KR20200085832A - 액티빈 수용체 유형 iia 변이체 및 그의 사용 방법 - Google Patents

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제니퍼 라세이
자스비르 에스. 시라
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케로스 테라퓨틱스, 인크.
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Abstract

본 발명은 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드를 특징으로 한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드는 Fc 도메인 단량체 또는 잔기에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함한다. 본 발명은 또한 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상, 예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실을 치료하기 위한 제약 조성물 및 폴리펩티드의 사용 방법을 특징으로 한다.

Description

액티빈 수용체 유형 IIA 변이체 및 그의 사용 방법
건강한 골은 골 파괴 및 골 성장 둘 다를 포함하는 일정한 재형성을 겪는다. 골 성장은 골모세포의 세포 유형에 의해 매개되는 반면, 파골세포는 골을 재흡수한다. 순수 골 손실로 이어지는 동화 프로그램의 하향조절, 이화 시스템의 상향조절 또는 둘 다의 조합 중 어느 하나를 통하여 이러한 시스템이 균형에서 벗어나는 경우, 병리상태가 발생한다. 따라서, 골 재형성에서의 균형을 조절하는 것은 골절 및 다른 골 손상의 치유를 촉진하는 데에는 물론, 골 질량 손실 및 골 무기질화와 연관된 골다공증과 같은 장애를 치료하는 데 유용할 수 있다.
골 손상은 연령- 또는 암-관련 골 손실, 유전적 이상, 약물 치료의 부정적인 부작용 및 골절을 포함한 일련의 근본 원인들에 기인할 수 있다. 세계 보건 기구(World Health Organization)는 골다공증 단독으로 미국, 유럽 및 일본에서 7천 5백만명의 사람들이 영향을 받고 있어서, 골절의 상당한 위험 인자가 되고 있다고 추정한다. 일반적으로, 모든 골 손실이 그에 대한 효과적인 치료가 거의 존재하지 않는 병리학적 상태를 나타낸다. 그 대신, 치료는 직접적으로 골 성장을 촉진하고 골 밀도를 증가시키는 작용제보다는 부동화, 운동 및 식이 변경에 초점을 맞추고 있다. 골다공증과 관련하여, 에스트로겐, 칼시토닌, 비타민 K를 동반한 오스테오칼신, 및 고도 투여량의 식이 칼슘이 모두 치료 개재물로 사용되고 있다. 골다공증에 대한 다른 치료적 접근법에는 비스포스포네이트, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬 관련 단백질 (PTHrP) 칼슘유사체, 스타틴, 아나볼릭 스테로이드(anabolic steroid), 란타넘 및 스트론튬 염, 그리고 나트륨 플루오라이드가 포함된다. 그러나, 그와 같은 치료제들은 종종 바람직하지 않은 부작용과 연관된다. 골 손상 또는 골 탈무기질화를 초래하는 질환을 위한 신규하고 효과적인 치료에 대한 필요가 존재한다.
[발명의 개요]
본 발명은 세포외 액티빈 수용체 유형 IIa (ActRIIa) 변이체를 포함하는 폴리펩티드를 특징으로 한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드는 Fc 도메인 단량체(monomer) 또는 잔기(moiety)의 N- 또는 C-말단에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함한다. 그와 같은 잔기들은 예를 들면 아미노산 또는 다른 공유 결합에 의해 결합될 수 있다. Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 2개의 Fc 도메인 단량체 사이의 상호작용을 통하여 이량체 (예컨대 동종이량체 또는 이종이량체)를 형성할 수도 있다. 본 발명의 폴리펩티드는 예를 들면 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상, 예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성이 있는 대상체에서 골 질량 또는 골 무기질 밀도를 증가시키는 데에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 폴리펩티드는 골 손상 또는 골 탈미네랄화를 수반하는 질환 또는 이상이 발병할 위험이 있거나 그것을 보유하는 대상체에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 골 형태형성 단백질 9 (BMP9) 신호전달에 영향을 주는 데에 사용될 수도 있다.
일 측면에서, 본 발명은 세포외 액티빈 수용체 유형 IIa (ActRIIa) 변이체를 포함하는 폴리펩티드를 특징으로 하며, 상기 변이체는
Figure pct00001
(서열식별번호(SEQ ID NO): 1)의 서열을 가지며, 여기서 X1은 F 또는 Y이고; X2는 F 또는 Y이며; X3은 E 또는 A이고; X4는 K 또는 L이며; X5는 D 또는 E이고; X6은 R 또는 A이며; X7은 P 또는 R이고; X8은 Y 또는 E이며; X9는 D 또는 E이고; X10은 K 또는 Q이며; X11은 D 또는 A이고; X12는 K 또는 A이며; X13은 R 또는 A이고; X14는 R 또는 L이며; X15는 F 또는 Y이고; X16은 K, R, 또는 A이며; X17은 K, A, Y, F, 또는 I이고; X18은 Q 또는 K이며; X19는 W 또는 A이고; X20은 L 또는 A이며; X21은 D, K, R, A, F, G, M, N, 또는 I이고; X22는 I, F, 또는 A이며; X23은 K 또는 T이고; X24는 K 또는 E이며; X25는 D 또는 E이고; X26은 S 또는 N이며; X27은 E 또는 Q이고, 상기 변이체는 서열식별번호: 73의 서열을 가지는 야생형 세포외 ActRIIa 또는 서열식별번호: 76-96의 서열들 중 어느 하나를 가지는 세포외 ActRIIa 대비 적어도 하나의 아미노산 치환을 가진다.
일부 실시양태에서, 상기 변이체는
Figure pct00002
(서열식별번호: 2)의 서열을 가지며, 여기서 X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9, X11, X12, X13, X14, X15, X16, X17, X18, X19, X20, X21, X22, X23, X24, X25, X26 및 X27은 상기에서 정의된 바와 같다.
일부 실시양태에서, 상기 변이체는
Figure pct00003
(서열식별번호: 3)의 서열을 가지며, 여기서 X2, X4, X5, X7, X8, X9, X14, X15, X16, X18, X22, X23, X24, X25, X26 및 X27은 상기에서 정의된 바와 같다.
일부 실시양태에서, 상기 변이체는
Figure pct00004
(서열식별번호: 4)의 서열을 가지며, 여기서 X2, X4, X7, X8, X9, X14, X15, X16, X18, X22, X23, X25, X26 및 X27은 상기에서 정의된 바와 같다.
일부 실시양태에서, 상기 변이체는
Figure pct00005
(서열식별번호: 5)의 서열을 가지며, 여기서 X2, X4, X8, X9, X14, X18, X23, X25, X26 및 X27은 상기에서 정의된 바와 같다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X1은 F 또는 Y이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X2는 F 또는 Y이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X3은 E 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X4는 K 또는 L이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X5는 D 또는 E이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X6은 R 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X7은 P 또는 R이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X8은 Y 또는 E이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X9는 D 또는 E이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X10은 K 또는 Q이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X11은 D 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X12는 K 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X13은 R 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X14는 R 또는 L이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X15는 F 또는 Y이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X16은 K, R 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X17은 K, A, Y, F 또는 I이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X18은 Q 또는 K이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X19는 W 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X20은 L 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X21은 D, K, R, A, F, G, M, N 또는 I이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X22는 I, F 또는 A이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X23은 K 또는 T이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X24는 K 또는 E이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X25는 D 또는 E이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X26은 S 또는 N이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X27은 E 또는 Q이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X23은 T이며, X24는 E이고, X25는 E이며, X26은 N이거나, 또는 X23은 T이며, X24는 K이고, X25는 E이며, X26은 N이다. 상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, X17은 K이다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 상기 변이체는 서열식별번호: 6-72 중 어느 하나의 서열을 가진다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 위치 X24에서의 아미노산은 아미노산 K로 치환될 수 있다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 위치 X24에서의 아미노산은 아미노산 E로 치환될 수 있다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 하나 이상 아미노산 (예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6개 추가 아미노산)의 C-말단 연장부를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 C-말단 연장부는 아미노산 서열 NP이다. 일부 실시양태에서, 상기 C-말단 연장부는 아미노산 서열 NPVTPK (서열식별번호: 155)이다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 폴리펩티드의 C-말단에 융합되거나 공유로 연결된 잔기를 포함할 수 있다. 상기 잔기는 폴리펩티드의 안정성을 증가시키거나 약동학적 특성을 개선할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 잔기는 Fc 도메인 단량체, Fc 도메인, 알부민 결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 혈청 알부민이다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 링커에 의해 폴리펩티드의 C-말단에 융합된 Fc 도메인 단량체를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인 단량체에 융합된 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 2개의 Fc 도메인 단량체 사이의 상호작용을 통하여 이량체 (예컨대 동종이량체 또는 이종이량체)를 형성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 Fc 도메인 단량체는 서열식별번호: 97의 서열을 가진다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 링커에 의해 폴리펩티드의 C-말단에 융합된 Fc 도메인을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 Fc 도메인은 야생형 Fc 도메인이다. 일부 실시양태에서, 상기 야생형 Fc 도메인은 서열식별번호: 151의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 상기 Fc 도메인은 하나 이상의 아미노산 치환을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 아미노산 치환을 포함하는 상기 Fc 도메인은 이량체를 형성하지 않는다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 링커에 의해 폴리펩티드의 C-말단에 융합된 알부민-결합 펩티드를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 알부민-결합 펩티드는 서열식별번호: 152의 서열을 가진다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 링커에 의해 폴리펩티드의 C-말단에 융합된 피브로넥틴 도메인을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 피브로넥틴 도메인 펩티드는 서열식별번호: 153의 서열을 가진다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 추가적으로 링커에 의해 폴리펩티드의 C-말단에 융합된 인간 혈청 알부민을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 인간 혈청 알부민은 서열식별번호: 154의 서열을 가진다.
일부 실시양태에서, 상기 링커는 아미노산 스페이서(spacer)이다. 일부 실시양태에서, 상기 아미노산 스페이서는 GGG, GGGA (서열식별번호: 98), GGGG (서열식별번호: 100), GGGAG (서열식별번호: 130), GGGAGG (서열식별번호: 131) 또는 GGGAGGG (서열식별번호: 132)이다.
일부 실시양태에서, 상기 아미노산 스페이서는 GGGS (서열식별번호: 99), GGGGA (서열식별번호: 101), GGGGS (서열식별번호: 102), GGGGG (서열식별번호: 103), GGAG (서열식별번호: 104), GGSG (서열식별번호: 105), AGGG (서열식별번호: 106), SGGG (서열식별번호: 107), GAGA (서열식별번호: 108), GSGS (서열식별번호: 109), GAGAGA (서열식별번호: 110), GSGSGS (서열식별번호: 111), GAGAGAGA (서열식별번호: 112), GSGSGSGS (서열식별번호: 113), GAGAGAGAGA (서열식별번호: 114), GSGSGSGSGS (서열식별번호: 115), GAGAGAGAGAGA (서열식별번호: 116), 및 GSGSGSGSGSGS (서열식별번호: 117), GGAGGA (서열식별번호: 118), GGSGGS (서열식별번호: 119), GGAGGAGGA (서열식별번호: 120), GGSGGSGGS (서열식별번호: 121), GGAGGAGGAGGA (서열식별번호: 122), GGSGGSGGSGGS (서열식별번호: 123), GGAGGGAG (서열식별번호: 124), GGSGGGSG (서열식별번호: 125), GGAGGGAGGGAG (서열식별번호: 126) 및 GGSGGGSGGGSG (서열식별번호: 127), GGGGAGGGGAGGGGA (서열식별번호: 128), GGGGSGGGGSGGGGS (서열식별번호: 129), AAAL (서열식별번호: 133), AAAK (서열식별번호: 134), AAAR (서열식별번호: 135), EGKSSGSGSESKST (서열식별번호: 136), GSAGSAAGSGEF (서열식별번호: 137), AEAAAKEAAAKA (서열식별번호: 138), KESGSVSSEQLAQFRSLD (서열식별번호: 139), GENLYFQSGG (서열식별번호: 140), SACYCELS (서열식별번호: 141), RSIAT (서열식별번호: 142), RPACKIPNDLKQKVMNH (서열식별번호: 143), GGSAGGSGSGSSGGSSGASGTGTAGGTGSGSGTGSG (서열식별번호: 144), AAANSSIDLISVPVDSR (서열식별번호: 145), GGSGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSGGGS (서열식별번호: 146), EAAAK (서열식별번호: 147) 또는 PAPAP(서열식별번호: 148)이다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 (예컨대 인간 대상체에서) 적어도 7일의 혈청 반감기를 가진다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 200 pM 이상의 KD로 인간 골 형태형성 단백질 9 (BMP9)에 결합한다. 일부 실시양태에서, 상기 폴리펩티드는 액티빈 및/또는 마이오스타틴에 결합하며, 인간 BMP9에 대해서는 감소된 (예컨대 약한) 결합을 가진다. 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 인간 BMP9에는 실질적으로 결합하지 않는다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 800 pM 이하의 KD로 인간 액티빈 A에 결합한다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 대략 800 pM 이하의 KD로 인간 액티빈 B에 결합한다.
상기언급된 실시양태들 중 어느 것에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 대략 5 pM 이상의 KD로 인간 GDF-11에 결합한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드)를 코딩하는 핵산 분자를 특징으로 한다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 또한 본원에서 기술되는 핵산 분자를 포함하는 벡터를 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본원에서 기술되는 폴리펩티드를 발현하는 숙주 세포를 특징으로 하며, 여기서 상기 숙주 세포는 이전 2개 측면에서 기술된 핵산 분자 또는 벡터를 포함하며, 상기 핵산 분자 또는 벡터는 숙주 세포 내에서 발현된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본원에서 기술되는 폴리펩티드의 제조 방법을 특징으로 하며, 상기 방법은 하기를 포함한다: a) 본원에서 기술되는 핵산 분자 또는 벡터를 포함하는 숙주 세포를 제공하는 것, 및 b) 폴리펩티드의 형성을 가능하게 하는 조건하에 숙주 세포 내에서 핵산 분자 또는 벡터를 발현시키는 것.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 및 1종 이상의 제약상 허용되는 캐리어 또는 부형제를 포함하는 제약 조성물을 특징으로 한다. 상기 제약 조성물의 일부 실시양태에서, 상기 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터는 치료 유효량으로 존재한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 또한 Fc 도메인 단량체 (예컨대 서열식별번호: 97의 서열)의 N- 또는 C-말단에 융합된 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체를 각각 포함하는 2개의 동일한 폴리펩티드를 포함하는 구축물 (예컨대 동종이량체)을 특징으로 한다. 상기 2개의 폴리펩티드 중 2개의 Fc 도메인 단량체는 상호작용하여 구축물의 Fc 도메인을 형성한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 또한 Fc 도메인 단량체의 N- 또는 C-말단에 융합된 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체를 각각 포함하는 2개의 상이한 폴리펩티드를 포함하는 구축물 (예컨대 이종이량체)을 특징으로 한다. 상기 2개의 폴리펩티드 중 2개의 Fc 도메인 단량체는 상호작용하여 구축물의 Fc 도메인을 형성한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 골 무기질 밀도의 증가를 필요로 하는 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 골 재흡수의 감소 (예컨대 골 손실의 감소)를 필요로 하는 대상체에서 골 재흡수를 감소시키는 (예컨대 골 손실을 감소시키는) 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 골 형성의 증가를 필요로 하는 대상체에서 골 형성을 증가시키는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 골 강도의 증가를 필요로 하는 대상체에서 골 강도를 증가시키는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 골절 위험의 감소를 필요로 하는 대상체에서 골절 위험을 감소시키는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 대상체는 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있거나, 그것이 발병할 위험이 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 (예컨대 그의 수용체에 대한 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9의 결합을 감소시키거나 억제하는) 방법을 특징으로 하며, 상기 방법은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함한다. 이와 같은 측면의 일부 실시양태에에서, 상기 질환 또는 이상은 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다. 일부 실시양태에서, 상기 골 질환은 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이다. 일부 실시양태에서, 골 질환은 일차성 골다공증이다. 일부 실시양태에서, 골 질환은 이차성 골다공증이다. 일부 실시양태에서, 골 질환은 골감소증이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 일차성 골다공증이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 이차성 골다공증이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 골감소증이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 골절이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 골암 또는 암 전이-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 파제트병이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 신장성 골형성장애가 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 치료-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 식이-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 비만의 치료와 연관된 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 저중력-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 치료 유효량의 본원에서 기술되는 폴리펩티드, 핵산 분자 또는 벡터, 또는 본원에서 기술되는 제약 조성물을 부동성-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것에 의한 상기 대상체의 치료 방법을 특징으로 한다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 일차성 골다공증은 연령-관련 골다공증이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 일차성 골다공증은 호르몬-관련 골다공증이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 이차성 골다공증은 부동화-유도 골다공증이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 이차성 골다공증은 글루코코르티코이드-유도 골다공증이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 암은 다발성 골수종이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 치료는 FGF-21 치료이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 치료는 GLP-1 치료이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 치료는 암 치료법이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 치료는 비만 및/또는 유형-2 당뇨병에 대한 치료이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 식이-관련 골 손실은 구루병이다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 대상체는 골절의 위험이 있다.
상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 대상체에서 골 형성을 증가시킨다. 상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 대상체에서 골 재흡수를 감소시킨다 (예컨대 골 손실을 감소시킴). 상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 골모세포 활성 또는 골모세포생성을 증가시킨다. 상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 파골세포 활성을 감소시키거나, 파골세포생성을 감소시킨다. 상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 골절의 위험을 감소시킨다. 상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 골 강도를 증가시킨다. 상기한 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 그의 수용체에 대한 액티빈 및/또는 마이오스타틴의 결합을 감소시키거나 억제한다.
본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 대상체에서 혈관 합병증 (예컨대 혈관 투과성 또는 누출의 증가)을 야기하지 않는다. 본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시킨다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 골은 피질 골이다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 골은 섬유주 골이다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 폴리펩티드, 핵산, 벡터 또는 제약 조성물은 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골 재흡수 속도를 감소시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 형성 속도를 증가시키거나, 파골세포 활성을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골모세포 활성을 증가시키거나, 골절의 위험을 감소시키거나, 또는 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주기에 충분한 양으로 투여된다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 상기 변이체는 서열식별번호: 69의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 69의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 58의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 58의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 58의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 6의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 6의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 6의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 38의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 38의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 38의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 41의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 41의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 41의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 44의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 44의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 44의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 70의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 70의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 NP 또는 NPVTPK (서열식별번호: 155))를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 70의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 71의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 71의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부 (예를 들면 C-말단의 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산, 예컨대 아미노산 VTPK)를 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을, 그리고/또는 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 71의 서열을 가지는 변이체, 또는 상기 변이체를 함유하는 제약 조성물의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 변이체는 서열식별번호: 72의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 서열식별번호: 72의 서열을 가지는 변이체는 위치 X17에 아미노산 K를, 그리고/또는 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을 가진다. 상기 측면들 중 어느 것의 일부 실시양태에서, 방법은 임의적으로 위치 X17에 아미노산 K를, 그리고/또는 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN 또는 TKEN을 가지는 서열식별번호: 72의 서열을 가지는 변이체의 치료 유효량을 대상체에게 투여하는 것에 의해, 하기를 필요로 하는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체를 치료하거나, 또는 골 손상을 포함하는 이상 또는 질환을 치료하거나, 또는 대상체 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있는 대상체)에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것을 포함한다.
정의
본원에서 사용될 때, "세포외 액티빈 수용체 유형 IIa (ActRIIa) 변이체"라는 용어는 야생형 세포외 ActRIIa (예컨대 하기에 나타낸 서열식별번호: 75 서열의 볼드체 부분) 또는 서열식별번호: 76-96의 서열들 중 어느 하나를 가지는 세포외 ActRIIa 대비 적어도 하나의 아미노산 치환을 가지는, 단일 막횡단 수용체인 ActRIIa의 가용성인 세포외 부분을 포함하는 펩티드를 지칭한다. 야생형 인간 ActRIIa 전구체 단백질의 서열을 하기에 나타낸 바 (서열식별번호: 75), 신호 펩티드는 이탤릭체로 하였으며, 세포외 부분은 볼드체이다.
야생형 인간 ActRIIa 전구체 단백질 (서열식별번호: 75):
Figure pct00006
세포외 ActRIIa 변이체는 서열식별번호: 1-72 중 어느 하나의 서열을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체는 서열식별번호: 6-72 (표 2) 중 어느 하나의 서열을 가진다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체는 야생형 세포외 ActRIIa (서열식별번호: 73)의 서열에 대하여 적어도 85 % (예컨대 적어도 85 %, 87 %, 90 %, 92 %, 95 %, 97 % 또는 그 이상)의 아미노산 서열 동일성을 가질 수 있다.
본원에서 사용될 때, "세포외 ActRIIb 변이체"라는 용어는 야생형 세포외 ActRIIb (예컨대 서열식별번호: 74의 서열) 대비 적어도 하나의 아미노산 치환을 가지는, 단일 막횡단 수용체인 ActRIIb의 가용성 세포외 부분을 포함하는 펩티드를 지칭한다. 세포외 ActRIIb 변이체는 하기에 나타낸 서열식별번호: 149의 서열을 가질 수 있다:
세포외 ActRIIb 변이체 (서열식별번호: 149):
Figure pct00007
본원에서 사용될 때, "링커"라는 용어는 2개 요소 사이의 연결구, 예컨대 펩티드 또는 단백질 도메인을 지칭한다. 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 잔기에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함할 수 있다. 상기 잔기는 폴리펩티드의 안정성을 증가시키거나 약동학적 특성을 개선할 수 있다. 상기 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민)는 링커에 의해 폴리펩티드에 융합될 수 있다. 링커는 공유 결합 또는 스페이서일 수 있다. "결합"이라는 용어는 화학 결합, 예컨대 아미드 결합 또는 디술피드 결합, 또는 화학 반응으로부터 생성되는 임의 종류의 결합, 예컨대 화학적 접합을 지칭한다. "스페이서"라는 용어는 2개 요소, 예컨대 펩티드 또는 단백질 도메인들 사이에 출현하여 상기 2개 요소 사이에 간격 및/또는 유연성을 제공하는 잔기 (예컨대 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체) 또는 아미노산 서열 (예컨대 1-200개 아미노산 서열)을 지칭한다. 아미노산 스페이서는 (예컨대 폴리펩티드 백본을 통하여 이격된 펩티드에 융합되는) 폴리펩티드 일차 서열의 일부이다. 예컨대 Fc 도메인을 형성하는 2개 힌지 영역 사이에서의 디술피드 결합의 형성은 링커로 간주되지 않는다.
본원에서 사용될 때, "Fc 도메인"이라는 용어는 2개의 Fc 도메인 단량체의 이량체를 지칭한다. Fc 도메인은 적어도 CH2 도메인 및 CH3 도메인을 포함하는 인간 Fc 도메인에 대하여 적어도 80 %의 서열 동일성 (예컨대 적어도 85 %, 90 %, 95 %, 97 % 또는 100 %의 서열 동일성)을 가진다. Fc 도메인 단량체는 제2 및 제3 항체 불변 도메인 (CH2 및 CH3)을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인 단량체는 힌지 도메인도 포함한다. Fc 도메인은 항원-인식 영역으로 작용할 수 있는 임의의 이뮤노글로불린 부분, 예컨대 가변 도메인 또는 상보성 결정 영역 (CDR)은 포함하지 않는다. 야생형 Fc 도메인에서, 2개의 Fc 도메인 단량체는 2개 CH3 항체 불변 도메인 사이의 상호작용은 물론, 2개 이량체화 Fc 도메인 단량체의 힌지 도메인들 사이에 형성되는 하나 이상의 디술피드 결합에 의해 이량체화된다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 통상적으로 "사멸된 Fc 도메인"의 것으로서 이펙터 기능이 결핍되도록 돌연변이될 수 있다. 특정 실시양태에서, Fc 도메인 중 Fc 도메인 단량체 각각은 Fc 도메인과 Fcγ 수용체 사이의 상호작용 또는 결합이 감소되도록 CH2 항체 불변 도메인에 아미노산 치환을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 Fc 도메인 이량체화를 감소시키거나 억제하는 하나 이상의 아미노산 치환을 포함한다. Fc 도메인은 IgG, IgE, IgM, IgA 또는 IgD를 포함한 임의의 이뮤노글로불린 항체 동형일 수 있다. 또한, Fc 도메인은 IgG 아형 (예컨대 IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 또는 IgG4)일 수 있다. Fc 도메인은 비-자연 발생 Fc 도메인, 예컨대 재조합 Fc 도메인일 수도 있다.
본원에서 사용될 때, "알부민-결합 펩티드"라는 용어는 혈청 알부민에 대한 친화성이 있으며 거기에 결합하는 기능을 하는 12 내지 16개 아미노산의 아미노산 서열을 지칭한다. 알부민-결합 펩티드는 상이한 기원, 예컨대 인간, 마우스 또는 래트의 것일 수 있다. 일부 실시양태에서, 알부민-결합 펩티드는 DICLPRWGCLW (서열식별번호: 152)의 서열을 가진다.
본원에서 사용될 때, "피브로넥틴 도메인"이라는 용어는 예를 들면 인테그린과 같은 막-연장(membrane-spanning) 수용체 단백질, 및 콜라겐 및 피브린과 같은 세포외 매트릭스 성분에 결합하는 세포외 매트릭스의 고분자량 당단백질 또는 그의 단편을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 피브로넥틴 도메인은 유니프로트(UniProt) 식별번호: P02751 서열의 아미노산 610-702를 가지는 피브로넥틴 유형 III 도메인 (서열식별번호: 153)이다. 다른 실시양태에서, 피브로넥틴 도메인은 아드넥틴 단백질이다.
본원에서 사용될 때, "인간 혈청 알부민"이라는 용어는 인간 혈장에 존재하는 알부민 단백질을 지칭한다. 인간 혈청 알부민은 혈액에 가장 풍부한 단백질이다. 그것은 혈액 혈청 단백질의 약 절반을 구성한다. 일부 실시양태에서, 인간 혈청 알부민은 유니프로트 식별번호: P02768 (서열식별번호: 154)의 서열을 가진다.
본원에서 사용될 때, "융합된"이라는 용어는 화학적 접합, 재조합 수단 및 화학 결합, 예컨대 아미드 결합을 포함한 수단에 의한 2개 이상 요소, 성분 또는 단백질 도메인, 예컨대 펩티드 또는 폴리펩티드의 조합 또는 결합을 기술하는 데에 사용된다. 예를 들어, 일렬 연속된 단일 펩티드 2개는 화학적 접합, 화학 결합, 펩티드 링커 또는 임의의 다른 공유 연결 수단을 통하여 융합되어 하나의 연속되는 단백질 구조, 예컨대 폴리펩티드를 형성할 수 있다. 본원에서 기술되는 폴리펩티드의 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 링커에 의해 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체 (예컨대 서열식별번호: 97의 서열), 야생형 Fc 도메인 (예컨대 서열식별번호: 151의 서열), 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드 (예컨대 서열식별번호: 152의 서열), 피브로넥틴 도메인 (예컨대 서열식별번호: 153의 서열) 또는 인간 혈청 알부민 (예컨대 서열식별번호: 154의 서열))의 N- 또는 C-말단에 일렬 연속으로 융합될 수 있다. 예를 들면, 세포외 ActRIIa 변이체는 펩티드 링커에 의해 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민)에 융합되는데, 펩티드 링커의 N-말단은 화학 결합, 예컨대 펩티드 결합을 통하여 세포외 ActRIIa 변이체의 C-말단에 융합되며, 펩티드 링커의 C-말단은 화학 결합, 예컨대 펩티드 결합을 통하여 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민)의 N-말단에 융합된다.
본원에서 사용될 때, "C-말단 연장부"라는 용어는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-70 (예컨대 서열식별번호: 6-70) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드 C-말단에의 하나 이상 아미노산의 첨가부를 지칭한다. C-말단 연장부는 하나 이상의 아미노산 (예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 아미노산)일 수 있다. 대표적인 C-말단 연장부는 아미노산 서열 NP (2개 아미노산 C-말단 연장부) 및 아미노산 서열 NPVTPK (서열식별번호: 155) (6개 아미노산 C-말단 연장부)이다. 폴리펩티드의 활성을 붕괴시키지 않는 어떠한 아미노산 서열도 사용될 수 있다. NP의 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69의 서열인 서열식별번호: 71, 및 NPVTPK의 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69의 서열인 서열식별번호: 72는 본 발명의 폴리펩티드가 C-말단 연장부를 포함하도록 변형될 수 있는 두 가지 가능한 방식을 나타낸다.
본원에서 사용될 때, "퍼센트 (%) 동일성"이라는 용어는 서열들을 정렬하고 필요에 따라 갭을 도입하여 최대 % 동일성을 달성한 후의 (즉 비교 목적으로, 최적 정렬을 위하여 후보 및 참조 서열 중 하나 또는 둘 다에 갭이 도입될 수 있으며, 비-상동성 서열은 무시될 수 있음), 참조 서열, 예컨대 야생형 세포외 ActRIIa (예컨대 서열식별번호: 73)의 아미노산 (또는 핵산) 잔기와 동일한 후보 서열, 예컨대 세포외 ActRIIa 변이체 중 아미노산 (또는 핵산) 잔기의 백분율을 지칭한다. % 동일성을 측정할 목적의 정렬은 관련 기술분야의 기술에 속하는 다양한 방식으로, 예를 들면 블라스트(BLAST), 얼라인(ALIGN) 또는 멕얼라인(Megalign) (디엔에이스타(DNASTAR) 사) 소프트웨어와 같은 공적으로 입수가능한 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 달성될 수 있다. 관련 기술분야 통상의 기술자라면, 비교되는 서열들의 전체 길이에 걸쳐 최대 정렬을 달성하는 데에 필요한 소정의 알고리즘을 포함하여, 정렬을 측정하기 위한 적절한 파라미터들을 결정할 수 있다. 일부 실시양태에서, 주어진 참조 서열 (대안적으로는 주어진 참조 서열에 대한, 그와의, 또는 그에 비견되는 특정 % 아미노산 (또는 핵산) 서열 동일성을 가지거나 그것을 포함하는 주어진 후보 서열로 표현될 수 있음)에 대한, 그와의, 또는 그에 비한 주어진 후보 서열의 % 아미노산 (또는 핵산)서열 동일성은 하기와 같이 계산되며:
100 × (A/B의 비율)
식 중, A는 후보 서열과 참조 서열의 정렬에서 동일한 것으로 평가된 아미노산 (또는 핵산) 잔기의 수이고, B는 참조 서열에서의 아미노산 (또는 핵산) 잔기의 총 수이다. 후보 서열의 길이가 참조 서열의 길이와 동일하지 않은 일부 실시양태에서는, 참조 서열에 대한 후보 서열의 % 아미노산 (또는 핵산) 서열 동일성이 후보 서열에 대한 참조 서열의 % 아미노산 (또는 핵산) 서열 동일성과 동일하지 않게 된다.
특정 실시양태에서, 후보 서열과의 비교를 위하여 정렬된 참조 서열은 후보 서열이 후보 서열의 전체 길이 또는 후보 서열의 연속되는 아미노산 (또는 핵산) 잔기들 중 선택된 일부에 걸쳐 50 % 내지 100 %의 동일성을 나타낸다는 것을 보여줄 수 있다. 비교 목적으로 정렬된 후보 서열의 길이는 참조 서열 길이의 적어도 30 %, 예를 들면 적어도 40 %, 예컨대 적어도 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % 또는 100 %이다. 후보 서열의 일 위치가 참조 서열의 상응하는 위치와 동일한 아미노산 (또는 핵산) 잔기로 점유되어 있는 경우라면, 분자들은 그 위치에서 동일한 것이다.
본원에서 사용될 때, "혈청 반감기"라는 용어는 대상체에의 치료용 단백질 투여라는 맥락에서 대상체에서의 단백질 혈장 농도가 절반만큼 감소되는 데에 필요한 시간을 지칭한다. 단백질은 혈류로부터 재분배 또는 정화되거나, 또는 예컨대 단백질분해에 의해 분해될 수 있다. 본원에서 기술되는 바와 같이, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드는 인간에서 7일의 혈청 반감기를 나타낸다. 본원에서 사용될 때, "친화성" 또는 "결합 친화성"이라는 용어는 2개 분자 사이의 결합 상호작용 강도를 지칭한다. 일반적으로, 결합 친화성은 일 분자와 그의 결합 상대물, 예컨대 세포외 ActRIIa 변이체와 BMP9 또는 액티빈 A 사이의 비-공유 상호작용의 총합 강도를 지칭한다. 달리 나타내지 않는 한, 결합 친화성은 결합 쌍 구성원들 사이의 1:1 상호작용을 반영하는 고유 결합 친화성을 지칭한다. 2개 분자 사이의 결합 친화성은 보통 해리 상수 (KD) 또는 친화성 상수 (KA)로 기술된다. 서로에 대하여 낮은 결합 친화성을 가지는 2개 분자는 일반적으로 느리게 결합하며, 용이하게 해리되는 경향이 있고, 큰 KD를 나타낸다. 서로에 대하여 높은 결합 친화성을 가지는 2개 분자는 일반적으로 용이하게 결합하며, 더 오래 결합되어 유지되는 경향이 있고, 작은 KD를 나타낸다. 상호작용하는 2개 분자의 KD는 관련 기술분야에 잘 알려져 있는 방법 및 기술, 예컨대 표면 플라스몬 공명을 사용하여 측정될 수 있다. KD는 koff/kon의 비로 계산된다.
본원에서 사용될 때, "골 강도"라는 용어는 골 무기질 밀도 이외의 골 품질에 의해 측정되는 골의 측정치를 지칭한다. 골 품질은 골 형상구조, 미세구조, 및 성분 조직의 특성에 의해 영향을 받는다. 골 강도는 골의 골절 위험을 평가하는 대에 사용될 수 있다.
본원에서 사용될 때, "골 질환"이라는 용어는 골 손상 (예컨대 골 무기질 밀도의 감소, 골 강도의 감소 및/또는 골 손실)을 특징으로 하는 이상을 지칭한다. 그와 같은 질환 또는 이상은 골모세포 및/또는 파골세포 활성의 불균형 (예컨대 골 재흡수의 증가 또는 골 형성의 감소)에 의해 야기될 수 있다. 골 질환에는 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실 (예컨대 다발성 골수종과 연관된 골 손실), 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 및 부동성-관련 골 손실이 포함된다.
본원에서 사용될 때, "골 무기질 밀도 (BMD)", "골 밀도" 및 "골 질량"이라는 용어는 골 조직에서의 골 무기질 (예컨대 칼슘) 양의 척도를 지칭한다. BMD는 관련 기술분야 통상의 기술자에게 알려져 있는 충분히 확립되어 있는 임상 기술들에 의해 (예컨대 단일-1 또는 이중-에너지 광자 또는 X-선 흡수측정법에 의해) 측정될 수 있다. BMD의 개념이 골 부피 당 무기질의 질량에 관한 것이기는 하지만, 임상적으로는 영상화시 골 표면 제곱 센티미터 당 광학 밀도에 따른 대체물에 의해 그것이 측정된다. BMD 측정치는 임상 의료에서 골다공증 및 골절 위험의 간접 지표로 사용되고 있다. 일부 실시양태에서, BMD 시험 결과는 T-점수로 제공되는데, 여기서 T-점수는 건강한 30-세-연령의 성인의 이상적이거나 최대한인 골 무기질 밀도와 비교한 대상체의 BMD를 나타낸다. 0의 점수는 BMD가 건강한 젊은 성인의 정상적인 참조 값과 동일하다는 것을 나타낸다. 대상체의 측정된 BMD와 건강한 젊은 성인의 참조 값 사이의 차이는 표준 편차 단위 (SD)로 측정된다. 이에 따라, +1 SD와 -1 SD 사이의 T-점수는 정상적인 BMD를 나타낼 수 있으며, -1 SD와 -2.5 SD 사이의 T-점수는 낮은 골 질량 (예컨대 골감소증)을 나타낼 수 있고, -2.5 SD 미만의 T-점수는 골다공증 또는 중증 골다공증을 나타낼 수 있다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드, 그와 같은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터는 그를 필요로 하는 대상체에게 투여되며, 환자는 낮은 골 질량 (예컨대 -1 SD 내지 -2.5 SD 사이의 T-점수)을 가지고 있다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드, 그와 같은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터는 그를 필요로 하는 대상체에게 투여되며, 환자는 골다공증 (예컨대 -2.5 SD 미만의 T-점수)을 가지고 있다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드, 그와 같은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터의 투여는 그의 BMD를 증가시키는 것에 의해 대상체를 치료한다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드, 그와 같은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터의 투여는 대상체의 BMD를 증가시킴으로써, 대상체의 T-점수 증가를 발생시킨다 (예컨대 0.1 이상, 0.2 이상, 0.3 이상, 0.4 이상, 0.5 이상, 1.0 이상 또는 2.0 이상의 대상체 T-점수 증가를 발생시킴).
본원에서 사용될 때, "골 재형성" 또는 "골 대사"라는 용어는 별도의 오래된 골 부분들을 새롭게 합성되는 단백질성 매트릭스 패킷(packet)으로 대체하는 것에 의해 골 강도 및 이온 항상성을 유지하기 위한 과정을 지칭한다. 골은 파골세포에 의해 재흡수되며, 골화(ossification)로 지칭되는 과정에서 골모세포에 의해 침착된다. 골세포 활성은 이와 같은 과정에서 핵심적인 역할을 한다. 골 질량의 감소를 초래하는 이상은 재흡수의 증가 또는 골화의 감소 중 어느 하나에 의해 야기될 수 있다. 건강한 개체에서, 어린 시절에는 골 형성이 재흡수를 초과한다. 노화 과정이 이루어지면서는, 재흡수가 형성을 초과한다. 폐경과 관련된 에스트로겐 결핍으로 인하여, 골 재흡수 속도는 또한 폐경-후 노령 여성에서 통상적으로 훨씬 더 높다.
본원에서 사용될 때, "골 재흡수" 또는 "골 이화 활성"이라는 용어는 파골세포가 골 내 조직을 분해시켜 무기질을 방출함으로써 골 조직으로부터 혈액으로의 무기질 (예컨대 칼슘)의 전달을 발생시키는 과정을 지칭한다. 증가된 골 재흡수 속도는 폐경-후 여성에서의 것을 포함한 노화와 연관된다. 높은 골 재흡수 속도 또는 골화 속도를 초과하는 골 재흡수 속도는 골감소증 및 골다공증을 포함한 골 무기질 밀도 감소와 같은 골 장애와 연관되며, 골 손실을 초래한다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드, 그와 같은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터는 대상체에서의 골 재흡수 (예컨대 대상체에서의 골 재흡수의 양 또는 속도)를 감소시키기 위하여 (예컨대 골 손실을 감소시키기 위하여) 그를 필요로 하는 대상체에게 투여된다.
본원에서 사용될 때, "골 형성", "골화", "골생성" 또는 "골 동화 활성"이라는 용어는 골모세포에 의해 새로운 골 조직을 형성하는 과정을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드, 그와 같은 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터는 골 형성을 증가시키기 위하여 (예컨대 대상체에서 골 형성 또는 골생성의 양 또는 속도를 증가시키기 위하여) 그를 필요로 하는 대상체에게 투여된다.
본원에서 사용될 때, "마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것"이라는 구는 그의 수용체, 예를 들면 ActRIIa, ActRIIb 및 BMPRII (예컨대 ActRIIa)에 대한 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9의 결합을 변화시키는 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 그의 수용체, 예를 들면 ActRIIa, ActRIIb 및 BMPRII (예컨대 ActRIIa)에 대한 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9의 결합을 감소시키거나 억제한다. 본원에서 기술되는 바와 같이, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드는 BMP9에 대하여 약한 결합 친화성 (예컨대 200 pM 이상의 KD)을 가질 수 있다.
본원에서 사용될 때, "혈관 합병증"이라는 용어는 혈관 장애 또는 임의의 혈관 손상, 예컨대 혈관 벽의 손상을 지칭한다. 혈관 벽의 손상은 혈관 투과성 또는 누출의 증가를 야기할 수 있다. "혈관 투과성 또는 누출"이라는 용어는 혈관 내 및 외로 소형 분자, 단백질 및 세포의 흐름을 허용하는 혈관 벽의 능력을 지칭한다. 혈관 투과성 또는 누출의 증가는 혈관 벽에 라이닝되어 있는 내피 세포들 사이 갭의 증가 (예컨대 갭의 크기 및/또는 수의 증가), 및/또는 혈관 벽의 얇아짐에 의해 야기될 수 있다.
본원에서 사용될 때, "폴리펩티드"라는 용어는 단량체가 아미드 결합을 통하여 서로 공유 접합되어 있는 아미노산 잔기인 단일의 중합체를 기술하는 것이다. 폴리펩티드는 자연 발생, 재조합 또는 합성에 의해 제조되는 것 중 어느 하나인 임의의 아미노산 서열을 포괄하고자 하는 것이다.
본원에서 사용될 때, "동종이량체"라는 용어는 2개의 동일한 거대분자, 예컨대 단백질 또는 핵산에 의해 형성되는 분자 구축물을 지칭한다. 상기 2개의 동일한 단량체는 공유 결합 또는 비-공유 결합에 의해 동종이량체를 형성할 수 있다. 예를 들어, Fc 도메인은 2개의 Fc 도메인 단량체가 동일한 서열을 포함하는 경우 2개의 Fc 도메인 단량체의 동종이량체일 수 있다. 또 다른 예에서, Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 동종이량체의 Fc 도메인을 형성하는 2개의 Fc 도메인 단량체의 상호작용을 통하여 동종이량체를 형성할 수 있다.
본원에서 사용될 때, "이종이량체"라는 용어는 2개의 상이한 거대분자, 예컨대 단백질 또는 핵산에 의해 형성되는 분자 구축물을 지칭한다. 상기 2개의 단량체는 공유 결합 또는 비-공유 결합에 의해 이종이량체를 형성할 수 있다. 예를 들어, Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 이종이량체의 Fc 도메인을 형성하는 각각 상이한 ActRIIa 변이체에 융합되는 2개의 Fc 도메인 단량체의 상호작용을 통하여 이종이량체를 형성할 수 있다.
본원에서 사용될 때, "숙주 세포"라는 용어는 그의 상응하는 핵산으로부터 단백질을 발현하는 데에 필요한 필수 세포 구성요소, 예컨대 소기관들을 포함하는 비히클(vehicle)을 지칭한다. 상기 핵산은 통상적으로 관련 기술분야에 알려져 있는 통상의 기술 (형질전환, 형질감염, 전기천공, 칼슘 포스페이트 침전, 직접 미세주사 등)에 의해 숙주 세포로 도입될 수 있는 핵산 벡터 내에 포함된다. 숙주 세포는 원핵 세포, 예컨대 세균 세포, 또는 진핵 세포, 예컨대 포유동물 세포 (예컨대 CHO 세포 또는 HEK293 세포)일 수 있다.
본원에서 사용될 때, "치료 유효량"이라는 용어는 골 질환 (예를 들면 골다공증, 또는 골 손상을 포함하는 이상, 예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실)이 있는 환자의 치료에서 원하는 치료 효과를 달성하는 데에 효과적인 본 발명 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터, 또는 본 발명 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터를 함유하는 제약 조성물의 양을 지칭한다. "치료 유효량"이라는 용어는 또한 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상과 같은 질환이 있는 환자의 치료에서 원하는 치료 효과를 달성하는 데에 효과적인 본 발명 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터, 또는 본 발명 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터를 함유하는 제약 조성물의 양을 지칭한다. 특히, 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터의 치료 유효량은 부정적인 부작용은 배제한다.
본원에서 사용될 때, "제약 조성물"이라는 용어는 활성 성분은 물론, 활성 성분이 투여 방법에 적합하게 하는 부형제 및 희석제를 포함하는 의학적 또는 제약적 제제를 지칭한다. 본 발명의 제약 조성물은 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터와 상용성인 제약상 허용되는 성분들을 포함한다. 제약 조성물은 경구 투여를 위한 정제 또는 캡슐 형태, 또는 정맥내 또는 피하 투여를 위한 수성 형태일 수 있다.
본원에서 사용될 때, "제약상 허용되는 캐리어 또는 부형제"라는 용어는 제약 조성물 중 부형제 또는 희석제를 지칭한다. 제약상 허용되는 캐리어는 제제 중 다른 성분들과 상용성이어야 하며, 수용자에게 유해하지 않아야 한다. 본 발명에서, 제약상 허용되는 캐리어 또는 부형제는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드, 상기 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자(들) 또는 그와 같은 핵산 분자(들)을 포함하는 벡터에 적정한 제약상 안정성을 제공해야 한다. 캐리어 또는 부형제의 특성은 투여 양식에 따라 상이하다. 예를 들어, 정맥내 투여의 경우, 일반적으로 수용액 캐리어가 사용되며; 경구 투여의 경우, 고체 캐리어가 바람직하다.
본원에서 사용될 때, "치료하는 것 및/또는 예방하는 것"이라는 용어는 본 발명의 방법 및 조성물을 사용한 질환, 예컨대 골 질환 또는 이상 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실)의 치료 및/또는 예방을 지칭한다. 일반적으로, 골 질환 또는 이상의 치료는 대상체가 골 질환 또는 이상이 발병한 후, 및/또는 이미 골 질환 또는 이상으로 진단된 후에 이루어진다. 골 질환 또는 이상을 예방하는 것은 대상체가 골 질환 또는 이상이 발병할 위험이 있는 경우 취해지는 단계 또는 절차를 지칭한다. 대상체는 골 질환 또는 이상이 발병할 지표 또는 위험 인자인 것으로 의사에 의해 판단되는 징후 또는 경증의 증상을 나타내거나, 또는 골 질환 또는 이상이 발병할 가족력 또는 유전적 소인을 가지고 있으나, 아직 질환이 발병하지는 않았을 수 있다.
본원에서 사용될 때, "대상체"라는 용어는 포유동물, 예컨대 바람직하게는 인간을 지칭한다. 포유동물에는 인간 및 가축 및 농장 동물, 예컨대 원숭이 (예컨대 필리핀 원숭이), 마우스, 개, 고양이, 말 및 소 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 세포외 ActRIIa 및 ActRIIb의 야생형 서열, 및 ActRIIa 변이체에서의 아미노산 치환을 보여주는 서열 정렬이다.
도 2는 20 mg/kg으로 격주로 4주 동안 비히클 또는 ActRII A/B (서열식별번호: 69) 중 어느 하나를 사용한 8-주령 수컷 C57Bl/6 마우스 처리 후에 이루어진 골 형태측정법 측정치들을 도시하는 일련의 그래프들이다. 근위 경골 성장 판의 인접 원위에서 선택된 스캔 부피의 50-슬라이스 영역을 바탕으로 하여, 섬유주 골 부피 분율, 섬유주 수, 섬유주 두께 및 섬유주 이격 데이터를 계산하였다.
도 3은 골다공증 마우스 모델에서의 섬유주 골 부피 분율에 대한 ActRIIA/B-Fc를 사용한 처리의 효과를 보여주는 그래프이다. ActRIIA/B-Fc를 사용한 처리는 고환절제술과 연관된 골 부피 분율을 증가시켰다 (감소된 골 손실) (*=p≤0.05; ****=p≤0.0001).
본 발명은 세포외 액티빈 수용체 유형 IIa (ActRIIa) 변이체를 포함하는 폴리펩티드를 특징으로 한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드는 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민)에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함한다. Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 2개의 Fc 도메인 단량체 사이의 상호작용을 통하여 이량체 (예컨대 동종이량체 또는 이종이량체)를 형성할 수도 있다. 본원에서 기술되는 ActRIIa 변이체는 액티빈 및 마이오스타틴에 대한 것에 비해 골 형태형성 단백질 9 (BMP9)에 대하여 약한 결합 친화성을 가지거나 결합 친화성을 가지지 않는다. 본 발명은 또한 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드를 대상체에게 투여하는 것에 의해 대상체에서 골 무기질 밀도 또는 골 형성을 증가시키는 것, 또는 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것에 의한, 골 손상을 포함하는 골 질환 및 이상의 치료 방법을 포함한다.
I. 세포외 액티빈 수용체 유형 IIa 변이체
액티빈 유형 II 수용체는 전환 성장 인자(transforming growth factor) β (TGF-β) 상과 리간드들의 신호를 조절하는 단일 막횡단 도메인 수용체이다. TGF-β 상과의 리간드들은 근육 성장, 혈관 성장, 세포 분화, 항상성 및 골생성과 같은 많은 생리학적 과정들에 연관되어 있다. TGF-β 상과의 리간드에는 예를 들면 액티빈, 인히빈, 성장 분화 인자(growth differentiation factor) (GDF) (예컨대 마이오스타틴으로도 알려져 있는 GDF8) 및 골 형태형성 단백질 (BMP) (예컨대 BMP9)이 포함된다. 액티빈은 골 조직에서 풍부하게 발현되며, 골모세포 및 파골세포 기능 둘 다를 조절하는 것에 의해 골 형성을 조절한다. 액티빈은 골 질환에서 상향조절되며 골모세포 활성을 억제하는 것으로 보고되어 있다. 마이오스타틴 역시 골생성을 증가시키고 골모세포 활성을 억제하는 것을 통하여 골 항상성에 연관된다. 이러한 데이터는 액티빈 수용체 리간드 (예컨대 액티빈 및 마이오스타틴)가 골 재흡수 (예컨대 골 손실)를 촉진하고, 그것은 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상, 예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실로 이어질 수 있음을 시사한다. 따라서, 이와 같은 신호전달을 감소시키거나 억제하는 방법은 골 손상을 수반하는 질환 및 이상의 치료에 사용될 수 있다.
하기 두 가지 유형의 액티빈 유형 II 수용체가 존재한다: ActRIIa 및 ActRIIb. 연구상, BMP9는 ActRIIa에 비해 약 300-배 더 높은 결합 친화성으로 ActRIIb에 결합하는 것으로 나타나 있다 (예컨대 문헌 [Townson et al., J. Biol . Chem. 287:27313, 2012] 참조). ActRIIa는 ActRIIb에 비해 더 긴 반감기를 가지는 것으로 알려져 있다. 본 발명은 ActRIIb에 의해 제공되는 생리학적 특성을 부여하면서도 ActRIIa의 유익한 생리학적 및 약동학적 특성은 유지할 목적으로 ActRIIa에 ActRIIb의 아미노산 잔기들을 도입하는 것에 의해 구성되는 세포외 ActRIIa 변이체에 대해 기술한다. 최적의 펩티드는 예를 들면 더 긴 혈청 반감기 및 더 낮은 BMP9에 대한 결합-친화성은 유지하면서도, 골 무기질 밀도의 상당한 증가를 제공한다. 바람직한 ActRIIa 변이체는 또한 야생형 ActRIIa에 비해 액티빈 및/또는 마이오스타틴에 대해 향상된 결합을 나타내는데, 이는 그들이 리간드 결합에 대하여 내인성 액티빈 수용체와 경쟁함으로써 내인성 액티빈 수용체 신호전달을 감소시키거나 억제하는 것을 가능하게 한다. 이러한 변이체는 액티빈 수용체 신호전달이 상승되는 장애, 그와 같은 골 질환을 치료함으로써 골 재흡수 (예컨대 골 손실) 또는 파골세포 활성의 감소, 및 골 형성, 골 무기질 밀도 또는 골 강도의 증가로 이어지도록 하는 데에 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서는, BMP9에 대한 변이체의 결합 친화성을 감소시키거나 제거하기 위하여, 세포외 ActRIIa 변이체에 아미노산 치환이 도입될 수 있다. 인간 ActRIIa 및 ActRIIb 세포외 부분의 야생형 아미노산 서열을 하기에 나타내었다.
인간 ActRIIa, 세포외 부분 (서열식별번호: 73):
Figure pct00008
인간 ActRIIb, 세포외 부분 (서열식별번호: 74):
Figure pct00009
본원에서 기술되는 폴리펩티드는 서열식별번호: 73의 서열을 가지는 야생형 세포외 ActRIIa 또는 서열식별번호: 76-96의 서열들 중 어느 하나를 가지는 세포외 ActRIIa 대비 적어도 하나의 아미노산 치환을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함한다. 상이한 27개 위치에서 가능한 아미노산 치환들이 세포외 ActRIIa 변이체에 도입될 수 있다 (표 1). 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체는 야생형 세포외 ActRIIa (서열식별번호: 73)의 서열에 대하여 적어도 85 % (예컨대 적어도 85 %, 87 %, 90 %, 92 %, 95 %, 97 % 또는 그 이상)의 아미노산 서열 동일성을 가질 수 있다. 세포외 ActRIIa 변이체는 야생형 세포외 ActRIIa (서열식별번호: 73)의 서열에 대비하여 하나 이상 (예컨대 1-27, 1-25, 1-23, 1-21, 1-19, 1-17, 1-15, 1-13, 1-11, 1-9, 1-7, 1-5, 1-3 또는 1-2개; 예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 또는 27개)의 아미노산 치환을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 표 1에 열거되어 있으며와 같은 27개 위치 모두에서 아미노산 치환을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체는 표 1에 열거되어 있으며와 같은 27개 위치 중 다수의 위치, 예컨대 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 또는 26개에서 아미노산 치환을 포함할 수 있다.
아미노산 치환은 본 발명 ActRIIa 변이체의 활성 및/또는 결합 친화성을 악화시키거나 향상시킬 수 있다. 폴리펩티드 기능을 유지하기 위해서는, 표 1 및 2에 나타낸 서열들 (서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72)) 중 위치 X17에서의 리신 (K)이 유지되는 것이 중요하다. 그 위치에서의 치환은 활성의 손실로 이어질 수 있다. 예를 들면, GAILGRSETQECLFYNANWELERTNQTGVERCEGEKDKRLHCYATWRNISGSIEIVAKGCWLDDFNCYDRTDCVETEENPQVYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (서열식별번호: 150)의 서열을 가지는 ActRIIa 변이체는 생체 내에서 감소된 활성을 가짐으로써, X17에서의 리신 (K)을 대신한 알라닌 (A)의 치환은 허용되지 않는다는 것을 나타내었다. 이에 따라, 표 1 및 2의 변이체들 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72))을 포함한 본 발명의 ActRIIa 변이체는 위치 X17에서 아미노산 K를 유지한다.
본 발명의 ActRIIa 변이체는 바람직하게는 BMP9에 대하여 감소된 약한 결합을 가지거나, 실질적인 결합을 가지지 않는다. BMP9 결합은 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TEEN을 포함하는 ActRIIa 변이체는 물론, 위치 X24에 아미노산 K를 유지하며 위치 X23, X24, X25 및 X26에 아미노산 서열 TKEN을 가지는 변이체에서도 감소된다. 상기 서열 TEEN 및 TKEN은 본 발명의 ActRIIa 변이체 (예를 들면 표 1 및 2의 변이체들, 예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72))에서 감소된 BMP9 결합을 제공하기 위하여 호환가능하게 사용될 수 있다.
본 발명의 ActRIIa 변이체는 또한 C-말단 연장부 (예컨대 C-말단의 추가적인 아미노산들)를 포함할 수 있다. 상기 C-말단 연장부는 표 1 및 2에 나타낸 변이체들 (예를 들면 서열식별번호: 1-70 (예컨대 서열식별번호: 6-70)) 중 어느 것에 C-말단의 하나 이상 추가적인 아미노산 (예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산)을 부가할 수 있다. 본 발명의 ActRIIa 변이체에 포함될 수 있는 한 가지 잠재적인 C-말단 연장부는 아미노산 서열 NP이다. 예를 들면, C-말단 연장부를 포함하는 서열은 서열식별번호: 71 (예컨대 NP의 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69)이다. 본 발명의 ActRIIa 변이체에 포함될 수 있는 또 다른 대표적인 C-말단 연장부는 아미노산 서열 NPVTPK (서열식별번호: 155)이다. 예를 들면, C-말단 연장부를 포함하는 서열은 서열식별번호: 72 (예컨대 NPVTPK의 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69)이다.
Figure pct00010
서열식별번호: 2의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체의 일부 실시양태에서, X3은 E이며, X6은 R이고, X11은 D이며, X12는 K이고, X13은 R이며, X16은 K 또는 R이고, X17은 K이며, X19는 W이고, X20은 L이며, X21은 D이고, X22는 I 또는 F이다. 서열식별번호: 1 또는 2의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체의 일부 실시양태에서, X17은 K이다. 서열식별번호: 1-3의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체의 일부 실시양태에서, X17은 K이며, X23은 T이고, X24는 E이며, X25는 E이고, X26은 N이다. 서열식별번호: 1-5 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체의 일부 실시양태에서, X17은 K이며, X23은 T이고, X24는 K이며, X25는 E이고, X26은 N이다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 서열식별번호: 6-72 (표 2) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함한다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드는 위치 X17에 아미노산 K를 가진다. 위치 X17의 아미노산을 변경하는 것은 활성의 감소를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, GAILGRSETQECLFYNANWELERTNQTGVERCEGEKDKRLHCYATWRNISGSIEIVAKGCWLDDFNCYDRTDCVETEENPQVYFCCCEGNMCNEKFSYFPEMEVTQPTS (서열식별번호: 150)의 서열을 가지는 ActRIIa 변이체는 생체 내에서 감소된 활성을 가짐으로써, X17에서의 K를 대신한 A의 치환은 허용되지 않는다는 것을 나타내었다.
일부 실시양태에서, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 서열 TEEN을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드는 위치 X24에 아미노산 E를 대신한 아미노산 K의 치환을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 위치 X23, X24, X25 및 X26에 서열 TKEN을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드는 위치 X24에 아미노산 K를 대신한 아미노산 E의 치환을 가질 수 있다. 위치 X23, X24, X25 및 X26에 서열 TEEN 또는 TKEN을 가지는 폴리펩티드는 BMP9에 대하여 감소되거나 약한 결합을 가진다.
일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-70 (예컨대 서열식별번호: 6-70) 중 어느 하나)를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드는 또한 C-말단 연장부 (예컨대 C-말단의 추가적인 아미노산)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 C-말단 연장부는 아미노산 서열 NP이다. 예를 들면, C-말단 연장부를 포함하는 서열은 서열식별번호: 71 (예컨대 NP의 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69)이다. 일부 실시양태에서, C-말단 연장부는 아미노산 서열 NPVTPK (서열식별번호: 155)이다. 예를 들면, C-말단 연장부를 포함하는 서열은 서열식별번호: 72 (예컨대 NPVTPK의 C-말단 연장부를 가지는 서열식별번호: 69)이다. C-말단 연장부는 C-말단에 하나 이상 추가적인 아미노산 (예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산)을 부가할 수 있다.
일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 본 발명의 폴리펩티드는 또한 링커에 의해 세포외 ActRIIa 변이체의 N- 또는 C-말단 (예컨대 C-말단)에 융합될 수 있는 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 잔기는 폴리펩티드의 안정성을 증가시키거나 약동학적 특성을 개선한다. Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 조합되어 이량체 중 Fc 도메인을 형성하는 2개의 Fc 도메인 단량체 사이의 상호작용을 통하여 이량체 (예컨대 동종이량체 또는 이종이량체)를 형성할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체는 하기 표 3에 나타낸 서열식별번호: 76-96 중 어느 하나의 서열은 가지지 않는다.
Figure pct00016
Figure pct00017
또한, 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 인간에서 적어도 7일의 혈청 반감기를 가진다. 상기 폴리펩티드는 200 pM 이상의 KD로 골 형태형성 단백질 9 (BMP9)에 결합할 수 있다. 상기 폴리펩티드는 10 pM 이상의 KD로 액티빈 A에 결합할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 BMP9 또는 액티빈 A에 결합하지 않는다. 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 액티빈 및/또는 마이오스타틴에 결합하며, BMP9에는 감소된 (예컨대 약한) 결합을 나타낸다. 일부 실시양태에서, BMP9에 감소되거나 약한 결합을 가지는 상기 폴리펩티드는 위치 X23, X24, X25 및 X26에 서열 TEEN 또는 TKEN을 가진다.
또한, 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 약 200 pM 이상의 KD (예를 들면 약 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 또는 900 pM 또는 그 이상의 KD, 예컨대 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40 또는 50 nM 또는 그 이상의 KD, 예컨대 약 200 pM 내지 약 50 nM 사이의 KD)로 인간 BMP9에 결합할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 인간 BMP9에 실질적으로 결합하지 않는다. 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 약 800 pM 이하의 KD (예를 들면 약 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1 pM 또는 그 이하의 KD, 예컨대 약 800 pM 내지 약 200 pM 사이의 KD)로 인간 액티빈 A에 결합할 수 있다. 일부 실시양태에서, 폴리펩티드는 800 pM 이하의 KD (예를 들면 약 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1 pM 또는 그 이하의 KD, 예컨대 약 800 pM 내지 약 200 pM 사이의 KD)로 인간 액티빈 B에 결합할 수 있다. 폴리펩티드는 또한 대략 5 pM 이상의 KD (예컨대 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 또는 200 pM 또는 그 이상의 KD)로 성장 및 분화 인자 11 (GDF-11)에 결합할 수 있다.
II. Fc 도메인
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 폴리펩티드의 혈청 반감기를 증가시키기 위하여 이뮤노글로불린의 Fc 도메인 단량체, 또는 Fc 도메인의 단편에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함할 수 있다. Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 이량체에서 Fc 도메인을 형성하는 2개의 Fc 도메인 단량체 사이의 상호작용을 통하여 이량체 (예컨대 동종이량체 또는 이종이량체)를 형성할 수 있다. 관련 기술분야에 통상적으로 알려져 있으며와 같이, Fc 도메인은 이뮤노글로불린의 C-말단에서 발견되는 단백질 구조이다. Fc 도메인은 CH3 항체 불변 도메인들 사이의 상호작용에 의해 이량체화되는 2개의 Fc 도메인 단량체를 포함한다. 야생형 Fc 도메인은 Fc 수용체, 예컨대 FcγRI, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa, FcγRIIIb, FcγRIV에 결합하는 최소한의 구조를 형성한다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 통상적으로 "사멸된 Fc 도메인"의 것으로서 이펙터 기능이 결핍되도록 돌연변이될 수 있다. 예를 들면, Fc 도메인은 Fc 도메인과 Fcγ 수용체 사이의 상호작용을 최소화하는 것으로 알려져 있는 특정 아미노산 치환을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 IgG1 항체 유래의 것이며, 아미노산 치환 L234A, L235A 및 G237A를 포함한다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 IgG1 항체 유래의 것이며, 아미노산 치환 D265A, K322A 및 N434A를 포함한다. 상기언급된 아미노산 위치들은 문헌 [Kabat (Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991))]에 따라 정의된 것이다. 아미노산 잔기의 카바트(Kabat) 번호지정은 "표준" 카바트 번호지정 서열과의 항체 서열의 상동성 영역에서의 정렬에 의해 주어진 항체에 대하여 결정될 수 있다. 또한, 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 어떠한 면역 시스템-관련 반응도 유도하지 않는다. 예를 들어, Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드 이량체 중 Fc 도메인은 Fc 도메인과 Fcγ 수용체 사이의 상호작용 또는 결합이 감소되도록 변형될 수 있다. 세포외 ActRIIa 변이체에 융합될 수 있는 Fc 도메인 단량체의 서열을 하기에 나타내었다 (서열식별번호: 97):
Figure pct00018
일부 실시양태에서, Fc 도메인은 IgG1 항체 유래의 것이며, 서열식별번호: 97 서열 대비 아미노산 치환 L12A, L13A 및 G15A를 포함한다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 IgG1 항체 유래의 것이며, 서열식별번호: 97 서열 대비 아미노산 치환 D43A, K100A 및 N212A를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 통상적인 유전적 또는 화학적 수단, 예컨대 화학적 접합을 통하여 Fc 도메인 단량체 (예컨대 서열식별번호: 97)의 N- 또는 C-말단에 융합될 수 있다. 원할 경우, 링커 (예컨대 스페이서)가 세포외 ActRIIa 변이체와 Fc 도메인 단량체 사이에 삽입될 수 있다. Fc 도메인 단량체는 세포외 ActRIIa 변이체의 N- 또는 C-말단 (예컨대 C-말단)에 융합될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 Fc 도메인에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 Fc 도메인 이량체화를 감소시키거나 억제하는 하나 이상의 아미노산 치환을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 힌지 도메인을 포함한다. Fc 도메인은 이뮤노글로불린 항체 동형 IgG, IgE, IgM, IgA 또는 IgD의 것일 수 있다. 또한, Fc 도메인은 IgG 아형 (예컨대 IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 또는 IgG4)일 수 있다. Fc 도메인은 비-자연 발생 Fc 도메인, 예컨대 재조합 Fc 도메인일 수도 있다.
이량체화가 감소된 Fc 도메인을 조작하는 방법에 대해서는 관련 기술분야에 알려져 있다. 일부 실시양태에서는, 입체적 충돌로서 이량체 형성을 방해하기 위하여, 대형 측-쇄를 가지는 하나 이상의 아미노산 (예컨대 티로신 또는 트립토판)이 CH3-CH3 이량체 경계면에 도입될 수 있다. 다른 실시양태에서는, 선호되는 상호작용을 제거하기 위하여, 소형 측-쇄를 가지는 하나 이상의 아미노산 (예컨대 알라닌, 발린 또는 트레오닌)이 CH3-CH3 이량체 경계면에 도입될 수 있다. CH3 도메인에 대형 또는 소형 측쇄를 가지는 아미노산을 도입하는 방법은 예를 들면 문헌 [Ying et al. (J Biol Chem . 287:19399-19408, 2012)], U.S. 특허 공개 제2006/0074225호, U.S. 특허 제8,216,805호 및 5,731,168호, 문헌 [Ridgway et al. (Protein Eng . 9:617-612, 1996)], [Atwell et al. (J Mol Biol . 270:26-35, 1997)] 및 [Merchant et al. (Nat Biotechnol . 16:677-681, 1998)]에 기술되어 있으며, 모두 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
또 다른 실시양태에서는, 2개의 Fc 도메인 사이의 CH3-CH3 경계면을 구성하는 CH3 도메인 중 하나 이상의 아미노산 잔기가 양으로 하전된 아미노산 잔기 (예컨대 리신, 아르기닌 또는 히스티딘) 또는 음으로 하전된 아미노산 잔기 (예컨대 아스파르트산 또는 글루탐산)로 치환됨으로써, 도입된 구체적인 하전된 아미노산에 따라 상호작용이 정전기적으로 비선호성이 되게 한다. CH3 도메인에 하전된 아미노산을 도입하여 이량체 형성을 소외시키거나 방지하는 방법은 예를 들면 문헌 [Ying et al. (J Biol Chem. 287:19399-19408, 2012)], U.S. 특허 공개 제2006/0074225호, 2012/0244578호 및 2014/0024111호에 기술되어 있으며, 모두 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, Fc 도메인은 하기 아미노산 치환들 중 하나 이상을 포함한다: 인간 IgG1 서열 대비 T366W, T366Y, T394W, F405W, Y349T, Y349E, Y349V, L351T, L351H, L351N, L352K, P353S, S354D, D356K, D356R, D356S, E357K, E357R, E357Q, S364A, T366E, L368T, L368Y, L368E, K370E, K370D, K370Q, K392E, K392D, T394N, P395N, P396T, V397T, V397Q, L398T, D399K, D399R, D399N, F405T, F405H, F405R, Y407T, Y407H, Y407I, K409E, K409D, K409T 및 K409I. 구체적인 일 실시양태에서, Fc 도메인은 인간 IgG1 서열 대비 아미노산 치환 T366W를 포함한다. 야생형 Fc 도메인의 서열을 서열식별번호: 151에 나타내었다.
III. 알부민-결합 펩티드
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 혈청 단백질-결합 펩티드에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함할 수 있다. 혈청 단백질 펩티드에 결합하는 것은 단백질 약제의 약동학을 개선할 수 있다.
한 가지 예로서, 본원에서 기술되는 방법 및 조성물에 사용될 수 있는 알부민-결합 펩티드는 관련 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것이다. 일 실시양태에서, 알부민 결합 펩티드는 DICLPRWGCLW (서열식별번호: 152)의 서열을 포함한다.
본 발명에서, 알부민-결합 펩티드는 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)의 N- 또는 C-말단 (예컨대 C-말단)에 연결되어 세포외 ActRIIa 변이체의 혈청 반감기를 증가시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 알부민-결합 펩티드는 직접적인 것 또는 링커를 통하는 것 중 어느 하나로 세포외 ActRIIa 변이체의 N- 또는 C-말단에 연결된다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 통상적인 유전적 또는 화학적 수단, 예컨대 화학적 접합을 통하여 알부민-결합 펩티드 (예컨대 서열식별번호: 152)의 N- 또는 C-말단에 융합될 수 있다. 원할 경우, 링커 (예컨대 스페이서)가 세포외 ActRIIa 변이체와 알부민-결합 펩티드 사이에 삽입될 수 있다. 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니나, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 중 알부민-결합 펩티드의 포함은 혈청 알부민에 대한 그의 결합을 통하여 치료용 단백질의 연장된 체류로 이어질 수 있을 것으로 예상된다.
IV. 피브로넥틴 도메인
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 피브로넥틴 도메인에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함할 수 있다. 피브로넥틴 도메인에 결합하는 것은 단백질 약제의 약동학을 개선할 수 있다.
피브로넥틴 도메인은 예를 들면 인테그린과 같은 막-연장 수용체 단백질, 및 콜라겐 및 피브린과 같은 세포외 매트릭스 성분에 결합하는 세포외 매트릭스의 고분자량 당단백질 또는 그의 단편이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 피브로넥틴 도메인은 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)의 N- 또는 C-말단 (예컨대 C-말단)에 연결되어 세포외 ActRIIa 변이체의 혈청 반감기를 증가시킨다. 피브로넥틴 도메인은 직접적인 것 또는 링커를 통하는 것 중 어느 하나로 세포외 ActRIIa 변이체의 N- 또는 C-말단에 연결될 수 있다.
한 가지 예로서, 본원에서 기술되는 방법 및 조성물에 사용될 수 있는 피브로넥틴 도메인은 관련 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것이다. 일 실시양태에서, 피브로넥틴 도메인은 유니프로트 식별번호: P02751 서열의 아미노산 610-702를 가지는 피브로넥틴 유형 III 도메인 (서열식별번호: 153)이다. 또 다른 실시양태에서, 피브로넥틴 도메인은 아드넥틴 단백질이다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 통상적인 유전적 또는 화학적 수단, 예컨대 화학적 접합을 통하여 피브로넥틴 도메인 (예컨대 서열식별번호: 153)의 N- 또는 C-말단에 융합될 수 있다. 원할 경우, 링커 (예컨대 스페이서)가 세포외 ActRIIa 변이체와 피브로넥틴 도메인 사이에 삽입될 수 있다. 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니나, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 중 피브로넥틴 도메인의 포함은 인테그린, 및 세포외 매트릭스 성분 예컨대 콜라겐 및 피브린에 대한 그의 결합을 통하여 치료용 단백질의 연장된 체류로 이어질 수 있을 것으로 예상된다.
V. 혈청 알부민
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드는 혈청 알부민에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체를 포함할 수 있다. 혈청 알부민에 결합하는 것은 단백질 약제의 약동학을 개선할 수 있다.
혈청 알부민은 포유동물에서 가장 풍부한 혈액 단백질인 구형의 단백질이다. 혈청 알부민은 간에서 생성되며, 혈액 혈청 단백질의 약 절반을 구성한다. 그것은 단량체성이며, 혈액에서 가용성이다. 혈청 알부민의 가장 중요한 기능들 중 일부로는 신체에서 호르몬, 지방산 및 기타 단백질들을 수송하는 것, pH를 완충하는 것, 및 혈관과 신체 조직 사이의 적정한 체액 분배에 필요한 삼투압을 유지하는 것이 포함된다. 바람직한 실시양태에서, 혈청 알부민은 인간 혈청 알부민이다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 인간 혈청 알부민은 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)의 N- 또는 C-말단 (예컨대 C-말단)에 연결되어 세포외 ActRIIa 변이체의 혈청 반감기를 증가시킨다. 인간 혈청 알부민은 직접적인 것 또는 링커를 통하는 것 중 어느 하나로 세포외 ActRIIa 변이체의 N- 또는 C-말단에 연결될 수 있다.
한 가지 예로서, 본원에서 기술되는 방법 및 조성물에 사용될 수 있는 혈청 알부민은 관련 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것이다. 일 실시양태에서, 혈청 알부민은 유니프로트 식별번호: P02768 (서열식별번호: 154)의 서열을 포함한다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 통상적인 유전적 또는 화학적 수단, 예컨대 화학적 접합을 통하여 인간 혈청 알부민 (예컨대 서열식별번호: 154)의 N- 또는 C-말단에 융합될 수 있다. 원할 경우, 링커 (예컨대 스페이서)가 세포외 ActRIIa 변이체와 혈청 알부민 사이에 삽입될 수 있다. 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니나, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 중 혈청 알부민의 포함은 치료용 단백질의 연장된 체류로 이어질 수 있을 것으로 예상된다.
VI. 링커
본원에서 기술되는 폴리펩티드는 링커에 의해 잔기에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 잔기는 폴리펩티드의 안정성을 증가시킨다. 대표적인 잔기에는 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민이 포함된다. 본 발명에서, 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체 (예컨대 서열식별번호: 97의 서열), 야생형 Fc 도메인 (예컨대 서열식별번호: 151), 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드 (예컨대 서열식별번호: 152), 피브로넥틴 도메인 (예컨대 서열식별번호: 153) 또는 인간 혈청 알부민 (예컨대 서열식별번호: 154))와 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체) 사이의 링커는 1-200개의 아미노산을 포함하는 아미노산 스페이서일 수 있다. 적합한 펩티드 스페이서에 대해서는 관련 기술분야에 알려져 있으며, 예를 들면 글리신, 알라닌 및 세린과 같은 유연성 아미노산 잔기를 포함하는 펩티드 링커가 포함된다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 모티프(motif), 예를 들면 GA, GS, GG, GGA, GGS, GGG, GGGA (서열식별번호: 98), GGGS (서열식별번호: 99), GGGG (서열식별번호: 100), GGGGA (서열식별번호: 101), GGGGS (서열식별번호: 102), GGGGG (서열식별번호: 103), GGAG (서열식별번호: 104), GGSG (서열식별번호: 105), AGGG (서열식별번호: 106) 또는 SGGG (서열식별번호: 107)의 다중이거나 반복성인 모티프를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 GA 또는 GS의 모티프를 포함하는 2 내지 12개의 아미노산, 예를 들면 GA, GS, GAGA (서열식별번호: 108), GSGS (서열식별번호: 109), GAGAGA (서열식별번호: 110), GSGSGS (서열식별번호: 111), GAGAGAGA (서열식별번호: 112), GSGSGSGS (서열식별번호: 113), GAGAGAGAGA (서열식별번호: 114), GSGSGSGSGS (서열식별번호: 115), GAGAGAGAGAGA (서열식별번호: 116) 및 GSGSGSGSGSGS (서열식별번호: 117)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 GGA 또는 GGS의 모티프를 포함하는 3 내지 12개의 아미노산, 예를 들면 GGA, GGS, GGAGGA (서열식별번호: 118), GGSGGS (서열식별번호: 119), GGAGGAGGA (서열식별번호: 120), GGSGGSGGS (서열식별번호: 121), GGAGGAGGAGGA (서열식별번호: 122) 및 GGSGGSGGSGGS (서열식별번호: 123)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 GGAG (서열식별번호: 104), GGSG (서열식별번호: 105)의 모티프를 포함하는 4 내지 12개의 아미노산, 예를 들면 GGAG (서열식별번호: 104), GGSG (서열식별번호: 105), GGAGGGAG (서열식별번호: 124), GGSGGGSG (서열식별번호: 125), GGAGGGAGGGAG (서열식별번호: 126) 및 GGSGGGSGGGSG (서열식별번호: 127)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 GGGGA (서열식별번호: 101) 또는 GGGGS (서열식별번호: 102)의 모티프, 예를 들면 GGGGAGGGGAGGGGA (서열식별번호: 128) 및 GGGGSGGGGSGGGGS (서열식별번호: 129)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 인간 혈청 알부민)와 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체) 사이의 아미노산 스페이서는 GGG, GGGA (서열식별번호: 98), GGGG (서열식별번호: 100), GGGAG (서열식별번호: 130), GGGAGG (서열식별번호: 131) 또는 GGGAGGG (서열식별번호: 132)일 수 있다.
일부 실시양태에서, 스페이서는 글리신, 알라닌 및 세린이 아닌 다른 아미노산, 예를 들면 AAAL (서열식별번호: 133), AAAK (서열식별번호: 134), AAAR (서열식별번호: 135), EGKSSGSGSESKST (서열식별번호: 136), GSAGSAAGSGEF (서열식별번호: 137), AEAAAKEAAAKA (서열식별번호: 138), KESGSVSSEQLAQFRSLD (서열식별번호: 139), GENLYFQSGG (서열식별번호: 140), SACYCELS (서열식별번호: 141), RSIAT (서열식별번호: 142), RPACKIPNDLKQKVMNH (서열식별번호: 143), GGSAGGSGSGSSGGSSGASGTGTAGGTGSGSGTGSG (서열식별번호: 144), AAANSSIDLISVPVDSR (서열식별번호: 145) 또는 GGSGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSEGGGSGGGS (서열식별번호: 146)를 포함할 수도 있다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 모티프, 예를 들면 EAAAK (서열식별번호: 147)의 다중이거나 반복성인 모티프를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스페이서는 모티프, 예를 들면 X가 임의의 아미노산 (예컨대 A, K 또는 E)일 수 있으며 n이 1-5인 (XP)n, 및 PAPAP(서열식별번호: 148)와 같은 프롤린-풍부 서열의 다중이거나 반복성인 모티프를 포함할 수 있다.
사용되는 펩티드 스페이서 및 아미노산의 길이는 연관되는 2개 단백질, 및 최종 단백질 융합 폴리펩티드에서 원하는 유연성 정도에 따라 조정될 수 있다. 스페이서의 길이는 적절한 단백질 폴딩(folding)을 보장하고 응집물 형성을 방지하도록 조정될 수 있다.
VII. 벡터, 숙주 세포 및 단백질 제조
본 발명의 폴리펩티드는 숙주 세포로부터 제조될 수 있다. 숙주 세포는 그의 상응하는 핵산으로부터 본원에서 기술되는 폴리펩티드 및 융합 폴리펩티드를 발현하는 데에 필요한 필수 세포 구성요소, 예컨대 소기관들을 포함하는 비히클을 지칭한다. 상기 핵산은 관련 기술분야에 알려져 있는 통상적인 기술 (예컨대 형질전환, 형질감염, 전기천공, 칼슘 포스페이트 침전, 직접 미세주사, 감염 등)에 의해 숙주 세포로 도입될 수 있는 핵산 벡터 내에 포함될 수 있다. 핵산 벡터의 선택은 부분적으로 사용될 숙주 세포에 따라 달라진다. 일반적으로, 바람직한 숙주 세포는 진핵 (예컨대 포유동물) 또는 원핵 (예컨대 세균) 기원 중 어느 하나의 것이다.
핵산 벡터 구축물 및 숙주 세포
본 발명 폴리펩티드의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 서열은 관련 기술분야에 알려져 있는 다양한 방법들에 의해 제조될 수 있다. 이러한 방법에는 올리고뉴클레오티드-매개 (또는 부위-지정) 돌연변이유발 및 PCR 돌연변이유발이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자는 표준 기술, 예컨대 유전자 합성을 사용하여 수득될 수 있다. 대안적으로는, 관련 기술분야의 표준 기술, 예컨대 퀵체인지(QuikChange)™ 돌연변이유발을 사용하여 특정 아미노산 치환을 포함하도록 야생형 세포외 ActRIIa를 코딩하는 핵산 분자가 돌연변이될 수 있다. 핵산 분자는 뉴클레오티드 합성기 또는 PCR 기술을 사용하여 합성될 수 있다.
본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 서열은 원핵 또는 진핵 숙주 세포에서 핵산 분자를 복제 및 발현할 수 있는 벡터로 삽입될 수 있다. 많은 벡터들이 관련 기술분야에서 가용하며, 본 발명의 목적으로 사용될 수 있다. 각 벡터는 특정 숙주 세포와의 상용성을 위하여 조정 및 최적화될 수 있는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 벡터 구성요소에는 복제 기원, 선택 마커 유전자, 프로모터, 리보솜 결합 부위, 신호 서열, 해당 단백질을 코딩하는 핵산 서열 및 전사 종료 서열이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일부 실시양태에서는, 포유동물 세포가 본 발명을 위한 숙주 세포로 사용될 수 있다. 포유동물 세포 유형의 예에는 인간 배아 신장 (HEK) (예컨대 HEK293, HEK 293F), 중국 햄스터 난소 (CHO), HeLa, COS, PC3, Vero, MC3T3, NS0, Sp2/0, VERY, BHK, MDCK, W138, BT483, Hs578T, HTB2, BT20, T47D, NS0 (어떠한 이뮤노글로불린 사슬도 내인성으로 생성하지 않는 뮤린 골수종 세포주), CRL7O3O 및 HsS78Bst 세포가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시양태에서는, 이.콜리(E.coli) 세포가 본 발명을 위한 숙주 세포로 사용될 수도 있다. 이.콜리 균주의 예에는 이.콜리 294 (ATCC® 31,446), 이.콜리λ 1776 (ATCC® 31,537), 이. 콜리 BL21 (DE3) (ATCC® BAA-1025) 및 이.콜리 RV308 (ATCC® 31,608)이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상이한 숙주 세포들은 단백질 생성물의 번역후 프로세싱 및 변형 (예컨대 글리코실화)을 위한 특징적이고 특이적인 메커니즘을 가지고 있다. 적절한 세포주 또는 숙주 시스템은 발현되는 폴리펩티드의 올바른 변형 및 프로세싱을 보장하도록 선택될 수 있다. 상기한 발현 벡터들은 관련 기술분야 통상의 기술, 예컨대 형질전환, 형질감염, 전기천공, 칼슘 포스페이트 침전 및 직접 미세주사를 사용하여 적절한 숙주 세포로 도입될 수 있다. 일단 벡터가 단백질 제조용 숙주 세포로 도입되고 나면, 숙주 세포는 해당될 경우 프로모터를 유도하거나, 형질전환체를 선택하거나, 또는 원하는 서열을 코딩하는 유전자를 증폭하도록 변형된 통상적인 영양소 배지에서 배양된다. 치료용 단백질의 발현 방법에 대해서는 관련 기술분야에 알려져 있는데, 예를 들면 문헌 [Paulina Balbas, Argelia Lorence (eds.) Recombinant Gene Expression: Reviews and Protocols (Methods in Molecular Biology), Humana Press; 2nd ed. 2004] 및 [Vladimir Voynov and Justin A. Caravella (eds.) Therapeutic Proteins: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology) Humana Press; 2nd ed. 2012]을 참조하라.
단백질 제조, 회수 및 정제
본 발명의 폴리펩티드를 제조하는 데에 사용되는 숙주 세포는 관련 기술분야에 알려져 있으며 선택된 숙주 세포의 배양에 적합한 배지에서 성장될 수 있다. 포유동물 숙주 세포용으로 적합한 배지의 예에는 최소 필수 배지 (MEM), 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM), Expi293™ 발현 배지, 소 태아 혈청 (FBS) 보충을 포함하는 DMEM 및 RPMI-1640이 포함된다. 세균 숙주 세포용으로 적합한 배지의 예에는 루리아(Luria) 브로스 (LB) 및 필수 보충물, 예컨대 선택 작용제, 예컨대 암피실린이 포함된다. 숙주 세포는 적합한 온도, 예컨대 약 20 ℃ 내지 약 39 ℃, 예컨대 25 ℃ 내지 약 37 ℃, 바람직하게는 37 ℃ 및 CO2 농도, 예컨대 5 내지 10 %에서 배양된다. 주로 숙주 생물체에 따라서, 배지의 pH는 일반적으로 약 6.8 내지 7.4, 예컨대 7.0이다. 본 발명의 발현 벡터에 유도성 프로모터가 사용되는 경우, 단백질 발현은 프로모터의 활성화에 적합한 조건하에서 유도된다.
일부 실시양태에서, 사용되는 발현 벡터 및 숙주 세포에 따라, 발현되는 단백질은 숙주 세포 (예컨대 포유동물 숙주 세포)로부터 세포 배양 배지로 분비될 수 있다. 단백질 회수는 세포 배양 배지를 여과하여 세포 잔사물을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 단백질은 추가적으로 정제될 수 있다. 본 발명의 폴리펩티드는 단백질 정제 기술분야에 알려져 있는 임의의 방법, 예를 들면 크로마토그래피 (예컨대 이온 교환, 친화성 및 크기-배제 컬럼 크로마토그래피), 원심분리, 용해도 분별(differential solubility), 또는 단백질 정제를 위한 임의의 다른 표준 기술에 의해 정제될 수 있다. 예를 들면, 단백질은 크로마토그래피 컬럼 (예컨대 포로스(POROS) HS-50 양이온 교환 크로마토그래피), 여과, 한외 여과, 염석출(salting-out) 및 투석 절차와 함께 단백질 A 컬럼 (예컨대 포로스 단백질 A 크로마토그래피)와 같은 친화성 컬럼을 적절하게 선택하고 조합하는 것에 의해 단리 및 정제될 수 있다.
다른 실시양태에서는, 발현된 단백질을 회수하기 위하여, 예컨대 삼투 충격, 초음파처리 또는 용해에 의해 숙주 세포가 붕괴될 수 있다. 일단 세포가 붕괴되고 나면, 원심분리 또는 여과에 의해 세포 잔사가 제거될 수 있다. 일부 경우에서, 폴리펩티드는 정제를 용이하게 하기 위한 펩티드와 같은 마커 서열에 접합될 수 있다. 마커 아미노산 서열의 예로는 마이크로몰의 친화성으로 니켈-관능화된 아가로스 친화성 컬럼에 결합하는 헥사-히스티딘 펩티드 (His-태그)이 있다. 정제에 유용한 다른 펩티드 태그에는 인플루엔자 적혈구응집소 단백질로부터 유래하는 항원결정인자에 상응하는 적혈구응집소 "HA" 태그 (문헌 [Wilson et al., Cell 37:767, 1984])가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
대안적으로, 본 발명의 폴리펩티드는 예를 들면 유전자 치료법의 맥락에서 대상체 (예컨대 인간)의 세포에 의해 제조될 수 있는데, 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하고 있는 핵산 분자를 포함하는 벡터 (예컨대 바이러스 벡터 (예를 들면 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 폭스바이러스 벡터 (예컨대 박시니아 바이러스 벡터, 예컨대 변형된 박시니아 앙카라(Vaccinia Ankara) (MVA)), 아데노-연관 바이러스 벡터 및 알파바이러스 벡터)를 투여하는 것에 의한다. 일단 대상체 세포에 진입하고 나면 (예컨대 형질전환, 형질감염, 전기천공, 칼슘 포스페이트 침전, 직접 미세주사, 감염 등에 의함), 벡터는 차후 세포로부터 분비되는 폴리펩티드의 발현을 촉진하게 된다. 질환 또는 장애의 치료가 원하는 성과인 경우, 추가적인 행위는 필요하지 않을 수 있다. 단백질의 수집을 원하는 경우에는 대상체로부터 혈액이 수집된 후, 관련 기술분야에 알려져 있는 방법에 의해 혈액으로부터 단백질이 정제될 수 있다.
VIII. 제약 조성물 및 제제
본 발명은 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드)를 포함하는 제약 조성물을 특징으로 한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 제약 조성물은 치료용 단백질로서 C-말단 연장부 (예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상의 추가적인 아미노산)가 있는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-70 (예컨대 서열식별번호: 6-70) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 제약 조성물은 치료용 단백질로서 잔기 (예를 들면 Fc 도메인 단량체 또는 그의 이량체, 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 혈청 알부민)에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드를 포함하는 본 발명의 제약 조성물은 치료법에서 다른 작용제 (예컨대 치료용 생물제제 및/또는 소형 분자) 또는 조성물과의 조합으로써 사용될 수 있다. 치료 유효량의 폴리펩티드 이외에, 제약 조성물은 관련 기술분야 통상의 기술자에게 알려져 있는 방법에 의해 제제화될 수 있는 1종 이상의 제약상 허용되는 캐리어 또는 부형제를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 제약 조성물은 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자 (DNA 또는 RNA, 예컨대 mRNA), 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터를 포함한다.
제약 조성물에서 허용되는 캐리어 및 부형제는 사용되는 투약량 및 농도에서 수용자에게 비독성이다. 허용되는 캐리어 및 부형제에는 완충제 예컨대 포스페이트, 시트레이트, HEPES 및 TAE, 항산화제 예컨대 아스코스브산 및 메티오닌, 보존제 예컨대 헥사메토늄 클로라이드, 옥타데실디메틸벤질 암모늄 클로라이드, 레소르시놀 및 벤즈알코늄 클로라이드, 단백질 예컨대 인간 혈청 알부민, 젤라틴, 덱스트란 및 이뮤노글로불린, 친수성 중합체 예컨대 폴리비닐피롤리돈, 아미노산 예컨대 글리신, 글루타민, 히스티딘 및 리신, 그리고 탄수화물 예컨대 글루코스, 만노스, 수크로스 및 소르비톨이 포함될 수 있다. 본 발명의 제약 조성물은 주사가능 제제의 형태로 비경구 투여될 수 있다. 주사용 제약 조성물은 비히클로서 멸균 용액 또는 임의의 제약상 허용되는 액체를 사용하여 제제화될 수 있다. 제약상 허용되는 비히클에는 멸균수, 생리 식염수 및 세포 배양 배지 (예컨대 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM), α-변형 이글 배지 (α-MEM), F-12 배지)가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제제화 방법에 대해서는 관련 기술분야에 알려져 있으며, 예를 들면 문헌 [Banga (ed.) Therapeutic Peptides and Proteins: Formulation, Processing and Delivery Systems (3rd ed.) Taylor & Francis Group, CRC Press (2015)]을 참조하라.
본 발명의 제약 조성물은 히드록시메틸셀룰로스 또는 젤라틴-마이크로캡슐 및 폴리-(메틸메타크릴레이트) 마이크로캡슐과 같은 마이크로캡슐 중에 제조될 수 있다. 본 발명의 제약 조성물은 리포좀, 알부민 마이크로구체, 마이크로에멀션, 나노-입자 및 나노캡슐과 같은 다른 약물 전달 시스템 중에 제조될 수도 있다. 이와 같은 기술들에 대해서는 문헌 [Remington: The Science and Practice of Pharmacy 22th edition (2012)]에 기술되어 있다. 생체내 투여용으로 사용될 제약 조성물은 멸균되어야 한다. 이는 멸균 여과 멤브레인을 통한 여과에 의해 용이하게 달성된다.
본 발명의 제약 조성물은 지속-방출 제제로도 제조될 수 있다. 지속-방출 제제의 적합한 예에는 본 발명의 폴리펩티드를 함유하는 고체 소수성 중합체의 반투과성 매트릭스가 포함된다. 지속 방출 매트릭스의 예에는 폴리에스테르, 히드로겔, 폴리악티드(polyactide), L-글루탐산과 γ 에틸-L-글루타메이트의 공중합체, 비-분해성 에틸렌-비닐 아세테이트, 분해성 락트산-글리콜산 공중합체 예컨대 루프론 데포(LUPRON DEPOT)™ 및 폴리-D-(-)-3-히드록시부티르산이 포함된다. 일부 지속-방출 제제는 수개월, 예컨대 1 내지 6개월에 걸친 분자 방출을 가능하게 하는 반면, 다른 제제는 더 짧은 시간 기간, 예컨대 수일 내지 수주 동안 본 발명의 제약 조성물을 방출한다.
제약 조성물은 필요에 따라 단위 투여 형태로 형성될 수 있다. 제약 제제에 포함되는 활성 성분, 예컨대 본 발명 폴리펩티드의 양은 지정된 범위 이내의 적합한 투여량이 제공되도록 하는 것이다 (예컨대 0.01-100 mg/kg체중 범위 이내의 투여량).
유전자 치료법용 제약 조성물은 허용되는 희석제 중에 존재할 수 있거나, 또는 유전자 전달 비히클이 매립되어 있는 저속 방출 매트릭스를 포함할 수 있다. 전달 방법으로 유체역학적 주사가 사용되는 경우, 본원에서 기술되는 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자 또는 상기 핵산 분자를 포함하는 벡터 (예컨대 바이러스 벡터)를 함유하는 제약 조성물은 대량의 유체 중에서 정맥내로 빠르게 전달된다. 생체내 유전자 전달 비히클로 사용될 수 있는 벡터에는 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 폭스바이러스 벡터 (예컨대 박시니아 바이러스 벡터, 예컨대 변형된 박시니아 앙카라), 아데노-연관 바이러스 벡터 및 알파바이러스 벡터가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
IX. 경로, 투약량 및 투여
치료용 단백질로서 본 발명의 폴리펩티드를 포함하는 제약 조성물은 예를 들면 정맥내 투여, 비경구 투여, 피하 투여, 근육내 투여, 동맥-내 투여, 수막강내 투여 또는 복막내 투여 용으로 제제화될 수 있다. 제약 조성물은 경구, 비내, 스프레이, 에어로졸, 직장 또는 질 투여 용으로 제제화되거나, 그를 통하여 투여될 수도 있다. 주사가능 제제의 경우, 다양한 효과적인 제약용 캐리어들이 관련 기술분야에 알려져 있다. 예를 들면 문헌 [ASHP Handbook on Injectable Drugs, Toissel, 18th ed. (2014)]을 참조하라.
일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터를 포함하는 제약 조성물은 유전자 전달에 의해 투여될 수 있다. 유전자 전달 방법에 대해서는 관련 기술분야 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 생체내 유전자 전달 및 발현에 사용될 수 있는 벡터에는 레트로바이러스 벡터, 아데노바이러스 벡터, 폭스바이러스 벡터 (예컨대 박시니아 바이러스 벡터, 예컨대 변형된 박시니아 앙카라 (MVA)), 아데노-연관 바이러스 벡터 및 알파바이러스 벡터가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시양태에서는, 본 발명의 폴리펩티드를 코딩하는 mRNA 분자가 직접 대상체에 투여될 수도 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자 또는 그와 같은 핵산 분자를 포함하는 벡터는 유체역학적 주사 플랫폼을 사용하여 투여될 수 있다. 유체역학적 주사 방법에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드를 코딩하는 핵산 분자는 조작된 플라스미드 (예컨대 바이러스 플라스미드) 중에서 강한 프로모터의 조절하에 위치된다. 플라스미드는 종종 대량의 유체 중에서 정맥내로 빠르게 전달된다. 유체역학적 주사는 세포 투과성을 강화함으로써 대량 유체의 빠른 주사로부터의 상승된 압력이 정맥으로부터의 유체 및 플라스미드 혈관외유출을 초래하는 데에 정맥 내에서의 조절되는 유체역학적 압력을 사용한다. 핵산 분자의 발현은 주로 간에 의해 추진된다. 마우스에서, 유체역학적 주사는 종종 꼬리 정맥으로의 플라스미드의 주사에 의해 수행된다. 특정 실시양태에서는, 본원에서 기술되는 폴리펩티드를 코딩하는 mRNA 분자가 유체역학적 주사를 사용하여 투여될 수도 있다.
본 발명 제약 조성물의 투약량은 투여 경로, 치료될 질환, 및 대상체의 신체적 특징, 예컨대 연령, 체중, 일반적 건강을 포함한 인자들에 따라 달라진다. 본 발명의 제약 조성물은 0.01 내지 500 mg/kg (예컨대 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 또는 500 mg/kg), 더 구체적인 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 30 mg/kg, 더 구체적인 실시양태에서는 약 0.3 내지 약 30 mg/kg 범위 투약량의 본 발명 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 투약량은 질환의 정도 및 대상체의 상이한 파라미터들과 같은 통상적인 인자들에 따라 의사에 의해 적합화될 수 있다.
제약 조성물은 투약 제제와 상용성인 방식으로, 그리고 증상의 개선 또는 치료를 발생시키는 데에 치료적으로 효과적인 양으로 투여된다. 제약 조성물은 다양한 투약 형태, 예컨대 정맥내 투약 형태, 피하 투약 형태 및 경구 투약 형태 (예컨대 섭취가능 용액, 약물 방출 캡슐)로 투여된다. 일반적으로, 치료용 단백질은 0.1-100 mg/kg, 예컨대 1-50 mg/kg으로 투여된다. 본 발명의 폴리펩티드를 포함하는 제약 조성물은 예를 들면 매일, 매주, 격주로, 매월, 격월로, 분기마다, 1년에 두번, 매년 또는 의학적 필요에 따라 1회 이상 (예컨대 1-10회 또는 그 이상) 그를 필요로 하는 대상체에게 투여될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드를 포함하는 제약 조성물은 매주, 격주로, 매월, 격월로 또는 분기마다 그를 필요로 하는 대상체에게 투여될 수 있다. 투약량은 단일 또는 다수 투약 처방계획 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 투여들 사이의 시간은 의학적 상태가 개선되면서 감소되거나, 환자의 건강이 저하되면서 증가될 수 있다.
X. 치료 방법
본 발명은 ActRIIb 세포외 부분으로부터의 아미노산들을 세포외 부분 ActRIIa로 치환시키는 것이 개선된 특성을 가지는 ActRIIa 변이체를 산출한다는 발견을 바탕으로 한다. ActRIIb로부터의 잔기들을 ActRIIa로 도입하는 것에 의해 생성되는 ActRIIa 변이체는 더 긴 혈청 반감기 및 BMP9에 대한 낮은 결합 친화성과 같은 ActRIIa의 유익한 특성은 유지하면서, 액티빈 A 및 B에 대한 결합의 증가와 같은 ActRIIb의 유익한 특성들 중 일부를 획득한다 (표 5 참조). 이러한 ActRIIa 변이체 특성은 리간드 결합에 대하여 내인성 액티빈 수용체와 경쟁하는 치료용으로 사용될 수 있는 폴리펩티드를 산출한다. ActRIIa 변이체는 수용체의 세포외 부분을 포함하기 때문에, 그것이 가용성이며, 세포내 신호전달 경로를 활성화하지 않으면서도 리간드 (예컨대 액티빈 A 및 B, 마이오스타틴, GDF11)에 결합하여 그것을 봉쇄할 수 있다. 따라서, 세포외 ActRIIa 변이체는 상승된 액티빈 신호전달이 연관된 (예를 들면, 액티빈 수용체 또는 액티빈 수용체 리간드의 발현 증가와 연관된) 질환 또는 이상을 치료하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들면, 액티빈은 골 질환에서 상향조절된다는 것이 발견되어 있으며, 골모세포 활성을 억제하는 것으로 알려져 있어서, 증가된 액티빈 농도가 골 질환에 기여한다는 것을 시사하고 있다. 이에 따라, 액티빈에 결합하여 그의 내인성 수용체와의 상호작용을 감소시키는 치료제를 사용한 치료는 골 무기질 밀도를 증가시키고 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상이 있는 대상체를 치료하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명은 하기를 필요로 하는 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골절 위험을 감소시키거나, 또는 골 재흡수를 감소시키는 (예컨대 골 손실을 감소시키는) 데에 사용될 수 있는 조성물 및 치료 방법을 제공한다. 일부 실시양태에서, 상기 대상체는 골 손상을 초래하는 질환 (예컨대 골다공증 또는 골감소증)을 가지고 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상이 있는 대상체에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체를 포함하는 폴리펩티드는 그의 수용체, 예를 들면 ActRIIa, ActRIIb 및 BMPRII (예컨대 ActRIIa)에 대한 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9의 결합을 감소시키거나 억제한다. 일부 실시양태에서, 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 것 (예를 들면 그의 수용체, 예컨대 ActRIIa, ActRIIb 및 BMPRII (예컨대 ActRIIa)에 대한 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9의 결합을 감소시키거나 억제하는 것)은 대상체의 골 무기질 밀도 또는 골 형성의 증가, 또는 대상체의 골 재흡수의 감소 (예컨대 골 손실의 감소)를 발생시킨다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드)는 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키기 위하여, 골 형성을 증가시키기 위하여, 골 강도를 증가시키기 위하여, 골절의 위험을 감소시키기 위하여, 골 재흡수를 감소시키기 위하여 (예컨대 골 손실을 감소시키기 위하여), 또는 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주기 위하여 대상체에 투여될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 대상체의 골 무기질 밀도를 증가시킨다. 본원에서 기술되는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 치료 전에 수득되는 측정치에 비해, 또는 미치료 대상체에서 통상적으로 관찰되는 골 무기질 밀도, 골 강도, 골 형성, 골 재흡수 또는 골절 위험에 비해 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 재흡수 (예컨대 골 손실)을 감소시키거나, 또는 골절의 위험을 감소시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 대상체에서 혈관 투과성 또는 누출의 증가와 같은 어떠한 혈관 합병증도 야기하지 않는다. 본원에서 기술되는 방법의 일부 실시양태에서, 대상체는 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상 (예를 들면 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실)이 있거나, 그것이 발병할 위험이 있다.
본 발명은 또한 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드)를 대상체에게 투여하는 것에 의한, 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체의 치료 방법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 일차성 골다공증은 연령-관련 또는 호르몬-관련 골다공증 (예컨대 에스트로겐의 저하와 관련됨)이다. 일부 실시양태에서, 상기 이차성 골다공증은 부동화-유도 또는 글루코코르티코이드-유도 골다공증이다. 일부 실시양태에서는, 상기 골암이 다발성 골수종이거나, 또는 상기 암 전이-관련 골 손실이 다발성 골수종에 의해 야기된다. 일부 실시양태에서, 상기 치료-관련 골 손실은 FGF-21 또는 GLP-1을 사용한 치료, FGF-21 또는 GLP-1 함유 치료제를 사용한 치료, 또는 유형-2 당뇨병 및/또는 비만의 치료로 인하여, 또는 암 치료법 (예컨대 화학요법 또는 방사선)으로 인하여 발생한다. 일부 실시양태에서, 상기 식이-관련 골 손실은 구루병 (예컨대 비타민 D 결핍)이다. 일부 실시양태에서, 상기 저-중력 관련 골 손실은 하중 부족-관련 골 손실이다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드)는 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 골화석증, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실)의 발병을 예방하는 데에, 및/또는 이미 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상으로 진단된 환자를 치료하는 데에 사용될 수 있다. 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상이 발병할 가능성이 있는 환자, 예컨대 유전적 소인, 골 손상 가족력 또는 낮은 골 질량을 보유하는 개체에게는 세포외 ActRIIa 폴리펩티드가 골 손상의 발병을 예방하거나 지연할 수 있도록, 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드)가 예방적으로 투여될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 폴리펩티드 (예를 들면 세포외 ActRIIa 변이체 (예컨대 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드)는 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상 (예컨대 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실)의 발병을 예방하기 위하여, 및/또는 그것을 보유하는 환자를 치료하기 위하여, 또는 대상체에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주기 위하여 (예컨대 그의 수용체에 대한 액티빈, 마이오스타틴 및/또는 BMP9의 결합을 감소시키거나 억제하기 위하여) 대상체에게 투여될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 골 무기질 밀도를 증가시키며 (예컨대 골 질량을 증가시킴), 예를 들면 치료 전에 수득되는 측정치에 비해, 또는 미치료 대상체에서 통상적으로 관찰되는 골 무기질 밀도에 비해 골 무기질 밀도를 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 골 재흡수를 감소시키며 (예컨대 골 이화 활성을 감소시키거나 골 손실을 감소시킴), 예를 들면 치료 전에 수득되는 측정치에 비해, 또는 미치료 대상체에서 통상적으로 관찰되는 골 재흡수에 비해 골 재흡수를 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 골 형성을 증가시키며 (예컨대 골 동화 활성을 증가시키거나 골생성을 증가시킴), 예를 들면 치료 전에 수득되는 측정치에 비해, 또는 미치료 대상체에서 통상적으로 관찰되는 골 형성에 비해 골 형성을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 골모세포 활성 또는 골모세포생성(osteoblastogenesis)을 증가시키며, 예를 들면 치료 전에 수득되는 측정치에 비해, 또는 미치료 대상체에서 통상적으로 관찰되는 골모세포 활성 또는 골모세포생성에 비해 골모세포 활성 또는 골모세포생성을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 파골세포 활성 또는 파골세포생성(osteoclastogenesis)을 감소시키며, 예를 들면 치료 전에 수득되는 측정치에 비해, 또는 미치료 대상체에서 통상적으로 관찰되는 파골세포 활성 또는 파골세포생성에 비해 파골세포 활성 또는 파골세포생성을 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 본원에서 기술되는 방법은 그의 수용체에의 액티빈 및/또는 마이오스타틴의 결합을 감소시키거나 억제한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 골 형성을 증가시키거나, 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 또는 피질 또는 섬유주 골의 골 재흡수를 감소시킨다 (예컨대 골 손실을 감소시킴).
본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것에서는, 추가적으로 하나 이상 아미노산 (예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 이상 아미노산)의 C-말단 연장부를 포함하는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-71 (예컨대 서열식별번호: 6-71) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드가 치료용 단백질로 사용될 수 있다. 본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것에서는, Fc 도메인 단량체에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드의 이량체 (예컨대 동종이량체 또는 이종이량체)가 치료용 단백질로 사용될 수 있다. 본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것에서는, 잔기 (예를 들면 야생형 Fc 도메인, 아미노산 치환 (예컨대 이량체화를 감소시키는 하나 이상의 치환)이 있는 Fc 도메인, 알부민-결합 펩티드, 피브로넥틴 도메인 또는 혈청 알부민)에 융합된 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 포함하는 폴리펩티드가 치료용 단백질로 사용될 수 있다. 본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것에 따라, 본원에서 기술되는 폴리펩티드를 코딩하는 핵산, 또는 상기 핵산을 포함하는 벡터가 투여될 수도 있다. 본원에서 기술되는 방법들 중 어느 것에서, 폴리펩티드, 핵산 또는 벡터는 제약 조성물의 일부로서 투여될 수 있다. 본원에서 기술되는 방법에 따라 대상체에게 투여될 수 있는 조성물들을 하기 표 4에 제공하였다.
<표 4>
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
[ 실시예 ]
실시예 1 - 표면 플라스몬 공명 ( SPR )에 의한 ActRIIa 변이체 결합 친화성의 평가
비아코어(Biacore) 3000을 사용하여 ActRIIa 변이체와 리간드인 액티빈 A, 액티빈 B, 성장 분화 인자 11 (GDF11) 및 BMP-9 사이 상호작용의 동역학을 측정하였다. ActRIIa 변이체를 HEK293 세포에서 일시적으로 발현시키고, 단백질-A 세파로스(Sepharose) 크로마토그래피를 사용하여 컨디셔닝된 배지로부터 정제하였다. 적정한 배향을 보장하는 유동 셀(flow cell) 2-4 중 (게게(GEGE) 사의 항-마우스) 포획 항체를 포함하는 칩 (CM4 또는 CM5)상에 ActRIIa 변이체를 고정하였다. 유동 셀 1은 소정의 비특이적인 결합 및 벌크(bulk) 효과를 차감하기 위한 참조 셀로 사용하였다. GE 헬스케어(Healthcare)™ 사로부터의 HBS-EP+ 완충제를 전개 완충제로 사용하였다. 물질 수송 효과(mass transport effect)를 방지하기 위하여, 각 리간드를 40 μl/분의 농도 시리즈로 전개하였다. 스크러버(Scrubber)2를 사용하여 바이오로직(BioLogic)™ 소프트웨어에 의해 데이터를 분석함으로써, 각 상호작용의 KD를 계산하였다 (표 5).
Figure pct00024
실시예 2 - 골 무기질 밀도에 대한 세포외 ActRIIa 변이체의 효과
성체 수컷 C57/BL6 마우스에 모의- (SHAM) 또는 거세-수술 (ORX) 중 어느 하나를 시혜한다. 수술 후 14일 동안 두 수술 군을 회복시킨다. 모든 동물은 먹이 (정규식) 및 물에 접근이 자유롭도록 하여 통상적인 케이지에 수용한다. 다음에, SHAM 및 ORX 동물들을 비히클-처리 군 (VEH) 또는 ActRII 변이체-처리 군 중 어느 하나로 할당하고, 71일 동안 격주로 비히클 또는 ActRII 변이체 (10 mg/kg)의 전신성 복막내 투여를 투여한다. 주 당 처리 시점에 2회 체중을 측정한다. 치료 개시 후 연구 0일차, 이후 14, 28, 47 및 71일차에 미니스펙(MiniSpec) LF50 NMR 분석기를 사용하여 신체 조성을 분석한다. 연구 종료일에, 해당 조직 (근육, 저장 지방(fat depot) 및 경골)을 수술 제거하여, 칭량하고, 추가 분석용으로 적정하게 저장한다. 이 시점에, ORX 동물은 고환의 완전한 제거를 확인하는 조사도 한다. 실험 종료 후에는, 마이크로-컴퓨터 단층촬영을 사용하여 다양한 골들의 피질 형태측정 및 섬유주 구조도 평가한다.
실시예 3 - 섬유주 골에 대한 세포외 ActRIIa 변이체의 효과
8-주령 수컷 C57Bl/6 마우스에 4주 동안 격주로 20 mg/kg으로 비히클 또는 ActRII A/B (서열식별번호: 69) 중 어느 하나를 복막내 투여하였다. 투여 완료 후, 퍼킨엘머 퀀텀(PerkinElmer Quantum) FX 시스템 (10 mm FOV, 3분 스캔, 20 μm 복셀-크기)을 사용하여 마우스를 고해상도로 마이크로-CT 영상화하였다. 애널라이즈프로(AnalyzePro) 소프트웨어에서 근위 경골 성장 판의 인접 원위에서 선택된 스캔 부피의 50-슬라이스 영역으로부터 경골 ASBMR 골 형태측정 파라미터들을 측정하였다. 이와 같은 하위-영역 섬유주 골 분획으로부터, 섬유주 수, 섬유주 두께 및 섬유주 이격 데이터를 계산하였다 (도 2). ActRII A/B (서열식별번호: 69)를 사용한 처리는 증가된 섬유주 골 부피 분율, 섬유주 수 및 감소된 섬유주 이격을 발생시켰다. 섬유주 골의 이러한 변화는 증가된 골 강도 및 감소된 골절 위험과 연관된다.
실시예 4 - 마우스 골다공증 모델에서의 세포외 ActRIIa 변이체의 효과
C57BL/6 마우스에 9주령에 고환절제술 (ORX) 또는 모의 수술을 시혜하였다. ORX 마우스가 골다공증 표현형이 발병한 6-주 회복 기간 후, 비히클 또는 ActRIIA/B-Fc (Fc 도메인에 융합된 서열식별번호: 69, 20 mg/kg) 중 어느 하나의 복막내 주사를 격주로 ORX 마우스에 투여하였다. 연구-종료시에 마이크로-CT (퍼킨 엘머 퀀텀 Fx) 영상화를 수행하였다. 골 형태측정 분석 애드-온(Add-on)을 사용하는 애널라이즈프로 소프트웨어 (애널라이즈디렉트(AnalyzeDirect) 사, 캔자스 오버랜드 파크 소재)에 의해 각 데이터세트의 ASBMR 골 형태측정 파라미터들을 계산하였다. 근위 경골 성장 판의 인접 원위 CT 부피의 50-슬라이스 영역을 선택하여, 섬유주 골 파라미터들의 변화를 평가하였다. 도 3에 나타낸 바와 같이, ActRIIA/B-Fc를 사용한 처리는 고환절제술과 연관된 골 부피 분율을 증가시켰다 (감소된 골 손실) (*=p≤0.05; ****=p≤0.0001).
실시예 5 - 세포외 ActRIIa 변이체의 투여에 의한 골 질환의 치료
본원에서 개시되는 방법에 따라, 관련 기술분야 통상의 의사라면, 골 무기질 밀도가 증가하거나, 골 형성이 증가하거나, 골 재흡수 (예컨대 골 손실)가 감소하거나, 또는 골절의 위험이 감소하도록 골 질환 (예컨대 골다공증 또는 골감소증)이 있는 대상체, 예컨대 인간 환자를 치료할 수 있다. 치료 방법은 골 무기질 밀도의 표준 임상 시험 (예컨대 이중 X-선 흡수측정법)을 바탕으로 하여, 치료 후보로서 대상체를 진단하거나 식별하는 것을 포함할 수 있다. 대상체를 치료하기 위하여, 관련 기술분야 통상의 의사는 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)를 함유하는 조성물을 대상체에게 투여할 수 있다. 골 질환을 치료하기 위하여, 세포외 ActRIIa 변이체를 함유하는 조성물은 예를 들면 비경구 주사 (예컨대 정맥내 주사)에 의해 대상체에게 투여될 수 있다. 세포외 ActRIIa 변이체 (예를 들면 서열식별번호: 1-72 (예컨대 서열식별번호: 6-72) 중 어느 하나의 서열을 가지는 세포외 ActRIIa 변이체)는 치료 유효량, 예를 들면 0.01 내지 500 mg/kg (예컨대 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 또는 500 mg/kg)으로 투여된다. 일부 실시양태에서, 세포외 ActRIIa 변이체는 격월로, 월 1회, 2주마다 1회 또는 주 당 적어도 1회 이상 (예컨대 주 당 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7회 이상) 투여된다. 세포외 ActRIIa 변이체는 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나 (예컨대 골 손실을 감소시키거나), 또는 골절의 위험을 감소시키기에 충분한 양으로 투여된다.
환자에의 조성물의 투여 후, 관련 기술분야 통상의 의사는 다양한 방법에 의해 치료법에 반응하는 환자의 개선을 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 의사는 이중 X-선 흡수측정법을 수행함으로써, 환자의 골 무기질 밀도를 모니터링할 수 있다. 환자가 조성물의 투여 후 조성물 투여 전 시험 결과에 비해 증가된 골 무기질 밀도, 증가된 골 형성, 감소된 골 재흡수 (예컨대 감소된 골 손실), 또는 감소된 골절 위험을 나타낸다는 발견은 환자가 치료에 대하여 바람직하게 반응하고 있다는 것을 나타낸다. 차후 투여분은 필요에 따라 결정 및 투여될 수 있다.
기타 실시양태
구체적인 그의 실시양태와 연계하여 본 발명을 기술하기는 하였지만, 추가적인 변형들이 가능하며, 본 출원이 일반적으로 본 발명의 원리에 따르는 본 발명의 임의의 변경, 용도 또는 적응을 포괄하고자 한다는 것, 그리고 본 개시로부터의 그와 같은 이탈을 포함시키는 것이 본 발명이 속하는 기술분야 내의 알려져 있거나 통상적인 관습에 속하며, 이전에 제시된 본질적인 특징들에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
모든 공개, 특히 및 특허 출원들은 각 개별 공개, 특허 또는 특허 출원이 구체적이고도 개별적으로 그 전체가 참조로 포함되는 것으로 나타낸 것과 같은 동일한 정도로 그 전체가 참조로 본원에 포함된다.
기타 실시양태들은 하기의 청구범위에 속한다.
SEQUENCE LISTING <110> Keros Therapeutics, Inc. <120> ACTIVIN RECEPTOR TYPE IIA VARIANTS AND METHODS OF USE THEREOF <130> 51184-005WO3 <150> US 62/669,125 <151> 2018-05-09 <150> US 62/584,093 <151> 2017-11-09 <160> 155 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 109 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic Construct <220> <221> MISC_FEATURE <222> (14)..(14) <223> Xaa is Phe or Tyr <220> <221> MISC_FEATURE <222> (15)..(15) <223> Xaa is Phe or Tyr <220> <221> MISC_FEATURE <222> (20)..(20) <223> Xaa is Glu or Ala <220> <221> MISC_FEATURE <222> (21)..(21) <223> Xaa is Lys or Leu <220> <221> MISC_FEATURE <222> (22)..(22) <223> Xaa is Asp or Glu <220> <221> MISC_FEATURE <222> (23)..(23) <223> Xaa is Arg or Ala <220> <221> MISC_FEATURE <222> (31)..(31) <223> Xaa is Pro or Arg <220> <221> MISC_FEATURE <222> (33)..(33) <223> Xaa is Tyr or Glu <220> <221> MISC_FEATURE <222> (35)..(35) <223> Xaa is Asp or Glu <220> <221> MISC_FEATURE <222> (36)..(36) <223> Xaa is Lys or Gln <220> 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Ser Gly Ser Ile Glu Ile Val Ala Lys Gly Cys Trp Leu Asp Asp 50 55 60 Phe Asn Cys Tyr Asp Arg Thr Asp Cys Val Glu Thr Glu Glu Asn Pro 65 70 75 80 Gln Val Tyr Phe Cys Cys Cys Glu Gly Asn Met Cys Asn Glu Lys Phe 85 90 95 Ser Tyr Phe Pro Glu Met Glu Val Thr Gln Pro Thr Ser 100 105 <210> 151 <211> 246 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 151 Met Glu Trp Ser Trp Val Phe Leu Phe Phe Leu Ser Val Thr Thr Gly 1 5 10 15 Val His Ser Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu 20 25 30 Leu Leu Gly Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp 35 40 45 Thr Leu Met Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp 50 55 60 Val Ser His Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly 65 70 75 80 Val Glu Val His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn 85 90 95 Ser Thr Tyr Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp 100 105 110 Leu Asn Gly Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro 115 120 125 Ala Pro Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu 130 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Claims (44)

  1. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골 무기질 밀도의 증가를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키는 방법.
  2. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골 재흡수의 감소를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체에서 골 재흡수를 감소시키는 방법.
  3. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골 형성의 증가를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체에서 골 형성을 증가시키는 방법.
  4. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골 강도의 증가를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체에서 골 강도를 증가시키는 방법.
  5. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골절 위험의 감소를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체에서 골절 위험을 감소시키는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체가 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 것인 방법.
  7. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골 손상을 수반하는 질환 또는 이상이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체에서 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 질환 또는 이상이 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실인 방법.
  9. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골 질환이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 골 질환이 일차성 골다공증, 이차성 골다공증, 골감소증, 골화석증, 골절, 골암 또는 암 전이-관련 골 손실, 파제트병, 신장성 골형성장애, 치료-관련 골 손실, 식이-관련 골 손실, 비만의 치료와 연관된 골 손실, 저중력-관련 골 손실 또는 부동성-관련 골 손실인 방법.
  11. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 일차성 골다공증이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  12. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 이차성 골다공증이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  13. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골감소증이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  14. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골절이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  15. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 골암 또는 암 전이-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  16. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 파제트병이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  17. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 신장성 골형성장애가 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  18. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 치료-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  19. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 식이-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  20. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 저중력-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  21. 표 4의 조성물의 치료 유효량을 부동성-관련 골 손실이 있거나 그것이 발병할 위험이 있는 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상체를 치료하는 방법.
  22. 제6항, 제8항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 일차성 골다공증이 연령-관련 골다공증인 방법.
  23. 제6항, 제8항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 일차성 골다공증이 호르몬-관련 골다공증인 방법.
  24. 제6항, 제8항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 이차성 골다공증이 부동화-유도 골다공증인 방법.
  25. 제6항, 제8항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 이차성 골다공증이 글루코코르티코이드-유도 골다공증인 방법.
  26. 제6항, 제8항, 제10항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 암이 다발성 골수종인 방법.
  27. 제6항, 제8항, 제10항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 치료가 FGF-21 치료인 방법.
  28. 제6항, 제8항, 제10항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 치료가 GLP-1 치료인 방법.
  29. 제6항, 제8항, 제10항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 치료가 암 치료법인 방법.
  30. 제6항, 제8항, 제10항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 치료가 비만 또는 유형-2 당뇨병에 대한 치료인 방법.
  31. 제6항, 제8항, 제10항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 식이-관련 골 손실이 구루병인 방법.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체에서 골 형성을 증가시키는 방법.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체에서 골 재흡수를 감소시키는 방법.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 골모세포 활성 또는 골모세포생성을 증가시키는 방법.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 파골세포 활성을 감소시키거나, 파골세포생성을 감소시키는 방법.
  36. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 골절의 위험을 감소시키는 방법.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 골 강도를 증가시키는 방법.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 액티빈 및/또는 마이오스타틴의 그의 수용체에 대한 결합을 감소시키거나 억제하는 방법.
  39. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체에서 혈관 합병증을 야기하지 않는 방법.
  40. 제39항에 있어서, 혈관 투과성 또는 누출을 증가시키지 않는 방법.
  41. 제1항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키는 방법.
  42. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 골이 피질 골인 방법.
  43. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 골이 섬유주 골인 방법.
  44. 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 표 4의 조성물이 대상체에서 골 무기질 밀도를 증가시키거나, 골 재흡수를 감소시키거나, 골 재흡수 속도를 감소시키거나, 골절의 위험을 감소시키거나, 골 강도를 증가시키거나, 골 형성을 증가시키거나, 골 형성 속도를 증가시키거나, 파골세포 활성을 감소시키거나, 골모세포 활성을 증가시키거나, 골 질환을 치료하거나, 또는 마이오스타틴, 액티빈 및/또는 BMP9 신호전달에 영향을 주기에 충분한 양으로 투여되는 것인 방법.
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