KR102532137B1 - 단백질의 선택적 환원 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제를 포함하여, 탈캡핑된 시스테인 단백질 제제를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 특히, 환원제를 조작 시스테인 항체 분자와 접촉시키는 단계(여기서, 각각의 항체 분자는 적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 쇄간 디설파이드 결합을 갖는다); 및 환원제를, 조작 시스테인 잔기를 탈캡핑(decapped)하고 캡 부산물을 형성하기에 충분한 조건하에 항체 분자와 반응시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 캡 부산물을 환원 반응 동안 제거하는 단계를 포함한다. 환원 전에 항체 분자에 존재하는 실질적으로 모든 쇄간 디설파이드 결합은 환원 후에 유지된다. 항체 접합체, 및 탈캡핑된 항체 제제를 사용하여 항체 접합체를 제조하는 방법이 또한 기재되어 있다.

Description

단백질의 선택적 환원 {SELECTIVE REDUCTION OF PROTEINS}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 이의 내용 전체가 본원에서 참조로서 원용되는, 2014년 2월 11일 자로 출원된 미국 특허원 제 61/938,378호의 우선권을 주장한다.
배경 기술
선택된 아미노산이 시스테인으로 돌연변이된 모노클로날 항체(즉, 조작 시스테인 mAb 또는 ecmAb)는, 이들로부터 유래하는 접합체가 균일성, 양호한 약력학, 안정성 및 용해성을 포함하는 양호한 특성들을 가질 수 있다. 시스테인 돌연변이는, 쇄내 또는 쇄간 디설파이드 결합을 일반적으로 형성하지 않는 항체의 아미노산 서열에서 소정 위치에 위치되어 있고, 돌연변이 mAb를 생산하는 세포 내의 발현 기작은 시스테인 잔기를 쌍을 이루지 않은 시스테인으로 처리한다. 결과적으로, 조작 시스테인은 일반적으로 비-코딩된 시스테인 분자와 함께 혼합된 디설파이드의 형태로 발현된다(즉, 조작 시스테인은 캡핑제, 예를 들면, 시스테인, 시스테이닐 글리신 또는 글루타티온으로 캡핑된다).
따라서, ecmAb로부터 접합체(예: ADC)를 제조하기 위해, 일반적으로 조작 시스테인을 혼합된 디설파이드로부터 유리 티올로 전환시키기 위해서는 ecmAb를 환원 조건으로 처리할 필요가 있고, 통상적으로 이러한 탈캡핑(uncapping) 또는 "활성화"는 ecmAb 쇄간 디설파이드의 환원이 수반된다. 쇄간 디설파이드는 온화한 산화에 의해 개질될 수 있고, 이러한 재-산화 단계는 ADC 제조의 복잡성 및 비용을 증대시킨다. 선택적 환원 방법은, 쇄간 디설파이드를 동시에 환원시키지 않으면서 조작 시스테인을 환원시키는 것이 곤란한 것으로 입증되었기 때문에, 달성하기 어려웠다. 결과적으로, 조작 시스테인 잔기의 탈캡핑을 위한 선택적 환원 방법이 요구되고 있다. 본 발명의 이러한 요구 및 기타 요구를 해소한다.
본 발명은 특히 조작 시스테인 항체를 선택적으로 환원시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 환원제를 조작 시스테인 항체 분자와 접촉시키는 단계(여기서, 각각의 항체 분자는 적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 쇄간 디설파이드 결합을 갖는다.) 및 상기 환원제를, 조작 시스테인 잔기를 탈캡팽하고 캡 부산물을 형성하기에 충분한 조건하에 항체 분자와 반응시키는 단계를 포함한다. 캡 부산물은 환원 반응 동안에 제거된다. 상기 방법은 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제를 형성한다. 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제는 캡핑된 및 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 둘 모두를 함유할 수 있다. 환원 반응 전에 항체 분자에 존재하는 실질적으로 모든 쇄간 디설파이드 결합은 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제에 유지된다. 상기 방법은, 캡 부산물을 제거하면서, 상기 환원 반응을 추가의 환원제로 보충하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 환원 반응 동안 반응 혼합물로부터 캡 부산물을 제거하는 것은, 예를 들면, 투석 및 투석여과(diafiltration)에 의해 이루어질 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 캡 부산물의 농도는, 재-캡핑이 조작 시스테인 잔기의 추가의 활성화를 방지하는 농도 미만으로 환원 반응 혼합물에서 유지된다.
일부 측면에서, 상기 방법은 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제를 제공한다. 통상적으로, 항체 제제에 존재하는 조작 시스테인 잔기의 적어도 약 60%는 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기이다. 일부 실시형태에서, 항체 제제에 존재하는 조작 시스테인 잔기의 적어도 약 70%, 적어도 약 75% 또는 적어도 약 80%는 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기이다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법을 사용하면, 환원 반응 전에 항체 분자에 존재하는 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 85%는 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제에 유지된다. 일부 측면에서, 환원제 및 환원 조건은, 항체 분자에 존재하는 쇄간 디설파이드 결합의 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하 또는 약 5% 이하가 환원 반응 동안 유리 티올의 쌍으로 전환되도록 선택된다.
관련 측면에서, 본 발명은, 항체 약물 접합체를 포함하는 항체 접합체, 및 탈캡핑된 항체를 사용하여 항체 접합체를 제조하는 방법을 제공한다. 잔류 환원제는 항체 약물 접합체를 제조하기 전에 항체 제제로부터 제거될 수 있다.
본 발명은 또한 비-항체 단백질을 쌍을 이루지 않은 시스테인 잔기로 선택적으로 환원시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 환원제를 단백질 분자와 접촉시키는 단계(여기서, 각각의 단백질 분자는 적어도 하나의 캡핑된 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 쇄간 디설파이드 결합을 갖는다.), 및 시스테인 잔기를 탈캡핑하고 캡 부산물을 형성하기에 충분한 조건하에 환원제를 단백질 분자와 반응시키는 단계를 포함한다. 캡 부산물은 환원 반응 동안 제거된다. 상기 방법은 탈캡핑된 시스테인 단백질 제제의 형성을 초래한다. 탈캡핑된 시스테인 단백질 제제는 캡핑된 및 탈캡핑된 시스테인 단백질 분자를 함유할 수 있다. 환원 반응 전에 단백질 분자에 존재하는 실질적으로 모든 쇄간 디설파이드 결합은 탈캡핑된 시스테인 단백질 제제에 유지된다. 상기 방법은 캡 부산물을 제거하면서 환원 반응을 추가의 환원제로 보충하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 캡 부산물을 환원 반응 동안 반응 혼합물로부터 제거하는 것은, 예를 들면, 투석 또는 투석여과에 의해 수행할 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 캡 부산물의 농도는, 재-캡핑이 시스테인 잔기의 추가의 활성화를 방지하는 농도 미만으로 환원 반응 혼합물에서 유지된다. 상기 방법은 탈캡핑된 시스테인 단백질 제제를 제공한다. 통상적으로, 캡핑된 시스테인 잔기의 적어도 약 60%는 상기 방법을 사용하여 탈캡핑(또는, 달리 말하면, 활성화)된다. 일부 측면에서, 캡핑된 시스테인 잔기의 적어도 약 70%, 적어도 약 75% 또는 적어도 약 80%는 상기 방법을 사용하여 탈캡핑된다. 일부 측면에서, 상기 방법을 사용하면, 환원 반응 전에 단백질 분자에 존재하는 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 85%는 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제에 유지된다. 일부 측면에서, 환원제 및 환원 조건은, 단백질 분자에 존재하는 쇄간 디설파이드 결합의 약 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하가 환원 반응 동안 유리 티올의 쌍으로 전환되도록 선택된다.
도 1은 ecmAb(용액 중의 99μM)를 저농도(2mM)에서 동일한 조건하에 3개의 상이한 모노티올 환원제(시스테인, N-아세틸 시스테인(NAC) 및 시스테아민)으로 처리하여 생성한 샘플의 rPLRP 컬럼 분석의 결과를 나타낸다. Y 축은 이용가능한 전체 조작 시스테인의 활성화(%)를 나타낸다. 어떠한 환원제도 이용가능한 조작 시스테인 잔기의 100% 활성화에 접근할 수 없다. 이러한 실험에서 쇄간 디설파이드 결합의 감소의 증거는 없었다.
도 2는 S239C ecmAb mcMMAF ADC로부터 중쇄의 rPLRP 컬럼 분석의 결과를 나타낸다. S239C ecmAb는 본 발명의 방법에 의해 선택적으로 환원되었고, mcMMAF 약물-링커에 접합되었다. 환원제는 0.8mM 농도의 시스테인이었다. 조작 시스테인 잔기의 활성화는 완료할 때까지 실질적으로 진행되었다. 바 표시된 %H0은 약물-링커가 접합되지 않은 중쇄를 나타낸다. 바 표시된 %H1은 1 약물-링커가 접합된 중쇄를 나타내고, 바 표시된 %H2는 2 약물-링커가 접합된 중쇄를 나타낸다.
도 3은 S239C ecmAb mcMMAF ADC로부터 중쇄의 rPLRP 컬럼 분석의 결과를 나타낸다. S239C ecmAb는 본 발명의 방법에 의해 선택적으로 환원되었고, mcMMAF 약물-링커에 접합되었다. 환원제는 0.55mM 농도의 시스테인이었다. 조작 시스테인 잔기의 작은 비율만이 캡핑된 상태(%H0)였고, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기의 비율은 100%(%H1)에 접근했고, 비-특이적 환원(%H2)의 양은 낮은 상태로 유지되었다.
도 4는 조작 시스테인의 활성화가 중쇄 및 경쇄 가변 영역의 동일성과 무관하게 S239C ecmAb로 선택적으로 달성되었음을 나타낸다. mAb 1은 인간화 2H12 ecMAb이고, mAb2는 인간화 h1F6 ecMab(활성화: %H0; 선택성: %H2)이다. 탈캡핑 비율은 2개의 mAb에 있어서 유사했다. 조작 시스테인의 선택적 활성화는 3개의 상이한 돌연변이 부위, S239, K326 및 A327에서 mAb1에 대해 입증된다. 결과는 조작 시스테인 활성화가 다양한 부위에서 선택적으로 달성될 수 있음을 나타낸다. 이들 실험은 약 0.9mM 시스테인으로 수행되었다.
도 5는 mAb1의 S239C를 위한 조작 시스테인의 활성화를 나타낸다. 반응 혼합물 중의 mAb 농도는 도 4의 반응에 대한 것과 대략 동일하지만, 시스테인 농도는 보다 낮고, 시간-경과를 통해 대략 0.5mM이었다. 이 실험은 최대 선택성이 낮은 시스테인 농도에서 수득되고, 충분한 시간이 제공되면, 완전한 활성화가 매우 우수한 선택성으로 달성될 수 있음을 나타냈다. 이 실험에서 최종 시점으로부터 제조된 접합체의 평균 약물 부하는 1.93이었고, 이는 2.0의 공칭 값에 근접하며, 재-산화가 수반되는 비-선택적 환원의 통상적 방법에 의해 수득된 값의 범위내이다.
I. 일반
본 발명은 특히 모노클로날 항체를 포함하는 항체 중의 조작 시스테인 잔기로부터 설파이드 캡 (sulfide cap)을 선택적으로 제거하는 방법을 제공한다. 일부 선택적 제거가 낮은 농도에서 소분자 티올에 대한 항체의 장기 노출 후에 관찰되지만, 완전한 캡 제거는 정적 반응 혼합물에서 발생하지 않는다. 유리하게는, 조작 시스테인의 거의 완전한 활성화는, 환원제 농도가 유지되고 환원 부산물이 제거되는 본 발명의 방법을 사용함으로써 달성될 수 있다. 실질적으로 모든 조작 시스테인을 활성화시키는 것이 요구되지 않는 실시형태에서, 본 발명의 방법은 활성화 수준을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 놀랍게도, 탈캡핑된 항체는, 항체 구조를 보존하고 약물 또는 기타 작용제와 항체의 접합 전에 재산화 단계에 대한 필요성을 제거하는, 완전한 쇄간 디설파이드 결합으로 수득된다. 본 발명의 방법은 특히 항체 약물 접합체를 포함하는 항체 접합체를 제조하기 위한 현재 제조 기준의 현저한 간소화를 제공한다.
II. 정의
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "항체"는, 목적하는 생물학적 활성(즉, 표적 항원에 대한 특이적 결합)을 나타내고 적어도 하나의 천연 쇄간 디설파이드 결합을 갖는, 완전한 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체, 단일특이적 항체, 다중특이적 항체(예: 이중특이적 항체) 및 항체 단편을 광범위하게 지칭한다. 예시적 단편은, 예를 들면, Fab, 미니바디 등을 포함한다. 완전한 항체는 통상적으로 4개의 폴리펩티드 쇄(2개의 중쇄 및 2개의 경쇄)로 구성되고, 각각의 폴리펩티드는 주로 2개의 영역: 가변 영역 및 불변 영역을 갖는다. 가변 영역은 표적 항원과 특이적으로 결합하고 표적 항원과 상호작용한다. 가변 영역은, 특정 항원에 대한 특이적 결합 부위를 인식하고 이와 결합하는 상보성 결정 영역(CDR)을 포함한다. 불면 영역은 면역계에 의해 인식되고 면역계와 상호작용할 수 있다[참조: e.g., Janeway et al., 2001, Immuno. Biology, 5th Ed., Garland Publishing, New York]. 4개의 폴리펩티드 쇄는 쇄간 디설파이드 결합을 통해 서로 공유 결합된다. 항체는 임의 종류(예: IgG, IgE, IgM, IgD 및 IgA), 부류(예: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 및 IgA2) 또는 아부류일 수 있다. 항체는 임의의 적합한 종으로부터 유래할 수 있다. 일부 실시형태에서, 항체는 인간 또는 마우스 기원의 것이다. 모노클로날 항체는, 예를 들면, 인간, 인간화 또는 키메라 항체일 수 있다. 문맥에 따라, 용어 "항체"는 단일 항체 분자 또는 항체 분자의 집합체, 예를 들면, 항체 용액을 지칭할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "쇄간 디설파이드 결합"은 항체에서 인접한 폴리펩티드 쇄 상의 2개 시스테인 잔기 사이의 공유 결합을 지칭할 수 있다. 디설파이드 결합은 화학식 R1-S-S-R2를 갖고, 여기서 황 원자는 시스테인 측쇄에 존재하고, R1 및 R2는 시스테인 잔기 및 이들이 체류하는 폴리펩티드 쇄의 나머지를 나타낸다. 쇄간 디설파이드 결합은 일반적으로 항체 중의 중쇄 및 경쇄 사이, 또는 2개의 중쇄 사이에 존재한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "조작 시스테인 잔기"는 단백질(예: 항체)의 펩티드 서열 내로 도입되는 시스테인 잔기를 지칭한다. 조작 시스테인 잔기를 갖는 모노클로날 항체는 "ecmAb"로서 지칭될 수 있다. 조작 시스테인 잔기는 일반적으로 단백질의 천연(즉, 천연-발생) 펩티드 서열에 존재하지 않는다. 조작 시스테인 잔기는 펩티드 서열 중의 소정 위치에서 자연적으로 발생하는 아미노산의 위치를 취할 수 있고, 부위-지시된 돌연변이유발 등의 재조합 기술을 통해 펩티드 서열 내로 도입될 수 있다. 조작 시스테인 잔기는 캡핑 또는 탈캡핑될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "탈캡핑된 시스테인 잔기"는 α-측쇄가 화학식 R1-SH을 갖는 유리 티올 모이어티를 함유하는 시스테인 잔기를 지칭한다. R1은 시스테인 잔기의 비-티올 부분을 나타낸다. 탈캡핑된 시스테인 잔기는 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "캡핑된 시스테인 잔기"는 α-측쇄가 화학식 R1-S-S-R3을 갖는 디설파이드 모이어티를 함유하는 시스테인 잔기를 지칭한다. R1은 시스테인 잔기의 비-티올 부분을 나타내고, R3은 약 500Da 이하의 분자량을 갖는 캡핑 모이어티의 비-티올 부분을 나타낸다. 캡은, 예를 들면, 시스테인, 시스테이닐 글리신 또는 글루타티온(여기서, R3은 유리 시스테인의 비-티올 부분, 시스테이닐 글리신 또는 글루타티온의 비-티올 부분을 각각 나타낸다) 또는 임의의 기타 이용가능한 모노티올일 수 있다. 캡핑된 시스테인 잔기는 캡핑된 조작 시스테인 잔기일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "환원 반응"은, 화학식 R1-S-S-R3을 갖는 캡핑된 시스테인 잔기(예: 캡핑된 조작 시스테인 잔기)가 환원되고 구조식 R1-SH를 갖는 티올 모이어티를 형성하는 반응을 지칭한다. R1 및 R3은 상기 기재와 같이 정의된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "환원제"는 디설파이드 결합을 환원시킬 수 있는 화합물을 지칭한다. 환원제는, 이로써 한정되지 않지만, 시스테인, 시스타민 및 β-머캅토에탄올 등의 티올을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "산화제"는 유리 티올의 쌍의 디설파이드 결합으로의 전환을 유발하는 화합물을 지칭한다. 산화제의 예는, 이로써 한정되지 않지만, 5,5'-디티오비스(2-니트로벤조산)(DTNB), 디히드로아스코르브산(DHAA) 및 황산구리(CuSO4)를 포함한다. "재-산화 단계"는 유리 티올 쌍의 디설파이드 결합으로의 전환을 유발하기 위해 수행되는 긍정적 단계(affirmative step)이다. 긍정적 단계는 자동산화를 가능하게 하기 위해 외인성 산화제 및/또는 의도적 유지 기간의 도입을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, 항체 및 물질을 함유하는 혼합물로부터 물질(예: 캡 부산물)을 "제거"하는 것은 혼합물로부터 물질의 전체를 포함하는 물질의 임의 부분을 제거하는 것을 지칭한다. 물질의 제거는 또한 물질을 함유하는 제1 혼합물로부터 물질을 함유하지 않는 제2 혼합물로 항체를 옮기는 것을 포함할 수 있다. 혼합물로부터 물질을 제거하는 것은 투석, 투석여과, 크로마토그래피 등의 단계를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "항체-약물 접합체" 및 "ADC"는 임의로 링커를 통해 치료제(즉, 약물)에 접합된 항체를 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약물-링커 화합물" 또는 "약물-링커"는 약물 모이어티 및 이에 부착된 링커를 갖는 분자를 지칭하고, 여기서 링커는 항체 중의 아미노산 잔기(예: 시스테인 잔기)에 대한 부착에 적합한 반응성 모이어티를 함유한다.
III. 실시형태의 기재
본 발명은, 특히, 조작 시스테인 항체를 선택적으로 환원시켜 탈캡핑된 항체 제제를 형성하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 환원제를 조작 시스테인 항체 잔기와 접촉시키는 단계(여기서, 각각의 항체 분자는 적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 쇄간 디설파이드 결합을 갖는다) 및 상기 환원제를, 조작 시스테인 잔기를 탈캡핑시키고 캡 부산물을 형성하기에 충분한 조건하에 항체 분자와 반응시키는 단계를 포함한다. 환원 반응 동안, 캡 부산물을 제거하고, 이에 의해 새롭게 형성된 티올의 재-캡핑을 방지한다. 캡 부산물과 함께 제거된 환원제를 치환하여, 환원 반응을 전방으로 유도한다. 환원제 및 조건은, 조작 시스테인 잔기가 선택적으로 환원(즉, 선택적으로 활성화)되도록 선택된다. 결과적으로, 별개의 재-산화 단계는 환원 단계 후에 쇄간 디설파이드 결합을 재형성하기 위해 필요하지 않다. 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체 분자에 존재하는 실질적으로 모든 쇄간 디설파이드 결합은 탈캡핑된 항체 제제에 유지된다. 용어 "유지"의 사용에 의해, 쇄간 디설파이드 결합이 환원 반응 동안 반드시 완전하게 유지되는 것을 의미하지 않는다. 결합은 환원 중에 깨질수도 있지만, 유리 티올의 쌍으로 변환하기 전에 재형성된다. 결합 재형성은 별개의 재-산화 단계에 의존하지 않지만, 반응식 2에 제시된 바와 같이 환원 반응 동안 발생한다.
반응식 1은, 예시적 단백질로서 모노클로날 항체를 사용하여, 본 발명의 방법에 따르는 시스테인 잔기 탈캡핑의 개략도를 나타낸다. 반응(i)에 제시된 바와 같이, 환원제(1)와, 캡핑된 조작 시스테인 잔기(2)를 갖는 항체의 반응은 탈캡핑된 시스테인 잔기(3)를 갖는 항체 및 캡 부산물(4)을 제공한다. 반응(i)은 2개 방향으로 진행할 수 있고, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기와 캡 부산물의 반응은 조작 시스테인 잔기의 재캡핑화를 제공할 수 있다. 역반응의 결과는 조성물 중의 일부 항체만이 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖는 조성물이다. 본 발명의 방법에 따라, 반응 혼합물에는 반응(ii)에 제시된 바와 같이 추가의 환원제가 보충되고, 캡 부산물은 반응 혼합물로부터 제거된다. 환원제 보충 및 캡 부산물 제거는 반응을 전방으로 유도하고 역반응을 방지하여, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기(3)을 갖는 목적하는 항체의 형성을 촉진시킬 수 있다.
반응식 1
Figure 112016080677447-pct00001
통상(즉, "정적 용액") 조건하에, 재-캡핑 반응은 조작 시스테인의 활성화 정도를 제한한다. 도 1의 그래프는 동일한 조건하에 ecmAb를 3개의 상이한 모노티올로 처리한 결과를 나타낸다. Y 축은 이용가능한 전체 조작 시스테인의 활성화(%)를 나타낸다. 그래프는 어떠한 환원제도 이용가능한 조작 시스테인 잔기의 100% 활성화에 접근할 수 없다는 것을 나타내고, 이러한 제한은 디설파이드 부산물(4, 반응식 1)이 상기 기재된 바와 같이 생성된 티올을 재-캡핑화하기 때문이다.
환원제
임의의 적합한 환원제를 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 환원제의 예는, 이로써 한정되지 않지만, 모노티올 환원제, 예를 들면, 시스테인, N-아세틸 시스테인, 시스테아민, β-머캅토에탄올, 2-머캅토에탄설폰산 나트륨염 등을 포함한다. 온화한 환원제, 예를 들면, 시스테인 등은 쇄간 디설파이드 결합을 환원시키지 않고서 캡을 캡핑된 시스테인 잔기(예: 캡핑된 조작 시스테인 잔기)로부터 제거하는데 특히 적합하다. 보다 강력한 환원제, 예를 들면, 디티오트레이톨(DTT), 디티오에리트리톨(DTE) 및 비스(2-머캅토에틸)설폰은 다수의 경우에 쇄간 디설파이드 결합을 보다 빠르게 환원시킬 수 있다. 특히, 반응식 2의 중간체 6의 혼합된 디설파이드가 형성하지 않거나 단지 일시적으로만 형성하는 TCEP 및 DTT 등의 환원제는 캡핑된 시스테인을 선택적으로 탈캡핑화하지 않을 것 같다. 일부 실시형태에서, 환원제는 시스테인, 시스테아민, β-머캅토에탄올, 2-머캅토에탄설폰산 나트륨 염 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
반응 조건
다수의 모노티올이 선택적 활성화에 사용될 수 있지만, 도 1의 그래프는 상이한 티올이 조작 시스테인을 상이한 속도로 상이한 최대 수준까지 활성화시키는 것을 나타낸다. 따라서, 조작 시스테인 잔기의 활성화를 위한 적합한 조건을 확인하는 것은 적합한 환원제를 확인하고 환원제의 적합한 농도를 확인하는 것을 수반한다.
반응 조건은, 부분적으로, 조작 시스테인 잔기의 위치, 캡의 속성, 또는 특정 항체 중의 잔기에 의해 결정될 것이다. 용매-노출된 조작 시스테인 잔기는, 예를 들면, 매립되거나 부분-매립된 조작 시스테인 잔기보다 더욱 용이하게 탈캡핑될 수 있다.
단백질 중의 쌍을 이루지 않은 시스테인 잔기의 선택적 활성화에 유리한 조건은 반응식 2 중의 반응에 기반하여 이해될 수 있다. 환원제가 반응(b)에서와 같이 쇄간 디설파이드 결합보다 매우 훨씬 빠르게 조작 시스테인 잔기와 반응하는 경우(반응(a)에서와 같이), 선택적 활성화는 비교적 간단할 수 있다. 이 조건은, 조작 시스테인이, 설사, 항체 표면 상의 용매에 고도로 노출되는 경우에만 발생한다. 그러나, 빈번하게는, 보다 덜 노출된 위치는 ADC 등의 항체 접합체에 사용된 ecmAb 중의 조작 시스테인 잔기에 바람직하다. 환원제는 이들 보다 덜 노출된 조작 시스테인 잔기 및 디설파이드 결합과 비교가능한 속도로 반응할 수 있다. 이와 같이, 반응(a) 및 (b)가 비교가능한 속도로 발생하는 경우, 종종 선택된 활성화 조건을 발견할 필요가 있다.
반응(a) 및 (b)가 비교가능한 속도로 발생하는 경우(또는 반응(b)가 반응(a)보다 빠른 경우), 조작 시스테인의 선택적 활성화는, 쇄간 디설파이드가 환원제에 의해 공격되는 경우, 디설파이드를 재-형성하는 반응(c)이 쇄간 디설파이드 결합의 바람직하지 않은 절단을 제공하는 제2 환원 단계(d)보다 더 빠른 것을 보장할 필요가 있다. 일반적으로, 이는 반응(c)의 속도에 영향을 미칠 수 없는데, 이는 단분자 반응이기 때문이다. 6에 제시된 티올 및 혼합된 디설파이드는 동일한 항체의 일부이다. 그러나, 반응(d)의 속도는 환원제의 농도에 의존하고, 따라서 반응(d)은 충분히 저농도의 환원제를 사용함으로써 반응(c)보다 더욱 느리도록 이루어질 수 있다. 물론, 반응(a) 및 (b)는 또한 환원제의 농도에 의존적이고, 따라서 이들 조건하에 활성화는 또한 느리다. 따라서, 조작 시스테인의 선택적 활성화는 일반적으로 장기간에 걸쳐 매우 온화한 환원 조건(환원자 및 비교적 온화한 환원제의 저농도)의 유지에 의해 양호해진다.
반응식 2
Figure 112016080677447-pct00002
환원 반응 혼합물은 임의의 적합한 양의 단백질을 포함할 수 있다. 전형적으로, 환원 반응 혼합물 중의 단백질(항체 또는 비-항체 단백질)의 농도는 약 0.01mg/mL 내지 약 150mg/mL, 보다 전형적으로 약 1mg/ml 내지 약 50mg/ml의 범위이다. 환원 반응 혼합물은, 예를 들면, 환원 반응 혼합물 mL당 약 0.01, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140 또는 약 150mg의 단백질(항체 또는 비-항체 단백질)를 함유한다. 단백질(항체 또는 비-항체 단백질)의 농도는 사용된 특정 반응 조건에 따라 보다 높거나 낮을 수 있다. 당해 기술분야의 숙련가는 질량-기반 농도(예: mg/mL)를 몰 농도(즉, 몰/L)로 전환시킬 수 있다.
임의의 적합한 양의 환원제를 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 일반적으로, 환원 반응 혼합물 중의 환원제의 농도는 반응이 진행되기에 충분히 높지만, 쇄간 디설파이드 환원이 무시할 정도로 느리게 충분히 낮다. 환원 반응 혼합물은 통상 초기 농도에서 초기량의 환원제를 사용하여 형성된다. 이러한 초기 농도는 환원 반응 전체 기간에 걸쳐 환원 반응 혼합물에 추가량의 환원제를 연속 또는 계단식으로 보충함으로써 실질적으로 유지된다. 특정 실시형태에서, 환원 반응 혼합물에는 추가량의 환원제가 환원 반응 전체에 결쳐 연속 방식으로 보충된다. 환원제의 최적 농도는 본원에 기재된 교시를 사용하여 실험적으로 결정될 수 있고, 이들의 상이한 환원 강도 때문에 상이한 티올에 대해 상이할 것이다. 실시예에 기재된 조건을 사용하여 시스테인의 최적 농도는 약 0.5mM 내지 약 1.5mM인 것으로 측정되었다. 환원제의 강도 및 ecmAb의 농도에 따라, 당해 농도는 증가하거나 감소할 수 있다. 일부 실시형태에서, 환원제의 농도는 전체 항체의 농도보다 큰 농도에서 유지될 것이다. 환원제 대 전체 항체의 최적 농도 비율은 또한 환원제의 강도에 의존할 것이다. 환원 반응 혼합물 중의 환원제의 농도는, 일부 측면에서, 환원 반응 혼합물 중의 전체 항체의 농도보다 약 5배 내지 약 25배, 5배 내지 약 20배, 5배 내지 약 15배, 또는 5배 내지 약 10배 더 높을 것이다. 예를 들면, 일부 실시형태에서, 환원 반응 혼합물 중의 환원제 대 전체 항체의 농도 비율은 약 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1 또는 20:1일 것이다. 일부 실시형태에서, 환원제가 시스테인인 일부 실시형태를 포함하여, 환원 반응 혼합물 중의 환원제 대 전체 항체의 농도 비율은 약 5:1 내지 약 12:1, 약 7:1 내지 약 10:1, 바람직하게는 약 8:1일 것이다. 일부 이러한 측면에서, 조작 시스테인 잔기는 중쇄의 위치 239에 존재할 것이다(EU 인덱스에 따른 넘버링). 기타 농도 비율은 사용되는 특정 환원제 또는 항체 중의 조작 시스테인 잔기의 위치 등의 요인에 따라 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다.
시스테인 잔기(조작 또는 천연 시스테인 잔기)를 탈캡핑하기 위한 환원 반응은 쇄간 디설파이드 결합의 환원 및 유리 티올의 후속 생성을 최소화하도록 수행된다. 캡핑된 시스테인 잔기를 갖는 단백질에 존재하는 실질적으로 모든 쇄간 디설파이드 결합은 본 발명의 방법을 사용하여 형성된 탈캡핑된 단백질 제제에 유지된다. 일반적으로, 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 약 80%는 탈캡핑된 단백질에 제제에 유지된다. 특정 실시형태에서, 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 약 85%는 탈캡핑된 단백질 제제에 유지된다. 특정 실시형태에서, 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 약 90% 또는 약 95%는 탈캡핑된 단백질 제제에 유지된다. 특정 실시형태에서, 모든 쇄간 디설파이드 결합이 탈캡핑된 단백질 제제에 유지된다. 또는, 달리 말하면, 예시적 실시형태에서, 쇄간 디설파이드 결합의 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하 또는 약 5% 이하가 환원 반응 동안 유리 티올의 쌍으로 전환된다. 항체에 적용함에 따라, 캡핑된 조작 시스테인 잔기(예: 환원 반응 전의 항체 분자)를 갖는 항체 분자에 존재하는 실질적으로 모든 쇄간 디설파이드 결합은 본 발명의 방법을 사용하여 형성된 탈캡핑된 항체 제제에 유지된다. 일반적으로, 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 약 80%는 탈캡핑된 항체 제제에 유지된다. 특정 실시형태에서, 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 약 85%는 탈캡핑된 항체 제제에 유지된다. 특정 실시형태에서, 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 약 90% 또는 약 95%는 탈캡핑된 항체 제제에 유지된다. 특정 실시형태에서, 모든 쇄간 디설파이드 결합은 탈캡핑된 항체 제제에 유지된다. 또는, 달리 말하면, 예시적 실시형태에서, 쇄간 디설파이드 결합의 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하 또는 약 5% 이하는 환원 반응 동안 유리 티올의 쌍으로 전환된다.
환원제의 농도는 환원 반응 혼합물에서 유지되지만, 환원 부산물은 환원 반응 혼합물로부터 제거된다. 환원제 첨가 및 부산물 제거는 연속식 또는 계단식 방식으로 수행할 수 있다. 특정 실시형태에서, 환원제 첨가 및 부산물 제거는 연속 방식으로 수행된다. 환원제를 첨가할 수 있고, 부산물은, 이로써 한정되지 않지만, 탄젠셜 유동 여과(예: 투석여과), 크기 배제 크로마토그래피, 고체상 고정화 및 투석을 포함하는 기술에 의해 제거할 수 있다. 투석여과 공정에 있어서, 환원제 수용액을 통상 소정 유동 속도로 환원 반응 혼합물에 첨가하고, 혼합물 중의 일부를 대략 동일한 유동 속도로 제거한다. 반투과성 막을 사용하여 환원 반응 혼합물에 단백질(예: 항체)를 보유할 수 있다. 또는, 단백질(예: 항체)를 고체 지지체(예: 단백질 A 아가로즈 비드) 상에 고정시킬 수 있고, 환원제 수용액을 고정된 단백질(예: 항체)로 통과시킬 수 있다. 캡 부산물과 반응하는 반응성 수지를 또한 사용할 수 있다. 예를 들면, 캡 부산물은 단백질(예: 항체)을 제외하기에 충분히 작은 세공의 내부에 디설파이드 등의 반응성 부분을 갖는 수지를 사용하여 격리시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 실시형태는 상기 기재된 방법을 제공하고, 여기서 환원 반응 혼합물로부터 캡 부산물을 제거하는 것은 환원 반응 동안 환원 반응 혼합물을 투석 또는 투석여과하는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 환원 반응 혼합물로부터 캡 부산물을 제거하는 것은 환원 반응 동안 환원 반응 혼합물을 투석여과하는 것을 포함한다.
종종, 본 발명의 방법은 시스테인 잔기의 탈캡핑을 최대화하도록 수행된다. 그러나, 임의의 하나의 단백질 분자는 탈캡핑된 잔기 뿐만 아니라 캡핑된 시스테인 잔기를 가질 수 있다. 종종, 탈캡핑된 항체 제제는, 적어도 2개의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖고 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖지 않는 항체 분자; 적어도 2개의 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖고 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖지 않는 항체 분자; 및 적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체 분자 중의 2개 이상을 함유할 것이다. 유리하게는, 본 발명의 방법은 고도의 선택적-탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 제공한다. 예를 들면, 상기 방법은 조작 시스테인 잔기 중의 적어도 40%가 탈캡핑되도록 수행할 수 있다. 일부 측면에서, 상기 방법은 조작 시스테인 잔기 중의 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85% 또는 적어도 약 90%가 탈캡핑된다. 특정 실시형태에서, 조작 시스테인 잔기 중의 적어도 60%는 탈캡핑된다. 또한, 항체 내의 조작 시스테인 잔기의 위치 뿐만 아니라 특정 항체에 부분적으로 의존하여 보다 높거나 낮은 수준의 탈캡핑이 발생할 수 있다. 본 발명의 방법은 일반적으로 시스테인 잔기의 탈캡핑을 최대화하도록 수행되지만, 시스테인 잔기의 탈캡핑을 최대화하는 것이, 예를 들면, 시스테인 잔기 중의 하나를 작용제에 단지 접합하는 것이 요구되는 2개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체에서 요구되지 않는 경우가 존재할 수 있다. 일부 이러한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 조작 시스테인 잔기의 활성화를 엄격하게 조절하기 위해 사용할 수 있다. 본 발명의 방법의 유리한 측면은 탈캡핑의 중간 수준이 활성화를 목적하는 수준으로 중단시키고 접합시킴으로써 용이하고 단순하게 달성할 수 있다. 이러한 중간 접 접합체는 재-산화 후에 완전한 환원 방법을 사용하는 경우에 수득하는 것이 곤란하다.
반응 혼합물은 추가의 시약 또는 성분을 함유할 수 있다. 비제한적 예로서, 반응 혼합물은 완충제(예: 2-(N-모르폴리노)에탄설폰산(MES), 2-[4-(2-하이드록시에틸)피페라진-1-일]에탄설폰산(HEPES), 3-모르폴리노프로판-1-설폰산(MOPS), 2-아미노-2-하이드록시메틸-프로판-1,3-디옥(TRIS), 인산칼륨, 인산나트륨, 포스페이트-완충된 염수, 나트륨 시트레이트, 나트륨 아세테이트 및 나트륨 보레이트), 공용매(예: 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 에탄올, 메탄올, 이소프로판올, 글리세롤, 테트라히드로푸란, 아세톤, 아세토니트릴 및 아세트산), 염(예: NaCl, KCl, CaCl2, 및 Mn2 + 및 Mg2 +의 염), 변성제(예: 우레아 및 구아디늄 히드로클로라이드), 세정제(예: 나트륨 도데실설페이트 및 트리톤-X 100) 및 킬레이트제(예: 에틸렌 글리콜-비스(2-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산(EGTA), 2-({2-[비스(카복시메틸)아미노]에틸}(카복시메틸)아미노)아세트산(EDTA), 및 1,2-비스(o-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-테트라아세트산(BAPTA))를 함유할 수 있다. 완충제, 공용매, 염, 변성제, 세정제 및 킬레이트제는 임의의 적합한 농도로 사용할 수 있고, 이는 당해 기술분야의 숙련가에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 완충제, 공용매, 염, 변성제, 세정제 및 킬레이트제는, 존재하는 경우, 약 1μM 내지 약 1M 범위의 농도로 반응 혼합물에 포함된다. 예를 들면, 완충제, 공용매, 염, 변성제, 세정제 또는 킬레이트제는 약 1μM, 또는 약 10μM, 또는 약 100μM, 또는 약 약 1mM, 또는 약 10mM, 또는 약 25mM, 또는 약 50mM, 또는 약 100mM, 또는 약 250mM, 또는 약 500mM, 또는 약 1M의 농도로 반응 혼합물에 포함될 수 있다. 공용매는, 특히, 예를 들면, 약 1% v/v 내지 약 75% v/v 또는 그 이상 범위의 양으로 반응 혼합물에 포함될 수 있다. 공용매는, 예를 들면, 약 5, 10, 20, 30, 40 또는 50% v/v의 양으로 반응 혼합물에 포함될 수 있다.
반응은 탈캡핑된 시스테인 잔기를 형성하기에 충분한 조건하에 수행된다. 반응은 임의의 적합한 온도에서 수행할 수 있다. 일반적으로, 반응은 약 4℃ 내지 약 40℃의 온도에서 수행된다. 반응은, 예를 들면, 약 25℃ 또는 약 37℃에서 수행할 수 있다. 반응은 임의의 적합한 pH에서 수행할 수 있다. 일반적으로, 반응은 약 6.5 내지 약 10의 pH에서 수행된다. 특정 예에서, pH는 약 7.0 내지 약 8.5이다. 반응은 임의의 적합한 길이의 시간 동안 수행할 수 있다. 선택된 시간 길이는 환원제의 강도에 의존적일 수 있다. 순한(mild) 환원 조건(저농도의 환원제, 및 비교적 순한 환원제)이 본 발명의 방법에 사용되기 때문에, 환원 반응은 쇄간 디설파이드 결합의 환원에 대해 통상 예상되는 것보다 길게 연장될 것이다. 일부 바람직한 측면에서, 환원 반응은 환원 반응은 캡핑된 조작 시스테인 잔기의 적어도 약 60%, 적어도 약 70% 또는 적어도 약 80% 또는 적어도 약 85%가 탈캡핑될 때까지 진행할 것이다. 일부 측면에서, 환원 반응은 적어도 1시간, 적어도 2시간, 적어도 3시간, 적어도 4시간, 적어도 5시간 또는 적어도 약 6시간 동안 적합한 조건하에 배양될 것이다. 반응은 불활성 대기, 예를 들면, 질소 대기 또는 아르곤 대기하에 수행할 수 있다. 기타 반응 조건은 특정 항체 또는 환원제의 속성에 따라 본 발명의 방법에 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 반응 혼합물의 pH는 약 6.5 내지 약 8.5의 범위이다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 방법은 반응 혼합물을 약 4℃ 내지 약 37℃ 범위의 온도에서 유지하는 것을 포함한다. 일부 실시형태에서, 반응 혼합물은 약 1시간 내지 약 8시간 범위의 시간 기간 동안 목적하는 온도에서 유지된다.
다수의 공지된 정제 기술이 본 발명의 방법 동안 다양한 시점에서 사용될 수 있다. 이러한 기술은, 과량의 환원제를 제거하고 완충제 또는 기타 성분을 반응 혼합물 내외로 교환하고 항체 조성물을 필요에 따라 농축하거나 희석시키기 위해 사용할 수 있다. 본 발명의 방법에 유용한 정제 기술은, 이로써 한정되지 않지만, 탄젠셜 유동 여과(TFF), 겔 여과, 면역침전, 친화성 크로마토그래피 등을 포함한다. 바람직하게는, 정제 시간은 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기의 원하지 않는 산화 또는 재-캡핑을 방지하기 위해 최소화된다.
항체 접합체
항체 상의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기는, 영상화제(예: 발색단 및 형광단), 진단제(예: MRI 조영제 및 방사성동위원소), 안정화제(예: 폴리에틸렌 글리콜 중합체) 및 치료제를 포함하는 다양한 관능기의 설치를 위한 유용한 핸들로서 작용한다. 탈캡핑된 시스테인 잔기를 갖는 항체는 항체-작용제-접합체를 형성하기 위해 작용제에 접합될 수 있다. 작용제(예: 약물, 검출제, 안정화제)는 조작 시스테인 잔기의 부위에서 항체에 접합(공유 부착)된다. 작용제는 링커를 통해 간접적으로 부착되거나 작용제 상의 티올-반응성 그룹을 통해 직접 부착될 수 있다.
탈캡핑된 시스테인 잔기를 갖는 항체는 항체 약물 접합체(ADC)를 형성하기 위해 약물에 접합될 수 있다. 통상적으로, ADC는 약물과 항체 사이에 링커를 함유한다. 링커는 절단가능한 또는 비-절단가능한 링커일 수 있다. 절단가능한 링커는, 링커의 절단이 표적 부위에서 항체로부터 약물을 방출하도록 하는 세포내 조건하에 전형적으로 절단에 감수성이다. 적합한 절단가능한 링커는, 예를 들면, 세포내 프로테아제, 예를 들면, 리소좀 프로테아제 또는 엔도좀 프로테아제에 의해 절단가능한 펩티딜 함유 링커, 또는 당 링커, 예를 들면, 글루쿠로니다제에 의해 절단가능한 글루쿠로니드 함유 링커를 포함하는 효소 절단가능한 링커를 포함한다. 펩티딜 링커는, 예를 들면, 디펩티드, 예를 들면, 발린-시트룰린(val-cit), 페닐알라닌-리신(phe-lys) 또는 발린-알라닌(val-ala)을 포함할 수 있다. 기타 적합한 절단가능한 링커는, 예를 들면, pH-감수성 링커(예: 5.5 미만의 pH에서 가수분해가능한 링커, 예를 들면, 하이드라존 링커) 및 환원 조건하에 절단가능한 링커(예: 디설파이드 링커)를 포함한다. 비-절단가능한 링커는 전형적으로 항체의 단백질 분해에 의해 약물을 방출한다.
항체에 대한 부착 전에, 링커는 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기와 반응성인 그룹을 가질 것이고, 부착은 반응성 그룹을 통해 이루어질 수 있다. 티올-특이적 반응성 그룹이 바람직하고, 예를 들면, 말레이미드; 할로아세트아미드(예: 요오도, 브로모 또는 클로로); 할로에스테르(예: 요오도, 브로모 또는 클로로); 할로메틸 케톤(예: 요오도, 브로모 또는 클로로); 벤질 할라이드(예: 요오다이드, 브로마이드 또는 클로라이드); 비닐 설폰; (피리딜)디설파이드; 디설파이드 디옥사이드 유도체; 수은 유도체, 예를 들면, 아세테이트, 클로라이드 또는 니트레이트의 카운터 이온을 갖는 3,6-비스-(머큐리메틸)디옥산; 및 폴리메틸렌 비스메탄 티오설포네이트를 포함한다. 링커는, 예를 들면, 티오-석신이미드 결합을 통해 항체에 부착되는 말레이미드를 포함할 수 있다.
약물은 임의의 세포독성, 세포증식 억제성 또는 면역억제성 약물일 수 있다. 링커가 항체와 약물을 연결하는 실시형태에서, 약물은 링커와의 결합을 형성할 수 있는 관능기를 갖는다. 예를 들면, 약물은 링커와의 결합을 형성할 수 있는 아민, 카복실산, 티올, 하이드록실 그룹 또는 케톤을 가질 수 있다. 약물이 링커에 직접 부착되는 측면에서, 약물은, 항체에 대한 부착 전에, 탈캡핑된 조작 시스테인과 반응성인 그룹을 가질 것이다.
유용한 부류의 약물은, 예를 들면, 항투불린제, DNA 마이너 그루브 결합제, DNA 복제 억제제, 알킬화제, 항생제, 항엽산제, 항대사물질, 화학요법 증감제, 토포이소머라제 억제제, 빈카 알칼로이드 등을 포함한다. 유용한 부류의 세포독성제의 특정 예는, 예를 들면, DNA 마이너 그루브 결합제, DNA 알킬화제 및 투불린 억제제를 포함한다. 예시적 세포독성제는, 예를 들면, 오리스타틴, 캄프토테신, 두오카르마이신, 에토포사이드, 마이탄신 및 마이탄시노이드(예: DM1 및 DM4), 탁산, 벤조디아제핀 또는 벤조디아제핀 함유 약물(예: 피롤로[1,4]-벤조디아제핀(PBD), 인돌리노벤조디아제핀 및 옥사졸리디노벤조디아제핀) 및 빈카 알칼로이드를 포함한다. 벤조디아제핀 함유 약물을 선택하는 것은 국제공개공보 제WO 2010/091150호, 제WO 2012/112708호, 제WO 2007/085930호 및 제WO 2011/023883에 기재되어 있다.
일부 전형적 실시형태에서, 적합한 세포독성제는, 예를 들면, DNA 마이너 그루브 결합제(예: 에네디인 및 렉시트롭신, CBI 화합물; 또한 미국 특허 제6,130,237호 참조), 다우카르마이신(미국 공개공보 제20060024317호 참조), 탁산(예: 파클리탁셀 및 도세탁셀), 푸로마이신, 빈카 알칼로이드, CC-1065, SN-38, 토포테칸, 모르폴리노-독소루비신, 리조신, 시아노모르폴리노-독소루비신, 에키노마이신, 콤브레타스타틴, 네트롭신, 에포틸론 A 및 B, 에스트라무스틴, 크립토피신, 세마도틴, 마이탄시노이드, 디스코데르몰리드, 엘레우테로빈 및 미톡산트론을 포함한다.
약물은 항-투불린제일 수 있다. 항-투불린제의 예는, 이로써 한정되지 않지만, 탁산(예: TaxolR)(파클리탁셀), TaxotereR(도세탁셀)), T67(Tularik) 및 빈카 알칼로이드(예: 빈크리스틴, 빈블라스틴, 빈데신 및 비노렐빈)를 포함한다. 기타 항투불린제는, 예를 들면, 바카틴 유도체, 탁산 유사체(예: 에포틸론 A 및 B), 노코다졸, 콜히친 및 콜시미드, 에스탈무스틴, 크립토피신, 세마도틴, 마이탄시노이드, 콤브레타스타틴, 디스코데르몰리드, 아루리스타틴 및 엘레우테로빈을 포함한다.
약물은 마이탄신 또는 마이탄시노이드, 또 다른 그룹의 항-투불린제일 수 있다[참조: ImmunoGen, Inc.; see also Chari et al., 1992, Cancer Res. 52:127-131 및 미국 특허 제8,163,888호].
약물은 아우리스타틴일 수 있다. 아우리스타틴은, 이로써 한정되지 않지만, AE, AFP, AEB, AEVB, MMAF 및 MMAE를 포함한다. 아우리스타틴의 합성 및 구조는 미국 특허출원 공개번호 제2003-0083263호 및 제2009-0111756호; 국제 특허 공개공보 제WO 04/010957호; 국제 특허 공개공보 제WO 02/088172호; 미국 특허 제6,884,869호; 미국 특허 제7,659,241호; 미국 특허 제7,498,298호; 미국 특허 제8,343,928호; 및 미국 특허 제8,609,105호에 기재되어 있고; 각각은 이의 전체가 모든 목적을 위해 참조로서 도입된다.
일부 실시형태에서, 약물 모이어티는 항-투불린제, DNA 결합제 및 DNA 알킬화제로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, 약물은 아우리스타틴, 피롤로벤조디아제핀, 두오카르마이신, 마이탄시노이드, 탁산, 칼리케아미신 및 안트라사이클린으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
약물-링커는 단일 단계에서 ADC를 형성하기 위해 사용할 수 있다. 다른 실시형태에서, 이관능성 링커 화합물은 2단계 또는 다단계 공정에서 ADC를 형성하기 위해 사용할 수 있다. 한 가지 예에서, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기는 제1 단계에서 링커의 반응성 모이어티와 반응하고, 링커 상의 관능기는 후속 단계에서 ADC를 형성하기 위해 약물과 반응한다.
일반적으로, 링커 상의 관능기는 약물 모이어티 중의 적합한 반응성 그룹과의 특이적 반응을 위해 선택된다. 비-제한적 예로서, 아지드-계 모이어티는 약물 모이어티 중의 반응성 알킨 그룹과의 특이적 반응을 위해 사용할 수 있다. 약물은 아지드 및 알킨의 1,3-이극성 사이클로부가를 통해 링커에 공유 결합된다. 기타 유용한 관능기는, 예를 들면, 케톤 및 알데히드(하이드라지드 및 알콕시아민과의 반응에 적합함); 포스핀(아지드와의 반응에 적합함); 이소시아네이트 및 이소티오시아네이트(아민 및 알콜과의 반응에 적합함); 및 활성화된 에스테르, 예를 들면, N-하이드록시석신이미딜 에스테르(아민 및 알콜과의 반응에 적합함)를 포함한다. 예를 들면, 문헌[참조: Bioconjugate Techniques, 2nd Ed. (Elsevier)]에 기재된 바와 같은 이들 및 기타 연결 전략은 당해 기술분야의 숙련가에게 공지되어 있다. 당해 기술분야의 숙련가는, 반응성 관능기의 상보성 쌍이 링커에 대한 약물 모이어티의 선택적 반응을 위해 선택되는 경우, 쌍의 각 멤버가 링커 또는 약물의 어느 하나에 사용될 수 있음을 인지할 것이다.
따라서, 본 발명의 일부 실시형태는, 항체-약물 접합체(ADC)를 형성하기에 충분한 조건하에 탈캡핑된 항체(예를 들면, 탈캡핑된 항체 제제)를 약물-링커 화합물과 조합하는 것을 추가로 포함하는 상기 기재된 탈캡핑된 항체 제제를 제조하는 방법을 제공한다.
일부 실시형태에서, 상기 방법은 탈캡핑된 항체를, 항체-링커 접합체를 형성하기에 충분한 조건하에, 이작용성 링커 화합물과 조합하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 본 발명의 방법은 항체-링커 접합체를, 링커를 통해 약물 모이어티를 항체에 공유 연결시키기에 충분한 조건하에 약물 모이어티와 조합하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, ADC는 하기 화학식의 것이다:
Figure 112016080677447-pct00003
상기 화학식에서,
Ab는 항체이고,
LU는 링커이고,
D는 약물이고,
하첨자 p는 1 내지 8의 값이다.
상기 화학식에서, 링커(LU)는 탈캡핑된 조작 시스테인을 통해 항체에 접합된다. 하첨자 p의 값은 접합에 이용가능한 탈캡핑된 조작 시스테인의 수에 의존한다. 예를 들면, 2개의 탈캡핑된 조작 시스테인을 갖는 항체의 경우(예: 각 중쇄 상의 하나의 부위 또는 각 경쇄 상의 하나의 부위), p의 값은 2일 수 있다. 유사하게는, 4개의 탈캡핑된 조작 시스테인을 갖는 항체의 경우(예: 각 중쇄 상에 2개의 부위, 또는 각 경쇄 상의 2개의 부위, 또는 각 중쇄상의 하나의 부위와 각 경쇄 상의 하나의 부위), p의 값은 4일 수 있다. 일부 바람직한 실시형태에서, p는 1 내지 4의 값이다.
약물 부하
항체당 약물-링커 분자의 평균 수(또는 평균 약물 부하)는, 표적 세포에 전달될 수 있는 약물의 양의 주요 결정인자이기 때문에, ADC 조성물의 중요한 특징이다. 평균 약물 부하는, 의도된 조작 시스테인 잔기 이외의 부위에 접합된 약물 및 조성물 중의 비접합된 항체의 양 뿐만 아니라 조작 시스테인 잔기에 접합된 약물을 포함한다. 항체당 약 2개 약물의 평균 약물 부하가 표적화되는 경우, 2개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체(예: 각 중쇄 상의 하나의 부위 또는 각 경쇄 상의 하나의 부위)는 ADC 조성물을 제조하기 위해 사용할 수 있다. 항체당 약 4개 약물의 평균 약물 부하가 표적화되는 경우, 4개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체(예: 각 중쇄 상의 2개 부위, 또는 각 경쇄 상의 2개 부위, 또는 중쇄 상의 하나의 부위와 경쇄 상의 하나의 부위)는 ADC 조성물을 제조하기 위해 사용할 수 있다. 당해 기술분야의 숙련가는 기타 수준의 약물 부하가 특정 항체 또는 특정 약물(예를 들면, 4 초과의 약물 부하 수준 뿐만 아니라 2 미만의 약물 부하 수준을 포함)에 의존하여 치료학적으로 유용할 수 있음을 인지할 것이다. 약물 접합을 위한 부위는 조작 시스테인을 중쇄 중의 하나 이상의 부위 또는 2개 이상의 부위에 위치시키거나, 조작 시스테인을 경쇄에 위치시키거나, 둘 다에 의해 항체에 도입될 수 있다. 중요하게는, 상기 기재된 탈캡핑화 조작 시스테인 잔기의 수준은 유용한 약물 부하를 갖는 ADC 조성물의 제조를 가능하게 한다.
전형적으로, 2개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체로 제조한 ADC 조성물은 항체당 약 1.5 내지 2.5 약물의 평균 약물-부하를 갖는다. 항체당 약물 잔기의 평균 수는, 예를 들면, 약 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 또는 2.5일 수 있다. 일부 실시형태에서, 2개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체로 제조한 ADC 조성물에 대한 평균 약물-부하는 항체당 약 1.5 내지 약 2.2 약물 부분, 또는 항체당 약 1.8 내지 약 2 약물 부분이다. 전형적으로, 4개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체로 제조한 ADC 조성물은 항체당 약 3.4 내지 4.5 약물 부분의 평균 약물-부하를 갖는다. 항체당 약물 부분의 평균 수는, 예를 들면, 약 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9 또는 4.0일 수 있다. 일부 실시형태에서, 4개의 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체로 제조한 ADC 조성물에 대한 평균 약물-부하는 항체당 약 3.6 내지 약 4.2 약물 부분, 또는 항체당 약 3.8 내지 약 4 약물 부분이다.
본 발명의 방법은 전형적으로 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 선택적으로 변형시키도록 수행되지만, 상이한 정도의 비-조작(즉, 천연) 시스테인 잔기 변형이 통상적으로 관찰된다. 반응 조건은 필요에 따라 비-조작 시스테인 잔기의 변형을 제한하기 위해 조절될 수 있다. 특정 예에서, 상기 방법은 비-조작 시스테인 잔기의 변형을 제거하거나 최소화하기 위해 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은, ADC 조성물 중의 항체 분자의 약 20% 미만, 약 15% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만이 비-조작 시스테인 잔기에 공유 결합된 약물 모이어티를 갖도록 수행할 수 있다. 상기 방법은 또한 ADC 조성물을 제조하기 위해 사용할 수 있고, 여기서 변형된 비-조작 시스테인 잔기를 갖는 항체 분자의 수는 전체 항체 분자의 약 5% 이하, 10%, 15%, 20%, 25% 또는 30% 이하의 양이다.
다양한 분석 방법을 사용하여 접합체의 수율 및 이성체 혼합물을 결정할 수 있다. 항체에 대한 약물의 접합 후, 접합된 약물-항체 종을 분리할 수 있다. 일부 실시형태에서, 접합된 항체 종은 항체, 약물 및/또는 접합체의 특성에 기반하여 분리할 수 있다. ADC 조성물의 분석에 유용한 기타 기술은, 이로써 한정되지 않지만, 역상 크로마토그래피, 모세관 전기영동 및 질량 분광분석을 포함한다. ADC 조성물은, 예를 들면, ADC 중의 약물 모이어티의 위치를 결정하기 위해 단백질 소화와 결합된 LC/MS에 의해 분석할 수 있다.
항체
다수의 적합한 항체가 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 본 발명의 방법에 사용된 항체는, 시험관내 또는 생체내 진단, 생체내 영상화, 및 독특한 항원과 연관된 질환 및 상태에 대한 치료를 포함하는 다수의 응용에 유용하다. 5개의 인간 항체 부류(IgG, IgA, IgM, IgD 및 IgE), 및 이들 부류 내의 다양한 아부류(예: IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 및 IgA2)는 구조적 차이, 예를 들면, 단일 항체 분자 중의 면역글로불린 단위의 수, 개개 단위의 디설파이드 브릿지 구조, 및 쇄 길이 및 서열의 차이를 기초로 인식된다. 항체의 부류 및 아부류는 항체의 이소형으로 지칭된다.
항체는 무손상 항체 또는 항원-결합 항체 단편일 수 있고, 단 항체 단편은 적어도 하나의 쇄간 디설파이드 결합을 함유한다.
전형적으로, 항체는 인간, 설치류(예: 마우스 및 랫트), 당나귀, 양, 래빗, 염소, 기니아 피그, 낙타, 말 또는 닭이다. 항체는, 예를 들면, 당해 기술분야의 숙련가에게 공지된 기술에 의해 생산된 마우스, 키메라, 인간화 또는 완전 인간 항체일 수 있다. 표준 재조합 DNA 기술을 사용하여 제조할 수 있는, 인간 및 비-인간 부분 둘 다를 포함하는 키메라 및 인간화 모노클로날 항체 등의 재조합 항체가 유용한 항체이다. 키메라 항체는 상이한 부분이 상이한 동물 종으로부터 유래하는 분자, 예를 들면, 마우스 모노클로날로부터 유래하는 가변 영역 및 인간 면역글로불린 불변 영역을 갖는 것들이다[참조: Cabilly et al., U.S. Pat. No. 4,816,567; and Boss et al., 미국 특허 제4,816,397호, 이는 이들의 전체가 참조로서 본원에 도입된다.]. 인간화 항체는 비-인간 종으로부터 하나 이상의 상보성 결정 영역(CDR) 및 인간 면역글로불린 분자로부터 프레임워크 영역을 갖는 비-인간 종의 항체이다[참조: Queen, 미국 특허 제5,585,089호, 이는 이의 전체가 참조로서 본원에 도입된다.]. 이러한 키메라 및 인간화 모노클로날 항체는 당해 기술분야에 공지된 재조합 DNA 기술에 의해 생산될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "인간" 항체는 인간 면역글로불린의 아미노산 서열을 갖는 항체를 포함하고, 예를 들면, 미국 특허 제5,939,598호 및 제6,111,166호에 기재된 바와 같이, 인간 면역글로불린 라이브러리, 인간 B 세포, 또는 하나 이상의 인간 면역글로불린을 위한 유전자도입 동물로부터 단리된 항체를 포함한다.
항체는 단일특이적, 이중특이적, 삼중특이적, 또는 보다 큰 다중특이적일 수 있다.
특정한 예에서, 불변 도메인은 효과기 기능을 갖는다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 항체 효과기 기능은 Ig의 Fc 도메인(들)에 의해 부여된 기능을 지칭한다. 이러한 기능은, 예를 들면, 식작용 또는 용해 활성을 갖는 면역 세포 상의 Fc 수용체에 대한 Fc 효과기 도메인(들)의 결합에 의해, 또는 상보성 시스템의 성분에 대한 Fc 효과기 도메인(들)의 결합에 의해 수행할 수 있다. 효과기 기능은, 예를 들면, "항체-의존성 세포 세포독성" 또는 ADCC, "항체-의존성 세포 식작용" 또는 ADCP, "보체-의존성 세포독성" 또는 CDC일 수 있다. 특정 예에서, 불변 도메인은 하나 이상의 효과기 기능을 결여한다. 효과기 기능 결합 도메인에 위치된 조작 시스테인 잔기에 대한 약물-링커 화합물의 접합은 효과기 기능을 조절할 수 있다.
항체는 목적하는 임의의 항원, 예를 들면, 의학적 및/또는 치료적 목적의 임의의 항원에 대해 지향될 수 있다. 예를 들면, 항원은 항원은 병원체(예: 이로써 한정되지 않지만, 바이러스, 세균, 진균 및 원생동물), 기생충, 종양 세포 또는 특정 의학적 상태와 연관된 것일 수 있다. 종양-연관 항원(TAA)의 경우에, 암은 면역계, 폐, 결장, 직장, 유방, 난소, 전립선, 머리, 목, 골 또는 임의의 기타 해부학적 위치의 것일 수 있다. 목적하는 항원은, 이로써 한정되지 않지만, CD30, CD40, Lewis Y, CD70, CD2, CD20, CD22, CD33, CD38, CD40, CD52, HER2, EGFR, VEGF, CEA, HLA-DR, HLA-Dr10, CA125, CA15-3, CA19-9, L6, 르위스(Lewis) X, 알파 페토단백질(alpha fetoprotein), CA 242, 태반 알칼리 포스파타제, 전립선 특이적 항원, 전립선 산 포스파타제, 상피 성장 인자, MAGE-1, MAGE-2, MAGE-3, MAGE-4, 항-트랜스페린 수용체, p97, MUC1-KLH, gp100, MART1, IL-2 수용체, 인간 콘드리온 고나도트로핀, 무친, P21, MPG 및 Neu 암유전자 생성물의 것일 수 있다.
일부 특정의 유용한 항체는, 이로써 한정되지 않지만, CD33 항원에 대한 항체(예: 국제 공개공보 제WO 2013/173496호에 기재된 바와 같은 인간화 2H12 항체), CD70 항원에 대한 항체(예: 국제 공개공보 제WO 2006/113909호에 기재된 바와 같은 인간화 1F6 항체), CD30 항원에 대한 항체(예: 국제 공개공보 제WO 2008/025020호에 기재된 바와 같은 인간화 AC10 항체), CD19 항원에 대한 항체(예: 국제 공개공보 제WO 2009/052431호에 기재된 바와 같은 인간화 BU12 항체), LIV-1, NTBA 또는 V 베타 6에 대한 항체를 포함한다. 종양 특이적 항원에 결합하는 다수의 기타 내재화 항체가 사용될 수 있고, 문헌[참조: Franke et al. (2000), Cancer Biother Radiopharm. 15:459-76; Murray (2000), Semin Oncol. 27:64-70; Breitling et al., Recombinant Antibodies, John Wiley, and Sons, New York, 1998]에 개설되어 있다. 이들 참조문헌 및 국제 출원의 개시내용은 본원에서 모든 목적을 위해 원용된다.
일부 실시형태에서, 본 발명은 상기 기재된 바와 같은 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체를 제조하는 방법을 제공하고, 여기서 상기 항체는 적어도 3개의 쇄간 디설파이드 결합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 항체는 적어도 4개의 쇄간 디설파이드 결합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 항체는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 쇄간 설파이드 결합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 조작 시스테인 잔기는 항체의 중쇄 불변 영역 또는 경쇄 불변 영역에 존재한다.
조작 시스테인 부위
조작 시스테인의 부위는 ADC의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 단백질의 구조에 완전히 매립된 조작 시스테인은 용매에 대한 불량한 접근 때문에 접합시키는 것이 곤란할 수 있지만, 항체의 외부 표면 상의 조작 시스테인은 혈장 중의 물질에 대한 항체 노출 때문에 손상된 안정성을 갖는 ADC를 제공할 수 있다. 또한, 고도로 표면 노출된 조작 시스테인을 사용하여 ecmAb로부터 제조한 ADC는 약물의 소수성에 감수성일 수 있지만, 보다 보호된 위치 중의 조작 시스테인은 용액 중의 다른 물질에 대한 접근이 제한되기 때문에 약물의 특성에 덜 감수성일 수 있다. 조작 시스테인 잔기의 위치는 또한 특정 ADC에 요구된 바와 같은 효과기 작용을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 효과기 기능 결합 도메인 중의 조작 시스테인 잔기에 대한 약물-링커의 접합은 효과기 기능-매개 수용체에 대한 결합을 차단하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 조작 시스테인은 중쇄 불변 영역, 중쇄 가변 영역, 경쇄 가변 영역, 경쇄 불변 영역 또는 이들의 조합에 위치된다. 바람직한 조작 시스테인 잔기는, 접합가능하고 안정한 결합을 제공하는 부위에 위치되어 있는 잔기이다. 접합가능한이란 조작 시스테인 잔기가, 항체를 먼저 변성시키지 않고서, 작용제(예: 영상화제, 진단제,안정화제 또는 치료제)에 접합될 수 있음을 의미한다. 작용제에 후속적으로 접합될 수 있는 시스테인 잔기를 도입하는 부위를 선택하는 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있다[참조: Junutula et al., 2008, Nature Biotechnology, 26(8), 925-932].
일부 측면에서, 조작 시스테인 잔기는 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상 또는 50% 이상의 분획 용매 접근성을 갖는 것이다. 일부 측면에서, 시스테인 잔기는 약 10% 내지 약 95%, 약 10% 내지 약 85%, 약 10% 내지 약 75%, 약 10% 내지 약 60%, 약 20% 내지 약 95%, 약 20% 내지 약 85%, 약 20% 내지 약 75%, 약 20% 내지 약 60%, 또는 약 40% 내지 약 95%, 약 40% 내지 약 85%, 약 40% 내지 약 75%, 약 40% 내지 약 60%의 분획 용매 접근성을 갖는 것이다. 특정 부위에서 잔기의 분획 용매 접근성을 측정하는 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있고, 예를 들면, 문헌[참조: Fraczkiewicz and Braun, 1998, J. Comp. Chem., 19, 319-333; http://curie.utmb.edu/getarea.html]에 기재된 방법을 사용하는 온라인 서버 제트에리어(getarea)를 사용하여 결정할 수 있다. 예시적 잔기는 경쇄(Kabat에 따라 넘버링) 상의 부위 15, 114, 121, 127, 168, 205, 또는 중쇄(Kabat 넘버링에 따라 넘버링) 상의 부위 112, 114 또는 116의 것들을 포함한다. 예시적 잔기는 Fc 영역(EU 인덱스에 따라 넘버링) 중의 부위 239, 326, 327 또는 269의 것들과 같은 IgG1 항체의 Fc 영역 중의 것들을 포함한다. 부위 239, 326 및 327에서 잔기의 분획 용매 접근성은 각각 약 50%, 약 94% 및 약 23%이다.
당해 기술분야의 숙련가는 조작 시스테인의 선택적 활성화에 요구되는 조건이 항체 중의 조작 시스테인의 부위에 의존할 것임을 인지할 것이다. 반응식 2 중의 화학식은, 이들이 단백질 서열에서 발생하는 한, 조작 시스테인의 선택적 활성화를 가능하게 하는 환원 조건을 선택하는 프레임워크를 제공한다. 일부 실시형태에서, 항체는 1 내지 8 또는 2 내지 8 또는 2 내지 4개의 조작 시스테인 잔기를 갖는다.
비-항체 단백질
본원에 기재된 공정이 항체와 관련하여 예시되었지만, 이는, 발현 또는 생산 동안 티올로 캡핑되어 있는, 조작 또는 천연의, 쌍을 이루지 않은 시스테인(일반적으로 단백질 내에 쇄간 또는 쇄내 결합을 형성하지 않는 시스테인)을 갖는 임의의 단백질에 대해 성공적으로 사용될 수 있음은 당해 기술분야의 숙련가에 의해 인지될 것이다. 이러한 공정이 특히 유용한 단백질은, 쌍을 이루지 않은 시스테인을 포함하는 이외에, 쇄간 디설파이드 결합, 특히 단백질의 비중첩을 즉시 제공하지 않고서 절단될 수 있는 결합을 형성하는 천연 시스테인을 함유하는 단백질이다. 비-항체 단백질을 지칭할 때, 용어 쇄간 디설파이드 결합은 인접한 폴리펩티드 쇄 상의 2개의 시스테인 잔기 사이의 공유 결합을 지칭한다. 후보 비-항체 단백질은, 천연 중첩된 형태에서의 안정성이 캡핑된 티올의 것들에 필적하는 용매 노출된 디설파이드 결합을 함유하는 것들을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 조작 시스테인 단백질은, 단백질 중의 선택된 아미노산이 시스테인으로 돌연변이된 것이다. 예시적 단백질은 또한 Fc-융합 단백질, 예를 들면, 목적하는 표적에 대해 특이성을 제공하는 단백질에 공유 연결된 항체의 Fc 영역을 함유하는 단백질을 포함한다.
I. 실시예
실시예 1: 선택적 환원을 수행하는 예시적 방법
반응 용기를 탄젠셜 유동 여과(TFF) 장치에 접속시키고, 한외여과 막을 설치한다(예: 88cm2, 밀리포어 펠리콘 3, 재생된 셀룰로즈). (적절한 크기를 갖는 다수의 상이한 막 유형이 이 공정에 사용될 수 있다. 환원제에 대한 첨가 속도 계산에 요구되는 유출 속도 및 씨빙 계수(sieving factor)는 투과 유속 및 당해 공정에 사용되는 투막 종류 및 표면적으로 결정되어야 한다. 막은 제조업자의 지시에 따라 분출시키고 평형화시킨다. 투석여과 완충제 저장소는 완충제(예: 50mM 트리스/5mM EDTA, pH 8.0)을 함유하도록 설정한다. 이는 튜빙을 통해 반응 용기에 접속시키고, 튜빙을 통한 유동은 연동 펌프(예: 투석여과 완충 펌프)에 의해 조절한다. 캡핑된 조작 시스테인을 함유하는 mAb를 반응 용기에 위치시킨다. 반응은, 약 20psi의 막-관통 압력을 유지하도록 제한된 농축물 라인과 함께, 한외여과 막을 통해 연속 펌핑된 반응 혼합물로 실온에서 수행한다.
환원제의 용액을 함유하는 저장소는 튜빙을 통해 투석여과 완충제 라인, 또는 유동 경로 중의 일부 기타 위치 또는 반응 용기에 접속시킨다. 유동 속도는 환원제를 함유하는 저장 용액이 반응 혼합물 중의 환원제의 초기(목적하는) 농도를 유지하기 위해 반응 혼합물에 첨가되어야 하는 시점에서 계산된다. (반응 혼합물 중의 최적 농도는 본원에 기재된 교시를 사용하여 실험적으로 결정되고, 도 1에서 입증된 바와 같이 이들의 상이한 환원 강도 때문에 상이한 티올에 대해 상이할 것이다.). 환원제의 농도는 전체 반응 시간에 걸쳐 대부분 일정하게 유지되어야 한다. 투석여과 완충제는 또한, 전체 반응 용적이 일정(일정-용적-투석여과에서와 같이)하게 유지되도록 조절되는 속도, 즉 반응기 내로 환원제 및 투석여과 완충제의 도입 속도가 투과액을 통한 용적 소실 속도와 일치하도록 조절되는 속도에서 반응 용기에 펌핑된다.
실시예 2. 캡 부산물의 제거 없이 환원제로서 시스테인, N-아세틸 시스테인 및 시스테아민을 사용한 조작 시스테인 잔기의 탈캡핑
S239C 조작 시스테인 항체(부위 239에 조작 시스테인 잔기를 갖는 IgG1 항체, EU 인덱스에 따라 넘버링), 20mg(15mg/mL에서 135nmol)을 8시간 동안 pH 8.0 및 실온에서 33μL의 100mM(3.3μmol) 시스테인, N-아세틸 시스테인 또는 시스테아민으로 처리했다. 샘플을 1시간 간격으로 제거하고, 정제하고, 과량으로 SGD-1269로 접합시키고, 동결 저장했다. 정제 및 접합은 환원 반응을 중단시켜, 환원 절차에 의해 생성된 티올을 보존했다. 접합된 샘플은 변성 조건("rPLRP")하에 역상 PHLC에 의해 분석했고, 이로부터 조작 시스테인 탈캡핑의 정도를 추론할 수 있다(H1로 HO의 전환). 쇄간 디설파이드 절단의 정도는 또한 >1mcMMAF 접합된 중쇄의 양으로부터 결정될 수 있다(mcMMAF는 약물 모노메틸아루리스타틴 F에 부착된 말레이미도 카프론산 링커이다). 어떠한 중쇄도 접합된 > 2mcMMAF에서 관찰되지 않았다. 정적 용액 환원 실험의 결과는 도 1에 제공되어 있다. 이 결과는 3개 티올 각각이 ecmAb와 반응하여 조작 시스테인을 탈캡핑화시킬 수 있지만 3개가 매우 상이하게 거동한다는 것을 나타낸다. NAC는 반응식 1에서 대부분 1차 반응에 의해 직접 기재되는 방식으로 거동한다: 반응은 디설파이드 4의 충분한 농도가 축적된 다음, 전방 및 역방 반응이 동일한 속도로 발생하기 때문에 중단될 때까지 진행한다. 시스테인은 NAC보다 더욱 강력한 환원제로서 거동하지만, 부분 활성화된 ecmAb에서 중단 대신에, 반응이 역전되어 ecmAb를 재생한다. 이러한 역전은, 시스테인 잔기에서, 추가의 반응, 즉 환원제의 자동산화가 수반되는 것을 나타낸다.
2 R-SH + O2 → R-S-S-R (iii)
따라서, 시스테인의 자동산화에 의해 생산된 시스틴은 또한 활성화된 조작 시스테인을 재-캡핑화하여 초기 환원을 역전시킨다. 도 1의 시험은 이러한 동일한 현상, 초기 환원 및 이어서 재-캡핑화가 또한 시스테아민으로 발생하지만, 초기 환원 정도가 시스테인 또는 N-아세틸시스테인만큼 높지 않도록, 시스테아민이 보다 약한 환원제임을 나타낸다.
실시예 3. ecmAb에서 조작 시스테인 잔기의 선택적 활성화
반응 용기를 탄젠셜 유동 여과(TFF) 장치에 접속시키고, 한외여과 막을 설치한다(88cm2, 밀리포어 펠리콘 3, 재생된 셀룰로즈). 막은 제조업자의 지시에 따라 분출시키고 평형화시킨다. 투석여과 완충제 저장소는 50mM 트리스/5mM EDTA(pH 8.0)을 함유하도록 설정한다. 이는 튜빙을 통해 반응 용기에 접속시키고, 튜빙을 통한 유동은 연동 펌프(투석여과 완충 펌프)에 의해 조절했다. 캡핑된 조작 시스테인(h2H12 S239C ecMab, h1F6 239 ecMab, h2H12 K326C ecMab 또는 h2H12 A327C ecMab, EU 인덱스에 따라 넘버링)을 함유하는 조작 시스테인 mAb를 대략 15mg/mL의 농도로 반응 용기에 위치시키고, pH는 8.0으로 조정했다. 반응은, 약 20psi의 막-관통 압력을 유지하도록 제한된 농축물 라인과 함께, 한외여과 막을 통해 연속 펌핑된 반응 혼합물로 실온에서 수행했다.
시스테인 용액을 함유하는 저장소는 튜빙을 통해 투석여과 완충제 라인에 접속시켰다. 유동 속도는 시스테인 저장 용액이 반응 혼합물 중의 시스테인의 초기(목적하는) 농도를 유지하도록 반응 혼합물에 첨가되어야 하는 시점에서 계산된다. 반응 혼합물에 공급된 시스테인 저장물의 농도 및 첨가 속도는 시스테인의 농도가 전체 반응 시간에 걸쳐 대부분 일정하게 유지되도록 하기 기재된 바와 같이 계산했다. 도 2 내지 5에 설명된 예에서, 시스테인의 반응 농도는 0.5 내지 0.9mM의 범위에 존재했고(도면 설명에 기재된 바와 같음); 시스테인의 저장 농도는 100mM, 10mM 또는 5mM이었고, 반응기 내로 펌핑된 시스테인의 유동 속도는 하기 식에 따라 실험적 시스테인 농도를 유지하기 위해 조정했다. 시스테인에 대한 씨빙 계수는 0.8 내지 0.9에서 측정했다. 반응 혼합물 중의 시스테인 농도는, 시스테인 수준이 목적하는 농도로 유지되는 것을 보장하기 위해, DTNB 검정을 사용하여 실험 전체에 걸쳐 주기적으로 측정했다(도시되지 않음).
투석여과 완충제는 또한, 전체 반응 용적이 일정하게 유지되도록 조절된 속도(일정-용적-투석여과에서와 같음), 즉 반응기 내로 시스테인 및 투석여과 완충제의 도입 속도가 투과액을 통한 용적 소실 속도와 일치하도록 조절되는 속도에서 반응 용기에 펌핑했다.
샘플은 도면에 지시된 간격으로 제거하고, PD-10 컬럼 위로 용출에 의해 정제하고, SGD-1269와 접합시켰다. 이어서, 접합된 샘플은 rPLRP에 의해 분석했다. rPLRP 크로마토그램의 분석은 캡핑된(%H0) 시스테인을 보유한 중쇄의 분획, 조작 시스테인(%H1)에서 선택적으로 환원된 분획, 또는 조작 시스테인 및 추가로 쇄간 디설파이드 부위(%H2; 비-선택적 환원)에서 환원된 분획을 제공했다.
시스테인 첨가 속도 계산
시스테인은, 시스테인이 투과액 라인을 통해 소실되는 동일한 속도로 반응 혼합물에 첨가했다. 투과액 라인을 통한 분석물의 초기 소실 속도는 방정식 2로부터 계산하고, 이는 일정한 용적 투석여과에 의한 정화를 위한 이론적 방정식, 방정식 1로부터 유도할 수 있다. 이어서, 초기 시스테인 농도를 유지하기 위해 시스테인 저장 용액이 반응 혼합물로 펌핑되는 속도는 방정식 3으로 제공된다.
방정식 1: C/C0 = e(-NS). C는 초기 농도이고; N은 시간 t에서 다이아볼륨(diavolume)의 수이고, S는 분석물에 대한 씨빙 계수이다(경험적으로 결정). 다이아불륨의 수(N)은 is r*t/Vd이고, 여기서 r은 투과액 유동 속도이고, Vd는 배치 용적이다. 이러한 치환을 수행하고 유도체를 취하고 t=0에서 유도체를 평가하는 것은 방정식 2를 제공한다.
방정식 2: dC/dt = -C0 * (r/Vd) * S, 여기서 dC/dt는 t0에서 시스테인의 소실 속도이다.
반응 혼합물에서 소정 농도를 달성하기 위해 시스테인이 첨가되어야 하는 속도는 방정식 3에 의해 제공된다.
방정식 3: R = -dC/dt * Vd/[Cys], 여기서 [Cys]는 시스테인 저장 용액의 농도이다.
따라서, 방정식 2에서 dC/dt를 이 표현으로 치환하는 것은 첨가 속도에 대한 방정식 4를 제공한다.
방정식 4: R = C0- * r * S/[Cys] = (0.8 mM) * (720 mL/hr) * (0.8)/(100 mM) = 4.61 mL/hr.
결과
ecmAb 중의 조작 시스테인의 선택적 활성화는 반응 동안 ecmAb를 연속적으로 투석여과하고 시스테인을 공정 전체에 걸쳐 투석여과 완충제에 충전함으로써 달성되었다. 투석여과는 반응 부산물을 연속적으로 고갈시켰다. 시스테인 첨가 속도는, 반응 혼합물 중의 시스테인의 일정 농도를 제공하기 위해, 투석여과에 의해 시스테인의 정화의 이론적 속도에 기반하여 계산했다. 도 2는, 쇄간 디설파이드 결합(%H2에 의해 지시됨)의 무시할 수 있는 정도의 절단과 함께, 4.5시간 후에 이용가능한 조작 시스테인("%H1")의 약 80% 활성화를 나타낸다. 이러한 실험은 보다 장기간 동안 0.6mM 시스테인을 사용하여 반복함으로써 유사한 결과를 제공했다(도 3). 보다 높은 농도에서, 반응은 보다 빠르고, 다소 덜 특이적이다. 반응 혼합물은, 상기 농도가 반응 과정에 걸쳐 다소 변동할 수 있지만 그럼에도 불구하고 활성화 상태가 일반적으로 정상 농도에 근접하게 유지될 수 있도록, 시스테인 공급 펌프를 통해 반응 혼합물에 도입되고 TFF 막(투과)을 통해 반응 혼합물을 배출하는 시스테인 용액으로 당해 공정 전반에 걸쳐 유동 상태로 존재하는 것으로 인지될 것이다. 1.5 내지 2mM 및 그 이상의 시스테인 농도는 증가된 쇄간 디설파이드 절단을 제공했다. 도 4는 조작 시스테인 활성화가 항체의 동정과 무관하게 다양한 부위에서 선택적으로 달성될 수 있음을 입증한다. K326 돌연변이체의 활성화 시간 과정은 활성화가 S239 또는 A327 부위보다 이 부위에서 훨씬 더 빠르다는 것을 나타낸다. 이는 K326 부위가 더욱 용매 접근가능하지만 상기 방법이 그럼에도 불구하고 목적하는 선택적 활성화를 달성한다는 사실에 기인하는 것 같다. 도 5는 반응이 장기간에 걸쳐 저농도의 환원제를 사용함으로써 매우 우수한 선택성으로 조작 시스테인의 100% 활성화에 매우 근접하게 유도될 수 있음을 설명한다.
상기는 명료화 및 이해를 목적으로 예시 및 실시예에 의해 일부 상세하게 기재되었지만, 당해 기술분야의 숙련가는 특정한 변경 및 변형이 첨부된 특허청구범위 내에서 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본원에 제공된 각각의 참조는, 각각의 참조가 개별적으로 참조에 의해 도입되는 것과 동일한 정도로 이의 전체가 참조로서 원용된다.

Claims (43)

  1. 완전한(intact) 조작 시스테인 항체의 선택적 환원 방법으로서,
    a) 환원제를 완전한 조작 시스테인 항체 분자와 접촉시키는 단계로서, 각각의 항체 분자는 적어도 하나의 캡핑된(capped) 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 쇄간 디설파이드 결합을 갖는, 단계;
    b) 환원제를 항체 분자와 반응시켜, 탈캡핑된(uncapped) 조작 시스테인 잔기와 캡 부산물을 형성하는 단계; 및
    c) 단계 b) 동안 캡 부산물을 제거하는 단계를 포함하고,
    이에 의해, 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제가 형성되고, 단계 b) 전에 항체 분자에 존재하는 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 80%가 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제에 유지되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 캡 부산물을 제거하는 동안에 추가의 환원제로 단계 b)를 보충하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제가 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 멤버를 포함하는, 방법:
    적어도 2개의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖고, 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖지 않는 항체 분자;
    적어도 2개의 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖고, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖지 않는 항체 분자; 및
    적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체 분자.
  4. 제1항에 있어서,
    (a) 항체 제제에 존재하는 유리 티올의 적어도 90%가 조작 시스테인 잔기로부터 유래하고/하거나;
    (b) 단계 b) 동안 캡 부산물을 제거하는 단계가 투석 또는 투석여과(diafiltration)를 포함하고/하거나;
    (c) 단계 b) 전에 각각의 항체 분자가 적어도 3개의 쇄간 디설파이드 결합을 포함하거나, 단계 b) 전에 각각의 항체 분자가 적어도 4개의 쇄간 디설파이드 결합을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 항체 분자가 적어도 2개의 조작 시스테인 잔기를 가지거나, 또는 각각의 항체 분자가 4개의 조작 시스테인 잔기를 가지는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 조작 시스테인 잔기가 항체 분자의 중쇄 불변 영역에 존재하거나;
    조작 시스테인 잔기가 항체 분자의 중쇄 또는 경쇄 가변 영역에 존재하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 환원제가 시스테인, 시스테아민, β-머캅토에탄올, 2-머캅토에탄설폰산 나트륨 염 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 환원제를 단계 b) 동안 항체 농도보다 5배 내지 15배 높은 농도로 유지하거나, 또는 환원제를 단계 b) 동안 항체 농도보다 5배 내지 10배 높은 농도로 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 환원제가 시스테인이거나; 또는 환원제가 시스테인이고, 시스테인의 농도가 단계 b) 동안 0.5mM 내지 1.5mM의 농도로 유지되는, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    (a) 캡 부산물의 농도가, 재-캡핑(re-capping)이 조작 시스테인 잔기의 추가 활성화를 방지하는 농도 미만으로 유지되고/되거나;
    (b) 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제가 모노클로날 항체 제제인, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제로부터 잔류 환원제를 제거하는 단계를 추가로 포함하고/하거나;
    탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제를 정제하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 삭제
  13. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    (i) 탈캡핑된 항체를 약물-링커 화합물과 조합하여 항체-약물 접합체를 형성하는 단계를 추가로 포함하거나,
    (ii) 탈캡핑된 항체를 약물-링커 화합물과 조합하여 항체-약물 접합체를 형성하는 단계를 추가로 포함하되, 여기서 항체-약물 접합체의 평균 약물 부하가 항체당 3.6 내지 4.2개의 약물 모이어티, 4개의 약물 모이어티, 1.5 내지 2.2개의 약물 모이어티, 또는 2개의 약물 모이어티이고/이거나, 항체-약물 접합체가 용액 중에 존재하는, 방법.
  14. 완전한(intact) 조작 시스테인 항체의 조작 시스테인 잔기의 선택적 활성화 방법으로서,
    (a) 완전한 조작 시스테인 항체 및 완충제의 혼합물을 투석여과하는 단계;
    (b) 단계 (b) 전에 조작 시스테인 항체에 존재하는 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 80%를 유지하면서, 이용가능한 조작 시스테인 잔기의 일부를 활성화시키는 농도 및 속도로 환원제를 상기 혼합물에 첨가하는 단계; 및
    (c) 단계 (b) 동안 상기 혼합물의 투석여과를 유지하는 단계를 포함하여, 조작 시스테인 잔기를 선택적으로 활성화시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 환원제가 시스테인인, 방법.
  16. 제14항에 있어서, (d) 단계 (b) 동안 캡 부산물을 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  17. 제14항에 있어서, 조작 시스테인 잔기의 적어도 60%가 활성화되거나, 조작 시스테인 잔기의 적어도 75%가 활성화되는, 방법.
  18. 제14항에 있어서, 쇄간 디설파이드 결합의 20% 미만이 유리 티올의 쌍으로 전환되고/되거나, 조작 시스테인 잔기의 적어도 75%가 활성화되는, 방법.
  19. 제14항에 있어서, 환원제가 시스테인이고/이거나, 조작 시스테인 잔기의 적어도 75%가 활성화되고/되거나, 쇄간 디설파이드 결합의 20% 미만이 유리 티올의 쌍으로 전환되는, 방법.
  20. 제14항에 있어서, 단계 (b) 전에 조작 시스테인 항체에 존재하는 적어도 80%의 쇄간 디설파이드 결합이 유지되는, 방법.
  21. 제18항에 있어서, 쇄간 디설파이드 결합의 15% 미만이 유리 티올의 쌍으로 전환되고/되거나, 쇄간 디설파이드 결합의 10% 미만이 유리 티올의 쌍으로 전환되는, 방법.
  22. 제19항에 있어서, 쇄간 디설파이드 결합의 15% 미만이 유리 티올의 쌍으로 전환되거나, 쇄간 디설파이드 결합의 10% 미만이 유리 티올의 쌍으로 전환되는, 방법.
  23. 완전한(intact) 항체 내 하나 이상의 캡핑된 조작 시스테인 잔기의 선택적 환원 방법으로서,
    a) 환원제를 완전한 항체 분자와 접촉시키는 단계로서, 각각의 항체 분자는 적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기; 및 적어도 세 개의 중쇄-경쇄 및 중쇄-중쇄 쇄간 디설파이드 결합을 갖는, 단계;
    b) 환원제를 항체 분자와 반응시켜, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 항체 분자의 하나 이상의 캡핑 모이어티와 환원제 간의 캡 부산물을 형성시키는 단계; 및
    c) 단계 b) 동안 캡 부산물을 제거하는 단계를 포함하고,
    이에 의해, 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제가 형성되고, 존재하는 중쇄-경쇄 및 중쇄-중쇄 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 80%가 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제에 유지되는, 방법.
  24. 제23항에 있어서, 캡 부산물을 제거하는 동안에 추가의 환원제로 단계 b)를 보충하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제23항에 있어서, 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제가 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2개 이상의 멤버를 포함하는, 방법:
    적어도 2개의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖고, 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖지 않는 항체 분자;
    적어도 2개의 캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖고, 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖지 않는 항체 분자; 및
    적어도 하나의 캡핑된 조작 시스테인 잔기 및 적어도 하나의 탈캡핑된 조작 시스테인 잔기를 갖는 항체 분자.
  26. 제23항에 있어서, 단계 b) 동안 캡 부산물을 제거하는 단계가 투석 또는 투석여과를 포함하는, 방법.
  27. 제23항에 있어서, 단계 b) 전에 각각의 항체 분자가 네 개의 중쇄-경쇄 및 중쇄-중쇄 쇄간 디설파이드 결합을 포함하는, 방법.
  28. 제23항에 있어서, 각각의 항체 분자가 적어도 2개의 조작 시스테인 잔기를 가지거나, 각각의 항체 분자가 4개의 조작 시스테인 잔기를 가지는, 방법.
  29. 제23항에 있어서, 조작 시스테인 잔기가 항체 분자의 중쇄 불변 영역에 존재하거나;
    조작 시스테인 잔기가 항체 분자의 중쇄 또는 경쇄 가변 영역에 존재하는, 방법.
  30. 제23항에 있어서, 환원제가 시스테인, 시스테아민, β-머캅토에탄올, 2-머캅토에탄설폰산 나트륨 염 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 환원제를 단계 b) 동안 항체 농도보다 5배 내지 15배 높은 농도로 유지하는 단계를 포함하거나; 또는
    환원제를 단계 b) 동안 항체 농도보다 5배 내지 10배 높은 농도로 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
  32. 제30항에 있어서, 환원제가 시스테인이거나; 또는 환원제가 시스테인이고 시스테인의 농도가 단계 b) 동안 0.5mM 내지 1.5mM의 농도로 유지되는, 방법.
  33. 제23항에 있어서,
    (a) 캡 부산물의 농도가, 재-캡핑이 조작 시스테인 잔기의 추가 활성화를 방지하는 농도 미만으로 유지되고/되거나;
    (b) 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제가 모노클로날 항체 제제이고/이거나;
    (c) 상기 방법이 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제로부터 잔류 환원제를 제거하는 단계를 추가로 포함하고/하거나;
    (d) 상기 방법이 탈캡핑된 조작 시스테인 항체 제제를 정제하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  34. 제23항에 있어서, 탈캡핑된 항체를 약물-링커 화합물과 조합하여 항체-약물 접합체를 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  35. 제34항에 있어서, 항체-약물 접합체의 평균 약물 부하가 항체당 3.6 내지 4.2개의 약물 모이어티이거나, 항체-약물 접합체의 평균 약물 부하가 항체당 2개의 약물 모이어티이고/이거나;
    항체-약물 접합체가 용액 중에 존재하는, 방법.
  36. 제23항에 있어서, 단계 b) 전에 항체 분자에 존재하는 중쇄-경쇄 및 중쇄-중쇄 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 85%가 탈캡핑된 시스테인 항체 제제에 유지되거나; 또는
    단계 b) 전에 항체 분자에 존재하는 중쇄-경쇄 및 중쇄-중쇄 쇄간 디설파이드 결합의 적어도 90%가 탈캡핑된 시스테인 항체 제제에 유지되는, 방법.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2871418T3 (es) 2013-08-28 2021-10-28 Abbvie Stemcentrx Llc Composiciones y métodos de conjugación de anticuerpos específicos de sitio
KR20160070191A (ko) 2013-11-06 2016-06-17 스템센트알엑스 인코포레이티드 신규한 항-클라우딘 항체 및 사용 방법
AU2014361856A1 (en) 2013-12-12 2016-06-30 Abbvie Stemcentrx Llc Novel anti-DPEP3 antibodies and methods of use
US10464997B2 (en) 2014-02-11 2019-11-05 Seattle Genetics, Inc. Selective reduction of proteins
AU2015218633A1 (en) 2014-02-21 2016-09-01 Abbvie Stemcentrx Llc Anti-DLL3 antibodies and drug conjugates for use in melanoma
TW201617368A (zh) 2014-09-05 2016-05-16 史坦森特瑞斯公司 新穎抗ｍｆｉ２抗體及使用方法
US10842882B2 (en) * 2015-03-09 2020-11-24 Heidelberg Pharma Gmbh Amatoxin-antibody conjugates
CA3026139C (en) 2016-02-12 2023-09-12 Synthon Biopharmaceuticals B.V. Selective reduction of cysteine-engineered antibodies
AU2017261369A1 (en) * 2016-05-06 2018-11-15 Abbvie Stemcentrx Llc Novel anti-TNFRSF21 antibodies and methods of use
RU2759602C2 (ru) * 2017-02-08 2021-11-16 Пфайзер Инк. Процесс крупномасштабного производства кэпированных и некэпированных цистеинов антител и их применение для конъюгации терапевтических белков
CN107247144B (zh) * 2017-05-16 2019-12-24 上海科华生物工程股份有限公司 一种预处理丙肝抗原的方法和检测试剂盒
EP3630845A1 (en) 2017-05-23 2020-04-08 Synthon Biopharmaceuticals B.V. Dual conjugation process for preparing antibody-drug conjugates
JP2020529986A (ja) * 2017-08-04 2020-10-15 アムジエン・インコーポレーテツド Ｃｙｓ−ｍａｂのコンジュゲーション方法
CN107746424A (zh) * 2017-10-30 2018-03-02 上海药明生物技术有限公司 一种IgG4抗体的生物偶联方法
KR20210125034A (ko) 2019-02-15 2021-10-15 우시 바이올로직스 아일랜드 리미티드 동질성이 개선된 항체-약물 콘쥬게이트의 제조방법
CN113189184B (zh) * 2021-04-28 2022-09-09 浙江大学 含有半胱氨酸的毛细管凝胶电泳样品缓冲液
WO2023167564A1 (ko) * 2022-03-04 2023-09-07 앱티스 주식회사 티올 반응성 에디티브를 이용한 항체-약물 컨쥬게이트의 제조 수율을 높이는 방법
CN114878728A (zh) * 2022-05-06 2022-08-09 浙江大学 一种新型的抗体肽图检测还原方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008544976A (ja) * 2005-07-06 2008-12-11 ユセベ ファルマ ソシエテ アノニム タンパク質にエフェクター分子を結合させる方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8308235D0 (en) 1983-03-25 1983-05-05 Celltech Ltd Polypeptides
US4816567A (en) 1983-04-08 1989-03-28 Genentech, Inc. Recombinant immunoglobin preparations
GB8720833D0 (en) 1987-09-04 1987-10-14 Celltech Ltd Recombinant dna product
US5530101A (en) 1988-12-28 1996-06-25 Protein Design Labs, Inc. Humanized immunoglobulins
DE69133566T2 (de) 1990-01-12 2007-12-06 Amgen Fremont Inc. Bildung von xenogenen Antikörpern
US6111166A (en) 1994-09-19 2000-08-29 Medarex, Incorporated Transgenic mice expressing human Fcα and β receptors
GB9422383D0 (en) * 1994-11-05 1995-01-04 Wellcome Found Antibodies
US6130237A (en) 1996-09-12 2000-10-10 Cancer Research Campaign Technology Limited Condensed N-aclyindoles as antitumor agents
US20030083263A1 (en) 2001-04-30 2003-05-01 Svetlana Doronina Pentapeptide compounds and uses related thereto
US6884869B2 (en) 2001-04-30 2005-04-26 Seattle Genetics, Inc. Pentapeptide compounds and uses related thereto
US20030105017A1 (en) 2001-07-10 2003-06-05 Gregory Conn Purification of human Troponin I
ES2544527T3 (es) 2002-07-31 2015-09-01 Seattle Genetics, Inc. Conjugados de fármacos y su uso para tratar el cáncer, una enfermedad autoinmune o una enfermedad infecciosa
US8088387B2 (en) 2003-10-10 2012-01-03 Immunogen Inc. Method of targeting specific cell populations using cell-binding agent maytansinoid conjugates linked via a non-cleavable linker, said conjugates, and methods of making said conjugates
SG149815A1 (en) 2003-11-06 2009-02-27 Seattle Genetics Inc Monomethylvaline compounds capable of conjugation to ligands
US7691962B2 (en) 2004-05-19 2010-04-06 Medarex, Inc. Chemical linkers and conjugates thereof
CN101065151B (zh) 2004-09-23 2014-12-10 健泰科生物技术公司 半胱氨酸改造的抗体和偶联物
DK1871418T3 (da) 2005-04-19 2014-06-10 Seattle Genetics Inc Humaniserede anti-cd70-bindende midler og anvendelser deraf
WO2006134173A2 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Novo Nordisk Health Care Ag Selective reduction and derivatization of engineered proteins comprising at least one non-native cysteine
CA2614436C (en) 2005-07-07 2016-05-17 Seattle Genetics, Inc. Monomethylvaline compounds having phenylalanine side-chain modifications at the c-terminus
WO2007008848A2 (en) 2005-07-07 2007-01-18 Seattle Genetics, Inc. Monomethylvaline compounds having phenylalanine carboxy modifications at the c-terminus
PT1813614E (pt) 2006-01-25 2012-01-09 Sanofi Sa Agentes citotóxicos compreendendo novos derivados de tomaimicina
WO2008025020A2 (en) 2006-08-25 2008-02-28 Seattle Genetics, Inc. Cd30 binding agents and uses thereof
CA2702555A1 (en) 2007-10-19 2009-04-23 Seattle Genetics, Inc. Cd19 binding agents and uses thereof
WO2009092011A1 (en) 2008-01-18 2009-07-23 Medimmune, Llc Cysteine engineered antibodies for site-specific conjugation
NO2842575T3 (ko) 2008-03-18 2018-02-24
US8426402B2 (en) 2009-02-05 2013-04-23 Immunogen, Inc. Benzodiazepine derivatives
FR2949469A1 (fr) 2009-08-25 2011-03-04 Sanofi Aventis Derives anticancereux, leur preparation et leur application en therapeutique
GB0920127D0 (en) 2009-11-17 2009-12-30 Ucb Pharma Sa Antibodies
US20130330350A1 (en) 2010-11-09 2013-12-12 Medimmune, Llc Antibody Scaffold For Homogenous Conjugation
WO2012112708A1 (en) 2011-02-15 2012-08-23 Immunogen, Inc. Cytotoxic benzodiazepine derivatives and methods of preparation
US20130309223A1 (en) 2012-05-18 2013-11-21 Seattle Genetics, Inc. CD33 Antibodies And Use Of Same To Treat Cancer
US10464997B2 (en) 2014-02-11 2019-11-05 Seattle Genetics, Inc. Selective reduction of proteins

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008544976A (ja) * 2005-07-06 2008-12-11 ユセベ ファルマ ソシエテ アノニム タンパク質にエフェクター分子を結合させる方法

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