KR20210081389A - 글루카곤 유사 펩티드 1(glp1)-성장 분화 인자 15(gdf15) 융합 단백질 및 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 명세서에는 GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드, 제1 링커 펩티드, 혈청 알부민 단백질, 제2 링커 펩티드, 및 GDF15 단백질을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공된다.

Description

글루카곤 유사 펩티드 1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질 및 이의 용도

본 발명은 일반적으로 신규한 글루카곤 유사 펩티드-1(GLP1: glucagon like peptide-1)-성장 분화 인자 15(GDF15: growth differentiation factor 15) 융합 단백질에 관한 것이다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 GLP1R 및/또는 GDF15R을 조절한다. 본 발명은 또한 약제학적 조성물 및 이의 사용 방법에 관한 것이다. 신규한 GLP1-GDF15 융합 단백질은, 특히 비만, 제2형 당뇨병, 대사 증후군, 인슐린 저항성, 및 이상지질혈증과 같은 질병 및 장애를 예방, 치료, 또는 개선하기에 유용하다.

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2018년 10월 22일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/784,603호에 대한 우선권을 주장하며, 그의 개시내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

전자적으로 제출된 서열 목록에 대한 언급

본 출원은, 파일명이 "PRD3474 서열 목록"이고 생성 일자가 2019년 10월 14일이고 크기가 327 kb인 ASCII 포맷 서열 목록으로서 EFS-웹을 통해 전자적으로 제출된 서열 목록을 포함한다. EFS-웹을 통해 제출된 서열 목록은 본 명세서의 일부이며, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

TGFβ 패밀리의 구성원인 GDF15는 25 kDa 동종이량체로서 혈장 내에서 순환하고, 뇌간 발현된 수용체 GFRAL과의 상호작용을 통해 그의 생물학적 기능을 유도하는 분비된 단백질이다(문헌[Mullican et al., Nat Med. 23:1150-7 (2017)], 문헌[Yang et al., Nat Med. 23:1158-66 (2017)], 문헌[Hsu et al., Nature 550:255-9 (2017)], 문헌[Emmerson et al., Nat Med 23:1215-9 (2017)]). GDF15의 혈장 수준은 대부분의 개체에서 150 내지 1150 pg/ml의 범위이다 (문헌[Tsai et al., J Cachexia Sarcopenia Muscle 3:239-43 (2012)]). GDF15의 상승된 혈장 수준은 암에서, 그리고 신부전 및 심부전에서 식욕 부진 및 악액질로 인한 체중 손실과 관련되어 있다. 추가로, GDF15는 루와이 위 우회술(RYGB: Roux-en-Y gastric bypass) 수술 후체 체중 손실을 경험하는 환자에서 증가된다(문헌[Vila et al., Clin Chem 57:309-16 (2011)]).

체중 손실과 GDF15 사이의 상관관계는 설치류에서 보존된다. GDF15의 과발현은 감소된 음식 섭취, 더 낮은 체중을 유발하며, 고지방 식이 섭식 시에 비만, 간 지방증, 및 당불내성(glucose intolerance)으로부터 마우스를 보호한다(문헌[Baek et al., Gastroenterology 131:1553-60 (2006)], 문헌[Johnen et al., Nat Med 13:1333-40 (2007)], 문헌[Chrysovergis et al., Int J Obesity 38:1555-64 (2014)], 문헌[Macia et al., PloS One 7:e34868 (2012)], 문헌[Jones et al., Cell Reports 22:1522-30 (2018)], 문헌[Xiong et al., Sci Trans Med 9:412 (2017)]). GDF15로 형질감염된 전립선 종양 세포의 이종이식 또한 음식 섭취 및 체중을 감소시킨다(문헌[Johnen et al., Nat Med 13:1333-40 (2007)]). 역으로, 많은 연구자들은 GDF15가 결여된 마우스가 야생형 동물보다 체중이 더 증가하고 지방량이 더 큰 것으로 보고하였다(문헌[Strelau et al., J Neurosci 29:13640-8 (2009)], 문헌[Casanovas et al., Haematologica 98:444-7 (2013)], 문헌[Bonaterra et al., J Amer Heart Assoc 1:e002550 (2012)], 문헌[Tsai et al., PloS one. 8:e55174 (2013)]).

에너지 섭취를 감소시키고 이에 의해 체중 손실을 유도하기 위해 약리학적으로 투여된 GDF15의 잠재력은 마우스, 래트, 및 원숭이에서 입증되었다. 재조합 GDF15로 처리된 마른(Lean) 마우스는 덜 먹고 체중이 손실된다(문헌[Johnen et al., Nat Med 13:1333-40 (2007)], 문헌[Hsu et al., Nature 550:255-9 (2017)], 문헌[Mullican et al., Nat Med 23:1150-7 (2017)], 문헌[Tsai et al., Int J Obesity 42:561-71 (2018)]). 유전자 유도 및 식이 유도 래트 및 마우스 비만 모델에서도 GDF15 투여 후에 감소된 음식 섭취 및 체중이 관찰된다(문헌[Johnen et al., Nat Med 13:1333-40 (2007)], 문헌[Hsu et al., Nature 550:255-9 (2017)], 문헌[Mullican et al., Nat Med 23:1150-7 (2017)], 문헌[Yang et al., Nat Med 23:1158-66 (2017)], 문헌[Tsai et al., Int J Obesity 42:561-71 (2018)], 문헌[Xiong et al., Sci Trans Med 9:412 (2017)]). 식이 유도 비만 마우스에서 GDF15 처리 매개 체중 손실은 향상된 글루코스 항상성 및 더 낮은 혈장 트라이글리세라이드 및 콜레스테롤을 포함하는 대사 개선으로 이어진다. 이들 효과는 6-주 매일 처리 계획으로서 더 고등한 종으로 옮겨지며, 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 재조합 인간 GDF15는 음식 섭취, 체중, 및 혈장 트라이글리세라이드 농도를 감소시켰고 내당능(glucose tolerance)을 개선하였다(문헌[Xiong et al., Sci Trans Med 9:412 (2017)]). 추가로, 재조합 GDF15의 반감기는 인간 혈청 알부민(HSA)에 대한 융합에 의해 연장되는 것으로 이전에 입증되었으며, 인간에서의 주-1회 투여에 치료적으로 적합할 것으로 예측된다(문헌[Mullican et al., Nat Med 23:1150-7 (2017)] 및 미국 특허 출원 공개 제2017/0327560호).

GLP1은 소화관의 장내분비 세포로부터 유래된 펩티드 호르몬이며, 이는 또한 음식 섭취를 감소시켜 체중 손실로 이어진다. 이러한 기능은 중추 신경계 내의 GLP1 수용체(GLP1R)와의 상호작용에 의해 매개되고, 말초 조직에서의 이러한 리간드/수용체 상호작용은 글루코스 자극된 인슐린 분비의 향상, 글루카곤 방출의 억제, 및 위 배출(Gastric emptying)의 지연을 포함하는 추가의 생물학적 효과를 갖는다(문헌[Druker et al. Cell Met 27:740-56 (2018)]). 이들 생물학적 효과 모두를 활용하여, GLP1R 작용제는 인간에서 글루코스 항상성을 개선하고 체중 손실을 추진한다. 또한, 정확한 기전은 아직 결정되지 않지만, GLP1R 작용제에 의한 처리는 당뇨병 환자에서 심혈관 결과를 유의하게 개선하는 것으로 보고된다(문헌[Lim et al. Trends Endocrinol Metab. 29:238-48 (2018)]). GLP1R 작용제 치료제는 천연 인간 GLP1 또는 엑센딘-4(힐라 몬스터 리자드(Gila monster lizard)의 타액으로부터 단리된 펩티드)에 기초하는 펩티드 서열이며, 효소적 절단을 방지하기 위한 변형을 갖는다. GLP1R 작용제는 지질화, 항체 Fc, 또는 인간 혈청 알부민(HSA)과 같은 반감기를 연장하는 플랫폼을 통해 전달될 수 있다(문헌[Cheang and Moyle, Chem Med Chem 13:662-71 (2018)]).

따라서, 각각 GLP1 또는 GDF15와 대비하여 개선된 대사 안정성 및 약동학적 프로파일을 갖는 GLP1 유사체 또는 이의 유도체 및/또는 GDF15 유사체 또는 이의 유도체를 얻는 것이 바람직하다. 그러한 유도체는 더 긴 작용 지속기간으로 GLP1 수용체 및 GDF15 수용체 조절을 제공하여, 이들이 그러한 조절을 필요로 하는 대상체를 위한 치료제로서 적합하게 한다.

전술한 논의는 오로지 당업계가 직면한 문제들의 성질에 대한 더 양호한 이해를 제공하기 위해 제시될 뿐이며, 어떠한 방식으로든 그러한 언급이 본 출원에 대한 "선행 기술"을 구성한다는 인정으로서 해석되어서는 안 된다.

일반적인 일 태양에서, 본 발명은 신규한 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질에 관한 것이다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 GLP1R 및/또는 GDF15R(GFRAL)을 조절한다.

본 명세서에는 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질이 제공된다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 GLP1 펩티드, 제1 링커 펩티드, 혈청 알부민 단백질, 제2 링커 펩티드, 및 GDF15 단백질을 포함한다.

소정 실시 형태에서, GLP1 펩티드는 서열 번호 1 내지 4로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함한다.

소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는 서열 번호 5 내지 25로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함한다.

소정 실시 형태에서, 혈청 알부민 단백질은 서열 번호 26 또는 서열 번호 27로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함한다.

소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는 서열 번호 28 내지 30으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함한다.

소정 실시 형태에서, GDF15 단백질은 서열 번호 31 또는 서열 번호 32로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함한다.

소정 실시 형태에서, GLP1-GDF15 융합 단백질은 서열 번호 33 내지 74 및 84로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함한다.

또한, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 단리된 핵산이 제공된다. 또한, 본 발명의 단리된 핵산을 포함하는 벡터가 제공된다. 또한, 본 발명의 단리된 핵산 또는 본 발명의 벡터를 포함하는 숙주 세포가 제공된다.

또한, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 약제학적 조성물이 제공된다.

또한, 비만, 제I형 또는 제II형 당뇨병, 대사 증후군, 인슐린 저항성, 내당능 장애, 고혈당증, 고인슐린혈증, 고트라이글리세라이드혈증, 선천성 고인슐린증(CHI)으로 인한 저혈당증, 이상지질혈증, 죽상경화증, 당뇨병성 신장병증, 및 다른 심혈관 위험 인자, 예컨대 고혈압 및 관리되지 않은 콜레스테롤 및/또는 지질 수준과 관련된 심혈관 위험 인자, 골다공증, 염증, 비알코올성 지방간 질병(NAFLD), 비알코올성 지방간염(NASH), 신장 질병, 및 습진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 질병 또는 장애의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 상기 질병 또는 장애의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에서 상기 질병 또는 장애를 치료하거나 예방하는 방법이 제공된다.

또한, 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에서 음식 섭취를 감소시키는 방법이 제공된다.

또한, GLP1 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GLP1 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GLP1 수용체 활성을 조절하는 방법이 제공된다.

또한, GDF15 수용체(GFRAL) 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GDF15 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GDF15 수용체 활성을 조절하는 방법이 제공된다.

소정 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 주사를 통해 투여된다.

또한, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, 본 발명의 단리된 핵산, 및/또는 본 발명의 벡터를 포함하는 키트가 제공된다. 키트는, 예를 들어, 주사를 위한 장치를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 포함하는 약제학적 조성물을 생성하는 방법이 제공된다. 본 방법은 GLP1-GDF15 융합 단백질을 약제학적으로 허용가능한 담체와 조합하여 약제학적 조성물을 얻는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 생성하는 방법이 제공된다. 본 방법은 GLP1-GDF15 융합 단백질을 생성하는 조건 하에 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 핵산을 포함하는 세포를 배양하는 단계 및 GLP1-GDF15 융합 단백질을 세포 또는 배양물로부터 회수하는 단계를 포함한다.

전술한 개요뿐만 아니라 본 출원의 바람직한 실시 형태의 하기의 상세한 설명은 첨부 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 본 출원은 도면에 나타낸 정확한 실시 형태로 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
도 1은 리라글루티드(리라)의 매일 투여 및/또는 HSA-GDF15(서열 번호 81)의 격일 투여를 받는 DIO 마우스에서 체중 변화 퍼센트(0 일로부터의)를 보여주는 그래프를 나타낸다.
도 2는 GLP1-GSA-GDF15(서열 번호 72), GLP1-GSA-GDF15(I89R)(서열 번호 73, I89R 돌연변이가 GDF15 활성을 제거함), GLP1(9-39)-GSA-GDF15(서열 번호 74, GLP1 활성을 제거함), 또는 GSA-GDF15(서열 번호 75)의 매일 투여를 받는 DIO 마우스에서 평균 체중 변화 퍼센트(0 일로부터의)를 보여주는 그래프를 나타낸다. 둘라글루티드 처리는 양성 대조군으로서 작용한 한편, 비히클 처리는 음성 대조군으로서 작용하였다. ± SEM, n= 8.
도 3은 GLP1-GDF15 융합 단백질의 개략도를 나타낸다.
도 4는 C57BL/6 마우스에서 음식 섭취에 대한 서열 번호 45, 49, 50, 33, 46, 및 44의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 24 시간에 처리 전의 음식 섭취에 비교하여 음식 섭취의 변화 퍼센트로서 제시된다.
도 5는 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 결정된 바와 같은, 마우스에서의 투여 후 24 시간에서의 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 45, 49, 50, 33, 46, 및 44)의 혈장 농도를 보여주는 그래프를 나타낸다.
도 6은 GFRAL-결핍 마우스에서 음식 섭취에 대한 서열 번호 45, 50, 46, 및 44의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 24 시간에 온전한 GLP1 아암을 갖는 시험 품목의 혈장 농도에 대한 음식 섭취의 변화 퍼센트(비히클 처리에 비교하여)로서 제시된다.
도 7은 GFRAL-결핍 마우스에서 음식 섭취에 대한 서열 번호 45의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 24 시간에 온전한 GLP1 아암을 갖는 시험 품목의 혈장 농도에 대한 음식 섭취의 변화 퍼센트(비히클 처리에 비교하여)로서 제시된다.
도 8은 GFRAL-결핍 마우스에서 음식 섭취에 대한 서열 번호 33의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 24 시간에 온전한 GLP1 아암을 갖는 시험 품목의 혈장 농도에 대한 음식 섭취의 변화 퍼센트(비히클 처리에 비교하여)로서 제시된다.
도 9는 마우스에서 내당능에 대한 서열 번호 50, 46, 및 44의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 갖는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 혈장 농도에 대한, 비히클 처리에 비교한 델타 AUC의 변화 퍼센트로서 제시된다.
도 10은 마우스에서 내당능에 대한 서열 번호 45 및 49의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 도시한다. 데이터는 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 갖는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 혈장 농도에 대한, 비히클 처리에 비교한 델타 AUC의 변화 퍼센트로서 제시된다.
도 11은 마우스에서 내당능에 대한 서열 번호 33의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 갖는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 혈장 농도에 대한, 비히클 처리에 비교한 델타 AUC의 변화 퍼센트로서 제시된다.
도 12는 마우스에서 내당능에 대한 서열 번호 45 및 서열 번호 36의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 도시한다. 데이터는 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 갖는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 혈장 농도에 대한, 비히클 처리에 비교한 델타 AUC의 변화 퍼센트로서 제시된다.
도 13은 사이노몰거스(cynomolgus) 원숭이에서의 등급화 글루코스 주입(graded glucose infusion) 중에 인슐린 분비에 대한, 서열 번호 45 및 44의 피하 투여의 효과를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 갖는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 혈장 농도에 대한 글루코스 AUC에 대해 정규화된 ISR AUC의 배수 변화(기준선에 비교하여)로서 제시된다.
도 14는 식이 유도 비만 마우스에서 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 45 및 44)의 매일 피하 투여의 체중 손실 효능을 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 0 일로부터의 체중의 변화 퍼센트로서 제시된다.
도 15는 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 결정된 바와 같은, 식이 유도 비만 마우스에서 7 일의 매일 투여 후의 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 45 및 44)의 혈장 농도를 보여주는 그래프를 나타낸다.
도 16은 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 4 주에 걸친 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44 및 83)의 각각의 QW 피하 투여 후 및 기준선에서의 음식 섭취의 3-일 변화 퍼센트를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 개별 대상체에 대해 제시되며, 이들의 혈장 중에 검출가능한 수준의 시험 품목이 없는 것들은 x-축 아래에 약술된 바와 같이 도면에 포함되지 않는다.
도 17은 면역검정에 의해 결정되는 바와 같은, 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 QW 투여된 다양한 농도의 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44 및 83)을 이용한 4-주 처리 중에 전체 시험 품목의 혈장 농도를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 평균(± SEM)으로서 제시된다.
도 18은 면역검정에 의해 결정되는 바와 같은, 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 QW 투여된 다양한 농도의 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44)을 이용한 4-주 처리 중에 시험 품목을 함유하는 GLP1 모이어티의 혈장 농도를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 평균(± SEM)으로서 제시된다.
도 19는 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 Q3D 투여된 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44, 83, 및 84)의 증가하는 농도를 이용한 21-일 처리 전, 처리 중, 및 처리 후의 절대 매일 음식 섭취를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 군당 10 마리의 대상체의 평균(± SEM)으로서 제시된다.
도 20은 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 Q3D 투여된 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44, 83, 및 84)의 증가하는 농도를 이용한 21-일 처리 후의 체중 변화(기준선과 대비하여)를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 군당 10 마리의 대상체의 평균(± SEM)으로서 제시된다.
도 21은 면역검정에 의해 결정되는 바와 같은, 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 Q3D 투여된 증가하는 농도의 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44, 83, 및 84)을 이용한 21-일 처리 중 및 처리 후에 전체 시험 품목의 혈장 농도를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 개별 대상체에 대해 제시된다.
도 22는 면역검정에 의해 결정되는 바와 같은, 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 Q3D 투여된 증가하는 농도의 GLP1-GDF15 융합 단백질(서열 번호 44, 및 84)을 이용한 21-일 처리 중 및 처리 후에 GLP1 모이어티 함유 시험 품목의 혈장 농도를 보여주는 그래프를 나타낸다. 데이터는 개별 대상체에 대해 제시된다.

다양한 간행물, 논문, 및 특허가 배경기술에 그리고 본 명세서 전체에 걸쳐 인용되어 있거나 기재되어 있으며; 이들 참고문헌 각각은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 명세서에 포함된 문헌, 행동, 재료, 디바이스, 물품 등에 대한 논의는 본 발명에 대한 상황을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러한 논의는 이들 대상 중 임의의 것 또는 모든 것이, 개시되거나 청구된 임의의 발명에 대하여 종래 기술을 형성하는 것을 인정하는 것은 아니다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 그렇지 않으면, 본 명세서에 사용되는 소정의 용어는 본 명세서에 제시된 바와 같은 의미를 갖는다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는, 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않으면, 복수의 지시 대상을 포함한다는 것에 유의해야 한다.

달리 언급되지 않는 한, 본 명세서에 기재된 농도 또는 농도 범위와 같은 임의의 수치 값은 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 수치 값은 전형적으로 인용된 값의 ±10%를 포함한다. 예를 들어, 1 mg/mL의 농도는 0.9 mg/mL 내지 1.1 mg/mL를 포함한다. 마찬가지로, 1% 내지 10% (w/v)의 농도 범위는 0.9% (w/v) 내지 11% (w/v)를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 문맥이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 수치 범위의 사용은 모든 가능한 하위범위, 그 범위 내의 모든 개별 수치 값, 예를 들어 그러한 범위 내의 정수 및 값의 분율을 명시적으로 포함한다.

달리 지시되지 않는 한, 일련의 요소 앞의 용어 "적어도"는 일련 내의 각각의 모든 요소를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다. 당업자는 단지 일반적인 실험을 사용하여, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 구체적인 실시 형태에 대한 많은 등가물을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 그러한 등가물은 본 발명에 의해 포함되도록 의도된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함하는", "구비하다", "구비하는", "갖는다", "갖는", "함유하다" 또는 "함유하는", 또는 이들의 임의의 다른 변형은 언급된 정수 또는 정수들의 군의 포함을 내포하지만 임의의 다른 정수 또는 정수들의 군의 배제를 내포하지 않는 것으로 이해될 것이며, 비배타적 또는 개방형(open-ended)인 것으로 의도된다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 조성물, 혼합물, 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소들만으로 제한되지는 않고, 그러한 조성물, 혼합물, 공정, 방법, 물품, 또는 장치에 고유하거나 명시적으로 열거되어 있지 않은 다른 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 명시적으로 반대로 기재되어 있지 않는 한, "또는"은 배타적 '또는'이 아니라 포괄적 '또는'을 지칭한다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참(또는 존재함)이고 B가 거짓(또는 존재하지 않음)임, A가 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B가 참(또는 존재함)임, A 및 B 둘 모두가 참(또는 존재함)임.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 다수의 언급된 요소들 사이의 접속 용어 "및/또는"은 개별 선택지 및 조합된 선택지 둘 모두를 포함하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 2개의 요소들이 "및/또는"에 의해 결합되는 경우, 제1 선택지는 제2 요소 없이 제1 요소의 적용가능성을 지칭한다. 제2 선택지는 제1 요소 없이 제2 요소의 적용가능성을 지칭한다. 제3 선택지는 제1 요소와 제2 요소가 함께 적용가능함을 지칭한다. 이들 선택지 중 어느 것이든 하나는 이 의미 내에 속하는 것으로 이해되며, 이에 따라 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "및/또는"의 요건을 충족시킨다. 이들 선택지 중 하나 초과의 동시 적용가능성 또한 이 의미 내에 속하는 것으로 이해되며, 이에 따라 용어 "및/또는"의 요건을 충족시킨다.

또한, 본 명세서에서 바람직한 발명의 구성요소의 치수 또는 특성을 언급할 때 사용되는 용어 "약", "대략", "대체로", "실질적으로" 및 유사한 용어들은 기재된 치수/특성이 엄격한 경계 또는 파라미터가 아니고, 그로부터 기능적으로 동일하거나 유사한 사소한 변동은 배제하지 않음을 나타낸다는 것이 이해되어야 하며, 이는 당업자에 의해 이해되는 바와 같을 것이다. 최소한으로, 수치 파라미터를 포함하는 그러한 언급은 당업계에서 허용되는 수학적 및 산업적 원리(예를 들어, 반올림, 측정 오차 또는 다른 계통 오차, 제조 공차 등)를 사용하여, 최소 유효 숫자를 변화시키지 않게 될 변형을 포함할 것이다.

2개 이상의 핵산 또는 폴리펩티드 서열(예를 들어, GLP1 펩티드, 링커 펩티드, 혈청 알부민 단백질, GDF15 단백질, 및 펩티드를 인코딩하는 폴리뉴클레오티드)과 관련하여, 용어 "동일한" 또는 퍼센트 "동일성"은, 본 개시내용을 고려하여 당업계에 알려진 방법을 사용하여 시각적 검사에 의해, 또는 하기 서열 비교 알고리즘들 중 하나를 사용하여 측정되는 바와 같이, 최대 일치도(maximum correspondence)에 대해 비교되고 정렬될 때, 동일하거나, 동일한 아미노산 잔기 또는 뉴클레오티드의 명시된 백분율을 갖는 2개 이상의 서열 또는 하위서열을 지칭한다.

서열 비교를 위하여, 전형적으로 하나의 서열이 시험 서열의 비교 대상이 되는 참조 서열로서 작용한다. 서열 비교 알고리즘을 사용하는 경우, 시험 서열 및 참조 서열을 컴퓨터에 입력하고, 필요에 따라 하위서열 좌표를 지정하고, 서열 알고리즘 프로그램 파라미터를 지정한다. 이어서, 서열 비교 알고리즘은 지정된 프로그램 파라미터에 기초하여, 참조 서열과 대비하여 시험 서열(들)에 대한 퍼센트 서열 동일성을 계산한다.

비교를 위한 서열의 최적 정렬은, 예를 들어 문헌[Smith & Waterman, Adv. Appl. Math. 2:482 (1981)]의 국소 상동성 알고리즘에 의해, 문헌[Needleman & Wunsch, J. Mol. Biol. 48:443 (1970)]의 상동성 정렬 알고리즘에 의해, 문헌[Pearson & Lipman, Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 85:2444 (1988)]의 유사성에 대한 검색 방법에 의해, 이들 알고리즘(미국 위스콘신주 매디슨 575 사이언스 Dr. 소재의 Genetics Computer Group, Wisconsin Genetics Software Package 내의 GAP, BESTFIT, FASTA, 및 TFASTA)의 전산화된 구현에 의해, 또는 시각적 검사(일반적으로 문헌[Current Protocols in Molecular Biology, F.M. Ausubel et al., eds., Current Protocols, a joint venture between Greene Publishing Associates, Inc. and John Wiley & Sons, Inc., (1995 Supplement) (Ausubel)] 참조)에 의해 수행될 수 있다.

퍼센트 서열 동일성 및 서열 유사성을 결정하기에 적합한 알고리즘의 예는 BLAST 및 BLAST 2.0 알고리즘이며, 이들은 각각 문헌[Altschul et al. (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-410] 및 문헌[Altschul et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402]에 기재되어 있다. BLAST 분석을 수행하기 위한 소프트웨어는 미국 국립생물공학정보센터(National Center for Biotechnology Information)를 통해 공개적으로 입수가능하다. 이 알고리즘은 먼저, 데이터베이스 서열에서 동일한 길이의 단어와 정렬될 때 일부 양성-값의 임계치 점수 T와 일치하거나 이를 만족하는, 질의 서열에서 길이 W의 짧은 단어를 식별함으로써 높은 점수의 서열 쌍(HSP: high scoring sequence pair)을 식별하는 단계를 수반한다. T는 이웃 단어 점수 임계치(상기 문헌[Altschul et al.])로 지칭된다. 이들 초기 이웃 단어 히트는 검색을 개시하여 이들을 함유하는 더 긴 HSP를 찾기 위한 종자로서 작용한다. 이어서, 누적 정렬 점수가 증가될 수 있는 한, 각각의 서열을 따라 양 방향으로 단어 히트를 연장한다.

퍼센트 서열 동일성을 계산하는 단계에 더하여, BLAST 알고리즘은 또한 2개의 서열 사이의 유사성의 통계적 분석을 수행한다(예를 들어, 문헌[Karlin & Altschul, Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 90:5873-5787 (1993)] 참조). BLAST 알고리즘에 의해 제공되는 유사성의 일 척도는 최소 합계 확률(P(N))이며, 이는 2개의 뉴클레오티드 또는 아미노산 서열 사이의 일치가 우연히 발생할 확률의 지표를 제공한다. 예를 들어, 참조 핵산에 대한 시험 핵산의 비교에서 최소 합계 확률이 약 0.1 미만, 더욱 바람직하게는 약 0.01 미만, 가장 바람직하게는 약 0.001 미만인 경우, 핵산은 참조 서열과 유사한 것으로 간주된다.

2개의 핵산 서열 또는 폴리펩티드가 실질적으로 동일하다는 추가의 지표는, 하기에 기재된 바와 같이, 제1 핵산에 의해 인코딩된 폴리펩티드가 제2 핵산에 의해 인코딩된 폴리펩티드와 면역학적으로 교차 반응성이라는 것이다. 따라서, 폴리펩티드가 전형적으로 제2 폴리펩티드와 실질적으로 동일한 경우는, 예를 들어 이들 2개의 펩티드가 보존적 치환에 의해서만 상이한 경우뿐이다. 2개의 핵산 서열이 실질적으로 동일하다는 다른 지표는 2개의 분자가 엄격한 조건 하에서 서로 혼성화되는 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "대상체"는 임의의 동물, 바람직하게는 포유동물, 가장 바람직하게는 인간을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "포유동물"은 임의의 포유동물을 포함한다. 포유동물의 예에는 소, 말, 양, 돼지, 고양이, 개, 마우스, 래트, 토끼, 기니 피그, 원숭이, 인간 등, 더 바람직하게는 인간이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

본 발명의 방법과 관련하여 용어 "투여하는"은, 본 발명의 접합체 또는 화합물, 이의 형태, 조성물 또는 약제를 사용함으로써, 본 명세서에서 기재된 바와 같은 증후군, 장애 또는 질병을 치료적으로 또는 예방적으로, 예방, 치료 또는 개선하기 위한 방법을 의미한다. 그러한 방법은 유효량의 상기 접합체, 화합물, 이의 형태, 조성물 또는 약제를 요법 과정 동안 상이한 시간에 또는 조합 형태로 동시에 투여하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 모든 공지된 치료적 처치 계획을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

용어 "유효량"은, 치료 중인 증후군, 장애 또는 질병, 또는 치료 중인 증후군, 장애 또는 질병의 증상을 예방, 치료 또는 개선하는 것을 포함하는, 연구원, 수의사, 의사, 또는 기타 임상의에 의해 모색되고 있는, 조직 시스템, 동물 또는 인간에서의 생물학적 또는 의학적 반응을 유도하는 활성 접합체, 화합물 또는 약제학적 작용제의 양을 의미한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "조성물"은 특정 양의 특정 성분을 포함하는 생성물뿐만 아니라, 특정 양의 특정 성분들의 조합으로부터 직접적으로 또는 간접적으로 생성되는 임의의 생성물을 포함하는 것으로 의도된다.

용어 "단리된"은 이들의 기원의 공급원의 세포 물질, 박테리아 물질, 바이러스 물질, 또는 배양 배지(재조합 DNA 기술에 의해 생성될 때), 또는 화학적 전구체 또는 다른 화학물질(화학적으로 합성될 때)이 실질적으로 없는 핵산 또는 폴리펩티드를 지칭할 수 있다. 또한, 단리된 폴리펩티드는 대상체에게 단리된 폴리펩티드로서 투여될 수 있는 것을 지칭하며; 다시 말하면, 폴리펩티드는 그것이 컬럼에 부착되거나 겔 내에 포매되는 경우에 "단리된" 것으로 단순히 간주되지 않을 수 있다. 또한, "단리된 핵산 단편" 또는 "단리된 펩티드"는 단편으로서 천연 발생하지 않고/않거나 전형적으로 기능성 상태에 있지 않은 핵산 또는 단백질 단편이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 동의어로서 "핵산 분자", "뉴클레오티드", 또는 "핵산"으로 지칭되는 용어 "폴리뉴클레오티드"는 임의의 폴리리보뉴클레오티드 또는 폴리데옥시리보뉴클레오티드를 지칭하며, 이는 비변형된 RNA 또는 DNA 또는 변형된 RNA 또는 DNA일 수 있다. "폴리뉴클레오티드"는, 제한 없이, 단일- 및 이중-가닥 DNA, 단일- 및 이중-가닥 영역의 혼합물인 DNA, 단일- 및 이중-가닥 RNA, 및 단일- 및 이중-가닥 영역의 혼합물인 RNA, 단일-가닥, 또는 더 전형적으로는 이중-가닥일 수 있는 DNA 및 RNA를 포함하거나 단일- 및 이중-가닥 영역의 혼합물을 포함하는 혼성(hybrid) 분자를 포함한다. 게다가, "폴리뉴클레오티드"는 RNA 또는 DNA 또는 RNA 및 DNA 둘 모두를 포함하는 삼중-가닥 영역을 지칭한다. 용어 폴리뉴클레오티드는 또한 하나 이상의 변형된 염기를 함유하는 DNA 또는 RNA, 및 안정성 또는 다른 이유로 골격이 변형된 DNA 또는 RNA를 포함한다. "변형된" 염기는, 예를 들어 트리틸화(tritylated) 염기 및 통상이 아닌 염기, 예컨대 이노신을 포함한다. DNA 및 RNA에 대해 다양한 변형이 실행될 수 있으며; 따라서, "폴리뉴클레오티드"는 천연에서 전형적으로 발견되는 바와 같은 폴리뉴클레오티드의 화학적으로, 효소적으로, 또는 대사적으로 변형된 형태뿐만 아니라, 바이러스 및 세포에 특징적인 DNA 및 RNA의 화학적 형태도 포함한다. "폴리뉴클레오티드"는, 종종 올리고뉴클레오티드로 지칭되는 비교적 짧은 핵산 쇄를 또한 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "발현"은 유전자 생성물의 생합성을 지칭한다. 이 용어는 RNA로의 유전자의 전사를 포함한다. 이 용어는 또한, 하나 이상의 폴리펩티드로의 RNA의 번역을 포함하고, 모든 천연 발생 전사후 및 번역후 변형을 추가로 포함한다. 발현된 폴리펩티드는 숙주 세포의 세포질 내에 있거나, 세포 배양물의 성장 배지와 같은 세포외 환경 내에 있거나, 세포막에 고정될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "펩티드", "폴리펩티드", 또는 "단백질"은 아미노산으로 구성되고 당업자에 의해 단백질로서 인식될 수 있는 분자를 지칭할 수 있다. 아미노산 잔기에 대한 통상적인 1-문자 또는 3-문자 코드가 본 명세서에 사용된다. 용어 "펩티드", "폴리펩티드", 및 "단백질"은 연결된(예를 들어, 융합된) 펩티드/폴리펩티드(예를 들어, 융합 단백질)를 포함하는 것들을 포함하는, 임의의 길이의 아미노산의 중합체를 지칭하기 위해 본 명세서에서 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 중합체는 선형 또는 분지형일 수 있으며, 그것은 변형된 아미노산을 포함할 수 있고, 그것은 비-아미노산에 의해 중단될 수 있다. 그 용어는 또한 천연적으로 또는 개입; 예를 들어, 이황화물 결합 형성, 글리코실화, 지질화, 아세틸화, 인산화, 또는 임의의 다른 조작 또는 변형, 예컨대 표지화 성분과의 접합에 의해 변형된 아미노산 중합체를 포함한다. 또한, 예를 들어, 아미노산의 하나 이상의 유사체(예를 들어, 비천연 아미노산 등을 포함함)를 함유하는 폴리펩티드뿐만 아니라 당업계에 알려진 다른 변형이 정의 내에 포함된다.

본 명세서에 기재된 펩티드 서열은 펩티드의 N-말단 영역은 좌측에 있고 C-말단 영역은 우측에 있다는 통상의 규약에 따라 표기된다. 아미노산의 이성질체 형태가 공지되어 있지만, 이는, 달리 명시적으로 지시되지 않는 한, 표현된 아미노산의 L-형태이다.

글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질

GDF15 및 GLP1 신호전달 둘 모두가 음식 섭취를 감소시킬 수 있지만, 이들 효과는 서로 독립적인 것으로 보인다. 예를 들어, GDF15 효과는 마우스에서 GLP1R의 부재 하에 유지되고, 역으로 GLP1 처리는 GFRAL의 부재 하에서도 여전히 음식 섭취 효과로 이어진다(문헌[Hsu et al., Nature 550:255-9 (2017)], 문헌[Mullican et al., Nat Med 23:1150-7 (2017)]). 따라서, 둘 모두의 기전을 동시에 표적화하는 것은 어느 하나의 기전 단독보다 더 큰 음식 섭취 감소 및 체중 손실로 이어질 수 있다는 가설이 성립한다. 인간 혈청 알부민에 대한 융합을 통해 GDF15 및 GLP1 작용제의 독립적이지만 상보적인 약리학을 조합하는 것은, 주-1회 투여에 적합한 단일 완전 재조합 분자를 이용하여 체중 손실, 인슐린 민감성, 인슐린 분비, 및 심혈관 결과에 대한 이익을 산출할 것이다. 이러한 접근법에 대한 주요 난제는, 모든 원하는 효과를 달성하기에 충분하지만 표적상 유해 효과(on-target adverse effect)를 회피하는, 원하는 수준에서 상응하는 수용체와 결합하는 균형 잡힌 방식으로 분자 내에 각각의 작용제를 전달하는 것일 것이다. 이러한 균형은 분자의 어느 하나의 작용제 아암의 효능 및/또는 약동학적 특성을 조정함으로써 미세 조정될 수 있다.

일반적인 일 태양에서, 본 발명은 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질에 관한 것이다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드, 제1 링커 펩티드(예를 들어, 아미노(N)-말단 링커), 인간 혈청 알부민(HSA) 단백질, 제2 링커 펩티드(예를 들어, 카르복시(C)-말단 링커), 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질을 포함한다.

글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1) 또는 GLP1 변이체 펩티드

글루카곤-유사 펩티드 1(GLP1)은 장에서 합성되고 음식의 섭취에 반응하여 방출되는 인슐린 분비촉진제이다. 그것은 주로 2가지 형태, GLP1-(7-37) 및 GLP1-(7-36)NH₂로 분비되며, 이들 둘 모두는 그것이 글루코스-자극된 인슐린 분비를 증강하는 췌장 베타-세포를 포함하는 많은 조직에서, 그리고 그것이 포만 및 식사량을 제어하는 뇌간에서 발견되는 특이적 GLP1 수용체(GLP1R)에 결합한다.

다수의 GLP1 유사체 및 유도체가 알려져 있으며, 본 명세서에서 "GLP1 변이체"로 지칭될 수 있다. 이들 GLP1 변이체 펩티드는 힐라 몬스터의 독액에서 발견되는 펩티드인 엑센딘을 포함할 수 있다. 이들 엑센딘은 천연 GLP1에 대한 서열 상동성을 가지며, GLP1 수용체와 결합하여 신호 전달 캐스케이드 반응을 개시할 수 있다.

GLP1 및 GLP1 변이체 펩티드는 음식 섭취를 감소시키는 방식, 인슐린 방출을 자극하는 방식, 글루카곤 분비를 저감하는 방식, 위 배출을 억제하는 방식, 및 글루코스 이용을 향상시키는 방식을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는 다양한 방식으로 작용하는 것으로 나타났다.

GLP1R은 7-막관통-스패닝(7-transmembrane-spanning), 이종삼량체 G-단백질-커플링된 수용체의 부류 B 패밀리에 속하며, 췌장 소도의 α-, β-, 및 δ-세포, 심장, 신장, 위, 장, 미주 신경의 결절성 신경절 뉴런, 및 시상하부 및 뇌간을 포함하는 중추 신경계(CNS)의 몇몇 영역을 포함하지만 이로 한정되지 않는 광범위한 조직에서 발현된다. GLP1R은 Gα_s, Gα_q, Gα_i, 및 Gα_o에 커플링되어(문헌[Montrose-Rafizadeh et al., Endocrinology 140:1132-40 (1999)]; 문헌[Hallbrink et al., Biochim Biophys Acta 1546:79-86 (2001)]), 세포내 칼슘, 아데닐레이트 사이클라제, 및 포스포리파제 C의 증가, 및 PKA, PKC, PI-3K, Epac2, 및 MAPK 신호 전달 경로의 활성화로 이어진다(문헌[Drucker et al., PNAS 84:3434-8 (1987)]; 문헌[Wheeler et al., Endrocrinology 133:57-62 (1993)]; 및 문헌[Holz et al., JBC 270:17749-57 (1995)]).

본 명세서에는 제1 성분을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공되며, 여기서 제1 성분은 GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "GLP1 펩티드", "GLP1 변이체 펩티드", "GLP1 펩티드 변이체", 및 "GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드"는 상호교환가능하게 사용된다. GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드는 표 1에 제공된 서열들 중 하나를 포함할 수 있다. GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드는 표 1에 제공된 서열들 중 하나에 대해 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 동일성을 포함할 수 있다. GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 서열은 하기 기준 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다: (i) 발현 수율 및 순도, (ii) 시험관내 안정성, (iii) 시험관내 효능, (iv) GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질과의 조합에서의 시험관내 효능의 보유, (v) 세린 자일로실화 또는 세린 자일로실화에 대한 잠재력의 결여, 및 (vi) GLP1-GDF15 융합 단백질의 특성(예를 들어, 생체내 안정성, 생체내 효능(즉, GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이 각각 GLP1R 및 GDF15R(GFRAL) 수용체에 대한 작용제 활성을 가질 수 있는지 여부)).

GLP1 융합 펩티드의 제1 성분을 구성하는 GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드는 천연 GLP1에 대한 충분한 상동성 및 기능성을 갖는 펩티드를 포함하는 것으로 의도된다. GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드는 췌장 및 뇌간을 포함하는 조직에서 GLP1 수용체에 결합하여 천연 GLP1이 이들 조직에서 GLP1 수용체에 결합할 때와 동일한 신호전달 경로를 유발하고 동일하거나 유사한 생리학적 활성을 나타낼 수 있도록 설계된다.

[표 1]

제1 링커 펩티드: 아미노-말단 링커(N-말단 링커)

본 명세서에는 제2 성분을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공되며, 여기서 제2 성분은 제1 링커 펩티드(즉, 아미노-말단 링커 펩티드)이다. 제1 링커 펩티드는 표 2에 제공된 서열들 중 하나를 포함할 수 있다. 제1 링커 펩티드는 표 2에 제공된 서열들 중 하나에 대해 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 동일성을 포함할 수 있다.

제1 링커 펩티드는, 예를 들어, 약 5 내지 약 60개의 아미노산 잔기, 약 10 내지 약 50개의 아미노산 잔기, 약 10 내지 약 60개의 아미노산 잔기, 약 5 내지 약 50개의 아미노산 잔기, 약 15 내지 약 40개의 아미노산 잔기, 약 12 내지 약 30개의 아미노산 잔기, 약 12 내지 약 42개의 아미노산 잔기, 약 20 내지 약 25개의 아미노산 잔기, 약 8 내지 약 48개의 아미노산 잔기, 약 10 내지 약 46개의 아미노산 잔기, 약 12 내지 약 44개의 아미노산 잔기, 약 14 내지 약 42개의 아미노산 잔기, 약 16 내지 약 40개의 아미노산 잔기, 약 18 내지 약 38개의 아미노산 잔기, 약 20 내지 약 36개의 아미노산 잔기, 약 20 내지 약 42개의 아미노산 잔기, 약 22 내지 약 34개의 아미노산 잔기, 약 24 내지 약 32개의 아미노산 잔기, 약 26 내지 약 30개의 아미노산 잔기, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 제1 링커 펩티드는 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 또는 60개의 아미노산 잔기를 포함할 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는 알라닌-프롤린 반복(즉, AP 반복)을 함유할 수 있으며, 여기서 AP 다이펩티드는 AP 단위로 지칭될 수 있다. AP 반복은 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 27개의 AP 단위를 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는, 예를 들어, 2 내지 25개의 AP 단위, 5 내지 25개의 단위, 4 내지 23개의 AP 단위, 6 내지 21개의 AP 단위, 8 내지 19개의 AP 단위, 10 내지 17개의 AP 단위, 12 내지 15개의 AP 단위, 5 내지 10개의 AP 단위, 5 내지 15개의 AP 단위, 10 내지 25개의 AP 단위, 15 내지 25개의 AP 단위, 20 내지 25개의 AP 단위, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, AP 반복은 알라닌-세린 다이펩티드(즉, AS 단위) 및 글리신-세린 다이펩티드(즉, GS 단위) 내부에 있을 수 있다. AS 단위는, 예를 들어, 제1 링커 펩티드의 아미노 말단 단부에 있을 수 있다. GS 단위는, 예를 들어, 제1 링커 펩티드의 카르복실 말단 단부에 있을 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는 글리신-글리신-글리신-글리신-세린 반복(즉, G₄S 반복)을 함유할 수 있으며, 여기서 G₄S 펜타펩티드는 G₄S 단위로 지칭될 수 있다. G₄S 반복은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 또는 15개의 G₄S 단위를 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는, 예를 들어, 2 내지 15개의 G₄S 단위, 4 내지 13개의 G₄S 단위, 6 내지 11개의 G₄S 단위, 8 내지 9개의 G₄S 단위, 2 내지 8개의 G₄S 단위, 2 내지 6개의 G₄S 단위, 6 내지 8개의 G₄S 단위, 7 내지 8개의 G₄S 단위, 7 내지 9개의 G₄S 단위, 7 내지 10개의 G₄S 단위, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, AS 또는 GS 단위는, 예를 들어 제1 링커 펩티드의 아미노 말단 단부에 있을 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는 글리신-글리신-글리신-글리신-알라닌 반복(즉, G₄A 반복)을 함유할 수 있으며, 여기서 G₄A 펜타펩티드는 G₄A 단위로 지칭될 수 있다. G₄A 반복은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 또는 15개의 G₄A 단위를 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는, 예를 들어, 2 내지 15개의 G₄A 단위, 4 내지 13개의 G₄A 단위, 6 내지 11개의 G₄A 단위, 8 내지 9개의 G₄A 단위, 2 내지 8개의 G₄A 단위, 2 내지 4개의 G₄A 단위, 2 내지 6개의 G₄A 단위, 4 내지 6개의 G₄A 단위, 4 내지 8개의 G₄A 단위, 6 내지 8개의 G₄A 단위, 6 내지 9개의 G₄A 단위, 6 내지 10개의 G₄A 단위, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 글리신-알라닌 다이펩티드(즉, GA 단위) 단위는, 예를 들어 제1 링커 펩티드의 아미노 말단 단부에 있을 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제1 링커 펩티드는 폴리-글리신 펩티드일 수 있다. 폴리-글리신 펩티드는 약 6 내지 약 50개의 글리신 잔기, 약 10 내지 약 45개의 글리신 잔기, 약 15 내지 약 40개의 글리신 잔기, 약 20 내지 약 35개의 글리신 잔기, 약 25 내지 약 30개의 글리신 잔기, 약 20 내지 약 25개의 글리신 잔기, 또는 이들 사이의 임의의 수를 포함할 수 있다. 폴리-글리신 제1 링커 펩티드는 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50개의 글리신 잔기를 포함할 수 있다.

제1 링커 펩티드 서열은 하기 기준 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다: (i) 발현 수율 및 순도, (ii) 시험관내 효능, (iii) 시험관내 안정성, (iv) 세린 자일로실화 또는 세린 자일로실화에 대한 잠재력의 결여, 및 (v) GLP1-GDF15 융합 단백질의 특성(예를 들어, 생체내 안정성, 생체내 효능(즉, GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이 각각 GLP1R 및 GDF15R(GFRAL)에 대한 작용제 활성을 가질 수 있는지 여부)).

[표 2]

혈청 알부민 단백질

본 명세서에는 제3 성분을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공되며, 여기서 제3 성분은 혈청 알부민 단백질(예를 들어, 인간 혈청 알부민(HSA) 단백질 또는 고릴라 혈청 알부민(GSA) 단백질)이다. 천연 인간 혈청 알부민 단백질은 35개의 시스테인 (Cys, C) 잔기를 함유하며 이들 잔기가 17개의 이황화물 결합을 형성하는데, 이때 Cys-34 잔기는 분자 내의 유일한 유리 시스테인이다. 이러한 유리 Cys-34는 다수의 반응성 산소종 (ROS) 및 반응성 질소종 (RNS)을 포획함으로써, 자유 라디칼 스캐빈저로서 기능하는 것으로 나타났다(문헌[Taverna et al., Ann. Intensive Care 3:4 (2013)]). 이러한 유리 Cys를 세린(Ser)으로 돌연변이시켜 산화로 인한 불균질성의 위험을 최소화하였다.

혈청 알부민 단백질은 표 3에 제공된 서열들 중 하나를 포함할 수 있다. 혈청 알부민 단백질은 표 3에 제공된 서열들 중 하나에 대해 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 동일성을 포함할 수 있다. 혈청 알부민 단백질 서열은 하기 기준 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다: (i) 시험관내 안정성, (ii) 시험관내 효능, 및 (iii) GLP1-GDF15 융합 단백질의 특성(예를 들어, 생체내 안정성 및 생체내 효능(즉, GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이 각각 GLP1R 및 GDF15R에 대한 작용제 활성을 가질 수 있는지 여부)).

[표 3]

제2 링커 펩티드: 카르복시-말단 링커(C-말단 링커)

본 명세서에는 제4 성분을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공되며, 여기서 제4 성분은 제2 링커 펩티드(즉, 카르복시-말단 링커 펩티드)이다. 제2 링커 펩티드는 표 4에 제공된 서열들 중 하나를 포함할 수 있다. 제2 링커 펩티드는 표 4에 제공된 서열들 중 하나에 대해 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 동일성을 포함할 수 있다.

제2 링커 펩티드는, 예를 들어, 약 5 내지 약 60개의 아미노산 잔기, 약 10 내지 약 50개의 아미노산 잔기, 약 10 내지 약 60개의 아미노산 잔기, 약 5 내지 약 50개의 아미노산 잔기, 약 15 내지 약 40개의 아미노산 잔기, 약 12 내지 약 30개의 아미노산 잔기, 약 12 내지 약 42개의 아미노산 잔기, 약 20 내지 약 25개의 아미노산 잔기, 약 8 내지 약 48개의 아미노산 잔기, 약 10 내지 약 46개의 아미노산 잔기, 약 12 내지 약 44개의 아미노산 잔기, 약 14 내지 약 42개의 아미노산 잔기, 약 16 내지 약 40개의 아미노산 잔기, 약 18 내지 약 38개의 아미노산 잔기, 약 20 내지 약 36개의 아미노산 잔기, 약 20 내지 약 42개의 아미노산 잔기, 약 22 내지 약 34개의 아미노산 잔기, 약 24 내지 약 32개의 아미노산 잔기, 약 26 내지 약 30개의 아미노산 잔기, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 제2 링커 펩티드는 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 또는 60개의 아미노산 잔기를 포함할 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는 알라닌-프롤린 반복(즉, AP 반복)을 함유할 수 있으며, 여기서 AP 다이펩티드는 AP 단위로 지칭될 수 있다. AP 반복은 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 27개의 AP 단위를 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는, 예를 들어, 2 내지 25개의 AP 단위, 5 내지 25개의 단위, 4 내지 23개의 AP 단위, 6 내지 21개의 AP 단위, 8 내지 19개의 AP 단위, 10 내지 17개의 AP 단위, 12 내지 15개의 AP 단위, 5 내지 10개의 단위, 5 내지 15개의 단위, 10 내지 25개의 단위, 15 내지 25개의 단위, 20 내지 25개의 단위, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, AP 반복은 알라닌-세린 다이펩티드(즉, AS 단위) 및 글리신-세린 다이펩티드(즉, GS 단위) 내부에 있을 수 있다. AS 단위는, 예를 들어, 제2 링커 펩티드의 아미노 말단 단부에 있을 수 있다. GS 단위는, 예를 들어, 제2 링커 펩티드의 카르복실 말단 단부에 있을 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는 글리신-글리신-글리신-글리신-세린 반복(즉, G₄S 반복)을 함유할 수 있으며, 여기서 G₄S 펜타펩티드는 G₄S 단위로 지칭될 수 있다. G4S 반복은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 또는 15개의 G₄S 단위를 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는, 예를 들어, 2 내지 15개의 G₄S 단위, 4 내지 13개의 G₄S 단위, 6 내지 11개의 G₄S 단위, 8 내지 9개의 G₄S 단위, 2 내지 8개의 G₄S 단위, 2 내지 6개의 G₄S 단위, 6 내지 8개의 G₄S 단위, 7 내지 8개의 G₄S 단위, 7 내지 9개의 G₄S 단위, 7 내지 10개의 G₄S 단위, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, AS 또는 GS 단위는, 예를 들어 제2 링커 펩티드의 아미노 말단 단부에 있을 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는 글리신-글리신-글리신-글리신-알라닌 반복(즉, G₄A 반복)을 함유할 수 있으며, 여기서 G₄A 펜타펩티드는 G₄A 단위로 지칭될 수 있다. G₄A 반복은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 또는 15개의 G₄A 단위를 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는, 예를 들어, 2 내지 15개의 G₄A 단위, 4 내지 13개의 G₄A 단위, 6 내지 11개의 G₄A 단위, 8 내지 9개의 G₄A 단위, 2 내지 8개의 G₄A 단위, 2 내지 4개의 G₄A 단위, 2 내지 6개의 G₄A 단위, 4 내지 6개의 G₄A 단위, 4 내지 8개의 G₄A 단위, 6 내지 8개의 G₄A 단위, 6 내지 9개의 G₄A 단위, 6 내지 10개의 G₄A 단위, 또는 이들 사이의 임의의 값을 포함할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 글리신-알라닌 다이펩티드(즉, GA 단위) 단위는, 예를 들어 제2 링커 펩티드의 아미노 말단 단부에 있을 수 있다.

소정 실시 형태에서, 제2 링커 펩티드는 폴리-글리신 펩티드일 수 있다. 폴리-글리신 펩티드는 약 6 내지 약 50개의 글리신 잔기, 약 10 내지 약 45개의 글리신 잔기, 약 15 내지 약 40개의 글리신 잔기, 약 20 내지 약 35개의 글리신 잔기, 약 25 내지 약 30개의 글리신 잔기, 약 20 내지 약 25개의 글리신 잔기, 또는 이들 사이의 임의의 수를 포함할 수 있다. 폴리-글리신 제2 링커 펩티드는 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50개의 글리신 잔기를 포함할 수 있다.

제2 링커 펩티드 서열은 하기 기준 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다: (i) 발현 수율 및 순도, (ii) 시험관내 효능, (iii) 시험관내 안정성, (iv) 세린 자일로실화 또는 세린 자일로실화에 대한 잠재력의 결여, 및 (v) GLP1-GDF15 융합 단백질의 특성(예를 들어, 생체내 안정성, 생체내 효능(즉, GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이 각각 GLP1R 및 GDF15R(GFRAL)의 작용제 활성을 가질 수 있는지 여부)).

[표 4]

GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질

성장 분화 인자 15(GDF15)는 형질전환 성장 인자 베타(TGF-β) 수퍼패밀리에 속하는 단백질이다. GDF15는 25-kDa 이량체로서 순환하는 분비된 단백질이다. GDF15는 또한 전립선 유래 인자(PDF), 대식세포 억제 사이토카인-1(MIC-1), NSAID(비스테로이드성 항염증 약물)-활성화 유전자(NAG-1), 및 태반 TGF-베타(PTGFβ)로 지칭된다.

GDF15 기능은 아직 완전히 규명되지 않았지만, 에너지 항상성, 체중 조절, 및 암 및 만성 질병에 의해 유도되는 악액질을 포함하지만 이로 한정되지 않는 다수의 생물학적 과정에 연루되어 왔다. 에너지 섭취를 감소시키고 이에 의해 체중 손실을 유도하기 위해 약리학적으로 투여된 GDF15의 잠재력은 마우스, 래트, 및 원숭이에서 입증되었다. (문헌[Johnen et al., Nat Med 13:1333-40 (2007)], 문헌[Hsu et al., Nature 550:255-9 (2017)], 문헌[Mullican et al., Nat Med 23:1150-7 (2017)], 문헌[Tsai et al., Int J Obesity 42:561-71 (2018)]). GDF15 처리 매개 체중 손실은 향상된 글루코스 항상성 및 더 낮은 혈장 트라이글리세라이드 및 콜레스테롤을 포함하는 대사 개선으로 이어진다(문헌[Xiong et al., Sci Trans Med 9:412 (2017)]).

GDF15는 뇌간 내의 뉴런에 배타적으로 위치하는 막관통 수용체인 GDNF 패밀리 수용체 알파 유사(GFRAL)에 결합한다(문헌[Mullican et al.], 문헌[Hsu et al], 문헌[Yang et al.], 문헌[Emmerson et al.]). GDF15 결합 시에, GFRAL은 AKT, ERK, 및 PLC±의 번역 후 변형을 포함하는 하류 세포내 인산화 캐스케이드를 자극하는 티로신 키나제인 RET와 복합체를 형성한다. 이러한 캐스케이드의 추가의 분자 및 세포 성분은 아직 규명되지 않았지만, GDF15/GFRAL 신호전달의 궁극적인 효과는 감소된 음식 섭취 및 체중 손실이다(문헌[Mullican and Rangwala, 2018]).

본 명세서에는 제5 성분을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공되며, 여기서 제5 성분은 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이다. GDF15 단백질은 표 5에 제공된 서열을 포함할 수 있고, GDF15 변이체 단백질은 표 5에 제공된 서열의 변이체를 포함할 수 있다. GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질은 표 5에 제공된 서열들 중 하나에 대해 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 동일성을 포함할 수 있다. GDF15 및/또는 GDF15 변이체 단백질 서열은 하기 기준 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다: (i) 발현 수율 및 순도, (ii) 시험관내 안정성, (iii) 시험관내 효능, (iv) GLP1 또는 GLP1 변이체 단백질과의 조합에서의 시험관내 효능의 보유, (v) 세린 자일로실화 또는 세린 자일로실화에 대한 잠재력의 결여, 및 (vi) GLP1-GDF15 융합 단백질의 특성(예를 들어, 생체내 안정성, 생체내 효능(즉, GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이 각각 GLP1R 및/또는 GDF15R(GFRAL) 수용체에 대한 작용제 활성을 가질 수 있는지 여부)).

GLP1-GDF15 융합 단백질의 제5 성분을 구성하는 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질은 천연 GDF15R(GFRAL)을 활성화하기에 충분한 상동성 및 기능성을 갖는 펩티드를 포함하는 것으로 의도된다. GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질은 뇌간에서 GFRAL에 결합하여 천연 GDF15가 이들 뉴런에서 GFRAL에 결합할 때와 동일한 신호전달 경로를 유발하고 음식 섭취에 동일한 영향을 나타낼 수 있도록 설계된다.

[표 5]

GLP1-GDF15 융합 단백질

본 명세서에는 이전에 기재된 바와 같이 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 성분을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이 제공된다. 제1 성분은 GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드이고, 제2 성분은 제1 링커 펩티드이며, 제3 성분은 혈청 알부민 단백질이고, 제4 성분은 제2 링커 펩티드이며, 제5 성분은 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 표 6에 제공된 서열들 중 하나를 포함할 수 있다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 표 6에 제공된 서열들 중 하나에 대해 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 또는 99% 이상의 동일성을 포함할 수 있다. GLP1-GDF15 융합 단백질은 하기 기준 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다: (i) 발현 수율 및 순도, (ii) 시험관내 효능, (iii) 시험관내 안정성, (iv) 세린 자일로실화의 결여, 및 (v) GLP1-GDF15 융합 단백질의 물리적 특성(예를 들어, 생체내 안정성, 생체내 효능(즉, GLP1 또는 GLP1 변이체 펩티드 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질이 각각 GLP1R 및 GDF15R에 대한 작용제 활성을 가질 수 있는지 여부)), 및 (vi) 생체내 이중 효능작용 약리학의 원하는 균형.

하나의 분자 내에 이중 약리학을 전달하는 융합 단백질 치료제의 경우, 둘 모두의 작용제가 의도된 투여로 치료 범위 내에 있도록 각각의 모이어티의 약동학/약력학(PK/PD) 특성을 적절하게 조정하는 것이 중요하다. GLP1 펩티드 또는 GLP1 변이체 펩티드 서열, 제1 링커 펩티드 서열, 혈청 알부민 단백질 서열, 제2 링커 펩티드 서열, 및 GDF15 또는 GDF15 변이체 단백질 서열의 다양한 조합을 포함하는 다양한 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질의 광범위한 조사는 GLP1 및 GDF15 작용제 둘 모두의 최적의 균형 잡힌 용량을 전달하기 위한 독특한 특성을 보유하는 신규한 분자의 발견을 유발했다. 이들 신규한 GLP1-GDF15 융합 단백질은, 특이적 용량 범위에서 사용될 때, 생체내에서 GDF15R(GFRAL)과 결합함에 있어서 HSA-GDF15 만큼 효과적인 것으로 입증되었다(실시예 11 참조). 추가로, 동일한 용량 범위(실시예 11 참조)에서 사용되는 GLP1-GDF15 융합 단백질은 의외로, 둘라글루티드에서의 것보다 10 내지 30배 더 큰 GLP1 모이어티 노출을 가짐에도 불구하고, GLP1R에 결합함에 있어서 유해 부작용 없이 둘라글루티드(GLP1-Fc) 만큼 효과적이었다. HSA-GDF15와의 융합체로서의 GLP1 펩티드의 전달은 GLP1 모이어티의 생체내 효능을 의외로 변경하면서도, 신규한 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1)-성장 분화 인자 15(GDF15) 융합 단백질이 둘 모두의 작용제의 최적의 균형을 갖는 것을 가능하게 하였다.

[표 6]

GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 및 벡터

다른 일반적인 태양에서, 본 발명은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 단리된 핵산에 관한 것이다. 단백질의 아미노산 서열을 변화시키지 않으면서 단백질의 코딩 서열을 변화(예를 들어, 대체, 결실, 삽입 등)시킬 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 따라서, 단백질의 아미노산 서열을 변화시키지 않으면서 본 발명의 융합 단백질을 인코딩하는 핵산 서열을 변경할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.

다른 일반적인 태양에서, 본 발명은 본 발명의 융합 단백질을 인코딩하는 단리된 핵산을 포함하는 벡터에 관한 것이다. 플라스미드, 코스미드, 파지 벡터, 또는 바이러스 벡터와 같은, 본 발명을 고려하여 당업자에게 알려진 임의의 벡터가 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 벡터는 재조합 발현 벡터, 예컨대 플라스미드이다. 벡터는 발현 벡터의 통상적인 기능을 확립하기 위한 임의의 요소, 예를 들어 프로모터, 리보솜 결합 요소, 종결자, 인핸서, 선택 마커, 및 복제 기점을 포함할 수 있다. 프로모터는 구성적, 유도성 또는 억제성 프로모터일 수 있다. 세포에 핵산을 전달할 수 있는 다수의 발현 벡터가 당업계에 알려져 있으며, 세포에서의 융합 단백질의 생성을 위해 본 명세서에 사용될 수 있다. 통상적인 클로닝 기법 또는 인공 유전자 합성이 본 발명의 실시 형태에 따른 재조합 발현 벡터를 생성하는 데 사용될 수 있다.

다른 일반적인 태양에서, 본 발명은 본 발명의 융합 단백질을 인코딩하는 단리된 핵산을 포함하는 숙주 세포에 관한 것이다. 본 개시내용을 고려하여 당업자에게 알려진 임의의 숙주 세포가 본 발명의 융합 단백질의 재조합 발현에 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 숙주 세포는 E. 콜라이(E. coli) TG1 또는 BL21 세포, CHO-DG44 또는 CHO-K1 세포 또는 HEK293 세포이다. 특정 실시 형태에 따르면, 재조합 발현 벡터는 통상적인 방법, 예컨대 화학적 형질감염, 열 충격, 또는 전기천공에 의해 숙주 세포 내로 형질전환되며, 여기서 그것은 재조합 핵산이 효과적으로 발현되도록 숙주 세포 게놈 내로 안정하게 통합된다.

다른 일반적인 태양에서 본 발명은, 본 발명의 융합 단백질을 생성하는 조건 하에 융합 단백질을 인코딩하는 핵산을 포함하는 세포를 배양하는 단계, 및 융합 단백질을 세포 또는 세포 배양물로부터(예를 들어, 상청액으로부터) 회수하는 단계를 포함하는, 본 발명의 융합 단백질을 생성하는 방법에 관한 것이다. 발현된 융합 단백질은 세포로부터 수확되고, 당업계에 알려지고 본 명세서에 기재된 바와 같은 통상적인 기술에 따라 정제될 수 있다.

약제학적 조성물

다른 일반적인 태양에서, 본 발명은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 및 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 약제학적 조성물에 관한 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적 조성물"은 약제학적으로 허용가능한 담체와 함께 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드를 포함하는 생성물을 의미한다. 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 및 이들을 포함하는 조성물은 또한 본 명세서에 언급된 치료적 응용을 위한 약제의 제조에 유용하다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "담체"는 임의의 부형제, 희석제, 충전제, 염, 완충제, 안정화제, 가용화제, 오일, 지질, 지질 함유 베시클, 미소구체, 리포좀 캡슐화, 또는 약제학적 제형에 사용하기 위한 당업계에 잘 알려진 다른 물질을 지칭한다. 담체, 부형제, 또는 희석제의 특성은 특정 응용을 위한 투여 경로에 좌우될 것임이 이해될 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적으로 허용되는 담체"는 본 발명에 따른 조성물의 유효성 또는 본 발명에 따른 조성물의 생물학적 활성을 방해하지 않는 비독성 물질을 지칭한다. 특정 실시 형태에 따르면, 본 개시내용을 고려하여, 펩티드 약제학적 조성물에 사용하기에 적합한 임의의 약제학적으로 허용가능한 담체가 본 발명에 사용될 수 있다.

본 발명에 사용하기 위한 약제학적으로 허용되는 산성/음이온성 염은 아세테이트, 벤젠설포네이트, 벤조에이트, 바이카르보네이트, 바이타르트레이트, 브로마이드, 칼슘 에데테이트, 캄실레이트, 카르보네이트, 클로라이드, 시트레이트, 다이하이드로클로라이드, 에데테이트, 에디실레이트, 에스톨레이트, 에실레이트, 푸마레이트, 글리셉테이트, 글루코네이트, 글루타메이트, 글리콜릴아르사닐레이트, 헥실레조시네이트, 하이드라바민, 하이드로브로마이드, 하이드로클로라이드, 하이드록시나프토에이트, 요오다이드, 이세티오네이트, 락테이트, 락토바이오네이트, 말레이트, 말레에이트, 만델레이트, 메실레이트, 메틸브로마이드, 메틸니트레이트, 메틸설페이트, 뮤케이트, 나프실레이트, 니트레이트, 파모에이트, 판토테네이트, 포스페이트/다이포스페이트, 폴리갈락투로네이트, 살리실레이트, 스테아레이트, 서브아세테이트, 석시네이트, 설페이트, 탄네이트, 타르트레이트, 테오클레이트, 토실레이트 및 트라이에티오다이드를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 유기 또는 무기 산은 또한 요오드화수소산, 과염소산, 황산, 인산, 프로피온산, 글리콜산, 메탄설폰산, 하이드록시에탄설폰산, 옥살산, 2-나프탈렌설폰산, p-톨루엔설폰산, 사이클로헥산설팜산, 사카린산 또는 트라이플루오로아세트산을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.

약제학적으로 허용가능한 염기성/양이온성 염은 알루미늄, 2-아미노-2-하이드록시메틸-프로판-1,3-다이올(트리스(하이드록시메틸)아미노메탄, 트로메탄, 또는 "트리스(TRIS)"로도 알려져 있음), 암모니아, 벤자틴, t-부틸아민, 칼슘, 클로로프로카인, 콜린, 사이클로헥실아민, 다이에탄올아민, 에틸렌다이아민, 리튬, L-라이신, 마그네슘, 메글루민, N-메틸-D-글루카민, 피페리딘, 포타슘, 프로카인, 퀴닌, 소듐, 트라이에탄올아민, 또는 아연을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.

본 발명의 일부 실시 형태에는, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드를 약 0.001 mg/ml 내지 약 100 mg/ml, 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 또는 약 0.1 mg/ml 내지 약 25 mg/ml의 양으로 포함하는 약제학적 제형이 제공된다. 약제학적 제형은 pH가 약 3.0 내지 약 10, 예를 들어 약 3 내지 약 7, 또는 약 5 내지 약 9일 수 있다. 제형은 완충 시스템, 방부제(들), 장성제(tonicity agent)(들), 킬레이트제(들), 안정화제(들), 및 계면활성제(들)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 추가로 포함할 수 있다.

약제학적으로 허용되는 담체를 함유하는 약제학적으로 활성인 성분의 제형은 당업계에, 예를 들어 문헌[Remington: The Science and Practice of Pharmacy (e.g. 21st edition (2005), and any later editions)]에 공지되어 있다. 추가의 성분의 비제한적인 예에는 완충제, 희석제, 용매, 장성 조절제, 방부제, 안정화제, 및 킬레이트제가 포함된다. 하나 이상의 약제학적으로 허용되는 담체가 본 발명의 약제학적 조성물을 제형화하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 액체 제형이다. 액체 제형의 바람직한 예는 수성 제형, 즉 물을 포함하는 제형이다. 액체 제형은 용액, 현탁액, 에멀젼, 마이크로에멀젼, 겔 등을 포함할 수 있다. 수성 제형은 전형적으로 적어도 50% w/w의 물, 또는 적어도 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 또는 적어도 95% w/w의 물을 포함한다.

일 실시 형태에서, 약제학적 조성물은, 예를 들어 주사 장치(예를 들어, 주사기 또는 주입 펌프)를 통해 주사될 수 있는 주사제로서 제형화될 수 있다. 주사는, 예를 들어 피하, 근육내, 복막내, 또는 정맥내 전달될 수 있다.

다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 고체 제형, 예를 들어 냉동-건조 또는 분무-건조된 조성물이며, 이것은 그대로 사용될 수 있거나, 또는 이것에 의사 또는 환자가 사용 전에 용매 및/또는 희석제를 첨가한다. 고체 투여 형태는 정제, 예컨대 압축 정제, 및/또는 코팅된 정제, 및 캡슐(예를 들어, 경질 또는 연질 젤라틴 캡슐)을 포함할 수 있다. 약제학적 조성물은 또한, 예를 들어 사셰(sachet), 당의정, 분말, 과립, 로젠지(lozenge), 또는 재구성을 위한 분말의 형태일 수 있다.

투여 형태는 즉시 방출(이 경우에, 이들은 수용성 또는 수분산성 담체를 포함할 수 있음)일 수 있거나, 또는 이들은 지연 방출, 지속 방출, 또는 조절 방출(이 경우에, 이들은 위장관에서의 투여 형태의 용해 속도를 조절하는 수불용성 중합체를 포함할 수 있음)일 수 있다.

다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 비강내, 협측내, 또는 설하 전달될 수 있다.

수성 제형 중의 pH는 pH 3 내지 pH 10일 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 제형의 pH는 약 7.0 내지 약 9.5이다. 본 발명의 다른 실시 형태에서, 제형의 pH는 약 3.0 내지 약 7.0이다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 완충제를 포함한다. 완충제의 비제한적인 예에는 아르기닌, 아스파르트산, 바이신, 시트레이트, 인산수소이나트륨, 푸마르산, 글리신, 글리실글리신, 히스티딘, 라이신, 말레산, 말산, 소듐 아세테이트, 탄산나트륨, 인산이수소나트륨, 인산나트륨, 석시네이트, 타르타르산, 트라이신, 및 트리스(하이드록시메틸)-아미노메탄, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 완충제는 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 예를 들어 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 완충제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 방부제를 포함한다. 방부제의 비제한적인 예에는 벤제토늄 클로라이드, 벤조산, 벤질 알코올, 브로노폴, 부틸 4-하이드록시벤조에이트, 클로로부탄올, 클로로크레졸, 클로로헥시딘, 클로르페네신, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 에틸 4-하이드록시벤조에이트, 이미드우레아, 메틸 4-하이드록시벤조에이트, 페놀, 2-페녹시에탄올, 2-페닐에탄올, 프로필 4-하이드록시벤조에이트, 소듐 데하이드로아세테이트, 티오메로살, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 방부제는 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 예를 들어 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 방부제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 등장제(isotonic agent)를 포함한다. 실시 형태의 비제한적인 예에는 염(예컨대, 염화나트륨), 아미노산(예컨대, 글리신, 히스티딘, 아르기닌, 라이신, 아이소류신, 아스파르트산, 트립토판, 및 트레오닌), 알디톨(예컨대, 글리세롤, 1,2-프로판다이올 프로필렌글리콜, 1,3-프로판다이올, 및 1,3-부탄다이올), 폴리에틸렌글리콜(예를 들어, PEG400), 및 이들의 혼합물이 포함된다. 등장제의 다른 예는 당을 포함한다. 당의 비제한적인 예는, 예를 들어 프럭토스, 글루코스, 만노스, 소르보스, 자일로스, 말토스, 락토스, 수크로스, 트레할로스, 덱스트란, 풀루란, 덱스트린, 사이클로덱스트린, 알파 및 베타-HPCD, 가용성 전분, 하이드록시에틸 전분, 및 소듐 카르복시메틸셀룰로스를 포함하는, 단당류, 이당류, 또는 다당류, 또는 수용성 글루칸일 수 있다. 등장제의 다른 예는 당 알코올이며, 여기서 용어 "당 알코올"은 하나 이상의 -OH 기를 갖는 C(4-8) 탄화수소로서 한정된다. 당 알코올의 비제한적인 예에는 만니톨, 소르비톨, 이노시톨, 갈락티톨, 둘시톨, 자일리톨, 및 아라비톨이 포함된다. 이 단락에 열거된 각각의 등장제를 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다. 등장제는 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 예를 들어 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 등장제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 킬레이트제를 포함한다. 킬레이트제의 비제한적인 예에는 시트르산, 아스파르트산, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA)의 염, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 킬레이트제는 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 예를 들어 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 킬레이트제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 안정화제를 포함한다. 안정화제의 비제한적인 예에는 하나 이상의 응집 억제제, 하나 이상의 산화 억제제, 하나 이상의 계면활성제, 및/또는 하나 이상의 프로테아제 억제제가 포함된다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 안정화제를 포함하며, 상기 안정화제는 카르복시-/하이드록시셀룰로스 및 이의 유도체(예컨대, HPC, HPC-SL, HPC-L 및 HPMC), 사이클로덱스트린, 2-메틸티오에탄올, 폴리에틸렌 글리콜(예컨대, PEG 3350), 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리비닐 피롤리돈, 염(예컨대, 염화나트륨), 황-함유 물질, 예컨대 모노티오글리세롤), 또는 티오글리콜산이다. 안정화제는 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 예를 들어 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 안정화제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 추가의 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 하나 이상의 계면활성제, 바람직하게는 하나의 계면활성제, 하나 이상의 계면활성제, 또는 2개의 상이한 계면활성제를 포함한다. 용어 "계면활성제"는 수용성(친수성) 부분 및 지용성(친유성) 부분으로 구성된 임의의 분자 또는 이온을 지칭한다. 계면활성제는, 예를 들어, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 및/또는 쯔비터이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 계면활성제는 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 계면활성제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 추가의 실시 형태에서, 약제학적 조성물은 하나 이상의 프로테아제 억제제, 예컨대 EDTA, 및/또는 벤즈아미딘 염산(HCl)을 포함한다. 프로테아제 억제제는 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 응집체로 존재할 수 있다. 이들 특정 프로테아제 억제제 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 약제학적 조성물은 조성물의 저장 동안 폴리펩티드의 응집체 형성을 감소시키기에 충분한 양의 아미노산 염기를 포함할 수 있다. 용어 "아미노산 염기"는 하나 이상의 아미노산(예컨대, 메티오닌, 히스티딘, 이미다졸, 아르기닌, 라이신, 아이소류신, 아스파르트산, 트립토판, 트레오닌), 또는 이들의 유사체를 지칭한다. 임의의 아미노산이 그의 유리 염기 형태 또는 그의 염 형태로 존재할 수 있다. 아미노산 염기의 임의의 입체이성질체(즉, L, D, 또는 이들의 혼합물)가 존재할 수 있다. 아미노산 염기는 약 0.01 mg/ml 내지 약 50 mg/ml, 예를 들어 약 0.1 mg/ml 내지 약 20 mg/ml의 농도로 개별적으로 또는 다른 아미노산 염기와의 배합물로 존재할 수 있다. 이들 특정 아미노산 염기 각각을 포함하는 약제학적 조성물은 본 발명의 대안적인 실시 형태를 구성한다.

본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드의 약제학적으로 허용가능한 염은 무기 또는 유기 산 또는 염기로부터 형성되는 통상적인 비독성 염 또는 4차 암모늄 염을 포함한다. 그러한 산 부가 염의 예에는 아세테이트, 아디페이트, 벤조에이트, 벤젠설포네이트, 시트레이트, 캄포레이트, 도데실설페이트, 하이드로클로라이드, 하이드로브로마이드, 락테이트, 말레에이트, 메탄설포네이트, 니트레이트, 옥살레이트, 피발레이트, 프로피오네이트, 석시네이트, 설페이트 및 타르트레이트가 포함된다. 염기 염은 암모늄 염, 소듐 및 포타슘 염과 같은 알칼리 금속 염, 칼슘 및 마그네슘 염과 같은 알칼리 토금속 염, 다이사이클로헥실아미노 염과 같은 유기 염기와의 염 및 아르기닌과 같은 아미노산과의 염을 포함한다. 또한, 염기성 질소-함유 기는, 예를 들어 알킬 할라이드로 4차화될 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 그들의 의도한 목적을 달성하는 임의의 수단에 의해 투여될 수 있다. 예에는 비경구, 피하, 정맥내, 근육내, 복막내, 경피, 협측 또는 안구 경로에 의한 투여가 포함된다. 투여는 경구 경로에 의해 행해질 수 있다. 비경구 투여를 위한 적합한 제형은 수용성 형태의 활성 접합체의 수용액, 예를 들어 수용성 염, 산성 용액, 알칼리성 용액, 덱스트로스-물 용액, 등장성 탄수화물 용액 및 사이클로덱스트린 포접 복합체를 포함한다.

본 발명은 또한 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 중 임의의 것과 약제학적으로 허용가능한 담체를 혼합하는 단계를 포함하는, 약제학적 조성물의 제조 방법을 포함한다. 추가로, 본 발명은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 폴리뉴클레오티드 중 임의의 것과 하나 이상의 약제학적으로 허용가능한 담체를 혼합함으로써 제조되는 약제학적 조성물을 포함한다.

추가로, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드는 하나 이상의 다형체 또는 무정형 결정질 형태를 가질 수 있으며, 이들은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드는, 예를 들어 물과의 용매화물(즉, 수화물) 또는 통상적인 유기 용매와의 용매화물을 형성할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "용매화물"은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드와 하나 이상의 용매 분자와의 물리적 회합을 의미한다. 이러한 물리적 회합은 수소 결합을 비롯한 다양한 정도의 이온 결합 및 공유 결합을 포함한다. 소정의 경우에, 용매화물은 예를 들어, 하나 이상의 용매 분자가 결정질 고체의 결정 격자에 포함될 경우, 단리될 수 있을 것이다. 용어 "용매화물"은 용액상(solution-phase) 및 단리가능한 용매화물 둘 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 적합한 용매화물의 비제한적인 예에는 에탄올레이트, 메탄올레이트 등이 포함된다.

본 발명은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드의 다형체 및 용매화물을 그의 범주 내에 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명의 치료 방법에서, 용어 "투여하는"은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 또는 이들의 다형체 또는 용매화물을 이용하여 본 명세서에 기재된 증후군, 장애, 또는 질병을 치료, 개선, 또는 예방하는 수단을 포함할 것이며, 이는 구체적으로 개시되어 있지 않지만 본 발명의 범주 내에 명백히 포함될 것이다.

다른 실시 형태에서, 본 발명은 약제로 사용하기 위한 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다.

본 발명은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드의 전구약물을 그의 범주 내에 포함한다. 일반적으로, 이러한 전구약물은 생체내에서 필요한 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드로 용이하게 전환가능한, GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드의 기능성 유도체일 것이다. 따라서, 본 발명의 치료 방법에서, 용어 "투여하는"은 구체적으로 개시된 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드를 이용하거나, 구체적으로 개시되지 않을 수 있지만 환자에게 투여 후 생체내에서 명시된 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드로 전환되는 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드를 이용하는, 기재된 다양한 장애의 치료를 포함할 것이다. 적절한 전구약물 유도체의 선택과 제조를 위한 통상적인 절차는 예를 들어, 문헌["Design of Prodrugs", Ed. H. Bundgaard, Elsevier, 1985]에 기재되어 있다.

본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드의 제조 공정 중 임의의 것 중에, 관련 분자 중 임의의 것 상의 민감성 또는 반응성 기를 보호하는 것이 필요하고/하거나 바람직할 수 있다. 이는 문헌[Protective Groups in Organic Chemistry, ed. J.F.W. McOmie, Plenum Press, 1973]; 및 문헌[T.W. Greene & P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley & Sons, 1991]에 기재된 것들과 같은 통상적인 보호기에 의해 달성될 수 있으며, 이들 각각은 모든 목적을 위해 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 보호기는 당업계에서 알려진 방법을 사용하여 편리한 후속 단계에서 제거될 수 있다.

사용 방법

본 발명은 GDF15 수용체(GDF15R, GFRAL) 매개 증후군 및/또는 GLP1 수용체 매개 증후군, 장애, 또는 질병의 예방, 치료, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 상기 증후군, 장애, 또는 질병의 예방, 치료, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 상기 증후군, 장애, 또는 질병을 예방하거나, 치료하거나, 개선하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 장애, 질병, 또는 질환 또는 상기 장애, 질병, 또는 질환의 임의의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 장애, 질병, 또는 질환 또는 상기 장애, 질병, 또는 질환의 임의의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 장애, 질병, 또는 질환 또는 상기 장애, 질병, 또는 질환의 임의의 하나 이상의 증상을 예방하거나, 치료하거나, 발병을 지연시키거나, 개선하는 방법을 제공한다.

특정 실시 형태에 따르면, 질병, 장애, 또는 질환은 비만, 제I형 또는 제II형 당뇨병, 대사 증후군(즉, 증후군 X), 인슐린 저항성, 내당능 장애(예를 들어, 당불내성), 고혈당증, 고인슐린혈증, 고트라이글리세라이드혈증, 선천성 고인슐린증(CHI)으로 인한 저혈당증, 이상지질혈증, 죽상경화증, 당뇨병성 신장병증, 및 다른 심혈관 위험 인자, 예컨대 고혈압 및 관리되지 않은 콜레스테롤 및/또는 지질 수준과 관련된 심혈관 위험 인자, 골다공증, 염증, 비알코올성 지방간 질병(NAFLD), 비알코올성 지방간염(NASH), 신장 질병, 습진, 수면성 무호흡, 골관절염, 다낭성 난소 증후군, 만성 신장 증후군, 우울증, 및/또는 암으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

특정 실시 형태에 따르면, 치료적 유효량은 하기 효과 중 하나, 둘, 셋, 넷, 또는 그 이상을 달성하기에 충분한 요법의 양을 지칭한다: (i) 치료하고자 하는 질병, 장애, 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상의 중증도를 감소 또는 개선함; (ii) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상의 지속기간을 감소시킴; (iii) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상의 진행을 예방함; (iv) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상의 퇴행을 야기함; (v) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상의 발생 또는 발병을 예방함; (vi) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상의 재발을 예방함; (vii) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상을 갖는 대상체의 입원을 감소시킴; (viii) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상을 갖는 대상체의 입원 길이를 감소시킴; (ix) 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 또는 이와 관련된 증상을 갖는 대상체의 생존율을 증가시킴; (xi) 대상에서 치료하고자 하는 질병, 장애, 또는 질환, 또는 이들과 관련된 증상을 억제하거나 감소시킴; (xii) 다른 요법의 예방적 또는 치료적 효과(들)를 향상시키거나 개선함; 및/또는 (xiii) 치료하고자 하는 질병, 장애, 또는 질환을 갖는 대상의 삶의 질을 개선함.

치료적 유효량 또는 투여량은 다양한 인자, 예컨대 치료하고자 하는 질병, 장애 또는 질환, 투여 수단, 표적 부위, 대상체의 생리학적 상태(예를 들어, 연령, 체중, 건강을 포함함), 대상체가 인간인지 또는 동물인지의 여부, 투여되는 다른 약, 및 치료가 예방적인지 또는 치료적인지의 여부에 따라 변동될 수 있다. 치료 투여량은 안전성 및 효능(efficacy)을 최적화하기 위해 최적으로 적정된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "치료하다", "치료하는", 및 "치료"는 모두 질병, 장애, 또는 질환과 관련된 하나 이상의 측정가능한 물리적 파라미터의 개선 또는 역전을 지칭하고자 하는 것이며, 이는 반드시 대상체에서 식별가능하지는 않지만, 대상체에서 식별가능할 수도 있다. 용어 "치료하다", "치료하는", 및 "치료"는 또한, 퇴행을 야기하거나, 진행을 예방하거나, 적어도 질병, 장애 또는 질환의 진행을 둔화시키는 것을 지칭할 수 있다. 특정 실시 형태에서, "치료하다", "치료하는", 및 "치료"는 질병, 장애, 또는 질환과 관련된, 경감, 발생 또는 발병의 예방, 또는 하나 이상의 증상의 지속기간의 감소를 지칭한다. 특정 실시 형태에서, "치료하다", "치료하는", 및 "치료"는 질병, 장애 또는 질환의 재발의 예방을 지칭한다. 특정 실시 형태에서, "치료하다", "치료하는", 및 "치료"는 질병, 장애 또는 질환을 갖는 대상체의 생존율의 증가를 지칭한다. 특정 실시 형태에서, "치료하다", "치료하는", 및 "치료"는 대상체에서 질병, 장애 또는 질환의 제거를 지칭한다.

일 실시 형태에서, 본 발명은 비만, 또는 비만의 임의의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 비만, 또는 비만의 임의의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 비만, 또는 비만의 임의의 하나 이상의 증상을 예방하거나, 치료하거나, 발병을 지연시키거나, 개선하는 방법을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 대상체의 체중은, 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 약제학적 조성물, 형태, 또는 약제 중 임의의 것의 투여 전의 대상체의 체중과 대비하여, 또는 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것을 받지 않는 대조군 대상체와 대비하여, 예를 들어, 약 0.01% 내지 약 0.1%, 약 0.1% 내지 약 0.5%, 약 0.5% 내지 약 1%, 약 1% 내지 약 5%, 약 2% 내지 약 3%, 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 15%, 약 15% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 25%, 약 25% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 35%, 약 35% 내지 약 40%, 약 40% 내지 약 45%, 또는 약 45% 내지 약 50% 만큼 감소된다.

일부 실시 형태에서, 체중 감소는, 예를 들어 약 1주 동안, 약 2주 동안, 약 3주 동안, 약 1개월 동안, 약 2개월 동안, 약 3개월 동안, 약 4개월 동안, 약 5개월 동안, 약 6개월 동안, 약 7개월 동안, 약 8개월 동안, 약 9개월 동안, 약 10개월 동안, 약 11개월 동안, 약 1년 동안, 약 1.5년 동안, 약 2년 동안, 약 2.5년 동안, 약 3년 동안, 약 3.5년 동안, 약 4년 동안, 약 4.5년 동안, 약 5년 동안, 약 6년 동안, 약 7년 동안, 약 8년 동안, 약 9년 동안, 약 10년 동안, 약 15년 동안, 또는 약 20년 동안 유지된다.

본 발명은 비만, 제I형 또는 제II형 당뇨병, 대사 증후군(즉, 증후군 X), 인슐린 저항성, 내당능 장애(예를 들어, 당불내성), 고혈당증, 고인슐린혈증, 고트라이글리세라이드혈증, 선천성 고인슐린증(CHI)으로 인한 저혈당증, 이상지질혈증, 죽상경화증, 당뇨병성 신장병증, 및 다른 심혈관 위험 인자, 예컨대 고혈압 및 관리되지 않은 콜레스테롤 및/또는 지질 수준과 관련된 심혈관 위험 인자, 골다공증, 염증, 비알코올성 지방간 질병(NAFLD), 비알코올성 지방간염(NASH), 신장 질병, 및 습진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 증후군, 장애, 또는 질병, 또는 상기 증후군, 장애, 또는 질병의 임의의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 상기 증후군, 장애, 또는 질병, 또는 상기 증후군, 장애, 또는 질병의 임의의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 상기 증후군, 장애, 또는 질병, 또는 상기 증후군, 장애, 또는 질병의 임의의 하나 이상의 증상을 예방하거나, 치료하거나, 발병을 지연시키거나, 개선하는 방법을 제공한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 대사 증후군은 하기 중 임의의 하나 이상을 갖는 대상체를 지칭한다: 고혈당(예를 들어, 고공복 혈당), 고혈압, 비정상적 콜레스테롤 수준(예를 들어, 낮은 HDL 수준), 비정상적 트라이글리세라이드 수준(예를 들어, 고 트라이글리세라이드), 큰 허리선(즉, 허리 둘레), 복부 영역에서의 증가된 지방, 인슐린 저항성, 당불내성, 상승된 C-반응성 단백질 수준(즉, 전염증성 상태), 및 증가된 혈장 플라스미노겐 활성 억제인자-1 및 피브리노겐 수준(즉, 전혈전 상태).

본 발명은 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에서 음식 섭취를 감소시키는 방법을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 대상체의 음식 섭취는, 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것의 투여 전의 대상체의 음식 섭취와 대비하여, 또는 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것을 받지 않는 대조군 대상체와 대비하여, 예를 들어, 약 0.01% 내지 약 0.1%, 약 0.1% 내지 약 0.5%, 약 0.5% 내지 약 1%, 약 1% 내지 약 5%, 약 2% 내지 약 3%, 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 15%, 약 15% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 25%, 약 25% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 35%, 약 35% 내지 약 40%, 약 40% 내지 약 45%, 또는 약 45% 내지 약 50% 만큼 감소된다.

일부 실시 형태에서, 음식 섭취량의 감소는, 예를 들어 약 1주 동안, 약 2주 동안, 약 3주 동안, 약 1개월 동안, 약 2개월 동안, 약 3개월 동안, 약 4개월 동안, 약 5개월 동안, 약 6개월 동안, 약 7개월 동안, 약 8개월 동안, 약 9개월 동안, 약 10개월 동안, 약 11개월 동안, 약 1년 동안, 약 1.5년 동안, 약 2년 동안, 약 2.5년 동안, 약 3년 동안, 약 3.5년 동안, 약 4년 동안, 약 4.5년 동안, 약 5년 동안, 약 6년 동안, 약 7년 동안, 약 8년 동안, 약 9년 동안, 약 10년 동안, 약 15년 동안, 또는 약 20년 동안 유지된다.

본 발명은 당화 헤모글로빈(A1C)의 감소를 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 당화 헤모글로빈의 감소를 필요로 하는 대상체에서 당화 헤모글로빈을 감소시키는 방법을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 대상체의 A1C는, 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것의 투여 전의 대상체의 A1C와 대비하여, 또는 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것을 받지 않는 대조군 대상체와 대비하여, 예를 들어, 약 0.001% 내지 약 0.01%, 약 0.01% 내지 약 0.1%, 약 0.1% 내지 약 0.2%, 약 0.2% 내지 약 0.3%, 약 0.3% 내지 약 0.4%, 약 0.4% 내지 약 0.5%, 약 0.5% 내지 약 1%, 약 1% 내지 약 1.5%, 약 1.5% 내지 약 2%, 약 2% 내지 약 2.5%, 약 2.5% 내지 약 3%, 약 3% 내지 약 4%, 약 4% 내지 약 5%, 약 5% 내지 약 6%, 약 6% 내지 약 7%, 약 7% 내지 약 8%, 약 8% 내지 약 9%, 또는 약 9% 내지 약 10% 만큼 감소된다.

다른 실시 형태에는, 공복 혈당 수준의 감소를 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 공복 혈당 수준의 감소를 필요로 하는 대상체에서 공복 혈당 수준을 감소시키는 방법이 제공된다. 공복 혈당 수준은, 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것의 투여 전의 대상체의 공복 혈당 수준과 대비하여, 또는 본 명세서에 기재된 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 조성물, 형태, 약제, 또는 조합 중 임의의 것을 받지 않는 대조군 대상체와 대비하여, 약 140 내지 약 150 mg/dL 미만, 약 140 내지 약 130 mg/dL 미만, 약 130 내지 약 120 mg/dL 미만, 약 120 내지 약 110 mg/dL 미만, 약 110 내지 약 100 mg/dL 미만, 약 100 내지 약 90 mg/dL 미만, 또는 약 90 내지 약 80 mg/dL 미만으로 감소될 수 있다.

본 발명은 GLP1 수용체 활성 및 GDF15 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GLP1 수용체 활성 및 GDF15 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GLP1 수용체 활성 및 GDF15 수용체 활성을 조절하는 방법을 제공한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "조절하는"은 수용체 활성을 증가 또는 감소시키는 것을 지칭한다.

일부 실시 형태에서, 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 또는 이들의 형태, 조성물, 또는 약제는 이를 필요로 하는 대상체에게 매일 1회, 매일 2회, 매일 3회, 매일 4회, 매일 5회, 매일 6회, 매일 7회, 또는 매일 8회 투여된다. 다른 실시 형태에서, 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 또는 이들의 형태, 조성물, 또는 약제는 이를 필요로 하는 대상체에게 격일로 1회, 주당 1회, 주당 2회, 주당 3회, 주당 4회, 주당 5회, 주당 6회, 월당 2회, 월당 3회, 또는 월당 4회 투여된다.

본 발명의 다른 실시 형태는, 질병, 장애, 또는 증후군, 또는 상기 질병, 장애, 또는 증후군 중 임의의 것의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 병용 요법으로 투여하는 단계를 포함하는, 질병, 장애, 또는 증후군, 또는 상기 질병, 장애, 또는 증후군 중 임의의 것의 하나 이상의 증상의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 질병, 장애, 또는 증후군, 또는 상기 질병, 장애, 또는 증후군 중 임의의 것의 하나 이상의 증상을 예방하거나, 치료하거나, 발병을 지연시키거나, 개선하는 방법을 포함한다. 소정 실시 형태에서, 병용 요법은 제2 치료제이다. 소정 실시 형태에서, 병용 요법은 외과적 요법이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 대상체에 대한 2가지 이상의 요법의 투여와 관련하여 용어 "조합하여"는 하나 초과의 요법의 사용을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 병용 요법은 이를 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드 또는 이들의 형태, 조성물, 또는 약제와 동시에, 하나 이상의 추가의 치료제, 또는 하나 이상의 외과적 요법을 투여하는 것을 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 하나 이상의 추가의 치료제 또는 외과적 요법은 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드와 동일한 날에 투여될 수 있으며, 다른 실시 형태에서, 하나 이상의 추가의 치료제 또는 외과적 요법은 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드와 동일한 주 또는 동일한 월에 투여될 수 있다.

본 발명은 또한, 본 명세서에 기재된 질병, 장애, 증후군, 또는 증상 중 임의의 것의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 하기 치료제들 중 임의의 하나 이상과 조합하여 투여하는 단계를 포함하는, 본 명세서에 기재된 질병, 장애, 증후군, 또는 증상 중 임의의 것의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 병용 요법을 이용하여 본 명세서에 기재된 질병, 장애, 증후군, 또는 증상 중 임의의 것을 예방하거나, 치료하거나, 발병을 지연시키거나, 개선하는 것을 고려한다: 다이펩티딜 펩티다제-4(DPP-4) 억제제(예를 들어, 시타글립틴, 삭사글립틴, 리나글립틴, 알로글립틴 등); GLP1 수용체 작용제(예를 들어, 단시간-작용형 GLP1 수용체 작용제, 예컨대 엑세나티드 및 릭시세나티드; 중간시간-작용형 GLP1 수용체 작용제, 예컨대 리라글루티드; 장시간-작용형 GLP1 수용체 작용제, 예컨대 연장-방출형 엑세나티드, 알비글루티드, 둘라글루티드); 나트륨-글루코스 공동-수송체-2(SGLT-2) 억제제(예를 들어, 카나글리포진, 다파글리포진, 엠파글리포진 등); 담즙산 봉쇄제(예를 들어, 콜레세벨람 등); 도파민 수용체 작용제(예를 들어, 신속-방출형 브로모크립틴); 바이구아나이드(예를 들어, 메트포르민 등); 인슐린; 옥신토모듈린; 설포닐우레아(예를 들어, 클로르프로파미드, 글리메피라이드, 글리피자이드, 글리부라이드, 글리벤클라미드, 글리보누라이드, 글리속세파이드, 글리클로피라미드, 톨라자미드, 톨부타미드, 아세토헥사미드, 카부타미드 등); 및 티아졸리딘다이온(예를 들어, 피오글리타존, 로시글리타존, 로베글리타존, 시글리타존, 다르글리타존, 엔글리타존, 네토글리타존, 리보글리타존, 트로글리타존 등). 일부 실시 형태에서, 추가의 치료제(들)의 용량은 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드와 조합하여 제공될 때 감소된다. 일부 실시 형태에서, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드와 조합하여 사용될 때, 추가의 치료제(들)는 각각 단독으로 사용될 때보다 더 낮은 용량으로 사용될 수 있다.

본 발명은 본 명세서에 기재된 질병, 장애, 증후군, 또는 증상 중 임의의 것의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에게 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드, 및/또는 약제학적 조성물을 외과적 요법과 조합하여 투여하는 단계를 포함하는, 본 명세서에 기재된 질병, 장애, 증후군, 또는 증상 중 임의의 것의 예방, 치료, 발병의 지연, 또는 개선을 필요로 하는 대상체에서 병용 요법을 이용하여 본 명세서에 기재된 질병, 장애, 증후군, 또는 증상 중 임의의 것을 예방하거나, 치료하거나, 발병을 지연시키거나, 개선하는 것을 고려한다. 소정 실시 형태에서, 외과적 요법은 비만대사 수술(예를 들어, 위 우회술, 예컨대 루와이 위 우회술; 위소매 절제술; 조정가능한 위 밴드 수술; 십이지장 교체를 갖는 담도췌장 우회술; 위내 풍선; 위주름 성형술; 및 이들의 조합)일 수 있다.

하나 이상의 추가의 치료제 또는 외과적 요법이 본 발명의 유효량의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드와 동일한 날에 투여되는 실시 형태에서, 본 발명의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및/또는 GLP1-GDF15 융합 폴리뉴클레오티드는 추가의 치료제 또는 외과적 요법 전에, 그 후에, 또는 그와 동시에 투여될 수 있다. 용어 "조합하여"의 사용은 요법이 대상체에게 투여되는 순서를 제한하지 않는다. 예를 들어, 대상체에게 제2 요법을 투여하기 전에(예를 들어, 5분, 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간, 12시간, 16시간, 24시간, 48시간, 72시간, 96시간, 1주, 2주, 3주, 4주, 5주, 6주, 8주, 또는 12주 전에), 그와 동시에, 또는 그 후에(예를 들어, 5분, 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간, 12시간, 16시간, 24시간, 48시간, 72시간, 96시간, 1주, 2주, 3주, 4주, 5주, 6주, 8주, 또는 12주 후에) 제1 요법(예를 들어, 본 명세서에 기재된 조성물)이 투여될 수 있다.

실시 형태

본 발명은 또한 하기의 비제한적인 실시 형태를 제공한다.

실시 형태 1은, 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1) 펩티드, 제1 링커 펩티드, 혈청 알부민 단백질, 제2 링커 펩티드, 및 성장 분화 인자 15(GDF15) 단백질을 포함하는 GLP1/GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 2는, 실시 형태 1에 있어서, GLP1 펩티드가 서열 번호 1 내지 4로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 3은, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 있어서, 제1 링커 펩티드가 서열 번호 5 내지 25로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 4는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 하나에 있어서, 혈청 알부민 단백질이 서열 번호 26 또는 서열 번호 27로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 5는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 4 중 어느 하나에 있어서, 제2 링커 펩티드가 서열 번호 28 내지 30으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 6은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 하나에 있어서, GDF15 단백질이 서열 번호 31 또는 서열 번호 32로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 7은, 서열 번호 33 내지 74 및 84로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질이다.

실시 형태 8은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 단리된 핵산이다.

실시 형태 9는, 실시 형태 8의 단리된 핵산을 포함하는 벡터이다.

실시 형태 10은, 실시 형태 8의 단리된 핵산 또는 제9항의 벡터를 포함하는 숙주 세포이다.

실시 형태 11은 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 약제학적 조성물이다.

실시 형태 12는, 비만의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에게 실시 형태 11의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 비만의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에서 비만을 치료하거나 예방하는 방법이다.

실시 형태 13은, 실시 형태 12에 있어서, 유효량의 약제학적 조성물의 투여를 필요로 하는 대상체에 대한 유효량의 약제학적 조성물의 투여가 약제학적 조성물의 투여 전의 대상체의 체중에 비교하여 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 15%, 약 15% 내지 약 20%, 또는 약 20% 내지 약 25%의 체중 감소를 유발하는 방법이다.

실시 형태 14는, 비만, 제I형 또는 제II형 당뇨병, 대사 증후군, 인슐린 저항성, 내당능 장애, 고혈당증, 고인슐린혈증, 고트라이글리세라이드혈증, 선천성 고인슐린증(CHI)으로 인한 저혈당증, 이상지질혈증, 죽상경화증, 당뇨병성 신장병증, 및 다른 심혈관 위험 인자, 예컨대 고혈압 및 관리되지 않은 콜레스테롤 및/또는 지질 수준과 관련된 심혈관 위험 인자, 골다공증, 염증, 비알코올성 지방간 질병(NAFLD), 비알코올성 지방간염(NASH), 신장 질병, 및 습진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 질병 또는 장애의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에게 실시 형태 11의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 상기 질병 또는 장애의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에서 상기 질병 또는 장애를 치료하거나 예방하는 방법이다.

실시 형태 15는, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 비만인 방법이다.

실시 형태 16은, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 제I형 당뇨병인 방법이다.

실시 형태 17은, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 제II형 당뇨병인 방법이다.

실시 형태 18은, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 대사 증후군인 방법이다.

실시 형태 19는, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 신장 질병인 방법이다.

실시 형태 20은, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 비알코올성 지방간염(NASH)인 방법이다.

실시 형태 21은, 실시 형태 14에 있어서, 상기 질병 또는 장애가 비알코올성 지방간 질병(NAFLD)인 방법이다.

실시 형태 22는, 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에게 실시 형태 11의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에서 음식 섭취를 감소시키는 방법이다.

실시 형태 23은, 실시 형태 22에 있어서, 유효량의 약제학적 조성물의 투여를 필요로 하는 대상체에 대한 유효량의 약제학적 조성물의 투여가, 약제학적 조성물의 투여 전의 대상체의 음식 섭취에 비교하여 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 15%, 약 15% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 25%, 약 25% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 35%, 약 35% 내지 약 40%, 약 40% 내지 약 45%, 또는 약 45% 내지 약 50%의 음식 섭취의 감소를 유발하는 방법이다.

실시 형태 24는, GLP1 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 실시 형태 11의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GLP1 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GLP1 수용체 활성을 조절하는 방법이다.

실시 형태 25는, GDF15 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 실시 형태 11의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GDF15 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GDF15 수용체 활성을 조절하는 방법이다.

실시 형태 26은, 실시 형태 11 내지 실시 형태 25 중 어느 하나에 있어서, 약제학적 조성물이 주사를 통해 투여되는 방법이다.

실시 형태 27은, 실시 형태 26에 있어서, 주사가 피하, 근육내, 복막내, 또는 정맥내 전달되는 방법이다.

실시 형태 28은, 실시 형태 11 내지 실시 형태 27 중 어느 하나에 있어서, 약제학적 조성물이 제2 치료제와 조합되어 투여되는 방법이다.

실시 형태 29는, 실시 형태 11 내지 실시 형태 28 중 어느 하나에 있어서, 약제학적 조성물이 이를 필요로 하는 대상체에게 매일, 매주, 또는 매월 투여되는 방법이다.

실시 형태 30은, 실시 형태 29에 있어서, 약제학적 조성물이 일당 1회, 2회, 3회, 4회, 5회, 또는 6회 투여되는 방법이다.

실시 형태 31은, 실시 형태 29에 있어서, 약제학적 조성물이 주당 1회, 2회, 3회, 4회, 5회, 또는 6회 투여되는 방법이다.

실시 형태 32는, 실시 형태 29에 있어서, 약제학적 조성물이 월당 1회, 2회, 3회, 또는 4회 투여되는 방법이다.

실시 형태 33은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 GLP1-GDF15 융합 단백질, 실시 형태 8의 단리된 핵산, 및/또는 실시 형태 9의 벡터를 포함하는 키트이다.

실시 형태 34는, 실시 형태 33에 있어서, 주사를 위한 장치를 추가로 포함하는 키트이다.

실시 형태 35는, GLP1-GDF15 융합 단백질을 약제학적으로 허용가능한 담체와 조합하여 약제학적 조성물을 얻는 단계를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 포함하는 약제학적 조성물을 생성하는 방법이다.

실시 형태 36은, GLP1-GDF15 융합 단백질을 생성하는 조건 하에 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 핵산을 포함하는 세포를 배양하는 단계, 및 GLP1-GDF15 융합 단백질을 세포 또는 배양물로부터 회수하는 단계를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 하나의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 생성하는 방법이다.

실시예

실시예 1: GLP1 및 GDF15 작용제의 조합

GLP1 및 GDF15 작용제의 조합의 잠재적 체중 손실 상가 효과를 식이 유도 비만(DIO) 마우스에서 시험하였다. GLP1 작용제인 리라글루티드를 8 일 동안 단독으로 투여하거나 HSA-GDF15(서열 번호 81) 분자와 조합하여 투여하였다. HSA-GDF15를 매 2 일마다 제공하면서, 리라글루티드를 매일 피하 투여하였다. 체중 손실은 어느 하나의 단일 제제에 비교하여 둘 모두의 작용제를 받는 동물에서 더 컸으며, 이는 이들 독립적인 기전을 조합할 때의 상가성에 대한 잠재력을 입증한다(도 1).

실시예 2: GLP1-GDF15 융합 단백질의 설계

GLP1 펩티드 또는 GLP1 변이체 펩티드, 혈청 알부민 단백질, 및 GDF15 단백질 또는 GDF15 변이체 단백질로 구성된 재조합 융합 단백질을 하기와 같이 설계하였다: GLP1 펩티드 또는 GLP1 변이체 펩티드는 제1 링커 펩티드를 통해 GLP1 펩티드 또는 GLP1 변이체 펩티드의 C-말단에서 인간 혈청 알부민의 N-말단에 연결하였다. 인간 혈청 알부민은 제2 링커 펩티드를 통해 C-말단에서 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체의 N-말단에 연결된다. 설계는 GDF15 이량체화 계면을 교란되지 않은 상태로 유지하고 천연 사슬간 이황화물의 형성을 가능하게 하여, 대략 170 KDa의 동종이량체를 생성하는 것을 목표로 한다. 전체 분자는 재조합적으로 제조되도록 설계되었으며, 단지 하나의 유전자가 필요하였다(도 3).

GLP1 펩티드 또는 GLP1 변이체 펩티드는 돌연변이를 갖는 인간 GLP1(7-36) 펩티드, 또는 인간 GLP1 수용체에 효능작용하는 힐라 몬스터로부터의 독액 펩티드인 엑센딘 4(9-39) 펩티드를 포함한다. 서열 번호 1은 (A8S, A30E) 돌연변이(돌연변이 위치에 대한 넘버링은 표 1에서의 GLP1 펩티드 돌연변이를 지칭하며, 융합 단백질의 시작으로부터가 아님)를 함유하고, 서열 번호 2는 인간 GLP1 펩티드(UniProtKB-P01275 98-127)로부터의 (A8G, G22E, R36G) 돌연변이를 함유한다. 서열 번호 3은 엑센딘 4 펩티드(UniProtKB - P26349 48-86)를 함유한다.

천연 인간 혈청 알부민(UniProtKB - P02768 25-609)은 17개의 분자내 이황화물 결합을 형성하는 35개의 시스테인(Cys, C) 잔기를 함유하며, 유일한 유리 시스테인으로서 Cys-34를 남긴다. 이러한 유리 Cys-34는 다수의 반응성 산소종 (ROS) 및 반응성 질소종 (RNS)을 포획함으로써, 자유 라디칼 스캐빈저로서 기능하는 것으로 나타났다(문헌[Taverna et. al, Ann Intensive Care, 3:4 (2013)]). 따라서, 화학적 반응성 및 산화로 인한 불균질성의 위험을 최소화하기 위해, 이러한 유리 Cys를 Ser로 돌연변이시켜 서열 번호 26을 생성하였다.

성숙 GDF15(UniProtKB - Q99988 197-308)의 N 말단은 단백질분해 취약(liability) 부위(R198) 및 탈아미드화 취약 부위(N199)를 함유한다. 따라서, 융합 단백질은 GDF15(201-308)(서열 번호 31)를 함유하며, 이들 취약 부위가 결실되어 있다.

실시예 3: 발현 및 정제 방법

상기 실시예에 이용된 GLP1-GDF15 융합 단백질, GLP1-제1 링커-혈청 알부민(예를 들어, HSA, GSA) 단백질, 혈청 알부민(예를 들어, HSA, GSA)-제2 링커-GDF15 단백질, 및/또는 GDF15 단백질은 HEK Expi293F^TM(ThermoFisher Scientific, 카탈로그 번호 A14527) 또는 ExpiCHO-S^TM (ThermoFisher Scientific, 카탈로그 번호 A29127; 미국 매사추세츠주 월섬 소재)에서 발현되었다. HEK Expi293F^TM에서의 발현을 위해, GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 플라스미드를 제조사의 권고에 따라 일시적 형질감염에 의해 세포 내로 형질감염시켰다. 간략하게 말하면, 37℃, 8% CO₂, 및 125 RPM으로 설정된 진탕 인큐베이터 내에서 Expi293™ 발현 배지(ThermoFisher Scientific) 중에 Expi293F 세포를 현탁액 중에 유지하였다. 형질감염 당일에 세포 생존력을 95% 이상으로 유지하면서 ml당 2.5 x 10⁶개 세포로의 희석이 달성될 수 있도록 세포를 계대하였다. ExpiFectamine™ 293 형질감염 키트(ThermoFisher Scientific)를 사용하여 일시적 형질감염을 수행하였다. 형질감염시키고자 하는 희석된 세포의 매 ml마다, 1 마이크로그램의 플라스미드 DNA를 OptiMEM™ SFM 복합체 형성 배지 내로 희석하였다. ExpiFectamine™ 293 시약을 1:2.6 비(v/v, DNA:시약)로 사용하였으며, 또한 OptiMEM™ 내로 희석하고 실온에서 5 분 동안 인큐베이션되게 하였다. 희석된 DNA와 형질감염 시약을 20분 동안 배합하여, DNA/지질 복합체 형성을 가능하게 하고, 이어서 세포에 첨가하였다. 하룻밤 인큐베이션 후에, Expi293™ 공급물 및 ExpiFectamine™ 293 증강제를 세포에 첨가하였다. 세포를 37℃에서 4 일 동안 진탕하면서 배양한 후, 배양 상청액을 수확하였다.

37℃, 8% CO₂, 및 125 RPM으로 설정된 진탕 인큐베이터 내에서 ExpiCHO™ 발현 배지(ThermoFisher Scientific) 중에 ExpiCHO-S™ 세포를 현탁액 중에 유지하였다. 형질감염 당일에 세포 생존력을 98% 또는 그보다 더 우수하게 유지하면서 ml당 6.0 x 10⁶개 세포로의 희석이 달성될 수 있도록, 세포를 계대하였다. ExpiFectamine™ CHO 형질감염 키트(ThermoFisher Scientific)를 사용하여 일시적 형질감염을 실행하였다. 형질감염시키고자 하는 희석된 세포의 매 ml마다, 1 마이크로그램의 플라스미드 DNA를 OptiPRO™ SFM 복합체 형성 배지 내로 희석한다. ExpiFectamine™ CHO 시약을 1:3 비(v/v, DNA:시약)로 사용하고, 또한 OptiPRO™ 내로 희석한다. 희석된 DNA와 형질감염 시약을 1분 동안 배합하여, DNA/지질 복합체 형성을 가능하게 하고, 이어서 세포에 첨가하였다. 하룻밤 인큐베이션 후에, ExpiCHO™ 공급물 및 ExpiFectamine™ CHO 증강제를 세포에 첨가하였다. 세포를 32℃에서 5 일 동안 진탕하면서 배양한 후, 배양 상청액을 수확하였다.

수확된 배양 상청액으로부터 단일-단계 친화성 포획, 또는 친화성 포획에 이어서 분취용 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 폴리싱 단계를 사용하는 2-단계 공정에 의해 GLP1-GDF15 융합 단백질을 정제하였다. 일시적으로 형질감염된 ExpiCHO™ 세포로부터의 세포 상청액을 수지 ml당 10 mg 단백질의 대략적인 용량으로 사전-평형화된(dPBS, pH 7.2) HSA CaptureSelect 컬럼(ThermoFisher Scientific으로부터의 CaptureSelect Human Albumin Affinity Matrix) 상에 로딩하였다. 로딩 후, 최대 12 컬럼 부피(CV)의 dPBS(pH 7.2)에 이어서 3 CV의 50 mM 소듐 포스페이트(pH 7.4) 중의 1 M NaCl로 컬럼을 세척함으로써 미결합 단백질 및 불순물을 제거하였다. 컬럼에 결합된 GLP1-GDF15 융합 단백질을 최대 10 CV의 0.1 M 소듐 아세테이트(pH 3.5)로 10%(부피 기준)의 1 M 트리스(적정되지 않음)를 함유하는 분획관 내로 용출시켰다. 피크 분획을 풀링하고, 0.2 μm 막 위에서 여과한 후, dPBS(pH 7.2)로 완충액 교환하거나 4℃에서 SEC 단계를 계속하였다.

SEC 단계를 위해, 포획 단계로부터의 단백질을 적절한 부피까지 농축한 후에 26/60 superdex 200 컬럼(GE Healthcare; 영국 리틀 챌폰트소재) 상에 로딩하였다. SEC 컬럼으로부터 고순도(SDS-PAGE에 의해 결정됨)로 용출된 단백질 분획을 풀링하였다. BioTek Synergy HTTM 분광광도계 상에서 280 nm에서의 흡광도에 의해 (어느 하나의 방법으로부터의) 단백질의 농도를 결정하였다. 정제된 단백질의 품질을 SDS-PAGE 및 분석용 크기 배제 HPLC (SE-HPLC, Dionex HPLC 시스템)에 의해 평가하였다. LAL 검정(Pyrotell®-T, Associates of Cape Cod; 미국 매사추세츠주 이스트 팔마우스 소재)을 사용하여 내독소 수준을 측정하였다.

실시예 4: 하나의 분자 상에서 GLP1 및 GDF15 작용제 둘 모두의 전달에 의한 이중 표적 결합 및 상가 효과

고릴라 혈청 알부민(GSA)과 작용제의 융합체를 이용하는 8 일의 처리에 걸쳐 DIO 마우스에서 체중 손실을 평가함으로써, 하나의 분자 상에 GLP1 및 GDF15 작용제 둘 모두를 전달하는 것을 통해 상가 효과를 달성하는 잠재력을 시험하였다. 이들 공구 분자 내의 HSA에 대한 대용물로서 GSA를 사용하였다. 마우스는 8 nmol/㎏의 GLP1-GSA-GDF15(서열 번호 72), GLP1-GSA-GDF15(I89R)(서열 번호 73, I89R 돌연변이는 GDF15 활성을 제거함), GLP1(9-36)-GSA-GDF15(서열 번호 74, 또는 GSA-GDF15(서열 번호 75)의 피하 투여를 받았으며, 후자의 2개는 둘 모두 분해된 GLP1을 제공하도록 설계하였다. 동물의 2개의 추가 그룹이 대조군 및 참조로서 작용하였으며, 이들은 비히클을 단독으로 받는 하나의 군 또는 GLP1 작용제 둘라글루티드가 투여된 다른 군이었다. GLP1-GSA-GDF15(서열 번호 72)로 처리된 마우스는 GLP1(9-36)-GSA-GDF15(서열 번호 74), GLP1-GSA-GDF15(I89R)(서열 번호 73), 및 GSA-GDF15(서열 번호 75)로 처리된 것들보다 더 큰 체중 손실을 가졌으며, 이는 GLP1R 및 GFRAL 둘 모두가 단일 분자로 효능작용되어 상가 효능을 유발할 수 있다는 개념의 증거를 제공한다(도 2).

실시예 5: 시험관내 인간 GLP1R 효능, 생체외 인간, 및 생체내 마우스 혈장 안정성에 대한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체 및 제1 링커 펩티드의 효과

상이한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체 및 상이한 제1 링커 펩티드는 hGLP1-과발현 HEK 세포 내의 사이클릭 아데노신 모노포스페이트(cAMP) 수준을 측정하는 검정에서 시험관내 hGLP1 수용체 효능에 대해 상이한 효과를 갖는다. 키트 설명서에 따라 Lance 경쟁적 cAMP 면역검정(Perkin Elmer, 미국 매사추세츠주 월섬 소재)을 사용하여 세포내 cAMP 생성을 측정하는 세포-기반 검정에서 시험관내 GLP1R 효능에 대해 융합체를 스크리닝하였다. 마우스 또는 인간 GLP1R을 안정하게 발현하는 클론 HEK293 세포를 검정에 사용하였다. 생성된 데이터를 사용하여 Prism 통계 소프트웨어(GraphPad Software, 미국 캘리포니아주 샌디에고 소재)를 사용하여 화합물 EC₅₀ 값을 계산하였다. 일반적으로, GLP1 변이체(서열 번호 1)는 시험관내 hGLP1R 검정에서 다른 2개의 GLP1 변이체(서열 번호 2 및 서열 번호 3)보다 덜 강력하다.

인간 혈장에서의 생체외 안정성을 평가하였다. 약술하면, 동결되지 않은 신선한 인간 혈장을 헤파린 처리된 혈액으로부터 원심분리에 의해 생성하였다. 이 매트릭스 내에서 융합 단백질을 0, 4, 24, 48, 72, 및 96 시간 동안 부드럽게 혼합하면서 37℃에서 인큐베이션하였다. 인간 혈장에서 시간 경과에 따른 융합 분자의 GLP1 영역의 안정성을 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 모니터링하였다. 선택된 트립신분해 펩티드, 즉 HSE(HSEGTFTSDVSSYLEGQAAK)(서열 번호 76), HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77), 및 HGE-2(HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78)는 각각 GLP1 펩티드 또는 GLP1 변이체 펩티드(서열 번호 1, 2, 및 3)의 N-말단에 위치한다. 이들 선택된 트립신분해 펩티드를 항-GDF15 면역-친화성 포획 및 트립신 분해 후에 LC-MS/MS에 의해 모니터링하였으며, 이는 N-말단을 함유하는 온전한 GLP1을 갖는 융합 분자의 농도의 대용 척도로서 작용하였다. 이 방법론에 의해, 시험한 모든 분자는 인간 혈장에서 시간 경과에 따른 합리적인 GLP1 안정성을 입증하였다.

마우스에서 생체내 안정성을 평가하였다. 융합 단백질을 PBS(pH 7) 중의 2 mg/㎏의 용량으로 웅성 C57Bl/6 마우스에 피하 투여하였다. 투여 후 0, 4, 24, 및 48 시간에 프로테아제 억제제가 있는 K3E Sarstedt 혈액 수집관에 혈액 샘플을 수집하였다. 원심분리에 의해 혈장을 제조하였다. 마우스 생체내에서 시간 경과에 따른 융합 단백질의 GLP1 영역의 안정성을 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 모니터링하였다. 선택된 트립신분해 펩티드, 즉 HSE(HSEGTFTSDVSSYLEGQAAK)(서열 번호 76), HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77), 및 HGE-2(HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78)는 각각 융합 단백질을 함유하는 서열 번호 1, 2, 및 3의 N-말단에 위치한다. 이들 선택된 트립신분해 펩티드를 항-GDF15 면역-친화성 포획 및 트립신 분해 후에 LC-MS/MS에 의해 모니터링하였으며, 이는 N-말단을 함유하는 온전한 GLP1을 갖는 융합 단백질의 농도의 대용 척도로서 작용하였다. 이 방법론에 의해, 시험한 모든 분자는 마우스 생체내에서 시간 경과에 따른 합리적인 GLP1 안정성을 입증하였다.

표 7은 나타낸 GLP1-GDF15 융합 단백질에 대해, 둘 모두 질량 분석법에 의해 평가된, GLP1R 과발현 세포의 cAMP 수준, 생체외 인간 혈장 안정성, 및 생체내 마우스 혈장 안정성을 측정하는 시험관내 GLP1 수용체 효능에 대한 결과를 제공한다.

[표 7]

실시예 6: 제1 및 제2 링커 펩티드에서 세린 잔기를 제거함으로써 O-연결된 자일로실화를 제거함

자일로스 글리칸은 글리신-세린 링커에 부착되는 것으로 보고되었으므로(문헌[Spahr et. al, mAbs 6 (4): 904-914]), 글리신-세린 링커를 함유하는 분자를 O-연결된 자일로스 수준에 대해 시험하였다. 간략하게 말하면, 변성을 위해 pH 8.0으로 완충된 구아니딘-HCl에 희석한 후, 환원을 위해 DTT를 첨가하고 37℃에서 1 시간 동안 인큐베이션함으로써 샘플을 제조하였다. 환원 후에, 새로 제조된 요오도아세트아미드를 사용하여 암실에서 60 분 동안 실온에서 샘플을 알킬화하였다. 이어서, DTT를 샘플에 첨가하여 미반응 요오도아세트아미드를 킬레이트화하였다. 그 다음에, 제조사의 프로토콜에 따라 50 mM 트리스, 1 mM CaCl₂(pH 8.0) 중에 Zeba 스핀 탈염 컬럼을 사용하여 샘플을 탈염하고, 트립신(Promega)으로 4 시간 동안 37℃에서 분해하였다. 분해 후에, 분해 반응을 켄칭(quenching)하기 위해 각각의 샘플에 TFA를 첨가하였다. 분해된 샘플을 4℃에서 유지하고 24 시간 이내에 LC/MS 내로 주입하였다.

0.1 mL/min의 유속으로 Agilent Infinity 1290 UHPLC(Agilent Technologies)를 사용하여 Agilent AdvanceBio 펩티드 맵 소구경 고해상 컬럼(Peptide Map Micro Bore Rapid Resolution Column) 내로 분해된 샘플을 주입하였다. 컬럼 온도를 65℃로 유지하였다. 질량 분석법 등급 HPLC 용매(0.1% 포름산 및 B: 0.1% 포름산 중의 100% ACN)는 VWR로부터 구매하였다. 0.1% FA 중의 2 내지 40% ACN의 50 분 구배를 사용하여 단백질분해 펩티드를 컬럼으로부터 용출시켰다. 3.5 ㎸의 분무 전압, 시스 가스(sheath gas) 20, 보조 가스 7, 299℃의 이온 전달 튜브, 및 100℃의 기화기를 사용하는 가열된 전기분무 이온화 프로브(HESI)를 통해 Thermo Orbitrap Q-Exactive 질량 분석기 내로 컬럼 유출물을 도입하였다.

Orbitrap 검출, 70,000 해상도, 질량 범위 150 내지 2000 m/z, AGC 표적 1.0e6, 최대 주입 시간 50 ms, 1 마이크로스캔, 양의 극성으로 설정된 전구체 스캔으로 상위 2개 데이터 종속 실험을 수행하였다. 전구체 결정 기준은 단일동위원소 전구체 선택 - 펩티드, 전하 상태: 2 내지 7, 동적 배제: 6.0 초, 및 5e4의 전구체 강도 임계치였다. 1.6 m/z의 단리 윈도우(isolation window)를 갖는 사중극자에 의해 전구체 펩티드를 단리하고, 충돌 셀에 보냈다. 28의 충돌 에너지는 펩티드의 고에너지 충돌 해리(HCD)를 유발하였다. 이어서, 질량 측정을 위해 이들 단편을 orbitrap으로 옮겼다. Orbitrap 설정은 17,500 해상도, 200 내지 2000 m/z 범위, AGC 표적 5e5, 최대 주입 시간 100 ms, 1 마이크로스캔, 및 중심 모드로 획득된 스펙트럼이었다.

펩티드 매핑 데이터는 Byonic(Protein Metrics Inc.) 검색 알고리즘을 사용하여 처리된다. 코어 자일로스 글리코소아미노글리칸의 맞춤형 라이브러리 및 이들의 단일동위원소 질량을 Ser 특이적 변형으로서 검색 파라미터에 첨가하였다. 변형된 펩티드 종 및 변형되지 않은 펩티드 종의 추출된 이온 크로마토그램(XIC) 영역에 기초하는 정량화를 위해 Byonic 검색 결과를 Byologic(Protein Metrics Inc) 내로 유입시켰다.

G₄S 제1 및 제2 링커 펩티드를 함유하는 GLP1-GDF15 융합 단백질은 제1 및 제2 링커 펩티드의 세린 잔기 상에서 다양한 수준의 O-연결된 자일로실화를 나타냈다. 표 8은 ExpiCHO 세포로부터 일시적으로 발현된 3개의 그러한 분자의 결과를 나타낸다. 자일로스의 수준은 단백질 상황 의존적이었으며, GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 HSA 단백질에 연결하는 제1 링커 펩티드에서 '불검출' 내지 1%의 범위였고, HSA 단백질을 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체에 연결하는 제2 링커 펩티드에서 11.61% 내지 56.2%의 범위였다. 링커 펩티드에 대한 잠재적인 O-연결된 자일로실화 위험을 피하기 위하여, 제1 및/또는 제2 링커 펩티드에서 세린 잔기를 함유하지 않는 GLP1-GDF15 융합 단백질을 설계하고 생성하였다. 이들 GLP1-GDF15 융합 단백질은 AP 반복, G₄A 반복, 또는 폴리-글리신 반복을 포함하는 링커를 함유하였다.

[표 8]

실시예 7: GLP1R 및 GDF15R에 대한 시험관내 효능

GLP1-GDF15 융합 단백질의 시험관내 활성을 세포 기반 검정에서 GLP1R 및 GDF15R 효능 둘 모두에 대해 시험하였다. GDF15R(GFRAL) 활성은 인간 또는 사이노몰거스 원숭이 GFRAL 중 어느 하나를 과발현하도록 안정하게 형질감염된 SK-N-AS 인간 신경아세포종 세포에서 포스포-AKT(Ser473) 수준을 측정함으로써 결정하였다. 다양한 농도의 융합 분자로 GFRAL 발현 세포를 처리한 후 제조사의 설명서에 따라 포스포-AKT(Ser473) 검정 키트(Cisbio, 미국 매사추세츠주 베포드 소재)를 사용하여 AKT의 인산화를 측정하였다. 생성된 데이터를 사용하여 Prism 통계 소프트웨어(GraphPad Software, 샌디에고 소재)를 사용하여 화합물 EC₅₀ 값을 계산하였다. 표 9에서 시험된 GLP1-GDF15 융합 단백질은 유사한 GDF15R 효능을 가지며, EC₅₀은 4.6 내지 6.9 nM 범위이다.

인간, 마우스, 또는 사이노몰거스 원숭이 GLP1R을 과발현하도록 안정하게 형질감염된 클론 HEK293 세포에서 cAMP 수준을 측정함으로써 융합체의 GLP1R 효능을 결정하였다. 다양한 농도의 융합 분자로 세포를 처리한 후에 키트 설명서에 따라 Lance 경쟁적 cAMP 면역검정(Perkin Elmer, 미국 매사추세츠주 월섬 소재)을 사용하여 세포내 cAMP 생성을 측정하였다. 생성된 데이터를 사용하여 Prism 통계 소프트웨어(GraphPad Software, 샌디에고 소재)를 사용하여 화합물 EC₅₀ 값을 계산하였다.

GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 HSA 단백질에 연결하는 제1 링커 펩티드 내의 세린 잔기가 알라닌으로 대체되거나 제거되었을 때(G₄S로부터 G₄A 또는 유사한 길이의 폴리-G 링커로 전환됨), GLP1 활성은 인간 또는 마우스 GLP1R 검정에서 시험할 때 영향을 받지 않았다. 또한, HSA 단백질을 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체에 연결하는 제2 링커 펩티드를 GS-8x(G₄S)로부터 GA-8x(G₄A) 또는 10x(AP)로 변화시키는 것은 GLP1R 효능에 영향을 주지 않았다. 또한, 제1 링커(5X(G₄A), 8X(G₄A), 5X(AP), 10X(AP), 20X(AP), 25X(AP)) 내에 증가하는 수의 반복을 갖는 융합 단백질을 제조하고, 인간 GLP1R 검정에서 시험하였다. 결과는 이들 융합 단백질이 다양한 효능으로 GLP1R 신호전달을 활성화하였음을 입증하였다.

[표 9]

실시예 8: 단백질 순도 및 안정성에 대한 제1 및 제2 링커 펩티드의 효과

크기 배제 고성능 액체 크로마토그래피(SE-HPLC)를 사용하여, 응집체를 나타내는 고분자량(HMW) 종 및 단편을 나타내는 저분자량(LMW) 종 둘 모두뿐만 아니라 주 종의 백분율을 정량화함으로써 분자의 순도 및 안정성을 조사하였다. 간략하게 말하면, 단백질 순도를 결정하기 위하여, 1x DPBS(pH7.2)(Gibco 카탈로그 번호 14190-136) 이동상을 이용하여 Tosoh TSKgel BioAssist G3SWXL(카탈로그 번호 20026) 컬럼 상에 20 ㎍의 단백질을 주입하였다. 단백질 종을 실온에서 1 mL/min의 유속으로 용출시키고, 가변 파장 검출기를 구비한 Dionex Ultimate3000 HPLC 시스템을 사용하여 UV-280 nm 흡광도 값을 모니터링하였다. 단백질 안정성을 결정하기 위하여, 0.2 M 소듐 포스페이트(pH 7.0) 이동상을 이용하여 Tosoh TSKgel BioAssist G3SWXL(카탈로그 번호20026) 컬럼 상에 100 ㎍의 단백질을 주입하였다. 단백질 종을 실온에서 0.7 mL/min의 유속으로 용출시키고, 가변 파장 검출기를 구비한 Dionex Ultimate3000 HPLC 시스템을 사용하여 UV-280 nm 흡광도 값을 모니터링하였다. Chromeleon 소프트웨어를 사용하여 데이터를 분석한다.

GLP1-GDF15 융합 단백질을 ExpiCHO 세포에서의 일시적 발현으로부터 제조하고, 실시예 2에 기재된 방법에 따라 친화성 포획에 의해 정제하였으며, 10x(AP) 제2 링커 펩티드(서열 번호 28)(HSA 단백질을 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체에 연결함)를 갖는 GLP1-GDF15 융합 단백질은 GA-8x(G₄A) 제2 링커 펩티드(서열 번호 29)를 함유하는 분자와 비교하여 더 낮은 백분율의 저분자량(LMW) 종을 일관되게 유발하였다(표 10). 정제 중에 폴리싱 단계에 의해 LMW 종을 제거하였으며, 생성되는 최종 GLP1-GDF15 융합 단백질은 SE-HPLC에 의해 97% 초과의 순도였다.

이들 GLP1-GDF15 융합 단백질을 한정된 응력 조건 하에 안정성에 대해 시험하였다. 화학물질 유도 산화 응력을 강제하기 위하여, 샘플을 최종 농도 0.1%의 과산화수소에 노출시키고, 암실에서 6 시간 동안 인큐베이션한 후, 카탈라제를 첨가하여 반응을 중지시켰다. 금속 유도 산화 조건에서는, 최종 농도 30 μM의 2가 철을 샘플에 첨가하였다. 암실에서 2 주 동안 인큐베이션한 후, EDTA를 첨가하여 반응을 중지시켰다. 낮은 pH에서의 안정성을 시험하기 위하여, 샘플을 50 mM 아세테이트(pH 3.5) 완충액 내로 투석하고, 6 시간 동안 유지하고, 다시 0.1 M 소듐 포스페이트(pH 7.4)로 투석하였다. 열 응력 하에 샘플 안정성을 시험하기 위하여, 30 KDal의 분자량 컷오프(cut-off)를 갖는 초원심식 필터를 사용하여 이들을 대략 10 mg/ml로 농축하고 PBS 중에 40℃에서 2 주 동안 유지하였다. 전술한 화학물질- 또는 금속-유도 산화뿐만 아니라 낮은 pH 조건 또는 열 응력 조건을 겪는 이들 샘플을, 실온에서의 20-분 실행 동안 1 ml/min의 유속으로 분석용 크기-배제 크로마토그래피(TOSOH 컬럼) 하에 분석하였다. UV-280 nm(Agilent 1100 LC 시스템)에 대해 신호를 수집하고, Chemstation(Agilent)으로 데이터 분석을 실행한다.

표 11은 열 응력(2 주 동안 40℃) 하에 GLP1-GDF15 융합 단백질의 안정성에 대한 제2 링커의 영향을 나타낸다. 10x(AP) 제2 링커 펩티드(서열 번호 28)를 함유한 GLP1-GDF15 융합 단백질은 GA-8x(G₄A) 제2 링커 펩티드(서열 번호 29)를 함유하는 GLP1-GDF15 융합 단백질과 비교하여 더 낮은 수준의 LMW 종의 형성을 유발했으며, 이는, AP 제2 링커 펩티드가 G₄A 제2 링커 펩티드와 비교하여 열적으로 더 안정함을 나타낸다. 다른 시험된 응력 조건(낮은 pH, 금속- 또는 화학물질-유도 산화) 하에, 샘플의 LMW 종의 수준은 비-응력 샘플과 유사하게 최소 수준으로 유지된다.

시차 주사 열량법(DSC)을 수행하여 GLP1-HSA-GDF15 단백질의 열 안정성을 결정하였다. 자동화 MicroCal VP-Capillary DSC 기기를 사용하여 PBS(pH7.4) 완충액 중의 대략 0.5 내지 1 mg/ml에서 샘플을 평가하였다. 열 스캔은 1℃/min의 선형 속도로 25℃ 내지 95℃에 걸쳐 이어진다. 15 분의 사전-스캔 시간 및 10 초의 필터링 기간을 각각의 실행에 사용하였다. Origin7 소프트웨어 패키지 내의 비-2 상태 적합 기능(non-2 state fitting function)을 사용하여 데이터를 처리하였다. DSC 결과는 이들 GLP1-GDF15 융합 단백질이 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 함유하지 않는 HSA-GDF15 융합 단백질과 유사한 63 내지 72℃ 범위의 용융 온도(T_m)를 가짐을 입증하였다(표 12).

[표 10]

[표 11]

[표 12]

실시예 9: 생체외 인간 혈장 연구

GLP1-GDF15 융합 단백질의 안정성을 인간 혈장에서 생체외 평가하였다. 약술하면, 동결되지 않은 신선한 인간 혈장을 헤파린 처리된 혈액으로부터 원심분리에 의해 생성하였다. 이 매트릭스 내에서 융합 단백질을 0, 4, 24, 48, 72, 및 96 시간 동안 부드럽게 혼합하면서 37℃에서 인큐베이션하였다. 항-GDF15 항체를 이용한 면역-친화성 포획 및 항-HSA 항체("전체 포맷") 또는 항-GLP1 N-말단 특이적 항체("GLP1 활성 포맷")를 이용한 면역-검출에 의해 시간 경과에 따른 인간 혈장 내의 융합 분자의 농도를 모니터링하였다. 표 13 및 표 14는 이들 2개의 면역검정으로부터의 결과를 보여준다.

[표 13]

[표 14]

실시예 10: 다중종 약동학적 특성(Multispecies Pharmacokinetics)

마우스 약동학적 특성

서열 번호 50, 45, 46, 및 44로부터 유래된 GLP1-GDF15 융합 단백질을 PBS(pH 7) 중의 5 mg/㎏ IV 및 SC의 용량으로 자성 C57Bl/6 마우스에 투여하였다. 혈액 샘플을 수집하고, 혈장을 처리하고, 둘 모두의 투여 경로 후 최대 4일까지 약물 농도를 측정하였다. IV 및 SC 투여 후의 혈장 중의 분석물의 농도를 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 측정하였다. 트립신분해 펩티드, 즉, ALV(ALVLIAFAQYLQQSPFEDHVK)(서열 번호 79), HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77), 및 HGE-2 (HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78), 및 TDT(TDTGVSLQTYDDLLAK)(서열 번호 80)를 선택하였으며, 이들은 HSA 단백질의 N-말단, GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체의 N-말단, 및 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체의 C-말단 부근에 각각 위치한다. 이들 대용 펩티드를 모니터링하는 것은 GLP1-GDF15 융합 단백질의 각각의 영역(GLP1, HSA, GDF15)의 약동학적 평가를 가능하게 하였다. 혈장 약물 농도-시간 프로파일을 표 15 내지 표 22에 요약한다.

[표 15]

[표 16]

[표 17]

[표 18]

[표 19]

[표 20]

[표 21]

[표 22]

표 15 내지 표 22의 데이터를 사용하는 비구획 약동학 분석(NCA)은, C57BL/6 마우스에서 시험된 4개의 GLP1-GDF15 융합 단백질의 SC 및 IV 투여 후에 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체에 대해 14 내지 23 시간, GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체에 대해 22 내지 49 시간, 그리고 HSA 단백질에 대해 22 내지 47 시간의 말단 반감기를 나타냈다(표 23).

[표 23]

원숭이 약동학적 특성

서열 번호 33, 50, 45, 46, 및 44로부터 유래된 GLP1-GDF15 융합 단백질을 PBS(pH 7) 중의 0.5 mg/㎏ SC의 용량으로 무경험 웅성 사이노몰거스 원숭이(마카카 파시쿨라리스(Macaca fascicularis))에 투여하였다. 혈액 샘플을 수집하고, 혈장을 처리하고, 면역검정 생물분석을 사용하여 최대 21일까지 약물 농도를 측정하였다. 면역검정 전략은 항-GDF15 포획 항체 및 온전한 GLP1을 인식하는 항체("활성") 또는 HSA를 인식하는 항체("전체")를 이용한 검출을 포함하였다. 혈장 약물 농도-시간 프로파일이 표 24 및 표 25에 요약되어 있다.

[표 24]

[표 25]

표 24 및 표 25에서 데이터의 약동학적 분석은, SC 투여 후의 사이노몰거스 원숭이에서 활성 분자에 대해 2 내지 3 일, 전체 분자에 대해 5 내지 8 일의 말단 반감기를 나타냈다(표 26).

[표 26]

실시예 11: GLP1-GDF15 융합 단백질의 생체내 효능

C57BL/6 웅성 마우스에서의 음식 섭취의 평가: 본 실험의 목적은 C57BL/6 마우스에서 음식 섭취의 억제에 대한 서열 번호 50, 33, 49, 45, 46, 및 44에 상응하는 분자의 생체내 약력학적 효과를 입증하는 것이었다. 4:00 내지 5:00 pm의 GLP1-GDF15 융합 단백질(시험 품목) 또는 대조군(PBS 비히클 또는 둘라글루티드)의 피하 투여 전 및 후에 24-시간 음식 섭취를 측정하였다. 각각의 케이지에 대한 음식 중량의 변화를 매 24 시간마다 기록하였다. 결과는 처리 전 24 시간에 비교하여 음식 섭취의 변화 퍼센트로서 표현되며, 연구에 사용된 각각의 시험 품목의 순환 농도에 부분적으로 의존한다(도 4). 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 투여 후 24 시간에 시험 품목의 순환 농도를 결정하였다. 선택된 트립신분해 펩티드, 즉, ALV(ALVLIAFAQYLQQSPFEDHVK)(서열 번호 79), HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77), 및 HGE-2 (HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78), 및 TDT(TDTGVSLQTYDDLLAK)(서열 번호 80)를 모니터링하였으며, 이들은 HSA 단백질의 N-말단, GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체의 N-말단, 및 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체의 C-말단 부근에 각각 위치한다. VVS 펩티드(VVSVLTVLHQDWLNGK)(서열번호 82)는 둘라글루티드의 Fc 부분에 위치한다. 이들 대용 펩티드를 모니터링하는 것은 GLP1-GDF15 융합 단백질의 각각의 영역(GLP1, HSA, GDF15)의 약동학적 평가를 가능하게 하였다. 혈장 약물 농도는 도 5에 나타낸다. 결과는 C57BL/6 마우스에 대한 서열 번호 50, 33, 49, 45, 46, 및 44의 피하 투여가 비히클-처리 동물과 대비하여 음식 섭취를 유의하게 억제하였음을 나타냈다.

GFRAL KO 마우스에서의 GLP1R 매개 음식 섭취 효과의 평가: C57BL/6 마우스에서의 음식 섭취의 억제는 GLP1R 및 GDF15R(GFRAL) 결합 둘 모두의 결과이다. 음식 섭취에 대한 서열 번호 50, 33, 45, 46, 및 44의 GLP1R 특이적 효과를 결정하기 위하여, GFRAL이 결여된 마우스를 사용하였다. 이들 실험의 목적은 마우스에서 HSA-GDF15 융합체에 효과적인 것으로 예측되는 용량으로 융합 단백질이 투여될 때 이들에 의한 GLP1R 결합의 정도를 결정하는 것이었다(도 1 및 도 2 및 제US20170327560A1호). 4:00 내지 5:00 pm의 GLP1-GDF15 융합 단백질(시험 품목: 3 및 10 nmol/㎏) 또는 대조군(PBS 비히클 또는 둘라글루티드)의 피하 투여 전 및 후에 24-시간 음식 섭취를 측정하였다. 각각의 케이지에 대한 음식 중량의 변화를 매 24 시간마다 기록하였다. 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석 및 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체의 N-말단 부근에 위치된 트립신분해 펩티드, HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77) 또는 HGE-2(HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78)의 선택적 모니터링에 의해, 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 함유하는 융합 분자의 순환 농도를 투여 후 24 시간에 결정하였다. 결과는 HGE 펩티드(온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체)의 혈장 농도에 대한 음식 섭취의 변화 퍼센트로서 그래프로 나타낸다(도 6, 도 7, 및 도 8). 결과는 서열 번호 50, 33, 45, 46, 및 44를 갖는 융합 단백질의 전달이 HSA-GDF15에 대해 효과적인 것으로 이전에 입증된 용량에서 GLP1R 결합을 유발했음을 나타냈다. 의외로, GLP1R 결합은, 둘라글루티드보다 10 내지 30배 더 큰 GLP1 모이어티 노출을 가짐에도 불구하고, Fc-GLP1 작용제 둘라글루티드와 유사한 원하는 약력학적 반응을 유도하였다. 융합 단백질의 GLP1 성분이 생체내에서 둘라글루티드 만큼 강력해졌다면, GLP1R 결합은 원하는 것보다 훨씬 더 높았을 것이며, 이는 인간에서 예측되는 유해 사례, 예컨대 오심 및 구토를 잠재적으로 야기한다. 따라서, HSA-GDF15와의 융합체로서의 GLP1 펩티드의 전달은 2가지 작용제의 원하는 균형을 가능하게 하는 방식으로 GLP1R에서의 생체내 효능에 영향을 미친다.

공복 DIO 마우스에서의 GLP1R 매개 내당능의 평가: 췌장에서 GLP1R 효능작용은 향상된 인슐린 분비 및 증가된 글루코스 흡수를 유발하며, 식이-유도 비만 마우스에서 복막내 내당능 시험을 사용하여 측정될 수 있다. 이들 실험의 목적은 마우스에서 HSA-GDF15 융합체에 효과적인 것으로 예측되는 용량으로 융합 단백질이 투여될 때 이들에 의한 GLP1R 결합의 정도를 결정하는 것이었다(도 1 및 도 2 및 제US20170327560A1호). 비만을 유도하기 위해 6 주령부터 20 주령에 투여가 개시될 때까지 연구 식이 D12492 상에 웅성 C57BL/6 마우스를 유지하였다. 식후 혈당 및 체중 측정을 사용하여, 마우스를 처리군 내로 무작위배정하였다. 4:00 pm에, 물이 급이되는 깨끗한 케이지에 마우스를 옮기고; 연구 지속기간 동안 음식을 주지 않았다. 대조군(PBS 비히클 및 둘라글루티드) 및 시험 품목(서열 번호 33, 50, 49, 45, 46, 44, 및 36)(1, 3, 및 10 nmol/㎏)을 음식 제거 시에 피하 투여하였다. 투여 후 17 시간에, 기준선 글루코스를 수집하고, 체중 ㎏ 당 1 g의 글루코스를 복강내 투여하였다. 글루코스 볼루스 후 10, 30, 60, 및 120 분에 혈당을 측정하였다. 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석 및 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체의 N-말단 부근에 위치된 트립신분해 펩티드, HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77) 또는 HGE-2(HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78)의 선택적 모니터링에 의해, 온전한 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체를 함유하는 융합 분자의 순환 혈장 농도를 120 분 시점 직후에 결정하였다. 글루코스를 시간의 함수로서 그래프로 나타내고, 기준선 글루코스 수준에 대해 정규화한 후의 곡선하 면적(델타 AUC)을 각각의 동물에 대해 계산하였다. 결과는 HGE 펩티드(온전한 GLP1 작용제)의 혈장 농도에 대한 델타 AUC의 변화 퍼센트(비히클 처리에 비교하여)로서 그래프로 나타낸다(도 9, 도 10, 도 11, 및 도 12). 결과는 서열 번호 33, 50, 49, 45, 46, 44, 및 36을 갖는 융합 단백질의 전달이 HSA-GDF15에 대해 효과적인 것으로 이전에 입증된 용량에서 GLP1R 결합을 유발했음을 나타냈다. 의외로, GLP1R 결합은, 둘라글루티드보다 10 내지 30배 더 큰 GLP1 모이어티 노출을 가짐에도 불구하고, Fc-GLP1 작용제 둘라글루티드와 유사한 원하는 약력학 반응을 유도하였다. 융합 단백질의 GLP1 성분이 생체내에서 둘라글루티드 만큼 강력해졌다면, GLP1R 결합은 원하는 것보다 훨씬 더 높았을 것이며, 이는 인간에서 예측되는 유해 사례, 예컨대 오심 및 구토를 잠재적으로 야기한다. 따라서, HSA-GDF15와의 융합체로서의 GLP1 펩티드의 전달은 2가지 작용제의 원하는 균형을 가능하게 하는 방식으로 GLP1R에서의 생체내 효능에 영향을 미친다.

등급화 글루코스 주입을 이용한 영장류에서의 GLP1R 결합의 평가: 비인간 영장류에서의 정맥내 등급화 글루코스 주입(GGI) 시의 인슐린 분비를 사용하여 서열 번호 45 및 44의 GLP1R 결합을 평가하였다. 이들 실험의 목적은 비인간 영장류에서 HSA-GDF15 융합체에 효과적인 것으로 예측되는 용량으로 융합 단백질이 투여될 때 융합 단백질에 의한 GLP1R 결합의 정도를 결정하는 것이었다(문헌[Mullican et al., 2017] 및 제US20170327560A1호). 밤새 16-시간 공복 후에 진정된 사이노몰거스 원숭이에서 GGI 절차들을 수행하여 치료 반응과 기준선을 비교하였으며, 2개의 GGI 절차들 사이에는 14-일 회복 기간이 있었다. 1 일에, 음식 제거 직후에 동물에게 비히클을 투여하였다. 2 일에, 동물을 마취시키고, 10 분 간격으로 수집된 2개의 혈액 샘플로 기준선을 확립하였다. 8 mg/㎏/분의 글루코스 주입 속도로 0 분에 GGI1을 개시한 후, 12, 16, 및 24 mg/㎏/분의 주입이 이어졌다. 각각의 주입 속도를 40 분의 기간 동안 투여하였다. 글루코스, 인슐린, 및 C-펩티드의 측정을 위해 20-분 간격으로 혈액 샘플을 취하였고, 결과는 시간의 함수로서 그래프로 나타냈으며, 각각의 동물에서 측정된 각각의 분석물에 대해 곡선하 면적(AUC)을 결정하였다. 이어서, 동물을 GGI1로부터의 이들의 기준선 인슐린 분비 속도(ISR)에 기초하여 시험 품목 처리군 내로 무작위배정하였다. 15 일에, 밤새 공복 전에 다양한 용량 농도(0.1 내지 1.1 mg/㎏의 융합 단백질 및 0.016 내지 0.1의 둘라글루티드)로 시험 품목을 동물에게 투여하였다. 2 일에 대해 기재된 바와 같이 16 일에 제2 GGI(GGI2)를 수행하였다. 온전한 GLP1 펩티드 또는 펩티드 변이체를 갖는 시험 품목을 모니터링하도록 특이적으로 설계된 면역검정에 의해 글루코스 주입 전의 시점 0에 수집된 혈장 샘플에 대해 화합물 노출을 평가하였다. 도 13의 데이터는, 온전한 GLP1을 갖는 시험 품목의 혈장 농도에 대한, 기준선에 비교하여 글루코스 AUC에 대해 정규화된 ISR AUC에서의 처리 유도 배수 변화로서 보고된다. 둘라글루티드를 Fc-GLP1 작용제 참조로 사용하였다. 결과는 서열 번호 46 및 44를 갖는 융합 단백질의 전달이 HSA-GDF15에 대해 효과적인 것으로 이전에 입증된 용량에서 GLP1R 결합을 유발했음을 나타냈다. 의외로, GLP1R 결합은, 둘라글루티드보다 10 내지 30배 더 큰 GLP1 모이어티 노출을 가짐에도 불구하고, Fc-GLP1 작용제 둘라글루티드와 유사한 원하는 약력학적 반응을 유도하였다. 융합 단백질의 GLP1 성분이 생체내에서 둘라글루티드 만큼 강력해졌다면, GLP1R 결합은 원하는 것보다 훨씬 더 높았을 것이며, 이는 인간에서 예측되는 유해 사례, 예컨대 오심 및 구토를 잠재적으로 야기한다. 따라서, HSA-GDF15와의 융합체로서의 GLP1 펩티드의 전달은 2가지 작용제의 원하는 균형을 가능하게 하는 방식으로 GLP1R에서의 생체내 효능에 영향을 미친다.

도 6 내지 도 13에 나타낸 결과는, 전임상 종에서의 GLP1 생체내 활성 또는 효능이 둘라글루티드의 Fc 융합된 GLP1 펩티드와 비교하여 동종이량체 GLP1-GDF15 이중 작용제에서 감소됨을 입증한다. 이는 하나의 분자 상에서 작용제 둘 모두(GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체 및 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체)의 균형을 가능하게 하므로; 예측되는 치료 범위 내에서 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체 노출을 또한 달성하는 효과적인 농도에서 GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체의 전달을 가능하게 한다.

마우스에서 반복 투여 후 GLP1-GDF15 융합 단백질의 체중 손실 효능의 평가: 체중 손실을 야기하는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 능력을 식이 유도 비만 마우스에서 시험하였다. 7 일 동안 매일 다양한 농도의 시험 품목(서열 번호 45 및 44), 둘라글루티드, 또는 비히클 대조군을 마우스에 피하 투여하였다. 연구 전체에 걸쳐 체중을 모니터링하였고, 도 14는 0 일(제1 용량 직전에)과 대비하여 시간 경과에 따른 체중 변화 퍼센트를 나타낸다. 면역-친화성 포획-트립신 분해-LC-MS/MS 분석에 의해 7 일의 처리 후에 시험 품목의 순환 농도를 결정하였다. 선택된 트립신분해 펩티드, 즉, ALV(ALVLIAFAQYLQQSPFEDHVK)(서열 번호 79), HGE-1(HGEGTFTSDVSSYLEEQAAK)(서열 번호 77), 및 HGE-2 (HGEGTFTSDLSK)(서열 번호 78), 및 TDT(TDTGVSLQTYDDLLAK)(서열 번호 80)를 모니터링하였으며, 이들은 HSA 단백질의 N-말단, GLP1 펩티드 또는 GLP1 펩티드 변이체의 N-말단, 및 GDF15 단백질 또는 GDF15 단백질 변이체의 C-말단 부근에 각각 위치한다. VVS 펩티드(VVSVLTVLHQDWLNGK)(서열번호 82)는 둘라글루티드의 Fc 부분에 위치한다. 이들 대용 펩티드를 모니터링하는 것은 GLP1-GDF15 융합 단백질의 각각의 영역(GLP1, HSA, GDF15)의 약동학적 평가를 가능하게 하였다. 혈장 약물 농도는 도 15에 나타낸다. 결과는 서열 번호 45 및 44의 반복 투여가 농도 의존적 방식으로 식이 유도 비만 마우스에서 체중 손실을 유발한다는 것을 나타냈다.

비인간 영장류에서의 GLP1-GDF15 융합 단백질의 음식 섭취 효과의 평가.

음식 섭취를 감소시키는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 능력을 자발적으로 비만인 사이노몰거스 원숭이에서 시험하였다. 활성 GLP1 모이어티가 있는 다양한 농도의 시험 품목 및 활성 GLP1 모이어티가 없는 다양한 농도의 시험 품목(각각 서열 번호 44 및 83; GDF15 펩티드에 융합된 AP10 링커에 융합된 HSA 펩티드를 포함하는 서열 번호 83은 미국 특허 제10,336,812호에 이전에 개시되었음) 또는 비히클을 QW로 4 주의 기간 동안 대상체에게 피하 투여하였다. 음식 섭취는 투여 전 및 연구 전체에 걸쳐 모니터링하였다. 기준선에서의, 그리고 시험 품목의 각각의 투여 후의 음식 섭취의 3-일 변화 퍼센트를 도 16에 나타낸다. "전체" 분자(HSA 검출) 및 "활성" GLP1 모이어티(N-말단 GLP1 펩티드 검출)를 검출하기 위해 2개의 별개의 면역검정 방법을 사용하여, 연구 중에 사이노몰거스 원숭이 혈장 중의 서열 번호 44 및 83의 농도를 결정하였다. 혈장 약물 농도는 도 17 및 도 18에 나타낸다. 결과는 서열 번호 44 및 83의 투여가 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 음식 섭취를 감소시킴을 나타냈다.

비인간 영장류에서의 21-일 용량 증가 후의 GLP1-GDF15 융합 단백질의 음식 섭취 및 체중 효과의 평가.

자발적으로 비만인 사이노몰거스 원숭이에서 음식 섭취를 감소시키고 체중 손실을 야기하는 GLP1-GDF15 융합 단백질의 능력을 시험하였다. 활성 GDF15 및 GLP1 둘 모두, 활성 GDF15 단독, 또는 활성 GLP1 모이어티 단독(각각 서열 번호 44, 83, 84; 서열번호 84는 I89R 돌연변이를 갖는 GDF15 펩티드에 융합된 AP10 링커 펩티드에 융합된 HSA 펩티드에 융합된 AP5 링커 펩티드에 융합된 GLP1 펩티드를 포함함; I89R 돌연변이를 갖는 GDF15 펩티드는 미국 특허 제10,336,812호에 이전에 개시되었음)을 함유하는 시험 품목을 21 일의 기간 동안 매 3 일마다 대상체에 피하 투여하였다. 0 일에 제공된 초기 용량은 0.7 nmol/㎏이었고, 각각의 투여 시에 최대 20 nmol/㎏까지 증가시켰다. 투여 전의, 21-일 처리 기간 중의, 그리고 시험 품목 세척 중의 매일 음식 섭취를 도 19에 나타낸다. 연구 전체에 걸쳐 체중을 모니터링하였고, 도 20은 기준선과 대비하여 시간 경과에 따른 체중 변화 퍼센트를 나타낸다. "전체" 분자(HSA 검출; 서열 번호 44, 83, 84) 및 "활성" GLP1 모이어티(N-말단 GLP1 펩티드 검출; 서열 번호 44 및 84에 대해서만)를 검출하기 위해, 2가지의 별개의 면역검정 방법을 사용하여 연구 중에 사이노몰거스 원숭이 혈장 중의 시험 품목의 농도를 결정하였다. 혈장 약물 농도는 도 21 및 도 22에 나타낸다. 결과는 서열 번호 44, 83, 84의 반복 투여가 자발적으로 비만인 비인간 영장류에서 음식 섭취의 감소 및 후속적인 체중 손실을 유발함을 나타냈다.

당업자는 광범위한 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고서 전술된 실시 형태에 변경이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시 형태로 제한되는 것이 아니라, 본 명세서에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주 내의 변형들을 포함하도록 의도됨이 이해된다.

본 명세서에 인용된 모든 문헌은 참고로 포함된다.

SEQUENCE LISTING <110> Janssen Pharmaceutica NV <120> Glucagon Like Peptide 1 (GLP1)-Growth Differentiation Factor 15 (GDF15) Fusion Proteins and Uses Thereof <130> 688097-887WO <150> US62/784603 <151> 2018-10-22 <160> 84 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 30 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> (A8S, A30E) GLP-1(7-36) <400> 1 His Ser Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Gly 1 5 10 15 Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Glu Trp Leu Val Lys Gly Arg 20 25 30 <210> 2 <211> 30 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> (A8G, G22E, R36G) GLP1(7-36) <400> 2 His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Val Ser Ser Tyr Leu Glu Glu 1 5 10 15 Gln Ala Ala Lys Glu Phe Ile Ala Trp Leu Val Lys Gly Gly 20 25 30 <210> 3 <211> 39 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Exendin 4 (1-39) <400> 3 His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu 1 5 10 15 Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn Gly Gly Pro Ser 20 25 30 Ser Gly Ala Pro Pro Pro Ser 35 <210> 4 <211> 28 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Exendin 4 (1-28) <400> 4 His Gly Glu Gly Thr Phe Thr Ser Asp Leu Ser Lys Gln Met Glu Glu 1 5 10 15 Glu Ala Val Arg Leu Phe Ile Glu Trp Leu Lys Asn 20 25 <210> 5 <211> 10 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-1 <400> 5 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 1 5 10 <210> 6 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-2 <400> 6 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 1 5 10 15 Ala Pro Ala Pro 20 <210> 7 <211> 30 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-3 <400> 7 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 1 5 10 15 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 20 25 30 <210> 8 <211> 40 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-4 <400> 8 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 1 5 10 15 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 20 25 30 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 35 40 <210> 9 <211> 50 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-5 <400> 9 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 1 5 10 15 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 20 25 30 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 35 40 45 Ala Pro 50 <210> 10 <211> 24 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-6 <400> 10 Ala Ser Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro 1 5 10 15 Ala Pro Ala Pro Ala Pro Gly Ser 20 <210> 11 <211> 14 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-7 <400> 11 Ala Ser Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Ala Pro Gly Ser 1 5 10 <210> 12 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-8 <400> 12 Ala Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser 1 5 10 <210> 13 <211> 42 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-9 <400> 13 Ala Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser 20 25 30 Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser 35 40 <210> 14 <211> 12 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-10 <400> 14 Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 1 5 10 <210> 15 <211> 42 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-11 <400> 15 Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 20 25 30 Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 35 40 <210> 16 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-12 <400> 16 Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 1 5 10 15 <210> 17 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-13 <400> 17 Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Ala 20 <210> 18 <211> 25 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-14 <400> 18 Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 20 25 <210> 19 <211> 30 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-15 <400> 19 Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 20 25 30 <210> 20 <211> 40 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-16 <400> 20 Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala Gly Gly 20 25 30 Gly Gly Ala Gly Gly Gly Gly Ala 35 40 <210> 21 <211> 20 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> First linker peptide 1-17 <400> 21 Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly 1 5 10 15 Gly Gly Gly Gly 20 <210> 22 <211> 25 <212> 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Claims (20)

1. 글루카곤-유사 펩티드-1(GLP1: glucagon-like peptide-1) 펩티드, 제1 링커 펩티드, 혈청 알부민 단백질, 제2 링커 펩티드, 및 성장 분화 인자 15(GDF15: growth differentiation factor 15) 단백질을 포함하는 GLP1/GDF15 융합 단백질.
2. 제1항에 있어서, GLP1 펩티드가 서열 번호 1 내지 4로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질.
3. 제1항에 있어서, 제1 링커 펩티드가 서열 번호 5 내지 25로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질.
4. 제1항에 있어서, 혈청 알부민 단백질이 서열 번호 26 또는 서열 번호 27로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질.
5. 제1항에 있어서, 제2 링커 펩티드가 서열 번호 28 내지 30으로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질.
6. 제1항에 있어서, GDF15 단백질이 서열 번호 31 또는 서열 번호 32로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질.
7. 제1항에 있어서, 서열 번호 33 내지 74 및 84로 이루어진 군으로부터 선택되는 아미노산 서열을 포함하는 GLP1-GDF15 융합 단백질.
8. 제1항의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 단리된 핵산.
9. 제8항의 단리된 핵산을 포함하는 벡터.
10. 제8항의 단리된 핵산 또는 제9항의 벡터를 포함하는 숙주 세포.
11. 제1항의 GLP1-GDF15 융합 단백질 및 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 약제학적 조성물.
12. 비만, 제I형 또는 제II형 당뇨병, 대사 증후군, 인슐린 저항성, 내당능 장애, 고혈당증, 고인슐린혈증, 고트라이글리세라이드혈증, 선천성 고인슐린증(CHI)으로 인한 저혈당증, 이상지질혈증, 죽상경화증, 당뇨병성 신장병증, 및 다른 심혈관 위험 인자, 예컨대 고혈압 및 관리되지 않은 콜레스테롤 및/또는 지질 수준과 관련된 심혈관 위험 인자, 골다공증, 염증, 비알코올성 지방간 질병(NAFLD), 비알코올성 지방간염(NASH), 신장 질병, 및 습진으로 이루어진 군으로부터 선택되는 질병 또는 장애의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에게 제11항의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 상기 질병 또는 장애의 치료 또는 예방을 필요로 하는 대상체에서 상기 질병 또는 장애를 치료하거나 예방하는 방법.
13. 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에게 제11항의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 음식 섭취의 감소를 필요로 하는 대상체에서 음식 섭취를 감소시키는 방법.
14. GLP1 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 제11항의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GLP1 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GLP1 수용체 활성을 조절하는 방법.
15. GDF15 수용체(GFRAL) 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에게 제11항의 유효량의 약제학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, GDF15 수용체 활성의 조절을 필요로 하는 대상체에서 GDF15 수용체 활성을 조절하는 방법.
16. 제12항에 있어서, 약제학적 조성물이 주사를 통해 투여되는 방법.
17. 제1항의 GLP1-GDF15 융합 단백질, 제8항의 단리된 핵산, 및/또는 제9항의 벡터를 포함하는 키트.
18. 제17항에 있어서, 주사를 위한 장치를 추가로 포함하는 키트.
19. GLP1-GDF15 융합 단백질을 약제학적으로 허용가능한 담체와 조합하여 약제학적 조성물을 얻는 단계를 포함하는, 제1항의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 포함하는 약제학적 조성물을 생성하는 방법.
20. GLP1-GDF15 융합 단백질을 생성하는 조건 하에 GLP1-GDF15 융합 단백질을 인코딩하는 핵산을 포함하는 세포를 배양하는 단계, 및 GLP1-GDF15 융합 단백질을 세포 또는 배양물로부터 회수하는 단계를 포함하는, 제1항의 GLP1-GDF15 융합 단백질을 생성하는 방법.

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