JP7455188B2 - コンジュゲーションのためのポリペプチド複合体及びその応用 - Google Patents

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Description

技術分野
本発明は、一般的に、免疫、細胞生物学、分子生物学と医薬品分野に関する。より具体的に、本発明は、コンジュゲーションのためのポリペプチド複合体及びその応用の関する。
背景技術
抗体は、標的抗原に対する独自の結合特異性と、一連の非抗原依存性免疫相互作用を備えた多機能免疫グロブリンであり、免疫系において重要な役割を果たす。現在使用されている治療用バイオ薬物、診断試薬、および研究試薬の多くは、対象となる病理学的、免疫的、または生物学的メカニズムに関連する抗原に対する抗体である。
近年、薬物負荷抗体コンジュゲートを開発するために多くの努力がなされてきた。抗体薬物コンジュゲート(ADC)の場合、ADCには、ターゲティング用の抗体、薬物付着用のリンカー、およびエフェクターとしての強力な薬物負荷を含む。抗体またはそれらの関連する形式は、抗体-抗原相互作用によって、抗原を発現する細胞または他の標的細胞に細胞毒性薬物をもたらす。同時に、抗体とのコンジュゲーション後、薬物の毒性が大幅に低下する。したがって、ADCは、最小有効量(MED)を減らし、最大耐用量(MTD)を増やすことにより、治療ウィンドウを拡大する。FDAによって承認されたADC薬の例として、Mylotarg、Adcetris、Kadcyla、Besponsa、Polivy、Padcev、Enhertu、およびTrodelvyがある。
ADC研究・開発の成功は、抗体の選択、リンカー-薬物負荷の選択、リンカー-薬物負荷のコンジュゲーション方式、およびコンジュゲーションプロセスの開発に依存する。抗体中のシステインチオールは、強い求核試薬として理想的なコンジュゲーション反応基である。抗体の天然形式では、システイン残基が、ジスルフィド結合の形式で存在し、そして、抗体の軽鎖と重鎖及び重鎖と重鎖の間のジスルフィド結合の還元は、コンジュゲーションに理想的な遊離システインチオールを提供する。好ましい負荷-抗体比(PAR)およびコンジュゲーション部位を得るというチャンスと課題に対処するために、当技術分野では、多くのコンジュゲーション方法が開発されてきた。理想的には、適度な量の負荷を抗体に接続して、ADC製品を不均質にする必要がある。低PARコンジュゲーション製品は十分な治療効果を欠くが、高PAR製品は毒性が高くて且つ不安定である。したがって、ADCの不均質性は、治療ウィンドウの拡大を妨げる。したがって、人々は、ADC製品の均質性を改善するために、抗体の工学的改変などの努力がなされてきた。
1つの方法では、抗体の点突然変異を使用し、コンジュゲーション用の反応性の高い残基を持つアミノ酸の生成を誘導する。ThiomabTM技術はGenentechによって開発され、抗体にシステイン変異を導入することができる(Jagath R Junutulaら、「細胞毒性薬と抗体の部位特異的コンジュゲーションは治療指数を改善できる(Site-specific conjugation of a cytotoxic drug to an antibody improves the therapeutic index)」、Nature Biotechnology、2008、26(8):925-932)。Thiomabコンジュゲーションは、還元後に操作されたシステイン残基で発生し、それによって非常に均質なコンジュゲーション生成物が得られる。非天然アミノ酸(NNAA)技術も、均質なコンジュゲートを生成するために使用される。例えば、ケトン基やアジド基を持つ非天然アミノ酸は、コンジュゲーション部位として抗体に導入される(Jun Y. Axupら、「非天然アミノ酸を使用した部位特異的抗体薬物コンジュゲートの合成(Synthesis of site-specific antibody-drug conjugates using unnatural amino acids)」、PNAS、2012、109(40):16101-16106;Michael P. VanBruntら、「哺乳類細胞にアミノ酸を含む遺伝的にコード化されたアジドは、クリック環状付加化学を使用して部位特異的抗体薬物コンジュゲートを形成できる(Genetically Encoded Azide Containing Amino Acid in Mammalian Cells Enables Site-Specific Antibody-Drug Conjugates Using Click Cycloaddition Chemistry)」、Bioconjugate Chem.,2015、26(11):2249 -2260);このコンジュゲーション方法では、特定の反応により非常に均質な産物も得られる。
部位特異的変異誘発に基づく方法には、欠点がある。まず、突然変異部位を注意深く選択する必要があり、そうしないと、抗体の安定性とコンジュゲーション効率が影響を受ける。第二に、点突然変異抗体の発現レベルは、通常、非常に低く、これは化学、製造、管理(CMC)の段階に、問題になる恐れがある。
もう一つの方法は、酵素によって認識できるコンジュゲーション部位として短いポリペプチドタグを導入することである。グルタミンタグ(LLQG)をmTGの認識モチーフとして(Pavel Stropら、「部位の重要性:コンジュゲーション部位が抗体薬物コンジュゲートの安定性と薬物動態を調節する(Location Matters:Site of Conjugation Modulates Stability and Pharmacokinetics of Antibody Drug Conjugates)」、Chemistry&Biology、2013、20( 2):161-167)、LPETGを選別酵素Aの認識モチーフとして(Roger R. Beerliら、「選別酵素は、in vitroおよびin vivoで非常に効果的な部位特異的抗体薬物複合体の形成を仲介する」(Sortase Enzyme-Mediated Generation of Site-Specifically Conjugated Antibody Drug Conjugates with High In Vitro and In Vivo Potency)”,PLOS ONE, 2015, 10(7):e0131177)、およびLCxPxRをホルミルグリシン生成酵素(FGE)の認識モチーフとして(Peng Wuら、「遺伝的にコード化されたアルデヒドタグを使用することによる哺乳類細胞で産生された組換えタンパク質の部位特異的化学修飾」、PNAS、2009、106(9):3000-3005)、コンジュゲーションに使用し、均質性の高い製品を得た;ただし、薬物がポリペプチドタグに連結する。
短いポリペプチドタグの欠点は、部位特異的変異誘発に基づく方法と似ている。ポリペプチドタグの挿入部位をスクリーニングする必要があり、通常、ポリペプチドタグの利用可能な部位は限りがある。さらに、この戦略を使用する場合、タグ付き抗体の発現力価も難しい点である。
抗体コンジュゲートを生成する最も直接的な方法は、抗体の重鎖および軽鎖ポリペプチドに天然システインのチオール基を使用することである。強力な求核試薬として、チオール基は水相で迅速かつ効果的にコンジュゲーション反応を行うことができる。FDAによって承認されたADC薬AdcetrisとPolivyでは、モノメチルアウリスタチンE(MMAE)は、システイン残基のチオール基と、MMAEのリンカーに使用されるマレイミド基との反応による鎖間ジスルフィド結合の部分的還元によって生成されたシステイン残基にコンジュゲーションする。ここでは、薬物の疎水性と、すべてのシステイン残基が薬物に接続されている場合の立体障害により、ADC薬物が血漿中で不安定になる可能性があるため、完全な還元ではなく、部分的な還元が好まれる。ただし、部分的に還元された生成物の均質性が劣る。報告によると、ADCの薬物-抗体比(DAR)が4の場合、ADCはインビボで最高の治療指数を有するため、IgG1アイソタイプの抗体は部分的還元後に平均で4つの遊離チオール基を有することが好ましい。
ジスルフィド結合構造に関して、IgGサブクラスIgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4の間には多くの類似点と相違点がある。治療用生物製剤として最も一般的に使用されているIgG1とIgG4を例にとると、IgG1とIgG4の2つの重鎖は2つのジスルフィド結合で接続され、合計12個の鎖内ジスルフィド結合がある;一方、IgG1の軽鎖は、軽鎖の最後の残基と重鎖の5番目のシステイン残基の間のジスルフィド結合を介して重鎖に接続され、IgG4の軽鎖は、軽鎖の最後のシステイン残基と重鎖の3番目のシステイン残基の間のジスルフィド結合を介して重鎖に接続される(図1を参照)。一般に、鎖内ジスルフィド結合と鎖間ジスルフィド結合の溶媒曝露レベルは異なる。鎖内ジスルフィド結合は、各ドメインの二次構造の間に埋め込まれ、溶媒に曝露されない。ヒンジ領域に位置する鎖間ジスルフィド結合(IgG1およびIgG4の重鎖-重鎖間ジスルフィド結合およびIgG1の重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合を含む)は、溶媒に高度に曝露される。IgG4の重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合は、比較的アクセスしにくいVHとCH1ドメインの界面の間に位置するため、溶媒との接触度は高くない。曝露されたシステイン残基は、曝露されていないシステイン残基よりも反応性が高いと考えられているため、異なるジスルフィド結合間の溶媒曝露の違いは、抗体の生物学的コンジュゲーションにとって非常に重要である(Hongcheng LiuとKimberly May、「IgG分子のジスルフィド結合構造:構造変化、化学修飾、および安定性と生物学的機能への影響の可能性(Disulfide bond structures of IgG molecules:Structural variations, chemical modifications and possible impacts to stability and biological function)」、Mabs, 2012, 4(1):17-23)。実験により、IgG1の重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合と重鎖-重鎖間ジスルフィド結合は両方とも非常に反応性が高いことが示される。
ヒンジ領域は、抗体FabとFcの間の柔軟なリンカーである。IgGサブクラスIgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4の間で、ヒンジ領域の長さと柔軟性は大きく異なる。たとえば、治療用生物製剤として最も一般的に使用されているIgG1とIgG4を例として、IgG1のヒンジ領域は15個アミノ酸で非常に柔軟性があるが、IgG4のヒンジ領域は短く12個アミノ酸しかない(「IgGのサブクラスとアロタイプ:構造からエフェクター機能まで(IgG Subclasses and Allotypes from Structure to Effector Functions)」,Gestur Vidarssonら,Frontiers in Immunology,2014年10月20日,5:520)。野生型IgG1とIgG4は、コアヒンジ領域(EU番号226-229)で1つのアミノ酸が異なる:IgG1ではCys-Pro-Pro-Cysで、IgG4ではCys-Pro-Ser-Cysである。天然のIgG4は、コアヒンジ領域では鎖間システインジスルフィド結合と鎖内システインジスルフィド結合のバランスが取れているため、重鎖アームの交換と、分泌後のIgG4半抗体分子の存在が見られる。IgG4のS228P変異は、自然アームの交換を防ぐことにより、IgG4の重鎖間の共有結合相互作用を著しいく安定化できることが確認されたので(S.Angalら、「単一のアミノ酸置換により、キメラマウス/ヒト(IgG4)抗体の不均質性が排除される(A single amino acid substitution abolishes the heterogeneity of chimeric mouse/human (IgG4) antibody)」,Molecular Immunology, 1993, 30(1):105-108;John-Paul Silvaら、「生理学的マトリックスの調製と組み合わせた新しい定量的イムノアッセイは、S228P変異がin vivoおよびin vitroでのIgG4Fabアームの交換を防ぐことができることを証明する(The S228P Mutation Prevents in Vivo and in Vitro IgG4 Fab-arm Exchange as Demonstrated using a Combination of Novel Quantitative Immunoassays and Physiological Matrix Preparation)」,Journal of Biological Chemistry, 2015, 290(9):5462-5469)、IgG4抗体の開発と製造に広く使用される。S228P変異は、IgG4ヒンジでポリプロリンヘリックス(下部ヒンジ領域の5つのPro)を形成し、それとIgG4ヒンジの比較的に短い長さとの組み合わせにより、IgG1ヒンジ(下部ヒンジ領域の3つのPro)と比較して柔軟性がさらに制限される。柔軟なヒンジフラグメントにあるシステイン残基は、堅いヒンジにあるシステイン残基よりも反応性が高いと考えられているため、異なるヒンジ間の柔軟性の違いは、抗体の生物学的コンジュゲーションにとって非常に重要である。実験により、S228P IgG4の重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合と重鎖-重鎖間ジスルフィド結合は両方とも非常に反応性が弱いことが示される。
抗体コンジュゲーションに天然システインを使用することの欠点は、IgG1とIgG4の4つの鎖間ジスルフィド結合間の反応性が類似し、非常に不均質なコンジュゲーション生成物をもたらすことである。先に述べたように、この不均質性は、コンジュゲート薬物の臨床応用のための治療ウィンドウを狭める。例えば、IgG1抗体の天然の鎖間ジスルフィド結合の部分的還元によって生成されたADCは、正規分布の生成物混合物を生成する。最高の治療指数を持つタイプ(つまり、コンジュゲーション度が4であるタイプ(PAR4))は、混合物全体のわずか40%を占める。コンジュゲーション度が低いタイプ(PAR0およびPAR2)は治療効果がないが、コンジュゲーション度が高いタイプ(PAR6およびPAR8)は高い毒性と不安定性を示している(Kevin J. Hamblettら、「モノクローナル抗体コンジュゲートの抗腫瘍活性に対する薬物負荷の影響(Effects of Drug Loading on the Antitumor Activity of a Monoclonal Antibody Drug Conjugate)」,Clinical Cancer Research, 2004, 10(20):7063-7070;Yilma T. Ademら、「オーリスタチン抗体の薬物コンジュゲーションの物理的不安定性と薬物負荷の影響(Auristatin Antibody Drug Conjugate Physical Instability and the Role of Drug Payload)」, Bioconjugate Chem., 2014, 25(4):656-664)。IgG4抗体の部分的に還元された生成物の不均質性はさらに高く、完全に還元された抗体のレベルがすでに高い場合でも、還元されていない抗体がまだたくさん残る(図1)。
したがって、上記の欠点のいくつかまたはすべてを可能な限り排除するために、特に治療用途のために、抗体バイオコンジュゲーションのPARを改善する必要が依然としてある。
発明の内容
本明細書が、コンジュゲーションのためのポリペプチド複合体及びその応用を提供する。
第一の様態では、本明細書が、ポリペプチド複合体を提供し、上記のポリペプチド複合体は、N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、ただし、上記のFabドメイン又はその部分と、上記のヒンジ領域又はその部分は、異なるIgGアイソタイプ又はその部分から由来する。
ある実施形態において、ポリペプチド複合体は、免疫グロブリンであり、又は免疫グロブリンを含む。ある実施形態において、ポリペプチド複合体は、抗体であり、又は抗体を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4のヒンジ領域又はその部分である。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、ヒトIgG1又はIgG4のヒンジ領域又はその部分である。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、ヒトIgG1のヒンジ領域又はその部分である。ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、IgG1アイソタイプであるが、Fabドメインは、IgG4アイソタイプである。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):DKTHTCPPCP(SEQ ID NO: 1)に示された配列又はそのフラグメント;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、一つ又は複数の突然変異を有し、上記の突然変異は、挿入、欠失と置換から選ばれ、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):EPKSDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:2)又はEPKDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:3)に示された配列;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、一つ又は複数の突然変異を有し、上記の突然変異は、挿入、欠失と置換から選ばれ、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):SEQ ID NO: 12~14のいずれか一つに示された配列又はそのフラグメント;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、一つ又は複数の突然変異を有し、上記の突然変異は、挿入、欠失と置換から選ばれ、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、ヒトIgG4のヒンジ領域又はその部分である。ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、IgG4アイソタイプであるが、Fabドメインは、IgG1アイソタイプである。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):EPKSCESKYGPPCPPCP(SEQ ID NO:4)に示された配列又はそのフラグメント;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、一つ又は複数の突然変異を有し、上記の突然変異は、挿入、欠失と置換から選ばれ、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):EPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID No. 5)又はEPKSCKYGPPCPPCP (SEQ ID No. 6)又はEPKSCYGPPCPPCP (SEQ ID No. 7)又はEPKCESKYGPPCPPCP (SEQ ID No. 11)に示された配列;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、挿入、欠失と置換から選ばれる一つ又は複数の突然変異を有し、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):EPKSCSKYGHTCPPCP (SEQ ID No. 8)又はEPKSCSKYGHPCPPCP (SEQ ID No. 9)又はEPKSCSKYGPTCPPCP (SEQ ID No. 10)に示された配列;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、挿入、欠失と置換から選ばれる一つ又は複数の突然変異を有し、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
ある実施形態において、ヒンジ領域又はその部分は、以下を含む:(a):SEQ ID NO: 15~17のいずれか一つに示された配列又はそのフラグメント;又は(b):(a)と少なくとも85%の同一性を有する配列;又は(c):(a)又は(b)のバリアント、上記のバリアントは、一つ又は複数の突然変異を有し、上記の突然変異は、挿入、欠失と置換から選ばれ、又は上記のバリアントは、一つ又は複数の非天然アミノ酸残基を含む。
もう一つの様態では、本明細書は、さらに、ヒンジ領域と作動可能に連結されるFcポリペプチドをさらに含有するポリペプチド複合体、又は、ヒンジ領域と作動可能に連結される他のポリペプチドをさらに含有するポリペプチド複合体を含む。
ある実施形態において、上記のFcポリペプチドは、ヒトIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4のFcポリペプチドである。
ある実施形態において、Fcポリペプチドは、ヒトIgG1又はIgG4のFcポリペプチドである。
もう一つの関連する様態では、本明細書は、抗体薬物コンジュゲートを含み、ただし、本明細書に記載されたポリペプチド複合体を含む。
一つの関連する様態では、本明細書は、薬物組成物を含み、ただし、本明細書に記載された薬物抗体コンジュゲートと薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む。
もう一つの関連する様態では、本明細書は、キットを含み、ただし、本明細書に記載されたポリペプチド複合体、又は本明細書に記載された抗体薬物コンジュゲート、又は本明細書に記載された薬物組成物を含む。このようなキットは、科学研究の目的で、または治療薬剤や診断薬剤として、あるいは予防的治療薬剤として使用できる。
もう一つの様態では、本明細書は、本明細書に記載された抗体薬物コンジュゲートを調製する方法を含み、当該方法は、以下を含む:
本明細書に記載されたポリペプチド複合体のいずれか一つを提供する;
マレイミド基又はハロアセチル基部分は、鎖間ジスルフィド結合の還元によって生成されたシステイン残基の遊離チオール基とマイケル付加反応(Michael addition reaction)を行う。
ある実施形態において、遊離チオール基は、TCEPやDTTなどのマイルドな還元剤で、鎖間ジスルフィド結合を部分的に還元することによって生成される;好ましいのは、上記の部分的還元反応は、pH約4.0~8.0のバッファーで行い、還元剤(例えばTCEP)/mAbの比は、約3~10であり、反応温度は、約4℃~37℃であり、反応時間は、約1~24時間である。
ある実施形態において、TCEPやDTTなどのマイルドな還元剤を使用し、鎖間ジスルフィド結合を部分的に還元し、遊離チオール基を生成することができる。ある実施形態において、部分的還元は、pH約4.0~8.0 (例えばpH 5.0~7.0、pH 5.0~6.0、pH 5.5又はpH 6.0)のバッファーで行い、還元剤/mAbの比は、約1~20、1~15、1~10、1~5、3~20、3~16、3~6又は4~8であり、反応温度は、約4 ℃~37 ℃、4 ℃~20 ℃、4 ℃~15 ℃、4 ℃~10 ℃又は15 ℃~37 ℃であり、及び/又は、還元時間は、約1時間~24時間、2~16時間、2~5時間又は3~5時間である。
ある実施形態において、部分的還元の温度は、約15 ℃~37 ℃であり、及び/又は還元剤/mAbの比は、約3~6であり、ただし、ポリペプチド複合体は、IgG1のヒンジ領域又はIgG4のヒンジ領域から由来するヒンジ領域又はその部分を有し、且つ任意的に、IgG1又はIgG4のFcポリペプチドをさらに有する。ある実施形態において、ポリペプチド複合体のヒンジ領域は、SEQ ID NO: 1~3と12~14のいずれか一つに示された配列を有する。ある実施形態において、ポリペプチド複合体のヒンジ領域は、SEQ ID NO: 15~17のいずれか一つに示された配列を有する。
ある実施形態において、部分的還元の温度は、約4 ℃~25 ℃、好ましいのは、約4 ℃~20 ℃、4 ℃~15 ℃又は4 ℃~10 ℃であり、及び/又は還元剤/mAbの比は、約1~20、好ましいのは約1~15、3~16、3~8、1~6又は3~5であり、ただし、ポリペプチド複合体は、後に記載された構造式IIを有するヒンジ領域から由来するヒンジ領域又はその部分を有し、且つ任意的に、IgG1又はIgG4のFcポリペプチドをさらに有する。ある実施形態において、ポリペプチド複合体のヒンジ領域は、SEQ ID NO: 4~11のいずれか一つに示された配列を有する。
ある実施形態において、コンジュゲーション反応は、pH約4.0~8.0のバッファーで行い、有機添加剤(例えば有機溶媒又は有機共溶媒)が、約0.0%~20.0%(重量百分率)を占め、薬物/mAbの比は、約7~20であり、反応温度は、約4 ℃~37 ℃であり、反応時間は、約1~4時間である。
もう一つの様態では、本明細書は、抗体薬物コンジュゲートの製造における上記のポリペプチド複合体の応用を含む。
もう一つの様態では、本明細書は、必要が有る対象の疾患を治療する方法を含み、ただし、上記の対象へ治療有効量の本明細書に記載された抗体薬物コンジュゲートを投与することを含む。
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、特定の好ましい実施形態を示唆しているが、それらは単に例示のための例であることを理解され、当業者は、詳細な説明を読むことにより、本発明の構想および範囲内で様々な修正を容易に得られる。
以下の図面は明細書の一部であり、本明細書の特定の面をさらに説明するために、ここに含まれる。本発明は、特定の実施形態の詳細な説明と組み合わせて、これらの図面の1つまたは複数を参照することによって、よりよく理解することができる。
図1は、IgG1とIgG4の構造、およびIgG1とIgG4抗体の部分的還元と遊離チオール基とMC-vc-PAB-MMAEのコンジュゲーション反応によって得られた抗体薬物コンジュゲートのHIC-HPLC結果を示す。 図2は、抗体886-5の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCの結果を示す。ヒンジ領域の工学的改変により、IgG4に基づく当該抗体で調製されたADCの均質性が大幅に改善した。 図3は、抗体886-8の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCの結果を示す。ヒンジ領域の工学的改変と、IgG1-FabとIgG4-Fcを組み合わせることにより、当該抗体で調製されたADCの均質性が大幅に改善した。 図4は、抗体886-13の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCの結果を示す。ヒンジ領域の工学的改変により、IgG1に基づく当該抗体で調製されたADCの均質性が大幅に改善した。 図5は、抗体886-29の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCの結果を示す。ヒンジ領域の工学的改変により、IgG4に基づく当該抗体で調製されたADCの均質性が大幅に改善した。 図6は、抗体886-34の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCの結果を示す。ヒンジ領域の工学的改変により、当該抗体で調製されたADCの均質性が大幅に改善した。 図7は、抗体886-16の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCとPLRP-HPLCの結果を示す。886-16-MMAEの特徴に対する特定は、886-16-MMAEがin vitroおよびin vivo研究で使用できることを示した。 図8は、抗体886-19の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCとPLRP-HPLCの結果を示す。886-19-MMAEの特徴に対する特定は、886-19-MMAEがin vitroおよびin vivo研究で使用できることを示した。
図9は、抗体886-17の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCとPLRP-HPLCの結果を示す。886-17-MMAEの特徴に対する特定は、886-17-MMAEがin vitroおよびin vivo研究で使用できることを示した。 図10は、抗体886-20の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCとPLRP-HPLCの結果を示す。886-20-MMAEの特徴に対する特定は、886-20-MMAEがin vitroおよびin vivo研究で使用できることを示した。 図11は、抗体886-18の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCとPLRP-HPLCの結果を示す。886-18-MMAEの特徴に対する特定は、886-18-MMAEがin vitroおよびin vivo研究で使用できることを示した。 図12は、抗体886-21の構造と、MC-vc-PAB-MMAEとのコンジュゲーション後のHIC-HPLCとPLRP-HPLCの結果を示す。886-21-MMAEの特徴に対する特定は、886-21-MMAEがin vitroおよびin vivo研究で使用できることを示した。 図13は、HCC1954細胞、HCC827細胞、およびRaji細胞に対するMMAE結合ADCの細胞毒性を示した。各ADCのIC50値は、MMAEと結合した各ADCが細胞増殖に対して強力な阻害効果を持つことを示した。 図14は、ラットにおける886-16-MMAEと886-19-MMAEおよびトラスツズマブ-MMAEの薬物動態特性の比較を示した。破線と実線は、それぞれ血漿中の総抗体とコンジュゲート抗体(ADC)のクリアランス率を示した。
定義
本明細書中、例えば「一つ(1個)/中」、「当該/上記」などは、一つ又は複数以上(即、少なくとも一つ)の文法的オブジェクトを表す。例えば、「1つまたは一種のポリペプチド複合体」は、1つまたは一種のポリペプチド複合体、または1つまたは一種を超えるポリペプチド複合体を意味する。
本明細書では、「約」または「ほぼ」という用語は、参照の量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、目盛り、サイズ、量、重量、または長さに対して、その量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、目盛り、サイズ、量、重量、または長さの差は、最大30%、25%、20%、25%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%又は1%であることを指す。以下の特定の実施形態において、値の前の「約」または「ほぼ」は、値がプラスマイナス15%、10%、5%または1%であることを意味する。
本明細書で使用される場合、「例示的」という用語は、「例、実例、または例示として」ことを意味する。本明細書で「例示的」と記載されている内容は、必ずしも他の内容よりも好ましいまたは有利であることを意味するものではない。
本明細書全体を通して、文脈上必要とされない限り、「含む」、「含有する」、「有する」という用語は、ステップまたは要素またはステップグループまたは要素グループが含まれていることを示すが、他のステップまたは要素またはステップグループまたは要素グループを除外しないことを意味すると理解されるべきである。「からなる」とは、「からなる」に記載されている内容を含み、これに限定されることを意味する。したがって、「からなる」とは、挙げられた要素が必須であり、他の要素が存在しないことを意味する。「実質的にからなる」とは、フレーズに挙げられた要素を含むこと上に、挙げられた要素の活性または効果を妨害または寄与しない他の要素も含むことを意味する。したがって、「実質的にからなる」という表現は、挙げられた要素が必須であり、他の要素は任意的なものであることを意味し、他の要素が存在できるかどうかは、挙げられた要素の活性または機能に実質的に影響するかどうかによって異なる。
「実施形態の1つ」、「実施形態」、「特定の実施形態」、「関連する実施形態」、「ある(一部の)実施形態」、「他の実施形態」、または「別の実施形態」或いはそれらの組み合わせは、記載された実施形態に関連する特定の特徴、構造、または特性が、本明細書に記載の実施形態の少なくとも1つに含まれることを意味する。したがって、本明細書の異なる場所に現れる上記の用語は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、1つまたは複数の実施形態において任意の適切な方式で組み合わせることができる。
本明細書において、「ポリペプチド」、「ペプチド」および「タンパク(質)」という用語は交換可能に使用され、アミノ酸残基のポリマーを指す。これらの用語は、1つまたは複数のアミノ酸残基が対応する天然に存在するアミノ酸の人工の化学的模倣物であるアミノ酸ポリマー及び天然アミノ酸ポリマーと非天然アミノ酸ポリマーに適用される。本明細書において、「アミノ酸」という用語は、天然および合成アミノ酸、ならびに天然アミノ酸と同様に作用するアミノ酸類似体およびアミノ酸模倣物を指す。天然アミノ酸は、遺伝コードによってコードされるアミノ酸、並びにヒドロキシプロリン、γ-カルボキシグルタメート、O-ホスホセリンなどの後で修飾されたアミノ酸である。アミノ酸類似体は、天然アミノ酸と同じ基本的な化学構造を持つ化合物を指し、当該基本的な化学構造は、ホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホン、メチオニンメチルスルホニウムなど、水素、カルボキシル、アミノ、およびR基と結合したアルファ炭素である。これらの類似体は、修飾されたR基(ノルロイシンなど)または修飾されたペプチド骨格を持っていますが、天然アミノ酸と同じ基本的な化学構造を保留する。アルファ炭素とは、カルボニル基などの官能基に結合した1番目の炭素原子を指す。ベータ炭素とは、アルファ炭素に接続された2番目の炭素原子を指し、当該システムでは、ギリシャ文字のアルファベット順に、引き続いて、炭素に名前を付ける。アミノ酸模倣物とは、その構造がアミノ酸の一般的な化学構造とは異なるが、その作用機序が天然アミノ酸のそれと類似している化合物を指す。「タンパク質」は、一般に、より大きなポリペプチドを指す。「ペプチド」は、一般に、より短いポリペプチドを指す。通常、ポリペプチド配列の左端はアミノ末端(N-terminus)と呼ばれ、ポリペプチド配列の右端はカルボキシル末端(C末端)と呼ばれる。本明細書において、「ポリペプチド複合体」とは、特定の機能を実行するために互いに組み合わされた1つまたは複数のポリペプチドを含む複合体を指す。ある実施形態において、ポリペプチドは、免疫関連ポリペプチドである。
本明細書において、「抗体」という用語は、特定の抗原に結合する任意の免疫グロブリン、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体または二重特異性(二価)抗体を含む。天然の全抗体には、2本の重鎖と2本の軽鎖が含まれる。各重鎖は、可変領域(「HCVR」)および第1、第2、および第3の定常領域(CH1、CH2、およびCH3)からなり、各軽鎖は、可変領域(「LCVR」)と定常領域(CL)からなる。哺乳類の重鎖は、α、δ、ε、γ、およびμに分類され、哺乳類の軽鎖は、λまたはκに分類される。抗体は「Y」字型であり、Yのトランク部分は、ジスルフィド結合を介して互いに結合している2本の重鎖の第2と第3の定常領域からなる。Yのアームは、それぞれ、一つの軽鎖の可変領域および定常領域と結合する一つの重鎖の可変領域および第1の定常領域を含む。軽鎖および重鎖の可変領域は、抗原結合に関与する。二つの鎖の可変領域には、通常に、相補性決定領域(CDR)(軽(L)鎖CDRはLCDR1、LCDR2、およびLCDR3を含み、重鎖(H)鎖CDRはHCDR1、HCDR2、およびHCDR3を含む)と呼ばれる3つの高度に可変なループが含まれる。抗体のCDR境界は、Kabat、Chothia、またはAl-Lazikaniの合意に従って定義または認識できる(Al-Lazikani, B.,Chothia, C.,Lesk, A. M.,J. Mol. Biol., 273(4), 927 (1997);Chothia, C.ら,J Mol. Biol. Dec 5;186(3):651-63 (1985);Chothia, C.とLesk, A.M.,J.Mol. Biol.,196,901 (1987);Chothia, C.ら,Nature. Dec 21-28; 342(6252):877-83 (1989);Kabat E.A.ら,National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1991))。3つのCDRは、フレームワーク領域(FR)と呼ばれる隣接配列の間に挿入され、フレームワーク領域は、CDRと比較して高度に保存され、超可変ループをサポートするブラケットを形成する。各VHとVLは、通常に、三つのCDRと四つのFRを含み、アミノ末端からカルボキシ末端まで、FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4の順に並べる。重鎖と軽鎖の定常領域は抗原結合に関与しないが、さまざまなエフェクター機能を示している。抗体は、抗体重鎖の定常領域のアミノ酸配列に基づいて分類される。抗体の5つの主要なクラスまたはアイソタイプは、IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMであり、それぞれα、δ、ε、γ、およびμの重鎖を持つことを特徴とする。抗体のいくつかの主要なクラスは、さらに、IgG1(γ1重鎖)、IgG2(γ2重鎖)、IgG3(γ3重鎖)、IgG4(γ4重鎖)、IgA1(α1重鎖)またはIgA2(α2重鎖)などのサブクラスに分類される。したがって、本発明において、「IgG1」または「IgG1アイソタイプ」などの特定のIgGアイソタイプは、指定されたサブクラスに属するIgGアイソタイプを意味し、異なるIgGアイソタイプは、異なるサブクラスのIgGアイソタイプを意味する。
本明細書において、抗体の「可変ドメイン」とは、1つまたは複数のCDRを含む抗体可変領域又はそのフラグメントを指す。可変ドメインは、完全な可変領域(例えば、HCVRまたはLCVR)を含んでも良いが、それはまた、不完全な可変領域を含みつつ、抗原に結合するか、または抗原結合部位を形成する能力を保持することができる。
本明細書において、「抗原結合部分」という用語は、1つまたは複数のCDRを含む抗体部分から形成される抗体フラグメント、または抗原に結合するが完全な天然抗体構造を含まない任意の他の抗体フラグメントを指す。抗原結合部分の例として、可変ドメイン、可変領域、ダイアボディ、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fvフラグメント、ジスルフィド安定化Fvフラグメント(dsFv)、(dsFv)2、二重特異性dsFv(dsFv-dsFv’)、ジスルフィド安定化ダイアボディ(dsダイアボディ)、多重特異性抗体、ラキャメル化された単一ドメイン抗体、ナノボディ、ドメイン抗体、および二価ドメイン抗体が含まれるが、これらに限定されない。抗原結合部分は、親抗体と同じ抗原に結合することができる。いくつかの実施形態において、抗原結合部分は、特定のヒト抗体から由来する1つまたは複数のCDRを含み、1つまたは複数の非ヒト抗体から由来するフレームワーク領域とグラフトしても良い。抗原結合部分のより具体的な形態については、Spiessら、2015(上と同じ)およびBrinkman ら、mAbs、9(2)、ページ182-212(2017)を参照されてもよく、これらの全体が、本明細書に組み込まれる。
「Fab」とは、免疫グロブリン(抗体など)では、軽鎖(可変領域および定常領域)を、ジスルフィド結合を介して、重鎖の可変領域および第1の定常領域と組み合わせることによって形成される部分を指す。いくつかの実施形態において、軽鎖および重鎖の定常領域は、両方ともTCR定常領域によって置き換えられる。Fab部分は、抗原結合に関与する。
「Fab’」は、可変領域(VH)および第1の定常領域(CH1)からなる重鎖部分と共有結合する抗体の軽鎖を含むフラグメントと一部のヒンジ領域を指す。
「Fc」とは、免疫グロブリン(例えば抗体)における、第1の重鎖の第2(CH2)と第3(CH3)(又は、さらに第4(CH4、例えば、IgMの場合))の定常領域と、第2の重鎖の第2と第3(又は、さらに第4)の定常領域と結合してなる部分を指し、又は、免疫グロブリン(例えば、抗体)における、第1の重鎖の一部のヒンジ領域、第2(CH2)と第3(CH3)(又は、さらに第4(CH4、例えば、IgMの場合))の定常領域と、第2の重鎖の一部のヒンジ領域、第2と第3(又は、さらに第4)の定常領域と結合してなる部分を指す。抗体のFc部分は、ADCCやCDCなどのさまざまなエフェクター機能に関与するが、抗原結合には関与しない。
本明細書において、抗体の「ヒンジ領域」は、CH1ドメインとCH2ドメインを接続する重鎖分子部分を含む。ヒンジ領域は、約12~62個のアミノ酸を含み、かつ柔軟性があるため、2つのN末端抗原結合領域が独立して移動することを可能にできる。
本明細書において、「CH2ドメイン」という用語は、従来の番号付けスキームによれば、IgG抗体の約244位のアミノ酸から360位のアミノ酸まで(アミノ酸244~360、Kabatナンバリングシステム;アミノ酸231~340、EUナンバリングシステム;KabatEAなど、米国保健福祉省(U.S. Department of Health and Human Services)(1983)を参照)の重鎖分子部分を含む。
「CH3ドメイン」は、IgG分子のCH2ドメインからC末端まで伸び、約108個のアミノ酸を含む。IgMなどの特定のクラスの免疫グロブリンには、さらにCH4領域がある。
抗体の「Fv」は、完全な抗原結合部位を持つ最小の抗体フラグメントを指す。Fvフラグメントは、単一の重鎖の可変ドメインと単一の軽鎖の可変ドメインを組み合わせてなるものである。dsFvを含む多くのFvデザインがあり、ただし、2つのドメイン間の結合は、ジスルフィド結合を導入することによって強化される;ペプチドリンカーの使用で、2つのドメインを単一のポリペプチドに結合し、scFvを形成することができる。対応する免疫グロブリン重鎖または軽鎖の可変領域および定常領域に関連する重または軽免疫グロブリン鎖可変領域を含むFvs構築物が作製された。さらに、Fvは、すでに、ダイアボディとトリボディに多量体化された(Maynardら、Annu Rev Biomed Eng 2 339-376(2000))。
アミノ酸配列(または核酸配列)の「パーセント(%)配列同一性」は、配列をアラインメントし、必要に応じてギャップを導入して同一のアミノ酸(または核酸)の数を最大化した後に、参照配列のアミノ酸(または核酸)残基と同一である候補配列のアミノ酸(または核酸)残基のパーセンテージとして定義される。アミノ酸残基の保存的置換は、同一の残基と見なされる場合と見なされない場合がある。アミノ酸(または核酸)配列同一性のパーセンテージを決定するアラインメントのために、BLASTNやBLASTp(国立バイオテクノロジー情報センター(NCBI)のウェブサイトで得られる)などの公的に利用可能なツールを使用することができる;或いは、Altschul SFら、J. Mol. Biol., 215:403-410 (1990);Stephen F.ら、Nucleic Acids Res.,25:3389-3402(1997))、ClustalW2(欧州バイオインフォマティクス研究所のウェブサイトで得られる)、Higgins DGら、Methods in Enzymology,266:383-402 (1996);Larkin MAら、Bioinformatics(イギリス、オックスフォード),23(21):2947-8 (2007))、及びALIGNやMegalign (DNASTAR)ソフトウェアがある。当業者は、ツールのデフォルトパラメータを使用することができ、または適切なアルゴリズムを選択することによってアラインメントに適したパラメータを選定することができる。
本明細書において、「抗原」または「Ag」とは、細胞培養物または動物を刺激し、抗体またはT細胞応答を生成させることができる化合物、組成物、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質または物質(細胞培養物(例えばハイブリドーマ)に添加される組成物、または動物に注射または吸収される組成物(例えば癌特異的タンパク質を含む組成物)を含む)を指す。抗原は、異種抗原によって誘導される産物を含む特定の体液性または細胞性免疫産物(例えば抗体)と反応する。
「エピトープ」または「抗原決定基」は、結合剤(例えば、抗体)が結合する抗原の領域を指す。エピトープは、連続アミノ酸(線形エピトープまたは連続エピトープとも呼ばれ)によって形成されるか、タンパク質の三次折り畳みに並置された非連続アミノ酸(コンフォメーションエピトープまたは配座エピトープとも呼ばれ)によって形成される。連続アミノ酸によって形成されるエピトープは、通常に、タンパク質の一次アミノ酸残基に沿って線形的に配置され、これらの連続アミノ酸の小さなフラグメントは、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子に結合した抗原から消化されるか、変性溶媒に曝露されたときに保持されるが、三次折り畳みによって形成されたエピトープは、通常に、変性溶媒処理のために失われる。エピトープは、通常に、少なくとも3個、より通常は少なくとも5個、約7個、または約8~10個の、独特の空間的コンフォメーションを示すアミノ酸を含む。
ここで、「特異的結合」という用語は、抗体と抗原の間など、2つの分子間の非ランダム結合反応を指す。特定の実施形態において、抗原に特異的に結合する本明細書のポリペプチド複合体および二重特異性ポリペプチド複合体の結合親和性(KD)は、≦10-6M(例えば、≦5x10-7M、≦2x10-7M、≦10-7M、≦5x10-8M、≦2x10-8M、≦10-8M、≦5x10-9M、≦2x10-9M、≦10-9Mまたは≦10-10M)である。本明細書において、KDは、結合速度に対する解離速度の比(koff/kon)を指し、Biacoreなどの機器で、表面プラズモン共鳴法によって測定することができる。
本明細書において、「作動可能に連結」または「作動可能に連結された」という用語は、スペーサーまたはリンカーの有無にかかわらず、それぞれが所望の方式で生物学的に機能することを可能にする関係にあるような、2つ以上の標的生物学的配列の並置を指す。ポリペプチドで使用される場合、ポリペプチド配列が、連結された生成物が所望の生物学的機能を有することを可能にする方式で連結されることを意味する。例えば、抗体可変領域は、定常領域に作動可能に連結されて、抗原結合活性を有する安定な生成物を提供することができる。この用語は、ポリヌクレオチドにも使用できる。例えば、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドが制御配列(プロモーター、エンハンサー、サイレンサー配列など)に作動可能に連結されている場合、それは、ポリヌクレオチドが、ポリヌクレオチドのポリペプチド発現の調節を可能にする方式で連結されることを指す。
ヒンジ領域は、免疫グロブリンCH1のC末端とCH2ドメインのN末端を接続する連続したアミノ酸残基の領域である。ヒトIgG1では、EUの番号付けに従って、ヒンジ領域は、残基216から230までである。ヒトIgG4では、EUの番号付けに従って、ヒンジ領域は、残基219から230までである。
本明細書において、アミノ酸残基の「置換」とは、ペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質には、天然に存在するかまたは誘導される1つまたは複数のアミノ酸から別の一つまたは複数のアミノ酸への置換を指す。ポリペプチド内の置換は、ポリペプチドの機能を弱める、増強する、または排除する可能性がある。
アミノ酸配列の置換はまた、「保存的置換」であっても良く、これは、側鎖に類似の物理的および化学的特性を有する異なるアミノ酸残基で置換すること、またはポリペプチドの活性に重要ではないアミノ酸を置換することを指す。例えば、非極性側鎖を有するアミノ酸残基同士(例えばMet、Ala、Val、Leu and Ile、Pro、Phe、Trp)間、極性無電荷側鎖を有する残基同士(例えばCys、Ser、Thr、Asn、Gly、Gln)間、酸性側鎖を有する残基同士(例えばAsp、Glu)間、塩基性側鎖を有するアミノ酸同士(例えばHis、Lys、Arg)間、β分岐側鎖を有するアミノ酸同士(例えばThr、Val、Ile)間、硫黄含有側鎖を有するアミノ酸同士(例えばCysとMet)間、または芳香族側鎖を有する残基同士(例えばTrp、Tyr、His、Phe)間で、保存的な置換を行うことができる。特定の実施形態において、置換、欠失または付加はまた、「保存的置換」と見なされ得る。挿入または欠失のアミノ酸の数は、約1から5の範囲であっても良い。保存的置換は、通常に、タンパク質のコンフォメーション構造に有意な変化を引き起こさないため、タンパク質の生物学的活性を維持することができる。
本明細書において、アミノ酸残基の「突然変異」は、アミノ酸残基の置換、挿入、欠失または付加を指す。
本明細書において、「相同配列」とは、選択的にアラインメントされたときに、別の配列と少なくとも80%(例えば、少なくとも85%、88%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%)の同一性を有するポリヌクレオチド配列(またはその相補鎖)またはアミノ酸配列を指す。
本明細書において、「対象」または「個体」または「動物」または「患者」という用語は、疾患または障害の診断、予後、改善、予防および/または治療を必要とするヒトまたは非ヒト動物を指し、哺乳類または霊長類を含む。哺乳類の対象には、人間、家畜および動物園の動物、犬、猫、モルモット、ウサギ、ラット、マウス、馬、豚、牛、熊などのスポーツ動物またはペットが含まれる。
具体的な実施形態
以下の説明は、本明細書の様々な実施形態を単に例示するものである。したがって、ここで検討された特定の修正、変更などは、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。当業者には、本開示の範囲から逸脱することなく様々な同等の形態、変更および修正が得られることは明らかであり、そのような同等の実施はすべて本開示の範囲に含まれることを理解されたい。出版物、特許および特許出願を含む、本明細書で引用されているすべての参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書が、ポリペプチド複合体を提供し、上記のポリペプチド複合体は、N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、ただし、上記のFabドメイン又はその部分と、上記のヒンジ領域又はその部分は、異なるIgGアイソタイプ又はその部分から由来する。本発明者らは、当該異なりが、鎖間ジスルフィド結合への還元剤のアクセス可能性に違いを引き起こし、上記ポリペプチド複合体のバイオコンジュゲーション反応における薬物負荷(ペイロード)-抗体の比(PAR)を改善したことを予期せず発見した。したがって、ADCを調製するおよび/または組み込むために使用される場合、本明細書に記載されたポリペプチド複合体は、生成物の均質性、特にPARが4の生成物の豊富化を、著しく改善する。他方、本明細書に記載されたポリペプチド複合体は、より良好な薬物動態学的および/または薬力学的特性を有することも見出された。
ポリペプチド複合体
本明細書が、新たなポリペプチド複合体を提供し、上記のポリペプチド複合体は、N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、ただし、上記のFabドメイン又はその部分と、上記のヒンジ領域又はその部分は、異なるIgGアイソタイプ又はその部分から由来する。
実施形態の一つには、ポリペプチド複合体又はその部分は、少なくとも二つの重鎖と二つの軽鎖を含み、二つの重鎖が、ヒンジ領域における二つのジスルフィド結合を介して連結する。ヒンジ領域又はその部分は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4のヒンジ領域又はその部分である。
実施形態の一つには、IgG1およびIgG4免疫グロブリンのFab C末端のヒンジ領域またはその一部を自然構造の位置で交換することにより、このような異なりが、鎖間ジスルフィド結合への還元剤のアクセス可能性に違いを引き起こすため、バイオコンジュゲーション反応における薬物負荷-抗体の比(PAR)を改善する。本明細書のポリペプチド複合体および構築物のさらなる利点は、後で見られる。
本発明において、上記のFabドメインは、任意の抗体、特に臨床的に重要な抗体から由来することができる。いくつかの実施形態において、上記のFabドメインは、腫瘍抗原(TA)(例えば腫瘍特異的抗原(TSA)と腫瘍関連抗原(TAA))に特異的に結合する抗体から由来する。ただし、腫瘍抗原の例として、CD20、CD38、CD123;ROR1、ROR2、BCMA;PSMA;SSTR2;SSTR5、CD19、FLT3、CD33、PSCA、ADAM17、CEA、Her2、EGFR、EGFR-vIII、CD30、FOLR1、GD-2、CA-IX、Trop-2、CD70、CD38、メソセリン、EphA2、CD22、CD79b、GPNMB、CD56、CD138、CD52、CD74、CD30、CD123、RONとERBB2を含むが、これらに限定されない。TA特異的抗体の例として、トラスツズマブ(Trastuzumab) (例えば、後の実施例9と10に記載された)、リツキシマブ(Rituximab) (例えば、後の実施例11と12に記載された)、セツキシマブ(Cetuximab)(例えば、後の実施例13と14に記載された)、ベバシズマブ(Bevacizumab)、パニツムマブ(Panitumumab)、アレムツズマブ(Alemtuzumab)、マツズマブ(Matuzuma)、ゲムツズマブ(Gemtuzumab)、ポラツズマブ(Polatuzumab)、イノツズマブ(Inotuzumab)などを含むが、これらに限定されない。
ヒンジ領域
ヒンジ領域は、抗体FabとFcの間の柔軟なリンカーである。IgGサブクラスIgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4の間で、ヒンジ領域の長さと柔軟性は大きく異なる。たとえば、治療用生物製剤として最も一般的に使用されているIgG1とIgG4を例として、IgG1のヒンジ領域は15個アミノ酸(例えばEPKSCDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:18))で非常に柔軟性があるが、IgG4のヒンジ領域は短く12個アミノ酸しかない(「IgGのサブクラスとアロタイプ:構造からエフェクター機能まで(IgG Subclasses and Allotypes from Structure to Effector Functions)」,Gestur Vidarssonら,Frontiers in Immunology,2014年10月20日,5:520)。野生型IgG1とIgG4は、コアヒンジ領域(EU番号226-229)で1つのアミノ酸が異なる:IgG1ではCys-Pro-Pro-Cysで、IgG4ではCys-Pro-Ser-Cysである。天然のIgG4は、コアヒンジ領域では鎖間システインジスルフィド結合と鎖内システインジスルフィド結合のバランスが取れているため、重鎖アームの交換と、分泌後のIgG4半抗体分子の存在が見られる。IgG4のS228P変異ESKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:19)は、自然アームの交換を防ぐことにより、IgG4の重鎖間の共有結合相互作用を著しいく安定化できることが確認されたので、IgG4抗体の開発と製造に広く使用される。S228P変異は、IgG4ヒンジでポリプロリンヘリックス(PPCPPCP)を形成し、それとIgG4ヒンジの比較的に短い長さとの組み合わせにより、IgG1ヒンジと比較して柔軟性がさらに制限される。柔軟なヒンジフラグメントにあるシステイン残基は、堅いヒンジにあるシステイン残基よりも反応性が高いと考えられているため、異なるヒンジ間の柔軟性の違いは、抗体の生物学的コンジュゲーションにとって非常に重要である。実験により、S228P IgG4の重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合と重鎖-重鎖間ジスルフィド結合は両方とも非常に反応性が弱いことが示される。
いくつかの実施形態において、Fabドメインは、ヒンジ領域と作動可能に連結され、ただし、ヒンジ領域又はその部分は、IgG1又はその部分から誘導され、上記のFabドメインは、IgG4から誘導される。IgG1およびIgG4免疫グロブリンのFab C末端のヒンジ領域を、自然構造の位置で交換することにより、このような異なりが、鎖間ジスルフィド結合への還元剤のアクセス可能性に違いを引き起こすため、バイオコンジュゲーション反応における薬物負荷-抗体の比(PAR)を改善する。
いくつかの実施形態において、修飾されたヒンジ領域は、以下の構造式(I)を有する配列を含む:
10 CPPCP (I)
ただし、X=ヌル又はE;X=ヌル又はP;X=ヌル又はK;X=ヌル又はS又はE;X=ヌル又はC又はS、好ましいのはヌル;X= D又はK;X= K又はY;X= T又はG;及び/又は、X10=HT、HP、PT又はPP、好ましいのはPT又はPP。
いくつかの実施形態において、修飾されたヒンジ領域は、以下の構造式(II)を有する配列を含む:
EPKxC x CPPCP (II)
ただし、x = ヌル又はS;x = ヌル又はE又はS、好ましいのはヌル;x = ヌル又はS又はC;x = ヌル又はK又はD; = Y又はK;x = G又はT;及び/又はx = PP、PT、HP又はHT。
一つ又は複数の実施形態において、例示的な修飾されたヒンジ領域の配列は、表1に示された。
Figure 0007455188000001
上記の修飾されたヒンジ領域は、重鎖の定常領域に含まれてもよく、重鎖の定常領域は、通常に、CH2とCH3ドメインを含み、且つ指定された領域の側面に別のヒンジセグメント(例えば、上部ヒンジなど)と、CH1領域とを含んでも良い。これらの他の定常領域セグメントは、存在する場合、通常は同じアイソタイプ、好ましくはヒトアイソタイプであるが、異なるアイソタイプのハイブリッドであってもよい。上記の他のヒト定常領域セグメントのアイソタイプは、好ましくは、ヒトIgG1であるが、ヒトIgG2、IgG3、またはIgG4、またはそれらのハイブリッド、すなわち、異なるアイソタイプのドメインを含んでも良い。
本明細書において、「ヒンジ領域(又はその部分)」と「修飾されたヒンジ領域(又はその部分)」が、本発明のヒンジ領域を指す場合、交換可能に使用されてもよく、両方とも0又は1、2、3、4、5、6、7、8、9と10箇所の置換、欠失又は内部挿入を有するヒンジ領域を指す。ヒンジ領域が指定されたアイソタイプの野生型と0または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10箇所の置換、欠失、または内部挿入によって異なる場合、ヒンジ領域は指定されたアイソタイプであると見なされる。本明細書において、ヒンジ領域、Fab、Fcフラグメント、またはポリペプチド複合体の他の任意のコンポーネントが指定されたアイソタイプに先導される場合(例えば、「IgG1ヒンジ領域」)、ヒンジ領域、Fab、Fcフラグメント、またはポリペプチド複合体の他のコンポーネントが指定されたアイソタイプに属していることを意味するが、必ずしも野生型であるものではない。
鎖間結合は、ヒンジ領域の一方の単鎖上の1つのアミノ酸残基と、ヒンジ領域のもう一方の単鎖上の別のアミノ酸残基との間に形成される。いくつかの実施形態において、非天然の鎖間結合は、ヒンジ領域の2つの単鎖を二量体に結合することができる任意の結合または相互作用であっても良い。非天然の鎖間結合の適切な例としは、ジスルフィド結合、水素結合、静電相互作用、塩橋または疎水性-親水性相互作用、KiH(knobs-into-holes)、またはそれらの組み合わせである。
本明細書において、「二量体」とは、ポリペプチドまたはタンパク質などの2つの分子が、共有結合または非共有相互作用によって形成される会合構造を指す。ホモ二量体またはホモ二量体化は、2つの同じ分子によって形成され、ヘテロ二量体またはヘテロ二量体化は、2つの異なる分子によって形成される。
「ジスルフィド結合」とは、R-S-S-R’構造を有する共有結合を指す。システインというアミノ酸が、チオール基を有し、別のチオール基(たとえば、別のシステイン残基のチオール基)と、ジスルフィド結合を形成することができる。ジスルフィド結合は、それぞれ2つのポリペプチド鎖にある2つのシステインのチオール基の間に形成されてもよく、それによって鎖間ブリッジまたは鎖間結合を形成する。
静電相互作用は、非共有相互作用であり、タンパク質の折り畳み、安定性、柔軟性、および機能にとって重要であり、イオン相互作用、水素結合、ハロゲン結合を含む。ポリペプチドの内部は、LysとAspの間、LysとGluの間、GluとArgの間、または一方の鎖のGlu、Trpともう一方の鎖のArg、ValまたはThrの間などで静電相互作用を形成する。
塩橋は、近距離の静電相互作用であり、主にAspまたはGluのアニオン性カルボン酸塩と、Lysのカチオン性アンモニウムまたはArgのグアニジン塩で発生し、天然のタンパク質構造における反対に帯電した残基の近接空間ペアリングである。主に疎水性の界面にある荷電および極性残基は、結合のホットスポットとして機能する可能性がある。その中で、イオン化可能な側鎖を持つ残基(例えばHis、Tyr、Ser)も塩橋の形成に関与する。
疎水性相互作用は、1つの鎖の1つ又は複数のVal、TyrおよびAlaと別の鎖の1つ又は複数のVal、LeuおよびTrpの間、または1つの鎖のHisおよびAlaと別の鎖のThrおよびPheの間で形成できる(Brinkmannら,2017を参照、上と同じ)。
水素原子が電気陰性度の高い原子(例えば、窒素、酸素、フッ素)と共有結合する場合、2つの極性基間の静電引力が水素結合を形成する。水素結合は、ポリペプチド内の2つの残基の主鎖酸素(例えば、カルコゲングループ)とアミド水素(窒素基)の間に形成され、例えば、Asnの窒素基とHisの酸素基、またはAsnの酸素基とLysの窒素基などがある。水素結合は、ファンデルワールス力よりも強力であるが、共有結合やイオン結合よりも弱く、二次および三次構造を維持するために不可欠である。例えば、アミノ酸残基の間隔が位置iとi + 4の間で規則的であると、アルファヘリックスは形成されるが、ベータシートは、2つのペプチドが少なくとも2つまたは3つの主鎖水素結合によって接続されてねじれた波形シートを形成するときに、形成される長さが3~10アミノ酸のペプチドセグメントである。
本明細書において、「knobs-into-holes」構造は、2つのポリペプチド間の以下のような相互作用を指す:1つのポリペプチドには、大きな側鎖を持つアミノ酸残基(チロシンやトリプトファンなど)が存在するため、突起(すなわち、「knob」)があり、もう1つのポリペプチドは、小さな側鎖を持つアミノ酸残基(アラニンまたはスレオニンなど)が位置する空洞(すなわち、「hole」)を有し、突起を空洞内に配置することができ、それにより、2つのポリペプチド間の相互作用を促進してヘテロ二量体または複合体を形成する。knobs-into-holes構造を有するポリペプチドを形成する方法は、例えば、米国特許第5,731,168号に記載されているように知られている。
いくつかの実施形態において、ヒンジ領域は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の鎖間結合を有する。任意的に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10の鎖間結合の少なくとも1つは、ジスルフィド結合、水素結合、静電相互作用、塩橋または疎水性-親水性相互作用、またはそれらの任意の組み合わせである。
鎖間ジスルフィド結合の形成は、当技術分野で知られている適切な方法によって測定することができる。例えば、発現されたタンパク質産物の還元および非還元SDS-PAGEを別々に実行し、次に得られたバンドを比較し、鎖間ジスルフィド結合の存在を示す可能な差異を特定することができる。
ある実施形態において、ポリペプチド複合体は、ヒトIgG1アイソタイプの抗原結合フラグメントFab、続いてアームの交換を防ぐためにS228P変異を有するヒトIgG4の修飾されたヒンジ領域、続いてIgG(例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、またはそれらの組み合わせ)のCH2-CH3ドメインを含む定常領域を含む;ただし、Fabおよびヒンジ領域におけるIgG1およびIgG4サブクラスの交換は、重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合と比較して、重鎖-重鎖間ジスルフィド結合への還元剤の自然なアクセス可能性を変化させ、還元反応および薬物負荷コンジュゲーション反応を、重鎖と軽鎖の間のチオール基で優先的に起こるように誘導する。
一つ又は複数の実施形態において、例示的なヒンジ領域の配列及びその技術効果は、表2に示された。
Figure 0007455188000002


Figure 0007455188000003

抗体薬物コンジュゲート
i. 抗体
本明細書が、新たな抗体を提供し、上記の抗体は、N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、ただし、上記のFabドメイン又はその部分と、上記のヒンジ領域又はその部分は、異なるIgGアイソタイプから由来する。抗体は、少なくとも2本の重鎖と2本の軽鎖を含み、2本の重鎖は、ヒンジ領域またはその一部における2つのジスルフィド結合によって接続され、上記のヒンジ領域またはその一部は、ヒトIgG1、IgG2、IgG3またはIgG4のヒンジ領域またはその一部である。
別の態様では、抗体は、さらに、ヒンジ領域と作動可能に連結されたFcポリペプチド、或いはヒンジ領域と作動可能に連結された他のポリペプチドを含む。
ある実施形態において、上記のFcポリペプチドは、ヒトIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4のFcポリペプチドである。
ある実施形態において、Fcポリペプチドは、ヒトIgG1又はIgG4のFcポリペプチドである。
もう一つの関連する様態では、本明細書は、抗体薬物コンジュゲートを含み、ただし、本明細書に記載されたポリペプチド複合体を含む。
本発明において、上記のFabドメインは、任意の抗体、特に臨床的に重要な抗体から由来することができる。いくつかの実施形態において、上記のFabドメインは、腫瘍抗原(TA)(例えば腫瘍特異的抗原(TSA)と腫瘍関連抗原(TAA))に特異的に結合する抗体から由来する。ただし、腫瘍抗原の例として、CD20、CD38、CD123;ROR1、ROR2、BCMA;PSMA;SSTR2;SSTR5、CD19、FLT3、CD33、PSCA、ADAM17、CEA、Her2、EGFR、EGFR-vIII、CD30、FOLR1、GD-2、CA-IX、Trop-2、CD70、CD38、メソセリン、EphA2、CD22、CD79b、GPNMB、CD56、CD138、CD52、CD74、CD30、CD123、RONとERBB2を含むが、これらに限定されない。TA特異的抗体の例として、トラスツズマブ(Trastuzumab) (例えば、後の実施例9と10に記載された)、リツキシマブ(Rituximab) (例えば、後の実施例11と12に記載された)、セツキシマブ(Cetuximab)(例えば、後の実施例13と14に記載された)、ベバシズマブ(Bevacizumab)、パニツムマブ(Panitumumab)、アレムツズマブ(Alemtuzumab)、マツズマブ(Matuzuma)、ゲムツズマブ(Gemtuzumab)、ポラツズマブ(Polatuzumab)、イノツズマブ(Inotuzumab)などを含むが、これらに限定されない。
ii. 薬物
本発明で使用される薬物(「薬物負荷」とも呼ばれる)は、特に限定されない。本発明で使用される薬物は、細胞毒性薬物、特に癌治療に使用される薬物を含む。これらの薬物は、一般に、DNA破壊剤、DNA結合剤、代謝拮抗剤、酵素阻害剤(例えば、チミジル酸合成酵素阻害剤やトポイソメラーゼ阻害剤)、チューブリン阻害剤、および毒素(例えば、細菌、真菌、植物または動物由来の毒素)を含むが、これらに限定されない。例えば、具体的な例として、タキソール(taxol)、メトトレキサート(methotrexate)、メトトレキサート(methopterin)、ジクロルメトトレキサート(dichloromethotrexate)、5-フルオロウラシル(5-fluorouracil)、6-メルカプトプリン(6-mercaptopurine)、シタラビン(cytosine arabinoside)、メルファラン(melphalan)、レウロシン(leurosine)、レウロシデイン (leurosideine)、アクチノマイシン(actinomycin)、ダウノルビシン(daunorubicin)、ドキソルビシン(doxorubicin)、マイトマイシンC(mitomycin C)、マイトマイシンA(mitomycin C)、カミノマイシン(caminomycin)、アミノプテリン(aminopterin)、タリマイシン(tallysomycin)、ポドフィロトキシンおよびポドフィロトキシンの誘導体(例えばエトポシド(etoposide)またはエトポシドホスフェート(etoposide phosphate))、ビンブラスチン(vinblastine)、ビンクリスチン(vincristine)、ビンデシン(vindesin)、タキサン(taxanes)(タキソール(taxol)を含む)、ドセタキセル(taxotere)、レチノイン酸(retinoic acid)、酪酸、N8-アセチルスペルミジン(N8-acetyl spermidine)、カンプトテシン(camptothecin)、カリケアマイシン(calicheamicin)、エスペラマイシン(esperamicin)、エンジイン(ene-diynes)、デュオカルマイシンA(duocarmycin A)、デュオカルマイシンSA(duocarmycin SA)、カリケアマイシン(calicheamicin)、カンプトテシン(camptothecin)、ヘミアステルリン(hemiasterlins)、メイタンシノイド(DM1、DM2、DM3、DM4を含む)およびオーリスタチン(auristatin)(モノメチルアウリスタチンE(MMAE)(monomethylauristatin E)、モノメチルアウリスタチンF(MMAF)(monomethylauristatin F)、モノメチルアウリスタチンD(MMAD)(monomethylauristatin D)を含む)。いくつかの実施形態において、MMAEなどのオーリスタチンが好ましい。薬物は、当技術分野で知られている任意の適切な方法によってリンカーに接続することができる。いくつかの実施形態において、コンジュゲーションに使用される薬物の提供形態は、リンカー-薬物中間体であり、例えば「MC-vc-PAB-MMAE」である。
iii. リンカー
本発明で使用される薬物は、リンカーを介して抗体に接続することができる。ADC用の様々なリンカーは、当技術分野で知られている。本発明で使用できるリンカーは、抗体によって提供されるチオール基と反応することができる部分を有して抗体に接続できる限り、特に限定されない。本発明において特に有用なのは、マレイミドまたはハロアセチル官能化リンカーである。例としては、-MC-vc-PAB-(「MC」:マレイミド-カプロイル; 「vc」:バリン-シトルリン(Val-Cit)ジペプチド; 「PAB」:p-アミノベンジル)、-MC-vc-、-MC-、および-SMCC-(スクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート)を含むが、これらに限定されない。
一つの関連する様態では、本明細書は、薬物組成物を含み、ただし、本明細書に記載された薬物抗体コンジュゲートと薬学的に許容される担体又は賦形剤を含む。
もう一つの関連する様態では、本明細書は、キットを含み、ただし、本明細書に記載されたポリペプチド複合体、又は本明細書に記載された抗体薬物コンジュゲート、又は本明細書に記載された薬物組成物を含む。
もう一つの様態では、本明細書は、本明細書に記載された抗体薬物コンジュゲートを調製する方法を含み、当該方法は、以下を含む:
本明細書に記載されたポリペプチド複合体のいずれか一つを提供する;
マレイミド基又はハロアセチル基部分は、鎖間ジスルフィド結合の還元によって生成されたシステイン残基の遊離チオール基とマイケル付加反応(Michael addition reaction)を行う。
ある実施形態において、遊離チオール基は、TCEPやDTTなどのマイルドな還元剤で、鎖間ジスルフィド結合を部分的に還元することによって生成される;好ましいのは、上記の部分的還元反応は、pH約4.0~8.0のバッファーで行い、還元剤(例えばTCEP)/mAbの比は、約3~10であり、反応温度は、約4℃~37℃であり、反応時間は、約1~24時間である。
ある実施形態において、コンジュゲーション反応は、pH約4.0~8.0のバッファーに行い、有機添加剤(例えば有機溶媒又は有機共溶媒)が、約0.0%~20.0%(重量百分率)を占め、薬物/mAbの比は、約7~20であり、反応温度は、約4 ℃~37 ℃であり、反応時間は、約1~4時間である。
もう一つの様態では、本明細書は、抗体薬物コンジュゲートの製造における上記のポリペプチド複合体の応用を含む。
もう一つの様態では、本明細書は、必要が有る対象の疾患を治療する方法を含み、ただし、上記の対象へ治療有効量の本明細書に記載された抗体薬物コンジュゲートを投与することを含む。治療される疾患は、固形腫瘍および造血器悪性腫瘍を含む癌が含まれるが、これらに限定されない。これらの癌の例としては、乳がん、胃がん、肺がん(例えばNSCLC)、頭頸部がん、結腸直腸がん、B細胞リンパ腫(例えば非ホジキンリンパ腫(NHL))および白血病を含むが、これらに限定されない。
本発明は、少なくとも部分的に、2つの免疫グロブリン重鎖ヒンジ領域配列の応用に基づく。IgG1およびIgG4免疫グロブリンのFab C末端のヒンジ領域を、自然構造の位置で交換することにより、このような異なりが、鎖間ジスルフィド結合への還元剤のアクセス可能性に違いを引き起こすため、バイオコンジュゲーション反応における薬物負荷-抗体の比(PAR)を改善する。
本発明は、工学的改変ヒンジ領域、FabドメインおよびFcドメインで構築された抗体のタイプを記載する。工学的改変ヒンジ領域ペプチドは、2つの重鎖の間に2つのジスルフィド結合を形成するために使用されるシステイン残基を含む天然アミノ酸で構築される。具体的には、IgG1とIgG4のヒンジ領域配列を短縮して組み合わせ、2つのジスルフィド結合を保留する工学的改変抗体ヒンジ領域を得る。当該工学的改変抗体のFabドメインは、IgG1アイソタイプまたはIgG4アイソタイプであり、Fabドメインは任意に突然変異させることができ、上記の突然変異は、システイン突然変異、非天然アミノ酸またはペプチドの伸長または挿入を含むが、これらに限定されない。さらに、Fcドメインは、突然変異の有無にかかわらず、IgG1アイソタイプまたはIgG4アイソタイプにすることができる。
本発明の工学的改変抗体は、マイルドな還元剤で、ジスルフィド結合を還元した後、システイン残基でのバイオコンジュゲーションに使用することができる。工学的改変ペプチドは、ヒンジ領域のジスルフィド結合の還元特性を変化させ、マイルドな還元剤(TCEPやDTTなど)で部分的に還元されると、ジスルフィド結合が選択的に還元される。このように部分的に還元された抗体は、特定の部位に結合した4つのリンカー-薬物負荷を有するコンジュゲートが主な産物になるようにコンジュゲーションに使用される。本発明において、リンカー薬物は、Fabドメイン、ヒンジ領域およびFcドメインの異なる組み合わせに従って、Fab領域またはヒンジ領域に付着される。特定の選択された実施形態において、特定の部位に結合した4つのリンカー-薬物負荷を有するコンジュゲートは、産物混合物の90%以上を占める。
本明細書には、工学的改変抗体をバイオコンジュゲーション反応に適用する方法も説明する。全体的なコンジュゲーション反応は、部分的還元とコンジュゲーションの2つのステップで構成される。還元剤の種類、還元剤/mAbの比、バッファー組成とpH値、反応温度と時間は、部分的還元と特定の部位の還元に影響する。コンジュゲーション条件は、抗体に接続されるリンカー-薬物負荷の性質によるが、基本的に一般的に使用される従来の条件と同じである。理想的には、有機溶媒は、リンカー-薬物負荷の溶解を助けるために、還元バッファーに、コンジュゲーションするための添加剤として使用される。
一つの様態において、抗原結合免疫グロブリンGを提供し、それが、N末端からC末端まで、ヒトIgG4の抗原結合フラグメントFab、続いてヒトIgG1の修飾されたヒンジ領域、続いてIgG(例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、またはそれらの組み合わせ)のCH2-CH3ドメインを含む定常領域を含む;ただし、Fabおよびヒンジ領域におけるIgG1およびIgG4サブクラスの交換は、重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合と比較して、重鎖-重鎖間ジスルフィド結合への還元剤の自然なアクセス可能性を変化させ、還元反応および薬物負荷コンジュゲーション反応を、重鎖の間のチオール基で優先的に起こるように誘導する。
もう一つの様態において、抗原結合免疫グロブリンGを提供し、それが、N末端からC末端まで、ヒトIgG1の抗原結合フラグメントFab、続いてアームの交換を防ぐためにS228P変異を有するヒトIgG4の修飾されたヒンジ領域、続いてIgG(例えばIgG1、IgG2、IgG3、IgG4、またはそれらの組み合わせ)のCH2-CH3ドメインを含む定常領域を含む;ただし、Fabおよびヒンジ領域におけるIgG1およびIgG4サブクラスの交換は、重鎖-軽鎖間ジスルフィド結合と比較して、重鎖-重鎖間ジスルフィド結合への還元剤の自然なアクセス可能性を変化させ、還元反応および薬物負荷コンジュゲーション反応を、重鎖-軽鎖の間のチオール基で優先的に起こるように誘導する。
一つの実施形態において、交換されたヒンジのCH1とヒンジのリンカーは、上部ヒンジ領域(例えば、EU番号216~223)に1、2、または3アミノ酸の欠失を有する。いくつかの具体的な実施形態において、ヒンジ領域フラグメントは、SEQ ID NO:1-17から選ばれる。
本明細書は、さらに、マレイミド基またはハロアセチル基部分を使用したコンジュゲーション方法を説明し、ただし、マレイミド基又はハロアセチル基部分は、鎖間ジスルフィド結合の還元によって生成されたシステイン残基のチオール基とマイケル付加反応を行うことができる。
いくつかの実施形態において、TCEPやDTTなどのマイルドな還元剤を使用し、鎖間ジスルフィド結合を部分的に還元し、遊離チオール基を生成することができる。ジスルフィド結合の部分的な還元は、pHが約4.0~8.0のバッファー中で行うことができ、還元剤(例えばTCEP)/mAbの比は、約3~10であり、反応温度は、約4℃~37℃であり、反応時間は、約1~24時間である。
いくつかの実施形態において、部分的に還元された抗体とマレイミド官能化されたリンカー-薬物負荷との間のコンジュゲーションは、約4.0~8.0のpH範囲の緩衝液中で行うことができ、ただし、有機添加剤(例えば、有機溶媒又は有機共溶媒)は、約0.0%~20.0%であり、薬物/mAbの比は、約7~20であり、反応温度は、約4℃~37℃であり、コンジュゲーション時間は、約1~4時間である。
略語
ADC:抗体薬物コンジュゲート
CH:重鎖定常領域
CMC:化学、製造と制御
DAR:薬物-抗体の比
DMA:N,N-ジメチルアセトアミド
DTT:1、4-ジチオスレイトール
EGFR:上皮成長因子受容体
Fab:抗原結合フラグメント
Fc:結晶化可能なフラグメント
FDA:食品医薬品局
FGE:ホルミルグリシン生成酵素
HIC:疎水性相互作用クロマトグラフィー
HPLC:高速液体クロマトグラフィー
IC50:半数最大阻害濃度
IgG:免疫グロブリンG
MC:マレイミド-カプロイル
MED:最小有効量
MMAE:モノメチルアウリスタチンE
MTD:最大耐用量
MWCO:分子量カットオフ
NaCl:塩化ナトリウム
NNAA:非天然アミノ酸
mTG:微生物トランスグルタミナーゼ
PAB:p-アミノベンジル
PAR:薬物負荷-抗体の比
RP:逆相
SEC:サイズ排除クロマトグラフィー
TCEP:トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン
CH:重鎖可変領域
eq:還元剤/mAbのモル比
方法
抗体の調製
本明細書において、すべての抗体分子は、タビキヌゲネコ(Cricetulus griseus)のコドンによって最適化され、標準的な分子生物学の方法に従って合成され、独自の生産ベクターにクローン化され、そして、TOP10大腸菌プラスミドから大規模抽出して調製された。
トランスフェクションの72時間前に、CHO K1宿主細胞を、2-4E5細胞/mLで、CD CHO培地に播種した。宿主細胞をVi-CELLでカウントし、細胞密度を計算し、290gで7分間遠心分離した後、トランスフェクション前に予熱した新鮮なCD CHO培地に再懸濁した。再懸濁された宿主細胞を、使用するまでKuhnerシェーカー(36.5℃、湿度75%、6%CO2、120 rpm)でインキュベートした。
再懸濁した宿主細胞に、標的抗体をコードするプラスミドを合計4mg加えた後、ポリエーテルイミドを12mg加えた。トランスフェクトされた培養物を、Kuhnerシェーカー内で、36.5℃、湿度75%、6%CO2、120rpmで4時間インキュベートした。独自のサプリメントを添加した後、トランスフェクション後の培養物をKuhnerシェーカー内で31℃、湿度75%、6%CO2、120rpmで、9~10日間培養した。
収穫日に、トランスフェクトされた培養物を、まず1,000gで10分間、次に10,000 gで40分間遠心分離して清澄化し、0.22 μmフィルターで無菌ろ過した。上清をProAクロマトグラフィーで精製し、力価を測定した。ProA溶出液は、1~2%中和バッファー(1M Tris-HCl、pH 9.0)を添加して中和し、そしてpH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーで調製した。
コンジュゲーションの前に、すべてのタンパク質は、還元および非還元SDS-PAGE、SEC-HPLC、エンドトキシンレベルを検出するためのLALゲルクロットアッセイ、および分子同定のための質量分析を含む品質管理テストを受けた。
Figure 0007455188000004


Figure 0007455188000005

RP-HPLCで薬物負荷を測定
プロセス:20ulのADCサンプルを75ulの8M塩酸グアニジンおよび5ulのTris-HCl、pH8.0と混合した。混合物に1ulの0.5MTCEP溶液を加えた。37℃で30分間(min)反応した後、RP-HPLCで抗体への薬物負荷を測定した。
Figure 0007455188000006

RP-HLPCで遊離薬物を測定
プロセス:85ulのADC溶液を15ulのDMAと混合し、100ulの沈殿バッファー(NaClで飽和した37.5%v/vメタノール/アセトニトリル溶液)を使用してタンパク質を沈殿させ、1400rpmで10分間(分)22℃で、ボルテックス攪拌した。
サンプルを16000rpfで10分間遠心分離した。RP-HPLC検出用の上清と標準サンプルを採取して、遊離薬物を測定した。
Figure 0007455188000007

以下、実施例によって本発明を説明する。
実施例1
一般的なコンジュゲーション方法
TCEPやDTTなどの還元剤1~20 eq(例えば、いくつかの実施形態では3-10eq)を、pH 4.0~8.0のバッファー(例えば、ヒスチジン-アセテートストック溶液)中の濃度1mg / ml~20mg / mlの抗体溶液に加えた。反応を4~37℃で、0.5~24時間穏やかに振とう又は攪拌した。精製せずに、有機共溶媒(例えばDMA)を、部分的に還元された抗体に、0%~20%の濃度で添加し、マレイミドまたはハロアセチル官能化のリンカー-薬物負荷当量は7~20eqであった。4~37℃で、0.5~4時間穏やかに振とう又は攪拌しつつ、コンジュゲーション反応を行った。UV-visで濃度、HIC-HPLCでコンジュゲートの分布とDAR、RP-HPLCで軽鎖と重鎖の薬物負荷と遊離薬物の残留、SEC-HPLCで凝集と純度、キネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベル、を測定することで、最終産物の特徴を特定した。
本明細書において、すべての抗体分子は、タビキヌゲネコ(Cricetulus griseus)のコドンによって最適化され、標準的な分子生物学の方法に従って合成され、独自の生産ベクターにクローン化され、そして、TOP10大腸菌プラスミドから大規模抽出して調製された。
トランスフェクションの72時間前に、CHO K1宿主細胞を、2-4E5細胞/mLで、CD CHO培地に播種した。宿主細胞をVi-CELLでカウントし、細胞密度を計算し、290gで7分間遠心分離した後、トランスフェクション前に予熱した新鮮なCD CHO培地に再懸濁した。再懸濁された宿主細胞を、使用するまでKuhnerシェーカー(36.5℃、湿度75%、6%CO2、120 rpm)でインキュベートした。
再懸濁した宿主細胞に、標的抗体をコードするプラスミドを合計4mg加えた後、ポリエーテルイミドを12mg加えた。トランスフェクトされた培養物を、Kuhnerシェーカー内で、36.5℃、湿度75%、6%CO2、120rpmで4時間インキュベートした。独自のサプリメントを添加した後、トランスフェクション後の培養物をKuhnerシェーカー内で31℃、湿度75%、6%CO2、120rpmで、9~10日間培養した。
収穫日に、トランスフェクトされた培養物を、まず1,000gで10分間、次に10,000 gで40分間遠心分離して清澄化し、0.22 μmフィルターで無菌ろ過した。上清をProAクロマトグラフィーで精製し、力価を測定した。ProA溶出液は、1~2%中和バッファー(1M Tris-HCl、pH 9.0)を添加して中和し、そしてpH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーで調製した。
コンジュゲーションの前に、すべてのタンパク質は、還元および非還元SDS-PAGE、SEC-HPLC、エンドトキシンレベルを検出するためのLALゲルクロットアッセイ、および分子同定のための質量分析を含む品質管理テストを受けた。
上記のように、アイソタイプを交換せずにIgG1抗体とIgG4抗体を調製した。上記のIgG1抗体は、EPKSCDKTHTCPPCPのヒンジ領域配列(SEQ ID NO:18)を有し、上記のIgG4抗体は、ESKYGPPCPPCPのヒンジ領域配列(SEQ ID NO:19)を有する。2つの抗体をそれぞれ、50mM NaCl、2mM EDTAを含むpH7.0の50mM PBおよび50mM NaCl、2mM EDTAを含むpH6.5の50mM PBに溶解し、抗体濃度は、いずれも8.0mg / mlであった。IgG1抗体の場合、2.7 eqのTCEPを添加し、混合物を37℃で2時間インキュベートした。IgG4抗体の場合、4.1 eqのTCEPを添加し、混合物を37℃で24時間インキュベートした。
そして、各混合物に、還元された抗体に10%の濃度までDMAを添加し、次に7eq(IgG1の場合)および9eq(IgG4の場合)のMC-vc-PAB-MMAEをそれぞれ添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された(図1)。
実施例2
抗体886-5 (IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:1))を、150mM NaClを含むpH6.0の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.0mg / mlであった。抗体溶液に、3.5 eqのTCEPを添加し、混合物を15℃で18時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された(図2)。
実施例3
抗体886-5 (IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:1))を、pH6.0の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.0mg / mlであった。抗体溶液に、3.3 eqのTCEPを添加し、混合物を15℃で18時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された。結果は次のとおりであった:
Figure 0007455188000008
実施例4
抗体886-5 (IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:1))を、pH8.0のHEPESに溶解し、抗体濃度は5.7mg / mlであった。抗体溶液に、2.6 eqのTCEPを添加し、混合物を15℃で16時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された。結果は次のとおりであった:
Figure 0007455188000009
実施例5
抗体886-8 (IgG1-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は4mg/mlであった。抗体溶液に、7 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で3時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に12eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は22℃で0.5時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された(図3)。
実施例6
抗体886-13 (IgG1-Fab、IgG1-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は4.0mg/mlであった。抗体溶液に、4.4 eqのTCEPを添加し、混合物を10℃で3時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に10eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された(図4)。
実施例7
抗体886-29 (IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はEPKDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:3))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.8mg/mlであった。抗体溶液に、6.0 eqのTCEPを添加し、混合物を37℃で2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された(図5)。
実施例8
抗体886-34 (IgG1-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPTCPPCP (SEQ ID NO:10))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は6.2mg/mlであった。抗体溶液に、5.0 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された(図6)。
実施例9
抗Her2抗体886-16 (IgG1-Fab,IgG4-Fc;ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5);軽鎖(LC)配列:SEQ ID NO: 20、重鎖(HC)配列:SEQ ID NO: 21)を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は9.2mg/mlであった。抗体溶液に、5 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。HIC-HPLCでDARと薬物分布、SEC-HPLCで純度と凝集レベル、RP-HPLCで薬物負荷、RP-HPLCで遊離薬物の残留、及びキネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベル、を測定することで、最終産物の特徴を特定した(図7)。
実施例10
抗Her2抗体886-19(IgG1-Fab,IgG1-Fc;ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5);LC配列:SEQ ID NO: 26、HC配列:SEQ ID NO: 27)を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.7mg/mlであった。抗体溶液に、3 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で3時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。HIC-HPLCでDARと薬物分布、SEC-HPLCで純度と凝集レベル、RP-HPLCで薬物負荷、RP-HPLCで遊離薬物の残留、及びキネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベル、を測定することで、最終産物の特徴を特定した(図8)。
実施例11
抗CD20抗体886-17(IgG1-Fab,IgG4-Fc;ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5);LC配列:SEQ ID NO: 22、HC配列:SEQ ID NO: 23)を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は8.9mg/mlであった。抗体溶液に、5 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。HIC-HPLCでDARと薬物分布、SEC-HPLCで純度と凝集レベル、RP-HPLCで薬物負荷、RP-HPLCで遊離薬物の残留、及びキネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベルを測定することで、最終産物の特徴を特定した(図9)。
実施例12
抗CD20抗体886-20(IgG1-Fab,IgG1-Fc;ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5);LC配列:SEQ ID NO: 28、HC配列:SEQ ID NO: 29)を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.2mg/mlであった。抗体溶液に、3 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で3時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。HIC-HPLCでDARと薬物分布、SEC-HPLCで純度と凝集レベル、RP-HPLCで薬物負荷、RP-HPLCで遊離薬物の残留、及びキネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベルを測定することで、最終産物の特徴を特定した(図10)。
実施例13
抗EGFR抗体886-18(IgG1-Fab,IgG4-Fc;ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5);LC配列:SEQ ID NO: 24、HC配列:SEQ ID NO: 25)を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.5mg/mlであった。抗体溶液に、5 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。HIC-HPLCでDARと薬物分布、SEC-HPLCで純度と凝集レベル、RP-HPLCで薬物負荷、RP-HPLCで遊離薬物の残留、及びキネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベルを測定することで、最終産物の特徴を特定した(図11)。
実施例14
抗EGFR抗体886-21(IgG1-Fab,IgG1-Fc;ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID NO:5);LC配列:SEQ ID NO: 30、HC配列:SEQ ID NO: 31)を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.0mg/mlであった。抗体溶液に、3 eqのTCEPを添加し、混合物を4℃で3時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。HIC-HPLCでDARと薬物分布、SEC-HPLCで純度と凝集レベル、RP-HPLCで薬物負荷、RP-HPLCで遊離薬物の残留、及びキネティックタービジメトリー法でエンドトキシンレベルを測定することで、最終産物の特徴を特定した(図12)。
実施例15
抗体886-28 (IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:2))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は7.2mg/mlであった。抗体溶液に、6.0 eqのTCEPを添加し、混合物を37℃で2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された。結果は次のとおりであった:
Figure 0007455188000010
実施例16
抗体886-22 (IgG1-Fab、IgG1-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCDKTPPCPPCP (SEQ ID NO: 12))、抗体886-23(IgG1-Fab、IgG1-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCDKTHPCPPCP (SEQ ID NO: 13))と抗体886-24(IgG1-Fab、IgG1-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCDKTPTCPPCP (SEQ ID NO: 14))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は、それぞれに、6.9mg/ml、7.8mg/mlと7.8mg/mlであった。各抗体溶液にTCEPを添加し、TCEP/抗体の比は、それぞれに、5.2、3.2、4.6であった。下の表に示された温度(T)で、混合物を2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された。結果は次のとおりであった:
Figure 0007455188000011
実施例17
抗体886-25(IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はESKYGHTCPPCP (SEQ ID NO: 15))、抗体886-26(IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はESKYGHPCPPCP (SEQ ID NO: 16))と抗体886-27(IgG4-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はESKYGPTCPPCP (SEQ ID NO: 17))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は、それぞれに、4.8mg/ml、7.2mg/mlと7.5mg/mlであった。各抗体溶液にTCEPを添加し、TCEP/抗体の比は、それぞれに、3.5、4.0、5.5であった。下の表に示された温度(T)で、混合物を16時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された。結果は次のとおりであった:
Figure 0007455188000012
実施例18
抗体886-32 (IgG1-Fab、IgG4-Fcヒンジ領域配列はEPKSCSKYGHTCPPCP (SEQ ID NO: 8))と抗体886-33 (IgG1-Fab、IgG4-Fc、ヒンジ領域配列はEPKSCSKYGHPCPPCP (SEQ ID NO: 9))を、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに溶解し、抗体濃度は、それぞれに、9.5mg/mlと7.5mg/mlであった。各抗体溶液にTCEPを添加し、TCEP/抗体の比は、それぞれに、1.5と2.0であった。下の表に示された温度(T)で、混合物を2時間インキュベートした。そして、還元された抗体に、10%の濃度までDMAを添加し、次に7eqのMC-vc-PAB-MMAEを添加した。コンジュゲーション反応は4℃で1時間行った。コンジュゲーション産物を40KD MWCO脱塩カラムで精製し、pH5.5の20mMヒスチジン-アセテートバッファーに保存した。最終産物の特徴は、DARおよび薬物分布測定のためのHIC-HPLCで特定された。結果は次のとおりであった:
Figure 0007455188000013

実施例19
インビトロ細胞毒性試験:HCC1954細胞、Raji細胞およびHCC827細胞に対するHer2、CD20およびEGFRを標的とする抗体薬物コンジュゲートの細胞毒性を試験した。3つの細胞株は、すべて、10%ウシ胎児血清を補充したRPMI-1640培地で培養した。HCC1954細胞を、96ウェルプレートに4000細胞/ウェルで接種し、Raji細胞を、96ウェルプレートに10000細胞/ウェルで播種し、HCC827細胞を、96ウェルプレートに3000細胞/ウェルで播種した。細胞プレーティング完了の直後に、Raji細胞をADCで処理し、細胞プレーティングの24時間後に、HCC1954およびHCC827細胞をADCで処理した。37℃で、4日間のADC処理後に、Raji細胞の生存率を分析し、37℃で、5日間のADC処理後に、HCC1954細胞とHCC827細胞の生存率を分析した。抑制百分率と最大抑制百分率を計算した(図13)。
実施例20
投与時に体重が約330gになるまで、オスのSDラットをケージで飼育した。10mg/kgのトラスツズマブ(Trastuzumab)-MMAE、886-16-MMAEおよび886-19-MMAEを、単回静脈内投与し、重複グループを設定し、その後、5分、6時間、24時間、48時間、72時間、144時間、312時間で、ラットの血漿を収集した。
ELISA法を使用し、さまざまな時点で収集された血漿中の総抗体濃度を測定した:96ウェルプレートを、4℃で24時間、1ug / mLの濃度の組換えヒトErbB2(HER2)でコーティングした。次に、2%BSAを含むpH 7.2のPBSで、37℃で1時間ブロックした。プレートを洗浄バッファー(0.05%Tween 20を含むpH 7.2のPBS)で3回洗浄し、コーティングされた96ウェルプレートで、さまざまな希釈度のサンプルをインキュベートし、血漿濃度を0.1%に正規化した。0.1%血漿で希釈したADCを用い、1ng/ml~1500ng/mlの濃度範囲の検量線を作成した。37℃で1時間インキュベートした後、洗浄バッファーで3回洗浄し、ヤギ抗ヒトIgG(Fc特異的)抗体-ペルオキシダーゼを添加し、37℃で1時間インキュベートした。3回洗浄した後、各ウェルにTMBを加え、5分間インキュベートしてから、0.5M H2SO4で反応を終了した。450nmでの吸光度を測定し、検量線を使用し、総抗体の濃度を計算した。
ELISA法を使用し、さまざまな時点で収集された血漿中の(ADC)コンジュゲート抗体濃度を測定した:96ウェルプレートを、4℃で24時間、1ug / mLの濃度の組換えヒトErbB2(HER2)でコーティングした。次に、2%BSAを含むpH 7.2のPBSで、37℃で1時間ブロックした。プレートを洗浄バッファー(0.05%Tween 20を含むpH 7.2のPBS)で3回洗浄し、コーティングされた96ウェルプレートで、さまざまな希釈度のサンプルをインキュベートし、血漿濃度を0.1%に正規化した。0.1%血漿で希釈したADCを用い、0.05ng/ml~200ng/mlの濃度範囲の検量線を作成した。37℃で1時間インキュベートした後、洗浄バッファーで3回洗浄し、マウス抗vc-PAB-MMAE抗体を添加し、37℃で1時間インキュベートした。洗浄バッファーで3回洗浄し、抗マウスIgG(Fc特異性)抗体-ペルオキシダーゼを添加し、37℃で1時間インキュベートした。プレートを3回洗浄した後、各ウェルにTMBを加え、5分間インキュベートしてから、0.5M H2SO4で反応を終了した。450nmでの吸光度を測定し、検量線を使用し、コンジュゲーション抗体の濃度を計算した。
図14には、破線と実線は、それぞれ総抗体と(ADC)コンジュゲート抗体のクリアランス状況を示した。破線は、総抗体の血漿濃度が、時間とともに減少することを示した。実線は、(ADC)コンジュゲート抗体の血漿濃度が、時間とともに減少することを示した。破線は、3つのADCの総抗体クリアランス率が近いことを示した。実線は、886-16-MMAEおよび886-19-MMAEのクリアランスは、トラスツズマブ-MMAEのクリアランスよりも遅いことを示した。

Claims (19)

  1. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、DKTHTCPPCP(SEQ ID NO: 1)に示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG4アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  2. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、EPKSDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:2)又はEPKDKTHTCPPCP (SEQ ID NO:3)に示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG4アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  3. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、SEQ ID NO:12~14のいずれか一つに示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG1アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  4. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、EPKSCESKYGPPCPPCP(SEQ ID NO:4)に示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG1アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  5. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、EPKSCSKYGPPCPPCP (SEQ ID No. 5)、又はEPKSCKYGPPCPPCP (SEQ ID No. 6)、又はEPKSCYGPPCPPCP (SEQ ID No. 7)、又はEPKSCSKYGHTCPPCP (SEQ ID No. 8)、又はEPKSCSKYGHPCPPCP (SEQ ID No. 9)、又はEPKSCSKYGPTCPPCP (SEQ ID No. 10)に示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG1アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  6. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、SEQ ID NO:11に示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG1アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  7. N末端からC末端まで、Fabドメインと、それと作動可能に連結されるヒンジ領域を含み、上記のヒンジ領域は、SEQ ID NO:15~17のいずれか一つに示された配列を含み、上記のFabドメインは、IgG4アイソタイプであることを特徴とする、リペプチド複合体。
  8. さらに、ヒンジ領域と作動可能に連結されたFcポリペプチド、或いはヒンジ領域と作動可能に連結された他のポリペプチドを含むことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載されたポリペプチド複合体。
  9. 上記のFcポリペプチドは、ヒトIgG1、IgG2、IgG3又はIgG4のFcポリペプチドであることを特徴とする請求項8に記載されたポリペプチド複合体。
  10. 上記のFcポリペプチドは、ヒトIgG1又はIgG4のFcポリペプチドであることを特徴とする請求項9に記載されたポリペプチド複合体。
  11. (i)SEQ ID NO:20の配列を含む軽鎖およびSEQ ID NO:21の配列を含む重鎖;
    (ii)SEQ ID NO:22の配列を含む軽鎖およびSEQ ID NO:23の配列を含む重鎖;
    (iii)SEQ ID NO:24の配列を含む軽鎖およびSEQ ID NO:25の配列を含む重鎖;
    (iv)SEQ ID NO:26の配列を含む軽鎖およびSEQ ID NO:27の配列を含む重鎖;
    (v)SEQ ID NO:28の配列を含む軽鎖およびSEQ ID NO:29の配列を含む重鎖;または
    (vi)SEQ ID NO:30の配列を含む軽鎖およびSEQ ID NO:31の配列を含む重鎖;
    を含むことを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載されたポリペプチド複合体。
  12. 請求項1~11のいずれか一つに記載されたポリペプチド複合体を含むことを特徴とする抗体薬物コンジュゲート。
  13. 請求項12に記載された抗体薬物コンジュゲートと、薬学的に許容される担体又は賦形剤を含むことを特徴とする薬物組成物。
  14. 請求項1~11のいずれか一つに記載されたポリペプチド複合体を提供することと;
    マレイミド基又はハロアセチル基部分は、鎖間ジスルフィド結合の還元によって生成されたシステイン残基の遊離チオール基とマイケル付加反応を行うことと;
    を含むことを特徴とする請求項12に記載された抗体薬物コンジュゲートを調製する方法。
  15. 上記の遊離チオール基は、TCEPまたはDTTの還元剤で、鎖間ジスルフィド結合を部分的に還元することによって生成される求項14に記載された方法。
  16. 上記の部分的還元反応は、pH4.0~8.0のバッファーで行い、還元剤/mAbの比は3~10であり、反応温度は4℃~37℃であり、反応時間は1~24時間である、請求項15に記載された方法。
  17. 上記の部分的還元反応のTCEP/mAbの比は、3~10であることを特徴とする請求項15に記載された方法。
  18. マイケル付加反応は、pH4.0~8.0のバッファーで行い、有機添加剤が、重量百分比で0.0%~20.0%を占め、薬物/mAbの比は、7~20であり、反応温度は、4℃~37℃であり、反応時間は、1~4時間であることを特徴とする請求項14に記載された方法。
  19. 抗体薬物コンジュゲートの製造における請求項1~11のいずれか一つに記載されたポリペプチド複合体の使用。
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