KR20200035270A - 안정한 생산자 세포주의 생성을 위한 선택 마커로서 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자를 사용한 세포의 안정한 형질감염 단계를 포함하는, 하나 이상의 목적한 단백질(들)(POI)을 발현하는 안정한 생산자 세포주의 선택 방법, 이러한 안정한 생산자 세포주내에서 하나 이상의 POI를 발현하기 위한 각각의 방법, 및 세포의 배양시 선택 마커로서 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도에 관한 것이다.

Description

안정한 생산자 세포주의 생성을 위한 선택 마커로서 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도
본 발명은 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자를 사용한 세포의 안정한 형질감염을 포함하는, 하나 이상의 목적한 단백질(들)(POI)을 발현하는 안정한 생산자 세포주(producer cell line)의 선택 방법에 관한 것이며, 이러한 안정한 생산자 세포주에서 하나 이상의 POI의 발현을 위한 각각의 방법, 및 세포의 배양시 선택 마커로서 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도에 관한 것이다.
선택 마커는 안정한 생산자 세포주, 즉, 예컨대, 생물약제(biopharmaceuticals)와 같은 하나 이상의 POI를 안정하게 발현하는 세포주의 생성을 위한 필수 도구이다. 일반적으로, 이러한 선택 마커는 발현 벡터 상에 암호화된 항생제 내성 유전자이며, 이는 목적한 유전자(들)(GOI)와 함께 표적 게놈내에 안정하게 통합된다(예컨대, 형질감염에 의해). 각각의 항생제의 존재하에서 형질감염된 세포의 배양은 통합된 발현 벡터를 지닌 생산자 세포에 대해 선택된다.
포유동물 발현 시스템을 위해 일반적으로 사용된 항생제-기반 선택 마커는 예컨대, 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 또는 아스퍼길러스 테레우스(Aspergillus terreus)로부터의 블라스티시딘 S 내성 유전자, 트랜스포손 Tn5(neo)로부터의 G418(게네티신) 내성 유전자, 스트렙토마이세스 종(Streptomyces spp.)으로부터의 푸로마이신 내성 유전자, 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli)로부터의 하이그로마이신 B 내성 유전자, 및 스트렙토알로테이쿠스 힌두스타누스(Streptoalloteichus hindustanus)로부터의 제오신 내성 유전자를 포함한다.
항생제 내성-기반한 선택 마커의 단점은 매우 제한된 세트의 선택 마커만이 이용가능하다는 사실을 포함한다. 추가로, 특히 매우 큰, 다량체 단백질을 발현시키는 경우, 불안정한 생산자 클론을 사용한 쟁점이 존재하며, 여기서 표적 단백질의 재조합 발현은 시간에 걸쳐 사일런싱(silencing)됨으로써 생산 동안 저 역가(titer)를 생성한다. 사일런싱을 방지하기 위해, 세포를 각각의 항생제 선택제의 존재하에 배양할 수 있다. 그러나, 항생제의 존재하에서 POI의 대량 생산은 이것이 생산 후 광범위한 제거 및 분석 단계를 필요로 하므로 바람직하지 않다.
따라서, 예컨대, 수개의 발현 작제물이 안정하게 통합되어 세포주의 향상된 안전성 및 용이한 사용을 허용할 필요가 있는 경우에, 신규한 선택 마커에 대해 긴급한 필요성이 존재한다. 이상적으로, 이러한 신규한 선택 마커는 선택제의 부재하에서 POI의 지속된 발현을 뒷받침한다.
따라서, 본 발명에 잠재하는 기술적 과제는 각각의 선택 마커 및 이를 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 문제에 대한 해결책은 청구범위에 특징화되어 있는 구현예에 의해 달성된다.
특히, 제1 양태에서, 본 발명은:
(a) 세포주를 제공하는 단계,
(b) 상기 세포주를
(i) 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자로서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 발현의 부재하에서 상기 세포주의 성장이 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식되는 성장 인자에 의존적인, 유전자, 및
(ii) 목적 단백질(POI)을 암호화하는 하나 이상의 목적한 유전자(들)(GOI)로 동시에 안정하게 형질감염시키는 단계, 및
(c) 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식된 성장 인자를 함유하지 않거나 세포의 성장을 뒷받침하기에는 너무 낮은 농도에서 상기 성장 인자를 함유하는 세포 배양 배지 속에서, 성장 인자 수용체의 상기 구성적으로 활성인 활성 변이체의 발현의 부재하에서 상기 세포주를 배양하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 목적 단백질(들)(POI)을 발현하는 안정한 생산인자 세포주의 선택 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 성장 인자 수용체는 각각의 리간드, 즉, 각각의 성장 인자(예컨대, IGF-1, IFG-2, 또는 IGF-1R에 대한 인슐린)의 결합, 및 후속적인 이량체화(dimerization)에 의해 활성화되어 하부(downstream) 포스포릴화 현상 및 MAP-키나제 및 NF카파B 경로를 포함하는, 성장 촉진 및 항-세포자멸사 경로(anti-apoptotic pathway)의 활성화를 야기한다. 이러한 성장 인자는 혈청 속에 존재하며 혈청-유리된 성장 배지 속에서 이러한 인자에 의존적인 세포를 배양하는 경우 보충시킬 필요가 있다. IGF-1 및 인슐린에 대한 성장 반응을 나타내는 세포는 CAP, CHO, BHK, HEK 293, Vero, PER.C6®, MDCK 세포, 하이브리도마 세포, 및 섬유아세포를 포함한다. 일반적으로 이러한 세포의 배양은 각각의 생산 공정의 비용을 증가시키는 성장 인자의 보충을 필요로 한다. 본 발명은 새로운 접근법, 즉, 구성적으로 활성인 성장 인자 수용체 변이체의 안정한 통합 및 세포 배양 배지 속에서 성장 인자 고갈에 의한 양성 선택을 실현시켜 단백질-유리된 배지(protein-free medium) 속에서의 생산을 허용한다.
본원에 사용된 바와 같이 용어 "선택"은 선택 압력을 확립함으로써, 즉, 본 발명에 따라, 상기 세포를 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식된 성장 인자를 함유사지 않거나 성장 인자 수용체의 상기 구성적으로 활성인 변이체의 부재하에서 세포의 성장을 뒷받침하기에는 너무 낮은 농도에서 상기 성장 인자를 함유하는 세포 배양 배지 속에서 배양함으로써 목적한 양성 세포 클론의 배타적인 생존 및 증식을 허용하는 공정에 관한 것이지만, 목적한 음성 세포 클론은 상기 선택 압력하에서 생존하여 증식할 수 없다. 용어 "선택"의 이러한 사용은 예컨대, 세포의 보다 큰 혼주물(pool) 밖에서 예컨대, 분류 또는 부착에 의해, 목적한 세포의 물리적 단리 및/또는 농축으로부터 명확하게 구별되어야만 한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "생산자 세포주"는 하나 이상의 POI를 생산하는, 즉, 발현시키는 세포주에 관한 것이다. 상기 POI(목적한 유전자(들): GOI)를 암호화하는 유전자(들) 뿐만 아니라 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자가 세포 게놈내로 안정하게 통합됨을 지칭한다.
구체적인 구현예에서, 본 발명의 방법의 단계 (a)에서 제공된 세포주는 사람 세포주를 포함하는 포유동물 세포주이다. 바람직하게는, 세포주는 CHO 세포, HEK293 세포, CAP 세포, Per.C6 세포, BHK 세포, Vero 세포, MDCK 세포, 하이브리도마 세포, 및 섬유아세포로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 세포는 CAP 세포주이다.
본 발명에 사용된 세포주에 의해 발현될 POI는 특히 제한되지 않는다. 이들은 이의 발현이 바람직할 수 있는 임의의 단백질, 예를 들면, 세포외 매트릭스 단백질, 성장 인자, 펩타이드 호르몬, 사이토킨, 효소, 항체, 항체 단편, 혈액 응고 인자, 프로테아제 억제제, 및 바이러스 단백질 생성물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단백질을 포함한다. 구체적인 예는 사람 재조합 알파-1-안티트립신(rhAAT), 피브리노겐, 라미닌(LAM), 인터페론(IFN), 인터루킨(IL), 면역글로불린 G(IgG), 면역글로불린 M(IgM), 이특이적인 모노클로날 항체(BsAb), 에리트로포이에틴(EPO), 인자 VII (FVII), 인자 VIII(FVIII), 인자 IX(FIX), 폰-빌레브란트(von-Willebrand)-인자(vWF), C1 에스테라제 억제제(C1-억제제; C1 Inh), HIV-1, HIV-2, EIAV, SIV, 또는 다른 레트로비리다에(gag-pol)로부터의 gag-pol, 아데노-관련 바이러스(Adeno-Associated Virus: REP)로부터의 rep 단백질, 아데노-관련 바이러스(CAP)로부터의 cap 단백질 및 이의 변이체를 포함한다.
본 발명의 방법의 단계(b)에서, 세포주는 (i) 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자로서, 여기서 성장 인자 수용체의 상기 구성적으로 활성인 변이체의 발현의 부재하에서 상기 세포주의 성장은 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식된 성장 인자에 의존하는 유전자, 및 (ii) 상기 POI를 암호화하는 하나 이상의 GOI로 안정하게 형질감염된다. 각각의 형질감염 방법은 특히 제한되지 않으며 당해 분야에 공지되어 있다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "안정하게 형질감염된"은 각각의 유전자가 세포 게놈내로 안정하게 통합되는 사실을 나타낸다.
용어 "성장 인자 수용체의 상기 구성적으로 활성인 변이체의 발현의 부재시 상기 세포주의 성장은 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식된 성장 인자에 의존한다"는 본 발명의 방법이 목적한 바와 같이 작동하기 위하여, 성장 인자 수용체/성장 인자가 선택되도록 함으로써 천연 조건 하에서, 즉, 형질감염되지 않은 세포내에서 세포의 성장이 상기 성장 인자 및 각각의 성장 인자 수용체에 신호전달에 의존하도록 하는 사실을 나타낸다.
용어 "성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체"는 이들의 각각의 성장 인자 리간드의 부재하에서 조차 활성화된 상태로 있는 성장 인자 수용체 변이체에 관한 것이다.
바람직한 구현예에서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자 및 GOI는 동일한 벡터 상에 존재한다. 적합한 벡터는 특히 제한되지 않으며 당해 분야에 공지되어 있다.
구체적인 구현예에서, 성장 인자 수용체 및 각각의 성장 인자는 IGF-1R(인슐린-유사 성장 인자 1 수용체), IR(인슐린 수용체), 및 IGF-1, IGF-2 및/또는 인슐린; EGFR(상피 성장 인자 수용체) 및 각각의 EGFR 리간드; FGFR(섬유아세포 성장 인자 수용체) 및 FGF; 또는 PDGFR(혈소판-유래된 성장 인자 수용체) 및 PDGF이다.
구체적인 구현예서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체는 당해 분야에 공지된 바와 같이, 세포외 도메인-결실된 EGFR, ZNF198-FGFR1 융합 단백질, 점 돌연변이를 지닌 PDGFR, 점 돌연변이를 지닌 IR, 세포외 도메인-결실된 IGF-1R의 구성적으로 활성인 변이체(IGF1R TM-icd) 및 활성화를 증가시키기 위한 이의 점 돌연변이체이다.
특수한 구현예에서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체는 사람 CD8-IGF-1R 융합 단백질이다. 바람직하게는, 상기 융합 단백질은 서열 번호: 1의 아미노산 서열을 포함하거나 이로 이루어진다. 또한, 상기 사람 CD8-IGF-1R 융합 단백질은 바람직하게는 서열 번호: 2의 뉴클레오타이드 서열을 포함하거나 이로 이루어진 핵산에 의해 암호화된다.
본 발명의 방법의 단계 (c)에서, 세포주는 상기 성장 인자 수용체에 의해 인지된 성장 인자를 함유하지 않거나 성장 인자 수용체의 상기 구성적으로 활성인 변이체의 발현의 부재하에서 세포의 성장을 뒷받침하기에는 너무 낮은 농도에서 상기 성장 인자를 함유하는 세포 배양 배지 속에서 배양된다. 이러한 맥락에서, 이와 관련하여 너무 낮은 각각의 농도는 특이적인 성장 인자 및 성장 인자 수용체에 의존하며 당해 분야의 기술자에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 이러한 단계는 바람직하게는 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 발현하지 않는 세포의 사멸을 허용하기에 충분히 긴 기간 동안 선택이 발생하도록 허용하는 기간 동안 수행하였다. 구체적인 실시예에서, 단계 (c)는 9 또는 10회 계대배양 동안 수행된다. 이러한 맥락에서, 선택이 발생하도록 하는 기간은 세포 배양 배지의 조성, 세포주, 및 발현 벡터 상에 존재하고 따라서 이러한 인자에 따라 변할 수 있는 조절 성분을 포함하나, 이에 한정되지 않는 수개의 인자에 의존한다. 각각의 지속 기간(duration)은 당해 분야의 숙련가에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
제2 양태에서, 본 발명은:
(a) 상기 정의된 바와 같은, 본 발명의 제1 양태에 따른 방법을 수행하는 단계,
(b) 상기 안정한 생산자 세포주내에서 목적한 단백질(들)(POI)를 발현시키는 단계, 및
(c) 세포 또는 세포 배양 배지로부터 상기 POI를 회수하는 단계를 포함하는, 안정한 생산자 세포주내에서 하나 이상의 POI의 발현 방법에 관한 것이다.
세포주내에서 POI의 발현 및 이의 회수를 위한 방법은 특히 제한되지 않으며 당해 분야에 공지되어 있다.
추가로, 본 발명의 제1 양태에 대해 정의된 모든 정의 및 제한은 유사한 방식으로 본 발명의 제2 양태에 적용된다.
제3 양태에서, 본 발명은 세포의 배양시 선택 마커로서 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도에 관한 것이다.
이러한 양태에서, 본 발명의 제1 양태에 대해 정의된 모든 정의 및 제한은 유사한 방식으로 본 발명의 이러한 제3 양태에 적용된다. 특히, 세포, 성장 인자 수용체, 성장 인자, 및 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체는 상기 정의된 바와 같다.
본 발명은 선택 마커로서 (예컨대, IGF-1R의) 구성적으로 활성인 성장 인자 수용체를 사용하는 발상(idea)을 기반으로 한다. 이는 유리하게는 특히, 포유동물 발현 시스템에 대한, 현재 이용가능한 선택 마커의 제한된 패널에 대한 신규하고, 효율적인 선택 마커를 가한다. 또한, 본 발명은 생산자 세포의 배양 동안 연속적인 선택 압력을 허용함으로써, 선택제의 이후 제거 및 최종 생성물 속에서 선택제의 부재를 입증하는 시간-소모적인, 고가의 분석 정보를 필요로 하지 않으면서 표적 단백질을 발현하기가 어려운 발현을 안정화시키는 잠재력을 제공하도록 한다. 더욱이, 본 발명은 유리하게는 각각의 성장 인자를 지닌 혈청-유리된 세포 배양 배지를 보충할 필요가 없으므로, 대량 생산 공정에서 비용 감소를 허용한다.
추가의 시약을 제공해야할 필요성 없이, 연속적인 선택 압력을 확립할 상기 가능성은 본 발명의 방법 및 용도의 유의적인 장점이다. 이는 특히 생산자 세포주가 수회의 계대배양에 걸쳐 상기 단백질을 안정하게 발현하지 않는 경우에, 재조합 단백질의 고 수율 발현의 유지를 허용한다. 이러한 맥락에서, 특히 단백질 발현이 매우 높은 경우, 과도한 단백질 발현이 증식 속도에 부정적으로 영향을 미칠 수 있고 단백질 생산이 셧 다운(shut down)되는 경우 세포가 생존 및 증식 장점을 가지므로, 이러한 불안정한 생산자 세포주는 매우 일반적임을 주목하여야 한다. 이러한 사일런싱 효과(silencing effect)는 본 발명에 따른 연속적인 선택을 확립함으로써 유리하게 및 효율적으로 대응된다.
도면은 다음을 나타낸다:
도 1:
재조합 사람 알파-1-안티트립신(rhAAT)을 안정하게 발현하는 CAP 세포 혼주물(pool)은 모 CAP 세포를 pStbl-CD8-IGF1R-AAT 또는 pStbl-bsd-AAT(대조군) 중 어느 하나로 형질감염시킨 다음 IGF-1 고갈되거나 블라스티시딘을 함유하는 CAP-CDM 성장 배지 속에서 선택함으로써 생성시켰다. 모의(mock) 형질감염된 CAP 세포를 50 μg/L Long-R3-IGF를 함유하거나 또는 IGF의 부재하의 CAP-CDM 속에서 10회 계대배양에 걸쳐 대조군으로서 배양하였다. 모든 혼주물의 경우, 세포를 125 mL의 진탕 플라스크 속에서 185 rpm, 5% CO2 및 37℃에서 성장시키고 살아있는 세포 밀도(VCD)를 1 x 106 세포/mL로 조절하면서 72 내지 96 시간마다 계대배양하였다.
도 2:
10일째에 취한 CAP-bsd-AAT 및 CAP-CD8-IGF1R-AAT 혼주물 세포의 유가식 배양물(fed-batch culture)로부터의 세포 배양 상층액 중의 RhAAT 수준. RhAAT 역가를 ELISA로 정량화하였다.
본 발명을 이제 제한되지 않는 다음의 실시예에서 추가로 설명할 것이다.
실시예
실시예 1:
선택 마커로서 구성적으로 활성인 CD8-IGF1R 변이체의 사용에 의한 사람 재조합 알파-1-안티트립신(AAT)을 안정하게 발현하는 CAP 세포의 생성
도입:
CAP 세포는 IGF-1 또는 인슐린 보충없이 혈청-유리된 배지 속에서 성장 억제를 나타내는 사람 양수세포-유래된 현탁 세포(amniocyte-derived suspension cell)이다. 따라서, 이들은 본 발명에 따른 신규한 선택 마커의 실행에 적합한 세포주이다.
IGF-1R은 PI3K/Akt-키나제 + mTOR 및 MAP 키나제 경로를 활성화시킴으로써 세포 성장 및 단백질 생합성에 필수적인 막횡단(transmembrane) 수용체 타이로신 키나제이다. 이는 2개의 알파-소단위 및 2개의 베타-소단위를 포함하는 사량체(tetramer)이다. 이의 리간드는 IGF-1(최고의 친화성), IGF-2, 및 인슐린(최저의 친화성)이다. 알파-소단위에 대한 리간드의 결합은 구조 변화(알파-소단위의 이량체화) 및 베타-소단위(Tyr1131, Tyr1135, Tyr1136, Tyr950)의 특이적인 타이로신 잔기의 후속적인 자가포스포릴화에 이은, 이들의 결합 부위에 대한 수용체 기질(IRS1-4, shc)의 결합 및 하부 신호전달 경로의 개시를 야기한다.
IGF-1R의 구성적 활성화는 이의 세포내 및 막횡단 도메인을 사람 T-세포 마커 CD8의 세포외 도메인에 융합시켜 달성할 수 있다. 이러한 방법은 당해 분야에서 이미 설명되었으며, 여기서 CD8-IGF1R 융합 작제물은 마우스 모델에서 종양 발달을 위한 IGF1R 신호전달의 역활을 시험하기 위한 도구로서 이용되었다. 당해 분야의 어느 것에서도, CD8-IGF1R의 재조합 발현 및 IGF1R의 관련된 구성적 활성화는 안정한 세포주의 생성을 위한 선택 마커로서 제공되었다.
알파-1-안티트립신(AAT)은 특히 호중구 엘라스타제를 표적화하는, 52 kDa 당단백질 및 세린 프로테아제 억제제이다. 유전적인 AAT 결핍증은 중증 폐 기종을 야기한다. 재조합 사람 AAT(rhAAT)는 CAP 세포내에서 성공적으로 생산되었으며 본원에서 신규한 선택 마커로서 CD8-IGF1R을 포함하는 연구를 위한 모델 단백질로서 사용된다.
실험 과정:
발현 작제물의 클로닝:
CD8-IGF1R 융합 단백질의 성분은 (i) 사람 CD8 알파 쇄 (Uniprot P01732-1)의 아미노산 1 내지 218번, 및 (ii) 사람 IGF-1R의 세포내 도메인(NCBI 단백질 데이타베이스 NP000866)의 아미노산 964 내지 1367번이다. 이들은 링커없이 프레임내에(in frame) 융합되어, CD8-IGF1R 융합 단백질(서열 번호: 1, 이후 나타낸 바와 같음)의 아미노산 서열을 생성한다. 각각의 cDNA 서열은 이후 나타낸 바와 같이, 서열 번호: 2이다.
cDNA는 GeneArt(Thermo Fisher Scientific)에 의해 합성되어 CD8-IGF1R 작제물에 의한 bsd 내성 유전자의 교체에 의해 pStbl 발현 벡터(CEVEC Pharmaceuticals, 독일)내로 아클로닝(subcloning)되었다. 최종 발현 작제물 pStbl-CD8-IGF1R-AAT의 성분은 (i) CMV 프로모터의 제어하에서 사람 알파-안티트립신(AAT)의 cDNA, (ii) 사람 Ubc 프로모터의 제어하에서 CD8-IGF1R을 함유하는 선택 카세트, (iii) 통합된 ORF의 안정한 전사를 위한 향상 요소, (iv) 이. 콜라이(E. coli)내에서 증식을 위한 pUC ori, 및(v) 이. 콜라이내에서 선택을 위한 암피실린 내성 카세트이다.
플라스미드의 증명은 Eurofins MWG Operon에 의해 수행된 서열분석에 의하였다. 대조군 벡터로서 (i) pStbl-bsd-AAT(CMV 프로모터의 제어 하에서 AAT cDNA, bsd 선택 카세트), 및 (ii) pStbl-bsd(비어있음(empty); GOI 부재, bsd 선택 카세트)를 사용하였다.
세포 배양:
모 CAP, CAP-bsd-AAT 및 CAP 모의 세포(mock cell)를 진탕 플라스크(125 mL; Corning) 속에서 진탕 항온처리기 위에서 185 rpm(5 cm 궤도), 5% CO2 및 37℃에서, 6 mM L-알라닐-L-글루타민(Biochrom, 독일 소재) 및 50 μg/L Long-R3-IGF-I(SAFC, 독일 소재)이 보충된 화학적으로 정의된, 혈청-유리된 CAP-CDM 배지(Merck Millipore, 독일 소재) 속에서 통상적으로 배양하였다.
CAP-CD8-IGF1R-AAT 세포를 Long-R3-IGF-I의 부재하에서 6 mM L-알라닌-L-글루타민(Biochrom, 독일)이 보충된 화학적으로 정의된, 혈청-유리된CAP-CDM 배지(Merck Millipore, 독일) 속에서 배양하였다.
통상의 배양 동안에, 세포를 신선한 배지를 사용하여 72 내지 96시간마다 1 Х 106개의 세포/ml의 생존가능한 세포 밀도로 희석시켰다. 생존가능한 세포 밀도 및 생존능을 CEDEX XS 세포 계수기(Innovatis, Roche Applied Science)를 사용하는 트립판 블루 배제(trypan blue exclusion)에 의해 측정하였다.
발효 동안에, 세포에 3, 5, 및 7일째에 10%(v/v) CAP-CDM 공급물(Merck Millipore, 독일 소재) 및 4 mM L-알라닐-L-글루타민(Biochrom, 독일 소재)을 공급하였다.
안정한 혼주물의 핵감염 및 생성:
안정한 혼주물을 제조업자의 설명서에 따라 론자 핵감염기(Lonza's Nucleofector)를 사용하여 생성시켰다. 각각의 핵감염 반응을 위해, 1 Х 107개의 세포를 원심분리(150 Хg, 5 min)에 의해 수거하였다. 세포를 100 μl의 완전 핵감염 용액 V(Lonza) 속에 재현탁시키고 5 μg의 선형화된 발현 벡터와 혼합하였다. DNA/세포 현탁액을 큐베트(cuvette) 내로 이전시키고 핵감염을 X001 프로그램을 사용하여 수행하였다. 형질감염된 세포를 12.5 mL의 성장 배지 내로 이전시키고 37℃, 5% CO2에서 185 rpm으로 앞서 기술한 바와 같이 배양하였다.
안정한 혼주물의 생성을 위해, 세포를 원심분리에 의해 펠렛화하고 선택 배지 속에서 (참고 표 1) 형질감염 후 72 내지 96 시간 동안 재현탁시킨 후 앞서 기술한 바와 같이 진탕 항온처리기 속에서 배양하였다.
IGF-1-고갈된 CAP-CDM 배지 속에서 배양시킨 CAP 모의 세포를 음성 대조군으로서 제공하였다.
Figure pct00001
ELISA:
CAP 세포 배양 상층액 중의 재조합 AAT의 농도를 2-부위(two-site) ELISA를 사용하여 측정하였다. 이러한 미세플레이트-기반 검정에서, AAT는 고정된 염소 AAT-특이적인 항체로 포획하고 서양고추냉이-퍼옥시다제에 커플링된 제2의 염소 AAT-특이적인 항체(Bethyl, 제품 번호 A80-122A/B)로 검출한다.
코팅을 위해, 96-웰 미세역가 플레이트(96-well microtiter plate)를 희석된 포획 항체(Bethyl, 0.1 M Na2CO3/0.1 M NaHCO3중 1.33 μg/mL; 100 μL/웰)와 함께 1시간 동안 37℃에서 항온처리하였다.
웰을 TBS + 0.05% (v/v) 트윈-20(= TBST; 200 μl/웰)로 4회 세척하고 TBST + 5%(w/v) 탈지유 분말(=TBSTM; 200 μL/웰)로 4℃에서 밤새 차단하였다. 차단 후, 플레이트를 TBST(200 μL/웰), 및 AAT 표준물(0.2 - 200 ng/mL, TBST 속에서 2배 일련 희석물)로 2회 세척하고, 샘플 및 음성 대조군을 가하였다(100 μL/웰). 플레이트를 밀봉하고 37℃에서 90분 동안 항온처리하였다.
다음에, 플레이트를 상술한 바와 같이 4회 세척한 다음 검출 항체(TBSTM 중 66.7 ng/mL; 100 μL/웰)를 첨가하고 37℃에서 1시간 동안 항온처리 단계를 수행하였다. 웰을 상술한 바와 같이 세척하고 TMBD 기질(24 mM 시트레이트/52 mM Na2HPO4/0.006% H2O2 중 0.1 mg/mL, pH 5.0)을 가하였다(100 μL/웰).
주위 온도에서 10분 항온처리 후, 반응을 0.5 M H2SO4(100 μL/웰)를 첨가함으로써 중지시키고 450 nm(= A450)에서의 흡광도를 BioRad 미세역가 플레이트 판독기를 사용하여 측정하였다. 표준 곡선(4-매개변수 피트(parameter fit))을 AAT 표준 희석의 A450 값으로부터 생성하였다. 곡선을 세포 배양 상층액 속에서 재조합 AAT의 정량화를 위해 사용하였다.
결과:
안정한(CAP) 생산자 세포주의 생성을 위한 선택 마커로서 구성적으로 활성인 IGF1R 수용체의 적합성을 입증하기 위하여, 모 CAP 세포를 CD8-IGF1R-AAT 발현 벡터 또는 선택 마커로서 블라스티시딘 내성 카세트를 함유하는 AAT 발현 벡터 중 하나로 형질감염시켰다. CAP 세포는 대조군으로서 제공된 비어있는(empty) pStbl-bsd 플라스미드(CAP 모의)로 형질감염시켰다. 핵감염 후 1회 계대배양한 다음에, 세포를 각각의 선택 배지(표 1)로 이전시키고 9 내지 10회 계대배양의 기간에 걸쳐 배양하였다. IGF1-고갈된 성장 배지 속에서 8 내지 9회 계대배양 후, CAP-CD8-IGF1R-AAT 혼주물을 선택으로부터 회수하였으며 IGF1(> 2 x 106개의 세포/mL, 72 내지 96시간 후 > 85% 생존능)을 함유하는 완전한 성장 배지 속에서 배양시킨 CAP 모의 혼주물과 비교가능한 생존가능한 세포 밀도 및 생존능에 이르렀다. 대조적으로, 모의 형질감염된 CAP 세포는 IGF-1 고갈된 성장 배지 속에서의 배양에 생존하지 않았으며, 생존가능한 세포 밀도 및 생존능은 < 2x106개의 세포/mL로 강하하기 시작하여 이미 3회 계대배양 후 72 내지 96시간 후 < 85%의 생존능으로 강하되었다(도 1). 이러한 데이타는 CAP 세포내 CD8-IGF1R의 재조합 발현이 실제로 CD8-IGF1R의 구성적 활성화 및 관련된 하부 신호전달 경로를 야기하며 이러한 구성적 IGF1R 활성화가 IGF1 고갈을 보상함으로써 IGF1-고갈된 세포 배양 배지 속에서 CAP 세포의 성장을 허용할 수 있음을 나타낸다.
통상의 블라스티시딘 선택에 의해 생성된 CAP 세포 혼주물 및 신규한 CD8-IGF1R 선택 마커를 사용하여 생성된 CAP 세포 혼주물의 생산능을 비교하기 위하여, 10일에 걸쳐 작동시킨 유가식 생산을 안정한 CAP 세포 혼주물을 사용하여 수행하고 10일로부터 세포 배양 상층액 중 rhAAT의 농도를 ELISA로 정량화하였다. 역가는 CAP 세포 혼주물(각각 5.6 μg의 AAT/1x106개의 세포; 도 2) 둘 다에 대해 비교가능하며, 이는 4주 내에 CD8-IGF1R 융합 작제물 및 IGF-1-고갈된 성장 배지를 사용한 선택에 의해 안정한 AAT를 발현하는 CAP 세포 혼주물의 생성이 성공적이었으며 CD8-IGF1R 작제물은 GOI와 함께 공-형질감염시키는 경우 안정한 CAP 세포의 생성을 위한 적합한 선택 마커임을 나타낸다.
본 발명은 다음의 뉴클레오타이드 서열에 관한 것이다.
서열 번호: 1
사람 CD8-IGF1R 융합 단백질
Figure pct00002
서열 번호: 2
사람 CD8-IGF1R 융합 단백질을 암호화하는 cDNA
(CD8 부분(이탤릭체), IGF1R 부분(밑줄), 코작(Kozak) 서열(굵은 활자체)
Figure pct00003
SEQUENCE LISTING <110> CEVEC Pharmaceuticals GmbH <120> USE OF CONSTITUTIVELY ACTIVE VARIANTS OF GROWTH FACTOR RECEPTORS AS SELECTION MAKERS FOR THE GENERATION OF STABLE PRODUCER CELL LINES <130> IP10193764DE <150> EP 17 001 356.9 <151> 08.08.2017 <160> 2 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 622 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> human CD8-IGF1R fusion protein <400> 1 Met Ala Leu Pro Val Thr Ala Leu Leu Leu Pro Leu Ala Leu Leu Leu 1 5 10 15 His Ala Ala Arg Pro Ser Gln Phe Arg Val Ser Pro Leu Asp Arg Thr 20 25 30 Trp Asn Leu Gly Glu Thr Val Glu Leu Lys Cys Gln Val Leu Leu Ser 35 40 45 Asn Pro Thr Ser Gly Cys Ser Trp Leu Phe Gln Pro Arg Gly Ala Ala 50 55 60 Ala Ser Pro Thr Phe Leu Leu Tyr Leu Ser Gln Asn Lys Pro Lys Ala 65 70 75 80 Ala Glu Gly Leu Asp Thr Gln Arg Phe Ser Gly Lys Arg Leu Gly Asp 85 90 95 Thr Phe Val Leu Thr Leu Ser Asp Phe Arg Arg Glu Asn Glu Gly Tyr 100 105 110 Tyr Phe Cys Ser Ala Leu Ser Asn Ser Ile Met Tyr Phe Ser His Phe 115 120 125 Val Pro Val Phe Leu Pro Ala Lys Pro Thr Thr Thr Pro Ala Pro Arg 130 135 140 Pro Pro Thr Pro Ala Pro Thr Ile Ala Ser Gln Pro Leu Ser Leu Arg 145 150 155 160 Pro Glu Ala Cys Arg Pro Ala Ala Gly Gly Ala Val His Thr Arg Gly 165 170 175 Leu Asp Phe Ala Cys Asp Ile Tyr Ile Trp Ala Pro Leu Ala Gly Thr 180 185 190 Cys Gly Val Leu Leu Leu Ser Leu Val Ile Thr Leu Tyr Cys Asn His 195 200 205 Arg Asn Arg Arg Arg Val Cys Lys Cys Pro Asn Ser Arg Leu Gly Asn 210 215 220 Gly Val Leu Tyr Ala Ser Val Asn Pro Glu Tyr Phe Ser Ala Ala Asp 225 230 235 240 Val Tyr Val Pro Asp Glu Trp Glu Val Ala Arg Glu Lys Ile Thr Met 245 250 255 Ser Arg Glu Leu Gly Gln Gly Ser Phe Gly Met Val Tyr Glu Gly Val 260 265 270 Ala Lys Gly Val Val Lys Asp Glu Pro Glu Thr Arg Val Ala Ile Lys 275 280 285 Thr Val Asn Glu Ala Ala Ser Met Arg Glu Arg Ile Glu Phe Leu Asn 290 295 300 Glu Ala Ser Val Met Lys Glu Phe Asn Cys His His Val Val Arg Leu 305 310 315 320 Leu Gly Val Val Ser Gln Gly Gln Pro Thr Leu Val Ile Met Glu Leu 325 330 335 Met Thr Arg Gly Asp Leu Lys Ser Tyr Leu Arg Ser Leu Arg Pro Glu 340 345 350 Met Glu Asn Asn Pro Val Leu Ala Pro Pro Ser Leu Ser Lys Met Ile 355 360 365 Gln Met Ala Gly Glu Ile Ala Asp Gly Met Ala Tyr Leu Asn Ala Asn 370 375 380 Lys Phe Val His Arg Asp Leu Ala Ala Arg Asn Cys Met Val Ala Glu 385 390 395 400 Asp Phe Thr Val Lys Ile Gly Asp Phe Gly Met Thr Arg Asp Ile Tyr 405 410 415 Glu Thr Asp Tyr Tyr Arg Lys Gly Gly Lys Gly Leu Leu Pro Val Arg 420 425 430 Trp Met Ser Pro Glu Ser Leu Lys Asp Gly Val Phe Thr Thr Tyr Ser 435 440 445 Asp Val Trp Ser Phe Gly Val Val Leu Trp Glu Ile Ala Thr Leu Ala 450 455 460 Glu Gln Pro Tyr Gln Gly Leu Ser Asn Glu Gln Val Leu Arg Phe Val 465 470 475 480 Met Glu Gly Gly Leu Leu Asp Lys Pro Asp Asn Cys Pro Asp Met Leu 485 490 495 Phe Glu Leu Met Arg Met Cys Trp Gln Tyr Asn Pro Lys Met Arg Pro 500 505 510 Ser Phe Leu Glu Ile Ile Ser Ser Ile Lys Glu Glu Met Glu Pro Gly 515 520 525 Phe Arg Glu Val Ser Phe Tyr Tyr Ser Glu Glu Asn Lys Leu Pro Glu 530 535 540 Pro Glu Glu Leu Asp Leu Glu Pro Glu Asn Met Glu Ser Val Pro Leu 545 550 555 560 Asp Pro Ser Ala Ser Ser Ser Ser Leu Pro Leu Pro Asp Arg His Ser 565 570 575 Gly His Lys Ala Glu Asn Gly Pro Gly Pro Gly Val Leu Val Leu Arg 580 585 590 Ala Ser Phe Asp Glu Arg Gln Pro Tyr Ala His Met Asn Gly Gly Arg 595 600 605 Lys Asn Glu Arg Ala Leu Pro Leu Pro Gln Ser Ser Thr Cys 610 615 620 <210> 2 <211> 1875 <212> DNA <213> Artificial sequence <220> <223> cDNA encoding human CD8-IGF1R fusion protein <400> 2 gccaccatgg ccttaccagt gaccgccttg ctcctgccgc tggccttgct gctccacgcc 60 gccaggccga gccagttccg ggtgtcgccg ctggatcgga cctggaacct gggcgagaca 120 gtggagctga agtgccaggt gctgctgtcc aacccgacgt cgggctgctc gtggctcttc 180 cagccgcgcg gcgccgccgc cagtcccacc ttcctcctat acctctccca aaacaagccc 240 aaggcggccg aggggctgga cacccagcgg ttctcgggca agaggttggg ggacaccttc 300 gtcctcaccc tgagcgactt ccgccgagag aacgagggct actatttctg ctcggccctg 360 agcaactcca tcatgtactt cagccacttc gtgccggtct tcctgccagc gaagcccacc 420 acgacgccag cgccgcgacc accaacaccg gcgcccacca tcgcgtcgca gcccctgtcc 480 ctgcgcccag aggcgtgccg gccagcggcg gggggcgcag tgcacacgag ggggctggac 540 ttcgcctgtg atatctacat ctgggcgccc ttggccggga cttgtggggt ccttctcctg 600 tcactggtta tcacccttta ctgcaaccac aggaaccgaa gacgtgtttg caaatgtccc 660 aacagcaggc tggggaatgg agtgctgtat gcctctgtga acccggagta cttcagcgct 720 gctgatgtgt acgttcctga tgagtgggag gtggctcggg agaagatcac catgagccgg 780 gaacttgggc aggggtcgtt tgggatggtc tatgaaggag ttgccaaggg tgtggtgaaa 840 gatgaacctg aaaccagagt ggccattaaa acagtgaacg aggccgcaag catgcgtgag 900 aggattgagt ttctcaacga agcttctgtg atgaaggagt tcaattgtca ccatgtggtg 960 cgattgctgg gtgtggtgtc ccaaggccag ccaacactgg tcatcatgga actgatgaca 1020 cggggcgatc tcaaaagtta tctccggtct ctgaggccag aaatggagaa taatccagtc 1080 ctagcacctc caagcctgag caagatgatt cagatggccg gagagattgc agacggcatg 1140 gcatacctca acgccaataa gttcgtccac agagaccttg ctgcccggaa ttgcatggta 1200 gccgaagatt tcacagtcaa aatcggagat tttggtatga cgcgagatat ctatgagaca 1260 gactattacc ggaaaggagg gaaagggctg ctgcccgtgc gctggatgtc tcctgagtcc 1320 ctcaaggatg gagtcttcac cacttactcg gacgtctggt ccttcggggt cgtcctctgg 1380 gagatcgcca cactggccga gcagccctac cagggcttgt ccaacgagca agtccttcgc 1440 ttcgtcatgg agggcggcct tctggacaag ccagacaact gtcctgacat gctgtttgaa 1500 ctgatgcgca tgtgctggca gtataacccc aagatgaggc cttccttcct ggagatcatc 1560 agcagcatca aagaggagat ggagcctggc ttccgggagg tctccttcta ctacagcgag 1620 gagaacaagc tgcccgagcc ggaggagctg gacctggagc cagagaacat ggagagcgtc 1680 cccctggacc cctcggcctc ctcgtcctcc ctgccactgc ccgacagaca ctcaggacac 1740 aaggccgaga acggccccgg ccctggggtg ctggtcctcc gcgccagctt cgacgagaga 1800 cagccttacg cccacatgaa cgggggccgc aagaacgagc gggccttgcc gctgccccag 1860 tcttcgacct gctga 1875

Claims (15)

  1. (a) 세포주를 제공하는 단계,
    (b) (i) 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자로서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 발현의 부재하에서 상기 세포주의 성장이 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식된 성장 인자에 의존적인, 유전자, 및
    (ii) 목적 단백질(POI)을 암호화하는 하나 이상의 목적한 유전자(들)(GOI),로 상기 세포주를 동시에 안정하게 형질감염시키는 단계, 및
    (c) 상기 성장 인자 수용체에 의해 인식된 성장 인자를 함유하지 않거나 세포의 성장을 뒷받침하기에는 너무 낮은 농도에서 상기 성장 인자를 함유하는 세포 배양 배지 속에서, 성장 인자 수용체의 상기 구성적으로 활성인 활성 변이체의 발현의 부재하에서, 상기 세포주를 배양하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 목적 단백질(들)(POI)을 발현하는 안정한 생산자 세포주(producer cell line)를 선택하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 세포주가 CHO 세포, HEK 293 세포, CAP 세포, Per.C6 세포, BHK 세포, Vero 세포, MDCK 세포, 하이브리도마 세포, 및 섬유아세포로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, POI가 세포외 매트릭스 단백질, 성장 인자, 펩타이드 호르몬, 사이토킨, 효소, 항체, 항체 단편, 혈액 응고 인자, 프로테아제 억제제, 및 바이러스 단백질 생성물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, POI가 사람 재조합 알파-1-안티트립신(rhAAT), 피브리노겐, 라미닌(LAM), 인터페론(IFN), 인터루킨(IL), 면역글로불린 G(IgG), 면역글로불린 M(IgM), 이특이적인 모노클로날 항체(BsAb), 에리트로포이에틴(EPO), 인자 VII(FVII), 인자 VIII(FVIII), 인자 IX(FIX), 폰-빌레브란트(von-Willebrand)-인자(vWF), C1 에스테라제 억제제(C1-억제제; C1 Inh), HIV-1, HIV-2, EIAV, SIV, 또는 다른 레트로비리다에(gag-pol)로부터의 gag-pol, 아데노-관련 바이러스(Adeno-Associated Virus: REP)로부터의 rep 단백질, 아데노-관련 바이러스(CAP)로부터의 cap 단백질 및 이의 변이체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체를 암호화하는 유전자 및 GOI가 동일한 벡터 상에 존재하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 성장 인자 수용체 및 각각의 성장 인자가 IGF-1R(인슐린-유사 성장 인자 1 수용체), IR(인슐린 수용체), 및 IGF-1, IGF-2 및/또는 인슐린; EGFR(상피 성장 인자 수용체) 및 각각의 EGFR 리간드; FGFR(섬유아세포 성장 인자 수용체) 및 FGF; 또는 PDGFR(혈소판-유래된 성장 인자 수용체) 및 PDGF인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체가 사람 CD8-IGF-1R 융합 단백질인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 사람 CD8-IGF-1R 융합 단백질이 서열 번호: 1의 아미노산 서열을 포함하거나 이로 이루어진 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 사람 CD8-IGF-1R 융합 단백질이 서열 번호: 2의 뉴클레오타이드 서열을 포함하거나 이로 이루어진 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (c)가 선택이 일어나도록 하는 기간 동안 수행되는 방법.
  11. (a) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 단계,
    (b) 안정한 생산자 세포주내에서 목적 단백질(POI)을 발현시키는 단계, 및
    (c) 세포 또는 세포 배양 배지로부터 상기 POI를 회수하는 단계를 포함하는, 안정한 생산자 세포주내에서 하나 이상의 목적 단백질(POI)을 발현하기 위한 방법.
  12. 세포의 배양시 선택 마커로서의, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도.
  13. 제12항에 있어서, 세포가 제2항에서 정의한 바와 같은 세포주인, 용도.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 성장 인자 수용체가 IGF-1R(인슐린-유사 성장 인자 1 수용체), IR(인슐린 수용체), EGFR(상피 성장 인자 수용체), FGFR(섬유아세포 성장 인자 수용체), 또는 PDGFR인 용도.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체가 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에서 정의한 바와 같은 용도.
KR1020207003914A 2017-08-08 2018-08-01 안정한 생산자 세포주의 생성을 위한 선택 마커로서 성장 인자 수용체의 구성적으로 활성인 변이체의 용도 KR102608562B1 (ko)

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