、特に一本鎖抗体、又はそのフラグメントを含む。ASTRは、完全長重鎖、Fabフラグメント、単鎖Fv(scFv)フラグメント、二価一本鎖抗体又はダイアボディを含むことができ、これらの各々が標的抗原に特異的である。 ASTR is the extracellular region of CAR for binding to specific target antigens including proteins, carbohydrates, and glycolipids. In some embodiments, ASTR comprises an antibody, particularly a single chain antibody, or a fragment thereof. ASTRs can include full-length heavy chains, Fab fragments, single chain Fv (scFv) fragments, bivalent single chain antibodies or diabodies, each of which is specific for a target antigen.

ASTRはまた、標的抗原を認識してそれに結合するための別のタンパク質機能ドメインも含み得る。標的抗原は、受容体又はリガンドとして働くなど、他の生物学的機能を有し得るため、或いはASTRは、抗原と特異的に結合するための機能ドメインを含み得る。機能ドメインを有するタンパク質のいくつかの例としては、連結サイトカイン(これは、サイトカイン受容体を担持する細胞の認識につながる)、アフィボディ(affibody)、天然に存在する受容体由来のリガンド結合ドメイン、例えば腫瘍細胞上の受容体に対する可溶性タンパク質/ペプチドリガンドが挙げられる。当業者は理解するであろうとおり、事実上、所与の抗原と高親和性で結合する能力を有するほぼどの分子もASTRに使用することができる。 ASTR may also contain another protein functional domain for recognizing and binding target antigens. The target antigen may have other biological functions, such as serving as a receptor or ligand, or the ASTR may contain a functional domain for specifically binding the antigen. Some examples of proteins with functional domains include linked cytokines (which lead to recognition of cells bearing cytokine receptors), affibodies, ligand binding domains from naturally occurring receptors, Examples include soluble protein/peptide ligands for receptors on tumor cells. As one of skill in the art will appreciate, virtually any molecule that has the ability to bind a given antigen with high affinity can be used for ASTR.

一実施形態において、本発明のCARは、少なくとも2つの異なる抗原又は同じ抗原上の2つのエピトープを標的化する少なくとも2つのASTRを含む。ある実施形態では、CARは、少なくとも3つ又はそれ以上の異なる抗原又はエピトープを標的化する3つ以上のASTRを含む。CARに複数のASTRが存在するとき、ASTRはタンデムに配置されてもよく、且つリンカーペプチドによって隔てられていてもよい(図1)。 In one embodiment, a CAR of the invention comprises at least two ASTRs that target at least two different antigens or two epitopes on the same antigen. In certain embodiments, a CAR comprises three or more ASTRs that target at least three or more different antigens or epitopes. When multiple ASTRs are present in a CAR, the ASTRs may be arranged in tandem and separated by a linker peptide (Figure 1).

一実施形態において、ASTRは、標的抗原に特異的な、且つ抗原特異性を付与するのにVHドメイン単独で十分な場合(「シングルドメイン抗体」)、VH、CH1、ヒンジ、並びにCH2及びCH3(Fc)Igドメインを有する完全長IgG重鎖を含む。完全に活性なASTRの作成にVH及びVLドメインの両方が必要な場合、VH含有CAR及び完全長λ軽鎖(IgL)が両方ともに同じ細胞傷害性細胞に導入されて、活性ASTRが作成される。別の実施形態において、CARの各ASTRは、各々が異なる標的抗原に特異的な少なくとも2つの一本鎖抗体可変フラグメント(scFv)を含む。scFvは、一方の可変ドメイン(VH又はVL)のC末端が他方の可変ドメイン(それぞれVL又はVH)のN末端にポリペプチドリンカーを介して係留されているものであり、抗原結合性又は結合特異性を大きく妨げることなしに開発されている(Chaudhary et al.,“A recombinant single-chain immunotoxin composed of anti-Tac variable regions and a truncated diphtheria toxin,”Proc.Natl.Acad.Sci.,vol.87,page 9491,1990;Bedzyk et al.,“Immunological and structural characterization of a high affinity anti-fluorescein single-chain antibody,”J.Biol.Chem.,vol.265,page 18615,1990)。これらのscFvは、天然抗体の重鎖及び軽鎖に存在する定常領域(Fc)を欠いている。少なくとも2つの異なる抗原に特異的なscFvは、タンデムに配置される。ある実施形態では、ASTRと膜貫通ドメインとの間に細胞外スペーサードメインが連結され得る。 In one embodiment, ASTR is specific for the target antigen, and where the V H domain alone is sufficient to confer antigen specificity (a "single domain antibody"), the ASTR comprises V H , CH1, hinge, and CH2 and Contains a full-length IgG heavy chain with a CH3 (Fc) Ig domain. If both the V H and V L domains are required to create fully active ASTR, both the V H -containing CAR and full-length lambda light chain (IgL) can be introduced into the same cytotoxic cell to generate active ASTR. Created. In another embodiment, each ASTR of the CAR comprises at least two single chain antibody variable fragments (scFv), each specific for a different target antigen. scFv has the C-terminus of one variable domain (V H or V L ) tethered to the N-terminus of the other variable domain (V L or V H , respectively) via a polypeptide linker, and has antigen-binding properties. or have been developed without significantly interfering with binding specificity (Chaudhary et al., “A recombinant single-chain immunotoxin composite of anti-Tac variable regions and a truncate d diphtheria toxin,”Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 87, page 9491, 1990; Bedzyk et al., “Immunological and structural characterization of a high affinity anti-fluorescein single-chain antibody,” J. Biol. Chem., vol. 265, page 18615, 1990). These scFvs lack the constant region (Fc) present in the heavy and light chains of natural antibodies. The scFvs specific for at least two different antigens are arranged in tandem. In certain embodiments, an extracellular spacer domain can be linked between ASTR and the transmembrane domain.

別の実施形態において、scFvフラグメントは重鎖の定常ドメインの全て又は一部分に融合していてもよい。さらなる実施形態において、CARのASTRは二価(divalent)(又は二価(bivalent))の一本鎖可変フラグメント(di-scFv、bi-scFv)を含む。di-scFVを含むCARでは、各々抗原に特異的な2つのscFvが一体に連結されて、2つのVH領域及び2つのVL領域を含む単一のペプチド鎖を形成する(Xiong et al.,“Development of tumor targeting anti-MUC-1 multimer:effects of di-scFv unpaired cysteine location on PEGylation and tumor binding,”Protein Engineering Design and Selection,vol.19,pages 359-367,2006;Kufer et al.,“A revival of bispecific antibodies,”Trends in Biotechnology,vol.22,pages 238-244,2004)。 In another embodiment, the scFv fragment may be fused to all or a portion of the constant domain of the heavy chain. In a further embodiment, the ASTR of the CAR comprises a divalent (or bivalent) single chain variable fragment (di-scFv, bi-scFv). In a CAR containing di-scFV, two scFvs, each specific for an antigen, are linked together to form a single peptide chain containing two V H regions and two V L regions (Xiong et al. , “Development of tumor targeting anti-MUC-1 multimer: effects of di-scFv unpaired cysteine location on PEGylation and tumor binding,” Protein Engineering Design and Selection, vol. 19, pages 359-367, 2006; Kufer et al., “A revival of bispecific antibodies,” Trends in Biotechnology, vol. 22, pages 238-244, 2004).

さらに別の実施形態において、ASTRはダイアボディを含む。ダイアボディでは、scFvは、2つの可変領域が一緒になって折り畳まれるには短過ぎるためscFvの二量化を駆動するリンカーペプチドを伴い作成される。さらに短いリンカー(1又は2アミノ酸)は、三量体、いわゆるトリアボディ又はトリボディの形成につながる。テトラボディもまたASTRに使用し得る。 In yet another embodiment, the ASTR comprises a diabody. In diabodies, the scFv is created with a linker peptide that is too short for the two variable regions to fold together and thus drives dimerization of the scFv. Even shorter linkers (1 or 2 amino acids) lead to the formation of trimers, so-called triabodies or tribodies. Tetrabodies may also be used for ASTR.

CARに2つ以上のASTRが存在するとき、ASTRは、オリゴペプチド若しくはポリペプチドリンカー、Fcヒンジ又は膜ヒンジ領域を介して単一のポリペプチド鎖上で互いに共有結合的に結合される。 When more than one ASTR is present in a CAR, the ASTRs are covalently linked to each other on a single polypeptide chain via an oligopeptide or polypeptide linker, an Fc hinge, or a membrane hinge region.

CARによって標的化される抗原は、腫瘍、腺(例えば前立腺)過形成、疣贅、及び望ましくない脂肪組織など、除去の標的となる組織の細胞の表面上又は内部に存在する。表面抗原はCARのASTRによってより効率的に認識及び結合されるが、細胞内抗原もまたCARによって標的化され得る。一部の実施形態において、標的抗原は、好ましくは、癌、炎症性疾患、ニューロン障害、糖尿病、心血管疾患、又は感染性疾患に特異的である。標的抗原の例には、様々な免疫細胞、癌腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、芽細胞腫、並びに様々な血液疾患、自己免疫疾患、及び/又は炎症性疾患に関連する細胞によって発現される抗原が含まれる。 Antigens targeted by CARs are present on or within the cells of tissues targeted for removal, such as tumors, glandular (eg, prostate) hyperplasia, warts, and unwanted adipose tissue. Although surface antigens are more efficiently recognized and bound by the CAR's ASTR, intracellular antigens can also be targeted by the CAR. In some embodiments, the target antigen is preferably specific for cancer, inflammatory diseases, neuronal disorders, diabetes, cardiovascular diseases, or infectious diseases. Examples of target antigens include those expressed by various immune cells, carcinomas, sarcomas, lymphomas, leukemias, germ cell tumors, blastomas, and cells associated with various hematological, autoimmune, and/or inflammatory diseases. Contains antigens that are

ASTRによって標的化され得る癌に特異的な抗原としては、4-IBB、5T4、腺癌抗原、αフェトプロテイン、Axl、BAFF、Bリンパ腫細胞、C242抗原、CA-125、炭酸脱水酵素9(CA-IX)、C-MET、CCR4、CD152、CD19、CD20、CD200、CD22、CD221、CD23(IgE受容体)、CD28、CD30(TNFRSF8)、CD33、CD4、CD40、CD44 v6、CD51、CD52、CD56、CD74、CD80、CEA、CNT0888、CTLA-4、DR5、EGFR、EpCAM、CD3、FAP、フィブロネクチンエクストラドメイン-B、葉酸受容体1、GD2、GD3ガングリオシド、糖タンパク質75、GPNMB、HER2/neu、HGF、ヒト散乱因子受容体キナーゼ、IGF-1受容体、IGF-I、IgGl、LI-CAM、IL-13、IL-6、インスリン様成長因子I受容体、インテグリンα5β1、インテグリンανβ3、MORAb-009、MS4A1、MUC1、ムチンCanAg、N-グリコリルノイラミン酸、NPC-1C、PDGF-R a、PDL192、ホスファチジルセリン、前立腺癌細胞、RANKL、RON、ROR1、ROR2、SCH 900105、SDC1、SLAMF7、TAG-72、テネイシンC、TGFβ2、TGF-β、TRAIL-R1、TRAIL-R2、腫瘍抗原CTAA16.88、VEGF-A、VEGFR-1、VEGFR2又はビメンチンの1つ又はそれ以上が挙げられる。 Cancer-specific antigens that can be targeted by ASTR include 4-IBB, 5T4, adenocarcinoma antigen, alpha fetoprotein, Axl, BAFF, B lymphoma cells, C242 antigen, CA-125, carbonic anhydrase 9 (CA- IX), C-MET, CCR4, CD152, CD19, CD20, CD200, CD22, CD221, CD23 (IgE receptor), CD28, CD30 (TNFRSF8), CD33, CD4, CD40, CD44 v6, CD51, CD52, CD56, CD74, CD80, CEA, CNT0888, CTLA-4, DR5, EGFR, EpCAM, CD3, FAP, fibronectin extra domain-B, folate receptor 1, GD2, GD3 ganglioside, glycoprotein 75, GPNMB, HER2/neu, HGF, Human scatter factor receptor kinase, IGF-1 receptor, IGF-I, IgGl, LI-CAM, IL-13, IL-6, insulin-like growth factor I receptor, integrin α5β1, integrin ανβ3, MORAb-009, MS4A1 , MUC1, mucin CanAg, N-glycolylneuraminic acid, NPC-1C, PDGF-R a, PDL192, phosphatidylserine, prostate cancer cells, RANKL, RON, ROR1, ROR2, SCH 900105, SDC1, SLAMF7, TAG-72 , tenascin C, TGFβ2, TGF-β, TRAIL-R1, TRAIL-R2, tumor antigen CTAA16.88, VEGF-A, VEGFR-1, VEGFR2 or vimentin.

ASTRによって標的化され得る炎症性疾患に特異的な抗原としては、AOC3(VAP-1)、CAM-3001、CCL11(エオタキシン-1)、CD125、CD147(ベイシジン)、CD154(CD40L)、CD2、CD20、CD23(IgE受容体)、CD25(IL-2受容体のa鎖)、CD3、CD4、CD5、IFN-a、IFN-γ、IgE、IgE Fc領域、IL-1、IL-12、IL-23、IL-13、IL-17、IL-17A、IL-22、IL-4、IL-5、IL-5、IL-6、IL-6受容体、インテグリンa4、インテグリンα4β7、ラマ・グラマ(Lama glama)、LFA-1(CD1 la)、MEDI-528、ミオスタチン、OX-40、rhuMAb β7、スクレロスシン(scleroscin)、SOST、TGFβ1、TNF-a又はVEGF-Aの1つ又はそれ以上が挙げられる。 Inflammatory disease-specific antigens that can be targeted by ASTR include AOC3 (VAP-1), CAM-3001, CCL11 (eotaxin-1), CD125, CD147 (Basigin), CD154 (CD40L), CD2, CD20. , CD23 (IgE receptor), CD25 (a chain of IL-2 receptor), CD3, CD4, CD5, IFN-a, IFN-γ, IgE, IgE Fc region, IL-1, IL-12, IL- 23, IL-13, IL-17, IL-17A, IL-22, IL-4, IL-5, IL-5, IL-6, IL-6 receptor, integrin a4, integrin α4β7, Llama grama ( Lama glama), LFA-1 (CD1 la), MEDI-528, myostatin, OX-40, rhuMAb β7, scleroscin, SOST, TGFβ1, TNF-a or VEGF-A. .

本発明のASTRによって標的化され得るニューロン障害に特異的な抗原としては、βアミロイド又はMABT5102Aの1つ又はそれ以上が挙げられる。本発明のASTRによって標的化され得る糖尿病に特異的な抗原としては、L-Iβ又はCD3の1つ又はそれ以上が挙げられる。本発明のASTRによって標的化され得る心血管疾患に特異的な抗原としては、C5、心臓ミオシン、CD41(インテグリンα-lib)、フィブリンII、β鎖、ITGB2(CD18)及びスフィンゴシン-1-リン酸の1つ又はそれ以上が挙げられる。 Antigens specific for neuronal disorders that can be targeted by the ASTRs of the invention include one or more of beta amyloid or MABT5102A. Diabetes-specific antigens that can be targeted by the ASTRs of the invention include one or more of LIβ or CD3. Cardiovascular disease-specific antigens that can be targeted by the ASTR of the invention include C5, cardiac myosin, CD41 (integrin alpha-lib), fibulin II, beta chain, ITGB2 (CD18) and sphingosine-1-phosphate. One or more of the following may be mentioned.

本発明のASTRによって標的化され得る感染性疾患に特異的な抗原としては、炭疽毒素、CCR5、CD4、クランピング因子A、サイトメガロウイルス、サイトメガロウイルス糖タンパク質B、エンドトキシン、大腸菌(Escherichia coli)、B型肝炎表面抗原、B型肝炎ウイルス、HIV-1、Hsp90、インフルエンザA型ヘマグルチニン、リポタイコ酸、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、狂犬病ウイルス糖タンパク質、呼吸器合胞体ウイルス及びTNF-aの1つ又はそれ以上が挙げられる。 Infectious disease-specific antigens that can be targeted by the ASTR of the invention include anthrax toxin, CCR5, CD4, clumping factor A, cytomegalovirus, cytomegalovirus glycoprotein B, endotoxin, Escherichia coli. , hepatitis B surface antigen, hepatitis B virus, HIV-1, Hsp90, influenza A hemagglutinin, lipoteichoic acid, Pseudomonas aeruginosa, rabies virus glycoprotein, respiratory syncytial virus, and TNF-a. one or more.

標的抗原のさらなる例としては、癌細胞上に特異的な又は増幅された形で見られる表面タンパク質、例えばIL-14受容体、B細胞リンパ腫のCD19、CD20及びCD40、種々の癌のルイスY及びCEA抗原、乳癌及び結腸直腸癌のTag72抗原、肺癌のEGF-R、ヒト乳癌及び卵巣癌で増幅されることが多い葉酸結合タンパク質及びHER-2タンパク質、又はウイルスタンパク質、例えばHIVのgp120及びgp41エンベロープタンパク質、B型及びC型肝炎ウイルスからのエンベロープタンパク質、ヒトサイトメガロウイルスの糖タンパク質B及び他のエンベロープ糖タンパク質、並びにカポジ肉腫関連ヘルペスウイルスなどのオンコウイルスからのエンベロープタンパク質が挙げられる。他の潜在的な標的抗原としては、リガンドがHIV gp120エンベロープ糖タンパク質であるCD4、及び他のウイルス受容体、例えばヒトライノウイルスの受容体であるICAM、及びポリオウイルスの関連受容体分子が挙げられる。 Further examples of target antigens include surface proteins found in specific or amplified form on cancer cells, such as the IL-14 receptor, CD19, CD20 and CD40 in B-cell lymphomas, Lewis Y and CD40 in various cancers. CEA antigen, Tag72 antigen of breast and colorectal cancer, EGF-R of lung cancer, folate binding protein and HER-2 protein which are often amplified in human breast and ovarian cancer, or viral proteins such as gp120 and gp41 envelope of HIV. proteins, envelope proteins from hepatitis B and C viruses, glycoprotein B of human cytomegalovirus and other envelope glycoproteins, and envelope proteins from oncoviruses such as Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus. Other potential target antigens include CD4, whose ligand is the HIV gp120 envelope glycoprotein, and other viral receptors, such as ICAM, the receptor for human rhinovirus, and related receptor molecules for poliovirus. .

別の実施形態において、本CARは、癌治療細胞、例えばNK細胞及び本明細書で言及する他の細胞が会合する抗原を標的化して、免疫エフェクター細胞として働くことによりそれらの癌治療細胞を活性化させ得る。この一例は、CD16A抗原を標的化して、NK細胞を会合させることによりCD30を発現する悪性病変と闘わせるCARである。二重特異性四価AFM13抗体は、この効果を送達し得る抗体の例である。この種の実施形態のさらなる詳細については、例えば、Rothe,A.,et al.,“A phase 1 study of the bispecific anti-CD30/CD16A antibody construct AFM13 in patients with relapsed or refractory Hodgkin lymphoma,”Blood,25 June 2015,Vl.125,no.26,pp.4024-4031を参照することができる。 In another embodiment, the CAR targets antigens associated with cancer therapeutic cells, such as NK cells and other cells mentioned herein, to activate cancer therapeutic cells by acting as immune effector cells. can be made into An example of this is a CAR that targets the CD16A antigen to engage NK cells to fight malignant lesions that express CD30. The bispecific tetravalent AFM13 antibody is an example of an antibody that can deliver this effect. For further details of this type of embodiment, see, eg, Rothe, A.; , et al. , “A phase 1 study of the bispecific anti-CD30/CD16A antibody construct AFM13 in patients with collapsed or refractory Hodgki n lymphoma, “Blood, 25 June 2015, Vl. 125, no. 26, pp. 4024-4031.

一実施形態では、ASTRは、Axl、ROR2およびCD22から選択される腫瘍特異的抗原を標的とする。 In one embodiment, ASTR targets a tumor-specific antigen selected from Axl, ROR2 and CD22.

いくつかの実施形態では、ASTRは、がん抗原Axlを標的とする一本鎖抗体であり、配列番号2~5から選択されるヌクレオチド配列、または配列番号9~12から選択されるアミノ酸配列を有していてもよい。癌抗原Axlを標的とするこれらの一本鎖抗体は、配列番号6または7のヌクレオチド配列、または配列番号13または14のアミノ酸配列を有するヒトIgG Fc領域を含んでいる。このがん抗原Axlを標的とした一本鎖抗体は、pH6.0のAxlに対する結合活性が、pH7.4のAxlに対する結合活性と比較して高くなっている。 In some embodiments, ASTR is a single chain antibody that targets the cancer antigen Axl and comprises a nucleotide sequence selected from SEQ ID NOs: 2-5, or an amino acid sequence selected from SEQ ID NOs: 9-12. may have. These single chain antibodies targeting the cancer antigen Axl contain human IgG Fc regions having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 or 7, or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 or 14. This single chain antibody targeting the cancer antigen Axl has a higher binding activity to Axl at pH 6.0 than that to Axl at pH 7.4.

別の実施形態では、ASTRは、がん抗原ROR2を標的とする一本鎖抗体であり、配列番号16のヌクレオチド配列、または配列番号15のアミノ酸配列を有していてもよい。このがん抗原ROR2を標的とした一本鎖抗体は、pH6.0でのROR2への結合活性が、pH7.4でのROR2への結合活性と比較して増加している。 In another embodiment, ASTR is a single chain antibody that targets the cancer antigen ROR2 and may have the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16, or the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15. This single chain antibody targeting cancer antigen ROR2 has increased ROR2 binding activity at pH 6.0 compared to ROR2 binding activity at pH 7.4.

AxlやROR2を標的にした一本鎖抗体は、膜貫通ドメインや細胞内シグナル伝達ドメインと連結してCAR構造を作るのに適している。 Single-chain antibodies targeting Axl and ROR2 are suitable for linking with transmembrane domains and intracellular signal transduction domains to create CAR structures.

CARの細胞外スペーサードメインは、ASTRと膜貫通ドメインとの間に位置する親水性領域である。一部の実施形態において、このドメインは、CARに適切なタンパク質フォールディングを促進する。細胞外スペーサードメインはCARの任意選択の構成要素である。細胞外スペーサードメインは、抗体のFcフラグメント、抗体のヒンジ領域、抗体のCH2領域、抗体のCH3領域、人工スペーサー配列又はこれらの組み合わせから選択されるドメインを含み得る。細胞外スペーサードメインの例としては、CD8aヒンジ、3個のグリシン(Gly)程の大きさしかないものであり得るポリペプチドで作られた人工スペーサー、並びにIgG(ヒトIgG4など)のCH1及びCH3ドメインが挙げられる。 The extracellular spacer domain of CAR is a hydrophilic region located between ASTR and the transmembrane domain. In some embodiments, this domain promotes CAR-proper protein folding. The extracellular spacer domain is an optional component of the CAR. The extracellular spacer domain can include a domain selected from an Fc fragment of an antibody, a hinge region of an antibody, a CH2 region of an antibody, a CH3 region of an antibody, an artificial spacer sequence, or a combination thereof. Examples of extracellular spacer domains include the CD8a hinge, artificial spacers made of polypeptides that can be as large as three glycines (Gly), and the CH1 and CH3 domains of IgG (such as human IgG4). can be mentioned.

CARの膜貫通ドメインは、細胞傷害性細胞の細胞膜に架かる能力を有する領域である。膜貫通ドメインは、例えばI型膜貫通タンパク質などの膜貫通タンパク質の膜貫通領域、人工疎水性配列又はこれらの組み合わせから選択される。膜貫通ドメインの例としては、T細胞受容体のα鎖、β鎖又はζ鎖、CD28、CD3ε、CD45、CD4、CD5、CD8、CD9、CD16、CD22、CD33、CD37、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、CD154の膜貫通領域が挙げられる。合成膜貫通ドメインは、フェニルアラニンとトリプトファンとバリンとのトリプレットを含み得る。任意選択で、短い、好ましくは2~10アミノ酸長のオリゴペプチド又はポリペプチドリンカーが、CARの膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間の連結を形成し得る。グリシン-セリンダブレットが、膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間の特に好適なリンカーを提供する。 The transmembrane domain of CAR is a region that has the ability to span the cell membrane of cytotoxic cells. The transmembrane domain is selected from a transmembrane region of a transmembrane protein, such as a type I transmembrane protein, an artificial hydrophobic sequence, or a combination thereof. Examples of transmembrane domains include T cell receptor α, β or ζ chains, CD28, CD3ε, CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, CD16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, Examples include the transmembrane regions of CD134, CD137, and CD154. The synthetic transmembrane domain can include a triplet of phenylalanine, tryptophan, and valine. Optionally, a short oligopeptide or polypeptide linker, preferably 2-10 amino acids in length, may form the link between the transmembrane domain and the intracellular signaling domain of the CAR. Glycine-serine doublets provide a particularly suitable linker between the transmembrane domain and the intracellular signaling domain.

本発明のCARはまた、細胞内シグナル伝達ドメインも含む。細胞内シグナル伝達ドメインはエフェクター機能シグナルを伝達し、細胞傷害性細胞にその特化した機能、すなわち標的細胞の阻害及び/又は破壊を果たすよう指図する。細胞内シグナル伝達ドメインの例としては、T細胞受容体複合体のζ鎖又はその相同体のいずれか、例えば、η鎖、FcsRly及びβ鎖、MB 1(Iga)鎖、B29(Ig)鎖等、ヒトCD3ζ鎖、CD3ポリペプチド(Δ、δ及びε)、sykファミリーチロシンキナーゼ(Syk、ZAP 70等)、srcファミリーチロシンキナーゼ(Lck、Fyn、Lyn等)及びT細胞形質導入に関与する他の分子、例えばCD2、CD5及びCD28が挙げられる。具体的には、細胞内シグナル伝達ドメインは、ヒトCD3ζ鎖、FcyRIII、FcsRI、Fc受容体の細胞質尾部、細胞質受容体を担持する免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)及びこれらの組み合わせであり得る。 CARs of the invention also include intracellular signaling domains. Intracellular signaling domains transmit effector function signals, directing the cytotoxic cell to perform its specialized function, namely inhibition and/or destruction of target cells. Examples of intracellular signaling domains include the ζ chain of the T cell receptor complex or any of its homologues, such as the η chain, FcsRly and β chains, the MB 1 (Iga) chain, the B29 (Ig) chain, etc. , human CD3ζ chain, CD3 polypeptides (Δ, δ and ε), syk family tyrosine kinases (Syk, ZAP 70, etc.), src family tyrosine kinases (Lck, Fyn, Lyn, etc.) and others involved in T cell transduction. Molecules such as CD2, CD5 and CD28 are mentioned. Specifically, the intracellular signaling domain includes the human CD3ζ chain, FcyRIII, FcsRI, the cytoplasmic tail of the Fc receptor, the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM) bearing cytoplasmic receptor, and combinations thereof. could be.

CARに用いられる細胞内シグナル伝達ドメインには、いくつかのタイプの様々な他の免疫シグナル伝達受容体、例えば、限定はされないが、CD3、B7ファミリー共刺激、及び腫瘍壊死因子受容体(TNFR)スーパーファミリー受容体を含む第1世代、第2世代、及び第3世代T細胞シグナル伝達タンパク質の細胞内シグナル伝達ドメインが含まれ得る(Park et al.,“Are all chimeric antigen receptors created equal?”J Clin Oncol.,vol.33,pp.651-653,2015)。加えて細胞内シグナル伝達ドメインには、NK及びNKT細胞によって使用されるシグナル伝達ドメイン(Hermanson、et al.,“Utilizing chimeric antigen receptors to direct natural killer cell activity,”Front Immunol.,vol.6,p.195,2015)、例えば、NKp30(B7-H6)(Zhang et al.,“An NKp30-based chimeric antigen receptor promotes T cell effector functions and antitumor efficacy in vivo,”J Immunol.,vol.189,pp.2290-2299,2012)、及びDAP12(Topfer et al.,“DAP12-based activating chimeric antigen receptor for NK cell tumor immunotherapy,”J Immunol.,vol.194,pp.3201-3212,2015)、NKG2D、NKp44、NKp46、DAP10、及びCD3zのシグナル伝達ドメインなどが含まれる。加えて、細胞内シグナル伝達ドメインにはまた、免疫受容体チロシンベース活性化モチーフ(ITAM)を含むヒト免疫グロブリン受容体、例えば、FcγRI、FcγRIIA、FcγRIIC、FcγRIIIA、FcRL5のシグナル伝達ドメインも含まれる(Gillis et al.,“Contribution of Human FcγRs to Disease with Evidence from Human Polymorphisms and Transgenic Animal Studies,”Front Immunol.,vol.5,p.254,2014)。 Intracellular signaling domains used in CAR include several types of various other immune signaling receptors, such as, but not limited to, CD3, B7 family costimulation, and tumor necrosis factor receptor (TNFR). Intracellular signaling domains of first, second, and third generation T cell signaling proteins, including superfamily receptors, may be included (Park et al., "Are all chimeric antigen receptors created equal?" J Clin Oncol., vol. 33, pp. 651-653, 2015). In addition, intracellular signaling domains include signaling domains used by NK and NKT cells (Hermanson, et al., "Utilizing chimeric antigen receptors to direct natural killer cell activity," nt Immunol., vol. 6, p. .195, 2015), for example, NKp30(B7-H6) (Zhang et al., “An NKp30-based chimeric antigen receptor promotes T cell effector functions and a antitumor efficacy in vivo,” J Immunol., vol. 189, pp. 2290-2299, 2012), and DAP12 (Topfer et al., “DAP12-based activating chimeric antigen receptor for NK cell tumor immunotherapy,” J I mmunol., vol. 194, pp. 3201-3212, 2015), NKG2D, NKp44 , NKp46, DAP10, and CD3z signaling domains. In addition, intracellular signaling domains also include the signaling domains of human immunoglobulin receptors that contain immunoreceptor tyrosine-based activation motifs (ITAMs), such as FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIC, FcγRIIIA, FcRL5 ( Gillis et al., “Contribution of Human FcγRs to Disease with Evidence from Human Polymorphisms and Transgenic Animal Studies,” "Front Immunol., vol. 5, p. 254, 2014).

一部の実施形態において、細胞内シグナル伝達ドメインは、TCRζ、FcRγ、FcRβ、CD3γ、CD3δ、CD3ε、CD5、CD22、CD79a、CD79b、又はCD66dの細胞質シグナル伝達ドメインを含む。CARの細胞内シグナル伝達ドメインは、ヒトCD3ζの細胞質シグナル伝達ドメインを含むことが特に好ましい。 In some embodiments, the intracellular signaling domain comprises a TCRζ, FcRγ, FcRβ, CD3γ, CD3δ, CD3ε, CD5, CD22, CD79a, CD79b, or CD66d cytoplasmic signaling domain. It is particularly preferred that the intracellular signaling domain of the CAR comprises the cytoplasmic signaling domain of human CD3ζ.

本発明のCARは共刺激ドメインを含んでもよく、これは、CARを発現する細胞傷害性細胞の細胞増殖、細胞生存及びメモリー細胞の発生を増進する働きを有する。本発明のCARは、TNFRスーパーファミリーのタンパク質、CD28、CD137(4-1BB)、CD134(OX40)、DaplO、CD27、CD2、CD7、CD5、ICAM-1、LFA-1(CD1 la/CD18)、Lck、TNFR-I、PD-1、TNFR-II、Fas、CD30、CD40、ICOS LIGHT、NKG2C、B7-H3、又はこれらの組み合わせの共刺激ドメインから選択される1つ又はそれ以上の共刺激ドメインを含み得る。CARが2つ以上の共刺激ドメインを含む場合、これらのドメインは、任意選択でリンカーによって隔てられて、タンデムに配置され得る。共刺激ドメインは、CARの膜貫通ドメインと細胞内シグナル伝達ドメインとの間に位置し得る細胞内ドメインである。 The CAR of the invention may include a co-stimulatory domain, which serves to enhance cell proliferation, cell survival and memory cell development of cytotoxic cells expressing the CAR. The CAR of the present invention includes proteins of the TNFR superfamily, CD28, CD137 (4-1BB), CD134 (OX40), DaplO, CD27, CD2, CD7, CD5, ICAM-1, LFA-1 (CD1 la/CD18), one or more costimulatory domains selected from the costimulatory domains of Lck, TNFR-I, PD-1, TNFR-II, Fas, CD30, CD40, ICOS LIGHT, NKG2C, B7-H3, or a combination thereof may include. If the CAR contains two or more co-stimulatory domains, these domains can be arranged in tandem, optionally separated by a linker. The costimulatory domain is an intracellular domain that can be located between the transmembrane domain and the intracellular signaling domain of a CAR.

一部の実施形態において、本発明のCARの2つ以上の構成要素は1つ又はそれ以上のリンカーによって隔てられている。例えば、少なくとも2つのASTRを含むCARでは、それらの2つのASTRがリンカーによって隔てられていてもよい。リンカーは、約1~100アミノ酸長のオリゴペプチド又はポリペプチド領域である。一部の実施形態において、リンカーは、例えば、5~12アミノ酸長、5~15アミノ酸長又は5~20アミノ酸長であり得る。リンカーは、隣接するタンパク質ドメイン同士が互いに自由に動くことができるように、グリシン及びセリンなどの可動性の残基で構成されてもよい。より長いリンカー、例えば100アミノ酸より長いものが本発明の代替的な実施形態に関連して使用されてもよく、例えば2つの隣接するドメインが互いに立体的に干渉しないように選択され得る。本発明で使用し得るリンカーの例としては、限定はされないが、2Aリンカー(例えばT2A)、2A様リンカー又はその機能的等価物が挙げられる。 In some embodiments, two or more components of a CAR of the invention are separated by one or more linkers. For example, in a CAR that includes at least two ASTRs, the two ASTRs may be separated by a linker. A linker is an oligopeptide or polypeptide region about 1-100 amino acids long. In some embodiments, the linker can be, for example, 5-12 amino acids long, 5-15 amino acids long, or 5-20 amino acids long. Linkers may be composed of flexible residues such as glycine and serine so that adjacent protein domains can move freely relative to each other. Longer linkers, eg, longer than 100 amino acids, may be used in conjunction with alternative embodiments of the invention, and may be selected, eg, such that two adjacent domains do not sterically interfere with each other. Examples of linkers that can be used in the present invention include, but are not limited to, 2A linkers (eg, T2A), 2A-like linkers, or functional equivalents thereof.

条件的活性型抗原特異的標的領域
CARは、上記で考察した種々のドメインを全て共に融合して融合タンパク質を形成することによって生成されるキメラタンパク質である。CARは、典型的には、CARの種々のドメインをコードするポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターによって生成される。標的細胞上の抗原を認識してそれと結合する働きをする本発明のASTRは、条件的活性型である。具体的には、ASTRは、対応する親又は野生型タンパク質のASTRと比較して、標的抗原との結合に関して正常生理条件では低活性又は不活性であり、異常条件では活性である。本発明は、親又は野生型タンパク質又はその結合ドメイン(親又は野生型ASTR)から条件的活性型ASTRを生成する方法を提供する。
Conditionally Active Antigen-Specific Targeting Regions CARs are chimeric proteins produced by fusing the various domains discussed above all together to form a fusion protein. CARs are typically produced by expression vectors containing polynucleotide sequences encoding various domains of CARs. The ASTR of the present invention, which functions to recognize and bind to antigens on target cells, is conditionally active. Specifically, ASTR is less active or inactive in binding to a target antigen under normal physiological conditions and active under abnormal conditions compared to the corresponding parent or wild-type protein ASTR. The present invention provides methods for generating conditionally active ASTR from a parent or wild type protein or its binding domain (parent or wild type ASTR).

本発明におけるASTRは、タンパク質ライブラリを作成し、且つ標的抗原に対して所望の結合親和性を有するタンパク質に関してそのライブラリをスクリーニングすることによって発見し得るため、少なくとも全体又は一部を標的抗原に対するその結合ドメインに使用することが好適な野生型タンパク質。野生型タンパク質は、cDNAライブラリをスクリーニングすることにより発見し得る。cDNAライブラリは、宿主細胞のコレクションに挿入されたクローニングされたcDNA(相補DNA)フラグメントの組み合わせであり、一緒になって生物のトランスクリプトームのある一部を構成するものである。cDNAは完全に転写されたmRNAから作製され、従って生物の発現タンパク質のコード配列を含む。cDNAライブラリの情報は、標的抗原に対して所望の結合親和性を有するタンパク質に関してライブラリをスクリーニングすることによる、所望の特性を有するタンパク質の発見に強力且つ有用なツールである。 ASTR in the present invention can be discovered by creating a protein library and screening the library for proteins that have the desired binding affinity for the target antigen, so that ASTR can be determined at least in whole or in part by its binding to the target antigen. A wild type protein suitable for use in the domain. Wild-type proteins can be discovered by screening cDNA libraries. A cDNA library is a combination of cloned cDNA (complementary DNA) fragments that are inserted into a collection of host cells and together make up some portion of an organism's transcriptome. cDNA is made from completely transcribed mRNA and therefore contains the coding sequence for an organism's expressed protein. cDNA library information is a powerful and useful tool in the discovery of proteins with desired properties by screening libraries for proteins with the desired binding affinity for the target antigen.

野生型タンパク質が抗体である一部の実施形態において、野生型抗体は、抗体ライブラリを作成してスクリーニングすることにより発見し得る。抗体ライブラリは、ポリクローナル抗体ライブラリ又はモノクローナル抗体ライブラリのいずれであってもよい。標的抗原に対するポリクローナル抗体ライブラリは、その抗原を動物に直接注射することによるか、又はその抗原を非ヒト動物に投与することによって作成し得る。このように得られた抗体は、その抗原に結合するポリクローナル抗体のライブラリに相当する。モノクローナル抗体ライブラリの調製には、連続細胞株培養によって産生される抗体をもたらす任意の技法を用いることができる。例としては、ハイブリドーマ法、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法、及びEBV-ハイブリドーマ法が挙げられる(例えば、Cole(1985)in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.77-96を参照)。一本鎖抗体の作成について記載される技法(例えば、米国特許第4,946,778号明細書を参照)は、一本鎖抗体ライブラリの作製に適合させることができる。 In some embodiments where the wild-type protein is an antibody, wild-type antibodies can be discovered by creating and screening antibody libraries. The antibody library may be either a polyclonal antibody library or a monoclonal antibody library. Polyclonal antibody libraries against a target antigen can be generated by directly injecting the antigen into an animal or by administering the antigen to a non-human animal. The antibodies thus obtained represent a library of polyclonal antibodies that bind to that antigen. Any technique that yields antibodies produced by continuous cell line culture can be used to prepare monoclonal antibody libraries. Examples include hybridoma methods, trioma methods, human B-cell hybridoma methods, and EBV-hybridoma methods (see, eg, Cole (1985) in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77- 96). Techniques described for the production of single chain antibodies (see, eg, US Pat. No. 4,946,778) can be adapted for the production of single chain antibody libraries.

野生型抗体を発見するための抗体ライブラリの作成及びスクリーニング方法は他にもある。例えば、完全ヒト抗体ディスプレイライブラリを利用することができる。かかるライブラリは、1つ又は複数の宿主細胞の表面上に提示された抗体の集合である。好ましくは、抗体ライブラリは、それが多種多様な抗原との結合能を有する点でヒト抗体レパートリーを代表する。抗体は細胞の表面上に提示されるため、ライブラリにおける各抗体の(アビディティに起因する)有効親和性は増加する。ファージディスプレイライブラリなどの他の一般的なライブラリタイプ(スクリーニング及び同定の目的上、抗体のアビディティがあまり望ましくない)と異なり、本発明における細胞表面ディスプレイによって提供される超アビディティは望ましい。細胞表面ディスプレイライブラリでは、スクリーニング又は選択工程において、結合親和性が低い、中程度の、及び高い抗体の同定、並びに免疫原性がない及び弱いエピトープの同定が可能となる。 There are other methods for creating and screening antibody libraries to discover wild-type antibodies. For example, fully human antibody display libraries can be utilized. Such a library is a collection of antibodies displayed on the surface of one or more host cells. Preferably, the antibody library is representative of the human antibody repertoire in that it has the ability to bind a wide variety of antigens. Because the antibodies are displayed on the surface of cells, the effective affinity (due to avidity) of each antibody in the library is increased. Unlike other common library types such as phage display libraries, where antibody avidity is less desirable for screening and identification purposes, the superavidity provided by cell surface display in the present invention is desirable. Cell surface display libraries allow the identification of antibodies with low, medium, and high binding affinities, as well as non- and weakly immunogenic epitopes, during screening or selection steps.

親分子からの進化した分子の生成
親又は野生型タンパク質、又はその結合ドメイン(親又は野生型ASTR)が突然変異誘発のプロセスを受けると変異体ポリペプチドの集団が産生され、次にそれをスクリーニングすることにより、親又は野生型ASTRとの比較において異常条件では標的抗原に対する結合親和性が増強した、且つ任意選択で、正常生理条件では標的抗原に対する結合親和性が実質的に同じか、又は低い変異体ASTRを同定することができる。
Generation of Evolved Molecules from Parent Molecules When the parent or wild-type protein, or its binding domain (parent or wild-type ASTR), undergoes a process of mutagenesis, a population of mutant polypeptides is produced, which is then screened. has enhanced binding affinity for the target antigen under abnormal conditions as compared to the parent or wild-type ASTR, and optionally has substantially the same or lower binding affinity for the target antigen under normal physiological conditions. Mutant ASTRs can be identified.

任意の化学的合成又は組換え突然変異誘発方法を用いて変異体ポリペプチド集団を生成し得る。本発明の実施には、特に指示されない限り、細胞生物学、細胞培養、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組換えDNA、及び免疫学の従来技術を用いることができ、それらの技術は当該分野の技術の範囲内にある。かかる技法は文献に十分に説明されている。例えば、Molecular Cloning A Laboratory Manual,2nd Ed.,ed.by Sambrook,Fritsch and Maniatis(Cold Spring Harbor Laboratory Press:1989);DNA Cloning,Volumes I and II(D.N.Glover ed.,1985);Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait ed.,1984);Mullis et al.米国特許第4,683,195号明細書;Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames & S.J.Higgins eds.1984);Transcription And Translation(B.D.Hames & S.J.Higgins eds.1984);Culture Of Animal Cells(R.I.Freshney,Alan R.Liss,Inc.,1987);Immobilized Cells And Enzymes(IRL Press,1986);B.Perbal,A Practical Guide To Molecular Cloning(1984);the treatise,Methods In Enzymology(Academic Press,Inc.,N.Y.);Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells(J.H.Miller and M.P.Cabs eds.,1987,Cold Spring Harbor Laboratory);Methods In Enzymology,Vols.154 and 155(Wu et al.eds.),Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology(Mayer and Walker,eds.,Academic Press,London,1987);Handbook Of Experimental Immunology,Volumes l-IV(D.M.Weir and C.C.Blackwell,eds.,1986);Manipulating the Mouse Embryo,(Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,1986)を参照のこと。 Any chemical synthesis or recombinant mutagenesis method may be used to generate a population of variant polypeptides. The practice of the present invention will employ, unless otherwise indicated, conventional techniques of cell biology, cell culture, molecular biology, transgenic biology, microbiology, recombinant DNA, and immunology; is within the skill of the art. Such techniques are well explained in the literature. For example, Molecular Cloning A Laboratory Manual, 2nd Ed. , ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press: 1989); DNA Cloning, Volumes I and II (D.N. Glover ed., 1985 ); Oligonucleotide Synthesis (M.J. Gait ed., 1984); Mullis et al. U.S. Patent No. 4,683,195; Nucleic Acid Hybridization (B.D. Hames & S.J. Higgins eds. 1984); Transcription And Translation (B.D. Hames & S.J. .Higgins eds.1984 ); Culture Of Animal Cells (R.I. Freshney, Alan R. Liss, Inc., 1987); Immobilized Cells And Enzymes (IRL Press, 1986); B. Perbal, A Practical Guide To Molecular Cloning (1984); the treatise, Methods In Enzymology (Academic Press, Inc., N.Y.); Gene Tra nsfer Vectors For Mammalian Cells (J.H. Miller and M.P. Cabs eds ., 1987, Cold Spring Harbor Laboratory); Methods In Enzymology, Vols. 154 and 155 (Wu et al. eds.), Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology (Mayer and Walker, eds., Academic Press, London , 1987); Handbook of Experimental Immunology, Volumes l-IV (DM. Weir and C.C. Blackwell, eds., 1986); Manipulating the Mouse Embryo, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1986); See 6).

本開示は、条件的活性型の変異体ポリペプチドをコードする核酸変異体を生成する方法を提供し、この方法は、(i)1つ以上のヌクレオチドを異なるヌクレオチドに置換すること(このヌクレオチドは天然又は非天然ヌクレオチドを含む);(ii)1つ以上のヌクレオチドを欠失させること、(iii)1つ以上のヌクレオチドを付加すること、又は(iv)これらの任意の組み合わせによって核酸を修飾する工程を含む。一態様において、非天然ヌクレオチドはイノシンを含む。別の態様において、本方法は、修飾核酸によってコードされたポリペプチドを酵素活性の変化に関して分析する工程であって、それにより酵素活性が変化したポリペプチドをコードする1つ又は複数の修飾核酸を同定する工程をさらに含む。一態様において、工程(a)の修飾は、PCR、エラープローンPCR、シャッフリング、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発、アセンブリPCR、セクシャルPCR突然変異誘発、インビボ突然変異誘発、カセット突然変異誘発、再帰的アンサンブル突然変異誘発、指数関数的アンサンブル突然変異誘発、部位特異的突然変異誘発、遺伝子リアセンブリ、遺伝子部位飽和突然変異誘発、リガーゼ連鎖反応、インビトロ突然変異誘発、リガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド合成、任意のDNA生成技術及びこれらの任意の組み合わせによって作られる。別の態様において、本方法は、修飾工程の少なくとも1つの反復をさらに含む。 The present disclosure provides a method of producing a nucleic acid variant encoding a conditionally active variant polypeptide, the method comprising: (i) substituting one or more nucleotides with a different nucleotide; modifying the nucleic acid by (ii) deleting one or more nucleotides, (iii) adding one or more nucleotides, or (iv) any combination thereof; Including process. In one embodiment, the non-natural nucleotide comprises inosine. In another embodiment, the method comprises analyzing a polypeptide encoded by a modified nucleic acid for changes in enzymatic activity, thereby detecting one or more modified nucleic acids encoding a polypeptide with altered enzymatic activity. The method further includes the step of identifying. In one embodiment, the modification of step (a) comprises PCR, error-prone PCR, shuffling, oligonucleotide-directed mutagenesis, assembly PCR, sexual PCR mutagenesis, in vivo mutagenesis, cassette mutagenesis, recursive ensemble mutagenesis, exponential ensemble mutagenesis, site-directed mutagenesis, gene reassembly, gene site saturation mutagenesis, ligase chain reaction, in vitro mutagenesis, ligase chain reaction, oligonucleotide synthesis, arbitrary DNA produced by generation techniques and any combination thereof. In another embodiment, the method further comprises at least one repetition of the modification step.

この方法はさらに、2つ又はそれ以上の核酸からポリヌクレオチドを製造するための方法を提供する。この方法は、次の(a)~(c)からなる。(a)2つ又はそれ以上の核酸間で同一の領域及び多様な領域を同定する工程。そこにおいて、この核酸の少なくとも1つは、本開示の核酸からなる。(b)2つ又はそれ以上の核酸の少なくとも2つの配列に対応するオリゴヌクレオチドのセットを提供する工程。及び(c)ポリメラーゼでオリゴヌクレオチドを延長し、それにより、ポリヌクレオチドを製造する工程。 The method further provides a method for producing a polynucleotide from two or more nucleic acids. This method consists of the following (a) to (c). (a) Identifying regions of identity and regions of diversity between two or more nucleic acids. There, at least one of the nucleic acids consists of a nucleic acid of the present disclosure. (b) providing a set of oligonucleotides corresponding to at least two sequences of the two or more nucleic acids. and (c) extending the oligonucleotide with a polymerase, thereby producing a polynucleotide.

任意の突然変異誘発の技術は、本開示の様々な実施形態において使用されることがある。確率的又はランダムな突然変異誘発は、予定されていない突然変異を有する一連の子孫分子を得るために、親分子が変異する(修飾される又は変えられる)状況によって例証される。従って、生体外確率的突然変異誘発反応は、例えば、その製造が意図されたものではない、特に予定されていない製造物である。むしろ、得られる変異の正確な性質に関して、従って、生成される製造物に関して、不確定、従ってランダムである。確率的突然変異誘発は、エラープローンPCR及び確率的シャフリングのような、変異がランダム又は予定されていない方法において示される。バリアント形態は、第一バリアント形態のエラープローンPCRのようなエラープローン転写や、プルーフリーディング活性が欠けるポリメラーゼの使用(Liao(1990)Gene 88:107-111参照)によって、又は、変異株(変異宿主細胞は以下にさらに詳細に議論されており、これは一般的によく知られている)において第一形態の複製によって作成することができる。突然変異誘発因子株は、不整合な修復の機能において欠損される任意の変異体を含むことができる。これらは、mutS、mutT、mutH、mutL、ovrD、dcm、vsr、umuC、umuD、sbcB、recJなどの変異体遺伝子産物を含む。欠損は、遺伝子突然変異、対立遺伝子交換、微小化合物又は発現されたアンチセンスRNA又は他の技術によって得られる。欠損は、記述された遺伝子又は任意の有機体における相同遺伝子であることがある。 Any mutagenesis technique may be used in various embodiments of this disclosure. Stochastic or random mutagenesis is exemplified by a situation in which a parent molecule is mutated (modified or changed) to obtain a series of progeny molecules with unplanned mutations. Thus, an in vitro stochastic mutagenesis reaction, for example, is a product that is not specifically intended for its production. Rather, it is uncertain and therefore random as to the exact nature of the mutations obtained and thus as to the products produced. Stochastic mutagenesis is demonstrated in methods where mutations are random or unplanned, such as error-prone PCR and stochastic shuffling. Variant forms can be generated by error-prone transcription such as error-prone PCR of the first variant form, by the use of polymerases lacking proofreading activity (see Liao (1990) Gene 88:107-111), or by mutant strains (mutant hosts). Cells can be created by a first form of replication (discussed in further detail below and which is generally well known). A mutagen strain can include any mutant that is deficient in the function of mismatched repair. These include mutant gene products such as mutS, mutT, mutH, mutL, ovrD, dcm, vsr, umuC, umuD, sbcB, recJ. Defects may be obtained by genetic mutation, allelic exchange, small chemical compounds or expressed antisense RNA or other techniques. The defect may be in the described gene or a homologous gene in any organism.

他の突然変異誘発方法としては、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発技術、エラープローンポリメラーゼ連鎖反応(エラープローンPCR)及びカセット突然変異誘発が挙げられ、ここでは親ポリヌクレオチドの特定の領域が、合成的に突然変異を誘発されたオリゴヌクレオチドに置き換えられる。このような場合、親配列の特定の部位の周りにいくつもの突然変異部位が生成される。 Other mutagenesis methods include oligonucleotide-directed mutagenesis techniques, error-prone polymerase chain reaction (error-prone PCR), and cassette mutagenesis, in which specific regions of the parent polynucleotide are synthetically is replaced by a mutagenized oligonucleotide. In such cases, multiple mutation sites are generated around a particular site in the parent sequence.

オリゴヌクレオチド指定突然変異において、短い配列は、合成的に突然変異を誘発されたオリゴヌクレオチドと置換される。オリゴヌクレオチド指定突然変異において、ポリヌクレオチドの短い配列は、制限酵素消化を使用する合成ポリヌクレオチドから除かれ、様々な塩基がもとの配列から変更された合成ポリヌクレオチドと置換される。ポリヌクレオチド配列は化学的突然変異誘発によって変更されることもある。化学的突然変異ゲ原は、例えば、重亜硫酸ナトリウム、亜硝酸、ヒドロキシルアミン、ヒドラジン、又はギ酸を含む。ヌクレオチド前駆体と類似の他の薬剤は、ニトロソグアニジン、5-ブロモウラシル、2-アミノプリン、又はアクリジンを含む。一般的に、これらの薬剤は、それにより配列を変位させるヌクレオチド前駆体の代わりにPCR反応に加えられる。プロフラビン、アクリフラビン、キナクリンなどのような薬剤の挿入が使用されることもある。ポリヌクレオチド配列のランダムな突然変異誘発は、X線又は紫外線照射によって得られることがある。一般的に、突然変異誘発されたプラスミドポリヌクレオチドは、大腸菌(E.coli)内に導入され、交雑プラスミドのプール又はライブラリーとして伝播される。 In oligonucleotide-directed mutagenesis, short sequences are replaced with synthetically mutagenized oligonucleotides. In oligonucleotide-directed mutagenesis, a short sequence of polynucleotides is removed from a synthetic polynucleotide using restriction enzyme digestion and replaced with a synthetic polynucleotide in which various bases have been changed from the original sequence. Polynucleotide sequences may also be altered by chemical mutagenesis. Chemical mutagens include, for example, sodium bisulfite, nitrous acid, hydroxylamine, hydrazine, or formic acid. Other agents similar to nucleotide precursors include nitrosoguanidine, 5-bromouracil, 2-aminopurine, or acridine. Generally, these agents are added to the PCR reaction in place of the nucleotide precursors thereby displacing the sequence. Insertion of drugs such as proflavin, acriflavine, quinacrine, etc. may also be used. Random mutagenesis of polynucleotide sequences may be obtained by X-ray or ultraviolet radiation. Generally, mutagenized plasmid polynucleotides are introduced into E. coli and propagated as a pool or library of hybrid plasmids.

エラープローンPCRは、長い配列にわたってランダムに点突然変異の低レベルを導入するための低忠実度重合条件を使用する。未知の配列のフラグメントの混合物において、エラープローンPCRは、混合物を突然変異誘発するのに用いられることがある。 Error-prone PCR uses low-fidelity polymerization conditions to introduce low levels of point mutations randomly over long sequences. In mixtures of fragments of unknown sequence, error-prone PCR may be used to mutagenize the mixture.

カセット突然変異誘発において、単一テンプレートの配列遮断は、典型的にはランダム配列によって(部分的に)置換される。Reidhaar-Olson J F and Sauer R T:タンパク質配列の情報内容のプローブとしての組み合わせカセット突然変異誘発。Science 241(4861):53-57,1988。 In cassette mutagenesis, a single template sequence block is typically (partially) replaced by a random sequence. Reidhaar-Olson J F and Sauer R T: Combinatorial cassette mutagenesis as a probe of the information content of protein sequences. Science 241(4861):53-57, 1988.

或いは、非確率的又は非ランダムな遺伝子突然誘発の任意の技術も本開示の様々な実施形態において使用することができる。非確率的突然変異誘発は、1つ又はそれ以上の予め決定された変異を有する分子を得るために、親分子が変異される(修飾される、又は、変化される)状況によって例証される。ある程度の量におけるバックグラウンド製造物の存在が、分子プロセシングの起こる多くの反応において実在し、及び、バックグラウンド製造物の存在が、予定されていない製造物を有する突然変異誘発工程の非確率的性質から減じないことはよく理解されている。部位-飽和突然変異誘発及び合成結紮リアセンブリは、遺伝子突然変異誘発技術の例であり、そこにおいて意図された製造物の正確な化学的構造は、予定されたものである。 Alternatively, any technique of non-stochastic or non-random gene mutagenesis can also be used in various embodiments of this disclosure. Non-stochastic mutagenesis is exemplified by a situation where a parent molecule is mutated (modified or changed) to obtain a molecule with one or more predetermined mutations. The presence of background products in some amount is real in many reactions where molecular processing occurs, and the presence of background products reflects the non-stochastic nature of the mutagenesis process with unpredicted products. It is well understood that it does not subtract from Site-saturation mutagenesis and synthetic ligation reassembly are examples of genetic mutagenesis techniques in which the precise chemical structure of the intended product is predetermined.

部位-飽和点突然変異誘発の1つの方法は、米国特許出願公開第2009/0130718号明細書に記載されている。この方法は、テンプレートポリヌクレオチドのコドンに対応する一連の変性プライマーを提供し、及び、変性プライマーに対応する配列を含む子孫ポリヌクレオチドを製造するためのポリメラーゼ伸長を実行する。子孫ポリヌクレオチドは、直接的進化において発現され、及び、スクリーニングされる。具体的には、これは、一連の子孫ポリペプチドを製造するための方法であって、工程(a)テンプレートポリペプチド配列をエンコードするコドンの複数からそれぞれなるテンプレートポリペプチドのコピーを提供する工程、及び(b)テンプレートポリヌクレオチドの各コドンにおいて、(1)一連の変性プライマーを提供する工程、そこにおいて、各プライマーはテンプレートポリヌクレオチドのコドンに対応する変性コドンからなり、少なくとも1つの隣接配列は、テンプレートポリヌクレオチドのコドンに隣接する配列に相同である、(2)プライマーがテンプレートポリヌクレオチドのコピーにアニール可能な条件を提供する工程、及び、(3)テンプレートに沿ったプライマーからのポリメラーゼ伸長反応を実行する工程、の(1)~(3)の工程を実行し、それによって子孫ポリヌクレオチドを提供し、それぞれがアニールされたプライマーの変性コドンに対応する配列を含み、それによって一連の子孫ポリヌクレオチドを製造する。部位飽和突然変異誘発法とは、核酸の直接進化に関連し、進化した核酸を含むクローンをスクリーニングして、その結果、目的の結合活性を得る方法である。 One method of site-saturation point mutagenesis is described in US Patent Application Publication No. 2009/0130718. The method provides a series of degenerate primers corresponding to codons of a template polynucleotide and performs polymerase extension to produce progeny polynucleotides containing sequences corresponding to the degenerate primers. Progeny polynucleotides are expressed and screened in direct evolution. Specifically, this is a method for producing a series of progeny polypeptides, comprising the steps of: (a) providing copies of a template polypeptide, each consisting of a plurality of codons encoding a template polypeptide sequence; and (b) at each codon of the template polynucleotide, (1) providing a series of degenerate primers, where each primer consists of a degenerate codon corresponding to a codon of the template polynucleotide, and at least one flanking sequence comprises: (2) providing conditions that allow the primer to anneal to a copy of the template polynucleotide; and (3) directing a polymerase extension reaction from the primer along the template. performing steps (1) to (3) of the step of performing, thereby providing progeny polynucleotides, each comprising a sequence corresponding to a degenerate codon of the annealed primer, thereby providing a series of progeny polynucleotides; Manufacture. Site-saturation mutagenesis is a method that involves the direct evolution of nucleic acids and screens clones containing the evolved nucleic acids, resulting in the desired binding activity.

部位飽和突然変異誘発は、概して、1)1つ以上の祖先又は親世代鋳型から、少なくとも1つの点突然変異、付加、欠失、及び/又はキメラ化を実現するように突然変異を誘発された1つ又は複数の分子(ポリヌクレオチド配列を含む分子、ポリペプチド配列を含む分子、及び部分的にポリヌクレオチド配列を含み、且つ部分的にポリペプチド配列を含む分子を含む)の子孫世代を調製し;2)標的抗原に対する所望の結合親和性に関して1つ又は複数の子孫世代分子を-好ましくはハイスループット方法を用いて-スクリーニングし;3)任意選択で親及び/又は子孫世代分子に関する構造及び/又は、及び機能情報を入手及び/又はカタログ化し;及び4)任意選択で工程1)~3)のいずれかを反復する方法に関する。 Site-saturation mutagenesis generally involves: 1) mutagenesis of one or more ancestral or parental generation templates to achieve at least one point mutation, addition, deletion, and/or chimerism; preparing a progeny generation of one or more molecules (including molecules comprising a polynucleotide sequence, molecules comprising a polypeptide sequence, and molecules partly comprising a polynucleotide sequence and partly comprising a polypeptide sequence); 2) screening one or more progeny molecules - preferably using high-throughput methods - for the desired binding affinity for the target antigen; 3) optionally screening the structure and/or progeny molecules for the parent and/or progeny molecules; or, and 4) optionally repeating any of steps 1) to 3).

部位飽和突然変異誘発において、生成された(例えば、親ポリヌクレオチドテンプレートから)「コドン部位飽和突然変異誘発」と称されるポリヌクレオチドの子孫世代は、全てのコドン(又は同じアミノ酸をエンコードする変性コドンの全系統)が各コドン位置で表れるように、それぞれが、3つ以上の隣接点突然変異(つまり、新しいコドンからなる異なる塩基)の少なくとも1組を有する。このポリヌクレオチドの子孫世代に対応する、及び、このポリヌクレオチドの子孫世代によってエンコードされるのは、それぞれ少なくとも1つの単一アミノ酸点突然変異を有する、生成された一連の子孫ポリペプチドである。好適な態様において、生成された「アミノ酸部位飽和突然変異誘発」と称される一例は、ポリペプチドに沿った各アミノ酸位置及び全アミノ酸位置でアルファアミノ酸置換を形成する、自然にエンコードされる19のポリペプチドのそれぞれにおける変異体ポリペプチドである。この収量は-親ポリペプチドに沿った各アミノ酸位置及び全アミノ酸位置-もとのアミノ酸を含む20の異なる子孫ポリペプチドの全て、又は、付加アミノ酸が、20の自然にエンコードされたアミノ酸の代わりに、又は付加されてのどちらかで使用される場合、潜在的に21以上の異なる子孫ポリペプチドである。 In site-saturation mutagenesis, the progeny generation of polynucleotides generated (e.g., from a parent polynucleotide template), referred to as "codon site-saturation mutagenesis," has all codons (or degenerated codons encoding the same amino acid) Each has at least one set of three or more contiguous point mutations (i.e., different bases consisting of a new codon) such that a full lineage of codons) is represented at each codon position. Corresponding to and encoded by the progeny generations of this polynucleotide are the series of progeny polypeptides produced, each having at least one single amino acid point mutation. In a preferred embodiment, an example of so-called "amino acid site saturation mutagenesis" is generated that creates alpha amino acid substitutions at each and every amino acid position along the polypeptide. A variant polypeptide in each of the polypeptides. This yields - for each and every amino acid position along the parent polypeptide - all 20 different progeny polypeptides containing the original amino acid, or the added amino acid, in place of the 20 naturally encoded amino acids. , or in addition, potentially 21 or more different progeny polypeptides.

他の突然変異誘発技術は、組換えを含んで用いられることがあり、より具体的には、部分的相同の領域を含むポリヌクレオチド配列の生体内再集合の方法によって、ポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドを調製するための方法、少なくとも1つのポリヌクレオチドを形成するためのポリヌクレオチドをアセンブリする方法、有用な性質を有するポリペプチドの製造のためにポリヌクレオチドをスクリーニングする方法を含む。 Other mutagenesis techniques may be used, including recombination, and more specifically, by methods of in vivo reassortment of polynucleotide sequences containing regions of partial homology to generate polynucleotides encoding polypeptides. Includes methods for preparing nucleotides, methods for assembling polynucleotides to form at least one polynucleotide, and methods for screening polynucleotides for the production of polypeptides with useful properties.

他の態様において、突然変異誘発技術は、分子を組換えるため、及び/又は配列及び相同領域を有する反復又は連続した配列の範囲の煩雑さを減らす縮小した方法を伝達するため、細胞の本来の性質を利用する。 In other embodiments, mutagenesis techniques are used to recombine molecules and/or to convey sequences and reduced clutter in a range of repetitive or contiguous sequences with regions of homology. Take advantage of nature.

様々な突然変異誘発技術は、生物学的活性交雑ポリペプチドをエンコードする交雑ポリペプチドを生成するための方法を提供するため、単独で、又は組み合わせて用いられることがある。これら及び他の目的を達成することにおいて、本開示の一態様に従って、適当な宿主細胞内にポリペプチドを導入し、交雑ポリペプチドを製造するための条件下で宿主細胞を成長させる方法が設けられている。 Various mutagenesis techniques may be used alone or in combination to provide a method for producing hybrid polypeptides that encode biologically active hybrid polypeptides. In achieving these and other objectives, in accordance with one aspect of the present disclosure, a method is provided for introducing a polypeptide into a suitable host cell and growing the host cell under conditions for producing a hybrid polypeptide. ing.

キメラ遺伝子は、制限酵素によって生成される互換性のある粘着末端を使用する2つのポリヌクレオチドフラグメントを接合することによってつくられる。ここにおいて、各フラグメントは、別々の祖先(親)分子に由来する。他の実施例は、単一部位突然変異誘発されたポリペプチドのためにエンコードする単一子孫ポリヌクレオチドを生成するための親ポリヌクレオチドにおいて、単一コドン位置の突然変異誘発(つまり、コドン置換、付加、欠失を得るため)である。 Chimeric genes are created by joining two polynucleotide fragments using compatible sticky ends generated by restriction enzymes. Here, each fragment is derived from a separate ancestral (parent) molecule. Other examples involve mutagenesis of a single codon position (i.e., codon substitution, (to obtain additions, deletions).

さらに、生体内部位特異的組換え系は、生体内組換えのランダムな方法と同様に、遺伝子の交雑の生成、及び、相同であるが、プラスミド上で切断された遺伝子間の組換えの生成のために利用される。突然変異誘発はまた、重複拡張及びPCRによっても報告された。 Additionally, in vivo site-specific recombination systems, as well as random methods of in vivo recombination, can generate hybridization of genes and recombination between homologous but cleaved genes on plasmids. used for. Mutagenesis was also reported by duplication expansion and PCR.

非ランダムな方法は、点突然変異及び/又はキメラ化のより大きい数を得るために使用し、例えば、総合的又は包括的な方法は、テンプレート分子において特異的構造群(例えば、特異的単一アミノ酸位置又は2つ又はそれ以上のアミノ酸位置からなる配列)に機能的に属するために、及び突然変異の特異的な群化を分類し、比較するために、特定の突然変異の群化において全ての分子種を生成するために用いられる。 Non-random methods are used to obtain larger numbers of point mutations and/or chimerizations; for example, synthetic or comprehensive methods are used to obtain specific structural groups (e.g. specific single molecules) in the template molecule. in order to functionally belong to an amino acid position or a sequence consisting of two or more amino acid positions) and to classify and compare specific groupings of mutations. used to generate molecular species.

本開示において、親又は野生型タンパク質から変異体ポリペプチドの新規集団(ライブラリ)を生成するため、これら又は他の進化方法のいずれを用いることもできる。 Any of these or other evolution methods can be used in the present disclosure to generate new populations (libraries) of variant polypeptides from parent or wild-type proteins.

進化分子の発現
進化工程から生成された変異体ポリヌクレオチドは、変異体ポリペプチドの産生(発現)のため、既発表のプロトコルに従いアガロースゲルでサイズ分画され、発現ベクターに挿入され、及び適切な宿主細胞にトランスフェクトされても、又はされなくてもよい。発現は、ルーチンの分子生物学的技術を用い得る。従って、発現工程は様々な公知の方法を用いることができる。
Expression of evolved molecules The variant polynucleotides generated from the evolution process are size fractionated on agarose gels according to previously published protocols, inserted into expression vectors, and inserted into appropriate expression vectors for the production (expression) of variant polypeptides. The host cell may or may not be transfected. Expression can use routine molecular biology techniques. Therefore, various known methods can be used for the expression step.

例えば、簡潔に言えば、進化工程から生成された変異体ポリヌクレオチドを、次に標準的な分子生物学的技術を用いて消化し、プラスミドDNAなどの発現ベクターにライゲーションする。次に標準的なプロトコルを用いてベクターを細菌又は他の細胞に形質転換する。これは、ハイスループット発現及びスクリーニング用の96ウェルトレイなどのマルチウェルトレイの個々のウェルで行うことができる。このプロセスを各変異体ポリヌクレオチドについて繰り返す。 For example, briefly, the variant polynucleotides generated from the evolution process are then digested using standard molecular biology techniques and ligated into an expression vector such as plasmid DNA. The vector is then transformed into bacteria or other cells using standard protocols. This can be done in individual wells of multi-well trays, such as 96-well trays for high-throughput expression and screening. This process is repeated for each variant polynucleotide.

このようにして選抜され単離されたポリヌクレオチドは、適切な宿主細胞に導入される。適切な宿主細胞は、遺伝子組換え及び/又は減少的再集合を促進することができる任意の細胞である。選抜されたポリヌクレオチドは、好ましくは、適切な制御配列を含むベクターに既にあるものである。宿主細胞は、哺乳細胞等の高等真核細胞であり、又は酵母細胞等の下等真核細胞であっても良く、又は好ましくは宿主細胞は、細菌細胞等の原核細胞であってもよい。宿主細胞へのコンストラクトの導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE-デキストラン媒介性トランスフェクション、又はエレクトロポレーションによって遂行されることができる(例えば、Ecker and Davis,1986,Inhibition of gene expression in plant cells by expression of antisense RNA,Proc Natl Acad Sci USA,83:5372-5376)。 The polynucleotides thus selected and isolated are introduced into appropriate host cells. A suitable host cell is any cell capable of facilitating genetic recombination and/or reductive reassortment. The selected polynucleotide is preferably one already present in a vector containing appropriate control sequences. The host cell may be a higher eukaryotic cell such as a mammalian cell, or a lower eukaryotic cell such as a yeast cell, or preferably the host cell may be a prokaryotic cell such as a bacterial cell. The introduction of constructs into the host cell can be performed by calcium phosphate, DEAE -dextran, or electroporation (for example, ECKER and DAVIS, 1986, INHIBITION OF GENE EXPR ESSION IN Plant Cells by Expression of antisense RNA, Proc Natl Acad Sci USA, 83:5372-5376).

使用可能な発現ベクターの代表例として、ウイルス粒子、バキュロウイルス、ファージ、プラスミド、ファージミド、コスミド、フォスミド、細菌人工染色体、ウイルスDNA(例えば、ワクシニア、アデノウイルス、foul pox virus、仮性狂犬病、及びSV40派生物)plに基づく人工染色体、酵母プラスミド、酵母人工染色体、及び特定の目的宿主に特異的な任意の他のベクター(例えば桿菌、アスペルギルス、及び酵母)が言及され得る。従って、例えば、DNAは、ポリペプチドを発現するための様々な発現ベクターのいずれか一つに含まれ得る。このようなベクターは、染色体性のDNA配列、非染色体性のDNA配列、及び合成DNA配列を含む。多数の適切なベクターは当業者に周知であり、市販されている。例として以下のベクターを挙げる。細菌性:pQEベクター(Qiagen)、pBluescriptプラスミド、pNHベクター、ラムダZAPベクター(Stratagene);ptrc99a、ρKK223-3、pDR540、pRIT2T(Pharmacia);真核性:pXTl、ρSG5(Stratagene)pSVK3、pBPV、pMSG、pSVLSV40(Pharmacia)。しかしながら、それらが宿主において複製可能であり且つ生存可能である限り、他のいかなるプラスミドも又は他のベクターも使用可能である。低コピー数ベクター又は高コピー数ベクターが、本発明において使用されることができる。 Representative examples of expression vectors that can be used include viral particles, baculoviruses, phages, plasmids, phagemids, cosmids, fosmids, bacterial artificial chromosomes, viral DNA (e.g., vaccinia, adenovirus, foul pox viruses, pseudorabies, and SV40). Artificial chromosomes based on organisms) pl, yeast plasmids, yeast artificial chromosomes, and any other vectors specific for a particular target host (eg Bacillus, Aspergillus, and yeast) may be mentioned. Thus, for example, the DNA can be included in any one of a variety of expression vectors for expressing the polypeptide. Such vectors include chromosomal, non-chromosomal, and synthetic DNA sequences. Large numbers of suitable vectors are well known to those skilled in the art and are commercially available. The following vectors are given as examples. Bacterial: pQE vector (Qiagen), pBluescript plasmid, pNH vector, lambda ZAP vector (Stratagene); ptrc99a, ρKK223-3, pDR540, pRIT2T (Pharmacia); Eukaryotic: pXTl, ρSG5 (Stratagene) p SVK3, pBPV, pMSG , pSVLSV40 (Pharmacia). However, any other plasmids or other vectors can be used as long as they are replicable and viable in the host. Low copy number vectors or high copy number vectors can be used in the present invention.

発現ベクターにおける変異体ポリヌクレオチド配列は、RNA合成を導くための適切な発現制御配列(プロモーター)と操作可能に連結される。特定の名づけられた細菌プロモーターは、lad、lacZ、T3、T7、gpt、ラムダPR、PL、及びtrpを含む。真核生物プロモーターは、前初期CMV、HSVチミジンキナーゼ、初期及び後期SV40、レトロウイルス由来のLTR、及びマウスメタロチオネイン-1を含む。適切なベクター及びプロモーターの選択は、十分に当業者の水準の範囲内にある。発現ベクターはまた、翻訳開始のためのリボソーム結合部位及び転写ターミネーターを含む。このベクターは、発現を増幅するための適切な配列を含んでもよい。プロモーター領域は、選択可能なマーカーを有するクロラムフェニコールトランスフェラーゼ(CAT)ベクター、又は他のベクターを使用して、任意の所望の遺伝子から選択されることができる。加えて、発現ベクターは、真核細胞培養に対するジヒドロ葉酸還元酵素又はネオマイシン耐性等、又は大腸菌(E.coli)におけるテトラサイクリン又はアンピシリン耐性等の、形質転換された宿主細胞の選抜のための表現型の特徴を提供するために、好ましくは、1若しくはそれ以上の選択可能なマーカー遺伝子を含む。 The variant polynucleotide sequence in the expression vector is operably linked to an appropriate expression control sequence (promoter) to direct RNA synthesis. Particularly named bacterial promoters include lad, lacZ, T3, T7, gpt, lambda PR, PL, and trp. Eukaryotic promoters include immediate early CMV, HSV thymidine kinase, early and late SV40, LTRs from retroviruses, and mouse metallothionein-1. Selection of an appropriate vector and promoter is well within the level of skill in the art. The expression vector also contains a ribosome binding site for translation initiation and a transcription terminator. The vector may contain appropriate sequences to amplify expression. Promoter regions can be selected from any desired gene using chloramphenicol transferase (CAT) vectors, or other vectors, with selectable markers. In addition, the expression vector can have phenotypic properties for selection of transformed host cells, such as dihydrofolate reductase or neomycin resistance in eukaryotic cell culture, or tetracycline or ampicillin resistance in E. coli. Preferably, one or more selectable marker genes are included to provide the characteristics.

真核生物DNA転写は、発現ベクターにエンハンサー配列を挿入することによって増加させ得る。エンハンサーは、プロモーターによる転写を増加させる10~300bpのシス作用配列である。エンハンサーは、転写ユニットの5’側又は3’側のいずれにあるときも、転写を有効に増加させることができる。エンハンサーはまた、イントロン内又はコード配列それ自体の中に位置する場合も有効である。典型的には、SV40エンハンサー、サイトメガロウイルスエンハンサー、ポリオーマエンハンサー、及びアデノウイルスエンハンサーを含めたウイルスエンハンサーが用いられる。マウス免疫グロブリン重鎖エンハンサーなど、哺乳類系由来のエンハンサー配列もまたよく用いられる。 Eukaryotic DNA transcription can be increased by inserting enhancer sequences into the expression vector. Enhancers are 10-300 bp cis-acting sequences that increase transcription by a promoter. Enhancers can effectively increase transcription when located on either the 5' or 3' side of the transcription unit. Enhancers are also useful when located within introns or within the coding sequence itself. Typically, viral enhancers are used, including the SV40 enhancer, cytomegalovirus enhancer, polyoma enhancer, and adenovirus enhancer. Enhancer sequences from mammalian systems, such as the mouse immunoglobulin heavy chain enhancer, are also commonly used.

哺乳類発現ベクター系はまた、典型的には選択可能なマーカー遺伝子も含む。好適なマーカーの例としては、ジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子(DHFR)、チミジンキナーゼ遺伝子(TK)、又は薬剤耐性を付与する原核生物遺伝子が挙げられる。最初の2つのマーカー遺伝子については、成長培地にチミジンを添加しなければ成長することができない変異細胞株の使用が好ましい。次に、非補足培地で成長する能力によって形質転換細胞を同定することができる。マーカーとして有用な原核生物薬剤耐性遺伝子の例としては、G418、ミコフェノール酸及びハイグロマイシンに対する耐性を付与する遺伝子が挙げられる。 Mammalian expression vector systems also typically include a selectable marker gene. Examples of suitable markers include the dihydrofolate reductase gene (DHFR), the thymidine kinase gene (TK), or a prokaryotic gene that confers drug resistance. For the first two marker genes, the use of mutant cell lines that are unable to grow without the addition of thymidine to the growth medium is preferred. Transformed cells can then be identified by their ability to grow in unsupplemented medium. Examples of prokaryotic drug resistance genes useful as markers include G418, genes that confer resistance to mycophenolic acid and hygromycin.

目的のDNAセグメントを含有する発現ベクターは、細胞産生宿主のタイプに応じた周知の方法によって宿主細胞に移入することができる。例えば、原核生物宿主細胞には塩化カルシウムトランスフェクションがよく利用され、一方、リン酸カルシウム処理、リポフェクション、又は電気穿孔は真核生物宿主細胞に用いられ得る。哺乳類細胞産生宿主の形質転換に用いられる他の方法としては、ポリブレン、プロトプラスト融合、リポソーム、電気穿孔、及びマイクロインジェクションの使用が挙げられる(一般に、Sambrook et al.,前掲を参照)。 Expression vectors containing the DNA segment of interest can be introduced into host cells by well-known methods depending on the type of cell production host. For example, calcium chloride transfection is commonly utilized for prokaryotic host cells, while calcium phosphate treatment, lipofection, or electroporation may be used for eukaryotic host cells. Other methods used to transform mammalian cell production hosts include the use of polybrene, protoplast fusion, liposomes, electroporation, and microinjection (see generally Sambrook et al., supra).

適切な宿主に発現ベクターが導入されると、導入された変異体ポリヌクレオチド配列が高度に発現して変異体ポリペプチドが産生されるように、宿主が好適な条件下に維持される。発現ベクターは典型的には、エピソームとして、或いは宿主染色体DNAの一体部分として、宿主生物において複製可能である。一般に、発現ベクターは、所望のDNA配列で形質転換された細胞の検出を可能にするため、選択マーカー、例えばテトラサイクリン又はネオマイシンを含み得る(例えば、米国特許第4,704,362号明細書を参照のこと)。 Once the expression vector is introduced into a suitable host, the host is maintained under suitable conditions such that the introduced variant polynucleotide sequence is highly expressed and the variant polypeptide is produced. Expression vectors are typically replicable in the host organism either as episomes or as an integral part of the host chromosomal DNA. Generally, the expression vector may contain a selectable marker, such as tetracycline or neomycin, to allow detection of cells transformed with the desired DNA sequence (see, e.g., U.S. Pat. No. 4,704,362). ).

従って、本願発明の他の態様においては、変異体ポリヌクレオチドは、減少的再集合の方法によって生成されることができる。方法は、連続的な配列(オリジナルのコード配列配列)、適切なベクターへのそれらの挿入、及び適切な宿主細胞へのその後のそれらの導入を含むコンストラクトの生成を含む。個々の分子同一性の再集合は、相同領域を有するコンストラクトにおける連続的な配列間での、又は擬似繰り返し単位間での組合せ方法によって発生する。再集合方法は、複雑さ及び反復配列の範囲を再結合させ及び/又は減少させ、新しい分子種の生成をもたらす。さまざまな処理を、再集合の割合を増強させるために適用することができる。これらは、紫外線処理又はDNA損害性化学薬品、及び/又は増強した水準の「遺伝的不安定性」を示す宿主細胞株の使用を含むことができる。したがって、再集合方法は、それら自身の進化を導くために、相同組換え又は準反復配列の自然の特性を含むことができる。 Accordingly, in other aspects of the invention, variant polynucleotides can be generated by methods of reductive reassortment. The method involves the generation of constructs containing contiguous sequences (original coding sequence sequences), their insertion into suitable vectors, and their subsequent introduction into suitable host cells. Reassortment of individual molecular identities occurs by combinatorial methods between consecutive sequences in constructs with regions of homology or between quasi-repeat units. Reassortment methods recombine and/or reduce the complexity and extent of repetitive sequences, resulting in the generation of new molecular species. Various treatments can be applied to enhance the rate of reassembly. These may include the use of ultraviolet light treatment or DNA damaging chemicals, and/or host cell lines that exhibit enhanced levels of "genetic instability." Thus, reassortment methods can involve homologous recombination or the natural properties of quasi-repetitive sequences to guide their own evolution.

細胞はその後増殖し、「減少的再集合」は達成される。減少的再集合方法の割合は、必要に応じて、DNA損傷の導入によって刺激され得る。インビボでの再集合は「遺伝子組換え」とまとめて呼ばれる「分子間の」方法に向けられ、これは細菌においては、「RecA依存性」の現象として通常観察される。本発明は、配列を組換え且つ再集合させるための宿主細胞の遺伝子組換え方法、又は欠損によって細胞における準反復配列の複雑性を減少させるための縮小方法を調節する細胞の能力に依存することができる。「縮小再集合」のこの方法は、「分子内の」、RecA非依存性の方法によって生じる。最終結果は、すべての可能な組合せへの分子の再集合である。 The cells then proliferate and "decreasive repopulation" is achieved. The rate of decreasing reassortment methods can optionally be stimulated by the introduction of DNA damage. In vivo reassortment is directed to an "intermolecular" method, collectively referred to as "genetic recombination", which is commonly observed in bacteria as a "RecA-dependent" phenomenon. The present invention relies on the ability of cells to modulate host cell genetic modification methods to recombine and reassemble sequences, or reduction methods to reduce the complexity of quasi-repetitive sequences in cells by deletion. Can be done. This method of "reduction reassembly" occurs by an "intra-molecular", RecA-independent method. The final result is the reassembly of the molecules into all possible combinations.

一態様において、宿主生物又は細胞は、グラム陰性菌、グラム陽性菌又は真核生物を含む。本開示の別の態様において、グラム陰性菌は、大腸菌(Escherichia coli)、又は蛍光菌(Pseudomonas fluorescens)を含む。本開示の別の態様において、グラム陽性菌は、ストレプトミセス・ディベルサ(Streptomyces diversa)、ラクトバチルス・ガセリ(Lactobacillus gasseri)、ラクトコッカス・ラクチス(Lactococcus lactis)、ラクトコッカス・クレモリス(Lactococcus cremoris)、又はバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)を含む。本開示の別の態様において、真核生物は、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula plymorpha)、又はアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)を含む。適切な宿主の代表例として、細菌細胞、例えば、大腸菌(E.coli)、ストレプトミセス属(Streptomyces)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium);真菌細胞、例えば、酵母;昆虫細胞、例えば、ショウジョウバエ属(Drosophila)S2及びスポドプテラ(Spodoptera)Sf9;動物細胞、例えば、CHO、COS又はBowesメラノーマ;アデノウイルス;及び植物細胞を挙げることができる。適切な宿主の選択は、本明細書の教示から当業者の範囲内にあると見なされる。 In one embodiment, the host organism or cell comprises a Gram-negative bacterium, a Gram-positive bacterium, or a eukaryote. In another aspect of the disclosure, the Gram-negative bacteria include Escherichia coli or Pseudomonas fluorescens. In another aspect of the disclosure, the Gram-positive bacterium is Streptomyces diversa, Lactobacillus gasseri, Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris. occus cremoris), or Contains Bacillus subtilis. In another aspect of the disclosure, the eukaryote is Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Pichia pastoris, Kluyveromyces lactis ( Kluyveromyces lactis), Hansenula - Contains Hansenula plymorpha, or Aspergillus niger. Representative examples of suitable hosts include bacterial cells, such as E. coli, Streptomyces, Salmonella typhimurium; fungal cells, such as yeast; insect cells, such as Drosophila. ) S2 and Spodoptera Sf9; animal cells such as CHO, COS or Bowes melanoma; adenoviruses; and plant cells. Selection of an appropriate host is considered to be within the skill in the art from the teachings herein.

酵母などの真核微生物に加えて、哺乳類組織細胞培養物もまた、本発明の変異体ポリペプチドの発現に使用し得る(Winnacker,“From Genes to Clones,”VCH Publishers,N.Y.,N.Y.(1987)を参照)。真核細胞は、インタクトな免疫グロブリンの分泌能を有するいくつもの好適な宿主細胞株が当該技術分野において開発されているため好ましく、CHO細胞株、様々なCOS細胞株、HeLa細胞、骨髄腫細胞株、B細胞又はハイブリドーマが含まれる。これらの細胞の発現ベクターは、発現制御配列、例えば、複製起点、プロモーター、エンハンサー(Queen et al.,Immunol.Rev.,vol.89,page 49,1986)、及び必須のプロセシング情報部位、例えば、リボソーム結合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位、及び転写終結配列を含み得る。好ましい発現制御配列は、免疫グロブリン遺伝子、サイトメガロウイルス、SV40、アデノウイルス、ウシパピローマウイルスなどに由来するプロモーターである。 In addition to eukaryotic microorganisms such as yeast, mammalian tissue cell cultures can also be used to express the variant polypeptides of the invention (Winnacker, "From Genes to Clones," VCH Publishers, NY, N. .Y. (1987)). Eukaryotic cells are preferred as a number of suitable host cell lines capable of secreting intact immunoglobulins have been developed in the art, including CHO cell lines, various COS cell lines, HeLa cells, myeloma cell lines. , B cells or hybridomas. Expression vectors for these cells contain expression control sequences, such as origins of replication, promoters, enhancers (Queen et al., Immunol. Rev., vol. 89, page 49, 1986), and essential processing information sites, such as It may include ribosome binding sites, RNA splice sites, polyadenylation sites, and transcription termination sequences. Preferred expression control sequences are promoters derived from immunoglobulin genes, cytomegalovirus, SV40, adenovirus, bovine papillomavirus, and the like.

一実施形態において、真核生物宿主細胞は、CHO、HEK293、IM9、DS-1、THP-1、Hep G2、COS、NIH 3T3、C33a、A549、A375、SK-MEL-28、DU 145、PC-3、HCT 116、Mia PACA-2、ACHN、ジャーカット、MM1、Ovcar 3、HT 1080、Panc-1、U266、769P、BT-474、Caco-2、HCC 1954、MDA-MB-468、LnCAP、NRK-49F、及びSP2/0細胞株;及びマウス脾細胞及びウサギPBMCから選択される。一態様において、哺乳類宿主細胞(mammalian hoist cell)は、CHO又はHEK293細胞株から選択される。具体的な一態様において、哺乳類宿主細胞はCHO-S細胞株である。別の具体的な態様において、哺乳類系はHEK293細胞株である。別の実施形態において、真核生物宿主は酵母細胞系である。一態様において、真核生物宿主は、S.セレビシエ(S.cerevisiae)酵母細胞又はピキア属(picchia)酵母細胞から選択される。 In one embodiment, the eukaryotic host cell is CHO, HEK293, IM9, DS-1, THP-1, Hep G2, COS, NIH 3T3, C33a, A549, A375, SK-MEL-28, DU 145, PC -3, HCT 116, Mia PACA-2, ACHN, Jurkat, MM1, Ovcar 3, HT 1080, Panc-1, U266, 769P, BT-474, Caco-2, HCC 1954, MDA-MB-468, LnCAP , NRK-49F, and SP2/0 cell lines; and mouse splenocytes and rabbit PBMC. In one embodiment, the mammalian host cell is selected from the CHO or HEK293 cell lines. In one specific embodiment, the mammalian host cell is a CHO-S cell line. In another specific embodiment, the mammalian system is the HEK293 cell line. In another embodiment, the eukaryotic host is a yeast cell system. In one embodiment, the eukaryotic host is S. S. cerevisiae yeast cells or picchia yeast cells.

別の実施形態において、哺乳類宿主細胞は開発業務受託機関又は医薬品製造受託機関によって商業的に作成されてもよい。例えば、組換え抗体又は他のタンパク質については、Lonza(Lonza Group Ltd、Basel,Switzerland)が、ベクターを作成し、GS Gene Expression System(商標)技術をCHOK1SV又はNS0細胞産生宿主のいずれかと共に用いてこれらの産物を発現させることができる。目的のポリヌクレオチドを含む宿主細胞は、プロモーターの活性化、形質転換体の選択又は遺伝子の増幅のため適宜改良した従来の栄養培地で培養することができる。温度、pHなどの培養条件は、発現用に選択された宿主細胞で以前使用したものであり、当業者には明らかであろう。 In another embodiment, the mammalian host cell may be produced commercially by a contract research organization or contract manufacturing organization. For example, for recombinant antibodies or other proteins, Lonza (Lonza Group Ltd, Basel, Switzerland) creates vectors and uses GS Gene Expression System™ technology with either CHOK1SV or NS0 cell production hosts. These products can be expressed. Host cells containing the polynucleotide of interest can be cultured in conventional nutrient media modified as appropriate for promoter activation, transformant selection, or gene amplification. Culture conditions such as temperature, pH, etc. will be those previously used with the host cell selected for expression and will be apparent to those skilled in the art.

上記で考察したとおり、条件的活性型ASTRの発現最適化は、用いるベクター(ベクター成分、例えば、プロモーター、スプライス部位、5’及び3’末端及びフランキング配列)の最適化、宿主細胞の遺伝子修飾による遺伝子欠失及び再構成の低減、関連性のある遺伝子をインビボ又はインビトロで進化させる方法による宿主細胞遺伝子活性の進化、関連性のある遺伝子を進化させることによる宿主グリコシル化酵素の最適化によって、及び/又は染色体ワイドな宿主細胞突然変異誘発及び発現能が増進した細胞を選択するための選択戦略によって達成することができる。 As discussed above, optimization of expression of conditionally active ASTR involves optimization of the vector used (vector components, e.g., promoter, splice site, 5' and 3' ends and flanking sequences), genetic modification of the host cell. by reducing gene deletions and rearrangements by evolving relevant genes, evolving host cell gene activity by evolving relevant genes in vivo or in vitro, and optimizing host glycosylation enzymes by evolving relevant genes. and/or by chromosome-wide host cell mutagenesis and selection strategies to select cells with enhanced expression capacity.

タンパク質発現は様々な周知の方法によって誘導されることができ、多くの遺伝系がタンパク質発現の誘導のために公表されている。例えば、適切な系については、誘導剤品の追加によってタンパク質発現が誘導される。細胞はその後、遠心分離によってペレットにされ、上澄みが取り除かれる。ペリプラズムタンパク質は、DNAse、RNAse及びリソチームを有する細胞を培養することによって高められ得る。遠心分離後、新規なタンパク質を含む上澄みは、アッセイ前に新しいマルチウェルトレイに移され、保存される。 Protein expression can be induced by a variety of well-known methods, and many genetic systems have been published for induction of protein expression. For example, for appropriate systems, protein expression is induced by the addition of inducing agents. The cells are then pelleted by centrifugation and the supernatant removed. Periplasmic proteins can be increased by culturing cells with DNAse, RNAse and lysozyme. After centrifugation, the supernatant containing the novel protein is transferred to a new multiwell tray and stored prior to assay.

細胞は一般的には遠心分離によって採取され、物理的又は化学的手段によって分離され、そして得られたクルードの抽出物は更なる精製のために保持される。タンパク質の発現のために使用される微生物細胞は、凍結融解サイクル、音波処理、機械分離、又は細胞溶解剤の使用を含む任意の都合のよい方法によって分離されることができる。このような方法は当業者に周知である。発現したポリペプチド又はそのフラグメントは、硫酸アンモニウム又はエタノール沈殿、酸抽出、陰イオン又は陽イオン交換クロマトグラフィ、ホスホセルロースクロマトグラフィ、疎水性相互作用クロマトグラフィ、アフィニティークロマトグラフィ、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィ、及びレクチンクロマトグラフィを含む方法によって、組換え細胞培養物から回収され、精製され得る。タンパク質のリフォールディング過程が、必要に応じて、ポリペプチドの構造を仕上げる際に用いられることができる。必要に応じて、高性能液体クロマトグラフィ(HPLC)が、最終的な精製過程のために使用されることができる。条件的活性型ASTRのスクリーニングは、好都合なハイスループットスクリーニング又は選択プロセスを利用可能であることによって促進され得る。細胞表面ディスプレイ発現及びスクリーニング技術(例えば、上記に定義するとおりの)を用いて、条件的活性型ASTRに関して変異体タンパク質をスクリーニングすることができる。 Cells are typically harvested by centrifugation, separated by physical or chemical means, and the resulting crude extract is retained for further purification. Microbial cells used for protein expression can be isolated by any convenient method, including freeze-thaw cycles, sonication, mechanical separation, or the use of cell lysing agents. Such methods are well known to those skilled in the art. The expressed polypeptides or fragments thereof are prepared by methods including ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, hydroxylapatite chromatography, and lectin chromatography. It can be recovered and purified from recombinant cell culture. Protein refolding processes can be used, if necessary, in finalizing the structure of the polypeptide. If desired, high performance liquid chromatography (HPLC) can be used for the final purification step. Screening for conditionally active ASTR can be facilitated by the availability of convenient high-throughput screening or selection processes. Cell surface display expression and screening techniques (eg, as defined above) can be used to screen variant proteins for conditionally active ASTR.

可逆的又は非可逆的な変異を同定するためのスクリーニング
望ましい分子の同定は、許容型の条件及び野生型の条件におけるタンパク質活性を測定することによって、非常に直接的に達成される。最も高い活性の比(許容型/野生型)を示す変異体を、次いで選択し、標準的な方法を用いて個々の変異を組み合わせることで、点変異の並べ替え(permutation)を生成することが出来る。次いで、この組み合わせた並べ替えタンパク質ライブラリーから、許容型と野生型の活性に最も大きい差を示すタンパク質をスクリーニングする。
Screening to identify reversible or irreversible mutations Identification of desirable molecules is accomplished very directly by measuring protein activity under permissive and wild-type conditions. The mutant showing the highest ratio of activity (permissive/wild type) can then be selected and point mutation permutations can be generated by combining individual mutations using standard methods. I can do it. This combined, sorted protein library is then screened for proteins that exhibit the greatest difference in permissive and wild-type activity.

上清の活性を、様々な方法、例えば、蛍光アッセイなどのハイスループットな活性アッセイを使ってスクリーニングして、希望する特性(温度、pHなど)に感受性をもつ、タンパク質変異体を同定することが可能である。例えば、時間的感受性の変異体をスクリーニングするためには、個々の変異体ごとに、低い温度(25℃など)と、元のタンパク質が機能する温度(37℃など)とにおいて、商業的に利用可能な基質を用いて、酵素活性又は抗体活性の測定を行う。スクリーニングは、特に血清及びBSAなど、種々の培地で行うことができる。反応は、初めは96ウェル分析など、マルチウェル分析フォーマットで実施し、14mlチューブフォーマットなど、別のフォーマットを用いて確認することができる。 The activity of the supernatant can be screened using various methods, e.g., high-throughput activity assays such as fluorescence assays, to identify protein variants that are sensitive to desired properties (temperature, pH, etc.). It is possible. For example, to screen for time-sensitive mutants, commercially available Measurement of enzyme or antibody activity is performed using possible substrates. Screening can be performed in a variety of media, including serum and BSA, among others. Reactions can be initially performed in a multi-well analysis format, such as a 96-well analysis, and confirmed using another format, such as a 14 ml tube format.

一態様においては、本方法はさらに、候補の条件的生理活性をテストする前に、少なくとも一つの核酸又はポリペプチドを改変する工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、宿主細胞又は宿主生物におけるポリペプチドの発現の上昇をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH3~約pH12のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH5~約pH10のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH6~約pH8のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。さらなる態様においては、テストする工程(c)はさらに、約pH6.7~約pH7.5のpH範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約4℃~約55℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約15℃~約47℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約20℃~約40℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、約25℃~約37℃の温度範囲内における酵素活性をテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、通常の浸透圧下での酵素活性と、(正方向又は負方向に)異常な浸透圧下での酵素活性とをテストする工程を有するものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、通常の電解質濃度下での酵素活性と、(正方向又は負方向に)異常な電解質濃度下での酵素活性とをテストする工程を有するものである。テストされる電解質濃度は、カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、塩素、重炭酸、及びリン酸の濃度から選択されるものである。別の態様においては、テストする工程(c)はさらに、安定した反応産物をもたらす酵素活性をテストする工程を有するものである。 In one embodiment, the method further comprises modifying at least one nucleic acid or polypeptide prior to testing the candidate for conditional biological activity. In another embodiment, testing step (c) further comprises testing for increased expression of the polypeptide in the host cell or host organism. In a further embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a pH range of about pH 3 to about pH 12. In a further embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a pH range of about pH 5 to about pH 10. In a further embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a pH range of about pH 6 to about pH 8. In a further embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a pH range of about pH 6.7 to about pH 7.5. In another embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a temperature range of about 4°C to about 55°C. In another embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a temperature range of about 15°C to about 47°C. In another embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a temperature range of about 20°C to about 40°C. In another embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity within a temperature range of about 25°C to about 37°C. In another embodiment, the step of testing (c) further comprises the step of testing the enzyme activity under normal osmotic pressure and the enzyme activity under abnormal osmotic pressure (in the positive or negative direction). be. In another embodiment, the step of testing (c) further comprises testing for enzyme activity under normal electrolyte concentrations and for enzyme activity under abnormal (positively or negatively) electrolyte concentrations. It is something. The electrolyte concentrations tested are selected from calcium, sodium, potassium, magnesium, chlorine, bicarbonate, and phosphoric acid concentrations. In another embodiment, testing step (c) further comprises testing for enzyme activity that results in a stable reaction product.

別の態様においては、本開示は、酵素活性を持つ本開示のポリペプチド又はそのフラグメントに特異的に結合する、精製抗体を提供するものである。一態様においては、本開示は、酵素活性を持つポリペプチドに特異的に結合する抗体のフラグメントを提供するものである。 In another aspect, the disclosure provides purified antibodies that specifically bind to a polypeptide of the disclosure or a fragment thereof that has enzymatic activity. In one aspect, the present disclosure provides fragments of antibodies that specifically bind to polypeptides with enzymatic activity.

抗体及び抗体ベースのスクリーニング方法
本開示は、本開示の酵素に特異的に結合する、単離された抗体又は組換え抗体を提供する。これらの抗体を用いて、本開示の酵素、又は関連するポリペプチドの酵素を、単離、同定、又は定量化することが出来る。これらの抗体を用いて、本開示の範囲内の他のポリペプチド、又は他の関連する酵素を単離することが出来る。抗体は、酵素の活性部位に結合するように設計することが出来る。従って、本開示は、本開示の抗体を用いて、酵素を抑制する方法を提供する。
Antibodies and Antibody-Based Screening Methods The present disclosure provides isolated or recombinant antibodies that specifically bind to the enzymes of the present disclosure. These antibodies can be used to isolate, identify, or quantify enzymes of the present disclosure, or related polypeptides. These antibodies can be used to isolate other polypeptides within the scope of this disclosure, or other related enzymes. Antibodies can be designed to bind to the active site of an enzyme. Accordingly, the present disclosure provides methods of inhibiting enzymes using the antibodies of the present disclosure.

抗体は、免疫沈降、染色、及び免疫親和性カラムなどで用いることが出来る。必要な場合、特定の抗原をエンコードする核酸配列は、免疫処置とそれに続くポリペプチド又は核酸の単離、増幅又はクローニング、並びに本開示のアレイへのポリペプチドの固定化によって生成することが出来る。或いは、本開示の方法を用いて、細胞によって生産された抗体の構造を改変することが可能であり、抗体を改変し、例えば抗体の親和性を上昇又は低下させることが可能である。さらに、抗体を作成又は改変する能力を、本開示の方法により細胞中に設計された表現型とすることが出来る。 Antibodies can be used in immunoprecipitation, staining, immunoaffinity columns, and the like. If desired, nucleic acid sequences encoding particular antigens can be generated by immunization followed by isolation, amplification or cloning of the polypeptides or nucleic acids, as well as immobilization of the polypeptides to the arrays of the present disclosure. Alternatively, the methods of the present disclosure can be used to modify the structure of antibodies produced by cells, and it is possible to modify antibodies, eg, to increase or decrease their affinity. Additionally, the ability to create or modify antibodies can be phenotypically engineered into cells by the methods of the present disclosure.

免疫処置、抗体の作製及び単離(ポリクローナル及びモノクローナル)の方法は、当業者に公知であり、科学文献及び特許文献に記載されている。例えば、Coligan,CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY,Wiley/Greene,NY(1991);Stites(eds.)BASIC AND CLINICAL IMMUNOLOGY(7th ed.)Lange Medical Publications,Los Altos,Calif.(“Stites”);Goding,MONOCLONAL ANTIBODIES:PRINCIPLES AND PRACTICE(2d ed.)Academic Press,New York,N.Y.(1986);Kohler(1975)“Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity”,Nature 256:495;Harlow(1988)ANTIBODIES,A LABORATORY MANUAL,Cold Spring Harbor Publications,New York.を参照のこと。抗体はまた、例えば、従来的な動物を用いたインビボの方法に加えて、組換え抗体の結合部位を発現するファージディスプレイライブラリーを用いることで、インビトロで作製することも可能である。例えば、Hoogenboom(1997)“Designing and optimizing library selection strategies for generating high-affinity antibodies”,Trends Biotechnol.15:62-70;及びKatz(1997)“Structural and mechanistic determinants of affinity and specificity of ligands discovered or engineered by phage display”,Annu.Rev.Biophys.Biomol.Struct.26:27-45.を参照のこと。 Methods of immunization, antibody production and isolation (polyclonal and monoclonal) are known to those skilled in the art and are described in the scientific and patent literature. For example, Coligan, CURRENT PROTOCOLS IN IMMUNOLOGY, Wiley/Greene, NY (1991); Stites (eds.) BASIC AND CLINICAL IMMUNOLOGY (7th ed.) Lange Medi. cal Publications, Los Altos, Calif. (“Stites”); Goding, MONOCLONAL ANTIBODIES: PRINCIPLES AND PRACTICE (2d ed.) Academic Press, New York, N. Y. (1986); Kohler (1975) “Continuous cultures of fused cells secreting antibodies of predefined specificity”, Nature 256:495; Harlow (1 988) ANTIBODIES, A LABORATORY MANUAL, Cold Spring Harbor Publications, New York. checking ... Antibodies can also be produced in vitro, for example, by using phage display libraries expressing recombinant antibody binding sites, in addition to traditional in vivo animal methods. For example, Hoogenboom (1997) “Designing and optimizing library selection strategies for generating high-affinity antibodies”, Trends B. iotechnol. 15:62-70; and Katz (1997) “Structural and mechanical determinants of affinity and specificity of ligands discovered or engine. red by phage display”, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 26:27-45. checking ...

ポリペプチド又はペプチドを用いて、特異的に本開示のポリペプチド、例えば酵素に結合する抗体を作製することが出来る。結果得られる抗体は、ポリペプチドを単離又は精製するため、或いはポリペプチドが生体サンプルの中に存在するかどうかを決定するために、免疫親和性クロマトグラフィーの手法の中で用いられてもよい。そうした手法においては、抽出物などのタンパク質調製物、又は生体サンプルを、本開示のポリペプチドの中の1つに特異的に結合することが出来る抗体と接触させる。 The polypeptides or peptides can be used to generate antibodies that specifically bind to the polypeptides of the present disclosure, such as enzymes. The resulting antibodies may be used in immunoaffinity chromatography techniques to isolate or purify the polypeptide or to determine whether the polypeptide is present in a biological sample. . In such techniques, a protein preparation, such as an extract, or a biological sample is contacted with an antibody capable of specifically binding one of the polypeptides of the disclosure.

免疫親和性手法においては、抗体を、ビーズ又はその他のカラム基材などの、固体支持体に結合させる。タンパク質調製物を、本開示のポリペプチドの中の1つに特異的に抗体が結合する条件下で、抗体と接触するように置く。洗浄を行い、非特異的に結合したタンパク質を除去した後、特異的に結合したポリペプチドを溶出する。 In immunoaffinity techniques, antibodies are bound to a solid support, such as beads or other column substrates. The protein preparation is placed in contact with the antibody under conditions that cause the antibody to specifically bind to one of the polypeptides of the disclosure. After washing to remove non-specifically bound proteins, specifically bound polypeptides are eluted.

生体サンプル中のタンパク質の、抗体対する結合能力を、当業者に公知の様々な手法を用いて決定することが出来る。例えば、蛍光物質、酵素ラベル、放射性同位体などの、検出可能な標識を用いて抗体を標識することによって、結合能を決定してもよい。或いは、表面にそうした検出可能な標識を持つ二次抗体を用いて検出することによって、サンプルに対する抗体の結合能を決定してもよい。特定のアッセイとしては、ELISAアッセイ、サンドイッチアッセイ、ラジオイムノアッセイ、及びウェスタンブロットが含まれる。 The ability of proteins in a biological sample to bind to antibodies can be determined using a variety of techniques known to those skilled in the art. For example, binding capacity may be determined by labeling the antibody with a detectable label, such as a fluorescent material, an enzyme label, a radioisotope, or the like. Alternatively, the ability of the antibody to bind to the sample may be determined by detection using a second antibody having such a detectable label on its surface. Specific assays include ELISA assays, sandwich assays, radioimmunoassays, and Western blots.

本開示のポリペプチドに対して製作されるポリクローナル抗体は、動物へのポリペプチドの直接注射か、又は非ヒト動物へのポリペプチドの投与によって、得ることが出来る。そうして得られた抗体を、次いでポリペプチドそれ自体に結合させる。この方法においては、ポリペプチドのフラグメントのみをエンコードする配列さえ、未変性の全長ポリペプチドに結合する可能性のある抗体を作成するのに用いることが出来る。次いで、そうした抗体を用いて、ポリペプチドを発現する細胞からポリペプチドを単離することが出来る。 Polyclonal antibodies raised against polypeptides of the present disclosure can be obtained by direct injection of the polypeptide into an animal or by administration of the polypeptide to a non-human animal. The antibody so obtained is then coupled to the polypeptide itself. In this manner, even sequences encoding only fragments of a polypeptide can be used to generate antibodies that are capable of binding the native, full-length polypeptide. Such antibodies can then be used to isolate the polypeptide from cells expressing the polypeptide.

モノクローナル抗体を調整するために、継代培養細胞株によって生産される抗体を提供する、任意の手法を用いることが出来る。例として、ハイブリドーマ法、トリオーマ法、ヒトB細胞ハイブリドーマ法、及びEBVハイブリドーマ法(例えば、Cole(1985)in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R.Liss,Inc.,pp.77-96を参照のこと)が含まれる。 Any technique that provides antibodies produced by subcultured cell lines can be used to prepare monoclonal antibodies. Examples include hybridoma methods, trioma methods, human B cell hybridoma methods, and EBV hybridoma methods (see, e.g., Cole (1985) in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77-96). ) is included.

単鎖抗体を作製するために記載された手法(例えば、米国特許第4,946,778号明細書を参照のこと)を、本開示のポリペプチドに対する単鎖抗体を作製するために適応することが出来る。或いは、トランスジェニックマウスを用いて、ポリペプチド又はそのフラグメントに対するヒト化抗体を発現させてもよい。本開示のポリペプチドに対して製作される抗体を用いて、他の生物及びサンプル由来の類似のポリペプチド(例えば、酵素)をスクリーニングすることが出来る。そうした手法においては、生物由来のポリペプチドを抗体と接触させ、抗体と特異的に結合するポリペプチドを検出する。上述した手法から任意のものを、抗体の結合を検出するために用いてもよい。 Adapting techniques described for producing single chain antibodies (see, e.g., U.S. Pat. No. 4,946,778) to produce single chain antibodies to polypeptides of the present disclosure. I can do it. Alternatively, transgenic mice may be used to express humanized antibodies against the polypeptide or fragment thereof. Antibodies raised against polypeptides of the present disclosure can be used to screen similar polypeptides (eg, enzymes) from other organisms and samples. In such techniques, polypeptides of biological origin are brought into contact with antibodies, and polypeptides that specifically bind to the antibodies are detected. Any of the techniques described above may be used to detect antibody binding.

スクリーニング方法、及び「オンライン」モニタリング装置
本開示の方法の実施においては、様々な装置及び方法を本開示のポリペプチド及び核酸と併せて使用することが出来る。その装置及び方法には、例えば、酵素活性によるペプチドのスクリーニングするためのもの、酵素活性に対してアクチベーター又はインヒビターなどの潜在モジュレーターとなる化合物のスクリーニングするためのもの、本開示のポリペプチドに結合する抗体のためのもの、本開示の核酸にハイブリダイズする核酸のためのもの、本開示のポリペプチドを発現する細胞をスクリーニングするためのものなどが挙げられる。
Screening Methods and "On-line" Monitoring Devices A variety of devices and methods can be used in conjunction with the polypeptides and nucleic acids of the present disclosure in practicing the methods of the present disclosure. The apparatus and methods include, for example, those for screening peptides for enzymatic activity, those for screening for compounds that are potential modulators, such as activators or inhibitors, of enzymatic activity, and those that bind to polypeptides of the present disclosure. Examples include those for antibodies that hybridize with the nucleic acids of the present disclosure, those for screening cells expressing the polypeptides of the present disclosure, and the like.

アレイ又は「バイオチップ」
本開示の核酸又はポリペプチドは、アレイに固定化又は適用することが出来る。アレイを用いることで、組成物(例えば、小分子、抗体、核酸など)のライブラリーに対して、本開示の核酸又はポリペプチドに結合する能力、又はそれらの活性を調整する能力によって、スクリーニング又はモニターすることが出来る。例えば、本開示の一態様においては、モニターされるパラメーターは酵素遺伝子の転写発現である。ある細胞の転写産物の、1つ又は複数、或いは全てを、その細胞の転写産物或いは細胞の転写産物の代表的又は相補的な核酸を有するサンプルを、アレイ又は「バイオチップ」に固定化した核酸にハイブリダイズすることで、測定することが可能である。マイクロチップ上の核酸の「アレイ」を用いることで、転写産物の一部又は全部を同時に定量化する事が出来る。或いは、ゲノム核酸を有するアレイを用いることで、本開示の方法によって作られた、新たに設計された株の遺伝子型を決定することも出来る。ポリペプチド「アレイ」を用いることで、同時に複数のタンパク質を定量化することも出来る。本開示は、任意の既知の「アレイ」とともに実施することが可能であって、この「アレイ」は、「マイクロアレイ」又は「核酸アレイ」又は「ポリペプチドアレイ」又は「抗体アレイ」又は「バイオチップ」又はそれらの変型とも見なされる。アレイは一般的に、複数の「スポット」又は「標的要素」であって、それぞれの標的要素は、規定の量の1つ又は複数の生体分子、例えば、オリゴヌクレオチドを有するものであり、サンプル分子、例えばmRNA転写産物に特異的に結合する基質表面の規定の領域に、固定化されているものである。
array or “biochip”
Nucleic acids or polypeptides of the present disclosure can be immobilized or applied to arrays. Arrays can be used to screen or screen libraries of compositions (e.g., small molecules, antibodies, nucleic acids, etc.) for their ability to bind to, or modulate the activity of, the nucleic acids or polypeptides of the present disclosure. It can be monitored. For example, in one aspect of the present disclosure, the parameter monitored is transcriptional expression of an enzyme gene. Nucleic acid immobilized on an array or "biochip" of one, more than one, or all of the transcripts of a given cell, or a sample containing representative or complementary nucleic acids of the transcripts of that cell or the transcripts of a cell. It is possible to measure by hybridizing with. By using an "array" of nucleic acids on a microchip, some or all of the transcripts can be quantified simultaneously. Alternatively, arrays with genomic nucleic acids can be used to determine the genotype of newly designed strains created by the methods of the present disclosure. By using polypeptide "arrays", it is also possible to quantify multiple proteins at the same time. The present disclosure can be practiced with any known "array," including a "microarray," or "nucleic acid array," or "polypeptide array," or "antibody array," or "biochip array." ” or variations thereof. Arrays generally include a plurality of "spots" or "target elements," each target element having a defined amount of one or more biomolecules, e.g., oligonucleotides, and a sample molecule. For example, it is immobilized on a defined region on the surface of a substrate that specifically binds to mRNA transcripts.

本開示の方法の実施においては、以下の文献中に記載されているような、任意の既知のアレイ及び/又はアレイを作成及び使用する方法が、それらの全体又は一部、或いはそれらの変型について援用され得る。例えば、米国特許第6,277,628号明細書;同第6,277,489号明細書;同第6,261,776号明細書;同第6,258,606号明細書;同第6,054,270号明細書;同第6,048,695号明細書;同第6,045,996号明細書;同第6,022,963号明細書;同第6,013,440号明細書;同第5,965,452号明細書;同第5,959,098号明細書;同第5,856,174号明細書;同第5,830,645号明細書;同第5,770,456号明細書;同第5,632,957号明細書;同第5,556,752号明細書;同第5,143,854号明細書;同第5,807,522号明細書;同第5,800,992号明細書;同第5,744,305号明細書;同第5,700,637号明細書;同第5,556,752号明細書;同第5,434,049号明細書;例えば、国際公開第99/51773号パンフレット;国際公開第99/09217号パンフレット;国際公開第97/46313号パンフレット;国際公開第96/17958号パンフレットも参照のこと;例えば、Johnston(1998)“Gene chips:Array of hope for understanding gene regulation”,Curr.Biol.8:R171-R174;Schummer(1997)“Inexpensive Handheld Device for the Construction of High-Density Nucleic Acid Arrays”,Biotechniques 23:1087-1092;Kern(1997)“Direct hybridization of large-insert genomic clones on high-density gridded cDNA filter arrays”,Biotechniques 23:120-124;Solinas-Toldo(1997)“Matrix-Based Comparative Genomic Hybridization:Biochips to Screen for Genomic Imbalances”,Genes,Chromosomes & Cancer 20:399-407;Bowtell(1999)“Options Available-From Start to Finish ̄for Obtaining Expression Data by Microarray”,Nature Genetics Supp.21:25-32も参照のこと。米国特許出願公開第20010018642号明細書;米国特許出願公開第20010019827号明細書;米国特許出願公開第20010016322号明細書;米国特許出願公開第20010014449号明細書;米国特許出願公開第20010014448号明細書;米国特許出願公開第20010012537号明細書;米国特許出願公開第20010008765号明細書も参照のこと。 In practicing the methods of the present disclosure, any known arrays and/or methods of making and using arrays may be used, in whole or in part, or variations thereof, such as those described in the following documents: may be used. For example, US Pat. No. 6,277,628; US Pat. No. 6,277,489; US Pat. No. 6,261,776; US Pat. No. 6,258,606; , 054,270; 6,048,695; 6,045,996; 6,022,963; 6,013,440 Specification No. 5,965,452; Specification No. 5,959,098; Specification No. 5,856,174; Specification No. 5,830,645; Specification No. 5, No. 770,456; No. 5,632,957; No. 5,556,752; No. 5,143,854; No. 5,807,522 5,800,992; 5,744,305; 5,700,637; 5,556,752; 5,434 ,049 specification; see also, for example, WO 99/51773 pamphlet; WO 99/09217 pamphlet; WO 97/46313 pamphlet; WO 96/17958 pamphlet; for example, Johnston (1998) “Gene chips: Array of hope for understanding gene regulation”, Curr. Biol. 8:R171-R174; Schummer (1997) “Inexpensive Handheld Device for the Construction of High-Density Nucleic Acid Arrays”, Biotechni ques 23:1087-1092; Kern (1997) “Direct hybridization of large-insert genomic clones on high-density Gridded cDNA filter arrays”, Biotechniques 23:120-124; Solinas-Toldo (1997) “Matrix-Based Comparative Genomic Hybridization” : Biochips to Screen for Genomic Imbalances”, Genes, Chromosomes & Cancer 20:399-407; Bowtell (1999) “Options Available-From Start to Finish ̄for Obtaining Expression Data by Microarray”, Nature Genetics Support. See also 21:25-32. US Patent Application Publication No. 20010018642; US Patent Application Publication No. 20010019827; US Patent Application Publication No. 20010016322; US Patent Application Publication No. 20010014449; US Patent Application Publication No. 20010014448; See also US Patent Application Publication No. 20010012537; US Patent Application Publication No. 20010008765.

キャピラリーアレイ
GIGAMATRIX(商標)(Diversa Corporation、San Diego,Calif.)などのキャピラリーアレイを、本開示の方法において用いることが出来る。本開示の核酸又はポリペプチドを、キャピラリーアレイを含むアレイに対して固定化又は適用することが出来る。アレイを用いることで、組成物(例えば、小分子、抗体、核酸など)のライブラリーに対して、本開示の核酸又はポリペプチドに結合する能力、又はそれらの活性を調整する能力によって、スクリーニング又はモニターすることが出来る。キャピラリーアレイは、サンプルを保持且つスクリーニングするためのもう一つのシステムを提供する。例えば、サンプルスクリーニング装置は、隣接したキャピラリーアレイとして形成される複数のキャピラリーを含むことが出来、ここで各キャピラリーは少なくとも1つの、サンプルを保持する管腔を形成する壁を有するものである。装置は、さらに、アレイ中の隣接したキャピラリーの間に配置される間質材を含み得るものであって、その間質剤の中に、1つまた複数の参照指標が形成されているものである。サンプルをスクリーニングするためのキャピラリーは、キャピラリーアレイに結合するように適合されたものであって、サンプルを保持するための管腔を形作る第一の壁と、サンプルを励起するために管腔に与えられる励起エネルギーをフィルターするフィルター材から形成される第二の壁を含み得るものである。ポリペプチド又は核酸、例えばリガンドを、キャピラリーアレイの少なくとも一部のキャピラリーの第一成分に、導入することが出来る。キャピラリーアレイの各キャピラリーは、少なくとも1つの、第一成分を保持する管腔を形作る壁を有することが出来る。キャピラリー中の第一成分の後ろに、気泡を導入することが出来る。第二成分をキャピラリーに導入することが可能であり、ここでこの第二成分は気泡によって第一成分と分離される。対象サンプルは、検出可能粒子で標識された第一液として、キャピラリーアレイ中の一つのキャピラリーに導入され、このキャピラリーアレイ中の各キャピラリーは、第一液と検出可能粒子とを保持するための管腔を形作る少なくとも1つの壁を有するものであって、少なくとも一つの壁は、検出可能粒子を結合させるための結合材料で被覆されている。本方法は、さらに、結合した検出可能粒子が保持されているキャピラリーチューブから第一液を除去する工程と、そのキャピラリーに第二液を導入する工程とを含むものである。キャピラリーアレイは、管腔を形作る少なくとも一つの外壁を有する、複数の個々のキャピラリーを含むものである。外壁は、互いに融合した1つ又は複数の壁であってもよい。同様に、壁は、その壁が液体又はサンプルを保持する管腔を形成する限り、円筒形、四角形、六角形、又はその他の幾何学的形態の管腔を形作ることができる。キャピラリーアレイ中のキャピラリーは、平面構造を形成するように近接して互いに支え合うことが出来る。キャピラリーは、隣同士を融合(例えば、ここではキャピラリーはガラス製)、接着、粘結、又は固定することによって、互いに結合することが出来る。キャピラリーアレイは、任意の数、例えば100~4,000,000の、個々のキャピラリーから形成することが可能である。キャピラリーアレイは、約100,000又はそれより多くの、互いに結合した個々のキャピラリーを持つ、マイクロタイタープレートを形成することが出来る。
Capillary Arrays Capillary arrays such as GIGAMATRIX™ (Diversa Corporation, San Diego, Calif.) can be used in the methods of the present disclosure. Nucleic acids or polypeptides of the present disclosure can be immobilized or applied to arrays, including capillary arrays. Arrays can be used to screen or screen libraries of compositions (e.g., small molecules, antibodies, nucleic acids, etc.) for their ability to bind to, or modulate the activity of, the nucleic acids or polypeptides of the present disclosure. It can be monitored. Capillary arrays provide another system for holding and screening samples. For example, a sample screening device can include a plurality of capillaries formed as an adjacent capillary array, where each capillary has a wall defining at least one lumen that retains a sample. The device may further include interstitial material disposed between adjacent capillaries in the array, with one or more reference indicia formed within the interstitial material. . A capillary for screening a sample is one that is adapted to couple to a capillary array and has a first wall forming a lumen for holding the sample and a first wall for exciting the sample. The second wall may be formed from a filter material that filters the excitation energy generated. A polypeptide or nucleic acid, eg, a ligand, can be introduced into the first component of at least some of the capillaries of the capillary array. Each capillary of the capillary array can have walls defining at least one lumen that retains the first component. An air bubble can be introduced after the first component in the capillary. A second component can be introduced into the capillary, where it is separated from the first component by an air bubble. The sample of interest is introduced into one capillary in a capillary array as a first fluid labeled with detectable particles, each capillary in the capillary array having a tube for holding the first fluid and the detectable particles. having at least one wall defining a cavity, the at least one wall being coated with a binding material for binding detectable particles. The method further includes removing the first liquid from the capillary tube in which bound detectable particles are retained and introducing a second liquid into the capillary. A capillary array includes a plurality of individual capillaries having at least one outer wall defining a lumen. The outer wall may be one or more walls fused together. Similarly, the wall can form a lumen of cylindrical, square, hexagonal, or other geometric form, so long as the wall forms a lumen that retains liquid or sample. The capillaries in a capillary array can be supported closely together to form a planar structure. The capillaries can be joined together by fusing them next to each other (eg, here the capillaries are made of glass), gluing, caking, or fixing them. A capillary array can be formed from any number of individual capillaries, for example from 100 to 4,000,000. A capillary array can form a microtiter plate with about 100,000 or more individual capillaries connected to each other.

条件的活性型抗体の操作
条件的活性型抗体は、多重特異性条件的活性型抗体を生成するように操作し得る。多重特異性抗体は、国際公開第2013/170168号パンフレットに記載されるとおりの、多エピトープ特異性を有する抗体であり得る。多重特異性抗体には、限定はされないが、VHL単位が多エピトープ特異性を有する重鎖可変ドメイン(VH)及び軽鎖可変ドメイン(VL)を含む抗体、各VHL単位が異なるエピトープに結合する2つ以上のVL及びVHドメインを有する抗体、各単一可変ドメインが異なるエピトープに結合する2つ以上の単一可変ドメインを有する抗体、及び1つ又はそれ以上の抗体フラグメントを含む抗体並びに共有結合的又は非共有結合的に連結されている抗体フラグメントを含む抗体が含まれる。
Engineering Conditionally Active Antibodies Conditionally active antibodies can be engineered to produce multispecific conditionally active antibodies. A multispecific antibody can be an antibody with multi-epitope specificity, as described in WO 2013/170168. Multispecific antibodies include, but are not limited to, antibodies in which the V H V L unit comprises a heavy chain variable domain (V H ) and a light chain variable domain (V L ) with multiple epitope specificities, each V H V L Antibodies with two or more V L and V H domains that bind different epitopes, antibodies with two or more single variable domains where each single variable domain binds a different epitope, and one or more as well as antibodies containing antibody fragments that are covalently or non-covalently linked.

二重特異性抗体を含めた多重特異性抗体を構築するため、少なくとも1つの遊離スルフヒドリル基を有する抗体フラグメントが入手される。抗体フラグメントは完全長条件的活性型抗体から入手されてもよい。条件的活性型抗体を酵素消化すると、抗体フラグメントを生じさせることができる。例示的酵素消化方法としては、限定はされないが、ペプシン、パパイン及びLys-Cが挙げられる。例示的抗体フラグメントとしては、限定はされないが、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、ダイアボディ(Db);タンデムダイアボディ(taDb)、線状抗体(米国特許第5,641,870号明細書、実施例2;Zapata et al.,Protein Eng.,vol.8,pages 1057-1062(1995)を参照);1アーム抗体、単一可変ドメイン抗体、ミニボディ(Olafsen et al(2004)Protein Eng.Design & Sel.,vol.17,pages 315-323)、一本鎖抗体分子、Fab発現ライブラリによって作製されるフラグメント、抗イディオタイプ(抗Id)抗体、相補性決定領域(CDR)、及びエピトープ結合フラグメントが挙げられる。抗体フラグメントはまた、DNA組換え技術を用いて作製されてもよい。抗体フラグメントをコードするDNAをプラスミド発現ベクター又はファージミドベクターにクローニングし、大腸菌(E.coli)で直接発現させてもよい。抗体酵素消化方法、DNAクローニング及び組換えタンパク質発現方法は、当業者に周知である。 To construct multispecific antibodies, including bispecific antibodies, antibody fragments with at least one free sulfhydryl group are obtained. Antibody fragments may be obtained from full-length conditionally activated antibodies. Enzymatic digestion of conditionally active antibodies can generate antibody fragments. Exemplary enzymatic digestion methods include, but are not limited to, pepsin, papain, and Lys-C. Exemplary antibody fragments include, but are not limited to, Fab, Fab', F(ab')2, Fv, diabodies (Db); tandem diabodies (taDb), linear antibodies (U.S. Pat. No. 5,641, No. 870, Example 2; Zapata et al., Protein Eng., vol. 8, pages 1057-1062 (1995)); one-arm antibodies, single variable domain antibodies, minibodies (Olafsen et al. 2004) Protein Eng. Design & Sel., vol. 17, pages 315-323), single chain antibody molecules, fragments produced by Fab expression libraries, anti-idiotypic (anti-Id) antibodies, complementarity determining region (CDR) ), and epitope-binding fragments. Antibody fragments may also be produced using recombinant DNA techniques. DNA encoding antibody fragments may be cloned into plasmid expression vectors or phagemid vectors and expressed directly in E. coli. Methods of antibody enzymatic digestion, DNA cloning, and recombinant protein expression are well known to those skilled in the art.

抗体フラグメントは従来技術を用いて精製してもよく、遊離チオール基を生成するため還元に供され得る。遊離チオール基を有する抗体フラグメントは架橋剤、例えばビスマレイミドと反応し得る。かかる架橋された抗体フラグメントを精製し、次に遊離チオール基を有する第二抗体フラグメントと反応させる。2つの抗体フラグメントが架橋された最終産物が精製される。特定の実施形態において、各抗体フラグメントはFabであり、2つのFabがビスマレイミドを介して連結した最終産物は、本明細書ではビスマレイミド-(チオ-Fab)2、又はビス-Fabと称される。かかる多重特異性抗体及び抗体類似体は、ビス-Fabを含め、多数の抗体フラグメントの組み合わせ、又は天然抗体の構造的バリアント又は特定の抗体/フラグメントの組み合わせを迅速に合成するために利用することができる。 Antibody fragments may be purified using conventional techniques and subjected to reduction to generate free thiol groups. Antibody fragments with free thiol groups can be reacted with a crosslinking agent, such as bismaleimide. Such cross-linked antibody fragments are purified and then reacted with a second antibody fragment having free thiol groups. The final product, in which the two antibody fragments are cross-linked, is purified. In certain embodiments, each antibody fragment is a Fab, and the final product of two Fabs linked via bismaleimide is referred to herein as bismaleimide-(thio-Fab)2, or bis-Fab. Ru. Such multispecific antibodies and antibody analogs can be utilized to rapidly synthesize combinations of large numbers of antibody fragments, including bis-Fabs, or structural variants of natural antibodies or specific antibody/fragment combinations. can.

多重特異性抗体は、多重特異性抗体に追加的な機能性部分が付加され得るように修飾架橋剤と合成することができる。修飾架橋剤は任意のスルフヒドリル反応性部分の結合を可能にする。一実施形態では、N-スクシンイミジル-S-アセチルチオアセテート(SATA)がビスマレイミドに結合してビスマレイミドアセチルチオアセテート(BMata)を形成する。マスクされたチオール基の脱保護後、スルフヒドリル反応性(又はチオール反応性)部分を有する任意の官能基を多重特異性抗体に結合し得る。 Multispecific antibodies can be synthesized with modified crosslinkers so that additional functional moieties can be added to the multispecific antibody. Modified crosslinkers allow attachment of any sulfhydryl-reactive moiety. In one embodiment, N-succinimidyl-S-acetylthioacetate (SATA) is attached to bismaleimide to form bismaleimide acetylthioacetate (BMata). After deprotection of the masked thiol groups, any functional group having a sulfhydryl-reactive (or thiol-reactive) moiety can be attached to the multispecific antibody.

例示的チオール反応性試薬としては、多機能性リンカー試薬、捕捉、すなわちアフィニティー標識試薬(例えばビオチン-リンカー試薬)、検出標識(例えばフルオロフォア試薬)、固相固定化試薬(例えばSEPHAROSE(商標)、ポリスチレン、又はガラス)、又は薬物-リンカー中間体が挙げられる。チオール反応性試薬の一例は、N-エチルマレイミド(NEM)である。修飾架橋剤を有するかかる多重特異性抗体又は抗体類似体は、薬物部分試薬又は他の標識とさらに反応させてもよい。多重特異性抗体又は抗体類似体と薬物-リンカー中間体との反応は、それぞれ多重特異性抗体-薬物コンジュゲート又は抗体類似体-薬物コンジュゲートをもたらす。 Exemplary thiol-reactive reagents include multifunctional linker reagents, capture or affinity labeling reagents (e.g., biotin-linker reagents), detection labels (e.g., fluorophore reagents), solid phase immobilization reagents (e.g., SEPHAROSE™, (polystyrene, or glass), or drug-linker intermediates. An example of a thiol-reactive reagent is N-ethylmaleimide (NEM). Such multispecific antibodies or antibody analogs with modified crosslinkers may be further reacted with drug moiety reagents or other labels. Reaction of a multispecific antibody or antibody analog with a drug-linker intermediate results in a multispecific antibody-drug conjugate or antibody analog-drug conjugate, respectively.

多重特異性抗体を作製するための他の技法もまた本発明において用いることができる。それらの技法について記載している文献としては、以下が挙げられる:(1)異なる特異性を有する2つの免疫グロブリン重鎖-軽鎖ペアの組換え共発現に関して、Milstein and Cuello,Nature,vol.305,page 537(1983))、国際公開第93/08829号パンフレット、及びTraunecker et al.,EMBO J.,vol.10,page 3655(1991);(2)「ノブ・イン・ホール」操作に関して、米国特許第5,731,168号明細書;(3)静電ステアリング効果を操作することによる抗体Fc-ヘテロ二量体分子の作製に関して、国際公開第2009/089004A1号パンフレット;(4)2つ以上の抗体又はフラグメントの架橋結合に関して、米国特許第4,676,980号明細書、及びBrennan et al.,Science,vol.229,page 81(1985);(5)ロイシンジッパーを使用した二重特異抗体の作製に関して、Kostelny et al.,J.Immunol.,vol.148,pages 1547-1553(1992);(6)「ダイアボディ」技術を用いた二重特異性抗体フラグメントの作製に関して、Hollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,vol.90,pages 6444-6448(1993);(7)単鎖Fv(sFv)二量体の使用に関して、Gruber et al.,J.Immunol.,vol.152,page 5368(1994);(8)三重特異性抗体の調製に関して、Tutt et al.J.Immunol.147:60(1991);及び(9)「オクトパス抗体」又は「デュアル可変ドメイン免疫グロブリン」(DVD)を含めた、3つ以上の機能性抗原結合部位を有する操作された抗体に関して、米国特許出願公開第2006/0025576A1号明細書及びWu et al.Nature Biotechnology,vol.25,pages 1290-1297(2007)。 Other techniques for producing multispecific antibodies can also be used in the present invention. References describing these techniques include: (1) Milstein and Cuello, Nature, vol. 305, page 537 (1983)), WO 93/08829 pamphlet, and Traunecker et al. , EMBO J. , vol. 10, page 3655 (1991); (2) for "knob-in-hole" operation, U.S. Pat. WO 2009/089004A1 for the production of polymeric molecules; (4) US Pat. No. 4,676,980 for cross-linking two or more antibodies or fragments, and Brennan et al. , Science, vol. 229, page 81 (1985); (5) Regarding the production of bispecific antibodies using leucine zippers, see Kostelny et al. , J. Immunol. , vol. 148, pages 1547-1553 (1992); (6) Regarding the production of bispecific antibody fragments using "diabody" technology, see Hollinger et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 90, pages 6444-6448 (1993); (7) Regarding the use of single chain Fv (sFv) dimers, see Gruber et al. , J. Immunol. , vol. 152, page 5368 (1994); (8) Regarding the preparation of trispecific antibodies, Tutt et al. J. Immunol. 147:60 (1991); and (9) U.S. patent applications for engineered antibodies with three or more functional antigen binding sites, including "Octopus antibodies" or "dual variable domain immunoglobulins" (DVDs). Publication No. 2006/0025576A1 and Wu et al. Nature Biotechnology, vol. 25, pages 1290-1297 (2007).

本発明の多重特異性抗体はまた、国際公開第2011/109726号パンフレットに記載されるとおり生成することもできる。 Multispecific antibodies of the invention can also be produced as described in WO 2011/109726.

一実施形態では、血液脳関門(BBB)を通過するための条件的活性型抗体を操作して多重特異性抗体(例えば二重特異性抗体)が作製される。この多重特異性抗体は、BBB-Rに結合する第一抗原結合部位と脳抗原に結合する第二抗原結合部位とを含む。少なくとも、BBB-Rに対する第一抗原結合部位は、条件的活性型である。脳抗原は、脳で発現する抗原であり、抗体又は小分子によって標的化され得る。かかる抗原の例としては、限定なしに、以下が挙げられる:β-セクレターゼ1(BACE1)、アミロイドβ(Aβ)、上皮成長因子受容体(EGFR)、ヒト上皮成長因子受容体2(HER2)、タウ、アポリポタンパク質E4(ApoE4)、α-シヌクレイン、CD20、ハンチンチン、プリオンタンパク質(PrP)、ロイシンリッチリピートキナーゼ2(LRRK2)、パーキン、プレセニリン1、プレセニリン2、γセクレターゼ、デスレセプター6(DR6)、アミロイド前駆体タンパク質(APP)、p75ニューロトロフィン受容体(p75NTR)、及びカスパーゼ6。一実施形態において、抗原はBACE1である。 In one embodiment, multispecific antibodies (eg, bispecific antibodies) are generated by engineering conditionally active antibodies to cross the blood-brain barrier (BBB). This multispecific antibody includes a first antigen binding site that binds to the BBB-R and a second antigen binding site that binds to a brain antigen. At least the first antigen binding site for the BBB-R is conditionally active. Brain antigens are antigens expressed in the brain and can be targeted by antibodies or small molecules. Examples of such antigens include, without limitation: β-secretase 1 (BACE1), amyloid β (Aβ), epidermal growth factor receptor (EGFR), human epidermal growth factor receptor 2 (HER2), Tau, apolipoprotein E4 (ApoE4), α-synuclein, CD20, huntingtin, prion protein (PrP), leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2), parkin, presenilin 1, presenilin 2, γ-secretase, death receptor 6 (DR6) , amyloid precursor protein (APP), p75 neurotrophin receptor (p75NTR), and caspase-6. In one embodiment, the antigen is BACE1.

BBBは、BBB受容体(BBB-R)によって媒介される内因性の輸送系を有し、BBB-Rは、BBBを通る巨大分子の輸送を可能にする特異的受容体である。例えば、BBB-Rに結合することのできる抗体は、この内因性輸送系を用いることでBBBを通って輸送され得る。かかる抗体は、BBBを通り抜ける内因性のBBB受容体媒介性の輸送系を使用することによりBBBを通って薬物又は他の作用物質を輸送するための輸送手段として働き得る。かかる抗体は、BBB-Rに対して高親和性を有する必要はない。米国特許出願公開第2012/0171120号明細書に記載されるとおり、BBB-Rに対する親和性が低い条件的活性型抗体でない抗体が、高親和性抗体より高い効率でBBBを通過するものとして記載されている。 The BBB has an endogenous transport system mediated by BBB receptors (BBB-R), which are specific receptors that allow the transport of macromolecules across the BBB. For example, antibodies capable of binding to the BBB-R can be transported across the BBB using this endogenous transport system. Such antibodies can serve as vehicles for transporting drugs or other agents across the BBB by using the endogenous BBB receptor-mediated transport system across the BBB. Such antibodies need not have high affinity for the BBB-R. As described in US Pat. ing.

抗体を操作して脳に入る別の方法は、中枢神経系リンパ管を介して脳に送達されるように抗体を操作することである。従って、抗体は、リンパ管を通って中枢神経系に移動するT細胞などの免疫細胞、又は滑液若しくは脳脊髄液に結合するか、又はそれを模倣するように操作することができる。中枢神経系のリンパ管の詳細については、例えば、Louveau,A.,et al.,“Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels,”Nature 523,pp.337-341,16 July 2015及び本願の出願日現在で公的に利用可能である。 Another way to engineer antibodies to enter the brain is to engineer them to be delivered to the brain via the central nervous system lymphatics. Thus, antibodies can be engineered to bind to or mimic immune cells such as T cells that migrate through lymphatic vessels to the central nervous system, or synovial or cerebrospinal fluid. For more information on the lymphatic vessels of the central nervous system, see, eg, Louveau, A.; , et al. , “Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels,” Nature 523, pp. 337-341, 16 July 2015 and is publicly available as of the filing date of this application.

従来の抗体と異なり、条件的活性型抗体は、BBBを通過するためBBB-Rに対して低親和性を有する必要はなく、脳の内部に留まる。条件的活性型抗体は、BBBの血液側でBBB-Rに対して高親和性を有し、且つBBBの脳側で親和性がほとんど又は全くないものであり得る。薬物コンジュゲートなどの薬物は条件的活性型抗体にカップリングすることにより、抗体と共にBBBを通って脳内へと輸送され得る。 Unlike conventional antibodies, conditionally active antibodies do not need to have low affinity for the BBB-R in order to cross the BBB and remain inside the brain. A conditionally active antibody can be one that has high affinity for the BBB-R on the blood side of the BBB and little or no affinity on the brain side of the BBB. Drugs, such as drug conjugates, can be coupled to conditionally activated antibodies and transported along with the antibodies across the BBB into the brain.

BBB-Rは脳内皮細胞上に発現する膜貫通受容体タンパク質であり、血液脳関門を通じて分子を輸送する能力を有する。BBB-Rの例としては、トランスフェリン受容体(TfR)、インスリン受容体、インスリン様成長因子受容体(IGF-R)、低密度リポタンパク質受容体、例えば限定なしに、低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質1(LRP1)及び低密度リポタンパク質受容体関連タンパク質8(LRP8)、及びヘパリン結合上皮成長因子様成長因子(HB-EGF)が挙げられる。本明細書における例示的BBB-Rは、トランスフェリン受容体(TfR)である。TfRは、脊椎動物における鉄の取り込みに関与する2つのジスルフィド結合したサブユニット(各々の見かけの分子量約90,000)で構成される膜貫通糖タンパク質(分子量約180,000)である。 BBB-R is a transmembrane receptor protein expressed on brain endothelial cells and has the ability to transport molecules across the blood-brain barrier. Examples of BBB-Rs include transferrin receptor (TfR), insulin receptor, insulin-like growth factor receptor (IGF-R), low-density lipoprotein receptors, such as, without limitation, low-density lipoprotein receptor-related These include protein 1 (LRP1) and low-density lipoprotein receptor-related protein 8 (LRP8), and heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor (HB-EGF). An exemplary BBB-R herein is the transferrin receptor (TfR). TfR is a transmembrane glycoprotein (molecular weight approximately 180,000) composed of two disulfide-linked subunits (each with an apparent molecular weight approximately 90,000) that is involved in iron uptake in vertebrates.

一部の実施形態において、本発明は、BBB-Rに対する親抗体又は野生型抗体から生成される条件的活性型抗体を提供する。この条件的活性型抗体は、BBBの血液側ではBBB-Rに結合し、BBBの脳側ではBBB-Rに対する親和性が親抗体又は野生型抗体より低い。一部の他の実施形態において、この条件的活性型抗体は、BBBの血液側では野生型抗体又は親抗体と比べてBBB-Rに対する親和性を有し、BBBの脳側ではBBB-Rに対する親和性を有しない。 In some embodiments, the invention provides conditionally activated antibodies generated from parental or wild-type antibodies directed against the BBB-R. This conditionally active antibody binds to the BBB-R on the blood side of the BBB and has a lower affinity for the BBB-R on the brain side of the BBB than the parent or wild-type antibody. In some other embodiments, the conditionally activated antibody has an affinity for the BBB-R on the blood side of the BBB compared to the wild-type antibody or parent antibody and on the brain side of the BBB for the BBB-R. It has no affinity.

血漿は、脳細胞外液(ECF)と大きく異なる体液である。Somjen(“Ions in the Brain:Normal Function,Seizures,and Stroke,”Oxford University Press,2004,pages 16 and 33)及びRedzic(“Molecular biology of the blood-brain and the blood-cerebrospinal fluid barriers:similarities and differences,”Fluids and Barriers of the CNS,vol.8:3,2011)によって考察されるとおり、脳細胞外液は血漿と比べてK+が大幅に少なく、Mg2+及びH+が多い。血漿と脳ECFとのイオン濃度の違いにより、これらの2つの体液に浸透圧及び重量オスモル濃度の著しい違いがもたらされる。表1は、血漿及び脳ECFの両方の共通イオンの濃度(ミリモル単位)を示す。
Plasma is a body fluid that is very different from extracellular brain fluid (ECF). Somjen (“Ions in the Brain: Normal Function, Seizures, and Stroke,” Oxford University Press, 2004, pages 16 and 33) and Redzic (“ Molecular biology of the blood-brain and the blood-cerebrospinal fluid barriers: similarities and differences , ”Fluids and Barriers of the CNS, vol. 8:3, 2011), brain extracellular fluid is significantly lower in K + and higher in Mg 2+ and H + compared to plasma. Differences in ionic concentrations between plasma and brain ECF result in significant differences in osmolality and osmolality between these two body fluids. Table 1 shows the concentrations (in millimolar units) of common ions in both plasma and brain ECF.

脳ECFはまた、血漿と比べて含有する乳酸塩が大幅に多く、血漿と比べてグルコースが大幅に少ない(Abi-Saab et al.,“Striking Differences in Glucose and Lactate Levels Between Brain Extracellular Fluid and Plasma in Conscious Human Subjects:Effects of Hyperglycemia and Hypoglycemia,”Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism,vol.22,pages 271-279,2002)。 Brain ECF also contains significantly more lactate compared to plasma and significantly less glucose compared to plasma (Abi-Saab et al., “Striking Differences in Glucose and Lactate Levels Between Brain Extracellular ar Fluid and Plasma in Conscious Human Subjects: Effects of Hyperglycemia and Hypoglycemia, “Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, vol. 22, pa ges 271-279, 2002).

従って、pH、様々な物質の濃度(ラクトース、グルコース、K+、Mg2+など)、浸透圧及び重量オスモル濃度など、BBBの両側で異なるいくつかの生理条件がある。pHの生理条件に関して、ヒト血漿はヒト脳ECFより高いpHを有する。K+濃度の生理条件に関して、脳ECFはヒト血漿より低いK+濃度を有する。Mg2+濃度の生理条件に関して、ヒト脳ECFはヒト血漿より大幅に多いMg2+を有する。浸透圧の生理条件に関して、ヒト脳ECFはヒト血漿と異なる浸透圧を有する。一部の実施形態において、脳ECFの生理条件は、特定の神経障害を有する患者の脳ECFの組成、pH、浸透圧及び重量オスモル濃度であってもよく、これは一般集団の脳ECFの生理条件と異なり得る。 Therefore, there are several physiological conditions that are different on either side of the BBB, such as pH, concentration of various substances (lactose, glucose, K+, Mg2+, etc.), osmolality and osmolarity. Regarding pH physiological conditions, human plasma has a higher pH than human brain ECF. Regarding the physiological conditions of K+ concentration, brain ECF has a lower K+ concentration than human plasma. Regarding the physiological conditions of Mg2+ concentration, human brain ECF has significantly more Mg2+ than human plasma. Regarding the physiological conditions of osmolarity, human brain ECF has a different osmolality than human plasma. In some embodiments, the physiological conditions of the brain ECF may be the composition, pH, osmolality and osmolarity of the brain ECF in patients with a particular neurological disorder, which is similar to the physiology of the brain ECF in the general population. conditions may differ.

従って本発明は、BBB-Rに対するテンプレート抗体をコードするDNAを進化させて変異体DNAライブラリを作成する方法を提供する。次にこの変異体DNAライブラリを発現させると、変異体抗体が得られる。これらの変異体抗体は、少なくとも1つの血漿生理条件下でBBB-Rに結合し、且つ脳ECF中の少なくとも1つの脳生理条件下でテンプレート抗体と比較してBBB-Rに対する親和性が低いか、又はそれを有しない条件的活性型抗体に関してスクリーニングされる。従って、選択された変異体抗体は、血漿側ではBBB-Rに対して低親和性又は高親和性を有し、脳ECF側ではBBB-Rに対する親和性が低いか、又はそれを有しない。この選択された変異体抗体は、BBBを通って輸送するための条件的活性型抗体として有用である。 Accordingly, the present invention provides methods for evolving DNA encoding template antibodies against BBB-R to create mutant DNA libraries. This mutant DNA library is then expressed to obtain mutant antibodies. These variant antibodies bind to the BBB-R under at least one plasma physiological condition and have reduced affinity for the BBB-R compared to the template antibody under at least one brain physiological condition in brain ECF. screened for conditionally active antibodies with or without it. Thus, the selected variant antibodies have low or high affinity for the BBB-R on the plasma side and low or no affinity for the BBB-R on the brain ECF side. The selected variant antibodies are useful as conditionally active antibodies for transport across the BBB.

かかる条件的活性型抗体は、BBBの通過及び脳ECFへの滞留に有利である。脳側ではBBB-Rに対する親和性が低いため、テンプレート抗体と比べ、条件的活性型抗体がBBBを通って脳から出て血液中へと輸送し戻される速度は低下する(又はそのようなことはなくなる)。 Such conditionally activated antibodies have an advantage in crossing the BBB and retention in the brain ECF. Because the brain has a lower affinity for the BBB-R, conditionally active antibodies are transported across the BBB out of the brain and back into the blood at a slower rate than the template antibody (or something like that). (will disappear).

一部の他の実施形態において、本発明は、BBB-Rに対するテンプレート抗体をコードするDNAを進化させて変異体DNAライブラリを作成する方法を提供する。次にこの変異体DNAライブラリを発現させると、変異体抗体が得られる。これらの変異体抗体は、少なくとも1つの血漿生理条件下でBBB-Rに結合し、且つ少なくとも1つの脳生理条件下でBBB-Rに対する親和性がほとんど又は全くない条件的活性型抗体に関してスクリーニングされる。従って、選択された変異体抗体は、血漿側ではBBB-Rに対する親和性を有し、且つ脳ECF側ではBBB-Rに対する親和性がほとんど又は全くない。この選択された変異体抗体が、条件的活性型抗体である。 In some other embodiments, the invention provides methods for evolving DNA encoding template antibodies against BBB-R to create variant DNA libraries. This mutant DNA library is then expressed to obtain mutant antibodies. These variant antibodies are screened for conditionally active antibodies that bind to the BBB-R under at least one plasma physiological condition and have little or no affinity for the BBB-R under at least one brain physiological condition. Ru. Therefore, the selected variant antibodies have affinity for the BBB-R on the plasma side and little or no affinity for the BBB-R on the brain ECF side. This selected variant antibody is a conditionally activated antibody.

かかる条件的活性型抗体は、BBBの通過及び脳ECFへの滞留に有利である。血漿側でBBB-Rに結合した後、条件的活性型抗体はBBBを通って輸送され、及び脳ECF側ではBBB-Rに対する親和性がほとんど乃至全くなく、これはつまり、条件的活性型抗体が脳から運び出される可能性が低いことを意味する。 Such conditionally activated antibodies have an advantage in crossing the BBB and retention in the brain ECF. After binding to the BBB-R on the plasma side, the conditionally activated antibody is transported across the BBB and has little to no affinity for the BBB-R on the brain ECF side, meaning that the conditionally activated antibody This means that the possibility of being transported out of the brain is low.

BBB-Rに対する条件的活性型抗体の親和性は、その最大半数阻害濃度(IC50)によって計測することができ、IC50は、BBB-Rに対する既知のBBB-Rリガンドの結合を50%阻害するためにどのくらいの抗体が必要かの尺度である。一般的な手法は、競合ELISA分析(assy)などの競合的結合分析を実施することである。TfR(BBB-R)に関するIC50を計測する例示的競合ELISA分析は、漸増濃度の抗TfR抗体がTfRとの結合についてビオチン化TfRAと競合するものである。抗TfR抗体競合ELISAは、PBS中2.5μg/mlの精製マウスTfR細胞外ドメインでコートしたMaxisorpプレート(Neptune、N.J.)において4℃で一晩実施し得る。プレートをPBS/0.05%Tween 20で洗浄し、PBS中のSuperblockブロッキング緩衝液(Thermo Scientific、Hudson、N.H.)を使用してブロックする。各個別の抗TfR抗体のタイトレーション(1:3段階希釈)をビオチン化抗TfRA(0.5nM最終濃度)と組み合わせて、室温で1時間プレートに加える。プレートをPBS/0.05%Tween 20で洗浄し、プレートにHRP-ストレプトアビジン(Southern Biotech、Birmingham)を加え、室温で1時間インキュベートする。プレートをPBS/0.05%Tween 20で洗浄し、プレートに結合したビオチン化抗TfRAをTMB基質(BioFX Laboratories、Owings Mills)を使用して検出する。 The affinity of a conditionally activated antibody for the BBB-R can be measured by its half-maximal inhibitory concentration (IC50), which is defined as the 50% inhibition of the binding of a known BBB-R ligand to the BBB-R. It is a measure of how much antibody is needed for A common approach is to perform a competitive binding assay, such as a competitive ELISA assay (assy). An exemplary competitive ELISA assay to measure IC50 for TfR (BBB-R) is where increasing concentrations of anti-TfR antibody compete with biotinylated TfR A for binding to TfR. Anti-TfR antibody competition ELISA can be performed overnight at 4°C in Maxisorp plates (Neptune, N.J.) coated with 2.5 μg/ml purified mouse TfR extracellular domain in PBS. Plates are washed with PBS/0.05% Tween 20 and blocked using Superblock blocking buffer (Thermo Scientific, Hudson, N.H.) in PBS. Each individual anti-TfR antibody titration (1:3 serial dilution) is combined with biotinylated anti-TfR A (0.5 nM final concentration) and added to the plate for 1 hour at room temperature. Wash the plates with PBS/0.05% Tween 20, add HRP-streptavidin (Southern Biotech, Birmingham) to the plates and incubate for 1 hour at room temperature. Plates are washed with PBS/0.05% Tween 20 and biotinylated anti-TfR A bound to the plate is detected using TMB substrate (BioFX Laboratories, Owings Mills).

高いIC50は、BBB-Rの既知のリガンドの結合を阻害するためにより多くの条件的活性型抗体が必要であり、従って当該のBBB-Rに対する抗体の親和性が比較的低いことを示す。逆に、低いIC50は、既知のリガンドの結合を阻害するために必要な条件的活性型抗体がより少なくてすみ、従って当該のBBB-Rに対する抗体の親和性が比較的高いことを示す。 A high IC50 indicates that more conditionally active antibody is required to inhibit the binding of a known ligand of the BBB-R and thus the affinity of the antibody for the BBB-R in question is relatively low. Conversely, a low IC50 indicates that less conditionally active antibody is required to inhibit binding of a known ligand, and thus the antibody's affinity for the BBB-R in question is relatively high.

一部の実施形態において、血漿中のBBB-Rからの条件的活性型抗体のIC50は、約1nM~約100μM、又は約5nM~約100μM、又は約50nM~約100μM、又は約100nM~約100μM、又は約5nM~約10μM、又は約30nM~約1μM、又は約50nM~約1μMであり得る。 In some embodiments, the IC50 of a conditionally activated antibody from the BBB-R in plasma is about 1 nM to about 100 μM, or about 5 nM to about 100 μM, or about 50 nM to about 100 μM, or about 100 nM to about 100 μM. , or about 5 nM to about 10 μM, or about 30 nM to about 1 μM, or about 50 nM to about 1 μM.

滑液に対する条件的活性型生物学的タンパク質
関節疾患は、工業先進国における身体障害及び早期退職の主な原因である。関節疾患は多くの場合に関節の損傷をもたらし、これは修復が困難である。滑液は、ヒト又は動物の体の関節(例えば、膝、股関節部、肩)の滑膜腔において向かい合う関節表面の軟骨と滑膜との間に見られる体液である。滑液は軟骨に栄養を供給し、また関節の潤滑剤としても働く。軟骨及び滑膜の細胞は、関節表面間の潤滑剤として働く体液を分泌する。ヒト滑液は約85%の水を含む。これは血漿の透析液に由来し、この透析液それ自体は、水、溶解したタンパク質、グルコース、凝固因子、無機イオン、ホルモン等から成る。アルブミン及びグロブリンなどのタンパク質が滑液中に存在し、関節領域の潤滑において重要な役割を果たすと考えられる。ヒト滑液中には、α-1-酸性糖タンパク質(AGP)、α-1-アンチトリプシン(A1AT)及びルブリシンなどの糖タンパク質を含め、いくつかの他のタンパク質もまた見られる。
Conditionally Active Biological Proteins for Synovial Fluid Joint diseases are a major cause of disability and early retirement in industrialized countries. Joint diseases often result in joint damage that is difficult to repair. Synovial fluid is a fluid found between the cartilage and synovium of opposing joint surfaces in the synovial cavity of joints (eg, knees, hips, shoulders) of the human or animal body. Synovial fluid nourishes cartilage and also acts as a lubricant for joints. Cartilage and synovial cells secrete a fluid that acts as a lubricant between joint surfaces. Human synovial fluid contains approximately 85% water. It is derived from the dialysate of plasma, which itself consists of water, dissolved proteins, glucose, clotting factors, inorganic ions, hormones, etc. Proteins such as albumin and globulin are present in synovial fluid and are thought to play an important role in the lubrication of joint areas. Several other proteins are also found in human synovial fluid, including glycoproteins such as alpha-1-acid glycoprotein (AGP), alpha-1-antitrypsin (A1AT) and lubricin.

滑液は、体の他の部分と極めて異なる組成を有する。従って、滑液は、血漿などの体の他の部分とは異なる生理条件を有する。例えば、滑液は約10mg/dL未満のグルコースを有するが、ヒト血漿の平均正常グルコース値は約100mg/dLであり、1日を通じて70~100mg/dLの範囲内で変動する。加えて、タンパク質などの大型分子が滑膜を通過して滑液中に入ることは容易でなく、従って滑液の全タンパク質レベルは血漿タンパク質レベルの約3分の1である。また、ヒト滑液のpHはヒト血漿のpHより高いことも分かっている(Jebens et al.,“On the viscosity and pH of synovial fluid and the pH of blood,”The Journal of Bone and Joint Surgery,vol.41 B,pages 388-400,1959;Farr et al.,“Significance of the hydrogen ion concentration in synovial fluid in Rheumatoid Arthritis,”Clinical and Experimental Rheumatology,vol.3,pages 99-104,1985)。 Synovial fluid has a very different composition from other parts of the body. Therefore, synovial fluid has different physiological conditions than other parts of the body, such as plasma. For example, synovial fluid has less than about 10 mg/dL glucose, whereas the average normal glucose value in human plasma is about 100 mg/dL, varying within a range of 70-100 mg/dL throughout the day. In addition, large molecules such as proteins do not easily cross the synovial membrane into the synovial fluid, so total protein levels in the synovial fluid are approximately one-third of plasma protein levels. It is also known that the pH of human synovial fluid is higher than that of human plasma (Jebens et al., “On the viscosity and pH of synovial fluid and the pH of blood,” The Journal of Bone and Joint Surgery, vol. .41 B, pages 388-400, 1959; Farr et al., “Significance of the hydrogen ion concentration in synovial fluid in Rheumatoid Arthri tis, "Clinical and Experimental Rheumatology, vol. 3, pages 99-104, 1985).

従って、滑液は、血漿中の生理条件など、体の他の部分の生理条件と異なるいくつかの生理条件を有する。滑液は、体の他の部分、特に血漿と比べてpHが高い。滑液は、血漿などの体の他の部分と比べてグルコースの濃度が低い。滑液はまた、血漿などの体の他の部分と比べてタンパク質の濃度も低い。 Therefore, synovial fluid has some physiological conditions that are different from those of other parts of the body, such as those of plasma. Synovial fluid has a high pH compared to other parts of the body, especially blood plasma. Synovial fluid has a low concentration of glucose compared to other parts of the body, such as plasma. Synovial fluid also has a low concentration of proteins compared to other parts of the body, such as plasma.

関節疾患を治療するため、滑液に抗体を導入することによっていくつかの抗体が用いられている。例えば、傷害された関節の滑液は、骨関節炎の進行に影響を及ぼす多くの因子を含有することが知られている(例えば、Fernandes,et al,“The Role of Cytokines in Osteoarthritis Pathophysiology,”Biorheology,vol.39,pages 237-246,2002を参照)。インターロイキン-1(IL-I)及び腫瘍壊死因子-α(TNF-α)などのサイトカインは、活性化した滑膜細胞によって産生されるものであり、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)遺伝子発現を上方制御することが知られている。MMPが上方制御されると、関節におけるマトリックス及び非マトリックスタンパク質の分解(degredation)が引き起こされる。サイトカインを中和する抗体は、骨関節炎の進行を止めることができる。 Several antibodies have been used to treat joint diseases by introducing the antibodies into synovial fluid. For example, the synovial fluid of injured joints is known to contain many factors that influence the progression of osteoarthritis (e.g., Fernandes, et al, “The Role of Cytokines in Osteoarthritis Pathophysiology,” Biorheology , vol. 39, pages 237-246, 2002). Cytokines such as interleukin-1 (IL-I) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) are produced by activated synovial cells and upregulate matrix metalloproteinase (MMP) gene expression. It is known to do. Upregulation of MMPs causes degradation of matrix and non-matrix proteins in the joint. Antibodies that neutralize cytokines can halt the progression of osteoarthritis.

抗体を薬物として使用することは、関節疾患の治療に有望な戦略である。例えば、関節疾患の中で群を抜いて高い罹患率を有する骨関節炎を治療するため、抗体(アグレカン又はアグリカナーゼに対する抗体など)が開発されている(国際公開第1993/022429A1号パンフレット)。関節炎など、炎症性、自己免疫性、神経変性又は悪性疾患/障害である関節疾患の診断又は治療に、アセチル化高移動度グループボックス1(HMGB1)に対する抗体が開発されている。この抗体は、滑液中のアセチル化形態のHMGB1を検出するために使用し得る(国際公開第2011/157905A1号パンフレット)。関節の結合組織及び軟骨の損傷を治療するため、別の抗体(CD20抗体)もまた開発されている。 The use of antibodies as drugs is a promising strategy for the treatment of joint diseases. For example, antibodies (such as antibodies against aggrecan or aggrecanase) have been developed to treat osteoarthritis, which has by far the highest prevalence among joint diseases (International Publication No. 1993/022429A1). Antibodies against acetylated high mobility group box 1 (HMGB1) have been developed for the diagnosis or treatment of joint diseases that are inflammatory, autoimmune, neurodegenerative or malignant diseases/disorders, such as arthritis. This antibody can be used to detect the acetylated form of HMGB1 in synovial fluid (WO 2011/157905A1). Another antibody (CD20 antibody) has also been developed to treat joint connective tissue and cartilage damage.

しかしながら、これらの抗体の抗原は、多くの場合に、重要な生理学的機能を担う体の他の部分で発現する。これらの抗原に対する抗体は、関節疾患の治療に有効であるものの、体の他の部分におけるこれらの抗原の正常な生理学的機能もまた著しく妨げ得る。従って、患者に重度の副作用が起こり得る。このように、副作用を低減するため、滑液中ではより高い親和性でそれらの抗原(タンパク質又は他の巨大分子)に優先的に結合し得る一方、体の他の部分では同じ抗原に結合しないか、又は弱く結合するのみである療法薬、例えばサイトカイン又は他の抗原に対する抗体を開発することが望ましい。 However, the antigens of these antibodies are often expressed in other parts of the body that are responsible for important physiological functions. Although antibodies against these antigens are effective in treating joint diseases, the normal physiological functions of these antigens in other parts of the body can also be significantly interfered with. Therefore, severe side effects may occur to the patient. In this way, they can preferentially bind to those antigens (proteins or other macromolecules) with higher affinity in synovial fluid, while not binding to the same antigens in other parts of the body, reducing side effects. It would be desirable to develop therapeutic agents, such as antibodies to cytokines or other antigens, that bind only weakly or weakly to antigens.

かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、条件的活性型抗体であり得る。一部の実施形態において、本発明はまた、抗体以外のタンパク質である条件的活性型生物学的タンパク質も提供する。例えば、本発明によって、滑液中で免疫応答を優先的に調節するための、体の他の部分では免疫応答に対する効果が低いか、又はないものであり得る条件的活性型免疫調節因子が開発され得る。 Such a conditionally active biological protein may be a conditionally active antibody. In some embodiments, the invention also provides conditionally active biological proteins that are proteins other than antibodies. For example, the present invention develops conditionally active immunomodulatory factors to preferentially modulate immune responses in synovial fluid, which may have less or no effect on immune responses in other parts of the body. can be done.

条件的活性型生物学的タンパク質は、条件的活性型サイトカインシグナル伝達サプレッサー(SOCS)であり得る。これらのSOCSの多くはJAK-STATシグナル伝達経路の阻害に関与する。条件的活性型サイトカインシグナル伝達サプレッサーは、滑液中ではサイトカインシグナル伝達を優先的に抑制し得る一方、体の他の部分ではサイトカインシグナル伝達を抑制しないか、又は抑制の程度が低い。 The conditionally active biological protein can be a conditionally active suppressor of cytokine signaling (SOCS). Many of these SOCS are involved in inhibition of the JAK-STAT signaling pathway. Conditionally active cytokine signaling suppressors may preferentially suppress cytokine signaling in synovial fluid, while not suppressing cytokine signaling or to a lesser extent in other parts of the body.

一部の実施形態において、本発明は、親又は野生型生物学的タンパク質に由来する条件的活性型生物学的タンパク質を提供する。条件的活性型生物学的タンパク質は、血漿などの体の特定の部分における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有し、滑液における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有する。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、滑液中で優先的に機能し得るが、体の他の部分には作用せず、又は作用の程度が低い。結果的に、かかる条件的活性型生物学的タンパク質は副作用が低減され得る。 In some embodiments, the invention provides a conditionally active biological protein derived from a parent or wild type biological protein. A conditionally active biological protein has lower activity than the parent or wild-type biological protein under at least one physiological condition in a particular part of the body, such as blood plasma, and under at least one physiological condition in synovial fluid. has higher activity than the parent or wild type biological protein. Such conditionally active biological proteins may function preferentially in synovial fluid, but not or to a lesser extent in other parts of the body. Consequently, such conditionally active biological proteins may have reduced side effects.

一部の実施形態において、条件的活性型生物学的タンパク質は、滑液中にあるか、又は滑液に曝露される抗原に対する抗体である。かかる抗原は、関節疾患における免疫応答/炎症に関与する任意のタンパク質であってもよく、しかし抗原は多くの場合にサイトカインである。条件的活性型抗体は、体の他の部分(血漿など)における少なくとも1つの生理条件下では抗原に対する親和性が同じ抗原に対する親又は野生型抗体と比べて低いが、滑液の少なくとも1つの生理条件下では抗原に対する親和性は親又は野生型抗体より高い。かかる条件的活性型抗体は、体の他の部分では抗原に弱く結合するか、又は全く結合しないが、滑液中では抗原に結合し、例えば強く緊密に結合し、又はより強く結合し得る。 In some embodiments, the conditionally active biological protein is an antibody to an antigen that is in or exposed to synovial fluid. Such antigens can be any protein involved in immune response/inflammation in joint diseases, but antigens are often cytokines. A conditionally active antibody is one that has a lower affinity for an antigen under at least one physiological condition in another part of the body (such as the blood plasma) compared to a parent or wild-type antibody to the same antigen, but under at least one physiological condition in synovial fluid. Under the conditions the affinity for the antigen is higher than the parent or wild type antibody. Such conditionally activated antibodies may bind antigen weakly or not at all in other parts of the body, but bind, eg, strongly and tightly, or more tightly, to antigen in synovial fluid.

腫瘍に対する条件的活性型生物学的タンパク質
固形腫瘍の癌細胞は、その周囲に腫瘍微小環境を形成して癌細胞の成長及び転移を支援する能力を有する。腫瘍微小環境は、周囲血管、免疫細胞、線維芽細胞、他の細胞、可溶性因子、シグナル伝達分子、細胞外マトリックス、並びに新生物形質転換を促進し、腫瘍成長及び浸潤を支援し、腫瘍を宿主免疫から保護し、治療抵抗性を助長し、及び潜伏転移が発育するためのニッチを提供することのできる機械的キューを含めた、腫瘍が存在する細胞環境である。腫瘍及びその周囲微小環境は密接に関係し、常に相互作用している。腫瘍は、細胞外シグナルを放出し、腫瘍血管新生を促進し、及び末梢性免疫寛容を誘導することによってその微小環境に影響を与え得る一方、微小環境における免疫細胞が癌性細胞の成長及び進化に影響を及ぼし得る。Swarts et al.“Tumor Microenvironment Complexity:Emerging Roles in Cancer Therapy,”Cancer Res,vol.,72,pages 2473-2480,2012を参照のこと。
Conditionally Active Biological Proteins for Tumors Cancer cells in solid tumors have the ability to form a tumor microenvironment around them that supports cancer cell growth and metastasis. The tumor microenvironment includes surrounding blood vessels, immune cells, fibroblasts, other cells, soluble factors, signaling molecules, extracellular matrix, and other components that promote neoplastic transformation, support tumor growth and invasion, and support tumor host cells. It is the cellular environment in which tumors reside that includes mechanical cues that can protect against immunity, promote therapeutic resistance, and provide a niche for latent metastases to develop. The tumor and its surrounding microenvironment are closely related and constantly interacting. A tumor can influence its microenvironment by releasing extracellular signals, promoting tumor angiogenesis, and inducing peripheral immune tolerance, while immune cells in the microenvironment can influence the growth and evolution of cancerous cells. can have an impact on Swarts et al. “Tumor Microenvironment Complexity: Emerging Roles in Cancer Therapy,” Cancer Res, vol. , 72, pages 2473-2480, 2012.

腫瘍微小環境は、多くの場合に低酸素である。腫瘍塊が増加するに従い、腫瘍の内部が成長して既存の血液供給からさらに離れ、腫瘍微小環境に酸素を完全に供給することが困難になる。腫瘍環境における酸素分圧は、局所進行固形腫瘍の50%超で5mmHg未満であり、対して血漿中では約40mmHgの酸素分圧である。対照的に、体の他の部分は低酸素でない。低酸素環境はヌクレオチド除去修復及びミスマッチ修復経路の下方制御を介して遺伝的不安定性につながり、これは癌の進行に関連する。低酸素はまた、低酸素誘導因子1α(HIF1-α)の上方制御も引き起こし、HIF1-αは血管新生を誘導し、予後不良及び転移に関連する遺伝子の活性化に関連する。Weber et al.,“The tumor microenvironment,”Surgical Oncology,vol.21,pages 172-177,2012及びBlagosklonny,“Antiangiogenic therapy and tumor progression,”Cancer Cell,vol.5,pages 13-17,2004を参照のこと。 The tumor microenvironment is often hypoxic. As the tumor mass increases, the interior of the tumor grows further away from the existing blood supply, making it difficult to fully oxygenate the tumor microenvironment. The partial pressure of oxygen in the tumor environment is less than 5 mm Hg in more than 50% of locally advanced solid tumors, compared to an oxygen partial pressure of approximately 40 mm Hg in plasma. In contrast, other parts of the body are not hypoxic. A hypoxic environment leads to genetic instability through downregulation of nucleotide excision repair and mismatch repair pathways, which is associated with cancer progression. Hypoxia also causes upregulation of hypoxia-inducible factor 1α (HIF1-α), which induces angiogenesis and is associated with activation of genes associated with poor prognosis and metastasis. Weber et al. , “The tumor microenvironment,” Surgical Oncology, vol. 21, pages 172-177, 2012 and Blagosklonny, “Antiangiogenic therapy and tumor progression,” Cancer Cell, vol. 5, pages 13-17, 2004.

加えて、腫瘍細胞は、酸素を必要としない乳酸発酵によって生成されるエネルギーに頼る傾向がある。そのため腫瘍細胞は、酸素を必要とする通常の好気的呼吸を使用することが少ない。乳酸発酵を使用する結果、腫瘍微小環境は酸性となり(pH6.5~6.9)、これは典型的に中性又は弱塩基性のいずれかである体の他の部分と対照的である。例えば、ヒト血漿は約7.4のpHを有する。Estrella et al.,“Acidity Generated by the Tumor Microenvironment Drives Local Invasion,”Cancer Research,vol.73,pages 1524-1535,2013を参照のこと。腫瘍微小環境においては、体の他の部分に位置する細胞と比較して、増殖癌細胞の栄養素要求が比較的高いため栄養素の利用可能性も低い。 In addition, tumor cells tend to rely on energy produced by lactic acid fermentation, which does not require oxygen. Tumor cells are therefore less likely to use normal aerobic respiration, which requires oxygen. As a result of using lactic acid fermentation, the tumor microenvironment is acidic (pH 6.5-6.9), in contrast to other parts of the body, which are typically either neutral or weakly basic. For example, human plasma has a pH of about 7.4. Estrella et al. , “Acidity Generated by the Tumor Microenvironment Drives Local Invasion,” Cancer Research, vol. 73, pages 1524-1535, 2013. In the tumor microenvironment, nutrient availability is also low due to the relatively high nutrient requirements of proliferating cancer cells compared to cells located in other parts of the body.

さらに、腫瘍微小環境はまた、体の他の部分にはあまり見られない多くの特徴的な細胞型も含有する。これらの細胞型には、内皮細胞及びその前駆体、周皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、癌関連線維芽細胞、筋線維芽細胞、好中球、好酸球、好塩基球、マスト細胞、T及びBリンパ球、ナチュラルキラー細胞及び抗原提示細胞(APC)、例えばマクロファージ及び樹状細胞が含まれる(Lorusso et al.,“The tumor microenvironment and its contribution to tumor evolution toward metastasis,”Histochem Cell Biol,vol.130,pages 1091-1103,2008)。 Furthermore, the tumor microenvironment also contains many characteristic cell types that are not commonly found in other parts of the body. These cell types include endothelial cells and their precursors, pericytes, smooth muscle cells, fibroblasts, cancer-associated fibroblasts, myofibroblasts, neutrophils, eosinophils, basophils, and mast cells. cells, T and B lymphocytes, natural killer cells and antigen-presenting cells (APC), such as macrophages and dendritic cells (Lorusso et al., “The tumor microenvironment and its contribution to tumor evolution toward met astasis,”Histochem Cell Biol, vol. 130, pages 1091-1103, 2008).

従って、腫瘍微小環境は、血漿中における生理条件など、体の他の部分の生理条件と異なる少なくともいくつかの生理条件を有する。腫瘍微小環境は、体の他の部分、特に血漿(pH7.4)と比べてpH(酸性)が低い。腫瘍微小環境は、血漿などの体の他の部分と比べて酸素濃度が低い。また、腫瘍微小環境は、体の他の部分、特に血漿と比べて栄養素の利用可能性も低い。腫瘍微小環境はまた、体の他の部分、特に血漿にはあまり見られないいくつかの特徴的な細胞型も有する。 Thus, the tumor microenvironment has at least some physiological conditions that are different from physiological conditions in other parts of the body, such as physiological conditions in plasma. The tumor microenvironment has a low pH (acidic) compared to other parts of the body, especially plasma (pH 7.4). The tumor microenvironment has low oxygen concentrations compared to other parts of the body, such as blood plasma. The tumor microenvironment also has low nutrient availability compared to other parts of the body, especially plasma. The tumor microenvironment also has some characteristic cell types that are not commonly found in other parts of the body, especially the plasma.

ある種の制癌薬には、腫瘍微小環境内に侵入して、そこで癌細胞に作用することのできる抗体が含まれる。抗体ベースの癌療法は十分に確立されており、血液系悪性病変及び固形腫瘍患者の治療に関して最も成功している重要な戦略の一つになっている。ヒト癌細胞が発現する細胞表面抗原であって、正常組織と比較して癌細胞で過剰発現するか、突然変異するか、又は選択的に発現する細胞表面抗原は多岐にわたる。これらの細胞表面抗原は、抗体癌療法の優れた標的である。 Certain cancer drugs include antibodies that can enter the tumor microenvironment and act on cancer cells there. Antibody-based cancer therapy is well established and has become one of the most successful and important strategies for the treatment of patients with hematological malignancies and solid tumors. There are a wide variety of cell surface antigens expressed by human cancer cells that are overexpressed, mutated, or selectively expressed in cancer cells compared to normal tissues. These cell surface antigens are excellent targets for antibody cancer therapy.

抗体が標的とし得る癌細胞表面抗原は、いくつかの異なる種類に分類される。造血分化抗原は、通常分化クラスター(CD)分類に関連付けられる糖タンパク質であり、CD20、CD30、CD33及びCD52が含まれる。細胞表面分化抗原は、正常細胞及び腫瘍細胞の両方の表面上に見られる多様な一群の糖タンパク質及び炭水化物である。成長及び分化シグナル伝達に関与する抗原は、多くの場合に成長因子及び成長因子受容体である。癌患者において抗体の標的となる成長因子には、CEA2、上皮成長因子受容体(EGFR;ERBB1としても知られる)12、ERBB2(HER2としても知られる)13、ERBB3(文献18)、MET(HGFRとしても知られる)19、インスリン様成長因子1受容体(IGF1R)20、エフリン受容体A3(EPHA3)21、腫瘍壊死因子(TNF)関連アポトーシス誘導リガンド受容体1(TRAILR1;TNFRSF10Aとしても知られる)、TRAILR2(TNFRSF10Bとしても知られる)及び核内因子κBの受容体アクチベーターリガンド(RANKL;TNFSF11としても知られる)22が含まれる。血管新生に関与する抗原は、通常、新しい微小血管系の形成を補助するタンパク質又は成長因子であり、血管内皮成長因子(VEGF)、VEGF受容体(VEGFR)、インテグリンαVβ3及びインテグリンα5β1が含まれる(文献10)。腫瘍間質及び細胞外マトリックスは、腫瘍にとって不可欠な支持構造である。治療標的となる間質性及び細胞外マトリックス抗原には、線維芽細胞活性化タンパク質(FAP)及びテネイシンが含まれる。Scott et al.,“Antibody therapy of cancer,”Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 278-287,2012を参照のこと。 Cancer cell surface antigens that can be targeted by antibodies fall into several different types. Hematopoietic differentiation antigens are glycoproteins commonly associated with the cluster of differentiation (CD) classification and include CD20, CD30, CD33 and CD52. Cell surface differentiation antigens are a diverse group of glycoproteins and carbohydrates found on the surface of both normal and tumor cells. Antigens involved in growth and differentiation signaling are often growth factors and growth factor receptors. Growth factors targeted by antibodies in cancer patients include CEA2, epidermal growth factor receptor (EGFR; also known as ERBB1), ERBB2 (also known as HER2), ERBB3 (Reference 18), and MET (HGFR). 19, insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R) 20, ephrin receptor A3 (EPHA3) 21, tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand receptor 1 (TRAILR1; also known as TNFRSF10A) , TRAILR2 (also known as TNFRSF10B) and receptor activator ligand for nuclear factor kappa B (RANKL; also known as TNFSF11) 22. Antigens involved in angiogenesis are usually proteins or growth factors that assist in the formation of new microvasculature and include vascular endothelial growth factor (VEGF), VEGF receptor (VEGFR), integrin αVβ3 and integrin α5β1 ( Reference 10). Tumor stroma and extracellular matrix are essential supporting structures for tumors. Interstitial and extracellular matrix antigens that are therapeutic targets include fibroblast activation protein (FAP) and tenascin. Scott et al. , “Antibody therapy of cancer,” Nature Reviews Cancer, vol. 12, pages 278-287, 2012.

抗体に加えて、他の生物学的タンパク質もまた、癌の治療において有望となっている。例としては、腫瘍抑制因子、例えば、網膜芽細胞腫タンパク質(pRb)、p53、pVHL、APC、CD95、ST5、YPEL3、ST7、及びST14が挙げられる。腫瘍サイズを縮小させるため、癌細胞においてアポトーシスを誘導する一部のタンパク質もまた腫瘍に導入し得る。腫瘍においてアポトーシスを誘導することのできる機構は少なくとも2つある:腫瘍壊死因子によって誘導される機構及びFas-Fasリガンドによって媒介される機構。これらの2つのアポトーシス機構のいずれかに関与するタンパク質の少なくとも一部を、治療のため腫瘍に導入し得る。 In addition to antibodies, other biological proteins are also showing promise in the treatment of cancer. Examples include tumor suppressors such as retinoblastoma protein (pRb), p53, pVHL, APC, CD95, ST5, YPEL3, ST7, and ST14. Some proteins that induce apoptosis in cancer cells can also be introduced into tumors to reduce tumor size. There are at least two mechanisms that can induce apoptosis in tumors: a mechanism induced by tumor necrosis factor and a mechanism mediated by Fas-Fas ligand. At least some of the proteins involved in either of these two apoptotic mechanisms can be introduced into tumors for therapy.

癌幹細胞は、特定の癌試料に見られるあらゆる細胞型を生じる能力を有する癌細胞であり、従って腫瘍形成性である。癌幹細胞は、自己再生して複数の細胞型へと分化する幹細胞プロセスを通じて腫瘍を生じさせ得る。癌幹細胞は腫瘍において特徴的な集団として存在し続け、新たな腫瘍を生じさせることによって再発及び転移を引き起こすと考えられる。癌幹細胞を標的とする特異的療法の開発は、癌患者、特に転移性疾患患者の生存及びクオリティ・オブ・ライフを向上させ得る。 Cancer stem cells are cancer cells that have the ability to give rise to any cell type found in a particular cancer sample and are therefore tumorigenic. Cancer stem cells can give rise to tumors through the stem cell process of self-renewal and differentiation into multiple cell types. Cancer stem cells continue to exist as a distinct population in tumors and are thought to cause recurrence and metastasis by giving rise to new tumors. The development of specific therapies that target cancer stem cells can improve the survival and quality of life of cancer patients, especially those with metastatic disease.

これらの腫瘍治療薬は、多くの場合に、腫瘍以外の体の他の部分における正常な生理学的機能を妨げる。例えば、腫瘍においてアポトーシスを誘導するタンパク質はまた、体の他の何らかの部分においてもアポトーシスを誘導し、ひいては副作用を引き起こし得る。抗体を使用して腫瘍を治療する実施形態において、抗体の抗原はまた、正常な生理学的機能を果たす体の他の部分においても発現し得る。例えば、腫瘍血管成長を止めるモノクローナル抗体ベバシズマブ(血管内皮成長因子を標的化する)。この抗体はまた、体の他の部分における血管成長及び修復も阻止し得るため、出血、創傷治癒不良、血餅、及び腎臓損傷を引き起こし得る。より有効性の高い腫瘍治療には、主に又は専ら腫瘍を標的化することに集中する条件的活性型生物学的タンパク質の開発が極めて望ましい。 These tumor therapeutics often interfere with normal physiological functions in other parts of the body other than the tumor. For example, a protein that induces apoptosis in a tumor may also induce apoptosis in some other part of the body, thus causing side effects. In embodiments where antibodies are used to treat tumors, the antigens of the antibodies may also be expressed in other parts of the body that perform normal physiological functions. For example, the monoclonal antibody bevacizumab (targets vascular endothelial growth factor), which stops tumor blood vessel growth. The antibodies can also block blood vessel growth and repair in other parts of the body, leading to bleeding, poor wound healing, blood clots, and kidney damage. For more effective tumor therapy, the development of conditionally active biological proteins that focus primarily or exclusively on tumor targeting is highly desirable.

一部の実施形態において、本発明は、腫瘍治療候補であり得る親又は野生型生物学的タンパク質から生成される条件的活性型生物学的タンパク質を提供する。この条件的活性型生物学的タンパク質は、血漿など、腫瘍微小環境以外の体の部分における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有し、一方、腫瘍微小環境における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有する。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、腫瘍を治療するため腫瘍微小環境にある癌細胞に優先的に作用することができ、従って副作用を引き起こしにくい。生物学的タンパク質が腫瘍細胞の表面上の抗原(抗原が腫瘍微小環境に曝露している)に対する抗体である実施形態において、条件的活性型抗体は、体の他の部分、例えば非腫瘍微小環境では抗原に対する親和性が親又は野生型抗体より低く、一方、腫瘍微小環境では抗原に対する親和性が親又は野生型抗体より高い。かかる条件的活性型抗体は、体の他の部分では抗原に弱く結合し得るか、又は全く結合せず、しかし、腫瘍微小環境では抗原により高い結合性を有し、又は強力且つ緊密に結合する。 In some embodiments, the invention provides conditionally active biological proteins produced from parent or wild-type biological proteins that can be tumor therapeutic candidates. This conditionally active biological protein has lower activity than the parent or wild-type biological protein under at least one physiological condition in a part of the body other than the tumor microenvironment, such as plasma, while the tumor microenvironment has higher activity than the parent or wild-type biological protein under at least one physiological condition at . Such conditionally active biological proteins can preferentially act on cancer cells in the tumor microenvironment to treat tumors and are therefore less likely to cause side effects. In embodiments where the biological protein is an antibody against an antigen on the surface of a tumor cell (where the antigen is exposed to the tumor microenvironment), the conditionally active antibody is directed against an antigen in other parts of the body, e.g., in the non-tumor microenvironment. In the tumor microenvironment, the affinity for the antigen is lower than the parent or wild type antibody, whereas in the tumor microenvironment the affinity for the antigen is higher than the parent or wild type antibody. Such conditionally activated antibodies may bind antigen weakly or not at all in other parts of the body, but have higher avidity or bind strongly and tightly to antigen in the tumor microenvironment. .

一部の実施形態において、条件的活性型抗体は、免疫チェックポイントタンパク質に対する抗体であり、免疫チェックポイントの阻害をもたらす。かかる条件的活性型抗体は、(1)その条件的活性型抗体が由来する親又は野生型抗体と比較した、腫瘍微小環境における免疫チェックポイントタンパク質に対する結合親和性の増加、及び(2)その条件的活性型抗体が由来する親又は野生型抗体と比較した、非腫瘍微小環境における免疫チェックポイントタンパク質に対する結合親和性の低下、のうちの少なくとも一方を有する。 In some embodiments, the conditionally active antibody is an antibody against an immune checkpoint protein, resulting in inhibition of the immune checkpoint. Such conditionally activated antibodies have (1) increased binding affinity for immune checkpoint proteins in the tumor microenvironment compared to the parent or wild-type antibody from which they are derived; and (2) the conditions. a reduced binding affinity for an immune checkpoint protein in a non-tumor microenvironment compared to the parent or wild-type antibody from which the sexually active antibody is derived.

免疫チェックポイントは、自己寛容を維持し、且つ抗原刺激、すなわち外来性の分子、細胞及び組織に対する免疫応答の持続時間及び程度を調節する免疫系の内因性阻害経路として機能する。Pardoll,Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 252-264,2012を参照のこと。1つ又はそれ以上のチェックポイントタンパク質を抑制することによる免疫チェックポイントの阻害は、免疫系、特にT細胞の過剰な活性化を引き起こし、ひいては免疫系が誘導されて腫瘍を攻撃し得る。本発明に好適なチェックポイントタンパク質としては、CTLA4並びにそのリガンドCD80及びCD86、PD1並びにそのリガンドPDL1及びPDL2、T細胞免疫グロブリン及びムチンタンパク質-3(TIM3)及びそのリガンドGAL9、B及びTリンパ球アテニュエーター(BTLA)及びそのリガンドHVEM(ヘルペスウイルス侵入メディエーター)、キラー細胞免疫グロブリン様受容体(KIR)などの受容体、リンパ球活性化遺伝子-3(LAG3)及びアデノシンA2a受容体(A2aR)、並びにリガンドB7-H3及びB7-H4が挙げられる。さらなる好適な免疫チェックポイントタンパク質が、Pardoll,Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 252-264,2012及びNirschl & Drake,Clin Cancer Res,vol.19,pages 4917-4924,2013に記載されている。 Immune checkpoints function as endogenous inhibitory pathways of the immune system that maintain self-tolerance and regulate the duration and extent of immune responses to antigenic stimuli, ie, foreign molecules, cells, and tissues. Pardoll, Nature Reviews Cancer, vol. 12, pages 252-264, 2012. Inhibition of immune checkpoints by suppressing one or more checkpoint proteins can lead to excessive activation of the immune system, particularly T cells, which can then be induced to attack tumors. Checkpoint proteins suitable for the present invention include CTLA4 and its ligands CD80 and CD86, PD1 and its ligands PDL1 and PDL2, T cell immunoglobulin and mucin protein-3 (TIM3) and its ligand GAL9, B and T lymphocyte attenuator. receptors such as nuator (BTLA) and its ligand HVEM (herpesvirus entry mediator), killer cell immunoglobulin-like receptor (KIR), lymphocyte activation gene-3 (LAG3) and adenosine A2a receptor (A2aR), and the ligands B7-H3 and B7-H4. Additional suitable immune checkpoint proteins are described by Pardoll, Nature Reviews Cancer, vol. 12, pages 252-264, 2012 and Nirschl & Drake, Clin Cancer Res, vol. 19, pages 4917-4924, 2013.

CTLA-4及びPD1は、最もよく知られている免疫チェックポイントタンパク質の2つである。CTLA-4は、T細胞活性化経路を下方制御し得る(Fong et al.,Cancer Res.69(2):609-615,2009;及びWeber,Cancer Immunol.Immunother,58:823-830,2009)。CTLA-4を遮断すると、T細胞活性化及び増殖が増大することが示されている。CTLA-4の阻害薬としては、抗CTLA-4抗体が挙げられる。抗CTLA-4抗体はCTLA-4に結合してCTLA-4とそのリガンドCD80又はCD86との相互作用を遮断し、それによりCTLA-4とそのリガンドとの相互作用によって誘発される免疫応答の下方制御を遮断する。 CTLA-4 and PD1 are two of the best known immune checkpoint proteins. CTLA-4 can downregulate T cell activation pathways (Fong et al., Cancer Res. 69(2):609-615, 2009; and Weber, Cancer Immunol. Immunother, 58:823-830, 2009 ). Blocking CTLA-4 has been shown to increase T cell activation and proliferation. CTLA-4 inhibitors include anti-CTLA-4 antibodies. Anti-CTLA-4 antibodies bind to CTLA-4 and block the interaction of CTLA-4 with its ligand CD80 or CD86, thereby reducing the immune response elicited by the interaction of CTLA-4 with its ligand. Cut off control.

チェックポイントタンパク質PD1は、感染に対する炎症反応が起こったときに末梢組織におけるT細胞の活性を抑制し、自己免疫を抑えることが知られている。インビトロでPD1を遮断すると、特異的抗原標的によるか、又は混合リンパ球反応における同種細胞による刺激に応答したT細胞増殖及びサイトカイン産生が増強され得る。PD1発現と免疫応答低下との間の強い相関は、PD1の阻害機能、すなわち免疫チェックポイントの誘導によって生じることが示された(Pardoll,Nature Reviews Cancer,12:252-264,2012)。PD1の遮断は、PD1又はそのリガンドPDL1又はPDL2に結合する抗体を含め、種々の機構によって達成することができる。 Checkpoint protein PD1 is known to suppress T cell activity in peripheral tissues when an inflammatory response to infection occurs, thereby suppressing autoimmunity. Blocking PD1 in vitro can enhance T cell proliferation and cytokine production in response to stimulation by specific antigen targets or by allogeneic cells in mixed lymphocyte reactions. The strong correlation between PD1 expression and decreased immune response was shown to be caused by the inhibitory function of PD1, ie, the induction of immune checkpoints (Pardoll, Nature Reviews Cancer, 12:252-264, 2012). Blocking PD1 can be achieved by a variety of mechanisms, including antibodies that bind PD1 or its ligands PDL1 or PDL2.

これまでの研究において、いくつかのチェックポイントタンパク質(CTLA4、PD1、PD-L1)に対する抗体が発見されている。これらの抗体は、免疫チェックポイントを阻害して、それにより腫瘍を攻撃するため免疫系、特にT細胞を過剰に活性化させることにより、腫瘍の治療に有効となる(Pardoll,Nature Reviews Cancer,vol.12,pages 252-264,2012)。しかしながら、活性化過剰のT細胞はまた、宿主細胞及び/又は組織も攻撃し得るため、患者の体に付随的損傷をもたらし得る。従って、免疫チェックポイントを阻害するこれらの公知の抗体の使用に基づく治療法は管理が難しく、患者のリスクが重大な懸念事項である。例えば、FDAが承認済みのCTLA-4に対する抗体は、その高い毒性のため黒枠警告を有する。 In previous studies, antibodies against several checkpoint proteins (CTLA4, PD1, PD-L1) have been discovered. These antibodies are effective in treating tumors by inhibiting immune checkpoints, thereby overactivating the immune system, particularly T cells, to attack tumors (Pardoll, Nature Reviews Cancer, vol. .12, pages 252-264, 2012). However, hyperactivated T cells may also attack host cells and/or tissues, resulting in collateral damage to the patient's body. Therefore, therapies based on the use of these known antibodies that inhibit immune checkpoints are difficult to manage and patient risk is a major concern. For example, the FDA-approved antibody against CTLA-4 has a black box warning due to its high toxicity.

本発明は、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体を提供することにより、活性化過剰のT細胞による付随的損傷の問題に対処する。これらの条件的活性型抗体は、腫瘍微小環境において免疫チェックポイントを優先的に活性化する。同時に、非腫瘍微小環境、例えば正常な生体組織における免疫チェックポイントは、条件的活性型抗体によって阻害されないか、又は阻害が少なく、従って非腫瘍微小環境では体に対する付随的損傷の可能性が低減される。この目標は、非腫瘍微小環境と比べて腫瘍微小環境においてより高活性となるように条件的活性型抗体を操作することによって達成される。 The present invention addresses the problem of collateral damage from overactivated T cells by providing conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins. These conditionally active antibodies preferentially activate immune checkpoints in the tumor microenvironment. At the same time, immune checkpoints in the non-tumor microenvironment, e.g. normal biological tissues, are not inhibited or are inhibited to a lesser extent by conditionally active antibodies, thus reducing the possibility of collateral damage to the body in the non-tumor microenvironment. Ru. This goal is achieved by engineering conditionally active antibodies to be more active in the tumor microenvironment compared to the non-tumor microenvironment.

一部の実施形態において、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体は、非腫瘍微小環境における免疫チェックポイントタンパク質との結合活性に対する腫瘍微小環境における同じ免疫チェックポイントタンパク質との結合活性の比が、少なくとも約1.1、又は少なくとも約1.2、又は少なくとも約1.4、又は少なくとも約1.6、又は少なくとも約1.8、又は少なくとも約2、又は少なくとも約2.5、又は少なくとも約3、又は少なくとも約5、又は少なくとも約7、又は少なくとも約8、又は少なくとも約9、又は少なくとも約10、又は少なくとも約15、又は少なくとも約20であり得る。抗体の結合活性を計測するための典型的な分析は、ELISA分析である。 In some embodiments, a conditionally active antibody against an immune checkpoint protein has a ratio of binding activity to the same immune checkpoint protein in the tumor microenvironment to that in the non-tumor microenvironment: at least about 1.1, or at least about 1.2, or at least about 1.4, or at least about 1.6, or at least about 1.8, or at least about 2, or at least about 2.5, or at least about 3 , or at least about 5, or at least about 7, or at least about 8, or at least about 9, or at least about 10, or at least about 15, or at least about 20. A typical assay for measuring antibody binding activity is an ELISA assay.

高免疫原性腫瘍、例えば悪性黒色腫は、免疫系の操作によって達成される活性化過剰の免疫系に対して最も脆弱である。従って、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体は、かかる高免疫原性腫瘍の治療に特に有効であり得る。しかしながら、他のタイプの腫瘍もまた活性化過剰の免疫系に対して脆弱である。 Highly immunogenic tumors, such as malignant melanoma, are most vulnerable to a hyperactivated immune system achieved by immune system manipulation. Conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins may therefore be particularly effective in treating such highly immunogenic tumors. However, other types of tumors are also vulnerable to an overactive immune system.

一部の実施形態において、免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体は併用療法で用いられ得る。例えば、併用療法は、腫瘍細胞表面分子(腫瘍特異性抗原)に対する条件的活性型抗体と免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体とを含み得る。一実施形態において、腫瘍細胞表面分子に対する条件的活性型抗体の結合活性と免疫チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体の結合活性との両方が単一のタンパク質に存在してもよく、すなわち、本明細書に開示されるとおりの二重特異性条件的活性型抗体であってもよい。一部のさらなる実施形態において、併用療法は、腫瘍細胞表面分子(腫瘍特異性抗原)に対する条件的活性型抗体と2つ以上の異なる免疫チェックポイントタンパク質に対する2つ以上の条件的活性型抗体とを含み得る。一実施形態において、これらの結合活性の全てが単一のタンパク質に存在してもよく、すなわち、本明細書に開示されるとおりの多重特異性抗体であってもよい。 In some embodiments, conditionally active antibodies against immune checkpoint proteins can be used in combination therapy. For example, a combination therapy may include a conditionally active antibody against a tumor cell surface molecule (tumor-specific antigen) and a conditionally active antibody against an immune checkpoint protein. In one embodiment, both the binding activity of a conditionally activated antibody to a tumor cell surface molecule and the binding activity of a conditionally activated antibody to an immune checkpoint protein may be present in a single protein, i.e. It may also be a bispecific conditionally activated antibody as disclosed herein. In some further embodiments, the combination therapy comprises a conditionally active antibody against a tumor cell surface molecule (tumor-specific antigen) and two or more conditionally active antibodies against two or more different immune checkpoint proteins. may be included. In one embodiment, all of these binding activities may be present in a single protein, ie, a multispecific antibody as disclosed herein.

条件的活性型抗体は、その条件的活性型抗体が由来する親又は野生型抗体の活性と比較して、同じ腫瘍細胞表面分子又はチェックポイントタンパク質に対し腫瘍微小環境においてより高活性であるため、これらの併用療法は、有効性の増強及び毒性の大幅な低下の両方をもたらし得る。これらの条件的活性型抗体、特に免疫チェックポイントタンパク質に対する抗体の毒性の低下は、強力な抗体、例えば本明細書に記載されるとおりのADC抗体、並びにより高用量の抗体の安全な使用を可能にし得る。 A conditionally active antibody is more active in the tumor microenvironment against the same tumor cell surface molecule or checkpoint protein compared to the activity of the parent or wild type antibody from which the conditionally active antibody is derived. These combination therapies can result in both enhanced efficacy and significantly reduced toxicity. The reduced toxicity of these conditionally active antibodies, particularly those directed against immune checkpoint proteins, allows for the safe use of potent antibodies, such as ADC antibodies as described herein, as well as higher doses of antibodies. It can be done.

一部の実施形態において、チェックポイントタンパク質に対する条件的活性型抗体はプロドラッグ形態であってもよい。例えば、条件的活性型抗体は、開裂されて薬物形態に変わる前は所望の薬物活性を有しないプロドラッグであり得る。プロドラッグは、かかる開裂を触媒する酵素が腫瘍微小環境に優先的に存在するか、又は条件的活性型抗体が非腫瘍微小環境(microevironment)における開裂部位への到達し易さと比較して腫瘍微小環境では開裂部位に到達し易くなるかのいずれかの理由により、腫瘍微小環境で優先的に開裂し得る。 In some embodiments, conditionally active antibodies against checkpoint proteins may be in prodrug form. For example, a conditionally active antibody can be a prodrug that does not have the desired drug activity before being cleaved into the drug form. The prodrug may be present in the tumor microenvironment because the enzyme that catalyzes such cleavage is preferentially present in the tumor microenvironment, or if the conditionally active antibody has a higher accessibility to the cleavage site in the non-tumor microenvironment. They may preferentially cleave in the tumor microenvironment, either because the environment makes it easier to reach the cleavage site.

腫瘍幹細胞を含めた幹細胞ニッチに対する条件的活性型生物学的タンパク質
幹細胞は体の幹細胞ニッチと呼ばれる環境に存在し、幹細胞ニッチは組織生理学の基本的な単位を成し、生物の要求に対する幹細胞の応答を媒介するシグナルを統合する。しかしニッチは、幹細胞又は他の標的に異常機能を課すことによって病理もまた誘導し得る。幹細胞とそれらのニッチとの間の相互作用により、組織の持続及び幹細胞療法の最終設計に必要な動的システムが作り出される(Scadden,“The stem-cell niche as an entity of action,”Nature,vol.441,pages 1075-1079,2006)。脊椎動物における一般的な幹細胞ニッチには、生殖細胞系列幹細胞ニッチ、造血幹細胞ニッチ、毛包幹細胞ニッチ、腸幹細胞ニッチ、及び心血管幹細胞ニッチが含まれる。
Conditionally Active Biological Proteins for Stem Cell Niches, Including Tumor Stem Cells Stem cells exist in an environment called the stem cell niche of the body, and the stem cell niche constitutes a fundamental unit of tissue physiology, and the response of stem cells to the demands of the organism. integrate signals that mediate However, niches can also induce pathology by imposing abnormal functions on stem cells or other targets. The interaction between stem cells and their niches creates a dynamic system necessary for tissue persistence and the ultimate design of stem cell therapies (Scadden, “The stem-cell niche as an entity of action,” Nature, vol. .441, pages 1075-1079, 2006). Common stem cell niches in vertebrates include the germline stem cell niche, hematopoietic stem cell niche, hair follicle stem cell niche, intestinal stem cell niche, and cardiovascular stem cell niche.

幹細胞ニッチは、体の他の部分(例えば血漿)と異なる特殊化した環境である(Drummond-Barbosa,“Stem Cells,Their Niches and the Systemic Environment:An Aging Network,”Genetics,vol.180,pages 1787-1797,2008;Fuchs,“Socializing with the Neighbors:Stem Cells and Their Niche,”Cell,vol.116,pages 769-778,2004)。幹細胞ニッチは低酸素であり、酸化的DNA損傷が低下している。酸素レベルを直接計測することにより、一般に骨髄が血漿と比較して事実上低酸素である(約1%~2%O2)ことが明らかになっている(Keith et al.,“Hypoxia-Inducible Factors,Stem Cells,and Cancer,”Cell,vol.129,pages 465-472,2007;Mohyeldin et al.,“Oxygen in Stem Cell Biology:A Critical Component of the Stem Cell Niche,”Cell Stem Cell,vol.7,pages 150-161,2010)。加えて、幹細胞ニッチは、ニッチ内で幹細胞特性を調節するためいくつかの他の因子:細胞外マトリックス成分、成長因子、サイトカイン、及び環境の生理化学的性質の因子、例えば、pH、イオン強度(例えばCa2+濃度)及び代謝産物を有しなければならない。 Stem cell niches are specialized environments that are distinct from other parts of the body (e.g., plasma) (Drummond-Barbosa, “Stem Cells, Their Niches and the Systemic Environment: An Aging Network,” Genetics, vol. .180, pages 1787 -1797, 2008; Fuchs, “Socializing with the Neighbors: Stem Cells and Their Niche,” Cell, vol. 116, pages 769-778, 2004). The stem cell niche is hypoxic and has reduced oxidative DNA damage. Direct measurement of oxygen levels has shown that bone marrow is generally hypoxic in nature (approximately 1% to 2% O2) compared to plasma (Keith et al., "Hypoxia-Inducible Factors"). , Stem Cells, and Cancer,” Cell, vol. 129, pages 465-472, 2007; Mohyeldin et al., “Oxygen in Stem Cell Biology: A Critical Component of the Stem Cell Niche,”Cell Stem Cell, vol.7 , pages 150-161, 2010). In addition, the stem cell niche is controlled by several other factors that regulate stem cell properties within the niche: extracellular matrix components, growth factors, cytokines, and factors of the physiochemical nature of the environment, e.g., pH, ionic strength ( e.g. Ca 2+ concentration) and metabolites.

従って、幹細胞ニッチは、血漿中の生理条件など、体の他の部分の生理条件と異なる少なくともいくつかの生理条件を有する。幹細胞ニッチは、体の他の部分、特に血漿と比べて酸素濃度が低い(1~2%)。pH及びイオン強度を含めた幹細胞ニッチの他の生理条件もまた、体の他の部分と異なり得る。 Therefore, the stem cell niche has at least some physiological conditions that are different from physiological conditions in other parts of the body, such as physiological conditions in plasma. Stem cell niches have low oxygen concentrations (1-2%) compared to other parts of the body, especially plasma. Other physiological conditions of the stem cell niche, including pH and ionic strength, may also differ from other parts of the body.

幹細胞療法は、疾患又は傷害を治療するため新規の成体幹細胞を損傷組織に導入するインターベンショナルな戦略である。この戦略は、幹細胞が自己再生して、分化能の程度が様々な続く子孫を生じる能力に依存する。幹細胞療法は、拒絶反応及び副作用のリスクを最小限に抑えつつ体の罹患及び損傷範囲を取り替えることが潜在的に可能な、組織再生の大きな潜在的可能性をもたらす。従って、幹細胞の再生及び分化に影響を及ぼすため幹細胞ニッチに薬物(生物学的タンパク質(例えば抗体)又は化学的化合物)を送達することは、幹細胞療法の重要な部分である。 Stem cell therapy is an interventional strategy that introduces new adult stem cells into damaged tissue to treat disease or injury. This strategy relies on the ability of stem cells to self-renew and give rise to subsequent progeny with varying degrees of differentiation potential. Stem cell therapy offers great potential for tissue regeneration, potentially capable of replacing diseased and damaged areas of the body while minimizing the risk of rejection and side effects. Therefore, delivering drugs (biological proteins (eg, antibodies) or chemical compounds) to the stem cell niche to influence stem cell regeneration and differentiation is an important part of stem cell therapy.

幹細胞ニッチが哺乳動物における幹細胞の再生及び/又は分化にどのように影響を及ぼすかに関するいくつかの例がある。第一の例は皮膚におけるもので、ここではβ-1インテグリンが原始細胞上で差次的に発現し、且つマトリックス糖タンパク質リガンドとの相互作用を介した幹細胞集団の制約的な局在化に関与することが知られている。第二に、神経系においては、テネイシンCが存在しないことにより脳室下帯の神経幹細胞の数及び機能が変化する。テネイシンCは、線維芽細胞成長因子2(FGF2)及び骨形成タンパク質4(BMP4)に対する幹細胞感受性を調節して幹細胞性向の増加をもたらすものと思われる。第三に、別のマトリックスタンパク質、Arg-Gly-Aspを含有するシアロタンパク質、オステオポンチン(OPN)は、現在、造血幹細胞調節に寄与することが実証されている。OPNは、造血幹細胞CD44、並びにα4及びα5β1インテグリン上にあることが知られるいくつかの受容体と相互作用する。OPN産生は、特に骨芽細胞の活性化によって著しく変化し得る。OPN欠損動物は、OPNがないことによって刺激条件下で超生理学的な幹細胞増大が生じるため、HS細胞数が増加している。従って、OPNは、恒常条件下又は刺激下で幹細胞の数を制限する造血幹細胞数の制約因子として働くものと思われる。Scadden,“The stem-cell niche as an entity of action,”Nature,vol.441,pages 1075-1079,2006を参照のこと。 There are several examples of how stem cell niches affect stem cell regeneration and/or differentiation in mammals. The first example is in the skin, where β-1 integrin is differentially expressed on primitive cells and is responsible for the restricted localization of stem cell populations through interactions with matrix glycoprotein ligands. known to be involved. Second, in the nervous system, the absence of tenascin-C alters the number and function of neural stem cells in the subventricular zone. Tenascin-C appears to modulate stem cell sensitivity to fibroblast growth factor 2 (FGF2) and bone morphogenetic protein 4 (BMP4) resulting in increased stem cell propensity. Third, another matrix protein, the Arg-Gly-Asp-containing sialoprotein osteopontin (OPN), has now been demonstrated to contribute to hematopoietic stem cell regulation. OPN interacts with hematopoietic stem cell CD44 and several receptors known to be on α4 and α5β1 integrins. OPN production can be significantly altered, especially by activation of osteoblasts. OPN-deficient animals have increased HS cell numbers because the absence of OPN results in supraphysiological stem cell expansion under stimulated conditions. Therefore, OPN appears to act as a hematopoietic stem cell number limiting factor that limits the number of stem cells under homeostatic conditions or under stimulation. Scadden, “The stem-cell niche as an entity of action,” Nature, vol. 441, pages 1075-1079, 2006.

Xie et al.“Autocrine signaling based selection of combinatorial antibodyies that transdifferentiate human stem cells,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.110,pages 8099-8104,2013)は、抗体を使用して幹細胞分化に影響を及ぼす方法を開示している。この抗体は、顆粒球コロニー刺激因子受容体のアゴニストである。細胞を活性化して所定の経路に沿って分化させる天然の顆粒球コロニー刺激因子と異なり、この単離アゴニスト抗体はヒト骨髄系統CD34+骨髄細胞を神経前駆細胞に分化転換させた。Melidoni et al.(“Selecting antagonistic antibodies that control differentiation through inducible expression in embryonic stem cells,”Proc Natl Acad Sci U S A,vol.110,pages 17802-17807,2013)もまた、抗体を使用してFGF4とその受容体FGFR1βとの間の相互作用に干渉し、ひいてはオートクリンFGF4媒介性胚性幹細胞分化を遮断する方法を開示している。 Xie et al. “Autocrine signaling based selection of combinatorial antibodies that transdifferentiate human stem cells,” Proc Natl Acad S ci USA, vol. 110, pages 8099-8104, 2013) disclose methods of using antibodies to influence stem cell differentiation. This antibody is an agonist of the granulocyte colony stimulating factor receptor. Unlike natural granulocyte colony stimulating factor, which activates cells to differentiate along a defined pathway, this isolated agonist antibody transdifferentiated human myeloid lineage CD34+ bone marrow cells into neural progenitor cells. Melidoni et al. (“Selecting antagonistic antibodies that control differentiation through inducible expression in embryonic stem cells,”Proc Natl Acad Sci USA, vol. 110, pages 17802-17807, 2013) also used antibodies to detect FGF4 and its receptor FGFR1β. discloses a method of interfering with the interaction between FGF4 and, thus, blocking autocrine FGF4-mediated embryonic stem cell differentiation.

幹細胞分化におけるリガンド/受容体の機能の理解により、幹細胞分化を調節し、又はさらには指図するため生物学的タンパク質を利用してこれらのリガンド/受容体に干渉する戦略が可能となっている。遺伝子修飾されていないヒト幹細胞の分化を幹細胞ニッチへの抗体の投与によって制御可能であることにより、幹細胞ベースの療法の新規エキソビボ又はインビボ手法がもたらされ得る。一部の実施形態において、本発明は、癌幹細胞を含め、幹細胞ニッチに侵入して幹細胞又は腫瘍の発育を調節する能力を有する親又は野生型生物学的タンパク質から生成される条件的活性型生物学的タンパク質を提供する。この条件的活性型生物学的タンパク質は、体の他の部分における少なくとも1つの生理条件下では親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有し、一方、幹細胞ニッチ、例えば癌幹細胞環境における少なくとも1つの生理条件下では親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有する。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は副作用を生じにくく、幹細胞ニッチで優先的に作用して幹細胞の再生及び分化を調節する。一部の実施形態において、条件的活性型生物学的タンパク質は抗体である。かかる条件的活性型抗体は、体の他の部分ではその抗原に弱く結合し、又は全く結合せず、しかし幹細胞ニッチでは抗原に強く緊密に結合し得る。 The understanding of the function of ligands/receptors in stem cell differentiation has enabled strategies to interfere with these ligands/receptors using biological proteins to regulate or even direct stem cell differentiation. The ability to control the differentiation of non-genetically modified human stem cells by administration of antibodies into the stem cell niche may provide novel ex vivo or in vivo approaches to stem cell-based therapy. In some embodiments, the present invention provides conditionally activated organisms produced from parent or wild-type biological proteins that have the ability to enter stem cell niches and modulate stem cell or tumor development, including cancer stem cells. provides biological proteins. This conditionally active biological protein has lower activity than the parent or wild-type biological protein under at least one physiological condition in other parts of the body, while at least one in the stem cell niche, e.g. cancer stem cell environment. It has higher activity than the parent or wild type biological protein under one physiological condition. Such conditionally active biological proteins are less likely to cause side effects and preferentially act in the stem cell niche to regulate stem cell regeneration and differentiation. In some embodiments, the conditionally active biological protein is an antibody. Such conditionally activated antibodies bind weakly or not at all to their antigen in other parts of the body, but may bind strongly and tightly to the antigen in the stem cell niche.

本発明の滑液、腫瘍微小環境及び幹細胞ニッチに対する条件的活性型生物学的タンパク質は、親又は野生型生物学的タンパク質をコードするDNAを進化させて変異体DNAライブラリを作成する方法によって生成される。次にこの変異体DNAライブラリを発現させると、変異体タンパク質が得られる。この変異体タンパク質は、滑液、腫瘍微小環境、及び幹細胞ニッチからなる群から選択される体の第一部分の少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より高い活性を有し、且つ体の第一部分と異なる体の第二部分における少なくとも1つの生理条件下で親又は野生型生物学的タンパク質より低い活性を有する条件的活性型生物学的タンパク質に関してスクリーニングされる。体の第二部分は血漿であってもよい。かかる選択された変異体生物学的タンパク質が、体の第一部分では高い活性を有するが体の第二部分では低い活性を有する条件的活性型生物学的タンパク質である。 The conditionally active biological proteins for the synovial fluid, tumor microenvironment and stem cell niche of the present invention are produced by a method of evolving DNA encoding a parent or wild-type biological protein to create a mutant DNA library. Ru. This mutant DNA library is then expressed to obtain mutant proteins. the variant protein has higher activity than the parent or wild-type biological protein under physiological conditions in at least one of a first part of the body selected from the group consisting of synovial fluid, tumor microenvironment, and stem cell niche; and is screened for conditionally active biological proteins that have lower activity than the parent or wild type biological protein under at least one physiological condition in a second part of the body that is different from the first part of the body. The second body part may be plasma. Such selected mutant biological proteins are conditionally active biological proteins that have high activity in a first part of the body but low activity in a second part of the body.

条件的活性型生物学的タンパク質が作用することが意図されない体の他の部分では条件的活性型生物学的タンパク質の活性はより低いため、かかる条件的活性型生物学的タンパク質は親又は野生型タンパク質の副作用を低下させるのに有利である。例えば、条件的活性型生物学的タンパク質を腫瘍微小環境に導入することが意図される場合、腫瘍微小環境以外の体の部分で条件的活性型生物学的タンパク質の活性が低いということは、かかる条件的活性型生物学的タンパク質が腫瘍微小環境以外の体の部分で正常な生理学的機能に干渉する可能性が低いことを意味する。同時に、条件的活性型生物学的タンパク質は腫瘍微小環境では活性が高く、これにより条件的活性型生物学的タンパク質は腫瘍の治療における有効性がより高いものとなる。 Because the activity of a conditionally active biological protein is lower in other parts of the body where it is not intended to act, such a conditionally active biological protein may be less active than the parent or wild type. It is advantageous to reduce side effects of proteins. For example, if it is intended to introduce a conditionally active biological protein into the tumor microenvironment, the low activity of the conditionally active biological protein in parts of the body other than the tumor microenvironment means that such This means that conditionally active biological proteins are less likely to interfere with normal physiological functions in parts of the body other than the tumor microenvironment. At the same time, conditionally active biological proteins are more active in the tumor microenvironment, which makes them more effective in treating tumors.

副作用が低いため、この条件的活性型生物学的タンパク質は、親又は野生型生物学的タンパク質と比較して大幅に高い用量のタンパク質を安全に使用することが可能である。サイトカイン又は成長因子に対する抗体は体の他の部分におけるサイトカイン又は成長因子の正常な生理学的機能を妨げ得るため、これはサイトカイン又は成長因子に対する抗体について特に有益である。副作用が低い条件的活性型生物学的タンパク質を使用することにより、より高用量を用いてより高い有効性を達成し得る。 Because of the low side effects, this conditionally active biological protein allows for the safe use of significantly higher doses of the protein compared to the parent or wild type biological protein. This is particularly beneficial for antibodies to cytokines or growth factors, since antibodies to cytokines or growth factors can interfere with the normal physiological function of the cytokine or growth factor in other parts of the body. By using conditionally active biological proteins with lower side effects, higher doses can be used to achieve higher efficacy.

滑液、腫瘍微小環境、又は幹細胞ニッチの1つにおいて作用する条件的活性型生物学的タンパク質はまた、新規薬物標的の使用も可能にし得る。従来の生物学的タンパク質を療法薬として使用すると、許容できない副作用が生じ得る。例えば、上皮成長因子受容体(EGFR)の阻害は腫瘍成長の抑制に極めて有効であり得る。しかしながら、EGFRを阻害する薬物はまた、皮膚及び胃腸(GI)管における成長も抑制し得る。この副作用のため、EGFRは腫瘍薬標的として不適となる。腫瘍微小環境においてのみEGFRに高親和性で結合するが、体の任意の他の部分では全く又は極めて低い親和性でしか結合しない条件的活性型抗体を使用すると、副作用を大幅に低減すると同時に腫瘍成長を抑制し得る。この場合、条件的活性型抗体を使用することにより、EGFRが有効な新規腫瘍薬標的となり得る。 Conditionally active biological proteins acting in one of the synovial fluid, tumor microenvironment, or stem cell niches may also enable the use of novel drug targets. The use of conventional biological proteins as therapeutic agents can result in unacceptable side effects. For example, inhibition of epidermal growth factor receptor (EGFR) can be highly effective in suppressing tumor growth. However, drugs that inhibit EGFR can also inhibit growth in the skin and gastrointestinal (GI) tract. This side effect makes EGFR unsuitable as a tumor drug target. The use of conditionally activated antibodies that bind with high affinity to EGFR only in the tumor microenvironment, but with no or very low affinity in any other part of the body, can significantly reduce side effects while at the same time Growth can be inhibited. In this case, by using conditionally active antibodies, EGFR may become an effective new tumor drug target.

別の例では、関節損傷の修復において多くの場合にサイトカインの抑制が有益である。しかしながら、体の他の部分におけるサイトカインの抑制はまた、体の免疫応答も抑制し、免疫不全を引き起こし得る。従って、滑液中のサイトカインは、関節損傷治療用の従来の抗体薬の開発に理想的な標的ではない。しかしながら、滑液中ではサイトカインに優先的に結合する一方で、体の他の部分では同じサイトカインに全く又は弱くしか結合しない条件的活性型抗体を使用することにより、免疫不全の副作用を劇的に低減することができる。従って、条件的活性型抗体を使用することにより、滑液中のサイトカインが関節損傷の修復に好適な標的となり得る。 In another example, inhibition of cytokines is often beneficial in repairing joint damage. However, suppression of cytokines in other parts of the body may also suppress the body's immune response, causing immunodeficiency. Therefore, cytokines in synovial fluid are not ideal targets for the development of conventional antibody drugs for the treatment of joint injuries. However, the use of conditionally activated antibodies that bind preferentially to cytokines in synovial fluid, but not or only weakly to the same cytokines in other parts of the body, can dramatically reduce the side effects of immunodeficiency. can be reduced. Therefore, by using conditionally active antibodies, cytokines in the synovial fluid may become suitable targets for repairing joint damage.

炎症を起こし易い器官/組織のための条件的活性型生物学的タンパク質
一部の実施形態において、条件的活性型生物学的タンパク質は、リンパ節、扁桃、アデノイド、及び副鼻腔など、炎症を起こし易い器官又は組織で優先的に作用するように設計される。炎症を起こし易い更なる器官及び組織については、Gray’s Anatomy by Henry Gray,41st edition,2015、発行者Elsevierなどの解剖学のテキストブックを参照し得る。
Conditionally Active Biological Proteins for Inflammation Prone Organs/Tissues In some embodiments, the conditionally active biological proteins are for organs/tissues that are prone to inflammation, such as lymph nodes, tonsils, adenoids, and sinuses. Designed to preferentially act on susceptible organs or tissues. For additional organs and tissues prone to inflammation, reference may be made to anatomy textbooks such as Gray's Anatomy by Henry Gray, 41 st edition, 2015, published by Elsevier.

これらの器官及び組織は、典型的には、一旦炎症を起こすと少なくとも1つの異常条件を呈する。例えば、これらの炎症を起こした器官及び組織は、例えばヒト血漿などの体の他の部分の正常生理条件と比較して、浸透圧が高くなり、及び/又は1つ以上のイオンの濃度が低くなり得る。更に、かかる炎症を起こした器官及び組織では、ヒト血漿などの体の他の部分の正常生理条件と比較したとき、小分子、乳酸、サイトカイン及び白血球の濃度が高くなり得る。 These organs and tissues typically exhibit at least one abnormal condition once inflamed. For example, these inflamed organs and tissues have increased osmolarity and/or lower concentrations of one or more ions compared to normal physiological conditions in other parts of the body, such as human plasma. It can be. Furthermore, such inflamed organs and tissues may have elevated concentrations of small molecules, lactic acid, cytokines, and white blood cells when compared to normal physiological conditions in other parts of the body, such as human plasma.

一部の実施形態では、本発明により、炎症範囲で直面する1つ以上の異常条件から選択される異常条件と、ヒト血漿中の正常生理条件とを用いて条件的活性型生物学的タンパク質が作製され得る。従ってかかる条件的活性型生物学的タンパク質は、炎症状態の器官/組織で親又は野生型生物学的タンパク質の活性と比べて高い活性を有し、及びヒト血漿中で親又は野生型生物学的タンパク質の活性と比べて低い活性を有し得る。かかる条件的活性型生物学的タンパク質は、体の炎症を起こした領域で優先的に作用し得るが、炎症が起きていない体の領域では活性をほとんど又は全く有しないことになる。 In some embodiments, the present invention provides a conditionally activated biological protein using abnormal conditions selected from one or more abnormal conditions encountered in the inflammatory spectrum and normal physiological conditions in human plasma. can be made. Such a conditionally active biological protein therefore has a high activity compared to that of the parent or wild type biological protein in organs/tissues under inflammatory conditions and It may have a low activity compared to that of the protein. Such conditionally active biological proteins may act preferentially in inflamed areas of the body, but will have little or no activity in areas of the body that are not inflamed.

条件的活性型ウイルス粒子
ウイルス粒子は、長年、タンパク質、核酸分子、化学的化合物又は放射性同位元素を標的細胞又は組織に輸送するための送達媒体として使用されている。送達媒体として一般的に用いられているウイルス粒子としては、レトロウイルス、アデノウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、及びアデノ随伴ウイルスが挙げられる。ウイルス粒子は、多くの場合にリガンド-受容体結合系において、標的細胞の標的タンパク質として働く細胞タンパク質との特異的結合のための認識タンパク質として働く表面タンパク質を介してその標的細胞を認識する(Lentz,“The recognition event between virus and host cell receptor:a target for antiviral agents,”J.of Gen.Virol.,vol.71,pages 751-765,1990)。例えば、ウイルス認識タンパク質は、標的細胞上の受容体に対するリガンドであり得る。リガンドと受容体との間の特異性により、ウイルス粒子が標的細胞を特異的に認識して、そこにその内容物を送達することが可能となる。
Conditionally Active Viral Particles Viral particles have been used for many years as delivery vehicles to transport proteins, nucleic acid molecules, chemical compounds, or radioactive isotopes to target cells or tissues. Viral particles commonly used as delivery vehicles include retroviruses, adenoviruses, lentiviruses, herpesviruses, and adeno-associated viruses. A virus particle recognizes its target cell through a surface protein that acts as a recognition protein for specific binding with a cellular protein that acts as a target protein for the target cell, often in a ligand-receptor binding system (Lentz , “The recognition event between viruses and host cell receptor: a target for antiviral agents,” J. of Gen. Virol., vol. 71, pages 75 1-765, 1990). For example, a viral recognition protein can be a ligand for a receptor on a target cell. The specificity between the ligand and the receptor allows the virus particle to specifically recognize the target cell and deliver its contents there.

野生型ウイルスから人工ウイルス粒子を作る技法は当業者に周知である。送達媒体として公知の人工ウイルス粒子には、レトロウイルス(例えば、国際公開第90/07936号パンフレット;国際公開第94/03622号パンフレット;国際公開第93/25698号パンフレット;国際公開第93/25234号パンフレット;米国特許第5,219,740号明細書;国際公開第93/11230号パンフレット;国際公開第93/10218号パンフレット;米国特許第4,777,127号明細書;英国特許第2,200,651号明細書;欧州特許第0 345 242号明細書;及び国際公開第91/02805号パンフレットを参照のこと)、アルファウイルス(例えば、シンドビスウイルスベクター、セムリキ森林ウイルス(ATCC VR-67;ATCC VR-1247)、ロスリバーウイルス(ATCC VR-373;ATCC VR-1246)、ベネズエラウマ脳炎ウイルス(ATCC VR-923;ATCC VR-1250;ATCC VR 1249;ATCC VR-532))、及びアデノ随伴ウイルス(例えば、国際公開第94/12649号パンフレット、国際公開第93/03769号パンフレット;国際公開第93/19191号パンフレット;国際公開第94/28938号パンフレット;国際公開第95/11984号パンフレット及び国際公開第95/00655号パンフレットを参照のこと)をベースとするものが含まれる。 Techniques for making artificial virus particles from wild-type virus are well known to those skilled in the art. Artificial virus particles known as delivery vehicles include retroviruses (e.g., WO 90/07936; WO 94/03622; WO 93/25698; WO 93/25234) Pamphlet; US Patent No. 5,219,740; WO 93/11230 pamphlet; WO 93/10218 pamphlet; US Patent No. 4,777,127; British Patent No. 2,200 , 651; EP 0 345 242; and WO 91/02805), alphaviruses (e.g. Sindbis virus vectors, Semliki Forest virus (ATCC VR-67); ATCC VR-1247), Ross River virus (ATCC VR-373; ATCC VR-1246), Venezuelan equine encephalitis virus (ATCC VR-923; ATCC VR-1250; ATCC VR 1249; ATCC VR-532)), and adeno-associated Viruses (e.g., WO 94/12649 pamphlet, WO 93/03769 pamphlet; WO 93/19191 pamphlet; WO 94/28938 pamphlet; WO 95/11984 pamphlet and (see pamphlet No. 95/00655).

概して、人工ウイルス粒子は、ウイルス粒子への外来性認識タンパク質の挿入、多くの場合に組換え技術による天然認識タンパク質の置換によって構築される。外来性認識タンパク質は、例えば、抗体、受容体、リガンド又はコラーゲン結合ドメインであり得る。本発明は、正常生理条件では細胞に対する結合が不活性又は低活性であり、且つ異常条件では細胞に対する結合が活性又は高活性である条件的活性型認識タンパク質を提供する。従って条件的活性型認識タンパク質は、罹患組織及び/又は疾患部位の標的細胞に対しては当該部位における異常条件の存在に基づき優先的に結合し、且つ正常生理条件が存在する正常組織の細胞との結合は回避し、又はごく最小限であり得る。条件的活性型認識タンパク質はウイルス粒子の表面上に発現し、提示され得る。 Generally, artificial virus particles are constructed by inserting foreign recognition proteins into the virus particle, often replacing natural recognition proteins by recombinant techniques. The foreign recognition protein can be, for example, an antibody, a receptor, a ligand or a collagen binding domain. The present invention provides conditionally active recognition proteins that are inactive or have low activity in binding to cells under normal physiological conditions, and active or highly active in binding to cells under abnormal conditions. Therefore, conditionally activated recognition proteins bind preferentially to target cells in diseased tissues and/or diseased sites based on the presence of abnormal conditions at the site, and to cells in normal tissues where normal physiological conditions exist. Coupling may be avoided or minimized. Conditionally active recognition proteins can be expressed and displayed on the surface of viral particles.

一部の実施形態において、本発明は、親又は野生型認識タンパク質を進化させて、条件的活性型認識タンパク質に関してスクリーニングする方法を提供する。条件的活性型認識タンパク質は、正常生理条件下では親又は野生型認識タンパク質と比べて細胞に対する結合活性が低く、異常条件下では親又は野生型認識タンパク質と比べて細胞に対する結合活性が高い。かかる条件的活性型認識タンパク質を周知の組換え技術によってウイルス粒子に挿入すると、条件的活性型ウイルス粒子が生成され得る。 In some embodiments, the invention provides methods for evolving a parental or wild-type recognition protein and screening for conditionally active recognition proteins. A conditionally active recognition protein has a lower cell-binding activity than the parent or wild-type recognition protein under normal physiological conditions, and a higher cell-binding activity than the parent or wild-type recognition protein under abnormal conditions. Insertion of such conditionally active recognition proteins into virus particles by well-known recombinant techniques can produce conditionally active virus particles.

別の実施形態において、本発明は、条件的活性型認識タンパク質を含む条件的活性型ウイルス粒子を提供し、条件的活性型認識タンパク質は、条件的活性型ウイルス粒子が罹患組織又は疾患部位の標的細胞を認識してそれに結合するが、正常組織の細胞は認識及び結合しないことを可能にする。かかる条件的活性型ウイルス粒子はウイルス粒子内の療法薬を疾患組織又は疾患部位に優先的に送達することができる一方、この条件的活性型ウイルス粒子は正常組織の細胞にはより少ない療法薬を送達するか、又は送達しない。 In another embodiment, the invention provides a conditionally active virus particle that includes a conditionally active recognition protein, the conditionally active recognition protein is a conditional active virus particle that targets the conditionally active virus particle to a diseased tissue or disease site. It recognizes and binds to cells, but allows cells of normal tissue not to recognize and bind. Such conditionally active virus particles can preferentially deliver the therapeutic agent within the virus particle to diseased tissues or diseased sites, while the conditionally active virus particles deliver less therapeutic agent to cells of normal tissues. To serve or not to serve.

一部の実施形態において、疾患部位における標的細胞は、健常な、又は特定の疾患若しくは病状に罹患していない体の他の部分におけるpH又は温度と比較して異常なpH(例えば、pH6.5)又は異常な温度を有する領域又は微小環境の内部にある。この実施形態において、条件的活性型認識タンパク質は、正常な生理的pH又は温度では親又は野生型認識タンパク質と比べて標的細胞の標的タンパク質との結合活性が低く、異常なpH又は温度では親又は野生型認識タンパク質と比べて標的細胞の標的タンパク質との結合活性が高い。このように、この認識タンパク質は異常なpH又は温度が起こる部位に優先的に結合し、それによって治療を疾患部位に送達し得る。 In some embodiments, the target cells at the disease site have an abnormal pH or temperature (e.g., pH 6.5 ) or within an area or microenvironment with abnormal temperatures. In this embodiment, the conditionally activated recognition protein has reduced binding activity with the target protein of the target cell compared to the parent or wild-type recognition protein at normal physiological pH or temperature, and at abnormal pH or temperature. It has higher binding activity with the target protein of target cells than the wild type recognition protein. This recognition protein may thus preferentially bind to sites where abnormal pH or temperature occurs, thereby delivering therapy to the disease site.

一実施形態において、ウイルス粒子は本発明の条件的活性型抗体、特に抗体の可変領域(例えば、Fab、Fab’、Fv)を含み得る。かかる条件的活性型抗体は、正常組織を含む部位で起こり得る正常生理条件下では親又は野生型抗体より低い親和性で、及び疾患部位又は罹患組織で起こり得る異常条件下では親又は野生型抗体より高い親和性で、標的細胞の標的タンパク質(抗原として)に結合し得る。条件的活性型抗体は、本発明の方法に従い親又は野生型抗体から誘導し得る。 In one embodiment, the viral particle may comprise a conditionally active antibody of the invention, particularly an antibody variable region (eg, Fab, Fab', Fv). Such conditionally activated antibodies have lower affinity than the parental or wild-type antibody under normal physiological conditions, which may occur at sites including normal tissues, and with lower affinity than the parental or wild-type antibodies under abnormal conditions, which may occur at disease sites or diseased tissues. It can bind to the target protein (as an antigen) of the target cell with higher affinity. Conditionally active antibodies may be derived from parental or wild-type antibodies according to the methods of the invention.

ある実施形態では、標的細胞上の標的タンパク質には、例えば多くの腫瘍において細胞表面上で過剰発現するチロシンキナーゼ成長因子受容体が含まれる。例示的チロシンキナーゼ成長因子は、VEGF受容体、FGF受容体、PDGF受容体、IGF受容体、EGF受容体、TGF-α受容体、TGF-β受容体、HB-EGF受容体、ErbB2受容体、ErbB3受容体、及びErbB4受容体である。 In certain embodiments, the target protein on the target cell includes, for example, the tyrosine kinase growth factor receptor, which is overexpressed on the cell surface in many tumors. Exemplary tyrosine kinase growth factors include VEGF receptor, FGF receptor, PDGF receptor, IGF receptor, EGF receptor, TGF-α receptor, TGF-β receptor, HB-EGF receptor, ErbB2 receptor, ErbB3 receptor and ErbB4 receptor.

条件的活性型DNA/RNA修飾タンパク質
新規ゲノム操作ツールの一形態としてDNA/RNA修飾タンパク質、特にCRISPRと呼ばれるものが発見されており、これらによれば、研究者は遺伝子にマイクロサージェリーを施して、染色体上の正確な位置にあるDNA配列を精密且つ容易に変化させることが可能になる(ゲノム編集、Mali et al.,“Cas9 as a versatile tool for engineering biology,”Nature Methods,vol.10,pages 957-963,2013)。例えば、鎌状赤血球貧血は単一塩基突然変異によって引き起こされ、これはDNA/RNA修飾タンパク質を使用して修正し得る可能性がある。この技術は、染色体の小片を、一塩基対の変更による場合であっても、精密に欠失させ、又は編集し得る(Makarova et al.,“Evolution and classification of the CRISPR-Cas systems,”Nature Reviews Microbiology,vol.9,pages 467-477,2011)。
Conditionally Active DNA/RNA Modifying Proteins DNA/RNA modifying proteins, specifically CRISPR, have been discovered as a form of novel genome manipulation tool, allowing researchers to perform microsurgery on genes. , it becomes possible to precisely and easily change the DNA sequence at a precise location on a chromosome (genome editing, Mali et al., “Cas9 as a versatile tool for engineering biology,” Nature Methods, vol. 10, pages 957-963, 2013). For example, sickle cell anemia is caused by a single base mutation, which could potentially be corrected using DNA/RNA modification proteins. This technology can precisely delete or edit small pieces of chromosomes, even by changing a single base pair (Makarova et al., “Evolution and classification of the CRISPR-Cas systems,” Nature Reviews Microbiology, vol. 9, pages 467-477, 2011).

CRISPRによるゲノム編集は、細胞に複数の遺伝子変化を迅速且つ同時に作製する能力を有する。多くのヒトの病気は、心疾患、糖尿病、及び神経系疾患を含め、複数の遺伝子における突然変異の影響を受ける。このCRISPRベースの技術は、疾患を引き起こす突然変異を復帰させ、これらの疾患を治癒し、又は少なくともこれらの疾患の重症度を低減し得る可能性を有する。ゲノム編集は、ゲノムDNAの切断についてCRISPR関連(Cas)タンパク質(酵素ファミリー)に頼る。典型的には、Casタンパク質は、小さいガイドRNAによってゲノム内の標的領域に案内され、ここでガイドRNAは標的領域と一致している。Casタンパク質は配列特異性がほとんど又は全くないため、ガイドRNAが、Casタンパク質が正確なゲノム編集を達成するための指示者として働く。一実施形態では、1つのCasタンパク質を複数のガイドRNAと共に使用して、複数の遺伝子突然変異を同時に修正し得る。 Genome editing with CRISPR has the ability to rapidly and simultaneously create multiple genetic changes in cells. Many human diseases are affected by mutations in multiple genes, including heart disease, diabetes, and neurological diseases. This CRISPR-based technology has the potential to reverse disease-causing mutations, cure these diseases, or at least reduce the severity of these diseases. Genome editing relies on CRISPR-associated (Cas) proteins (a family of enzymes) to cut genomic DNA. Typically, Cas proteins are guided to a target region within the genome by a small guide RNA, where the guide RNA is coincident with the target region. Because Cas proteins have little or no sequence specificity, guide RNAs serve as instructions for Cas proteins to achieve precise genome editing. In one embodiment, one Cas protein may be used with multiple guide RNAs to correct multiple genetic mutations simultaneously.

多くのCasタンパク質が存在する。例としては、Cas1、Cas2、Cas3’、Cas3’’、Cas4、Cas5、Cas6、Cas6e、Cas6f、Cas7、Cas8a1、Cas8a2、Cas8b、Cas8c、Cas9、Cas10、Cas10d、Csy1、Csy2、Csy3、Cse1、Cse2、Csc1、Csc2、Csa5、Csn2、Csm2、Csm3、Csm4、Csm5、Csm6、Cmr1、Cmr3、Cmr4、Cmr5、Cmr6、Csb1、Csb2、Csb3、Csx17、Csx14、Csx10、Csx16、CsaX、Csx3、Csx1、Csx15、Csf1、Csf2、Csf3、及びCsf4が挙げられる((Makarova et al.,“Evolution and classification of the CRISPR-Cas systems,”Nature Reviews Microbiology,vol.9,pages 467-477,2011)。 There are many Cas proteins. Examples include Cas1, Cas2, Cas3', Cas3'', Cas4, Cas5, Cas6, Cas6e, Cas6f, Cas7, Cas8a1, Cas8a2, Cas8b, Cas8c, Cas9, Cas10, Cas10d, Csy1, Csy2, Csy3, Cse1, Cs e2 , Csc1, Csc2, Csa5, Csn2, Csm2, Csm3, Csm4, Csm5, Csm6, Cmr1, Cmr3, Cmr4, Cmr5, Cmr6, Csb1, Csb2, Csb3, Csx17, Csx14, Csx10, Csx16, CsaX, Csx3, Csx 1, Csx15 , Csf1, Csf2, Csf3, and Csf4 ((Makarova et al., “Evolution and classification of the CRISPR-Cas systems,” Nature Reviews Microbiol ogy, vol. 9, pages 467-477, 2011).

ゲノム編集を行うには、Casタンパク質が標的細胞に侵入する必要がある。対象の細胞は、細胞内部において異なる細胞内pHを有し得る。罹患組織の一部の細胞は異常な細胞内pHを有する。例えば、一部の腫瘍細胞は約7.12~7.65のアルカリ性の細胞内pHを有する傾向があり、一方、正常組織の細胞は6.99~7.20の範囲の中性の細胞内pHを有する。Cardone et al.,“The role of disturbed pH dynamics and the Na(+)/H(+)exchanger in metastasis,”Nat.Rev.Cancer,vol.5,pages 786-795,2005を参照のこと。慢性低酸素では、罹患組織の細胞は約7.2~7.5の細胞内pHを有し、これもまた正常組織の細胞内pHより高い(Rios et al.,“Chronic hypoxia elevates intracellular pH and activates Na+/H+ exchange in pulmonary arterial smooth muscle cells,”American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology,vol.289,pages L867-L874,2005)。さらに、虚血細胞では、細胞内pHは典型的に6.55~6.65の範囲であり、これは正常組織の細胞内pHより低い(Haqberg,“Intracellular pH during ischemia in skeletal muscle:relationship to membrane potential,extracellular pH,tissue lactic acid and ATP,”Pflugers Arch.,vol.404,pages 342-347,1985)。罹患組織における異常な細胞内pHのさらなる例が、Han et al.,“Fluorescent Indicators for Intracellular pH,”Chem Rev.,vol.110,pages 2709-2728,2010において考察されている。 Genome editing requires Cas proteins to invade target cells. The cells of interest may have different intracellular pHs inside the cells. Some cells in the affected tissue have abnormal intracellular pH. For example, some tumor cells tend to have an alkaline intracellular pH of about 7.12 to 7.65, whereas normal tissue cells have a neutral intracellular pH in the range of 6.99 to 7.20. It has a pH. Cardone et al. , “The role of disturbed pH dynamics and the Na(+)/H(+) exchanger in metastasis,” Nat. Rev. Cancer, vol. 5, pages 786-795, 2005. In chronic hypoxia, the cells of the affected tissue have an intracellular pH of approximately 7.2-7.5, which is also higher than the intracellular pH of normal tissue (Rios et al., “Chronic hypoxia elevates intracellular pH and activates Na+/H+ exchange in pulmonary arterial smooth muscle cells,” American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molec ular Physiology, vol. 289, pages L867-L874, 2005). Furthermore, in ischemic cells, the intracellular pH typically ranges from 6.55 to 6.65, which is lower than the intracellular pH of normal tissues (Haqberg, “Intracellular pH during ischemia in skeletal muscle: relationship to membrane ne potential, extracellular pH, tissue lactic acid and ATP, "Pflugers Arch., vol. 404, pages 342-347, 1985). A further example of abnormal intracellular pH in affected tissues is given by Han et al. , “Fluorescent Indicators for Intracellular pH,” Chem Rev. , vol. 110, pages 2709-2728, 2010.

本発明は、親又は野生型Casタンパク質から条件的活性型Casタンパク質を作製する方法を提供し、ここで条件的活性型Casタンパク質は、(1)正常細胞内部の正常生理条件下で親又は野生型Casタンパク質の活性と比べて低下した酵素活性、及び(2)上記で考察した罹患細胞の1つなどの標的細胞内部の異常条件下で親又は野生型Casタンパク質の活性と比べて増加した酵素活性、のうちの少なくとも一方を有する。一部の実施形態において、正常生理条件はほぼ中性の細胞内pHであり、異常条件は、中性より高いか、又はそれより低い異なる細胞内pHである。ある実施形態では、異常条件は、7.2~7.65の細胞内pH又は6.5~6.8の細胞内pHである。 The present invention provides a method for producing a conditionally active Cas protein from a parent or wild type Cas protein, wherein the conditionally active Cas protein is: (1) under normal physiological conditions inside a normal cell; (2) an enzyme activity that is decreased compared to that of the parental or wild-type Cas protein under abnormal conditions inside the target cell, such as one of the affected cells discussed above. activity. In some embodiments, the normal physiological condition is an approximately neutral intracellular pH, and the abnormal condition is a different intracellular pH that is above or below neutral. In certain embodiments, the abnormal condition is an intracellular pH of 7.2-7.65 or an intracellular pH of 6.5-6.8.

一部の実施形態において、条件的活性型Casタンパク質は、本発明の条件的活性型ウイルス粒子を使用して標的細胞に送達し得る。条件的活性型ウイルス粒子は、条件的活性型Casタンパク質と、Casタンパク質がゲノムDNAを編集することになる位置にCasタンパク質を導くための少なくとも1つのガイドRNAとを含む。 In some embodiments, conditionally active Cas proteins can be delivered to target cells using conditionally active viral particles of the invention. A conditionally active viral particle comprises a conditionally active Cas protein and at least one guide RNA to direct the Cas protein to a location where the Cas protein will edit genomic DNA.

多重特異性抗体は、多重特異性抗体が結合し得る標的(抗原)の全て又はほとんどを含有する優先的標的組織において高い選択性を有する。例えば、二重特異性抗体は、抗原のうち一方のみを発現し得る非標的細胞と比較して、その二重特異性抗体によって認識される抗原の両方を発現する標的細胞により高い選好性を示すことにより、標的細胞に対する選択性を提供する。従って、この系のダイナミズムに起因して、平衡状態ではより多くの二重特異性抗体が非標的細胞と比べて標的細胞に結合する。 Multispecific antibodies have high selectivity in preferential target tissues that contain all or most of the target (antigen) to which the multispecific antibody can bind. For example, a bispecific antibody exhibits a higher preference for target cells that express both antigens recognized by the bispecific antibody compared to non-target cells that may express only one of the antigens. This provides selectivity for target cells. Therefore, due to the dynamism of this system, at equilibrium more bispecific antibodies bind to target cells compared to non-target cells.

本明細書において操作される多重特異性抗体、又はそれらの抗原認識フラグメントは、本発明のキメラ抗原受容体のASTRとして使用し得る。 The multispecific antibodies engineered herein, or antigen-recognizing fragments thereof, can be used as ASTRs of the chimeric antigen receptors of the invention.

細胞傷害性細胞の操作
スクリーニング工程によって条件的活性型ASTRが同定されると、個々のドメインをコードするポリヌクレオチド配列をライゲートして単一のポリヌクレオチド配列(CAR遺伝子、これは条件的活性型CARをコードする)を形成することにより、キメラ抗原受容体をアセンブルし得る。個々のドメインには、条件的活性型ASTR、TM、及びISDが含まれる。一部の実施形態において、ab ESD及びCSDを含めた他のドメインもまたCARに導入され得る(図1)。条件的活性型CARが二重特異性CARである場合、CAR遺伝子は、例えば、N末端からC末端の向きに以下の構成:N末端シグナル配列-ASTR1-リンカー-ASTR2-細胞外スペーサードメイン-膜貫通ドメイン-共刺激ドメイン-細胞内シグナル伝達ドメインであってもよい。一実施形態において、かかるCAR遺伝子は2つ以上の共刺激ドメインを含み得る。
Cytotoxic Cell Engineering Once a conditionally active ASTR is identified by the screening process, the polynucleotide sequences encoding the individual domains are ligated to form a single polynucleotide sequence (the CAR gene, which is a conditionally active CAR A chimeric antigen receptor can be assembled by forming a protein (encoding). Individual domains include conditionally active ASTR, TM, and ISD. In some embodiments, other domains may also be introduced into the CAR, including the ab ESD and CSD (Figure 1). If the conditionally active CAR is a bispecific CAR, the CAR gene has the following configuration, for example, in the N-terminal to C-terminal direction: N-terminal signal sequence-ASTR1-linker-ASTR2-extracellular spacer domain-membrane. It may be a transmembrane domain-co-stimulatory domain-intracellular signaling domain. In one embodiment, such a CAR gene may contain two or more costimulatory domains.

或いは、条件的活性型CARをコードするポリヌクレオチド配列は、N末端からC末端の向きに以下の構成:N末端シグナル配列-ASTR1-リンカー-ASTR2-膜貫通ドメイン-共刺激ドメイン-細胞内シグナル伝達ドメインであってもよい。ある実施形態では、かかるCARは2つ以上の共刺激ドメインを含み得る。CARが3つ以上のASTRを含む場合、CARをコードするポリヌクレオチド配列は、N末端からC末端の向きに以下の構成:N末端シグナル配列-ASTR1-リンカー-ASTR2-リンカー-(抗原特異的標的領域)n-膜貫通ドメイン-共刺激ドメイン-細胞内シグナル伝達ドメインであってもよい。かかるCARは細胞外スペーサードメインをさらに含み得る。各ASTRはリンカーによって隔てられていてもよい。ある実施形態では、かかるCARは2つ以上の共刺激ドメインを含み得る。 Alternatively, a polynucleotide sequence encoding a conditionally active CAR has the following configuration in N-terminal to C-terminal orientation: N-terminal signal sequence-ASTR1-linker-ASTR2-transmembrane domain-co-stimulatory domain-intracellular signaling. It may be a domain. In certain embodiments, such a CAR may include two or more co-stimulatory domains. When a CAR contains three or more ASTRs, the polynucleotide sequence encoding the CAR has the following configuration from N-terminus to C-terminus: N-terminal signal sequence - ASTR1 - linker - ASTR2 - linker - (antigen-specific target region) n - transmembrane domain - costimulatory domain - intracellular signal transduction domain. Such CARs may further include an extracellular spacer domain. Each ASTR may be separated by a linker. In certain embodiments, such a CAR may include two or more co-stimulatory domains.

条件的活性型CARは発現ベクターによって細胞傷害性細胞に導入される。本発明の条件的活性型CARをコードするポリヌクレオチド配列を含む発現ベクターもまた、本明細書に提供される。好適な発現ベクターとしては、レンチウイルスベクター、γレトロウイルスベクター、フォーミーウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、アデノウイルスベクター、遺伝子工学的に操作されたハイブリッドウイルス、ネイキッドDNA、例えば限定はされないが、トランスポゾン媒介性ベクター、例えばSleeping Beauty、Piggybak、及びインテグラーゼ、例えばPhi31が挙げられる。一部の他の好適な発現ベクターとしては、単純ヘルペスウイルス(HSV)及びレトロウイルス発現ベクターが挙げられる。 Conditionally active CAR is introduced into cytotoxic cells by an expression vector. Expression vectors containing polynucleotide sequences encoding conditionally active CARs of the invention are also provided herein. Suitable expression vectors include, but are not limited to, lentiviral vectors, gamma retroviral vectors, foamy viral vectors, adeno-associated virus (AAV) vectors, adenoviral vectors, genetically engineered hybrid viruses, naked DNA, etc. , transposon-mediated vectors such as Sleeping Beauty, Piggybak, and integrases such as Phi31. Some other suitable expression vectors include herpes simplex virus (HSV) and retroviral expression vectors.

アデノウイルス発現ベクターはアデノウイルスをベースとし、これはゲノムDNAへの組み込み能力が低く、しかし宿主細胞のトランスフェクション効率は高い。アデノウイルス発現ベクターは、(a)発現ベクターのパッケージングの補助、及び(b)宿主細胞におけるCAR遺伝子の最終的な発現に十分なアデノウイルス配列を含む。アデノウイルスゲノムは36kbの線状二本鎖DNAであり、ここでは本発明の発現ベクターを作製するため外来性DNA配列(CAR遺伝子など)が挿入されて、アデノウイルスDNAの大きいフラグメントを置換し得る(Grunhaus and Horwitz,“Adenoviruses as cloning vectors,”Seminars Virol.,vol.3,pages 237-252,1992)。 Adenovirus expression vectors are based on adenovirus, which has a low ability to integrate into genomic DNA, but a high transfection efficiency of host cells. The adenoviral expression vector contains sufficient adenoviral sequences to (a) assist in packaging the expression vector, and (b) ultimately express the CAR gene in the host cell. The adenovirus genome is a 36 kb linear double-stranded DNA in which foreign DNA sequences (such as the CAR gene) can be inserted to replace large fragments of the adenovirus DNA to create the expression vectors of the invention. (Grunhaus and Horwitz, “Adenoviruses as cloning vectors,” Seminars Virol., vol. 3, pages 237-252, 1992).

別の発現ベクターはアデノ随伴ウイルスをベースとし、これはアデノウイルスカップリングシステムを利用するものである。このAAV発現ベクターは宿主ゲノムへの組込み頻度が高い。これは非分裂細胞さえ感染させることができ、従って例えば組織培養又はインビボでの哺乳類細胞への遺伝子送達に有用となる。AAVベクターは、感染力に関して広い宿主域を有する。AAVベクターの作成及び使用に関する詳細は、米国特許第5,139,941号明細書及び同第4,797,368号明細書に記載される。 Another expression vector is based on adeno-associated viruses, which utilizes the adenovirus coupling system. This AAV expression vector has a high frequency of integration into the host genome. It is capable of infecting even non-dividing cells, thus making it useful for gene delivery to mammalian cells, eg in tissue culture or in vivo. AAV vectors have a wide host range in terms of infectivity. Details regarding the construction and use of AAV vectors are described in US Pat. No. 5,139,941 and US Pat. No. 4,797,368.

レトロウイルス発現ベクターは、宿主ゲノムに組み込まれ、多量の外来性遺伝物質を送達し、広域の種及び細胞型を感染させ、及び特定の細胞株にパッケージングされる能力を有する。レトロウイルスベクターは、核酸(例えば、CARをコードするもの)をウイルスゲノムの特定の位置に挿入して複製欠損のウイルスを作製することによって構築される。レトロウイルスベクターは幅広い種類の細胞型を感染させることができるが、CAR遺伝子の組込み及び安定発現には宿主細胞の分裂が必要である。 Retroviral expression vectors have the ability to integrate into the host genome, deliver large amounts of foreign genetic material, infect a wide range of species and cell types, and be packaged into specific cell lines. Retroviral vectors are constructed by inserting a nucleic acid (eg, encoding a CAR) into a specific location in the viral genome to create a replication-defective virus. Although retroviral vectors can infect a wide variety of cell types, integration and stable expression of the CAR gene requires host cell division.

レンチウイルスベクターはレンチウイルスに由来し、これは、一般的なレトロウイルス遺伝子gag、pol、及びenvに加えて、調節又は構造上の機能を有する他の遺伝子を含有する複合的レトロウイルスである(米国特許第6,013,516号明細書及び同第5,994,136号明細書)。レンチウイルスのいくつかの例としては、ヒト免疫不全ウイルス(HIV-1、HIV-2)及びサル免疫不全ウイルス(SIV)が挙げられる。レンチウイルスベクターはHIV病原性遺伝子の多重弱毒化によって作成されており、例えば、遺伝子env、vif、vpr、vpu及びnefを欠失させることで、ベクターが生物学的に安全にされている。レンチウイルスベクターは非分裂細胞を感染させる能力を有し、インビボ及びエキソビボの両方でのCAR遺伝子の遺伝子導入及び発現に使用することができる(米国特許第5,994,136号明細書)。 Lentiviral vectors are derived from lentiviruses, which are complex retroviruses that contain the common retroviral genes gag, pol, and env, as well as other genes with regulatory or structural functions ( (U.S. Pat. No. 6,013,516 and U.S. Pat. No. 5,994,136). Some examples of lentiviruses include human immunodeficiency virus (HIV-1, HIV-2) and simian immunodeficiency virus (SIV). Lentiviral vectors have been created by multiple attenuation of HIV virulence genes, eg, by deletion of the genes env, vif, vpr, vpu and nef, making the vector biologically safe. Lentiviral vectors have the ability to infect non-dividing cells and can be used for gene transfer and expression of CAR genes both in vivo and ex vivo (US Pat. No. 5,994,136).

条件的活性型CAR遺伝子を含む発現ベクターは、当業者に公知の任意の手段によって宿主細胞に導入することができる。発現ベクターは、必要であれば、トランスフェクション用のウイルス配列を含み得る。或いは、発現ベクターは、融合、電気穿孔、微粒子銃、トランスフェクション、リポフェクションなどによって導入されてもよい。宿主細胞は発現ベクターの導入前に培養下で成長及び拡大させてもよく、続いてベクターの導入及び組込みに適切な処理が行われ得る。次に宿主細胞を拡大し、ベクターに存在するマーカーによってスクリーニングする。使用し得る様々なマーカーには、hprt、ネオマイシン耐性、チミジンキナーゼ、ハイグロマイシン耐性等が含まれる。本明細書で使用されるとき、用語「細胞」、「細胞株」、及び「細胞培養物」は同義的に用いられ得る。一部の実施形態において、宿主細胞は、T細胞、NK細胞及びNKT細胞である。 Expression vectors containing conditionally active CAR genes can be introduced into host cells by any means known to those skilled in the art. The expression vector may contain viral sequences for transfection, if necessary. Alternatively, expression vectors may be introduced by fusion, electroporation, particle bombardment, transfection, lipofection, and the like. The host cells may be grown and expanded in culture prior to introduction of the expression vector, followed by appropriate treatments for introduction and integration of the vector. The host cells are then expanded and screened by markers present on the vector. A variety of markers that can be used include hprt, neomycin resistance, thymidine kinase, hygromycin resistance, and the like. As used herein, the terms "cell," "cell line," and "cell culture" may be used interchangeably. In some embodiments, the host cells are T cells, NK cells and NKT cells.

別の態様において、本発明はまた、本発明の条件的活性型CARを含んでそれを安定に発現する遺伝子操作された細胞傷害性細胞も提供する。一実施形態において、遺伝子操作細胞としては、治療的に関連性のある子孫を生じる能力を有するTリンパ球(T細胞)、ナイーブT細胞(TN)、メモリーT細胞(例えば、セントラルメモリーT細胞(TCM)、エフェクターメモリー細胞(TEM))、ナチュラルキラー細胞、及びマクロファージが挙げられる。別の実施形態において、遺伝子操作細胞は自己細胞である。好適なT細胞の例としては、CD4+/CD8-、CD4-/CD8+、CD4-/CD8-又はCD4+/CD8+T細胞が挙げられる。T細胞は、CD4+/CD8-及びCD4-/CD8+細胞の混合集団又は単一のクローンの集団であってもよい。本発明のCD4+T細胞はまた、標的抗原を発現する細胞(例えばCD20+及び/又はCD19+腫瘍細胞)とインビトロで共培養すると、IL-2、IFN-γ、TNF-α及び他のT細胞エフェクターサイトカインも産生し得る。本発明のCD8+T細胞は、標的抗原を発現する細胞を溶解させ得る。一部の実施形態において、T細胞は、CD45RA+ CD62L+ナイーブ細胞、CD45RO CD62I7セントラルメモリー細胞、CD62L"エフェクターメモリー細胞又はこれらの組み合わせのうちの任意の1つ又はそれ以上であり得る(Berger et al.,“Adoptive transfer of virus-specific and tumor-specific T cell immunity,”Curr.Opin.Immunol.,vol.21,pages 224-232,2009)。 In another aspect, the invention also provides genetically engineered cytotoxic cells comprising and stably expressing a conditionally active CAR of the invention. In one embodiment, the genetically engineered cells include T lymphocytes (T cells), naive T cells (T N ), memory T cells (e.g., central memory T cells) that have the ability to generate therapeutically relevant progeny. (T CM ), effector memory cells (T EM )), natural killer cells, and macrophages. In another embodiment, the genetically engineered cells are autologous cells. Examples of suitable T cells include CD4 + /CD8 - , CD4 - /CD8 + , CD4 - /CD8 - or CD4 + /CD8 + T cells. T cells may be a mixed population of CD4 + /CD8 and CD4 /CD8 + cells or a single clonal population. CD4 + T cells of the invention also exhibit IL-2, IFN-γ, TNF-α, and other T cells when co-cultured in vitro with cells expressing target antigens (e.g., CD20 + and/or CD19 + tumor cells). Cellular effector cytokines may also be produced. CD8 + T cells of the invention are capable of lysing cells expressing target antigens. In some embodiments, the T cells can be any one or more of CD45RA + CD62L + naive cells, CD45RO CD62I7 central memory cells, CD62L " effector memory cells, or combinations thereof (Berger et al. ., “Adaptive transfer of virus-specific and tumor-specific T cell immunity,” Curr. Opin. Immunol., vol. 21, pages 224-232, 2009).

遺伝子操作された細胞傷害性細胞は、本発明のCAR遺伝子を含む発現ベクターを宿主細胞に安定にトランスフェクトすることによって作製し得る。発現ベクターを使用して細胞傷害性細胞を遺伝子操作するさらなる方法には、化学的形質転換方法(例えば、リン酸カルシウム、デンドリマー、リポソーム及び/又はカチオン性ポリマーの使用)、非化学的形質転換方法(例えば、電気穿孔、光学的形質転換、遺伝子エレクトロトランスファー及び/又は流体力学的デリバリー)及び/又は粒子ベースの方法(例えば、インペールフェクション(impalefection)、遺伝子銃の使用及び/又はマグネトフェクション)が含まれる。再配列されていない組み込まれた単一のベクターの存在を示し且つ条件的活性型CARを発現するトランスフェクト細胞が、エキソビボで拡大され得る。 Genetically engineered cytotoxic cells can be generated by stably transfecting host cells with expression vectors containing the CAR genes of the invention. Additional methods of genetically engineering cytotoxic cells using expression vectors include chemical transformation methods (e.g., use of calcium phosphate, dendrimers, liposomes and/or cationic polymers), non-chemical transformation methods (e.g. , electroporation, optical transformation, gene electrotransfer and/or hydrodynamic delivery) and/or particle-based methods (e.g. impalefection, use of gene guns and/or magnetofection). It will be done. Transfected cells exhibiting the presence of a single unrearranged integrated vector and expressing conditionally active CAR can be expanded ex vivo.

発現ベクターを宿主細胞に導入するための物理的方法としては、リン酸カルシウム沈殿、リポフェクション、粒子ボンバードメント、マイクロインジェクション、電気穿孔などが挙げられる。ベクター及び/又は外因性核酸を含む細胞の作製方法は当該技術分野において周知である。例えば、Sambrook et al.(2001,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,New York)を参照のこと。発現ベクターを宿主細胞に導入するための化学的方法としては、コロイド分散系、例えば、巨大分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズ、及び脂質ベースのシステム、例えば、水中油型エマルション、ミセル、混合ミセル、及びリポソームが挙げられる。 Physical methods for introducing expression vectors into host cells include calcium phosphate precipitation, lipofection, particle bombardment, microinjection, electroporation, and the like. Methods for producing cells containing vectors and/or exogenous nucleic acids are well known in the art. For example, Sambrook et al. (2001, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, New York). Chemical methods for introducing expression vectors into host cells include colloidal dispersion systems, such as macromolecular complexes, nanocapsules, microspheres, beads, and lipid-based systems, such as oil-in-water emulsions, micelles, Included are mixed micelles and liposomes.

CAR遺伝子を含有する発現ベクターを宿主細胞に導入した後、CAR遺伝子が発現し、そのようにして標的抗原に結合することのできるCAR分子が作製されることになる。作製されたCAR分子は膜貫通ドメインを有するため膜貫通タンパク質になる。次に宿主細胞がCAR-T細胞などのCAR細胞に変換されることになる。CAR分子を含む操作された細胞傷害性細胞、例えばCAR-T細胞を作製する方法については、例えば、(Cartellieri et al.,「癌免疫療法のためのキメラ抗原受容体が操作されたT細胞(Chimeric antigen receptor-engineered T cells for immunotherapy of cancer)」,Journal of Biomedicine and Biotechnology,vol.2010,Article ID 956304,2010;及びMa et al.,「操作されたT細胞の特異性及び活性を制御するための多目的戦略(Versatile strategy for controlling the specificity and activity of engineered T cells)」,PNAS,vol.113,E450-E458,2016)に記載されている。 After introducing the expression vector containing the CAR gene into a host cell, the CAR gene will be expressed, thus creating a CAR molecule capable of binding the target antigen. The produced CAR molecule has a transmembrane domain and thus becomes a transmembrane protein. The host cells will then be converted into CAR cells, such as CAR-T cells. For methods of generating engineered cytotoxic cells, such as CAR-T cells, containing CAR molecules, see, for example (Cartellieri et al., "Chimeric Antigen Receptor Engineered T Cells for Cancer Immunotherapy"). "Chimeric antigen receptor-engineered T cells for immunotherapy of cancer", Journal of Biomedicine and Biotechnology, vol. 201 0, Article ID 956304, 2010; and Ma et al., “Controlling the specificity and activity of engineered T cells. ``Versatile strategy for controlling the specificity and activity of engineered T cells'', PNAS, vol. 113, E450-E458, 2016) It is listed.

望ましい条件的活性型CARを発現させるための細胞傷害性細胞の遺伝子修飾前か、それとも遺伝子修飾後かに関わらず、例えば、米国特許第6,352,694号明細書;同第6,534,055号明細書;同第6,905,680号明細書;同第6,692,964号明細書;同第5,858,358号明細書;同第6,887,466号明細書;同第6,905,681号明細書;同第7,144,575号明細書;同第7,067,318号明細書;同第7,172,869号明細書;同第7,232,566号明細書;同第7,175,843号明細書;同第5,883,223号明細書;同第6,905,874号明細書;同第6,797,514号明細書;同第6,867,041号明細書;及び米国特許出願公開第20060121005号明細書に記載されるような方法を用いて細胞を活性化し、数を拡大することができる。例えば、本発明のT細胞は、CD3/TCR複合体関連シグナルを刺激する薬剤及びT細胞の表面上の共刺激分子を刺激するリガンドが結合している表面に接触させることにより拡大し得る。詳細には、T細胞集団は、表面に固定化された抗CD3抗体、又はその抗原結合フラグメント、又は抗CD2抗体に接触させることによるか、又はカルシウムイオノフォアと共にプロテインキナーゼCアクチベーター(例えば、ブリオスタチン)に接触させることにより刺激し得る。T細胞の表面上のアクセサリー分子の共刺激には、そのアクセサリー分子と結合するリガンドが用いられる。例えば、T細胞は、T細胞の増殖を刺激するのに適切な条件下で抗CD3抗体及び抗CD28抗体に接触させることができる。CD4+T細胞又はCD8+T細胞のいずれの増殖を刺激するにも、抗CD3抗体及び抗CD28抗体。抗CD28抗体の例としては、9.3、B-T3、XR-CD28(Diaclone、Besancon,France)が挙げられ、これらは、当該技術分野において一般に知られている他の方法と同様に、本発明において使用することができる(Berg et al.,Transplant Proc.30(8):3975-3977,1998;Haanen et al.,J.Exp.Med.190(9):13191328,1999;Garland et al.,J.Immunol.Meth.227(1-2):53-63,1999)。 Whether before or after genetic modification of cytotoxic cells to express the desired conditionally active CAR, e.g., U.S. Pat. No. 6,352,694; Specification No. 055; Specification No. 6,905,680; Specification No. 6,692,964; Specification No. 5,858,358; Specification No. 6,887,466; Specification No. 6,905,681; Specification No. 7,144,575; Specification No. 7,067,318; Specification No. 7,172,869; Specification No. 7,232,566 Specification of No. 7,175,843; Specification of No. 5,883,223; Specification of No. 6,905,874; Specification of No. 6,797,514; Cells can be activated and expanded in number using methods such as those described in US Pat. No. 6,867,041; and US Patent Application Publication No. 20060121005. For example, T cells of the invention can be expanded by contacting a surface that has bound an agent that stimulates CD3/TCR complex associated signals and a ligand that stimulates co-stimulatory molecules on the surface of the T cell. In particular, T cell populations are isolated by contacting surface-immobilized anti-CD3 antibodies, or antigen-binding fragments thereof, or anti-CD2 antibodies, or by contacting protein kinase C activators (e.g., bryostatin) together with calcium ionophores. ) can be stimulated by contact with Co-stimulation of accessory molecules on the surface of T cells involves the use of ligands that bind to the accessory molecules. For example, T cells can be contacted with anti-CD3 and anti-CD28 antibodies under conditions appropriate to stimulate T cell proliferation. Anti-CD3 and anti-CD28 antibodies to stimulate proliferation of either CD4 + T cells or CD8 + T cells. Examples of anti-CD28 antibodies include 9.3, B-T3, XR-CD28 (Diaclone, Besancon, France), which are used in this book as well as other methods commonly known in the art. (Berg et al., Transplant Proc. 30(8): 3975-3977, 1998; Haanen et al., J. Exp. Med. 190(9): 13191328, 1999; Garland et al. ., J. Immunol. Meth. 227(1-2):53-63, 1999).

様々な実施形態において、本発明は、薬学的に受容可能な賦形剤と本発明の条件的活性型CARの治療有効量とを含む医薬組成物を提供する。この組成物中の条件的活性型CARは、CARをコードするポリヌクレオチド、CARを含むタンパク質又はCARタンパク質を発現する遺伝子修飾細胞のうちの任意の1つ又はそれ以上であり得る。CARタンパク質は薬学的に受容可能な塩の形態であってもよい。薬学的に受容可能な塩とは、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウムなどの塩、及びプロカイン、ジベンジルアミン、エチレンジアミン、エタノールアミン、メチルグルカミン、タウリンなどのアミン塩、並びに塩酸塩などの酸付加塩、及び塩基性アミノ酸などを含めた、製薬工業において治療的タンパク質の塩として使用し得る塩を指す。 In various embodiments, the invention provides pharmaceutical compositions comprising a pharmaceutically acceptable excipient and a therapeutically effective amount of a conditionally active CAR of the invention. The conditionally active CAR in the composition can be any one or more of a polynucleotide encoding a CAR, a protein comprising a CAR, or a genetically modified cell that expresses a CAR protein. CAR proteins may be in the form of pharmaceutically acceptable salts. Pharmaceutically acceptable salts include, for example, salts such as sodium, potassium, and calcium, and amine salts such as procaine, dibenzylamine, ethylenediamine, ethanolamine, methylglucamine, taurine, and acid addition salts such as hydrochloride. Refers to salts that can be used as salts of therapeutic proteins in the pharmaceutical industry, including salts, basic amino acids, and the like.

薬学的に受容可能な賦形剤としては、概して安全で非毒性の望ましい医薬組成物の調製において有用な任意の賦形剤を挙げることができ、動物への使用並びにヒト医薬品としての使用が許容される賦形剤が挙げられる。かかる賦形剤は、固体、液体、半固体、又はエアロゾル組成物の場合には気体であり得る。ある種の賦形剤は薬学的に受容可能な担体を含み、これは組成物を増強し若しくは安定化させ、又は組成物の調製を促進するために添加され得るものである。液体担体としては、シロップ、ピーナッツ油、オリーブ油、グリセリン、生理食塩水、アルコール及び水が挙げられる。固体担体としては、デンプン、ラクトース、硫酸カルシウム、二水和物、白土、ステアリン酸マグネシウム又はステアリン酸、タルク、ペクチン、アカシア、寒天及びゼラチンが挙げられる。担体はまた、徐放材料、例えばモノステアリン酸グリセリル又はジステアリン酸グリセリルを単独で、又はワックスと共に含み得る。 Pharmaceutically acceptable excipients include any excipient useful in the preparation of desirable pharmaceutical compositions that are generally safe, non-toxic, and acceptable for use in animals as well as in human medicine. Examples include excipients that can be used. Such excipients can be solid, liquid, semi-solid, or gaseous in the case of aerosol compositions. Certain excipients include pharmaceutically acceptable carriers, which can be added to enhance or stabilize the composition, or to facilitate its preparation. Liquid carriers include syrup, peanut oil, olive oil, glycerin, saline, alcohol and water. Solid carriers include starch, lactose, calcium sulfate, dihydrate, terra alba, magnesium stearate or stearic acid, talc, pectin, acacia, agar and gelatin. The carrier can also include a sustained release material, such as glyceryl monostearate or glyceryl distearate, alone or with a wax.

薬学的に受容可能な担体は、一部には、投与される詳細な組成物によって決まるとともに、組成物の投与に用いられる詳細な方法によっても決まる。従って、本発明の医薬組成物の好適な製剤は多種多様である。例えば緩衝生理食塩水など、種々の水性担体が用いられ得る。これらの溶液は無菌であり、概して望ましくない物質を含まない。これらの組成物は、従来の周知の滅菌技術によって滅菌され得る。組成物は、pH調整剤及び緩衝剤、毒性調整剤など、例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなど、生理条件を近似するため適宜薬学的に受容可能な補助物質を含有し得る。これらの製剤中のCARの濃度は幅広く異なり得るとともに、主に液量、粘度、及び体重に基づき、選択された詳細な投与方法及び患者の必要性に従い選択されることになる。 Pharmaceutically acceptable carriers will depend, in part, on the particular composition being administered, as well as on the particular method used to administer the composition. Accordingly, suitable formulations of the pharmaceutical compositions of the present invention vary widely. Various aqueous carriers can be used, such as buffered saline. These solutions are sterile and generally free of undesirable substances. These compositions may be sterilized by conventional, well-known sterilization techniques. The composition may contain appropriate pharmaceutically acceptable auxiliary substances to approximate physiological conditions, such as pH adjusting agents and buffering agents, toxicity adjusting agents, etc., for example, sodium acetate, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, sodium lactate, etc. May contain. The concentration of CAR in these formulations can vary widely and will be selected according to the particular administration method chosen and the needs of the patient, primarily based on fluid volume, viscosity, and body weight.

様々な実施形態において、本発明に係る医薬組成物は、任意の好適な投与経路による送達用に製剤化され得る。「投与経路」は、限定はされないが、エアロゾル、経鼻、経口、静脈内、筋肉内、腹腔内、吸入、経粘膜、経皮、非経口、植込み型ポンプ、持続注入、局所適用、カプセル及び/又は注射を含めた、当該技術分野において公知の任意の投与経路を指し得る。 In various embodiments, pharmaceutical compositions of the present invention may be formulated for delivery by any suitable route of administration. "Route of Administration" includes, but is not limited to, aerosol, nasal, oral, intravenous, intramuscular, intraperitoneal, inhalation, transmucosal, transdermal, parenteral, implantable pump, continuous infusion, topical application, capsule and It may refer to any route of administration known in the art, including/or injection.

本発明に係る医薬組成物は、経口投与用にカプセル化され、錠剤化され、又はエマルション若しくはシロップ中に調製されてもよい。医薬組成物は、錠剤形態については粉砕、混合、顆粒化、及び圧縮(必要な場合);又は硬ゼラチンカプセル形態については粉砕、混合及び充填が関わる従来の製薬技術に従い作製される。液体担体が用いられる場合、製剤は、シロップ、エリキシル剤、エマルション又は水性若しくは非水性懸濁液の形態であり得る。かかる液体製剤は直接経口投与されてもよく、又は軟ゼラチンカプセルに充填されてもよい。 Pharmaceutical compositions according to the invention may be encapsulated, tableted, or prepared in emulsions or syrups for oral administration. The pharmaceutical compositions are made according to conventional pharmaceutical techniques involving crushing, mixing, granulating, and compressing (if necessary) for tablet forms; or crushing, mixing, and filling for hard gelatin capsule forms. If a liquid carrier is used, the formulation may be in the form of a syrup, elixir, emulsion or aqueous or non-aqueous suspension. Such liquid formulations may be administered directly orally or filled into soft gelatin capsules.

医薬組成物は、(a)液状溶液、例えば、水、生理食塩水又はPEG 400などの希釈剤中に懸濁された有効量のパッケージングされた核酸;(b)各々が液体、固体、顆粒又はゼラチンとしての所定量の活性成分を含有するカプセル、サシェ又は錠剤;(c)適切な液体中の懸濁液;及び(d)好適なエマルションとして製剤化され得る。特に、好適な剤形としては、限定はされないが、錠剤、丸薬、散剤、糖衣剤、カプセル、液剤、ロゼンジ、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液等が挙げられる。 The pharmaceutical composition comprises (a) an effective amount of the packaged nucleic acid suspended in a liquid solution, e.g., water, saline, or a diluent such as PEG 400; (b) each of a liquid, solid, granular or capsules, sachets or tablets containing a predetermined amount of the active ingredient as gelatin; (c) a suspension in a suitable liquid; and (d) a suitable emulsion. In particular, suitable dosage forms include, but are not limited to, tablets, pills, powders, dragees, capsules, solutions, lozenges, gels, syrups, slurries, suspensions, and the like.

固形製剤は、例えば、ラクトース、スクロース、マンニトール、又はソルビトールなどの糖類;トウモロコシ、コムギ、コメ、ジャガイモ、又は他の植物由来のデンプン;メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(hydroxypropyhnethyl cellulose)、及びナトリウムカルボキシメチルセルロースなどのセルロース;並びにアラビア及びトラガカントを含めたゴム;及びタンパク質、例えばゼラチン及びコラーゲンを含めた、炭水化物又はタンパク質充填剤などの好適な固体賦形剤を含む。架橋ポリビニルピロリドン、寒天、アルギン酸、又はアルギン酸ナトリウムなどのその塩など、崩壊剤又は可溶化剤が添加されてもよい。錠剤形態は、ラクトース、スクロース、マンニトール、ソルビトール、リン酸カルシウム、コーンスターチ、ジャガイモデンプン、トラガカント、微結晶性セルロース、アカシア、ゼラチン、コロイド状二酸化ケイ素、クロスカルメロースナトリウム(croscannellose sodium)、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、及び他の賦形剤、着色料、充填剤、結合剤、希釈剤、緩衝剤、湿潤剤、保存剤、香味剤、色素、崩壊剤、及び薬学的に受容可能な担体のうちの1つ以上を含み得る。 Solid formulations include, for example, sugars such as lactose, sucrose, mannitol, or sorbitol; starches derived from corn, wheat, rice, potato, or other plants; methylcellulose, hydroxypropyhnethyl cellulose, and sodium carboxymethylcellulose. Suitable solid excipients include carbohydrate or protein fillers, including cellulose; and gums, including arabic and tragacanth; and proteins, such as gelatin and collagen. Disintegrants or solubilizers may be added, such as cross-linked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid, or its salts such as sodium alginate. The tablet form contains lactose, sucrose, mannitol, sorbitol, calcium phosphate, corn starch, potato starch, tragacanth, microcrystalline cellulose, acacia, gelatin, colloidal silicon dioxide, croscannellose sodium, talc, magnesium stearate, of stearic acid and other excipients, colorants, fillers, binders, diluents, buffers, wetting agents, preservatives, flavoring agents, dyes, disintegrants, and pharmaceutically acceptable carriers. may include one or more.

液体懸濁剤は、水性懸濁剤の製造に適する賦形剤との混合物中に、条件的活性型CARを有する。そのような賦形剤には、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、トラガカントガム及びアラビアガムのような懸濁化剤、及び天然に存在するホスファチド(例えばレシチン)、アルキレンオキシドと脂肪酸との縮合生成物(例えばポリオキシエチレンステアレート)、エチレンオキシドと長鎖脂肪族アルコールとの縮合生成物(例えばヘプタデカエチレンオキシセタノール)、エチレンオキシドと脂肪酸及びヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物(例えばポリエチレンソルビトールモノオレート)、又はエチレンオキシドと脂肪酸及び無水ヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物(例えばポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)のような核酸剤又は湿潤剤を含むことが出来る。液体懸濁剤はまた、エチル又はn-プロピル-p-ヒドロキシベンゾエートなどの1つ又は複数の保存剤、1つ又は複数の着色剤、1つ又は複数の香味料、並びにスクロース、アスパルテーム又はサッカリンなどの1つ又は複数の甘味料を含有することが出来る。製剤は浸透圧について調整されてもよい。 Liquid suspensions have the conditionally active CAR in admixture with excipients suitable for the manufacture of aqueous suspensions. Such excipients include suspending agents such as sodium carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, sodium alginate, polyvinylpyrrolidone, gum tragacanth and gum arabic, and naturally occurring phosphatides (e.g. lecithin), alkylene oxides, etc. condensation products of ethylene oxide with fatty acids (e.g. polyoxyethylene stearate), condensation products of ethylene oxide with long-chain aliphatic alcohols (e.g. heptadecaethylene oxycetanol), partial esters derived from ethylene oxide and fatty acids and hexitols. Nucleic acid agents or wetting agents such as condensation products (e.g. polyethylene sorbitol monooleate) or condensation products of ethylene oxide with partial esters derived from fatty acids and hexitol anhydride (e.g. polyoxyethylene sorbitan monooleate) may be included. I can do it. Liquid suspensions may also contain one or more preservatives, such as ethyl or n-propyl-p-hydroxybenzoate, one or more coloring agents, one or more flavoring agents, and sucrose, aspartame or saccharin. may contain one or more sweeteners. The formulation may be adjusted for osmotic pressure.

トローチ剤形は、活性成分を通常、スクロース及びアカシア又はトラガカントといった香味料中に有し、また、香錠剤は、ゼラチン及びグリセリン又はスクロース及びアカシア乳剤、ゲル剤などの、不活性基材中に活性成分を有し、これらの活性成分に加え当該技術分野で既知の担体を有することが出来る。条件的活性型CARは、経口投与されるとき、消化から保護されていなければならないと理解されている。これは、一般的には、条件的CARを、酸性的及び酵素的な加水分解への耐性を付与する組成物と複合体を作ることによって、或いは条件的活性型CARを、リポソームなどの適切な耐性を持つ担体中に包装することによって、達成される。タンパク質を消化から保護する方法は、当該技術分野において公知である。医薬組成物は、例えば、リポソーム中に、又は活性成分を徐放出来るようにする製剤中に、封入することが出来る。 Lozenges usually have the active ingredient in a flavoring such as sucrose and acacia or tragacanth, and pastilles have the active ingredient in an inert base such as gelatin and glycerin or a sucrose and acacia emulsion, a gel. In addition to these active ingredients, they can have carriers known in the art. It is understood that conditionally active CARs must be protected from digestion when administered orally. This is generally done by conjugating the conditional CAR with a composition that confers resistance to acidic and enzymatic hydrolysis, or by conjugating the conditionally active CAR to a suitable CAR, such as a liposome. This is achieved by packaging it in a resistant carrier. Methods of protecting proteins from digestion are known in the art. Pharmaceutical compositions can be encapsulated, for example, in liposomes or in formulations that provide for sustained release of the active ingredient.

本医薬組成物は、吸入による投与のため、エアロゾル製剤として製剤化されてもよい(例えばそれらは「噴霧」することができる)。エアロゾル製剤は、加圧された許容可能な噴射剤、例えば、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素などの中に置かれ得る。直腸投与に好適な製剤には、例えば、坐剤基剤と共にパッケージング核酸からなる坐薬が含まれる。好適な坐剤基剤としては、天然若しくは合成トリグリセリド又はパラフィン炭化水素が挙げられ、加えて、例えば、液体トリグリセリド、ポリエチレングリコール、及びパラフィン炭化水素を含む基剤とパッケージング核酸との組み合わせからなるゼラチン直腸カプセルを使用することも可能である。 The pharmaceutical compositions may be formulated as aerosol formulations (eg, they can be "nebulized") for administration by inhalation. Aerosol formulations can be placed in a pressurized acceptable propellant, such as dichlorodifluoromethane, propane, nitrogen, and the like. Formulations suitable for rectal administration include, for example, suppositories consisting of the packaging nucleic acid with a suppository base. Suitable suppository bases include natural or synthetic triglycerides or paraffinic hydrocarbons, in addition to gelatin, which consists of combinations of packaging nucleic acids with bases containing, for example, liquid triglycerides, polyethylene glycols, and paraffinic hydrocarbons. It is also possible to use rectal capsules.

本医薬組成物は、例えば、関節内(intra-articular)(関節内(in the joints))、静脈内、筋肉内、皮内、腹腔内、及び皮下経路によるなど、非経口投与用に製剤化されてもよく、製剤を意図されるレシピエントの血液と等張にする抗酸化剤、緩衝液、静菌剤、及び溶質を含有し得る水性及び非水性の等張性滅菌注射溶液、並びに懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤、及び保存剤を含み得る水性及び非水性の滅菌懸濁液を含んでもよく、この発明の実施において、組成物は、例えば、静脈内注入によって、経口的に、局所的に、腹腔内に、膀胱内に又はくも膜下腔内に投与することができる。一態様において、非経口投与方法は、CARタンパク質又は遺伝子操作された細胞傷害性細胞を含む組成物に好ましい投与方法である。組成物は、好都合には単位剤形で投与されてもよく、例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.Easton Pa.,18th Ed.,1990に記載されるとおりの、製薬技術分野で周知の方法のいずれかによって調製されてもよい。静脈内投与用の製剤は、滅菌水又は生理食塩水、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール類、植物由来の油、水素化ナフタレンなど、薬学的に受容可能な担体を含有し得る。 The pharmaceutical compositions may be formulated for parenteral administration, such as by intra-articular (in the joints), intravenous, intramuscular, intradermal, intraperitoneal, and subcutaneous routes. aqueous and non-aqueous isotonic sterile injection solutions, which may contain antioxidants, buffers, bacteriostatic agents, and solutes to render the formulation isotonic with the blood of the intended recipient; In the practice of this invention, the compositions may include sterile aqueous and non-aqueous suspensions that may contain clouding agents, solubilizing agents, thickening agents, stabilizers, and preservatives; for example, by intravenous infusion. It can be administered orally, topically, intraperitoneally, intravesically or intrathecally. In one aspect, parenteral administration is a preferred method of administration for compositions comprising CAR proteins or genetically engineered cytotoxic cells. The compositions may conveniently be administered in unit dosage form, such as those available from Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co. Easton Pa. , 18th Ed. , 1990, by any method well known in the pharmaceutical art. Formulations for intravenous administration may contain pharmaceutically acceptable carriers such as sterile water or saline, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, oils of vegetable origin, hydrogenated naphthalenes, and the like.

本医薬組成物は、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、洞内、腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、腟、直腸、頬側、舌下、鼻腔内、又は経皮から選択される少なくとも1つの方法によって投与され得る。本方法は、任意選択で、条件的活性型CARの前、それと同時、又はその後に、検出可能標識又はレポーター、TNFアンタゴニスト、抗リウマチ薬、筋弛緩薬、麻薬、非ステロイド系抗炎症薬(NSAK))、鎮痛薬、麻酔薬、鎮静薬、局所麻酔薬、神経筋遮断薬、抗菌薬、抗乾癬薬、コルチコステロイド(corticosteriod)、アナボリックステロイド、エリスロポエチン、免疫化、免疫グロブリン、免疫抑制薬、成長ホルモン、ホルモン補充薬、放射性医薬品、抗うつ薬、抗精神病薬、刺激薬、喘息薬、βアゴニスト、吸入ステロイド薬、エピネフリン又はその類似体、細胞傷害性薬剤又は他の抗癌剤、メトトレキサートなどの代謝拮抗薬、又は抗増殖剤のうちの少なくとも1つから選択される少なくとも1つの化合物又はタンパク質の有効量を含む少なくとも1つの組成物を投与する工程をさらに含むことができる。 The pharmaceutical composition may be administered parenterally, subcutaneously, intramuscularly, intravenously, intraarticularly, intrabronchially, intraperitoneally, intracapsularly, intrachondrally, intrasinally, intracavitally, intracerebellarly, intracerebroventricularly, colonically. Internal, intracervical, intragastric, intrahepatic, intramyocardial, intraosseous, intrapelvic, intrapericardial, intraperitoneal, intrapleural, intraprostatic, intrapulmonary, intrarectal, intrarenal, intraretinal, intraspinal, synovial fluid. Administration may be by at least one method selected from intracapsular, intrathoracic, intrauterine, intravesical, bolus, vaginal, rectal, buccal, sublingual, intranasal, or transdermal. The method optionally includes detectable labels or reporters, TNF antagonists, antirheumatic drugs, muscle relaxants, narcotics, non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAK), before, simultaneously with, or after conditionally activated CAR. )), analgesics, anesthetics, sedatives, local anesthetics, neuromuscular blockers, antibacterial agents, antipsoriatics, corticosteroids, anabolic steroids, erythropoietin, immunizations, immunoglobulins, immunosuppressants, Metabolism of growth hormone, hormone replacement drugs, radiopharmaceuticals, antidepressants, antipsychotics, stimulants, asthma drugs, beta agonists, inhaled corticosteroids, epinephrine or its analogues, cytotoxic drugs or other anticancer drugs, methotrexate, etc. The method may further include administering at least one composition comprising an effective amount of at least one compound or protein selected from at least one of an antagonist, or an anti-proliferative agent.

本発明の遺伝子操作された細胞傷害性細胞又は医薬組成物で治療される癌の種類としては、癌腫、芽細胞腫、及び肉腫、及び特定の白血病又はリンパ性悪性腫瘍、良性及び悪性腫瘍、及び悪性疾患、例えば、肉腫、癌腫、及び黒色腫が挙げられる。癌は非固形腫瘍(血液腫瘍など)又は固形腫瘍であってもよい。成人腫瘍/癌及び小児腫瘍/癌もまた含まれる。 Types of cancers treated with the genetically engineered cytotoxic cells or pharmaceutical compositions of the invention include carcinomas, blastomas, and sarcomas, and certain leukemias or lymphoid malignancies, benign and malignant tumors, and Malignant diseases include sarcomas, carcinomas, and melanomas. The cancer may be a non-solid tumor (such as a hematologic tumor) or a solid tumor. Also included are adult tumors/cancers and pediatric tumors/cancers.

血液癌は、血液又は骨髄の癌である。血液癌(又は血行性癌)の例としては、白血病、例えば、急性白血病(急性リンパ性白血病、急性骨髄球性白血病、急性骨髄性白血病並びに骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性及び赤白血病など)、慢性白血病(慢性骨髄球性(顆粒球性)白血病、慢性骨髄性白血病、及び慢性リンパ性白血病など)、真性赤血球増加症、リンパ腫、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫(無痛性型及び高悪性度型)、多発性骨髄腫、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、重鎖病、骨髄異形成症候群、ヘアリー細胞白血病及び骨髄形成異常が挙げられる。 Hematological cancers are cancers of the blood or bone marrow. Examples of blood cancers (or hematogenous cancers) include leukemias, such as acute leukemias (acute lymphocytic leukemia, acute myelocytic leukemia, acute myelocytic leukemia as well as myeloblastic, promyelocytic, myelomonocytic) , monocytic and erythroleukemia), chronic leukemia (including chronic myelocytic (granulocytic) leukemia, chronic myeloid leukemia, and chronic lymphocytic leukemia), polycythemia vera, lymphoma, Hodgkin's disease, non-Hodgkin's lymphoma (indolent and high-grade forms), multiple myeloma, Waldenström's macroglobulinemia, heavy chain disease, myelodysplastic syndromes, hairy cell leukemia, and myelodysplasia.

固形腫瘍は、通常は嚢胞又は液体領域を含まない異常な組織塊である。固形腫瘍は良性又は悪性であり得る。固形腫瘍の異なるタイプは、それを形成する細胞のタイプにちなんで命名される(肉腫、癌腫、及びリンパ腫など)。肉腫及び癌腫など、固形腫瘍の例としては、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、及び他の肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、リンパ性悪性腫瘍、膵癌、乳癌、肺癌、卵巣癌、前立腺癌、肝細胞癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、甲状腺髄様癌、甲状腺乳頭癌、褐色細胞腫、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝細胞癌、胆管癌、絨毛癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、精巣腫瘍、セミノーマ、膀胱癌、黒色腫、及びCNS腫瘍(神経膠腫(脳幹神経膠腫及び混合性神経膠腫など)、膠芽腫(多形性膠芽腫としても知られる)、星状細胞腫、CNSリンパ腫、胚細胞腫、髄芽腫、シュワン腫、頭蓋咽頭腫(craniopharyogioma)、上衣腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起膠腫、髄膜腫(menangioma)、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫及び脳転移など)が挙げられる。 Solid tumors are abnormal tissue masses that usually do not contain cysts or areas of fluid. Solid tumors can be benign or malignant. Different types of solid tumors are named after the type of cells that form them (such as sarcomas, carcinomas, and lymphomas). Examples of solid tumors such as sarcomas and carcinomas include fibrosarcoma, myxosarcoma, liposarcoma, chondrosarcoma, osteosarcoma, and other sarcomas, synoviomas, mesothelioma, Ewing's tumor, leiomyosarcoma, striated muscle cancer, colon cancer, lymphoid malignancy, pancreatic cancer, breast cancer, lung cancer, ovarian cancer, prostate cancer, hepatocellular carcinoma, squamous cell carcinoma, basal cell carcinoma, adenocarcinoma, sweat gland carcinoma, medullary thyroid carcinoma, papillary thyroid carcinoma, brown Cytoma, sebaceous carcinoma, papillary carcinoma, papillary adenocarcinoma, medullary carcinoma, bronchogenic carcinoma, renal cell carcinoma, hepatocellular carcinoma, cholangiocarcinoma, choriocarcinoma, Wilms tumor, cervical cancer, testicular tumor, seminoma, bladder cancer , melanoma, and CNS tumors (such as gliomas (such as brainstem gliomas and mixed gliomas), glioblastomas (also known as glioblastoma multiforme), astrocytomas, CNS lymphomas, embryonic Cytoma, medulloblastoma, schwannoma, craniopharyngioma, ependymoma, pinealoma, hemangioblastoma, acoustic neuroma, oligodendroglioma, meningioma, neuroblastoma, retinoblastoma and brain metastases).

本発明はまた、少なくとも1つのCARタンパク質、CARをコードするポリヌクレオチド配列、又はCARを発現する宿主細胞を含む医療器具も提供し、この器具は、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、洞内、腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、腟、直腸、頬側、舌下、鼻腔内、又は経皮から選択される少なくとも1つの方法によって少なくとも1つの条件的活性型CARを投与するのに好適である。 The invention also provides medical devices comprising at least one CAR protein, a polynucleotide sequence encoding a CAR, or a host cell expressing a CAR, which devices can be administered parenterally, subcutaneously, intramuscularly, intravenously, intraarticularly. intraticular, intrabronchial, intraperitoneal, intrasaccular, intrachondral, intrasinus, intracavity, intracerebellar, intraventricular, intracolon, intracervical, intragastric, intrahepatic, intramyocardial, intraosseous, pelvic intrapericardial, intraperitoneal, intrapleural, intraprostatic, intrapulmonary, intrarectal, intrarenal, intraretinal, intraspinal, intrasynovial, intrathoracic, intrauterine, intravesical, bolus, vaginal, rectal, buccal It is suitable to administer the at least one conditionally active CAR by at least one method selected from lateral, sublingual, intranasal, or transdermal.

更なる態様において、本発明は、第1の容器内にある凍結乾燥形態の少なくとも1つのCARタンパク質、CARをコードするポリヌクレオチド配列、又はCARを発現する宿主細胞と、滅菌水か、滅菌緩衝用水か、又は水性希釈剤中のフェノール、m-クレゾール、p-クレゾール、o-クレゾール、クロロクレゾール、ベンジルアルコール、亜硝酸フェニル水銀、フェノキシエタノール、ホルムアルデヒド、クロロブタノール、塩化マグネシウム、アルキルパラベン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、デヒドロ酢酸ナトリウム及びチメロサール、又はこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの保存剤かを含む任意選択の第2の容器とを含むキットを提供する。一態様において、このキットにおいては、第1の容器中の条件的活性型CAR又は特定の部分若しくはバリアントの濃縮物が、第2の容器の内容物で約0.1mg/ml~約500mg/mlの濃度に再構成される。別の態様において、第2の容器には等張剤が更に含まれる。別の態様において、第2の容器には生理的に許容可能な緩衝剤が更に含まれる。一態様において、本開示は、少なくとも1つの野生型タンパク質が媒介する病態を治療する方法であって、それを必要としている患者に、キットで提供され且つ投与前に再構成される製剤を投与する工程を含む方法を提供する。 In a further aspect, the invention provides at least one CAR protein, a polynucleotide sequence encoding a CAR, or a host cell expressing a CAR in lyophilized form in a first container and sterile water or sterile buffered water. or phenol, m-cresol, p-cresol, o-cresol, chlorocresol, benzyl alcohol, phenylmercuric nitrite, phenoxyethanol, formaldehyde, chlorobutanol, magnesium chloride, alkylparaben, benzalkonium chloride in an aqueous diluent. an optional second container comprising at least one preservative selected from the group consisting of: , benzethonium chloride, sodium dehydroacetate and thimerosal, or mixtures thereof. In one embodiment, in the kit, the concentration of the conditionally active CAR or specific portion or variant in the first container is from about 0.1 mg/ml to about 500 mg/ml in the second container. reconstituted to a concentration of In another embodiment, the second container further includes an isotonic agent. In another embodiment, the second container further includes a physiologically acceptable buffer. In one aspect, the present disclosure provides a method of treating a condition mediated by at least one wild-type protein, comprising administering to a patient in need thereof a formulation provided in a kit and reconstituted prior to administration. A method is provided comprising steps.

また、溶液又は凍結乾燥形態の少なくとも1つのCARタンパク質、CARをコードするポリヌクレオチド配列、又はCARを発現する宿主細胞を含む容器と包装材料とを含むヒト医薬用途又は診断用途の製品も提供される。この製品は、任意選択で、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、関節内(intrarticular)、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、洞内、腔内、小脳内(intracelebellar)、脳室内、結腸内、頸管内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎臓内、網膜内、脊髄内、滑液嚢内、胸腔内、子宮内、膀胱内、ボーラス、腟、直腸、頬側、舌下、鼻腔内、又は経皮送達装置又はシステムの構成要素として容器を有することを含み得る。 Also provided is a product for human medical or diagnostic use comprising a container and packaging material containing at least one CAR protein, a polynucleotide sequence encoding a CAR, or a host cell expressing a CAR in solution or lyophilized form. . The product may optionally be administered parenterally, subcutaneously, intramuscularly, intravenously, intraarticularly, intrabronchially, intraperitoneally, intracapsularly, intrachondrally, intrasinally, intracavitally, intracerebellarly, intracerebroventricularly. , intracolon, intracervical, intragastric, intrahepatic, intramyocardial, intraosseous, pelvic, intrapericardial, intraperitoneal, intrapleural, intraprostatic, intrapulmonary, intrarectal, intrarenal, intraretinal, intraspinal, This may include having the container as a component of an intrasynovial, intrathoracic, intrauterine, intravesical, bolus, vaginal, rectal, buccal, sublingual, intranasal, or transdermal delivery device or system.

一部の実施形態において、本発明は、対象から細胞傷害性細胞を回収する工程と、本発明のCAR遺伝子を細胞傷害性細胞に導入することによって細胞傷害性細胞を遺伝子操作する工程と、遺伝子操作された細胞傷害性細胞を対象に投与する工程とを含む方法を提供する。一部の実施形態において、細胞傷害性細胞は、T細胞、ナイーブT細胞、メモリーT細胞、エフェクターT細胞、ナチュラルキラー細胞、及びマクロファージから選択される。一実施形態において、細胞傷害性細胞はT細胞である。 In some embodiments, the invention provides the steps of: recovering cytotoxic cells from a subject; genetically manipulating the cytotoxic cells by introducing a CAR gene of the invention into the cytotoxic cells; administering the engineered cytotoxic cells to a subject. In some embodiments, the cytotoxic cells are selected from T cells, naive T cells, memory T cells, effector T cells, natural killer cells, and macrophages. In one embodiment, the cytotoxic cell is a T cell.

一実施形態において、T細胞は対象から得られる。T細胞は、末梢血単核細胞、骨髄、リンパ節組織、臍帯血、胸腺組織、感染部位の組織、腹水、胸水、脾臓組織、及び腫瘍を含めたいくつもの供給源から得ることができる。本発明の特定の実施形態では、当該技術分野で利用可能なあらゆるT細胞株を使用し得る。本発明の特定の実施形態では、T細胞は、対象から採取された血液から、Ficoll(商標)分離など、当業者に公知のあらゆる技法を用いて得ることができる。 In one embodiment, the T cells are obtained from the subject. T cells can be obtained from a number of sources including peripheral blood mononuclear cells, bone marrow, lymph node tissue, umbilical cord blood, thymus tissue, tissue at the site of infection, ascites, pleural fluid, spleen tissue, and tumors. In certain embodiments of the invention, any T cell line available in the art may be used. In certain embodiments of the invention, T cells can be obtained from blood drawn from a subject using any technique known to those skilled in the art, such as Ficoll™ separation.

好ましい一実施形態では、個体の循環血液からの細胞はアフェレーシスによって得られる。アフェレーシス産物は典型的には、リンパ球、例えばT細胞、単球、顆粒球、B細胞、他の有核白血球、赤血球、及び血小板を含有する。一実施形態において、アフェレーシスによって収集された細胞は、洗浄して血漿画分を除去し、続く処理工程のため細胞を適切な緩衝液又は培地中に入れることができる。本発明の一実施形態において、細胞はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄する。代替的実施形態において、洗浄溶液はカルシウムを含まず、且つマグネシウムを含まなくてもよく、又は全てではないにしろ多くの二価カチオンを含まなくてもよい。この場合もまた、意外にも、カルシウムの非存在下における初期活性化工程が活性化の増大につながる。当業者であれば容易に理解するとおり、洗浄工程は、半自動「フロースルー」遠心機(例えば、Cobe 2991細胞処理機、Baxter CytoMate、又はHaemonetics Cell Saver 5)を製造者の指示に従い使用するなど、当業者に公知の方法によって達成し得る。洗浄後、細胞は、種々の生体適合性緩衝液、例えば、Ca2+不含、Mg2+不含PBS、PlasmaLyte A、又は緩衝液含有若しくは不含の別の生理食塩水中に再懸濁し得る。或いは、アフェレーシス試料の望ましくない成分を除去し、細胞を培養培地中に直接再懸濁してもよい。 In one preferred embodiment, cells from an individual's circulating blood are obtained by apheresis. Apheresis products typically contain lymphocytes such as T cells, monocytes, granulocytes, B cells, other nucleated white blood cells, red blood cells, and platelets. In one embodiment, cells collected by apheresis can be washed to remove the plasma fraction and place the cells in a suitable buffer or medium for subsequent processing steps. In one embodiment of the invention, cells are washed with phosphate buffered saline (PBS). In alternative embodiments, the cleaning solution may be calcium-free and magnesium-free, or may be free of many if not all divalent cations. Again, surprisingly, the initial activation step in the absence of calcium leads to increased activation. As one of ordinary skill in the art will readily understand, washing steps can include the use of a semi-automatic "flow-through" centrifuge (e.g., Cobe 2991 Cell Processor, Baxter CytoMate, or Haemonetics Cell Saver 5) according to the manufacturer's instructions. This can be achieved by methods known to those skilled in the art. After washing, cells can be resuspended in a variety of biocompatible buffers, such as Ca 2+ -free, Mg 2+ -free PBS, PlasmaLyte A, or another saline solution with or without buffer. . Alternatively, undesired components of the apheresis sample may be removed and cells resuspended directly in culture medium.

別の実施形態において、T細胞は、赤血球を溶解して、例えばPERCOLL(商標)勾配で遠心するか、又は向流遠心エルトリエーションによって単球を枯渇させることにより、末梢血から単離される。CD3+、CD28+、CD4+、CD8+、CD45RA+、及びCD45RO+T細胞などの特定の一部のT細胞集団をポジティブ又はネガティブ選択法によってさらに単離することができる。例えば、ネガティブ選択によるT細胞集団のエンリッチメントは、ネガティブ選択される細胞にユニークな表面マーカーに対する抗体と組み合わせて達成することができる。一つの方法は、ネガティブ選択される細胞上に存在する細胞表面マーカーに対するモノクローナル抗体のカクテルを使用するネガティブ磁気免疫粘着又はフローサイトメトリーによる細胞分取及び/又は選択である。ネガティブ選択によってCD4+細胞をエンリッチするには、モノクローナル抗体カクテルは典型的には、CD14、CD20、CD11b、CD16、HLA-DR、及びCD8に対する抗体を含む。特定の実施形態では、典型的にCD4+、CD25+、CD62Lhi、GITR+、及びFoxP3+を発現する調節性T細胞をエンリッチするか又はポジティブ選択することが望ましい場合もある。 In another embodiment, T cells are isolated from peripheral blood by lysing red blood cells and centrifuging, for example in a PERCOLL™ gradient, or depleting monocytes by countercurrent centrifugal elutriation. Certain T cell populations, such as CD3 + , CD28 + , CD4 + , CD8 + , CD45RA + , and CD45RO + T cells, can be further isolated by positive or negative selection methods. For example, enrichment of T cell populations by negative selection can be achieved in combination with antibodies directed against surface markers unique to the cells being negatively selected. One method is cell sorting and/or selection by negative magnetic immunoadhesion or flow cytometry using a cocktail of monoclonal antibodies directed against cell surface markers present on the cells to be negatively selected. To enrich CD4 + cells by negative selection, the monoclonal antibody cocktail typically includes antibodies against CD14, CD20, CD11b, CD16, HLA-DR, and CD8. In certain embodiments, it may be desirable to enrich or positively select regulatory T cells that typically express CD4 + , CD25 + , CD62L hi , GITR + , and FoxP3 + .

例えば、一実施形態において、T細胞は、抗CD3/抗CD28(すなわち、3×28)コンジュゲートビーズ、例えばDYNABEADS(登録商標)M-450 CD3/CD28 Tと共に、所望のT細胞のポジティブ選択に十分な時間にわたってインキュベートすることにより単離される。一実施形態において、この時間は約30分である。さらなる実施形態において、この時間は30分~36時間又はそれ以上、及びそれらの間にある全ての整数値の範囲である。さらなる実施形態において、この時間は少なくとも1、2、3、4、5、又は6時間である。さらに別の好ましい実施形態において、この時間は10~24時間である。好ましい一実施形態において、インキュベーション時間は24時間である。白血病患者からのT細胞の単離には、24時間など、より長いインキュベーション時間を用いると、細胞収率が高まり得る。より長いインキュベーション時間は、腫瘍組織又は免疫不全者からの腫瘍浸潤リンパ球(TIL)の単離など、他の細胞型と比較したときT細胞が少ない任意の状況でT細胞を単離するために用い得る。さらに、より長いインキュベーション時間を用いると、CD8+T細胞の捕捉効率が高まり得る。従って、単純に、T細胞をCD3/CD28ビーズに結合させる時間を短縮又は延長することにより、及び/又はビーズとT細胞の比を増加又は減少させることにより(本明細書にさらに記載されるとおり)、培養開始時又はプロセス中の他の時点で一部のT細胞集団の優先的な正又は負の選択を行うことができる。加えて、ビーズ又は他の表面上の抗CD3及び/又は抗CD28抗体の比率を増加又は減少させることにより、培養開始時又はプロセス中の他の時点で一部のT細胞集団の優先的な正又は負の選択を行うことができる。当業者であれば、本発明の文脈で複数の選択ラウンドも用い得ることを認識するであろう。特定の実施形態において、選択手順を実施し、活性化及び拡大プロセスに「選択されなかった」細胞を使用することが望ましい場合もある。「選択されなかった」細胞もまた、さらなる選択ラウンドに供することができる。 For example, in one embodiment, T cells are combined with anti-CD3/anti-CD28 (i.e., 3x28) conjugated beads, such as DYNABEADS® M-450 CD3/CD28 T, for positive selection of desired T cells. Isolated by incubation for a sufficient period of time. In one embodiment, this time is about 30 minutes. In further embodiments, the time ranges from 30 minutes to 36 hours or more, and all integer values therebetween. In further embodiments, this time is at least 1, 2, 3, 4, 5, or 6 hours. In yet another preferred embodiment, this time is 10-24 hours. In one preferred embodiment, the incubation time is 24 hours. For isolation of T cells from leukemia patients, longer incubation times, such as 24 hours, can increase cell yield. Longer incubation times are useful for isolating T cells in any situation where T cells are scarce when compared to other cell types, such as isolation of tumor infiltrating lymphocytes (TILs) from tumor tissue or immunocompromised individuals. Can be used. Furthermore, using longer incubation times may increase the efficiency of capturing CD8+ T cells. Therefore, by simply shortening or prolonging the time that T cells are allowed to bind to CD3/CD28 beads and/or increasing or decreasing the bead to T cell ratio (as further described herein). ), preferential positive or negative selection of some T cell populations can be performed at the beginning of culture or at other points during the process. In addition, by increasing or decreasing the proportion of anti-CD3 and/or anti-CD28 antibodies on beads or other surfaces, preferential positive activation of some T cell populations at the beginning of culture or other points during the process can be achieved. Or you can make a negative selection. Those skilled in the art will recognize that multiple selection rounds may also be used in the context of the present invention. In certain embodiments, it may be desirable to perform a selection procedure and use "unselected" cells for the activation and expansion process. "Unselected" cells can also be subjected to further rounds of selection.

得られた細胞傷害性細胞は、次に本明細書に記載されるとおり遺伝子操作される。CARをコードするポリヌクレオチド(典型的には発現ベクターに位置する)は、細胞傷害性細胞がCARを発現、好ましくは安定に発現するように細胞傷害性細胞に導入される。CARをコードするポリヌクレオチドは、典型的には細胞傷害性細胞宿主ゲノムに組み込まれる。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドの導入によって組込みが生じる必要はなく、むしろ導入されたポリヌクレオチドが一過性に維持されるだけで十分であり得る。このようにして短期的な効果を得ることができ、ここで細胞傷害性細胞は宿主に導入され、次に所定の時間後、例えば細胞が特定の治療部位に移動できた後に作動し得る。 The resulting cytotoxic cells are then genetically engineered as described herein. A polynucleotide encoding a CAR (typically located in an expression vector) is introduced into a cytotoxic cell such that the cytotoxic cell expresses, preferably stably expresses, the CAR. Polynucleotides encoding CARs are typically integrated into the cytotoxic cell host genome. In some embodiments, introduction of a polynucleotide need not result in integration; rather, it may be sufficient for the introduced polynucleotide to be maintained transiently. In this way short-term effects can be obtained, where the cytotoxic cells are introduced into the host and can then be activated after a predetermined period of time, for example after the cells have been able to migrate to a specific treatment site.

細胞傷害性細胞及び治療される疾患の性質に応じて、遺伝子操作された細胞傷害性細胞は多種多様な方法で対象、例えば哺乳動物に導入され得る。遺伝子操作された細胞傷害性細胞は腫瘍の部位に導入され得る。一実施形態において、遺伝子操作された細胞傷害性細胞は癌まで進み、又は癌まで進むように修飾される。用いられる遺伝子操作された細胞傷害性細胞の数は、状況、導入の目的、細胞の寿命、用いるプロトコルなど、いくつもの要因に依存することになる。例えば、投与回数、細胞の増殖能力、及び組換え構築物の安定性。遺伝子操作された細胞傷害性細胞は、目的の部位又はその近傍に注入される分散液として適用され得る。細胞は生理学的に許容可能な媒体中にあり得る。 Depending on the nature of the cytotoxic cell and the disease being treated, genetically engineered cytotoxic cells can be introduced into a subject, eg, a mammal, in a wide variety of ways. Genetically engineered cytotoxic cells can be introduced to the site of the tumor. In one embodiment, the genetically engineered cytotoxic cells progress to cancer or are modified to progress to cancer. The number of genetically engineered cytotoxic cells used will depend on a number of factors, including the situation, the purpose of introduction, the lifespan of the cells, and the protocol used. For example, the number of doses, the proliferative capacity of the cells, and the stability of the recombinant construct. Genetically engineered cytotoxic cells can be applied as a dispersion that is injected at or near the site of interest. The cells can be in a physiologically acceptable medium.

治療方法は、CARに対する細胞応答、細胞傷害性細胞によるCARの発現効率、及び適宜、発現したCARの分泌レベル、活性、対象の特定の必要性(これらは時間及び状況に応じて変わり得る)、遺伝子操作された細胞傷害性細胞の損失に起因する細胞活性の損失速度又は個々の細胞の発現活性など、多くの変動要因の影響を受けることが理解されなければならない。従って、各個別の患者について、全体としての集団に投与し得る普遍的な細胞があったとしても、その者に適切な投薬量について各患者がモニタされることが予想され、そのような患者をモニタする業務は当該技術分野においてルーチンである。 Treatment methods depend on the cellular response to CAR, the efficiency of expression of CAR by cytotoxic cells, and, where appropriate, the secretion level, activity, and specific needs of the subject (which may vary over time and circumstances) of the expressed CAR; It must be understood that this is subject to many variables, such as the rate of loss of cellular activity due to loss of genetically engineered cytotoxic cells or the expression activity of individual cells. Therefore, for each individual patient, even if there were universal cells that could be administered to the population as a whole, it would be expected that each patient would be monitored for the appropriate dosage for such patient. The task of monitoring is routine in the art.

以下の例は本開示の方法を例示するものであり、限定するものではない。当業者には明らかな、現場で通常直面する種々の条件及びパラメータの他の好適な変更及び適合は、本開示の範囲内である。 The following examples are illustrative of the methods of this disclosure and are not limiting. Other suitable modifications and adaptations of the various conditions and parameters commonly encountered in the field, which will be apparent to those skilled in the art, are within the scope of this disclosure.

実施例1:Axlに対するscFv条件的活性型抗体の生成
薬物標的抗原Axlに対する2つの条件的活性型一本鎖抗体(CAB-scFv-63.9-4及びCAB-scFv-63.9-6)を野生型ヒトIgG1 Fc、配列番号13又は14、とのホモ二量体として発現させ(図2~図3の二価抗体CAB-scFv-63.9-4-01、配列番号9、及びCAB-scFv-63.9-6-01、配列番号10、が得られた)、並びにノブ・イン・ホールシステムのヘテロ二量体として発現させて一価scFvを得た(図2~図3の一価抗体scFv CAB-scFv-63.9-4-02、配列番号11、及びCAB-scFv-63.9-6-02、配列番号12、が得られた)。
Example 1: Generation of scFv conditionally activated antibodies against Axl Two conditionally activated single chain antibodies (CAB-scFv-63.9-4 and CAB-scFv-63.9-6) against drug target antigen Axl was expressed as a homodimer with wild-type human IgG1 Fc, SEQ ID NO: 13 or 14 (bivalent antibody CAB-scFv-63.9-4-01, SEQ ID NO: 9, and CAB -scFv-63.9-6-01, SEQ ID NO: 10), and expressed as a heterodimer in a knob-in-hole system to obtain a monovalent scFv (Fig. Monovalent antibodies scFv CAB-scFv-63.9-4-02, SEQ ID NO: 11, and CAB-scFv-63.9-6-02, SEQ ID NO: 12 were obtained).

pH6.0及びpH7.4での薬物標的抗原Axlに対するこれらの抗体の結合親和性をELISA分析によって計測した。図2に示されるとおり、これらのscFv抗体はpH6.0及びpH7.4の両方で薬物標的抗原Axlに親和性を示し、これらの親和性は完全二価抗体と同等であった。さらに、図3に示されるとおり、pH7.4と比べたpH6.0でのこれらのscFv抗体の選択性もまた、完全二価抗体と同等であった。この例では、本発明の条件的活性型抗体がscFv抗体又は完全二価抗体のいずれとしても同等の親和性及び選択性を有することが実証された。従って、本発明の条件的活性型抗体は、本発明のCAR-TプラットフォームにおいてCARをコードするDNA分子に単一DNA鎖として挿入し得る。 The binding affinity of these antibodies to drug target antigen Axl at pH 6.0 and pH 7.4 was measured by ELISA analysis. As shown in Figure 2, these scFv antibodies showed affinity for the drug target antigen Axl at both pH 6.0 and pH 7.4, and these affinities were comparable to fully bivalent antibodies. Furthermore, as shown in Figure 3, the selectivity of these scFv antibodies at pH 6.0 compared to pH 7.4 was also comparable to fully bivalent antibodies. This example demonstrated that the conditionally activated antibodies of the invention have comparable affinity and selectivity as either scFv antibodies or fully bivalent antibodies. Thus, the conditionally active antibodies of the invention may be inserted as a single DNA strand into a DNA molecule encoding a CAR in the CAR-T platform of the invention.

実施例2:CAR-T細胞を構築するための標的抗原Axlに対するscFv抗体
本発明の一実施形態において、選択性及び親和性、並びにpH6.0及びpH7.4の両方での発現レベルに関して同時にスクリーニングすることにより、薬物標的抗原Axlに対する条件的活性型抗体を生成した。血清中にはスクリーニングに関して偽陽性を生じ得るヒト抗体があったため、スクリーニングは血清中でFLAGタグを使用して行った。スクリーニング緩衝液はカーボネート緩衝液(リンゲル標準緩衝液を含むがPBSとは異なるクレブス緩衝液)であった。生成された条件的活性型抗体は、両方ともに野生型抗体との比較において、pH6.0で薬物標的抗原Axlに対してより高い親和性を有するが、同じ薬物標的抗原Axlに対してpH7.4では親和性がより低いことが分かった。さらに、これらの条件的活性型抗体は全て、以下の表2に示すとおり(列「クローン」は抗体を示し、及び発現レベル「mg/ml」が2番目の列に示される)、高い発現レベルを有する。
Example 2: scFv antibodies against target antigen Axl for constructing CAR-T cells In one embodiment of the invention, simultaneously screened for selectivity and affinity and expression levels at both pH 6.0 and pH 7.4. By doing so, a conditionally activated antibody against the drug target antigen Axl was generated. Screening was performed using the FLAG tag in serum, as there were human antibodies in serum that could produce false positives for screening. The screening buffer was carbonate buffer (Krebs buffer containing Ringer's standard buffer but different from PBS). The conditionally activated antibodies generated both have higher affinity for the drug target antigen Axl at pH 6.0, but at pH 7.4 for the same drug target antigen Axl, both in comparison to the wild type antibody. It was found that the affinity was lower. Furthermore, these conditionally active antibodies all have high expression levels, as shown in Table 2 below (column "Clone" indicates the antibody and expression level "mg/ml" is indicated in the second column). has.

これらの抗体のクローンを依頼発現レベル(「注文量」、予想発現レベル)と共にサービス提供者に送った。しかしながら、これらの抗体の実際の発現レベル(「納品量」)は極めて高く、予想発現レベルを超えていた。
These antibody clones were sent to the service provider along with the requested expression level ("order quantity", expected expression level). However, the actual expression levels ("delivery") of these antibodies were extremely high and exceeded the expected expression levels.

図4に例としてBAP063.9-13-1抗体を使用して示すとおり、条件的活性型抗体は緩衝液中で凝集を示さなかった。BAP063.9-13-1抗体はサイズ排除クロマトグラフィーによって分析した。図4では唯1つのピークが検出され、抗体の凝集がほとんど又は全くないことが実証された。 As shown in Figure 4 using the BAP063.9-13-1 antibody as an example, the conditionally activated antibody did not show aggregation in the buffer. BAP063.9-13-1 antibody was analyzed by size exclusion chromatography. Only one peak was detected in Figure 4, demonstrating little or no aggregation of the antibody.

条件的活性型抗体はまた、表面プラズモン共鳴(SPR)も用いて分析し、薬物標的抗原Axlに対するそのオン及びオフ速度を計測した。SPR分析は、条件的活性型抗体のオン及びオフ速度を計測することが知られている。SPR分析は重炭酸塩の存在下で実施した。条件的活性型抗体のインビボでの(動物及びヒトにおける)オン及びオフ速度は、条件的活性型抗体にとって極めて重要な特徴である。 The conditionally activated antibody was also analyzed using surface plasmon resonance (SPR) to measure its on and off kinetics towards the drug target antigen Axl. SPR analysis is known to measure the on and off rates of conditionally active antibodies. SPR analysis was performed in the presence of bicarbonate. The on and off kinetics of conditionally active antibodies in vivo (in animals and humans) is a critically important characteristic for conditionally active antibodies.

条件的活性型抗体は、陰性対照(BAP063 10F10、これはpH6.0及びpH7.4の両方で同様のオン速度を有する)との比較において、pH6.0でオン速度が速く、pH7.4ではより遅いオン速度であることが観察された(図5)。加えて、室温から60℃に温度を上げても、SPR分析結果が大幅に変わることはない(図5)。SPR分析はまた、これらの条件的活性型抗体がpH7.4と比較したときpH6.0で極めて選択的であることも示した(図6A~図6Bは例として1つの抗体を示す)。 The conditionally active antibody has a faster on rate at pH 6.0 and a faster on rate at pH 7.4 compared to the negative control (BAP063 10F10, which has similar on rates at both pH 6.0 and pH 7.4). A slower turn-on rate was observed (Figure 5). In addition, increasing the temperature from room temperature to 60°C does not significantly change the SPR analysis results (Figure 5). SPR analysis also showed that these conditionally active antibodies were highly selective at pH 6.0 when compared to pH 7.4 (Figures 6A-6B show one antibody as an example).

条件的活性型生物学的抗体について、表3に要約する。これらの抗体のうちの2つはscFvとして発現させたもので(BAP063.9-13.3及びBAP063.9-48.3)、これらは直ちにCAR-TプラットフォームでCARに挿入し得る状態であった。抗体を60℃で1時間インキュベートしたが、抗体の多くの親和性は変化しなかった(「熱安定性」)。SPRを用いたpH6.0及びpH7.4での結合活性の計測データを報告する2つの列において(表3の最後2つのカラム)、「BAP063.6-hum10F10-FLAG」(陰性対照、表3の第2列)との比較を行った。これらの抗体の選択性は、2つの最終カラムのデータ間の差により決定し得る。2つのscFv抗体は極めて高い選択性(pH7.4で0%に対し、pH6で75%及び50%)を有した。 Conditionally active biological antibodies are summarized in Table 3. Two of these antibodies were expressed as scFv (BAP063.9-13.3 and BAP063.9-48.3), which were ready for immediate insertion into CARs on the CAR-T platform. Ta. Antibodies were incubated at 60°C for 1 hour, but the affinity of many of the antibodies did not change ("thermostability"). In the two columns reporting binding activity measurement data at pH 6.0 and pH 7.4 using SPR (last two columns of Table 3), "BAP063.6-hum10F10-FLAG" (negative control, Table 3 (second column). The selectivity of these antibodies can be determined by the difference between the two final column data. The two scFv antibodies had extremely high selectivity (75% and 50% at pH 6 versus 0% at pH 7.4).

比較例A:標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR-T細胞
標的抗原Axlに対する非条件的活性型scFv抗体を使用して、標的抗原Axl又は細胞表面上に標的抗原Axlを発現するCHO細胞(CHO-Axl)に結合するCAR-T細胞を構築した、図7A~図7B。非条件的活性型抗体をCAR分子のASTRとして使用し、このCAR分子をT細胞に挿入して、標的抗原Axlに結合するCAR-T細胞を構築した。
Comparative Example A: CAR-T cells with non-conditionally activated antibodies against target antigen Axl A non-conditionally activated scFv antibody against target antigen Axl is used to express target antigen Axl or target antigen Axl on the cell surface. CAR-T cells that bind to CHO cells (CHO-Axl) were constructed, FIGS. 7A to 7B. A non-conditionally activated antibody was used as the ASTR of the CAR molecule, and this CAR molecule was inserted into T cells to construct CAR-T cells that bind to the target antigen Axl.

比較として、標的抗原Axlを発現しないCHO細胞を、(1)CAR分子で形質導入していないT細胞、(2)標的抗原Axlに結合しないCAR分子で形質導入したT細胞、及び(3)標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR分子で形質導入したT細胞で処理した(図7A)。CHO細胞集団は細胞インデックスによって示し(図7AのY軸)、ここでは細胞インデックスの低下がCAR-T細胞による細胞傷害(細胞死滅)を示す。 For comparison, CHO cells that do not express the target antigen Axl were treated with (1) T cells not transduced with a CAR molecule, (2) T cells transduced with a CAR molecule that does not bind to the target antigen Axl, and (3) the target. were treated with T cells transduced with CAR molecules bearing non-conditionally activated antibodies against the antigen Axl (FIG. 7A). The CHO cell population is indicated by the cell index (Y-axis in FIG. 7A), where a decrease in the cell index indicates cytotoxicity (cell death) by CAR-T cells.

図7Aを参照すると、T細胞を加える前は、CHO細胞は成長を示した。標的抗原Axlに結合するCAR-T細胞を加えた後、細胞インデックスは初めは低下し、T細胞の非特異的な細胞傷害が示唆された。しかしながら、その後間もなくCHO細胞は成長を再開した。更に重要なことには、3つの処理間の違いは有意でなく、標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR-T細胞には標的抗原Axlを発現しないCHO細胞に対する有意な細胞傷害性がないことが示された。 Referring to FIG. 7A, CHO cells showed growth before adding T cells. After adding CAR-T cells that bind to the target antigen Axl, the cell index initially decreased, suggesting non-specific cytotoxicity of T cells. However, CHO cells resumed growth shortly thereafter. More importantly, the differences between the three treatments were not significant, with CAR-T cells bearing non-conditionally activated antibodies against the target antigen Axl having significant cytotoxicity against CHO cells not expressing the target antigen Axl. It was shown that there is no

次に標的抗原Axlを発現するCHO細胞を上記と同じように、(1)CAR分子で形質導入していないT細胞、(2)標的抗原Axlに結合しないCAR分子で形質導入したT細胞、及び(3)標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR分子で形質導入したT細胞で処理した(図7B)。T細胞を加えた後、標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR-T細胞で処理することにより細胞インデックスは有意に低下するが、他の2つの処理によっては低下せず、標的抗原Axlに対する非条件的活性型抗体を有するCAR-T細胞による、標的抗原Axlを発現するCHO-Axl細胞に対する細胞傷害性が示される。 Next, CHO cells expressing the target antigen Axl were treated in the same manner as above: (1) T cells not transduced with a CAR molecule, (2) T cells transduced with a CAR molecule that does not bind to the target antigen Axl, and (3) treated with T cells transduced with CAR molecules carrying non-conditionally activated antibodies against the target antigen Axl (FIG. 7B). After addition of T cells, the cell index was significantly reduced by treatment with CAR-T cells carrying non-conditionally activated antibodies against the target antigen Axl, but not by the other two treatments, Cytotoxicity of CAR-T cells with non-conditionally active antibodies against Axl against CHO-Axl cells expressing the target antigen Axl is shown.

実施例3:標的抗原Axlに対する条件的活性型scFv抗体を有するCAR-T細胞
標的抗原Axlに対する条件的活性型scFv抗体を使用してCAR分子を構築した。T細胞をこのCAR分子で形質導入して、T細胞がCAR分子を発現するようにした(CAR-T細胞)。標的抗原Axlを発現するCHO細胞(CHO-63細胞)又は標的抗原Axlを発現しない普通のCHO細胞(CHO細胞)を別々にCAR-T細胞で処理した。非形質導入T細胞(CAR分子を有しない)を対照として使用した(図8A~図8B)。
Example 3: CAR-T cells with conditionally active scFv antibodies against target antigen Axl CAR molecules were constructed using conditionally active scFv antibodies against target antigen Axl. T cells were transduced with this CAR molecule so that they expressed the CAR molecule (CAR-T cells). CHO cells expressing the target antigen Axl (CHO-63 cells) or normal CHO cells not expressing the target antigen Axl (CHO cells) were treated separately with CAR-T cells. Non-transduced T cells (without CAR molecules) were used as a control (Figures 8A-8B).

図8Aを参照すると、標的抗原Axlを発現しないCHO細胞がCAR-T細胞及び非形質導入T細胞で処理された。これらの2つの処理の間に有意な差はなく、CHO細胞に対してCAR-T細胞の細胞傷害性がないことが示された。標的抗原Axlを発現するCHO細胞(CHO-63)を同様に処理した図8Bを参照すると、標的抗原Axlに対する条件的活性型抗体を有するCAR-T細胞は非形質導入T細胞と比較してCHO-63細胞集団を有意に減少させた。これにより、標的抗原Axlに対する条件的活性型抗体を有するCAR-T細胞がCHO-63細胞に対して細胞傷害性であることが示された。 Referring to FIG. 8A, CHO cells that do not express the target antigen Axl were treated with CAR-T cells and non-transduced T cells. There was no significant difference between these two treatments, indicating no cytotoxicity of CAR-T cells towards CHO cells. Referring to Figure 8B, in which CHO cells expressing the target antigen Axl (CHO-63) were similarly treated, CAR-T cells with conditionally activated antibodies against the target antigen Axl were shown to be CHO-63 compared to untransduced T cells. -63 cell population was significantly reduced. This demonstrated that CAR-T cells with conditionally activated antibodies against the target antigen Axl were cytotoxic to CHO-63 cells.

CAR-T細胞は、標的抗原Axlに結合した後、細胞傷害を誘導した。この効果は、サイトカインのインターフェロンγ(INFg)及びIL2のレベルの計測によって確認された。サイトカインデータは図9A~図9Bに示す。図9Aにおいては、標的抗原Axlを有するCAR-T細胞のCHO-63細胞への結合が、非形質導入T細胞と比較して、観察されたサイトカインレベルの増加によって示されるとおりのINFgの有意な放出を引き起こした。同様に、図9Bにおいては、標的抗原Axlを有するCAR-T細胞のCHO-63細胞への結合が、非形質導入T細胞と比較して、観察されたサイトカインレベルの増加によって示されるとおりのIL2の有意な放出を引き起こした。 CAR-T cells induced cytotoxicity after binding to the target antigen Axl. This effect was confirmed by measuring the levels of the cytokines interferon gamma (INFg) and IL2. Cytokine data are shown in Figures 9A-9B. In Figure 9A, binding of CAR-T cells bearing the target antigen Axl to CHO-63 cells resulted in a significant increase in INFg as indicated by the observed increase in cytokine levels compared to non-transduced T cells. caused the release. Similarly, in FIG. 9B, binding of CAR-T cells bearing the target antigen Axl to CHO-63 cells was shown to increase IL2 as indicated by the increased cytokine levels observed compared to non-transduced T cells. caused significant release of

実施例4:標的抗原ROR2に対する条件的活性型scFv抗体を有するCAR-T細胞
標的抗原ROR2に対する条件的活性型scFv抗体を作製した。標的抗原ROR2に対するそれらの結合活性をELISAアッセイ(essay)を用いて計測した(図10)。
Example 4: CAR-T cells with conditionally active scFv antibodies against target antigen ROR2 A conditionally active scFv antibody against target antigen ROR2 was produced. Their binding activity to the target antigen ROR2 was measured using an ELISA assay (FIG. 10).

図10に示すscFv抗体のうちの1つ、scFv-116101を使用してCAR分子を構築し、CAR-T細胞を作製した(116101 CAR-T)。構築したCAR-T細胞を使用して、標的抗原ROR2を発現するダウディ細胞を標的化した。陰性対照は、CAR分子で形質導入していないT細胞(非形質導入T細胞)及び標的抗原ROR2との結合能を有しないCAR分子で形質導入したCAR-T細胞(非ROR2 scFv CAR-T)であった。結果は図11Aに示す。これらの処理におけるT細胞の数とダウディ細胞の数との比は10:1であった。ダウディ細胞上の標的抗原ROR2を標的化するscFv抗体を有するCAR-T細胞(116101 CAR-T)は、図11Aにおけるより高い死細胞/生細胞比によって示されるとおり、ダウディ細胞の有意な細胞死を誘導した。 One of the scFv antibodies shown in FIG. 10, scFv-116101, was used to construct a CAR molecule and generate CAR-T cells (116101 CAR-T). The constructed CAR-T cells were used to target Daudi cells expressing the target antigen ROR2. Negative controls are T cells that are not transduced with CAR molecules (non-transduced T cells) and CAR-T cells that are transduced with CAR molecules that do not have the ability to bind to the target antigen ROR2 (non-ROR2 scFv CAR-T). Met. The results are shown in Figure 11A. The ratio between the number of T cells and the number of Daudi cells in these treatments was 10:1. CAR-T cells (116101 CAR-T) with scFv antibodies targeting the target antigen ROR2 on Daudi cells showed significant cell death of Daudi cells, as shown by the higher dead/live cell ratio in Figure 11A. was induced.

ダウディ細胞の処理に使用したのと同じT細胞でHEK293細胞を処理した。結果は図11Bに示す。HEK293細胞は細胞表面上に標的抗原ROR2を発現しないため、標的抗原ROR2を標的化するscFv抗体を有するCAR-T細胞(116101 CAR-T)は陰性対照と比較したときHEK293細胞において有意な細胞死を誘導しなかった(図11B)。 HEK293 cells were treated with the same T cells used to treat Daudi cells. The results are shown in Figure 11B. Since HEK293 cells do not express target antigen ROR2 on the cell surface, CAR-T cells with scFv antibody targeting target antigen ROR2 (116101 CAR-T) showed significant cell death in HEK293 cells when compared to negative control. (Fig. 11B).

実施例5:実施例1~4の標的抗原Axl及びROR2に対する抗体を有するCAR-T細胞のサイトカイン放出
この例では、CAR-T細胞と標的抗原の結合によって誘導されるサイトカイン放出を計測した。図12A~図12Bは、標的抗原Axlに対する条件的活性型scFv抗体を含有するCAR-T細胞が、標的抗原Axlを発現するCHO-63細胞に結合した後のINFg及びIL2放出を示す。CAR-T細胞をこれらのCHO-63細胞で24時間処理した後、INFg及びIL2の両方のサイトカインレベルの有意な増加があり、同じCAR-T細胞を使用して標的抗原Axlを発現しないCHO細胞を処理した対照と比較したINFg及びIL2の両方のサイトカインの放出が示された。更に、CAR分子で形質導入していないT細胞及び標的抗原Axlと結合しなかったCAR-T細胞は、INFg及びIL2サイトカインの有意な放出をもたらさなかった。
Example 5: Cytokine release of CAR-T cells bearing antibodies against target antigens Axl and ROR2 of Examples 1-4 In this example, cytokine release induced by binding of CAR-T cells to target antigens was measured. Figures 12A-12B show INFg and IL2 release after CAR-T cells containing conditionally active scFv antibodies against target antigen Axl bind to CHO-63 cells expressing target antigen Axl. After treating CAR-T cells with these CHO-63 cells for 24 hours, there was a significant increase in both INFg and IL2 cytokine levels, compared to CHO cells that do not express the target antigen Axl using the same CAR-T cells. The release of both INFg and IL2 cytokines compared to the control treated with was demonstrated. Furthermore, T cells that were not transduced with CAR molecules and CAR-T cells that did not bind the target antigen Axl did not result in significant release of INFg and IL2 cytokines.

図13A~図13Bは、標的抗原ROR2に対する条件的活性型scFv抗体を含有するCAR-T細胞が、両方ともに標的抗原ROR2を発現するラージB細胞及びダウディ細胞と結合した後のINFg及びILサイトカインレベルを示す。ラージB細胞及びダウディ細胞をCAR-T細胞で24時間処理した後、同じCAR-T細胞を使用して標的抗原ROR2を発現しないHEK293細胞を処理した対照と比較して、INFg及びIL2サイトカインレベルの有意な増加が観察された。更に、CAR分子で形質導入していないT細胞及び標的抗原ROR2と結合しなかったCAR-T細胞ではサイトカインレベルの有意な増加はなく、これによりINFg及びIL2サイトカインの有意な放出を誘導できなかったことが示された。 Figures 13A-13B show INFg and IL cytokine levels after CAR-T cells containing conditionally active scFv antibodies against target antigen ROR2 bind to Large B cells and Daudi cells, both expressing target antigen ROR2. shows. After treating Raji B cells and Daudi cells with CAR-T cells for 24 hours, there was a significant increase in INFg and IL2 cytokine levels compared to a control in which the same CAR-T cells were used to treat HEK293 cells, which do not express the target antigen ROR2. A significant increase was observed. Furthermore, there was no significant increase in cytokine levels in T cells that were not transduced with CAR molecules and in CAR-T cells that did not bind the target antigen ROR2, thereby failing to induce significant release of INFg and IL2 cytokines. It was shown that

実施例6:標的抗原CD22に対する条件的活性型scFv抗体
標的抗原CD22に対する5つの条件的活性型scFv抗体を選択した。選択した条件的活性型scFv抗体はpH7.4よりもpH6.0でより高活性である。これらの条件的活性型scFv抗体を使用して、標的抗原CD22を発現する細胞に結合するCAR-T細胞を構築し得る。
Example 6: Conditionally activated scFv antibodies against target antigen CD22 Five conditionally active scFv antibodies against target antigen CD22 were selected. The selected conditionally active scFv antibodies are more active at pH 6.0 than at pH 7.4. These conditionally active scFv antibodies can be used to construct CAR-T cells that bind to cells expressing the target antigen CD22.

しかしながら、前述の説明に本発明の多くの特徴及び利点が本発明の構造及び機能の詳細と共に示されているとしても、本開示は例示的なものに過ぎず、詳細、特に要素の形状、サイズ及び配置の点で、添付の特許請求の範囲を表現している用語の広義の一般的な意味によって示される最大限の範囲まで本発明の原理内で変更を行い得ることが理解されるべきである。 However, although the foregoing description indicates many features and advantages of the invention, as well as details of the structure and function of the invention, this disclosure is intended to be illustrative only, and the details, particularly the shape, size of the elements, etc. It is to be understood that changes may be made within the principles of the invention in terms of structure and arrangement to the fullest extent indicated by the broad general meaning of the terms expressing the appended claims. be.

Claims (20)

腫瘍特異的標的抗原と結合するためのキメラ抗原受容体であって、
i. 親タンパク質または野生型タンパク質またはそのドメインから進化した少なくとも1つの抗原特異的標的領域であって、正常生理条件から逸脱した異常条件での分析における活性と比較して、正常生理条件での分析における抗原特異的標的領域の活性が低下している少なくとも1つの抗原特異的標的領域、
ii. 膜貫通型ドメイン;および
iii. 細胞内シグナル伝達ドメイン
含み、
腫瘍特異的標的抗原がAxlであり、少なくとも一つの抗原特異的標的領域が、配列番号9~12から選択される一のアミノ酸配列を有する一本鎖抗体であるか、または
腫瘍特異的標的抗原がROR2であり、少なくとも一つの抗原特異的標的領域が、配列番号15のアミノ酸配列を有する一本鎖抗体である、キメラ抗原受容体。
a chimeric antigen receptor for binding a tumor-specific target antigen, comprising:
i. at least one antigen-specific target region evolved from a parent or wild-type protein or domain thereof, wherein the activity of the antigen in assays under normal physiological conditions is compared to that in assays in abnormal conditions deviating from normal physiological conditions; at least one antigen-specific target region in which the activity of the specific target region is reduced;
ii. a transmembrane domain; and iii. contains an intracellular signaling domain;
the tumor-specific target antigen is Axl, and at least one antigen-specific target region is a single chain antibody having an amino acid sequence selected from SEQ ID NOs: 9 to 12, or
A chimeric antigen receptor, wherein the tumor-specific target antigen is ROR2 and at least one antigen-specific target region is a single chain antibody having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 .
腫瘍特異的標的抗原がAxlであり、少なくとも1つの抗原特異的標的領域が配列番号9~12から選択される一のアミノ酸配列を有する一本鎖抗体である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the tumor-specific target antigen is Axl and the at least one antigen-specific target region is a single chain antibody having an amino acid sequence selected from SEQ ID NOs: 9-12. body. 腫瘍特異的標的抗原がROR2であり、少なくとも1つの抗原特異的標的領域が配列番号15のアミノ酸配列を有する一本鎖抗体である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 Chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the tumor-specific target antigen is ROR2 and at least one antigen-specific target region is a single chain antibody having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15. 正常生理条件と異常条件が、温度、pH、浸透圧、オスモル濃度、酸化ストレス、電解質濃度、有機小分子濃度、無機分子濃度、細胞型、栄養素利用性から選択される同一の条件である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 A claim in which the normal physiological conditions and abnormal conditions are the same conditions selected from temperature, pH, osmotic pressure, osmolarity, oxidative stress, electrolyte concentration, small organic molecule concentration, inorganic molecule concentration, cell type, and nutrient availability. Item 1. The chimeric antigen receptor according to item 1. 正常生理条件が、哺乳類である対象の血漿中の正常生理pHであり、異常条件が、腫瘍微小環境中のpHである、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 2. The chimeric antigen receptor according to claim 1, wherein the normal physiological condition is the normal physiological pH in the plasma of a mammalian subject, and the abnormal condition is the pH in the tumor microenvironment. 正常生理pHが7.0より高く7.8までの範囲にある、請求項に記載のキメラ抗原受容体。 6. The chimeric antigen receptor according to claim 5 , wherein the normal physiological pH ranges from greater than 7.0 to 7.8. 正常生理pHが7.2から7.6の範囲にある、請求項に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 6 , wherein the normal physiological pH is in the range of 7.2 to 7.6. 異常pHが6.0から7.0未満の範囲である、請求項に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 5 , wherein the abnormal pH ranges from 6.0 to less than 7.0. 異常pHが6.0から6.8の範囲にある、請求項に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen receptor according to claim 8 , wherein the abnormal pH is in the range of 6.0 to 6.8. 細胞外スペーサードメインまたは少なくとも1つの共刺激性ドメインをさらに含む、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 2. The chimeric antigen receptor of claim 1, further comprising an extracellular spacer domain or at least one costimulatory domain. 細胞外スペーサードメインが、抗体のFcフラグメント、抗体のヒンジ領域、抗体のCH2領域、抗体のCH3領域、人工スペーサー配列、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項10に記載のキメラ抗原受容体。 The chimeric antigen of claim 10 , wherein the extracellular spacer domain is selected from the group consisting of an Fc fragment of an antibody, a hinge region of an antibody, a CH2 region of an antibody, a CH3 region of an antibody, an artificial spacer sequence, and combinations thereof. receptor. 少なくとも1つの抗原特異的標的領域が、正常生理条件での同じ活性に対する異常条件での活性の比が少なくとも2である、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 2. The chimeric antigen receptor of claim 1, wherein at least one antigen-specific target region has a ratio of activity under abnormal conditions to the same activity under normal physiological conditions of at least 2. 少なくとも1つの抗原特異的標的領域が、リンカーで連結された2つの抗原特異的標的領域を含む、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 2. The chimeric antigen receptor of claim 1, wherein the at least one antigen-specific target region comprises two antigen-specific target regions connected by a linker. 2つの抗原特異的標的領域が、それぞれ異なる標的抗原または同じ標的抗原の異なるエピトープと結合する、請求項13に記載のキメラ抗原受容体。 14. The chimeric antigen receptor of claim 13 , wherein the two antigen-specific target regions each bind different target antigens or different epitopes of the same target antigen. 膜貫通ドメインが、I型膜貫通タンパク質の人工的な疎水性配列および膜貫通ドメイン、T細胞受容体のアルファ、ベータ、またはゼータ鎖、CD28、CD3イプシロン、CD45、CD4、CD5、CD8、CD9、CD16、CD22、CD33、CD37、CD64、CD80、CD86、CD134、CD137、およびCD154からなる群から選択される、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 The transmembrane domain is an artificial hydrophobic sequence and a transmembrane domain of a type I transmembrane protein, an alpha, beta, or zeta chain of a T cell receptor, CD28, CD3 epsilon, CD45, CD4, CD5, CD8, CD9, 2. The chimeric antigen receptor of claim 1 selected from the group consisting of CD16, CD22, CD33, CD37, CD64, CD80, CD86, CD134, CD137, and CD154. 細胞内シグナル伝達ドメインが、ヒトCD3ゼータ鎖の細胞質シグナル伝達ドメイン、FcyRIII、FcsRI、Fc受容体の細胞質尾部、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)を有する細胞質受容体、TCRゼータ、FcRガンマ、FcRベータ、CD3ガンマ、CD3デルタ、CD3イプシロン、CD5、CD22、CD79a、CD79b、およびCD66dからなる群から選択される、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 Intracellular signaling domain includes the cytoplasmic signaling domain of human CD3 zeta chain, FcyRIII, FcsRI, cytoplasmic tail of Fc receptor, cytoplasmic receptor with immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM), TCR zeta, FcR 2. The chimeric antigen receptor of claim 1, selected from the group consisting of gamma, FcR beta, CD3 gamma, CD3 delta, CD3 epsilon, CD5, CD22, CD79a, CD79b, and CD66d. TNFRスーパーファミリーのタンパク質、CD28、CD137、CD134、DaplO、CD27、CD2、CD5、ICAM-1、LFA-1、Lck、TNFR-I、TNFR-II、Fas、CD30、CD40、ICOS LIGHT、NKG2C、およびB7-H3の共刺激性ドメインからなる群から選択される共刺激性ドメインをさらに含む、請求項1に記載のキメラ抗原受容体。 TNFR superfamily proteins, CD28, CD137, CD134, DaplO, CD27, CD2, CD5, ICAM-1, LFA-1, Lck, TNFR-I, TNFR-II, Fas, CD30, CD40, ICOS LIGHT, NKG2C, and The chimeric antigen receptor of claim 1, further comprising a costimulatory domain selected from the group consisting of the costimulatory domains of B7-H3. 請求項1に記載のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む、発現ベクター。 An expression vector comprising a polynucleotide sequence encoding the chimeric antigen receptor of claim 1. 発現ベクターが、レンチウイルスベクター、ガンマレトロウイルスベクター、フォアミーウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、遺伝子工学的に操作されたハイブリッドウイルス、およびトランスポゾン媒介ベクターからなる群から選択される、請求項18に記載の発現ベクター。 The expression vector is derived from lentiviral vectors, gammaretroviral vectors, foamy viral vectors, adeno-associated viral vectors, adenoviral vectors, poxvirus vectors, herpesvirus vectors, genetically engineered hybrid viruses, and transposon-mediated vectors. 19. The expression vector according to claim 18 , selected from the group consisting of: 請求項1に記載のキメラ抗原受容体をコードするポリヌクレオチド配列を含む、遺伝子操作された細胞傷害性細胞。 A genetically engineered cytotoxic cell comprising a polynucleotide sequence encoding a chimeric antigen receptor according to claim 1.
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