KR20220145918A - 고 m6p 재조합 단백질의 선택 방법 - Google Patents

Abstract

재조합 인간 리소좀 단백질의 생성, 포획 및 정제 방법이 기재되어 있다. 이러한 재조합 인간 리소좀 단백질은 고함량의 만노스-6-인산염 잔기를 가질 수 있다. 또한, 이러한 재조합 인간 리소좀 단백질을 포함하는 약제학적 조성물뿐만 아니라, 치료 방법 및 이러한 재조합 인간 리소좀 단백질의 용도가 기재되어 있다.

Description

고 M6P 재조합 단백질의 선택 방법 {METHOD FOR SELECTION OF HIGH M6P RECOMBINANT PROTEINS}

본 발명의 원리 및 구현예는 일반적으로 재조합 단백질, 특히, 만노스-6-인산염의 고 함량을 갖는 리소좀 효소의 제조에 관한 것이다.

리소좀 저장 장애는 리소좀으로 일컬어지는 세포내 구획 내의 세포 글리코스핑고리피드(glycosphingolipid), 글리코겐 또는 뮤코다당류(mucopolysaccharide)의 축적을 특징으로 하는 상염색체 열성 유전병 그룹이다. 이들 질병을 갖는 개체는, 이후, 리소좀 내에 누적되는 이들 기질 중 하나 이상의 가수분해의 촉매에 결함이 있는 효소를 코딩하는 돌연변이 유전자를 보유한다. 예를 들어, 산 말타제 결핍증 또는 글리코겐 저장 질병 II형으로도 일컬어지는 폼페병(Pompe disease)은 수종의 리소좀 저장 장애 중 하나이다. 리소좀 장애의 다른 예는 고셔병, G_M1-강글리오시드축적증, 푸코시드축적증, 뮤코다당증, 후를러-샤이에 질병(Hurler-Scheie disease), 니만-피크(Niemann-Pick) A 및 B 질병 및 파브리병(Fabry disease)을 포함한다. 폼페병은 또한 신경근 질병 또는 대사 근육병으로서 분류된다.

폼페병은 40,000명 중 약 1명꼴로 발생하는 것으로 추정되며, 또한 통상적으로 산 α-글루코시다제로서 일컬어지는 효소 리소좀 α-글루코시다제(EC:3.2.1.20)를 코딩하는 GAA 유전자의 돌연변이에 의해 야기된다. 산 α-글루코시다제는 리소좀 내에서 글루코스로의 가수분해를 촉매함으로써, 동물에서 글루코스의 주요 저장형인 분지쇄 다당류인 글리코겐의 대사에 관여한다. 폼페병을 가진 개체는, 불활성이거나, 활성이 감소된 돌연변이체인 결함이 있는 산 α-글루코시다제를 생성하기 때문에, 글리코겐 분해가 서서히 이루어지거나, 전혀 이루어지지 않고, 글리코겐이 다양한 조직, 특히 횡문근의 리소좀 내에 축적되어, 진행성 근육 약화 및 호흡 부전을 포함하는 다양한 종류의 임상 징후를 야기한다. 심근 및 골격근과 같은 조직이 특히 영향을 받는다.

폼페병은 효소 결핍증의 정도, 중증도 및 발병 연령에서 광범위하게 다양할 수 있고, GAA 유전자에서 500개 이상의 상이한 돌연변이가 확인되었으며, 이중 많은 것은 다양한 중증도의 질병 증상을 야기한다. 이 질병은 조기 발병 또는 유년기 및 후기 발병의 다양한 유형으로 분류된다. 질병의 조기 발병 및 더 낮은 효소 활성은 일반적으로 더욱 심각한 임상 경과와 관련된다. 산 α-글루코시다제의 완전하거나, 거의 완전한 결핍으로 인한 유년기 폼페병이 가장 심각하며, 근육 긴장의 심각한 결여, 약화, 비대해진 간 및 심장, 심근병증을 포함하는 증상을 나타낸다. 혀가 비대해지고, 돌출되어, 삼키는 것이 어려워질 수 있다. 대부분의 발병 소아는 2세 이전에 호흡기 또는 심장 합병증으로 사망한다. 후기 발병 폼페병은 12개월을 초과하는 임의의 연령에서 나타날 수 있으며, 심장 관련성이 부재하고, 단기 예후가 더 양호한 것을 특징으로 한다. 증상은 진행성 골격근 기능이상과 관련되며, 몸통, 근위부 하지 및 횡격막의 일반적인 근육 약화 및 호흡근의 소모를 수반한다. 일부 성인 환자는 주요 증상이나 운동 제한이 부재한다. 예후는 일반적으로 호흡근 관련 정도에 따라 달라진다. 폼페병을 갖는 대부분의 대상체는 결국 휠체어 및 보조 환기를 사용할 필요가 있는 신체적 기능저하로 진행되며, 종종, 호흡 부전으로 인한 조기 사망이 발생한다.

폼페병에 대한 최근 치료 선택권으로는 재조합 인간 산 α-글루코시다제(rhGAA)를 사용한 효소 대체 요법(ERT)이 포함된다. 기존 rhGAA 제품은 Genzyme사로부터의 상표명 알글루코시다제 알파, 마이오자임(Myozyme)® 또는 루미자임(Lumizyme)®으로 공지되어 있다. ERT는 환자의 평생 동안 요구되는 만성 치료이며, 정맥내 주입에 의한 대체 효소의 투여를 포함한다. 그 후, 대체 효소는 순환계로 수송되고, 세포 내의 리소좀으로 유입되어, 축적된 글리코겐을 분해하는 작용을 하여, 결함이 있는 내산성 돌연변이 효소의 활성 결함을 보충함에 따라, 질병 증상을 경감시킨다. 유년기 발병 폼페병을 갖는 대상체에서, 알글루코시다제 알파에 의한 처리는, 역대 대조군과 비교하여, 생존을 유의하게 개선하는 것으로 나타났으며, 후기 발병 폼페병에서, 알글루코시다제 알파는, 완만한 것일지라도, 위약과 비교하여, 6-분 보행 시험(6MWT) 및 노력성폐활량(forced vital capacity)(FVC)에서, 통계적으로 유의한 효과를 가진 것으로 나타났다.

그러나, 대부분의 대상체는, 알글루코시다제 알파에 의한 처리가 진행되는 동안, 안정하게 유지되거나, 계속 악화된다. 알글루코시다제 알파에 의한 ERT의 분명한 차선적 효과의 원인은 불분명하나, 부분적으로는, 근본적인 근육 병리학의 진행성 성질 또는 현 ERT의 저조한 조직 표적화로 인한 것일 수 있다. 예를 들어, 주입된 효소는 혈장의 pH(약 pH 7.4)를 포함하여, 중성 pH에서 안정하지 못하며, 순환계 내에서 비가역적으로 불활성화될 수 있다. 추가로, 주입된 알글루코시다제 알파는, 가능하게는 만노스-6-인산염(M6P) 잔기에 의한 부적절한 글리코실화로 인해, 주요 질병-관련 근육에서 불충분한 흡수를 나타낸다. 이러한 잔기는 세포 표면의 양이온-비의존성 만노스-6-인산염 수용체(CIMPR)와 결합하여, 효소가 세포 및 그 내부의 리소좀으로 유입될 수 있도록 한다. 따라서, 적당량의 활성 효소가 리소좀에 도달할 수 있도록 하기 위해, 고 투여량의 효소가 효과적인 치료를 위해 필요할 수 있으며, 이는 이러한 요법에 비용과 시간이 소모되도록 한다.

rhGAA에는 7개의 잠재적인 N-연결된 글리코실화 부위가 존재한다. 존재하는 N-연결된 올리고당류(N-글리칸)의 유형에서, 각각의 글리코실화 부위가 이종이므로, rhGAA는 M6P 수용체 및 다른 탄수화물 수용체에 대해 다양한 결합 친화도를 갖는 N-글리칸과 단백질의 복합체 혼합물로 이루어진다. 하나의 M6P 기(단일-M6P)를 갖는 고만노스 N-글리칸을 함유하는 rhGAA는 CIMPR과 낮은(약 6,000 nM) 친화도로 결합하나, 동일한 N-글리칸에 2개의 M6P 기(이중-M6P)를 함유하는 rhGAA는 높은(약 2 nM) 친화도로 결합한다. 비인산화된 단일-M6P, 및 이중-M6P 글리칸의 대표적인 구조가 도 1a에 도시되어 있다. 만노스-6-P 기는 도 1b에 도시되어 있다. 리소좀 내의 경우, rhGAA는 축적된 글리코겐을 효소적으로 분해할 수 있다. 그러나, 기존 rhGAA는 M6P- 및 이중-M6P 보유 글리칸의 총 수준이 낮으며, 따라서, 근육 세포를 불충분하게 표적화함으로써, 리소좀으로의 rhGAA의 저조한 전달을 야기한다. rhGAA의 생산적 약제 표적화가 도 2a에 도시되어 있다. 이들 기존 제품 내의 대부분의 rhGAA 분자는 인산화된 N-글리칸을 갖지 않음으로써, CIMPR에 대한 친화도가 부재한다. 비인산화된 고만노스 글리칸은 또한 만노스 수용체에 의해 배출될 수 있으며, 이는 ERT의 비생산적 배출을 야기한다(도 2b).

갈락토스 및 시알산을 함유하는 복합체 탄수화물인 다른 유형의 N-글리칸이 또한 rhGAA에 존재한다. 복합체 N-글리칸이 인산화되어 있지 않으므로, 이는 CIMPR에 대한 친화도를 갖지 않는다. 그러나, 갈락토스 잔기가 노출되어 있는 복합체 유형 N-글리칸은 간의 간세포에서 아시알로당단백질 수용체에 대해, 중간 정도의 친화도 내지 높은 친화도를 가지며, 이는 rhGAA의 빠른 비생산적 배출을 야기한다(도 2b).

기존의 rhGAA, 예컨대 마이오자임®, 루미자임® 또는 알글루코시다제 알파를 제조하기 위해, 사용되는 현재의 제조 공정은, 세포성 탄수화물 처리가 자연 발생적으로 복잡하고, 조작하기가 매우 까다롭기 때문에, 유의하게 증가된 함량의 M6P 또는 이중-M6P를 갖지 못한다. 따라서, rhGAA의 신규 제조, 포획 및 정제 공정과 같은, 폼페병 치료를 위한 효소 대체 요법에 대한 추가의 개선이 여전히 필요하다.

유사하게, 다른 리소좀 효소와 같이 리소좀으로 표적화되는 다른 재조합 단백질이 또한 CIMPR과 결합한다. 그러나, 리소좀으로 표적화된 기존의 다른 재조합 단백질을 제조하기 위해, 사용되는 현재의 제조 공정은 M6P 또는 이중-M6P의 고 함량을 재조합 단백질에 제공하지 않는다. 따라서, 이들 다른 재조합 단백질의 제조, 포획 및 정제 공정에서의 추가의 개선이 또한 여전히 필요하다.

본 발명의 일 양태는 재조합 인간 리소좀 단백질을 생성하는 방법에 관한 것이다. 이 양태의 다양한 구현예에서, 이 방법은 생물반응기에서 재조합 인간 리소좀 단백질을 분비하는 숙주 세포를 배양하는 단계, 생물반응기로부터 배지를 회수하는 단계, 배지를 여과하여, 여과물을 제공하는 단계, 리소좀 단백질을 포획하기 위해, 음이온 교환 크로마토그래피(AEX) 칼럼에 여과물을 로딩하는 단계 및 제1 단백질 산물을 AEX 칼럼으로부터 용리시키는 단계를 포함한다.

하나 이상의 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질은 재조합 인간 α-글루코시다제(rhGAA)이다. 하나 이상의 구현예에서, rhGAA는 SEQ ID NO: 2와 적어도 95% 동일한 아미노산 서열을 포함한다.

하나 이상의 구현예에서, 이 방법은 추가로 제1 단백질 산물을 크로마토그래피 칼럼에 로딩하는 단계, 및 제2 단백질 산물을 칼럼으로부터 용리시키는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 칼럼은 고정 금속 친화도 크로마토그래피(IMAC) 칼럼이다.

하나 이상의 구현예에서, 이 방법은 제2 단백질 산물을 크로마토그래피 칼럼에 로딩하는 단계, 및 제3 단백질 산물을 크로마토그래피 칼럼으로부터 용리시키는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 제3 크로마토그래피 칼럼은 양이온 교환 크로마토그래피(CEX) 칼럼 및 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 칼럼으로부터 선택된다.

하나 이상의 구현예에서, 배지의 여과는 교대 접선 유동 여과(ATF) 및 접선 유동 여과(TFF)로부터 선택된다.

하나 이상의 구현예에서, 이 방법은 제1 단백질 산물, 제2 단백질 산물 및 제3 단백질 산물 중 하나 이상에서 바이러스를 불활성화시키는 단계를 추가로 포함한다.

하나 이상의 구현예에서, 이 방법은 제2 단백질 산물 또는 제3 단백질 산물을 여과하여, 여과 산물을 제공하는 단계 및 여과 산물로 바이알을 충전하는 단계를 추가로 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 이 방법은 여과 산물을 동결건조하는 단계를 추가로 포함한다.

하나 이상의 구현예에서, 숙주 세포는 중국 햄스터 난소(CHO) 세포를 포함한다. 일부 구현예에서, 숙주 세포는 CHO 세포주 GA-ATB-200 또는 ATB-200-X5-14 또는 이들의 계대배양물을 포함한다.

하나 이상의 구현예에서, (i) 제1 단백질 산물 또는 제2 단백질 산물 또는 제3 단백질 산물 중 적어도 90%가 양이온-비의존성 마노스-6-인산염 수용체(CIMPR)와 결합하거나, (ii) 제1 단백질 산물 또는 제2 단백질 산물 또는 제3 단백질 산물 중 적어도 90%가 단일-만노스-6-인산염(단일-M6P) 또는 이중-만노스-6-인산염(이중-M6P)을 보유하는 N-글리칸을 함유한다.

하나 이상의 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질은 7개의 잠재적 N-글리코실화 부위를 포함하는 rhGAA이고, rhGAA 분자 중 적어도 50%는 제1 부위에 2개의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위를 포함하고, rhGAA 분자 중 적어도 30%는 제2 부위에 1개의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위를 포함하고, rhGAA 분자 중 적어도 30%는 제4 부위에 2개의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위를 포함하고, rhGAA 분자 중 적어도 20%는 제4 부위에 1개의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태는 본 명세서에 기재된 방법 중 임의의 것에 의해 제조된 재조합 단백질 산물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양태는 재조합 단백질 산물 및 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약제학적 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양태는 리소좀 저장 장애를 치료하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 이 약제학적 조성물을 필요로 하는 환자에 이를 투여하는 단계를 포함한다.

하나 이상의 구현예에서, 리소좀 저장 장애는 폼페병이고, 재조합 단백질은 rhGAA이다. 하나 이상의 구현예에서, 환자에 rhGAA 산물을 포함하는 약제학적 조성물의 투여 4시간 이내에 α-글루코시다제의 약리학적 샤프론(pharmacological chaperone)이 공동 투여된다. 일부 구현예에서, 약리학적 샤프론은 1-데옥시노지리마이신 및 N-부틸-데옥시노지리마이신으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 약리학적 샤프론은 rhGAA 산물과 공동 제형화된다.

다양한 구현예가 하기에 열거된다. 하기에 열거된 구현예는 하기에 열거된 것뿐만 아니라, 본 발명의 범위에 따른 다른 적절한 조합으로 조합될 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명의 추가의 특징은 하기에 작성된 기재내용 및 첨부 도면으로부터 명징해질 것이다:
도 1a는 비인산화된 고만노스 글리칸, 단일-M6P 글리칸, 및 이중-M6P 글리칸을 도시한다.
도 1b는 M6P 기의 화학적 구조를 도시한다.
도 2a는 M6P를 보유하는 글리칸을 통한 표적 조직(예를 들어, 폼페병이 있는 대상체의 근육 조직)으로의 rhGAA의 생산적 표적화를 기재한다.
도 2b는 비 M6P 글리칸과 비 표적 조직의 결합에 의하거나, 비 표적 조직(예를 들어, 간 및 비장)으로의 비 생산적 약제 배출을 기재한다.
도 3a는 CIMPR 수용체(또한 IGF2 수용체로 일컬어짐) 및 이러한 수용체의 도메인을 그래프에 의해 도시한다.
도 3b는 CIMPR에 대한, 이중- 및 단일-M6P를 보유하는 글리칸의 결합 친화도(nmol당), 만노스 수용체에 대한 고만노스-형 글리칸의 결합 친화도 및 아시알리오당단백질 수용체에 대한, 탈시알리화된 복합체 글리칸의 결합 친화도를 보여주는 표이다. M6P 및 이중-M6P를 보유하는 글리칸을 갖는 RhGAA는 근육에서 CIMPR과 생산적으로 결합할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 각각 루미자임® 및 마이오자임®의 CIMPR 친화도 크로마토그래피의 결과를 도시하는 그래프이다. 점선은 M6P 용리 구배를 나타낸다. M6P에 의한 용리는 글리칸을 포함하는 M6P를 통해 결합된 GAA 분자를 CIMPR로 대체시킨다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 루미자임® 내의 GAA 활성의 78%는 M6P의 첨가 전에 용리되었다. 도 2b는 73%의 GAA 마이오자임® 활성이 M6P의 첨가 전에 용리됨을 도시한다. 루미자임® 또는 마이오자임® 중 각각 단지 22% 또는 27%의 rhGAA만이 M6P에 의해 용리되었다. 이들 도면은, 이들 2종의 기존 rhGAA 제품의 대부분의 rhGAA가 표적 근육 조직에서 CIMPR을 표적화하기 위해 필요한 M6P를 갖는 글리칸이 부재함을 도시한다.
도 5는 rhGAA를 인코딩하는 DNA에 의한 CHO 세포의 형질전환을 위한 DNA 작제물을 도시한다. CHO 세포를 rhGAA를 인코딩하는 DNA 작제물에 의해 형질전환하였다.
도 6은 재조합 리소좀 단백질의 제조, 포획 및 정제를 위한 예시적 공정의 도식적 도표이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 마이오자임® 및 ATB200 rhGAA의 CIMPR 친화도 크로마토그래피의 결과를 도시하는 그래프이다. 도 7b로부터 명백한 바와 같이, ATB200 rhGAA 중 약 70%의 rhGAA가 M6P를 함유하였다.
도 8은 음이온 교환(AEX) 칼럼 상의 포획의 존재 및 부재 하에, ATB200 rhGAA의 CIMPR 친화도 크로마토그래피의 결과를 도시하는 그래프이다.
도 9는 루미자임® 및 ATB200 rhGAA의 Polywax 용리 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도 10은 BP-rhGAA, ATB200-1 및 ATB200-2로서 확인되는 ATB200 rhGAA의 3종의 상이한 조제물과 비교하여, 루미자임®의 N-글리칸 구조의 요약을 도시하는 표이다.
도 11a 내지 도 11h는 ATB200 rhGAA의 부위-특이적 N-글리코실화 분석의 결과를 도시한다.
도 12a는 ATB200 rhGAA(좌측 부분)와 루미자임®(우측 부분)의 CIMPR 결합 친화도를 비교하는 그래프이다.
도 12b는 루미자임® 및 ATB200 rhGAA의 이중-M6P 함량을 비교하는 표이다.
도 13a는 다양한 GAA 농도에서 정상 섬유아세포 내에서의 ATB200 rhGAA 활성(좌측 부분)과 루미자임® rhGAA 활성(우측 부분)을 비교하는 그래프이다.
도 13b는 다양한 GAA 농도에서 폼페병을 갖는 대상체로부터의 섬유아세포 내에서의 ATB200 rhGAA 활성(좌측 부분)과 루미자임® rhGAA 활성(우측 부분)을 비교하는 표이다.
도 13c는 정상 대상체 및 폼페병을 갖는 대상체로부터의 섬유아세포의 K_흡수를 비교하는 표이다.
도 14a는 비히클(음성 대조군), 20 mg/ml 알글루코시다제 알파(루미자임®) 또는 5, 10 또는 20 mg/kg ATB200과의 접촉 후, 마우스 심장 근육에서 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여량에 대비한 글리코겐의 양을 보여주는 그래프이다.
도 14b는 비히클(음성 대조군), 20 mg/ml 알글루코시다제 알파(루미자임®) 또는 5, 10 또는 20 mg/kg ATB200과의 접촉 후, 마우스 사두근에서 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여량에 대비한 글리코겐의 양을 보여주는 그래프이다.
도 14c는 비히클(음성 대조군), 20 mg/ml 알글루코시다제 알파(루미자임®) 또는 5, 10 또는 20 mg/kg ATB200과의 접촉 후, 마우스 삼두근에서 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여량에 대비한 글리코겐의 양을 보여주는 그래프이다.
도 15는 ATB200 rhGAA 및 샤프론 미글루스타트의 조합이 GAA 녹아웃 마우스에서 미글루스타트 샤프론의 부재하에 루미자임® 또는 ATB200 rhGAA로의 처리보다 유의하게 더 양호한 글리코겐 배출률을 제공하였음을 보여주는 표이다.
도 16은 리소좀 결합 막 단백질(LAMP-1)의 수준을 보여주는 것으로, 미글루스타트의 존재 및 부재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스로부터의 심근, 횡경막 근육 및 비장근의 일련의 전자현미경 사진이다.
도 17은 과요오드산 - Schiff 시약(PAS)의 염색에 의한 글리코겐 수준을 보여주는 것으로, 미글루스타트의 존재 및 부재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스로부터의 심근 및 비장근의 일련의 전자현미경 사진이다.
도 18은 액포(화살표로 표시됨)가 보이도록 메틸렌 블루로 염색된 것으로, 미글루스타트의 존재 및 부재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스로부터의 사두근의 일련의 전자현미경 사진(1000x)이다.
도 19는 자식작용 마커 미소관-결합 단백질 1A/1B-경쇄 3 포스파티딜에탄올아민 접합체(LC3A II) 및 p62, 인슐린-의존적 글루코스 수송인자 GLUT4 및 인슐린-비의존적 글루코스 수송인자 GLUT1의 수준을 보여주는 것으로, 미글루스타트의 존재 및 부재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스로부터의 사두근의 일련의 전자현미경 사진(40x)이다.
도 20의 A 및 도 20의 B는 각각 음이온 교환(AEX) 칼럼에서의 포획 및 정제 전 및 후의 재조합 α-갈락토시다제 A(rhα-Gal A) 효소의 CIMPR 친화도 크로마토그래피의 결과를 보여주는 그래프이다.
도 21a 및 도 21b는 미글루스타트의 존재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스에 대한 와이어 핸드(wire hand) 및 악력 근육 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 22a 내지 도 22g는 미글루스타트의 존재 및 부재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스로부터의 사두근, 삼두근 및 심장 세포의 글리코겐 수준을 보여주는 그래프이다.
도 23은 디스트로핀 신호를 보여주는 것으로, 미글루스타트의 존재 및 부재 하에 비히클, 알글루코시다제 알파 및 ATB200으로 처리된 야생형 및 Gaa-녹아웃 마우스로부터의 외측광근(VL)의 근섬유의 일련의 현미경 사진(100x 및 200x)이다.
도 24는 폼페병을 갖는 성인에서, 경구용 미글루스타트와 공동 투여된 ATB200의 정맥내 주입의 안전성, 내성, PK, PD, 및 효능을 평가하기 위한 공개-표지 일정-순서 상승-투여량 최초 인체 단계 1/2 연구의 연구 설계를 도시한다.
도 25a 내지 도 25b는 5, 10 또는 20 mg/kg ATB200, 20 mg/kg ATB200 및 130 mg 미글루스타트 또는 20 mg/kg ATB200 및 260 mg 미글루스타트의 투여 후, 인간 대상체의 혈장 중 GAA 총 단백질의 농도-시간 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도 25c는 20 mg/kg ATB200, 20 mg/kg ATB200 및 130 mg 미글루스타트 또는 20 mg/kg ATB200 및 260 mg 미글루스타트의 투여 후, 인간 대상체의 혈장 중 GAA 총 단백질의 AUC를 도시하는 그래프이다.
도 25d는 20 mg/kg ATB200 및 260 mg 미글루스타트의 투여 후, 2명의 개별 인간 대상체의 혈장 중 GAA 총 단백질의 농도-시간 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도 26은 130 mg 또는 260 mg의 미글루스타트의 투여 후, 인간 대상체의 혈장 중 미글루스타트의 농도-시간 프로파일을 도시하는 그래프이다.
도 27a 내지 도 27d는 ATB200(5, 10 및 20 mg/kg)의 상승 투여량을 투여한 다음, ATB200(20 mg/kg) 및 미글루스타트(130 및 260 mg)를 공동 투여한 후에, 인간 환자에서 알라닌 아미노기 전달효소(ALT), 아스파르트산염 아미노기 전달효소(AST), 크레아틴 포스포키나제(creatine phosphokinase)(CPK) 및 6탄당 사당류(Hex4) 수준의 변화를 도시하는 그래프이다.

본 발명의 몇몇 예시적인 구현예를 기재하기 전에, 본 발명은 하기의 기재내용에 제시된 구성 또는 공정 단계의 세부사항에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 구현예가 가능하고, 다양한 방법으로 실시되거나, 실행될 수 있다.

비록 GAA가 구체적으로 언급되었으나, 본 명세서에 기재된 방법은, 리소좀 효소 α-갈락토시다제 A를 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 리소좀을 표적화하는 다른 재조합 단백질을 생성하고, 포획하고, 정제하기 위해, 사용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.

본 발명의 다양한 양태는 재조합 인간 리소좀 단백질, 예컨대 재조합 인간 산 α-글루코시다제(rhGAA)의 생성, 포획 및 정제를 위한 신규한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 양태는 본 명세서에 기재된 공정에 의해 생성되는 재조합 단백질뿐만 아니라, 이러한 재조합 단백질의 약제학적 조성물, 치료 방법 및 용도에 관한 것이다.

정의

본 명세서에서 사용된 용어는 일반적으로 본 발명의 문맥 내 및 각 용어가 사용되는 구체적 맥락 내에서 당업계에서의 그의 통상적인 의미를 갖는다. 특정 용어는 본 발명의 조성물 및 방법 및 이들의 제조 및 사용 방법의 기재시, 실무자에게 추가적인 지침을 제공하기 위해, 하기 또는 본 명세서의 다른 부분에서 논의된다.

본 명세서에서, 명시적인 언어 또는 필요한 의미로 인해, 문맥상 달리 요구되는 경우를 제외하고, "~를 포함하는"이라는 단어 또는 "~를 포함하다" 또는 "~를 포함하는"과 같은 변형은 포괄적인 의미로 사용되는 것으로서, 즉, 언급된 특징의 존재를 명시하는 것이나, 본 발명의 다양한 구현예에서, 추가의 특징의 존재 또는 첨가를 배제하는 것은 아니다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "리소좀 단백질"은 리소좀 효소와 같이, 리소좀으로 표적화되는 임의의 단백질을 지칭한다. 리소좀 효소 및 관련 질병의 예가 하기의 표 1에 제공된다:

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 또한, 산 말타제 결핍, 글리코겐 저장 질병 II형(GSDII), 및 글리코겐증 II형으로도 지칭되는 "폼페병"이라는 용어는 인간 산 α-글루코시다제 효소를 코딩하는 GAA 유전자의 돌연변이를 특징으로 하는 유전적 리소좀 저장 장애를 지칭하는 것으로 의도된다. 이 용어는 유년기, 청소년기 및 성인 발병형 폼페병을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 질병의 초기 및 후기 발병 형태를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "산 α-글루코시다제"는 글리코겐의 D-글루코스 단위, 말토스, 및 이소말토스 사이의 α-1,4 연결을 가수분해하는 리소좀 효소를 지칭하는 것으로 의도된다. 대안적 명칭은 리소좀 α-글루코시다제(EC:3.2.1.20); 글루코아밀라제; 1,4-α-D-글루칸 글루코하이드롤라제; 아밀로글루코시다제; 감마-아밀라제 및 엑소-1,4-α-글루코시다제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 인간 산 α-글루코시다제는 GAA 유전자(미국 국립 생명공학 정보 센터(NCBI) 유전자 ID 2548)에 의해 인코딩되며, 이는 염색체 17의 긴 아암에 매핑된다(위치 17q25.2-q25.3). 현재까지 500개 초과의 돌연변이가 인간 GAA 유전자에서 확인되었으며, 이들 중 대부분은 폼페병과 관련된다. 산 α-글루코시다제 효소의 접힘 오류(misfolding) 또는 가공 오류(misprocessing)를 야기하는 돌연변이는 T1064C(Leu355Pro) 및 C2104T(Arg702Cys)를 포함한다. 추가로, 효소의 성숙 및 가공에 영향을 미치는 GAA 돌연변이는 Leu405Pro 및 Met519Thr를 포함한다. 산 α-글루코시다제 단백질의 활성을 위해서는, 아미노산 잔기 516 내지 521의 보존된 헥사펩티드 WIDMNE가 요구된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 약자 "GAA"는 산 α-글루코시다제 효소를 지칭하는 것으로 의도되며, 이탤릭체 약자 "GAA"는 인간 산 α-글루코시다제 효소를 코딩하는 인간 유전자를 지칭하는 것으로 의도된다. 이탤릭체 약자 "Gaa"는 랫트 또는 마우스 유전자를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 비 인간 산 α-글루코시다제 효소를 코딩하는 비 인간 유전자를 지칭하는 것으로 의도되며, 약자 "Gaa"는 비 인간 산 α-글루코시다제 효소를 지칭하는 것으로 의도된다. 따라서, 약자 "rhGAA"는 재조합 인간 산 α-글루코시다제 효소를 지칭하는 것으로 의도된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "알글루코시다제 알파"는 [199-아르기닌, 223-히스티딘]프레프로-α-글루코시다제(인간); 화학물질 색인 정보등록번호 420794-05-0으로서 확인되는 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 지칭하는 것으로 의도된다. 알글루코시다제 알파는 제품 루미자임® 및 마이오자임®으로서, 2016년 1월에 Genzyme에 의해 미국에서 판매 승인되었다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "ATB200"은 그 개시내용이 본 명세서에서 참조로서 포함되는 공동 계류중인 특허 출원 PCT/US2015/053252에 기재된 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 지칭하는 것으로 의도된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "글리칸"은 단백질 또는 폴리펩티드 상의 아미노산 잔기에 공유결합된 다당류 사슬을 지칭하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "N-글리칸" 또는 "N-연결된 글리칸"은 아미노산 잔기의 질소 원자와의 공유 결합을 통해, 단백질 또는 폴리펩티드 상의 아미노산 잔기에 부착된 다당류 사슬을 지칭하는 것으로 의도된다. 예를 들어, N-글리칸은 아스파라긴 잔기의 측쇄의 질소 원자에 공유적으로 결합될 수 있다. 글리칸은 하나 또는 수개의 단당류 단위를 함유할 수 있으며, 단당류 단위는 공유적으로 연결되어, 직쇄 또는 분지쇄를 형성할 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, ATB200에 부착된 N-글리칸 단위는, 각각 비의존성으로 N-아세틸글루코사민, 만노스, 갈락토스 또는 시알산으로부터 선택되는 하나 이상의 단당류 단위를 포함할 수 있다. 단백질 상의 N-글리칸 단위는 임의의 적절한 분석 기법, 예컨대 질량 분광분석에 의해 결정될 수 있다. 일부 구현예에서, N-글리칸 단위는 Thermo Scientific Orbitrap Velos Pro™ 질량 분광분석기, Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribid™ 질량 분광분석기 또는 Waters Xevo® G2-XS QTof 질량 분광분석기와 같은 기기를 사용하여, 액체 크로마토그래피-탠덤 질량 분광분석(LC-MS/MS)에 의해 결정될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "고-만노스 N-글리칸"은 1개 내지 6개 이상의 만노스 단위를 갖는 N-글리칸을 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 고만노스 N-글리칸 단위는 아스파라긴 잔기에 결합되고, 폴리만노스 분지쇄에 추가로 결합된 bis(N-아세틸글루코사민) 사슬을 함유할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 혼용되는 것으로서, 용어 "M6P" 또는 "만노스-6-인산염"은 6 위치에서 인산화된 것으로; 즉, 6 위치에서 하이드록실기에 결합된 인산염 기를 갖는 만노스 단위를 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 하나 이상의 N-글리칸 단위의 하나 이상의 만노스 단위는 6 위치에서 인산화되어, 만노스-6-인산염 단위를 형성한다. 적어도 하나의 구현예에서, 용어 "M6P" 또는 "만노스-6-인산염"은 GlcNAc 캡이 부재하는 노출된 인산기를 갖는 만노스 단위뿐만 아니라, 인산기 상에 "캡"으로서 N-아세틸글루코사민(GlcNAc)을 갖는 만노스 포스포디에스테르 두 종류 모두를 지칭한다. 적어도 하나의 구현예에서, 단백질의 N-글리칸은 다수의 M6P 기를 가질 수 있고, 적어도 하나의 M6P 기는 GlcNAc 캡을 가지며, 적어도 하나의 다른 M6P 기는 GlcNAc 캡이 부재한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "복합체 N-글리칸"은 하나 이상의 갈락토스 및/또는 시알산 단위를 함유하는 N-글리칸을 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 복합체 N-글리칸은 고만노스 N-글리칸일 수 있으며, 하나의 만노스 단위 또는 만노스 단위들은 각각 비의존성으로 N-아세틸글루코사민, 갈락토스 및 시알산으로부터 선택되는 하나 이상의 단당류 단위와 추가로 결합할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, N-부틸-1-데옥시노지리마이신 NB-DNJ 또는 (2R,3R,4R,5S)-1-부틸-2-(하이드록시메틸)피페리딘-3,4,5-트리올로도 공지된 화합물 미글루스타트는 하기의 화학식을 갖는 화합물이다:

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미글루스타트의 일종의 제형이 제1형 고셔병을 위한 단일요법으로서, 상표명 Zavesca® 하에 시판되고 있다.

하기에서 논의되는 바와 같이, 미글루스타트의 약제학적으로 허용 가능한 염이 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 미글루스타트의 염이 사용되는 경우, 염의 투여량은, 환자에 제공되는 미글루스타트의 투여량이, 미글루스타트 유리 염기가 사용되는 경우, 제공되는 양과 균등하도록 조정될 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 1-데옥시노지리마이신 또는 DNJ 또는 (2R,3R,4R,5S)- 2-(하이드록시메틸)피페리딘-3,4,5-트리올로도 공지된 화합물 두보글루스타트(duvoglustat)는 하기의 화학식을 갖는 화합물이다:

.

두보글루스타트의 염이 사용되는 경우, 환자에 제공되는 두보글루스타트의 투여량이, 두보글루스타트 유리 염기가 사용되는 경우, 제공되는 양과 균등하도록 조정될 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약리학적 샤프론" 또는 때때로 간략하게는 용어 "샤프론"은 리소좀 단백질과 특이적으로 결합하고, 하기의 효과 중 하나 이상을 갖는 분자를 지칭하는 것으로 의도된다:

· 단백질의 안정한 분자 입체형태의 형성을 증대시키고;

· 소포체로부터 다른 세포 위치, 바람직하게는 고유의 세포 위치로의 단백질의 적절한 수송을 증대함으로써, 소포체-결합 단백질 분해를 억제하고;

· 입체형태적으로 불안정하거나, 접힘 오류가 있는 단백질의 응집을 억제하고;

· 단백질의 적어도 일부의 야생형 기능, 안정성 및/또는 활성을 복원시키고/시키거나, 증대시키고/시키거나;

· 단백질을 보유하는 세포의 표현형 또는 기능을 개선한다.

따라서, 산 α-글루코시다제의 약리학적 샤프론은 산 α-글루코시다제와 결합하여, 산 α-글루코시다제의 적절한 접힘, 수송, 비응집 및 활성을 야기하는 분자이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 효소, 억제제 또는 길항제 및 작용제의 활성 부위에 결합하는 활성 부위 특이적 샤프론(ASSC)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 적어도 하나의 구현예에서, 약리학적 샤프론은 산 α-글루코시다제의 억제제 또는 길항제일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "길항제"는 산 α-글루코시다제와 결합하여, 산 α-글루코시다제의 활성을 부분적으로 또는 완전히 차단하거나, 억제하거나, 감소시키거나, 중화하는 임의의 분자를 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 약리학적 샤프론은 미글루스타트이다. 산 α-글루코시다제의 약리학적 샤프론의 또 다른 비제한적인 예는 두보글루스타트이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "활성 부위"는 단백질의 특이적 생물학적 활성과 관련되고, 이에 필요한 단백질의 영역을 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 활성 부위는, 기질 또는 다른 결합 대상물과 결합하고, 화학 결합의 형성 및 절단에 직접 관여하는 아미노산 잔기에 기여하는 부위일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "치료 유효 투여량" 및 "유효량"은, 대상체에서 치료 반응을 야기하기에 충분한 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 및/또는 샤프론 및/또는 이들의 조합의 양을 지칭하는 것으로 의도된다. 치료 반응은 사용자(예를 들어, 임상의)가, 본 명세서에 기재되고, 당업계에 공지된 임의의 대용 임상 마커 또는 증상을 포함하여, 치료에 대한 유효한 반응으로 인식하는 임의의 반응일 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 구현예에서, 치료 반응은 당업계에 공지된 것과 같은 폼페병의 하나 이상의 증상 또는 마커의 완화 또는 억제일 수 있다. 폼페병의 증상 또는 마커는 저하된 산 α-글루코시다제 조직 활성; 심근병증; 심장비대; 특히 몸통 또는 하지에서의 진행성 근육 약화; 심한 저혈압; 대설증(macroglossia)(및 일부 경우, 혀의 돌출); 연하, 흡인 및/또는 섭식 곤란; 호흡 부전; 간비대(중등도); 안면 근육 이완; 무반사; 운동 불내성; 운동성 호흡 곤란; 기좌 호흡; 수면 무호흡증; 오전 두통; 졸림; 척추전만 및/또는 측만증; 심부건 반사의 저하; 하부 요통; 및 발달 운동 이정표 미충족을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 산 α-글루코시다제에 대해 억제 효과를 갖는 샤프론(예를 들어, 미글루스타트)의 농도는 생체 내 투여시 샤프론의 희석(및, 결과적으로 평형의 변화에 기인한 결합 변화), 생체이용률 및 대사에 의해, 본 발명의 목적을 위한 "유효량"을 구성할 수 있음을 유의해야 한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "효소 대체 요법" 또는 "ERT"는 비 천연 정제 효소를 이러한 효소가 결핍된 개체에 도입하는 것을 지칭하는 것으로 의도된다. 투여 단백질은 천연 공급원으로부터 또는 재조합 발현에 의해 얻어질 수 있다. 이 용어는 또한 정제 효소의 투여가 달리 필요하거나, 유익한 개체에게 정제 효소를 도입하는 것을 지칭한다. 적어도 하나의 구현예에서, 이러한 개체는 효소 결핍증을 앓고 있다. 도입 효소는 시험관내에서 생성된 정제된 재조합 효소 또는 예를 들어 태반 또는 동물 우유와 같은 단리 조직이나, 유체 또는 식물로부터 정제된 단백질일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "조합 요법"은 2종 이상의 별도의 요법이 동시에 또는 연속적으로 투여되는 임의의 요법을 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 각각의 요법이 별도로 수행되는 경우, 그의 효과와 비교하여, 조합 요법의 결과는 증대된다. 이러한 증대는, 요법이 단독으로 수행되는 경우, 그에 의해 달성되는 결과와 비교하여, 유리한 결과를 생성할 수 있는 다양한 요법의 효과의 임의의 개선을 포함할 수 있다. 증대된 효과 또는 결과는, 증대된 효과가, 각 요법이 그 자체로 수행되는 경우의 추가적 효과보다 더 큰 상승작용적 증대; 증대된 효과가, 각 요법이 그 자체로 수행되는 경우의 추가적 효과와 실질적으로 동일한 추가적 증대; 또는 증대된 효과가, 각 요법이 그 자체로 수행되는 경우의 추가적 효과보다는 더 낮으나, 각 요법이 그 자체로 수행되는 경우의 효과보다는 여전히 더 큰 상승작용적 효과 미만을 포함할 수 있다. 증대된 효과는, 치료 효율 또는 결과를 측정할 수 있는 것으로 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 측정될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적으로 허용 가능한"은, 인간에 투여되는 경우, 생리상 내성이며, 일반적으로, 부반응을 생성시키지 않는 분자체 및 조성물을 지칭하는 것으로 의도된다. 바람직하게는, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적으로 허용 가능한"은, 동물 및 더욱 특히 인간용으로서, 미연방 또는 주 정부 규제 당국에 의해 승인되거나, 미국 약전 또는 일반적으로 인정되는 다른 약전에 등재된 것을 의미한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "담체"는, 화합물과 함께 투여되는 희석제, 애주번트, 부형제 또는 비히클을 지칭하는 것으로 의도된다. 적절한 약제학적 담체는 당업계에 공지되어 있으며, 적어도 하나의 구현예에서, 문헌[E. W. Martin에 의한 "Remington's Pharmaceutical Sciences", 제18판] 또는 다른 재판에 기재되어 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대상체" 또는 "환자"는 인간 또는 비 인간 동물을 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 대상체는 포유류이다. 적어도 하나의 구현예에서, 대상체는 인간이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "항 약제 항체"는 대상체에 투여되는 약제에 특이적으로 결합하고, 대상체로의 약제의 투여에 대한 체액성 면역 반응의 적어도 일부분으로서 대상체에 의해 생성되는 항체를 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 약제는 치료용 단백질 약제 제품이다. 대상체에서의 항 약제 항체의 존재는, 생명을 위협하는 면역 반응을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 경증 내지 중증 범위의 면역 반응을 야기할 수 있으며, 이는 아나필락시스, 사이토카인 방출 증후군 및 주 기능을 매개하는 내산성 단백질의 교차 반응성 중화를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 추가로 또는 대안적으로, 대상체에서의 항 약제 항체의 존재는 약제의 효율을 저하시킬 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "중화 항체"는 약제의 기능을 중화하는 작용을 하는 항 약제 항체를 지칭하는 것으로 의도된다. 적어도 하나의 구현예에서, 치료 단백질 약제 제품은, 대상체에서 그 발현이 감소되거나, 부재하는 내산성 단백질의 대상물이다. 적어도 하나의 구현예에서, 중화 항체는 내산성 단백질의 기능을 중화하는 작용을 할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약(about)" 및 "대략(approximately)"은, 측정 성질 또는 정확도를 감안한, 측정된 양의 허용 오차를 지칭하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 오차는, 당업계에서 이해되는 바와 같이, 측정을 위해 제공된 유효 숫자의 수에 의해 나타낼 수 있으며, 측정을 위해 기록된 가장 정확한 유효 숫자의 ±1의 변동을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 오차의 통상의 예는 일정한 값 또는 값의 범위의 20 퍼센트(%) 이내, 바람직하게는 10% 이내, 및 더욱 바람직하게는 5% 이내이다. 대안적으로, 특히 생물학적 시스템에서, 용어 "약" 및 "대략"은 일정한 값의 척도의 1배 이내, 바람직하게는 5배 이내 및 더욱 바람직하게는 2배 이내의 값을 의미할 수 있다. 본 명세서에 제공된 수량은, 달리 언급되지 않는 한, 용어 "약" 또는 "대략"이 명시되지 않은 경우에도, 유추될 수 있는 근사치이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "동시에"는, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 동일한 시간 또는 전 또는 후의 합리적으로 짧은 시간 기간 이내를 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 2종의 처리가 서로 동시에 투여되는 경우, 1종의 처리는 2종의 처리 중 후속 처리의 준비에 필요한 시간이 허용되도록, 나머지 처리의 전 또는 후에 투여될 수 있다. 따라서, 2종의 처리의 "동시 투여"는 1종의 처리 후, 20분 이하, 약 20분, 약 15분, 약 10분, 약 5분, 약 2분, 약 1분 또는 1분 미만 후에, 후속 처리가 이어지는 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적으로 허용 가능한 염"은 타당한 의학적 판단의 범위 내에서, 과도한 독성, 자극, 알러지 반응 등이 없이, 인간 및 하등 동물의 조직과 접촉 사용하기에 적합하고, 합리적인 이익/위험 비율에 상응하고, 일반적으로 수용성 또는 지용성 또는 분산성이며, 목적 용도에 효과적인 염을 의미하는 것으로 의도된다. 이 용어는 약제학적으로-허용 가능한 산 부가 염 및 약제학적으로-허용 가능한 염기 부가 염을 포함한다. 예를 들어, 본 명세서에 참조로 포함되는 문헌[S. M. Birge et al., J. Pharm. Sci., 1977, 66, pp. 1-19]에 적합한 염의 목록이 개진되어 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적으로-허용 가능한 산 부가 염"은, 유리 염기의 생물학적 역가 및 특성을 보유하는 그의 염을 의미하는 것으로 의도되며, 이는 생물학적으로 또는 달리는 바람직하지 않게는, 염산, 브롬화수소산, 황산, 술팜산, 질산, 인산 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 무기산 및 아세트산, 트리플루오로아세트산, 아디프산, 아스코르브산, 아스파르트산, 벤젠술폰산, 벤조산, 부티르산, 캄포르산, 캄포술폰산, 신남산, 시트르산, 디글루콘산, 에탄술폰산, 글루탐산, 글리콜산, 글리세로인산, 헤미술픽산(hemisulfic acid), 헥산산, 포름산, 푸마르산, 2-하이드록시에탄술폰산(이세티온산), 젖산, 하이드록시말레산, 말산, 말론산, 만델산, 메시틸렌술폰산, 메탄술폰산, 나프탈렌술폰산, 니코틴산, 2-나프탈렌술폰산, 옥살산, 파모산, 펙틴산, 페닐아세트산, 3-페닐프로피온산, 피발산, 프로피온산, 피루브산, 살리실산, 스테아르산, 숙신산, 술파닐산, 타르타르산, p-톨루엔술폰산, 운데카노산 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 유기산에 의해 형성되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약제학적으로-허용 가능한 염기 부가 염"은 유리 산의 생물학적 역가 및 특성을 보유하는 그의 염을 의미하는 것으로 의도되며, 이는 생물학적으로 또는 달리는 바람직하지 않게는, 암모니아 또는 나트륨, 칼륨, 리튬, 칼슘, 마그네슘, 철, 아연, 구리, 망간, 알루미늄 등과 같은 금속 양이온 또는 암모늄의 수산화물, 탄산염 또는 중탄산염을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 무기 염기에 의해 형성되지 않는다. 약제학적으로-허용 가능한 비독성 유기 염기로부터 유래하는 염은 1차, 2차 및 3차 아민, 4차 아민 화합물, 자연 발생 치환 아민, 사이클릭 아민 및 염기성 이온-교환 수지를 포함하는 치환 아민, 예컨대 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 이소프로필아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 2-디메틸아미노에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 디사이클로헥실아민, 리신, 아르기닌, 히스티딘, 카페인, 하이드라바민, 콜린, 베타인, 에틸렌디아민, 글루코사민, 메틸글루카마인, 테오브로민, 푸린, 피페라진, 피페리딘, N-에틸피페리딘, 테트라메틸암모늄 화합물, 테트라에틸암모늄 화합물, 피리딘, N,N-디메틸아닐린, N-메틸피페리딘, N-메틸모르폴린, 디사이클로헥실아민, 디벤질아민, N,N-디벤질펜에틸아민, 1-에펜아민, N,N'-디벤질에틸렌디아민, 폴리아민 수지 등의 염을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

ATB200 rhGAA

적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 중국 햄스터 난소(CHO) 세포에서 발현되며, 알글루코시다제 알파와 같은 기존의 재조합 인간 리소좀 단백질의 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위의 함량과 비교하여, 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위의 증가된 함량을 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 산 α-글루코시다제는 공동 계류중인 국제 특허 출원 PCT/US2015/053252에 기재되어 있는 바와 같이, 본 명세서에서 ATB200으로서 지칭되는 재조합 인간 산 α-글루코시다제이다. ATB200은, 높은 친화도를 가지며(약 2 내지 4 nM의 K _D ), 폼페 섬유아세포 및 골격 근육 근아세포에 의해 효율적으로 내재화되는(약 7 내지 14 nM의 K_흡수) 양이온-비의존성 만노스-6-인산염 수용체(CIMPR)와 결합하는 것으로 나타났다. ATB200은 생체내에서 특성화되었으며, 알글루코시다제 알파(약 60분의 t_1/2)보다 더 짧은 겉보기 혈장 반감기(약 45분의 t_1/2)를 갖는 것으로 나타났다.

적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2에 제시된 바와 같은 아미노산 서열을 갖는 효소이다.

적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 미국 특허 제 8,592,362호에 기재된 바와 같은 SEQ ID NO: 1에 제시된 야생형 GAA 아미노산 서열을 가지며, GenBank 수탁 번호 AHE24104.1(GI:568760974)을 갖는다. 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 관찰된 9개의 GAA 유전자 일배체형 중 가장 우성인 것에 의해 인코딩되는 인간 산 α-글루코시다제 효소인 글루코시다제 알파이다.

적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 처음에는 SEQ ID NO: 1에 제시된 바와 같은 야생형 GAA의 전장의 952개의 아미노산 서열을 갖는 것으로서 발현되며, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 아미노산의 일부분, 예를 들어 처음 56개의 아미노산이 제거되는 세포내 가공을 거친다. 따라서, 숙주 세포에 의해 분비되는 재조합 인간 산 α-글루코시다제는, 처음에 세포 내에서 발현되는 재조합 인간 산 α-글루코시다제보다 더 짧은 아미노산 서열을 가질 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 이러한 더 짧은 단백질은 SEQ ID NO: 2에 제시된 아미노산 서열을 가질 수 있으며, 단지, 신호 펩티드 및 전구체 펩티드를 포함하는 처음 56개의 아미노산이 제거됨으로써, 896개의 아미노산을 갖는 단백질이 생성된다는 점에서, SEQ ID NO: 1과 상이하다. SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2에 기재된 아미노산 서열에 대비하여, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15개 이상의 결실, 치환 및/또는 삽입을 갖는 것과 같은, 아미노산 수의 다른 변형이 또한 가능하다. 일부 구현예에서, rhGAA 제품은 상이한 아미노산 길이를 갖는 재조합 인간 산 α-글루코시다제 분자의 혼합물을 포함한다.

적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 단백질 내의 하나 이상의 아미노산 잔기에서 번역 후 및/또는 화학적 변형을 거친다. 예를 들어, 메티오닌 및 트립토판 잔기는 산화를 거칠 수 있다. 또 다른 예로서, N-말단의 글루타민은 피로-글루타메이트(pyro-glutamate)를 형성할 수 있다. 또 다른 예로서, 아스파라긴 잔기는 아스파르트산으로의 탈아미드화를 거칠 수 있다. 추가의 또 다른 예로서, 아스파르트산 잔기는 이소-아스파르트산으로의 이성질체화를 거칠 수 있다. 추가의 또 다른 예로서, 단백질 내의 비쌍 시스테인 잔기는 유리 글루타티온 및/또는 시스테인과 이황화 결합을 형성할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 이 효소는 처음에는 SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2에 제시된 바와 같은 아미노산 서열을 갖는 것으로서 발현되며, 이러한 효소는 번역 후 및/또는 화학적 변형 중 하나 이상을 거친다. 이러한 변형은 또한 본 개시내용의 범위 내에 있다.

GAA 및 이러한 변이체 인간 GAA를 인코딩하는 폴리뉴클레오타이드 서열이 또한 고려되며, 본 발명에 따라, rhGAA를 재조합에 의해 발현시키기 위해, 사용될 수 있다.

바람직하게는, 총 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 분자 중 70, 65, 60, 55, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 또는 5% 이하는 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위가 부재하거나, 양이온 비의존성인 만노스-6-인산염 수용체(CIMPR)와의 결합능이 부재한다. 대안적으로, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 분자 중 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 99%, 100% 미만은 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 적어도 하나의 N-글리칸 단위를 포함하거나, CIMPR과의 결합능을 갖는다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 분자는 그의 글리칸 상에 1, 2, 3 또는 4개의 만노스-6-인산염(M6P) 기를 가질 수 있다. 예를 들어, 재조합 인간 리소좀 단백질 분자 상의 단지 하나의 N-글리칸만이 M6P(단일 인산화)를 보유할 수 있거나, 단일 N-글리칸이 2개의 M6P 기(이중 인산화)를 보유할 수 있거나, 동일한 재조합 인간 리소좀 단백질 분자 상의 2개의 상이한 N-글리칸이 각각 단일 M6P 기를 보유할 수 있다. 재조합 인간 리소좀 단백질 분자는 또한 M6P 기를 보유하지 않는 N-글리칸을 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 평균적으로 N-글리칸은 3 mol/mol 초과의 M6P 및 4 mol/mol 초과의 시알산을 함유함으로써, 재조합 인간 리소좀 단백질은 평균적으로 재조합 인간 리소좀 단백질의 몰당 적어도 3 몰의 만노스-6-인산염 잔기 및 재조합 인간 리소좀 단백질의 몰당 적어도 4 몰의 시알산을 포함한다. 평균적으로, 재조합 인간 리소좀 단백질 상의 총 글리칸 중 적어도 약 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10%가 단일-M6P 글리칸의 형태일 수 있고, 예를 들어, 총 글리칸 중 약 6.25%가 단일 M6P 기를 보유할 수 있고, 평균적으로, 재조합 인간 리소좀 단백질 상의 총 글리칸 중 적어도 약 0.5%, 1%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.0%가 이중-M6P 글리칸의 형태이며, 평균적으로 총 재조합 인간 리소좀 단백질 중 25% 미만이 CIMPR과 결합한 인산화 글리칸을 함유하지 않는다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 0.5 mol/mol 내지 7.0 mol/mol 리소좀 단백질의 범위 또는 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5 또는 7.0 mol/mol 리소좀 단백질을 포함하는 하위범위의 임의의 중간 값의 M6P를 보유하는 N-글리칸의 함량 평균값을 가질 수 있다. M6P-보유 또는 이중-M6P-보유 글리칸 수의 평균값이 상이한 리소좀 단백질 조제물을 제공하기 위해, 리소좀 단백질을 분획화함으로써, 특정 분획을 선택하거나, 상이한 분획을 선택적으로 조합함으로써, 표적 조직에서, 리소좀을 표적화하는 리소좀 단백질을 추가로 지정할 수 있다.

일부 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 평균적으로, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)의 몰당 2.0 몰 내지 8.0 몰의 M6P를 보유한다. 이러한 범위는 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5 및 8.0 mol M6P/mol 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)을 포함하여, 모든 중간 값 및 하위범위를 포함한다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 N-글리칸의 최대 60%가 완전히 시알릴화될 수 있으며, 예를 들어, 최대 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 또는 60%의 N-글리칸이 완전히 시알릴화될 수 있다. 일부 구현예에서, 총 N-글리칸 중 4% 내지 20%가 완전히 시알릴화된다. 다른 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 N-글리칸 중 5%, 10%, 20% 또는 30% 이하가 시알산 및 말단 갈락토스 잔기(Gal)를 보유한다. 이러한 범위는 모든 중간 값 및 하위범위를 포함하며, 예를 들어, 재조합 인간 리소좀 단백질 상의 총 N-글리칸 중 7% 내지 30%가 시알산 및 말단 갈락토스를 보유할 수 있다. 추가의 또 다른 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질 상의 N-글리칸 중 5, 10, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20% 이하는 말단 갈락토스만을 가지며, 시알산을 함유하지 않는다. 이러한 범위는 모든 중간 값 및 하위범위를 포함하며, 예를 들어, 조성물 중 재조합 인간 리소좀 단백질 상의 총 N-글리칸 중 8% 내지 19%는 말단 갈락토스만을 가질 수 있으며, 시알산을 함유하지 않는다.

본 발명의 다른 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 총 N-글리칸 중 40, 45, 50, 55 내지 60%가 복합체형 N-글리칸이거나; 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 총 N-글리칸 중 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7% 이하가 혼성체형 N-글리칸이고; 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 고만노스형 N-글리칸 중 5, 10 또는 15% 이하가 비인산화된 것이고; 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 고만노스형 N-글리칸 중 적어도 5% 또는 10%가 단일-M6P 인산화된 것이고/이거나; 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 고만노스형 N-글리칸 중 적어도 1 또는 2%가 이중-M6P 인산화된 것이다. 이들 값은 모든 중간 값 및 하위범위를 포함한다. 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 전술된 함량 범위 중 하나 이상을 충족할 수 있다.

일부 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 평균적으로, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)의 몰당 2.0 몰 내지 8.0 몰의 시알산 잔기를 보유할 것이다. 이러한 범위는 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5 및 8.0 mol 잔기/mol 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)을 포함하여, 모든 중간 값 및 하위범위를 포함한다. 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 시알산 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위의 존재는 아시알로당단백질 수용체에 의해 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)의 비생산적 배출을 억제할 수 있는 것으로 여겨진다.

하나 이상의 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 재조합 인간 리소좀 단백질의 특정 N-글리코실화 부위에 M6P 및/또는 시알산 단위를 갖는다. 예를 들어, 상기에 언급된 바와 같이, rhGAA 상에는 7개의 잠재적인 N-연결된 글리코실화 부위가 존재한다. 이들 잠재적 글리코실화 부위는 SEQ ID NO: 2의 하기의 위치에 존재한다: N84, N177, N334, N414, N596, N826 및 N869. 유사하게는, SEQ ID NO: 1의 전장의 아미노산 서열의 경우, 이들 잠재적 글리코실화 부위는 하기의 위치에 존재한다: N140, N233, N390, N470, N652, N882 및 N925. rhGAA의 다른 변이체는 아스파라긴 잔기의 위치에 따라, 유사한 글리코실화 부위를 가질 수 있다. 일반적으로, 단백질 아미노산 서열 중 ASN-X-SER 또는 ASN-X-THR의 서열은 잠재적 글리코실화 부위를 나타내며, 단, X는 HIS 또는 PRO일 수 없다.

다양한 구현예에서, rhGAA는 특정 N-글리코실화 프로파일을 갖는다. 하나 이상의 구현예에서, 적어도 20%의 rhGAA는 제1 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N84 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N140)에서 인산화된다. 예를 들어, 적어도 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제1 N-글리코실화 부위에 인산화될 수 있다. 이러한 인산화는 단일-M6P 및/또는 이중-M6P 단위의 결과일 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제1 N-글리코실화 부위에 단일-M6P 단위를 보유한다. 일부 구현예에서, 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제1 N-글리코실화 부위에 이중-M6P 단위를 보유한다.

하나 이상의 구현예에서, 적어도 20%의 rhGAA는 제2 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N177 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N223)에서 인산화된다. 예를 들어, 적어도 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제2 N-글리코실화 부위에 인산화될 수 있다. 이러한 인산화는 단일-M6P 및/또는 이중-M6P 단위의 결과일 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제2 N-글리코실화 부위에 단일-M6P 단위를 보유한다. 일부 구현예에서, 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제2 N-글리코실화 부위에 이중-M6P 단위를 보유한다. 하나 이상의 구현예에서, 적어도 5%의 rhGAA는 제3 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N334 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N390)에서 인산화된다. 다른 구현예에서, 5%, 10%, 15%, 20% 또는 25% 미만의 rhGAA는 제3 N-글리코실화 부위에 인산화된다. 예를 들어, 제3 N-글리코실화 부위는 주종으로서, 비인산화된 고만노스 글리칸, 디-, 트리- 및 테트라-안테너리 복합체 글리칸, 및 혼성체형 글리칸의 혼합물을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 3%, 5%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% 또는 50%의 rhGAA는 제3 N-글리코실화 부위에 시알릴화된다.

하나 이상의 구현예에서, 적어도 20%의 rhGAA는 제4 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N414 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N470)에서 인산화된다. 예를 들어, 적어도 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제4 N-글리코실화 부위에 인산화될 수 있다. 이러한 인산화는 단일-M6P 및/또는 이중-M6P 단위의 결과일 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제4 N-글리코실화 부위에 단일-M6P 단위를 보유한다. 일부 구현예에서, 적어도 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제4 N-글리코실화 부위에 이중-M6P 단위를 보유한다. 일부 구현예에서, 적어도 3%, 5%, 8%, 10%, 15%, 20% 또는 25%의 rhGAA는 제4 N-글리코실화 부위에 시알릴화된다.

하나 이상의 구현예에서, 적어도 5%의 rhGAA는 제5 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N596 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N692)에서 인산화된다. 다른 구현예에서, 5%, 10%, 15%, 20% 또는 25% 미만의 rhGAA는 제5 N-글리코실화 부위에 인산화된다. 예를 들어, 제5 N-글리코실화 부위는 주종으로서, 푸코실화된 디-안테너리 복합체 글리칸을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 3%, 5%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제5 N-글리코실화 부위에 시알릴화된다.

하나 이상의 구현예에서, 적어도 5%의 rhGAA는 제6 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N826 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N882)에서 인산화된다. 다른 구현예에서, 5%, 10%, 15%, 20% 또는 25% 미만의 rhGAA는 제6 N-글리코실화 부위에 인산화된다. 예를 들어, 제6 N-글리코실화 부위는 주종으로서, 디-, 트리- 및 테트라-안테너리 복합체 글리칸의 혼합물을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 3%, 5%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%의 rhGAA는 제6 N-글리코실화 부위에 시알릴화된다.

하나 이상의 구현예에서, 적어도 5%의 rhGAA는 제7 N-글리코실화 부위(예를 들어, SEQ ID NO: 2의 경우 N869 및 SEQ ID NO: 1의 경우 N925)에서 인산화된다. 다른 구현예에서, 5%, 10%, 15%, 20% 또는 25% 미만의 rhGAA는 제7 N-글리코실화 부위에 인산화된다. 일부 구현예에서, 40%, 45%, 50%, 55%, 60% 또는 65% 미만의 rhGAA는 제7 N-글리코실화 부위에 임의의 글리칸을 갖는다. 일부 구현예에서, 적어도 30%, 35% 또는 40%의 rhGAA는 제7 N-글리코실화 부위에 글리칸을 갖는다.

다양한 구현예에서, rhGAA는 평균 rhGAA의 mol당 0 mol 내지 5 mol의 푸코스 함량, rhGAA의 mol당 10 mol 내지 30 mol의 GlcNAc 함량, rhGAA의 mol당 5 mol 내지 20 mol의 갈락토스 함량, rhGAA의 mol당 10 mol 내지 40 mol의 만노스 함량, rhGAA의 mol당 2 mol 내지 8 mol의 M6P 함량 및 rhGAA의 mol당 2 mol 내지 8 mol의 시알산 함량을 갖는다. 다양한 구현예에서, rhGAA는 평균 rhGAA의 mol당 2 mol 내지 3 mol의 푸코스 함량, rhGAA의 mol당 20 mol 내지 25 mol의 GlcNAc 함량, rhGAA의 mol당 8 mol 내지 12 mol의 갈락토스 함량, rhGAA의 mol당 22 mol 내지 27 mol의 만노스 함량, rhGAA의 mol당 3 mol 내지 5 mol의 M6P 함량 및 rhGAA의 mol당 4 mol 내지 7 mol의 시알산 함량을 갖는다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 바람직하게는 중국 햄스터 난소(CHO) 세포, 예컨대 CHO 세포주 GA-ATB-200 또는 ATB-200-001-X5-14에 의하거나, 이러한 CHO 세포 배양의 계대배양물 또는 유도체에 의해 생성된다. SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2와 적어도 90%, 95%, 98% 또는 99% 동일한 것과 같은 산 α-글루코시다제의 대립유전자 변이체 또는 다른 변이체 산 α-글루코시다제 아미노산 서열을 발현하는 DNA 작제물이 CHO 세포에서 작제되고, 발현될 수 있다. 이들 변이체 산 α-글루코시다제 아미노산 서열은 SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2에 대비하여, 결실, 치환 및/또는 삽입을 함유할 수 있으며, 예컨대 SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2에 기재된 아미노산 서열에 대비하여, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15개 이상의 결실, 치환 및/또는 삽입을 가질 수 있다. 당업자는 이러한 DNA 작제물의 생성을 위해, CHO 세포의 형질전환에 적합한 대안적 벡터를 선택할 수 있다.

GCG 서열 분석 패키지(미국 위스콘신주 매디슨 소재의 위스콘신 대학)의 일부로서 이용 가능한 FASTA 또는 BLAST를 포함하여, 다양한 정렬 알고리즘 및/또는 프로그램이 2개의 서열 사이의 동일성을 계산하기 위해, 사용될 수 있으며, 이는, 예를 들어, 디폴트 설정으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 구체적 폴리펩티드와 적어도 90%, 95%, 98% 또는 99% 동일성을 가지며, 바람직하게는 실질적으로 동일한 기능을 나타내는 폴리펩티드뿐만 아니라, 이러한 폴리펩티드를 인코딩하는 폴리뉴클레오타이드가 고려된다. 달리 명시되지 않는 한, 유사성 점수는 BLOSUM62의 사용을 기반으로 할 것이다. BLASTP가 사용되는 경우, 유사성 퍼센트는 BLASTP 양의 점수를 기반으로 하며, 서열 동일성 퍼센트는 BLASTP 동일성 점수를 기반으로 한다. BLASTP "동일성"은 높은 점수의 서열 쌍에서의 동일한 총 잔기의 수 및 분획을 나타내고; BLASTP "양성"은, 정렬 점수가 양의 값을 가지며, 서로 유사한 잔기의 수 및 분획을 나타낸다. 본 명세서에 개시된 아미노산 서열에 대해 이러한 동일성 또는 유사성 정도 또는 임의의 중간 정도의 유사성의 동일성을 갖는 아미노산 서열이 고려되며, 본 개시내용에 의해 포괄된다. 유사한 폴리펩티드의 폴리뉴클레오타이드 서열은 유전자 코드를 사용하여 추론되며, 이는 통상의 수단, 특히, 유전자 코드를 사용한 아미노산 서열의 역번역에 의해, 얻을 수 있다.

본 발명자들은, 생체내에서 그의 비생산적 배출을 감소시키는 글리코실화 패턴뿐만 아니라, 양이온-비의존성 만노스-6-인산염 수용체(CIMPR) 및 세포 리소좀을 표적화하는 월등한 능력을 가진 재조합 인간 산 α-글루코시다제가 중국 햄스터 난소(CHO) 세포를 사용하여 생성될 수 있음을 밝혀내었다. 이들 세포는, 알글루코시다제 알파와 같은 기존의 재조합 인간 산 α-글루코시다제 제품보다 유의하게 더 고수준의, 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위를 갖는 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 발현시키도록 유도될 수 있다. 예를 들어, ATB200에 의해, 예시된 바와 같이, 이들 세포에 의해 생성된 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 루미자임®과 같은 기존의 산 α-글루코시다제보다 유의하게 더 많은 근육 세포-표적화 만노스-6-인산염(M6P) 및 이중-만노스-6-인산염 N-글리칸 잔기를 갖는다. 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 이러한 광범위한 글리코실화에 의해, ATB200 효소가 더욱 효율적으로 표적 세포 내로 흡수될 수 있게 됨으로써, 예를 들어, 훨씬 더 낮은 M6P 및 이중-M6P 함량을 갖는 알글루코시다제 알파와 같은 다른 재조합 인간 산 α-글루코시다제보다 더욱 효율적으로, 순환계로부터 배출될 수 있게 되는 것으로 여겨진다. ATB200은 CIMPR과 효율적으로 결합하고, 골격근 및 심근에 의해 효율적으로 흡수되며, 유리한 약동학적 프로파일을 제공하고, 생체내에서 비생산적인 배출을 감소시키는 글리코실화 패턴을 갖는 것으로 밝혀졌다.

또한, ATB200의 광범위한 글리코실화가, 예를 들어, 알글루코시다제 알파와 비교하여, ATB200의 면역원성의 감소에 기여할 수 있는 것으로 고려된다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 포유류 당이 보존된 단백질의 글리코실화는 일반적으로 산물의 용해도를 증대시키며, 산물의 응집 및 면역원성을 감소시킨다. 글리코실화는, 면역계로부터 면역원성 단백질 에피토프를 보호할 뿐만 아니라, 단백질 응집을 최소화함으로써, 단백질의 면역원성을 간접적으로 변이시킨다(문헌[Guidance for Industry - Immunogenicity Assessment for Therapeutic Protein Products, US Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, Center for Drug Evaluation and Research, Center for Biologics Evaluation and Research, August 2014]). 따라서, 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여는 항 약제 항체를 유도하지 않는다. 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여는 대상체에서, 알글루코시다제 알파의 투여에 의해 유도되는 항 약제 항체의 수준보다 더 낮은 항 약제 항체의 발생을 유도한다.

공동 계류중인 국제 특허 출원 PCT/US2015/053252에 기재된 바와 같이, CHO 세포와 같은 세포가 상기 문헌 내에 기재된 rhGAA를 생성하기 위해, 사용될 수 있으며, 이러한 rhGAA는 본 발명에 사용될 수 있다. 이러한 CHO 세포주의 예는 상기 문헌 내에 기재된 바와 같은 rhGAA 조성물을 생성하는 GA-ATB-200 또는 ATB-200-001-X5-14 또는 그의 계대배양물이다. 이러한 CHO 세포주는 GAA를 인코딩하는 폴리뉴클레오타이드의 5, 10, 15 또는 20개 이상의 복제물과 같은 다수의 유전자 복제물을 함유할 수 있다.

고 M6P 및 이중-M6P rhGAA, 예컨대 ATB200 rhGAA는, GAA를 인코딩하는 DNA 작제물에 의해, CHO 세포를 형질전환시킴으로써, 생성될 수 있다. CHO 세포는 rhGAA의 제조에 종래부터 사용되어 왔으나, 형질전환된 CHO 세포가, CIMPR을 표적화하는 M6P 및 이중-M6P 글리칸의 고 함량을 갖는 rhGAA가 생성되는 방식으로, 배양되고, 선택될 수 있음은 이해되지 않았다.

놀랍게도, CHO 세포주를 형질전환시키고, CIMPR을 표적화하는 M6P 또는 이중-M6P를 보유하는 글리칸의 고 함량을 함유하는 rhGAA를 생성하는 형질전환체를 선택하며, 이러한 고-M6P rhGAA를 안정하게 발현시키는 것이 가능한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이들 CHO 세포주의 제조 방법이 또한 공동 계류중인 국제 특허 출원 PCT/US2015/053252에 기재되어 있다. 이러한 방법은 GAA 또는 GAA 변이체를 인코딩하는 DNA에 의해 CHO 세포를 형질전환시키는 단계, GAA를 인코딩하는 DNA를 그의 염색체(들) 내로 안정하게 혼입시키고, GAA를 안정하게 발현하는 CHO 세포를 선택하는 단계 및 M6P 또는 이중-M6P를 보유하는 글리칸의 고 함량을 갖는 GAA를 발현하는 CHO 세포를 선택하는 단계 및 선택적으로, 시알산 함량이 높은 N-글리칸을 가지고/가지거나, 비인산화된 고만노스 함량이 낮은 N-글리칸을 갖는 CHO 세포를 선택하는 단계를 포함한다.

CHO 세포주를 배양하고, CHO 세포의 배양으로부터 상기 조성물을 회수함으로써, 이들 CHO 세포주를 사용하여, rhGAA 및 rhGAA 조성물을 생성할 수 있다.

재조합 인간 리소좀 단백질의 생성, 포획 및 정제

본 발명의 다양한 구현예는 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)의 생성 및/또는 포획 및/또는 정제 방법에 관한 것이다. 재조합 인간 리소좀 단백질의 생성, 포획 및 정제를 위한 예시적 공정(600)이 도 6에 도시되어 있다.

도 6에서, 화살표는 재조합 인간 리소좀 단백질을 함유하는 다양한 액체 상의 이동 방향을 나타낸다. 생물반응기(601)는, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)을 발현하고, 이를 주위의 액체 배양 배지 내로 분비하는 CHO 세포와 같은 세포의 배양액을 함유한다. 생물반응기(601)는 관류, 배치 또는 유가 생물반응기(fed-batch bioreactor)와 같은 세포를 배양하기 위한 임의의 적절한 생물반응기일 수 있다. 다양한 구현예에서, 생물반응기는 약 1 L 내지 약 20,000 L의 용적을 갖는다. 예시적 생물반응기 용적은 약 1 L, 약 10 L, 약 20 L, 약 30 L, 약 40 L, 약 50 L, 약 60 L, 약 70 L, 약 80 L, 약 90 L, 약 100 L, 약 150 L, 약 200 L, 약 250 L, 약 300 L, 약 350 L, 약 400 L, 약 500 L, 약 600 L, 약 700 L, 약 800 L, 약 900 L, 약 1,000 L, 약 1,500 L, 약 2,000 L, 약 2,500 L, 약 3,000 L, 약 3,500 L, 약 4,000 L, 약 5,000 L, 약 6,000 L, 약 7,000 L, 약 8,000 L, 약 9,000 L, 약 10,000 L, 약 15,000 L 및 약 20,000 L를 포함한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 생물반응기로부터 배지를 회수할 수 있다. 이러한 배지 회수는 관류 생물반응기의 경우, 연속식일 수 있거나, 배치 또는 유가 반응기의 경우, 배치식일 수 있다. 세포를 회수하기 위한 여과 시스템(603)에 의해, 배지를 여과한다. 일부 구현예에서, 배지로부터 회수된 세포를 생물반응기로 재도입시키고, 분비된 재조합 인간 리소좀 단백질을 포함하는 배지를 추가로 처리할 수 있다. 여과 시스템(603)은 교대 접선 유동 여과(ATF) 시스템, 접선 유동 여과(TFF) 시스템, 원심분리 여과 시스템 등을 포함하는 임의의 적합한 여과 시스템일 수 있다. 다양한 구현예에서, 여과 시스템은 약 10 나노미터 내지 약 2 마이크로미터의 공극 크기를 갖는 필터를 사용한다. 예시적 필터 공극 크기는 약 10 nm, 약 20 nm, 약 30 nm, 약 40 nm, 약 50 nm, 약 60 nm, 약 70 nm, 약 80 nm, 약 90 nm, 약 100 nm, 약 150 nm, 약 200 nm, 약 250 nm, 약 300 nm, 약 350 nm, 약 400 nm, 약 500 nm, 약 600 nm, 약 700 nm, 약 800 nm, 약 900 nm, 약 1 μm, 약 1.5 μm 및 약 2 μm를 포함한다.

다양한 구현예에서, 배지 회수 속도는 약 1 L/일 내지 약 20,000 L/일이다. 예시적 배지 회수 속도는 약 1 L/일, 약 10 L/일, 약 20 L/일, 약 30 L/일, 약 40 L/일, 약 50 L/일, 약 60 L/일, 약 70 L/일, 약 80 L/일, 약 90 L/일, 약 100 L/일, 약 150 L/일, 약 200 L/일, 약 250 L/일, 약 300 L/일, 약 350 L/일, 약 400 L/일, 약 500 L/일, 약 600 L/일, 약 700 L/일, 약 800 L/일, 약 900 L/일, 약 1,000 L/일, 약 1,500 L/일, 약 2,000 L/일, 약 2,500 L/일, 약 3,000 L/일, 약 3,500 L/일, 약 4,000 L/일, 약 5,000 L/일, 약 6,000 L/일, 약 7,000 L/일, 약 8,000 L/일, 약 9,000 L/일, 약 10,000 L/일, 약 15,000 L/일 및 약 20,000 L/일을 포함한다. 대안적으로, 배지 회수 속도는 약 0.1 내지 약 3 반응기 용적/일과 같이, 생물반응기 용적의 함수로서 표시될 수 있다. 예시적 배지 회수 속도는 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 약 1, 약 1.1, 약 1.2, 약 1.3, 약 1.4, 약 1.5, 약 2, 약 2.5 및 약 3 반응기 용적/일을 포함한다.

연속식 또는 유가식 공정의 경우, 새로운 배지가 생물반응기에 제공되는 속도는 약 1 L/일 내지 약 20,000 L/일 수 있다. 예시적 배지 도입 속도는 약 1 L/일, 약 10 L/일, 약 20 L/일, 약 30 L/일, 약 40 L/일, 약 50 L/일, 약 60 L/일, 약 70 L/일, 약 80 L/일, 약 90 L/일, 약 100 L/일, 약 150 L/일, 약 200 L/일, 약 250 L/일, 약 300 L/일, 약 350 L/일, 약 400 L/일, 약 500 L/일, 약 600 L/일, 약 700 L/일, 약 800 L/일, 약 900 L/일, 약 1,000 L/일, 약 1,500 L/일, 약 2,000 L/일, 약 2,500 L/일, 약 3,000 L/일, 약 3,500 L/일, 약 4,000 L/일, 약 5,000 L/일, 약 6,000 L/일, 약 7,000 L/일, 약 8,000 L/일, 약 9,000 L/일, 약 10,000 L/일, 약 15,000 L/일 및 약 20,000 L/일을 포함한다. 대안적으로, 배지 도입 속도는 약 0.1 내지 약 3 반응기 용적/일과 같이, 생물반응기 용적의 함수로서 표시될 수 있다. 예시적 배지 도입 속도는 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 약 1, 약 1.1, 약 1.2, 약 1.3, 약 1.4, 약 1.5, 약 2, 약 2.5 및 약 3 반응기 용적/일을 포함한다.

여과 후, 여과물을 단백질 포획 시스템(605) 상에 로딩한다. 단백질 포획 시스템(605)은 하나 이상의 크로마토그래피 칼럼을 포함할 수 있다. 하나 초과의 크로마토그래피 칼럼이 사용되는 경우, 그 후, 제1 칼럼에 로딩하면, 다음 칼럼의 로딩이 개시될 수 있도록, 칼럼을 일련 배치할 수 있다. 대안적으로, 배지 회수 공정은, 칼럼이 교체되는 시간 동안 중지될 수 있다.

다양한 구현예에서, 단백질 포획 시스템(605)은 재조합 인간 리소좀 단백질, 특히 높은 M6P 함량을 갖는 리소좀 단백질의 직접적 산물 포획을 위한 하나 이상의 음이온 교환(AEX) 칼럼을 포함한다. 임의의 특정 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 여과된 배지로부터 재조합 인간 리소좀 단백질을 포획하기 위해, AEX 크로마토그래피를 사용하는 경우, 하나 이상의 M6P 기를 갖는 재조합 단백질의 더 많은 음 전하로 인해, 포획된 재조합 단백질 산물이 더 높은 M6P 함량을 갖는 것이 보장되는 것으로 사료된다. 결과적으로, 비인산화된 재조합 단백질 및 숙주 세포 불순물은 칼럼 수지와 결합하지 않을 뿐만 아니라, 고도로 인산화된 재조합 단백질, 및 비인산화된 재조합 단백질 및 숙주 세포 불순물은 칼럼을 통해 통과된다. 따라서, AEX 크로마토그래피를 사용하여, AEX 수지에 대한 M6P-함유 단백질의 높은 친화도에 의해, 단백질 산물의 M6P 함량을 강화시킬 수 있다(즉, 더 많은 M6P를 갖는 단백질을 선택할 수 있음).

추가로, 임의의 특정 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 또한, AEX 크로마토그래피를 사용한 재조합 단백질의 직접적 산물 포획의 존재가, 단백분해효소 및 단백질을 분해할 수 있고/있거나, 단백질을 탈인산화시킬 수 있는 다른 효소를 함유하는 배지로부터 높은 M6P 함량을 갖는 재조합 단백질이 회수되는 것을 보장하는 것으로 사료된다. 결과적으로, 고품질의 산물이 보존된다.

적합한 AEX 크로마토그래피 칼럼은, 음으로 하전된 단백질과 결합하는 화학적 작용기를 갖는다. 예시적 작용기는 1차, 2차, 3차 및 4차 암모늄 또는 아민기를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이들 작용기는 막(예를 들어, 셀룰로스 막) 또는 통상의 크로마토그래피 수지와 결합할 수 있다. 예시적 칼럼 배지는 GE Healthcare Lifesciences로부터의 SP, CM, Q and DEAE Sepharose® Fast Flow 배지를 포함한다.

AEX 크로마토그래피 칼럼의 용적은 임의의 적절한 용적, 예컨대 1 L 내지 1,000 L일 수 있다. 예시적 칼럼 용적은 약 1 L, 약 2 L, 약 3 L, 약 4 L, 약 5 L, 약 6 L, 약 7 L, 약 8 L, 약 9 L, 약 10 L, 약 20 L, 약 30 L, 약 40 L, 약 50 L, 약 60 L, 약 70 L, 약 80 L, 약 90 L, 약 100 L, 약 150 L, 약 200 L, 약 250 L, 약 300 L, 약 350 L, 약 400 L 및 약 500 L, 약 600 L, 약 700 L, 약 800 L, 약 900 L 및 약 1,000 L를 포함한다.

예시적 음이온-교환 칼럼 조건이 하기의 표 2에 제공된다:

재조합 인간 리소좀 단백질을 단백질 포획 시스템(605) 상에 로딩한 후, 칼럼 내의 pH 및/또는 염 함량을 변화시킴으로써, 재조합 인간 리소좀 단백질을 칼럼(들)으로부터 용리시킨다.

용리된 재조합 인간 리소좀 단백질을 추가의 정제 단계 및/또는 품질 보증 단계에 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 용리된 재조합 인간 리소좀 단백질을 바이러스 사멸 단계(607)에 적용할 수 있다. 이러한 바이러스 사멸(607)은 낮은 pH 사멸, 세정제 사멸 또는 당업계에 공지된 다른 기법 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

재조합 단백질 산물을 추가로 정제하기 위해, 바이러스 사멸 단계(607)로부터의 재조합 단백질 산물을 제2 크로마토그래피 시스템(609) 내로 도입할 수 있다. 대안적으로, 단백질 포획 시스템(605)으로부터 용리된 재조합 단백질을 제2 크로마토그래피 시스템(609)에 직접 공급할 수 있다. 다양한 구현예에서, 제2 크로마토그래피 시스템(609)은 불순물의 추가 제거를 위해, 하나 이상의 고정 금속 친화도 크로마토그래피(IMAC) 칼럼을 포함한다. 예시적 금속 이온은 코발트, 니켈, 구리, 철, 아연 또는 갈륨을 포함한다.

제2 크로마토그래피 칼럼(예를 들어, IMAC 칼럼)의 용적은 임의의 적절한 용적, 예컨대 0.1 L 내지 100 L일 수 있다. 예시적 칼럼 용적은 약 0.1 L, 약 0.2 L, 약 0.3 L, 약 0.4 L, 약 0.5 L, 약 0.6 L, 약 0.7 L, 약 0.8 L, 약 0.9 L, 약 1 L, 약 1.5 L, 약 2 L, 약 2.5L, 약 3 L, 약 3.5 L, 약 4 L, 약 4.5 L, 약 5 L, 약 6 L, 약 7 L, 약 8 L, 약 9 L, 약 10 L, 약 15 L, 약 20 L, 약 25 L, 약 30 L, 약 35 L, 약 40 L 및 약 50 L, 약 60 L, 약 70 L, 약 80 L, 약 90 L 및 약 100 L를 포함한다.

예시적 IMAC 칼럼 조건이 하기의 표 3에 제공된다:

재조합 단백질을 제2 크로마토그래피 시스템(609) 상에 로딩한 후, 재조합 단백질을 칼럼(들)으로부터 용리한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 용리된 재조합 단백질을 바이러스 사멸 단계(611)에 적용할 수 있다. 바이러스 사멸(607)에 의한 것과 같이, 바이러스 사멸(611)은 낮은 pH 사멸, 세정제 사멸 또는 당업계에 공지된 다른 기법 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 바이러스 사멸(607) 또는 (611) 중 단지 하나만이 사용되거나, 바이러스 사멸이 정제 공정 중 동일한 단계에 수행된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 재조합 단백질 산물을 추가로 정제하기 위해, 바이러스 사멸 단계(611)로부터의 재조합 단백질 산물을 제3 크로마토그래피 시스템(613) 내로 도입할 수 있다. 대안적으로, 제2 크로마토그래피 시스템(609)으로부터 용리된 재조합 단백질을 제3 크로마토그래피 시스템(613)에 직접 공급할 수 있다. 다양한 구현예에서, 제3 크로마토그래피 시스템(613)은 불순물의 추가 제거를 위해, 하나 이상의 양이온 교환 크로마토그래피(CEX) 칼럼 및/또는 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 칼럼을 포함한다. 그 후, 재조합 단백질 산물을 제3 크로마토그래피 시스템(613)으로부터 용리한다.

제3 크로마토그래피 칼럼(예를 들어, CEX 또는 SEC 칼럼)의 용적은 임의의 적절한 용적, 예컨대 0.1 L 내지 200 L일 수 있다. 예시적 칼럼 용적은 약 0.1 L, 약 0.2 L, 약 0.3 L, 약 0.4 L, 약 0.5 L, 약 0.6 L, 약 0.7 L, 약 0.8 L, 약 0.9 L, 약 1 L, 약 1.5 L, 약 2 L, 약 2.5L, 약 3 L, 약 3.5 L, 약 4 L, 약 4.5 L, 약 5 L, 약 6 L, 약 7 L, 약 8 L, 약 9 L, 약 10 L, 약 15 L, 약 20 L, 약 25 L, 약 30 L, 약 35 L, 약 40 L 및 약 50 L, 약 60 L, 약 70 L, 약 80 L, 약 90 L, 약 100 L, 약 150 L 및 약 200 L를 포함한다.

예시적 CEX 칼럼 조건이 하기의 표 4에 제공된다:

재조합 단백질 산물은 또한 추가의 처리에 적용될 수 있다. 예를 들어, 또 다른 여과 시스템(615)을 사용하여, 바이러스를 제거할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 여과는 5 μm 내지 50 μm의 공극 크기를 갖는 필터를 사용한다. 다른 산물 처리는, 재조합 단백질 산물이 최종 산물 제형을 위해, 멸균되고, 여과되고, 농축되고, 저장되고/되거나, 첨가되는 추가의 성분을 가질 수 있는 산물 조정 단계(617)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 재조합 단백질 산물은 2배 내지 10배의 배수로, 예컨대 약 2 내지 약 20 mg/ml의 초기 단백질 농도로부터 약 4 내지 약 200 mg/ml의 최종 단백질 농도로 농축될 수 있다. 이러한 최종 산물을 사용하여, 바이알을 충전할 수 있으며, 추후 사용을 위해, 동결건조시킬 수 있다.

재조합 단백질의 투여

통상의 절차에 따라, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염을 인류 투여용으로 조정된 약제학적 조성물로서 제형화할 수 있다. 예를 들어, 바람직한 구현예에서, 정맥내 투여용 조성물은 멸균 등장성 수성 완충액 중의 용액이다. 필요한 경우, 조성물은 또한 주사 부위의 통증을 완화하기 위해, 가용화제 및 국소 마취제를 포함할 수 있다. 일반적으로, 구성요소는, 예를 들어, 활성 제제의 정량이 표시된 앰플 또는 포와 같은 밀폐형 밀봉 용기 내에 동결건조된 건조 분말 또는 물 무함유 농축물로서, 단위 투여 형태로 개별적으로 또는 함께 혼합되어 제공된다. 조성물이 주입에 의해 투여되어야 하는 경우, 이는 약제학적 등급의 멸균수, 염수 또는 덱스트로스/물을 함유하는 주입 병에 의해, 분배될 수 있다. 조성물이 주사에 의해 투여되는 경우, 투여 전에 구성요소가 혼합될 수 있도록, 주사용 멸균수 또는 염수 앰플이 제공될 수 있다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)(또는 재조합 인간 리소좀 단백질을 함유하는 조성물 또는 의약품)은 적절한 경로에 의해 투여된다. 일 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질은 정맥내로 투여된다. 다른 구현예에서, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 심근 또는 골격 근(예를 들어, 근육내) 또는 신경계(예를 들어, 뇌 내로의 직접 주사; 뇌실내; 뇌척수액내)와 같은 표적 조직으로의 직접 투여에 의해 투여된다. 요망되는 경우, 1종 초과의 경로가 동시에 사용될 수 있다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)(또는 재조합 인간 리소좀 단백질을 함유하는 조성물 또는 의약품)은 치료 유효량(예를 들어, 정기적 간격으로 투여되는 경우, 질병 관련 증상을 완화하고, 질병의 발병을 억제하거나, 지연시키고/시키거나, 질병 증상의 중증도 또는 빈도를 감소시킴으로써, 질병을 치료하기에 충분한 투여량)으로 투여된다. 질병의 치료에 치료적으로 유효한 양은 질병의 효과의 성질 및 정도에 따라 다를 것이며, 표준 임상 기법에 의해 결정될 수 있다. 추가로, 최적의 투여량 범위의 확인을 위해, 시험관내 또는 생체내 분석이 선택적으로 사용될 수 있다. 사용되는 정확한 투여량은 또한 투여 경로, 및 질병의 중증도에 따라 다를 것이며, 의사의 판단 및 각 환자의 상황에 따라 결정되어야 한다. 유효 투여량은 시험관내 또는 동물 모델 시험 시스템으로부터 유래하는 투여량-반응 곡선으로부터 추산될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 약 약 1 mg/kg 내지 약 100 mg/kg, 예컨대 약 5 mg/kg 내지 약 30 mg/kg, 통상적으로 약 5 mg/kg 내지 약 20 mg/kg의 투여량으로 정맥내 주입에 의해 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 약 5 mg/kg, 약 10 mg/kg, 약 15 mg/kg, 약 20 mg/kg, 약 25 mg/kg, 약 30 mg/kg, 약 35 mg/kg, 약 40 mg/kg, 약 50 mg/kg, 약 50 mg/kg, 약 60 mg/kg, 약 70 mg/kg, 약 80 mg/kg, 약 90 mg/kg 또는 약 100 mg/kg의 투여량으로 정맥내 주입에 의해 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 약 20 mg/kg의 투여량으로 정맥내 주입에 의해 투여된다. 특정 개체를 위한 유효 투여량은 개체의 필요에 의해, 시간 경과에 따라 변화(예를 들어, 증가 또는 저하)할 수 있다. 예를 들어, 신체적 병 또는 스트레스가 존재하는 때 또는 항-산 α-글루코시다제 항체가 존재하거나, 증가하는 경우 또는 질병 증상이 악화되는 경우, 양이 증가할 수 있다.

재조합 인간 산 α-글루코시다제(또는, 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 함유하는 조성물 또는 의약품)의 치료 유효량이 질병의 효과의 성질과 정도 및 지속적 기준에 따라, 정기적 간격으로 투여된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "정기적 간격"의 투여는 치료 유효량이 주기적으로(1회 투여와 구별됨) 투여되는 것을 나타낸다. 간격은 표준 임상 기법에 의해 결정될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 매월, 격월; 매주; 매주 2회; 또는 매일 투여된다. 단일 개체의 투여 간격은 일정한 간격일 필요는 없으며, 개체의 필요에 따라, 시간 경과에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 신체적 병 또는 스트레스가 존재하는 때, 항-재조합 인간 산 α-글루코시다제 항체가 존재하거나, 증가하는 경우 또는 질병 증상이 악화되는 경우, 투여간의 간격이 저하될 수 있다. 일부 구현예에서, 5, 10, 20, 50, 100 또는 200 mg 효소/kg 체중의 치료 유효량이 샤프론의 존재 또는 부재하에, 1주일에 2회, 매주 또는 매격주 투여된다.

재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)은 추후 사용을 위해, 예컨대 단위 투여량 바이알 또는 주사기 또는 정맥내 투여용 병 또는 백으로 제조될 수 있다. 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA)뿐만 아니라, 선택적 부형제 또는 다른 활성 구성요소, 예컨대 샤프론 또는 다른 약제를 함유하는 키트는 포장재 내에 내장될 수 있으며, 폼페병 환자와 같이 치료를 필요로 하는 대상체의 치료를 위해, 재구성, 희석 또는 투여를 위한 설명서가 동봉될 수 있다.

rhGAA 및 약리학적 샤프론의 조합 요법

다양한 구현예에서, 본 명세서에 기재된 공정에 의해 생성된 rhGAA(예를 들어, ATB200)는, 예컨대 미글루스타트 또는 두보글루스타트와 같은 약리학적 샤프론과의 조합 요법에 사용될 수 있다.

적어도 하나의 구현예에서, 약리학적 샤프론(예를 들어, 미글루스타트)은 경구 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 약 200 mg 내지 약 400 mg의 경구 투여량 또는 약 200 mg, 약 250 mg, 약 300 mg, 약 350 mg 또는 약 400 mg의 경구 투여량으로 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 약 233 mg 내지 약 400 mg의 경구 투여량으로 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 약 250 내지 약 270 mg의 경구 투여량 또는 약 250 mg, 약 255 mg, 약 260 mg, 약 265 mg 또는 약 270 mg의 경구 투여량으로 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 약 260 mg의 경구 투여량으로 투여된다.

당업자는 약 70 kg의 체중 평균값을 갖는 성인 환자의 경우, 약 200 mg 내지 400 mg의 범위 또는 그 범위 내의 임의의 소범위의 미글루스타트의 경구 투여량이 적합할 수 있음을 이해할 것이다. 의사는, 약 70 kg보다 유의하게 더 낮은 체중을 갖는 유아, 아동 또는 저체중 성인을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 환자의 경우, 더 소량의 투여량이 적합한 것으로 고려할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 약 50 mg 내지 약 200 mg의 경구 투여량 또는 약 50 mg, 약 75 mg, 약 100 mg, 125 mg, 약 150 mg, 약 175 mg 또는 약 200 mg의 경구 투여량으로 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 약 65 mg 내지 약 195 mg의 경구 투여량 또는 약 65 mg, 약 130 mg 또는 약 195 mg의 경구 투여량으로 투여된다.

적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 경구 투여에 적합한 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태로 투여되고, 이는 정제, 캡슐, 질좌약, 엘릭서제(elixir), 용액 또는 현탁액, 겔, 시럽, 구강 세정제 또는 건조 분말을 포함하지만, 이에 제한되지 않으며, 즉시-, 지연-, 변형-, 지속-, 규칙적- 또는 제어-방출 용도를 위해, 선택적으로 착향 및 착색제와 함께, 사용 전에 물 또는 적절한 다른 비히클과 재구성된다. 정제, 캡슐, 로젠지(lozenge), 캔디형 알약, 알약, 볼루스, 분말, 페이스트, 과립, 불릿(bullet), 당의정 또는 프리믹스 조제물과 같은 고체 조성물이 또한 사용될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 정제로서 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 캡슐로서 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 투여 형태는 약 50 mg 내지 약 300 mg의 미글루스타트를 함유한다. 적어도 하나의 구현예에서, 투여 형태는 약 65 mg의 미글루스타트를 함유한다. 적어도 하나의 구현예에서, 투여 형태는 약 130 mg의 미글루스타트를 함유한다. 적어도 하나의 구현예에서, 투여 형태는 약 260 mg의 미글루스타트를 함유한다. 투여 형태가 약 65 mg의 미글루스타트를 함유하는 경우, 미글루스타트는 4개의 투여 형태의 투여량 또는 260 mg의 미글루스타트의 총 투여량으로 투여될 수 있는 것으로 상정된다. 그러나, 70 kg의 성인 체중 평균값보다 유의하게 더 낮은 체중을 갖는 유아, 아동 또는 저체중 성인을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 환자의 경우, 미글루스타트는 1종의 투여 형태(65 mg의 미글루스타트의 총 투여량), 2종의 투여 형태(130 mg의 미글루스타트의 총 투여량) 또는 3종의 투여 형태(195 mg의 미글루스타트의 총 투여량)의 투여량으로 투여될 수 있다.

경구용 고체 및 액체 조성물은 당업계에 널리 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 이러한 조성물은 또한, 고체 또는 액체 형태일 수 있는 하나 이상의 약제학적으로 허용 가능한 담체 및 부형제를 함유할 수 있다. 정제 또는 캡슐은 결합제, 충전제, 윤활제, 붕괴제 또는 습윤제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 약제학적으로 허용 가능한 부형제를 사용하여, 통상의 수단에 의해 제조될 수 있다. 적절한 약제학적으로 허용 가능한 부형제는 당업계에 공지되어 있으며, 전호화 전분, 폴리비닐피롤리돈, 포비돈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC), 하이드록시프로필 에틸셀룰로스(HPEC), 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 수크로스, 젤라틴, 아카시아, 락토스, 미정질 셀룰로스, 인산수소칼슘, 스테아르산마그네슘, 스테아르산, 글리세릴 베헤네이트, 탈크, 실리카, 옥수수, 감자 또는 타피오카 전분, 전분 글리콜산나트륨, 라우릴황산나트륨, 시트르산나트륨, 탄산 칼슘, 이염기성 인산칼슘, 글리신 크로스카르멜로스 나트륨 및 복합체 실리케이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 정제는 당업계에 널리 공지된 방법에 의해 피복될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 Zavesca®(Actelion Pharmaceuticals)로서 시판되는 제형으로서 투여된다.

적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트 및 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 동시에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트 및 재조합 인간 산 α-글루코시다제는 연속적으로 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 3시간 미만 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 2시간 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 2시간 미만 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 1.5시간 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 1시간 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 50분 내지 약 70분 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 55분 내지 약 65분 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 30분 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 25분 내지 약 35분 전에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 약 27분 내지 약 33분 전에 투여된다.

적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여와 동시에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 전 또는 후 20분 이내에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 전 또는 후 15분 이내에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 전 또는 후 10분 이내에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 전 또는 후 5분 이내에 투여된다.

적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 후에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 후 최대 2시간째에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 후 약 30분째에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 후 약 1시간째에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 후 약 1.5시간째에 투여된다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 후 약 2시간째에 투여된다.

본 발명의 또 다른 양태는 폼페병의 조합 요법을 필요로 하는 환자에서 이를 위한 키트를 제공한다. 키트는 미글루스타트를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태, 본 명세서에 규정된 바와 같은 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태 및, 미글루스타트를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태 및 재조합 산 α-글루코시다제를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태를 필요로 하는 환자에 이를 투여하기 위한 설명서를 포함한다. 적어도 하나의 구현예에서, 미글루스타트를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태는 정제 또는 캡슐을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 본 명세서에 기재된 바와 같은 경구 투여 형태이다. 적어도 하나의 구현예에서, 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태는 본 명세서에 기재된 바와 같은, 주입에 적합한 멸균 용액이다. 적어도 하나의 구현예에서, 투여 형태의 투여를 위한 설명서는 본 명세서에 기재된 바와 같이, 정맥내 주입에 의해, 재조합 인간 산 α-글루코시다제를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태를 투여하기 전에, 미글루스타트를 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 투여 형태를 경구 투여하기 위한 설명서를 포함한다.

이론에 결부시키고자 하는 것은 아니나, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제 ATB200의 약리학적 샤프론으로 작용하며, 그의 활성 부위와 결합하는 것으로 사료된다. 예를 들어, 미글루스타트는 접히지 않은 ATB200 단백질의 백분율을 저하시키고, ATB200의 활성 입체형태를 안정시켜, 혈장의 중성 pH에서 변성 및 비가역적인 불활성화를 방지하며, 순환계 조건에서 충분히 오래 생존하여, 조직에 도달하고, 흡수될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나, ATB200의 활성 부위와 미글루스타트의 결합은 또한 중성 기질인 글리코겐이 활성 부위에 접근하는 것을 방지함으로써, ATB200의 효소 활성의 억제를 야기할 수 있다. 미글루스타트 및 재조합 인간 산 α-글루코시다제가 본 명세서에 기재된 조건하에서 환자에 투여되는 경우, 혈장 및 조직 내의 미글루스타트 및 ATB200의 농도는, ATB200이 조직 내로 흡수될 수 있고, 리소좀에 표적화될 수 있을 때까지, 안정하나, 미글루스타트의 빠른 배출로 인해, 리소좀 내에서 ATB200에 의한 글리코겐의 가수분해가 미글루스타트의 존재에 의해 과도하게 억제되지 않으며, 효소가 충분한 활성을 보유하여, 치료적으로 유용할 수 있도록 하는 것으로 사료된다.

상기에 기재된 모든 구현예는 조합될 수 있다. 이는 다음과 관련된 특정 구현예를 포함한다:

·약리학적 샤프론, 예를 들어 미글루스타트의 성질; 및 이것이 특이적인 활성 부위;

·약리학적 샤프론(예를 들어, 미글루스타트)의 투여량, 투여 경로 및 담체의 성질을 포함하는 약제학적 조성물의 유형 및 시판되는 조성물의 용도;

·대상체에서 발현이 감소하거나, 부재하는 내산성 단백질의 대상물일 수 있는 약제, 예를 들어 치료적 단백질 약제 산물, 적절하게는 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA), 예를 들어 중국 햄스터 난소(CHO) 세포에서 발현되고, 알글루코시다제 알파의 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위의 함량과 비교하여, 하나 이상의 만노스-6-인산염 잔기를 보유하는 N-글리칸 단위의 증가된 함량을 포함하며; 적절하게는, SEQ ID NO: 1 또는 SEQ ID NO: 2에 제시된 아미노산 서열을 갖는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 성질;

·재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 N-글리칸 단위, 예를 들어 재조합 인간 리소좀 단백질에 부착된 N-아세틸글루코사민, 갈락토스, 시알산 또는 이들의 조합으로부터 형성된 복합체 N-글리칸의 수 및 유형;

·만노스-6-인산염 및/또는 이중-만노스-6-인산염을 형성하는, 재조합 인간 리소좀 단백질(예를 들어, rhGAA) 상의 만노스 단위의 인산화의 정도;

·대체 효소(예를 들어, 재조합 인간 산 α-글루코시다제)의 투여량 및 투여 경로(예를 들어, 정맥내 투여, 특히 정맥내 주입 또는 표적 조직으로의 직접 투여) 및 담체 및 치료 유효량을 포함하는 제형의 유형;

·약리학적 샤프론(미글루스타트) 및 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 간격;

·치료 반응의 성질 및 조합 요법의 결과(예를 들어, 개별적으로 수행된 각 요법의 효과와 비교하여, 증대된 결과);

·조합 요법의 투여 시간, 예를 들어 미글루스타트 및 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 동시 투여 또는 순차적 투여로서, 예를 들어, 미글루스타트는 재조합 인간 산 α-글루코시다제 이전 또는 재조합 인간 산 α-글루코시다제 이후 또는 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 투여 전 또는 후의 특정 시간 이내에 투여되는 조합 요법의 투여 시간; 및

·치료 환자의 성질(예를 들어, 인간과 같은 포유류) 및 개체가 앓고 있는 질환(예를 들어, 효소 결핍증).

상기 목록의 구현예 중 임의의 것은 목록 내의 다른 구현예 중 하나 이상과 조합될 수 있다.

실시예

본 발명의 다른 특징은, 예로서, 본 발명의 원리를 예시하는 하기의 비제한적인 실시예로부터 명징해질 것이다.

실시예 1: 기존의 마이오자임® 및 루미자임® rhGAA 제품의 한계

현재 유일하게 승인된 폼페병 치료제인 마이오자임® 및 루미자임®의 rhGAA의 능력을 평가하기 위해, 이들 rhGAA 조제물을(M6P 기를 갖는 rhGAA와 결합하는) CIMPR 칼럼 상에 주사한 후, 유리 M6 구배에 의해 용리시켰다. 분획을 96-웰 플레이트에 수집하고, GAA 활성을 4MU-α-글루코스 기질에 의해 분석하였다. 결합 및 비결합 rhGAA의 상대량을 GAA 활성을 기반으로 결정하고, 전체 효소의 분획으로서 기록하였다.

도 4a 및 도 4b에는 기존의 ERT(마이오자임® 및 루미자임®)와 관련된 문제가 도시되어 있다: 마이오자임®의 73%의 rhGAA(도 4b) 및 루미자임®의 78%의 rhGAA(도 4a)는 CIMPR과 결합하지 않았으며, 각 도면의 좌측-최대 피크를 참조한다. 단지, 마이오자임®의 27%의 rhGAA 및 루미자임®의 22%의 rhGAA만이, 근육 세포 상의 CIMPR에 생산적으로 표적화할 수 있는 M6P를 함유하였다.

마이오자임® 및 루미자임®의 유효 투여량은, 근육 세포 상의 CIMPR을 표적화하는 M6P를 함유하는 rhGAA의 양에 상응한다. 그러나, 이들 2개의 기존 제품의 대부분의 rhGAA는 표적 근육 세포 상의 CIMPR 수용체를 표적화하지 않는다. 대부분의 rhGAA가 근육 세포로 표적화되지 않는 기존의 rhGAA의 투여는 비표적 rhGAA에 대한 알러지 반응 또는 면역반응 유도의 위험을 증가시킨다.

실시예 2: 단일- 또는 이중-M6P-보유 N-글리칸의 고 함량을 갖는 ATB200 rhGAA를 생성하는 CHO 세포의 제조

CHO 세포를, rhGAA를 발현하는 DNA에 의해 형질감염시킨 후, rhGAA를 생성하는 형질전환체를 선택하였다. rhGAA를 인코딩하는 DNA에 의해 CHO 세포를 형질전환시키기 위한 DNA 작제물이 도 5에 도시되어 있다. CHO 세포를, rhGAA를 발현하는 DNA에 의해 형질감염시킨 후, rhGAA를 생성하는 형질전환체를 선택하였다.

형질감염 후, 안정하게 혼입된 GAA 유전자를 함유하는 DG44 CHO(DHFR-) 세포를 하이포크산틴/티미딘 결핍(-HT) 배지를 사용하여, 선택하였다.

이들 세포에서의 GAA 발현의 증폭을 메토트렉세이트 처리(MTX, 500 nM)에 의해 유도하였다. 다량의 GAA를 발현하는 세포 풀을 GAA 효소 활성 분석에 의해 확인하고, rhGAA를 생성하는 개별 클론을 확립하는 데 사용하였다. 개별 클론을 반고체 배지 플레이트 상에 생성시키고, ClonePix 시스템에 의해, 발출하였으며, 깊은 24-웰 플레이트로 옮겼다. 개별 클론을 GAA 효소 활성에 대해 분석하여, 고수준의 GAA를 발현하는 클론을 확인하였다. GAA 활성을 결정하기 위한 일정한 조건의 배지에는 4-MU-α-글루코시다제 기질을 사용하였다. GAA 효소 분석에 의해 측정된 바와 같이, 더 고수준의 GAA를 생성하는 클론을 생존, 성장능력, GAA 생산성, N-글리칸 구조 및 안정한 단백질 발현에 대해 추가로 평가하였다. CHO 세포주 GA-ATB-200을 포함하고, 증대된 단일-M6P 또는 이중-M6P N-글리칸을 갖는 rhGAA를 발현하는 CHO 세포주를 이 절차를 사용하여, 단리하였다.

실시예 3: ATB200 rhGAA의 포획 및 정제

본 발명에 따른 rhGAA의 다수의 배치를 CHO 세포주 GA-ATB-200을 사용하여, 진탕 플라스크 및 관류 생물반응기에 생성하였고, CIMPR 결합을 측정하였다. 그와 유사한 CIMPR 수용체 결합(약 70%)은 도 7b에 도시되어 있고, 도 8은 상이한 생성 배치로부터의 정제된 ATB200 rhGAA에 대해 관찰된 것이며, 이는 ATB200 rhGAA가 일관되게 생성될 수 있음을 시사한다. 도 4a, 도 4b, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 마이오자임® 및 루미자임® rhGAA는 ATB200 rhGAA보다 유의하게 적은 CIMPR 결합을 나타내었다.

실시예 4: ATB200과 루미자임®의 분석 비교

약 음이온 교환("WAX") 액체 크로마토그래피를 사용하여, 말단 인산염에 따라 ATB200 rhGAA를 분획화하였다. 염의 양을 증가시키면서, ERT를 용리함으로써, 용리 프로파일을 생성시켰다. 프로파일을 UV(A280 nm)에 의해 모니터링하였다. ATB200 rhGAA를 CHO 세포로부터 얻어서, 정제하였다. 루미자임®을 상업적 공급원으로부터 입수하였다. 루미자임®은 용리 프로파일 좌측 상에 고 피크를 나타내었다. ATB200 rhGAA는 루미자임®의 우측에 4개의 우세한 피크 용리를 나타내었다(도 9). 이는, 이 평가가 CIMPR 친화도가 아닌 말단 전하에 의한 것이므로, ATB200 rhGAA가 루미자임®보다 더 큰 정도로 인산화되었음을 확인시킨다.

실시예 5: ATB200 rhGAA의 올리고당류 특성화

정제된 ATB200 rhGAA 및 루미자임® 글리칸을 각각의 ERT 상에서 발견되는 개별 글리칸 구조를 결정하기 위해, MALDI-TOF에 의해 평가하였다(도 10). ATB200 샘플은 루미자임®보다 더 소량의 비인산화된 고-만노스형 N-글리칸을 함유한 것으로 나타났다. 루미자임®에서보다 ATB200에서 더 고 함량의 M6P 글리칸은 더욱 효율적으로 ATB200 rhGAA를 근육 세포로 표적화한다. MALDI에 의해 결정된 고 백분율의 단일-인산화 및 이중-인산화 구조는 ATB200과 CIMPR 수용체의 유의하게 더 큰 결합을 예시하는 CIMPR 프로파일에 일관된다. MALDI-TOF 질량 분광분석을 통한 N-글리칸 분석은 평균적으로 각각의 ATB200 분자가 적어도 하나의 천연 이중-M6P N-글리칸 구조를 함유함을 확인시킨다. ATB200 rhGAA 상의 이러한 더 고 함량의 이중-M6P N-글리칸은 도 12a의 M6P 수용체 플레이트 결합 분석(KD 약 2 nM 내지 4 nM)에서 CIMPR과의 고-친화도 결합과 직접 연관된다.

ATB200 rhGAA를 또한 2개의 상이한 LC-MS/MS 분석 기법을 사용하여, 부위-특이적 N-글리칸 프로파일에 대해 분석하였다. 제1 분석에서, LC-MS/MS 분석 전에, 단백질을 변성시키고, 환원시키고, 알킬화시키고, 분해하였다. 단백질의 변성 및 환원 단계 동안, 200 μg의 단백질 샘플, 5 μL 1 mol/L 트리스-HCl(최종 농도: 50 mM), 75 μL 8 mol/L 구아니딘 HCl(최종 농도: 6 M), 1 μL 0.5 mol/L EDTA(최종 농도: 5 mM), 2 μL 1 mol/L DTT(최종 농도: 20 mM) 및 Milli-Q® 물을 1.5 mL 튜브에 첨가하여, 100 μL의 총 용적을 제공하였다. 샘플을 혼합하고, 건조 조에서 56℃에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 알킬화 단계 동안, 변성되고, 환원된 단백질 샘플을 5 μL 1 mol/L 요오도아세트아미드(IAM, 최종 농도: 50 mM)와 혼합한 후, 10℃ 내지 30℃의 암소에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 알킬화 후, 400 μL의 사전 냉각된 아세톤을 샘플에 첨가하고, 혼합물을 -80℃의 냉동고에서 4시간 동안 동결시켰다. 그 후, 샘플을 4℃, 13000 rpm에서 5분 동안 원심분리하고, 상청액을 분리하였다. 400 μL의 사전 냉각된 아세톤을 펠릿에 첨가한 후, 4℃, 13000 rpm에서 5분 동안 원심분리하고, 상청액을 분리하였다. 그 후, 샘플을 암소에서 얼음 상에서 대기 건조시켜, 아세톤 잔기를 제거하였다. 40 μL의 8 M 요소 및 160 μL의 100 mM NH₄HCO₃을 샘플에 첨가하여, 단백질을 용해시켰다. 그 후, 트립신 분해 단계 동안, 50 μg의 단백질을 최종 용적이 100 μL가 되도록 트립신 분해 완충액에 첨가하고, 5 μL 0.5 mg/mL 트립신(20/1 w/w의 단백질 대 효소 비율)을 첨가하였다. 용액을 잘 혼합하고, 37℃에서 밤새(16시간 ± 2시간) 인큐베이션하였다. 2.5 μL의 20% TFA(최종 농도: 0.5%)를 첨가하여, 반응을 퀀칭(quenching)시켰다. 그 후, 샘플을 Thermo Scientific Orbitrap Velos Pro™ 질량 분광분석기를 사용하여, 분석하였다.

제2 LC-MS/MS 분석에서, 알킬화 시약으로서, IAM 대신에 요오도아세트산(IAA)을 사용하는 것을 제외하고, 유사한 변성, 환원, 알킬화 및 분해 절차에 따라, ATB200 샘플을 제조한 후, Thermo Scientific Orbitrap Fusion Lumos Tribid™ 질량 분광분석기를 사용하여, 분석하였다.

제1 및 제2 분석의 결과는 도 11a 내지 도 11h에 도시되어 있다. 도 11a 내지 도 11h에서, 제1 분석 결과는 좌측 막대(진회색)에 의해 표시되어 있으며, 제2 분석으로부터의 결과는 우측 막대(연회색)에 의해 표시되어 있다. 도 11b 내지 도 11g에서, 글리칸 표시의 기호명은 문헌[Varki, A., Cummings, R.D., Esko J.D., et al., Essentials of Glycobiology, 2nd edition (2009)]에 따른 것이다.

도 8a 내지 도 8i로부터 인식되는 바와 같이, 2개의 분석은, 결과 간에 일부 변동이 있기는 하나, 유사한 결과를 제공하였다. 이러한 변동은 사용된 기기 및 N-글리칸 분석의 완전성을 포함하여, 다양한 인자에 의한 것일 수 있다. 예를 들어, 일부 종류의 인산화 글리칸이 확인되지 않고/않거나, 정량화되지 않은 경우, 인산화 글리칸의 총수가 적게 표시될 수 있고, 그 부위에 인산화 글리칸을 보유하는 rhGAA의 백분율이 적게 표시될 수 있다. 또 다른 예로서, 일부 종류의 비인산화 글리칸이 확인되지 않고/않거나, 정량화되지 않은 경우, 비인산화 글리칸의 총수가 적게 표시될 수 있고, 그 부위에 인산화 글리칸을 보유하는 rhGAA의 백분율이 많게 표시될 수 있다. 도 11a는 ATB200의 N-글리코실화 부위 점유율을 도시한다. 도 11a로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 N-글리코실화 부위는 대부분 점유되어 있으며, 두 분석 모두에서 검출된 90% 이상 및 최대 약 100%의 ATB200 효소가 각각의 잠재적 부위에 글리칸을 갖는 것으로 검출되었다. 그러나, 제7의 잠재적 N-글리코실화 부위는 약 절반의 경우에 글리코실화된다.

도 11b는 제1 부위인 N84의 N-글리코실화 프로파일을 도시한다. 도 11b로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 주요 글리칸 종류는 이중-M6P 글리칸이다. 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 75% 이상의 ATB200이 제1 부위에 이중-M6P 글리칸을 가졌다.

도 11c는 제2 부위인 N177의 N-글리코실화 프로파일을 도시한다. 도 11c로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 주요 글리칸 종류는 단일-M6P 글리칸 및 비인산화된 고만노스 글리칸이다. 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 40% 이상의 ATB200이 제2 부위에 단일-M6P 글리칸을 가졌다.

도 11d는 제3 부위인 N334의 N-글리코실화 프로파일을 도시한다. 도 11d로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 주요 글리칸 종류는 비인산화된 고만노스 글리칸, 디-, 트리- 및 테트라-안테너리 복합체 글리칸, 및 혼성체형 글리칸이다. 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 20% 이상의 ATB200이 제3 부위에 시알산 잔기를 가졌다.

도 11e는 제4 부위인 N414의 N-글리코실화 프로파일을 도시한다. 도 11e로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 주요 글리칸 종류는 이중-M6P 및 단일-MGP 글리칸이다. 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 40% 이상의 ATB200이 제4 부위에 이중-M6P 글리칸을 가졌다. 또한, 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 25% 이상의 ATB200이 제4 부위에 단일-M6P 글리칸을 가졌다.

도 11f는 제5 부위인 N596의 N-글리코실화 프로파일을 도시한다. 도 11f로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 주요 글리칸 종류는 푸코실화된 디-안테너리 복합체 글리칸이다. 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 70% 이상의 ATB200이 제5 부위에 시알산 잔기를 가졌다.

도 11g는 제6 부위인 N826의 N-글리코실화 프로파일을 도시한다. 도 11g로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 주요 글리칸 종류는 디-, 트리- 및 테트라-안테너리 복합체 글리칸이다. 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 검출된 80% 이상의 ATB200이 제6 부위에 시알산 잔기를 가졌다.

제7 부위인 N869에서의 글리코실화의 분석은 대략 40% 글리코실화를 나타내었으며, 가장 통상적인 글리칸은 A4S3S3GF(12%), A5S3G2F(10%), A4S2G2F(8%) 및 A6S3G3F(8%)였다.

도 11h는 7개의 잠재적 N-글리코실화 부위 각각에서의 인산화가 요약된 것을 도시한다. 도 11h로부터 인식될 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2 분석 둘 모두에서 제1, 제2 및 제4 부위에 고 인산화 수준이 검출되었다. 두 분석 모두에서 검출된 80% 이상의 ATB200이 제1 부위에 단일- 또는 이중-인산화되었고, 40% 이상의 ATB200이 제2 부위에 단일-인산화되었으며, 80% 이상의 ATB200이 제4 부위에 단일- 또는 이중-인산화되었다.

ATB200의 또 다른 글리칸 분석을 친수성 상호작용 액체 크로마토그래피-형광 검출-질량 분광분석(HILIC-FLD-MS) 방법에 따라 수행하였다.

HILIC-FLD-MS 분석의 결과는 하기 표 5에 제공되어 있다: 표 5에서, 3자리 숫자 중 첫 번째 숫자는 글리칸 내의 분지쇄의 수를 나타내고, 두 번째 숫자는 코어 푸코스 단위(core fucose unit)의 수를 나타내며, 세 번째 숫자는 말단 시알산 단위의 수를 나타낸다. 이러한 명명법을 사용하는 경우, "303"은 0개의 코어 푸코스(두 번째의 0) 및 3개의 말단 시알산(마지막의 3)을 갖는 트리-안테너리 글리칸(tri-antennary glycan)(첫 번째의 3)을 나타내고, "212"는 1개의 코어 푸코스 및 2개의 말단 시알산을 갖는 바이-안테너리 글리칸을 나타내며, "404"는 0개의 코어 푸코스 및 4개의 말단 시알산을 갖는 테트라-안테터리 글리칸을 나타낸다.

HILIC-FLD-MS 분석을 기반으로 하여, 시험된 ATB200은 평균 ATB200의 mol당 2 mol 내지 3 mol의 푸코스 함량, ATB200의 mol당 20 mol 내지 25 mol의 GlcNAc 함량, ATB200의 mol당 8 mol 내지 12 mol의 갈락토스 함량, ATB200의 mol당 22 mol 내지 27 mol의 만노스 함량, ATB200의 mol당 3 mol 내지 5 mol의 M6P 함량 및 ATB200 중 4 mol 내지 7 mol의 시알산 함량을 가질 것으로 예상된다.

실시예 6: ATB200의 CIMPR 친화도의 특성화

CIMPR과 결합할 수 있는 rhGAA의 백분율을 더 높이는 것 외에도, 상호작용의 특질을 이해하는 것이 중요하다. 루미자임® 및 ATB200 rhGAA 수용체 결합을 CIMPR 플레이트 결합 분석을 사용하여 결정하였다. 간단히 말해, CIMPR 피복 플레이트를 사용하여, GAA를 포획하였다. 다양한 농도의 rhGAA를 고정된 수용체에 도포하고, 비결합 rhGAA를 세척하였다. rhGAA의 잔류량을 GAA 활동에 의해 결정하였다. 도 12a에 의해 인식된 바와 같이, ATB200 rhGAA는 루미자임®보다 CIMPR과 유의하게 더 잘 결합하였다.

도 12b는 루미자임®, 기존의 rhGAA, 및 본 발명에 따른 ATB200의 이중-M6P 글리칸의 상대 함량을 도시한다. 루미자임®의 경우, 평균적으로 단지 10%의 분자만이 이중-인산화 글리칸을 갖는다. 이는 평균적으로 모든 rhGAA 분자가 적어도 하나의 이중-인산화 글리칸을 가진 ATB200과 대조적이다.

실시예 7: ATB200 rhGAA는 루미자임보다 섬유아세포에 의해 더욱 효율적으로 내재화되었다

ATB200과 루미자임® rhGAA의 상대 세포 흡수를 정상 및 폼페 섬유아세포 세포주를 사용하여 비교하였다. 비교에는 5 nM 내지 100 nM의 본 발명에 따른 ATB200 rhGAA와 10 nM 내지 500 nM의 기존의 rhGAA 루미자임®이 포함되었다. 16시간의 인큐베이션 후, 외부 rhGAA를 TRIS 염기로 불활성화시키고, 세포를 채취하기 전에 PBS로 3회 세척하였다. 4MU-α-글루코사이드 가수분해에 의해 측정된 내재화된 GAA를 총 세포 단백질에 대해 그래프로 나타냈으며, 결과는 도 13a 및 도 13b에 제시되어 있다.

ATB200 rhGAA는 또한 세포 내로 효율적으로 내재화되는 것으로 나타났으며(도 13a 및 도 13b), 이는 각각, ATB200 rhGAA가 정상 및 폼페 섬유아세포 세포 둘 모두 내로 내재화되고, 기존의 루미자임® rhGAA보다 더 큰 정도로 내재화됨을 시사한다. ATB200 rhGAA는 약 20 nM에서 세포 수용체를 포화시키고, 한편, 루미자임®은 약 250 nM이 필요하다. 이러한 결과로부터 추산된 흡수 효율 상수(K_흡수)는 도 13c에 도시된 바와 같이, ATB200의 경우 2 nm 내지 3 nm이고, 루미자임®의 경우 56 nM이다. 이들 결과는 ATB200 rhGAA가 폼페병에 대한 양질의 표적 치료제임을 시사한다.

실시예 8: GAA-녹아웃 마우스에서의 글리코겐 감소

도 14a 내지 도 14c는 Gaa 녹아웃 마우스에서 글리코겐 배출률에 대한 알글루코시다제 알파(루미자임®) 및 ATB200의 투여의 효과를 도시한다. 동물에 2회의 IV 볼루스 투여(매격주)를 제공하였고; 최종 투여 2주 후에 조직을 채취하였고, 산 α-글루코시다제 활성 및 글리코겐 함량에 대해 분석하였다.

도 14a 내지 도 14c로부터 인식되는 바와 같이, ATB200은 투여량-의존적 방식으로 산 α-글루코시다제(Gaa) 녹아웃 마우스에서 조직 글리코겐을 고갈시키는 것으로 나타났다. 20 mg/kg 투여량의 ATB200은 Gaa 녹아웃 마우스에서 5 및 10 mg/kg 투여량 수준보다 더 큰 비율의 저장 글리코겐을 일관되게 제거하였다. 그러나, 도 14a 내지 도 14c에 도시된 바와 같이, 5 mg/kg으로 투여된 ATB200은 마우스의 심근 및 골격근(사두근 및 삼두근)에서 20 mg/kg으로 투여된 루미자임®과 유사한 글리코겐 감소를 나타내었으며, 10 mg/kg 및 20 mg/kg으로 투여된 ATB200은 골격근에서 루미자임®보다 유의하게 더 양호한 글리코겐 수준의 감소를 나타내었다.

도 15는 Gaa 녹아웃 마우스에서 글리코겐 배출률에 대한 알글루코시다제 알파(루미자임®) 및 ATB200의 투여 효과뿐만 아니라, 글리코겐 배출률에 대한 ATB200 및 미글루스타트의 공동 투여 효과를 도시한다. 12주령의 GAA KO 마우스에 루미자임® 또는 ATB200을 20 mg/kg IV로 매격주 4회 주사에 의해 처리하였으며; 적시된 바와 같이, rhGAA 30분 전에, 미글루스타트를 10 mg/kg PO로 공동 투여하였다. 마지막 효소 투여 후 14일째에 글리코겐 측정을 위해, 조직을 수집하였다. 도 15는 사두 및 삼두 골격근에서 글리코겐의 상대적 감소를 도시하며, ATB200은 루미자임®보다 더 큰 글리코겐 감소를 제공하며, ATB200/미글루스타트는 훨씬 더 큰 글리코겐 감소를 제공하였다.

실시예 9: GAA-녹아웃 마우스에서의 근육 생리학 및 형태학

Gaa 녹아웃 마우스에 20 mg/kg의 재조합 인간 산 α-글루코시다제(알글루코시다제 알파 또는 ATB200)의 2회의 IV 볼루스 투여를 매격주 제공하였다. ATB200의 투여 30분 전에 ATB200으로 처리되는 동물의 하위세트에 미글루스타트를 10 mg/kg의 투여량으로 경구 투여하였다. 대조군 마우스는 비히클을 단독으로 처리하였다. 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 최종 투여 2주 후에, 비장근, 사두근 및 횡경막 조직을 채취한다. 비장근 및 횡경막 조직을 과요오드산 - Schiff 시약(PAS)에 의해 염색함으로써, 글리코겐 수준에 대해 분석하고, 폼페병의 경우, 상향조절되는 리소좀-결합 막 단백질(LAMP1) 마커의 수준을 측정함으로써, 리소좀 증식에 대해 분석하였다. 에폭시 수지(Epon)에 포매된 사두근의 얇은 쪽 단면을 메틸렌 블루로 염색하고, 전자 현미경(1000x)에 의해 관찰하여, 액포의 존재 정도를 결정하였다. 사두근 샘플을 면역조직화학적으로 분석하여, 자식작용 마커 미소관-결합 단백질 1A/1B-경쇄의 3개의 포스파티딜에탄올아민 접합체(LC3A II) 및 p62, 인슐린-의존적 글루코스 수송인자 GLUT4 및 인슐린-비의존적 글루코스 수송인자 GLUT1의 수준을 결정하였다.

유사한 연구에서, Gaa 녹아웃 마우스에 20 mg/kg의 재조합 인간 산 α-글루코시다제(알글루코시다제 알파 또는 ATB200)의 4회의 IV 볼루스 투여를 매격주 제공하였다. ATB200의 투여 30분 전에 ATB200으로 처리되는 동물의 하위세트에 미글루스타트를 10 mg/kg의 투여량으로 경구 투여하였다. 대조군 마우스는 비히클을 단독으로 처리하였다. 재조합 인간 산 α-글루코시다제의 최종 투여 2주 후에, 심근 조직을 채취하고, 과요오드산 - Schiff 시약(PAS)에 의해 염색함으로써, 글리코겐 수준에 대해 분석하고, LAMP1의 수준을 측정함으로써, 리소좀 증식에 대해 분석하였다.

도 16에 도시된 바와 같이, ATB200의 투여는 알글루코시다제 알파에 의한 통상 처리와 비교하여, 심근, 횡경막 근육 및 골격근(비장근) 조직에서 리소좀 증식의 감소를 나타내었고, 미글루스타트와 ATB200의 공동 투여는 리소좀 증식에서 유의한 추가 감소를 나타내었으며, 이는 야생형(WT) 마우스에서 나타나는 수준에 근사하였다. 추가로, 도 17에 도시된 바와 같이, ATB200의 투여는 알글루코시다제 알파에 의한 통상 처리와 비교하여, 심근 및 골격근(비장근) 조직에서 점상 글리코겐 수준의 감소를 나타내었고, 미글루스타트와 ATB200의 공동 투여는 유의한 추가 감소를 나타내었으며, 이는 다시, 야생형(WT) 마우스에서 나타나는 수준에 근사하였다.

또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 미글루스타트와 ATB200의 공동 투여는 미처리된 마우스 및 알글루코시다제 알파에 의해 처리된 마우스와 비교하여, Gaa 녹아웃 마우스의 사두근의 근섬유에서의 액포의 수를 유의하게 감소시켰다. 도 19에 도시된 바와 같이, 야생형 마우스와 비교하여, Gaa 녹아웃 마우스에서 LC3 II 및 p62 둘 모두의 수준이 증가하나, 미글루스타트와 ATB200으로 처리시에는 유의하게 감소하며, 이는 산 α-글루코시다제 결핍증과 관련된 자식작용의 증가가 ATB200 및 미글루스타트의 공동 투여시에는 감소한다는 것을 시사한다. 추가로, 인슐린-의존적 글루코스 수송인자 GLUT4 및 인슐린-비의존적 글루코스 수송인자 GLUT1의 수준은 야생형 마우스와 비교하여, Gaa 녹아웃 마우스에서 증가하나, 이는 다시, 미글루스타트와 ATB200으로 처리시에는 유의하게 감소한다. 산 α-글루코시다제 결핍증과 관련하여 증가된 GLUT4 및 GLUT1 수준은 기저 상태 및 식후의 두 경우 모두에서, 근섬유로의 글루코스 흡수의 증가 및 글리코겐 합성의 증가에 기여할 수 있다. 따라서, ATB200 및 미글루스타트에 의한 조합 치료는 폼페병의 마우스 모델에서 골격 근 형태학 및 생리학을 개선시키는 것으로 나타났다.

실시예 10: GAA-녹아웃 마우스에서의 근육의 기능

12회의 격주 투여의 더 장기간의 연구에서, 20 mg/kg ATB200 + 10 mg/kg 미글루스타트는 Gaa KO 마우스에서 기준선으로부터 기능성 근력을 지속적으로 증가시켰으며, 이는 악력 및 와이어 매달리기 시험 둘 모두에 의해 측정되는 바와 같다(도 21a 및 도 21b). 동일한 ERT 투여량(20 mg/kg)이 제공된 알글루코시다제 알파(루미자임®)-처리 마우스는 대부분의 연구 전반에 걸쳐, 동일한 조건 하에서 저하하는 것으로 관찰되었다(도 21a 및 도 21b). 더 단기간의 연구에 의한 바와 같이, ATB200/미글루스타트는 3 개월(도 22a 내지 도 22c) 및 6 개월(도 22d 내지 도 22g)의 처리 후, 알글루코시다제 알파보다 실질적으로 더 양호한 글리코겐 배출률을 나타내었다. ATB200/미글루스타트는 또한 3 개월의 처리(도 23) 후, 알글루코시다제 알파와 비교하여, LAMP1 및 다이스페린의 자식작용 및 세포내 축적을 감소시켰다. 도 21a에서, ^*는 루미자임® 단독의 경우와 비교하여, 통계적으로 유의함을 나타낸다(p<0.05, 2-면 t-검정). 도 22a 내지 도 22g에서, ^*는 루미자임® 단독의 경우와 비교하여, 통계적으로 유의함을 나타낸다(p<0.05, 1-방 ANOVA 분석 하에 Dunnett 방법을 사용한 다중 비교).

종합하자면, 이들 데이터는, ATB200/미글루스타트가 세포 기능이상을 역전시키고, 근육 기능을 개선하기 위해, 근육으로 효율적으로 표적화됨을 시사한다. 중요하게는, 근육 구조물의 명백한 개선 및 LAMP1 및 다이스페린의 감소된 자식작용 및 세포내 축적은 기능성 근력의 개선과 연관된 개선된 근육 생리학의 좋은 대용물이 될 수 있다. 이들 결과는, 자식작용 및 이들 주요 근육 단백질의 모니터링이, Gaa KO 마우스에서 폼페병의 치료적 처리로서의 유효성을 평가하기 위한 합리적이고, 실용적인 방법이 될 수 있음을 시사하며, 이는 임상 연구의 근육 생검에서 유용한 바이오마커라고 할 수 있다.

도 23은, 미글루스타트의 존재 또는 부재 하에, 6개월의 ATB200의 투여가 Gaa KO 마우스에서 디스트로핀의 세포내 축적을 저하시킴을 도시한다. ATB200 ± 미글루스타트의 경우, 루미자임®에 의한 경우보다 디스트로핀 축적이 더 크게 감소하였다.

실시예 11: rhαGal A의 포획

사용된 세포 배양 배지 중 재조합 인간 α-갈락토시다제 A(rhα-Gal A)의 CIMPR 결합 프로파일을 AEX 크로마토그래피를 사용하여, 산물 포획 전에 측정하였으며(도 20의 A) 및 AEX 크로마토그래피를 사용하여, 산물 포획 후에 측정하였다(도 20의 B). 두 그래프 모두에서 점선은 M6P 용리 구배를 나타낸다. AEX 산물 포획 전에, rhα-Gal A의 80%가 CIMPR과 결합할 수 있다. AEX 산물 포획 후, 결합된 총 rhα-Gal A는 96%로 증가한다.

실시예 12: 폼페병이 있는 ERT-체험 환자 및 ERT-나이브(naive) 환자에서 미글루스타트와 공동 투여된 재조합 산 α-글루코시다제 ATB200에 대한 약동학 및 안전성 데이터

이 연구는 미글루스타트와 공동 투여된 ATB200의 안전성, 내성 및 약동학(PK)을 주로 평가하기 위해 설계되었다. Gaa 녹아웃 마우스로부터의 PK/약역학(PD) 판독 모델은 인간에서 고 투여량(예를 들어, 260 mg)의 미글루스타트와 ATB200 20 mg/kg의 조합이 최적의 글리코겐 감소를 제공할 것으로 예측하였다.

하기의 기재내용에서, "고 투여량"의 미글루스타트는 약 260 mg의 투여량을 지칭하고, "저 투여량"의 미글루스타트는 약 130 mg의 투여량을 지칭한다.

이 단계 1/2 연구의 목적은 이 단계에서 10명의 환자로부터의 총 예비 GAA 단백질, ATB200 및 미글루스타트 PK 데이터 및 안전성 마커를 평가하기 위한 것이었다.

이는 폼페병을 갖는 성인에서, 경구용 미글루스타트와 공동 투여된 ATB200의 정맥내 주입의 안전성, 내성, PK, PD, 및 효능을 평가하기 위한 공개-표지 일정-순서 상승-투여량 최초 인체 단계 1/2 연구이다(도 24). 9회차 방문을 통해, 처음 8명의 코호트 1 환자 및 처음 2명의 코호트 3 환자로부터 평균 총 GAA 단백질 및 미글루스타트 PK 결과를 평가하였다.

^a코호트 2 및 3에서 투여 전에 각각의 투여량 수준에서 코호트 1로부터의 2명의 센티넬 환자(sentinel patient)로부터의 안전성 데이터를 검토하였다.

^b2기 및 3기 동안, ATB200 정맥내 주입의 개시 전에, 미글루스타트를 경구 투여하였다. 모든 투여량에서, ATB200을 4시간의 지속기간 동안 정맥내 주입하였다.

^c코호트 2 및 3에서 처음 2명의 환자가 그들 각각의 코호트에 대해 센티넬 환자로서 수행한다.

주요 포함 기준:

·GAA 유전자형 분석에 의하거나, 기록된 GAA 효소 활성 결핍증을 기반으로 하여, 폼페병으로 진단된 18세 내지 65세의 남성 및 여성.

·시험 개시 전에 2년 내지 6년(또는 코호트 2의 경우, 2년 이상) 동안 알글루코시다제 알파와 ERT를 받았다(코호트 1).

·현재 매격주의 빈도로 알글루코시다제 알파를 받고 있으며, 투여 중지를 야기하는 약제 관련 부작용 없이 최종 2회의 주입을 완료하였다(코호트 1 및 2).

·6분 보행 시험에서 200 미터 내지 500 미터의 보행이 가능하여야 한다(코호트 1 및 3).

·직립 노력성폐활량(upright forced vital capacity)은 예측된 정상 값의 30% 내지 80%여야 한다(코호트 1 및 3).

·휠체어 의존적이고, 보조없이 보행이 불가능하여야 한다(코호트 2).

PK 분석:

·혈장의 총 GAA 단백질 및 활성 농도용 혈액 샘플을 채혈하였다.

·1기: ATB200 주입 개시 전 및 주입 개시 후 1, 2, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 8, 10, 12, 및 24시간(들)째.

·2기 및 3기: 미글루스타트 경구 투여 후 1, 2, 3, 4, 4.5, 5, 6, 7, 9, 11, 13, 및 25시간(들)째.

·미글루스타트 경구 투여 직전(0시간) 및 미글루스타트 경구 투여 후 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 9, 11, 및 25시간(들)째에 혈장 미글루스타트 농도용 혈액 샘플을 채혈하였다. 혈장 미글루스타트를 검증된 LC-MS/MS 분석에 의해 결정한다.

·ATB200 5, 10, 및 20 mg/kg의 경우, 혈장 중 총 GAA 단백질 농도를 rhGAA-특이적 "특징" 펩티드(들)의 검증된 LC-MS/MS 정량화에 의해 결정하였다.

1기 및 2기를 완료한 코호트 1의 8명의 환자 및 3기가 개시된 코호트 3의 2명의 환자에서 예비 분석을 완료하였다.

·첫 번째 ERT-교체 환자는 폼페병 집단의 활성으로 나타나며, 평균 5.02년 동안 ERT를 받았다(표 6).

^a중간 데이터 분석을 통한 경우, 코호트 1(보행가능 ERT-교체)로부터의 n=10; 코호트 3(나이브)으로부터의 n=2.

총 GAA 단백질

단독으로 제공되는 경우, ATB200은 투여량 비례보다 다소 더 큰 방식으로 증가한다(표 7 및 도 25a 내지 도 25d). 변동성은 미글루스타트 투여량에 따라 증가하는 것으로 나타난다(도 25C). 고 투여량의 미글루스타트(260 mg)와 ATB200 20 mg/kg의 공동 투여는 20 mg/kg의 ATB200 단독의 경우에 대비하여, 총 GAA 단백질 노출(AUC)을 대략 25%만큼 증가시켰다. 분포 반감기(α-단계)는 45%만큼 증가하였으며, 이는 고 투여량의 미글루스타트가 혈장 중 ATB200을 안정화시킨다는 것을 시사한다. 분포 반감기의 증가는 최대 혈장 농도 시간에서 투여 후 대략 12시간째까지의 AUC에서의 증가를 수반한다. AUC 및 반감기에서의 증가는 말단 제거 단계 동안 로그 척도로 관찰할 수 있다(도 25b). ATB200은 상대적으로 고 용적의 분포를 나타내었다. 혈장의 총 GAA 단백질의 배열은 ERT-나이브(코호트 3) 환자와 ERT-체험 환자(코호트 1) 사이에서 유사하게 나타난다(도 25a 및 도 25d).

미글루스타트 PK

미글루스타트는 투여량-비례 속도론이 입증되었다(표 8 및 도 26). 혈장 미글루스타트는 단일 투여량과 다회 투여량 사이에 유사한 것으로 나타난다.

약역학

코호트 1로부터의 ERT-체험 환자의 11회차 방문시(도 27a 및 도 27b):

·알라닌 아미노기 전달효소(ALT)는 8명의 환자 중 5명에서 저하하였고; 증가된 기준선 수준을 가진 4/4의 환자를 정규화하였다.

·아스파르트산염 아미노기 전달효소(AST)는 8명의 환자 중 6명에서 저하하였고; 증가된 기준선 수준을 가진 3/4의 환자를 정규화하였다.

·크레아티닌 포스포키나제(CPK)는 8명의 환자 중 6명에서 저하하였고; 증가된 기준선 수준을 가진 2/6의 환자를 정규화하였다.

· 소변 글루코스 사당류(HEX4) 수준은 8명의 환자 중 8명에서 저하하였다.

4주차에, 4개의 바이오마커 수준 모두가 처리-나이브 코호트(코호트 3)의 2명의 환자에서 저하하였다(도 27c 및 도 27d).

도 27a 내지 도 27d에서, 데이터는 평균 ± 표준 오차로서 표시된다.

안전성

·모든 환자에서 155+ 총 주입 후, 중증 부작용(AE) 또는 주입-관련 반응이 보고된 바 없다.

·11/13(84%)의 환자에서 보고된 치료-응급 AE는 일반적으로 경미하고, 일시적인 것이었다.

·7/13(53%)의 환자에서 보고된 치료-관련 AE: 메스꺼움(n=1), 피로(n=1), 두통(n=1), 떨림(n=2), 여드름(n=1), 빈맥(n=1), 및 저혈압(n=1).

결론

·ATB200 단독의 경우 및 미글루스타트와 조합된 경우는 안전하고, 잘 내약되었으며, 현재까지 주입-관련 반응은 존재하지 않았다.

·ATB200 단독의 경우는 노출시 투여량 비례보다 더 큰 증가를 나타내었고, 미글루스타트에 의해 추가로 증대되었으며, 이는 ATB200에 대한 샤프론의 안정화 효과를 시사한다.

·표준 치료에서 ATB200/미글루스타트로 교체한 후, 환자들은 일반적으로 근육 손상의 바이오마커가 개선된 것으로 나타났으며, 많은 환자들이 18주까지 정상화된 것으로 나타났다.

·ATB200/미글루스타트로 처리된 처음 2명의 치료-나이브 환자는 근육 손상 바이오마커 모두에서 강력한 감소를 나타내었다.

본 명세서에 기재된 구현예는 본 발명의 조성물 및 방법의 예시로서 의도되며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 기재내용과 전반적으로 일치하고, 당업자에게 용이하게 명백한 다양한 변형 및 변화가 포함되는 것으로 의도된다. 첨부된 청구범위는 실시예에 제시된 특정 구현예에 의해 제한되어서는 안되며, 기재내용과 전반적으로 일치하도록, 최광의 해석이 주어져야 한다.

그 전문의 개시내용이 모든 목적을 위해, 본 명세서에 참조로 포함되는 특허, 특허 출원, 공보물, 제품 설명서, GenBank 수탁 번호 및 프로토콜이 본 출원 전반에 걸쳐 인용된다.

SEQUENCE LISTING <110> Amicus Therapeutics, Inc. <120> METHOD FOR SELECTION OF HIGH M6P RECOMBINANT PROTEINS <130> AT-P8600-PCT <160> 2 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 952 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Gly Val Arg His Pro Pro Cys Ser His Arg Leu Leu Ala Val Cys 1 5 10 15 Ala Leu Val Ser Leu Ala Thr Ala Ala Leu Leu Gly His Ile Leu Leu 20 25 30 His Asp Phe Leu Leu Val Pro Arg Glu Leu Ser Gly Ser Ser Pro Val 35 40 45 Leu Glu Glu Thr His Pro Ala His Gln Gln Gly Ala Ser Arg Pro Gly 50 55 60 Pro Arg Asp Ala Gln Ala His Pro Gly Arg Pro Arg Ala Val Pro Thr 65 70 75 80 Gln Cys Asp Val Pro Pro Asn Ser Arg Phe Asp Cys Ala Pro Asp Lys 85 90 95 Ala Ile Thr Gln Glu Gln Cys Glu Ala Arg Gly Cys Cys Tyr Ile Pro 100 105 110 Ala Lys Gln Gly Leu Gln Gly Ala Gln Met Gly Gln Pro Trp Cys Phe 115 120 125 Phe Pro Pro Ser Tyr Pro Ser Tyr Lys Leu Glu Asn Leu Ser Ser Ser 130 135 140 Glu Met Gly Tyr Thr Ala Thr Leu Thr Arg Thr Thr Pro Thr Phe Phe 145 150 155 160 Pro Lys Asp Ile Leu Thr Leu Arg 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Lys Val Leu Asp 865 870 875 880 Ile Cys Val Ser Leu Leu Met Gly Glu Gln Phe Leu Val Ser Trp Cys 885 890 895

Claims (1)

1. 명세서에 기재된 방법에 의해 제조되는 재조합 단백질 산물의 용도.

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