KR20170092562A - T 세포 재표적화 헤테로-이량체성 면역글로불린 - Google Patents

T 세포 재표적화 헤테로-이량체성 면역글로불린 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CD3 및 질환 연관 항원에 결합하는 신규한 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 기재한다. 이들 헤테로-이량체성 면역글로불린은 발현 동안 헤테로-이량체 형성을 촉진하도록 조작되었고, 단백질 A 차등 정제 기술을 사용하여 고도로 정제할 수 있다.

Description

T 세포 재표적화 헤테로-이량체성 면역글로불린 {T CELL RETARGETING HETERO-DIMERIC IMMUNOGLOBULINS}
본 발명은 인간 CD3 항원 및 질환 연관 항원의 성분 둘 다를 표적화하는 헤테로-이량체성 면역글로불린 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
T 세포의 재지시된(redirected) 사멸은 많은 치료 분야에서 바람직한 작용 방식이다. 다양한 이중특이적 항체 포맷은 전임상 및 임상 연구 둘 다에서 T 세포의 재지시를 매개하는 것으로 밝혀졌다[참조: May C et al., (2012) Biochem Pharmacol, 84(9): 1105-12; Frankel SR & Baeuerle PA, (2013) Curr Opin Chem Biol, 17(3): 385-92]. 이중특이적 항체 또는 이의 단편을 재표적화하는 모든 T 세포는 적어도 하나의 부위가 표적 세포에서 표면 항원에 결합하고 나머지 부위가 T 세포 표면 항원에 결합하는 적어도 2개의 항원 결합 부위를 갖도록 조작된다. T 세포 표면 항원 중에서, TCR 단백질 복합체로부터 인간 CD3 엡실론 아단위는 T 세포 사멸을 재지시하도록 최대한 표적화되어 있다.
다수의 이중특이적 항체 포맷이 T 세포 사멸을 재지시하기 위해 사용되었고, 이들은 주로 탠덤형 scFv 단편, 및 보고된 Fc-기반 이중특이적 항체 포맷의 몇몇 예만을 갖는 디아바디(diabody) 기반 포맷을 포함한다[참조; Moore PA et al., (2011) Blood, 117(17): 4542-51; May C et al., (2012) supra; Frankel SR & Baeuerle PA, (2013) supra]. 인간 Fc 영역을 포함하는 이중특이적 포맷은 보다 긴 순환 반감기를 갖고, 이것은 증강된 유효성 및/또는 빈도가 보다 낮은 투여 섭생을 실현할 수 있다. 가능한 Fc 기반의 이중특이적 포맷 사이에서, T 세포 사멸을 재지시하는 하나의 바람직한 포맷은 소위 중쇄 헤테로-이량체 포맷이다. 이러한 포맷은, T 세포 표면에서 인간 CD3 분자의 복수의 카피의 응집을 가능하게 하지 않고 이에 의해 임의의 T 세포 불활성화를 방지하기 때문에 특히 흥미롭다[참조: Klein C et al., (2012) MAbs, 4(6): 653-63].
중쇄 헤테로-이량체를 조작하는 것에 대해 최초로 기재된 방법은 "노브-인투-홀(knob-into-hole)" 방법으로 공지되어 있는 방법이다[참조: PCT 공개번호: WO199627011; Merchant AM et al., (1998) Nat Biotechnol, 16(7): 677-81]. 최근 2개의 항체가 환원 및 시험관내 절반-면역글로블린의 재셔플링(reshuffling)을 통해 1개의 이중특이적 항체에 조합되는 FAB-암(arm) 교환 방법으로 공지된 화학적 방법이 보고되고 있다[참조: PCT 공개번호: WO2008119353 (Schuurman J et al.) and WO2013060867 (Gramer M et al.); Labrijn AF et al., (2013) Proc Natl Acad Sci USA, 110(13): 5145-50].
두 방법 및 이들의 유도체들은 현재 포유동물 세포 숙주에서 Fc 기반의 이중특이적 항체 포맷을 생산하기에 적절하지 않다. 포유동물 세포 숙주에서, "노브-인투-홀" 중쇄 헤테로-이량체를 발현할 때, 이중특이적 항체 회수율은 호모-이량체의 존재에 의해 손상된다[참조: Jackman J et al., (2010) J Biol Chem, 285(27): 20850-9; Klein C et al., supra]. FAB-암 교환 방법 및 이들의 유도체는 2개의 단일특이적 항체를 별도로 최초로 생산하는 추가의 문제점과 함께 동일한 단점을 겪고 있다.
CD3 아단위의 관여 (engagement)에 의해 T 세포 사멸을 재지시하는 이중특이적 항체를 개발할 때에는, CD3 아단위에 특이적인 호모-이량체가 최종 의약품 내에 존재하지 않는 것이 필수적이다. CD3 엡실론 아단위를 표적화하는 경우에, 항-인간 CD3 엡실론 항체 종(인간 CD3 엡실론 항체에 대하여 단일특이적 및 2가의)의 존재는, 제어된 특이적 T 세포 활성화의 목적을 방해하는 T 세포 아폽토티스(apoptosis)를 유도하기 전에 일시적 T 세포 활성화 및 사이토킨 방출을 유발할 수 있다. T 세포 사멸을 효율적으로 재지시하는 안정한 및 안전한 Fc 기반의 이중특이적 항체의 생산은 제약 업계에서 순도 및 수율에 대한 도전이 남아 있다. 따라서, 분비된 이중특이적 항체 생성물이 재조합 포유동물 숙주 세포주의 세포 배양 상청액으로부터 용이하게 단리되는 항-인간 CD3 호모-이량체를 포함하지 않는 항-인간 CD3 기반 중쇄 헤테로-이량체를 효율적으로 생산하는 기술의 필요성이 남아 있다.
시약에 대한 차등 친화성 (differential affinity)에 기반한 호모-이량체로부터 중쇄 헤테로-이량체를 정제하는 기술은 기재되어 있다. 공지된 차등 친화성 정제 기술의 제1 예는 2개의 다른 동물 종으로부터 2개의 상이한 중쇄의 사용을 수반하며, 이중 하나는 친화성 시약 프로테인 A (Protein A)에 결합하지 않는다[참조: Lindhofer H et al., (1995) J Immunol, 155(1): 219-225]. 또한, 동일한 저자는, 2개의 다른 인간 면역글로불린 이소형(IGHG1 및 IGHG3)으로부터 유래하는 2개의 상이한 중쇄로서, 이중 하나는 친화성 시약 프로테인 A에 결합하지 않는 중쇄의 사용을 기재하고 있다[참조: IGHG3; see US6,551,592 Lindhofer H et al.]. 보다 최근에, 이러한 기술의 변형은 데이비스 에스(Davis S) 등(PCT 공개번호: WO2010151792)에 의해 보고되었으며, 헤테로-이량체 중쇄 중의 하나에서 시약 프로테인 A에 대한 친화성을 무효화하기 위해 문헌[참조: Jendeberg (1997) (Jendeberg L. et al. (1997) J Immunol Methods, 201(1): 25-34]에 기재된 2개의 아미노산 치환 H435R 및 Y436F의 사용이 이루어졌다.
본 발명의 바람직한 공지된 차등 프로테인 A 친화 정제 기술은, 모두 3개 종, 즉 적어도 하나의 부위에 의해 프로테인 A 결합 부위의 이들의 총 수에서 목적하는 2개 호모-이량체 종 및 헤테로-이량체가 상이하고, 2개의 호모-이량체 종 중의 하나가 프로테인 A 결합 부위를 갖지 않고 따라서 프로테인 A에 결합하지 않는, 기술에 상응한다(도 1에 제시된 바와 같음).
약물 안정성은 성공적인 약제 개발의 측면에서 중요하며, VH3 기반의 면역글로불린 또는 이의 단편은 생물학적 제약 산업에 중요하다. VH3 아부류에 기초한 치료 항체는 이러한 프레임워크가 프로테인 A에 결합하고 이들의 면역글로불린으로의 포맷 전에 항체 단편의 시험을 용이하게 하기 때문에 광범위하게 개발되어 왔고; 예를 들면, 항체 발견에 사용되는 다수의 합성 항체 파지 디스플레이 라이브러리는 VH3 아부류에 기초한다. 또한, VH3 기반 항체는 종종 다른 공지된 중쇄 가변 도메인 아부류보다 양호한 발현 및 안정성을 위해 종종 선택된다.
VH3 도메인이 강력한 친화성을 갖는 2개 부위를 갖는 Fc 영역과 비교하여 약한 친화성을 갖는 1개의 프로테인 A 결합 부위만을 갖지만[참조: Roben PW et al., (1995) J Immunol, 154(12): 6437-45], 공지된 차등 프로테인 A 친화성 정제 기술을 간섭하기에 충분한 친화성이 있다. 중쇄의 헤테로-이량체의 정제를 취급하는 경우, 프로테인 A를 위한 결합을 갖지 않도록 이의 Fc 영역에서 조작된 중쇄는 1개의 VH3 기반 항원 결합 부위를 포함하고, 따라서 프로테인 A 결합은 VH3 도메인을 통해 복원되고, 바람직한 기술은 도 1에 기술되어 있으며, 상기는 더 이상 유용하지 않다(도 2A). 이 사례에서, VH3 기반 항원 결합 부위에서 프로테인 A 결합을 무효화하는 것은 간단한 해결책을 제공하고, 목적하는 헤테로-이량체의 초기 구조를 유지하게 한다(도 2B). 또는, 중쇄 헤테로-이량체는 이의 Fc 영역에서 프로테인 A에 결합하는 중쇄 위에 위치한 VH3 기반 항원 결합 부위를 갖도록 재조작될 수 있다(도 2C; VH3 도메인은 Fc 단량체와 비교하여 프로테인 A에 대한 약한 친화성을 갖고, 따라서 목적하는 헤테로-이량체는 다른 호모-이량체 종으로부터 별개의 pH 값, 전형적으로 pH 4에서 여전히 용출하는 한편, 프로테인 A에 결합하는 호모-이량체 종은 2개의 추가 프로테인 A 결합 부위를 포함하고 pH ≤ 3에서 용출하는 것에 유의한다).
더욱 중요한 것으로서, 모든 중쇄가 VH3 기반 항원 결합 부위를 포함하는 중쇄의 헤테로-이량체의 정제를 취급하는 경우, 상술한 재배치 전략은 부분적으로만 도움이 될 수 있다(도 2D 및 도 15B). 차등 정제에 기반한 프로테인 A는 VH3 기반 항원 결합 부위의 적어도 하나(도 2E) 또는 둘 다(도 2F)에서 프로테인 A 결합이 무효화되는 경우에만 가능하다.
따라서, 이러한 가변 도메인 아부류를 포함하는 중쇄의 헤테로-이량체의 생산을 수행할 때에 VH3 도메인 내에서 프로테인 A 결합을 무효화하는 필요성이 남아 있다.
본 발명은 질병 연관 항원을 인식하고 이에 결합할 수 있는 제2 결합 암을 포함하는 신규한 항-인간 CD3 이중특이적 항체를 제공한다.
본 발명의 문맥에서, 질환 연관 항원은 항암성 마커 또는 다른 대사적 또는 면역학적 기능장애와 같은 병원성 상태와 연관된 항원 또는 에피토프를 의미한다. 또한, 질환 마커는 병원성 바이러스 또는 박테리아와 같은 감염성 질환과 연관될 수 있다.
본 발명에 따르면, 항-인간 CD3 결합 암의 표적 결합 부분은 SP34의 단일 쇄 가변 단편(scFv)를 포함한다. scFv는 특히, 이의 CD3 결합 특성을 유지하면서, 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv-Fc와 비교하여 우수한 발현 프로파일을 갖는다.
특히, scFv-Fc로서 발현되는 경우, 이는 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv-Fc로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여 적어도 2배의 발현 개선을 갖는다. 바람직하게는, 개선된 SP34 scFv는 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여 발현의 적어도 6배 개선, 및 가장 바람직하게는 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여 발현의 12배 개선을 갖는다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, BEAT 포맷에서 FAB 암을 포함하는 이중특이적 항체에서 scFv로서 발현되는 경우, 이는 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여 적어도 2배의 발현 개선을 갖는다. 바람직하게는, BEAT 이중특이적 항체의 성분으로서 개선된 SP34는, BEAT 이중특이적 항체의 성분으로서, 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는, scFv로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여 발현의 적어도 5배 증가를 갖는다.
본 발명에 따르면, 항-인간 CD3 이중특이적 항체의 2개의 결합 암은 각각 면역글로불린 불변 영역를 포함하는데, 여기서 제1 암 또는 폴리펩티드는 프로테인 A에 결합하고, 제2 암 또는 폴리펩티드는 프로테인 A에 결합하지 않는다.
본 발명에 따르면, 프로테인 A에 제1 폴리펩티드가 결합하고 프로테인 A에 제2 폴리펩티드가 결합하지 않는 것은 제2 폴리펩티드가 프로테인 A에 일부 잔여 결합을 갖는다는 것을 의미하는 것이 아니라, 제2 폴리펩티드가 제1 암과 비교하여 프로테인 A에 결합하는 정도가 약하다는 것을 의미한다.
본 발명에 따르면, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 제1 및 제2 폴리펩티드는, 호모-이량체 형성보다는 헤테로-이량체 형성을 선호하는 단백질-단백질 인터페이스를 갖는 변형된 CH3 영역을 갖는 조작된 면역글로불린 불변 영역을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 본 발명은 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공하고, 여기서 제1 및 제2 폴리펩티드는 단백질-단백질 인터페이스를 갖는 변형된 CH3 도메인을 갖는 조작된 면역글로불린 불변 영역을 포함하고, 상기 제1 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 위치에서 아미노산 치환을 포함하고, 상기 제2 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 85.1, 86, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 위치에서 아미노산 치환을 포함한다.
바람직하게는, 제2 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 84.4 위치에서 아미노산 치환을 포함하고, 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 치환을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공하고, 여기서 제1 및 제2 폴리펩티드는 단백질-단백질 인터페이스를 갖는 변형된 CH3 도메인을 갖는 조작된 면역글로불린 불변 영역을 포함하는데, 여기서 제1 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 88 위치 및 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 위치에서의 아미노산의 치환을 포함하고, 제2 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 85.1 위치 및/또는 86 위치 및 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 위치에서의 아미노산 치환을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 CD3 단백질 복합체에 결합하고 제2 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 질환 연관된 항원에 결합하거나, 또는 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 질환 연관된 항원에 결합하고, 제2 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 CD3 단백질 복합체에 결합하고; 상기 CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 200의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 CDR1, 서열번호 201의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 CDR2 및 서열번호 202의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 CDR3, 및 서열번호 203의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 CDR1, 서열번호 204의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 CDR2 및 서열번호 205의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 CDR3를 포함하거나; 상기 CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 352의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 CDR1, 서열번호 353의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 CDR2 및 서열번호 354의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 CDR3, 및 서열번호 355의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 CDR1, 서열번호 356의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 CDR2 및 서열번호 357의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 CDR3를 포함한다.
이러한 신규한 항-인간 CD3 이중특이적 항체의 용도는, 이로써 한정되지 않지만, 다양한 인간 암 및 자가면역 및 염증성 질환의 치료를 포함한다. 건강한 세포 및 조직에 비해 암 세포의 특이적 파괴는 종양학에서 주요 목표임을 나타낸다. T 세포 사멸을 종양 연관된 세포 표면 항원에 대해 안전하게 재지시할 수 있는 치료법은 개선된 치료적 효능을 제공할 수 있다. 종양학에서 임상적으로 충족되지 않은 니즈의 공지된 분야는, 이로써 한정되지 않지만, 유방암, 전이성 유방암, 자궁암, 췌장암, 폐암, 림프종 및 다발성 골수종을 포함한다. 질환 유발 T 세포의 제거는 건선(psoriasis), 다발성 경화증(multiple sclerosis) 및 당뇨병(diabetes)과 같은 자가면역 및 염증성 질환을 치료하는데 있어서 T 세포 분화를 억제하는 것보다 더 유용할 것이다.
질환과 연관된 항원의 바람직한 세트는 유전자 생성물: CCR3, CCR6, CRTH2, PDL1, BLUT1, PirB, CD33, TROP2, CD105, GD2, GD3, CEA, VEGFR1, VEGFR2, NCAM, CD133, CD123, ADAM17, MCSP, PSCA, FOLR1, CD19, CD20, CD38, EpCAM, HER2, EGFR, PSMA, IgE, 인테그린 a4b1, CCR5, LewisY, FAP, MUC-1, Wue-1, MSP, EGFRvIII, P 당단백질, AFP, ALK, BAGE 단백질, CD30, CD40, CTLA4, ErbB3, ErbB4, 메소텔린, OX40, CA125, CAIX , CD66e, cMet, EphA2, HGF/SF, MUC1, 포스파티딜세린, TAG-72, TPBG, b-카테닌, brc-abl, BRCA1, BORIS, CA9, 카스파제-8, CDK4, 사이클린-B1, CYP1B1, ETV6-AML, Fra-1, FOLR1, GAGE-1, GAGE-2, GloboH, 글리피칸-3, GM3, gp100, HLA/B-raf, HLA/k-ras, HLA/MAGE-A3, hTERT, LMP2, MAGE1, MAGE2, MAGE3, MAGE4, MAGE6, MAGE12, MART-1, ML-IAP, Muc2, Muc3, Muc4, Muc5, Muc16, MUM1, NA17, NY-BR1, NY-BR62, NY-BR-85, NY-ESO1, p15, p53, PAP, PAX3 PAX5, PCTA-1, PLAC1, PRLR, PRAME, RAGE 단백질, Ras, RGS5, Rho, SART-1, SART-3, Steap-1, Steap-2, 수르비빈(survivin), TAG-72, TGF-b, TMPRSS2, Tn, TRP-1, TRP-2, 티로시나제, 유로플라킨(uroplakin)-3로부터 유래된다.
본 발명에 따르는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 각각 하기의 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 중쇄 CDR1, CDR2 및 CDR3 아미노산 서열 및 경쇄 CDR1, CDR2 및 CDR3 아미노산 서열을 포함한다:
i) 서열번호: 206 - 211;
ii) 서열번호: 212 - 217;
iii) 서열번호: 218 - 223;
iv) 서열번호: 224 - 229;
v) 서열번호: 230 - 235;
vi) 서열번호: 236 - 241;
vii) 서열번호: 242 - 247;
viii) 서열번호: 248 - 253;
ix) 서열번호: 254 - 259;
x) 서열번호: 260 - 265;
xi) 서열번호: 266 - 271; 및
xii) 서열번호: 272 - 277.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 제2 폴리펩티드의 불변 영역은 IgG3 CH3 영역을 포함한다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 제2 폴리펩티드의 불변 영역은, IgG로부터의 그것 외의 CH3 영역을 포함하고, 비-IgG3 CH3 영역은 적어도 하나의 치환을 포함하여 프로테인 A 결합을 감소/무효화한다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 제2 폴리펩티드의 불변 영역은, 프로테인 A 결합을 감소시키는 적어도 하나의 변형을 포함하는 VH3 영역을 포함한다.
본 발명자들은 VH3 기반의 항원 결합 부위가 단일 프로테인 A 크로마토그래피 단계에서 고도의 순도를 갖으면서 용이하게 생산되고 정제될 수 있음을 밝혀냈다. 이러한 항체들은 생산의 용이함과 더불어 현재의 치료법에 비해 높은 효능을 나타낼 수 있다.
본 발명은 또한 재조합 포유동물 숙주 세포주로부터 적어도 하나의 VH3 기반의 항원 결합 부위를 갖는 항-인간 CD3 이중특이적 중쇄 헤테로-이량체를 생산하는 방법을 제공하고, 여기서 이중특이적 항체 생성물은 고도의 순도로 단일 프로테인 A 크로마토그래피 단계 이후에 단리된다.
특히, 변형된 VH3 영역은 57, 65, 81, 82a 및 19/57/59(Kabat 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 치환을 포함하고, 더욱 바람직하게는 변형된 VH3 영역은 57A, 57E, 65S, 81E, 82aS, 및 조합 19G/57A/59A(Kabat 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 치환을 포함한다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편은 추가의 치환을 포함할 수 있고, 여기서 중쇄 가변 프레임워크 영역은 I34M, V48I, A49G, R58N/Y, I69L, A71T 및 T73K(Kabat 넘버링)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 치환을 포함하고 경쇄 가변 프레임워크 영역은 M4L, V33M, A34N, L46R, L47W, T51A, R66G, F71Y 및 P96F(Kabat 넘버링)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 치환을 포함하거나; 중쇄 가변 프레임워크 영역은 I34M, A49G 및A71T(Kabat 넘버링)의 아미노산 치환을 포함하고 경쇄 가변 프레임워크 영역은 M4L, L46R, L47W 및 F71Y(Kabat 넘버링)의 아미노산 치환을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 바람직하게는, 중쇄 가변 프레임워크 영역은 인간 IGHV3-23의 생성물 또는 이로부터 유래된 것이다. 더욱 바람직하게는, 중쇄 가변 프레임워크 영역은 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 것이다. 상기 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 18 또는 서열번호 60의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
바람직한 실시형태에서, CD3 단백질 복합체에 결합하는 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 인간 VK1 아부류 또는 인간 VK3 아부류의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 바람직하게는, 경쇄 가변 프레임워크 영역은 인간 VK1-39 또는 VK3-20의 생성물 또는 이로부터 유래된 것이다. 더욱 바람직하게는, 경쇄 가변 프레임워크 영역은 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23) 또는 IGKV3-20*01(서열번호 24)의 생성물 또는 이로부터 유래된 것이다. 상기 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 19 또는 서열번호 61의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
바람직한 실시형태에 따르면, CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 I34M, V48I, A49G, R58N/Y, I69L, A71T 및 T73K(Kabat 넘버링)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 역 돌연변이를 갖는 인간화 중쇄 가변 도메인, 및 M4L, V33M, A34N, L46R, L47W, R66G, F71Y 및 P96F(Kabat 넘버링)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 역 돌연변이를 갖는 인간화 경쇄 가변 도메인을 포함한다. 더욱 바람직하게는, CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 I34M, A49G 및 A71T(Kabat 넘버링)의 역 돌연변이를 갖는 인간화 중쇄 가변 도메인, 및 M4L, L46R, L47W 및 F71Y(Kabat 넘버링)의 역 돌연변이를 갖는 인간화 경쇄 가변 도메인을 포함한다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 101의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역, 및 서열번호 105의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하거나; CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 103의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역, 및 서열번호 106의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하거나; CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 104의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역, 및 서열번호 106의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하거나; CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 104의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역, 및 서열번호 401의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함하거나; CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 104의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 영역, 및 서열번호 402의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 영역을 포함한다.
상기 CD3 단백질 복합체는 아단위의 숫자를 포함하는데, 예를 들면, 델타, 엡실론 및 감마이다. 바람직한 실시형태에서, CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역은 CD3 엡실론 아단위에 결합한다.
본원에 기재된 에피토프 결합 영역은 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 하나 이상의 에피토프로의 특이적인 결합을 가능하게 하는 결합 부위를 함께 형성하는, 하나 이상의 중쇄 가변 도메인 및 하나 이상의 상보적인 경쇄 가변 도메인의 조합을 포함한다. 본 발명의 실시형태에서, 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 FAB를 포함하고, 제2 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 scFv를 포함한다. 대안적으로, 상기 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 scFv를 포함하고, 제2 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 FAB를 포함한다.
한 가지 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 HER2에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역, 및 인간 VK1 아부류, 더욱 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 질환 연관된 항원 HER2에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 20의 아미노산 서열을 포함하는 중쇄 가변 도메인 및 서열번호 21의 아미노산 서열을 포함하는 경쇄 가변 도메인을 포함한다. 추가의 바람직한 실시형태에서, HER2에 결합하는 에피토프 결합 영역은 서열번호 107의 아미노산 서열을 포함하는 scFv 단편을 형성하는 G4S 링커에 의해 결합되는 중쇄 가변 도메인 및 경쇄 가변 도메인을 포함할 수 있다. 바람직하게는, scFv 단편의 가변 도메인은 프로테인 A에 대한 결합을 무효화하는 변형을 포함하고, 여기서 아미노산 치환은 65S(Kabat 넘버링)이고 scFv 단편은 서열번호 109의 아미노산 서열을 포함하거나, 아미노산 치환은 82aS(Kabat 넘버링)이고 scFv 단편은 서열번호 111의 아미노산 서열을 포함한다.
특히, 상기 헤르셉틴(Herceptin) 결합 암은 서열번호 20에 의해 코딩된 중쇄 가변 영역 및 서열번호 21에 의해 코딩된 경쇄 가변 영역을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 CD38에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 112 또는 114 또는 122의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 상기 에피토프 결합 영역은 추가로 인간 VK1 아부류, 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 113 또는 115 또는 123의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
특히, CD38 결합 폴리펩티드는 서열번호 116/117, 129/130, 113/114 및 135/136에 의해 코딩된 가변 중쇄 도메인 및 가변 경쇄 도메인 쌍을 포함한다.
한 가지 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 OX40에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 139의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 상기 에피토프 결합 영역은 추가로 인간 VK1 아부류, 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 140의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체에 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
더욱 바람직하게는, 인간화 중쇄 가변 도메인은 G65S의 치환 또는 N82aS의 치환(Kabat 넘버링)을 포함하는 프로테인 A에 대한 결합을 무효화화는 변형을 포함한다.
특히, OX40 결합 폴리펩티드는 서열번호 141/142, 278/280 및 279/281에 의해 코딩된 가변 중쇄 도메인 및 가변 경쇄 도메인 쌍을 포함한다.
한 가지 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 CD19에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함하고, 가장 바람직하게는 서열번호 296의 아미노산 서열을 포함한다. 상기 에피토프 결합 영역은 추가로 인간 VK1 아부류, 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함하고, 가장 바람직하게는 서열번호 297의 아미노산 서열을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 상기 중쇄 가변 도메인은 G65S의 치환 또는 N82aS의 치환(Kabat 넘버링)을 포함하는 프로테인 A에 대한 결합을 무효화하는 변형을 포함한다.
특히, CD19 결합 폴리펩티드는 서열번호 296/297에 의해 코딩된 가변 중쇄 도메인 및 가변 경쇄 도메인 쌍을 포함한다.
한 가지 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 CD20에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 143의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 상기 에피토프 결합 영역은 추가로 인간 VK1 아부류, 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 144의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
가장 바람직하게는, 인간화 중쇄 가변 도메인은 G65S의 치환 또는 N82aS의 치환(Kabat 넘버링)을 포함하는 프로테인 A에 대한 결합을 무효화하는 변형을 포함한다.
특히, CD20 결합 폴리펩티드는 서열번호 143/144, 282/284, 283/285에 의해 코딩된 가변 중쇄 도메인 및 가변 경쇄 도메인 쌍을 포함한다.
한 가지 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 EGFR에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 145의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 상기 에피토프 결합 영역은 추가로 인간 VK1 아부류, 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 146의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
가장 바람직하게는, 인간화 중쇄 가변 도메인은 G65S의 치환 또는 N82aS의 치환(Kabat 넘버링)을 포함하는 프로테인 A에 대한 결합을 무효화하는 변형을 포함한다.
특히, EGFR 결합 폴리펩티드는 서열번호 145/146, 286/288, 287/289, 290/291, 292/294에 의해 코딩된 가변 중쇄 도메인 및 가변 경쇄 도메인 쌍을 포함한다.
한 가지 실시형태에서, 질환 연관된 항원에 결합하는 에피토프 결합 영역은 IgE에 결합한다. 상기 에피토프 결합 영역은 인간 VH3 아부류, 바람직하게는 인간 VH3-23, 더욱 바람직하게는 인간 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 298의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 인간화 항체 또는 서열번호 304의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 상기 에피토프 결합 영역은 추가로 인간 VK1 아부류, 바람직하게는 인간 VK1-39, 더욱 바람직하게는 인간 IGKV1-39*01(서열번호 23)의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다. 상기 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 299의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 인간화 항체 또는 서열번호 305의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체의 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다.
가장 바람직하게는, 중쇄 가변 도메인은 G65S의 치환 또는 N82aS의 치환(Kabat 넘버링)을 포함하는 프로테인 A에 대한 결합을 무효화하는 변형을 포함한다.
특히, IgE 결합 폴리펩티드는 서열번호 298/299, 300/302, 301/303, 304/305, 306/308, 307/309에 의해 코딩된 가변 중쇄 도메인 및 가변 경쇄 도메인 쌍을 포함한다.
항-CD3 항체는 직접 및 간접 메카니즘 모두에 의하여 독성을 유발하는 것으로 밝혀졌다. 간접 메카니즘은 Fc 수용체 발현 면역 세포와 함께 작용하는 CD3 항체의 Fc 영역에 의해 매개되고 일시적 T 세포 활성화 및 사이토킨 방출을 유도한다. 따라서, 본원에 기재된 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 안전성을 개선시키기 위해, 제1 및/또는 제2 폴리펩티드의 면역글로불린 불변 영역은 효과기 면역 세포 및/또는 보체 C1q에 대한 감소된 또는 제거된 결합을 갖는다. 바람직하게는, 면역글로불린 불변 영역은 낮은 힌지 영역에서 Fc 수용체 결합을 무효화하기 위하여 조작된다. 더욱 바람직하게는, 제1 및/또는 제2 폴리펩티드의 면역글로불린 불변 영역은 L234A 및/또는 L235A의 치환(EU 넘버링)을 포함한다. 가장 바람직하게는, 제1 및/또는 제2 폴리펩티드의 면역글로불린 불변 영역은 L234A 및 L235A의 치환(EU 넘버링)을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 개시는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 기재하고, 여기서 에피토프 결합 영역은 CD3 단백질 복합체의 CD3 엡실론 아단위에 결합하고, 표 1에서 시차 주사 열량측정(DSC)에 의해 측정된 바와 같이, 서열번호 60의 아미노산 서열의 중쇄 가변 도메인 및 서열번호 61의 아미노산 서열의 경쇄 가변 도메인을 포함하는 SP34 키메라의 FAB 열-안정성에 비해 우수한 FAB 열-안정성을 갖는 FAB를 포함한다. 이러한 증가된 열안정성은 이들 개선된 SP34 결합 암이 증가된 생체내 및 시험관내 안정성을 갖는 것을 의미하고, 이는 치료제로서 및 이의 안정성/저장/저장 수명의 측면에서 보다 우수한 성능을 의미한다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면,
a) 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 또는 경쇄 가변 도메인 중의 하나 이상의 잔기를 변형시키는 단계;
b) 단계 a)의 변형된 작제물의 발현을 발현시키는 단계;
c) 변형된 작제물의 발현 수준을, 서열번호 60과 서열번호 61 또는 서열번호 62와 서열번호 63 또는 서열번호 64와 서열번호 69에 의해 코딩된 중쇄/경쇄 가변 도메인을 포함하는 scFv와 비교하는 단계;
d) 서열번호 60과 서열번호 61 또는 서열번호 62와 서열번호 63 또는 서열번호 64와 서열번호 69에 의해 코딩된 중쇄/경쇄 가변 도메인을 포함하는 scFv보다 많이 발현되는 변형된 작제물을 선택하는 단계를 포함하는, SP34의 가변 중쇄 및 경쇄 도메인 서열 서열번호 60 및 61을 포함하는 scFv의 발현을 개선시키는 방법이 제공된다.
본 발명에 따라서, 중쇄 가변 도메인은 적어도 100e의 위치에서 변형된다.
특히, 잔기 100e는 소수성 측쇄를 갖는 아미노산 및 페닐알라닌 또는 티로신 잔기를 치환한다.
본 발명에 따라서, 경쇄 가변 도메인은 위치 29, 30, 91, 95에서 적어도 변형된다.
본 발명에 따라서, 잔기는 랜덤으로 돌연변이된다.
본 발명에 따라서, 잔기는 모든 표준 아미노산 및/또는 비-표준 아미노산 또는 이의 서브세트를 위해 부위 지시된 돌연변이에 의해 돌연변이된다.
본 발명의 바람직한 양태에 따라서, 잔기는 가변 중쇄 및 경쇄 도메인의 다른 특성화된 버젼으로 동일한 위치에 존재하는 다른 잔기로 부위 지시된 돌연변이유발에 의해 돌연변이된다.
특히, 잔기 29는 알라닌, 글루탐산 또는 세린 잔기를 치환하고; 잔기 30은 알라닌 또는 아스파르트산 잔기를 치환하고; 잔기 91은 페닐알라닌 잔기를 치환하고; 잔기 95는 글리신 또는 트레오닌 잔기를 치환한다.
추가의 양태에서, 본 발명은 본원에 기재된 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공하고, 여기서 하나의 에피토프 결합 영역이 CD3 단백질 복합체의 CD3 엡실론 아단위에 결합하고, 질환 연관된 항원에 결합하는 다른 에피토프 결합 영역이 HER2에 결합한다. T-세포 사멸을 재지시하는 이러한 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 효능은 실시예에 기재된 것처럼, HER2를 발현하는 세포주, 예를 들면, JIMT-1, BT-474 및 MDA-MB-231에서 유세포 분석(flow cytometry) 방법(FDL-FACS) 또는 비색 기반 방법(RDL-MTS)을 사용하는 시험관내 검정으로 측정될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명은,
i) 제1 폴리펩티드가 서열번호 359로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 서열번호 399 또는 400의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD3 엡실론에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 167의 아미노산 서열을 갖고 HER2에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 HER2;
ii) 제1 폴리펩티드가 서열번호 359로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 서열번호 399 또는 400의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD3 엡실론에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 167의 아미노산 서열을 갖고 HER2에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 HER2;
iii) 제1 폴리펩티드가 서열번호 359로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 서열번호 399 또는 400의 아미노산 서열의 동족 (cognate) 경쇄와 조립되며 CD38에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 162의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD38;
iv) 제1 폴리펩티드가 서열번호 170의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 138의 아미노산 서열의 동족 경쇄와 조립되며 CD38에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD38;
v) 제1 폴리펩티드가 서열번호 176의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 119의 아미노산의 동족 경쇄와 조립되며 CD38에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD38;
vi) 제1 폴리펩티드가 서열번호 178의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 128의 아미노산 서열의 동족 경쇄와 조립되며 CD38에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD38;
vii) 제1 폴리펩티드가 서열번호 359로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 서열번호 399 또는 400의 아미노산 서열의 동족 경쇄와 조립되며 OX40에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 162의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 OX40;
viii) 제1 폴리펩티드가 서열번호 174의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 175의 아미노산 서열의 동족 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
ix) 제1 폴리펩티드가 서열번호 180의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 181의 아미노산 서열의 동족 경쇄와 조립되며 CD20에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396의 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD20
에 결합하는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공한다.
추가의 실시형태에서, 본 발명은,
제1 폴리펩티드가 서열번호 310의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 3의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 HER2에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 HER2;
제1 폴리펩티드가 서열번호 312 또는 404의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 132의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD38에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD38;
제1 폴리펩티드가 서열번호 313의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 138의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD38에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD38;
제1 폴리펩티드가 서열번호 314의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 315의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 OX40에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 OX40;
제1 폴리펩티드가 서열번호 316의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 317의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 OX40에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 OX40;
제1 폴리펩티드가 서열번호 318의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 319의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD20에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD20;
제1 폴리펩티드가 서열번호 320의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 321의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD20에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD20;
제1 폴리펩티드가 서열번호 322의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 323의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
제1 폴리펩티드가 서열번호 324의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 325의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
제1 폴리펩티드가 서열번호 326의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 327의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
제1 폴리펩티드가 서열번호 328의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 329의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
제1 폴리펩티드가 서열번호 330의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 331의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD19에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD19;
제1 폴리펩티드가 서열번호 332의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 333의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 IgE에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 IgE;
제1 폴리펩티드가 서열번호 334의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 335의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 IgE에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 IgE;
제1 폴리펩티드가 서열번호 336의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 337의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 IgE에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 IgE;
제1 폴리펩티드가 서열번호 338의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 339의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 IgE에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 IgE;
제1 폴리펩티드가 서열번호 340의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 173의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 OX40에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 OX40;
제1 폴리펩티드가 서열번호 341의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 181의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 CD20에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 CD20;
제1 폴리펩티드가 서열번호 342의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 175의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
제1 폴리펩티드가 서열번호 343의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 344의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 EGFR에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 EGFR;
제1 폴리펩티드가 서열번호 345의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 346의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 IgE에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 IgE;
제1 폴리펩티드가 서열번호 347의 아미노산 서열을 갖고 서열번호 348의 아미노산 서열의 경쇄와 조립되며 IgE에 결합하고, 제2 폴리펩티드가 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미노산 서열을 갖고 CD3 엡실론에 결합하는, CD3 단백질 복합체 및 IgE
에 결합하는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공한다.
본 발명의 추가의 양태에 따라서, 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편에서, CD3 결합 폴리펩티드는 그룹: 서열번호 101/105, 103/106, 104/106, 104/401, 104/402로부터 선택된 중쇄 및 경쇄 가변 영역 중의 적어도 하나 또는 이의 조합을 포함한다.
이중특이적 항체 생성에 대하여 상기에서 언급한 바와 같이, 항-인간 CD3 호모-이량체를 포함하지 않는 항-인간 CD3 기반의 중쇄 헤테로-이량체를 효율적으로 생산할 필요가 있으며, 여기서 분비된 이중특이적 항체 생성물은 재조합 포유동물 숙주 세포주로부터의 세포 배양 상청액으로부터 용이하게 단리된다. 상기 효과를 위하여, 프로테인 A 기반의 차등 정제 기술은 VH3의 가변 도메인 아부류를 포함하는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 단리하는데 사용될 수 있고, 여기서 적어도 하나 또는 바람직하게는 모든 VH3 기반의 에피토프 결합 영역에서 프로테인 A 결합 부위는 무효화된다. 따라서, 또 다른 양태에서, 본 발명은, 하기의 단계를 포함하는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 생성을 위한 시험관내 방법을 제공한다:
ia) 하나 또는 2개의 DNA 벡터 또는 제3 DNA 벡터가 임의로 공통 경쇄 또는 상기 제1 또는 제2 폴리펩티드의 중쇄과 조립되는 경쇄를 코딩하는, 제1 폴리펩티드의 중쇄를 코딩하는 DNA 벡터 및 제2 폴리펩티드의 중쇄를 코딩하는 DNA 벡터를 제조하는 단계; 또는
ib) DNA 벡터가 공통 경쇄 또는 제1 또는 제2 폴리펩티드의 경쇄와 임의로 조립되는 경쇄를 임의로 코딩하고 상기 DNA 벡터가 포유동물 숙주 세포에서 일시적 또는 안정적 발현에 적합한, 제1 및 제2 폴리펩티드의 중쇄를 코딩하는 하나의 DNA 벡터를 제조하는 단계; 및
ii) 포유동물 숙주 세포주에서 단계 (i)의 DNA 벡터를 형질감염 또는 동시-형질감염시키는 단계;
iii) 형질감염된 세포주 또는 이로부터 안정적으로 선별된 클론을 배양하고, 세포 배양 상청액을 수거하는 단계;
iv) 프로테인 A 친화성 크로마토그래피 수지에 상기 세포 배양 상청액을 접촉시키는 단계; 및
v) 목적하는 헤테로-이량체성 면역글로불린을 용출시키고 수집하는 단계.
바람직하게는, 상기 단계 (v)로부터 정제된 물질에서 발견되는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편은 적어도 95%의 순도를 갖는다. 보다 바람직하게는, 상기 단계 (v)로부터 정제된 물질에서 발견되는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편은 적어도 96%의 순도를 갖는다. 보다 더 바람직하게는, 상기 단계 (v)로부터 정제된 물질에서 발견되는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편은 적어도 97%의 순도를 갖는다. 정제된 물질에서 발견되는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편의 순도는 모세혈관 전기영동에 의해 측정될 수 있다.
도 1: 프로테인 A를 사용한 바람직한 차등 친화성 정제 기술의 개략도. VH3 기반 항원 결합 부위를 포함하는 중쇄는 없음. 범례: [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미하고, [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다. 용출 pH가 제시되어 있다.
도 2A-F: 차등 프로테인 A 크로마토그래피를 사용하여 하나 이상의 VH3 도메인을 포함하는 중쇄의 헤테로-이량체를 정제할 때에 직면하는 문제점을 설명하기 위한 개략도. 헤테로-이량체의 적어도 하나의 VH3 도메인 내에서 프로테인 A 결합 부위의 돌연변이에 기반한 용액의 예가 제시되어 있다. 도 2A: 중쇄의 헤테로-이량체가 이의 Fc 영역에서 프로테인 A에 결합하지 않는 중쇄 내에 VH3 도메인을 포함할 때에 직면한 문제. 도 2B: 도 2A에 기재된 정제 문제에 대한 해결책, 이의 Fc 영역에서 프로테인 A에 결합하지 않는 헤테로-이량체의 중쇄는 이의 프로테인 A 결합 부위를 무효화하도록 돌연변이된 VH3 도메인을 포함한다. 도 2C: 도 2A에 기재된 문제에 대한 대안책, 헤테로-이량체는 하나의 VH3 도메인만을 포함하고 헤테로-이량체는 이의 Fc 영역에서 프로테인 A에 결합하는 중쇄에 위치한 VH3 도메인을 갖도록 조작된다(해결책으로서 VH3 도메인 재배치 전략). 도 2D: 헤테로-이량체의 중쇄 둘 다가 VH3 도메인을 포함할 때에 직면한 문제점. 도 2E: 도 2D에 기재된 정제 문제에 대한 해결책, 이의 Fc 영역에서 프로테인 A에 결합하지 않는 헤테로-이량체의 중쇄는 이의 프로테인 A 결합 부위를 무효화하도록 돌연변이된 VH3 도메인을 포함한다. 도 2F: 도 2D에 기재된 정제 문제에 대한 대안책, 각각의 VH3 도메인은 무효화된 이의 프로테인 A 결합 부위를 갖는다. 네모 안의 종은 이들 종이 차등 프로테인 A 크로마토그래피 프로세스 동안 공동 용출되는 것을 나타낸다. pH 값 A 및 B은 약 1 pH 단위로 상이하고, 프로테인 A에 결합하는 종의 효율적 분리를 가능하게 한다. 전형적으로, pH A 및 pH B에 대한 pH 값은 각각 4 및 3이다. 모든 도에 대한 범례: [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미하고, [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 3: Fc 133에 대한 프로테인 A 구배 모드 크로마토그래피 추적(HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼). 이동상의 280nm에서의 흡광도 대 총 용적의 플롯은 실선으로 제시되어 있다. 이동상 pH 및 이동상에 존재하는 용출 완충제(B)의 비율의 플롯은 각각 파선 및 점-파선으로 제시되어 있다.
도 4A-C: 프로테인 A 구배 모드 크로마토그래피 추적. 이동상의 280nm에서의 흡광도 대 총 용적의 플롯은 실선으로 제시되어 있다. 이동상 pH 및 이동상에 존재하는 용출 완충제(B)의 비율의 플롯은 각각 파선 및 점-파선으로 제시되어 있다. 도 4A: 항-HER2 FAB-Fc 133(HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼). 도 4B: 항-HER2 scFv-Fc 133(HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼). 도 4C: 항-HER2 FAB(HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼 및 HiTrap™ MabSelect™ 프로테인 A 컬럼).
도 5: 7개 공지된 인간 VH 프레임워크 아부류 각각에 대한 대표적 아미노산 서열. 서열은 Kabat 넘버링에 따라 정렬되었다. 프로테인 A의 도메인 D와 상호작용하는 인간 VH3-23 프레임워크 아부류에서의 위치는 굵게 제시되어 있다.
도 6A-I: 프로테인 A 구배 모드 크로마토그래피 추적(HiTrap™ MabSelect™ 프로테인 A 컬럼). 이동상의 280nm에서의 흡광도 대 총 용적의 플롯은 실선으로 제시되어 있다. 이동상 pH 및 이동상에서 존재하는 용출 완충제(B)의 비율의 플롯은 각각 파선 및 점-파선으로 제시되어 있다. 도 6A: 항-HER2 FAB. 도 6B: 항-HER2 FAB T57A. 도 6C: 항-HER2 FAB T57E. 도 6D: 항-HER2 FAB G65S. 도 6E: 항-HER2 FAB R66Q. 도 6F: 항-HER2 FAB T68V. 도 6G: 항-HER2 FAB Q81E. 도 6H: 항-HER2 FAB N82aS. 도 6I: 항-HER2 FAB R19G/T57A/Y59A.
도 7: HER2 항원에 대한 선택된 항-HER2 FAB 변이체의 평형 해리 상수(KD).
도 8A-D: 프로테인 A 구배 모드 크로마토그래피 추적(HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼). 이동상의 280nm에서의 흡광도 대 총 용적의 플롯은 실선으로 제시되어 있다. 이동상 pH 및 이동상에 존재하는 용출 완충제(B)의 비율의 플롯은 각각 파선 및 점-파선으로 제시되어 있다. 도 8A: 항-HER2 scFv(G65S)-Fc 133. 도 8B: 항-HER2 scFv(N82aS)-Fc 133. 도 8C: 항-HER2 FAB(G65S)-Fc 133. 도 8D: 항-HER2 FAB(N82aS)-Fc 133.
도 9A-F: 이들 도면은 모두 안정한 인간 프레임워크에 OKT3 인간화에 관련된 것이다. 도 9A-C: 인간 IgG1 항체로 포맷된 인간화 후보의 요약. 키메라 OKT3 항체에 대한 상대적 HPB-ALL 염색: (-)은 결합하지 않은 것, (+)는 약한 결합, (++)는 중간 결합 및 (+++)은 유사한 결합을 나타낸다. 도 9D: 선택된 후보 항체의 DSC 프로파일. 도 9E: scFv-Fc 융합으로 포맷된 인간화 후보의 요약. 키메라 OKT3 항체에 대한 상대적 HPB-ALL 염색: (-)은 결합하지 않은 것, (+)는 약한 결합, (++)는 중간 결합 및 (+++)은 유사한 결합을 나타낸다. 도 9F: 선택된 scFv-Fc 후보의 DSC 프로파일.
도 10A-B: 이들 도면은 모두 안정한 인간 프레임워크에 SP34 인간화에 관련된 것이다. 도 10A: 인간 IgG1 항체로 포맷된 인간화 후보의 요약. 도 10B: scFv-Fc 융합 단백질로 포맷된 인간화 후보의 요약(인간 IgG1 이소형의 Fc). 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 1-26_Fc 융합 단백질에 대한 키메라 SP34 항체에 대한 상대적 SPR 데이타: (-)은 결합하지 않은 것, (+)는 약한 결합, (++)는 중간 결합 및 (+++)은 유사한 결합을 나타낸다.
도 11A-J: 이들 도면은 모두 항-인간 CD38 항체에 관련된 것이다. 도 11A: 키메라 HB-7 항체 및 인간 CD38 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고 200RUdml 키메라 HB-7 항체는 포획되었다. 인간 CD38 단백질(폴리-히스티딘 태그를 갖는 인간 CD38 세포외 도메인)은 HBS-P의 유속 30㎕/min으로 125, 31, 7.8, 3.9, 1.9, 1 및 0.5nM에서 주입했다. 도 11B: 인간화된 HB-7 최고-적합 항체 및 인간 CD38 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고 200RU의 인간화된 HB-7 최고-적합 항체는 포획되었다. 인간 CD38 단백질(폴리-히스티딘 태그를 갖는 인간 CD38 세포외 도메인)은 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 50, 25, 12.5, 6.25 및 0.39nM에서 주입했다. 도 11C: 인간화된 9G7 최고-적합 항체 및 인간 CD38 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고 200RU의 인간화된 9G7 최고-적합 항체는 포획되었다. 인간 CD38 단백질(폴리-히스티딘 태그를 갖는 인간 CD38 세포외 도메인)은 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 25, 12.5, 6.25, 3.12, 1.56, 0.78, 0.39, 0.19 및 0.1nM에서 주입했다. 도 11D: 인간화된 9G7 최고-프레임워크 항체 및 인간 CD38 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고 200RU의 인간화된 9G7 최고-프레임워크 항체는 포획되었다. 인간 CD38 단백질(폴리-히스티딘 태그를 갖는 인간 CD38 세포외 도메인)은 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 50, 25, 12.5, 6.25, 3.12, 1.56, 0.78, 0.39, 0.19 및 0.1nM에서 주입했다. 도 11E: 인간 767 항체 및 인간 CD38 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고 200RU의 인간 767 항체는 포착되었다. 인간 CD38 단백질(폴리-히스티딘 태그를 갖는 인간 CD38 세포외 도메인)은 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 500, 250, 125, 62.5, 31.25 및 15.6nM에서 주입했다. 친화성는 다음 식에 따라 평형 반응(Req) 대 분석물 농도(C)의 플롯으로부터 수득되었다: Req=KA*C*Rmax/(KA*C*n+1), 50% 포화 농도는 KD이다. 모든 SPR 데이터는 반응 단위(RU로 약칭; Y 축) 대 시간(X 축)의 수로 표시된다. 도 11F: 키메라 HB-7 및 인간화된 HB-7 최고-적합 항체의 DSC 프로파일. 도 11G: 키메라 9G7 및 인간화된 9G7 최고-적합 항체의 DSC 프로파일. 도 11H: 인간화된 9G7 최고-프레임워크 항체의 DSC 프로파일. 도 11I: 인간 클론 767 항체의 DSC 프로파일. 도 11J: 9G7 인간화 항체에 대한 요약 표.
도 12A-C: 대체 포맷에서 BEAT HER2/CD3 항체의 개략도. 도 12A: BEAT HER2/CD3-1(포맷 A) 및 BEAT HER2/CD3-2(포맷 B) 항체. 도 12B: BEAT HER2/CD3-3(포맷 C) 및 BEAT HER2/CD3(SP34)(포맷 D) 항체. 도 12C: BEAT HER2/CD3-3(SP34-Kappa1)(포맷 E). 범례: [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미하고, [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 13: BEAT HER2/CD3-1 항체의 프로테인 A 정제 프로파일(280nm에서 흡광도 추적). 컬럼: 1ml MabSelect SuRe. 유속: 1ml/min. 작동 완충제: 0.2M NaH2PO4 pH 6. 용출 완충제 No 1: 20mM Na 아세테이트 pH 4(20ml). 용출 완충제 No 2: 0.1M 글리신 pH 3 (20ml). 중화: 1M 트리스 pH 8의 1/10 용적.
도 14: BEAT HER2/CD3-1 항체 조제물의 모세관 전기영동 프로파일.
도 15A: N82aS 치환된 BEAT HER2/CD3-1 항체의 SDS-PAGE 분석. 도 15B: N82aS 비치환된 BEAT HER2/CD3-1 항체 변이체의 SDS-PAGE 분석. 범례: [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미하고, [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 16A: BEAT HER2/CD3-1 항체 및 인간 CD3 엡실론 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 7400RU의 인간 CD3 감마-엡실론-Fc 융합 단백질과 공유결합되었다. BEAT HER2/CD3-1 항체는 HBS-P 중에서 유속 10㎕/min으로 5000, 2500, 1250, 625, 312.5 및 156.25nM에서 주입했다. 데이터는 반응 단위(RU로 약칭; Y 축) 대 시간(X 축)의 수로 표시되었다. 친화성는 다음 식에 따라 평형 반응(Req) 대 분석물 농도(C)의 플롯으로부터 수득되었다: Req=KA*C*Rmax/(KA*C*n+1), 50% 포화 농도는 KD이다. 도 16B: BEAT HER2/CD3-1 항체 및 인간 HER2 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고, 150RU의 BEAT HER2/CD3-1 항체는 포획되었다. HER2-his는 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 1000, 333, 111, 37, 12, 4.1, 1.4, 0.5 및 0.15nM에서 주입했다. 데이터는 반응 단위(RU로 약칭; Y 축) 대 시간(X 축)의 수로 표시되었다. 도 16C: BEAT HER2/CD3-1 및 -2 항체의 DSC 프로파일은 각각 프로파일 A 및 B에 나타내었다.
도 17A-G: BEAT HER2/CD3 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-MTS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 48시간의 인큐베이션과 3명 공여자의 평균치. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다. 도 17A: BEAT HER2/CD3-1 및 BEAT HER2/CD3-2 항체, 표적 세포: BT-474. 도 17B: BEAT HER2/CD3-1 및 BEAT HER2/CD3-2 항체, 표적 세포: JIMT-1. 도 17C: BEAT HER2/CD3-1 및 BEAT HER2/CD3-2 항체, 표적 세포: MDA-MB-231. 도 17D: BEAT HER2/CD3(SP34) 항체, 표적 세포: NCI-N87. 도 17E: BEAT HER2/CD3(SP34) 항체, 표적 세포: HT-1080. 도 17F: BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체, 표적 세포: NCI-N87. 도 17G: BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체, 표적 세포: HT-1080.
도 18A-C: 인간 PBMC 보충과 함께 JIMT-1 이종이식 (xenograft). 도 18A: 인간 PBMC는 종양 성장을 방해하지 않는다. 도 18B-C: BEAT HER2/CD3-1 처리 및 무처리된 마우스에 대한 종양 용적(mm3), 4개 인간 PBMC 공여자, 5마리 마우스의 코호트.
도 19: BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3(포맷 A) 및 BEAT CD38-767/CD3(포맷 B) 항체의 개략도. [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다. [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 20A: BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3 항체 및 인간 CD38 항원 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 단백질 G와 공유결합하고, 200RU의 BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3 항체는 포획되었다. 인간 CD38 단백질(폴리-히스티딘 태그된 단백질)은 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 50, 25, 12.5, 6.25 및 0.39nM에서 주입했다. 데이터는 반응 단위(RU로 약칭; Y 축) 대 시간(X 축)의 수로 표시되었다. 도 20B: BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3 항체 DSC 프로파일.
도 21: BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-FACS 방법. 효과기 세포: 정제된 인간 T 세포. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 48시간 인큐베이션을 통한 2개 공여자의 평균치. 표적 세포: RPMI 8226. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 22: BEAT CD38-767/CD3(SP34) 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-FACS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 24시간 인큐베이션을 통한 3개 공여자의 평균치. 표적 세포: 다우디(Daudi). 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 23: BEAT OX40/CD3 항체의 개략도. 범례: [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다. [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 24: BEAT OX40/CD3 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-MTS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 20:1. 48시간의 인큐베이션을 통한 3개 공여자의 평균치. 표적 세포: 재조합 안정한 CHO[OX40] 세포. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 25: BEAT EGFR/CD3 항체의 개략도. 범례: [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다. [(A-)]는 비기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 26: BEAT EGFR/CD3 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-MTS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 48시간의 인큐베이션을 통한 4개 공여자의 평균치. 표적 세포: HT-29 세포. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 27: BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3(SP34)(포맷 A) 및 BEAT CD38-9G7 최고-적합/CD3(SP34-Kappa2)(포맷 B) 항체의 개략도. [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 28: BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3(SP34) 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-FACS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 24시간의 인큐베이션을 통한 3개 공여자의 평균치. 표적 세포: 다우디(Daudi) 세포. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 29: BEAT CD38-9G7 최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체 및 인간 CD3 엡실론 1-24_Fc 융합 단백질 사이의 SPR에 의해 측정된 항체-항원 상호작용. CM5 센서 칩은 500RU의 인간 CD3 엡실론 1-24_Fc 융합 단백질과 공유결합되었다. BEAT CD38-9G7 최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체는 HBS-P 중에서 유속 30㎕/min으로 50, 25, 12.5, 6.2, 3.1, 0.8 및 0.4nM에서 주입했다. 데이터는 반응 단위(RU로 약칭; Y 축) 대 시간(X 축)의 수로 표시되었다.
도 30: BEAT CD38/CD3(SP34-Kappa2) 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-FACS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 24시간의 인큐베이션을 통한 3개 공여자의 평균치. 표적 세포: 다우디(Daudi) 세포. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 31: BEAT CD20/CD3(SP34) 항체의 개략도. [(A+)]는 기능성 프로테인 A 결합 부위를 의미한다.
도 32: BEAT CD20/CD3(SP34) 항체에 의한 T 세포 재지시된 사멸의 예. 판독: RDL-FACS 방법. 효과기 세포: 인간 PBMC. 효과기 세포 대 표적 세포의 비율 10:1. 24시간의 인큐베이션을 통한 3개 공여자의 평균치. 표적 세포: 다우디(Daudi) 세포. 항체 농도는 nM로 제시되어 있다.
도 33은 Sp34 H1L21 뿐만 아니라 SP34 키메라를 위한 IgG1으로부터 scFv-Fc로 재포맷한 후의 상대적 발현 수준을 나타내고, 발현의 극적 손실이 관찰되었다.
도 34는 위치: T27, G27a, V27c, T28, T29, S30, N31, Y32, N52, K53, R54, P56, L90, Y92, S93, N94 및 L95에서 알라닌 스캔에 의한 SP34 H1L21 ScFv-Fc의 발현 수준에 대한 효과를 나타낸다.
도 35a는 SP34 H3L23 ScFv-Fc의 위치 29에서 랜덤 돌연변이의 발현 수준에 대한 효과를 나타내고; b는 SP34 H3L23 ScFv-Fc의 위치 30에서 랜덤 돌연변이의 발현 수준에 대한 효과를 나타내고; c는 SP34 H5L23 ScFv-Fc의 위치 95에서 랜덤 돌연변이의 발현 수준에 대한 효과를 나타낸다.
도 36은 몇몇 인간화 SP34에 대한 정규화 발현 수준을 나타낸다.
도 37은 몇몇 CD38/CD3 이중특이적 항체의 RDL 검정에서 성능을 나타내고, 여기서 CD3 결합 암은 scFv(서열번호 403)로 재포맷된 본래 마우스 SP34, 또는 중쇄/경쇄 조합 H1/L21(서열번호 361), H5/L32(서열번호 311), H5/L65(서열번호 394) 및 H5/L67(서열번호 396)을 포함하는 변형된 인간화 SP34 scFv를 포함한다.
도 38은 RAJI 세포 모집단에 미치는 CD3-리툭시맵 BEAT 이중특이성의 효과를 나타낸다.
도 39는 MCF-7, HCT116 및 A549 세포 모집단에 미치는 에르비툭스(Erbitux)의 RDL 검정에서 효과를 나타낸다.
도 40은 MCF-7, HCT116 및 A549 세포 모집단에 미치는 CD3-에르비툭스 BEAT 이중특이적 항체의 RDL 검정의 효과를 나타낸다.
도 41은 EGFR PharmDx 면역조직화학 키트(Dako, Cambridge, UK)를 사용하여 측정한 세포주의 EGFR 상태를 나타낸다.
도 42는 MCF-7, HCT116 및 A549 세포 모집단에 미치는 벡티빅스(Vectibix)의 RDL 검정의 효과를 나타낸다.
도 43은 MCF-7, HCT116 및 A549 세포 모집단에 미치는 CD3-벡티빅스 BEAT 이중특이적 항체의 RDL 검정의 효과를 나타낸다.
본 발명은 일반적으로 CD3 단백질 복합체 및 질환 연관 항체에 결합하는 신규한 헤테로-이량체성 면역글로불린에 관한 것이다. 또한, 이러한 헤테로-이량체성 면역글로불린은 프로테인 A에 대한 감소 또는 제거된 결합을 갖고, 따라서 친화성 크로마토그래피를 사용하여 매우 고도의 순도로 정제될 수 있다.
본 명세서를 해석하는 목적을 위해, 하기 정의가 적용될 수 있고, 적절한 경우, 단수에 사용되는 용어는 복수에 또한 포함될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 본 발명에 사용된 용어는 단지 특정한 실시양태만을 설명하기 위한 것이며, 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
용어 "폴리펩티드" 및 "단백질"은 아미노산 잔기의 폴리머를 지칭하고, 여기서 아미노산은 탈수 합성을 통해 함께 연결된 아미노산 쇄를 형성하는 펩티드 결합을 통해 조합된다. 폴리펩티드 및 단백질은 화학적 합성 및 재조합 발현을 통해 합성될 수 있으며, 최소 아미노산 길이로 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면, 폴리펩티드 그룹은 단백질이 단일 폴리펩티드 쇄로 이루어지는한 "단백질들"을 포함한다. 폴리펩티드는 추가로 이량체, 삼량체, 및 하나 이상의 폴리펩티드 분자로 이루어진 고차 올리고머와 같은 다량체를 형성할 수 있다. 이러한 이량체, 삼량체 등을 형성하는 폴리펩티드 분자들은 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 이러한 다량체의 상응하는 고차 구조는 순차로 호모- 또는 헤테로-이량체, 호모- 또는 헤테로-삼량체 등으로 명명된다. 헤테로-다량체에 대한 예는 항체 분자이고, 이는, 자연 발생 형태에 있어서, 2개의 동일한 폴리펩티드 경쇄 및 2개의 동일한 폴리펩티드 중쇄로 이루어진다. 용어 "폴리펩티드" 및 "단백질"은 또한 자연적으로 변형된 폴리펩티드/단백질을 지칭하고, 여기서 상기 변형은, 예를 들면, 글리코실화, 아세틸화, 포스포릴화 등과 같은 번역후 변형에 의해 수행된다. 이러한 변형은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 또한, 본 발명의 목적을 위해, "폴리펩티드"는 천연 서열에 대해 결실, 부가 및 치환(이는 본래 보존적일 수 있다)과 같은 변형을 포함하는 단백질을 지칭한다. 이러한 변형은 부위 지시된 돌연변이유발을 통해 계획적일 수 있고, PCR 증폭에 기인하여 단백질 또는 에러를 생산하는 숙주의 돌연변이유발을 통한 우발적일 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "CD3 복합체"는 CD3(분화 클러스터 3) T 세포 공-수용체로 공지된 단백질 복합체를 지칭한다[참조: Wucherpfennig KW et al., (2010) Cold Spring Harb Perspect Biol, 2(4): a005140]. CD3 단백질 복합체는 4개의 상이한 쇄로 구성된다. 포유동물에서, 상기 복합체는 CD3γ 쇄, CD3δ 쇄 및 2개의 CD3ε 쇄를 포함한다. 이러한 쇄는 T 림프구에서 활성화 신호를 생성하는 T 세포 수용체(TCR) 및 ζ-쇄로 공지된 분자와 회합한다[참조: van der Merwe PA & Dushek O (2011) Nat Rev Immunol, 11(1): 47-55]. TCR, ζ-쇄 및 CD3 분자는 TCR 복합체를 함께 포함한다. CD3γ, CD3δ 및 CD3ε 쇄는 단일 세포외 면역글로불린 도메인을 함유하는 면역글로불린 수퍼패밀리의 고도 관련된 세포 표면 단백질이다. CD3 분자의 세포내 테일은 TCR의 신호전달 능력에 필수적인 짧은 면역수용체 티로신-기반 활성화 모티프 또는 ITAM으로 공지된 단일 보존된 모티프를 함유한다. CD3은 T 세포 활성화를 위해 요구되기 때문에, CD3을 표적화하는 약물(종종 모노클로날 항체)은 면역억제제 요법으로 연구되고 있다.
본 발명에서 사용된 용어 "질환 연관 항원"은 질환 프로세스에 관여하는 분자를 지칭한다. 질환 연관 항원의 예는 염증, 암 및 자가면역 질환 등의 치료 분야의 넒은 범위에서 발견된다. 종양학에서, 질환 연관 항원은, 예를 들면, 전립선암에서 EpCAM 항원과 같이 환자 모집단 내에서 암의 스크리닝 및/또는 모니터링 및/또는 치료적 표적화에 광범위하게 사용될 수 있는 분자이다. 종양 항원은 종양의 존재에 대한 반응으로서 종양 또는 비종양 세포에 의해 직접적으로 생산될 수 있고, 바람직한 종양 항원은 세포 표면 분자이다. 염증 질환 연관 항원은, 이로써 한정되지 않지만, TNF-α 및 IL-1과 같은 프로-염증성 사이토킨을 포함한다. 자가면역 질환 연관 항원은 또한 공지되어 있으며, 이들의 예로는, 이로써 한정되지 않지만, 전신 홍반성 낭창에서 이중 가닥 DNA 및 알츠하이머 질환에서 아밀로이드 베타 펩티드에 대한 항체를 포함한다.
본원에서 지칭된 용어 "면역글로불린"은 용어 "항체"와 상호교환적으로 사용될 수 있다. 면역글로불린은 전장 항체 및 이의 임의의 항원 결합 단편 또는 이들의 단일 쇄를 포함한다. 면역글로불린은 호모-이량체 또는 헤테로-이량체일 수 있다. 면역글로불린 및 특히 자연 발생 항체는 Y 형상 유닛의 하나 이상의 카피로 존재하는 당단백질이며, 4개의 폴리펩티드 쇄로 구성된다. 각각의 "Y" 형상은 2개의 동일한 카피의 중쇄(H) 및 2개의 동일한 카피의 경쇄(L)를 함유하며, 이들의 상대적 분자량에 의해 명명된다. 각각의 경쇄는 중쇄와 쌍을 이루고, 각각의 중쇄는 또 다른 중쇄와 쌍을 이룬다. 공유 쇄간 디설파이드 결합 및 비공유 상호작용은 쇄를 함께 연결한다. 면역글로불린 및 특히 자연 발생 항체는 가변 영역을 함유하며, 이는 항원 결합 부위의 2개 카피이다. 단백질분해 효소인 파파인은 "Y" 형상을 3개의 분자로 분할하고, 2개의 소위 "Fab" 또는 "FAB" 단편(Fab = 항원 결합 단편)과 1개의 소위 "Fc" 단편 또는 "Fc 영역(Fc = 단편 결정화)으로 분할한다. Fab 단편은 전체 경쇄 및 일부 중쇄로 이루어진다. 중쇄는 1개의 가변 영역(VH) 및 3개 또는 4개의 불변 영역(항체 부류 또는 이소형에 따라 CH1, CH2, CH3 및 CH4)을 함유한다. CH1 및 CH2 영역 사이의 영역은 힌지 영역으로 불리며, Y 형상 항체 분자의 2개 Fab 암 사이의 유연성을 가능하게 하여, 이들을 고정된 거리에 의해 분리된 2개 항원 결정기에 대한 결합을 수용하도록 개폐할 수 있게 한다. 본원에서 지칭된 "힌지 영역"은 길이에서 6-62 아미노산의 서열 영역이며, 오직 IgA, IgD 및 IgG에 존재하고, 이는 2개의 중쇄를 연결하는 시스테인 잔기를 포함한다. IgA, IgD 및 IgG의 중쇄는 각각 4개 영역, 즉 1개의 가변 영역(VH) 및 3개의 불면영역(CH1-3)을 갖는다. IgE 및 IgM은 중쇄에서 1개의 가변 영역 및 4개의 불변 영역(CH1-4)을 갖는다. 면역글로불린의 불변 영역은 면역 시스템의 다양한 세포(예를 들면, 효과기 세포) 및 보체 시스템 고전적 경로의 최초 성분(C1q)을 포함하는 숙주 조직 또는 인자에 대한 결합을 매개할 수 있다. 각 경쇄는 1개의 공유 디설파이드 결합에 의해 중쇄에 연결된다. 각 경쇄는 1개의 가변 영역(VL) 및 1개의 경쇄 불변 영역을 함유한다. 경쇄 불변 영역은 본원에서 IGKC로 지정된 카파(kappa) 경쇄 불변 영역이거나, 본원에서 IGLC로 지정된 람다(lambda) 경쇄 불변 영역이다. IGKC는 본원에서 Cκ 또는 CK와 등가적으로 사용되며, 동일한 의미를 갖는다. IGLC는 본원에서 Cλ 또는 CL로 등가적으로 사용되며, 동일한 의미를 가진다. 본원에서 사용된 용어 "IGLC 영역"은 모든 람다 경쇄 불변 영역을 지칭하고, 예를 들면, IGLC1, IGLC2, IGLC3, IGLC6 및 IGLC7으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 모든 람다 경쇄 불변 영역을 지칭한다. VH 및 VL 영역은 초가변적 영역으로 추가로 분할될 수 있으며, 이는 프레임워크 영역(FR 또는 FW)이라 명명되는 보다 보존되는 영역으로 산재된 상보성 결정 영역(CDR)으로 명명된다. VH 및 VL 각각은 3개 CDR 및 4개 FR로 구성되고, 다음과 같은 순서로 아미노-말단에서부터 카복시-말단까지 배열되었다: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. 중쇄 및 경쇄의 가변 영역은 항원과 상호작용하는 에티토프 결합 영역을 함유한다. 조작된 면역글로불린은 scFv, FAB 또는 dAb 단편과 같은 상이한 에피토프 결합 영역 포맷을 포함할 수 있다. 이러한 단편은 일반적으로 IgG Fc 영역에 대한 유전적 융합에 의해 항체-형 구조로 조립된다. 조작된 면역글로불린은 헤테로-이량체화 증강 기술의 사용 또는 사용 없이 호모- 또는 헤테로-이량체로서 작제될 수 있으며, 모노- 또는 이중특이적 결합 특성을 가질 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "전장 항체"는 가변 영역 및 불변 영역을 포함하는 항체의 자연 생물학적 형태를 구성하는 구조를 포함한다. 예를 들면, 인간 및 마우스를 포함하는 대부분의 포유동물에서, IgG 부류의 전장 항체는 사량체이고, 항원 부류 또는 이소형에 따라, 2개의 면역글로불린 쇄의 2개의 동일한 쌍으로 이루어지며, 여기서 각 쌍은 1개의 경쇄 및 중쇄를 갖고, 각 경쇄는 면역글로불린 영역 VL 및 경쇄 불변 영역을 포함하며, 각 중쇄는 면역글로불린 영역 VH, CH1(Cγ1), CH2(Cγ2), CH3(Cγ3) 및 CH4(Cγ4)을 포함한다. 일부 포유동물, 예를 들면, 낙타 (canonical) 및 라마에 있어서, IgG 항체는 2개 중쇄만으로 이루어질 수 있고, 각 중쇄는 Fc 영역에 부착된 가변 영역을 포함한다.
불변 영역에 의해 유전적으로 결정된 항체는 이소형으로 또한 지칭되는 부류로 분류된다. 인간 불변 경쇄는 카파(Cκ) 및 람다(Cλ) 경쇄로 분류된다. 중쇄는 뮤(μ), 델타(δ), 감마(γ), 알파(α) 또는 엡실론(ε)으로 분류되며, 항체의 이소형을 각각 IgM, IgD, IgG, IgA 및 IgE으로 정의한다. 따라서, 본원에서 사용된 "이소형"은 화학적 및 이들의 불변 영역의 항원적 특성에 의해 정의된 면역글로불린의 임의의 부류 및/또는 아부류를 의미한다. 공지된 인간 면역글로불린 이소형은 IGHG1(IgG1), IGHG2(IgG2), IGHG3(IgG3), IGHG4(IgG4), IGHA1(IgA1), IGHA2(IgA2), IGHM(IgM), IGHD(IgD) 및 IGHE(IgE)이다. 이른바 인간 면역글로불린 유사-감마 IGFGP 유전자는 변경된 스위치 영역으로 인해 단백질을 코딩하지 않지만 서열분석된 추가의 인간 면역글로불린 중쇄 불변 영역 유전자를 나타낸다[참조: Bensmana M et al., (1988) Nucleic Acids Res, 16(7): 3108]. 변경된 스위치 영역을 갖는 것에도 불구하고, 인간 면역글로불린 유사-감마 IGHGP 유전자는 모든 중쇄 불변 영역(CH1-CH3) 및 힌지에 대한 개방 판독 프레임을 갖는다. 중쇄 불변 영역에 대한 모든 개방 판독 프레임은 예측된 구조적 특징을 갖는 모든 인간 면역글로불린 불변 영역과 잘 정렬하는 단백질 영역을 코딩한다. 이러한 추가의 유사-감마 이소형은 IgGP 또는 IGHGP로 본원에서 지칭된다. 다른 유사 면역글로불린 유전자는 인간 면역글로불린 중쇄 불변 영역 엡실론 P1 및 P2 유사-유전자(IGHEP1 및 IGHEP2)와 같은 것이 보고되고 있다. IgG 부류는 치료 목적을 위해 가장 일반적으로 사용된다. 인간에서, 이러한 부류는 아부류 IgG1, IgG2, IgG3 및 IgG4를 포함한다. 마우스에서, 이러한 부류는 아부류 IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG2c 및 IgG3를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "면역글로불린 단편"은, 이로써 한정되지 않지만, (i) 예를 들면, CH1, CH2 또는 CH3 영역을 포함하는 영역, (ii) Fab'및 Fab'-SH를 포함하는 VL, VH, CL 또는 CK 및 CH1 영역으로 이루어진 Fab 단편, (ii) VH 및 CH1 영역으로 이루어진 Fd 단편, (iii) 단일 가변 영역으로 이루어진 dAb 단편[참조: Ward ES et al., (1989) Nature, 341(6242): 544-6], (iv) 2개의 연결된 Fab 단편을 포함하는 2가 단편, F(ab')2 단편, (v) 단일 쇄 Fv 단편(scFv), 여기서 VH 영역 및 VL 영역은 2개 영역이 항원 결합 부위를 형성할 수 있도록 회합하게 하는 펩티드 링커에 의해 연결됨[참조: Bird RE et al., (1988) Science, 242(4877): 423-6; Huston JS et al., (1988) Proc Natl Acad Sci U S A, 85(16): 5879-83], (vi) "디아바디" 또는 "트리아바디", 유전자 융합에 의해 작제된 다가 또는 다중특이적 단편[참조: Holliger P et al., (1993) Proc Natl Acad Sci U S A, 90(14): 6444-8; Tomlinson I & Holliger P, (2000) Methods Enzymol, 326:461-79], (vii) scFv, 디아바이 또는 Fc 영역에 융합된 영역 항체 및 (viii) 동일 또는 상이한 항체에 융합된 scFv를 포함한다.
용어 "가변 영역"은 항원-결합을 매개하는 영역 또는 도메인을 지칭하고, 특정 항원에 대한 특정 항체의 특이성을 정의한다. 자연 발생 항체에서, 항원-결합 부위는 특이성을 정의하는 2개 가변 영역으로 이루어진다: 중쇄 가변 영역(VH)으로 본원에서 지칭되는 중쇄에 위치한 하나 및 경쇄 가변 영역(VL)으로 본원에서 지칭되는 경쇄에 위치한 다른 하나. 인간에서, 중쇄 가변 영역(VH)은 7개의 하위 그룹 또는 아부류로 세분할 수 있다: VH1, VH2, VH3, VH4, VH5, VH6 및 VH7. 일부 경우에, 특이성은 독점적으로 낙타에서 발견되는 중쇄 항체로부터 단일 도메인 항체와 같이 2개 영역의 하나에만 소재할 수도 있다. V 영역은 일반적으로 약 110 아미노산 길이이며, 7-17 아미노산 길이인 "초가변 영역"이라 불리는 극단적인 가변성의 짧은 영역에 의해 분리된 15-30 아미노산의 프레임워크 영역(FR 또는 "비-CDR 영역")으로 불리는 아미노산 서열의 상대적 불변 영역으로 이루어진다. 천연 중쇄 및 경쇄의 가변 도메인은 4개의 FR을 포함하며, 루프를 형성하는 3개의 초가변 영역에 의해 연결된 베타-시트 구성을 주로 채택한다. 각 쇄에서 초가변 영역은 FR에 의해 인접하게 함께 유지되며, 다른 쇄로부터 초가변 영역과 함께 항체의 항원 결합 부위의 형성에 기여한다[참조: Kabat EA et al., supra.]. 본원에서 사용된 용어 "초가변 영역"은 항원 결합에 관여하는 항체의 아미노산 잔기를 지칭한다. 초가변 영역은 일반적으로 "상보성 결정 영역" 또는 "CDR"로부터 아미노산 잔기를 포함하고, 후자는 고도의 서열 변이성이 존재하고/하거나 항원 인식에 관여한다. 모든 변이 영역 넘버링은 Kabat에 따른다[참조: Kabat EA et al., supra.].
다수의 CDR 정의가 사용되며 본원에 포함된다. Kabat 정의는 서열 가변성에 기반하고, 가장 통상적으로 사용되는 것이다[참조: Kabat EA et al., supra.]. Chothia는 구조적 루프의 위치를 대신 지칭한다[참조: Chothia & Lesk J. (1987) Mol Biol, 196: 901-917]. AbM 정의는 Kabat 및 Chothis 정의 사이의 절충이고, 옥스포드 분자 AbM(Oxford Molecular's AbM) 항체 모델링 소프트웨어에 의해 사용된다[참조: Martin ACR et al., (1989) Proc Natl Acad Sci USA 86:9268-9272; Martin ACR et al., (1991) Methods Enzymol, 203: 121-153; Pedersen JT et al., (1992) Immunomethods, 1: 126-136; Rees AR et al., (1996) In Sternberg M.J.E. (ed.), Protein Structure Prediction. Oxford University Press, Oxford, 141-172]. 접촉 정의는 최근 도입되었으며[참조: MacCallum RM et al., (1996) J Mol Biol, 262: 732-745], 단백질 데이터뱅크(Protein Databank)에서 이용가능한 복잡한 구조의 분석에 기반한다. 국제 임뮤노제네틱스 정보 시스템(ImMunoGeneTics information system®)(http://www.imgt.org) IMGT®에 의한 CDR의 정의는 모든 면역글로불린 및 모든 종의 T 세포 수용체 V-RESION에 대한 IMGT 넘버링에 기반한다[참조: IMGT®, the international ImMunoGeneTics information system®; Lefranc MP et al., (1999) Nucleic Acids Res, 27(1): 209-12; Ruiz M et al., (2000) Nucleic Acids Res, 28(1): 219-21; Lefranc MP (2001) Nucleic Acids Res, 29(1): 207-9; Lefranc MP (2003) Nucleic Acids Res, 31(1): 307-10; Lefranc MP et al., (2005) Dev Comp Immunol, 29(3): 185-203; Kaas Q et al., (2007) Briefings in Functional Genomics & Proteomics, 6(4): 253-64]. 본 발명에서 지칭된 모든 상보성 결정 영역(CDR)은 다음과 같이 정의되는 것이 바람직하다[참조: Kabat EA et al., supra에 따른 넘버링): LCDR1: 24-34, LCDR2: 50-56, LCDR3: 89-98, HCDR1: 26-35, HCDR2: 50-65, HCDR3: 95-102.
가변 도메인의 "비-CDR 영역"은 프레임워크 영역(FR)으로 공지되어 있다. 본원에서 사용되는 VL 영역의 "비-CDR 영역"은 아미노산 서열: 1-23(FR1), 35-49(FR2), 57-88(FR3) 및 99-107(FR4)을 포함한다. 본원에서 사용되는 VH 영역의 "비-CDR 영역"은 아미노산 서열: 1-25(FR1), 36-49(FR2), 66-94(FR3) 및 103-113(FR4)을 포함한다.
본 발명의 CDR은 상기 정의에 기초한 "확장된 CDR"를 포함할 수 있고, 다음과 같은 가변 도메인 잔기를 갖는다: LCDR1: 24-36, LCDR2: 46-56, LCDR3:89-97, HCDR1: 26-35, HCDR2:47-65, HCDR3: 93-102. 이러한 확장된 CDR은 Kabat 등(Kabat et al., supra)에 따라 넘버링된다. 본원에서 사용된 VL 영역의 "비-확장된 CDR 영역"은 다음의 아미노산 서열: 1-23(FR1), 37-45(FR2), 57-88(FR3) 및 98-대략 107(FR4)을 포함한다. 본원에서 사용된 VH 영역의 "비-확장된 CDR 영역"은 다음의 아미노산 서열: 1-25(FR1), 37-46(FR2), 66-92(FR3) 및 103-대략 113(FR4)을 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "Fab" 또는 "FAB" 또는 "Fab 영역" 또는 "FAB 영역" 은 VH, CH1, VL 및 경쇄 불변 면역글로불린 영역을 포함하는 폴리펩티드를 포함한다. Fab는 단리에 있어서 이러한 영역을 지칭하거나, 전장 항체 또는 항체 단편의 맥락에서 이러한 영역을 지칭한다.
본원에서 사용된 용어 "Fc" 또는 "Fc 영역"은 면역글로불린 영역의 제1 불변 영역을 제외한 항체 중쇄의 불변 영역을 포함하는 폴리펩티드를 포함한다. 따라서, Fc는 IgA, IgD 및 IgG의 마지막 2개 불변 영역 면역글로불린 영역을 지칭하거나, IgE 및 IgM의 마지막 3개 불변 영역 면역글로불린 영역, 및 이러한 영역의 유연한 힌지 N-말단을 지칭한다. IgA 및 IgM의 경우, Fc는 J 쇄를 포함할 수 있다. IgG의 경우, Fc는 면역글로불린 영역 Cgamma2 및 Cgamma3(Cγ2 및 Cγ3)을 포함하고, Cgamma1(Cγl) 및 Cgamma2(Cγ2) 사이의 힌지를 포함한다. Fc 영역의 경계는 달라질 수 있지만, 인간 IgG 중쇄 Fc 영역은 통상 이의 카복실-말단의 C226 또는 P230 잔기를 포함하는 것으로 정의되며, 여기서 넘버링은 EU 인덱스에 따른다. Fc는 단리에 있어서 이러한 영역을 지칭할 수 있거나, 예를 들면, 항체와 같이 Fc 폴리펩티드의 맥락에서 이러한 영역을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "면역글로불린 불변 영역"은 인간 또는 동물 종으로부터의 면역글로불린 또는 항체 중쇄 불변 영역을 지칭하며, 모든 이소형을 포함한다. 바람직하게는, 면역글로불린 불변 영역은 인간 유래이고, 이로써 한정되지 않지만, 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다: IGHG1 CH1, IGHG2 CH1, IGHG3 CH1, IGHG4 CH1, IGHA1 CH1, IGHA2 CH1, IGHE CH1, IGHEP1 CH1, IGHM CH1, IGHD CH1, IGHGP CH1, IGHG1 CH2, IGHG2 CH2, IGHG3 CH2, IGHG4 CH2, IGHA1 CH2, IGHA2 CH2, IGHE CH2, IGHEP1 CH2, IGHM CH2, IGHD CH2, IGHGP CH2, IGHG1 CH3, IGHG2 CH3, IGHG3 CH3, IGHG4 CH3, IGHA1 CH3, IGHA2 CH3, IGHE CH3, IGHEP1 CH3, IGHM CH3, IGHD CH3, IGHGP CH3, IGHE CH4 및 IGHM CH4. 바람직한 "면역글로불린 불변 영역"은 인간 IGHE CH2, IGHM CH2, IGHG1 CH3, IGHG2 CH3, IGHG3 CH3, IGHG4 CH3, IGHA1 CH3, IGHA2 CH3, IGHE CH3, IGHM CH3, IGHD CH3 및 IGHGP CH3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 더욱 바람직한 "면역글로불린 불변 영역"은 인간 IGHG1 CH3, IGHG2 CH3, IGHG3 CH3, IGHG4 CH3, IGHA1 CH3, IGHA2 CH3, IGHE CH3, IGHM CH3, IGHD CH3 및 IGHGP CH3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
용어 "에피토프 결합 영역"은 하나 이상의 에피토프에 대한 면역글로불린 분자의 특이적 결합을 가능하게 하도록 최소 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드 또는 이의 단편을 포함한다. 자연 발생 항체는 항원 결합 또는 조합 부위 또는 파라토프(paratopes)로 공지된 2개 에피토프 결합 영역을 갖는다. 자연 발생 항체에서 에피토프 결합 영역은 아미노산 매개 에피토프 결합이 발견되는 VH 및/또는 VL 도메인의 CDR 영역 내에 한정된다. 자연 발생 항체에 추가하여, 인공 VH 도메인 또는 VL 도메인 또는 이의 단편 및 이들의 조합은 에피토프 결합 영역을 제공하기 위해 조작될 수 있다[참조: Holt LJ et al., (2003) Trends Biotechnol, 21(11): 484-490; Polonelli L et al., (2008) PLoS ONE, 3(6): e2371]. 비-면역글로불린 기반 에피토프 결합 영역의 예는 에피토프 결합 영역의 조작을 위해 "스캐폴드"로 사용되는 인공 단백질 도메인에서 찾을 수 있다[참조: Binz HK et al., (2005) Nat Biotechnol, 23(10): 1257-1268) or peptide mimetics (Murali R & Greene MI (2012) Pharmaceuticals, 5(2): 209-235]. 바람직하게는, 용어 '에피토프 결합 영역'은 하나 이상의 중쇄 가변 도메인 및 하나 이상의 상보적 경쇄 가변 도메인의 조합을 포함하며, 이는 하나 이상의 에피토프에 대한 면역글로불린 분자의 특이적 결합을 가능하게 하는 결합 부위를 함께 형성한다. 본 발명에서 예시된 에피토프 결합 영역의 예는 scFv 및 FAB를 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "에피토프"는 폴리펩티드의 단편 또는 동물에서, 바람직하게는 포유동물 및 가장 바람직하게는 인간에 있어서 항원성 또는 면역원성 활성을 갖는 단백질 또는 비-단백질 분자를 포함한다. 면역원성 활성을 갖는 에피토프는 폴리펩티드의 단편이거나 동물에서 항체 반응을 유도하는 단백질이다. 항원 활성을 갖는 에피토프는, 예를 들면, 면역검정에 의해 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 측정된 바와 같이, 항체 또는 폴리펩티드가 특이적으로 결합하는 폴리펩티드 단편 또는 단백질이다. 항원 에피토프는 반드시 면역원성일 필요 없다. 바람직하게는, 본원에서 사용된 용어 "에피토프"는 적어도 약 3 내지 5, 바람직하게는 약 5 내지 10 또는 15개 또는 약 1,000개(또는 이 사이의 정수) 이하의 아미노산의 폴리펩티드 서열을 지칭하며, 이는 단독으로 또는 보다 큰 서열의 일부로서의 서열을 정의하며, 이러한 서열에 반응하여 생성된 항체에 결합한다. 단편의 길이에 대한 상한 임계치는 없으며, 이는 거의 단백질 서열의 전장을 포함할 수 있거나, 하나 이상의 에피토프를 포함하는 융합 단백질을 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용된 에피토프는 이것이 유래되는 모 단백질 부분의 정확한 서열을 갖는 폴리펩티드로 한정되지 않는다. 따라서, 용어 "에피토프"는 천연 서열과 동일한 서열 뿐만 아니라 결실, 부가 및 치환(일반적으로 본질적으로 보존성)과 같은 천연 서열에 대한 변형을 포함한다. 단백질 항원의 에피토프는 이들의 구조 및 에피토프 결합 부위와의 상호작용에 기반하여 입체형태적 에피토프 및 선형 에피토프의 2개 카테고리로 분류된다[참조: Goldsby R et al., (2003) "Antigens (Chapter 3)" Immunology (Fifth edition ed.), New York: W. H. Freeman and Company. pp. 57-75, ISBN 0-7167-4947-5]. 입체형태적 에피토프는 항원의 아미노산 서열의 불연속적인 부분으로 구성된다. 이들 에피토프는 3D 표면 특징 및 형태 또는 항원의 3차 구조에 기반한 파라토프와 상호작용한다. 대부분의 에피토프는 입체구조적이다. 대조적으로, 선형 에피토프는 이들의 초기 구조에 기반한 파라토프와 상호작용한다. 선형 에피토프는 항원으로부터 아미노산의 연속 서열에 의해 형성된다.
본원에서 사용되는 용어 "헤테로-이량체성 면역글로불린" 또는 "헤테로-이량체 단편" 또는 "헤테로-이량체" 또는 "중쇄의 헤테로-이량체"는 면역글로불린 분자 또는 제1 및 제2 영역과 같은 제1 및 제2 폴리펩티드를 포함하는 부분을 포함하고, 여기서 제2 폴리펩티드는 제1 폴리펩티드와 아미노산 서열이 상이하다. 바람직하게는, 헤테로-이량체성 면역글로불린은, 제1 쇄가 제2 쇄과 동일하지 않은 적어도 하나의 영역을 갖고, 여기서 양 쇄를 조립하여, 즉 이들의 동일하지 않은 영역을 통해 상호작용하는 2개 폴리펩티드 쇄를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 헤테로-이량체성 면역글로불린은 적어도 2개의 상이한 리간드, 항원 또는 결합 부위에 대한 결합 특이성을 갖고, 즉 이중특이적이다. 본원에서 사용되는 헤테로-이량체성 면역글로불린은, 이로써 한정되지 않지만, 전장 이중특이적 항체, 이중특이적 Fab, 이중특이적 F(ab')2, Fc 영역에 융합된 이중특이적 scFv, Fc 영역에 융합된 디아바디 및 Fc 영역에 융합된 도메인 항체를 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "호모-이량체 면역글로불린" 또는 "호모-이량체 단편" 또는 "호모-이량체" 또는 "중쇄의 호모-이량체"는 면역글로불린 분자 또는 제1 및 제2 영역과 같이 제1 및 제2 폴리펩티드를 적어도 포함하는 부분을 포함하고, 여기서 제2 폴리펩티드는 제1 폴리펩티드와 아미노산 서열이 동일하다. 바람직하게는, 호모-이량체성 면역글로불린은 2개 폴리펩티드 쇄를 포함하며, 여기서 제1 쇄는 제2 쇄과 동일한 적어도 하나의 영역을 갖고, 양 쇄를 조립하여, 즉 이들의 동일한 영역을 통해 상호작용한다. 바람직하게는, 호모-이량체 면역글로불린 단편은 적어도 2개 영역을 포함하며, 여기서 제1 영역은 제2 영역과 동일하고, 양 쇄를 조립하여, 이들의 단백질-단백질 계면을 통해 상호작용한다.
본 발명에서 포함된 모든 면역글로불린 불변 영역의 경우, 넘버링은 IMGT® (IMGT®; supra)에 따를 수 있다.
IGHG1, IGHG2, IGHG3 및 IGHG4로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 모든 인간 CH1, CH2, CH3 면역글로불린 중쇄 불변 영역에 있어서, 넘버링은 "EU 넘버링 시스템"에 따를 수 있다[참조: Edelman GM et al., (1969) Proc Natl Acad Sci USA, 63(1): 78-85]. IGHG1의 인간 CH1, 힌지, CH2 및 CH3 불변 영역에 대한 완전한 대응은 IMGT 데이터베이스(IMGT®; supra)에서 찾을 수 있다.
인간 카파 면역글로불린 경쇄 불변 영역(IGKC)에 있어서, 넘버링은 "EU 넘버링 시스템"에 따를 수 있다[참조: Edelman GM et al., supra]. 인간 CK 영역에 대한 완전한 대응은 IMGT 데이터베이스(IMGT®; supra)에서 찾을 수 있다.
인간 람다 면역글로불린 경쇄 불변 영역(IGLC1, IGLC2, IGLC3, IGLC6 및 IGLC7)에 있어서, 넘버링은 "Kabat 넘버링 시스템"에 따를 수 있다[참조: Kabat EA et al., supra]. 인간 IGLC 영역에 대한 완전한 대응은 IMGT 데이터베이스(IMGT®; supra)에서 찾을 수 있다.
본원에서 지칭된 인간 IGHG1 면역글로불린 중쇄 불변 영역은 다음과 같은 영역 경계를 갖는다: CH1 영역(EU 넘버링: 118-215), 힌지 γ1 영역(EU 넘버링: 216-230), CH2 영역(EU 넘버링: 231-340) 및 CH3 영역(EU 넘버링: 341-447). 본원에서 지칭된 인간 CK 영역은 잔기 108 내지 214(EU 넘버링)에 걸쳐 있다. 본원에서 지칭된 인간 IGLC1, IGLC2, IGLC3, IGLC6 및 IGLC7 영역은 잔기 108-215(Kabat 넘버링)에 걸쳐 있다.
본원에서 사용되는 용어 "아미노산" 또는 "아미노산 잔기"는 천연 아미노산 뿐만 아니라 비-천연 아미노산을 포함한다. 바람직하게는, 천연 아미노산이 포함된다.
본원에서 용어 "변형" 또는 "아미노산 변형"은 폴리펩티드 서열에서 아미노산 치환, 삽입 및/또는 결실을 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "치환" 또는 "아미노산 치환" 또는 "아미노산 잔기 치환"은 아미노산 서열에서 제1 아미노산 잔기가 제2 아미노산 잔기로 치환되는 것을 지칭하고, 반면에 제1 아미노산 잔기는 제2 아미노산 잔기와 상이하며, 즉 치환된 아미노산 잔기는 치환된 아미노산 잔기와 상이하다. 예를 들면, 치환 R94K는 94 위치의 아르기닌이 리신으로 치환된 변이체 폴리펩티드를 지칭한다. 예를 들면, 94K는 리신으로 위치 94의 치환을 나타낸다. 본원에서의 목적을 위해, 다중 치환은 일반적으로 슬래시 또는 쉼표로 구분된다. 예를 들면, "R94K/L78V" 또는 "R94K, L78V"는 R94K 및 L78V 치환을 포함하는 이중 변이체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 "아미노산 삽입" 또는 "삽입"은 모 폴리펩티드 서열의 특정 위치에서 아미노산의 부가를 의미한다. 예를 들면, 삽입 -94는 94 위치에서의 삽입을 나타낸다. 본원에서 사용되는 "아미노산 결실" 또는 "결실"은 모 폴리펩티드 서열의 특정 위치에서 아미노산의 제거를 의미한다. 예를 들면, R94-는 94 위치에서 아르기닌의 결실을 지칭한다.
특정 실시형태에서, 프로테인 A에 대한 결합에서 용어 "저하", "감소하다" 또는 "감소"는, 변형되지 않은 면역글로불린 또는 야생형 IgG 또는 야생형 인간 IgG Fc 영역을 갖는 IgG와 같은 모체와 비교하여, 본원에 기재된 것과 같은 공지된 표준 기술에 의해 검출된 프로테인 A에 대한 변형된 면역글로불린 또는 이의 단편의 결합에 있어서 적어도 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97% 또는 99%, 최대 100%(제거)의 전반적 감소를 지칭한다. 특정 실시형태에서, 이러한 용어는 대안적으로 10-배(즉, 1 로그), 100-배(2 로그), 1,000-배(또는 3 로그), 10,000-배(또는 4 로그) 또는 100,000-배(또는 5 로그)의 전반적 감소를 지칭한다.
프로테인 A에 대한 결합의 "제거한다", "무효화한다 (abrogate)", "제거" 또는 "무효화"는 프로테인 A에 대한 변형된 면역글로불린 또는 이의 단편의 결합에 있어서 100%의 전체 감소를 지칭하며, 즉, 변형되지 않은 면역글로불린 또는 야생형 IgG 또는 야생형 인간 IgG Fc 영역을 갖는 IgG와 같은 모체와 비교하여, 본원에 기재된 것들과 같은 공지된 표준 방법에 의해 검출된 프로테인 A에 대한 변형된 면역글로불린 또는 이의 단편의 결합의 완전한 손실을 지칭한다.
유사하게는, 친화성 시약에 대한 결합에서 상기 용어 "저하하다", "감소하다" 또는 "감소"는, 변형되지 않은 면역글로불린 또는 야생형 IgG 또는 야생형 인간 IgG Fc 영역을 갖는 IgG와 같은 모체와 비교하여, 본원에 기재된 것들과 같은 공지된 표준 방법에 의해 검출된 친화성 시약에 대한 변형된 면역글로불린 또는 이의 단편의 결합에 있어서 적어도 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97%, 또는 99%, 최대 100%(제거)의 전반적 감소를 지칭한다. 특정 실시형태에서, 이러한 용어는 대안적으로 10-배(즉 1 로그), 100-배(2 로그), 1,000-배(또는 3 로그), 10,000-배(또는 4 로그) 또는 100,000-배(또는 5 로그)의 전반적 감소를 지칭한다.
친화성 시약의 결합의 용어 "제거하다", "무효화하다", "제거" 또는 "무효화"는 프로테인 A에 대한 변형된 면역글로불린 또는 이의 단편의 결합에 있어서 100%의 전반적 감소를 지칭하며, 즉, 변형되지 않은 면역글로불린 또는 야생형 IgG 또는 야생형 인간 IgG Fc 영역을 갖는 IgG와 같은 모체와 비교하여, 본원에 기재된 것들과 같은 공지된 표준 방법에 의해 검출된 친화성 시약에 대한 변형된 면역글로불린 또는 이의 단편의 결합의 완전한 손실을 의미한다.
"이중특이적 항체"는 적어도 2개의 상이한 항원에 대한 결합 특이성을 갖는 모노클로날 항체이다. 특정 실시형태에서, 이중특이적 항체는 모 항체에 대하여 VH 영역에 하나 이상의 아미노산 변형을 갖는 이중특이적 항체이다. 특정 실시형태에서, 이중특이적 항체는 인간 또는 인간화 항체일 수 있다. 이중특이적 항체는 표적 항원을 발현하는 세포에 세포 독성제를 국지화하기 위해 사용할 수 있다. 이들 항체는 표적-항원-결합 암, 및 사포린, 항-인터페론 알파, 빈카 알칼로이드, 리신 A 쇄, 메토트렉세이트 또는 방사성 동위원소 합텐과 같은 세포독성제에 결합하는 암을 포함한다. 이중특이적 항체는 전장 항체 또는 항체 단편으로서 제조할 수 있다. 이중특이적 항체를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 전통적으로, 이중특이적 항체의 재조합 생산은, 2개의 중쇄가 상이한 특이성을 갖는 2개의 면역글로불린 중쇄-경쇄 쌍의 동시 발현에 기초한다[참조: Milstein and Cuello, (1983) Nature, 305: 537-40]. 면역글로불린 중쇄 및 경쇄의 랜덤 분류로 인해, 이러한 하이브리도마는 하나만이 정확한 이중특이적 구조를 갖는 상이한 항체 분자의 잠재적 혼합물을 생산한다. 통상적으로 친화성 크로마토그래피 단계에 의해 수행되는 정확한 분자의 정제는 다소 복잡하고 생성물 수율도 낮다. 유사한 절차가 WO1993/08829 및 문헌[Traunecker et al., (1991) EMBO J, 10: 3655-9]에 개시되어 있다. 상이한 접근법에 따라, 목적하는 결합 특이성(항체-항원 조합 부위)을 갖는 항체 가변 영역은 면역글로불린 불변 영역 서열과 융합된다. 예를 들면, 융합은 힌지, CH2 및 CH3 영역의 일부를 적어도 포함하는 면역글로불린 중쇄 불변 영역을 갖는다. 특정 실시형태에서, 경쇄 결합을 위해 필요한 부위를 함유하는 제1 중쇄 불변 영역(CH1)은 상기 융합 중 적어도 하나에 존재한다. 면역글로불린 중쇄 융합을 코딩하는 DNA 및, 필요한 경우, 면역글로불린 경쇄는 별개의 발현 벡터에 삽입되고, 적합한 숙주 유기체에 동시-형질감염된다. 이는, 이 구성에 사용되는 3개 폴리펩티드 쇄의 불균등한 비율이 최적 수율을 제공하는 실시형태에서 3개 폴리펩티드 단편의 상호 비율을 조절하는 유연성을 제공한다. 그러나, 동등한 비율에서 적어도 2개 폴리펩티드 쇄의 발현이 고수율을 나타내거나 비율이 특별히 중요하지 않을 때, 하나의 발현 벡터에서 2개 또는 모든 3개 폴리펩티드 쇄를 위한 코딩 서열을 삽입할 수 있다.
이중특이적 항체는 가교-결합 또는 "헤테로접합" 항체를 포함한다. 예를 들면, 헤테로접합에서 하나의 항체는 아비딘(avidin)에 결합될 수 있고, 다른 하나는 비오틴(biotin)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 이러한 항체는 원하지 않는 세포 에 대한 면역계 세포의 표적화(US4,676,980) 및 HIV 감염의 치료(WO1991/00360, WO1992/00373 및 EP03089)를 위해 제안되어 있다. 헤테로접합 항체는 임의의 편리한 가교-결합 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 적합한 가교 결합제는 다수의 가교-결합 기술과 함께 공지되어 있다[참조: US4,676,980]. 2개 이상의 원자가를 갖는 항체도 고려되고 있다. 예를 들면, 삼중특이적 항체를 제조할 수 있다[참조: Tutt A et al. (1991) J. Immunol. 147: 60-9].
일부 실시형태에서, 본 발명은 이중특이적 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편 또는 CD3 및 하기 그룹으로부터 선택되는 질환 연관 항원에 결합하는 이중특이적 전장 항체를 제공한다: 종양 항원, 사이토킨, 혈관 성장 인자 및 림포-혈관생성 성장 인자. 바람직하게는, 이중특이적 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편 또는 이중특이적 항체는 CD3 및 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 질환 연관 항원에 결합한다: CCR3, CCR6, CRTH2, PDL1, BLUT1, PirB, CD33, TROP2, CD105, GD2, GD3, CEA, VEGFR1, VEGFR2, NCAM, CD133, CD123, ADAM17, MCSP, PSCA, FOLR1, CD19, CD20, CD38, EpCAM, HER2, HER3, EGFR, PSMA, IgE, 인테그린 a4b1, CCR5, 르위스 Y, FAP, MUC-1, Wue-1, MSP, EGFRvIII, P 당단백질, AFP, ALK, BAGE 단백질, CD30, CD40, CTLA4, ErbB3, ErbB4, 메소텔린, OX40, CA125, CAIX, CD66e, cMet, EphA2, HGF/SF, MUC1, 포스파티딜세린, TAG-72, TPBG, β-카테닌, brc-abl, BRCA1, BORIS, CA9, 카스파제-8, CDK4, 사이클린-B1, CYP1B1, ETV6-AML, Fra-1, FOLR1, GAGE-1, GAGE-2, GloboH, 글리피칸-3, GM3, gp100, HLA/B-raf, HLA/k-ras, HLA/MAGE-A3, hTERT, LMP2, MAGE1, MAGE2, MAGE3, MAGE4, MAGE6, MAGE12, MART-1, ML-IAP, Muc2, Muc3, Muc4, Muc5, Muc16, MUM1, NA17, NY-BR1, NY-BR62, NY-BR-85, NY-ESO1, p15, p53, PAP, PAX3 PAX5, PCTA-1, PLAC1, PRLR, PRAME, RAGE 단백질, Ras, RGS5, Rho, SART-1, SART-3, Steap-1, Steap-2, 수르비빈, TAG-72, TGF-β, TMPRSS2, Tn, TRP-1, TRP-2, 티로시나제, 유로플라킨-3, PSMA. 바람직하게는, 이중특이적 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편 또는 이중특이적 항체는 CD3 및 HER2 또는 CD3 및 CD38 또는 CD3 및 OX40 또는 CD3 및 CD19 도는 CD3 및 CD20 또는 CD3 및 에르비툭스 또는 CD3 및 벡티빅스에 결합한다.
프로테인 A: 프로테인 A는 단일 폴리펩티드 쇄로 구성된 스타필로콕쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)의 몇몇 균주에 의해 생산되는 세포벽 성분이다. 프로테인 A 유전자 생성물은 병원균의 세포벽에 직렬 방식으로 부착된 5개 상동성 반복체로 이루어진다. 5개 도메인은 길이가 약 58 아미노산이며, 각각 면역글로불린 결합 활성을 나타내는 EDABC를 나타낸다[참조: Tashiro M & Montelione GT (1995) Curr. Opin. Struct. Biol., 5(4): 471-481]. 5개 상동성 면역글로불린 결합 도메인은 3개-나선형 다발로 접힌다. 각 도메인은 다수의 포유동물의 단백질, 가장 현저하게는 IgG에 결합할 수 있다[참조: Hober S et al., (2007) J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci., 848(1): 40-47]. 프로테인 A는 인간 VH3 패밀리의 경우에 있어서 Fc 영역 내에서 뿐만 아니라 Fab 영역 내에서 대부분의 면역글로불린의 중쇄에 결합한다[참조: Jansson B et al, (1998) FEMS Immunol. Med. Microbiol., 20(1): 69-78]. 프로테인 A는 인간, 마우스, 래빗 및 기니 피그를 포함하는 다양한 종의 IgG에 결합하지만, 인간 IgG3에는 결합하지 않는다[참조: Hober S et al., (2007) supra]. 프로테인 A에 결합하는 인간 IgG3의 불능은 인간 IgG3 Fc 영역에서 H435R 및 Y436F 치환에 의해 설명될 수 있다[참조: EU 넘버링, Jendeberg et al., (1997) J. Immunol. Methods, 201(1): 25-34]. IgG 이외에, 프로테인 A는 또한 IgM 및 IgA와 상호작용한다.
인간 VH 아부류 중에서, VH3는 프로테인 A에 결합하는 유일한 아부류이고[참조: Graille M et al., (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97(10): 5399-5404], 프로테인 A의 모든 5개 도메인은 이러한 가변 도메인 아부류에 결합하는 것으로 공지되어 있다[참조: Jansson B et al, (1998) FEMS Immunol. Med. Microbiol., 20(1): 69-78]. VH3 기반 면역글로불린 또는 이의 단편은 생명공학 산업에서 매우 중요하다. VH3 기반 분자는 프로테인 A에 결합하는 이들의 능력이 이들의 기능성 사전-스크리닝을 용이하게 하기 때문에 광범위하게 개발되었으며, 다수의 합성 또는 공여자 기반 파지 디스플레이 라이브러리 또는 항체 발견에 사용된 유전자조합 동물 기술은 VH3 아부류에 기초한다. 또한, VH3 기반 분자는 종종 공지된 기타 중쇄 가변 도메인 아부류에 비해 이들의 양호한 발현 및 안정성을 위해 선택된다.
이러한 높은 친화성으로 항체에 결합하는 프로테인 A의 능력은 생물 의약품에서 산업적 규모의 사용을 위한 구동 동기이다. 바이오-의약품에서 항체의 생산에 사용되는 프로테인 A는 통상 이. 콜라이(E. coli)에서 재조합에 의해 생산되고 천연 프로테인 A와 실질적으로 동일한 기능을 한다[참조: Liu HF et al., (2010) MAbs, 2(5): 480-499]. 가장 일반적으로, 재조합 프로테인 A는 항체의 정제를 위해 정지상 크로마토그래피 수지에 결합된다. 결합은 중성 또는 생리학적 조건(pH 7.0-7.6)에서 양호하지만, 최적 결합은 pH 8.2에서 발생한다. 용출은 통상 산성 pH로의 pH 이동을 통해 달성된다(글리신-HCl, pH2.5-3.0). 이것은 영구적으로 단백질 구조에 영향을 미치지 않고서 대부분 단백질-단백질 및 항체-항원 결합 상호작용을 효과적으로 해리시킨다. 그럼에도 불구하고, 일부 항체 및 단백질은 낮은 pH에 의해 손상되며, 낮은 pH 조건에서 지속 시간을 최소화하기 위해 1M 트리스-HCl, pH 8.0과 같은 알칼리 완충제의 1/10 용적을 첨가함으로써 회수 직후 중화하는 것이 최선이다.
다양하게 이용가능한 프로테인 A 크로마토그래피 수지가 있다. 이러한 배지 사이의 주요 차이점은 지지 매트릭스 타입, 프로테인 A 리간드 변형, 기공 크기 및 입자 크기이다. 이러한 인자의 차이는 압축성, 화학적 및 물리적 안정성, 확산 저항 및 흡착제의 결합능에서의 차이를 나타낸다[참조: Hober S et al., (2007), supra]. 프로테인 A 크로마토그래피 수지의 예는, 이로써 한정되지 않지만, 실시예에서 사용된 것과 같이 GE 헬스케어로부터의 MabSelect SuRe™ 프로테인 A 수지 및 MabSelect™ 프로테인 A 수지를 포함한다.
용어 "크로마토그래피"는 단백질 액체 크로마토그래피를 지칭하며, 종종 단백질의 혼합물의 분석 또는 정제에 사용하는 액체 크로마토그래피의 형태인 고속 단백질 액체 크로마토그래피(FPLC)를 포함한다. 크로마토그래피의 다른 형태로서, 혼합물의 상이한 성분은 다공성 고체(정지상)을 통과하는 이동 액체(이동상)인 2개 물질에 대해 상이한 친화성를 가졌기 때문에 분리가 가능하다. FPLC에서, 이동상은 수용액 또는 "완충제"이다. 완충제 유속은 중력 유동하에서 작동되거나, 완충제의 조성이 2개 이상의 외부 저장소에서 상이한 비율로 유체를 유도하여 변화될 수 있지만, 일반적으로 일정한 속도로 유지하는 용적 이동식 펌프에 의해 제어될 수 있다. 정지상은 비드, 통상 가교결합된 아가로즈로 구성되고 원통형 유리 또는 플라스틱 컬럼에 팩킹된 수지이다. FPLC 수지는 용도에 따라서 광범위한 비드 크기 및 표면 리간드로 이용가능하다.
"친화성 크로마토그래피"의 프로세스는 정지상에 가교결합되는 리간드로서 친화성 시약의 사용을 수반하고, 특이적 분자 또는 분자 부류에 대한 결합 친화성을 갖는다. 리간드는 단백질 리간드와 같은 바이오-분자일 수 있고, 합성 분자일 수 있다. 리간드의 양 타입은 양호한 특이성을 갖는 경향이 있다. 생산시에 가장 일반적으로 사용되는 단백질 리간드는 친화성 시약 프로테인 A이다. 용액(예를 ㄷ르면, 목적하는 단백질을 함유하는 조세포 상청액)이 컬럼에 부하되는 친화성 크로마토그래피에서, 표적 단백질은, 오염물질(다른 단백질, 지질, 탄수화물, DNA, 안료 등)이 컬럼을 통과하게 하면서 통상 흡수된다. 흡착제 자체는 크로마토그래피 컬럼에 일반적으로 흡착되며; 흡착 단계는 배치식 결합 모드에서 교반 슬러리로서 흡착제를 사용하여 수행할 수 있다. 흡착 후, 후속 단계는 잔류 오염물을 제거하기 위해 흡착제를 세척하는 세척 단계이다. 이어서, 결합된 단백질은 반-순수 또는 순수한 형태로 용출된다. 용출은 일반적으로 단백질이 더 이상 고정된 리간드와 상호 작용하지 않고 방출되도록 완충제 또는 염 조성을 변경함으로써 달성된다. 일부 경우에, 목적하는 단백질은 친화성 수지에 결합할 수 없고, 친화성 크로마토그래피는 원치 않는 오염물질을 결합하고, 따라서 결합되지 않은 분획은 목적하는 단백질을 단리하기 위해 수집된다. 친화성 크로마토그래피는 고정층 또는 유동층에서 수행할 수 있다.
용어 "구배 모드 크로마토그래피"는 "용출" 완충제(완충제 B)의 비율이 0%에서 100%까지 단계적 또는 점진적으로 증가하는 크로마토그래피 방법을 지칭한다.
용어 "포획-용출 모드 크로마토그래피" 또는 "포획-용출 정제 모드" 또는 "포획-용출 정제"는, 용출 완충제(완충제 B)의 비율이 0%에서 100%까지 점진적 또는 단계적으로 증가하지 않으나, 포획 및 임의로 작동 완충제(완충제 A)를 사용한 세척 단계후 직접 100%를 적용하는 크로마토그래피 방법을 지칭한다.
CD3을 표적화하는 헤테로-이량체성 면역글로불린의 개발
본 발명은 상기에 기재된 중쇄 및 경쇄 CDR을 포함하고 추가로 인간 유전자 IGHV3-23*04(서열번호 22)의 생성물 또는 이로부터 유래된 중쇄 가변 프레임워크 영역을 포함하는 CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역을 제공한다. 중쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 18의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체 OKT3의 중쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 바람직하게는, 아미노산 변형은 아미노산 치환이다. 일반적으로, 7개 이하, 바람직하게는 6개 이하, 바람직하게는 5개 이하, 바람직하게는 4개 이하, 바람직하게는 3개 이하, 바람직하게는 2개 이하, 가장 바람직하게는 1개 이하의 아미노산 변형이 프레임워크 영역 내에서 수행된다. 일부 실시형태에서, 본 발명은 CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역을 제공하고, 여기서 중쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 아미노산 변형은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 아미노산 위치에서 아미노산 치환을 포함하고: 34, 48, 49, 58, 69, 71 및 73, 각 그룹 멤버의 아미노산 위치는 Kabat 넘버링에 따라 표시된다. 바람직하게는, 중쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 아미노산 치환은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다: I34M, V48I, A49G, R58N, R58Y, I69L, A71T 및 T73K. 중쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 바람직한 아미노산 치환은 34, 49 및 71로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 아미노산 위치이다. 중쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 더욱 바람직한 아미노산 치환은 I34M, A49G 및 A71T로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
추가의 양태에서, CD3 단백질 복합체에 결합하는 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 다음으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 인간 유전자로부터의 생성물 또는 이로부터 유래된 경쇄 가변 프레임워크 영역을 포함한다: IGKV1-39*01(서열번호 23) 및 IGKV3-20*01(서열번호 24). 경쇄 가변 프레임워크 영역은 서열번호 19의 아미노산 서열을 포함하는 상응하는 뮤린 항체 OKT3의 경쇄 가변 영역의 상응하는 프레임워크 영역으로부터 적어도 하나의 아미노산 변형을 포함한다. 바람직하게는, 아미노산 변형은 아미노산 치환이다. 일반적으로, 8개 이하, 바람직하게는 7개 이하, 바람직하게는 6개 이하, 바람직하게는 5개 이하, 바람직하게는 4개 이하, 바람직하게는 3개 이하, 바람직하게는 2개 이하, 가장 바람직하게는 1개 이하의 아미노산 변형이 프레임워크 영역 내에서 수행된다. 일부 실시형태에서, 본 발명은 CD3 단백질 복합체에 결합하는 에피토프 결합 영역을 제공하고, 여기서 상기 경쇄 가변 영역 서열의 프레임워크 영역의 아미노산 변형은 4, 33, 34, 46, 47, 66, 71 및 96으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 아미노산 위치에서의 아미노산 치환을 포함한다. 바람직하게는, 경쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 아미노산 치환은 M4L, V33M, A34N, L46R, L47W, R66G, F71Y 및 P96F로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 경쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 바람직한 아미노산 치환은 4, 46 및 47로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 아미노산 위치이다. 경쇄 가변 영역의 프레임워크 영역의 더욱 바람직한 아미노산 치환은 M4L, L46R, L47W 및 F71Y으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시형태에서, CD3 단백질 복합체에 결합하는 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역은 상기 설명한 바와 같이 중쇄 가변 영역 서열의 프레임워크 영역의 아미노산 변형, 및 상기 설명한 바와 같이 경쇄 가변 영역 서열의 프레임워크 영역의 아미노산 변형을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 서열번호 27 내지 38, 64-68 및 359로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 바람직하게는 서열번호 359로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 중쇄 서열을 포함하는, CD3 단백질 복합체에 결합하는 항체 또는 이의 단편을 제공한다. 본 발명은 또한, 서열번호 39 내지 47, 69 내지 90 및 360으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 바람직하게는 서열번호 360으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 경쇄 서열을 포함하는, CD3 단백질 복합체에 결합하는 항체 또는 이의 단편을 제공한다.
이들 중쇄 및 경쇄 가변 영역 서열 각각이 CD3 단백질 복합체에 결합할 수 있음을 감안할 때, 중쇄 및 경쇄 가변 영역 서열은 본 발명의 항-CD3 결합 분자를 생성하기 위해 "혼합 및 매칭"될 수 있다. 이러한 "혼합 및 매칭"된 항체의 CD3 결합은, 예를 들면, 실시예에 기재된 결합 검정을 이용하여 시험할 수 있다.
호모-이량체 형성에 비해 헤테로-이량체 형성을 촉진하기 위한 면역글로불린 불변 영역의 조작
헤테로-이량체성 면역글로불린의 생산 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 가장 간단한 방법 중 하나는 단일 세포에서 2가지 상이한 면역글로불린 쇄를 발현시키는데 의존한다[참조: WO95/33844, Lindhofer H & Thierfelder S]. 조작 없이, 이 간단한 방법은 목적하는 헤테로-이량체에 비해 호모-이량체 종의 형성에 의해 제한된다[참조: Kufer P et al., (2004) Trends Biotechnol., 22(5): 238-244]. 중쇄 헤테로-이량체화를 증강시키는 보조 기술을 이용할 때[참조: Merchant AM et al., (1998) Nat. Biotechnol., 16(7): 677-681], 보다 많은 헤테로-이량체 생산이 달성될 수 있지만, 상당량의 원하지 않는 호모-이량체의 생산을 초래할 수 있다[참조: Jackman J et al., (2010) J Biol Chem., 285(27):20850-9, Klein C et al., (2012) MAbs, 4(6):653-63]. 따라서, 본 발명은 종래 기술의 방법보다 우수한 헤테로-이량체화를 나타내는 생체 모방의 고유 개념에 기반하는, BEAT® 기술(PCT 공개번호: WO2012/131555)을 이용한다. BEAT 기술은 Fc 기반 이중특이적 항체를 위한 빌딩 블록으로서 사용될 수 있는 새로운 헤테로-이량체를 생산하기 위해 자연 발생 호모- 또는 헤테로-이량체성 면역글로불린 도메인 쌍 사이의 인터페이스 교환에 기반한다.
한 가지 양태에서, 본 발명은 단백질-단백질 인터페이스를 갖는 변형된 CH3 도메인을 갖는 조작된 면역글로불린 불변 영역을 포함하는 제1 및 제2 폴리펩티드를 포함하는 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공하고, 여기서 상기 제1 폴리페티드의 단백질-단백질 인터페이스는 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 아미노산 치환을 포함하고, 상기 제2 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 84.4 위치 및 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 아미노산 치환을 포함한다.
추가의 실시형태에서, 본 발명은 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공하고, 여기서 제1 및 제2 폴리펩티드는 단백질-단백질 인터페이스를 갖는 변형된 CH3 도메인을 갖는 조작된 면역글로불린 불변 영역을 포함하며, 상기 제1 폴리페티드의 단백질-단백질 인터페이스는 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 아미노산 치환을 포함하고, 상기 제2 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 85.1 및/또는 86 위치 및 3, 5, 7, 20, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 88 및 90(IMGT® 넘버링)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 아미노산 치환을 포함하며, 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역에서 88 위치에서 치환된 아미노산 잔기는 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역에서 85.1 및/또는 86 위치에서 치환된 아미노산 잔기와 상호작용하며, 각 그룹 멤버의 아미노산 위치는 IMGT® 넘버링에 따라 표시된다.
바람직하게는, 위치 88에서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 88W 및 이들의 보존적 아미노산 치환이고, 여기서 상기 아미노산 위치는 MGT® 넘버링에 따라 표시된다. 더욱 바람직하게는, 위치 88에서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 88W이고, 여기서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산 잔기는 3A, 20V, 20T, 20A, 20N, 20Q, 20E, 20S, 20K, 20W, 22A, 22G, 22T, 22L, 22I, 22V, 26R, 26Q, 26T, 26K, 26V, 26S, 26N, 26E, 79Y, 85.1T, 85.1M, 85.1A, 85.1S, 85.1R, 85.1H, 85.1K, 85.1F, 85.1C, 85.1N, 85.1W, 86S, 86I, 86T, 86H, 86Q, 86V, 86W, 86Y, 86F 및 90N으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 아미노산 위치는 MGT® 넘버링에 따라 표시된다.
바람직하게는, 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 위치 85 및 86에서 치환되는 아미노산 잔기는 85.1A, 85.1S, 85.1C 및 86S로 이루어진 그룹 및 이들의 보존적 아미노산 치환(MGT® 넘버링)으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 85.1A, 85.1S, 85.1C 및 86S로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 여기서 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산 잔기는 3E, 5A, 7F, 20T, 22V, 26T, 81D, 84L, 84.2E, 88R 및 90R로 이루어진 그룹, 및 이들의 보존적 아미노산 치환(MGT® 넘버링)으로부터 선택된다.
바람직한 실시양태에서, 위치 88에서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 88W이고, 여기서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산은 3A, 20K, 22V, 26T, 79Y, 85.1S, 86V 및 90N이고, 85.1 및 86 위치에서 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 85.1A, 85.1S 또는 85.1A 및 86S이며, 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산 잔기는 3E, 5A, 7F, 20T, 22V, 26T, 81D, 84L, 84.2E, 84.4Q, 88R 및 90R(IMGT® 넘버링)이다.
대체 실시형태에서, 본 발명은 헤테로-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편을 제공하고, 여기서 제1 및 제2 폴리펩티드는 단백질-단백질 인터페이스를 갖는 변형된 CH3 도메인을 갖는 조작된 면역글로불린 불변 영역을 포함하고, 제1 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 위치 20에서, 및 3, 5, 7, 22, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 85.1, 86, 88 및 90으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 아미노산 치환을 포함하며, 제2 폴리펩티드의 단백질-단백질 인터페이스는 위치 26에서, 및 3, 22, 27, 79, 81, 84, 85.1, 86 및 88로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 아미노산 치환을 포함하고, 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역에서 위치 20에서 치환된 아미노산 잔기는 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역에서 위치 26에서 치환된 아미노산 잔기와 상호작용하며, 여기서 각 그룹 멤버의 아미노산 위치는 IMGT® 넘버링에 따라 표시된다.
바람직하게는, 제1 조작된 면역글로불린 쇄의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 위치 20 및 22에서 아미노산 잔기를 포함하고, 3, 5, 7, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 85.1, 86, 88 및 90으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 추가의 아미노산 잔기를 임의로 포함하고, 여기서 제2 조작된 면역글로불린 쇄의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 아미노산 잔기는 위치 26에서 및 3, 5, 7, 20, 22, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 85.1, 86, 88 및 90으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 추가의 위치에서 아미노산 잔기를 포함하고, 각 그룹의 멤버의 아미노산 위치는 IMGT® 넘버링에 따라 표시된다. 바람직하게는, 제1 조작된 면역글로불린 쇄의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 위치 20 및 22에서 아미노산 잔기를 포함하고, 3, 5, 7, 26, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 85.1, 86, 88 및 90으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 위치에서 추가의 아미노산 잔기를 임의로 포함하고, 제2 조작된 면역글로불린 쇄의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 위치 26 및 86에서 및 임의로 3, 5, 7, 20, 22, 27, 79, 81, 84, 84.2, 84.4, 85.1, 88 및 90으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 추가의 위치에서 아미노산 잔기를 포함하고, 각 그룹 멤버의 아미노산 위치는 IMGT® 넘버링에 따라 표시된다.
더욱 바람직하게는, 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 위치 20에서 치환되는 아미노산 잔기는 20V, 20T, 20A, 20N, 20Q, 20K, 20S, 20W 및 20E으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산 잔기는 3A, 22A, 22G, 22L, 22I, 22V, 22T, 26K, 26R, 26Q, 26T, 26V, 26S, 26N, 26E, 79Y, 85.1W, 85.1F, 85.1T, 85.1M, 85.1A, 85.1S, 85.1R, 85.1H, 85.1K, 85.1C, 85.1N, 86W, 86Y, 86S, 86I, 86H, 86Q, 86V, 86T, 86F, 88Q, 88L, 88V, 88R, 88E, 88T, 88I, 88Y, 88K, 88W 및 90N으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 위치 26에서 치환된 아미노산 잔기는 26T 및 26E로 이루어진 그룹 및 이들의 보존적 아미노산 치환으로부터 선택되며, 아미노산 위치는 IMGT® 넘버링에 따라 표시된다.
가장 바람직한 실시형태에서, 위치 20에서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 20K이고, 여기서 제1 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산 잔기는 3A, 22V, 26T, 79Y, 85.1S, 86V, 88W 및 90N이며, 위치 26에서 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환되는 아미노산 잔기는 26T이고, 제2 조작된 면역글로불린 불변 영역의 단백질-단백질 인터페이스에서 치환된 추가의 아미노산 잔기는 3E, 5A, 7F, 20T, 22V, 81D, 84L, 84.2E, 84.4Q, 85.1C/S/A, 86S, 88R 및 90R(IMGT® 넘버링)이다.
CD3 및 질환 연관 항원을 표적화하는 헤테로-이량체성 면역글로불린의 개발
제1 단계(실시예 1)에서, 프로테인 A에 대한 결합을 감소 또는 무효화하는 치환은 FAB 또는 scFv 단편에 기반한 호모-이량체성 면역글로불린에서 검정했다. 프로테인 A에 결합하지 않거나 감소시키는 치환을 갖는 중쇄 내에서 VH3 아부류의 가변 중쇄 도메인의 존재는 프로테인 A에 기반한 임의의 차등 친화성 방법을 방해하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 주요 장애에 대한 해결책은 프로테인 A에 기반한 차등 친화성 방법에 대한 VH3 아부류에 대한 프로테인 A의 결합을 감소 또는 무효화하는 프레임워크 치환의 형태에서 발견되었다.
제2 단계(실시예 2.1)에서, 인간 CD3(엡실론 아단위)을 표적화하는 인간화 항체는 뮤린 항-CD3 항체의 CDR을 IGVH3-23 및 IGVK1 또는 IGVK3 인간 생식세포계 프레임워크에 이식함으로써 생성했다. 최고 인간화된 변이체는 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화된 이들의 VH 도메인에 존재하는 프로테인 A 결합 부위를 갖는다. 이러한 변이체는 FAB 또는 scFv 단편으로 포맷되었다.
제3 단계에서, 질환 연관 항원을 표적화하는 항체의 항원 결합 부위를 생성했다. 뮤린 항체의 CDR은 인간 생식세포계 프레임워크 IGVH3-23 및 IGVK1에 이식시킬 수 있다(실시예 2.3, 2.4 및 2.6-2.10). 대안적으로, 파지 디스플레이 라이브러리로부터 단리된 항체의 CDR은 VH 가변 도메인 아부류에 기반할 수 있거나, 인간 생식세포계 프레임워크 IGVH3-23 및 IGVK1에 이식할 수 있다(실시예 2.5 및 2.6). 에피토프 결합 영역의 VH 도메인에서 프로테인 A 결합 부위는 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다.
제4 단계에서, 헤테로-이량체성 항체는 BEAT® 기술(WO2012/131555에 기재된 바와 같이)에 기반하여 생산되었고, 여기서 실시예 2.122로부터의 항-CD3 항체 및 실시예 2.2-2.10에 기시된 질환 연관 항원의 에피토프 결합 영역은 scFv-FAB 포맷에서 사용되며 그 역도 또한 동일하다(실시예 3.1). 호모- 및 헤테로-이량체성 종 사이의 프로테인 A 결합 부위 수의 차이가 프로테인 A 크로마토그래피에 의한 헤테로-이량체성 종의 단리에 사용될 수 있기 때문에, 본 발명의 이중특이적 항체는 프로테인 A 결합 부위를 갖지 않는 및 따라서 프로테인 A 수지에 결합하지 않는 2개 호모-이량체성 종 중의 하나를 제공하도록 조작되었다. 추가로, BEAT 항체의 안전성 프로파일을 개선시키기 위해, Fc 수용체 결합은 Fc 영역의 보다 낮은 힌지 영역으로 2개 치환 L234A 및 L235A(EU 넘버링)을 조작함으로써 감소 또는 제거되었다.
실시예
재료 및 방법
일시적 포유동물 세포 발현을 위한 발현 벡터 작제
상이한 폴리펩티드 쇄를 일부 또는 완전히 코딩하는 cDNA는 제네아트 아게(GENEART AG)(Regensburg, Germany)에 의해 합성하였고, 표준 분자생물학 기술을 사용하여 변형되었다. PCR 생성물은 적절한 DNA 제한효소를 사용하여 소화시키고, 정제하고, CMV 프로모터를 담지하는 변형된 pcDNA3.1 플라스미드(Invitrogen AG, Zug, Switzerland) 내에서 결찰시키고, 소 호르몬 폴리-아데닐화(poly(A))는 동일한 DNA 제한효소로 사전에 소화시켰다. 모든 폴리펩티드 쇄는 이러한 발현 벡터 내에서 독립적으로 결찰되었고, 분비는 뮤린 VJ2C 리더 펩티드에 의해 유도되었다.
재조합 단백질의 발현
항체, scFv-Fc 융합 단백질, BEAT 항체 및 항원은, 달리 언급하지 않는 한, 후술하는 바와 같이 발현되었다. 일시적 발현을 위해서, 동일량의 각 조작된 쇄 벡터는 폴리에틸렌이민(PEI; Sigma, Buchs, Switzerland)을 사용하여 현탁-순응된 HEK293-EBNA 세포(ATCC-LGL 표준, Teddington, UK; Cat. No: CRL-10852)로 동시-형질감염시켰다. 통상적으로, 0.8-12×105/ml 밀도의 현탁액 중의 100ml의 세포를 DNA-PEI의 혼합물을 이용하여 형질감염시킨다. 각각의 조작된 쇄 유전자들을 코딩하는 재조합 발현 벡터를 숙주 세포내로 도입하는 경우, 면역글로불린 작제물은 4 내지 5일 동안 세포를 추가로 배양하여 배양 배지(EX-CELL 293, HEK293-혈청-비함유 배지(Sigma), 0.1% 플루로닉산, 4mM 글루타민 및 0.25㎍/ml의 제네티신 보충) 내로 분비되도록 함으로써 생산한다. 분비된 면역글로불린을 함유하는 세포-비함유 배양 상청액은 원심분리에 의해 제조한 다음, 멸균 여과를 수행하고, 추가 분석에 사용했다.
차등 단백질 A 친화성 크로마토그래피(실시예 1)
Fc (133) 단편 및 호모-이량체 scFv-FC 면역글로불린의 정제
포획-용출 모드 크로마토그래피
상청액은 정제 전에 0.1용적(V)의 1M 트리스-HCl(pH 8.0)로 조절했다. 프로테인 G 세파로즈(Sepharose™) 4 패스트 플로우(Fast Flow)(GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland; 카탈로그 번호 17-0618-01)를 조절된 상청액에 첨가했다. 혼합물은 4℃에서 밤새 인큐베이션했다. 인큐베이션 후, 결합된 단백질은 10CV의 PBS(pH 7.4)으로 세척하고, 4배 컬럼 용적(CV)의 0.1M 글리신(pH 3.0)으로 용출시키고, 0.1V의 0.1M 트리스-HCl(pH 8.0)으로 중화시켰다. 상청액, 유동 및 용출 분획은 비환원 조건에서 SDS-PAGE를 이용하여 분석했다(NuPAGE 비스-트리스 4-12% 아크릴아미드, Invitrogen AG, Basel, Switzerland).
구배 모드 크로마토그래피
생산 후, Fc133 단편을 함유하는 세포 배양 상청액을 먼저 (상기와 같이) 프로테인 G 세파로즈™ 4 패스트 플로우를 사용하여 포획-용출 모드 크로마토그래피로 정제했다. 이어서, 포획-용출 모드 크로마토그래피에서 용출된 물질은 1ml의 HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼(프로테인 A 결합 부위 돌연변이)에 부하했다. 상기 컬럼은 0.2M 포스페이트 시트레이트 완충제(pH 8.0)으로 미리 평형화시키고, AKTApurifier™ 크로마토그래피 시스템(상기 양 컬럼 및 장비는 GE Healthcare Europe GmbH사 제조; 컬럼 카탈로그 번호: 11-0034-93)에서 1ml/분의 유속으로 작동되었다. 용출은 다양한 양의 2개 완충제(작동 완충제(A): 0.2M 포스페이트 시트레이트 완충제, pH 8.0, 및 용출 완충제(B): 0.04M 포스페이트 시트레이트 완충제, pH 3.0)를 조합하여 pH 선형 구배로 수행했다. 선형 구배는 5개 컬럼 용적(CV)에서 0% B로부터 100% B까지 실시했다. 용출된 분획은 0.1V의 1M 트리스-HCl(pH 8.0)으로 중화시켰다. 상청액, 유동 및 용출 분획은 비환원 조건에서 SDS-PAGE를 이용하여 분석했다(NuPAGE 비스-트리스 4-12% 아크릴아미드, Invitrogen AG, Basel, Switzerland).
호모-이량체 FAB-Fc의 면역글로불린 및 FAB 단편의 정제
생산 후, 세포 배양 상청액은 0.1V의 1M 트리스-HCl(pH 8.0)으로 조절했다. 단백질 L 수지(Genescript, Piscataway, USA)를 상기 조절된 상청액에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션했다. 인큐베이션 후, 결합된 단백질은 10CV의 PBS(pH 7.4)로 세척하고, 4CV의 0.1M 글리신(pH 3.0)으로 용출하고, 마지막으로 0.1V의 0.1M 트리스-HCl(pH 8.0)으로 중화시켰다. 프로테인 A의 결합을 평가하기 위해서, 프로테인 L 정제된 FAB은 1ml의 HiTrap MabSelect™ 컬럼(GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland)에 pH 8.0(시트르산/Na2HPO4 완충제)으로 주입했다. 용출은 다양한 양의 2개 완충제(작동 완충제(A): 0.2M 포스페이트 시트레이트 완충제, pH 8.0, 및 용출 완충제(B): 0.04M 포스페이트 시트레이트 완충제, pH 3.0)을 조합하여 pH 선형 구배로 수행했다. 상기 선형 구배는 5CV에서 O% B로부터 100% B까지 실시했다. 용출 분획은 0.1V의 0.1M 트리스-HCl(pH 8.0)으로 중화시켰다. 상청액, 유동 및 용출 분획은 비환원 조건에서 SDS-PAGE를 이용하여 분석했다(NuPAGE 비스-트리스 4-12% 아크릴아미드, Invitrogen AG, Basel, Switzerland).
이들의 Fc 및 VH3 도메인의 프로테인 A 결합을 무효화한 VH3 기반 호모-이량체성 FAB-Fc 및 scFv-Fc 면역글로불린의 정제 및 시험
정제 방법은 전술한 절차에 따라 포획-용출 모드 크로마토그래피, 이어서 구배 모드 크로마토그래피를 포함한다.
차등 단백질 A 친화성 크로마토그래피(실시예 1 및 3)
생산 후, 세포-비함유 상청액은 0.2M 포스페이트 시트레이트 완충제(pH 6.0)으로 사전 평형화시킨 1ml HiTrap™ MabSelect SuRe™ 프로테인 A 컬럼에 부하하고, AKTApurifier™ 크로마토그래피 시스템(GE Healthcare Europe GmbH; 컬럼 카탈로그 번호: 11-0034-93)에서 1ml/분의 유속으로 작동시켰다. 작동 완충제는 0.2M 포스페이트 시트레이트 완충제(pH 6)였다. 목적하는 헤테로-이량체의 용출은 20mM 시트르산나트륨(pH 4)를 사용하여 수행한 반면, 호모-이량체 종은 0.1M 글리신(pH3.0)으로 용출시켰다. 용출 후, 280nm에서 OD를 판독하고, 목적하는 헤테로-이량체를 함유하는 분획을 풀링하고, 0.1용적의 1M 트리스(pH 8.0; Sigma)으로 중화시켰다. 상청액, 유동 및 용출 분획은 비환원 조건에서 SDS-PAGE에 의해 분석했다(NuPAGE 비스-트리스 4-12% 아크릴아미드, Invitrogen AG, Basel, Switzerland).
시차 주사 열량측정 (DCS)
항체의 열 안정성은 열량 측정을 사용하여 비교했다. 열량 측정은 VP-DSC 시차 주사 마이크로열량측정기(MicroCal-GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland)로 수행했다. 세포 용적는 0.128ml, 가열 속도는 1℃/분 및 과잉 압력은 64p.s.i.로 유지했다. 모든 단백질 단편은 PBS(pH 7.4)에서 0.5-1mg/ml의 농도로 사용했다. 각 단백질의 몰 열 용량은 단백질이 생략된 동일한 완충제를 함유하는 이중 샘플과 비교하여 추정했다. 부분 몰 열 용량 및 용융 곡선은 표준 방법을 사용하여 분석했다. 써모그램은 소프트웨어 오리진(Origin) v7.0의 비-2상태 모델을 이용하여 추가로 분석하기 전에 기준선 보정하고 농도 정규화했다.
인간 IgG 아부류에 대한 예상 용융 프로파일은 공지되어 있고[참조: Garber E & Demarest SJ (2007) Biochem Biophys Res Commun, 355(3): 751-7], 모든 프로파일은 독립적 비폴딩에 상응하는 3개 비폴딩 변화 CH2, CH3 및 FAB 도메인을 함유한다. 4개 인간 IgG 아부류 중, IGHG1는 가장 안정적인 CH3 도메인(약 85℃)을 갖고, 다른 아부류 CH3 도메인은, 어떤 것도 70℃ 이하에서 용융하는 것으로 공지되어 있지 않지만, 덜 안정적이다. 유사하게는, 모든 아부류는 CH2 도메인 약 70℃의 융해 온도를 갖는 것으로 공지되어 있다.
모세관 겔 전기영동에 의한 순도 평가( 실시예 3.2)
비 환원된 샘플 제조
40㎍의 탈염된 단백질 샘플을 5mM의 요오도아세트아미드(Sigma)를 함유하는 SDS 샘플 완충제에 완충시켰다[참조: Beckman Coulter International S.A., Nyon, Switzerland; IgG Purity Kit, Cat. No: A10663]. 10kDa의 내부 표준을 샘플에 첨가했다. 상기 샘플-혼합물을 10분 동안 70℃에서 가열했다.
모세관 겔 전기영동
샘플 제조 후, 샘플은 220nM으로 설정한 포토다이오드 어레이 검출기(DAD)가 장착된 ProteomeLab PA 800[참조: Beckman Coulter International S.A., Nyon, Switzerland]에서 작동시켰다. 50㎛ ID×30.2cm의 베어-용융(bare-fused) 실리카 모세관(20.2cm 검출기 유효 길이)을 분리 매체로 사용했다. 시료 주입 및 분리는 SDS 분자량 겔 완충제에 역 극성 (reverse polarity)으로 각각 5 및 15kV의 일정 전압에서 수행했다. 데이터는 2Hz의 속도에서 기록하고, 전류는 분리 동안 안정했다. 모세관 및 샘플은 25℃에서 열-제어했다.
SPR에 의한 친화성 측정( 실시예 1)
프로테인 A 결합을 무효화한 FAB 단편의 SPR 시험
IGHG1 Fc 단편에 융합된 인간 HER2의 세포외 영역을 코딩하는 cDNA는 전술한 중쇄 및 경쇄 발현 벡터와 유사하게 발현 벡터에 클로닝시키고, PEI 방법을 사용하여 HEK293E 세포에 일시적으로 형질감염시켰다(PCT 공개공보 제WO2012131555 참조). 상청액은 실시예 1에 기재된 바와 같이 0.1V의 1M 트리스-HCl(pH 8.0)으로 조절하고, 상기 항원은 실시예 1에 기재된 바와 같이 프로테인 A 포획-용출 크로마토그래피에 의해 정제했다. SPR 실험을 위하여, 모노클로날 마우스 항-인간 IgG(Fc) 항체 센서 칩을 사용했고, 이것은 정확한 배향으로 Fc 융합된 재조합 HER2 항원의 포획을 가능하게 했다[참조: 인간 항체 포획 키트, 카탈로그 번호 BR-1008-39, GE Healthcare Europe GmbH]. 측정은 비아코어™ 2000 장치(GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland)에 기록했다. 항-HER2 FAB의 상이한 희석물(50, 25, 12.5, 6.25, 3.13, 1.57, 0.78, 0.39nM)은 4분 동안 30㎕/분으로 센서 칩 위에 주입했다. 각각의 측정을 위해, 7분 동안 해리한 후, 3M의 MgCl2 용액을 재생용으로 30㎕/분으로 1분간 주입했다. 데이터(센서그램: fc2-fc1)는 1:1 랭뮤어(Langmuir)에 적합했다. 각 측정의 개시시에 포획된 HER2-Fc에서 실험적 변수를 고려하기 위해, Rmax 값은 모든 적합에서 로컬로 설정했다. 측정은 이중으로 수행했고, 농도 0의 샘플을 참조용으로 포함시켰다. Chi2 및 잔류 값 둘 다는 실험 데이터 및 개별 결합 모델 사이의 적합 품질을 평가하기 위해 사용했다.
SPR에 의한 친화성 측정( 실시예 2 및 3)
SPR 분석은 상이한 항체(뮤린 및 인간화 항체)의 결합 동역학의 회합 및 해리 속도 상수를 측정하기 위해 사용했다. 항체의 결합 동역학은 상온에서 비아코어 2000 장치(BIAcore-GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland)으로 측정하고, BiaEvaluation 소프트웨어를 사용하여 분석했다(버전 4.1, BIAcore-GE Healthcare Europe GmbH). 측정은 상업적 아민 커플링 키트(GE Healthcare Europe GmbH, Cat. No: BR-1000-50)를 사용하여 목적하는 리간드와 개별적으로 커플링된 CM5 센서 칩(GE Healthcare Europe GmbH, Cat. No: BR-1000-14)에서 수행했다. 단백질 G 리간드는 피어스(Pierce)에서 구입했다(Thermo Fisher Scientific-Perbio Science S.A., Lausanne, Switzerland, Cat. No: 21193).
데이터(센서그램: fc2-fc1)는 지시된 바와 같이 물질 이동의 존재 또는 부재하에 1:1 랭뮤어(Langmuir)에 적합시켰다. 포획 실험에서, 각 측정의 개시시에 실험 변수를 고려하기 위해, Rmax 값은 모든 적합에서 로컬로 설정했다. 해리 시간은 적어도 350초로 했다. 측정은 3중으로 수행하고, 참조용으로 농도 0의 샘플을 포함시켰다. Chi2 및 잔류 값 둘 다는 실험 데이터 및 개별 결합 모델 사이의 적합 품질을 평가하기 위해 사용했다.
FACS에 의한 HPB -ALL 세포에 대한 친화성 측정
HPB-ALL 세포(DSMZ, Braunschweig, Germany, Cat. No: ACC483)는 FACS 염색을 위한 CD3 양성 세포주로 사용되었다. HPB-ALL은 10% FCS, 100U/ml 페니실린 및 100㎍/ml의 스트렙토마이신이 보충된 RPMI 1640 배지에서 유지했다. 키메라 OKT3 항체 및 인간화 변이체의 100㎕ 희석 시리즈는 1% BSA 및 0.1% 나트륨 아지드(FACS 완충제로 지칭됨)이 보충된 PBS에서 4×105 HPB-모든 세포와 함께 아이스에서 45분 동안 인큐베이션했다. 무관한 (irrelevant) 인간 IgG1을 이소형 대조군으로 사용했고, 키메라 OKT3 항체를 양성 대조군으로서 사용했다. 세척 후, 세포는 1/200 희석된 항-인간 Fc-PE(EBioscience, Vienna, Austria)와 함께 인큐베이션했다. 이어서, 세포를 다시 세척하고, 200㎕ FACS 완충제에 재현탁시켰다. 각 샘플의 상대적 평균 형광은 FACSCalibur(BD Biosciences, Allschwil, Switzerland)로 측정했다. 그 결과는 키메라 OKT3 항체와 비교하여 HBP-ALL의 상대적 염색으로 도 9에 요약되어 있다.
시험관내 검정을 위한 세포주
인간 HER2 양성 세포주
HER2 항원을 발현하는 인간 세포는 PCT 제WO2010108127호에 기재되어 있다. 본원에 사용된 HER2 양성 인간 세포주는 하기와 같다:
BT474(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: HTB-20)
배양 조건: 150cm2 조직 배양 플라스크(TPP, Trasadingen, Switzerland; 카탈로그 번호: 90150)에서 10% 열-불활성화 FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 10378-016), 1% 나트륨 피루베이트 용액(PAA Laboratories, Pasching, Austria; 카탈로그 번호: S11-003), 1% MEM 비-필수 아미노산(PAA Laboratories, 카탈로그 번호: M11-00dsmz3) 및 1% 글루타맥스-1(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 35050-038)이 보충된 RPMI 배지. 세포는 1주일에 2회 계대했다.
JIMT-1(DSMZ, Braunschweig, Germany, 카탈로그 번호: ACC589)
배양 조건: 10% 열-불활성화 FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 10378-016), 1% 나트륨 피루베이트 용액(PAA Laboratories, Pasching, Austria; 카탈로그 번호: S11-003), 1% MEM 비-필수 아미노산(PAA Laboratories, 카탈로그 번호: M11-003) 및 1% 글루타맥스-1(Invitrogen AG, Cat. No: 35050-038)이 보충된 둘베코 변형된 필수 배지(DMEM(1X)) + 글루타맥스-1(Invitrogen AG, Cat. No: 31966-012). 세포는 1주일에 2-3회 계대했다.
MDA-MB-231(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: HTB-26).
배양 조건: JIMT-1과 동일한 배양 조건.
HT-1080(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CCL-121).
배양 조건: HT1080 세포는 10% 열-불활성화 FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 10378-016), 1% 글루타민(Invitrogen AG, Cat. No: 25030-024)이 보충된 EMEM 배지에서 배양했다. 상기 세포는 1주일에 3회 분열하도록 배양했다(1/6 희석).
NCI-N87(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CRL-5822).
배양 조건: NCI-N87 세포는 10% 열-불활성화 FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 10378-016), 1% 나트륨 피루베이트 용액(PAA Laboratories, Pasching, Austria; 카탈로그 번호: S11-003), 1% MEM 비-필수 아미노산(PAA Laboratories, 카탈로그 번호: M11-00dsmz3) 및 1% 글루타민(Invitrogen AG, Cat. No: 25030-024)이 보충된 RPMI 1640 배지에서 배양했다. 상기 세포는 1주일에 2회 분열했다(1/3 희석).
인간 CD38 양성 세포주
CD38 항원을 발현하는 인간 세포는 PCT 공개공보 WO2005103083, WO2008047242, WO2011154453 및 WO2012092612에 기재되어 있다. 본원에 사용된 CD38 양성 인간 세포주는 하기와 같다:
안정한 재조합 CHO[CD38] 세포
인간 CD38을 코딩하는 유전자는 소우스 바이오사이언시스(Source Biosciences)(Berlin, Germany, 카탈로그 번호: IRAU37D11, 4309086)에서 주문했다. 인간 CD38은, 코작(kozak) 서열을 부가하는 프라이머, 개시 코돈, 이어서 5' 말단에 신호 펩티드(뮤린 V 리더), 및 3' 말단에 NheI 제한 부위를 사용하여 증폭시켰다. 앰플리콘은 NheI 및 HindIII를 사용하여 절단하고, pT1 발현 카세트, 자체 (in-house) 개발된 pcDNA3.1(Invitrogen AG) 유래 벡터에 클로닝시켰다. pT1의 발현 카세트는 2개 IRES(내부 리보솜 도입 부위)를 사용하여 폴리시스트로닉 mRNA에서 목적하는 유전자의 발현을 GFP 및 PAC 발현(퓨로마이신 내성 유전자)과 연결한다. 플라스미드의 미니프랩을 제조하고, 클로닝된 CD38 개방 판독 프레임은 DNA 서열분석에 의해 확인했다. CHO-S 세포(Invitrogen AG) 현탁액은 폴리에틸렌이민(JetPEI®, Polyplus-형질감염, Illkirch, France)을 사용하여 50ml 생물반응기 포맷(TubeSpin 50 생물반응기, TPP, Trasadingen, Switzerland)에서 형질감염시켰다. 이를 위하여 지수 성장 세포는 OptiMEM 배지(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 31985-047)에 파종했다. JetPEI®:DNA 복합체는 세포에 부가되었다. 내포작용을 위해 진탕(200RPM)하에 JetPEI®:DNA 복합체와 함께 세포를 37℃에서 5시간 인큐베이션한 후, 4mM Gln이 보충된 1용적의 PowerCHO2(Lonza, 판매업자 RUWAG Lifescience, Bettlach, Switzerland, 카탈로그 번호: BE12-771Q) 배양 배지를 세포 현탁액에 첨가했다. 이어서, 상기 세포는 37℃, 5% CO2 및 80% 습도에서 진탕 플랫폼에서 인큐베이션했다. 형질감염 1일 후, 세포는 96-웰 플레이트에 퓨로마이신(Sigma, 카탈로그 번호: P8833-25mg)을 함유하는 선택 배지에서 상이한 농도로 파종했다. 정적 조건에서 선택의 약 14일 후, 46개 높은 GFP 발현 세포 풀은 튜브스핀50 생물반응기(TubeSpin 50 생물반응기)를 사용하여 현탁 배양으로 확장시켰다. 성공적으로 현탁액에 순응되면, 상기 세포를 FACS로 CD38에 대해 분석했다. 균질한 CD38 염색 프로파일을 갖는 안정한 CHO [CD38] 클론을 선택하여 본원에서 사용했다.
다른 CD38 양성 세포주는 하기를 포함했다:
NCI-H929(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CRL-9068).
Namalwa(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CRL-1432)
U266(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: TIB-196)
RPMI 8226(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CCL-155)
배양 조건: 10% 열-불활성화 FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신(Invitrogen AG) 및 1% GlutaMAX-1(Invitrogen AG)이 보충된 RPMI 1640 배지.
Raji(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CCL-86)
다우디 (Daudi)(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CCL-213)
인간 OX40 양성 세포주
OX40 항원을 발현하는 인간 세포는 PCT 공개공보 제WO2013008171호에 기재되어 있다.
말초혈 단핵구(PBMC) 및 HBP-ALL은 인간 OX40 양성 세포주의 예이다.
안정한 재조합 CHO[OX40] 세포는 본원에 사용되었다. 인간 OX40을 코딩하는 합성 cDNA를 담지하는 재조합 CHO 세포주는 상술한 안정한 재조합 CHO[CD38] 세포주와 유사한 프로토콜을 사용하여 조작했다.
인간 CD20 양성 세포주
CD20 항원을 발현하는 인간 세포는 PCT 공개공보 제WO2010095031호에 기재되어 있다. CD20+ 암 세포의 예는 Daudi 암 세포주(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CCL-213)이고, 상기 B 림프구 암 세포는 20% FBS 및 1% P/S, 1% L-Glut; 1% Na-Pyr 및 1% NEAA가 보충된 RPMI 1640 배지(Sigma)에서 배양되었다. 상기 세포는 37℃에서 5% CO2 보충과 함께 배양되었다.
인간 EGFR 양성 세포주
EGFR 항원을 발현하는 인간 세포는 PCT 공개공보 제WO2010108127호에 기재되어 있다. EGFR+ 암 세포의 예는 HT-29 암 세포주(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: HTB-38)이고, 이들 결장직장암 세포는 10% FBS 및 1% P/S; 1% L-Glut; 1% Na-Pyr 및 1% NEAA가 보충된 McCoy's 5A 배지(Sigma)에서 배양되었다. 상기 세포는 37℃에서 5% CO2 보충과 함께 배양되었다.
인간 CD19 양성 세포주
CD19 항원을 발현하는 인간 세포는 PCT 공개공보 제WO2010/095031호에 기재되어 있다. Namalwa(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CRL-1432) 및 Raji(ATCC-LGL 표준; 카탈로그 번호: CCL-86)는 인간 CD20 양성 세포주의 예이다.
인간 막 IgE 양성 세포주
PCT 공개공보 제WO2010/033736호, 71페이지는 인터루킨-4(IL-4) 및 항-CD40 항체를 첨가함으로써 인간 PBMC를 IgE 생산 B 세포로 부류 전환하는 방법을 기재한다.
재조합 표적 항원
인간 CD3 감마-엡실론 - Fc 융합 단백질
26-잔기 펩티드 링커(서열: GSADDAKKDAAKKDDAKKDDAKKDGS; 서열번호 186)에 의해 인간 CD3 엡실론 세포외 영역(UniProt 수탁 번호: P07766, 잔기 22-118(서열번호 185))과 융합된 인간 CD3 감마의 세포외 영역을 코딩하는 cDNA(UniProt 수탁 번호: P09693 잔기 23-103(서열번호 184); UniProt Consortium (2013) Nucleic Acids Res., 41(Database issue): D43-7; http://www.uniprot.org/)는 먼저 GENEART AG (Regensburg, Germany)로 합성했다. 상기 합성 유전자는 표준 오버랩 PCR 기술을 사용하여 인간 IgG1 Fc 부분과 융합시키고, 인간 IgG1 Fc cDNA 주형은 제네아트 아게(Geneart AG)로부터 수득했다. 수득된 cDNA를 상기에 언급된 변형된 pcDNA3.1 플라스미드에 클로닝했다.
CD3 감마 엡실론-Fc 단백질(서열번호 187)의 일시적 발현을 위해, 재조합 벡터는 폴리에틸렌이민(PEI)을 사용하여 전술한 바와 같이 현탁액 순응된 HEK-EBNA 세포(ATCC-CRL-10852) 내로 형질감염시켰다. 이어서, CD3 감마-엡실론-Fc 작제물은 재조합 스트림라인 알프로테인(Streamline rProtein) A 배지(GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland)를 사용하여 세포-비함유 상청액으로부터 정제하고, 추가 분석을 위해 사용했다.
인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 1-26_Fc 융합 단백질
인간 CD3 엡실론 펩티드 1-26 코딩하는 cDNA(UniProt 수탁 번호: P07766, 아미노산 23-48, 서열번호 188) 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 펩티드 1-26을 코딩하는 cDNA(UniProt 수탁 번호: Q95LI5, 아미노산 22-47, 서열번호 189)는 각각 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 세포외 영역에 대해 제네아트 아.게.(GENEART A.G.)로부터 수득된 합성 cDNA로부터 PCR 증폭시켰다. 상기 증폭된 생성물은 후속적으로 표준 오버랩 PCR 기술을 사용하여 인간 IgG1의 Fc 부분에 융합시켰다. 인간 IgG1 Fc cDNA 주형은 제네아트 아게(Geneart AG)로부터 수득했다. 수득된 cDNA를 상기에 언급된 변형된 pcDNA3.1 플라스미드에 클로닝했다.
인간 및 사이노몰구스 CD3 엡실론 작제물(각각 서열번호 190 및 191)의 일시적 발현을 위해, 재조합 벡터는 상술한 바와 같이 폴리에틸렌이민(PEI)을 사용하여 현탁액 순응된 HEK-EBNA 세포(ATCC-CRL-10852) 내로 형질감염시켰다. 이어서, CD3 엡실론 융합 작제물은 재조합 스트림라인 알프로테인 A 배지(GE Healthcare Europe GmbH, Glattbrugg, Switzerland)를 사용하여 세포-비함유 상청액으로부터 정제하고, 추가 분석을 위해 사용했다. 상기 2개 융합 단백질은 본원에서 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 1-26_Fc 융합 단백질로 지칭된다.
인간 HER2 세포외 영역
HER2 가용성 세포외 영역의 제조는 PCT 공개공보 제WO2012131555호에 기재되어 있다. 폴리-히스티딘 태그(본원에서 HER2-his로 지칭됨)에 융합되거나 인간 IgG1 Fc 영역(본원에서 HER2-Fc로 지칭됨)에 융합된 인간 HER2 가용성 세포외 영역을 제조했다.
인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD38 세포외 영역
인간 CD38을 위한 cDNA는 소우스 바이오사이언시스(Source Biosciences)(Erwin-Negelein-Haus, Germany, 카탈로글 번호: IRAU37D11, 4309086)에서 수득했고, 이의 세포외 영역(UniProt 수탁 번호: P28907 잔기 43-300)을 PCR 증폭시키고, pcDNA3.1(Invitrogen AG) 유래된 자체 발현 벡터에 클로닝시켰다. 상기 발현 벡터는 코작 서열 및 개시 코돈, 이어서 5' 말단에 뮤린 VJ2C 리더 펩티드 및 이의 멀티플 클로닝 부위의 3' 말단에 6-His-태그를 포함했다. 6-His-태그(서열번호 192)에 융합된 인간 CD38의 가용성 세포외 영역은 다음과 같이 발현되고 정제되었다: HEK 세포, 0.1% 플루오닉산(Invitrogen AG), 발현 벡터 및 폴리에틸렌이민(JetPEI®, Polyplus-형질감염, Illkirch, France)을 함유하는 1용적의 RPMI 1640 배지(PAA Laboratories, 카탈로그 번호: E15-039)는 37℃, 5% CO2 및 80% 습도에서 진탕 플라스크에서 인큐베이션했다. 6mM의 글루타민이 보충된 1용적의 ExCell293 배지를 4시간 후에 혼합물에 첨가하고, 총 5일간 추가로 인큐베이션했다. 생산 후, 세포-비함유 상청액을 원심분리하여 제조하고, 0.2㎛ 필터를 사용하여 여과하고, pH는 트리스 1M pH 8.7을 사용하여 7.4(4℃)로 조절했다. Ni-세파로즈 엑셀 비드(GE Healthcare, 카탈로그 번호: 17-3712-03)를 용액에 첨가하고, 교반하에 4℃에서 밤새 인큐베이션했다. 상기 용액은 중력-유동 정제를 위해 에코노-컬럼(Econo-Column)(Bio-Rad Laboratories AG, Reinach, Switzerland, 카탈로그 번호: 737-4252)에 부하했다. 상기 비드를 PBS(2x) 및 20mM 이미다졸로 세척하고, 단백질을 PBS, 500mM 이미다졸로 용출시켰다. 용출된 분획을 풀링하고, 완충제를 PBS로 2개 투석 단계로 4℃에서 교환했다. 정제된 인간 CD38 세포외 영역은 0.22㎛의 시린지 필터를 사용하여 여과했다.
상술한 바와 같은 방법을 사용하여, 6-His-태그(서열번호 193)에 융합된 사이노몰구스 원숭이 CD38 항원의 가용성 세포외 영역을 클로닝, 발현 및 정제했다.
인간 OX40 세포외 영역
인간 OX40의 가용성 세포외 영역을 제조하는 방법은 PCT 공개공보 제WO 2013008171호에 기재되어 있다.
인간 EGFR 세포외 영역
EGFR 가용성 세포외 영역 항원 제조의 예는 PCT 공개공보 제WO 2012131555호에 기재되어 있다.
시험관내 T 세포 재지시 사멸 검정
말초혈 단핵구의 제조
말초혈 단핵구(PBMC)를 제조하기 위해, 인간 백혈구를 함유하는 혈액 필터를 스위스, 라 샤우-드-폰즈(La Chaux-de-Fonds)의 혈액 수집 센터(Centre de Transfusion Sanguine et Laboratoire de Serologie, rue Sophie-Mairet 29, CH-2300)에서 수집했다. 세포는 10U/ml의 리퀴민(Drossapharm AG, Lucern, Switzerland)를 함유하는 60ml의 PBS로 역-플러싱하여 (back-flushing) 필터로부터 제거했다. 이어서, PBMC는 50ml Blood-Sep-Filter 튜브(Brunschwig, Basel, Switzerland)를 사용하여 제조사의 지침에 따라 정제했다. 상기 튜브는 800g에서 20분 동안 실온에서 원심분리(중단 없이)하고, 세포를 인터페이스로부터 수집했다. 상기 세포는 FBS 또는 인산염 완충 염수(PBS)의 부재하에 로스웰 파크 메모리얼 인스티튜트(Roswell Park Memorial Institute)(RPMI, PAA Laboratories, Pasching, Austria) 배지로 3회 세척했다. PBMC를 RDL 배지(10% 열 불활성화된 소 태아 혈청(FBS) 및 페니실린/스트렙토마이신이 보충된 RPMI)에서 10e6 세포/mL로 재현탁시키고, 검정 전에 5% CO2 인큐베이터에서 37℃로 밤새 배양했다.
T 세포 제조
T 세포 정제는 PBMC를 분리한 직후에 범-T (pan-T) 세포 단리 키트 II(Myltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, Germany, 카탈로그 번호: 130-091-156)를 사용하여 제조사의 지침에 따라 수행했다. 정제 후, T 세포를 10e6 세포/mL로 RDL 배지에 재현탁시키고, 검정 전에 5% CO2 인큐베이터에서 37℃로 밤새 배양했다.
검정 판독
매우 유사한 결과를 제공하는 2개의 상이한 판독은 재지시된 사멸을 정량하기 위해 사용했다.
본원에서 RDL-FACS 방법으로 지칭되는 유세포 분석법은 문헌[참조: Schlereth B et al.((2005) Cancer Res, 65: 2882-2889), Moore PA et al. ((2011) Blood, 117(17): 4542-51) and Friedrich M et al.((2012) Mol Cancer Ther, 11: 2664-2673]에 기재된 형광-세포분석에 기반한다. 표적 세포를 수거하고, 계수하고, 1회 세척하고, PBS + 1μM 카복시형광 석신이미딜 에스테르(CFSE, Sigma)에 5×10e6 세포/mL로 재현탁시켰다. 세포를 5분마다 부드럽게 교반하면서 37℃에서 15 분 동안 인큐베이션했다. CFSE 부하된 세포를 RDL 배지로 3회 세척하고, RDL 배지에 2×10e5 세포/mL로 재현탁시켰다. PBMC를 수거하고, 계수하고, RDL 배지에 2×10e6 세포/mL로 재현탁시켰다. RDL 배지에서 항체의 연속 희석액(3×용액)을 제조했다. 표적 세포(50㎕/웰), T 세포(50㎕/웰) 및 3×항체 용액(50㎕/웰)을 평저 96 웰 플레이트(TPP, Trasadingen, Switzerland)에 분배했다. 효과기:표적 비율은 10:1이었다. 플레이트를 37℃로 5% CO2 인큐베이터에서 48시간 동안 인큐베이션했다. 인큐베이션 후, 플레이트를 300g에서 3분간 원심분리하고, 상청액은 플레이트를 플리킹하여 (flicking) 제거했다. 플레이트를 200㎕의 PBS로 1회 세척하고, 다시 원심분리하고, PBS를 제거했다. 아큐테이즈(Invitrogen AG)의 미리 가온한 용액을 첨가하고, 플레이트를 37℃에서 10분간 인큐베이션했다. 분리된 부착 세포는 RDL 배지 100㎕의 첨가 후에 상하 피펫팅에 의해 재현탁시켰다. 상기 용액을 U자 바닥 96-웰 플레이트(TPP)에 옮겼다. U자 바닥 플레이트를 300g에서 3분간 원심분리하고, 상청액을 제거하고, 세포를 7-AAD(Becton Dickinson AG, Allschwil, Switzerland)가 1/40 희석으로 보충된 차가운 FACS 완충제(PBS+2% FBS+10% Versene) 200㎕에 재현탁시켰다. 상기 플레이트는 Guava easyCyte™ 유세포 분석기(Millipore AG, Zug, Switzerland)로 즉시 획득했다. 각 웰의 경우, 살아있는 표적 세포의 절대 수는 Flowjo® 소프트웨어(Miltenyi Biotec GmbH, Bergisch Gladbach, Germany)을 사용하여 CFSE 양성 7ADD 음성 모집단에 대해 게이팅에 의해 결정했다. 각 샘플에 대한 특이적 세포독성의 백분율은 표적 세포만이 인큐베이션된 조건을 기준선으로 사용하여 측정했다. EC50 값은 프리즘 소프트웨어 (GraphPad software, La Jolla, CA, USA)와 함께, 비선형 가변 슬로프 회귀 방법을 사용하여 측정했다. 특이적 재지시된 용해(RDL)의 비율은 시험 항체가 첨가되는 조건에 항체 부재하의 조건의 세포 독성의 백분율을 빼서 계산했다.
세포 생존률을 평가하기 위해 비색 방법에 기반한 RDL-MTS 방법으로 본원에서 지칭되는 세포 생존율 방법은 문헌[참조: Buhler P. et al.((2008) Cancer Immunol Immunother, 57: 43-52, Labrijn AF et al. ((2013) Proc Natl Acad Sci USA, 110(13): 5145-50] 및 PCT 공개공보 제WO2012143524호에 기재되어 있다. 표적 세포를 수거하고, 계수하고, 1회 세척하고, RDL 배지에 2×10e5 세포/ml로 재현탁시켰다. PBMC를 수거하고, 계수하고, RDL 배지에 2×10e6 세포/ml로 재현탁시켰다. RDL 배지에서 항체 연속 희석물(3×용액)을 제조했다. 표적 세포(50㎕/웰), T 세포(50㎕/웰) 및 3×항체 용액(50㎕/웰)을 평저 96 웰 플레이트(TPP)에 분배했다. 효과기:표적 비율은 10:1이었다. 플레이트를 37℃로 5% CO2 인큐베이터에서 48시간 동안 인큐베이션했다. 인큐베이션 후, 상청액을 제거하고, PBMC를 제거하기 위해 200㎕의 플레이트를 PBS로 3회 세척하고, 100㎕의 RDL 배지를 각 웰에 첨가했다. 판독은 셀티터(CellTiter) 96® 키트(Promega AG, Dubendorf, Switzerland)를 사용하여 제조사의 지침에 따라 수행했다. 간단하게는, 10-20㎕의 MTS 시약을 각 웰에 첨가하고, 플레이트를 37℃로 5% CO2 인큐베이터에서 2-6시간 배양했다. 바이오텍 시너지 플레이트 판독기(BioTek AG, Luzern, Switzerland)로 490nM 흡광도를 판독했다. 특이적 사멸의 퍼센트는 다음 공식을 사용하여 계산했다: 특이적 사멸 = 100×[(SD-Sp)/(SD-MD)]. SD는 표적 세포가 단독 인큐베이션되는 자연 사멸 조건에서 측정된 흡광도이다. SP는 각 시험 조건에서 측정한 흡광도(표적 세포 + PBMCs + 항체)이다. MD는 표적 세포를 3회 동결 및 해동 사이클에 의해 용해시킨 최대 사멸 조건에서 측정한 흡광도이다. 특이적 재지시된 용해(RDL)의 비율은 시험 항체가 첨가된 조건으로부터 항체 부재하의 조건의 백분율 특이적 세포독성을 빼서 계산했다. EC50 값은 프리즘 소프트웨어(GraphPad software)와 비선형 가변 슬로프 회귀 방법을 사용하여 측정했다.
이종이식 모델
JIMT -1 이종이식
세포주 및 시약
유방암 세포주 JIMT-1는 DSMZ(카탈로그 번호: ACC589)에서 수득했다. 세포는 10% 열-불활성화 소 태아 혈청(FBS)(AMIMED, London, UK, 카탈로그 번호: Z10834P), 1% 페니실린-스트렙토마이신(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 10378-016), 1% 나트륨 피루베이트 용액(PAA Laboratories, 카탈로그 번호: S11-003), 1% MEM 비필수 아미노산(PAA Laboratories, 카탈로그 번호: M11-003) 및 1% GlutaMAX™-1(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 35050-038)이 보충된 GlutaMAX™-1를 갖는 DMEM(1X)(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 31966-021)에서 유지되었다. 세포는 1주일간 2회 StemPro Accutase(Invitrogen AG, 카탈로그 번호: A11105-01)를 사용하여 분열시켰다.
말초혈 단핵구(PBMC)는 스위스, 라 샤우-드-폰드 혈액 수집 센터(Centre de Transfusion Sanguine et Laboratoire de Serologie, rue Sophie-Mairet 29, CH-2300)로부터 인간 백혈구를 함유하는 혈액 필터로부터 수집했다. 세포는 10U/ml의 리퀴민(Drossapharm AG, Lucern, Switzerland)을 함유하는 60ml의 PBS로 백-플러싱하여 필터로부터 제거했다. 이어서, PBMC는 50ml Blood-Sep-필터 튜브(Brunschwig, Basel, Switzerland)를 사용하여 제조사의 지침에 따라 단리했다: 상기 튜브는 800g에서 20분 동안 실온(중단 없이)에서 원심분리하고, 세포를 인터페이스로부터 수집했다. 세포를 FBS 부재하에 로스웰 파크 메모리얼 인스티튜트(Roswell Park Memorial Institute)(RPMI, Invitrogen AG, 카탈로그 번호: 21875-091)로 3회 세척했다. PBMC는 10% FBS(AMIMED) 및 1% 페니실린-스트렙토마이신이 보충된 RPMI 배지에서 10e6 세포/mL로 재현탁시키고, 5% CO2하에 37℃에서 밤새 배양했다. 표적 세포를 회수하고, 계수하고, 1회 세척하고, PBS에서 5×10e6 세포/mL로 재현탁시켰다.
마우스 및 실험 조건
생체내 실험은 T 세포, B 세포, 천연 킬러 세포 결핍을 특징으로 하는 5주령 면역결핍 NOD.CB17/AlhnRj-Prkdcscid/Rj(NOD/SCID) 암컷 마우스 (Janvier Labs, St Berthevin, France)로 실시했다. 마우스는 표준 설치류 마이크로-격리 케이지(20 +/- 1℃ 실온, 50 ± 10% 상대습도, 12 시간 암/명 주기)에서 멸균 및 표준 환경 조건에서 사육되었다. 마우스는 방사선조사된 음식, 침구 및 0.22㎛-여과된 식수를 공급받았다. 모든 실험은 스위스 동물 보호법에 따라, 관할 주 당국(Neuchatel Canton, Switzerland)의 허가하에 실시되었다. 동물 보호법을 준수하여, 종양 용적이 2000mm3을 초과하는 경우, 마우스를 안락사시켰다. 비히클 대조군 그룹에 비해 상응하는 처리 그룹의 평균 종양 용적의 통계적 분석은 일원 배치 ANOVA 및 본페로니 파라메트릭 검정에 의해 수행했다.
모든 마우스는 이식 전에 오른쪽 측면에 VEET 크림(Reckitt Benckiser AG, Wallisellen, Switzerland)을 사용하여 탈모시켰다. 사진촬영과 체중 측정은 이식 당일과 이후 주 1회 실시했다. 각 동물을 위해, 5×10e6 인간 PBMC를 최종 용적 0.2ml의 PBS에서 5×10e6 JIMT-1 유방암 세포와 혼합했다. 4개의 상이한 PBMC 공여자가 포함되었다. PBMC/JIMT-1 혼합물을 각 NOD/SCID 마우스의 오른쪽 측면에 피하 주입했다. 임의의 인간 PBMC 부재하에 5×10e6 JIMT-1 유방암 세포를 최종 용적 0.2ml의 PBS로 갖는 대조군 그룹이 포함되었다. 각 그룹당 10마리 JIMT-1/PBMC 이식된 동물(PBMC 공여자당 1개 그룹)에 대해, 5마리 동물을 이식 3시간 후에 HER2/CD3-1 이중특이적 항체 0.05mg/kg로 100㎕의 용적을 사용하여 정맥내 처리했다. 처리는 주 3회, 매 2일마다, 2주간 실시했다. 종양은 칼리퍼로 2개 수직 치수에서 주 2회 측정하고, 하기 식에 따라 종양 용적을 계산했다: 종양 용적 = [(넓이2×길이)/2].
실험예 1: VH3 아부류에서 프로테인 A와의 결합을 감소시키거나 무효화하는 돌연변이의 측정
면역글로불린 불변 영역에서 프로테인 A 결합을 무효화하는 방법은 공지되어 있다[참조: Lindhofer H. et al., (1995) J Immunol, 155(1): 219-225; US6,551,592; Jendeberg L. et al., (1997) J Immunol Methods, 201(1): 25-34; PCT 공개공보 제WO2010151792호). 전장 호모-이량체성 면역글로불린에서 프로테인 A 무효화 방법의 사용을 평가하기 위하여, 혼합된 IGHG1-IGHG3 Fc 포맷에 기반한 항-HER2 호모-이량체성 면역글로불린 및 이에 상응하는 Fc 133 대조군 단편을 제조했다. 상기 항-HER2 호모-이량체성 면역글로불린은 자연 발생 항체와 유사하게 포맷하고, Fc 133 단편에 융합된 항-HER2 특이성을 갖는 FAB 단편으로 이루어졌다(Fc 서열은 자연 발생 인간 IGHG3 이소형으로부터 유래하고, 여기서 상기 힌지 서열은 자연 발생 인간 IGHG1 이소형으로부터 전체 힌지 서열을 치환하며, 서열번호 1을 갖는 Fc 133으로 약칭됨 - 상기 명칭의 숫자는 각 도메인의 면역글로불린 감마 이소형 아부류에 하기 순서로 상응한다: 힌지/CH2/CH3; 상응하는 전장 항-HER2 면역글로불린은 본원에서 항-HER2 FAB-Fc133으로 지칭된다; 서열번호 2의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄). 형질감염 후, 항-HER2 FAB-Fc 133 호모-이량체 및 Fc 133 단편은 상기 재료 및 방법 섹션에서 기재된 프로토콜에 따라 구배 크로마토그래피에 의해 프로테인 A 결합에 대해 검정했다. 도 3 및 도 4A에 제시된 바와 같이, Fc 133 단편은 상업적 MabSelect SuRe™ 프로테인 A 수지(GE Healthcare Europe GmbH)에 결합하지 않았으나, 항-HER2 FAB-Fc 133 호모-이량체는 결합할 수 있었다.
FAB 불변 도메인의 기여를 측정하기 위하여, 상기 기재된 항-HER2 호모-이량체는 항-HER2 scFv-Fc 분자로 재포맷하였고, 여기서 scFv 유닛은 15개 아미노산 링커에 의해 융합된 모체 면역글로불린 가변 도메인으로 이루어졌다(본원에서 항-HER2 scFv-Fc 133으로 약칭됨; 서열번호 4의 중쇄). 따라서, 수득된 항-HER2 scFV-Fc 133 호모-이량체는 모체 항-HER2 FAB-Fc 133 호모-이량체 면역글로불린과 동일하지만, CH1 및 CK 불변 도메인을 결여했다. 도 4B에 제시된 바와 같이, scFv-Fc 133 호모-이량체는 모체 항-HER2 호모-이량체 면역글로불린에서 관찰된 바와 같이 프로테인 A 결합을 나타냈다. 이러한 발견은 항-HER2 FAB 단편의 가변 도메인이 호모-이량체성 면역글로불린의 Fc 부분에서 프로테인 A 결합을 무효화하는 방법의 유효성 방해에 관여할 수 있다는 결론을 유도했다. 보다 중요하게는, 호모-이량체성 면역글로불린의 가변 도메인 내에서 프로테인 A 결합은 프로테인 A 차등 정제 기술에 기반한 헤테로-이량체성 면역글로불린의 제조를 방해할 수 있는 것으로 결론지었다.
프로테인 A의 모든 5개 도메인은 VH3 가변 도메인 아부류의 가변 중쇄 도메인에 결합하는 것으로 공지되어 있고[참조: Jansson B et al., (1998) FEMS Immunol. Med. Microbiol., 20(1): 69-78], 전체 항체 분자의 파파인 소화 후에 FAB 단편에 기반한 VH3의 제조를 방해하는 것으로 공지된 특징이 있는데, 이는 프로테인 A가 VH3 기반 FAB 및 Fc 단편 모두에 결합하기 때문이다. 호모-이량체성 항-HER2 면역글로불린 또는 이의 scFv-Fc 버전에서 발견되는 중쇄 가변 도메인은 VH3-23 아부류에 속하며, 이들 호모-이량체성 분자가 이들의 조작된 Fc 영역 내에서 프로테인 A를 갖지 않음에도 불구하고 프로테인 A에 결합되는 이유를 설명한다.
VH3 기반 면역글로불린 또는 이의 단편은 생명공학 산업에서 주요 중요성을 갖는다. VH3 기반 분자들은 광범위하게 개발되었는데, 프로테인 A에 대한 이들의 결합 능력은 이들의 기능성 예비-스크리닝을 용이하게 하고, 항체 발견에 사용된 다수의 합성 또는 공여자 기반 파지 디스플레이 라이브러리 또는 유전자조작 동물 기술들이 VH3 도메인 아부류에 기반하기 때문이다. 또한, VH3 기반 분자들은 다른 공지된 중쇄 가변 도메인 아부류에 비해 이들의 우수한 발현 및 안정성을 이유로 종종 선택된다. VH3 기반 FAB 단편에 결합하지 않는 프로테인 A의 재조합 버젼들은 MabSelect SuRe™라는 상품명으로 GE Healthcare에서 개발되고 상품화되어 있다.
MabSelect SuRe™ 수지는, 상술된 2개 호모-이량체성 항-HER2 면역글로불린의 프로테인 A 결합 평가를 위해 본원에서 사용되었고, MabSelect SuRe™ 수지는 프로테인 A 차등 정제 기술을 사용할 때에 적어도 하나의 VH3 가변 도메인을 갖는 헤테로-이량체성 면역글로불린의 제조에 부적합하다고 결론지었다-이들의 Fc 영역에 프로테인 A 결합을 갖지 않는 호모-이량체성 종은 이들의 VH3 도메인을 통해 프로테인 A에 여전히 결합할 수 있기 때문이다.
VH3 기반 호모-이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편으로부터 프로테인 A 결합을 무효화하거나 감소시킬 수 있는 치환을 조사하기 위하여, 프로테인 A 결합에 대하여 VH3 기반 FAB 변이체를 검정할 필요가 있다. MabSelect SuRe™ 수지 타입이 VH3 도메인 아부류 결합을 결여하는 것으로 공지되어 있지만, MabSelect™으로 공지된 또 다른 상업적 프로테인 A 수지는 VH3 도메인 아부류에 결합하고(GE healthcare), 프로테인 A 결합을 위한 VH3 기반 FAB 변이체를 분석하기 위해 선택되었다.
MabSelect™ 수지의 사용은 VH3-23 가변 도메인 아부류(항-HER2 FAB로 본원에서 약칭됨; 서열번호 5의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄)의 것으로 공지되어 있는 상기에서 기재된 모체 항-HER2 호모-이량체성 면역글로불린으로부터 유래된 재조합 항-HER2 FAB 단편을 제조하고, MabSelect™ 및 MabSelect SuRe™ 컬럼 상에서 단편을 검정함으로써 평가했다(VK 아부류 I에 기반한 경쇄를 가짐, FAB 단편은 프로테인 A 구배 크로마토그래피를 MabSelect™ 또는 MabSelect SuRe™ 컬럼에서 수행하는 전에 단백질 L 크로마토그래피를 사용하는 포획-용출 모드로 먼저 정제했고, 양 컬럼에 대한 프로토콜은 재료 및 방법 섹션에 기재된 프로토콜을 따랐다). 도 4C에 제시된 바와 같이, 상기 VH3 기반 항-HER2 FAB은 MabSelect™ 컬럼에만 결합했고, 이는 MabSelect SuRe™ 수지가 VH3 기반 FAB 단편에 대한 결합을 결여하는 것을 확인했다; 적어도 단량체성 VH3 기반 FAB 단편이 관계하는 한, 추가로 프로테인 A에 결합하지 않는 조작된 Fc 영역을 갖는 VH3 기반 호모-이량체성 면역글로불린에 대해 초기에 관찰된 결과와 반대되었다. 반대로, 항-HER2 FAB는 MabSelect™ 컬럼에 대해 강력한 결합을 나타냈고, 이는 프로테인 A 결합이 없거나 감소된 VH3 기반 FAB 변이체를 검정하는 가능성을 제공했다.
VH3 기반 FAB 단편에서 프로테인 A 결합을 무효화하기 위하여, VH3 도메인에서 중요한 프로테인 A 결합 잔기를 프로테인 A의 D 도메인과 복합체를 이루는 인간 FAB 단편의 결정 구조로부터 동정했다(PDB 코드: 1DEE; www.pdb.org; Graille M et al., (2000) Proc Natl Acad Sci USA, 97(10): 5399-5404). 상기 분석은 합리적 디자인에 대한 출발점으로 사용되었는데, 여기서 수행된 치환의 본질은 인간 기원의 프로테인 A 결합 및 비-프로테인 A 결합 VH 아부류 간의 서열 비교에 기반한다. 도 5는 각 인간 중쇄 가변 도메인 아부류에 대한 하나의 대표적 프레임워크의 정렬을 나타낸다. 15, 17, 19, 57, 59, 64, 65, 66, 68, 70, 81, 82a, 및 82b(Kabat 넘버링) 위치의 아미노산은 프로테인 A의 D 도메인 및 1DEE 구조에서 VH3 기반 FAB 단편 간의 단백질-단백질 상호작용 인터페이스의 일부로서 동정되었다. 인간 VH 아부류 중에서, VH3는 프로테인 A에 결합하는 유일한 아부류이고, 다른 아부류에서 등가의 아미노산 서열 위치에서의 잔기를 잠재적으로 면역성을 감소시킬 수는 있으나 프로테인 A 결합을 무효화하거나 감소시키는 측면에서 치환의 공급원으로 되도록 선택되었는데, 이는 이들 치환이 비-프로테인 A 결합 인간 VH 아부류에서 발견되는 동일한 등가의 아미노산 위치에서 또 다른 자연 발생 잔기로 하나의 잔기의 대체를 수반하기 때문이다.
돌연변이는 표준 PCR 기반 돌연변이유발 기술에 의하여 상술한 항-HER2 FAB 단편의 서열에 도입되었고, 하기의 치환을 수행했다: G65S(서열번호 6의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄), R66Q(서열번호 7의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄), T68V(서열번호 8의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄), Q81E(서열번호 9의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄), N82aS(서열번호 10의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄), 및 R19G/T57A/Y59A의 조합(서열번호 11의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄).
또한, T57A 치환(서열번호 12의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄) 및 T57E 치환(서열번호 13의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄)을 수행했다. T57A는 WO2010075548에서 프로테인 A 결합을 무효화하는 것으로 이미 밝혀졌고, T57E는 VH3-프로테인 A 상호작용을 방해할 수 있는 하전된 잔기를 도입하도록 설계했다. VK 아부류 I에 기반한 경쇄를 갖는다면, FAB 변이체는 단백질 L 크로마토그래피를 사용하는 포획-용출 모드에서 먼저 정제했고, 상기 재료 및 방법 섹션에 기재된 바와 같이 구배 모드하에서 작동되는 MabSelect™ 컬럼을 사용하여 프로테인 A 결합에 대해 추가로 검정했했다. 도 6은, T57A, T57E, G65S, Q81E, N82aS 및 R19G/T57A/Y59A 조합만이 MAbSelect™ 수지에 대한 항-HER2 FAB 결합을 무효화하거나 감소시켰음을 나타낸다. G65S, Q81E 및 N82aS 치환은 VH3 기반 FAB 단편에서 프로테인 A 결합을 무효화할 때에 바람직한데, 이들 돌연변이가 비-프로테인 A 결합 VH 아부류에서 발견되는 서열 등가 잔기를 치환하여 잠재적으로 면역성을 감소시키기 때문이다.
항체 친화성 및 특이성은 CDR 영역에 필수적으로 국한된 것이지만, 그러나 프레임워크 치환은 몇몇 인간화 항체의 경우에 제시된 바와 같이 항체 특성에 영향을 미칠 수 있다. 상기 치환이 VH3 유래의 항체 특이성 및/또는 친화성에 영향을 미치는지를 평가하기 위하여, 2개의 바람직한 FAB 돌연변이체를 표면 플라즈몬 공명(SPR)으로 HER2 항원 결합에 대해 검정했다. 재조합 HER2 항원을 사용한 SPR 측정은 상기의 재료 및 방법 섹션에 기재된 바와 같이 수행했다. 바람직한 돌연변이체 둘 다는, 본래 FAB 분자와 비교했을 때에 HER 항원에 대해 동일한 결합을 나타냈는데(도 7), 이는 치환이 특이성 또는 친화성에 영향을 미치지 않음을 입증한다. 따라서, 이들 치환들은 항원 결합의 현저한 손실 없이 VH3 유래의 항체 분자에서 프로테인 A 결합을 조작하기 위해 광범위하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
이들 바람직한 2개 치환은 이전에 기재된 항-HER2 호모-이량체성 면역글로불린 및 항-HER2 scFv-Fc 분자에 도입되었고, 변이체는 MabSelect SuRe™ 수지와의 결합에 대하여 검정했다. 하기 변이체들을 제조했다: 항-HER scFv(G65S)-Fc 133(서열번호 14의 중쇄), 항-HER2 scFv(N82aS)-Fc 133(서열번호 15의 중쇄), 항-HER2 FAB(G65S)-Fc 133(서열번호 16의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄) 및 항-HER2 FAB(N82aS)-Fc 133(서열번호 17의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄).
도 8은 모두 4개의 돌연변이체에 대한 MabSelect SuRe™ 크로마토그래피로부터의 프로파일을 나타낸다. 모든 변이체들은 MabSelect SuRe™ 컬럼에 대해 거의 결합을 나타내지 않게 감소되어 나타냈는데, 이는 이전에 동정된 치환으로 프로테인 A 결합의 성공적 제거를 나타낸다. 보다 중요하게는, 프로테인 A 차등 정제 기술과 조합하였을 때, 프로테인 A에 대한 VH3 기반 FAB 친화성을 무효화하거나 감소시키는 치환들은 적어도 하나의 VH3 가변 도메인이 존재하는 헤테로-이량체성 면역글로불린의 제조를 가능하게 할 것으로 결론지었다.
실시예 2: 인간 CD3 항원, 종양 연관된 항원 및 염증성 세포 표면 항원을 표적화하는 항원 결합 부위
인간 CD3 항원에 대한 항원 결합 부위
인간 CD3 엡실론 아단위는 이중특이적 관여에 의한 T 세포 재지시 사멸을 유도하도록 선별되었다.
2.1A 마우스 OKT3 항체의 인간화 변이체
본원에서 사용된 항-인간 CD3 엡실론 항원 결합 부위는 마우스 OKT3 항체(Muromonab-CD3, 상표명 Orthoclone OKT3, Janssen-Cilag에 의해 판매되었으나 그 후 중단되었다; 각각 서열번호 18 및 19의 뮤린 가변 중쇄 및 경쇄 도메인)로부터 유래한다. OKT3 뮤린 가변 도메인은 인간화되었고, scFv 및 FAB 단편으로 포맷되었다.
인간화는 FAB 및 scFv 포맷 모두에 적합한 매우 안정한 인간화된 변이체를 생산하기 위해 문헌[참조: Jung S & Pluckthun A (1997, Protein Eng, 10(8): 959-66)]에 기재된 방법에 따랐다. 상기 방법은 Herceptin® 항체(rhuMAbHER2, huMAB4D5-8, 트라스트주맙(trastuzumab) 또는 상표명 Herceptin®; 미국 특허 번호 제5,821,337호; 각각 서열번호 20 및 21의 가변 중쇄 및 경쇄 도메인)에서 발견되는 VH/VL 도메인의 매우 안정한 쌍의 사용을 가능하게 하고, 고정된 프레임워크로 인간화 프로세스의 작업흐름(workflow)을 따른다[참조: Almagro JC & Fransson J (2008), Front Biosci, 13: 1619-33]. Herceptin® 항체가 본래 생식세포계 프레임워크 VH3 및 VK1의 매우 안정한 인간 패밀리로부터 유래되었기 때문에, 이들 2개 패밀리로부터 생식세포계 프레임워크는 고정된 프레임워크의 공급원으로 동일하게 사용될 수 있다. 대안적으로, 인간 VK3 생식세포계 경쇄 프레임워크 패밀리는 VK1 대신에 사용될 수 있는데, 이는 또한 우수한 안정성 특성을 갖기 때문이다[참조: Ewert S et al., (2003) J Mol Biol, 325: 531-553]. 마우스 항체에 추가하여, 인간 항체는 안정성을 개선시키기 위해 이러한 고정된 프레임워크 방법을 사용하여 조작될 수 있다. 각각 서열번호 22, 23 및 24를 갖는 인간 생식세포계 프레임워크 IGHV3-23*04, IGKV1-39*01 및 IGKV3-20*01의 사용이 바람직하다(IMGT®에 따른 참조문헌[참조: the international ImMunoGeneTics information system (Lefranc MP et al. (1999) Nucleic Acids Res, 27(1): 209-12; Ruiz M et al. (2000) Nucleic Acids Res, 28(1): 219-21; Lefranc MP (2001) Nucleic Acids Res, 29(1): 207-9; Lefranc MP (2003) Nucleic Acids Res, 31(1): 307-10; Lefranc MP et al., (2005) Dev Comp Immunol, 29(3): 185-203; Kaas Q et al., (2007) Briefings in Functional Genomics & Proteomics, 6(4): 253-64; http://www.imgt.org]).
이러한 목적으로, Herceptin® 항체의 가변 도메인 중의 CDR을 각각 마우스 OKT3 항체로부터의 CDR로 대체하고 마우스 OKT3 항체의 키메라에 대해 벤치마킹한 제1 인간화 항체를 작제했다(서열번호 25 및 26의 가변 중쇄 및 경쇄, 본원에서 키메라 OKT3 항체로서 지칭됨).
원형 항체 (prototype antibody)(서열번호 27 및 39를 갖는 가변 중쇄 및 경쇄, VH/VL로 약칭됨)는 일시적 발현 시험에서 증가된 생산 수준, 및 시차 주사 열량측정법에 의해 측정하였을 때에 증가된 FAB 안정성을 가졌지만, 인간 CD3 엡실론 양성 T 세포 종양 세포주인 HPB-ALL 세포(FACS 실험에서 중간 형광 강도로서 평가됨, 재료 및 방법 섹션 참조)에 대한 결합을 갖지 않았다(도 9A).
가변 도메인의 제1 원형 쌍의 3D 모델에 기반하여, 역 돌연변이체의 서브세트(CDR 이식된 Herceptin® 원형으로부터 마우스 OKT3 서열까지)을 선별하였고, 시험했다: 가변 중쇄 도메인 내의 I34M, V48I, A49G, R58N, R58Y, I69L, A71T 및 T73K, 및 가변 경쇄 내의 M4L, V33M, A34N, L46R, L47W, R66G, F71Y 및 P96F(Kabat 넘버링). R58N 치환은 CDR 이식된 Herceptin® 원형-대-마우스 OKT3 돌연변이에 상응하고, R58Y 치환은 CDR 이식된 Herceptin® 원형-대-인간 IGHV3-23*04 생식세포계 치환에 상응한다. 치환의 조합에 관한 조작 전략은 CDR 영역 및/또는 가변 도메인 팩킹(packing) 및/또는 면역성에 대한 이들의 추정 영향의 관점에서 상이한 치환의 상보성에 기반했다.
제1 접근법에서, 모든 후보는 인간 IgG1 항체로서 포맷했다. 최고 변이체는 FACS에 의하여 발현 수준, FAB 단편 열-안정성 및 HPB-ALL 세포에 대한 결합능에 따라 선택되었다. 최고 인간화된 변이체는 G65S 또는 N82aS 치환을 사용하여 무효화된 이들의 VH 도메인 내에 존재하는 프로테인 A 결합 부위를 갖는다. 이러한 조작 단계는 항-CD3 호모-이량체를 함유하지 않는 안전한 T 세포 재표적화 BEAT 항체를 추가로 생산하기 위해 필요했다.
M4L, L46R, L47W 및 F71Y의 VL에서 역 돌연변이와 함께 I34M, A49G 및 A71T의 VH에서 역 돌연변이는 친화성을 회복했다. 가변 도메인의 최고 조합은 VH8/VL4, VH8/VL8, VH11/VL4 및 VH11/VL8이었는데, 이들은 모체 세포 결합의 대부분을 유지했기 때문이다(도 9A-C). 또한, VH8/VL8(각각 서열번호 48 및 51의 가변 도메인) 및 VH11/VL8(각각 서열번호 49 및 51의 가변 도메인)은 증강된 FAB 안정성을 가졌다(각각 +2.8℃ 및 +1.6℃, 도 9D).
최종적으로, 최고 인간화 변이체는 scFv-Fc 융합으로 재포맷되었고, 일시적으로 발현되었다. 변이체는 이 포맷에서 이들의 상대적 친화성, 안정성, 일시적 형질감염에서의 발현 수준으로 등급화했다(도 9E). scFv-Fc 융합 포맷에서 가변 도메인의 최고 조합은 항체 포맷에서 동정된 조합과 유사했다: VH8-VL4(서열번호 58을 갖는 scFv 단편) 및 VH8-VL8(서열번호 59를 갖는 scFv 단편). scFv 단편 둘 다는 scFv-Fc 융합 포맷으로 양호한 열 안정성을 가졌다(도 9F).
2.1B 마우스 SP34 항체의 인간화 변이체
마우스 항체 SP34는 1985년에 최초로 기재되었다[참조: Pessano S et al., (1985) EMBO J, 4(2):337-44]. 이는 HPB-ALL 세포로부터의 변성된 단백질 추출물로 면역화된 마우스로부터 수득된 하이브리도마에 의해 생산되었고, 상기 항체는 인간 특이성 및 사이노몰구스 원숭이에 대해 교차-반응성을 갖는다. 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 아단위 상의 SP34 에피토프는 공지되어 있다(각각 서열번호 195 및 196).
상기 본 실시예에 기재된 방법 및 작업에 따라, 서열번호 60의 VH 도메인 및 서열번호 61의 VL 도메인을 갖는 뮤린 SP34 항체에 대한 인간화된 VH 및 VL 도메인은 각각 VH3-23 및 VK3 생식세포계 프레임워크 상으로 CDR 이식을 통해 조작했다. 수득되는 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS(Kabat 넘버링) 치환을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화할 수 있다.
이 목적으로, 생식세포계 VH3 중쇄 도메인 및 생식세포계 VK3 경쇄 도메인을 갖는 인간 항체의 가변 도메인 내의 CDR이 각각 마우스 SP34 항체로부터 CDR로 대환되어 있는 제1 인간화 항체를 작제했다. 수득되는 인간화 항체는 추가의 친화성 개선을 위한 개시점을 사용했고, SP34 항체의 키메라에 대해 벤치마킹했다(각각 서열번호 62 및 63의 중쇄 및 경쇄, 본원에서 키메라 SP34 항체로서 지칭됨).
원형 항체(서열번호 64 및 69의 가변 중쇄 및 경쇄, 및 VH1/VL1로 약칭됨)는 인간 CD3 엡실론 1-26_Fc 융합 단백질에 대해 낮은 결합을 가졌다(SPR에 의해 평가됨, 재료 및 방법 섹션 및 도 10A 참조).
가변 도메인의 제1 원형 쌍의 3D 모델에 기반하여, CDR 이식된 인간 생식세포계 VH3/VK3 원형 및 마우스 SP34 서열(인간-대-마우스 또는 마우스-대 인간 치환체) 간의 역 돌연변이 또는 합리적으로 디자인된 아미노산 변화에 상응하는 치환의 서브세트를 선별했다. 하기 변화를 수행했고, 다양한 조합으로 시험했다: 가변 중쇄 도메인에서 W100eF 및 W100eY, 및 가변 경쇄 도메인에서 A2I, S25A, T27A, G27aA, V27cA, T28A, T29A, S30A, N31A, Y32A, E38Q, F44P, G46L, T51A, N52A, K53A, R54A, P56A, L66G, D69T, F87Y, Q89A, W91F, Y92A, S93A, N94A, 및 Q100G(Kabat 넘버링; 도 10A 참조). 치환의 조합에 관한 조작 전략은 CDR 영역 및/또는 가변 도메인 팩킹 및/또는 면역성에 대한 이들의 추정적 영향 및/또는 포유동물 세포에서 일시적 발현에 대한 영향의 관점에서 상이한 치환의 상보성에 기반했다.
제1 접근법에서, 모든 후보는 인간 IgG1 항체로 포맷하고, 그 후에 G65S를 사용하여 무효화되는 이들의 VH 도메인 내에 존재하는 프로테인 A 결합 부위를 갖는 일부 변이체로 scFv-Fc 융합 단백질 포맷(도 10B)에서 추가로 시험했다. 최고 인간화 후보는 SPR에 의하여 발현 수준 및 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론 1-26_Fc 융합 단백질에 대한 결합능에 따라 선별되었다.
놀랍게도, scFc로서 재포맷되는 경우, SP34 키메라 및 H1L21은 IgG1 포맷과 비교하여 발현의 현저한 손실을 유도한다(도 33). 그러나, scFv-Fc 발현은 VH에서 치환 W100eY 및 VL에서 W91F의 조합에 의해 증강했다(도 10B).
CD3 기반 이중특이성의 제조능을 추가로 개선시키기 위해, 인간화 SP34 scFv는 따라서 추가로 조작했다. SP34 scFv-Fc 발현에 영향을 미치는 중요 위치를 동정하기 위해, 알라닌 스캔을 VL21 CDR에서 수행했다. 하기 변화를 수행했다: T27A, G27aA, V27cA, T28A, T29A, S30A, N31A, Y32A, N52A, K53A, R54A, P56A, L90A, Y92A, S93A, N94A 및 L95A. 흥미롭게도, 위치 29, 30(VH1/VL26 서열번호 351) 및 95(VH1/VL34 서열번호 363)에서의 치환만이 scFv-Fc 발현의 현저한 증가를 유도했고(도 34), 더욱이 이들 돌연변이는 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD3 엡실론에 대한 완전한 결합을 유지하는 것들뿐이었다.
이들 결과에 기반하여, 보다 많은 치환을 경쇄의 위치 29, 30 및 95에서 시험했다.
위치 29 및 30은 모든 상이한 가변 경쇄 패밀리에서 초가변성을 나타내기 때문에, 이들 2개 위치는 부위 지시된 PCR에 의해 랜덤으로 돌연변이되었다. 생산된 모든 돌연변이로부터, 치환 T29A, T29E, T29S, S30A 및 S30D만이 인간 CD3 엡실론에 대한 결합을 유지하면서 일시적 발현 수준을 현저하게 개선시켰다(도 35a 및 35b)
상이한 접근법에서, 낙타 구조 잔기로서 당해 기술분야에 공지된 L95를 가변 람다 패밀리 내의 이와 매우 동일한 위치에서 가장 빈번하게 발견되는 잔기로 치환시켰다. 하기 변화를 수행했다: L95A, L95G, L95T, L95S, L95D 및 L95N. 예상치 않게, L95G 및 L95T만이 표적에 대한 결합을 유지하면서 발현을 현저히 개선시켰다(도 35c).
이 연구로부터, 몇몇 인간화 SP34 기반 BEAT를 설계하고, 발현 및 CD3 엡실론에 대한 결합에 대해 시험했다. 이들 모든 작제물 중에서, 이중특이성 함유 H5L65(서열번호 394) 및 H5L67(서열번호 396) scFv는 H5L32 scFv 기반 BEAT 대조군과 비교하여 발현의 2배 증가를 나타냈다(도 36).
H5L65 및 H5L67은 IgG1 또는 scFv-Fc로서 DSC에 의해 추가로 특성화되었고, H5L32, H1L21 및 SP34 키메라와 비교한다. H5L65은 IgG1보다 우수한 열안정성을 나타냈지만, 보다 흥미롭게는 scFv-Fc 포맷에서 다른 인간화 변이체와 비교하여 5 내지 2℃의 증가를 나타냈다(표 1). 따라서, 개선된 항체의 생체내 안정성은 시험관 내와 마찬가지로 증가했다.
SP34 버젼 Fab
Tm (℃)
IgG ( Fab )
Tm (℃)
scFvFc
Tm (℃)
SP34 키메라 66.9 66.7 N/A
hSP34 H1/L21 75.1 73.1 56.7
hSP34 H5/L32 77.5 75.9 59.7
hSP34 H5/L65 78.1 77.3 61.6
hSP34 H5/L67 77.4 76.5 59.9
항원 결합 및 재조합 발현과 관련하여 중쇄 및 경쇄 가변 도메인의 바람직한 조합은 다음과 같다: 경쇄 도메인 VL21(서열번호 105), VL32(서열번호 106), VL65(서열번호 401) 및 VL67(서열번호 402)와 쌍을 이루는 VH1(서열번호 101) 또는 VH2(서열번호 102) 또는 VH3(서열번호 103) 또는 VH5(서열번호 104).
2.2 HER2
HER2 양성 암 세포를 사멸시키도록 T 세포를 재지시하는 이증특이성 항체들은 인간 유방암의 상이한 형태를 치료하는 데 유용하다. 항-HER2 항체는 문헌[참조: Blumenthal GM et al., (2013) Clin Cancer Res, 19(18): 4911-6]에 이미 기재되어 있고, 임상적으로 또는 인간에서 임상적 조사에 현재 사용되고 있다[참조: Tsang RY & Finn RS (2012) Br J Cancer, 106(1): 6-13].
본원에 사용된 상기 항-HER2 항원 결합 부위는 FAB 단편(서열번호 5의 중쇄 단편 및 서열번호 3의 경쇄를 갖는 FAB) 또는 scFv 단편(서열번호 107)으로 포맷된 재조합 인간화 항-HER2 항체 Herceptin®(섹션 1.1 참조)로부터 유래된 것이다. 일부 포맷에서, 인간화된 항-HER2 항체 4D5(VH3 도메인 아부류)의 VH 도메인에 존재하는 프로테인 A 결합은 G65S 치환(서열번호 108의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄를 갖는 FAB 단편 또는 서열번호 109를 갖는 scFv 단편) 또는 N82aS 치환(서열번호 110의 중쇄 및 서열번호 3의 경쇄를 갖는 FAB 단편 또는 서열번호 111을 갖는 scFv 단편)을 사용하여 무효화한다.
2.3 CD38
CD38은 조혈 세포 및 고형 조직에서 일반적으로 발견되는 타입 II 막관통 당단백질이다. CD38은 또한 다양한 악성 조혈성 질환에서 발현된다. CD38 양성 암 세포를 사멸시키도록 T 세포를 재지시하는 이중특이적 항체는, 다발성 골수종, B-세포 만성 림프구성 백혈병, B-세포 급성 림프구성 백혈병, 발덴스트롬 마크로글로불린혈종, 1차 전신성 아밀로이드증, 맨틀-세포 림프종, 프로-림프구성/골수구성 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 소포성 림프종, NK-세포 백혈병 및 혈장-세포 백혈병을 포함하는 다양한 악성 혈액 질환의 치료에 유용할 수 있다. 몇몇 항-CD38 항체들은 연구 시약 또는 치료 후보로서 기재되어 있다(PCT 공개공보 제WO2006099875호). 이 중에서, 최고 특정화된 항-인간 CD38 항체는 OKT-10 및 HB-7 마우스 하이브리도마이다[참조: Hoshino S et al., (1997) J Immunol, 158(2): 741-7].
제1 접근법에서, 항-인간 CD38 항원 결합 부위는 마우스 하이브리도마 OKT10(각각 서열번호 112 및 113을 갖는 가변 중쇄 및 경쇄) 또는 HB-7(각각 서열번호 114 및 서열번호 115를 갖는 가변 중쇄 및 경쇄) 및 이들의 인간화된 버전으로부터 유래될 수 있고, 이는 FAB 또는 scFv 단편으로 추가로 포맷될 수 있다. 실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름을 따라, HB-7 하이브리도마에 대한 인간화된 VH 및 VL 도메인은 각각 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작될 수 있다.
제2 접근법에서, 문헌[참조: Almagro JC & Fransson J (Front Biosci, (2008) 13: 1619-33)]에 기재된 소위 최고-적합 인간화 방법에 따라서, HB-7 하이브리도마에 대한 최고-적합 인간화 VH 및 VL 도메인은 각각 IGHV4-59*03 및 IGKV1-NL1*01 생식세포계 프레임워크로의 CDR 이식을 통해 조작되었다(IMGT® 상기 참조). 상이한 정도의 역 돌연변이를 갖는 인간화 VH 및 VL 변이체를 인 실리코(in silico)에서 조사하였고, 인간화 VH 및 VL의 하나의 바람직한 선별은 인간 IgG1 포맷으로 일시적으로 발현되었고, 본원에서 인간화 HB-7 최고-적합 VH(서열번호 116) 및 VL(서열번호 117) 도메인으로 지칭된다. 하기 마우스 역 돌연변이가 도입되었다: (VH) S35H, I37V, I48L, V67L, V71K, T73N, F78V, Y91F 및 (VL): M4L, L48I, Y49S, T69K(Kabat 넘버링).
인간화 HB-7 최고-적합 항체(서열번호 118의 중쇄 및 서열번호 119의 경쇄)는 FACS에 의해 CHO[CD38] 제조합 세포를 염색했다(데이터는 제시되지 않음). 인간화 HB-7 최고-적합 항체는, SPR에 의해 검정하는 경우, 키메라 HB-7 항체(서열번호 120의 중쇄 및 서열번호 121의 경쇄)와 유사하게 CD38 세포외 영역에 대한 결합 친화성을 갖는다(각각 3.6 및 2.5nM의 KD; 도 11A(키메라) 및 도 11B(인간화)). 놀랍게도, 인간화 HB-7 최고-적합 항체는 열량계 프로파일로 판단한 바와 같이 키메라 HB-7 항체와 비교하여 FAB 단편 안정성에서 현저한 증강(+14.6℃)을 나타냈다(76.4℃(키메라) vs 91.0℃(인간화), 도 11F).
제3 접근법에서, 인간 CD38 세포외 도메인 및 인간 CD38+ 세포로 면역화시킨 마우스는 인간 CD38에 대한 신규한 하이브리도마 후보를 생성하기 위하여 사용되었다. 하이브리도마를 생성하는 방법은 공지되어 있고, 본원에서 사용된 방법은 PCT 공개번호 제WO2013008171호에 개시된 방법과 유사하다. 9G7 마우스 항체 후보는 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD38(각각 서열번호 122 및 123의 가변 중쇄 및 경쇄) 둘 다에 대해 높은 친화성을 갖는다. 상기 마우스 항체는 상기 본 실시예에 기재된 방법에 따라 먼저 인간화되었다. 최고-적합 접근법을 사용하여, 생식세포계 VH 프레임워크 IGHV2-5*09 및 VK 프레임워크 IGKV1-33*01(IMGT® 상기 참조)는 인간화 프로세스를 위한 개시점으로 선택되었다. CDR 이식 후에, 제1 항체 원형(인간 IgG1 이소형으로 포맷됨, 서열번호 124의 중쇄 및 서열번호 125의 경쇄)은 인간 CD38에 강력한 결합을 나타냈는데, 이는 SPR로 판단한 바와 같이 마우스 모체 항체보다 3배 낮았다(각각 서열번호 126의 중쇄 및 서열번호 127의 경쇄를 갖는 키메라 9G7 항체; 키메라 9G7 항체(데이터는 제시되지 않음) 및 제1 인간화 원형(데이터는 제시되지 않음)에 대하여 각각 0.3nM 및 1nM의 KD). 항체의 가변 경쇄에서 F36Y 역 돌연변이의 도입으로 친화성은 2배 개선되었다(Kabat 넘버링)(수득되는 항체는 본원에서 서열번호 124의 중쇄 및 서열번호 128의 경쇄를 갖는 인간화 9G7 최고-적합 항체로 지칭된다; 인간 CD38에 대해 0.5nM의 KD; 도 11C). 인간화 9G7 최고-적합 항체는 또한 사이노몰구스 원숭이 CD38 항원에 대해서도 높은 친화성(3.2nM의 KD, 데이터는 제시되지 않음), 및 키메라 9G7 항체보다 증강된 FAB 열-안정성(DSC 주사로부터 FAB Tm)을 나타냈다(인간화 9G7 최고-적합 항체 및 키메라 9G7 항체 각각에 대하여 94℃ vs. 82.2℃; 도 11G 참조). 인간화 9G7 최고-적합 항체는 서열번호 129의 중쇄 가변 도메인 및 서열번호 130의 경쇄 가변 도메인을 갖는다.
또한, 9G7 마우스 항체는 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통한 최고-프레임워크 접근법에 따라 인간화되었다. 상이한 정도의 역 돌연변이를 갖는 인간화 VH 및 VL 변이체는 인 실리코에서 조사했고, 인간화 VH 및 VL 조합의 하나의 바람직한 선택은 인간 IgG1 항체로서 일시적으로 발현시켰다(수득되는 항체는 본원에서 서열번호 131의 중쇄 및 서열번호 132의 경쇄를 갖는 인간화 9G7 최고-프레임워크 항체로서 지칭된다). 하기 마우스 역 돌연변이를 도입했다: (VH) A24F, V37I, V48L, S49A, F67L, R71K, N73T, L78V 및 K94R, 및 (VL) F36Y(Kabat 넘버링). 이 항체는 인간화 9G7 최고-적합 항체와 유사하게 친화성 상수와 함께 인간 CD38 및 사이노몰구스 원숭이 CD38에 대해 강력한 결합을 나타냈다(각각 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD38에 대하여 0.4 및 1nM의 KD; 도 11D). FAB 열-안정성(DSC 주사로부터의 FAB Tm)은 또한 9G7 최고-적합 F36Y 인간화 변이체의 것과 매우 유사했다(89.2℃, 도 11H 참조). 도 11J는 상기 기재된 상이한 인간화 9G7 항체를 요약한 것이다. 인간화 9G7 최적-프레임워크 항체는 서열번호 133의 중쇄 가변 도메인 및 서열번호 134의 경쇄 가변 도메인을 갖는다.
제4 접근법에서, 항체 파지 라이브러리는 인간 CD38에 대한 추가의 scFv 단편을 생성하기 위하여 스크리닝했다. 라이브러리는 자연 발생 인간 V 유전자에 기반한 다양성을 갖는다. 항체 파지 디스플레이 라이브러리로부터 유래된 공여자는 70%가 자가면역 질환(맥관염, 전신 홍반성 루프스, 척추 관절 장애, 류마티스성 관절염 및 강피증)을 갖는 48명 인간 공여자로부터 유래된 혈액 림프구로부터 증폭된 cDNA를 사용했다. 라이브러리 작제는 총 2.53×10e10 클론의 전체 다양성과 함께 문헌[참조: Schofield et al. (2007, Genome Biol., 8(11): R254]에 기재된 프로토콜에 따랐다. 인간 및/또는 사이노몰구스 원숭이 CD38을 인식하는 scFv 단편은 다음과 같이 파지 디스플레이 라이브러리로부터 유래된 이러한 공여자로부터 단리했다. scFv 단편은 재조합에 의해 유래된 인간 및/또는 사이노몰구스 원숭이 CD38 항원 상에서 일련의 반복적 선별 사이클로 단리했다(재료 및 방법 섹션 참조). 항체 파지 디스플레이 라이브러리를 스크리닝하는 방법은 공지되어 있다[참조: Viti F et al., (2000) Methods Enzymol, 326: 480-505]. 요약하면, 라이브러리와 함께 인큐베이션한 후, 플라스틱 면역튜브 상에 사전 코팅되거나(20㎍/ml의 농도로 PBS에서 밤새) 또는 스트렙트아비딘 비드에 포획된(항원의 비오틴 표지된 형태를 사용하는 경우, 항원은 선별 프로세스에 걸쳐서 50nM의 농도에서 포획된다) 고정화된 항원, 결합된 파지는 회수되었고, 비결합 파지는 세척하여 제거되었다. 결합된 파지는 문헌[참조: Marks et al (Marks JD et al., (1991) J Mol Biol, 222(3): 581-97]에 기재된 바와 같이 회복시켰고, 상기 선별 프로세스는 3회 반복했다. 제2 및 제3 라운드의 패닝으로부터 1000개 초과의 클론을 발현시키고, 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD38 항원에 대하여 ELISA에 의해 분석했다. 양성 클론은 DNA 서열분석을 수행하였고, 일부 특이적 클론은 인간 CD38을 발현하는 세포주에 결합하는 이들의 능력에 대해 추가로 분석했다. 스트렙트아비딘 비드 상에 고정된 인간 CD38 항원의 비오틴 표지된 버젼에서 제1 라운드의 패닝 및 스트렙트아비딘 비드 상에 고정된 사이노몰구스 원숭이 CD38 항원의 비오틴 표지된 버젼의 제2 라운드의 패닝 후, 인간 및 사이노몰구스 원숭이 CD38 둘 다에 결합하는 이의 능력에 대하여 서열번호 135의 가변 중쇄 서열 및 서열번호 136의 가변 경쇄를 갖는 하나의 바람직한 scFv 단편(클론 번호 767)을 선별했다. 인간 IgG1 항체로 포맷되는 경우, 클론 767은 인간 CD38에 대하여 약 300nM(도 11E) 및 사이노몰구스 원숭이 CD38에 대하여 약 1.2μM의 KD를 가졌다(데이터는 제시되지 않음)(클론 767 IgG1 항체는 본원에서 서열번호 137의 중쇄 및 서열번호 138의 경쇄를 갖는 인간 767 항체로서 지칭된다). FAB 열-안정성(DSC 주사으로부터 FAB Tm)은 70.2℃였다(도 11I). 클론 767 VH 도메인은 VH3 도메인 아부류에 속한다.
2.4 OX40
CD3 및 OX40을 표적화하는 이중특이적 항체는 활성화된 T 림프구의 표적화 및 고갈화를 가능하게 한다. 이러한 조합에서, CD3 및 OX40 분자 둘 다를 발현하는 활성화된 T 림프구는 급속한 세포 소멸을 제공하는 상호 사멸 프로세스에 관여한다. 이중특이적 항체에 의한 인간 CD3 및 OX40의 동시-관여는 단시간에 병원성 T 세포의 효과적 제거를 달성할 수 있다. OX40은 수용체의 TNFR-상과(superfamily)의 멤버이고, 랫트로부터 활성화된 CD4+ T 세포 상에서 발현하는 50kDa의 당단백질로서 1987년에 처음 동정되었다[참조: Paterson DJ et al., (1987) Mol. Immunol. 24: 1281-90]. CD28과는 달리, OX40은 천연 T 세포에서 구성적으로 발현되지 않으나, T-세포 수용체(TCR)의 관여 후에 유도된다. OX40은 2차 공자극 분자이고, 활성화후 24시간 내지 72시간 경과하여 발현된다; 이의 리간드, OX40L은 또한 휴지기 항원 제시 세포 상에서 발현되지 않으나, 이의 활성화 후에 발현된다.
PCT 공개번호 제WO2013008171호에서 기재한 마우스 항-인간 OX40 항체(각각 서열번호 139의 중쇄 및 서열번호 140의 경쇄 도메인)는 항-인간 OX40 항원 결합 부위의 공급원으로 사용될 수 있다. 최고-적합 인간화 방법에 기반한 이 항체의 인간화 버젼은 또한 PCT 공개번호 제WO2013008171호에 기재되어 있다(각각 서열번호 141 및 142의 중쇄 및 경쇄 도메인, 상기 두 항체는 BEAT 포맷으로 재포맷이 가능했다).
실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름에 따라서, 항-인간 OX40 하이브리도마의 인간화 VH 및 VL 도메인은 각각 VH3-23 및 VK1 생식세로계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작되었다. 수득된 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서의 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다. 2개의 인간화 VH 및 VL 도메인만이 이들의 상이한 정도의 역 돌연변이에 의해서 상이하게 조사되었다. 역 돌연변이는 모체 항체 가변 도메인 및 제1 원형 항체 및 실시예 2.1에 기재된 접근법과 유사한 CDR 이식된 VH3 및 VK1 간의 서열 정렬로부터 동정했다. 이들 CDR 이식된 가변 도메인은 역 돌연변이를 갖지 않았고, 본원에서 최소이식(mingraft)으로 지칭된다. 이어서, 이들 서열은 이전 정렬로부터 동정된 모든 역 돌연변이를 포함하도록 추가로 변형시키고, 본원에서 최대이식(maxgraft)로서 지칭되는 변형된 가변 도메인 서열을 제공했다. 수득되는 서열은 하기와 같이 요약된다:
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 항-OX40 VH; 인간화 항-OX40/최소이식 VH(서열번호 278)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 항-OX40 VH; 인간화 항-OX40/최대이식 VH(서열번호 279)로 약칭.
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 항-OX40 VL; 인간화 항-OX40/최소이식 VL(서열번호 280)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 항-OX40 VL; 인간화 항-OX40/최대이식 VL(서열번호 281)로 약칭.
2.5 CD20
B 세포를 발현하는 CD20을 사멸시키도록 T 세포를 재지시하는 이중특이적 항체는 상이한 형태의 인간 림프종 암의 치료에 유용할 수 있다. 몇몇 항-인간 CD20 항체는 연구 시약 또는 치료학적 후보로서 기재된 바 있다. 이중에서 가장 특성화된 항-인간 CD20 항체는 키메라 리툭시맵(rituximab) 항체 및 이의 인간화된 변이체이다(키메라 리툭시맵 항체, 상표명 Rituxan®, PCT 공개번호 제WO1994011026호; 서열번호 143의 마우스 VH 도메인 및 서열번호 144의 VL 도메인).
실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름에 따라서, 리툭시맵 키메라 항체에 대한 인간화 VH 및 VL 도메인을 각각 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작했다. 수득되는 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다. 2개의 인간화 VH 및 VL 도메인이 이들의 상이한 정도의 역 돌연변이에 의해서 상이하게 조사되었다. 역 돌연변이는 모체 항체 가변 도메인, 및 제1 원형 항체 및 실시예 2.1에 기재된 접근법과 유사한 CDR 이식된 VH3 및 VK1 간의 서열 정렬로 동정했다. 이들 CDR 이식된 가변 도메인은 역 돌연변이를 갖지 않았고, 본원에서 최소이식으로 지칭된다. 이어서, 이들 서열은 이전 정렬로부터 동정된 모든 역 돌연변이를 포함하도록 추가로 변형되었고, 본원에서 최대이식으로 지칭되는 변형된 가변 도메인 서열을 제공했다. 수득되는 서열은 하기와 같이 요약된다:
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 리툭시맵 VH; 인간화 리툭시맵/최소이식 VH(서열번호 282)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 리툭시맵 VH; 인간화 리툭시맵/최대이식 VH(서열번호 283)로 약칭.
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 리툭시맵 VL; 인간화 리툭시맵/최소이식 VL(서열번호 284)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 리툭시맵 VL; 인간화 리툭시맵/최대이식 VL(서열번호 285)로 약칭.
2.6 EGFR
EGFR 양성 암세포를 사멸시키도록 T 세포를 재지시하는 이중특이적 항체들은 상이한 형태의 인간 암, 바람직하게는 인간 췌장암 및 인간 대장암의 치료에 유용할 수 있다. 몇몇 항-인간 EGFR 항체는 연구 시약 또는 치료학적 후보로서 기재된 바 있다. 이중에서 가장 특성화된 항-인간 EGFR 항체는 키메라 세툭시맵 항체 및 이의 인간화된 변이체이다(키메라 세툭시맵 항체, 상표명 Erbitux®, C225, IMC-C225; PCT 공개번호 제WO199640210호; 서열번호 145의 마우스 VH 도메인 및 서열번호 146의 VL 도메인).
실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름에 따라서, 에르비툭스(Erbitux®) 키메라 항체에 대한 인간화 VH 및 VL 도메인을 각각 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작했다. 수득되는 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다. 2개의 안정화된 VH 및 VL 도메인이 이들의 상이한 정도의 역 돌연변이에 의해서 상이하게 조사되었다. 역 돌연변이는 모체 항체의 가변 도메인, 및 제1 원형 항체 및 실시예 2.1에 기재된 접근법과 유사한 CDR 이식된 VH3 및 VK1 간의 서열 정렬로 동정했다. 이들 CDR 이식된 가변 도메인은 역 돌연변이를 갖지 않았고, 본원에서 최소이식으로 지칭된다. 이들 서열은 이전 정렬로부터 동정된 모든 역 돌연변이를 포함하도록 추가로 변형시켰고, 본원에서 최대이식으로 지칭되는 변형된 가변 도메인 서열을 제공했다. 수득되는 서열들은 하기와 같이 요약된다:
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 에르비툭스 VH; 인간화 에르비툭스/최소이식 VH(서열번호 286)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 에르비툭스 VH; 인간화 에르비툭스/최대이식 VH(서열번호 287)로 약칭.
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 에르비툭스 VL; 인간화 에르비툭스/최소이식 VL(서열번호 288)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 에르비툭스 VL; 인간화 에르비툭스/최대이식 VL(서열번호 289)로 약칭.
또 다른 잘 특성화된 항-인간 EGFR 항체는 인간 파니투무맵(panitumumab) 항체 및 이의 인간화 변이체이다(인간 파니투무맵 항체, 상표명 Vectibix®, PCT 공개번호 제WO2012138997호; 서열번호 290의 마우스 VH 도메인 및 서열번호 291의 마우스 VL 도메인).
실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름에 따라서, 벡티빅스(Vectibix®) 키메라 항체에 대한 인간화 VH 및 VL 도메인을 각각 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작했다. 수득되는 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다. 2개의 인간화 VH 및 VL 도메인만이 이들의 상이한 정도의 역 돌연변이에 의해서 상이하게 조사되었다. 역 돌연변이는 모체 항체의 가변 도메인, 및 제1 원형 항체 및 실시예 2.1에 기재된 접근법과 유사한 CDR 이식된 VH3 및 VK1 간의 서열 정렬로 동정했다. 이들 CDR 이식된 가변 도메인은 역 돌연변이를 갖지 않았고, 본원에서 최소이식으로 지칭된다. 이어서, 이들 서열은 이전 정렬로부터 동정된 모든 역 돌연변이를 포함하도록 추가로 변형했고, 본원에서 최대이식으로 지칭되는 변형된 가변 도메인 서열을 제공했다. 수득되는 서열들은 하기와 같이 요약된다:
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 벡티빅스 VH; 인간화 벡티빅스/최소이식 VH(서열번호 292)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 벡티빅스 VH; 인간화 벡티빅스/최대이식 VH(서열번호 293)로 약칭.
역 돌연변이를 갖지 않는 인간화 및 안정화된 벡티빅스 VL; 인간화 벡티빅스/최소이식 VL(서열번호 294)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 인간화 및 안정화된 벡티빅스 VL; 인간화 벡티빅스/최대이식 VL(서열번호 295)로 약칭.
2.7 CD19
B 세포를 발현하는 CD19를 사멸시키도록 T 세포를 재지시하는 이중특이적 항체들은 상이한 형태의 인간 혈액 및 골수종 암의 치료에 유용할 수 있다. 인간 CD19 분자는 인간 B 세포의 표면 상에서 발현하는 구조적으로 상이한 세포 표면 수용체이고, 이들은, 이로써 한정되지 않지만, 프리-B 세포, 초기 발달에서 B 세포(즉, 미성숙 B 세포), 혈장 세포 및 악성 종양 B 세포로의 최종 분화를 통한 성숙 B 세포를 포함한다. CD19는 대부분의 프리-B 급성 림프아구성 백혈병(ALL), 비-호지킨 림프종, B 세포 만성 림프구성 백혈병(CLL), 프로-림프구성 백혈병, 유모상 세포 백혈병, 일반적 급성 림프구성 백혈병 및 일부 눌-급성 림프아구성 백혈병에 의해 발현된다[참조: Nadler LM et al. (1983) J Immunol, 131: 244-250; Anderson KC et al., (1984) Blood, 63: 1424-1433; Loken MR et al. (1987) Blood, 70: 1316-1324; Uckun FM et al. (1988) Blood, 71: 13-29; Scheuermann RH & Racila E (1995) Leuk Lymphoma, 18: 385-397]. 혈장 세포에서 CD19의 발현은 다발성 골수종, 형질세포종, 발덴스트롬형 종양과 같은 분화된 B 세포 종양에서 발현될 수 있음이 추가로 시사된다[참조: Grossbard ML et al. (1998) Br J Haematol, 102: 509-15; Treon SP et al. (2003) Semin Oncol, 30: 248-52].
PCT 공개번호 제WO2010/095031호에 기재된 인간화 항-인간 CD19 항체는 VH3-23 및 VK1 가변 도메인 프레임워크를 이용하고, 실시예 2.1에 기재된 바와 같이 이중특이적 항체를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 서열번호 296의 VH 도메인 및 서열번호 297의 VL 도메인을 갖는 인간화 항-인간 CD19 항체를 사용하고, BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다.
2.8 IgE
막 결합된 IgE 양성 B 세포를 사멸시키도록 T 세포를 재지시하는 이중특이적 항체들은 천식 또는 섬유종과 같은 상이한 염증성 질환의 치료에 유용할 수 있다. 몇몇 항-인간 IgE 항체들은 연구 시약 또는 치료학적 후보로서 기재된 바 있다. 이중에서 가장 특성화된 항-인간 IgE 항체는 오마리주맵(Omalizumab) 항체(상표명 Xolair®, USPTO 공개번호 US6,761,889, US6,329,509 및 US20080003218A1; Presta LG et al., (1993) J lmmunol, 151: 2623-2632; 서열번호 298의 인간화 VH 도메인 및 서열번호 299의 VL 도메인) 및 이의 변이체이다.
실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름에 따라서, 오마리주맵 항체에 대한 인간화 VH 및 VL 도메인을 각각 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작했다. 수득되는 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다. 2개의 VH 및 VL 도메인이 이들의 상이한 정도의 역 돌연변이에 의해서 상이하게 조사되었다. 역 돌연변이는 모체 항체의 가변 도메인, 및 제1 원형 항체 및 실시예 2.1에 기재된 접근법과 유사한 CDR 이식된 VH3 및 VK1 간의 서열 정렬로 동정했다. 이들 CDR 이식된 가변 도메인은 역 돌연변이를 갖지 않았고, 본원에서 최소이식으로 지칭된다. 이들 서열은 이전 정렬로부터 동정된 모든 역 돌연변이를 포함하도록 추가로 변형되었고, 본원에서 최대이식으로 지칭되는 변형된 가변 도메인 서열을 제공했다. 수득되는 서열들은 하기와 같이 요약된다:
역 돌연변이를 갖지 않는 안정화된 오마리주맵 VH; 안정화된 오마리주맵/최소이식 VH(서열번호 300)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 안정화된 오마리주맵 VH; 안정화된 오마리주맵/최대이식 VH(서열번호 301)로 약칭.
역 돌연변이를 갖지 않는 안정화된 오마리주맵 VL; 안정화된 오마리주맵/최소이식 VL(서열번호 302)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 안정화된 오마리주맵 VL; 안정화된 오마리주맵/최대이식 VL(서열번호 303)로 약칭.
또 다른 예의 항-인간 IgE 항체는 마우스 항체 Bsw17이다[참조: Vogel M et al., (2004) J Mol Biol, 341(2): 477-89; 서열번호 304의 마우스 VH 도메인 및 서열번호 305의 마우스 VL 도메인).
실시예 2.1에 기재된 방법 및 작업흐름에 따라서, 인간화 Bsw17 항체에 대한 인간화 VH 및 VL 도메인을 각각 VH3-23 및 VK1 생식세포계 프레임워크로 CDR 이식을 통해 조작했다. 수득되는 VH3 기반 가변 도메인은 BEAT 항체 포맷에서 이들의 용도에 따라 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 프로테인 A 결합을 추가로 무효화했다. 2개의 안정화된 VH 및 VL 도메인이 이들의 상이한 정도의 역 돌연변이에 의해서 상이하게 조사되었다. 역 돌연변이는 모체 항체의 가변 도메인, 및 제1 원형 항체 및 실시예 2.1에 기재된 접근법과 유사한 CDR 이식된 VH3 및 VK1 간의 서열 정렬로 동정했다. 이들 CDR 이식된 가변 도메인은 역 돌연변이를 갖지 않았고, 본원에서 최소이식으로 지칭된다. 이들 서열은 이전 정렬로부터 동정된 모든 역 돌연변이를 포함하도록 추가로 변형되었고, 본원에서 최대이식으로 지칭되는 변형된 가변 도메인 서열을 제공했다. 수득되는 서열들은 하기와 같이 요약된다:
역 돌연변이를 갖지 않는 안정화된 Bsw17 VH; 안정화된 Bsw17/최소이식 VH(서열번호 306)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 안정화된 Bsw17 VH; 안정화된 Bsw17/최대이식 VH(서열번호 307)로 약칭.
역 돌연변이를 갖지 않는 안정화된 Bsw17 VL; 안정화된 Bsw17/최소이식 VL(서열번호 308)로 약칭.
모든 가능한 역 돌연변이를 갖는 안정화된 Bsw17 VL; 안정화된 Bsw17/최대이식 VL(서열번호 309)로 약칭.
실험예 3: 헤테로- 이량체성 면역글로불린을 표적화하는 T 세포의 생산
3.1 BEAT ® 기술 및 내장(built-in) 정제 시스템
BEAT 항체는 "노브-인투-홀(knob-into-hole)" 기술(PCT 공개번호 제WO2012131555호)에 비해 우수한 헤테로-이량체화를 나타내는 바이오-미미크리(bio-mimicry)의 독특한 개념에 기반하는 중쇄 헤테로-이량체이다. BEAT 플랫폼은 자연 발생 호모 또는 헤테로-이량체성 면역글로불린 도메인 쌍 간의 3D 등가 위치에서 인터페이스 아미노산의 교환에 기반하여, Fc-기반 이중특이적 항체를 위한 빌딩 블록으로 사용될 수 있는 새로운 헤테로-이량체를 생성한다. 상기 기술은 임의 타입의 항원 결합 스캐폴드를 사용하는 Fc-기반 이중특이적 항체의 디자인을 가능하게 한다. scFv-FAB 포맷은 본원에서 항원 결합 부위 둘 다에 대한 공통 경쇄의 개발을 필요하지 않으면서 Fc-기반 이중특이적 항체를 디자인하기 위해 사용된다.
BEAT 항체들은 중쇄 헤테로-이량체이기 때문에, 2개의 상이한 중쇄를 구별하는 필요가 있다. 이들은 본원에서 BTA 및 BTB 쇄로서 지칭된다. 본원에서 사용된 BTA 및 BTB 쇄는 항원 결합 부위, 인간 IgG1 힌지 영역, 인간 IgG1 또는 IgG3 이소형으로부터 유래된 CH2 도메인 및 인간 IgG1 또는 IgG3 이소형으로부터 유래한 변형된 CH3 도메인을 포함한다. BTA 및 BTB CH3 도메인의 일부는 PCT 공개번호 제WO2012131555호에 기재된 도메인의 동일하거나 상이한 변이체였다. BTA 및 BTB CH3 도메인은 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택된다: (BTA) 서열번호 147, 148, 149, 153, 154, 및 155 및 (BTB) 서열번호 150, 151, 152, 156, 157 및 158. 바람직한 BTA-BTB CH3 도메인 쌍은 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택된다: 서열번호 147과 150, 서열번호 148과 150, 서열번호 149와 151, 서열번호 147과 152 및 서열번호 148과 152. 가장 바람직한 BTA-BTB CH3 도메인 쌍은 하기로 이루어진 그룹으로부터 선택된다: 서열번호 147과 156, 서열번호 148과 156, 서열번호 154와 150 및 서열번호 154와 152.
상기 기재된 바와 같이, 프로테인 A에 대해 비대칭 결합을 갖는 BEAT 중쇄 헤테로-이량체는 프로테인 A에 대해 결합을 갖지 않는 면역글로불린 이소형으로부터의 모체 도메인을 사용하여 생성할 수 있다(PCT 공개번호 제WO2012131555호). 호모- 및 헤테로-이량체 종 간의 프로테인 A 결합 부위의 수자의 차이는 프로테인 A 크로마토그래피에 의한 이들 분자 종을 분리하기 위하여 특히 유용하다. 프로테인 A 크로마토그래피에 의한 종 분리를 방해할 수 있는 잔류 결합을 방지하기 위하여, 인간 중쇄 가변 도메인의 VH3 아부류 내에서 자연적으로 발견되는 임의의 2차 프로테인 A 결합 부위를 무효화하는 것이 필요하다. 항원 결합 부위가 VH3 패밀리로부터 유래하는 경우, 이들의 프로테인 A 결합 부위의 무효화는 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 통해 달성할 수 있다.
VH3 기원의 하나의 항원 결합 부위 및 비 VH3 기원의 하나의 항원 결합 부위를 사용하여, 본 발명에 포함된 이중특이적 항체를 제조하는 경우, VH3 기원의 항원 결합 부위는 이의 Fc 영역 내의 프로테인 A에 결합하는 중쇄 상에 위치할 필요가 있다. 대안적으로, VH3 기원의 항원 결합 부위는 N82aS 치환 또는 G65S 치환 또는 등가의 치환으로 치환되어 프로테인 A 결합을 무효화할 수 있다. VH3 기원의 항원 결합 부위의 쌍을 사용하여 본 발명의 이중특이적 항체를 제조하는 경우, 유일한 가능성은 상기 기재된 아미노산 치환을 통해 적어도 하나의 VH3 기반 항원 결합 부위에서 프로테인 A 결합을 무효화하는 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 이중특이적 항체는 프로테인 A 결합 부위를 갖지 않는 2개의 호모-이량체 중 하나를 생성하도록 조작된다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 이중특이적 항체는 프로테인 A 결합 부위를 갖지 않는 하나의 호모-이량체, 및 목적하는 헤테로-이량체에 비하여 프로테인 A 결합 부위(적어도 하나의 프로테인 A 결합 부위, 바람직하게는 2개의 프로테인 A 결합 부위)의 실질적 수자 차이를 갖는 또 다른 호모-이량체를 생성하도록 조작된다.
단일특이적 항-인간 CD3 엡실론 항체에 의해 유발되는 독성의 메카니즘은 광범위하게 조사되어 있다; 직접 메카니즘은 항체의 친화성, 에피토프 및 원자가와 관련되지만, 독성의 간접 메카니즘이 또한 기재되어 있다. 독성의 이들 간접 메카니즘은 Fc 수용체 발현 면역 세포와 상호작용하고 일시적 T 세포 활성화 및 사이토킨 방출을 유도하는 항-인간 CD3 엡실론 항체들의 Fc 영역에 의해 매개된다. 안전성을 개선시킬 목적으로, 인간 CD3 엡실론을 표적화하는 BEAT 항체는 이들의 하부 힌지 영역에서 Fc-수용체 결합을 무효화했다. Fc 수용체 결합은 LALA 치환으로 종종 지칭되는 L234A 및 L235A 치환을 사용하여 무효화되거나 감소되었다[참조: EU 넘버링; Strohl WR et al., (2009) Curr Opin Biotechnol, 20(6): 685-91].
프로테인 A 결합을 무효화한 적어도 하나의 VH3 도메인을 포함하는 BEAT 항체의 예
HER2 /CD3 표적화 BEAT 항체의 예
항-HER2 및 항-CD3 엡실론 암은 BEAT 쇄에 융합되는 scFv 단편으로 이루어진 중쇄의 scFv-Fc 타입 또는 자연 발생 항체와 유사한 BEAT 쇄에 융합되는 FAB 단편으로 이루어진 중쇄로서 포맷될 수 있다. FAB 기반 중쇄는 기능성 항원 결합 부위로 조립하기 위해 동족 경쇄와의 회합을 필요로 한다.
L234A 및 L235A 치환을 CH2 영역에 도입하고, 잔류 프로테인 A 결합은 적절한 경우 G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다. 인간 HER2 항원 및 인간 CD3 엡실론을 모두 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
제1 BEAT HER2/CD3 항체는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 HER2 암에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.2에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 갖는 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 47)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 159)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 도메인 아부류로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 N82aS 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내에 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 HER2 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 160)로 이루어졌다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT HER2/CD3-1 항체로서 지칭된다(도 12A 포맷 A).
제2 BEAT HER2/CD3 항체는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 HER2 암에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.2에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 HER2 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역 및 이의 동족 경쇄(서열번호 3)과 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 161)로 이루어졌다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 162)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 도메인 아부류로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 N82aS 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT HER2/CD3-2 항체로서 지칭된다(도 12A 포맷 B).
제3 BEAT HER2/CD3 항체는 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 HER2 암에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.2에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 G65S 치환(Kabat 넘버링)을 갖는 가변 중쇄 도메인, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 47)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 163)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 도메인 아부류로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 HER2 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 164)로 이루어졌다. 이중특이적 항체의 scFv 부분은 PCT 공개번호 제WO 1994029350호에 기재된 바와 같이 Kabat 위치 중쇄 44(G44C) 및 경쇄 100(Q100C)에서 중쇄 및 경쇄 도메인 간의 조작된 디설파이드 결합을 사용하여 추가로 안정화되었다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT HER2/CD3-3 항체로서 지칭된다(도 12B 포맷 C).
제4 BEAT HER2/CD3 항체는 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 HER2 암에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.2에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 가변 중쇄 도메인, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 47)와 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 165)로 이루어졌다. 이러한 중쇄 및 경쇄 조립은 PCT 공개번호 제WO2008119565호에 기재된 항-인간 CD3 엡실론 항체(SP34)의 인간화 버젼을 포함한다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 HER2 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 167)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 도메인 아부류로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 N82aS 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT HER2/CD3(SP34) 항체로서 지칭된다(도 12B 포맷 D).
제5 BEAT HER2/CD3 항체는 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 HER2 암에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.2에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 가변 중쇄 도메인, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 89)과 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 168)로 이루어졌다. 이중특이적 항체의 이러한 암은 실시예 2.1에 기재된 바와 같이 인간화 SP34 VH1/VL21 항체의 가변 도메인을 포함한다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 HER2 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 167)로 이루어졌다. 이러한 암은 상기 기재된(도 12B 포맷 D) BEAT HER2/CD3(SP34) 항-HER2와 등가이다. 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 도메인 아부류로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 N82aS 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT HER2/CD3(SP34-kappa1) 항체로서 지칭된다(도 12C 포맷 E).
BEAT HER2/CD3-1, BEAT HER2/CD3-2, BEAT HER2/CD3-3, BEAT HER2/CD3(SP34), 및 BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체를 일시적으로 발현시키고, 정제하여 HER2 및 CD3 엡실론 항원에 대한 이들의 친화성, 이들의 안정성 및 T 세포 사멸을 재지시하는 이들의 능력에 대하여 시험관내에서 시험했다. 일시적 발현 수율은 모든 BEAT 항체에 대하여 배양 상청액 5-15mg/l의 범위였다. 중요하게는, 모든 이중특이적 항체들은 단일 프로테인 A 크로마토그래피 단계 후에 이들의 제조시에 매우 낮은 수준의 호모-이량체 오염물질을 나타냈다.
이들 모든 BEAT 항체들이 VH3 도메인을 포함하는 2개의 암으로 설계되었기 때문에, 적어도 하나의 VH3 도메인 내에 프로테인 A 결합의 무효화만이 바람직한 차등 정제 방법(도 2E 참조) 중의 하나를 사용하여 목적하는 헤테로-이량체의 용이한 정제를 가능하게 했다. BEAT HER2/CD3-1 항체에 대한 차등 프로테인 A 정제 추적의 예는 도 13에 제시되어 있고, 도 14는 정제된 헤테로-이량체의 모세관 전기영동 프로파일을 나타낸다. 이러한 프로파일로부터 미미한 양의 호모-이량체 오염물질을 동정할 수 있다. FAB 부분을 담지하도록 포맷된 중쇄의 호모-이량체는 발견되지 않았는데, 이는 이들이 프로테인 A에 결합하지 않기 때문이다. scFv 단편을 담지하도록 포맷된 중쇄의 호모-이량체는 미미한 수준(2.5%)으로 발견되었고, 이는 단일 프로테인 A 크로마토그래피 단계 후에 97%의 헤테로-이량체의 함량을 제공한다. BEAT HER2/CD3-2, BEAT HER2/CD3-3, BEAT HER2/CD3(SP34), 및 BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체는 단일 프로테인 A 크로마토그래피 단계 후에 유사한 수준의 균질성 및 순도로 정제되었다. BEAT HER2/CD3-3 항체는 양이온 교화 크로마토그래피에 의해 제거되는 프로테인 A 크로마토그래피(27%) 후에 소정 비율의 디설파이드 결합된 헤테로-이량체 응집체를 나타냈다.
VH3 기반 중쇄 헤테로-이량체 내의 프로테인 A 결합의 무효화가 프로테인 A 크로마토그래피 후의 순도에 크게 영향을 미치는지를 추가로 입증하기 위하여, BEAT HER2/CD3-1 항체를 상술한 N82aS 치환 없이 조작했다. 도 15A 및 15B는 각각 BEAT HER2/CD3-1 및 이의 비 N82aS 치환 버젼에 대한 용출된 프로테인 A 크로마토그래피 분획의 SDS-PAGE 분석을 나타낸다. pH 4에서, 비 N82aS 치환된 버젼에 대한 용출된 분획은 FAB 암을 담지하도록 포맷된 중쇄의 호모-이량체에 상응하는 추가 밴드를 나타내지만(도 15 B), N82aS 치환된 BEAT HER2/CD3 버젼은 상기 밴드를 나타내지 않는데(도 15A), 이는 FAB 암을 담지하도록 포맷된 중쇄가 이의 Fc 영역(인간 IgG3 이소형에 기반한 Fc 영역)에서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않기 때문이며, 이는 이러한 호모-이량체 종에서 발견되는 VH3 기반 가변 도메인이 프로테인 A 결합에 관여하는 것으로 추론할 수 있다. 이러한 결과는 VH3 기반 중쇄 헤테로-이량체 내의 프로테인 A 결합을 무효화하는 유용성을 명확하게 입증한다.
BEAT HER2/CD3-1 및 BEAT HER2/CD3-2 항체 둘 다는 인간 HER2 및 인간 CD3 엡실론 항원에 대하여 유사한 KD 값을 갖는다. KD 값은 인간 HER2 항원에 대하여 0.50 내지 2nM 및 인간 CD3 엡실론 항원에 대하여 1 내지 2μM 범위였다(인간 CD3 감마-엡실론-Fc 작제물을 이용하여 SPR에 의해 측정(재료 및 방법 섹션 참조); 도 16A 및 16B). 2개의 이중특이적 항체에 대한 DSC 프로파일도 유사했는데, 두 경우에서는 인간 HER2 또는 인간 CD3 엡실론에 관여하는 scFv 부분이 68℃ 범위의 Tm을 갖는 이들의 우수한 열-안정성 프로파일을 유지했다. 두 항체의 FAB 부분은 82-83℃ 범위의 Tm을 가졌다(도 16C).
인간화된 헤르셉틴(Herceptin) VH 및 VL 서열을 사용하는 인간 HER2 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷된다: BEAT HER2/CD3은 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 HER2 항원 결합 부위에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.2에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 HER2 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 3)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 310)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어졌다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
시험관내 T 세포 사멸 검정
BEAT HER2/CD3 항체의 작용 메카니즘은 세포독성 T 세포의 세포 표면 상의 CD3 항원 및 표적 세포 상에서 발현되는 HER2 항원의 브릿징에 의하여 표적화된 세포로 세포독성 T 세포 사멸을 표적화하는 것에 기반한다.
BEAT HER2/CD3-1 및 BEAT HER2/CD3-2 항체가 T 세포 사멸을 재지시하는 효력은 유세포 분석 기반의 방법(본원에서 RDL-FACS 방법으로 지칭됨) 또는 비색 기반 방법(본원에서 RDL-MTS 방법으로 지칭됨)을 사용하여 측정했다. 고도 발현 HER2 세포주 JIMT-1, Herceptin®(trastuzumab) 내성 유방암 세포주, 고도 발현 HER2 세포주 BT-474, Herceptin®(trastuzumab) 감수성 유방암 세포주 및 낮은 HER2 발현 유방 선암 세포주 MDA-MB-231를 개별적으로 인간 PBMC, BEAT HER2/CD3-1 또는 -2 항체의 연속 희석물, 또는 대조군 항체의 존재에서 48시간 동안 배양했다. 이들 검정에서, 혈액 기증으로부터 인간 PBMC는 세포독성 T 림프구의 공급원으로서 사용되었다. 10:1의 효과기 대 표적 세포 비율이 모든 검정에서 사용되었다. 음성 대조군은 항체 처리 부재하의 샘플의 형태(표적 세포와 인간 PBMC 단독)로 제공했다. 세포독성은 인큐베이션 기간 후에 RDL-FACS 또는 RDL-MTS 방법을 사용하여 측정했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는, 대조군 항체가 특이적 T 세포-매개된 세포독성을 유발하지 않았음을 나타냈다. 대조적으로, BEAT HER2/CD3-1 및 -2 항체는 매우 강력한 용량 의존성 종양 표적 세포 사멸을 유도했다. 최대 사멸은 100%에 근접했다. 판독 방법 둘 다는 유사한 결과를 제공했다. 공여자-대-공여자 다양성은 방법 사이의 EC50에서 대략 10배 상이한 것으로 확인되었다. 측정된 EC50는 표적 세포주에 의한 HER2 항원 발현의 수준과 상관했다.
BT-474 세포는 대부분의 HER2 항원을 발현하고, BEAT HER2/CD3-1 및 -2 항체 둘 다에 대한 EC50는 서브-피코몰 내지 피코몰 범위 내였다(각각 0.6 및 2pM, 도 17A). JIMT-1 세포는 이들의 세포 표면 상에 은폐된 HER2 항원을 갖고[참조: Nagy P et al. (2005), Cancer Res, 65(2): 473-482], 결과적으로 높은 HER2 발현을 가짐에도 불구하고 낮은 Herceptin® 결합을 나타낸다. 놀랍게도, BEAT HER2/CD3-1 및 -2 항체 둘 다는 RDL-MTS 방법에 의해 측정한 바와 같이 JIMT-1 세포에 대하여 피코몰 범위의 EC50를 가졌다(각각 21 및 16pM; 도 17B). RDL-FACS 방법으로 측정하느 경우, BEAT HER2/CD3-1 항체는 1.4pM의 EC50를 가졌다. 낮은 HER2 발현 유방선암 세포주 MDA-MB-231은 상기 2개 세포주보다 덜 감수성이었고, 두 항체는 서브-나노몰 EC50를 나타낸다(둘 다 0.2nM에 근접한 값; 도 17C). RDL-FACS 방법으로 측정하는 경우, BEAT HER2/CD3-1 항체는 0.08nM의 EC50을 가졌다. 종합하면, 이들 결과는 BEAT HER2/CD3-1 및 -2 항체가 다양한 HER2 발현 유방암 세포주에 대하여 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다.
BEAT HER2/CD3(SP34) 항체는 PCT 공개번호 제WO2008119565호에 기재되어 있는 항-인간 CD3 엡실론 항체(SP34)의 인간화 버젼을 포함한다. HER2+ 세포에 대해 T 세포 사멸을 재지시하는 이러한 BEAT 항체 포맷의 능력을 시험관내에서 조사했다. 2개의 상이한 HER2+ 세포주를 사멸 검정에서 사용했다: 고도 HER2 발현 세포주(NCI-N87) 및 낮은 HER2 발현 세포주(HT-1080)(재료 및 방법 섹션 참조). 도 17D-E는 각각 BEAT HER2/CD3(SP34) 항체에 의한 NCI-N87 및 HT-1080 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 검정은 10 대 1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율, 및 48시간 인큐베이션 기간 후에 RDL-MTS 판독 방법을 사용했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는, BEAT HER2/CD3(SP34) 항체가, 각각 NCI-N87 및 HT-1080 세포를 표적화하는 경우, 0.35 및 29pM의 EC50과 함께 HER2+ 세포주에 대하여 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다.
BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체는 실시예 2.1에 기재되어 있는 항-인간 CD3 엡실론 항체(SP34-Kappa1) VH1/VL21의 인간화 버젼을 포함했다. HER2+ 세포에 대해 T 세포 사멸을 재지시하기 위한 이러한 상기 BEAT 항체 포맷의 능력을 시험관내에서 조사했다. 2개의 상이한 HER2+ 세포주를 사멸 검정에 사용했다: 고도 HER2 발현 세포주(NCI-N87) 및 낮은 HER2 발현 세포주(HT-1080)(재료 및 방법 섹션 참조). 도 17F-G는 각각 BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체에 의한 NCI-N87 및 HT-1080 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 검정은 10 대 1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율, 및 48시간 인큐베이션 기간 후에 RDL-MTS 판독 방법을 사용했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는, BEAT HER2/CD3(SP34-Kappa1) 항체가, 각각 NCI-N87 및 HT-1080 세포를 표적화하는 경우, 0.46 및 338pM의 EC50과 함께 HER2+ 세포주에 대하여 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다.
생체내 유효성 시험
JIMT -1 이종이식
BEAT HER2/CD3-1 항체의 생체내 유효성은 JIMT-1/PBMC 이종이식 모델을 사용하여 조사했다. 혈액 기증으로부터 인간 PBMC를 세포독성 T 림프구의 공급원으로 사용했다. Herceptin® 내성 유방암 JIMT-1 세포주는 1:1의 비율로 비-자극된 인간 PBMC(4명의 상이한 공여자)와 혼합했고, 후속적으로 면역결핍(NOD/SCID) 마우스에 피하 주사했다. 이식 후에, 동물에 2주 동안 1주 3회 BEAT HER2/CD3-1 항체를 정맥내 처리했다. 이식 후 3시간에 항체 처리를 개시했고, 이후 2, 4, 7, 9 및 11일까지 지속했다.
PBMC 부재하에 종양의 성장을 평가하기 위하여, 5개 중 1개 코호트를 인간 PBMC 부재하에 5×10e6 JIMT-1 세포로 피하 접종하고, 반면 나머지 코호트는 건강한 공여자로부터 5×10e6 비-자극된 인간 PBMC와 혼합된 5x10e6 JIMT-1 세포의 혼합물로 피하 주입했다.
항체 부재하의 인간 PBMC는 종양 성장에 음성 효과를 나타내지 않았다(도 18A). 인간 효과기 세포의 존재하에 BEAT HER2/CD3-1 항체를 사용한 처리는 대부분의 동물에서 종양 성장의 완전한 억제를 유도했다(18/20 종양, 도 18B-C). 처리 마지막 날로부터 18일 후에, 11%(2/18)의 종양만이 다시 성장을 개시했다. 이들 데이터는 BEAT HER2/CD3-1 항체의 강력한 항종양 유효성을 매우 명확하게 나타낸다.
CD38/CD3 표적화 BEAT 항체의 예
항-CD38 및 항-CD38 엡실론 암은 BEAT 쇄에 융합되는 scFv 단편으로 이루어진 중쇄의 scFv-Fc 타입 또는 자연 발생 항체와 유사한 BEAT 쇄에 융합되는 FAB 단편으로 이루어진 중쇄로 포맷할 수 있다. FAB 기반 중쇄는 기능성 항원 결합 부위로 조립하기 위해 이의 동족 경쇄와의 회합을 필요로 한다.
L234A 및 L235A 치환은 CH2 영역에 도입되었고, 잔류 프로테인 A 결합은, 적절한 경우, G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다. 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
인간화 HB7 최고-적합 VH 및 VL 서열을 사용하는 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 제1 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT CD38/CD3 항체는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD38 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.3에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD38 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 119)과 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 169)로 이루어졌다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 162)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 N82aS 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 이러한 암은 상기 기재된(도 12A 포맷 B 참조) BEAT HER2/CD3-2 항-CD3 엡실론 암과 등가이다. 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD38-HB7 최고-적합/CD3 항체로서 지칭된다(도 19 포맷 A).
BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3 항체를 일시적으로 발현시키고, 정제하고, CD38 및 CD3 엡실론 항원에 대한 이들의 친화성, 이의 안정성, 및 T 세포 사멸을 재지시하는 이의 능력에 대하여 시험관에서 시험했다. 인간 CD38 항원에 대한 KD 값은 3.2nM이었다(SPR에 의해 측정됨, 도 20A). 이중특이적 항체에 대한 DSC 프로파일은 scFv 부분에 대하여 약 68℃의 Tm을 갖는 우수한 열-안정성 프로파일을 나타냈다. FAB 부분은 대략 91℃의 Tm을 가졌다(도 20B).
CD38 발현 세포주(재료 및 방법 섹션 참조)는 실시예 3.2.1에 기재된 것과 유사한 검정에서 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용했다. 도 21은 BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3 항체를 사용하여 RPMI 8226 골수종 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 검정은 정제된 T 세포를 효과기 세포로서 사용했고, 효과기 세포 대 표적 세포 비율은 10 대 1이었다. RDL-FACS 방법으로 측정하는 경우, BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3 항체는 2.2pM의 EC50를 가졌다(2명 공여자의 평균, 48시간 인큐베이션).
인간 클론 767 VH 및 VL 서열을 사용하는 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 제2 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT CD38/CD3 항체는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD38 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.3에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD38 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 138)과 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 170)로 이루어졌다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 171)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD38-767/CD3 항체로서 지칭된다(도 19 포맷 B).
BEAT CD38-767/CD3 항체를 일시적으로 발현시키고, 정제하고, CD38 및 CD3 엡실론 항원에 대한 이들의 친화성, 이의 안정성, 및 T 세포 사멸을 재지시하는 이의 능력에 대하여 시험관내에서 시험했다. CD38 발현 세포주(재료 및 방법 섹션 참조)는 실시예 3.2.1에 기재된 것과 유사한 검정에서 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용했다. 도 22는 BEAT CD38-767/CD3 항체를 사용한 다우디(Daudi) 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 분석은 10:1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율과 함께 인간 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다. RDL-FACS 방법으로 측정하는 경우, BEAT CD38-767/CD3 항체는 224pM의 EC50 값을 갖는다(3명 공여자의 평균값, 24시간 인큐베이션).
인간화된 9G7 최고-프레임워크 VH 및 VL 서열을 사용하여 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT CD38/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD38 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.3에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD38 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 132)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 312 또는 404)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어졌다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD38-9G7최고-프레임워크/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간 클론 767 VH 및 VL 서열을 사용하여 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷된다: BEAT CD38/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD38 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.3에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작되었다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD38 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 138)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 313)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어졌다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD38-767/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
BEAT 항체를 표적화하는 OX40/CD3의 예
항-OX40 및 항-CD3 엡실론 암은 BEAT 쇄에 융합된 scFv 단편으로 이루어진 scFv-Fc 타입의 중쇄 또는 자연 발생 항체와 유사한 BEAT 쇄에 융합된 FAB 단편으로 이루어진 중쇄로 포맷할 수 있다. FAB 기반 중쇄는 기능성 항원 결합 부위로 조립하기 위해 이의 동족 경쇄와의 회합을 필요로 한다.
L234A 및 L235A 치환을 CH2 영역에 도입했고, 잔류 프로테인 A 결합은, 적절한 경우, G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다. 인간 OX40 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT OX40/CD3항체의 예는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 OX40 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.4에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 OX40 암은 PCT 공개번호 제WO2013008171호에 개시된 인간화 항-인간 OX40 항체의 가변 도메인을 사용하고(각각 서열번호 141 및 142의 가변 중쇄 및 경쇄 도메인), 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 173)와 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 172)로 이루어졌다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 162)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 N82aS 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 이러한 암은 상기 기재된 BEAT HER2/CD3-2 항-CD3 엡실론 암과 등가이다(도 12A 포맷 B). 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT OX40/CD3 항체로서 지칭된다(도 23).
BEAT OX40/CD3 항체가 OX40+ 세포에 대하여 T 세포 사멸을 재지시하는 능력을 시험관내에서 조사했다. 안정한 재조합 CHO[OX40] 세포주를 사멸 검정에 사용했다. 도 24는 BEAT OX40/CD3 항체에 의한 안정한 재조합 CHO[OX40] 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 검정은 20 대 1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율, 및 48시간 인큐베이션 후 RDL-MTS 판독 방법과 함께 인간 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다. 결과는 BEAT OX40/CD3 항체가 0.52nM의 EC50과 함께 안정한 재조합 CHO[OX40] 세포에 대해 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다(3명 공여자의 평균).
인간화 항-OX40/최대이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 OX40 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT OX40/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 OX40 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.4에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 OX40 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 315)와 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 314)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT OX40최대이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간화 항-OX40/최소이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 OX40 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT OX40/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 OX40 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.4에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 OX40 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 317)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 316)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT OX40최소이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
CD20/CD3 표적 BEAT 항체의 예
마우스 리툭시맵(rituximab) 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 CD20 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT CD20/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD20 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.5에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
인간화 리툭시맵/최대이식 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 CD20 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT CD20/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD20 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.5에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD20 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 319)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 318)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD20최대이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간화 리툭시맵/최소이식 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 CD20 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT CD20/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD20 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.5에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD20 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 321)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 320)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 이의 추가 프로테인 A 결합을 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD20최소이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
EGFR/CD3 표적 BEAT 항체의 예
항-EGFR 및 항-CD3 엡실론 암은 BEAT 쇄에 융합된 scFv 단편으로 이루어진 scFv-Fc 타입의 중쇄 또는 자연 발생 항체와 유사한 BEAT 쇄에 융합된 FAB 단편으로 이루어진 중쇄로 포맷할 수 있다. FAB 기반 중쇄는 기능성 항원 결합 부위로 조립하기 위해 이의 동족 경쇄와의 회합을 필요로 한다.
L234A 및 L235A를 CH2 영역에 도입하고, 잔류 프로테인 A 결합은, 적절한 경우, G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다. 인간 EGRF 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
인간 EGFR 및 인간 CD3 엡실론 항원 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 EGFR 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 마우스 에르비툭스 항체 가변 도메인(각각 서열번호 145 및 146의 마우스 가변 중쇄 및 경쇄 도메인)에 기반한 BEAT 중쇄(서열번호 174)로 이루어졌고, 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 175)과 조립되는 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 171)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 이러한 암은 상기 기재된 BEAT CD38-767/CD3 항-CD3 엡실론 암(도 19 포맷 B 참조)과 등가이다. 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT EGFR/CD3 항체로서 지칭된다(도 25).
BEAT EGFR /CD3 항체를 일시적으로 발현시키고, 정제하고, 인간 EGFR+ 세포주에 대해 T 세포 사멸을 재지시하는 능력에 대하여 시험관내에서 시험했다. HT-29 세포주를 사멸 검정에 사용했다. 도 26은 BEAT EGFR/CD3 항체에 의한 HT-29 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 분석은 10 대 1의 표과기 세포 대 표적 세포 비율, 및 48시간 인큐베이션 기간 후에 RDL-MTS 방법과 함께 인간 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는, BEAT EGFR/CD3 항체가 70.6pM의 EC50 값과 함께 HT-29 세포에 대해 T 세포 사멸을 재지시하는데 고도로 강력했음을 나타냈다(4명 공여자의 평균).
인간화 에르비툭스/최대이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 EGFR 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 EGFR 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 323)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 322)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT EGFRcetux-최대이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간화 에르비툭스/최소이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 EGFR 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 EGFR 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 325)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 324)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 부분은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT EGFRcetux-최소이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간화 벡티빅스/최대이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 EGFR 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 EGFR 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 327)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 326)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT EGFRpani-최대이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간화된 벡티빅스/최소이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 EGFR 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 EGFR 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 329)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 328)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT EGFRpani-최소이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
CD19/CD3 BEAT 항체의 예
항-CD19 및 항-CD3 중쇄는 제1 BEAT 쇄에 융합된 scFv 단편으로 이루어진 scFv-Fc 타입의 중쇄 또는 자연 발생 항체와 유사한 제1 BEAT 쇄에 융합된 FAB 단편으로 이루어진 중쇄로 포맷할 수 있다. FAB 기반 중쇄는 기능성 항원 결합 부위로 조립하기 위해 이의 동족 경쇄와의 회합을 필요로 한다. L234A 및 L235A를 CH2 영역에 도입하고, 잔류 프로테인 A 결합은, 적절한 경우, G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다. 제WO2010095031호에 기재된 항-CD19 VH 및 VL 서열을 사용하는 인간 CD19 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT CD19/CD3의 예는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD19 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.7에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD19 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 331)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 330)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD19/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
PCT 공개번호 제WO2010/095031호에 기재된 CD19 발현 세포주는 실시예 3.2.1에 기재된 것과 유사한 검정으로 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용했다.
IgE/CD3 BEAT 항체의 예
항-IgE 및 항-CD3 중쇄는 제1 BEAT 쇄에 융합된 scFv 단편으로 이루어진 scFv-Fc 타입의 중쇄 또는 자연 발생 항체와 유사한 제1 BEAT 쇄에 융합된 FAB 단편으로 이루어진 중쇄로 포맷할 수 있다. FAB 기반 중쇄는 기능성 항원 결합 부위로 조립하기 위해 이의 동족 경쇄와의 회합을 필요로 한다. L234A 및 L235A 치환을 CH2 영역에 도입하고, 잔류 프로테인 A 결합은, 적절한 경우, G65S 또는 N82aS 치환(Kabat 넘버링)을 사용하여 무효화했다.
BEAT IgE/CD3 항체들은 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 IgE 항원 결합 부위에 대하여 각각 실시예 2.1 및 2.8에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
이들의 세포 표면 상에 IgE를 발현하는 세포주는 PCT 공개번호 제WO2010/033736호에 기재되어 있으며, 실시예 3.2.1에 기재된 것과 유사한 검정으로 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용할 수 있다.
안정화된 오마리주맵/최대이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 IgE 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다: 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 IgE 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 333)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 332)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT IgEomali-최대이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
안정화된 오말리주맵/최소이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 IgE 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다:
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 IgE 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 335)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 334)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT IgEomali-최소이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
안정화된 Bsw17/최대이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 IgE 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 IgE 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 337)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 336)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT IgEbsw17-최대이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
안정화된 Bsw17/최소이식 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 IgE 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다: 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 IgE 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 339)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 338)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하고, 따라서 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않으나, 본원에서 사용된 중쇄는 VH3 프레임워크로부터 유래한 중쇄 가변 도메인을 갖기 때문에, VH 도메인은 G65S 치환을 포함하도록 돌연변이되어 중쇄 내의 임의의 추가 프로테인 A 결합 부위를 제거할 수 있다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT IgE bsw17-최소이식/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
하나의 VH3 도메인만을 포함하는 BEAT 항체의 예
CD38/CD3 표적화 BEAT 항체의 예
인간화 HB7/최고-적합 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT CD38/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 암 및 항-인간 CD38 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.3에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD38 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 119)와 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 176)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 177)로 이루어진다. 이러한 중쇄 및 경쇄 조립체는 PCT 공개번호 제WO2008119565호에 기재된 항-인간 CD3 엡실론 항체(SP34)의 인간화 버젼을 포함한다. 이러한 BEAT 항체 포맷은 본원에서 BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3(SP34) 항체로서 지칭된다(도 27 포맷 A).
BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3(SP34) 항체가 CD38+ 세포에 대해 T 세포 사멸을 재지시하는 능력을 시험관내에서 조사했다. CD38+ B 림프원구(lymphoblast) 세포주 다우디를 사멸 검정에 사용했다. 도 28은 BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3(SP34) 항체에 의한 다우디 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 검정은 10 대 1의 효과기 세포 대 표적 세포 및 24시간 인큐베이션 기간 후에 RDL-FACS 판독 방법과 함께 인간 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는, BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3(SP34) 항체가 1.8pM의 EC50과 함께 (3명 공여자의 평균치) 다우디 CD38+ 세포주에 대한 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다.
인간화 9G7 최고-적합 VH 및 VL 서열(각각 서열번호 129 및 130)을 사용한 인간 CD38 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 제2 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT CD38/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 암 및 항-인간 CD38 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.3에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD38 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 128)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 178)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 179)로 이루어진다. 이중특이적 항체의 이러한 암은 실시예 2.1에 기재된 인간화 SP34 VH5/VL32 항체의 가변 도메인을 포함한다. 이러한 BEAT 항체 포맷은 본원에서 BEAT CD38-9G7최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다(도 27 포맷 B). CD38-9G7최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체는 인간 CD3 1-26_Fc 융합 단백질에 대하여 18nM의 KD를 갖는다(도 29).
BEAT CD38-9G7최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체가 인간 CD38+ 세포에 대해 T 세포 사멸을 재지시하는 능력을 시험관내에서 조사했다. CD38+ B 림프원구 세포주 다우디를 사멸 검정에 사용했다. 도 30은 BEAT CD38-9G7최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체에 의한 다우디 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 분석은 10 대 1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율, 및 24시간 인큐베이션 기간후 RDL-FACS 판독 방법과 함께 인간 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는 BEAT CD38-9G7최고-적합/CD3(SP34-Kappa2) 항체가 2pM의 EC50과 함께(3명 공여자의 평균), 다우디 CD38+ 세포주에 대한 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다.
OX40/CD3 표적화 BEAT 항체의 예
인간화된 항-OX40 항체 VH 및 VL 서열(PCT 공개번호 제WO201300817호)을 사용하여 인간 OX40 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예를 하기와 같이 포맷했다:
BEAT OX40/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 OX40 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.4에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 OX40 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 173)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 340)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT OX40/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
상기 기재된 인간 OX40 발현 세포주는 실시예 3.2.4에 기재된 것과 유사한 검정으로 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용된다.
CD20/CD3 표적 BEAT 항체의 예
마우스 리툭시맵(rituximab ) 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 CD20 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT CD20/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD20 암에 대하여 실시예 2.1 및 2.5에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD20 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 181)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 마우스 리툭시맵 항체 가변 도메인(각각 서열번호 143 및 144의 마우스 가변 중쇄 및 경쇄 도메인)에 기반한 BEAT 중쇄(서열번호 180)로 이루어졌다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 177)로 이루어진다. 이러한 암은 상기 기재된 BEAT CD38-HB7최고-적합/CD3 항-CD3 엡실론 암과 등가이다(도 27 포맷 A 참조). 이러한 scFv 단편은 PCT 공개번호 제WO2008119565호에 기재된 항-인간 CD3 엡실론 SP34 항체(각각 서열번호 182 및 183의 VH 및 VL 도메인)의 인간화 버젼을 포함한다. 상기 BEAT 항체 포맷은 본원에서 BEAT CD20/CD3(SP34) 항체로 지칭된다(도 31).
BEAT CD20/CD3(SP34) 항체를 일시적으로 발현시키어, 정제하고, 인간 CD20+ 세포주에 대한 T 세포 사멸을 재지시하는 이의 능력에 대하여 시험관내에서 시험했다. CD38+ B 림프원구 세포주 다우디를 사멸검정에 사용했다. 도 32는 BEAT CD20/CD3(SP34) 항체에 의한 다우디 세포의 T 세포 재지시된 사멸을 나타낸다. 분석은 10:1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율, 및 24시간 인큐베이션 기간후 RDL-FACS 방법과 함께 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다(재료 및 방법 섹션 참조). 결과는, 상기 BEAT CD20/CD3(SP34) 항체가 25pM의 EC50과 함께 다우디 세포에 대한 T 세포 사멸을 재지시하는데 매우 강력했음을 나타낸다(3명 공여자의 평균).
키메라 리툭시맵 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 CD20 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 및 항-인간 CD20 항원 결합 부위에 대하여 실험예 2.1 및 2.5에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD20 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 181)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 341)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 구성된다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT CD20/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
EGFR /CD3 표적화 BEAT 항체의 예
마우스 에르비툭스 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 EGFR 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 암 및 항-인간 EGFR 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 175)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 342)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT EGFRcetux/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
인간 벡티빅스 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 EGFR 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT EGFR/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 암 및 항-인간 EGFR 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.6에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 EGFR 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 344)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 343)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본 발명에서 BEAT EGFRpani/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
IgE /CD3 표적화 BEAT 항체의 예
인간화 오말리주맵 항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 IgE 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT IgE/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 암 및 항-인간 IgE 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.8에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 IgE 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 346)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 345)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT IgEomali/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
마우스 Bsw17항체 VH 및 VL 서열을 사용한 인간 IgE 항원 및 인간 CD3 엡실론 둘 다를 표적화하는 BEAT 항체의 또 다른 예는 하기와 같이 포맷했다:
BEAT IgE/CD3는 각각 항-인간 CD3 엡실론 암 및 항-인간 IgE 항원 결합 부위에 대하여 실시예 2.1 및 2.8에 기재된 항원 결합 부위의 조합을 사용하여 조작했다.
헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 IgE 암은 가변 중쇄 영역, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ3 CH2 영역, 및 이의 동족 경쇄(서열번호 348)과 조립되는 γ3 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 347)로 이루어진다. 이러한 중쇄는 인간 IgG3 Fc 영역의 일부를 포함하기 때문에 프로테인 A에 대한 결합을 갖지 않고, 비-VH3 도메인 아부류로부터 기원한 이의 중쇄 가변 도메인을 갖는다. 헤테로-이량체성 면역글로불린의 항-인간 CD3 엡실론 암은 scFv 단편, CH1 γ1 영역, γ1 힌지 영역, L234A 및 L235A 치환(EU 넘버링)을 갖는 γ1 CH2 영역, 및 γ1 기반 BEAT CH3 도메인을 포함하는 BEAT 중쇄(서열번호 311)로 이루어진다. 이러한 이중특이적 항체는 본원에서 BEAT IgEbsw17/CD3(SP34-Kappa2) 항체로서 지칭된다.
기재된 막 IgE 발현 세포주는 상기 기재된 것과 유사한 검정으로 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용되었다.
scFv 포맷에서 개선된 SP34의 기능성 등가물
- 이중특이적 CD38×CD3 항체
이들의 발현을 개선하도록 다양한 SP34 scFv에 대해 수행된 변형이 기능적 특성, 즉 CD3의 결합에 또한 영향을 미치는지를 측정하기 위해, 이들은 CD38×CD3 이중특이성의 맥락에서 시험했다. FAB로서 존재하는 CD38 결합 암은 서열번호 133에 의해 코딩된 중쇄 가변 영역 및 서열번호 134에 의해 코딩된 경쇄 가변 영역을 포함한다. CD3 결합 암은 scFv(서열번호 403)으로 재포맷된 본래 마우스 SP34, 또는 중쇄/경쇄 조합 H1/L21(서열번호 361), H5/L32(서열번호 311), H5/L65(서열번호 394) 및 H5/L67(서열번호 396)을 포함하는 변형된 인간화 SP34 scFv를 포함한다.
상이한 버젼의 SP34를 사용하는 각각의 CD3/CD38 BEAT를 일시적으로 발현시키고, 정제했다. 이들은 T 세포 사멸을 재지시하는 이들의 능력을 비교하기 위해 시험관내에서 시험했다. Raji CD38 발현 세포주(재료 및 방법 섹션 참조)를 사용하여 재지시된 T 세포 사멸을 평가했다. 검정은 10:1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율과 함께 PBMC를 효과기 세포로서 사용했다.
RDL-FACS 방법으로 측정하는 경우, 모든 BEAT는 6 내지 10pM의 비교가능한 EC50을 나타냈다(2명 공여자의 평균, 24시간 배양)(도 37).
- 이중특이적 CD20×CD3 항체
H5/L65 중쇄/경쇄 조합(서열번호 394)를 포함하는 SP34 scFv의 특성은 또한 CD20 FAB 결합 암, 리툭시맵, 각각 서열번호 282 및 283의 VH 및 VL 도메인과 조합하여 시험했다.
CD3/CD20 BEAT를 일시적으로 발현시키고, 정제하고, 이어서 T 세포 사멸을 재지시하는 이들의 능력을 비교하기 위해 시험관내에서 시험했다. Raji CD20 발현 세포주(재료 및 방법 섹션 참조)는 재지시된 T 세포 사멸을 평가하기 위해 사용했다. 검정은 24시간 인큐베이션한 5:1의 효과기 세포 대 표적 세포 비율과 함께 PBMC를 효과기 세포로 사용했다.
RDL-FACS 방법으로 측정하는 경우, 모든 BEAT는 H1/L21(서열번호 361)을 포함하는 CD3×CD20 BEAT에 대해 37.56pM의 비교가능한 EC50(4명 공여자의 평균, 24시간 인큐베이션)를 나타냈다(도 38)(상기 참조).
이중특이적 EGFR ×CD3 항체
o 에르비툭스/CD3
KRAS 돌연변이를 포함하는 환자는 모노클로날 항체 세툭시맵(상표명 에르비툭스)을 사용한 치료로부터 어떠한 이익도 나타내지 않는다[참조: Karapetis C et al., N Engl J Med 359: 1757 (2008)].
개선된 SP34 scFv의 특성을 추가로 평가하고 고도 EGFR 발현 세포주를 사멸시키고 KRAS 내성을 극복할 수 있음을 확립하기 위해, 이중특이적 에르비툭스(중쇄 서열번호 174 및 경쇄 서열번호 175) -hSP34(서열번호 394) BEAT를 작제하고, 시험관내 재지시된 T-세포 용해 검정을 KRAS 돌연변이된 암 세포주 A549(폐) 및 HCT116(결장직장암)에서 수행했다. 추가로, 에르비툭스 -hSP34가 높은 및 중간 발현 수준의 EGFR을 나타내는 세포만을 사멸시키고 낮은 EGFR 발현 세포를 사멸시키지 않는 것을 입증하기 위해, 낮은 EGFR 발현 세포주 MCF-7를 검정에 또한 포함시켰다. 세포주의 EGFR 상태는 EGFR PharmDx 면역조직화학 키트를 사용하여 측정했다(표 2).
세포주 sABC의 평균
A549 182'454
HCT116 44'294
MCF-7 5'644
IvIg를 각 웰에 2.5mg/mL로 첨가하여, 에르비툭스의 작용 모드를 양호하게 모방하는 에르비툭스 효과기 기능을 차단했고, 이는 EGFR 신호전달의 억제이다. 도 39에 제시된 바와 같이, 에르비툭스는 어떠한 세포주에 대해서도 효과를 갖지 않았다(어떠한 EC50도 평가할 수 없다).
대조적으로, 도 40에 제시된 바와 같이, 에르비툭스/hSP34 BEAT는 각각 66.97pM 및 43.3pM의 EC50과 함께 KRAS 돌연변이된 A549 및 HCT116 종양 세포를 효과적으로 사멸시킬 수 있는 반면, 보다 낮은 EGFR 발현 MCF-7 세포는 효과적으로 사멸되지 않는다.
o 벡티빅스
개선된 SP34 scFv의 특성을 추가로 평가하고 높은 EGFR 발현 세포주를 사멸시키고 FAB -hSP34 BEAT(서열번호 394)로서 이중특이적 벡티빅스(VL 서열번호 291 및 VH 서열번호 290)으로 KRAS 내성 메카니즘을 극복할 수 있는 것을 추가로 확립하기 위해, ScFv로서, 시험관내 재지시된 T-세포 용해 검정을 높은 EGFR 발현 폐암 세포주 HCC827 뿐만 아니라 KRAS 돌연변이된 폐암 세포주 A549 및 결장직장암 KRAS 양성 세포주 HCT116 및 SW480에 대해 수행했다.
벡티빅스/hSP34 BEAT가 높은 및 중간 발현 수준의 EGFR을 나타내는 세포만을 사멸시키고 낮은 EGFR 발현 세포를 사멸시키지 않는 것을 입증하기 위해, 낮은 EGFR 발현 세포주 MCF-7을 또한 사멸 검정에 포함시켰다. 세포주의 EGFR 상태(도 41)는 EGFR PharmDx 면역조직화학 키트(Dako, Cambridge, UK)를 사용하여 측정했다.
도 42에 제시된 바와 같이, 벡티빅스는 평가된 어떠한 세포주에 대해 효과를 갖지 않는다(2명 공여자의 평균 및 효과기:표적 세포 비율 20:1. 판독: MTS로 48시간 후).
벡티빅스/hSP34 BEAT의 경우, 10:1의 효과기:표적 세포 비율을 사용했고, 데이터는 4명 공여자의 평균으로 제시된다.
도 43에 제시된 바와 같이, 벡티빅스/hSP34 BEAT는 각각 0.1557, 0.6127, 0.3406 및 6.986pM의 EC50과 함께 높은 EGFR 발현 세포주 HCC827 및 KRAS 돌연변이된 A549, HCT116 및 SW480 종양 세포를 효과적으로 사멸시키는 반면, 낮은 EGFR 발현 MCF-7 세포는 효율적으로 사멸되지 않는다(EC50 = 627.4 pM).
Figure pct00001
표 3에서, 4명 공여자의 평균 EC50을 측정하고, 치료학적 윈도우를 계산했다(EC50(X)/EC50(HCC827)벡티빅스-CD3).
SEQUENCE LISTING <110> Glenmark Pharmaceuticals S.A. <120> T CELL RETARGETING HETERO-DIMERIC IMMUNOGLOBULINS <130> IPA170510-CH <150> PCT/EP2014/073738 <151> 2014-11-04 <150> US 14/532,923 <151> 2014-11-04 <160> 403 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 227 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> SEQ ID NO: 1 - Fc 133 <400> 1 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly 1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met 20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His 35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Gln Phe Lys Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val 50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Phe 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile 100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Thr Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val 115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu Met Thr Lys Asn Gln Val Ser 130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Ser Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Asn Thr Thr Pro Pro 165 170 175 Met Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val 180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Ile Phe Ser Cys Ser Val Met 195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn Arg Phe Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser 210 215 220 Pro Gly Lys 225 <210> 2 <211> 450 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> SEQ ID NO: 2 - 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BEAT antibody scFv heavy chain SP34(anti-CD3 epsilon arm - humanized SP34 VH5/VL69 BT11 LALA) <400> 398 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 Thr Phe Asn Thr Tyr 20 25 30 Ala Met Asn Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Val 35 40 45 Ala Arg Ile Arg Ser Lys Tyr Asn Asn Tyr Ala Thr Tyr Tyr Ala Asp 50 55 60 Ser Val Lys Gly Arg Phe Thr Ile Ser Arg Asp Asp Ser Lys Asn Thr 65 70 75 80 Leu Tyr Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr 85 90 95 Tyr Cys Val Arg His Gly Asn Phe Gly Asn Ser Tyr Val Ser Tyr Phe 100 105 110 Ala Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Thr Val Thr Val Ser Ser Gly Gly Gly 115 120 125 Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Glu Ile Val Val 130 135 140 Thr Gln Ser Pro Ala Thr Leu Ser Val Ser Pro Gly Glu Arg Ala Thr 145 150 155 160 Leu Ser Cys Arg Ser Ser Thr Gly Ala Val Thr Glu Asp Asn Tyr Ala 165 170 175 Asn Trp Val Gln Glu Lys Pro Gly Gln Ala Phe Arg Gly Leu Ile Gly 180 185 190 Gly Ala Asn Lys Arg Ala Pro Gly Val Pro Ala Arg Phe Ser Gly Ser 195 200 205 Leu Ser Gly Asp Glu Ala Thr Leu Thr Ile Ser Ser Leu Gln Ser Glu 210 215 220 Asp Phe Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Leu Phe Tyr Ser Asn Thr Trp Val 225 230 235 240 Phe Gly Gln Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys Gly Gly Gly Gly Thr Asp 245 250 255 Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly Gly 260 265 270 Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile 275 280 285 Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His Glu 290 295 300 Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val His 305 310 315 320 Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr Arg 325 330 335 Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly Lys 340 345 350 Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile Glu 355 360 365 Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Glu Val Ala 370 375 380 Thr Phe Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Thr Leu 385 390 395 400 Val Cys Leu Val Thr Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp 405 410 415 Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Asp Pro Pro Leu 420 425 430 Leu Glu Ser Gln Gly Ser Phe Ala Leu Ser Ser Arg Leu Arg Val Asp 435 440 445 Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met His 450 455 460 Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser Pro 465 470 475 480 Gly <210> 399 <211> 217 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> SEQ ID NO: 399 SP34 humanized light chain with VL65 domain <400> 399 Glu Ile Val Val Thr Gln Ser Pro Ala Thr Leu Ser Val Ser Pro Gly 1 5 10 15 Glu Arg Ala Thr Leu Ser Cys Arg Ser Ser Thr Gly Ala Val Thr Glu 20 25 30 Ser Asn Tyr Ala Asn Trp Val Gln Glu Lys Pro Gly Gln Ala Phe Arg 35 40 45 Gly Leu Ile Gly Gly Ala Asn Lys Arg Ala Pro Gly Val Pro Ala Arg 50 55 60 Phe Ser Gly Ser Leu Ser Gly Asp Glu Ala Thr Leu Thr Ile Ser Ser 65 70 75 80 Leu Gln Ser Glu Asp Phe Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Leu Phe Tyr Ser 85 90 95 Asn Thr Trp Val Phe Gly Gln Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys Arg Thr 100 105 110 Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro Pro Ser Asp Glu Gln Leu 115 120 125 Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe Tyr Pro 130 135 140 Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly 145 150 155 160 Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr 165 170 175 Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His 180 185 190 Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu Ser Ser Pro Val 195 200 205 Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys 210 215 <210> 400 <211> 216 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> SEQ ID NO: 400 - 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scFv fragment mouse SP34 human IgG1 Fc fusion <400> 403 Glu Val Gln Leu Val Glu Ser Gly Gly Gly Leu Val Gln Pro Lys Gly 1 5 10 15 Ser Leu Lys Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Thr Phe Asn Thr Tyr 20 25 30 Ala Met Asn Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Val 35 40 45 Ala Arg Ile Arg Ser Lys Tyr Asn Asn Tyr Ala Thr Tyr Tyr Ala Asp 50 55 60 Ser Val Lys Asp Arg Phe Thr Ile Ser Arg Asp Asp Ser Gln Ser Ile 65 70 75 80 Leu Tyr Leu Gln Met Asn Asn Leu Lys Thr Glu Asp Thr Ala Met Tyr 85 90 95 Tyr Cys Val Arg His Gly Asn Phe Gly Asn Ser Tyr Val Ser Trp Phe 100 105 110 Ala Tyr Trp Gly Gln Gly Thr Leu Val Thr Val Ser Ala Gly Gly Gly 115 120 125 Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gln Ala Val Val 130 135 140 Thr Gln Glu Ser Ala Leu Thr Thr Ser Pro Gly Glu Thr Val Thr Leu 145 150 155 160 Thr Cys Arg Ser Ser Thr Gly Ala Val Thr Thr Ser Asn Tyr Ala Asn 165 170 175 Trp Val Gln Glu Lys Pro Asp His Leu Phe Thr Gly Leu Ile Gly Gly 180 185 190 Thr Asn Lys Arg Ala Pro Gly Val Pro Ala Arg Phe Ser Gly Ser Leu 195 200 205 Ile Gly Asp Lys Ala Ala Leu Thr Ile Thr Gly Ala Gln Thr Glu Asp 210 215 220 Glu Ala Ile Tyr Phe Cys Ala Leu Trp Tyr Ser Asn Leu Trp Val Phe 225 230 235 240 Gly Gly Gly Thr Lys Leu Thr Val Leu Gly Gly Gly Gly Thr Asp Lys 245 250 255 Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro 260 265 270 Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile Ser 275 280 285 Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His Glu Asp 290 295 300 Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val His Asn 305 310 315 320 Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr Arg Val 325 330 335 Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly Lys Glu 340 345 350 Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile Glu Lys 355 360 365 Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val Tyr Thr 370 375 380 Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Ser Leu Thr 385 390 395 400 Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu 405 410 415 Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu 420 425 430 Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val Asp Lys 435 440 445 Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met His Glu 450 455 460 Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser Pro Gly 465 470 475 480 Lys

Claims (10)

  1. 인간 CD3에 결합하고, 서열번호 101, 서열번호 102, 서열번호 103 및 서열번호 104로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중쇄 가변 도메인 및 서열번호 105, 서열번호 106, 서열번호 401 및 서열번호 402로 이루어진 그룹으로부터 선택된 경쇄 가변 도메인을 적어도 포함하는, 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편.
  2. 제1항에 있어서, 서열번호 101 및 서열번호 105, 서열번호 104 및 서열번호 106, 서열번호 104 및 서열번호 401, 서열번호 104 및 서열번호 402로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중쇄 가변 도메인 및 경쇄 가변 도메인 쌍을 포함하는, 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편.
  3. 제1항에 있어서, 서열번호 359 및 서열번호 399, 서열번호 359 및 서열번호 400로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중쇄 및 경쇄 쌍을 포함하는, 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 항원 결합 단백질 또는 단편이 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편인, 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편.
  5. 제2 에피토프에 결합하는, 제4항에 따른 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역이 FAB이고 제2 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역이 scFv이거나, 제1 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역이 scFv이고 제2 폴리펩티드의 에피토프 결합 영역이 FAB인, 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편.
  7. 제6항에 있어서, scFv가 인간 CD3에 결합하고 그룹 서열번호 361, 서열번호 311, 서열번호 394 및 서열번호 396으로부터 선택된 서열을 포함하는, 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 scFv가, 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv-Fc로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여 적어도 2배의 발현 개선을 갖는, 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편.
  9. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, FAB 암(arm)을 포함하는 이중특이적 항체에서 발현되는 경우의 상기 scFv가, FAB 암을 포함하는 이중특이적 항체에서 발현되는 경우의 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 scFv로서 포맷된 SP34 키메라와 비교하여, 적어도 2배의 발현 개선을 갖는, 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편 또는 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편이, 서열번호 60 및 61에 의해 코딩된 중쇄 및 경쇄 가변 영역을 포함하는 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편 또는 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편과 비교하여 보다 큰 열안정성을 갖는, 에피토프 결합 단백질 또는 이의 단편 또는 헤테로이량체성 면역글로불린 또는 이의 단편.
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