KR20130109983A - 개선된 특성을 갖는 항체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 특성을 가지며 Fc 영역의 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드의 생산을 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다.

Description

개선된 특성을 갖는 항체의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING ANTIBODIES HAVING IMPROVED PROPERTIES}
본 발명은 인간 또는 동물 치료제로서 유용한 글리코실화 단백질 (당단백질) 및 특히 Fc-함유 폴리펩티드의 생산을 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다.
모노클로날 항체는 종종 2가지 결합 사건을 통해 그의 치료 이익을 달성한다. 먼저, 항체의 가변 도메인이 표적 세포 상의 특이적 단백질, 예를 들어, 암 세포 표면 상의 CD20에 결합한다. 이어서, 이펙터 세포, 예컨대 항체의 불변 영역 (Fc)에 결합하여 항체가 결합하는 세포를 파괴하는 천연 킬러 (NK) 세포가 동원된다. 항체-의존 세포성 세포독성 (ADCC)으로서 공지된 상기 과정은 IgG1의 중쇄의 Fc 도메인 내의 Asn 297에서의 특이적 N-글리코실화 사건에 의존한다 (Rothman et al., Mol. Immunol. 26:1113-1123 (1989)). 상기 N-글리코실화 구조가 결여된 항체는 계속 항원에 결합하지만, ADCC를 매개할 수 없고, 이것은 분명히 NK 세포의 표면 상의 Fc 수용체 FcγRIIIa에 대한 항체의 Fc 도메인의 감소된 친화도 때문이다.
N-글리코실화의 존재가 항체의 이펙터 기능에서 기능할 뿐만 아니라, N-연결 올리고사카라이드의 특정 조성도 그의 최종 기능에 중요하다. 푸코스의 결여 또는 이분 (bisecting) N-아세틸 글루코사민의 존재는 ADCC의 효능과 양의 상관관계가 있다 ([Rothman (1989), Umana et al., Nat. Biotech. 17: 176-180 (1999)], [Shields et al., J. Biol. Chem. 277: 26733-26740 (2002)], 및 [Shinkawa et al., J. Biol. Chem. 278: 3466-3473 (2003)]). 또한, Fc 영역 내의 시알릴화가 정맥내 이뮤노글로불린 (IVIG)의 항-염증 특성과 양의 상관관계가 있다는 증거가 존재한다. 예를 들어, 문헌 [Kaneko et al., Science, 313: 670-673, 2006]; [Nimmerjahn and Ravetch., J. Exp. Med., 204: 11-15, 2007]를 참조한다.
항체의 기능 및 효능에서 특이적 N-글리코실화의 유용성을 고려할 때, N-연결된 올리고사카라이드의 조성을 변경하고 항체의 이펙터 기능을 변경하는 방법이 바람직할 것이다.
효모 및 다른 진균 숙주는 재조합 단백질의 생성을 위한 중요한 생산 기반이다. 효모는 진핵생물이고, 따라서 분비 경로에서 발생하는 많은 번역후 변형을 비롯하여 고등 진핵생물과 공통적인 진화 과정을 공유한다. 최근의 당쇄공학 (glycoengineering)의 발전을 통해, 인간의 글리코실화 과정을 모방하는 효소 반응의 순서를 수행하도록 할 수 있는 유전자 변형 글리코실화 경로를 갖는 효모 균주 피치아 파스토리스 (Pichia pastoris)의 세포주를 생성하였다. 예를 들어, 인간 대응물과 실질적으로 동일한 하등 진핵생물 숙주 세포에서 재조합 당단백질을 생산하는 방법을 설명하고 있는 미국 특허 번호 7,029,872, 7,326,681 및 7,449,308을 참조한다. 상기한 방법으로부터 피치아 파스토리스로부터 생산된 것과 유사한 인간-유사 시알릴화된 이중 안테나 (bi-antennary) 복합 N-연결 글리칸은 치료적 당단백질의 생산을 위한 유용성을 나타내었다. 따라서, 효모, 예컨대 피치아 파스토리스에서 항체의 생산을 추가로 변형하거나 개선하는 방법이 바람직할 것이다.
발명의 개요
본 발명은 Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드에 관한 것이고, 여기서 위치 243에서의 돌연변이는 F243A, F243G, F243S, F243T, F243V, F243L, F243I, F243D, F243Y, F243E, F243R, F243W 및 F243K로 이루어진 군 중에서 선택되고, 위치 264에서의 돌연변이는 V264A, V264G, V264S, V264T, V264D, V264E, V264K, V264W, V264H, V264P, V264N, V264Q 및 V264L로 이루어진 군 중에서 선택되고, 여기서 넘버링은 카바트 (Kabat)에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243Y 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243T 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264N을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243V 및 V264G를 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 항체 단편이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다.
한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 9의 중쇄 아미노산 서열 또는 그의 변이체, 및 서열 2의 경쇄 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 항체이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 9에 제시된 마지막 리신 (K) 잔기를 제외한 서열 9의 중쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체이다.
한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 12의 중쇄 아미노산 서열 또는 그의 변이체, 및 서열 11의 경쇄 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 항체이다.
한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 15의 중쇄 아미노산 서열 또는 그의 변이체, 및 서열 14의 경쇄 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 항체이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 시알산 (NANA, NGNA, 및 그의 유사체 및 유도체 포함)을 포함하는 N-글리칸을 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 α-2,3 및 α-2,6 연결 시알산의 혼합물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 α-2,6 연결 시알산만을 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 α-2,6 연결 시알산을 포함하고, 검출가능한 수준의 α-2,3 연결 시알산을 포함하지 않는다. 한 실시양태에서, 시알산은 N-아세틸뉴라민산 (NANA) 또는 N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA) 또는 그의 혼합물이다. 또 다른 실시양태에서, 시알산은 시알산 상의 위치 9에서 아세틸화된 NANA 또는 NGNA의 유사체 또는 유도체이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 NANA를 포함하고, NGNA는 포함하지 않는다.
본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 임의로 푸코스를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 푸코실화 및 비-푸코실화 N-글리칸의 혼합물을 포함할 것이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸에는 푸코스가 결여된다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 하나 이상의 다음 특성을 갖는다: (i) 감소된 이펙터 기능; (ii) 증가된 항-염증 특성; (iii) 증가된 시알릴화; (iv) 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출), 및 (v) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa (FcγRIIIa-V158 또는 FcγRIIIa-F158), 및 FcγRIIIb에 대한 감소된 결합. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 이펙터 기능의 적어도 7, 10, 15, 30, 50, 100, 500 또는 1000배 감소를 보인다. 한 실시양태에서, 이펙터 기능은 ADCC이다. 또 다른 실시양태에서, 이펙터 기능은 CDC이다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 7, 10, 15, 30, 50, 100, 500 또는 1000배 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 100배 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 500배 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 1000배 감소된 ADCC 활성을 갖는다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 CDC 활성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 100배 감소된 CDC 활성을 갖는다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 친화도로 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa (FcγRIIIa-V158 또는 FcγRIIIa-F158), 및 FcγRIIIb에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 50배의 감소된 친화도로 FcγRIIa에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 20배의 감소된 친화도로 FcγRIIb에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 10배의 감소된 친화도로 FcγRIIIa LF에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 1, 2 또는 10배의 감소된 친화도로 FcγRIIIa LV에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 친화도로 FcγRIIb, FcγRIIIa LF 및 FcγRIIIa LV에 결합한다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 특성을 갖는다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 비경구로 주사될 때 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출)을 갖는다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 피하 주사될 때 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출)을 갖는다.
한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 F243A 돌연변이를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 V264A 돌연변이를 포함한다.
본 발명은 또한 (i) Fc-함유 폴리펩티드를 생산하도록 유전자 조작된 숙주 세포를 제공하는 단계이며, 여기서 숙주 세포는 Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에서의 돌연변이를 코딩하는 핵산을 포함하고, 여기서 위치 243에서의 돌연변이는 F243A, F243G, F243S, F243T, F243V, F243L, F243I, F243D, F243Y, F243E, F243R, F243W 및 F243K로 이루어진 군 중에서 선택되고, 위치 264에서의 돌연변이는 V264A, V264G, V264S, V264T, V264D, V264E, V264K, V264W, V264H, V264P, V264N, V264Q 및 V264L로 이루어진 군 중에서 선택되고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르는 것인 단계; (ii) Fc-함유 폴리펩티드의 발현을 유발하는 조건 하에 숙주 세포를 배양하는 단계; 및 (iii) 숙주 세포로부터 Fc-함유 폴리펩티드를 단리하는 단계를 포함하는, 숙주 세포에서 Fc-함유 폴리펩티드를 생산하는 방법을 포함한다. 한 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243A 및 V264A를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243Y 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243T 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243L 및 V264A를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243L 및 V264N을 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243V 및 V264G를 코딩한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 항체 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다.
한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 포유동물 세포에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 식물 세포에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 박테리아에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 곤충 세포에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 하등 진핵 세포에서 수행한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 효모 세포에서 수행한다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 생산 방법을 피치아 파스토리스에서 수행한다.
한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 시알산 (NANA, NGNA, 및 그의 유사체 및 유도체 포함)을 포함하는 N-글리칸을 포함한다. 한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는, Fc-함유 폴리펩티드 상의 적어도 40 몰%, 70 몰% 또는 90 몰%의 N-글리칸이 시알릴화된 (SA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2 또는 SAGalGlcNAcMan5GlcNAc2 중에서 선택된 구조를 갖는) N-글리칸 조성을 갖는다. 한 실시양태에서, 항체 상의 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 SA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 항체 상의 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 항체 상의 적어도 66 몰%의 N-글리칸은 구조 SA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 항체 상의 적어도 66 몰%의 N-글리칸은 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 α-2,3 및 α-2,6 연결 시알산의 혼합물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 α-2,6 연결 시알산만을 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 α-2,6 연결 시알산을 포함하고, 검출가능한 수준의 α-2,3 연결 시알산을 포함하지 않는다. 한 실시양태에서, 시알산은 N-아세틸뉴라민산 (NANA) 또는 N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA) 또는 그의 혼합물이다. 또 다른 실시양태에서, 시알산은 시알산 상의 위치 9에서 아세틸화된 NANA 또는 NGNA의 유사체 또는 유도체이다. 한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 NANA를 포함하고, NGNA는 포함하지 않는다.
특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 임의로 푸코스를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 푸코실화 및 비-푸코실화 N-글리칸의 혼합물을 포함한다. 한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸에는 푸코스가 결여된다.
한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 총 시알릴화된 N-글리칸의 양 및 백분율이 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 N-글리칸 조성을 갖는다.
일부 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 하나 이상의 다음 특성을 갖는다: (i) 감소된 이펙터 기능; (ii) 증가된 항-염증 특성; (iii) 증가된 시알릴화; (iv) 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출), 및 (v) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 이펙터 기능의 적어도 7, 10, 15, 30, 50, 100, 500 또는 1000배 감소를 보인다. 한 실시양태에서, 이펙터 기능은 ADCC이다. 또 다른 실시양태에서, 이펙터 기능은 CDC이다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 7, 10, 15, 30, 50, 100, 500 또는 1000배 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 100배 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 500배 감소된 ADCC 활성을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 1000배 감소된 ADCC 활성을 갖는다.
또 다른 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 CDC 활성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 적어도 100배 감소된 CDC 활성을 갖는다.
한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 친화도로 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa (FcγRIIIa-V158 또는 FcγRIIIa-F158), 및 FcγRIIIb에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 50배의 감소된 친화도로 FcγRIIa에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 20배의 감소된 친화도로 FcγRIIb에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 10배의 감소된 친화도로 FcγRIIIa LF에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 적어도 1, 2 또는 10배의 감소된 친화도로 FcγRIIIa LV에 결합한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 친화도로 FcγRIIb, FcγRIIIa LF 및 FcγRIIIa LV에 결합한다.
한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 특성을 갖는다.
한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 비경구로 주사될 때 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출)을 갖는다. 한 실시양태에서, 특허청구된 방법에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 피하 주사될 때 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출)을 갖는다.
한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 F243A 돌연변이를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 V264A 돌연변이를 포함한다.
본 발명은 또한 모 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 것을 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 이펙터 기능을 감소시키는 방법을 포함하고, 여기서 상기 Fc 함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 이펙터 기능을 가지고, 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243Y 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243T 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243L 및 V264A를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243L 및 V264N을 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243V 및 V264G를 코딩한다. 한 실시양태에서, 이펙터 기능은 ADCC이다. 또 다른 실시양태에서, 이펙터 기능은 CDC이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 항체 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 F243A 돌연변이를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 V264A 돌연변이를 포함한다.
본 발명은 또한 모 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 것을 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성을 증가시키는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고, 상기 Fc 함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 활성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243Y 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 243T 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264N을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243V 및 V264G를 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 항체 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α, IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-15, IL-17, IL-18, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-23R, IL-25, IL-27, IL-33, CD2, CD4, CD11A, CD14, CD18, CD19, CD23, CD25, CD40, CD40L, CD20, CD52, CD64, CD80, CD147, CD200, CD200R, TSLP, TSLPR, PD-1, PDL1, CTLA4, VLA-4, VEGF, PCSK9, α4β7-인테그린, E-셀렉틴, 팩트 (Fact) II, ICAM-3, 베타2-인테그린, IFNγ, C5, CBL, LCAT, CR3, MDL-1, GITR, ADDL, CGRP, TRKA, IGF1R, RANKL, GTC, 또는 상기 언급된 임의의 분자에 대한 수용체로 이루어진 군 중에서 선택된 항원에 결합하는 항체 또는 그의 항원 결합 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 Her2에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 PCSK9에 결합할 것이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 F243A 돌연변이를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 V264A 돌연변이를 포함한다.
본 발명은 또한 염증 치료에 유용한 모 Fc-함유 폴리펩티드 (예를 들어, 염증에 관여하는 항원에 결합하는 항체 또는 이뮤노어드헤신)를 선택하고, Fc-영역의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 것을 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성을 증가시키는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고, Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 활성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243Y 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 243T 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264N을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243V 및 V264G를 포함한다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 항체 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α, IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-15, IL-17, IL-18, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-23R, IL-25, IL-27, IL-33, CD2, CD4, CD11A, CD14, CD18, CD19, CD23, CD25, CD40, CD40L, CD20, CD52, CD64, CD80, CD147, CD200, CD200R, TSLP, TSLPR, PD-1, PDL1, CTLA4, VLA-4, VEGF, PCSK9, α4β7-인테그린, E-셀렉틴, 팩트 II, ICAM-3, 베타2-인테그린, IFNγ, C5, CBL, LCAT, CR3, MDL-1, GITR, ADDL, CGRP, TRKA, IGF1R, RANKL, GTC, 또는 상기 언급된 임의의 분자에 대한 수용체로 이루어진 군 중에서 선택된 항원에 결합하는 항체 또는 그의 항원 결합 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α에 결합할 것이다. 또 다른 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 Her2에 결합할 것이다. 또 다른 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 PCSK9에 결합할 것이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 F243A 돌연변이를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 V264A 돌연변이를 포함한다.
본 발명은 또한 대상체에게 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드 치료 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 염증성 상태의 치료를 필요로 하는 대상체에서 염증성 상태를 치료하는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 IL-1β, IL-6, RANKL, TRAP, ATP6v0d2, MDL-1, DAP12, CD11b, TIMP-1, MMP9, CTSK, PU-1, MCP1, MIP1α, Cxcl1-Groa, CXcl2-Grob, CD18, TNF, FcγRI, FcγRIIb, FcγRIII 및 FcγRIV로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자의 발현을 감소시킨다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243Y 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243T 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243L 및 V264A를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243L 및 V264N을 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243V 및 V264G를 코딩한다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 비경구로 투여된다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 피하 투여된다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 그의 항원 결합 단편이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 염증성 상태를 치료하는데 유용한 항체 또는 그의 항원 결합 단편이다. 한 실시양태에서, 항체 또는 그의 항원 결합 단편은 TNF-α, IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-15, IL-17, IL-18, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-23R, IL-25, IL-27, IL-33, CD2, CD4, CD11A, CD14, CD18, CD19, CD23, CD25, CD40, CD40L, CD20, CD52, CD64, CD80, CD147, CD200, CD200R, TSLP, TSLPR, PD-1, PDL1, CTLA4, VLA-4, VEGF, PCSK9, α4β7-인테그린, E-셀렉틴, 팩트 II, ICAM-3, 베타2-인테그린, IFNγ, C5, CBL, LCAT, CR3, MDL-1, GITR, ADDL, CGRP, TRKA, IGF1R, RANKL, GTC, 또는 상기 언급된 임의의 분자에 대한 수용체로 이루어진 군 중에서 선택된 항원에 결합한다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 Her2에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 PCSK9에 결합할 것이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다.
본원에 개시된 추가의 발명은 Fc-함유 폴리펩티드를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이고, 여기서 Fc-함유 폴리펩티드 상의 적어도 70%의 N-글리칸은 SA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2 또는 SAGalGlcNAcMan5GlcNAc2로 이루어진 군 중에서 선택된 올리고사카라이드 구조를 포함하고, Fc-함유 폴리펩티드는 Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, 돌연변이는 F243A 및 V264A이다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243Y 및 V264G이다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 F243T 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243L 및 V264A이다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243L 및 V264N이다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243V 및 V264G이다. 한 실시양태에서, 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 SA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 한 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 α-2,3 및 α-2,6 연결 시알산의 혼합물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 α-2,6 연결 시알산만을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 α-2,6 연결 시알산을 포함하고, 검출가능한 수준의 α-2,3 연결 시알산을 포함하지 않는다. 한 실시양태에서, 시알산은 N-아세틸뉴라민산 (NANA) 또는 N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA) 또는 그의 혼합물이다. 또 다른 실시양태에서, 시알산은 시알산 상의 위치 9에서 아세틸화된 NANA 또는 NGNA의 유사체 또는 유도체이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 NANA를 포함하고, NGNA는 포함하지 않는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다.
본원에 개시된 또 다른 발명은 Fc-함유 폴리펩티드를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이고, 여기서 Fc-함유 폴리펩티드 상의 적어도 70%의 N-글리칸은 SA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2 및 SAGalGlcNAcMan5GlcNAc2로 이루어진 군 중에서 선택된 올리고사카라이드 구조를 포함하고, 시알산 잔기는 α-2,6 연결을 통해서만 부착되고, N-글리칸에는 푸코스가 결여되고, Fc-함유 폴리펩티드는 Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, 돌연변이는 F243A 및 V264A이다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243Y 및 V264G이다. 또 다른 실시양태에서, 핵산은 돌연변이 243T 및 V264G를 코딩한다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243L 및 V264A이다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243L 및 V264N이다. 또 다른 실시양태에서, 돌연변이는 F243V 및 V264G이다. 한 실시양태에서, 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 SA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 한 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 α-2,3 및 α-2,6 연결 시알산의 혼합물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 α-2,6 연결 시알산만을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 α-2,6 연결 시알산을 포함하고, 검출가능한 수준의 α-2,3 연결 시알산을 포함하지 않는다. 한 실시양태에서, 시알산은 N-아세틸뉴라민산 (NANA) 또는 N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA) 또는 그의 혼합물이다. 또 다른 실시양태에서, 시알산은 시알산 상의 위치 9에서 아세틸화된 NANA 또는 NGNA의 유사체 또는 유도체이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드 상의 N-글리칸은 NANA를 포함하고, NGNA는 포함하지 않는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18을 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 19를 포함하는 항체 단편이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 서열 18 또는 서열 19로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 항체 단편이다.
본 발명은 또한 서열 9의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 중쇄 및 서열 2의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드를 포함하고, 여기서 변이체는 서열 1의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 2의 경쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체에 비해 하나 이상의 다음 특성을 포함한다: 감소된 이펙터 기능, 증가된 항-염증 특성; 증가된 시알릴화; 비경구 투여시 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출), 및 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합. 본 발명은 또한 서열 12의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 중쇄 및 서열 11의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드를 포함하고, 여기서 변이체는 서열 10의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 11의 경쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체에 비해 하나 이상의 다음 특성을 포함한다: 감소된 이펙터 기능, 증가된 항-염증 특성, 증가된 시알릴화, 비경구 투여시 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출), 및 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa 및 FcγRIIIb에 대한 감소된 결합. 본 발명은 또한 서열 15의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 중쇄 및 서열 14의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드를 포함하고, 여기서 변이체는 서열 13의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 14의 경쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체에 비해 하나 이상의 다음 특성을 포함한다: 감소된 이펙터 기능, 증가된 항-염증 특성, 증가된 시알릴화, 비경구 투여시 증가된 생체이용률 (흡수 또는 노출), 및 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa 및 FcγRIIIb에 대한 감소된 결합. 한 실시양태에서, 변이체는 최대 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 그 초과의 보존적 또는 비보존적 아미노산 치환을 포함한다. 한 실시양태에서, 변이체는 특허청구된 서열에 대해 적어도 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 98% 또는 99%의 서열 동일성을 포함한다.
본 발명은 또한 모 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243에 돌연변이 또는 위치 264에 돌연변이를 도입하는 것을 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성을 증가시키는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고, 상기 Fc 함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 기능을 갖는다. 본 발명은 또한 염증 치료에 유용한 모 Fc-함유 폴리펩티드 (예를 들어, 염증에 관여하는 항원에 결합하는 항체 또는 이뮤노어드헤신)를 선택하는 단계, 및 모 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243에 돌연변이 또는 위치 264에 돌연변이를 도입하는 단계를 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성을 증가시키는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고, Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 특성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 V264A를 포함한다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다.
본 발명은 또한 대상체에게 모 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243에 돌연변이 또는 위치 264에 돌연변이를 갖는 Fc-함유 폴리펩티드 치료 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 염증성 상태의 치료를 필요로 하는 대상체에서 염증성 상태를 치료하는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 비경구로 투여된다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 피하 투여된다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 V264A를 포함한다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드를 천연 Fc 영역을 포함한다.
임의의 상기 실시양태에서, 항-염증 활성의 증가는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 검출할 수 있다. 한 실시양태에서, 항-염증 활성의 증가는 IL-1β, IL-6, RANKL, TRAP, ATP6v0d2, MDL-1, DAP12, CD11b, TIMP-1, MMP9, CTSK, PU-1, MCP1, MIP1α, Cxcl1-Groa, CXcl2-Grob, CD18, TNF, FcγRI, FcγRIIb, FcγRIII 및 FcγRIV로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자의 발현 감소를 측정함으로써 검출된다.
도 1은 pGLY3483, 즉 F243A 및 V264A 이중 뮤테인 (mutein) 발현 플라스미드의 도면이다. 중쇄 및 경쇄는 모두 메탄올 유도가능 프로모터인 AOX1의 제어 하에 위치하였다. PpTrp2 유전자는 전체 카세트를 통합하기 위해 적용된 좌위였다. 중쇄 상의 돌연변이를 제외하고, 발현 플라스미드 구조는 야생형 (모), 단일 F243A 뮤테인, 단일 V264A 뮤테인, 및 이중 뮤테인 발현 플라스미드에 대해 동일하였다.
도 2는 본원의 물질 및 방법에 의해 생산된 비-환원된 (NR) 및 환원된 (R) 항체를 특성화하는 SDS-PAGE 분석으로부터의 겔을 보여준다. 레인 1은 항-Her2 모노클로날 항체 Her2를 함유하고; 레인 2는 단일 Fc 뮤테인 F243A를 함유하고; 레인 3은 단일 Fc 뮤테인 V264A를 함유하고; 레인 4는 이중 Fc 뮤테인 F243A/V264A를 함유한다.
도 3은 SK-BR3 세포주, Her2-과다발현 인간 유방암주를 사용한 세포 기반 검정에 의해 결정된, 본원의 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 항원 친화도를 보여준다. ■ - Her2; ◆ - F243A/V264A GS6.0 글리코실화; ▲ - GS6.0 글리코실화를 사용한 F243A; ▼ - GS6.0 글리코실화를 사용한 V264A; ◇ - 대조군 IgG; x - GFI5.0 글리코실화를 사용하여 생산된 피치아 파스토리스 Her2.
도 4는 GFI5.0 균주 YDX477에서 생산된 피치아 파스토리스 Her2 항체의 N-글리칸에 대한 MALDI-TOF MS 분석을 보여준다. 피크는 Man5GlcNAc2, 1261.24 (GS2.0), GlcNAc2Man3GlcNAc2, 1343.50 (G0) (우세함), GalGlcNAc2Man3GlcNAc2, 1505.97 (G1), 및 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2, 1668.47 (G2)이다.
도 5는 GFI5.0 균주 YDX551에서 생산된 단일 Fc 뮤테인 F243A 항체의 N-글리칸에 대한 MALDI-TOF MS 분석을 보여준다. 피크는 Man5GlcNAc2, 1261.05, GlcNAc2Man3GlcNAc2, 1343.71, GalGlcNAc2Man3GlcNAc2, 1506.62, 및 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2, 1668.97 (우세함)이다.
도 6은 GFI5.0 균주 YDX551에서 생산된 단일 Fc 뮤테인 V264A 항체의 N-글리칸에 대한 MALDI-TOF MS 분석을 보여준다. 피크는 Man5GlcNAc2, 1261.98, GalGlcNAc2Man3GlcNAc2, 1505.45, 및 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2, 1668.85 (우세함)이다.
도 7은 GFI5.0 균주 YDX557에서 생산된 이중 Fc 뮤테인 F243A/V264A 항체의 N-글리칸에 대한 MALDI-TOF MS 분석을 보여준다. 주 피크는 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2, 1668.39에 상응한다.
도 8은 GFI6.0 균주 YGLY4563에서 생산된 이중 Fc 뮤테인 F243A/V264A 항체의 N-글리칸에 대한 MALDI-TOF MS 분석을 보여준다. 2224.28 및 2245.83 (우세함)에서의 이중 피크는 각각 NANAGal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 및 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2에 상응한다.
도 9a-9d는 실시예 11에서 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 FcγR 결합의 그래프이다: FcγRIIIaLF (도 9a); FcγRI (도 9b); FcγRIIb/c (도 9c); 및 FcγRIIIaLV (도 9d). 도 9a-9d에 대해: ■ - Her2; ▲ - GFI6.0에서 생산된 F243A; ▼ - GFI6.0에서 생산된 V264A; ◆ - GFI6.0에서 생산된 F243A/V264A; ● - GFI6.0에서 생산되고 PNGase로 처리된 F243A/V264A.
도 10은 실시예 12에서 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 C1q 결합의 그래프이다: ◇ - 항-CD20 항체, 양성 대조군; ■ - Her2; ▲ - GS6.0 글리코실화를 사용하여 생산된 F243A; ▼ - GS6.0 글리코실화를 사용하여 생산된 V264A; ◆ - GS6.0 글리코실화를 사용하여 생산된 F243A/V264A; ● - GS6.0 글리코실화 및 PNGase를 사용한 F243A/V264A.
도 11은 실시예 13에서 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 ADCC 반응의 그래프이다: ■ - Her2; ▲ - GS6.0 글리코실화를 사용하여 생산된 F243A; ▼ - GS6.0 글리코실화를 사용하여 생산된 V264A; ◆ - GS6.0 글리코실화를 사용하여 생산된 F243A/V264A; ◇ - 항체 부재 하의 NK 세포 치사; X - GFI2.0에서 생산된 Her2.
도 12는 실시예 14에서 설명되는 바와 같이 다음을 주사한 마우스에 대한, 시간에 따른 혈청 모노클로날 항체 농도의 그래프이다: ■ - Her2; X - GFI5.0에서 생산된 Her2; ◆ - GFI6.0에서 생산된 F243A/V264A.
도 13a-13e는 실시예 15에서 설명되는 다양한 항체에 대한 FcγR 결합의 그래프이다.
도 14는 실시예 16에서 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 ADCC 반응 그래프이다. 도 14a 및 14b의 결과는 이종접합성 F/V 이펙터 세포를 사용한 실험의 결과이었다. 도 14c 및 14d의 결과는 F/F 이펙터 세포를 사용한 실험의 결과이었다. 도 14e의 결과는 V/V 이펙터 세포를 사용한 실험의 결과이었다.
도 15는 실시예 17에 설명된 바와 같이 각각의 단일 돌연변이체의 가정된 상가적 참조 곡선에 비해 항-Her2 Fc 이중 돌연변이체의 ADCC 활성 그래프이다.
도 16은 실시예 18에서 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 ADCC 반응 그래프이다.
도 17은 실시예 19에서 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 다양한 항체에 대한 CDC 반응 그래프이다.
도 18은 실시예 20에 설명되는 AIA 모델에서 본 발명의 Fc 뮤테인의 효과 그래프이다.
도 19는 실시예 21에 설명되는 AIA 모델에서 본 발명의 Fc 뮤테인의 효과 그래프이다.
도 20은 실시예 22에서 설명되는 항-TNFα 항체에 대한 FcγR 결합의 그래프이다.
도 21은 실시예 23에서 설명되는 항-TNFα 항체에 대한 FcγR 결합의 그래프이다.
도 22는 실시예 24에 설명된 AIA 모델에서 본 발명의 Fc 뮤테인의 효과의 그래프이다.
발명의 상세한 설명
정의
용어 "G0"은 본원에서 사용될 때 갈락토스 또는 푸코스가 없는 복합 이중 안테나 올리고사카라이드 GlcNAc2Man3GlcNAc2를 의미한다.
용어 "G1"는 본원에서 사용될 때 푸코스가 없고 1개의 갈락토실 잔기를 함유하는 복합 이중 안테나 올리고사카라이드 GalGlcNAc2Man3GlcNAc2를 의미한다.
용어 "G2"는 본원에서 사용될 때 푸코스가 없고 2개의 갈락토실 잔기를 함유하는 복합 이중 안테나 올리고사카라이드 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 의미한다.
용어 "G0F"는 본원에서 사용될 때 코어 (core) 푸코스를 함유하고 갈락토스가 없는 복합 이중 안테나 올리고사카라이드 GlcNAc2Man3GlcNAc2F를 의미한다.
용어 "G1F"는 본원에서 사용될 때 코어 푸코스 및 1개의 갈락토실 잔기를 함유하는 복합 이중 안테나 올리고사카라이드 GalGlcNAc2Man3GlcNAc2F를 의미한다.
용어 "G2F"는 본원에서 사용될 때 코어 푸코스 및 2개의 갈락토실 잔기를 함유하는 복합 이중 안테나 올리고사카라이드 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2F를 의미한다.
용어 "Man5"는 본원에서 사용될 때 다음과 같은 올리고사카라이드 구조를 의미한다.
용어 "GFI5.0"은 본원에서 사용될 때 우세하게 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 N-글리칸을 갖는 당단백질을 생산하는 당조작된 피치아 파스토리스 균주를 의미한다..
용어 "GFI6.0"은 본원에서 사용될 때 우세하게 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 N-글리칸을 갖는 당단백질을 생산하는 당조작된 피치아 파스토리스 균주를 의미한다.
용어 "GS5.0"은 본원에서 사용될 때 N-글리코실화 구조 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 의미한다.
용어 "GS5.5"는 본원에서 사용될 때 그에 대한 α 2,6 시알릴 트랜스퍼라제가 당조작된 피치아 파스토리스 균주에서 생산될 때 α2,6-연결 시알산을 생성하고 그에 대한 α2,3 시알릴 트랜스퍼라제가 당조작된 피치아 파스토리스 균주에서 생산될 때 α2,3-연결된 시알산을 생성하는 N-글리코실화 구조 NANAGal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 의미한다.
용어 "GS6.0"은 본원에서 사용될 때 그에 대한 α2,6 시알릴 트랜스퍼라제가 당조작된 피치아 파스토리스 균주에서 생산될 때 α2,6-연결 시알산을 생성하고 그에 대한 α2,3 시알릴 트랜스퍼라제가 당조작된 피치아 파스토리스 균주에서 생산될 때 α2,3-연결된 시알산을 생성하는 N-글리코실화 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 의미한다.
용어 "야생형" 또는 "wt"는 피치아 파스토리스 균주와 관련하여 본원에서 사용될 때 글리코실화를 제어하기 위해 유전자 변형에 적용되지 않은 천연 피치아 파스토리스 균주를 의미한다.
용어 "항체"는 본원에서 사용될 때 이뮤노글로불린 분자의 가변 영역에 위치한 적어도 하나의 항원 인식 부위를 통해 특이적 항원에 결합할 수 있는 이뮤노글로불린 분자를 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 4개의 폴리펩티드 사슬, 즉, 폴리펩티드 사슬의 2개의 동일한 쌍 (각각의 쌍은 하나의 "경쇄" (LC) (약 25 kDa) 및 하나의 "중쇄" (HC) (약 50-70 kDa)를 갖는다)로 이루어지는 무손상 폴리클로날 또는 모노클로날 항체뿐만 아니라, 그의 단편, 예컨대 Fab, Fab', F(ab')2, Fv, 단일쇄 (ScFv), 그의 돌연변이체, 항체 일부를 포함하는 융합 단백질, 및 항원 인식 부위 및 CH2 도메인의 N-연결된 글리코실화 부위를 포함하는 중쇄 이뮤노글로불린 불변 영역의 CH2 도메인의 적어도 일부를 포함하는 이뮤노글로불린 분자의 임의의 다른 변형된 입체형태, 또는 그의 변이체도 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 임의의 클래스의 항체, 예컨대 각각 IgG (예를 들어, IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4), IgM, IgA, IgD 및 IgE를 포함한다.
용어 "CH2의 컨센서스 (consensus) 서열"은 본원에서 사용될 때 다양한 항체로부터의 CH2 도메인에서 발견되는 가장 공통적인 아미노산 서열로부터 유래된 N-연결된 글리코실화 부위를 함유하는 중쇄 불변 영역의 CH2 도메인의 아미노산 서열을 의미한다.
용어 "Fc 영역"은 이뮤노글로불린 중쇄의 C-말단 영역을 규정하기 위해 사용된다. "Fc 영역"은 천연 서열 Fc 영역 또는 변이체 Fc 영역일 수 있다. 이뮤노글로불린 중쇄의 Fc 영역의 경계는 상이할 수 있지만, 인간 IgG 중쇄 Fc 영역은 대체로 위치 Cys226의 아미노산 잔기로부터, 또는 Pro230으로부터 그의 카르복실-말단까지의 스트레치로 규정된다. 이뮤노글로불린의 Fc 영역은 2개의 불변 도메인 CH2 및 CH3을 포함하고, 임의로 힌지 영역을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, Fc 영역은 서열 18의 아미노산 서열을 포함한다. 한 실시양태에서, Fc 영역은 서열 19의 아미노산 서열을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc 영역은 5' 말단에 리신 (K) 잔기가 부가된 서열 18의 아미노산 서열을 포함한다. Fc 영역은 항체의 전장 중쇄의 Asn297 부위에 상응하는, CH2 도메인 내의 단일 N-연결된 글리코실화 부위를 함유한다.
용어 "Fc-함유 폴리펩티드"는 Fc 영역을 포함하는 폴리펩티드, 예컨대 항체 또는 이뮤노어드헤신을 의미한다. 상기 용어는 Fc 영역을 포함하거나 그로 이루어지는 (또는 이로 본질적으로 이루어지는) 폴리펩티드를 포함한다. Fc 영역을 포함하는 폴리펩티드는 항체의 파파인 소화에 의해 또는 재조합 DNA 기술에 의해 생성될 수 있다.
용어 "모 항체", "모 이뮤노글로불린" 또는 "모 Fc-함유 폴리펩티드"는 본원에서 사용될 때 본원에 개시된 Fc 영역 돌연변이가 결여된 항체 또는 Fc-함유 폴리펩티드를 의미한다. 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 서열 Fc 영역 또는 기존재하는 아미노산 서열 변형이 존재하는 Fc 영역을 포함할 수 있다. 천연 서열 Fc 영역은 자연에서 발견되는 Fc 영역의 아미노산 서열에 동일한 아미노산 서열을 포함한다. 천연 서열 Fc 영역은 천연 서열 인간 IgG1 Fc 영역, 천연 서열 인간 IgG2 Fc 영역, 천연 서열 인간 IgG3 Fc 영역 및 천연 서열 인간 IgG4 Fc 영역 및 그의 천연 생성 변이체를 포함한다. 비교자로서 사용될 때, 모 항체 또는 모 Fc-함유 폴리펩티드는 임의의 세포에서 발현될 수 있다. 한 실시양태에서, 모 항체 또는 모 Fc-함유 폴리펩티드는 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드와 동일한 세포에서 발현된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "이뮤노어드헤신"은 이종성 "어드헤신" 단백질 (예를 들어 수용체, 리간드 또는 효소)의 "결합 도메인"을 이뮤노글로불린 불변 도메인과 조합한 항체-유사 분자를 지칭한다. 구조적으로, 이뮤노어드헤신은 항체의 항원 인식 및 결합 부위 (항원 조합 부위) 이외의 다른 (즉, "이종성"인) 목적하는 결합 특이성을 갖는 어드헤신 아미노산 서열 및 이뮤노글로불린 불변 도메인 서열의 융합체를 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "리간드 결합 도메인"은 상응하는 천연 수용체의 적어도 정량적 리간드 결합 능력을 보유하는 임의의 천연 세포-표면 수용체 또는 그의 임의의 영역 또는 유도체를 의미한다. 특정 실시양태에서, 수용체는 이뮤노글로불린 수퍼유전자 패밀리의 구성원에 상동성인 세포외 도메인을 갖는 세포-표면 폴리펩티드로부터의 것이다. 이뮤노글로불린 수퍼유전자 패밀리의 구성원은 아니지만 상기 규정에 의해 구체적으로 포함되는 다른 수용체는 시토카인에 대한 수용체, 특히 포유동물을 문제되는 장애에 걸리기 쉽게 만드는 헤마토포이에틴 및 신경 성장 인자의 구성원인 티로신 키나제 활성 (수용체 티로신 키나제)을 갖는 수용체이다. 한 실시양태에서, 장애는 암이다. 이뮤노어드헤신의 제조 방법은 당업계에 잘 공지되어 있다. 예를 들어, WO00/42072를 참조한다.
용어 "Her2" 또는 "Her2 항체"는 본원에서 사용될 때 트라스투주맙 (trastuzumab)으로 공지된 포유동물 세포, 즉 CHO 세포에서 생산된 상업적으로 입수가능한 Her2 항체와 유사한 아미노산 서열을 갖는 항체를 의미한다.
용어 "피치아 Her2 항체" 또는 "피치아 항-Her2 항체"는 본원에서 사용될 때 당조작된 피치아 파스토리스에서 생산된 상업적으로 입수가능한 Her2 항체 (트라스투주맙)와 유사한 아미노산 서열을 갖는 항체를 의미한다.
용어 "Fc 뮤테인 항체"는 본원에서 사용될 때 본원에서 설명되는 단일 Fc 뮤테인 또는 이중 Fc 뮤테인 중 하나를 포함하는 항체를 의미한다.
용어 "Fc 뮤테인"은 본원에서 사용될 때 하나 이상의 점 돌연변이가 Fc 영역 내에 존재하는 Fc-함유 폴리펩티드를 의미한다.
용어 "Fc 돌연변이"는 본원에서 사용될 때 Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역에 대해 이루어진 돌연변이를 의미한다. 그러한 돌연변이의 예는 본원에서 설명되는 F243A 또는 V264A 돌연변이를 포함한다.
용어 "단일 Fc 뮤테인"은 본원에서 사용될 때 Fc 영역의 위치 243 또는 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드를 의미한다. 용어 "F243A"는 Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역의 위치 243에서 F (야생형)로부터 A로의 돌연변이를 의미한다. 용어 "V264A"는 Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역의 위치 264에서 V (야생형)로부터 A로의 돌연변이를 의미한다. 위치 243 및 264는 Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역의 CH2 도메인 내의 아미노산 위치를 나타낸다.
용어 "이중 Fc 뮤테인"은 본원에서 사용될 때 Fc 영역의 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드를 의미한다. 용어 "F243A/V264A"는 2개의 특정된 돌연변이를 포함하는 이중 Fc 뮤테인을 의미한다.
본원 명세서 및 청구의 범위 전체에 걸쳐서, 이뮤노글로불린 중쇄 또는 Fc-함유 폴리펩티드 내의 잔기의 넘버링은 본원에 명백하게 참고로 포함된 문헌 [Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD (1991)]에서와 같은 EU 인덱스의 넘버링이다. "카바트에서와 같은 EU 인덱스"는 인간 IgG1 EU 항체의 잔기 넘버링을 의미한다.
본원에서 설명되는 용어 "이펙터 기능"은 항체 Fc 영역과 Fc 수용체 또는 리간드의 상호작용에 의해 발생하는 생화학적 사건을 의미한다. 예시적인 "이펙터 기능"은 C1q 결합; 보체 의존 세포독성; Fc 수용체 결합; 항체-의존 세포-매개 세포독성 (ADCC); 포식작용; 세포 표면 수용체 (예를 들어 B 세포 수용체; BCR)의 하향조절 등을 포함한다. 그러한 이펙터 기능은 당업계에 공지된 다양한 분석을 사용하여 평가할 수 있다.
용어 "당조작된 피치아 파스토리스"는 본원에서 사용될 때 인간-유사 N-글리칸을 발현하도록 유전적으로 변경된 피치아 파스토리스의 균주를 의미한다. 예를 들어, GFI5.0, GFI 5.5 및 GFI6.0 균주가 상기 설명되어 있다.
용어 "N-글리칸", "당단백질" 및 "글리코형 (glycoform)"은 본원에서 사용될 때 N-연결된 올리고사카라이드, 예를 들어 아스파라긴-N-아세틸글루코사민 연결에 의해 폴리펩티드의 아스파라긴 잔기에 부착된 것을 의미한다. 당단백질 상에서 발견되는 우세한 당은 글루코스, 갈락토스, 만노스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민 (GalNAc), N-아세틸글루코사민 (GlcNAc) 및 시알산 (아세틸화 NANA 또는 아세틸화 NGNA를 포함하는 NANA, NGNA 및 그의 유도체 및 유사체를 포함하는 SA)이다. 당조작된 피치아 파스토리스에서, 시알산은 배타적으로 N-아세틸-뉴라민산 (NANA)이다 (Hamilton et al., Science 313 (5792): 1441-1443 (2006)). N-글리칸은 Man3GlcNAc2의 공통적인 펜타사카라이드 코어를 갖고, 여기서 "Man"은 만노스, "Glc"는 글루코스, "NAc"는 N-아세틸, 및 GlcNAc는 N-아세틸글루코사민을 의미한다. N-글리칸은 "트리만노스 코어", "펜타사카라이드 코어" 또는 "포시만노스 (paucimannose) 코어"로도 언급되는 Man3GlcNAc2 ("Man3") 코어 구조에 부가되는 주변 당 (예를 들어, GlcNAc, 갈락토스, 푸코스 및 시알산)을 포함하는 가지 (안테나)의 수에서 상이하다. N-글리칸은 그의 분지쇄 구성성분에 따라 분류된다 (예를 들어, 고 만노스, 복합체 또는 하이브리드).
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시알산" 또는 "SA"는 N-아세틸뉴라민산 (Neu5Ac 또는 NANA), N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA) 및 그의 임의의 유사체 또는 유도체 (시알산 분자 상의 임의의 위치에서의 아세틸화로부터 발생하는 것 포함)을 포함하고 이로 제한되지 않는 시알산 패밀리의 임의의 구성원을 의미한다. 시알산은 매우 많은 당접합체의 필수 성분인 약 30개의 천연 생성 산성 탄수화물의 군에 대한 총칭이다 (Schauer, Biochem. Society Transactions, 11, 270-271 (1983)). 시알산은 대체로 올리고사카라이드의 말단 잔기이다. N-아세틸뉴라민산 (NANA)은 가장 흔한 시알산 형태이고, N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA)는 두 번째로 가장 흔한 형태이다 (Schauer, Glycobiology, 1, 449-452 (1991)). NGNA는 동물계 전체에 걸쳐 널리 존재하고, 종 및 조직에 따라, 종종 당접합체-결합 시알산의 유의한 비율을 구성한다. 특정 종, 예컨대 닭 및 인간은 예외이고, 그 이유는 정상 조직에 NGNA가 결여되기 때문이다 (Corfield, et al., Cell Biology Monographs, 10, 5-50 (1982)). 인간 혈청 샘플에서, NGNA 형태의 시알산의 비율은 총 시알산의 0.01%로 보고되었다 (Schauer, "Sialic Acids as Antigenic Determinants of Complex Carbohydrates", found in The Molecular Immunology of Complex Carbohydrates, (Plenum Press, New York, 1988)).
본원에서 설명되는 용어 "인간-유사 N-글리칸"은 비-조작된 야생형 인간 세포에 의해 생산된 올리고사카라이드와 매우 유사한 N-연결된 올리고사카라이드를 의미한다. 예를 들어, 야생형 피치아 파스토리스 및 다른 하등 진핵 세포는 일반적으로 N-글리코실화 부위에서 과만노실화 단백질을 생산한다. 본원에 기재된 숙주 세포는 과만노실화되지 않은 인간-유사 N-글리칸을 포함하는 당단백질 (예를 들어, 항체)을 생산한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 숙주 세포는 하이브리드 및/또는 복합체 N-글리칸과 함께 인간-유사 N-글리칸을 생산할 수 있다. 본 발명의 숙주 세포로부터 생산된 특이적 당단백질에 존재하는 "인간-유사" 글리칸의 특정 유형은 숙주 세포에서 수행되는 특이적 당쇄조작 단계에 따라 결정될 것이다.
본원에서 사용될 때, 용어 "고 만노스" 유형 N-글리칸은 5개 이상의 만노스 잔기를 갖는 N-글리칸을 의미한다.
본원에서 사용될 때, 용어 "복합체" 유형 N-글리칸은 적어도 하나의 GlcNAc가 "트리만노스" 코어의 1,3 만노스 아암 (arm)에 부착되고 적어도 하나의 GlcNAc가 1,6 만노스 아암에 부착된 N-글리칸을 의미한다. 또한, 복합체 N-글리칸은 시알산 또는 유도체 (예를 들어, "NANA" 또는 "NeuAc" (여기서 "Neu"는 뉴라민산, "Ac"는 아세틸임))로 임의로 변형된 갈락토스 ("Gal") 또는 N-아세틸갈락토사민 ("GalNAc") 잔기를 가질 수 있다. 또한, 복합체 N-글리칸은 "이분" GlcNAc 및 코어 푸코스 ("Fuc")를 포함하는 사슬내 치환을 가질 수 있다. 일례로서, N-글리칸이 트리만노스 코어 상에 이분 GlcNAc를 포함할 경우, 구조는 Man3GlcNAc2(GlcNAc) 또는 Man3GlcNAc3으로서 제시될 수 있다. N-글리칸이 트리만노스 코어에 부착된 코어 푸코스를 포함할 경우, 구조는 Man3GlcNAc2(Fuc)로서 제시될 수 있다. 복합체 N-글리칸은 또한 "트리만노스 코어" 상에 다수의 안테나를 가질 수 있고, 종종 "다중 안테나 글리칸"으로 언급된다.
본원에서 사용될 때, 용어 "하이브리드" N-글리칸은, 트리만노스 코어의 1,3 만노스 아암의 말단 상에 적어도 하나의 GlcNAc를 갖고 트리만노스 코어의 1,6 만노스 아암 상에 0개 또는 1개 초과의 만노스를 갖는 N-글리칸을 의미한다.
당단백질의 제제에 존재하는 글리칸의 "몰%"를 언급할 때, 이 용어는 단백질 제제를 PNGase로 처리할 때 방출되고 글리코형 조성에 의해 영향받지 않는 방법 (예를 들어, PNGase 방출 글리칸 풀 (pool)을 형광 태그, 예컨대 2-아미노벤즈아미드로 표지한 후, 고성능 액체 크로마토그래피 또는 모세관 전기영동에 의해 분리하고, 이어서 형광 강도에 의해 글리칸을 정량함)에 의해 정량되는, N-연결된 올리고사카라이드의 풀에 존재하는 특정 글리칸의 몰 비율을 의미한다. 예를 들어, 50 몰% NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2는 방출된 글리칸의 50%가 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2이고 나머지 50%는 다른 N-연결된 올리고사카라이드로 이루어진 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "항-염증 항체"는 염증 치료를 위해 사용되는 것이 의도되는 항체를 의미한다. Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성은 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 측정할 수 있다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성은 동물 모델, 예컨대 문헌 [Kaneko et al., Science 313:670-673 (2006)], [Anthony et al., Science 320:373-376 (2008)], 및 본원의 실시예 20-21에서 설명되는 모델을 사용하여 측정된다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성은 염증에 관련된 바이오마커 (CRP, 염증유발 (proinflammatory) 시토카인, 예컨대 종양 괴사 인자 (TNF-알파), 인터페론-감마, 인터류킨 6 (IL-6), IL-8, IL-10, 케모카인, 응고 마커 D-이량체, sCD14, 장내 지방산 결합 펩티드 (IFABP), 및 히알루론산을 비제한적으로 포함)의 수준을 결정함으로써 측정된다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성은 당업계에 공지된 방법을 사용하여 C-반응성 단백질 (CRP)의 수준을 결정함으로써 측정된다. C-반응성 단백질 수준의 감소는 Fc-함유 폴리펩티드가 항-염증 특성을 가짐을 나타낸다.
"보존적으로 변형된 변이체" 또는 "보존적 치환"은 변형이 단백질의 생물학적 활성을 변경하지 않으면서 자주 발생할 수 있도록 단백질 내의 아미노산을 유사한 특징 (예를 들어 전하, 측쇄 크기, 소수성/친수성, 주쇄 입체형태 및 강성 등)을 갖는 다른 아미노산으로 치환하는 것을 의미한다. 당업자는 일반적으로 폴리펩티드의 비-필수적인 영역 내의 단일 아미노산 치환이 실질적으로 생물학적 활성을 변경하지 않음을 알고 있다 (예를 들어, 문헌 [Watson et al. (1987) Molecular Biology of the Gene, The Benjamin/Cummings Pub. Co., p. 224 (4th Ed.) 참조). 또한, 구조상 또는 기능상 유사한 아미노산의 치환은 생물학적 활성을 파괴할 가능성이 낮다. 예시적인 보존적 치환을 아래에 제시한다:
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Fc 영역, Asn297 (EU 넘버링 시스템에 따른)에서의 이뮤노글로불린 G (IgG)의 글리코실화는 항체 의존 세포성 세포독성 (ADCC) 및 보체 의존 세포독성 (CDC)을 비롯한 이펙터 경로의 최적 인식 및 활성화에 필요한 것으로 밝혀졌다 ([Wright & Morrison, Trends in Biotechnology. 15: 26-31 (1997)], [Tao & Morrison, J. Immunol., 143(8):2595-2601 (1989)]). 따라서, IgG의 불변 영역 내의 글리코실화 조작은 치료적 모노클로날 항체 (mAb)의 개발을 위해 활발히 연구되는 분야가 되었다. Asn297에 N-연결된 글리코실화의 존재는 ADCC ([Rothman (1989)], [Lifely et al., Glycobiology, 5:813-822 (1995)], [Umana (1999)], Shields (2002)], 및 [Shinkawa (2003)]), 및 보체 의존 세포독성 (CDC) ([Hodoniczky et al., Biotechnol Prog., 21(6): 1644-1652 (2005)], 및 [Jefferis et al., Chem. Immunol., 65: 111-128 (1997)])을 비롯한 면역 이펙터 기능 검정에서 mAb 활성에 중요함이 확립되었다. 기능에 대한 상기 효과는 글리코실화가 존재하지 않을 때 결여되는 것으로 보이는, 글리코실화 Fc 도메인에 의해 채용되는 특이적 입체형태에 의한 것이었다. 보다 구체적으로, Fc CH2 도메인 내에 글리코실화가 결여된 IgG는 FcγRI, FcγRII, 및 FcγRIII을 비롯한 FcγR에 결합하지 않는다 (Rothman (1989)).
글리코실화의 존재가 항체의 이펙터 기능에서 중요한 역할을 수행하는 것으로 보이지만, N-연결된 올리고사카라이드의 특정 조성도 중요하다. 예를 들어, 푸코스의 존재는 시험관내 FcγRIIIa 결합 및 시험관내 ADCC에 대한 현저한 효과를 보인다 ([Rothman (1989)], 및 [Li et al., Nat. Biotechnol. 24(2): 2100-215 (2006)]). 포유동물 세포 배양, 예컨대 CHO 또는 NS0에 의해 생산된 재조합 항체는 우세하게 푸코실화된 N-연결된 올리고사카라이드를 함유한다 ([Hossler et al., Biotechnology and Bioengineering, 95(5):946-960 (2006)], [Umana (1999)], 및 [Jefferis et al., Biotechnol. Prog. 21:11-16 (2005)]). 추가로, Fc 영역 내의 시알릴화가 항-염증 특성을 항체에 부여할 수 있다는 증거가 존재한다. 시알릴화된 형태를 농축하기 위해 렉틴 칼럼 상에서 정제된 정맥내 이뮤노글로불린 (IVIG)은 시알릴화된 Fc 단편에 제한된 분명한 항-염증 효과를 보였고, 억제 수용체 FcγRIIb의 발현 증가와 연결되었다 (Nimmerjahn and Ravetch, J. Exp. Med. 204:11-15 (2007)).
포유동물 세포주로부터 유래한 항체의 Fc 영역 내의 글리코실화는 일반적으로 글리코형의 불균일한 혼합물로 이루어지고, 우세한 형태는 일반적으로 복합 푸코실화 글리코형: G0F, G1F, 및, 보다 낮은 정도로 G2F로 이루어진다. G0F 구조로의 불완전한 갈락토스 전달을 야기하는 가능한 조건은 비-최적화된 갈락토스 전달 기구, 예컨대 β-1,4 갈락토실 트랜스퍼라제, 및 골지체 내로의 불량한 UDP-갈락토스 수송, 최적 미만의 세포 배양 및 단백질 발현 조건, 및 올리고사카라이드에 인접하는 아미노산 잔기에 의한 입체 장애를 포함하고 이로 제한되지 않는다. 각각의 이들 조건은 말단 갈락토스의 최종 정도를 조정할 수 있지만, Fc 올리고사카라이드에 대한 후속 시알산 전달은 CH2 도메인의 닫힌 포켓 (closed pocket) 입체형태에 의해 억제되는 것으로 생각된다. 예를 들어, 문헌 [Jefferis, R., Nature Biotech., 24 (10): 1230-1231, 2006]의 도 1을 참조한다. 정확한 말단 모노사카라이드, 특히 갈락토스가 없거나, 또는 불충분한 말단 갈락토실화 형태의 경우, 시알릴 트랜스퍼라제의 존재 하에 생산될 때에도 치료 단백질로 작용할 수 있는 시알릴화된 형태를 생성할 가능성이 거의 없다. 인간 IgG-Fc 글리코형의 단백질 공학 및 구조적 분석을 통해, 글리코실화 프로파일이 Fc 입체형태에 의해 영향받음이 밝혀졌고, 예컨대 CHO-생산 IgG3으로부터 유래된 올리고사카라이드 상의 갈락토스 및 시알산의 수준 증가는 F241, F243, V264, D265 및 R301을 비롯하여 Fc 포켓의 특이적 아미노산이 알라닌으로 돌연변이될 때 달성될 수 있음이 밝혀졌다 (Lund et al., J. Immunol. 157(11); 4963-4969 (1996)). 특정 돌연변이가 각각 FcγRI 및 C1q 결합에 대한 대용 마커로서 사용되는 세포 매개 수퍼옥시드 생성 및 보체 매개 적혈구 용해에 대해 일부 효과를 갖는다는 것이 추가로 밝혀졌다.
효모를 고도로 균일한 글리코실화를 갖는 당단백질을 분비할 수 있는 숙주 균주를 생산하도록 유전자 조작한 것이 보고되었다. 문헌 [Choi et al., PNAS, USA 100(9): 5022-5027 (2003)]에는 촉매 도메인을 분비 경로에 위치시키도록 α1,2 만노시다제 촉매 도메인 및 N-아세틸글루코사미닐트랜스퍼라제 I 촉매 도메인의 라이브러리를 진균 유형 II 막 단백질 리더 서열의 라이브러리와 조합하여 사용하는 것이 기재되어 있다. 상기 방식으로, 균일한 Man5GlcNAc2 또는 GlcNAcMan5GlcNAc2 N-글리칸 구조를 갖는 당단백질을 생체 내에서 생산하는 균주가 단리되었다. 문헌 [Hamilton et al., Science 313 (5792): 1441-1443 (2006)]에는 우세하게 이중시알릴화된 글리칸 구조 GS6.0, NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 (90.5%) 및 단일시알릴화된 GS5.5, NANAGal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 (7.9%)로 이루어진 글리칸 조성을 갖는, 피치아 파스토리스에서 생산된 당단백질 에리트로포이에틴의 생산이 기재되어 있다. 그러나, 유사한 균주에서 생산된 항체는 도 4에서 보이는 바와 같이 항체 내의 상대적으로 낮은 수준의 말단 갈락토스 기질 때문에 현저하게 더 낮은 함량의 시알릴화된 N-글리칸을 가질 것이다. 또한, 최근에 Fc 올리고사카라이드의 시알릴화가 치료적 정맥내 감마 글로불린 및 그의 Fc 단편에 항-염증 특성을 부여하고 (Kaneko et al., Science 313(5787): 670-673 (2006)), 항-염증 활성은 시알산의 α2,6-연결된 형태에 의존하지만, α2,3 형태에는 의존하지 않음 (Anthony et al., Science, 320: 373-376 (2008))이 밝혀졌다.
숙주 유기체 및 세포주
본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 임의의 숙주 유기체 또는 세포주에서 생산될 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 시알릴화된 N-글리칸을 생산할 수 있는 숙주 세포에서 생산된다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는, 내인성으로 또는 유전자 또는 공정 조작을 통해 말단 α2-6 및 α2-3 시알산의 혼합물 또는 단지 말단 α2-6 시알산만을 함유하는 당단백질을 생산하는 포유동물 세포에서 생산된다. 배양액 (조직 배양액) 내의 포유동물 세포의 증식은 통상적인 절차가 되었다. 유용한 포유동물 숙주 세포주의 예는 SV40로 형질전환된 원숭이 신장 CV1 주 (COS-7, ATCC CRL 1651); 인간 배아 신장주 (현탁 배양에서 성장을 위해 서브크로닝된 293 또는 293 세포); 베이비 햄스터 신장 세포 (BHK, ATCC CCL 10); 차이니즈 햄스터 난소 세포/-DHFR (CHO); 마우스 세르톨리 (Sertoli) 세포 (TM4); 원숭이 신장 세포 (CV1 ATCC CCL 70); 아프리카 녹색 원숭이 신장 세포 (VERO-76, ATCC CRL-1587); 인간 자궁경부 암종 세포 (HELA, ATCC CCL 2); 개 신장 세포 (MDCK, ATCC CCL 34); 버팔로 래트 간 세포 (BRL 3A, ATCC CRL 1442); 인간 폐 세포 (W138, ATCC CCL 75); 인간 간 세포 (Hep G2, HB 8065); 마우스 유방 종양 (MMT 060562, ATCC CCL51); TRI 세포; MRC 5 세포; FS4 세포; 하이브리도마 세포주; NS0; SP2/0; 및 인간 간종양주 (Hep G2)이다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 시알릴화된 N-글리칸을 생산하도록 조작된 식물 세포에서 생산될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Cox et al., Nature Biotechnology (2006) 24, 1591-1597 (2006)] 및 [Castilho et al., J. Biol. Chem. 285(21): 15923-15930 (2010)를 참조한다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 시알릴화된 N-글리칸을 생산하도록 조작된 곤충 세포에서 생산될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Harrison and Jarvis, Adv. Virus Res. 68:159-91 (2006)]을 참조한다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 시알릴화된 N-글리칸을 생산하도록 조작된 박테리아 세포에서 생산될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Lizak et al., Bioconjugate Chem. 22:488-496 (2011)]을 참조한다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 하등 진핵 숙주 세포 또는 유기체에서 생산될 수 있다. 최근의 개발을 통해, 하등 진핵 숙주 유기체, 효모 및 사상 (filamentous) 진균, 예컨대 피치아 파스토리스에서 완전히 인간화된 치료제를 생산할 수 있다 (그 개시내용이 본원에 참고로 포함된 미국 특허 번호 7,029,872 및 미국 특허 번호 7,449,308 (Gerngross et al.) 참조). 또한 문헌 [Jacobs et al., Nature Protocols 4(1):58-70 (2009)]을 참조한다. 본 발명자들은 본 발명에서 중쇄의 Fc 영역 내의 위치 243 및 264에서 아미노산에 대한 2개의 돌연변이를 포함하는 항체를 발현할 수 있는 변형된 피치아 파스토리스 숙주 유기체 및 세포주를 추가로 개발하였다. 이들 돌연변이를 갖는 항체는 모 항체에 비해 α2,6-연결된 시알릴화된 N-글리칸의 증가된 수준 및 보다 균일한 조성을 가졌다. 또한, 본 발명자들은 놀랍게도 중쇄의 Fc 영역 내의 위치 243 및 264의 아미노산에서의 돌연변이가 모든 Fcγ 수용체에 대한 감소된 결합 및 감소된 C1q 결합을 갖는 항체를 생성함을 발견하였고, 여기서 전자는 ADCC에 대한 대용 마커이고, 이는 증가된 수준의 α2,6-연결된 시알산과 무관하였다. 따라서, 말단 α2,6-연결된 시알산 N-글리칸의 증가된 수준 및 보다 큰 균일성을 기초로 하여, 당업자는 본원에서 설명되는 물질 및 방법이, 모 항체에 비해 향상된 항-염증 특성을 갖는 재조합 글리코실화 항체를 하등 진핵 세포, 예컨대 효모 및 사상 진균, 및, 특히 피치아 파스토리스에서 생산하기 위해 사용될 수 있음을 알고 이해할 것이다.
감소된 FcγR 및 C1q 결합 때문에, 본원에서 설명되는 물질 및 방법은 모 항체에 비해 감소된 이펙터 기능을 갖는 재조합 글리코실화 항체를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 방법에 의해 피치아 파스토리스에 의해 생산된 항체는 감소된 이펙터 기능을 보이면서 고수율로 생산되고, 특이적 Fc 돌연변이가 결여된 당조작된 피치아 파스토리스 세포에서 또는 그의 내인성 글리코실화 기구를 보유하는 피치아 파스토리스 숙주 세포에서 생산된 항체에 비해 말단 α2,6-연결된 시알산 잔기를 갖는 당단백질의 우세한 종을 가졌다.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 말단 시알산을 포함하는 우세한 N-글리칸을 갖는 당단백질을 생산하도록 조작된 숙주 세포, 보다 바람직하게는 효모 또는 사상 진균 숙주 세포에서 생산된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 우세한 N-글리칸은 임의의 α2,3 연결 시알산을 생산하지 않는 α2,6 시알릴 트랜스퍼라제로 당조작된 균주에서 생산된 SA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2의 α2,6 연결된 형태이다. 다른 실시양태에서, 균주는 단독으로 또는 α2,6 시알릴 트랜스퍼라제와 조합되어 α2,3 시알릴 트랜스퍼라제를 발현하도록 조작되어, 우세한 N-글리칸으로서 α2,3 연결된 시알산 또는 α2,6 및 α2,3 연결 시알산의 조합물을 생성할 것이다.
본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드를 제조하기 위해 사용되는 세포주는 임의의 세포주, 특히 하나 이상의 시알릴화된 당단백질을 생산하는 능력을 갖는 세포주일 수 있다. 당업자는 본원에서 설명되는 물질 및 방법이 본원에서 예로서 제시된 피치아 파스토리스의 특이적 균주로 제한되지 않고, 하나 이상의 말단 갈락토스를 갖는 N-글리칸, 예컨대 Gal2GlcNAc2Man3이 생산되는 임의의 피치아 파스토리스 균주 또는 다른 효모 또는 사상 진균 균주를 포함할 수 있음을 인식하고 이해할 것이다. 말단 갈락토스는 α2,6-연결된 시알산의 생산을 위한 기질로서 작용하여, N-글리칸 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 생성한다. 적합한 균주의 예는 그 기재 내용이 마치 상세하게 제시된 것처럼 본원에 포함되는 미국 특허 번호 7,029,872, US 2006-0286637 및 문헌 [Hamilton et al., Science 313 (5792): 1441-1443 (2006)]에 기재되어 있다.
일반적으로, 하등 진핵생물, 예컨대 효모가 단백질, 특히 당단백질의 발현을 위해 사용되고, 그 이유는 이들이 경제적으로 배양되고, 고수율을 제공하고, 적절하게 변형될 경우 적합한 글리코실화를 수행할 수 있기 때문이다. 효모는 특히 신속한 형질전환을 허용하는 확립된 유전학, 시험된 단백질 위치결정 전략 및 쉬운 유전자 녹-아웃 기술을 제공한다. 적합한 벡터는 필요한 경우 발현 제어 서열, 예컨대 프로모터 (3-포스포글리세레이트 키나제 또는 다른 해당 효소 포함), 및 복제 기점, 종료 서열 등을 갖는다.
본 발명은 메탄올자화 (methylotrophic) 효모 피치아 파스토리스를 사용하여 본원에서 예시되지만, 다른 유용한 하등 진핵생물 숙주 세포는 피치아 파스토리스, 피치아 핀란디카 (Pichia finlandica), 피치아 트레할로필라 (Pichia trehalophila), 피치아 코클라마에 (Pichia koclamae), 피치아 멤브라나에파시엔스 (Pichia membranaefaciens), 피치아 미누타 (Pichia minuta) (오가타에아 미누타 (Ogataea minuta), 피치아 린드네리 (Pichia lindneri), 피치아 오푼티아에 (Pichia opuntiae), 피치아 테르모톨레란스 (Pichia thermotolerans), 피치아 살릭타리아 (Pichia salictaria), 피치아 구에르쿠움 (Pichia guercuum), 피치아 피이페리 (Pichia pijperi), 피치아 스티프티스 (Pichia stiptis), 피치아 메타놀리카 (Pichia methanolica), 피치아 종, 사카로미세스 세레비시아에 (Saccharomyces cerevisiae), 사카로미세스 종, 한세눌라 폴리모르파 (Hansenula polymorpha), 클루이베로미세스 (Kluyveromyces) 종, 클루이베로미세스 락티스 (Kluyveromyces lactis), 칸디다 알비칸스 (Candida albicans), 아스페르길루스 니둘란스 (Aspergillus nidulans), 아스페르길루스 니게르 (Aspergillus niger), 아스페르길루스 오리자에 (Aspergillus oryzae), 트리코데르마 레에세이 (Trichoderma reesei), 크리소스포리우미 루크노웬세 (Chrysosporiumi lucknowense), 푸사리움 (Fusarium) 종, 푸사리움 그라미네움 (Fusarium gramineum), 푸사리움 베네나툼 (Fusarium venenatum) 및 뉴로스포라 크라사 (Neurospora crassa)를 포함한다. 다양한 효모, 예컨대 케이. 락티스 (K. lactis), 피치아 파스토리스, 피치아 메타놀리카, 및 한세눌라 폴리모르파가 세포 배양에 특히 적합하고, 그 이유는 이들이 높은 세포 밀도로 성장하고, 다량의 재조합 단백질을 분비할 수 있기 때문이다. 마찬가지로, 사상 진균, 예컨대 아스페르길루스 니게르, 푸사리움 종, 뉴로스포라 크라사 등이 본 발명의 당단백질을 산업적 규모로 생산하기 위해 사용될 수 있다.
하등 진핵생물, 특히 효모 및 사상 진균은 글리코실화 패턴이 인간-유사 또는 인간화된 당단백질을 발현하도록 유전적으로 변형될 수 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 본원에서 사용되는 용어 "인간-유사 N-글리칸"은 비-조작된 야생형 인간 세포에 의해 생산된 올리고사카라이드에 매우 유사한 N-연결된 올리고사카라이드를 의미한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 숙주 세포는 하이브리드 및/또는 복합체 N-글리칸; 즉, "인간-유사 N-글리코실화"를 갖는 인간-유사 당단백질을 생산할 수 있다. 본 발명의 숙주 세포로부터 생산된 당단백질 상에 우세하게 존재하는 특정 "인간-유사" 글리칸은 수행되는 특정 조작 단계에 따라 결정될 것이다. 상기 방식으로, 목적하는 특정 글리코형이 조성물에 우세한 당단백질 조성물이 생산될 수 있다. 이것은 미국 특허 번호 7,449,308에 기재된 바와 같이 포유동물 글리코실화 경로의 전부 또는 일부를 모방하도록 선택된 내인성 글리코실화 효소를 제거하고/하거나 숙주 세포를 유전적으로 조작하고/하거나 외인성 효소를 공급함으로써 달성될 수 있다. 요구될 경우, 당단백질이 코어 푸코실화가 존재하거나 존재하지 않은 상태로 생산될 수 있도록 추가의 글리코실화 유전자 조작을 수행할 수 있다. 하등 진핵 숙주 세포의 사용은 당단백질의 우세한 글리코형이 조성물 내의 당단백질의 30 몰% 초과로 존재할 수 있도록 이들 세포가 균일한 당단백질 조성물을 생산할 수 있다는 점에서 추가로 유리하다. 특정 측면에서, 우세한 글리코형은 조성물에 존재하는 당단백질의 40 몰%, 50 몰%, 60 몰%, 70 몰% 초과, 가장 바람직하게는 80 몰% 초과로 존재할 수 있다.
하등 진핵생물, 특히 효모는 글리코실화 패턴이 인간-유사 또는 인간화된 당단백질을 발현하도록 유전적으로 변형될 수 있다. 이것은 미국 특허 번호 7,449,308 (Gerngross et al.)에 기재된 바와 같이 선택된 내인성 글리코실화 효소를 제거하고/하거나 외인성 효소를 공급함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 숙주 세포는 당단백질 상의 N-글리칸에 만노스 잔기를 부가하는 α1,6-만노실 트랜스퍼라제 활성이 고갈되도록 선택되거나 조작될 수 있다.
한 실시양태에서, 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 α1,2-만노시다제 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 α1,2-만노시다제 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 Man5GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질, 예를 들어 Man5GlcNAc2 글리코형을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질 조성물을 생산한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 7,029,872 및 7,449,308 및 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0170452에는 Man5GlcNAc2 글리코형을 포함하는 당단백질을 생산할 수 있는 하등 진핵생물 숙주 세포가 개시되어 있다.
추가의 실시양태에서, 바로 앞의 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 GlcNAc 트랜스퍼라제 I 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 GlcNAc 트랜스퍼라제 I (GnT I) 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 GlcNAcMan5GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질, 예를 들어 GlcNAcMan5GlcNAc2 글리코형을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질 조성물을 생산한다. 미국 특허 번호 7,029,872 및 7,449,308 및 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0170452에는 GlcNAcMan5GlcNAc2 글리코형을 포함하는 당단백질을 생산할 수 있는 하등 진핵생물 숙주 세포가 개시되어 있다. 상기 세포에서 생산된 당단백질은 Man5GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질을 생산하기 위해 시험관 내에서 헥소스아미니다제로 처리될 수 있다.
추가의 실시양태에서, 바로 앞의 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 만노시다제 II 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 만노시다제 II 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 GlcNAcMan3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질, 예를 들어 GlcNAcMan3GlcNAc2 글리코형을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질 조성물을 생산한다. 미국 특허 번호 7,029,872 및 미국 특허 출원 공개 번호 2004/0230042에는 만노시다제 II 효소를 발현하고 GlcNAcMan3GlcNAc2 글리코형을 갖는 당단백질을 생산할 수 있는 하등 진핵생물 숙주 세포가 개시되어 있다. 상기 세포에서 생산된 당단백질은 Man3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질을 생산하기 위해 시험관 내에서 헥소스아미니다제로 처리될 수 있다.
추가의 실시양태에서, 바로 앞의 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 GlcNAc 트랜스퍼라제 II 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 GlcNAc 트랜스퍼라제 II (GnT II) 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질, 예를 들어 GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질 조성물을 생산한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 7,029,872 및 7,449,308 및 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0170452에는 GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 당단백질을 생산할 수 있는 하등 진핵생물 숙주 세포가 개시되어 있다. 상기 세포에서 생산된 당단백질은 Man3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질을 생산하기 위해 시험관 내에서 헥소스아미니다제로 처리될 수 있다.
추가의 실시양태에서, 바로 앞의 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 갈락토실트랜스퍼라제 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 갈락토실트랜스퍼라제 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 GalGlcNAc2Man3GlcNAc2 또는 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형, 또는 그의 혼합물을 포함하는 재조합 당단백질, 예를 들어 GalGlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형 또는 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형, 또는 그의 혼합물을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질 조성물을 생산한다. 미국 특허 번호 7,029,872 및 미국 특허 출원 공개 번호 2006/0040353에는 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 당단백질을 생산할 수 있는 하등 진핵생물 숙주 세포가 개시되어 있다. 상기 세포에서 생산된 당단백질은 GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형을 포함하는 재조합 당단백질, 예를 들어 GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질 조성물을 생산하기 위해 시험관 내에서 갈락토시다제로 처리될 수 있다.
추가의 실시양태에서, 바로 앞의 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 시알릴트랜스퍼라제 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 시알릴트랜스퍼라제 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 시알릴트랜스퍼라제는 알파2,6-시알릴트랜스퍼라제이다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형 또는 NANAGal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형 또는 그의 혼합물을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질을 생산한다. 하등 진핵생물 숙주 세포, 예컨대 효모 및 사상 진균의 경우, 숙주 세포가 N-글리칸에 전달하기 위해 CMP-시알산을 제공하는 수단을 추가로 포함하는 것이 유용하다. 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0260729에는 CMP-시알산 합성 경로를 갖도록 하등 진핵생물을 유전적으로 조작하는 방법이 개시되어 있고, 미국 특허 출원 공개 번호 2006/0286637에는 시알릴화된 당단백질을 생산하도록 하등 진핵생물을 유전적으로 조작하는 방법이 개시되어 있다. 시알릴화의 양을 향상시키기 위해, 2 카피 이상의 CMP-시알산 합성 경로 또는 2 카피 이상의 시알릴트랜스퍼라제를 포함하는 숙주 세포를 구축하는 것이 유리할 수 있다. 상기 세포에서 생산된 당단백질은 Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형 또는 GalGlcNAc2Man3GlcNAc2 글리코형 또는 그의 혼합물을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질을 생산하기 위해 시험관 내에서 뉴라미니다제로 처리될 수 있다.
상기 숙주 세포들 중의 임의의 하나는 예컨대 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0208617 및 2007/0037248에 개시된 이분 (GnT III) 및/또는 다중 안테나 (GnT IV, V, VI, 및 IX) N-글리칸 구조를 갖는 당단백질을 생산하기 위해 GnT III, GnT IV, GnT V, GnT VI, 및 GnT IX로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 GlcNAc 트랜스퍼라제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 숙주 세포는 NANA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2, NGNA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2 또는 NANA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2와 NGNA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2의 조합을 포함하는 항체를 비롯하여 SA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2를 포함하는 재조합 당단백질 (예를 들어, 항체)을 생산할 수 있다. 한 실시양태에서, 재조합 당단백질은 임의의 α2-3 연결된 SA가 없는, SA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2로 이루어진 군 중에서 선택된 구조를 포함하는 N-글리칸을 포함할 것이다.
추가의 실시양태에서, GlcNAcMan5GlcNAc2 N-글리칸을 우세하게 갖는 당단백질을 생산하는 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 갈락토실트랜스퍼라제 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 갈락토실트랜스퍼라제 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 GalGlcNAcMan5GlcNAc2 글리코형을 우세하게 포함하는 재조합 당단백질을 생산한다.
추가의 실시양태에서, GalGlcNAcMan5GlcNAc2 N-글리칸을 우세하게 갖는 당단백질을 생산한 바로 앞의 숙주 세포는, 정상적으로는 촉매 도메인과 회합하지 않고 숙주 세포의 ER 또는 골지체에 시알릴트랜스퍼라제 활성을 표적화하기 위해 선택된 세포성 표적화 신호 펩티드에 융합된 시알릴트랜스퍼라제 촉매 도메인을 추가로 포함한다. 숙주 세포의 ER 또는 골지체를 통한 재조합 당단백질의 계대배양은 SAGalGlcNAcMan5GlcNAc2 글리코형 (예를 들어 NANAGalGlcNAcMan5GlcNAc2 또는 NGNAGalGlcNAcMan5GlcNAc2 또는 그의 혼합물)을 포함하는 재조합 당단백질을 생산한다.
임의의 상기한 숙주 세포는 하나 이상의 당 수송체, 예컨대 UDP-GlcNAc 수송체 (예를 들어, 클루이베로미세스 락티스 및 무스 무스쿨루스 (Mus musculus) UDP-GlcNAc 수송체), UDP-갈락토스 수송체 (예를 들어, 드로소필라 멜라노가스터 (Drosophila melanogaster) UDP-갈락토스 수송체), 및 CMP-시알산 수송체 (예를 들어, 인간 시알산 수송체)를 추가로 포함할 수 있다. 하등 진핵생물 숙주 세포, 예컨대 효모 및 사상 진균에는 상기 수송체가 결여되기 때문에, 하등 진핵생물 숙주 세포, 예컨대 효모 및 사상 진균이 상기 수송체를 포함하도록 유전적으로 조작되는 것이 바람직하다.
또한, 임의의 상기한 숙주 세포는 N-글리칸 점유를 증가시키기 위해 추가로 조작될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Gaulitzek et al., Biotechnol. Bioengin. 103: 1164-1175 (2009)]; [Jones et al., Biochim. Biospyhs. Acta 1726:121-137 (2005)]; WO2006/107990을 참조한다. 한 실시양태에서, 임의의 상기한 숙주 세포는 이종성 단일-하위단위 올리고사카릴트랜스퍼라제 (예를 들어, 레이슈마니아 (Leishmania) 종 STT3A 단백질, STT3B 단백질, STT3C 단백질, STT3D 단백질 또는 이들의 조합)를 코딩하는 적어도 하나의 핵산 분자 및 이종성 당단백질을 코딩하는 핵산 분자를 포함하도록 추가로 조작될 수 있고, 여기서 숙주 세포는 내인성 OTase 복합체를 포함하는 단백질을 코딩하는 내인성 숙주 세포 유전자를 발현한다. 한 실시양태에서, 임의의 상기한 숙주 세포는 레이슈마니아 종 STT3D 단백질을 코딩하는 적어도 하나의 핵산 분자 및 이종성 당단백질을 코딩하는 핵산 분자를 포함하도록 추가로 조작될 수 있고, 여기서 숙주 세포는 내인성 OTase 복합체를 포함하는 단백질을 코딩하는 내인성 숙주 세포 유전자를 발현한다.
숙주 세포는 α-만노시다제-저항성 N-글리칸을 갖지 않는 당단백질을 생산하도록 유전자 조작된 하등 진핵생물 세포 (예를 들어, 효모, 예컨대 피치아 파스토리스)를 추가로 포함한다. 이것은 하나 이상의 β-만노실트랜스퍼라제 유전자 (예를 들어, BMT1, BMT2, BMT3, 및 BMT4)를 제거하거나 붕괴시킴으로써 (미국 특허 출원 공개 번호 2006/0211085 참조) 및 포스포만노스 잔기를 갖는 당단백질의 경우 포스포만노실 트랜스퍼라제 유전자 PNO1 및 MNN4B 중의 하나 또는 둘 모두를 제거하거나 붕괴시킴으로써 달성될 수 있고 (예를 들어, 미국 특허 번호 7,198,921 및 7,259,007 참조), 또한 추가의 측면에서 MNN4A 유전자를 제거하거나 붕괴시키는 것을 포함할 수 있다. 붕괴는 특정 효소를 코딩하는 오픈 리딩 프레임의 붕괴 또는 오픈 리딩 프레임 발현의 붕괴 또는 간섭 RNA, 안티센스 RNA 등을 사용한 하나 이상의 β-만노실트랜스퍼라제 및/또는 포스포만노실트랜스퍼라제를 코딩하는 RNA의 번역의 불능화를 포함한다. 또한, 세포는 화학적 억제제의 첨가 또는 세포 배양 조건의 변형을 통해 α-만노시다제-저항성 N-글리칸을 갖는 당단백질을 생산할 수 있다. 이들 숙주 세포는 특정 N-글리칸 구조를 생산하기 위해 상기한 바와 같이 추가로 변형될 수 있다.
숙주 세포는 하나 이상의 단백질 O-만노실트랜스퍼라제 (Dol-P-Man; 단백질 (Ser/Thr) 만노실 트랜스퍼라제 유전자) (PMT)를 제거하거나 붕괴시킴으로써 당단백질의 O-글리코실화를 제어하기 위해 유전적으로 변형되거나 (미국 특허 번호 5,714,377 참조) 또는 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2007/061631에 개시된 바와 같이 Pmtp 억제제 및/또는 α-만노시다제의 존재 하에 성장하거나, 또는 둘 모두가 적용된 하등 진핵생물 세포 (예를 들어, 효모, 예컨대 피치아 파스토리스)를 추가로 포함한다. 붕괴는 Pmtp를 코딩하는 오픈 리딩 프레임의 붕괴 또는 오픈 리딩 프레임의 발현 붕괴 또는 간섭 RNA, 안티센스 RNA 등을 사용한 하나 이상의 Pmtp를 코딩하는 RNA의 번역의 불능화를 포함한다. 숙주 세포는 특정 N-글리칸 구조를 생산하도록 변형된 상기한 숙주 세포의 임의의 하나를 추가로 포함할 수 있다.
Pmtp 억제제는 벤질리덴 티아졸리딘디온을 포함하고 이로 제한되지 않는다. 사용될 수 있는 벤질리덴 티아졸리딘디온의 예는 5-[[3,4-비스(페닐메톡시)페닐]메틸렌]-4-옥소-2-티옥소-3-티아졸리딘아세트산; 5-[[3-(1-페닐에톡시)-4-(2-페닐에톡시)]페닐]메틸렌]-4-옥소-2-티옥소-3-티아졸리딘아세트산; 및 5-[[3-(1-페닐-2-히드록시)에톡시)-4-(2-페닐에톡시)]페닐]메틸렌]-4-옥소-2-티옥소-3-티아졸리딘아세트산이다.
특정 실시양태에서, 적어도 하나의 내인성 PMT 유전자의 기능 또는 발현은 감소되거나, 붕괴되거나, 제거된다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, PMT1, PMT2, PMT3, 및 PMT4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나의 내인성 PMT 유전자의 기능 또는 발현이 감소, 붕괴 또는 제거되거나; 또는 숙주 세포는 하나 이상의 PMT 억제제의 존재 하에 배양된다. 추가의 실시양태에서, 숙주 세포는 하나 이상의 PMT 유전자 결실 또는 붕괴를 포함하고, 숙주 세포는 하나 이상의 Pmtp 억제제의 존재 하에 배양된다. 이들 실시양태의 특정 측면에서, 숙주 세포는 분비형 α-1,2-만노시다제를 또한 발현한다.
PMT 결실 또는 붕괴 및/또는 Pmtp 억제제는 O-글리코실화 점유를 감소시킴으로써, 즉 글리코실화된 당단백질 상의 O-글리코실화 부위의 총수를 감소시킴으로써 O-글리코실화를 제어한다. 세포에 의해 분비되는 α-1,2-만노시다제의 추가의 첨가는 당단백질 상의 O-글리칸의 만노스 사슬 길이를 감소시킴으로써 O-글리코실화를 제어한다. 따라서, PMT 결실 또는 붕괴 및/또는 Pmtp 억제제와 분비형 α-1,2-만노시다제 발현의 조합은 점유 및 사슬 길이를 감소시킴으로써 O-글리코실화를 제어한다. 특정 상황에서, PMT 결실 또는 붕괴, Pmtp 억제제, 및 α-1,2-만노시다제의 특정 조합은, 특정 이종성 당단백질 (예를 들어 Fab 및 항체)이 발현되어 상이한 정도의 효율성으로 골지체를 통해 수송될 수 있고 따라서 PMT 결실 또는 붕괴, Pmtp 억제제, 및 α-1,2-만노시다제의 특정 조합을 필요로 할 수 있기 때문에 실험에 의해 결정될 수 있다. 또 다른 측면에서, 하나 이상의 내인성 만노실트랜스퍼라제 효소를 코딩하는 유전자가 결실된다. 상기 결실(들)은 분비형 α-1,2-만노시다제 및/또는 PMT 억제제의 제공과 조합될 수 있거나 또는 분비형 α-1,2-만노시다제 및/또는 PMT 억제제의 제공 대신에 실시될 수 있다.
따라서, O-글리코실화의 제어는 특정 당단백질을 본원에 개시된 숙주 세포에서 보다 우수한 총 수율로 또는 적절하게 조립된 당단백질의 수율로 생산하기 위해 유용할 수 있다. O-글리코실화의 감소 또는 제거는 전체 항체 및 Fab 단편의 조립 및 수송에 대한 유익한 효과를 갖는 것으로 보이고, 그 이유는 이들이 분비 경로를 가로질러 세포 표면으로 수송되기 때문이다. 따라서, O-글리코실화가 제어되는 세포에서, 적절하게 조립된 항체 또는 Fab 단편의 수율은 O-글리코실화가 제어되지 않은 숙주 세포에서 얻은 수율보다 증가한다.
α-만노시다제에 저항성인 β-연결된 만노스 잔기를 갖는 N-글리칸 및 O-글리칸의 가능성을 감소시키거나 제거하기 위해서, 재조합 당조작된 피치아 파스토리스 숙주 세포는 하나 이상의 β-만노실트랜스퍼라제 유전자 (예를 들어, BMT1, BMT2, BMT3, 및 BMT4)의 제거 또는 붕괴에 의해 α-만노시다제-저항성 N-글리칸을 갖는 당단백질을 제거하도록 유전자 조작된다 (미국 특허 번호 7,465,577 및 미국 특허 번호 7,713,719 참조). BMT2, 및 BMT1, BMT3 및 BMT4 중 하나 이상의 결실 또는 붕괴는 또한 숙주 세포 단백질에 대한 항체의 검출가능한 교차 반응성을 감소시키거나 제거한다.
당단백질의 수율은 몇몇 상황에서 포유동물 또는 인간 샤퍼론 (chaperone) 단백질을 코딩하는 핵산 분자를 과다발현하거나 또는 하나 이상의 내인성 샤퍼론 단백질을 코딩하는 유전자를 하나 이상의 포유동물 또는 인간 샤퍼론 단백질을 코딩하는 핵산 분자로 교체함으로써 개선될 수 있다. 또한, 숙주 세포 내에서 포유동물 또는 인간 샤퍼론 단백질의 발현은 세포에서 O-글리코실화를 제어하는 것으로 보인다. 따라서, 샤퍼론 단백질을 코딩하는 적어도 하나의 내인성 유전자의 기능이 감소하거나 제거된 숙주 세포가 본원에 추가로 포함되고, 샤퍼론 단백질의 적어도 하나의 포유동물 또는 인간 상동체를 코딩하는 벡터가 숙주 세포에서 발현된다. 또한, 내인성 숙주 세포 샤퍼론 및 포유동물 또는 인간 샤퍼론 단백질이 발현되는 숙주 세포도 포함된다. 추가의 측면에서, 하등 진핵 숙주 세포는 효모 또는 사상 진균 숙주 세포이다. 수율을 개선하거나 재조합 단백질의 O-글리코실화를 감소시키거나 제어하기 위해서 인간 샤퍼론 단백질이 도입된 숙주 세포의 샤퍼론의 사용의 예는 국제 특허 출원 공개 번호 WO 2009105357 및 WO2010019487에 개시되어 있다 (그 개시내용은 본원에 참고로 포함됨). 상기한 바와 마찬가지로, 상기한 바와 같이 하나 이상의 내인성 샤퍼론 단백질을 코딩하는 유전자를 하나 이상의 포유동물 또는 인간 샤퍼론 단백질을 코딩하는 핵산 분자로 교체하거나 하나 이상의 포유동물 또는 인간 샤퍼론 단백질을 과다발현시키는 것에 추가하여, 단백질 O-만노실트랜스퍼라제 (PMT) 단백질을 코딩하는 적어도 하나의 내인성 유전자의 기능 또는 발현이 감소, 붕괴 또는 제거된 하등 진핵 숙주 세포가 추가로 포함된다. 특정 실시양태에서, PMT1, PMT2, PMT3, 및 PMT4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나의 내인성 PMT 유전자의 기능이 감소, 붕괴 또는 제거된다.
또한, O-글리코실화는 항원에 대한 항체 또는 Fab 단편의 친화도 및/또는 결합력 (avidity)에 대해 효과를 가질 수 있다. 이것은 항체 또는 Fab의 생산을 위한 최종 숙주 세포가 항체를 선택하기 위해 사용된 숙주 세포와 동일하지 않을 때 특히 유의할 수 있다. 예를 들어, O-글리코실화는 항원에 대한 항체 또는 Fab 단편의 친화도를 방해하고, 따라서 그렇지 않으면 항원에 대한 높은 친화도를 가질 수 있는 항체 또는 Fab 단편이 확인되지 않을 수 있고, 그 이유는 O-글리코실화가 항원에 결합하는 항체 또는 Fab 단편의 능력을 방해할 수 있기 때문이다. 다른 경우에, 항원에 대한 높은 결합력을 갖는 항체 또는 Fab 단편이 확인되지 않을 수 있고, 그 이유는 O-글리코실화가 항원에 대한 항체 또는 Fab 단편의 결합력을 방해하기 때문이다. 바로 앞의 두 경우에, 포유동물 세포주에서 생산될 때 특히 효과적일 수 있는 항체 또는 Fab 단편이 확인되지 않을 수 있고, 그 이유는 항체 또는 Fab 단편을 확인하고 선택하기 위한 숙주 세포가 또 다른 세포 종류, 예를 들어, 효모 또는 진균 세포 (예를 들어, 피치아 파스토리스 숙주 세포)이기 때문이다. 효모 내의 O-글리코실화가 포유동물 세포 내의 O-글리코실화와 유의하게 상이할 수 있음은 잘 공지되어 있다. 이것은 야생형 효모 O-글리코실화를 포유동물에서의 뮤신-유형 또는 디스트로글리칸 유형의 O-글리코실화와 비교할 때 특히 관련된다. 특정 경우에, O-글리코실화는 항원 결합의 방해 대신에 항원에 대한 항체 또는 Fab 단편 친화도 또는 결합력을 향상시킬 수 있다. 이러한 효과는 생산 숙주 세포가 항체 또는 Fab 단편을 확인하고 선택하기 위해 사용되는 숙주 세포와 상이할 때 바람직하지 않고 (예를 들어, 확인 및 선택은 효모에서 수행되고 생산 숙주는 포유동물 세포임), 그 이유는 생산 숙주에서 O-글리코실화는 더 이상 항원에 대한 향상된 친화도 또는 결합력을 유도하는 유형이 아닐 것이기 때문이다. 따라서, O-글리코실화의 제어는 숙주 세포의 O-글리코실화 시스템에 의해 영향받는 항체 또는 Fab 단편의 확인 및 선택 없이 항원에 대한 항체 또는 Fab 단편의 친화도 또는 결합력을 기초로 하여 특정 항원에 대한 특이성을 갖는 항체 또는 Fab 단편을 확인하고 선택하기 위해 본원의 물질 및 방법을 사용할 수 있도록 한다. 따라서, O-글리코실화의 제어는 포유동물 세포주에서 최종적으로 생산되는 항체 또는 Fab 단편을 확인하고 선택하기 위한 효모 또는 진균 숙주 세포의 유용성을 추가로 향상시킨다.
당업자는 본원에서 설명되는 방법 및 물질을 특이적 N-글리칸 또는 시알릴화된 당단백질을 생산하도록 유전자 조작된 다른 피치아 파스토리스 및 효모 세포주, 예컨대 특이적 갈락토실화 또는 시알릴화된 형태를 생산하도록 유전자 조작된 상기한 숙주 유기체 및 세포주 (이로 제한되지 않음)와 조합하여 이용하는 방법을 또한 잘 이해할 것이다. 예를 들어, 그 기재내용이 자세하게 제시된 것처럼 본원에 포함되는, 탄소원으로서 갈락토스의 흡수 및 이용을 위한 경로가 유전적으로 변형된 하등 진핵생물에서 시알릴화 N-글리칸의 생산이 기재된 US 2006-0286637을 참조한다.
추가로, 본원의 방법은 α2,6 시알릴트랜스퍼라제 활성을 갖지 않는 인간-유사 및 인간 당단백질을 생성하도록 조작된 다른 하등 진핵 세포주에서 상기한 재조합 Fc-함유 폴리펩티드를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 방법은 시알릴화된 N-글리칸의 생산이 고유한 특징인 진핵 세포주에서 상기한 재조합 Fc-함유 폴리펩티드를 생산하기 위해 사용될 수 있다.
Fc-함유 폴리펩티드 상의 α2,3 및 α2,6 연결 시알산의 수준은 핵 자기 공명 (NMR), 정상상 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC), 및 펄스식 전류측정 (pulsed amperometric) 검출을 사용한 고성능 음이온 교환 크로마토그래피 (HPAEC-PAD)를 비롯한 공지된 기술을 사용하여 측정할 수 있다.
Fc 뮤테인의 생물학적 특성
많은 Fc-함유 폴리펩티드의 경우, 감소된 FcγR 및 C1q 결합에 의해 제시되는 바와 같은 이펙터 기능의 결여 또는 유의한 감소 ([Idusogie et al., J. Immunology, 164(8): 4178-84 (2000)] 및 [Shields et al., J. Biol. Chem., 276: 6591-6604 (2001)]), 및 증가된 항-염증 특성이 바람직한 특성일 것이다. 본 발명자들은 본원에서 IgG의 Fc 영역 내의 아미노산 위치 243 및 264의 특이적 변형이 말단 글리칸 위치에 시알릴화의 존재와 무관하게 이펙터 기능의 결여 또는 유의한 감소를 부여할 수 있음을 발견하였다. 구체적으로, 본 발명자들은 Fc 영역 내의 잔기 F243 및 V264의 알라닌으로의 변형이 Fcγ 수용체 및 C1q에 대한 감소된 결합을 갖는 항체를 생성함을 밝혀내었다. 이들 Fc 영역 변형이 존재하도록 생산된 항체는 말단 글리칸으로서 α2,6-연결된 시알산 형태를 갖는 것으로 밝혀졌는지의 여부와 상관없이 Fcγ 수용체에 대한 감소된 결합을 보였음이 주목된다.
따라서, 본 발명자들은 상기한 목적하는 특징을 갖는 Fc-함유 폴리펩티드를 생산할 이중 Fc 뮤테인 F243A/V264A를 개발하였다. 본원의 실시예는 숙주 세포를 Fc 영역의 위치 243 및 264에서 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 벡터로 형질전환시키고, 형질전환된 숙주 세포를 배양하여 Fc-함유 폴리펩티드를 생산하는 것을 포함한다.
Fc-함유 폴리펩티드의 생산
본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 Fc 영역을 포함하는 폴리펩티드를 생성하기 위해 적합한 당업계에 공지된 임의의 방법에 따라 제조할 수 있다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 항체 단편 (항체의 Fc 영역으로 이루어지거나 본질적으로 이루어지는 폴리펩티드를 포함하고 이로 제한되지 않음)이다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 이뮤노어드헤신이다. 항체 및 항체 단편의 제조 방법은 당업계에 잘 공지되어 있다. 점 돌연변이를 폴리펩티드 내에 도입하는 방법, 예를 들어 부위 지정 돌연변이 유발도 당업계에 잘 공지되어 있다.
본원에 개시된 실시예에서, 컨센서스 CH2 서열 및 본원에 설명되는 Fc 이중 돌연변이체를 함유하는 IgG1 중쇄 및 경쇄는 2개의 상이한 당조작된 피치아 파스토리스 균주에서 발현되었다. 다음의 실시예에서 설명되는 바와 같이, 중쇄 및 경쇄 유전자 서열은 메탄올 유도가능 프로모터 AOX1의 제어 하에 위치하고, 블레오마이신 (제오신) 선택 마커를 포함하였다. 상기 전략은 전체 발현 카세트를 상동성 DNA 재조합에 의해 Trp2 좌위 내에 통합한다.
선택된 항체를 단백질 A 친화도 크로마토그래피, 이어서 소스 (Source) 30S 양이온 교환 정제 단계에 의해 발효 브로쓰로부터 포획하였다. 적합한 조립을 평가하기 위해 정제된 항체의 특징을 SDS-PAGE (도 2) 및 크기 배제 크로마토그래피 (SEC) 및 역상 HPLC로 결정하였다. 도 2에 제시된 바와 같이, 본원의 물질 및 방법에 의해 생산된 항체는 포유동물 세포 (CHO) 생산 Her2 항체와 유사한 SDS-PAGE 상의 순도 프로파일을 가졌다. SEC 및 역상 HPLC에 의한 IgG 분석은 Fc 뮤테인 당조작된 균주로부터 생산된 항체가 적절하게 조립되고, 조립의 측면에서 포유동물 세포 생산 항체와 유사하였음을 추가로 입증하였다 (데이터 미제시). 본원의 물질 및 방법에 의해 제조된 다양한 항체의 항원 친화도는 SK-BR3 세포주 (이 경우에, Her2-과다발현 인간 유방암주)를 사용한 세포 기반 검정에 의해 결정하였다. 예상된 바와 같이, Fc 뮤테인을 포함하는 모든 항체는 SK-BR3 세포주에 동일하게 잘 결합하였다 (도 3).
Fc 뮤테인의 N-글리칸 분석
특정 항체를 비롯한 많은 당단백질에 대해, IgG Fc 영역의 말단 N-연결 글리칸의 시알릴화는 치료 활성을 부여하기 위해 정확한 입체형태를 갖는 당단백질 및 항체의 생산에 필수적이다. 예를 들어, 문헌 [Anthony et al., Science, 320: 373-376 (2008)]을 참조하고, 여기서 말단 시알릴화는 IVIG 제제의 항-염증 활성과 상관관계가 있었다. 시알릴화는 시알릴 트랜스퍼라제가 시알릴화된 글리칸 형성을 위해 작용하는, 말단에서 두 번째의 갈락토스의 존재를 필요로 한다. 따라서, 하나 이상의 말단 갈락토스 글리코형이 결여된 당단백질은 항-염증 활성과 연관된 α2,6-연결된 시알산 조성을 갖는 항체를 생산할 수 없다.
일반적으로, 포유동물 세포 배양액, 예컨대 CHO 세포에서 생산된 항체는 G0F (37%), G1F (43%), G2F (9%), G0 (4%), G1 (3%) 및 Man5 (3%)를 포함하는 글리코형 조성을 갖고, 이것은 시알산의 전달을 위한 기질로서 작용하는 말단 갈락토스를 거의 또는 전혀 갖지 않는다. CHO 세포 생산의 경우에, 생산된 말단 글리칸은 α2,3-연결된 형태이고; CHO 세포는 항-염증 활성과 연관된 시알산의 α2,6-연결된 형태를 생산하기 위해 필요한 α2,6 시알릴트랜스퍼라제를 발현하지 않는다. 그러나, CHO에서 특이적 α2,6 시알릴트랜스퍼라제의 과다발현은 α2,3-연결된 및 α2,6-연결된 시알산의 혼합물을 생성할 수 있다 ([Bragonzi et al., BBA 1474:273-282 (2000)]; [Biochem. Biophys. Res. Comm. 289: 243-249 (2001)]). 높은 수준의 갈락토실화된 비-항체 단백질, 예컨대 에리트로포이에틴을 생산할 수 있는 당조작된 피치아 파스토리스 GFI5.0 균주 (Hamilton et al., Science, 313: 1441-1443 (2006))는 α2,6-연결된 시알릴화된 형태를 형성하기 위해 작용할 수 있는 말단 갈락토스의 상대적인 적은 양을 갖는 항체를 생성한다 (도 4). 상기 피치아 파스토리스 균주에서 생산된 항체는 일반적으로 글리코형 G0 (60%), G1 (17%), G2 (4%) 및 Man5 (8%)를 포함하는 조성을 갖는다. 심지어 G0 (43.5%), G1 (20.8%), G2 (2.7%), NANAGalGlcNAcMan5GlcNAc2 (5.5%), 및 NANAGal2GlcNAc2Man3GlcNAc2 (4.9%)를 포함하는 글리칸 조성을 갖는 피치아 파스토리스 GFI6.0 균주에서 생산된 항체는 비교적 낮은 수준의 α2,6-연결된 시알릴화된 형태를 갖는다. 따라서, GFI5.0 및 6.0 균주에서 생산된 항체는 동일한 균주에서 생산된 비-항체 단백질 (예컨대 에리트로포이에틴)에 비해 훨씬 더 낮은 수준의 갈락토실화 및 시알릴화를 갖는다.
당조작된 피치아 파스토리스 GFI5.0 및 GFI6.0 균주에서 본원에서 생산된 Her2 항체 및 상응하는 Fc 뮤테인 항체의 N-글리칸 조성은 펩티드-N-글리코시다제 F를 사용하여 항체로부터 방출 후에 매트릭스 보조 레이저 탈착 이온화/비행시간 (MALDI-TOF) 질량 분광측정법에 의해 분석하였다 (도 4-8). Her2 및 Fc 뮤테인 항체의 방출된 탄수화물 조성을 알렌테크 프레베일 카르보 (Allentech Prevail carbo, 미국 일리노이주 디어필드 소재의 알테크 어소시에이츠 (Alltech Associates)) 칼럼에서 HPLC에 의해 정량하였다.
GFI5.0 균주로부터의 피치아 파스토리스 Her2 항체의 글리코형은 이중 안테나 G0, G1, 및 G2 및 다른 중성 글리칸을 포함하였고, G0이 우세한 글리코형이었다 (도 4). 상기 글리칸 조성은 피치아 파스토리스 유래 항체가 본래 푸코스가 결여된 것을 제외하고 CHO 세포에서 상업적으로 생산된 것과 일치하였다. 이와 반대로, GFI5.0에서 생산된 Fc 뮤테인 항체로부터의 글리코형은 다른 글리칸 조성을 갖는다. 단일 Fc 뮤테인 항체 F243A 또는 V264A는 MALDI-TOF 질량 분광측정법의 최고 피크로부터 보이는 바와 같이 α2,6 시알릴 트랜스퍼라제에 대한 기질로서 기능할 수 있는 갈락토실화된 N-글리칸의 증가를 보였고 (도 5 및 6), Fc 이중 뮤테인 항체 F243A/V264A에 대한 N-글리칸 조성은 훨씬 더 큰 증가를 보였고, 80% 이상의 총 N-글리칸이 갈락토실화되었다 (도 7). Fc 이중 뮤테인 항체 상에 존재하는 G2 (비-갈락토실화 N-글리칸)의 수준은 본 발명자들에 의해 평가된 임의의 항체에 대해 관찰된 최대의 G2 비율을 나타내었다. 이들 동일한 Fc 뮤테인 항체가 GFI6.0 균주에서 발현될 때, α2,6-연결된 시알산이 G1 (단일-갈락토실화) 또는 G2 (이중-갈락토실화) N-글리칸에 부가되었다. 단일 Fc 뮤테인 항체의 경우, 거의 모든 G2 N-글리칸이 시알릴화된 글리칸으로 전환되었다 (데이터 미제시). 단일 Fc 뮤테인으로부터 생산된 항체는 매우 높은 수준의 α2,6-연결된 시알릴화 (40-51%, 표 3 참조)를 보였지만, 이 수준은 Fc 이중 뮤테인으로부터 생산된 항체에 대한 것보다 작았고 (도 8 및 표 3), 여기서 74% 시알릴화는 생물반응기 발효시에 달성되었고, 91% 이상의 시알릴화는 소규모 발현시에 달성되었다.
임의의 이론에 매이기를 원하지 않지만, 본 발명자들은 Fc 올리고사카라이드에 대한 시알산 전달이, Fc 단일 뮤테인에 비해 Fc 이중 뮤테인에 의해 부여되는 CH2 도메인의 보다 개방된 포켓 입체형태에 의해 향상된다고 생각한다. 또한, GFI6.0 균주로부터 생산된 시알산의 α2,6 형태는 인간에서 생산된 동일한 형태이고, CHO 세포주에서 생산된 항체 상에 존재하는 α2,3-연결된 시알산 형태와 상이함을 주목하여야 한다 (Jassal et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. 289: 243-249, 2001).
Fc 뮤테인의 FcγR 결합
ELISA 기반 검정을 사용하여, 본 발명자들은 피치아 파스토리스 Her2 항체, 단일 및 이중 Fc 뮤테인 항체 및 Her2 항체에 대해 Fc 감마 수용체 (FcγR) 결합을 비교하였다. 실시예 11 및 15에 설명되는 실험에 제시된 바와 같이, Fc 이중 뮤테인은 FcγRI에 대한 친화도의 감소를 보였다. FcγRI이 항체 결합시에 면역 반응을 자극하는 것으로 밝혀진 수용체이기 때문에, 이들 데이터는 이중 뮤테인 항체가 면역 반응을 더 작은 정도로 촉진할 수 있음을 시사한다.
FcγRI에 비해 더 낮은 항체 친화도를 갖고 면역 반응을 억제하는 것으로 밝혀진 수용체인 FcγRIIb에 대해, 이중 Fc 뮤테인은 감소된 친화도로 결합한다. FcγRIIa에 대해, 이중 Fc 뮤테인도 감소된 친화도로 결합하는 것으로 보인다. 이들 데이터는 FcγRIIa 및 FcγRIIb/c를 통해 면역 반응을 억제하는 능력이 유의하게 감소하거나 제거되도록 이중 뮤테인 항체의 입체형태적 구조가 변경됨을 시사한다.
FcγRIIIa-F158 및 FcγRIIIa-V158은 면역 반응을 자극하는 것으로 공지된 수용체의 다형태이지만, FcγRI에 비해 더 낮은 항체 친화도를 갖는다. Fc 이중 뮤테인은 FcγRIIIa-F158에 대한 친화도는 거의 갖지 않지만, FcγRIIIa-V158에 대해서는 약간의 친화도를 계속 보유한다. 이들 데이터는 함께, 이중 Fc 뮤테인이 모 항체에 비해 면역 세포, 예컨대 대식세포, 단핵구 및 천연 킬러 세포를 활성화하고 동원하는 경향이 작음을 시사한다.
Fc 뮤테인의 C1q 결합
항체-C1q 결합은 보체 의존 세포독성에 대한 중요한 파라미터이다. 이뮤노글로불린 (IgG) 분자의 C1q에 대한 결합 활성 (친화도)는 세포 기반 검정, 예컨대 본원에서 실시예 13에서 제시되는 것에 의해 결정될 수 있다. 당업자는 개시된 검정이 임의의 IgG 분자와 함께 사용하기 위해 쉽게 조정될 수 있음을 인식하고 이해할 것이다.
Fc 뮤테인에 대한 ADCC 효과
FcγRIIIa (CD16) 수용체가 항체-의존 세포-매개 세포독성 (ADCC)을 담당함은 잘 확립되어 있다 (Daeron et al., Annu. Rev. Immunol. 15: 203-234, 1997). 본 발명자들은 본원에 설명되는 이중 Fc 뮤테인으로부터 생산된 항체가 감소된 FcγRIIIa 결합을 갖고 (도 9c 및 d; 표 4 및 5), 따라서, FcγRIIIa-매개 ADCC를 달성하는 능력을 상실할 가능성이 있음을 밝혀내었다.
실시예 13은 B-세포 고갈 및 형광 방출 ADCC를 측정하기 위한 시험관내 검정을 제공한다.
Fc 뮤테인의 생체이용률
생체이용률은 약물이든 대사산물이든 활성 모이어티가 인간 순환계 내로 도입되어 작용 부위에 접근하는 정도 및 비율을 의미한다. 약물의 생체이용률은 그의 흡수 잠재력을 결정할 수 있는 약물의 물리화학적 특성이 아니라 투여 형태의 특성에 의해 주로 영향받는다. 화학적 동등성은 약품이 다른 불활성 물질은 상이할 수 있지만, 동일한 활성 성분(들)을 동일한 양으로 함유함을 제시한다. 이와 유사하게, 생물학적 동등성은 2개의 약품이 동일한 투여 요법으로 동일한 환자에게 제공될 때 순환계 및 조직에서 동등한 농도의 약물을 생산할 것임을 제시한다. 이와 반대로, 동일하지 않은 2개의 약품이 동일한 환자에게 제공될 때 동일한 치료 효과 (및 유해한 효과)를 생성할 수 있다. 따라서, 약물의 생체이용률은 생체이용률이 상이한 경우에도 치료 동등성을 달성할 수 있다는 점에서 임의의 동등성 결정에 대해 비례한다. 좁은 치료 지수 (즉, 최대 독성 농도 대 중앙값 유효 농도의 비)를 갖는 약물에 대해, 생체이용률 차이는 치료상 비동등성을 야기할 수 있다.
본 발명자들은 놀랍게도 본원의 물질 및 방법에 의해 피치아 파스토리스에서 생산된 Fc 이중 뮤테인 항체가 피하 주사할 때 공지의 상업적인 방법에 의해 CHO 세포에서 생산된 대등한 항체보다 더 양호한 생체이용률 (흡수 또는 노출)을 갖는다는 것을 밝혀내었다. 일반적으로, 피하 투여는 피하 제제가 환자에 의해 자가투여될 수 있다는 점에서 정맥내 투여에 비해 바람직하다. 도 12에 제시된 바와 같이, Fc 이중 뮤테인 항체로 (실시예 14에 제시되는 바와 같이) 처리된 마우스로부터의 혈청 농도는 CHO에서 생산된 대응물에 대한 혈청 농도에 비해 약 30% 증가하였고, 증가된 α2,6-연결된 시알릴화된 형태가 결여된 피치아 파스토리스에서 생산된 항체에 대한 것보다 더 컸다.
시알릴화의 수준이 증가된 인간 글리코실화 항체의 생산
본원의 발견을 통해, 본 발명자들은 위치 Asn297에서 증가된 갈락토실화 및 시알릴화를 갖는 항체를 생체 내에서 생산할 수 있는 균주가 생성되도록 하는 항체의 Fc 영역의 변형을 통해 증가된 α2,6-연결된 시알릴화를 갖는 항체의 생산 방법을 개발하였다. 임의의 이론에 매이기를 원하지 않지만, 본 발명자들은 항체의 위치 Asn 297에서 N-글리칸 상에 존재하는 시알산의 결여 및 낮은 수준의 갈락토스가 각각의 글리코실 트랜스퍼라제의 낮은 효율 때문이 아니라, Fc 영역의 구조에 고유한 입체 장애 때문이라고 제안한다. 본 발명자들은 항체가 분비 경로를 통과할 때 짧은 시간 동안 Fc 영역의 구조가 갈락토스 및 시알산의 부가를 방지한다고 생각한다. 이전의 보고에서는 일반적으로 생체 내에서 사용되는 것보다 더 긴 인큐베이션 시간이 갈락토실트랜스퍼라제와 함께 사용될 때, CD20 mAb의 높은 수준의 갈락토실화가 시험관 내에서 가능함이 제안되었다 (Li et al., Nat. Biotechnol. 24(2): 210-215 (2006)). 항체가 입체 장애가 적은 상태로 개방된 입체형태일 때 갈락토스 전달이 발생한다고 생각되었다. 이중 돌연변이, 즉 이중 Fc 뮤테인에 의한 구조적 또는 입체형태적 변화는 영구적으로 개방된 입체형태를 유발하여, 크게 증가된 갈락토스 및 시알산 전달을 허용한다.
본원의 본 발명자들의 연구로부터, 아미노산 F243 또는 V264의 개별 돌연변이는 IgG1 분자의 Fc 영역의 갈락토실화 및 시알릴화 증가에 대해 유사한 효과를 갖는 것으로 보인다. 문헌 [Lund et al., J. Immunology 157(11): 4963-4969 (1996)]은 Fc 영역 내의 단일 아미노산 Phe241, Phe243, Val264, Aps265 또는 Tyr296을 변경함으로써 12-42% 단일시알릴화된 형태 및 4-31% 이중시알릴화된 형태의 수준을 생성하는, CHO-K1 세포주에서 생산되는 시알릴화된 IgG3의 중간 정도의 증가를 보고하였다. 본원에서 보고되는 바와 같이, 본원의 물질 및 방법에 의해 생산된 항체는 특이적 부위, 즉 F243 또는 V264가 알라닌으로 변경될 때 시알릴화의 유의한 증가를 보였다. 또한, 91%를 초과하는 α2,6-시알릴화된 종 수준은 두 부위가 동시에 돌연변이될 때 달성되었다 (표 3).
생물학적 표적
하기 실시예에서 본 발명자들은 상업적으로 입수가능한 항-Her2 및 항-TNF 항체와 유사한 서열을 갖는 IgG1 항체를 사용하여 본 발명의 물질 및 방법을 예시하지만, 본 발명은 개시된 항체로 제한되지 않음을 유의하여야 한다. 당업자는 향상된 항-염증 활성 또는 감소된 이펙터 기능의 특징이 바람직한 임의의 Fc-함유 폴리펩티드를 생산하기 위해 본원의 물질 및 방법이 사용될 수 있음을 인식하고 알 것이다. 또한, 이와 같이 본 발명에 의해 생산된 Fc-함유 폴리펩티드 또는 항체의 유형에 대한 제한이 존재하지 않음을 유의하여야 한다. Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역은 IgA, IgD, IgE, IgG 또는 IgM의 것일 수 있다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역은 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4를 비롯한 IgG의 것이다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드의 Fc 영역은 IgG1의 것이다. 구체적인 실시양태에서, 본원의 물질 및 방법에 의해 생산된 항체 또는 항체 단편은 인간화, 키메라 (chimeric) 또는 인간 항체일 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 염증에 관여하는 생물학적 표적에 결합할 것이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 염증유발 시토카인에 결합할 것이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α, IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-9, IL-10, 1L-12, IL-15, IL-17, IL-18, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-23R, IL-25, IL-27, IL-33, CD2, CD4, CD11A, CD14, CD18, CD19, CD23, CD25, CD40, CD40L, CD20, CD52, CD64, CD80, CD147, CD200, CD200R, TSLP, TSLPR, PD-1, PDL1, CTLA4, VLA-4, VEGF, PCSK9, α4β7-인테그린, E-셀렉틴, 팩트 II, ICAM-3, 베타2-인테그린, IFNγ, C5, CBL, LCAT, CR3, MDL-1, GITR, ADDL, CGRP, TRKA, IGF1R, RANKL, GTC, αBLys, 또는 상기 언급된 임의의 분자에 대한 수용체로 이루어진 군 중에서 선택된 분자에 결합할 것이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 TNF-α에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 Her2에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 PCSK9에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 TNFR에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 LCAT에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 TSLP에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 PD-1에 결합할 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 IL-23에 결합할 것이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 자가면역 항원, 알레르겐, MHC 분자 또는 레수스 (Rhesus) 인자 D 항원 중에서 선택된 항원에 대해 특이적일 것이다. 예를 들어, 본원에 참조로 포함되는 WO2010/10910의 표 1에 나열된 항원을 참조한다.
항-염증 특성을 증가시키거나 이펙터 기능/세포독성을 감소시키는 방법
본 발명은 또한 염증성 상태를 치료하는데 유용한 모 Fc-함유 폴리펩티드 (예를 들어, 염증에 관여하는 항원에 결합하는 항체 또는 이뮤노어드헤신)를 선택하는 단계, 및 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 단계를 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성을 증가시키는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고, Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 특성을 갖는다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243Y 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243T 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264N을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243V 및 V264G를 포함한다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 염증에 관여하는 항원에 결합하는 항체, 항체 단편 또는 이뮤노어드헤신이다. 한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 염증성 상태의 치료를 위해 이미 시판되거나 개발 중인 항체, 항체 단편 또는 이뮤노어드헤신이다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 무로모납 (Muromonab)-CD3 (항-CD3 수용체 항체), 압식시맙 (Abciximab) (항-CD41 7E3 항체), 리툭시맙 (Rituximab) (항-CD20 항체), 다클리주맙 (Daclizumab) (항-CD25 항체), 바실릭시맙 (Basiliximab) (항-CD25 항체), 팔리비주맙 (Palivizumab) (항-RSV (호흡기 세포융합 바이러스) 항체), 인플릭시맙 (Infliximab) (항-TNFα 항체), 트라스투주맙 (항-Her2 항체), 겜투주맙 오조가미신 (Gemtuzumab ozogamicin) (항-CD33 항체), 알렘투주맙 (Alemtuzumab) (항-CD52 항체), 이브리투모맙 티욱세탄 (Ibritumomab tiuxeten) (항-CD20 항체), 아달리무맙 (Adalimumab) (항-TNFα 항체), 오말리주맙 (Omalizumab) (항-IgE 항체), 토시투모맙 (Tositumomab)-131I (항-CD20 항체의 아이오딘화 유도체), 에팔리주맙 (Efalizumab) (항-CD11a 항체), 세툭시맙 (Cetuximab) (항-EGF 수용체 항체), 골리무맙 (Golimumab) (항-TNFα 항체), 베바시주맙 (Bevacizumab) (항-VEGF-A 항체), 나탈리주맙 (Natalizumab) (항-α4 인테그린), 에팔리주맙 (항-CD11a), 세톨리주맙 (Cetolizumab) (항-TNFα 항체), 토실리주맙 (Tocilizumab) (항-IL-6R), 유스텐키누맙 (Ustenkinumab) (항 IL-12/23), 알렘투주맙 (항-CD52), 및 나탈리주맙 (항-α4 인테그린), 및 그의 변이체로 이루어진 군 중에서 선택된 항체이다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 아르칼리스트 (Arcalyst)/랄로나셉트 (rilonacept) (IL1R-Fc 융합체), 오렌시아 (Orencia)/아바타셉트 (abatacept) (CTLA-4-Fc 융합체), 아메비브 (Amevive)/알레파셉트 (alefacept) (LFA-3-Fc 융합체), 아나킨라 (Anakinra)-Fc 융합체 (IL-1Ra-Fc 융합 단백질), 에타네르셉트 (etanercept) (TNFR-Fc 융합 단백질), FGF-21-Fc 융합 단백질, GLP-1-Fc 융합 단백질, RAGE-Fc 융합 단백질, ActRIIA-Fc 융합 단백질, ActRIIB-Fc 융합 단백질, 글루카곤-Fc 융합 단백질, 옥신토모듈린 (oxyntomodulin)-Fc-융합 단백질, GM-CSF-Fc 융합 단백질, EPO-Fc 융합 단백질, 인슐린-Fc 융합 단백질, 프로인슐린-Fc 융합 단백질 및 인슐린 전구체-Fc 융합 단백질, 및 그의 유사체 및 변이체로 이루어진 군 중에서 선택된 Fc-융합 단백질이다.
본 발명은 또한 모 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 것을 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 이펙터 기능을 감소시키는 방법을 포함하고, 여기서 상기 Fc 함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 이펙터 기능을 가지고, 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 항체 또는 그의 항원 결합 단편이다. 한 실시양태에서, 이펙터 기능은 ADCC이다. 또 다른 실시양태에서, 이펙터 기능은 CDC이다.
본 발명은 또한 염증에 관여하는 항원에 결합하는 염증성 상태를 치료하는데 유용한 모 Fc-함유 폴리펩티드 (예를 들어, 염증에 관여하는 항원에 결합하는 항체 또는 이뮤노어드헤신)를 선택하는 단계, 및 Fc-함유 폴리펩티드의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 단계를 포함하는, Fc-함유 폴리펩티드의 세포독성을 감소시키는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고, Fc-함유 폴리펩티드는 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 감소된 세포독성을 갖는다.
한 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 천연 Fc 영역을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 F243A 돌연변이를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 모 Fc-함유 폴리펩티드는 V264A 돌연변이를 포함한다.
치료 방법
본 발명은 또한 대상체에게 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드의 치료 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 염증성 상태의 치료를 필요로 하는 대상체에서 염증성 상태를 치료하는 방법을 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243A 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243Y 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243T 및 V264G를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264A를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243L 및 V264N을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 돌연변이 F243V 및 V264G를 포함한다. 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 임의의 경로로 투여할 수 있다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드 비경구로 투여된다. 한 실시양태에서, Fc-함유 폴리펩티드는 피하 투여된다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 원치 않은 염증성 면역 반응이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 자가면역 질환이다. 한 실시양태에서, 염증성 상태는 다발성 경화증일 것이다. 한 실시양태에서, 염증성 상태는 전신 홍반성 루푸스이다. 한 실시양태에서, 염증성 상태는 I형 당뇨병이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 선천적인 무감마글로불린혈증 및 저감마글로불린혈증, 공통 가변성 면역결핍, 중증 복합 면역결핍, 또는 비스코트-올드리치 (Wiskott Aldrich) 증후군을 비롯한 원발성 면역결핍 증후군이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 B-세포 림프구성 백혈병, HIV 감염 또는 동종 골수 이식을 비롯한 속발성 면역결핍 증후군이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 특발성 혈소판감소성 자반증이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 다발성 골수종이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 길랑-바레 (Guillain-Barre) 증후군이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 가와사끼 (Kawasaki) 질환이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 만성 염증성 탈수초성 다발성 신경병증 (CIDP)이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 자가면역 호중구감소증이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 용혈성 빈혈이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 항-인자 VIII 자가면역 질환이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 다초점 신경병증이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 전신성 혈관염 (ANCA 양성)이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 다발근염이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 피부근염이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 항인지질 증후군이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 패혈 증후군이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 이식편-대-숙주 질환이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 알레르기이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 항-레수스 인자 D 반응이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 심혈관계의 염증성 상태이다. 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 모두 염증과 연관된, 아테롬성동맥경화증, 아테롬성혈전증, 관상동맥 고혈압, 급성 관상동맥 증후군 및 심부전의 치료를 위해 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 중추신경계의 염증성 상태이다. 또 다른 실시양태에서, 염증성 상태는 말초신경계의 염증성 상태일 것이다. 예를 들어, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 예를 들어 알츠하이머 질환, 근위축성 측삭경화증 (ALS로도 알려짐; 루 게릭 (Lou Gehrig) 질환), 허혈성 뇌 손상, 프리온 질환, 및 HIV-연관 치매의 치료를 위해 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 위장관의 염증성 상태이다. 예를 들어, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 염증성 장 장애, 예를 들어, 크론 질환, 궤양성 대장염, 복강 질환, 및 과민성 대장 증후군의 치료를 위해 사용될 수 있다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 건선, 아토피성 피부염, 관절염, 예를 들어 류마티스 관절염, 골관절염, 및 건선성 관절염이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 스테로이드-의존성 아토피성 피부염이다.
한 실시양태에서, 염증성 상태는 악액질이다.
본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드를 사용하여 치료될 수 있는 다른 염증성 장애의 예는 또한 다음을 포함한다: 여드름, 천식, 자가면역 질환, 만성 전립선염, 사구체신염, 과민증, 골반 염증성 질환, 재관류 손상, 사르코이드증, 이식 거부, 혈관염, 간질성 방광염 및 근병증.
한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 체중 1 kg당 1 내지 100 mg의 용량으로 투여될 것이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 체중 1 kg당 0.001 내지 10 mg의 용량으로 투여될 것이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 체중 1 kg당 0.001 내지 0.1 mg의 용량으로 투여될 것이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 체중 1 kg당 0.001 내지 0.01 mg의 용량으로 투여될 것이다.
제약 제제
본 발명은 또한 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는 제약 제제를 포함한다.
한 실시양태에서, 본 발명은 Fc-함유 폴리펩티드를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이고, 여기서 Fc-함유 폴리펩티드 상의 적어도 70%의 N-글리칸은 NANA(1-4)Gal(1-4)GlcNAc(2-4)Man3GlcNAc2로 이루어진 군 중에서 선택된 올리고사카라이드 구조를 포함하고, 여기서 Fc-함유 폴리펩티드는 Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하고, 여기서 넘버링은 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따른다. 한 실시양태에서, 돌연변이는 F243A 및 V264A이다. 한 실시양태에서, 적어도 47 몰%의 N-글리칸은 구조 NANA2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2를 갖는다. 한 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸 내의 시알산 잔기는 α-2,6 연결을 통해 부착된다. 한 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸 내의 시알산 잔기는 α-2,6 연결을 통해 부착되고, 검출가능한 수준의 α-2,3 연결 시알산은 없다. 한 실시양태에서, 시알릴화된 N-글리칸은 N-글리콜릴뉴라민산 (NGNA)을 포함하지 않을 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "제약상 허용되는"은 미국 연방 또는 주 정부의 규제 당국에 의해 승인되거나 미국 약전 또는 동물, 보다 특히 인간에서 사용을 위해 일반적으로 인정되는 다른 약전에 나열된 활성 성분(들)의 생물학적 활성의 유효성을 저해하지 않는 비-독성 물질을 의미한다. 용어 "담체"는 그와 함께 치료제가 투여되는 희석제, 보조제, 부형제, 또는 비히클을 의미하고, 멸균 액체, 예컨대 물 및 오일을 포함하고, 이로 제한되지 않는다. 담체의 특징은 투여 경로에 따라 결정될 것이다.
치료 및 진단제의 제약 제제는 허용되는 담체, 부형제, 또는 안정화제와, 예를 들어, 동결건조 분말, 슬러리, 수용액 또는 현탁액의 형태로 혼합함으로써 제조될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Hardman et al. (2001) Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, McGraw-Hill, New York, NY]; [Gennaro (2000) Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott, Williams, and Wilkins, New York, NY]; [Avis, et al. (eds.) (1993) Pharmaceutical Dosage Forms: Parenteral Medications, Marcel Dekker, NY]; [Lieberman, et al. (eds.) (1990) Pharmaceutical Dosage Forms: Tablets, Marcel Dekker, NY]; [Lieberman, et al. (eds.) (1990) Pharmaceutical Dosage Forms: Disperse Systems, Marcel Dekker, NY]; [Weiner and Kotkoskie (2000) Excipient Toxicity and Safety, Marcel Dekker, Inc., New York, NY] 참조).
투여 방식은 상이할 수 있다. 적합한 투여 경로는 경구, 직장, 경점막, 창자, 비경구; 근육내, 피하, 피내, 골수내, 경막내, 직접적인 심실내, 정맥내, 복강내, 비내, 안내, 흡입, 취입, 국소, 피부, 경피, 또는 동맥내를 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 침습 경로에 의해, 예컨대 주사 (상기 참조)에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드, 또는 그의 제약 조성물은 정맥내, 피하, 근육내, 동맥내, 관절내 (예를 들어 관절염 관절에서), 종양내, 또는 흡입, 에어로졸 전달에 의해 투여된다. 비-침습 경로 (예를 들어, 경구; 예를 들어, 환제, 캡슐 또는 정제)에 의한 투여도 본 발명의 범위에 포함된다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 침습 경로에 의해, 예컨대 주사 (상기 참조)에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드, 또는 그의 제약 조성물은 정맥내, 피하, 근육내, 동맥내, 관절내 (예를 들어 관절염 관절에서), 종양내, 또는 흡입, 에어로졸 전달에 의해 투여된다. 비-침습 경로 (예를 들어, 경구; 예를 들어, 환제, 캡슐 또는 정제)에 의한 투여도 본 발명의 범위에 포함된다.
조성물은 당업계에 공지된 의학 장치로 투여될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제약 조성물은 예를 들어 미리 충전된 시린지 또는 자동주입기를 비롯한 피하주사침을 사용하여 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명의 제약 조성물은 또한 무바늘 (needleless) 피하 주사 장치; 예컨대 미국 특허 번호 6,620,135; 6,096,002; 5,399,163; 5,383,851; 5,312,335; 5,064,413; 4,941,880; 4,790,824 또는 4,596,556에 개시된 장치를 사용하여 투여될 수 있다.
본 발명의 제약 조성물은 또한 주입에 의해 투여될 수 있다. 제약 조성물 투여를 위한 잘 공지된 임플란트 및 모듈의 예는 다음을 포함한다: 제어된 속도로 약물을 분배하기 위한 이식가능한 미세주입 펌프를 개시하고 있는 미국 특허 번호 4,487,603; 정밀한 주입 속도로 약물을 전달하기 위한 약물 주입 펌프를 개시하고 있는 미국 특허 번호 4,447,233; 연속 약물 전달을 위한 가변 유동 이식가능 주입 장치를 개시하고 있는 미국 특허 번호 4,447,224; 다챔버 구획을 갖는 삼투 약물 전달 시스템을 개시하고 있는 미국 특허 번호 4,439,196. 많은 다른 상기 임플란트, 전달 시스템, 및 모듈은 당업자에게 잘 공지되어 있다.
별법으로, 항체는 전신 방식보다는 국소 방식으로, 예를 들어 관절염 관절 내로의 항체의 직접 주사를 통해, 종종 데포 (depot) 또는 지속 방출 제제로 투여될 수 있다. 또한, 항체는 표적화된 약물 전달 시스템으로, 예를 들어 관절염 관절 또는 면역병리학에 의해 특성화되는 병원체-유도 병변을 표적화하는, 예를 들어 조직-특이적 항체로 코팅된 리포솜으로 투여될 수 있다. 리포솜은 이환된 조직에 대해 표적화되고 이에 의해 선택적으로 흡수될 것이다.
투여 요법은 치료 항체의 혈청 또는 조직 교체율, 증상의 수준, 치료 항체의 면역원성, 및 생물학적 매트릭스 내의 표적 세포의 접근성을 비롯한 여러 인자에 따라 결정된다. 바람직하게는, 투여 요법은 원하지 않은 부작용을 동시에 최소화하면서 표적 질환 상태의 개선을 달성하기 위해 충분한 치료 항체를 전달한다. 따라서, 전달되는 생물학적 물질의 양은 부분적으로는 특정 치료 항체 및 치료되는 병태의 중증도에 따라 결정된다. 치료 항체의 적절한 용량 선택에 대한 지침이 이용가능하다 (예를 들어, 문헌 [Wawrzynczak (1996) Antibody Therapy, Bios Scientific Pub. Ltd, Oxfordshire, UK]; [Kresina (ed.) (1991) Monoclonal Antibodies, Cytokines and Arthritis, Marcel Dekker, New York, NY]; [Bach (ed.) (1993) Monoclonal Antibodies and Peptide Therapy in Autoimmune Diseases, Marcel Dekker, New York, NY]; [Baert, et al. (2003) New Engl. J. Med. 348:601-608]; [Milgrom et al. (1999) New Engl. J. Med. 341:1966-1973]; [Slamon et al. (2001) New Engl. J. Med. 344:783-792]; [Beniaminovitz et al. (2000) New Engl. J. Med. 342:613-619]; [Ghosh et al. (2003) New Engl. J. Med. 348:24-32]; [Lipsky et al. (2000) New Engl. J. Med. 343:1594-1602] 참조).
적절한 용량은 예를 들어 치료에 영향을 주는 것으로 당업계에 알려져 있거나 의심되는 파라미터 또는 인자를 사용하여 임상의에 의해 결정된다. 일반적으로, 용량은 다소 최적 용량 미만의 양으로 시작하고, 임의의 음성 부작용에 비해 목적하는 또는 최적 효과가 달성될 때까지 조금씩 증가된다. 중요한 진단 척도는 예를 들어 염증의 증상 또는 생산되는 염증성 시토카인의 수준을 포함한다. 바람직하게는, 사용되는 생물학적 물질은 치료를 위해 표적화되는 동물과 동일한 종으로부터 유래되고, 따라서 시약에 대한 임의의 면역 반응을 최소화한다. 인간 대상체의 경우에, 예를 들어, 키메라, 인간화 및 완전 인간 Fc-함유 폴리펩티드가 바람직하다.
Fc-함유 폴리펩티드는 연속 주입에 의해, 또는 예를 들어 매일, 매주 1-7회, 매주, 격주, 매달, 2개월마다, 분기마다, 6개월마다, 매년 등으로 투여되는 용량에 의해 제공될 수 있다. 용량은 예를 들어 정맥내, 피하, 국소, 경구, 비내, 직장, 근육내, 뇌내, 척수내, 또는 흡입에 의해 제공될 수 있다. 총 1주 용량은 일반적으로 적어도 0.05 ㎍/kg 체중, 보다 일반적으로 적어도 0.2 ㎍/kg, 0.5 ㎍/kg, 1 ㎍/kg, 10 ㎍/kg, 100 ㎍/kg, 0.25 mg/kg, 1.0 mg/kg, 2.0 mg/kg, 5.0 mg/ml, 10 mg/kg, 25 mg/kg, 50 mg/kg 또는 그 초과이다 (예를 들어, 문헌 [Yang et al., New Engl. J. Med. 349:427-434 (2003)]; [Herold et at, New Engl. J. Med. 346:1692-1698 (2002)]; [Liu et al., J. Neurol. Neurosurg. Psych. 67:451-456 (1999)]; [Portielji et al., Cancer Immunol. Immunother. 52:133-144 (2003)] 참조). 다른 실시양태에서, 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드는 10, 20, 50, 80, 100, 200, 500, 1000 또는 2500 mg/대상체에서 매주, 격주, "4주마다", 매달, 2개월마다, 또는 매분기 기준으로 피하 또는 정맥내 투여된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "치료 유효량", "치료 유효 용량" 및 "유효량"은 단독으로 또는 추가의 치료제와 조합하여 세포, 조직, 또는 대상체에게 투여될 때 질환 또는 병태의 하나 이상의 증상 또는 상기 질환 또는 병태의 진행의 측정가능한 개선을 유도하기에 효과적인 본 발명의 Fc-함유 폴리펩티드의 양을 의미한다. 치료 유효 용량은 또한 증상의 적어도 부분적 개선, 예를 들어 관련 의학적 병태의 치료, 치유, 예방 또는 개선, 또는 상기 병태의 치료, 치유, 예방 또는 개선 속도의 증가를 유도하기에 충분한 Fc-함유 폴리펩티드의 양을 의미한다. 단독으로 투여되는 개별 활성 성분에 적용될 때, 치료 유효 용량은 그 성분 단독을 지칭한다. 조합에 적용될 때, 치료 유효 용량은 조합하여, 순차적으로 또는 동시에 투여하든지 상관하지 않고 치료 효과를 유도하는 활성 성분의 조합된 양을 의미한다. 치료제의 유효량은 진단 척도 또는 파라미터를 적어도 10%; 대체로 적어도 20%; 바람직하게는 적어도 약 30%; 보다 바람직하게는 적어도 40%, 가장 바람직하게는 적어도 50%의 개선을 유도할 것이다. 또한, 유효량은 주관적인 척도가 질환의 중증도 평가에 사용되는 경우에 주관적인 척도의 개선을 야기할 수 있다.
실시예 1
균주 및 시약
에스케리키아 콜라이 (Escherichia coli) 균주 TOP10 또는 DH5α (인비트로젠 (Invitrogen), 미국 캘리포니아주)를 재조합 DNA 연구에 사용하였다. 제한 엔도뉴클레아제, DNA 변형 효소 및 PNGase F는 뉴 잉글랜드 바이오랩스 (New England Biolabs, 미국 미국 매사추세츠주 입스위치)로부터 얻었다. 올리고뉴클레오티드는 인테그레이티드 디엔에이 테크놀로지스 (Integrated DNA Technologies, 미국 아이오와주 코랄빌)로부터 주문하였다.
실시예 2
항-Her2 IgG1 Fc 뮤테인 및 피치아 파스토리스 재조합 발현 벡터의 구축
피치아 파스토리스에서 Her2 IgG1 모노클로날 항체의 단일 및 이중 Fc 뮤테인의 제조를 아래에 나열된 서열 및 프로토콜을 사용하여 수행하였다.
A. 중쇄 및 경쇄
Her2 모노클로날 IgG1 항체의 제조를 위해 사용된 중쇄 및 경쇄 서열 (각각 서열 1 및 2)를 아래에 제시한다. 중쇄 항-Her2 이중 뮤테인 항체의 아미노산 서열을 서열 9에 제시한다. 중쇄 및 경쇄는 피치아 파스토리스 코돈 사용 빈도에 따라 코돈 최적화되었고, 게네아르트 아게 (GeneArt AG, 독일 데-93053 로겐스부르크 요세프-엔게르트-슈트라세 11)에 의해 합성되어 pUC19 내로 클로닝되었다.
아미노산 위치 F243에서의 알라닌 Fc 돌연변이는 전방향 및 역방향 프라이머 FcF243A-F (서열 3) 및 FcF243A-R (서열 4)을 사용하여 퀵체인지® 부위 지정 돌연변이 유발 키트 (스트라타젠 (Stratagene, 미국 캘리포니아주)를 사용하여 수행하였다. 이와 유사하게, 아미노산 위치 V264에서의 돌연변이는 전방향 및 역방향 프라이머 V254A-F (서열 5) 및 V264A-R (서열 6)을 사용하여 수행하였다. 이중 돌연변이는 각각의 단일 뮤테인 플라스미드로부터 F243A 및 V264A 부위 사이의 효소에 의한 소화, 이어서 라이게이션을 통해 수행하였다.
B. 신호 서열
α-교배 인자 프리도메인의 신호 서열을 PCR 융합에 의해 경쇄 또는 중쇄의 5' 말단에 인 프레임으로 (in frame) 융합하였다. 서열을 상기한 바와 같이 코돈 최적화시켰다. 코작 (Kozak) 서열 AAACG을 메티오닌의 5' 말단에 부가하고, EcoRI 부위를 클로닝을 위해 코작 서열 앞에 부가하였다. DNA 서열 (서열 7) 및 아미노산 (서열 8) 번역을 아래에 제시한다.
C. IgG1 및 IgG1 Fc 뮤테인의 발현을 위한 재조합 플라스미드
IgG1 및 그의 뮤테인의 융합된 신호 서열을 갖는 중쇄 및 경쇄를 각각 피치아 파스토리스 AOX1 프로모터 하에 에스. 세레비시아에 Cyc 종결인자 앞에 클로닝하였다. 완성된 중쇄 및 경쇄의 발현 카세트를 함께 최종 발현 벡터 내에 두었다. 피치아 파스토리스 내로의 게놈 삽입은 SpeI를 사용한 벡터의 선형화 및 Trp2 부위 내로의 표적화된 통합에 의해 달성하였다.
본원에서 사용된 플라스미드의 개요를 아래 표 1에 제시한다. Her2 이중 Fc 뮤테인에 대한 최종 발현 플라스미드의 도면을 도 1에 제시한다.
Figure pct00003
실시예 3
항-Her2 및 그의 Fc 뮤테인을 생산하기 위한 당조작된 피치아 GFI5.0 및 GFI6.0 숙주
2가지 상이한 당조작된 피치아 숙주 GFI5.0 및 GFI6.0을 본 발명에서 적용하였다. US 7,029,872 (Gerngross) 및 US 7,449,308 (Gerngross)에 개시된 절차에 따라, 우세한 종으로서 목적하는 N-글리코형을 갖는 목적하는 폴리펩티드를 발현할 수 있도록 하등 진핵 숙주 세포를 유전적으로 조작하기에 유용한 벡터를 구축할 수 있다. GFI5.0 및 GFI6.0 균주는 문헌 [Hamilton et al., Science, 313: 1441-1443 (2006)] 및 US 2006/0286637 (Hamilton)에 기재된 방법에 따라 NRRL11430 (아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션 (American Type Culture Collection (ATCC), 미국 20108 버니지아주 매너서스 피.오. 박스 1549)으로부터 조작하였다. 조작된 피치아 파스토리스 균주 GFI5.0은 말단 갈락토스를 갖는 이중 안테나 N-글리칸 구조를 갖는 단백질을 생산할 수 있다. 여기서 사용되는 GFI5.0 균주 RDP697의 유전자형은 다음과 같다:
Figure pct00004
조작된 피치아 파스토리스 균주 GFI6.0 YGLY3582의 유전자형은 다음과 같다:
Figure pct00005
GFI6.0 균주는 말단 α2,6-연결된 시알산이 갈락토스에 부착된 이중 안테나 N-글리칸 구조를 갖는 단백질을 생산할 수 있다.
유전자형을 설명하기 위해 사용된 약어는 일반적으로 공지되어 있고, 당업자에 의해 이해되고, 다음 약어를 포함한다:
ScSUC2 에스. 세레비시아에 인버타제
OCH1 알파-1,6-만노실트랜스퍼라제
KlMNN2-2 케이. 락티스 UDP-GlcNAc 수송체
BMT1 베타-만노스-전달 (베타-만노스 제거)
BMT2 베타-만노스-전달 (베타-만노스 제거)
BMT3 베타-만노스-전달 (베타-만노스 제거)
BMT4 베타-만노스-전달 (베타-만노스 제거)
MNN4L1 MNN4-유사 1 (전하 제거)
MmSLC35A3 UDP-GlcNAc 수송체의 마우스 상동체
PNO1 N-글리칸의 포스포만노실화 (전하 제거)
MNN4 만노실트랜스퍼라제 (전하 제거)
ScGAL10 UDP-글루코스 4-에피머라제
XB33 ScKRE2 리더에 융합된 말단절단된 HsGalT1
DmUGT UDP-갈락토스 수송체
KD53 ScMNN2 리더에 융합된 말단절단된 DmMNSII
TC54 ScMNN2 리더에 융합된 말단절단된 RnGNTII
NA10 PpSEC12 리더에 융합된 말단절단된 HsGNTI
FB8 ScSEC12 리더에 융합된 말단절단된 MmMNS1A
TrMDS1 분비형 티. 레에세이 (T. reseei) MNS1
ADE1 N-숙시닐-5-아미노이미다졸-4-카르복스아미드 리보티드
(SAICAR) 신테타제
MmCST 마우스 CMP-시알산 수송체
HsGNE 인간 UDP-GlcNAc 2-에피머라제/N-아세틸만노스아민 키나제
HsCSS 인간 CMP-시알산 신타제
HsSPS 인간 N-아세틸뉴라미네이트-9-포스페이트 신타제
MmST6-33 ScKRE2 리더에 융합된 말단절단된 마우스 알파-2,6-시알릴
트랜스퍼라제
LmSTT3d 레이슈마니아 메이저 (Leishmania major)로부터의 올리고사카릴
트랜스퍼라제의 촉매 하위단위
실시예 4
효모 형질전환 및 스크리닝
당조작된 GFI5.0 및 GS6.0 균주를 YPD 풍부 배지 (효모 추출물 1%, 펩톤 2% 및 2% 덱스트로스)에서 성장시키고, 원심분리에 의해 대수증식기에서 수거하고, 빙냉 1 M 소르비톨로 3회 세척하였다. 1 내지 5 ㎍의 SpeI 소화된 플라스미드를 적격 효모 세포와 혼합하고, 바이오-라드 (Bio-Rad) 진 펄서 엑스셀 (Gene Pulser Xcell)™ (바이오-라드, 미국 94547 캘리포니아주 허큘리즈 알프레드 노벨 드라이브 2000) 예비설정 피치아 파스토리스 전기천공 프로그램을 사용하여 전기천공하였다. 24℃에서 회수 풍부 배지에서 1시간 후에, 세포를 300 ㎍/ml 제오신을 함유하는 최소 덱스트로스 배지 (1.34% YNB, 0.0004% 비오틴, 2% 덱스트로스, 1.5% 아가) 플레이트 상에 플레이팅하고, 형질전환체가 나타날 때까지 24℃에서 인큐베이션하였다.
고역가 균주를 스크리닝하기 위해, 96개의 형질전환체를 완충된 글리세롤-복합 배지 (BMGY)에 접종하고, 72시간 동안 성장시킨 후, 완충된 메탄올-복합 배지 (BMMY)에서 24시간 동안 유도하였다. 항체의 분비는 단백질 A 비드 검정에 의해 다음과 같이 평가하였다. 96 웰 플레이트 배양액으로부터의 50 ㎕ 상청액을 비-결합 96 웰 검정 플레이트에서 50 mM 트리스 (Tris) pH 8.5와 1:1로 희석하였다. 각각의 96 웰 플레이트에 대해, 2 ml의 자기 바이오맥 (BioMag) 단백질 A 현탁액 비드 (퀴아겐 (Qiagen); 미국 캘리포니아주 발렌시아)를 자기 랙 (rack) 내에 유지된 튜브에 넣었다. 비드가 튜브의 측면에 수집된 2-3분 후에, 완충제를 따라 버렸다. 비드를 원래 부피와 동일한 부피의 세척 완충제 (100 mM 트리스, 150 mM NaCl, pH 7.0)로 3회 세척하고, 동일한 세척 완충제 내에 재현탁하였다. 20 ㎕의 비드를 희석된 샘플을 함유한 검정 플레이트의 각각의 웰에 첨가하였다. 플레이트를 덮고, 부드럽게 볼텍싱한 후, 15분마다 볼텍싱하면서 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후에, 샘플 플레이트를 자기 플레이트 상에 놓아 비드가 각각의 웰의 한 측면에 모이도록 유도하였다. 바이오멕 (Biomek) NX 액체 취급기 (Liquid Handler) (벡크만 쿨터 (Beckman Coulter, 미국 캘리포니아주 풀러튼)) 상에서, 플레이트로부터 상청액을 폐기액 용기로 제거하였다. 이어서, 샘플 플레이트를 자석으로부터 제거하고, 비드를 100 ㎕ 세척 완충제로 세척하였다. 플레이트를 다시 자석 상에 놓은 후 세척 완충제를 흡인에 의해 제거하였다. 20 ㎕ 로딩 완충제 (25 mM NEM (피어스 (Pierce, 미국 일리노이주 록포드))을 함유하는 인비트로젠 E-PAGE 겔 로딩 완충제)를 각각의 웰에 첨가하고, 플레이트를 잠깐 동안 볼텍싱하였다. 500 rpm에서 벡크만 알레그라 (Allegra) 6 원심분리기 상에서 원심분리한 후, 샘플을 99℃에서 5분 동안 인큐베이션한 후, E-PAGE 고효율 프리-캐스트 (pre-cast) 겔 (인비트로젠, 미국 캘리포니아주 칼스바드) 상에서 진행시켰다. 겔을 겔 염색 용액 (0.5 g 쿠마시 G250 브릴리언트 블루 (Brilliant Blue), 40% MeOH, 7.5% 아세트산)으로 덮고, 마이크로파로 35초 동안 가열한 후, 실온에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 겔을 증류수 내에서 밤새 탈염색하였다. 실시예 5에서 상세히 설명되는 추가의 식스포르스 (Sixfors) 발효 스크리닝을 위해 고역가 콜로니를 선택하였다. IgG1 야생형 (모) 및 Fc 뮤테인 생산 균주의 개요를 아래 표 2에 제공한다.
Figure pct00006
실시예 5
생물반응기 (식스포르스) 스크리닝
생물반응기 발효 스크리닝을 아래에서 설명되는 바와 같이 수행하였다: 당조작된 피치아 파스토리스의 유가식 (fed-batch) 발효를 0.5 리터 생물반응기 (식스포르스 멀티-발효 시스템, ATR 바이오테크 (ATR Biotech, 미국 메릴랜드주 로렐)) 내에서 다음 조건 하에 실행하였다: pH 6.5, 24℃, 300 ml 기류/min, 및 초기 교반기 속도 550 rpm (초기 작업 부피 350 ml (330 ml BMGY 배지 [100 mM 인산칼륨, 10 g/l 효모 추출물, 20 g/l 펩톤 (비디 (BD, 미국 뉴저지주 프랭클린 레이크스)), 40 g/l 글리세롤, 18.2 g/l 소르비톨, 13.4 g/l YNB (비디, 미국 뉴저지주 프랭클린 레이크스), 4 mg/l 비오틴] 및 20 ml 접종물)). IRIS 멀티-발효기 소프트웨어 (ATR 바이오테크 (미국 메릴랜드주 로렐))를 이용하여 교반기 속도를 발효 1시간 내지 10시간 사이에서 550 rpm에서 1200 rpm으로 선형으로 증가시켰다. 그 결과, 용존 산소 농도는 발효 동안 변동이 가능하였다. 발효를 초기 글리세롤 충전량 (40 g/l)이 소비될 때까지 배치식으로 실행하였다 (대개 18-24시간). 제2 배치기는 생물반응기 (50% [w/w] 글리세롤, 5 mg/l 비오틴 및 12.5 ml/l PTM1 염 (65 g/l FeSO4·7H2O, 20 g/l ZnCl2, 9 g/l H2SO4, 6 g/l CuSO4·5H2O, 5 g/l H2SO4, 3 g/l MnSO4·7H2O, 500 mg/l CoCl2·6H2O, 200 mg/l NaMoO4·2H2O, 200 mg/l 비오틴, 80 mg/l NaI, 20 mg/l H3BO4)에 17 ml의 글리세롤 공급 용액을 첨가함으로써 개시하였다. 첨가된 글리세롤이 소비될 때까지 발효를 다시 배치식으로 실시하였다 (대개 6-8시간). 유도기는 메탄올 용액 (100% [w/w] 메탄올, 5 mg/l 비오틴 및 12.5 ml/l PTM1 염)을 0.6 g/hr로, 수거 전에 대개 36시간 동안 공급함으로써 개시하였다. 전체 부피를 반응기로부터 제거하고, SLC-6000 로터가 장착된 소르발 에볼루션 (Sorvall Evolution) RC 원심분리기 (써모 사이언티픽 (Thermo Scientific, 미국 매사추세츠주 밀포드))에서 30분 동안 8,500 rpm에서 원심분리하였다. 세포 덩어리를 폐기하고, 상청액을 정제 및 분석을 위해 보유하였다. 글리칸 품질은 MALDI-비행시간 (TOF) 분광측정법 및 문헌 [Li et al., Nat. Biotech. 24(2): 210-215 (2006)]에 따른 2-아미노벤지딘 (2-AB) 표지에 의해 평가하였다. PNGase-F로 처리하여 항체로부터 글리칸을 방출시키고, MALDI-TOF에 의해 분석하여 글리칸 구조를 확인하였다. 존재하는 중성 및 하전된 글리칸의 상대적인 양을 정량하기 위해, N-글리코시다제 F 방출 글리칸을 2-AB로 표지하고, HPLC에 의해 분석하였다.
실시예 6
생물반응기 배양
발효를 3L (애플리콘 (Applikon, 미국 캘리포니아주 포스터 시티)) 및 15L (애플리콘, 미국 캘리포니아주 포스터 시티) 유리 생물반응기 및 40L (애플리콘, 미국 캘리포니아주 포스터 시티) 스테인레스 스틸, 현장 증기 (steam in place) 생물반응기 내에서 수행하였다. 종균 배양액은 BMGY 배지를 동결된 원액 바이알로 1% 부피비에서 직접 접종하여 제조하였다. 세포가 전달시에 기하급수적으로 성장하는 것을 보장하기 위해, 종균 플라스크를 24℃에서 48시간 동안 인큐베이션하여 20±5의 광학 밀도 (OD600)를 얻었다. 배양 배지는 1 리터당 40 g 글리세롤, 18.2 g 소르비톨, 2.3 g K2HPO4, 11.9 g KH2PO4, 10 g 효모 추출물 (비디, 미국 뉴저지주 프랭클린 레이크스), 20 g 펩톤 (비디, 미국 뉴저지주 프랭클린 레이크스), 4 x 10-3 g 비오틴 및 13.4 g 효모 질소 베이스 (비디, 미국 뉴저지주 프랭클린 레이크스)를 함유하였다. 생물반응기를 10% 부피비의 종균 대 초기 배지로 접종하였다. 배양은 유가식으로 다음 조건 하에 이루어졌다: 24±0.5℃로 설정된 온도, NH4OH를 사용하여 6.5±0.1로 제어된 pH, 용존 산소는 O2 첨가시에 교반 속도를 증폭함으로써 1.7±0.1 mg/L로 유지. 기류 속도는 0.7 vvm에서 유지하였다. 초기 충전 글리세롤 (40 g/L)의 고갈 후에, 12.5 mL/L의 PTM1 염을 함유하는 50% 글리세롤 용액을 250 g/L의 습윤 세포 중량에 도달할 때까지 최대 성장률의 50%에서 8시간 동안 기하급수적으로 공급하였다. 0.01 h-1의 비성장률을 유지하기 위해 메탄올을 기하급수적으로 공급할 때 30분 단식기 후에 유도를 개시하였다. 150 mM/L/h의 산소 흡수율에 도달했을 때, 산소 제한을 피하기 위해 메탄올 공급 속도를 일정하게 유지하였다.
실시예 7
항체 정제
분비된 항체의 정제는 이용가능한 공개된 방법 (예를 들어, 문헌 [Li et al., Nat. Biotech. 24(2):210-215 (2006)])을 이용하여 당업자가 수행할 수 있고, 여기서 항체를 발효 상청액으로부터 단백질 A 친화도 크로마토그래피에 의해 포획하고, 페닐 세파로스 고속 유동 수지를 사용하는 소수성 상호작용 크로마토그래피를 이용하여 추가로 정제한다.
실시예 8
글리칸의 MALDI-TOF 분석
N-글리칸을 문헌 ([Choi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 5022-5027 (2003)] 및 [Hamilton et al., Science 301: 1244-1246 (2003)])에 기재된 바와 같이 분석하였다. 당단백질이 환원되고 카르복시메틸화된 후에, 펩티드-N-글리코시다제 F로 처리하여 N-글리칸을 방출시켰다. 방출된 올리고사카라이드는 에탄올을 사용한 단백질의 침전 후에 회수하였다. 분자량은 제조자의 지시에 따라 지연 추출과 함께 보이저 (Voyager) PRO 선형 MALDI-TOF (어플라이드 바이오시스템즈 (Applied Biosystems)) 질량 분광측정기를 사용하여 결정하였다. 상기 실시예에 따라 생산된 항-Her2 항체의 N-글리칸 분석의 결과를 도 4-8에 제시한다.
실시예 9
HPLC에 의한 N-연결 글리칸 분석
각각의 글리코형의 상대적인 양을 정량하기 위해, N-글리코시다제 F 방출 글리칸을 2-아미노벤지딘 (2-AB)으로 표지하고, 문헌 ([Choi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 5022-5027 (2003)] 및 [Hamilton et al., Science 313: 1441-1443 (2006)])에 기재된 바와 같이 HPLC에 의해 분석하였다. GFI6.0 균주에서 생산된 시알릴화된 항-Her2 항체의 양을 3L 생물반응기에서 생산된 단일 및 이중 뮤테인에 대해 및 소규모 0.5L 생물반응기에서 생산된 야생형 및 이중 뮤테인에 대해 표 3에 제시한다.
Figure pct00007
실시예 10
항원 친화도 검정
항원을 발현하는 포유동물 세포를 트립신화에 의해 수거하고, 40 ㎛ 세포 여과기를 통해 여과하고, 96-딥-웰 플레이트 내에서 포스페이트 완충 염수 (PBS) 내의 1% 소 태아 혈청 (FBS) 내에 현탁시켰다. 정제된 항체의 연속 희석액을 세포에 10 내지 0.01 ㎍/ml의 최종 농도로 첨가하였다. 항체 세포 혼합물을 45분 동안 얼음 상에서 인큐베이션하였다. 세포를 저온 PBS 내에 세척하고, PBS 내의 1% FBS 내의 2 ㎍/ml의 항-인간 IgG-알렉사플루오르 (AlexaFluor)488 (인비트로젠, 미국 캘리포니아주 칼스바드)로 45 min 동안 얼음 상에서 암소에서 염색하였다. 세포를 다시 저온 PBS 내에서 세척하고, PBS 내의 1% FBS 내에 현탁하고, U자형 96-웰 플레이트 (유에스에이 사이언티픽 (USA Scientific, 미국 플로리다주 오칼라))에 옮겼다. 평균 형광 강도 (MFI)는 488 nm의 여기 파장 및 525 nm의 방출 파장을 이용하여 구와바 익스프레스플러스 (Guava ExpressPlus) (밀리포어 (Millipore, 미국 매사추세츠주 빌레리카)) 상에서 검출하였다. 결과를 도 3에 제시한다.
실시예 11
FcγR 결합 검정
Fcγ 수용체 결합 검정을 문헌 [Shields et al., J. Biol. Chem. 276: 6591-6604 (2001)]에 기재된 바를 약간 변형하여 수행하였다. 고단백질 결합 96-웰 플레이트 (코닝 코스타 (Corning Costar, 미국 매사추세츠주 로웰))를 웰당 PBS 내의 Fcγ 수용체 용액 100 ㎕를 사용하여 다음 농도로 코팅하였다: FcγRI (알앤디 시스템즈 (R&D Systems)) 및 FcγRIIa (피치아 파스토리스 생산)에 대해 1 ㎍/mL, FcγRIIb/c (피. 파스토리스 생산)에 대해 2 ㎍/mL, FcγRIIIa-V158에 대해 0.4 ㎍/mL, 및 FcγRIIIa-F158에 대해 0.8 ㎍/mL (둘 모두 피. 파스토리스 생산). FcγRIIIa-V158 및 FcγRIIIa-F158 수용체를 문헌 [Li et al., Nat. Biotech. 24:210-215(2006)]에 기재된 바와 같이 피. 파스토리스를 사용하여 발현시켰다.
FcγRIIa를 또한 당조작된 피치아에서 문헌 [Li et al.]에 설명된 것과 유사한 방법을 이용하여 발현시켰다. FcγRIIa 세포외 도메인을 인간 cDNA로부터 PCR 증폭시키고, pCR2.1 topo 벡터 내로 클로닝하였다. Fc 감마 수용체를 에스. 세레비시아에 알파 교배 인자 프리프로 (prepro) 도메인을 사용하여 AOX1 프로모터 하에 피치아 발현 벡터 내로 클로닝하였다. 최종 균주 yGLY4665는 pGLY3249를 yGLY638 (GFI2.0 숙주) 내로 형질전환시킴으로써 생성하였다.
FcγRIIb/c를 당조작된 피치아 YGLY638 (GFI2.0 숙주)를 이용하여 발현시키고 생산하였다. 그의 C-말단 9 His-태그를 보유하는 인간 Fc 감마 수용체 IIb/c (NP_003992)의 세포외 도메인의 DNA 서열을 피치아 코돈 최적화시키고, pAS197 (게네아르트, 독일)로 지정하였다. FcγRIIb/c의 히스티딘-태깅된 세포외 도메인의 아미노산 서열은 서열 17에서 볼 수 있다. pGLY3246의 플라스미드 구축을 위해, 코돈-최적화된 hFcγRIIb/c (AfeI/KpnI) 및 사카로미세스 세레비시아에 αMF프리프로 (EcoRI/블런트)를 pGLY2219 내로 EcoRI 및 KpnI 부위에서 클로닝하였다. 생성되는 플라스미드 pGLY3246을 yGLY638 내로 형질전환시켜 yGLY4653을 생성하였다. YGLY4653을 문헌 [Li et al.]에 따라 발효시키고 정제하였다.
FcγRI에 대해, 항체를 단량체 형태로 검정 희석제 (1% BSA, PBS, 0.05% 트윈(Tween)20) 내에 코팅하였다. 다른 모든 수용체에 대해, 항체를 1시간 동안 실온에서 알칼리성 포스파타제 접합된 항-인간 IgG F(ab')2 (잭슨 이뮤노리서치 (Jackson ImmunoResearch, 미국 펜실베니아주 웨스트 그루브))를 사용한 이량체화 후에 코팅하였다. FcγRI 결합된 항체를 또한 F(ab')2를 사용하여 검출하고, 모든 플레이트를 수퍼포스 (SuperPhos) (비로랩스 (Virolabs, 미국 버지니아주 챈틸리))와 함께 18시간 인큐베이션한 후에 340 nm에서 여기 및 465 nm에서 방출을 측정함으로써 정량하였다.
결과를 도 9에 제시한다. 도 9a에 제시된 바와 같이, Fc 단일 뮤테인 (▲ 및 ▼)은 Her2 항체 (■) (도 9a) 및 피치아 파스토리스 Her2 (데이터 미제시) 모두와 유사한 FcγRI (Fc 수용체 감마-사슬 I, CD64) 결합을 갖는 한편, Fc 이중 뮤테인 (◆)은 FcγRI에 대한 친화도가 약 14배 감소하였다 (도 9a).
FcγRIIb/c에 대해, Fc 단일 뮤테인 (▲ 및 ▼)은 Her2 항체 (■)에 비해 수용체 결합 특성의 10배 감소를 나타낸 반면 (도 9b), 이중 Fc 뮤테인은 FcγRIIb/c에 결합하는 것으로 나타나지 않았다.
FcγRIIIa-F158 및 FcγRIIIa-V158, 두 단일 Fc 뮤테인 (▲ 및 ▼)은 모두 FcγRIIIa-F158에 시판되는 헤르셉틴 (Herceptin) 항체 (■)보다 20배 더 잘 결합하지만 (도 9c), FcγRIIIa-V158에는 시판되는 헤르셉틴 항체보다 단지 약간 더 잘 결합한다 (도 9d). Fc 이중 뮤테인 (◆)은 FcγRIIIa-V158에 대한 일부 친화도를 계속 보유하면서 FcγRIIIa-F158에 대해 더 작은 친화도 (50배 감소)를 갖지만 (도 9c), 시판되는 헤르셉틴 항체 (■) 및 GS5.0로부터의 피치아 파스토리스 Her2 항체 (데이터 미제시)보다 30배 더 약하였다 (도 9d).
또한, FcγRIIIa의 두 다형태에 대한 이중 Fc 뮤테인의 친화도는 뉴라미니다제에 의한 시알산의 방출 시에 변화하는 것으로 나타나지 않는다 (데이터 미제시). 따라서, 임의의 이론에 매이기를 원하지 않지만, 본 발명자들은 FcγRIIIa의 두 다형태에 대한 친화도의 감소가 이중 돌연변이에 의한 구조적 또는 입체형태적 변화, 즉 이중 Fc 뮤테인에 의한 것이지, 증가된 수준의 α2,6-연결된 시알릴화된 N-글리칸에 의한 것은 아니라고 파악한다.
실시예 12
항-Her2 항체 및 그의 Fc 뮤테인에 대한 C1q 결합 검정
C1q 결합 검정을 설명된 바와 같이 문헌 [Idusogie et al., J. Immunology, 164: 4178-4184 (2000)]의 방법을 이용하여 수행하였다. 연속 희석된 항체를 투명한 고결합 플레이트에 100 ㎕/웰로 50 mM Na2HCO3 (pH9.0) 내에서 코팅하였다. 인간 C1q 보체 (유에스 바이올로지컬 (US Biological, 미국 매사추세츠주 스왐프스콧))를 2 ㎍/mL로 검정 희석제 (0.1% 소 젤라틴, PBS, 0.05% 트윈20) 내에서 2시간 동안 코팅하였다. C1q는 HRP 접합된 양 폴리클로날 항-인간 C1q 항체 (AbDSerotec)를 사용하여 검출하고, OD450을 측정함으로써 정량하였다.
결과를 도 10에 제시한다. 도 10에 제시된 바와 같이, 본원에 설명되는 물질 및 방법에 의해 생산된 단일 및 이중 Fc 뮤테인 항체는 포유동물 세포 배양액 또는 비-시알릴화된 피치아 파스토리스 균주에서 생산된 것들에 비해 감소된 C1q 결합을 가졌다. 단일 Fc 뮤테인 (▲ 및 ▼)으로부터 생산된 항체에 대한 C1q 결합은 Her2 항체에 비해 5-10배 감소한 반면, 이중 Fc 뮤테인 (◆)에 대한 C1q 결합은 실질적으로 제거되었다.
GFI5.0 균주에서 생산된 두 피치아 파스토리스 Her2 항체 (데이터 미제시) 및 Her2 항체는 C1q에 대해 유사한 친화도를 보였다.
실시예 13
항-Her2 및 그의 Fc 뮤테인에 대한 항체 의존 세포 독성
항체 의존 세포 독성 (ADCC)은 유로퓸 통합 검정을 이용하여 측정하였다. 인간 난소 선암종주 SKOV3을 10% 소 태아 혈청 (FBS)을 보충한 맥코이 (McCoy) 5A 배지 내에서 배양하였다. 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC)를 류코팩 (leucopak)으로부터 입수하였다. PBMC를 피콜-하이파크 (Ficoll-Hypaque) 밀도 원심분리에 적용하고, 2% FBS를 보충한 PBS 내에서 세척하고, 10% FBS를 함유하는 맥코이 5A 배지 내에 재현탁하였다. FcγRIIIA F158V 유전자형을 각각의 개별 공여자에 대해 결정하였다. SKOV3 세포를 EuDTPA로 표지하였다. 세포를 96 웰 조직 배양 플레이트에 5000/웰로 첨가하고, 이펙터 세포 (PBMC)를 300,000/웰 (E:T 60:1)로 첨가하였다. 항체를 플레이트에 걸쳐 상이한 농도로 첨가하고, 희석하였다. 대조군은 배경, 표적 및 이펙터 기준선 계수, 및 100% 용해 웰을 포함하였다. 항체를 갖는 및 갖지 않는 PBMC 혼합물을 4시간 동안 37℃에서 인큐베이션하였다. 용해된 PBMC로부터 EuDTPA의 방출은 20 ㎕의 상청액을 DELPHIA 증강 용액 (퍼킨 엘머 (Perkin Elmer), cat# 1244-105)와 혼합하여 고도 형광 킬레이트를 형성하여 결정하였고, 이는 시간 분해 형광 측정을 이용하여 측정되었다. 삼중 웰을 각각의 항체 희석액에 대해 준비하고, 용해의 백분율을 다음 식에 따라 계산하였다: ((실험적 방출 - 배경)/(최대 방출 - 배경)) - ((천연 세포독성-배경)/(최대 방출 - 배경)). 용어를 다음과 같이 정의한다: 실험적 방출은 이펙터 세포 및 항체의 존재 하에 표적 세포에 대한 평균 계수를 나타내고, 배경은 표적 세포를 표지한 후 최종 세척으로부터 상청액에 대한 평균을 나타내고, 최대 방출은 DELPHIA 용해 완충제 (퍼킨 엘머, cat# 4005-0010)와 함께 인큐베이션된 표적 세포에 대한 평균을 나타내고, 천연 세포독성은 이펙터 세포의 존재 하에 표적 세포에 대한 평균 계수를 나타낸다. 데이터 점을 프리즘 (Prism) 5.0 소프트웨어를 사용하여 4개 파라미터 로지스틱 (logistic) 회귀 모델에 피팅하였다. 모든 곡선은 동일한 최대값, 최소값, 및 기울기를 공유하도록 만들었다.
당업자는 실시예 10-12의 검정이 임의의 이뮤노글로불린 분자에 관련된 요건을 위해 쉽게 조정될 수 있음을 인식하고 이해할 것이다. 또한, 동물 모델에서 생체내 ADCC 검정은 문헌 ([Borchmann et al., Blood, 102: 3737-3742 (2003)]; [Niwa et al., Cancer Research, 64: 2127-2133 (2004)])의 방법을 이용하여 임의의 특정 IgG에 대해 조정될 수 있다.
결과를 도 11에 제시한다. 단일 Fc 뮤테인은 Her2 항체에 대한 것과 유사하고 GFI5.0 숙주에서 생산된 피치아 파스토리스 Her2 항체보다 대략 5배 더 낮은 ADCC 활성 프로파일을 보였다. 도 11에 예시된 바와 같이, FcγRIIIa 결합 데이터로부터 예상되는 바와 같이, 이중 Fc 뮤테인으로부터 생산된 항체에 대해 ADCC 활성은 실질적으로 없다.
실시예 14
항-Her2 및 그의 Fc 뮤테인에 대한 피하 PK 연구
피하 PK 연구를 C57B6 마우스에서 수행하였다. 항체 샘플을 1 mg/kg의 용량 (n=3)에서 피하 투여하였다. 10 ㎕의 혈액을 1, 6, 24, 53, 77, 120, 192, 240, 288 및 360시간의 수집 시점에 모세관을 사용하여 수집하고, 90 ㎕의 칼슘 및 마그네슘 미함유 PBS 및 1.8 mg/ml K2EDTA를 함유하는 미세 원심분리관으로 옮겼다. 인간 IgG 수준을 기로스 (Gyros)® 바이오아피 (Bioaffy) (스웨덴 웁살라) 워크스테이션으로 샌드위치 면역검정을 이용하여 결정하였다. 100 ㎍/ml 비오티닐화 마우스 모노클로날, 항-인간 카파 사슬 (비디 파밍엔 (BD Pharmingen, 미국 캘리포니아주 샌디에고))을 포획 항체로서 사용하고, 12.5 nM 알렉사 (ALEXA)-647 표지된 마우스 모노클로날 항-인간 Fc, 범용 (Pan) IgG (서던 바이오테크 (Southern Biotech, 미국 앨리배마주 버밍햄))을 검출 항체로서 사용하였다. 전체 면역검정을 포획 항체 고정 및 분석물 첨가로부터 검출 항체 첨가 및 세척 단계까지 자동화하였다. 표준물 및 QC를 5% 마우스 대조군 혈장 (EDTA) 내에 20x 원액으로서 제조하고, 분석 전에 검정 완충제 (PBS, 0.01% 트윈) 내의 5% 마우스 혈장 내에 1:20으로 희석하였다. 정확한 IgG 농도 결정을 위한 선형 범위는 스파이킹된 (spiked) QC를 이용하여 확립하고, 5-5000 ng/ml인 것으로 밝혀졌다. 정확도 및 정밀도 허용 한계는 +/-20%이고, 여기서 정량 하한 (LLOQ)은 +/- 25%이었다. 표준물 및 QC는 신호의 유의한 손실 없이 3회 동결 및 해동시킬 수 있었다. 표준물, QC 및 연구 샘플을 -70℃에서 저장하였다. 연구 샘플을 해동시키고, 검정 완충제 내의 5% 마우스 혈장 내로 1:20으로 희석하고, 수준이 선형 검정 범위를 벗어나면 추가로 1:10으로 희석하였다. 모든 표준물, QC 및 연구 샘플은 이중으로 검정하고, 평균 결과를 기록하였다. 농도는 제5 파라미터 로지스틱 곡선 피트를 이용하여 결정하였다. 약동학적 파라미터를 혈청 mAb 농도-시간 데이터의 비구획 분석을 이용하는 윈논린 (WinNonlin)을 사용하여 각각의 동물에 대해 계산하였다 (윈논린 엔터프라이즈 (WinNonlin Enterprise) 버전 5.01, 파사이트 코프 (Pharsight Corp, 미국 캘리포니아주 마운틴뷰)).
도 12에 제시된 바와 같이, GFI5.0 글리코실화를 갖는 피치아 파스토리스 Her2 및 Her2로 처리한 마우스는 유사한 t 1/2 및 혈청 농도를 갖지만, GFI6.0 글리코실화로 생산된 Fc 이중 뮤테인 Her2로 처리한 마우스는 CHO 세포에서 생산된 Her2로 처리한 마우스에 비해 더 높은 Cmax (최대 농도) 및 혈청 농도의 약 30% 증가를 보였다. 따라서, 피하 주사한 3가지 샘플 중에서, Fc 이중 뮤테인 항체는 보다 높은 Cmax 및 혈청 농도를 기초로 할 때 보다 우수한 생체이용률 (흡수 또는 노출)을 나타냈다.
실시예 15
본 발명의 항-Her2 항체 및 그의 Fc 뮤테인에 대한 또 다른 세트의 Fcγ 수용체 결합 검정을 실시예 11에 설명된 바와 같이 수행하고, 그 결과를 도 13; 및 표 4 및 5에 제시한다.
Figure pct00008
Figure pct00009
실시예 16
항-HER2 항체 및 Fc 뮤테인의 ADCC 평가
SKOV3 표적 세포 (ATCC, Cat # HTB-77)를 사용하여 ADCC 분석을 수행하였다. 검정 전날에, 1차 NK 이펙터 세포 (바이올로지칼 스페셜티 (Biological Specialty), Cat # 215-11-10)를 1000 rpm에서 15분 동안 펠릿화하고, 10% FBS (셀그로 (Cellgro), Cat # 35-016-CV)를 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지 (인비트로젠, 카탈로그 # 11835-030) 내에 1 x 106개 세포/ml로 재현탁하였다. 재현탁한 NK 세포를 37℃에서 5% CO2 하에 밤새 인큐베이션하였다.
검정 일에, 부착된 SKOV3 표적 세포의 플라스크를 PBS로 세척하고, 세포를 3 ml 트립신 (셀그로, Cat # 25-053-CI) 및 2 - 5분 동안 37℃에서의 인큐베이션을 사용하여 분리시켰다. 세포를 23 ml RPMI (페놀 레드 미함유), 10% FBS를 사용하여 수집하고, 덩어리를 파괴하기 위해 피펫으로 위아래로 휘저었다. 수거된 세포를 1800 rpm에서 5분 동안 원심분리하고, 1 x 107개 세포/ml의 농도로 RPMI (페놀 레드 미함유), 10% FBS 내에 재현탁하였다. 표적 세포 (1 x 107개 세포)를 100 μCi의 크롬-51 (정상 염수 내의 5 mCi 크롬산나트륨, 퍼킨 엘머, Cat # NEZ03005MC)으로 표지하였다. 표적 세포를 15분마다 진탕하면서 37℃에서 1시간 동안 인큐베이션하였다. 세포를 1800 rpm에서 2분 동안 원심분리하고, 1 ml RPMI (페놀 레드 미함유) 배지, 10% FBS 내에 재현탁하였다. 세포를 1 ml RPMI (페놀 레드 미함유) 배지, 10% FBS로 추가로 2회 세척하고, 각각의 세척 사이에 1800 rpm에서 2분 동안 원심분리하였다. 최종 세척 후에, 표지된 표적 세포를 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지, 10% FBS 내에 2.5 x 105개 세포/ml의 최종 농도로 재현탁하였다.
이들 검정에 사용된 시험 항체는 GFI5.0에서 생산된 항-HER2 mAb, GFI6.0에서 생산된 항-HER2 mAb F243A (GS6.0/F243A), GFI6.0에서 생산된 항-HER2 mAb V264A (GS6.0/V264A), 및 GFI6.0에서 생산된 항-HER2 mAb F243A/V264A (GS6.0/F243A/V264A)이었다. SKOV3 표적 세포를 표지하는 동안, 시험 항체를 폴리스티렌 96-웰 플레이트 (코스타 (Costar), Cat # 353077) 내에서 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지, 10% FBS 내의 3배 연속 적정 (1 ㎍/ml에서 시작)을 사용하여 희석하였다. 100 ㎕의 Cr-51 표지된 SKOV3 표적 세포 (= 25,000개 세포)를 별개의 96-웰 검정 플레이트의 웰로 옮겼다. 항체 희석 플레이트를 제조한 후, 10 ㎕의 각각의 희석액을 표지된 표적 세포를 함유하는 96-웰 검정 플레이트에 옮겼다. 대조군의 경우, 10 ㎕의 트리톤 (Triton)-X100 (10% 원액, 플루카 애널리티컬 (Fluka Analytical), Cat # 93443) 또는 10 ㎕의 배지를 "최대 용해" 또는 "자연 방출" 대조 웰에 각각 첨가하였다. 각각의 항체 희석액은 이중으로 시험하고, 각각의 대조군은 6회 반복 시험하였다.
1차 NK 세포를 1200 rpm에서 5분 동안 펠릿화하고, 2.5 x 106개 세포/ml로 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지, 10% FBS 내에 부드럽게 재현탁하였다. 모든 샘플 웰 및 "항체 미함유" 대조 웰 (즉, "자연 방출" 및 "최대 용해" 대조군 제외)에, 100 ㎕의 NK 세포 (= 250,000개 세포)를 10:1의 이펙터:표적비로 첨가하였다. 검정 플레이트를 37℃에서 5% CO2 하에 4시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후에, 검정 플레이트를 300 rpm에서 5분 동안 원심분리하였다. 30 ㎕의 상청액을 96-웰 피코플레이트 (퍼킨 엘머, Cat # 6005185) 내의 250 ㎕의 마이크로신트 (Microscint) 20 (퍼킨 엘머, Cat # 6013621)에 첨가하였다. Cr-51 방출은 패커드 탑 카운트 (Packard Top Count) 섬광 계수기로 측정하였다.
용해 비율은 다음과 같이 계산하였다: ((ADCC 실험적 방출 - 자연 방출)/(최대 방출 - 자연 방출)) x 100
이들 검정의 결과를 도 14에 제시한다. 도 14에 제시된 바와 같이, F243A 단일 뮤테인 항체 및 V264A 단일 뮤테인 항체는 모 (야생형) 항체에 비해 ADCC 활성의 5-10배 감소를 보인 반면; F243A/V264A 이중 뮤테인 항체는 모 (야생형) 항체에 비해 ADCC 활성의 100배 초과의 감소를 보였다.
실시예 17
항-HER2 항체 및 그의 Fc 뮤테인의 ADCC 데이터의 통계적 분석
연구의 목표는 이중 돌연변이체 변이체에 대한 용해 백분율이 2개의 단일 돌연변이체 변이체에 관하여 상승적인지 결정하는 것이다. 결정은 이중 돌연변이체 변이체 (제4군)와 가정된 상가적 참조 곡선 (도 15 및 표 6에 제시됨) 사이의 ED50 (50% 용해에 상응하는 항체 수준)을 비교함으로써 이루어진다. 이중 돌연변이체 곡선에 대한 ED50의 하한이 검정된 최고 항체 수준을 넘고 상가적 참조 곡선에 대한 ED50의 상한을 훨씬 넘기 때문에, 본 발명자들은 이중 돌연변이의 효과가 상가적인 것을 훨씬 초과하는 것으로 결론지었다.
통계적 방법 및 결과:
목적은 헤르셉틴 항체의 이중 돌연변이 변이체 (GS6.0/F243A/V264A)가 2개의 단일 돌연변이 변이체 (GS6.0/F243A 및 GS6.0/V264A)에 비해 상승적 효과를 나타내는지 결정하는 것이었다. 4개의 항체군이 존재하였다: 제1군 (GS5.0), 제2군 (GS6.0/F243A), 제3군 (GS6.0/V264A) 및 제4군 (GS6.0/F243A/V264A).
3명의 공여자로부터의 데이터를 별개의 96-웰 플레이트 상에서 진행시킨다. 각각의 플레이트로부터의 관찰을, 값을 용해 백분율로 전환시킴으로써 다음과 같이 표준화한다:
Figure pct00010
식에서, Orc는 각각의 플레이트의 r번째 열 및 c번째 행의 관찰된 반응이다.
ON은 각각의 플레이트에 대한 음성 대조군의 평균 반응이다.
OP는 각각의 플레이트에 대한 양성 대조군의 평균 반응이다.
이어서, 각각의 항체-수준 및 군에 대한 2회 % 용해 값을 평균한다.
4개의 모든 군 및 3명의 모든 공여자로부터의 데이터를 함께 모델링한다. 본 발명자들은 '항체 수준-반응' 관계가 시그모이드 (sigmoid) 힐 (Hill) 식 (식 1)을 따른다고 추정한다. 본 발명자들은 (100% - % 용해)를 본 발명의 반응 변수 (Y)로서, 로그 항체-수준을 설명 변수 (X)로서 사용한다. 다양한 돌연변이의 효력에 관해 비교하고 모델을 피팅하기 위해, 각각의 군에 대한 모델 파라미터를 일부 추정한다.
사용된 모델의 형태는 다음을 추정한다:
1. 4개의 모든 처리군에 대한 범위 (span) (a) 및 편평기 (plateau) (d)는 동일하다.
2. 상이한 기울기를 갖도록 허용된 GS5.0군을 제외한 모든 처리군에 대한 동일한 기울기.
3. EC50 파라미터 (γ)는 상이한 군들에 대해 상이하다.
힐 식:
Figure pct00011
(식 1)
제한: γ1= 0, β1=0, 및 β2=β3=β4=β
식에서,
Yij는 j번째 처리에 대한 i번째 반응 (100-% 용해)이다.
Xij는 Yij에 상응하는 항체 수준 (로그 규모의)이다.
j = GS5.0에 대해 1. j= GS6.0/F243A에 대해 2.
j = GS6.0/V264A에 대해 3. j= GS6.0/F243A/V264A에 대해 4.
2개의 단일 돌연변이체 (GS6.0/F243A 및 GS6.0/V264A)가 상가적이면, 조합 효과에 대한 식은 다음과 같을 것으로 추가로 추정된다:
Figure pct00012
(식 2)
여기서, 파라미터 a, d, γ, γ2, γ3, β 및 β0은 식 1에서와 동일하다.
모델 (식 1 및 식 2)은 SAS v9.2에서 PROC NLIN을 이용하여 피팅한다. 4개의 군에 대한 관찰된 데이터 값 및 피팅된 곡선, 및 조합된 2개의 단일 돌연변이 군에 대한 가정된 상가적 참조 곡선을 도 15에 제시한다. ED50을 신뢰 구간 (원래 규모로)과 함께 표 6에 제공한다.
Figure pct00013
2개의 단일 돌연변이 GS6.0/F243A 및 GS6.0/V264A에 비해 GS6.0/F243A/V264A의 효과를 평가하기 위해; 제4군의 ED50을 상가적 참조 곡선의 ED50과 비교한다. 신뢰 구간이 겹치지 않으면, 2개의 양은 통계상 상이한 것으로 결론지을 수 있다.
상가적 참조 곡선의 ED50에 대한 95% 신뢰 구간은 (0.3031, 0.5455)인 반면, 제4군의 ED50에 대한 추정치 및 신뢰 구간은 모두 1보다 높다 (추정된 값이 항체-수준의 관찰된 범위 밖이다). 이중 돌연변이의 ED50에 대한 하부 95% 신뢰 한계는 >1이고, 이것은 참조 상가적 곡선의 ED50 (조합된 제2&3군)에 대한 상부 95% 신뢰 한계보다 훨씬 더 높은 것이다. 따라서, 2가지 양은 유의하게 상이한 것으로 결론지을 수 있다.
ED50의 신뢰 구간에 대한 상기 비교는 γ4 대 합 (γ2 + γ3)의 비교, 즉, 가정 Ho: γ4 = (γ2 + γ3) 대 대안 Ha: γ4 > (γ2 + γ3)의 시험과 동등한 것이다.
SSE환원 및 SSE전체는 각각 환원된 모델 및 전체 모델로부터의 잔차 제곱의 합이라고 가정하자. 전체 모델은 식 1을 데이터에 피팅함으로써 얻어지고, 환원된 모델은 식 1에서 γ4를 (γ2 + γ3)으로 치환하여 얻어진다.
가정:
H0: γ4 = (γ2 + γ3) 대 Ha: γ4 > (γ2 + γ3)
시험 통계:
Figure pct00014
p-값:
Figure pct00015
p-값은 <0.0001이므로, 본 발명자들은 H0를 거부하고, γ4> (γ2 + γ3)로 결론내릴 수 있다.
데이터 및 모델 기반 비교는 이중 돌연변이 GS6.0/F243A/V264A가 2개의 단일 돌연변이의 가정된 조합 효과보다 유의하게 더 낮은 % 용해를 갖는다는 것을 나타낸다. 이중 돌연변이의 효과는 단일 돌연변이의 상가적 효과보다 훨씬 더 크다.
본 실시예에 관한 참고문헌:
[1] SAS (r) Proprietary Software 9.2 (TS2M2), SAS Institute Inc., Cary, NC, USA.
[2] 'Application of the Four-Parameter Logistic Model to Bioassay: Comparison with Slope Ratio and Parallel Line Models'; Aage Volund, Biometrics, vol. 34, No. 3 (Sep. 1978), pp. 357-365.
실시예 18
항-TNFα Fc 뮤테인의 구축 및 ADCC 평가
피치아 파스토리스 내에서 항-TNF 모노클로날 항체의 이중 Fc 뮤테인 (F243A/V264A)의 제조를 아래 나열된 순서 및 프로토콜을 이용하여 수행하였다. 모 (야생형) 항-TNFα 항체의 중쇄 및 경쇄 서열을 서열 10 및 11에 제시한다. 이중 뮤테인 항-TNFα항체의 중쇄 서열을 서열 12에 제시한다. wt 및 이중 뮤테인 항-TNFα 항체의 경쇄 서열은 동일하다.
알파 교배 인자 프리도메인의 신호 서열 (서열 8)을 PCR 융합에 의해 경쇄 또는 중쇄의 말단에 인 프레임으로 융합시켰다. 서열을 코돈 최적화하고 젠스크립트 (Genscript) (젠스크립트 유에스에이 인크. (GenScript USA Inc., 미국 08854 뉴저지주 피스카타웨이 센테니얼 애비뉴 860)에 의해 합성하였다. 중쇄 및 경쇄 모두를 항-HER2 IgG1 및 그의 Fc 뮤테인을 구축하는 것과 유사한 방식으로 항체 발현 벡터 내로 클로닝하였다.
IgG1 및 그의 뮤테인의 융합된 신호 서열을 갖는 중쇄 및 경쇄를 각각 피치아 파스토리스 AOX1 프로모터 하에 및 에스. 세레비시아에 Cyc 종결인자의 앞에서 클로닝하였다. 완성된 중쇄 및 경쇄의 발현 카세트를 함께 최종 발현 벡터 내에 넣었다. 피치아 파스토리스 내로의 게놈 삽입은 SpeI를 사용한 벡터의 선형화 및 Trp2 부위 내로의 표적화된 통합에 의해 달성하였다. 플라스미드 pGLY6964는 야생형 항-TNFα IgG1 항체를 코딩한다. 플라스미드 pGLY7715는 항-TNF 알파 IgG1 F243A/V264A 이중 뮤테인을 코딩한다.
항-TNFα 및 그의 Fc 뮤테인을 생산하기 위한 당조작된 피치아 GFI5.0 YGLY8316 및 GFI6.0 YGLY 22834 숙주
항-TNFα 항체 및 그의 Fc 뮤테인의 발현을 위해 사용된 GFI5.0 균주 YGLY16786의 유전자형은 다음과 같다:
Figure pct00016
항-TNFα Fc DM 뮤테인의 발현을 위해 사용된 조작된 피치아 파스토리스 GFI6.0 균주 YGLY23423의 유전자형은 다음과 같다:
Figure pct00017
세포를 실시예 4-7에 지시된 바와 같이 형질전환시키고, 스크리닝하고, 정제하였다.
항-TNFα Fc 뮤테인의 항체 의존성 세포 세포독성 (ADCC) 평가
처음 12개 아미노산을 제거한 TNFα의 비-절단가능한 변이체를 안정하게 발현하는 주르카트 (Jurkat) FlpIn 표적 세포 - 주르카트 FlpIn TNFα (Δ1-12) 표적 세포를 사용하여 ADCC 분석을 수행하였다. 이들 세포는 주르카트 FlpIn 인간 T-세포 백혈병 세포 (인비트로젠)를 TNFα의 비-분비가능한 세포 표면 돌연변이체 (Δ1-12 TNFα)로 형질감염시킴으로써 제조하였다 (Perez et al., Cell 63;251-258 (1990)). Δ1-12 TNFα DNA를 형질감염에 사용하기 위해 pcDNA5 벡터 (인비트로젠) 내로 클로닝하였다. 세포 표면 TNFα의 발현을 유동 세포측정에 의해 확인하였다.
검정 전날에, 1차 NK 이펙터 세포 (바이올로지칼 스페셜티, Cat # 215-11-10)를 1200 rpm에서 12분 동안 펠릿화하고, 대략 1 - 1.5 x 106개 세포/ml로 10% 열-불활성화 FBS (시그마 (Sigma), Cat # F4135), 10 mM Hepes (기브코 (Gibco), Cat # 15630), 2 mM L-글루타민 (셀그로, Cat # 25-005-CI), 및 1X 페니실린/스트렙토마이신 (셀그로, Cat # 30-002-CI)을 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지 (인비트로젠, 카탈로그 # 11835-030) 내에 부드럽게 재현탁하였다. 재현탁시킨 NK 세포를 37℃에서 5% CO2 하에 밤새 인큐베이션하였다.
검정 일에, 주르카트 FlpIn TNFα (Δ1-12) 표적 세포를 1200 rpm에서 5분 동안 원심분리하고, 세포 펠릿을 2 x 106개 세포/ml의 농도로 5% 열-불활성화 FBS를 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지 내에 부드럽게 재현탁하였다. 세포를 25 ㎕ DELFIA BATDA 표지 시약 (DELFIA EuTDA 세포독성 키트로부터, 퍼킨 엘머, Cat # AD0116)으로 표지하였다. 세포를 부드럽게 혼합하고, 10분마다 부드럽게 혼합하면서 37℃에서 20분 동안 인큐베이션하였다. 세포 부피를 1.5 mM 프로베니시드 (인비트로젠, Cat # P36400)을 함유하는 DPBS로 30 ml로 조정하고, 1200 rpm에서 5분 동안 원심분리하였다. 세포를 1.5 mM 프로베니시드를 함유하는 30 ml DPBS로 3회 세척하고, 이때 각각의 세척 사이에 1200 rpm에서 5분 동안 원심분리하였다. 최종 세척 후에, 표지된 표적 세포를 5% 열-불활성화 FBS 및 1.5 mM 프로베니시드를 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지 내에 2.5 x 105개 세포/ml의 최종 농도로 재현탁하였다.
분석에서 사용된 시험 항체는 GFI5.0에서 생산된 항-TNF IgG1 야생형 항체 ("GFI774"로서 지정함), GFI5.0에서 생산된 비-시알릴화된 항-TNF IgG1 항체 (GFI774) F243A/V264A, 및 GFI6.0에서 생산된 시알릴화된 항-TNF IgG1 항체 (GFI774) F243A/V264A이었다. GFI5.0에서 생산된 비-시알릴화된 항-TNF IgG1 항체 - F243A/V264A -는 다음 글리코형을 포함한다: 84% G2, 2% G1 및 14% 하이브리드 N-글리칸. GFI6.0에서 생산된 시알릴화된 항-TNF IgG1 항체 - F243A V264A -는 다음 글리코형을 포함한다: 27% A1, 50.6% A2, 및 5.7% A1 하이브리드 (총 83% 초과의 N-글리칸이 시알릴화된다).
주르카트 FlpIn TNFα (Δ1-12) 표적 세포를 표지하는 동안, 2X 농도의 항체를 96-웰 폴리프로필렌 환저 플레이트 (코스타, Cat # 5699; 덮개 - 코스타 Cat # 3931) 내에서 5% 열-불활성화 FBS 및 1.5 mM 프로베니시드를 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 내에 3-배 연속 적정 (40 ㎍/ml에서 시작하여)을 사용하여 희석하였다. 희석 플레이트를 제조한 후, 100 ㎕의 각각의 2X 희석액을 새로운 96-웰 환저 폴리프로필렌 플레이트에 옮겼다 (100 ㎕의 배지만을 "항체 미함유" 대조군에 대해 옮겼다). 5% 열-불활성화 FBS 및 1.5 mM 프로베니시드를 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지를 또한 "자연 방출" 및 "최대 용해" 대조군 (150 ㎕/웰) 및 "배경" 대조군 (200 ㎕/웰)을 위해 96-웰 플레이트에 옮겼다. 각각의 항체 희석액은 이중으로 시험한 한편, 각각의 대조군을 4중으로 시험하였다.
"배경" 대조군을 제외한 모든 웰에, 50 ㎕의 유로퓸-표지된 주르카트 FlpIn TNFα (Δ1-12) 세포 (= 12,500개 세포)를 첨가하고 부드럽게 혼합하였다. 1차 NK 세포를 1200 rpm에서 12분 동안 펠릿화하고, 2.5 x 106개 세포/ml로 5% 열-불활성화 FBS 및 1.5 mM 프로베니시드를 보충한 RPMI (페놀 레드 미함유) 배지 내에 부드럽게 재현탁하였다. 모든 샘플 웰 (즉, "자연 방출", "최대 용해", 및 "배경" 대조군 제외)에, 50 ㎕의 NK 세포 (= 125,000개 세포)를 10:1의 이펙터:표적비로 첨가하였다. 샘플을 부드럽게 혼합하고, 검정 플레이트를 37℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 1시간 15분 후에, 10 ㎕의 20% 트리톤-X100 (피어스 서팩트-암프스 (Pierce Surfact-Amps) X-100, Cat # 28314) 또는 10 ㎕의 배지를 각각 "최대 용해" 또는 "자연 방출" 대조 웰에 첨가하였다. 플레이트를 37℃에서 추가로 45분 동안 인큐베이션하였다 (총 인큐베이션 시간은 2시간이었다). 플레이트가 인큐베이션되는 동안, DELFIA 유로퓸 용액 (DELFIA EuTDA 세포독성 키트로부터)을 실온에서 평형화시켰다. 2시간 인큐베이션 후에, 검정 플레이트를 1500 rpm에서 5분 동안 원심분리하였다. 20 ㎕의 상청액을 기포가 유입되지 않도록 주의하면서 백색의 평저 투명 플레이트 (DELFIA EuTDA 세포독성 키트 또는 코스타로부터, Cat # 3632)에 옮겼다. 각각의 웰에, 200 ㎕의 DELFIA 유로퓸 용액을 첨가하고, 플레이트를 알루미늄 호일 밀봉체로 덮었다. 검정 플레이트를 부드럽게 교반하면서 실온에서 15분 동안 인큐베이션하였다. 유로퓸을 판독하기 위해 설정된 퍼킨 엘머 엔비젼 (Envision) 기기를 사용하여 형광을 측정하였다.
% 용해를 다음과 같이 계산하였다:
1) 배경 대조군의 평균을 모든 원 (raw) 값으로부터 차감함,
2) ADCC 활성의 %는 다음과 같이 계산함: ((ADCC 실험 값 - 자연 방출) / (최대 용해 - 자연 방출)) x 100, 및
3) 최종 % 용해 값은 단계 2로부터의 % ADCC 활성 - "항체 미함유" 대조군으로서 보고함.
이들 검정의 결과를 도 16에 제시한다. 도 16에 제시된 바와 같이, 비-시알릴화된 및 시알릴화된 항-TNFα IgG1 - F243A/V264A 이중 뮤테인은 GS5.0에서 생산된 모 (야생형) 폴리펩티드에 비해 ADCC의 1000배 초과의 감소를 보였다.
실시예 19
항-TNFα 이중 Fc 뮤테인의 보체 의존 세포독성 (CDC) 평가
처음 12개 아미노산을 제거한 TNFα의 비-절단가능한 변이체를 안정하게 발현하는 HEK293 FlpIn 세포를 사용하여 CDC 분석을 수행하였다. HEK293 FlpIn TNFα (Δ1-12) 세포를 조직 배양 플라스크 내에서 10% 열-불활성화 FBS (시그마, Cat # F4135), 100 ㎍/ml 히그로마이신 B (셀그로, Cat # 30-240-CR), 및 L-글루타민 (셀그로, Cat # 25-005-CI)을 보충한 둘베코 최소 필수 배지 (DMEM) (페놀 레드 미함유) (기브코, Cat # 21063) 내에서 70% 융합도로 성장시켰다. 세포를 2 ml 트립신 (셀그로, Cat # MT25-053-CI)로 처리하고, 8 ml DMEM (페놀 레드 미함유) 배지, 10% 열-불활성화 FBS로 수거하고, 1200 rpm에서 10분 동안 원심분리하였다. 상청액을 제거하고, 세포 펠릿을 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지, 열-불활성화 10% FBS 내에 4 x 105개 세포/ml의 농도로 재현탁하였다. 세포를 100 ㎕ (40,000개 세포)/웰로 투명 바닥 플레이트 (코스타, Cat # 3603)의 96-웰 내에 플레이팅하고, 37℃에서 5% CO2 하에 밤새 인큐베이션하였다.
검정에서 사용된 시험 항체는 GFI5.0에서 생산된 항-TNF IgG1 항체 ("GFI774"로 지정함), GFI5.0에서 생산된 항-TNF IgG1 항체 (GFI774) F243A/V264A, 및 GFI6.0에서 생산된 항-TNF IgG1 항체 (GFI774) F243A/V264A이었다 (이들 항체는 실시예 18에 설명되어 있다). 검정 일에, 배지를 다채널 피페터 (pipettor)를 사용하여 96-웰 플레이트의 웰로부터 흡인시키고, 50 ㎕의 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지, 1X 페니실린/스트렙토마이신으로 교체하였다. 시험 항체의 2-배 연속 적정 (30 ㎍/ml에서 출발함)을 1X 페니실린/스트렙토마이신, 10 ㎍/ml 항-인간 CD55 마우스 IgG1 모노클로날 항체 (IBGRL 리서치 프로덕츠 (IBGRL Research Products), 클론 BRIC216, Cat # 9404P) 및 10 ㎍/ml 항-인간 CD59 마우스 IgG2b 모노클로날 항체 (IBGRL 리서치 프로덕츠, 클론 BRIC 229, Cat # 9409P)를 함유하는 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지 내에 제조하였다. 적절한 검정 플레이트 웰에, 50 ㎕의 희석된 항체를 첨가하였다. 검정 음성 대조군은 검정 배지 단독 및 검정 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지 (CD55 및 CD59 항체 함유) 내에 희석시킨 인간 IgG (잭슨 이뮤노리서치, Cat # 009-000-003)이었다. 검정 용해 대조군은 검정 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지 (CD55 및 CD59 항체 함유) 내에 희석시킨 0.25% 트리톤 X100 (10% 원액, 플루카, Cat # 93443)이었다. 각각의 시험 항체 농도를 이중으로 시험한 반면, 검정 대조군은 3중으로 시험하였다. 시험 샘플을 함유하는 검정 플레이트를 가볍게 두드려 혼합하고, 플레이트를 대략 10분 동안 37℃에서 인큐베이션하고, 인간 보체 혈청을 제조하였다. 3 ml의 인간 보체 (QUIDEL, Cat # A113)를 1X 페니실린/스트렙토마이신을 함유하는 3 ml의 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지로 1:2 희석하고, 50 ㎕의 희석된 보체를 검정 플레이트 웰에 첨가하였다. 검정 플레이트를 가볍게 두드려 혼합하고, 플레이트를 4시간 동안 37℃에서 5% CO2 하에 인큐베이션하였다. 40% 알라마르 블루 (alamar blue) (바이오소스 (Biosource), Cat # DAL1100)의 용액은 100% 원액을 1X 페니실린/스트렙토마이신을 함유하는 DMEM (페놀 레드 미함유) 배지로 희석함으로써 제조하였고, 50 ㎕의 희석된 알라마 블루 용액을 검정 플레이트 웰에 첨가하였다 (= 10% 최종). 검정 플레이트를 가볍게 두드려 혼합하고, 플레이트를 37℃에서 5% CO2 하에 밤새 (15 - 20 h) 인큐베이션하였다. 다음날, 검정 플레이트를 10분 동안 진탕기 상에서 실온에서 인큐베이션하고, 형광을 여기 544 nm, 방출 590 nm에서 판독하였다. % CDC는 다음과 같이 계산하였다: (1 - (샘플 원 형광 단위 (RFU) - 트리톤 RFU) / (배지 RFU - 트리톤 RFU)) x 100
이들 검정의 결과를 도 17에 제시한다. 도 17에 제시된 바와 같이, 비-시알릴화된 및 시알릴화된 항-TNFα IgG1 - F243A/V264A 이중 뮤테인은 모 (야생형) 항체에 비해 CDC 활성의 약 10배 감소를 보였다.
실시예 20
콜라겐-항체 유도 관절염 (AIA) 모델에서 항-TNFα 항체 및 그의 Fc 뮤테인의 효과
모델 유도: AIA (항체 유도 관절염)을 다양한 종의 유형 II 콜라겐 상의 보존된 에피토프를 인식하는 5개의 모노클로날 항체, 클론 A2-10 (IgG2a), F10-21 (IgG2a), D8-6 (IgG2a), D1-2G (IgG2b), 및 D2-112 (IgG2b)의 칵테일로 이루어진 시판되는 아르트로겐 (Arthrogen)-CIA® 관절염유발 모노클로날 항체 (콘드렉스 (Chondrex)로부터 구입함)를 사용하여 유도한다.
동물: 추가의 동시-자극 인자 없이 관절염 유도에 감수성인 10주령 B10.RIII 수컷 마우스를 사용하였다. 이들 동물은 잭슨 래보래토리 (Jackson Laboratory)로부터 구입하였다.
임상 스코어 평가: 발 팽윤 (paw swelling)을 관절염 유도 후 매일 측정하였다. 질환의 중증도를 다음과 같이 발마다 0-3 등급으로 등급을 나누었다: 0, 정상; 1, 하나의 발가락의 팽윤; 2, 2개 이상의 발가락의 팽윤; 3, 전체 발의 팽윤. 마우스당 최대 임상 스코어는 12이다.
연구 설계: 제0일에 3 mg의 항-CII mAb 병원체 칵테일 IV의 수동 전달에 의해 관절염을 유도하였다.
마우스의 군들을 다음 시약으로 피하 처리하였다:
Figure pct00018
이소형 IgG1 항체를 대조군으로서 사용하였다. 항체는 마우스 항-헥손 (hexon)에 결합하고, "27F11"로 지정되었다.
"시알릴화된 항-TNF"로서 확인된 샘플은 F243A/V264A 돌연변이를 포함하는, GFI5.0에서 생산된 실시예 18에 설명된 바와 같은 항-TNF 항체에 상응한다. "α2,6 시알릴화 항-TNF"로서 확인된 샘플은 F243A/V264A 돌연변이를 포함하는, GFI6.0에서 생산된 실시예 18에 설명된 항-TNF 항체에 상응한다. GFI5.0에서 생산된 비-시알릴화된 항-TNF IgG1 항체 - F243A/V264A -는 다음 글리코형을 포함한다: 84% G2, 2% G1 및 14% 하이브리드 N-글리칸. GFI6.0에서 생산된 시알릴화 항-TNF IgG1 항체 - F243A/V264A -는 다음 글리코형을 포함한다: 27% A1, 50.6% A2, 및 5.7% A1 하이브리드 (총 83% 초과의 N-글리칸이 시알릴화된다).
mTNFR-Ig는 힌지에서 시작하여 CH2 및 CH3 영역에 걸치는 mIgG1 Fc에 연결된 mTNFR2의 세포외 도메인을 포함하고 CHO 세포에서 생산된 서열 16의 아미노산 서열을 포함하는 이뮤노어드헤신 (항-TNF 수용체 Ig-융합 단백질)이다.
감마가드 액체는 박스트 코프. (Baxter Corp.)로부터 구입하였다.
휴미라 (HUMIRA)는 애보트 랩스 (Abbott Labs)로부터 구입하였다. 휴미라는 매우 적은 말단 갈락토스를 갖는 비시알릴화 N-글리칸을 포함한다.
제 -1일, +3일 및 +7일에 총 3회 용량을 투여한 mTNFR-Ig를 제외하고는, 모든 군의 마우스에게 제 -1일 및 제7일에 투여하였다. 임상 스코어를 14일 동안 모니터링하였다.
이들 실험의 결과를 도 18a 및 18b에 제시한다. 본 연구에서, 감마가드는 임상 효능을 나타내지 않았다. Mu-TNF-Ig는 5마리의 마우스 중 4마리에서 질환으로부터 우수한 보호를 보였다. 휴미라는 대조군 IgG1과 매우 유사한 질환 동역학을 보였다. 비시알릴화 항-TNF는 질환의 일부 약화를 보였다. α2,6 시알릴화 항-TNF는 5마리의 마우스 중 5마리에서 우수한 질환 보호를 보였고, 스코어는 항-TNF 치료와 대등하였다.
유전자 발현 분석: 염증성 및 골 재형성 유전자의 발현을 이소형, α2,6 시알릴화된 mAb 또는 mTNFR-Ig 처리 마우스 (군당 n=4)로부터 뒷발의 RT/PCR 분석에 의해 결정하였다. 정량적 PCR을 수행하기 위해, RNA STAT-60 (텔-테스트 (Tel-Test, 미국 텍사스주 프렌즈우드))를 사용하여 뒷발로부터 총 RNA를 단리하였다. 총 RNA (5 ㎍)를 DNase (로슈 (Roche))로 처리하였다. DNase-처리한 총 RNA를 수퍼스크립트 (Superscript) II (기브코/BRL)를 사용하여 역전사시켰다. 프라이머는 프라이머 익스프레스 (PE 바이오시스템즈 (PE Biosystems))를 사용하여 설계하거나, 어플라이드 바이오시스템즈로부터 상업적으로 입수하였다.
각각의 샘플로부터의 10 ng의 cDNA에 대한 실시간 정량적 PCR을 2가지 방법 중 하나를 이용하여 수행하였다. 제1 방법에서, 2개의 유전자-특이적 비표지된 프라이머를 400 nM에서 ABI 5700 기기를 사용하는 퍼킨 엘머 SYBR 그린 (green) 실시간 정량적 PCR 검정에 사용하였다. 제2 방법에서, 2개의 비표지된 프라이머를 각각 900 nM에서 250 nM의 FAM-표지된 프로브 (어플라이드 바이오시스템즈)와 함께 ABI 7700 서열 검출 시스템 상에서 택맨(TAQMAN)™ 실시간 정량적 PCR 반응에서 사용하였다. 게놈 DNA 오염의 부재는 CD4 프로모터의 게놈 영역을 인식하는 프라이머를 사용하여 확인하였다 - 실시간 PCR에 의해 검출가능한 DNA 오염이 있는 샘플은 연구로부터 배제하였다. 유비퀴틴 수준을 별개의 반응에서 측정하고, 각각의 샘플에 대해 유비퀴틴 및 관심있는 유전자에 대한 평균 사이클 역치 (Ct) 값을 이용하여 Δ - ΔCt 방법에 의해 데이터를 표준화하기 위해 사용하였다; 식 1.8 e (Ct 유비퀴틴 - Ct 관심있는 유전자) x 104을 이용하여 표준화된 값을 얻었다. 결과를 표 7에 제시한다. 제시된 데이터는 나이브 대조 마우스의 뒷발에서 유전자 발현에 비해 염증성/골 재형성 유전자 발현의 증가 배수이다.
Figure pct00019
실시예 21
콜라겐-항체 유도 관절염 (AIA) 모델에서 항-TNFα 항체 또는 그의 Fc 뮤테인의 효과
실시예 20에 설명된 실험을, 감마가드를 정맥내 투여한 것을 제외하고는 본원에 설명된 바와 같이 반복하였다 (다른 모든 시약은 피하 투여하였다).
연구 설계: 실시예 20에 설명된 바와 같이 관절염을 유도하였다.
제-1일 및 +3일에 총 2회 용량을 투여한 mTNFR-Ig를 제외하고는, 모든 군의 마우스에게 제-1일에 투여하였다. 임상 스코어를 7일 동안 모니터링하였다.
마우스의 군들을 다음 시약으로 처리하였다:
Figure pct00020
시약: "이소형 IgG1", "비시알릴화 항-TNF", "α2,6 시알릴화 항-TNF", mTNFR-Ig, 감마가드 및 휴미라는 실시예 20에 설명되어 있다.
"α2,3 시알릴화 항-TNF"로서 확인된 시약은 F243A/V264A를 포함하는 GFI6.0에서 생산된 실시예 18에 기재된 항-TNF 항체에 상응하고, 이를 시험관 내에서 뉴라미니다제로 처리하여 α2,6 연결 시알산을 제거하고, 추가로 시험관 내에서 α2,3 시알릴트랜스퍼라제로 처리하였다. 간단히 설명하면, 정제된 항체 (4-5 mg/ml)를 pH 5.2로 조정한 1 ml당 6.16 mg 염화나트륨, 0.96 mg 일염기성 인산나트륨 무수물, 1.53 mg 이염기성 인산나트륨 이수화물, 0.30 mg 시트르산나트륨, 1.30 mg 시트르산 일수화물, 12 mg 만니톨, 1.0 mg 폴리소르베이트 80을 포함하는 제제화 완충제 내에 존재하였다. 뉴라미니다제 (10 mU/ml)를 항체 혼합물에 첨가하고, 37℃에서 적어도 5 hr 동안 또는 탈시알릴화의 완료에 도달할 때까지 인큐베이션하였다. 탈시알릴화된 물질을 CaptoMMC (지이 헬쓰케어 (GE Healthcare)) 칼럼 정제에 적용하여 뉴라미니다제를 제거하고, 시알릴트랜스퍼라제 완충제 (50 mM Hepes pH 7.2, 150 mM NaCl, 2.5 mM CaCl2, 2.5 mM MgCl2, 2.5 mM MnCl2) 내에 4 mg/ml로 재제제화하였다. 피치아에서 발현시키고 his-태그를 통해 정제한 마우스 α2,3 시알릴트랜스퍼라제 재조합 효소를 α2,3 시알릴산 연장을 위해 사용하였다. 효소 혼합물을 프로테아제 억제제 칵테일 (로슈™, cat # 11873580001)의 존재 하에 1.2 mg/ml로 PBS 내에 제제화하였다. 시알릴화 반응 전에, 펩스타틴 (50 ㎍/ml), 카이모스타틴 (2 mg/ml) 및 10 mM CMP-시알산을 효소 혼합물에 첨가한 후, 0.2 ㎛ 필터를 통해 멸균시켰다. 1 ml의 효소 혼합물을 10 ml 탈시알릴화된 물질에 첨가하였다. 반응을 37℃에서 8 hr 동안 수행하였다. 시알릴화 수득물을 ESI-Q-TOF에 의한 질량 결정에 의해 확인하였다. 최종 물질을 맵셀렉트 (MabSelect) (지이 헬쓰케어)를 사용하여 정제하고, 상기 기재된 완충제 내에 제제화하고, 멸균-여과하였다 (0.2 ㎛ 막).
"18 ADX PNG 휴미라"로서 확인된 시약은 F243A/V264A를 포함하는, GFI6.0에서 생산된 실시예 18에 기재된 항-TNF 항체에 대응하고, 이를 시험관 내에서 PNGase F로 처리하여 모든 N-글리칸을 제거하였다. PNGase F 효소는 프로자임, 인크. (Prozyme, Inc.)로부터 입수하고, pH 7.4에서 2 ㎕의 시판 효소 대 4 mg의 IgG1의 화학량론으로 사용하였다. 소화된 물질은 맵셀렉트 (지이 헬쓰케어)를 사용하여 정제하였다. 최종 물질을 제제화하고 멸균-여과하였다 (0.2 ㎛ 막).
"20 ADX No Glyco"로서 확인된 시약은 GFI5.0 YGLY8316에서 생산된, 글리코실화를 일으키지 않는 위치 297의 단일 돌연변이를 포함하는, 실시예 18에 기재된 야생형 항-TNF 항체에 상응한다. 상기 항체를 생산하는 균주를 소르발 에볼루션 RC (켄도 (kendo, 미국 노쓰캐롤라이나주 애쉬빌))에서 15 min 동안 13,000 g에서 원심분리에 의해 청정화하였다. 포획 단계를 맵셀렉트 (지이 헬쓰케어)를 사용하여 수행한 후, Capto MMC (지이 헬쓰케어)를 사용하는 연마 단계를 수행하였다. 최종 물질을 제제화하고 멸균-여과하였다 (0.2 ㎛ 막).
이들 실험의 결과를 도 19a 및 19b에 제시한다.
유전자 발현 분석: 염증성 및 골 재형성 유전자의 발현을 RT/PCR 분석에 의해 결정하였다. 정량적 PCR을 수행하기 위해, RNA STAT-60 (텔-테스트 (미국 텍사스주 프렌즈우드))를 사용하여 뒷발로부터 총 RNA를 단리하였다. 총 RNA (5 ㎍)를 DNase (로슈)로 처리하였다. DNase-처리한 총 RNA를 수퍼스크립트 II (기브코/BRL)를 사용하여 역전사시켰다. 프라이머는 프라이머 익스프레스 (PE 바이오시스템즈)를 사용하여 설계하거나, 어플라이드 바이오시스템즈로부터 상업적으로 입수하였다.
각각의 샘플로부터의 10 ng의 cDNA에 대한 실시간 정량적 PCR을 2가지 방법 중 하나를 이용하여 수행하였다. 제1 방법에서, 2개의 유전자-특이적 비표지된 프라이머를 400 nM에서 ABI 5700 기기를 사용하는 퍼킨 엘머 SYBR 그린 실시간 정량적 PCR 검정에서 사용하였다. 제2 방법에서, 2개의 비표지된 프라이머를 각각 900 nM에서 250 nM의 FAM-표지된 프로브 (어플라이드 바이오시스템즈)와 함께 ABI 7700 서열 검출 시스템 상에서 택맨™ 실시간 정량적 PCR 반응에서 사용하였다. 게놈 DNA 오염의 부재는 CD4 프로모터의 게놈 영역을 인식하는 프라이머를 사용하여 확인하였다 - 실시간 PCR에 의해 검출가능한 DNA 오염이 있는 샘플은 연구로부터 배제하였다. 유비퀴틴 수준을 별개의 반응에서 측정하고, 각각의 샘플에 대해 유비퀴틴 및 관심있는 유전자에 대한 평균 사이클 역치 (Ct) 값을 이용하여 Δ - ΔCt 방법에 의해 데이터를 표준화하기 위해 사용하였다; 식 1.8 e (Ct 유비퀴틴 - Ct 관심있는 유전자) x 104을 이용하여 표준화된 값을 얻었다. 결과를 표 8에 제시한다. 제시된 데이터는 나이브 대조 마우스의 뒷발에서 유전자 발현에 비해 염증성/골 재형성 유전자 발현의 증가 배수이다.
Figure pct00021
실시예 22
항-TNF 항체 및 뮤테인의 FcγR 결합 검정
Fcγ 수용체 결합 검정을 실시예 18에 기재된 항-TNF 항체를 사용하여 실시예 1에 설명된 바와 같이 수행하였다. 결과를 도 20 및 표 9-10에 제시한다.
Figure pct00022
Figure pct00023
실시예 23
추가의 항-Her2 Fc 이중 뮤테인 (위치 243/264에서)의 구축 및 그들의 N-글리칸 조성
축퇴성 프라이머와 함께 포화 돌연변이 유발을 처리하기 위해 제공되는 프로토콜에 따라 스트라타젠 퀵체인지® 부위 지정 돌연변이 유발 키트 카탈로그 #200518 (30회 반응)를 사용하여 실시예 2에 기재된 Her2 IgG1 항체의 추가의 Fc 이중 뮤테인을 구축하였다. 알파-교배 인자 프리도메인의 신호 서열을 경쇄 및 중쇄의 5' 말단에 인 프레임으로 융합하였다. IgG1 및 그의 뮤테인의 융합된 신호 서열을 갖는 생성되는 중쇄 및 경쇄를 각각 피치아 파스토리스 AOX1 프로모터 하에 및 에스. 세레비시아에 Cyc 종결인자의 앞에 클로닝하였다. 완성된 중쇄 및 경쇄의 발현 카세트를 함께 최종 발현 벡터 내에 넣었다.
벡터를 당조작된 피치아 GFI6.0 숙주 세포 YGLY3582 및 YGLY22812 내에서 발현시켰다.
Figure pct00024
GFI6.0 YGLY3582 균주의 유전자형은 실시예 4에 기재되어 있다 (YGLY4563과 동일).
항-TNFα Fc DM 뮤테인의 발현을 위해 사용된 조작된 피치아 파스토리스 GFI6.0 YGLY22812 균주의 유전자형은 다음과 같다:
Figure pct00025
YGLY23294, YGLY23280, YGLY23301, YGLY25259 및 YGLY23305는 표 11에 나열된 상이한 뮤테인을 발현하는 것을 제외하고는 동일한 유전자형을 갖는다.
균주를 300 ml의 2% BMGY 배지를 함유하는 500 ml 진탕 플라스크 내에서 배양하고, 24℃에서 3일 동안 진탕하였다.
진탕 플라스크의 유도를 위한 프로토콜: 각각의 배양액의 총 부피 (300 ml)를 팔콘 (falcon) 튜브에 수집하고, 2500 rpm에서 5분 동안 원심분리한다. 상청액을 부어버리고, 세포 펠릿을 150 ml 2% BMMY 및 360 ㎕ PMTi4 (원액 농도 0.65 mg/ml)의 최종 부피로 재현탁한다. 신선한 500 ml 진탕 플라스크에 옮기고, 24℃에서 2일 동안 진탕한다. 유도된 배양액을 원심분리하고, 상청액을 신선한 팔콘 튜브 내로 수집한다.
분비된 항체를 지이 헬쓰케어, 스트림라인 (STREAMLINE) r단백질 A (카탈로그 no. 17-1281-01)를 사용한 단백질 A 칼럼 및 바이오라드 폴리-프렙 (poly-prep) 크로마토그래피 칼럼 (10 ml) (카탈로그 no. 731-1550)에 의해 정제하였다. 다음 완충제를 사용하였다:
- 세척 완충제 #1: 20 mM 트리스 pH 7.0, 1M NaCl
- 세척 완충제 #2: 20 mM 트리스 pH 7.0
- 중화 완충제: 1M 트리스 pH 8.0-pH 9.0
- 용리 완충제: 100 mM 또는 50 mM 시트르산나트륨 pH 3.0
- 세정 용액: 물 중 6M 우레아.
정제 프로토콜은 다음과 같다:
- 500 ㎕의 스트림라인 r단백질 A 비드를 각각의 바이오라드 칼럼에 첨가한다. 비드는 20% 에탄올 내에 있어야 한다. 비드 슬러리의 조성은 50% 비드, 50% 액체이어야 한다.
- 단백질 A 비드가 칼럼 내에 있으면, 5 ml의 세척 완충제 #2로 세척해야 한다 (통과액을 폐기한다)
- 10 ml의 상청액을 바이오라드 칼럼에 첨가한다. 이 단계 동안, 항체는 단백질 A 비드에 결합할 것이다 (통과액을 폐기한다)
- 5 ml의 세척 완충제 #1을 칼럼에 첨가함으로써 원하지 않은 과량의 단백질을 세척 제거한다 (통과액을 폐기한다)
- 5 ml의 세척 완충제 #2를 첨가함으로써 칼럼을 다시 세척한다 (통과액을 폐기한다)
- 1 ml의 중화 완충제를 15 ml 단백질 수집 튜브에 첨가한다.
- 바이오라드 칼럼을 15 ml 수집 튜브 내에 넣는다.
- 3 ml의 용리 완충제를 바이오라드 칼럼에 첨가한다. 이것은 단백질 A 비드로부터 목적하는 항체를 제거할 것이다.
- 용리된 단백질을 15 ml 단백질 수집 튜브 내에 수집한다.
- 브래드포드 (Bradford) 검정에 의해 용리된 단백질의 농도를 결정한다 (브래드포드 검정을 위해 10 ㎕의 단백질을 사용한다).
각각의 글리코형의 상대적인 양을 정량하기 위해, N-글리코시다제 F 방출된 글리칸을 2-아미노벤지딘 (2-AB)으로 표지하고, 문헌 [Choi et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA 100: 5022-5027 (2003)] 및 [Hamilton et at, Science 313: 1441-1443 (2006)]에 기재된 바와 같이 HPLC에 의해 분석하였다. 표 12는 생산된 항체의 글리칸 프로파일을 보여준다 (NQP = 정량 불가).
Figure pct00026
다양한 Fcγ 수용체에 대한 상기 돌연변이체의 결합을 실시예 11에 기재된 방법을 이용하여 결정하였다. 결과를 도 21 및 표 13 및 14에 제시한다.
Figure pct00027
Figure pct00028
실시예 23
항-PCKS9 모 항체 및 Fc 뮤테인
서열 13의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 14의 경쇄 아미노산 서열을 갖는 항-PCSK9 항체를 또한 구축하고, 중쇄의 돌연변이 F243A 및 V264A를 실시예 2에 설명된 바와 같이 도입하였다. 항-PCSK9 이중 뮤테인의 중쇄 아미노산 서열을 서열 15에 제시한다. 야생형 및 이중 뮤테인 형태의 항체를 당조작된 피치아 GFI5.0 및 GFI6.0 내에 발현시키고, 실시예 3-7에 설명된 절차에 따라 정제하고, 다양한 Fcγ 수용체에 결합하는 그들의 능력을 실시예 11에 설명된 절차를 이용하여 결정하였다. 항-PCSK9 이중 뮤테인 항체 (GFI6.0 내에서 생산됨, 서열 15의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 14의 경쇄 아미노산 서열을 포함함)는 모 항체 (GFI5.0에서 생산된)에 비해 FcγRI에 대한 결합의 대략 4배 감소, FcγRIIIa LF에 대한 결합의 8-60배 감소, FcγRIIIa LV에 대한 결합의 2-6배 감소, 및 FcγRIIa 또는 FcγRIIb/c에 대한 검출가능한 결합의 부재를 보였다.
실시예 24
콜라겐-항체 유도 관절염 (AIA) 모델에서 항-Her2 항체 및 그의 Fc 뮤테인의 효과
모델 유도: AIA (항체 유도 관절염)을 다양한 종의 유형 II 콜라겐 상의 보존된 에피토프를 인식하는 5개의 모노클로날 항체, 클론 A2-10 (IgG2a), F10-21 (IgG2a), D8-6 (IgG2a), D1-2G (IgG2b), 및 D2-112 (IgG2b)의 칵테일로 이루어지는 시판 아르트로겐-CIA® 관절염유발 모노클로날 항체 (콘드렉스로부터 구입함)를 사용하여 유도한다.
동물: 추가의 동시-자극 인자 없이 관절염 유도에 감수성인 10주령 B10.RIII 수컷 마우스를 사용하였다. 이들 동물은 잭슨 래보래토리로부터 구입하였다.
임상 스코어 평가: 발 팽윤을 관절염 유도 후 매일 측정하였다. 질환의 중증도를 다음과 같이 발마다 0-3 등급로 등급을 나누었다: 0, 정상; 1, 하나의 발가락의 팽윤; 2, 2개 이상의 발가락의 팽윤; 3, 전체 발의 팽윤. 마우스당 최대 임상 스코어는 12이다.
연구 설계: 제0일에 3 mg의 항-CII mAb 병원체 칵테일 IV의 수동 전달에 의해 관절염을 유도하였다.
모든 군의 마우스에게 제-1일에 투여하였다. 임상 스코어를 7일 동안 모니터링하였다.
마우스의 군들을 다음 시약으로 피하 처리하였다:
Figure pct00029
이소형 IgG1 항체를 대조군으로서 사용하였다. 항체는 마우스 항-헥손에 결합하고, "27F11"로 지정되었다
"비시알릴화 항-Her2"로서 확인된 샘플은 GFI5.0 균주 YGLY19709에서 생산된 F243A/V264A 돌연변이를 포함하는 항-Her2 항체에 상응한다. YGLY19709 균주는 LsSTT3d를 발현시키기 위해 플라스미드 pGLY6301로 형질전환시킨 항-Her2 항체 생산 균주 YGLY13979로부터 유래하였다. 균주 YGLY13979 및 플라스미드 pGLY6301은 특허 출원 공개 번호 WO 2010/099186에 기재되어 있다.
"α2,6 시알릴화 항-Her2"로서 확인된 샘플은 GFI6.0 균주 YGLY4563에서 생산된 F243A/V264A 돌연변이를 포함하는 항-Her2 항체에 상응한다 (실시예 4 참조).
mTNFR-Ig는 힌지에서 시작하여 CH2 및 CH3 영역에 걸치는 mIgG1 Fc에 연결된 mTNFR2의 세포외 도메인을 포함하고 CHO 세포에서 생산된 서열 16의 아미노산 서열을 포함하는 이뮤노어드헤신 (항-TNF 수용체 Ig-융합 단백질)이다.
이들 실험의 결과를 도 22에 제시한다.
서열 목록
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
본 발명은 예시된 실시양태를 참조로 본원에서 설명되지만, 본 발명이 그로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 당업계에 통상적인 기술을 갖고 본원의 개시내용을 이용할 수 있는 사람은 그의 범위 내의 추가의 변형 및 실시양태를 인지할 것이다.
SEQUENCE LISTING <110> Stadheim, Terrance A. Zha, Dongxing Liu, Liming <120> METHOD FOR PREPARING ANTIBODIES HAVING IMPROVED PROPERTIES <130> GFI-MIS-0003 <160> 19 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 450 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> antibody heavy chain <400> 1 Glu Val Gln Leu Val Glu Ser Gly Gly Gly Leu Val Gln Pro Gly Gly 1 5 10 15 Ser Leu Arg Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Asn Ile Lys Asp Thr 20 25 30 Tyr Ile His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Val 35 40 45 Ala Arg Ile Tyr Pro Thr Asn Gly Tyr Thr Arg Tyr Ala Asp Ser Val 50 55 60 Lys Gly Arg Phe Thr Ile Ser Ala Asp Thr Ser Lys Asn Thr Ala Tyr 65 70 75 80 Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys 85 90 95 Ser Arg Trp Gly Gly Asp Gly Phe Tyr Ala Met Asp Tyr Trp Gly Gln 100 105 110 Gly Thr Leu Val Thr Val Ser Ser Ala Ser Thr Lys Gly Pro Ser Val 115 120 125 Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Ser Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala 130 135 140 Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser 145 150 155 160 Trp Asn 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Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys 85 90 95 Thr Ser Gly Ile Ile Thr Glu Ile Ala Glu Asp Phe Trp Gly Gln Gly 100 105 110 Thr Leu Val Thr Val Ser Ser Ala Ser Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe 115 120 125 Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Ser Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala Leu 130 135 140 Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp 145 150 155 160 Asn Ser Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu 165 170 175 Gln Ser Ser Gly Leu Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser 180 185 190 Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile Cys Asn Val Asn His Lys Pro 195 200 205 Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Lys Val Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys 210 215 220 Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro 225 230 235 240 Ser Val Phe Leu Ala Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile Ser 245 250 255 Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Ala Asp Val Ser His Glu Asp 260 265 270 Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val His Asn 275 280 285 Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn 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Cys Asn Lys Thr Ser Asp Thr 35 40 45 Val Cys Ala Asp Cys Glu Ala Ser Met Tyr Thr Gln Val Trp Asn Gln 50 55 60 Phe Arg Thr Cys Leu Ser Cys Ser Ser Ser Cys Thr Thr Asp Gln Val 65 70 75 80 Glu Ile Arg Ala Cys Thr Lys Gln Gln Asn Arg Val Cys Ala Cys Glu 85 90 95 Ala Gly Arg Tyr Cys Ala Leu Lys Thr His Ser Gly Ser Cys Arg Gln 100 105 110 Cys Met Arg Leu Ser Lys Cys Gly Pro Gly Phe Gly Val Ala Ser Ser 115 120 125 Arg Ala Pro Asn Gly Asn Val Leu Cys Lys Ala Cys Ala Pro Gly Thr 130 135 140 Phe Ser Asp Thr Thr Ser Ser Thr Asp Val Cys Arg Pro His Arg Ile 145 150 155 160 Cys Ser Ile Leu Ala Ile Pro Gly Asn Ala Ser Thr Asp Ala Val Cys 165 170 175 Ala Pro Glu Ser Pro Thr Leu Ser Ala Ile Pro Arg Thr Leu Tyr Val 180 185 190 Ser Gln Pro Glu Pro Thr Arg Ser Gln Pro Leu Asp Gln Glu Pro Gly 195 200 205 Pro Ser Gln Thr Pro Ser Ile Leu Thr Ser Leu Gly Ser Thr Pro Ile 210 215 220 Ile Glu Gln Ser Thr Lys Gly Gly Gly Ser Val Pro Arg Asp Cys Gly 225 230 235 240 Cys Lys Pro Cys Ile Cys Thr Val Pro Glu Val Ser Ser Val Phe Ile 245 250 255 Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Val Leu Thr Ile Thr Leu Thr Pro Lys 260 265 270 Val Thr Cys Val Val Val Asp Ile Ser Lys Asp Asp Pro Glu Val Gln 275 280 285 Phe Ser Trp Phe Val Asp Asp Val Glu Val His Thr Ala Gln Thr Lys 290 295 300 Pro Arg Glu Glu Gln Phe Asn Ser Thr Phe Arg Ser Val Ser Glu Leu 305 310 315 320 Pro Ile Met His Gln Asp Trp Leu Asn Gly Lys Glu Phe Lys Cys Arg 325 330 335 Val Asn Ser Ala Ala Phe Pro Ala Pro Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys 340 345 350 Thr Lys Gly Arg Pro Lys Ala Pro Gln Val Tyr Thr Ile Pro Pro Pro 355 360 365 Lys Glu Gln Met Ala Lys Asp Lys Val Ser Leu Thr Cys Met Ile Thr 370 375 380 Asp Phe Phe Pro Glu Asp Ile Thr Val Glu Trp Gln Trp Asn Gly Gln 385 390 395 400 Pro Ala Glu Asn Tyr Lys Asn Thr Gln Pro Ile Met Asp Thr Asp Gly 405 410 415 Ser Tyr Phe Val Tyr Ser Lys Leu Asn Val Gln Lys Ser Asn Trp Glu 420 425 430 Ala Gly Asn Thr Phe Thr Cys Ser Val Leu His Glu Gly Leu His Asn 435 440 445 His His Thr Glu Lys Ser Leu Ser His Ser Pro Gly Lys 450 455 460 <210> 17 <211> 269 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Histidine tagged protein <400> 17 Met Arg Phe Pro Ser Ile Phe Thr Ala Val Leu Phe Ala Ala Ser Ser 1 5 10 15 Ala Leu Ala Ala Pro Val Asn Thr Thr Thr Glu Asp Glu Thr Ala Gln 20 25 30 Ile Pro Ala Glu Ala Val Ile Gly Tyr Ser Asp Leu Glu Gly Asp Phe 35 40 45 Asp Val Ala Val Leu Pro Phe Ser Asn Ser Thr Asn Asn Gly Leu Leu 50 55 60 Phe Ile Asn Thr Thr Ile Ala Ser Ile Ala Ala Lys Glu Glu Gly Val 65 70 75 80 Ser Leu Glu Lys Arg Ala Pro Pro Lys Ala Val Leu Lys Leu Glu Pro 85 90 95 Gln Trp Ile Asn Val Leu Gln Glu Asp Ser Val Thr Leu Thr Cys Arg 100 105 110 Gly Thr His Ser Pro Glu Ser Asp Ser Ile Gln Trp Phe His Asn Gly 115 120 125 Asn Leu Ile Pro Thr His Thr Gln Pro Ser Tyr Arg Phe Lys Ala Asn 130 135 140 Asn Asn Asp Ser Gly Glu Tyr Thr Cys Gln Thr Gly Gln Thr Ser Leu 145 150 155 160 Ser Asp Pro Val His Leu Thr Val Leu Ser Glu Trp Leu Val Leu Gln 165 170 175 Thr Pro His Leu Glu Phe Gln Glu Gly Glu Thr Ile Val Leu Arg Cys 180 185 190 His Ser Trp Lys Asp Lys Pro Leu Val Lys Val Thr Phe Phe Gln Asn 195 200 205 Gly Lys Ser Lys Lys Phe Ser Arg Ser Asp Pro Asn Phe Ser Ile Pro 210 215 220 Gln Ala Asn His Ser His Ser Gly Asp Tyr His Cys Thr Gly Asn Ile 225 230 235 240 Gly Tyr Thr Leu Tyr Ser Ser Lys Pro Val Thr Ile Thr Val Gln Ala 245 250 255 Pro Gly Gly Gly His His His His His His His His His 260 265 <210> 18 <211> 222 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Fc region <400> 18 Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro Ser Val 1 5 10 15 Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile Ser Arg Thr 20 25 30 Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His Glu Asp Pro Glu 35 40 45 Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val His Asn Ala Lys 50 55 60 Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr Arg Val Val Ser 65 70 75 80 Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly Lys Glu Tyr Lys 85 90 95 Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile Glu Lys Thr Ile 100 105 110 Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val Tyr Thr Leu Pro 115 120 125 Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Ser Leu Thr Cys Leu 130 135 140 Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu Ser Asn 145 150 155 160 Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu Asp Ser 165 170 175 Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val Asp Lys Ser Arg 180 185 190 Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met His Glu Ala Leu 195 200 205 His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser Pro Gly 210 215 220 <210> 19 <211> 231 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Fc region <400> 19 Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala 1 5 10 15 Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro 20 25 30 Lys Asp Thr Leu Met Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val 35 40 45 Val Asp Val Ser His Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val 50 55 60 Asp Gly Val Glu Val His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln 65 70 75 80 Tyr Asn Ser Thr Tyr Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln 85 90 95 Asp Trp Leu Asn Gly Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala 100 105 110 Leu Pro Ala Pro Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro 115 120 125 Arg Glu Pro Gln Val Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr 130 135 140 Lys Asn Gln Val Ser Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser 145 150 155 160 Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr 165 170 175 Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr 180 185 190 Ser Lys Leu Thr Val Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe 195 200 205 Ser Cys Ser Val Met His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys 210 215 220 Ser Leu Ser Leu Ser Pro Gly 225 230

Claims (20)

  1. Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하고, 여기서 위치 243에서의 돌연변이가 F243A, F243G, F243S, F243T, F243V, F243L, F243I, F243D, F243Y, F243E, F243R, F243W 및 F243K로 이루어진 군 중에서 선택되고, 위치 264에서의 돌연변이가 V264A, V264G, V264S, V264T, V264D, V264E, V264K, V264W, V264H, V264P, V264N, V264Q 및 V264L로 이루어진 군 중에서 선택되고, 여기서 넘버링이 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르는 것인 Fc-함유 폴리펩티드.
  2. 제1항에 있어서, 위치 243 및 264에서의 돌연변이가
    a) F243A 및 V264A;
    b) F243Y 및 V264G;
    c) F243T 및 V264G;
    d) F243L 및 V264A;
    e) F243L 및 V264N; 및
    f) F243V 및 V264G
    로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 Fc-함유 폴리펩티드.
  3. 제1항에 있어서, 항체 또는 항체 단편인 Fc-함유 폴리펩티드.
  4. 제1항에 있어서, 시알릴화된 N-글리칸을 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드.
  5. 제4항에 있어서, 시알릴화된 N-글리칸 내의 시알산 잔기가 α-2,6 연결을 통해 부착된 것인 Fc-함유 폴리펩티드.
  6. 제1항에 있어서, 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해
    a) 감소된 이펙터 기능,
    b) 증가된 항-염증 특성,
    c) 증가된 시알릴화,
    d) 비경구 투여시 증가된 생체이용률, 및
    e) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합
    중의 하나 이상의 특성을 갖는 Fc-함유 폴리펩티드.
  7. 숙주 세포에서 Fc-함유 폴리펩티드를 생산하는 방법이며,
    (a) Fc-함유 폴리펩티드를 생산하도록 유전자 조작된 유전자 변형 세포를 제공하고, 여기서 숙주 세포가 Fc 영역의 아미노산 위치 243 및 264에서의 돌연변이를 코딩하는 핵산을 포함하고, 여기서 위치 243에서의 돌연변이가 F243A, F243G, F243S, F243T, F243V, F243L, F243I, F243D, F243Y, F243E, F243R, F243W 및 F243K로 이루어진 군 중에서 선택되고, 위치 264에서의 돌연변이가 V264A, V264G, V264S, V264T, V264D, V264E, V264K, V264W, V264H, V264P, V264N, V264Q 및 V264L로 이루어진 군 중에서 선택되고, 여기서 넘버링이 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고;
    (b) Fc-함유 폴리펩티드의 발현을 유발하는 조건 하에 숙주 세포를 배양하고;
    (c) 숙주 세포로부터 Fc-함유 폴리펩티드를 단리하는 것
    을 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 핵산이
    a) F243A 및 V264A;
    b) F243Y 및 V264G;
    c) F243T 및 V264G;
    d) F243L 및 V264A;
    e) F243L 및 V264N; 및
    f) F243V 및 V264G
    로 이루어진 군 중에서 선택된 돌연변이를 코딩하는 것인 방법.
  9. 제7항에 있어서, Fc-함유 폴리펩티드가 항체 또는 항체 단편인 방법.
  10. 제7항에 있어서, Fc-함유 폴리펩티드가 시알릴화된 N-글리칸을 포함하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 시알릴화된 N-글리칸 내의 시알산 잔기가 α-2,6 연결을 통해 부착된 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, Fc-함유 폴리펩티드가, 총 시알릴화된 N-글리칸의 양 및 백분율이 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 N-글리칸 조성을 갖는 것인 방법.
  13. 제7항에 있어서, Fc-함유 폴리펩티드가 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해
    a) 감소된 이펙터 기능,
    b) 증가된 항-염증 특성,
    c) 증가된 시알릴화,
    d) 비경구 투여시 증가된 생체이용률, 및
    e) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합
    중의 하나 이상의 특성을 갖는 것인 방법.
  14. Fc 영역의 위치 243 및 264에 돌연변이를 도입하는 것을 포함하고, 여기서 넘버링이 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르고; Fc-함유 폴리펩티드가 모 Fc-함유 폴리펩티드에 비해 증가된 항-염증 특성 또는 감소된 세포독성을 갖는 것인, Fc-함유 폴리펩티드의 항-염증 특성을 증가시키거나 세포독성을 감소시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 위치 243 및 264에서의 돌연변이가
    a) F243A 및 V264A;
    b) F243Y 및 V264G;
    c) F243T 및 V264G;
    d) F243L 및 V264A;
    e) F243L 및 V264N; 및
    f) F243V 및 V264G
    로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
  16. 대상체에게 Fc 영역의 위치 243 및 264에 돌연변이를 포함하는 Fc-함유 폴리펩티드의 치료 유효량을 투여하는 것을 포함하고, 여기서 넘버링이 카바트에서와 같은 EU 인덱스에 따르는 것인, 염증성 상태의 치료를 필요로 하는 대상체에서 염증성 상태를 치료하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 위치 243 및 264에서의 돌연변이가
    a) F243A 및 V264A;
    b) F243Y 및 V264G;
    c) F243T 및 V264G;
    d) F243L 및 V264A;
    e) F243L 및 V264N; 및
    f) F243V 및 V264G
    로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
  18. 서열 9의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 중쇄 및 서열 2의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하고, 여기서 변이체가 서열 1의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 2의 경쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체에 비해
    a) 감소된 이펙터 기능,
    b) 증가된 항-염증 특성,
    c) 증가된 시알릴화,
    d) 비경구 투여시 증가된 생체이용률, 및
    e) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합
    중의 하나 이상의 특성을 포함하는 것인, Fc-함유 폴리펩티드.
  19. 서열 12의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 중쇄 및 서열 11의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하고, 여기서 변이체가 서열 10의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 11의 경쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체에 비해
    a) 감소된 이펙터 기능,
    b) 증가된 항-염증 특성,
    c) 증가된 시알릴화,
    d) 비경구 투여시 증가된 생체이용률, 및
    e) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합
    중의 하나 이상의 특성을 포함하는 것인, Fc-함유 폴리펩티드.
  20. 서열 15의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 중쇄 및 서열 14의 아미노산 서열 또는 그의 변이체를 포함하는 경쇄를 포함하고, 여기서 변이체가 서열 13의 중쇄 아미노산 서열 및 서열 14의 경쇄 아미노산 서열을 포함하는 항체에 비해
    a) 감소된 이펙터 기능,
    b) 증가된 항-염증 특성,
    c) 증가된 시알릴화,
    d) 비경구 투여시 증가된 생체이용률, 및
    e) FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb 및 FcγRIIIa에 대한 감소된 결합
    중의 하나 이상의 특성을 포함하는 것인, Fc-함유 폴리펩티드.
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