KR20170103037A

KR20170103037A - Il-23에 결합하는 항체

Info

Publication number: KR20170103037A
Application number: KR1020177024414A
Authority: KR
Inventors: 캐서린 브라우티감 베이들러; 스튜어트 윌리스 브라이트; 다니엘 스코트 기라드; 크리스틴 케이 키클리
Original assignee: 일라이 릴리 앤드 캄파니
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2017-09-12
Also published as: JOP20140049B1; IL240731B; CY2023021I1; AP2015008708A0; FR23C1036I1; US20150232552A1; EA201591368A1; NZ711147A; IL272042B; JP2016510744A; AU2014226094A1; HUE051357T2; CA2901462C; JP6096938B2; TN2015000348A1; CN105307681A; BR112015019611B1; KR101775115B1; MA38382A1; PL2964258T3

Abstract

본 발명은 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하고 고-친화도의 선택적인 중화 특성을 가짐을 특징으로 하는 항체를 제공한다. 항체는 다발성 경화증, 류마티스 관절염, 건선, 염증성 장질환, 강직성 척추염, 이식편대숙주질환, 루프스 및 대사증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 자가면역 또는 염증성 상태의 치료 또는 예방에 유용하다. 항체는 또한 암의 치료에도 유용하다.

Description

IL-23에 결합하는 항체{ANTIBODIES THAT BIND IL-23}

본 발명은 인간 인터류킨-23 (IL-23)에 결합하는 항체 및 그의 용도에 관한 것이다.

인터류킨-23 (IL-23)은 p19 및 p40 서브유닛으로 구성된 디술피드-결합 이종이량체 시토카인이다. IL-23은 시토카인의 인터류킨-12 (IL-12) 패밀리의 일부이다. IL-12는 공유결합된 p40 및 p35 서브유닛으로 이루어진 70kDa의 이종이량체 시토카인이다. IL-12는 보호적인 선천적 및 후천적 면역반응의 발생에서 및 종양 감시에서 중요한 역할을 한다. IL-12는 또한 그의 T 헬퍼 유형 1 (Th1) 반응 촉진능을 통해 염증반응에도 관여되어 있다. 그러나, 염증반응에 있어서 IL-12의 기능적 역할은 관련 시토카인 IL-23의 발견으로 재평가되었다. IL-23은 IL-12와 동일한 p40 서브유닛으로 구성되어 있지만 p19 서브유닛과 공유적으로 짝을 이루고 있다. IL-12의 역할을 평가하는 데 사용되는 시약 중 다수는 공유된 IL-12/IL-23 p40 서브유닛에 대하여 지향되는데, 이는 이전에는 IL-12에 기인하는 것으로 생각되었던 활성이 IL-23을 통해 매개되었을는지도 모른다는 것을 의미한다. IL-23 결손 마우스의 개발은 연구자들로 하여금 IL-12와 IL-23의 활성간을 구별하게 해주었고, IL-23을 자가면역/염증 반응의 필수적인 매개자로서 확인시켜주었다.

기능적 IL-23 수용체는 IL-12 수용체와 공유되고 있는 IL-12Rβ1 서브유닛, 및 IL-23R 서브유닛의 이종이량체이다. IL-23에 대한 수용체는 야누스 키나제 2 (Jak2)와 구성적으로 회합되어 있으며, STAT3을 우세하게 활성화시키며, IL-12에 비해서는 보다 적은 STAT4 활성화를 보인다.

IL-23 수용체는 활성화된/메모리 T 세포 및 자연 킬러 (NK) 세포상에서 발현된다. 단핵구, 대식구 및 수지상 세포 역시 낮은 수준으로 IL-23 수용체를 발현한다. IL-23은 고전적인 Th1 및 Th2 세포와는 다른 "Th17 세포"로 불리는 세포의 신규 서브세트로의 나이브(naive) CD4+ T 세포의 분화와 유지를 지원한다. Th17 세포는 인터류킨-17A (IL-17A) 및 인터류킨-17F (IL-17F)를 생산한다. Th17 세포는 종양괴사인자 알파 (TNF-α)를 비롯한 염증반응을 구동하는 것으로 알려진 종양괴사인자, 인터류킨-6 (IL-6), 과립구-대식구 콜로니-자극 인자 (GM-CSF), CXCL1 및 CCL20을 포함하여, 염증반응을 구동하는 것으로 알려진 다양한 다른 인자를 생산한다. NK 세포 및 선천성 림프구양 세포, 예컨대 림프양 조직 유도 (LTi)-유사 세포는 IL-23 수용체 및 레티노산-관련 오판(orphan) 수용체 (ROR) 감마를 발현하고 IL-23에 반응하여 IL-17을 생산한다. IL-1β와 IL-23은 또한 감마-델타 T 세포를 공-자극하여 T 세포 수용체 연동없이 IL-17 생산을 유도한다.

IL-23 응답성 세포가 자가면역 염증 질환 및 암과 연관되어 있다는 실질적 증거가 존재한다. 특히, IL-12에 영향을 미침이 없이 IL-23을 억제하는 것이 숙주 방어의 억제 위험을 최소화하면서 치료적 이익을 극대화하는 것으로 가정됨에 따라 IL-23-특이적 억제제 (즉, IL-23은 억제하지만 IL-12는 억제하지 않는 억제제)가 특히 유용할 것이다.

IL-23의 p19 서브유닛에 특이적으로 결합하는 항체가 잠재적으로 유용한 억제제이며, 예를 들어 WO 2007/024846 및 WO 2007/027714를 참조한다. WO 2007/024846에 개시된 항체가 안고 있는 문제점은 적어도 조직 교차반응성에 대한 가능성, 특히 망막 조직에의 결합 가능성이며, 이는 안전성 문제이다. 또한, WO 2007/024846에 개시된 항체는 적어도 준-최적 물리-화학적 특성, 예를 들어 응집의 원인이 되는 극단적인 소수성을 보유하는데, 그러한 점은 공업적 규모로의 항체 생산에 대한 현저한 장벽을 제기한다. 부가적으로, IL-23의 p19 서브유닛을 표적화하는 어떠한 항체도 치료상의 사용에 대하여 승인받은 바 없다.

따라서, IL-23 항체에 대한 필요성이 상존한다. 특히, IL-23, 특히 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 고-친화도로 결합하고, 관련 시토카인 패밀리 구성원 IL-12의 p40 서브유닛에는 결합하지 않는 IL-23 항체에 대한 필요성이 상존한다. 보다 구체적으로, IL-23의 p19 서브유닛에 고-친화도로 결합하고, 조직 교차반응성, 특히 망막 조직 교차반응성을 관찰가능하게 보이지 않는 IL-23 항체에 대한 필요성이 상존한다. 개발, 제조 또는 제제화를 촉진하는 제약상 허용되는 물리-화학적 특성을 소유하는 IL-23 항체에 대한 필요성이 또한 상존한다.

본 발명은 경쇄 및 중쇄를 포함하며, 여기서 경쇄는 경쇄 가변 영역 (LCVR)을 포함하고, 중쇄는 중쇄 가변 영역 (HCVR)을 포함하고, LCVR은 아미노산 서열 LCDR1, LCDR2 및 LCDR3을 포함하고, HCVR은 아미노산 서열 HCDR1, HCDR2 및 HCDR3을 포함하고, LCDR1은 서열 4이고, LCDR2는 서열 5이고, LCDR3은 서열 6이고, HCDR1은 서열 1이고, HCDR2는 서열 2이고, HCDR3은 서열 3인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 제공한다.

본 발명의 실시양태에서, 항체는 경쇄 및 중쇄를 포함하며, 여기서 경쇄는 경쇄 가변 영역 (LCVR)을 포함하고, 중쇄는 중쇄 가변 영역 (HCVR)을 포함하고, LCVR의 아미노산 서열은 서열 8이며 HCVR의 아미노산 서열은 서열 7이다.

본 발명의 추가 실시양태에서, 항체는 2개의 경쇄 가변 영역 (LCVR) 및 2개의 중쇄 가변 영역 (HCVR)을 포함하며, 여기서 각각의 LCVR의 아미노산 서열은 서열 8이고, 각각의 HCVR의 아미노산 서열은 서열 7이다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 항체는 경쇄 및 중쇄를 포함하며, 여기서 경쇄의 아미노산 서열은 서열 10이고, 중쇄의 아미노산 서열은 서열 9이다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 항체는 2개의 경쇄 및 2개의 중쇄를 포함하며, 여기서 각각의 경쇄의 아미노산 서열은 서열 10이고, 각각의 중쇄의 아미노산 서열은 서열 9이다.

본 발명은 경쇄 및 중쇄를 포함하며, 여기서 경쇄는 경쇄 가변 영역 (LCVR)을 포함하고, 중쇄는 중쇄 가변 영역 (HCVR)을 포함하고, LCVR은 상보성 결정 영역 LCDR1, LCDR2 및 LCDR3을 포함하고, HCVR은 상보성 결정 영역 HCDR1, HCDR2 및 HCDR3을 포함하고, LCDR1은 아미노산 서열 서열 4로 이루어지고, LCDR2는 아미노산 서열 서열 5로 이루어지고, LCDR3은 아미노산 서열 서열 6으로 이루어지고, HCDR1은 아미노산 서열 서열 1로 이루어지고, HCDR2는 아미노산 서열 서열 2로 이루어지고, HCDR3은 아미노산 서열 서열 3으로 이루어지는 것인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 제공한다.

본 발명은 경쇄 및 중쇄를 포함하며, 여기서 경쇄는 경쇄 가변 영역 (LCVR)을 포함하고, 중쇄는 중쇄 가변 영역 (HCVR)을 포함하고, LCVR 쇄는 아미노산 서열 서열 8을 포함하고, HCVR 쇄는 아미노산 서열 서열 7을 포함하는 것인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 또한 제공한다.

본 발명은 경쇄 및 중쇄를 포함하며, 여기서 경쇄는 아미노산 서열 서열 10을 포함하고, 중쇄는 아미노산 서열 서열 9를 포함하는 것인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 또한 제공한다.

본 발명은 2개의 경쇄 및 2개의 중쇄를 포함하며, 여기서 각각의 경쇄는 아미노산 서열 서열 10을 포함하고, 각각의 중쇄는 아미노산 서열 서열 9를 포함하는 것인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 또한 제공한다.

본 발명의 항체의 아미노산 서열을 이하에 제공한다.

서열

본 발명은 서열 15의 아미노산 위치 81-99 및 115-140내 입체형태 에피토프에서 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 또한 제공한다.

본 발명은 서열 15의 적어도 아미노산 잔기 94P, 95S, 97L, 98P, 99D, 123W, 130S, 133P 및 137W와 접촉하는, 서열 15의 아미노산 위치 81-99 및 115-140내 입체형태 에피토프에서 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 또한 제공한다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 항체는 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 선택적이다.

인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합시, 본 발명의 항체는 IL-23 수용체의 IL-23 서브유닛에의 인간 IL-23 결합을 방해한다. 따라서, 본 발명의 항체는 IL-23 수용체의 인간 IL-23 서브유닛에서의 인간 IL-23의 활성을 억제한다.

본 발명의 항체는 IL-23 수용체의 IL-12Rβ1 서브유닛에의 인간 IL-23 결합을 방해하지 않고, 따라서 IL-23 수용체의 IL-12Rβ1 서브유닛에서의 인간 IL-23의 활성을 억제하지 않는다.

항체는 인간 IL-23과 인간 IL-12에 의해 공유되어지는 p40 서브유닛에 검출가능하게 결합하지 않는다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 항체는 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 대한 중화 활성을 갖는다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 본 발명의 항체는 약 90 pM 이하의 IC₅₀을 갖는다. 바람직하게는, 본 발명의 항체는 약 74 pM 이하의 IC₅₀을 갖는다. IC₅₀ 값은 실시예 1중 "뮤린 비장세포에서 항체 I에 의한 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23의 시험관내 중화"라는 제하의 섹션에 기재된 바와 같이 시험관내 뮤린 비장세포 검정으로 측정된다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 본 발명의 항체는 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 선택적이고 그에 대한 중화 활성을 갖는다.

본 발명의 또 다른 추가 실시양태에서, 본 발명의 항체는 인간 IL-23에 대하여 약 10 pM 내지 약 30 pM의 해리 평형상수 K_D를 갖는다. 바람직하게는, 본 발명의 항체는 인간 IL-23에 대하여 약 21 pM의 K_D를 갖는다. K_D 값은 실시예 1중 "항체 I에 대한 표면 플라즈몬 공명 (비아코어, BIAcore)에 의한 친화도 결합 측정)"제하의 섹션에 기재된 바와 같이 37℃에서의 결합 동역학에 의해 설정된다. 본 발명의 항체는 약 2.2 x 10⁶ M^-1sec^-1내지약 2.6 x 10⁶ M^-1sec^-1의 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 대한 k_on 레이트를 가짐을 추가 특징으로 한다. 바람직하게는, 본 발명의 항체는 약 2.43 x 10⁶ M^-1sec^-1의 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 대한_.k_on 레이트를 갖는다. 본 발명의 항체는 약 0.30 x 10^-4 sec^-1내지약 0.70 x 10^-4 sec^-1의 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 대한 k_off 레이트를 가짐을 또한 추가 특징으로 한다. 바람직하게는, 본 발명의 항체는 약 0.52 x 10^-4 sec^-1-의 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 대한_.k_off 레이트를 갖는다.

본 발명의 항체는 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 고-친화도로 결합한다. 본원 개시의 목적상, 용어 "고-친화도"는 적어도 약 21 pM의 K_D를 언급한다. K_D 값은 실시예 1중 "항체 I에 대한 표면 플라즈몬 공명 (비아코어)에 의한 친화도 결합 측정"이라는 제하의 섹션에 기재된 바와 같이 37℃에서의 결합 동역학에 의해 설정된다.

인간 IL-23에 결합하는 특정 종래기술 항체와는 달리, 본 발명의 항체는 조직 교차반응성을 관찰가능하게 보이지 않는다. 특히, 본 발명의 항체는 망막 조직에 관찰가능하게 결합하지 않는다.

본 발명의 항체는 생리학적 및 실험실 조건에서의 제약상 허용되는 용해도, 및 제약상 허용되는 화학적 및 물리적 안정성을 비롯하여 제약상 허용되는 물리-화학적 특성을 소유하며, 여기에서 항체는 단량체 형태로 잔류하며, 매우 적은 고-분자량 (HMW) 응집체가 실시예 1중 "IL-23 항체의 물리-화학적 특성"이라는 제하의 섹션에 기재된 바와 같은 조건의 범위하에서 관찰된다.

본 발명은 본 발명의 항체 및 1종 이상의 제약상 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제를 포함하는 제약 조성물을 추가로 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 제약 조성물은 1종 이상의 부가적인 치료제를 추가로 포함한다.

본 발명은 상태의 치료 또는 예방을 필요로 하는 환자에게 유효량의 본 발명의 항체를 투여하는 단계를 포함하며, 여기서 상태는 다발성 경화증, 류마티스 관절염, 건선, 염증성 장질환, 강직성 척추염, 이식편대숙주질환, 루프스 및 대사증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 자가면역 또는 염증성 상태인, 환자에서 상기 상태를 치료 또는 예방하는 방법을 또한 제공한다.

본 발명은 상태의 치료 또는 예방을 필요로 하는 환자에게 본 발명의 항체의 유효량을 투여하는 단계를 포함하는, 여기서 상태는 암인, 환자에서 상기 상태를 치료 또는 예방하는 방법을 또한 제공한다.

본 발명의 실시양태에서, 암은 흑색종, 결장암, 난소암, 두경부암, 폐암, 유방암 또는 위암이다.

본 발명은 요법에 사용하기 위한 본 발명의 항체를 또한 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 다발성 경화증, 류마티스 관절염, 건선, 염증성 장질환, 강직성 척추염, 이식편대숙주질환, 루프스 및 대사증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 자가면역 또는 염증성 상태의 치료 또는 예방에 사용하기 위한 본 발명의 항체를 제공한다.

본 발명은 암의 치료 또는 예방에 사용하기 위한 본 발명의 항체를 또한 제공한다.

본 발명은 다발성 경화증, 류마티스 관절염, 건선, 염증성 장질환, 강직성 척추염, 이식편대숙주질환, 루프스 및 대사증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 상태의 치료 또는 예방용 의약의 제조에 있어서 본 발명의 항체의 용도를 제공한다.

본 발명은 암의 치료 또는 예방용 의약의 제조에 있어서 본 발명의 항체의 용도를 또한 제공한다.

본 발명은 또한 본 발명의 상기 기재된 항체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다.

본 발명은 아미노산 서열 서열 10을 갖는 경쇄 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA 분자를 제공한다.

본 발명은 아미노산 서열 서열 9를 갖는 중쇄 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA 분자를 또한 제공한다.

한 실시양태에서, 본 발명은 HCVR은 서열 11에 의해 코딩되고, LCVR은 서열 12에 의해 코딩되는, 본 발명의 항체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.

추가 실시양태에서, 본 발명은 중쇄는 서열 13에 의해 코딩되고, 경쇄는 서열 14에 의해 코딩되는, 본 발명의 항체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 RNA의 형태로 또는 DNA의 형태로 존재할 수 있으며, 그 DNA는 cDNA 및 합성 DNA를 포함한다. DNA는 이중가닥 또는 단일가닥일 수 있다. 본 발명의 항체를 코딩하는 코딩 서열은 유전코드의 중복성 또는 축중성의 결과로서 다양할 수 있다.

본 발명의 항체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 다음의 것들을 포함할 수 있다: 오직 항체에 대한 코딩 서열만, 항체에 대한 코딩 서열과 부가적인 코딩 서열, 예컨대 리더 또는 분비 서열 또는 전구단백질 서열; 항체에 대한 코딩 서열과 비-코딩 서열, 예컨대 단백질에 대한 코딩 서열의 인트론 또는 비-코딩 서열 5' 및/또는 3'. 따라서 용어 "항체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드"는 단백질에 대한 코딩 서열뿐만 아니라 부가적인 코딩 및/또는 비-코딩 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있는 폴리뉴클레오티드를 포함한다.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 그 서열이 발현 제어 서열에 작동가능하게 연결된 후에 숙주 세포에서 발현될 것이다. 발현벡터는 전형적으로는 숙주 생물체에서 에피좀으로서 또는 숙주 염색체 DNA의 일체부(integral part)로서 복제가능하다. 일반적으로, 발현벡터는 목적 DNA 서열로 형질전환된 그들 세포의 검출을 가능케 해줄 선택마커, 예를 들어 테트라사이클린, 네오마이신 및 디히드로폴레이트 리덕타제를 함유할 것이다.

본 발명은 아미노산 서열 서열 10을 갖는 경쇄 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA 분자 및 아미노산 서열 서열 9를 갖는 중쇄 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 DNA 분자를 포함하는 재조합 숙주 세포를 제공하며, 그리고 그 세포는 중쇄 및 경쇄를 포함하며, 여기서 중쇄의 아미노산 서열은 서열 9이고 경쇄의 아미노산 서열은 서열 10인 항체를 발현할 수 있다.

본 발명의 항체는 포유동물 세포, 예컨대 CHO, NS0, HEK293 또는 COS 세포에서; 박테리아 세포, 예컨대 이. 콜라이(E. coli), 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 또는 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescence)에서; 또는 진균 또는 효모 세포에서 손쉽게 생산될 수 있다. 숙주 세포는 관련 기술분야에 널리 공지된 기술을 이용하여 배양된다.

관심 폴리뉴클레오티드 서열 (예를 들어, 항체의 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 및 발현 제어 서열)을 함유하는 벡터는 세포 숙주의 유형에 따라 변하게 되는 널리 공지된 방법에 의해 숙주 세포중으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 염화칼슘 형질전환은 원핵생물 세포의 경우에 통용되며, 반면에 인산칼슘 처리 또는 전기천공은 다른 세포 숙주의 경우에 사용될 수 있다.

다양한 단백질 정제 방법이 이용될 수 있으며, 그러한 방법은 관련 기술분야에 알려져 있고, 예를 들어 문헌 (Deutscher, Methods in Enzymology 182: 83-89 (1990) and Scopes, Protein Purification: Principles and Practice, 3rd Edition, Springer, NY (1994))에 기재되어 있다.

본 발명은

a) 제7항의 재조합 숙주 세포를 상기 항체가 발현되도록 하는 조건하에서 배양하는 단계; 및

b) 상기 숙주 세포로부터 발현 항체를 회수하는 단계

를 포함하는, 중쇄 및 경쇄를 포함하며, 여기서 중쇄는 아미노산 서열 서열 9를 포함하고, 경쇄는 아미노산 서열 서열 10을 포함하는 것인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 생산하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은

a) 서열 9에 의해 주어진 폴리펩티드 서열을 코딩하는 제1 폴리뉴클레오티드 서열 및 서열 10에 의해 주어진 폴리펩티드 서열을 코딩하는 제2 폴리뉴클레오티드 서열을 포함하는 재조합 숙주 세포를 상기 폴리펩티드 서열이 발현되도록 하는 조건하에서 배양하는 단계; 및

b) 상기 숙주 세포로부터 중쇄 및 경쇄를 포함하며, 여기서 상기 중쇄의 폴리펩티드 서열은 서열 9에 의해 주어지고 상기 경쇄의 폴리펩티드 서열은 서열 10에 의해 주어지는 항체를 회수하는 단계

를 포함하는, 중쇄 및 경쇄를 가지며, 여기서 중쇄의 아미노산 서열은 서열 9이고, 경쇄의 아미노산 서열은 서열 10인, 인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체를 생산하는 방법을 제공한다.

상기 기재된 방법의 한 실시양태에서, 서열 9에 의해 주어진 폴리펩티드 서열을 코딩하는 제1 폴리뉴클레오티드 서열 및 서열 10에 의해 주어진 폴리펩티드 서열을 코딩하는 제2 폴리뉴클레오티드 서열은 동일 핵산분자의 일부이다.

한 실시양태에서, 본 발명은 상기 기재된 방법에 의해 생산된 항체를 제공한다.

추가 실시양태에서, 상기 기재된 방법에 의해 생산된 항체는 2개의 중쇄 및 2개의 경쇄를 가지며, 여기에서 각각의 중쇄의 폴리펩티드 서열은 서열 9에 의해 주어지고, 각각의 경쇄의 폴리펩티드 서열은 서열 10에 의해 주어진다.

본 발명의 항체는 IgG 유형 항체이고 쇄내 및 쇄간 디술피드 결합을 통해 가교결합되는 4개 아미노산 쇄 (2개의 "중"쇄 및 2개의 "경"쇄)를 갖는다. 특정 생물학적 시스템에서 발현시, 천연 인간 Fc 서열을 갖는 항체는 Fc 영역에서 당화된다. 항체는 다른 위치에서도 또한 당화될 수 있다.

각각의 중쇄는 N-말단 HCVR 및 중쇄 불변영역 ("HCCR")을 포함하여 이루어진다. 인간 중쇄는 감마, 뮤, 알파, 델타 또는 엡실론으로서 분류되고, 항체의 이소형을 각각 IgG, IgM, IgA, IgD 또는 IgE로서 정의한다. 인간 IgG 항체는 서브클래스, 예를 들어 IgG₁, IgG₂, IgG₃, IgG₄로 좀더 세분될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 항체는 Fc 수용체-매개 염증 메카니즘을 연동하거나 또는 보체를 활성화하기 위한 감소된 능력으로 인해 감소된 이펙터 기능으로 귀결되기 때문에 인간 IgG₄ Fc 영역으로부터 유래되는 Fc 부분을 함유한다.

보다 바람직하게는, 본 발명의 항체는 IgG₄-PAA Fc 부분을 함유한다. IgG₄-PAA Fc 부분은 위치 223에서 세린 → 프롤린 돌연변이 (S223P; 서열 9), 위치 229에서 페닐알라닌 → 알라닌 돌연변이 (F229A; 서열 9) 및 위치 230에서 루이신 → 알라닌 돌연변이 (L230A; 서열 9)를 갖는다. S223P 돌연변이는 절반 항체(half-antibody) 형성 (IgG₄ 항체에서 절반 분자의 동적 교환 현상)을 방해하는 힌지 돌연변이이다. F229A 및 L230A 돌연변이는 이미 낮은 인간 IgG₄ 이소형의 이펙터 기능을 더욱 감소시킨다.

각각의 중쇄 유형은 관련 기술분야에 널리 공지된 서열을 갖는 특정 불변영역을 또한 특징으로 한다. 중쇄 불변영역은 IgG의 경우에 3개 도메인 (CH1, CH2 및 CH3)을 포함하여 이루어져 있다.

경쇄는 각각이 관련 기술분야에 알려져 있는 바와 같은 특정 불변영역을 특징으로 하는 카파 또는 람다로서 분류된다. 각각의 경쇄는 LCVR 및 경쇄 불변영역 ("LCCR")을 포함하여 이루어져 있다. 바람직하게는, 본 발명의 항체는 카파 경쇄를 포함한다.

각각의 경/중쇄 쌍의 가변 영역은 항체 결합부위를 형성한다. HCVR 및 LCVR 영역은 프레임워크 영역 ("FR")으로 불리는 보다 더 보존되어 있는 영역에 산재하여 있는, 상보성 결정 영역 ("CDR")으로 불리는 초가변성의 영역으로 좀 더 세분될 수 있다. 각각의 HCVR 및 LCVR은 아미노 말단 → 카르복시 말단으로 하기 순서로 배치되어 있는 3개 CDR 및 4개 FR로 이루어져 있다: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. 본원에서, 중쇄의 3개 CDR은 "HCDR1, HCDR2 및 HCDR3"으로서 언급되고, 경쇄의 3개 CDR은 "LCDR1, LCDR2 및 LCDR3"으로서 언급된다. CDR은 항원과의 특이적 상호작용을 구성하는 잔기의 대부분을 함유한다. 현재로는 서열 기술(delineation)용으로 사용되는 항체에 대한 CDR 정렬의 3가지 시스템이 존재한다. 카바트(Kabat) CDR 정의 (Kabat et al., "Sequences of Proteins of Immunological Interest," National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1991))는 항체 서열 가변성에 기초한다. 코티아(Chothia) CDR 정의 (Chothia et al., "Canonical structures for the hypervariable regions of immunoglobulins", Journal of Molecular Biology, 196, 901-917 (1987); Al-Lazikani et al., "Standard conformations for the canonical structures of immunoglobulins", Journal of Molecular Biology, 273, 927-948 (1997))는 항체의 3차원 구조 및 CDR 루프의 토폴로지에 기초한다. 코티아 CDR 정의는 HCDR1 및 HCDR2를 제외하고는 카바트 CDR 정의와 일치한다. 노스(North) CDR 정의 (North et al., "A New Clustering of Antibody CDR Loop Conformations", Journal of Molecular Biology, 406, 228-256 (2011))는 다수의 결정 구조를 가지고 행한 친화도 전파 군집화에 기초한다.

본 발명의 목적상, 3가지 방법의 일치점을 이용하여 CDR을 정의한다. 경쇄 CDR의 경우에, 카바트 및 코티아 CDR 정의가 이용된다. HCDR1의 경우에, 카바트 및 코티아 CDR 정의의 하이브리드가 이용된다. HCDR1의 카바트 정의는 중쇄의 첫 번째 시스테인에서 8잔기 뒤에 개시하고 5잔기 길이이며, 반면에 HCDR1의 코티아 정의는 이 시스테인에서 3잔기 뒤에 개시하고 7잔기 길이이다. 본 발명의 항체의 HCDR1은 코티아 시작 위치 및 카바트 종결 위치에 의해 정의된다. HCDR2의 경우에, 카바트 CDR 정의가 이용된다. HCDR3의 경우에, 노스, 카바트 및 코티아 CDR 정의의 하이브리드가 이용된다. HCDR3의 카바트 정의는 중쇄 (본 발명의 항체에 대한 서열 13)의 잔기 95-102를 포함하고, 전형적으로는 시스테인에서 3잔기 뒤에 개시한다. HCDR3의 코티아 정의는 카바트 정의와 동일하다. HCDR3의 노스 정의는 중쇄 (본 발명의 항체에 대한 서열 13)의 잔기 93-102를 포함하고, 전형적으로는 시스테인 잔기 바로 다음에서 개시한다. 본 발명의 항체의 HCDR3은 노스 시작 위치 및 카바트/코티아/노스 종결 위치에 의해 정의된다.

표 1에 본 발명의 항체의 예시적인 CDR 정렬을 나타내었다.

[표 1]

CDR 정렬

본 발명의 항체는 인간 게놈 서열로부터 유래한 프레임워크 및 불변영역과 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 (실질적으로 인간) 인간 기원의 프레임워크, 힌지영역 및 불변영역을 갖도록 설계된 조작 항체이다. 완전 인간 프레임워크, 힌지영역 및 불변영역은 인간 배선 서열 및 자연발생 체세포 돌연변이를 갖는 서열과 조작 돌연변이를 갖는 것들이다. 본 발명의 항체는 그 속에 1개 이상의 아미노산 치환, 결실 또는 첨가를 함유하는 완전 인간 프레임워크, 힌지 또는 불변영역으로부터 유래한 프레임워크, 힌지 또는 불변영역을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 항체는 바람직하게는 인간에서 실질적으로 비-면역원성이다.

각종 상이한 인간 프레임워크 서열이 본 발명의 항체에 대한 토대로서 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 항체의 프레임워크 영역은 인간 기원이거나 또는 실질적으로 인간의 것이다 (인간 기원 적어도 95%, 97% 또는 99%). 인간 기원의 프레임워크 영역의 서열은 문헌 (The Immunoglobulin Factsbook, by Marie-Paule Lafranc, Gerard Lefranc, Academic Press 2001, ISBN 012441351)으로부터 입수될 수 있다.

본 발명의 항체에 대한 프레임워크 서열은 "공여자" 가변 프레임워크 영역으로 소용되고 관련 기술분야에 알려져 있는 방법론을 이용하여 본원에 상술된 동일한 CDR을 갖는 부가적인 항체의 생성에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 항체에 대한 프레임워크 서열을 다른 알려져 있는 인간 프레임워크 서열과 비교하여 부가적인 항체를 생성할 수 있다. 따라서, 이러한 정보를 이용하여 또 다른 선택된 상동 인간 프레임워크 영역을 이들 위치에서 공여자 아미노산 잔기로 "복귀 돌연변이"시킬 수 있다. 또한, 컨센서스 또는 공여자 아미노산 잔기가 관련된 위치에서 사용될 수 있도록 부가적인 인간 프레임워크에서 임의의 "희귀" 아미노산이 검출될 수 있다.

항체를 생산하고 정제하는 방법은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있고, 예를 들어 문헌 (Harlow and Lane (1988) Antibodies. A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, New York, Chapters 5-8 and 15)에서 찾아볼 수 있다. 예를 들어, 마우스를 인간 IL-23 또는 그의 단편으로 면역화시킬 수 있고, 이어서 결과로서 생기는 항체를 회수, 정제할 수 있으며, 아미노산 서열을 관련 기술분야에 널리 공지된 통상적인 방법을 이용하여 결정할 수 있다. 본 발명의 항체는 비-인간 항체로부터 유래한 CDR 주위에 1개 이상의 인간 프레임워크 영역을 함유하도록 조작된다. 인간 프레임워크 배선 서열은 이뮤노제네틱스(ImMunoGeneTics, IMGT)로부터 그들의 웹사이트 http://imgt.cines.fr을 통해서 또는 문헌 (The Immunoglobulin Facts Book by Marie-Paule Lefranc and Gerard Lefranc, Academic Press, 2001, ISBN 012441351)으로부터 입수될 수 있다. 특히, 본 발명의 항체에 사용하기 위한 배선 경쇄 프레임워크는 02를 포함한다.

본 발명의 항체에 사용하기 위한 특정 배선 중쇄 프레임워크 영역은 VH1-69를 포함한다.

본 발명의 조작 항체는 공지의 방법을 이용하여 제조 및 정제될 수 있다. 예를 들어, 중쇄 (예를 들어, 서열 9에 의해 주어진 아미노산 서열) 및 경쇄 (예를 들어, 서열 10에 의해 주어진 아미노산 서열)를 코딩하는 cDNA 서열을 GS (글루타민 신세타제) 발현벡터중으로 클로닝시켜 조작시킬 수 있다. 이어서 조작 이뮤노글로불린 발현벡터를 CHO 세포에 안정하게 형질감염시킬 수 있다. 항체의 포유동물 발현은 전형적으로는 Fc 영역중 고도로 보존된 N-당화 부위에 당화를 가져올 것이다. 안정한 클론은 인간 IL-23에 특이적으로 결합하는 항체의 발현에 대하여 검증될 수 있다. 양성 클론을 생물반응기에서 항체 생산을 위해 무혈청 배양배지중으로 팽창시킬 수 있다. 항체가 분비된 배지는 통상적인 기술에 의해 정제될 수 있다. 예를 들어, 배지는 상용성 완충제, 예컨대 포스페이트-완충 염수로 평형시켜 놓은 단백질 A 또는 G 세파로스 FF 칼럼에 편리하게 적용시킬 수 있다. 칼럼을 세척하여 비-특이적 결합 성분을 제거한다. 결합 항체를 예를 들어 pH 구배에 의해 용리시키고, 항체 분획을 예컨대 SDS-PAGE에 의해 검출하며, 이어서 풀링한다(pooled). 항체는 통상의 기술을 이용하여 농축 및/또는 멸균여과시킬 수 있다. 가용성 응집체 및 다량체는 크기 배제, 소수성 상호작용, 이온 교환 또는 히드록시아파타이트 크로마토그래피를 비롯한 통상의 기술에 의해 효과적으로 제거시킬 수 있다. 생성물은 예를 들어 -70℃에서 즉시 동결시킬 수 있거나, 또는 동결건조시킬 수 있다.

본 발명의 항체는 모노클로날 항체이다. 본원에서 사용되는 "모노클로날 항체" 또는 "mAb"는 예를 들어 임의의 진핵생물, 원핵생물 또는 파지 클론을 포함한 단일 카피 또는 클론으로부터 유래되는 항체를 언급하며, 그 항체가 생산되는 방법을 언급하는 것은 아니다. 그의 모노클로날 항체는 예를 들어 하이브리도마 기술, 재조합 기술, 파지 디스플레이 기술, 합성 기술, 예를 들어 CDR 그래프팅, 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 그러한 기술 또는 다른 기술의 조합에 의해 생산될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 항체 또는 그를 코딩하는 핵산은 단리된 형태로 제공된다.

본 발명의 항체 또는 그를 포함하는 제약 조성물은 비경구 경로 (예를 들어, 피하, 정맥내, 복막내, 근육내 또는 경피)에 의해 투여될 수 있다.

본 발명의 제약 조성물은 관련 기술분야에 널리 공지된 방법 (예를 들어, Remington: The Science and Practice a/Pharmacy, 19^th edition (1995), (A. Gennaro et al., Mack Publishing Co.)에 의해 제조될 수 있으며, 본원 개시의 항체 및 1종 이상의 제약상 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 항체는 시트르산나트륨, 시트르산, 폴리소르베이트 80, 염화나트륨 및 수크로스와 같은 작용제로 제제화시킬 수 있고, 이어서 결과로서 생기는 조성물은 동결건조시키거나 2℃ 내지 8℃에서 저장시킬 수 있다. 그 다음에 동결건조 조성물은 투여에 앞서 주사용 멸균수로 재구성시킬 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합한다"는 서열 15의 아미노산 서열에 의해 주어진 인간 IL-23의 p19 서브유닛상 에피토프와의 본 발명 항체의 검출가능한 상호작용을 언급한다. 본 발명의 항체와 인간 IL-23의 p19 서브유닛간의 상호작용은 실시예 1중 "항체 I에 대한 표면 플라즈몬 공명 (비아코어)에 의한 친화도 결합 측정"이라는 제하의 섹션에 기재된 바와 같이 37℃에서의 결합 동역학에 의해 측정된다.

본원에서 사용되는 용어 "에피토프"는 단백질 (항원) 표면상에서 함께 가까이에 있으며 항체와 상호작용하는 아미노산 잔기를 언급한다. 두 광범위한 부류의 에피토프가 존재한다: 선형 에피토프 및 입체형태 에피토프.

본원에서 사용되는 용어 "선형 에피토프"는 단백질의 특정 영역의 연속성 1차 아미노산 서열을 언급한다.

본원에서 사용되는 용어 "입체형태 에피토프"는 본 발명의 항체에 의해 접촉되는 항원의 아미노산 서열의 불연속성 구역을 언급한다. 입체형태 에피토프는 천연 단백질의 서열뿐만 아니라 구조에 의해서도 규정되며; 이들 에피토프는 연속성 또는 불연속성일 수 있다. 에피토프의 성분은 폴딩 천연 단백질 구조에서 서로 근접해 있게 되는 단백질의 이종 부분상에 위치될 수 있다. 본 발명에 관련해서, 본 발명의 항체는 서열 15의 아미노산 위치 81-99 및 115-140내 입체형태 에피토프에 결합하며, 여기에서 항체는 서열 15의 적어도 아미노산 잔기 94P, 95S, 97L, 98P, 99D, 123W, 130S, 133P 및 137W와 접촉한다. 입체형태 에피토프는 그러나 이들 아미노산 잔기에 한정되지 않으며, 서열 15의 아미노산 위치 81-99 및 115-140내 부가적인 아미노산 잔기를 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "망막 조직에 관찰가능하게 결합하지 않는다"는 인간 및 시노몰구스 원숭이 망막 조직과의 본 발명 항체의 검출가능한 상호작용의 부재를 언급한다. 본 발명의 항체와 인간 및 시노몰구스 원숭이 망막 조직간의 상호작용은 실시예 1중 "망막 조직 교차반응성: 면역조직화학에 의한 시험관내 분석"이라는 제하의 섹션에 기재된 바와 같이 면역조직화학 검정으로 평가된다. 이에 관련해서 사용되는 용어 "관찰가능하게"는 본 발명의 항체가 상기 인간 및 시노몰구스 원숭이 망막 조직에 결합하는지를 측정하기 위한 인간 및 시노몰구스 원숭이 망막 조직의 육안 평가를 언급한다.

본 발명의 항체에 관하여 본원에서 사용되는 용어 "선택적인"은 인간 IL-23의 p19 서브유닛에는 결합하지만 인간 IL-23과 인간 IL-12에 의해 공유되는 p40 서브유닛에는 결합하지 않는 항체를 언급한다.

용어 "중화하는"은 본원에서 사용되는 바와 같이 "항체를 중화하는"을 언급하고, 인간 IL-23의 생물학적 활성의 억제를 언급하도록 의도된다. 마우스 비장세포 생물검정 (실시예 1중 "뮤린 비장세포에서 항체 I에 의한 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23의 시험관내 중화"라는 제하의 섹션 참조) 또는 인간 IL-23 중화 검정 (실시예 1중 "인간 IL-23의 중화: 급성, 국소"라는 제하의 섹션 참조)을 이용하여 측정하여 IL-23의 생물학적 활성의 1종 이상의 지표를 측정하는 것은 인간 IL-23의 생물학적 활성의 이러한 억제를 평가할 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "K_D"는 특정 항체-항원 상호작용의 해리상수를 언급하도록 의도된다. "K_D"는 다음의 식에 의해 계산된다:

K_off/K_on = K_D

본원에서 사용되는 용어 "k_on"은 단위: M^-1sec^-1로 측정한 정방향 또는 복합체-형성 반응의 회합상수 또는 온 레이트(on rate) 상수, 또는 비(specific)반응속도를 언급하도록 의도된다.

본원에서 사용되는 용어 "k_off"는 단위: sec^-1로 측정한 항체/항원 복합체로부터 항체의 해리에 대한 해리상수 또는 오프 레이트 상수, 또는 비반응속도를 언급하도록 의도된다.

본원에서 사용되는 용어 "IC₅₀"은 실시예 1중 "뮤린 비장세포에서 항체 I에 의한 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23의 시험관내 중화"라는 제하의 섹션에 기재된 생물검정에서 마우스 비장세포상 IL-23의 생물활성의 50%를 중화하는 데 필요한 본 발명의 항체의 유효농도를 언급하도록 의도된다.

본원에서 사용되는 용어 "폴리뉴클레오티드"는 DNA 분자 및 RNA 분자를 포함하도록 의도된다. 핵산분자는 단일가닥 또는 이중가닥일 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "단리"는 세포 환경에서 발견된 다른 고분자 종이 없거나 또는 실질적으로 없는 단백질, 펩티드 또는 핵산을 언급한다.

본원에서 사용되는 용어 "실질적으로 없는"은 관심 단백질, 펩티드 또는 핵산이 존재하는 고분자 종의 80% (몰 기준으로)보다 많은 양, 바람직하게는 90%보다 많은 양, 보다 바람직하게는 95%보다 많은 양을 구성함을 의미한다.

"환자"는 포유동물, 바람직하게는 인간이다.

용어 "치료하는" (또는 "치료하다" 또는 "치료")은 기존 증상, 장애, 상태 또는 질환의 진행 또는 중증도를 둔화, 차단, 저지, 완화, 정지, 감소 또는 역전시키는 것을 언급한다.

본원에서 사용되는 용어 "유효량"은 환자에 단회 또는 다회 용량 투여시 치료중의 환자에서 목적하는 효과를 제공하는 본 발명 항체의 양 또는 용량을 언급한다. 유효량은 다수의 인자, 예컨대 포유동물의 종; 그의 크기, 연령 및 일반적인 건강; 수반된 특정 질환; 질환의 정도 또는 중증도; 개별 환자의 반응; 투여된 특정 항체; 투여 방식; 투여된 제제의 생체이용율 특징; 선택된 투여 요법; 및 임의 병용약물의 사용을 고려함으로써 통상의 기술자로서 담당 진단의에 의해 쉽사리 결정될 수 있다.

본 발명은 인간 인터류킨-23 (IL-23)에 결합하는 항체 및 그의 용도를 제공한다.

실시예

하기 실시예는 본 발명을 좀더 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 제한이 아니라 실례로서 기재되는 것이라는 점, 및 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 행해질 수 있다는 점이 이해된다.

실시예 1

항체의 생산

본 실시예의 항체 I은 2개의 중쇄 및 2개의 경쇄를 포함하며, 각각의 중쇄는 서열 9에 의해 주어진 아미노산 서열을 갖고 각각의 경쇄는 서열 10에 의해 주어진 아미노산 서열을 갖는다. 항체 I은 다음과 같이 제조되고 정제될 수 있다. 적당한 숙주 세포, 예컨대 HEK293 또는 CHO를 최적의 미리 결정된 HC:LC 벡터 비를 사용하여 항체를 분비하기 위한 발현 시스템 또는 중쇄 (서열 9)와 경쇄 (서열 10) 양쪽 모두를 코딩하는 단일 벡터 시스템으로 일시적으로 또는 안정하게 형질감염시켰다. 항체가 분비되어진 청정화 배지를 다수의 관용 기술 중 어느 것을 이용하여 정제하였다. 예를 들어, 배지는 상용성 완충제, 예컨대 포스페이트-완충 염수 (pH 7.4)로 평형시켜 놓은 단백질 A 또는 G 칼럼에 편리하게 적용시킬 수 있다. 칼럼을 세척하여 비-특이적 결합 성분을 제거시켰다. 결합 항체를 예를 들어 pH 구배 (예컨대, 0.1M 인산나트륨 완충제 pH 6.8 → 0.1M 시트르산나트륨 완충제 pH 2.5)에 의해 용리시켰다. 항체 분획을 중화시키고 (예를 들어 1M TRIS, pH 8.0의 1/10^th 부피를 첨가함으로써), 예컨대 SDS-PAGE에 의해 검출하고, 이어서 풀링하였다. 추가 정제는 목적 용도에 따라 선택사항이다. 항체는 통상의 기술을 이용하여 농축 및/또는 멸균여과시킬 수 있다. 가용성 응집체 및 다량체는 크기 배제, 소수성 상호작용, 이온 교환 또는 히드록시아파타이트 크로마토그래피를 포함한 통상의 기술에 의해 효과적으로 제거시킬 수 있다. 이들 크로마토그래피 단계 후 항체의 순도는 99%보다 높았다. 생성물은 -70℃에서 즉시 동결시킬 수 있거나 또는 동결건조시킬 수 있다.

표면 플라즈몬 공명 ( 비아코어 )에 의한 친화도 결합 측정

인간, 시노몰구스 원숭이 또는 토끼 IL-23에 대한 항체 친화도 (K_D)는 물질이동 모델을 가지고서 1:1 결합으로 비아코어 바이오센서(BIAcore Biosensor) 2000 및 비아이밸류에이션(BIAevaluation) 소프트웨어를 사용하여 측정하였다. N-에틸-N-(디메틸아미노프로필)-카보디이미드 (EDC)와 N-히드록시숙신이미드 (NHS)의 혼합물을 사용하여 CM4 바이오센서 칩의 유동셀 1 및 2상 카르복실 기에 유리 아민 기를 통해 포획 단백질 (단백질 A, 칼바이오켐(Calbiochem))을 커플링시켰다. 유동셀을 0.01M HEPES, pH 7.4, 150mM NaCl, 0.005% 계면활성제 P20을 함유하는 완충제를 사용하여 80 ㎕/분의 유량으로 모니터링하였다. 항체 I을 유동셀 2상에 포획시켜 총 40 내지 60 반응단위 (RU)를 산출하였다. 이어서 다중 사이클의 점점 증가하는 농도의 IL-23을 유동셀 1 및 2 위에 주입하고 (인간 및 원숭이 IL-23의 경우에 0.62 nM → 30 nM 및 토끼 IL-23의 경우에 30 nM → 240 nM), 뒤이어 각각의 사이클 사이에 글리신-HCl (pH 1.5)을 사용하여 재생 단계를 행하였다. 유동셀 1을 대조군으로 사용하여 IL-23의 비-특이적 결합을 모니터링하였으며, 그 데이터는 유동셀 2 - (마이너스) 유동셀 1을 반영하였다. 각각의 사이클은 항체 포획 단계에 뒤이어 1가지 농도에서 IL-23의 주입 + 30분 해리기간, 이어서 재생을 포함하였다. IL-23 대신 완충제가 주입되는 두 사이클은 기준선 감산을 위한 대조군으로서 작용하였고, 단백질 A 표면으로부터 항체 I의 해리와 관련된 드리프트(drift)를 보정하였다. 친화도는 37℃에서 측정하였다. 검정은 인간, 원숭이 또는 토끼 IL-23을 가지고서 2회 수행하였다. 항체 I은 각각 마우스 IL-23으로 333nM에서, 래트 IL-23으로 200nM에서, 인간 IL-12로 333nM에서, 인간 IL-27로 500 nM에서 또는 인간 IL-35로 833nM에서 2회 시험하였다.

각각의 항원에 대한 온 레이트 (k_on) 및 오프 레이트 (k_off)는 물질이동 모델을 가지고서 1:1 결합을 이용하여 평가하였다. 친화도 (K_D)는 관계식: K_D = k_off/k_on에 따라 결합 동역학으로부터 계산하였다.

[표 2]

항체 I에 대한 결합 파라미터

이러한 방법을 사용하여 항체 I은 인간, 시노몰구스 원숭이 및 토끼 IL-23과의 농도-의존적 결합반응을 산출하였다. IL-23의 결합의 포화는 칩 표면상에 포획된 항체 I의 80 내지 100 반응단위를 사용하여 30 nM (인간 및 원숭이) 및 240 nM (토끼)의 농도에서 달성되었다. 시험된 조건하에서, 항체 I에 대한 인간, 원숭이 또는 토끼 IL-23의 결합 친화도 (K_D)는 각각 21, 55 또는 53,000 pM이었다 (표 1). 마우스 IL-23, 래트 IL-23, 인간 IL-12, 인간 IL-27 또는 인간 IL-35는 이들 조건하에서 항체 I에 결합하지 않았다.

IL-23 수용체에의 IL-23 결합의 시험관내 억제

N-에틸-N-(디메틸아미노프로필)-카보디이미드 (EDC)와 N-히드록시숙신이미드 (NHS)의 혼합물을 사용하여 CM4 바이오센서 칩의 유동셀 2상 카르복실 기에 유리 아민 기를 통해 재조합 인간 IL-23R/Fc를 커플링시켰다. 재조합 인간 IgG₁ Fc (알앤디 시스템즈 인코포레이티드, R&D Systems, Inc.)를 동일 방법을 이용하여 동일 칩의 유동셀 1에 커플링시켰다. 마우스 항-6X HIS 항체 (알앤디 시스템즈 인코포레이티드)를 동일 방법을 이용하여 동일 칩의 유동셀 4에 커플링시켰다. 마우스 항-6X HIS를 사용하여 HIS 태그를 함유하고 있는 인간 IL-12Rβ1/Fc (알앤디 시스템즈 인코포레이티드)를 사전포획하였다. 유동셀은 0.01M HEPES, pH 7.4, 150mM NaCl, 0.005% 계면활성제 P20을 함유하는 완충제를 사용하여 30 ㎕/분의 유량으로 모니터링하였다. 재조합 인간 IL-23을 항체 I의 16X 몰 과량을 첨가하거나 또는 첨가하지 않고 90분 동안 사전인큐베이션하였다. 각각의 조합을 유동셀 1, 2 및 4 위에 총 부피 150 ㎕로 주입하고, 뒤이어 각각의 시험 사이에 글리신-HCl (pH 1.5)을 사용하여 재생 단계를 행하였다. 유동셀 1을 대조군으로 사용하여 칩에의 IL-23의 비-특이적 결합을 모니터링하였다. 비아이밸류에이션 소프트웨어를 사용하여 개별 결합 센서그램의 오버레이를 준비하였다.

시험관내 기능 검정을 이용하여 항체 I은 인간 IL-23을 중화하였다. 또한, 항체 I은 IL-23R/Fc에의 IL-23 결합을 방해하였다. 표 3의 데이터는 다음의 결과를 보여주었다:

(A) IL-23은 IL-23R/Fc에 결합함;

(B) 항체 I/IL-23 복합체는 IL-23R/Fc에 결합하지 않음;

(C) IL-23은 IL-12Rβ1/Fc에 결합함; 및

(D) 항체 I/IL-23 복합체는 IL-12Rβ1/Fc에 결합함.

[표 3]

IL-23R에의 IL-23 결합에 미치는 항체 I의 영향

따라서, 항체 I은 그것이 IL-23R 서브유닛에의 IL-23 결합을 억제하였기 때문에 IL-23을 중화하였다. 부가적으로, 항체 I은 IL-12Rβ1 서브유닛에의 IL-23 결합을 억제하지 않았다.

뮤린 비장세포에서 항체 I에 의한 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23의 시험관내 중화

항체 I의 평가를 위하여, IL-17의 최대 생산의 대략 50%를 부여하는 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23의 농도를 사용하였다 (16 pM). 항체 I의 800,000 내지 4.4 pM 범위의 용량 반응을 평가하였다. 항체 I 또는 IgG₄ 대조군 항체를 세포에 첨가하기 전에 별도의 웰에서 90분 동안 37℃에서 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23과 병합하였다 (프리-인큐베이션 믹스).

IL-23 및 IL-2로 자극한 C57BL/6 마우스로부터의 비장세포는 IL-17을 생산하였다 (Aggarwal, S. et al., "Interleukin-23 Promotes a Distinct CD4 T Cell Activation State Characterized by the Production of Interleukin-17", Journal of Biological Chemistry, 278 (3): 1910-1914 2003). 마우스 비장세포를 검정 배지 (L-글루타민이 들어 있고 10% FBS, 1% 비-필수 아미노산, 1mM 피루브산나트륨, 100 U/mL 페니실린, 100 ㎍/ml 스트렙토마이신, 0.00035% 2-메르캅토에탄올, 50 ng/mL 인간 IL-2를 함유한 RPMI1640)에 5x10⁶ WBC/mL로 재현탁시킨 다음 100 ㎕/웰의 부피로 96-웰 배양 플레이트중으로 분배하였다. 항체 I/IL-23의 프리-인큐베이션 믹스를 100 ㎕/웰로서 분배한 다음 5% CO₂중 37℃에서 인큐베이션하였다. 48시간 후, 배양 상청액을 각각의 희석에서 2개1조 웰을 사용하여 키트에서 사용설명서에 따라 알앤디 시스템즈로부터의 시판 ELISA 키트 (DY421)를 사용하여 mIL-17에 대하여 시험하였다. IC₅₀은 데이터의 4-파라미터 곡선 맞춤을 이용하여 측정하였다.

마우스 비장세포는 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23에 반응하여 IL-17을 생산하였다. 항체 I은 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23을 중화시켰다. 계산된 IC₅₀은 인간 IL-23에 대해서는 82±11 pM이었고 시노몰구스 원숭이 IL-23에 대해서는 120±14 pM이었으며, 각각에 대하여 n=2이었다 (표 4). 이들 결과는 항체 I이 시험관내에서 인간 또는 시노몰구스 원숭이 IL-23을 중화시킬 수 있음을 증명해 주었다.

[표 4]

시험관내 인간 및 시노몰구스 원숭이 IL-23 중화 검정에서의 IC₅₀

인간 IL-23의 중화: 급성, 국소

동물 (C57BL/6 암컷, 8주령, 잭슨 랩스(Jackson Labs)로부터 입수)을 실험에 앞서 및 연구 지속기간 동안 수용시켜 (도착하고 최소 72 hr 후) 정상적으로 급이하였다. 전기 클리퍼로 마우스의 등을 제모하고, 3일 후 마우스 (n = 10/군)는 항체 I 또는 IgG₄ 이소형 대조군 항체 (0.54 mg/마우스)의 피하주사를 받았다. 2일 뒤, 마우스에 29-게이지 니들을 사용하여 인간 IL-23을 등의 한쪽 한 곳에 (멸균 염수로 희석한 50 ㎕중 1 ㎍) 피내 주사하였다. 등의 다른 쪽에는 멸균 염수를 비히클 대조군으로서 사용하였다. 마우스를 마지막 인간 IL-23 주사 24시간 후 참수시키고, 체모 경계선으로부터 적어도 5 mm 거리를 유지하면서 IL-23-주사 쪽으로부터 및 멸균 염수-주사 쪽으로부터 피부 샘플을 적출하였다. 피부 샘플을 mRNA 연구를 위해 액체 질소에 직접 동결시켰다.

용해 매트릭스(Lysing Matrix) A 진탕기 튜브 (큐바이오진 인코포레이티드, Qbiogene Inc./바이오101 시스템즈, Bio101 Systems)에서의 균질화에 뒤이어 알엔이지 미니(RNeasy Mini) 키트 클린업 (퀴아진 인코포레이티드, Qiagen, Inc.)에 의해 동결 피부조직으로부터 총 RNA를 단리하였다. 260 nm에서의 분광광도 흡수로부터 RNA 농도를 측정하였다. 고용량 cDNA 역전사 키트 (피이 어플라이드 바이오시스템즈, PE Applied Biosystems)를 사용하여 RNA를 cDNA로 역전사시켰다. 모든 반응은 에이비아이 프리즘(ABI Prism) 7900HT (피이 어플라이드 바이오시스템즈)상에서 3회1조로 수행하여 검정된 mRNA의 상대적 존재비(relative abundance)를 측정하였다. 마우스 IL-17A (Mm00439618_m1), 마우스 IL-17F (Mm00521423_m1) 및 마우스 케라틴-16 (Mm00492979_g1)에 대한 프라이머 프로브 세트는 피이 어플라이드 바이오시스템즈로부터 입수하였다. 18S 및 GAPD 양쪽 모두를 내인성 대조군으로서 측정하여 유전자 발현 수준에 있어서의 가변성을 정규화하였다. 델타 (Δ-Δ) Ct 방법을 이용하여 발현 데이터를 분석하였다. 개별 Ct 값은 3회1조 측정의 평균으로서 계산하였다. 실험은 2회 수행하였다. 경우에 따라 언페어(unpaired) t-검정을 이용하였다. P < 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.

항체 I의 전신 투여가 인간 IL-23에 대한 국소 반응을 중화시킬 수 있는지를 조사하기 위하여, 인간 IL-23 단백질을 마우스중으로 피내주사하여 피부 IL-23 노출의 하향성(downstream consequence)을 조사하였다. 매일 염수 용액 처리한 야생형 마우스로부터의 피부는 마우스 IL-17A 또는 마우스 IL-17F의 검출가능한 수준을 보이지 않았다.

그러나, 인간 IL-23의 주사는 마우스 IL-17A 및 마우스 IL-17F의 mRNA 발현을 유도하였다 (표 5). 이소형 대조군 항체가 아닌 항체 I로의 처리는 인간 IL-23-유도 IL-17A 및 IL-17F mRNA 발현을 폐지시켰다.

[표 5]

인간 IL-23-유도 뮤린 IL-17A 및 IL-17F mRNA 발현의 생체내 중화

또한, 인간 IL-23 주사는 증식-관련 시토케라틴인 케라틴-16의 증가된 발현과 관련된 표피 비후를 유도하였다. 케라틴-16의 유도는 항체 I의 투여에 의해 현저히 억제되었다 (뮤린 케라틴-16의 배수 유도(fold induction)는 이소형 대조군 항체에 대하여 5.21±2.72 vs. 항체 I에 대하여 1.23±0.72이었다; p = 0.0003).

종합하면, 이들 결과는 항체 I이 급성 국소 생체내 검정에서 인간 IL-23-유도 마우스 IL-17A, IL-17F 및 케라틴-16 mRNA 생산을 효과적으로 억제함을 보여주었다.

망막 조직 교차반응성: 면역조직화학에 의한 시험관내 분석

새로운 동결 인간 및 시노몰구스 원숭이 망막 조직 (5 내지 7 ㎛ 두께)의 절편을 저온유지장치에서 절단하였다. 절편을 대략 10분 동안 실온에서 아세톤에 고정하고, 밤새 실온에서 건조되도록 한 다음, 사용시까지 대략 -80℃에서 저장하였다. 후속하여 아세톤-고정 슬라이드를 냉동장치에서 꺼낸 다음 밤새 실온에서 건조되도록 하였다. 하기 단계를 실온에서 수행하였다. 슬라이드를 1X 모포세이브(Morphosave)^TM에서 대략 15분 동안 인큐베이션하여 형태를 보전하였다. 슬라이드를 1X PBS에서 10분 세척하고, 이어서 1X PBS중 0.3% H₂O₂하에 실온에서 대략 20분 동안 인큐베이션하여 내인성 퍼옥시다제 활성을 소멸시켰다. 인큐베이션 후, 슬라이드를 대략 5분 동안 1X PBS에서 2회 세척하였다. 내인성 비오틴을 아비딘 및 비오틴 용액중에서의 순차적인 인큐베이션 (각각 대략 15분)에 의해 차단하였다. 비오틴에서의 인큐베이션 뒤에, 조직 절편을 차단 항체 용액으로 30분 동안 차단시켰다. 항체 I 또는 대조군 인간 IgG₄를 절편에 최적 농도 (2.5 또는 5 ㎍/mL) 또는 최적 농도의 5배 (25 ㎍/mL)로 적용한 다음, 1시간 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 이어서 슬라이드를 세정하고, 비오틴화 마우스 항-인간 IgG₄ 항체 (2.5 ㎍/mL)와 30분 동안 인큐베이션하였다. 결합 1차/2차 항체 복합체를 스트렙타비딘-비오틴-호스래디시 퍼옥시다제 접합체 및 디아미노벤지딘 색소원 기질로 검출하였다.

인간 IL-23으로 형질감염시킨 CHO 세포를 모든 실험에서 양성 대조군 샘플로서 사용하였다. 양친 CHO (비-형질감염) 세포를 음성 대조군 샘플로서 사용하였으며 염색하지 않았다. 이소형 대조군 항체 (인간 IgG4)로 염색한 연속 절편에서는 결합이 관찰되지 않았다. 항체 I은 망막 조직에 관찰가능하게 결합하지 않았다.

항체 I에 대한 에피토프 맵핑 : 알라닌 스캐닝

효모-디스플레이 항원을 사용한 에피토프 맵핑에 대한 배경

에피토프 맵핑 연구를 수행하여 항체 I 결합에 요구되는 인간 IL-23 p19 서브유닛 (서열 15)내 특정 아미노산을 결정하였다. 항체 I의 에피토프 맵핑은 효모 디스플레이 플랫폼과 함께 알라닌 스캐닝을 이용함으로써 완성되었다.

인간 IL-23의 p19 서브유닛의 노출 아미노산 위치는 PyMOL에서의 분석에 의해 동정되었다. IL-23의 p19 서브유닛의 노출 또는 부분 노출 위치를 표 6에 나타내었다. 노출되지 않은 것으로 측정된 위치는 본 연구로부터 생략하였으며, 즉 노출 또는 부분 노출되는 인간 IL-23의 p19 서브유닛의 아미노산 위치만이 돌연변이되었다. 따라서, 모든 위치가 조사된 것은 아니었다.

비록 에피토프 맵핑이 IL-23의 p19 서브유닛에 대해서 수행되었을 뿐이지만 (항체 I이 p40 서브유닛에 검출가능하게 결합하지 않음에 따라 IL-23의 p40 서브유닛에 대해서는 에피토프 맵핑이 수행되지 않았다), 인간 IL-23의 p19 서브유닛과 p40 서브유닛 양쪽 모두는 효모 디스플레이 플랫폼에서 공-발현되어야만 한다.

인간 IL-23의 p19 서브유닛의 단일 효모-디스플레이 알라닌 돌연변이체를 구축하고 항체 결합을 측정하여 에피토프를 동정하였다. 야생형 효모-디스플레이 항원과 비교하여 항체 돌연변이체의 친화도를 측정함으로써, 항체 결합에의 아미노산 측쇄의 정력적인 기여를 측정하는 것이 가능하다.

돌연변이체 라이브러리 구축

p40 유전자를 우라실 선택마커를 가지고 있는 가용성-발현 플라스미드 pYKY중으로 클로닝하였다. p19 서브유닛 유전자를 트립토판 선택마커와 N-말단에 V5 태그 및 C-말단에 GPDL2 앵커 단백질을 함유하고 그리하여 트립토판 선택마커하에서 효모의 표면상에 디스플레이를 가능케 해주는 효모 디스플레이 플라스미드 pEMD3중으로 클로닝하였다. 클로닝을 위해 사용된 제한 부위는 각각 pYKY 플라스미드에서 XhoI와 BamHI 및 pEMD3 플라스미드에서 AvrII 및 XmaI이었다.

알라닌 돌연변이를 모든 노출 위치에 도입시키고 V5 항체와 항체 I로의 이중 양성 염색에 대하여 시험하였다. p19 알라닌 돌연변이체의 패널을 부위-특이적 돌연변이유발 (Kunkel 돌연변이유발)을 이용하여 pEMD3 플라스미드에서 구축하였다. 간략히 설명하자면, CJ236 (뉴잉글랜드 바이오랩스, New England Biolabs)중으로의 형질전환 후 pEMD3 벡터의 우라실-함유 ssDNA가 생산되었다. 형질전환의 단일 콜로니를 밤새 성장시키고, M13K07 헬퍼 파지 (뉴잉글랜드 바이오랩스)로의 감염을 행한 뒤에 ssDNA를 구제한 다음, 퀴아프렙 스핀(QIAprep spin) M13 키트를 사용하여 ssDNA를 정제하였다. 85℃에서 5분 동안 변성, 1시간에 걸쳐서 55℃로 램핑(ramping), 55℃에서 5분 동안 유지, 이어서 얼음 위에서의 냉각에 의해 알라닌 돌연변이를 코딩하는 올리고뉴클레오티드를 20:1 몰비로 우라실 주형에 어닐링시켰다. 이어서 제2 가닥 합성을 T4 폴리머라제, T4 리가제 및 dNTP (인비트로젠, Invitrogen)를 가지고서 완료하였다. 반응물을 Top10 이. 콜라이 (인비트로젠)중으로 전기천공하여 넣고, 단일 콜로니를 선발하며, 퀴아프렙 미니프렙(QIAprep miniprep) 키트 (퀴아진)를 사용하여 dsDNA를 제조한 다음, 돌연변이를 서열분석에 의해 확인하였다. 이어서 p19 돌연변이체를 p40 pYKY 플라스미드와 함께 BJ5464 효모 (ATCC)중으로 공-형질전환시킨 다음, 트립토판과 우라실이 없는 완전 최소배지에서 성장시켰다.

항원 결합의 상실에 대한 돌연변이 항원 라이브러리의 선택

항체 에피토프를 동정하기 위하여, 돌연변이 항원 라이브러리를 유동세포분석법에 의해 항체 결합의 상실에 대하여 선택하였다. 효모 세포를 두 항체로 염색하였으며, 두 항체 중 하나는 맵핑되고, 다른 하나는 맵핑되지 않는다. 효모-디스플레이 항원 돌연변이체를 제1 항체에의 결합의 상실, 그러나 제2 항체에의 결합의 보유에 대하여 선택하였다. 제2 항체의 결합의 보유는 돌연변이체가 언폴딩 또는 불량 디스플레이 돌연변이체의 선택이라기 보다는 에피토프에서의 돌연변이에 기초하여 선택되는 것을 보장해준다.

이러한 분석을 위해, 제1 항체 (즉, 자신의 에피토프가 맵핑되는 항체)는 항체 I이고 제2 항체는 항-V5 항체이다. 효모를 우선 첫째로 항-V5 항체 (인비트로젠) 및 항체 I로 염색하고 후속하여 2차 염소 항-마우스 IgG_2a (인비트로젠, 알렉사 플루오르(Alexa Fluor)^® 647)로 염색하여 항-V5 항체 (발현/디스플레이)를 검출하고 염소 항-인간 카파 RPE (서던 바이오테크, Southern Biotech)로 염색하여 항체 I을 검출하였다. 효모를 벡톤 디킨슨(Becton Dickinson) LSRII상에서 유동세포분석법에 의해 분석하였으며, 여기에서 광산란, V5/알렉사647 및 항체 I/PE 염색에 의해 게이팅(gating) 세포에 기초하여 50,000 사건을 수집하였다. 항체 I 및 항-V5 항체 각각의 결합에 대한 데이터 분석은 이중-염색 효모 세포의 %를 계산해주는 FACSDiva v6.1.2 소프트웨어를 사용하여 수행되었다.

결과

디스플레이 단백질 분할에 기인하여, 효모의 고작 50%가 IL-23 p19를 디스플레이할 것이다. 이중-양성 효모 세포의 검출은 조사중의 아미노산 위치가 IL-23에의 항체 I 결합에 관여되지 않음을 증명해 주었다. 오직 V5 염색만의 검출은 단백질이 효모의 표면상에서 발현되고 디스플레이된다는 것 및 조사중의 아미노산 위치가 항체 I 결합에 중요하다는 것을 증명해 주었다. 인접 잔기와 비교하여 이중 양성 염색에 있어서 >50% 감소를 보인 잔기가 결합에 중요한 것으로 결정되었다. 이들 잔기는 표 7에 강조표시해 두었다. 일부 위치는 V5 및 항체 I 결합 양쪽 모두의 결여를 증명해 주었으며, 이는 아미노산 잔기가 단백질 입체형태에 필요할 수 있음을 시사한다. IL-23 p19 서브유닛 (서열 15)내 각각의 노출 또는 부분 노출 아미노산 위치의 체계적인 조사는 V5 및 항체 I 결합에 대한 이중 양성 염색의 감소된 양을 토대로 위치 94P, 95S, 97L, 98P, 99D, 123W, 130S, 133P 및 137W가 인간 IL-23에의 항체 I 결합에 중요함을 증명해 주었다 (표 7).

에피토프 맵핑을 또한 수소-중수소 교환을 이용하여 수행하였다. 이러한 수소-중수소 교환 에피토프 맵핑의 결과는 항체 I의 에피토프가 인간 IL-23 (서열 15)의 잔기 81-99 및 115-140내 입체형태 에피토프임을 설명해주었다.

[표 6]

성숙 인간 IL-23 p19 서브유닛의 노출 또는 부분 노출 아미노산 서열

[표 7]

항체 I에 대한 에피토프 맵핑일

IL-23 항체의 물리-화학적 특성

항체 I은 제약상 허용되는 용해도, 화학적 안정성 및 물리적 안정성을 보유한다.

A. 용해도

충분히 높은 용해도는 편리한 투여를 가능케 해주기 위해 요망된다. 예를 들어, 100 kg 환자중으로 1.0 mL 주사에 의해 투여된 1 mg/kg 용량은 100 mg/mL의 용해도를 요구할 것이다. 또한, 항체를 단량체 상태로 고-분자량 (HMW) 응집없이 고-농도로 유지하는 것이 또한 바람직하다.

항체 I을 대략 1 mg/mL로 생리학적-유사 완충제 (PBS, pH 7.4)중에 및 두 의약품 제제화 조건 (10mM 시트레이트, pH 6 ± 150mM NaCl)하에서 제제화하였다. 항체를 아미콘 울트라(Amicon Ultra) 30 kDa 분자량 필터 (밀리포어(Millipore), UFC803204)를 통해 2000xG에서 원심분리하여 동일 완충제 조건을 유지하면서 항체를 농축하였다. 원심분리는 장치의 용해도 한계 또는 최소 잔류부피(holdup volume)에 도달될 때까지 지속하였다. 100 mg/mL보다 큰 용해도가 모든 3개 조건하에서 달성되었다.

크기 배제 크로마토그래피 (SEC)를 이용하여 고-분자량 (HMW) 폴리머의 증가가 항체 제제를 100 mg/mL보다 크게 농축한 뒤에 발생하였는지를 평가하였다. 출발 항체용액 및 농축 항체용액을 12mM 포스페이트, 500mM NaCl, pH 7.4로 이루어진 이동상을 사용하여 TSK3000 SWXL 칼럼 (도소 바이오사이언스, TOSOH Bioscience)에 주입하였다. 시험된 어떠한 제제화 조건하에서도 가용성 폴리머의 대량 증가가 관찰되지 않았다 (SEC에 의해 < 0.6% HMW 폴리머).

B. 화학적 안정성

항체 I을 1 mg/mL로 10mM 완충제 (pH 4, 5, 6 및 7에 대해서 10mM 시트레이트; pH 8에 대해서 10mM TRIS)에서 제제화한 다음, 4주 동안 4℃, 25℃ 또는 40℃에서 인큐베이션하였다. SEC (상기 방법 참조), 양이온 교환 크로마토그래피 [CEX; 다이오넥스(Dionex), 완충제 A (20mM 인산나트륨, pH 5.8, 0.36% CHAPS)와 완충제 B (20mM 인산나트륨, pH 5.8, 0.36% CHAPS, 200mM 염화나트륨) 사이의 구배 사용], CE-SDS (환원조건하에서 단백질 230 칩을 구비한 애질런트 바이오애널라이저(Agilent Bioanalyzer))에 의해 및 효소-소화 물질의 LC-MS 특성해석에 의해 화학적 안정성을 모니터링하였다.

항체 I은 40℃에서 심지어 4주 후에도 pH 5 내지 8에 걸쳐서 폴리머 형성에 대하여 (SEC) 안정하다. pH 4에서는, 25℃에서는 아니지만 40℃에서는 상당한 폴리머가 관찰된다 (4wk). 예상된 펩티드 결합 가수분해 또는 클리핑(clipping)이 CE-SDS에 의해 pH 4 (40℃)에서 명백하다. pH 4.0에서의 분해 수준은 IgG₄ 항체를 표상한다. pH 4보다 높은 pH (pH 5-8)에서의 수준은 낮고 시간 경과에 따라 일관되게 변하지 않으며 따라서 백그라운드 노이즈를 나타낼 것이다.

이러한 가정은 pH 4에서는 항체 클리핑의 전형적인 수준을 측정하면서 pH 6에서는 어떠한 클리핑도 검출하지 않는 LC-MS 분석과 일치하였다. 전하를 띤 변이체에 있어서의 변화는 CEX에 의해 모니터링하였다. 출발물질은 본 검정의 해상력을 최소화하는 3개의 현저한 주요 피크로 이루어진다. 일반적으로, 25℃ 및 40℃ 스트레스 노출(stressed) 샘플이 4℃ 대조군보다 더 높았고, 그러나 수준은 인큐베이션 시간 경과에 따라 증가하지 않았다 (다수의 경우에는 실제로 감소하였음). pH 6.0에서의 %변화 (25℃에서의 4wk - 4℃ 대조군)는 2.5%이었다. LC-MS 분석은 대다수의 변형은 CDR 영역의 외측에 있으며 다른 IgG4 항체에 전형적인 수준으로 있다는 것을 시사해 주었다. CDR내 3개 분해 부위는 1% 미만 (pH 6; 25℃에서의 4wk - 4℃ 대조군) 변한 것으로 확인되었다. CDR내 분해 부위의 결여는 pH 4, 6 또는 8에서 40℃ 인큐베이션으로 4주 뒤 비아코어 친화도 또는 화학량론에 있어서 유의미한 변화가 없는 것과 또한 일치하였다.

C. 물리적 안정성

i) 동결 해동 안정성

항체 I을 하기 조건하에서 제제화하였다:

a) 10 mM 시트레이트, pH 6.0중 1 mg/mL;

b) 10 mM 시트레이트, pH 6.0, 0.02% 트윈(Tween)-80중 1 mg/mL;

c) 10 mM 시트레이트, pH 6.0, 150 mM NaCl중 1 또는 50 mg/mL; 및

d) 10 mM 시트레이트, pH 6.0, 150 mM NaCl, 0.02% 트윈-80중 1 또는 50 mg/mL.

이들 제제를 1℃/min-제어 동결용기 (날진(Nalgene), 5100-0001)에 넣어 -80℃ 냉동장치에서 적어도 8시간 동안 동결시키고, 이어서 꺼낸 다음 실온에서 적어도 8시간 동안 해동시켰다. 이러한 동결/해동 사이클을 3회까지 반복하였다. 샘플을 1 및 3회 동결 해동 사이클 후에 꺼낸 다음, HMW 폴리머에 대해서는 SEC (상기 파트 A에 기재된 SEC 방법 참조)에 의해 및 불용성 입자 형성에 대해서는 HIAC 입자 계수기 (낮은 부피 부착을 갖는 퍼시픽 사이언티픽(Pacific Scientific) 모델 9703)에 의해 분석하였다. 시험된 임의 조건하에서 3회 동결 해동 사이클 뒤에 HMW 폴리머 형성에 있어서 어떠한 현저한 증가도 관찰되지 않았다. 1 mg/ml 제제의 경우, HIAC 입자수의 현저한 증가는 오직 트윈-80 비-함유 제제에서만 관찰되었다. 50 mg/ml에서 입자수는 다른 잘 수행하는 IgG4 항체를 표상하였는데, 입자수 (≥ 10 마이크로미터)는 트윈-80이 없는 경우에는 대략 1500개/mL이었고, 트윈-80이 있는 경우에는 대략 280개로 저하하였다.

ii) 고-농도에서의 정적 유지(Static Hold)

항체를 50 mg/mL으로 하기 조건하에서 제제화하였다:

a) 10 mM 시트레이트, pH 6.0, 150 mM NaCl; 및

b) 10 mM 시트레이트, pH 6.0, 150 mM NaCl, 0.02% 트윈-80

이들 제제를 4℃ 및 25℃에서 4주 동안 정적상태로 유지시켰다. HIAC 입자수 (낮은 부피 부착을 갖는 퍼시픽 사이언티픽 모델 9703)에 있어서의 변화를 25℃에서 4주 후에 측정하였다.

트윈-함유 제제에 대한 HIAC 입자수 (≥ 10 마이크로미터)는 평균 290개/mL (270 및 310)이고, 적당하게 더 높게는 트윈을 함유하지 않은 제제에 대하여 804개/mL (728 및 880)이었다. 이들 결과는 양호한 물리적 안정성을 보이는 다른 IgG4 항체를 표상하였다. 이들 두 제제를 표준 플라스틱제 에펜도르프(Eppendorf) 튜브 대신 글래스에 또한 저장하였다. 글래스에 저장된 샘플에 대한 입자수는 4 내지 8배 더 낮았다 (각각 트윈의 존재하 및 부재하에 평균 35 및 191개/mL).

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성숙 인간 IL-23 p19 서브유닛 아미노산 서열

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Claims

인간 IL-23의 p19 서브유닛에 결합하는 항체의 질병 치료 용도.