NO20151725L

NO20151725L - Rekombinant, humanisert antistoff 2C4 (rhuMab 2C4) for anvendelse sammen med et andre, forskjellig vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoff i en fremgangsmåte for behandling av kreft i en pasient og anvendelse derav for fremstilling av et medikament

Info

Publication number: NO20151725L
Application number: NO20151725A
Authority: NO
Inventors: Mark Sliwkowski; Hans Koll; Birgit Bossenmaier; Hans-Joachim Müller; Stephen Michael Kelsey
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2005-02-14
Also published as: NO340576B1

Abstract

Tumorer identifiseres som responderende på behandling med anti-HER2-antistoffer ved å påvise nærvær av et HER2/HER3- og/eller HER2/HER1-proteinkompleks eller av HER2-fosforylering i en prøve med tumorceller. Pasienter som lider av en tumor som omfatter HER2/HER1- og/eller HER2/HER3-heterodimerer og/eller HER2-fosforylering behandles med anti-HER2- antistoffer, for eksempel rhuMAb 2C4.

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse gjelder fremgangsmåter for å identifisere tumorer som kan respondere på behandling med anti-HER2-antistoffer, så vel som fremgangsmåter for behandling av pasienter som lider av slike tumorer.

Oppfinnelsens bakgrunn

ErbB-familien av reseptor tyrosinkinaser er viktige mediatorer av cellevekst, differensiering og overlevelse. Reseptorfamilien omfatter fire forskjellige medlemmer, inkludert epidermal vekstfaktor reseptor (EGFR eller ErbBl), HER2 (ErbB2 eller pl85<neu>), HER3 (ErbB3) og HER4 (ErbB4 eller tyro2).

EGFR, kodet av erbBl-genet, har blitt implisert i årsaken til ondartede tilstander hos mennesker. Spesielt har forhøyet ekspresjon av EGFR blitt observert i bryst-, blære-, lunge-, hode-, hals- og magekreft, så vel som i glioblastomer. Forhøyet EGFR-reseptor-ekspresjon er ofte forbundet med en forhøyet produksjon av EGFR-liganden, transformerende vekstfaktor alfa (TGF-a) av de samme tumorcellene, noe som fører til reseptoraktivering ved en autokrin, stimulerende reaksjonsvei. Baselga og Mendelsohn Pharmac. Ther., 64:127-154 (1994). I tillegg har et epidermal vekstfaktor-reseptor beslektet protein (ERRP), hvor en cDNA-fragmentklon på 1583 basepar med 90-95 % sekvenshomologi med EGFR fra mus, og en avkortet EGFR fra rotte blitt beskrevet (US patentskrift nr. 6 399 743, og US publikasjon nr. 2003/0096373). Monoklonale antistoffer rettet mot EGFR eller dens ligander, TGF-a og EGF, har blitt evaluert som terapeutiske midler ved en behandling av slike ondartede tilstander. Se for eksempel Baselga og Mendelsohn, supra; Masui et al., Cancer Research, 33:1002-1007 (1984); og Wu et al., J. Clin. Invest., 95:1897-1905 (1995).

Det andre medlemmet av ErbB-familien, pl85neu, ble opprinnelig identifisert som produktet fra det transformerende genet fra neuroblastomer hos kjemisk behandlede rotter. Den aktiverte form av neu-proto-onkogenet er et resultat av en punktmutasjon (valin til glutaminsyre) i transmembranområdet i det kodede proteinet. Amplifisering av den humane homologen av neu (HER2) er observert i bryst- og ovariekreft og korrelerer med dårlig prognose (Slamon et al., Science, 235:177-182 (1987); Slamon et al., Science, 244:707-712 (1989); og US patentskrift nr. 4 968 603). Til nå har ingen punktmutasjon analog til den i neu-proto-onkogenet blitt rapportert for humane tumorer. Overekspresjon av ErbB2 (som ofte, men ikke alltid, skyldes genamplifisering) har også blitt observert i andre karsinomer, inkludert karsinorner fra mage, endometrium, spyttkjertel, lunge, nyre, kolon, skjoldkjertel, bukspyttkjertel og urinblære. Se blant annet King et al., Science, 229:974 (1985)M Yokota et al., Lancet, 1:765-767 (1986); Fukushigi et al., Mol Cell Biol., 6:955-958 (1986); Geurin et al., Oncogene Res., 3:21-31 (1988); Cohen et al., Oncogene, 4:81-88 (1989); Yonemura et al., Cancer Res., 51:1034 (1991); Borst et al., Gynecol. Oncol., 38:364 (1990); Weiner et al., Cancer Res., 50:421-425 (1990); Kern et al., Cancer Res., 50:5184 (1990); Park et al., Cancer Res. 49:6605 (1989); Zhau et al., Mol. Carcinog. 3:354-357 (1990); Aasland et al., Br. J. Cancer, 57:358-363 (1988); Williams et al., Pathiobiology, 59:46-52

(1991); og McCann et al., Cancer, 65:88-92 (1990). ErbB2 kan være overuttrykt i prostatakreft (Gu et al., Cancer Lett., 99:185-9 (1996); Ross et al., Hum. Pathol., 28:827-33 (1997); Ross et al., Cancer, 79:2162-70 (1997); og Sadasivan et al., J. Uroi., 150:126-31 (1993)). Overekspresjon av ErbB2 kan føre til tumorvekst via liganduavhengig aktivering av ErbB2 eller ErbB2-homodimerer.

Antistoffer rettet mot proteinproduktene fra pl85neu hos rotte og human ErbB2 har blitt beskrevet. Drebin og medarbeidere har fremstilt antistoffer mot neu-gen-produktet fra rotte, pl85neu. Se for eksempel Drebin et al., Cell, 41:695-706 (1985); Myers et al., Meth. Enzym., 198:277-290 (1991); og WO 94/22478. Drebin et al., Oncogene, 2:273-277 (1988) rapporterer at blandinger av antistoffer som reagerer med to adskilte områder i pl85neu fører til synergistiske anti-tumor virkninger på neu-transformerte NIH-3T3-celler implantert i naken mus. Se også US patentskrift nr.

5 824 311, tildelt 20. oktober 1998.

Hudziak et al., Mol. Cell, Biol., 9(3):1165-1172 (1989) beskriver fremstillingen av et sett av anti-ErbB2-antistoffer som blekarakterisert vedanvendelse av den humane brysttumor cellelinje SK-BR-3. Relative celleproliferasjon av SK-BR-3-cellene etter eksponering for antistoffene ble bestemt ved krystall fiolett farging av monolagene etter 72 timer. Ved anvendelse av denne analysen ble maksimal inhibering oppnådd med antistoffet som kaltes 4D5, som inhiberer celleproliferasjonen med 56 %. Andre antistoffer i settet reduserte celleproliferasjonen i mindre grad i denne analysen. Antistoff 4D5 ble videre funnet å sensibilisere ErbB2-overuttrykkende brysttumor cellelinjer overfor de cytotoksiske virkningene av TNF-a. Se også US patentskrift nr. 5 677 171, tildelt 14. oktober 1997. Anti-ErbB2-antistoffene som diskuteres i Hudziak et al. erkarakterisertvidere i Fendly et al., Cancer Research, 50:1550-1558 (1990); Kotts et al., In Vitro, 26(3):59A (1990); Sarup et al., Growth Regulation, 1:72-82 (1991); Shepard et al., J. Clin. Immunol., 11(3):117-127 (1991); Kumar et al., Mol. Cell. Biol., 11(2:979-986 (1991); Lewis et al., Cancer Immunol. Immunother., 37:255-263 (1993); Pietras et al., Oncogene, 9:1829-1838 (1994); Vitetta et al., Cancer Research, 54:5301-5309 (1994); Sliwkowski et al., J. Biol. Chem. 269(20^:14661-14665 (1994); Scott et al., J. Biol. Chem., 266:14300-5 (1991); D'souza et al., Proe. Nati. Acad. Sei., 91:7202-7206 (1994); Lewis et al., Cancer Reserach, 56:1457-1465 (1996); og Schaefer et al., Oncogene, 15:1385-1394 (1997).

En rekombinant, humanisert versjon av muse-anti-ErbB2-antistoffet 4D5 (huMAb4D5-8, rhuMAb HER2 eller HERCEPTIN<®>; US patentskrift nr. 5 821 337) er klinisk aktiv i pasienter med ErbB2-overuttrykkende metastatisk brystkreft som på forhånd har mottatt omfattende anti-kreftbehandling (Baselga et al., J. Clin. Oncol., 14:737-744

(1996)). "HERCEPTIN<®>" mottok markedsføringstillatelse av Food and Drug Administration, 25. september 1988 for behandling av pasienter med metastatisk brystkreft hvis tumorer overuttrykker ErbB2-proteinet. Imidlertid responderer ikke alle ErbB2-overuttrykkende tumorer på "HERCEPTIN<®>". (Brockhoff et al., Cytomery, 44:338-48 (2001)). I tillegg tyder prekliniske data på at "HERCEPTIN<®>" kan være terapeutisk effektiv for behandling av ikke-småcellet lungekreft (NSCLC). HER2-proteinet overuttrykkes i 20-66 % av reseksjonerte NSCLC-tumorer og har vist seg å predikere et dårlig utfall for pasienten i multiple serier (Azzoli, C.G. et al., Semin. Oncol., 29(Suppl 4):59-65 (2002)).

Andre anti-ErbB2-antistoffer med forskjellige egenskaper har blitt beskrevet i Tagliabue et al., Int. J. Cancer, 47:933-937 (1991); McKenzie et al., Oncogene, 4:543-548 (1989); Maier et al., Cancer Res., 51:5361-5369 (1991); Bacus et al., Molecular Carcinogenesis, 3:350-362 (1990); Stancovski et al., PNAS (USA), 88:8691-8695

(1991) ; Bacus et al., Cancer Research, 52:2580-2589 (1992); Xu et al., Int. J. Cancer, 53:401-408 (1993); WO 94/00136; Casprzyk et al., Cancer Research, 52:2771-2776

(1992) ; Hancock et al., Cancer Res., 51:4575-4580 (1991); Shawver et al., Cancer Res., 54:1367-1373 (1994); Arteaga et al., Cancer Res., 54:3758-3765 (1994); Harwerth et al., J. Biol. CHej., 26Z: 15160-15167 (1992); US patentskrift nr. 5 783 186; og Klapper et al., Oncogene, 14:2099-2109 (1997). Monoklonale antistoff 2C4 er beskrevet i WO 01/00245. 2C4 har blitt vist å bryte dimerisering av HER2 med andre medlemmer av ErbB-reseptorfamilien (WO 01/00245).

Homologiscreening har resultert i identifisering av to andre medlemmer av ErbB-reseptorfamilien; ErbB3 (US patentskrift nr. 5 183 884 og 5 480 968 samt Kraus et al., PNAS (USA), 86:9193-9197 (1989)) og ErbB4 (EP patentsøknad nr. 599 274; Plowman et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 90:1746-1750 (1993) og Plowman et al., Nature, 366:476-475 (1993)). Begge disse reseptorene viser forhøyet ekspresjon i det minste i noen brystkreft cellelinjer.

ErbB-reseptorene finnes vanligvis i forskjellige kombinasjoner i celler, og heterodimerisering antas å øke diversiteten av cellulære responser på en rekke ErbB-ligander (Earp et al., Breast Cancer Research and Treatment, 35:115-132 (1995)). Imidlertid er mekanismen ved hvilken disse reseptorene aggregerer og hvordan dette bidrar til signaliseringen ikke fult ut forstått (Brennan, P.J. et al., Oncogene, 19:6093-6101

(2000)). EGFR bindes til seks forskjellige ligander, epidermal vekstfaktor (EGF), transformerende vekstfaktor alfa (TGF-a), amfiregulin, heparinbindende epidermal vekstfaktor (HB-EGF), betacellulin og epiregulin (Groenen et al., Growth Factors, 11:235-257 (1994)). En familie av heregulinproteiner som oppstår ved alternativ spleising av et enkelt gen er ligander for ErbB3 og ErbB4. Heregulinfamilien inkludere alfa-, beta- og gamma-hereguliner (Holmes et al., Science, 256:1205-1210 (1992); US patentskrift nr.

5 641 869; og Schaefer et al., Oncogene, 15:1385-1394 (1997)); neu-differensierings-faktorer (NDF), glia vekstfaktorer (GGF), acetylkolin reseptorinduserende aktivitet (ARIA) og sanse- og motorneuron avledet faktor (SMDF). For en oversikt, se Groenen et al., Growth Factors, 11:235-257 (1994); Lemke, G., Molec. & Cell. Neurosci., 7:247-262

(1996) og Lee et al., Pharm. Rev., 47:51-85 (1995). Nylig ble ytterligere tre ErbB-ligander påvist; neuregulin-2 (NRG-2), som rapporteres å bindes til enten ErbB3 eller ErbB4 (Chang et al., Nature, 387:509-512 (1997); og Carraway et al., Nature, 387:512-516 (1997)); neuregulin-3 som bindes til ErbB4 (Zhang et al., PNAS (USA), 94(18):9562-7 (1997)); og neuregulin-4, som bindes til ErbB4 (Harari et al., Oncogene, 18:2681-89 (1999)) HB-EGF, betacellulin og epiregulin bindes også til ErbB4.

Mens EG F og TG Fa ikke bindes til ErbB2, stimulerer EG F EGFR og ErbB2 til å danne en heterodimer, som aktiverer EGFR og fører til transfosforylering av ErbB2 i heterodimeren. Dimerisering og/eller transfosforlyering ser ut til å aktivere tyrosin-kinasen i ErbB2. Se Earp et al., supra. Likeså bindes heregulin ikke til ErbB2, men når ErbB3 ko-uttrykkes med ErbB2 dannes et aktivt signalkompleks (Nagy et al., Cytomery, 32:120-31 (1998). Antistoffer rettet mot ErbB2 er istand til å bryte opp dette komplekset (Sliwkowski et al., J. Biol. CHem., 269(20^:14661-14665 (1994)). ErbB3 er tyrosinkinase-defekt og krever således heterodimerisering, fortrinnsvis med ErbB2, for å få signaloverføringsevner. (Graus-Porta et al., EMBO J., 16:1647-55 (1995)). I tillegg øker affiniteten av ErbB3 for heregulin (HRG) til en høyere affinitetstilstand ved ko-ekspresjon med ErbB2. Se også Levi et al., Journal of Neuroscience, 15:1329-1340

(1995); Morrissey et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 92:1431-1435 (1995); og Lewis et al., Cancer Res., 56:1457-1465 (1996) med hensyn til ErbB2-ErbB3-proteinkomplekset. Faktisk er ErbB2 den foretrukne heterodimeriseringspartner for både EGFR og ErbB3.

(Graus-Porta et al, supra). I likhet med ErbB3 danner ErbB4 et aktivt signalkompleks med ErbB2 (Carraway og Cantley, Cell, 78:5-8 (1994)). Ligandavhengig heterodimerisering av ErbB2 med EGFR eller ERbB3 kan fremme veksten av tumorer som uttrykker ErbB2.

Ekspresjonen av ErbB-reseptorene og heregulin og fosforyleringsstatusen av HER2 har blitt undersøkt i tumorprøver fra pasienter med primær brystkreft og i urinblære karsinom (Esteva et al., Pathol. Oncol. Res., 7:171-177 (2001); Chow et al., Clin. Cancer Res., 7:1957-1962 (2001)). En korrelasjon mellom aktiv signalisering via Her2/neu og klinikopatologi og utfallet for pasienten ved brystkreft har blitt rapportert av Thor et al., J. Clin. Oncology, 18:3230-3239 (2000) og DiGiovanna et al., Cancer Res., 62:6667-6673 (2002).

Oppsummering av oppfinnelsen

I en utførelse gjelder foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for identifisering av en tumor som responderer på behandling med et anti-HER2-antistoff. Anti-HER2-antistoffet blokkerer fortrinnsvis ligandaktivering av en ErbB-heterodimer som omfatter HER2. I én utførelsesform er antistoffet det monoklonale antistoff 2C4, mer foretrukket rhuMAb 2C4.

En prøve av tumoren fremskaffes, og nærvær av et HER2/HER3-, og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-proteinkompleks påvises i prøven. En tumor identifiseres som responderende på behandling med anti-HER2-antistoffet når et kompleks påvises.

I én utførelsesform påvises nærvær av et kompleks ved immunpresipitering av eventuelle proteinkomplekser som omfatter HER2 med et anti-HER2-antistoff. De immunpresipiterte kompleksene settes så i forbindelse med et antistoff valgt fra gruppen bestående av anti-HER3-antistoffer, anti-HERl-antistoffer og anti-HER4-antistoffer, og eventuell binding påvises. Et HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-kompleks påvises hvis det fastslås at anti-HER2- og/eller anti-HERl- og/eller anti-HER4-antistoffer bindes til de immunpresipiterte kompleksene.

I en annen utførelsesform påvises nærvær av et HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-proteinkompleks ved å sette tumorprøven i forbindelse med et anti-HER2-antistoff som omfatter en første fluorofor. Tumorprøven settes så i forbindelse med et antistoff valgt fra gruppen som består av anti-HER-3- og/eller anti-HERl- og/eller anti-HER4-antistoffer, hvor dette antistoff omfatter en andre fluorofor. Måling av fluorescens resonansenergioverføring utføres så for å fastslå hvorvidt den første fluorofor og den andre fluorofor er i umiddelbar nærhet. Nærvær av et HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-proteinkompleks påvises hvis den første og den andre fluoroforen fastslås å være i umiddelbar nærhet.

I nok en utførelsesform påvises nærvær av et HER2/HER3- og/eller HER2/HER1-og/eller HER2/HER4-kompleks ved å sette tumorprøven i forbindelse med en første bindende forbindelse. Den første bindende forbindelsen omfatter en første målbindende gruppe som spesifikt bindes til HER2. Den første målbindende gruppen er fortrinnsvis et anti-HER2-antistoff eller antistoff-fragment. Den første bindende forbindelsen omfatter videre en påvisbar gruppe som er linket til det første bindende domenet via en spaltbar linker.

Tumorprøven settes i forbindelse med en andre bindende forbindelse. Den andre bindende forbindelse omfatter fortrinnsvis en andre målbindende gruppe som spesifikt bindes til HER3, HERI eller HER4 og som fortrinnsvis ikke bindes til HER2. I en annen utførelsesform bindes den andre bindende forbindelsen til HER3 eller HERI og bindes ikke til HER2 eller HER4. I ytterlige utførelsesform omfatter den andre målbindende gruppe et anti-HER3-, anti-HERl- eller anti-HER4-antistoff eller antistoff-fragment. Den andre bindende forbindelse kan spalte den spaltbare linkeren i den første bindende forbindelse ved aktivering slik at det dannes fri påvisbar gruppe dersom den første bindende forbindelse og den andre bindende forbindelse er i umiddelbar nærhet. Nærvær av et HER2/HER3-, eller HER2/HER1- eller HER2/HER4-proteinkompleks påvises når nærvær av den frie påvisbare gruppen påvises. I én utførelsesform påvises nærvær av den frie påvisbare gruppen ved kapillær elektroforese.

I en annen utførelsesform omfatter den første bindende forbindelse et første målbindende domene som spesifikt bindes til HERI, eller HER3 eller HER4, mens den andre bindende forbindelsen omfatter et andre målbindende domene som spesifikt bindes til HER2.

I ytterligere en utførelsesform påvises nærvær av et HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-proteinkompleks og resulterende HER2-aktivering kan påvises ved å vurdere fosforylering av ErbB-reseptor, for eksempel ved immunpresipitering av HER2-proteinet etterfulgt av Western Blott immundeteksjon av fosfotyrosin.

Tumorprøven som analyseres for nærvær av HER2/HER3- og/eller HER2/HER1-og/eller HER2/HER4-proteinkomplekser er fortrinnsvis oppnådd fra en pasient som lider av tumoren. Prøven kan for eksempel oppnås ved biopsi. I en annen utførelsesform fremskaffes prøven ved å rense sirkulerende tumorceller fra pasienten. I nok en utførelsesform fremskaffes prøven ved kirurgi for å fjerne av tumoren fra pasienten.

I en annen utførelsesform fremskaffes tumorprøven fra et pattedyr som er forskjellig fra pasienten som opprinnelig utviklet tumoren. Prøven fremskaffes fortrinnsvis fra en mus eller en annen gnager. Mer foretrukket er tumoren en xenopodet tumor. Den xenopodede tumor er fortrinnsvis fremstilt ved å transplantere et fragment av en human tumor i en mus eller annen gnager.

I én utførelsesform er tumoren en lungetumor, mer foretrukket en ikke-småcellet lungekreft tumor. I en annen utførelsesform er tumoren en pattedyr tumor.

I en annen utførelse omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for identifisering av tumorceller som responderer på behandling med et antistoff som inhiberer assosiasjonen mellom HER2 og et annet medlem av ErbB-reseptorfamilien som omfatter trinnene (a) frembringing av en biologisk prøve som omfatter HER2-positive tumorceller, og (b) påvisning av fosforyleringen av en ErbB-reseptor i den biologiske prøven, hvor nevnte fosforylering indikerer at tumorcellene er responsive på behandling med antistoffet. I én utførelsesform påvises fosforylering av en ErbB2 (HER2)-reseptor.

Som tidligere er det andre familiemedlem som er forbundet med HER2 HER3, HERI og/eller hER4, for eksempel HER2 og/eller HERI. Fremgangsmåten kan i tillegg omfatte et trinn for påvisning av nærværet av et HER2/HER3 og/eller HER2/HER1 og/eller HER2/HER4 proteinkompleks, i det vesentlige som beskrevet ovenfor.

I en annen utførelsesform vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å forutsi responsen til et individ som er diagnostisert med en HER2-positiv tumor på behandling med et antistoff som inhiberer assosiasjonen mellom HER2 og et annet medlem av ErbB-reseptorfamilien, ved å påvise dannelsen av HER2/Her3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-proteinkomplekser og/eller fosforylering av en ErbB-reseptor i en biologisk prøve fremskaffet fra individet som omfatter HER-2-positive tumorceller. Nærvær av slike proteinkomplekser og/eller slik fosforylering indikerer at individet sannsynligvis vil respondere på behandling med antistoffet. I én utførelsesform indikerer påvisningen av fosforylering av ErbB2 (HER2)-reseptor at individet sannsynligvis vil respondere på behandling med antistoffet.

I nok en utførelsesform vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for identifisering av et individ som vil respondere på behandling med et anti-HER2-antistoff ved å påvise fosforylering av en ErbB-reseptor i sirkulerende tumorceller i individet. Nærvær av slik fosforylering indikerer at individet sannsynligvis vil respondere på behandling med et anti-HER2-antistoff. I én utførelsesform påvises fosforylering av ErbB2 (HER2). I en annen utførelsesform er individet et menneske. I nok en utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre behandling av individet med et anti-HER2-antistoff, fortrinnsvis rhuMAb 2C4.

I en annen utførelse tilveiebringer oppfinnelsen et fremstilt produkt som omfatter en beholder som omfatter et antistoff som bindes til HER2 og instruksjoner for tilførsel av antistoffet til en pasient som lider av en tumor. Tumoren har fortrinnsvis blitt vist å omfatte HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer.

I én utførelsesform omfatter beholderen et antistoff som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-heterodimer som omfatter HER2. I en annen utførelsesform omfatter beholderen det monoklonale antistoff 2C4, mer foretrukket rhuMAb 2C4.

I ytterligere en utførelse tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av en pasient som omfatter administrering til pasienten av en terapeutisk effektiv mengde av et antistoff som bindes til HER2. Fortrinnsvis lider pasienten av en tumor som har blitt bestemt å omfatte HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer.

I én utførelsesform blokkerer antistoffet ligandaktivering av en ErbB-heterodimer som omfatter HER2. I en annen utførelsesform er antistoffet det monoklonale antistoff 2C4, mer foretrukket rhuMAb 2C4.

I en annen utførelse tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for behandling av en pasient som omfatter administrering til pasienten av en terapeutisk effektiv mengde av et antistoff som bindes til HER2. Fortrinnsvis lider pasienten av en tumor som har blitt bestemt å ha en fosforlyert ErbB-reseptor.

I én utførelsesform er den fosforylerte ErbB-reseptor HER2. I en annen utførelsesform blokkerer antistoffet ligandaktivering av en ErbB-heterodimer som omfatter HER2. I nok en utførelsesform er antistoffet det monoklonale antistoff 2C3, mer foretrukket er rhuMAb 2C4.

Kort beskrivelse av figurene

Figurene IA og IB avbilder oppstillinger av aminosyresekvensene til de variable lett kjede (VL)-(Fig. IA) og variable tung kjede (VH)-(Fig. IB) domener i det monoklonale museantistoff 2C4 (SEKV. ID. Nr. 1 henholdsvis 2), VL- og VH-domener fra humanisert 2C4 versjon 574 (SEKV. ID. Nr. 3 henholdsvis 4) og humane VL- og VH-konsensus rammeverk (humk1, lett kappa subgruppe I, humlll, tung subgruppe III)

(SEKV. ID. Nr. 5 henholdsvis 6). Stjerner angir forskjeller mellom humanisert 2C4 versjon 574 og det monoklonale museantistoff 2C4 eller mellom humanisert 2C4 versjon 574 og humant rammeverk. Komplementaritetsbestemmende områder (CDR) er i parenteser.

Figurene 2A og 2B viser virkningen av det monoklonale antistoff 2C4, "HERCEPTIN<®>"-antistoff eller et anti-EGFR-antistoff på heregulin (HRG)-avhengig assosiasjon mellom ErbB2 og ErbB3 i MCF7-celler, som uttrykker ErbB2 i lavt/normalt nivå (Fig. 2A) og SK-BR-3-celler, som uttrykker ErbB2 i høyt nivå (Fig. 2B), se Eksempel 2 nedenfor. Figur 3 er et immunblot som viser nærvær av HER1/HER2- og HER2/HER3-heterodimerer i proteinekstrakter fra xenopodede eksplantater fra ikke-småcellet lungekreft. Figur 4 er et immunblot som viser nærvær av HER2-fosforylering i proteinekstrakter fra xenopodede eksplantater fra ikke-småcellet lungekreft (NSCLC).

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelse

Foreliggende oppfinnelse bygger delvis på det eksperimentelle funnet at evnen til å respondere på anti-HER2-antistoffet rhuMAb 2C4 korrelerer med nærvær av HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer og/eller fosforylering av en ErbB-reseptor i tumorceller. En tumor kan således identifiseres som responsiv på behandling med et anti-HER2-antistoff, fortrinnsvis et anti-HER2-antistoff som har én eller flere av de biologiske aktivitetene til anti-HER2-antistoffet 2C4, basert på nærvær av HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer og/eller fosforylering av en ErbB-reseptor. HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer og/eller ErbB-reseptorfosforylering kan påvises ved enhver fremgangsmåte som er kjent innen faget. Ved å identifisere spesifikke tumorer og tumortyper som responderer på behandling med anti-HER2-antistoffer kan pasienter som sannsynligvis har mest nytte av slik behandling identifiseres. I tillegg kan pasienter som sannsynligvis ikke vil ha nytte av behandling med det monoklonale antistoff 2C4 identifiseres.

Definisjoner

En "ErbB-reseptor" er en reseptor protein-tyrosinkinase som tilhører ErbB-reseptorfamilien og inkluderer reseptorene EGFR (ErbBl), ERRP, ErbB2, ErbB3 og ErbB4 og andre medlemmer av denne familie som vil påvises i fremtiden. ErbB-reseptoren vil generelt omfatte et ekstracellulært domene som kan binde en ErbB-ligand; et lipofilt transmembran domene; et konservert, intracellulært tyrosinkinase domene; og et karboksylterminalt signaldomene som bærer flere tyrosinrester som kan fosforyleres. ErbB-reseptoren kan være en "nativ sekvens" ErbB-reseptor eller en "aminosyresekvens variant" derav. ErbB-reseptoren er fortrinnsvis human ErbB-reseptor med nativ sekvens. Følgelig et er "medlem av ErbB-reseptorfamilien" EGFR (ErbBl), ErbB2, ErbB3, ErbB4 eller enhver annen ErbB-reseptor som i dag er kjent eller som vil påvises i fremtiden. Fortrinnsvis er medlemmet EGFR (ErbBl), ErbB2, ErbB3 eller ErbB4.

Begrepene "ErbBl", "epidermal vekstfaktor reseptor", "EGFR" og "HERI" anvendes her om hverandre og viser til EGFR, som beskrevet i for eksempel Carpenter et al., Ann. Rev. Biochem., 56:881-914 (1987), innbefattet naturlig forekommende mutante former derav (f. eks. en delesjonsmutant av EGFR som i Humphrey et al., PNAS (USA), 87:4207-4211 (1990)). ErbBl viser til genet som koder for EGFR-protein-produktet. Antistoffer mot HERI er for eksempel beskrevet i Murthy et al., Arch. Biochem. Biophys., 252:549-560 (1987) og i WO 95/25167.

Begrepene "ERRP", "EGF-reseptorbeslektet protein", "EGFR-beslektet protein" og "epidermal vekstfaktor reseptorbeslektet protein" benyttes her om hverandre og viser til ERRP som beskrevet i for eksempel US patentskrift nr. 6 399 743 og US patent-publikasjon nr. 2003/0096373.

Uttrykkene "ErbB2" og "HER2" anvendes her om hverandre her og viser til humant HER2-protein som beskrevet for eksempel i Semba et al., PNAS (USA), 82:6497-6501 (1985) og Yamamoto et al., Nature, 319:230-234 (1986) (Genbank aksesjons-nummer X03363). Begrepet "erbB2" viser til genet som koder for humant ErbB2 og "neu" viser til genet som koder for pl85neu fra rotte. Et foretrukket ErbB2 er humant ErbB2 med nativ sekvens.

"ErbB3" og "HER3" viser til reseptor-polypeptidet som beskrivet for eksempel i US patentskrift nr. 5 183 884 og 5 480 968, så vel som i Kraus et al., PNAS (USA), 86:9193-9197 (1989). Antistoffer mot ErbB3 er kjente innen faget og beskrives for eksempel i US patentskrift nr. 5 183 884, 5 480 968 og i WO 97/35885.

Begrepene "ErbB4" og "HER4" viser her til reseptor-polypeptidet som beskrevet foreksempel i EP patentsøknad nr. 599 274; Plowman et al., Proe. Nati. Acad. Sc. USA 90:1746-1750 (1993) og Plowman et al., Nature, 366:473-475 (1993), inkludert isoformer derav, f. eks. som beskrevet i WO 99/19488, publisert 22. april 1999. Antistoffer mot HER4 er for eksempel beskrevet i WO 02/18444.

Antistoffer mot ErbB-reseptorer er kommersielt tilgjengelige fra en rekke kilder, inkludert for eksempel Santa Cruz Biotechnology, Inc., California, USA.

Med "ErbB-ligand" menes et polypeptid som bindes til og/eller aktiverer en ErbB-reseptor. ErbB-liganden kan være en human ErbB-ligand med nativ sekvens, slik som epidermal vekstfaktor (EGF) (Savage et al., J. Biol. Chej., 247:7612-7621 (1972)); transformerende vekstfaktor alfa (TGF-a) (Marquardt et al., Science, 223:1079-1082

(1984)); amfiregulin, også betegnet schwanoma eller autokrin keratinocytt vekstfaktor (Shoyab et al., Science, 243:1074-1076 (1989); Kimura et al., Nature, 348:257-260

(1990); og Cook et al., Mol. Cell. Biol. 11:2547-2557 (1991)); betacellulin (Shing et al., Science, 259:1604-1607 (1993) og Sasada et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 190:1173 (1993)), heparinbindende epidermal vekstfaktor (HB-EGF) (Higashiyama et al., Science, 251:936-939 (1991)); epiregulin (Toyoda et al., J. Biol. Chem., 270:7495-7500

(1995); og Komurasaki et al., Oncogene, 15:2841-2848 (1997)); heregulin (se nedenfor), neregulin-2 (NRG-2) (Carraway et al., Nature, 387:512-516 (1997)); neregulin-3 (NRG-3) (Zhang et al., Proe. Nati. Acad. Sei., 94:9562-9567 (1997)); neregulin-4 (NRG-4) (Harari et al., Oncogene, 18:2681-89 (1999)) eller kripto (CR-1)

(Kannan et al., J. Biol. Chem., 272(6):3330-3335 (1997)). ErbB-ligander som bindes til EGFR omfatter EGF, TGF-a, amfiregulin, betacellulin, HB-EGF og epiregulin. ErbB-ligander som bindes til ErbB3 inkluderer hereguliner. ErbB-ligander som er istand til å bindes til ErbB4 omfatter betacellulin, epiregulin, HB-EGF, NRG-2, NRG-3, NRG-4 og hereguliner. ErbB-liganden kan også være en syntetisk ErbB-ligand. Den syntetiske ligand kan være spesifikk for en gitt ErbB-reseptor eller kan gjenkjenne spesielle ErbB-reseptorkomplekser. Et eksempel på en syntetisk ligand er den syntetiske heregulin/egf-kimær biregulin (se for eksempel Jones et al., FEBS Letters, 447:227-231 (1999)).

"Heregulin" (HRG) når anvendt her viser til et polypeptid som kodes av heregulingenet, som beskrevet i US patentskrift nr. 5 641 869 eller Marchionni et al., Nature, 362:312-318 (1993). Eksempler på hereguliner omfatter heregulin-a, heregulin-pi, heregulin-p2 og heregulin-|33 (Holmes et al., Science, 256:1205-1210 (1992) og US patentskrift nr. 5 641 869), neu-differensieringsfaktor (NDF) (Peles et al., Cell, 69:205-216 (1992)), acetylkolin reseptorinduserende aktivitet (ARIA) (Falls et al., Cell, 72:801-815 (1993)), glia vekstfaktorer (GGF) (Marchionni et al., Nature, 362:312-318 (1993)), sanse- og motorneuronavledet faktor (SMDF) (Ho et al., J. Biol. Chem., 270:14523-14532 (1995)), y-heregulin (Schaefer et al., Oncogene, 15:1385-1394 (1997)). Begrepet inkluderer biologisk aktive fragmenter og/eller aminosyresekvens varianter av et HRG-polypeptid med nativ sekvens, for eksempel et EGF-lignende domenefragment derav (f. eks. HERGpl 177-244).

En "ErbB-hetero-oligomer" er her ikke-kovalent sammenbundet oligomer som omfatter minst to forskjellige ErbB-reseptorer. En "ErbB-dimer" er en ikke-kovalent sammenbundet oligomer som omfatter to forskjellige ErbB-reseptorer. Slike komplekser kan dannes når en celle som uttrykker to eller flere ErbB-reseptorer utsettes for en ErbB-ligand. ErbB-oligomerer, slik som ErbB-dimerer, kan isoleres ved immunpresipitering og analyseres ved SDS-PAGE som beskrevet for eksempel i Sliwkowski et al., J. Biol. Chem., 269(20): 14661-14665 (1994). Eksempler på slike ErbB-hetero-oligomerer inkluderer EGFR-ErbB2- (også betegnet HER1/HER2), ErbB2-ErbB3- (HER2/HER3) og ErbB3-ErbB4-(HER3/HER4) komplekser. ErbB-hetero-oligomerer kan videre omfatte to eller flere ErbB2-reseptorer kombinert med en annen ErbB-reseptor, slik som ErbB3, ErbB4 eller EGFR (ErbBl). Andre proteiner, slik som en cytokin reseptorsubenhet (f. eks. gpl30) kan inngå i hetero-oligomeren.

Med "ligandaktivering av en ErbB-reseptor" menes signaloverføring (f. eks. den forårsaket av et intracellulært kinasedomene i en ErbB-reseptor som fosforylerer tyrosinrester i ErtB-reseptoren eller et substrat polypeptid) formidlet av en ErbB-ligand som bindes til en ErbB-hetero-oligomer som omfatter ErbB-reseptoren av interesse. Vanligvis vil dette involvere binding av en ErbB-ligand til en ErbB-hetero-oligomer, som aktivierer et kinasedomene i én eller flere av ErbB-reseptorene i hetero-oligomeren og derved gi fosforylering av tyrosinrester i én eller flere av ErbB-reseptorene og/eller fosforylering av tyrosinrester i ytterligere substratpolypeptid(er). ErbB-reseptoraktivering kan kvantifiseres ved anvendelse av forskjellige tyrosinfosforylerings analyser.

Et polypeptid med "nativ sekvens" er et polypeptid som har samme aminosyresekvens som et polypeptid (f. eks. en ErbB-reseptor eller ErbB-ligand) som stammer fra naturen. Slike polypeptider med nativ sekvens kan isoleres fra naturen eller fremstilles ved rekombinante eller syntetiske midler. Således kan et polypeptid med nativ sekvens ha aminosyresekvensen til det naturlig forekommende humane polypeptid, muse polypeptid eller polypeptid fra enhver annen pattedyrs art.

Begrepet "aminosyresekvens variant" viser til polypeptider med aminosyresekvenser som i en viss grad avviker fra polypeptidets native sekvens. Vanligvis vil aminosyresekvens varianter vise minst omtrent 70 % homologi med minst et reseptorbindende domene fra en nativ ErbB-ligand eller minst et ligandbindende domene fra en nativ ErbB-reseptor, og vil fortrinnsvis viste minst omtrent 80%, mer foretrukket minst omtrent 90% homologi med et slikt reseptor- eller ligandbindende domene. Aminosyresekvens variantene innehar substitusjoner, delesjoner og/eller insersjoner i visse posisjoner i den native aminosyresekvensen.

"Homologi" er definert som prosentandelen aminosyrerester i aminosyresekvens varianten som er identiske med utgangssekvensen etter sammenstilling av sekvensene og om nødvendig innføring av hull for å oppnå den maksimale prosenthomologi. Fremgangsmåter og datamaskinprogrammer for sammenstillingen er vel kjente innen faget. Et slik datamaskin program er "Align 2", forfattet av Genentech, Inc., som ble innlevert med brukerveiledning hos United States Copyright Office, Washington, DC 230559 den 10. desember 1991.

Begrepet "antistoff" anvendes her i den bredeste betydning og omfatter spesifikt intakte, monoklonale antistoffer, polyklonale antistoffer, flerspesifikke antistoffer (f. eks. bispesifikke antistoffer) dannet fra minst to intakte antistoffer, og antistoff-fragmenter, så lenge som disse viser den ønskede biologiske aktivitet.

Begrepet "monoklonalt antistoff" som anvendt her viser til et antistoff fremskaffet fra en populasjon av i det vesentlige homogene antistoffer, dvs. at de enkelte antistoffer som utgjør populasjonen er identiske bortsett fra mulige naturlig forekommende mutasjoner som kan foreligge i mindre mengder. Monoklonale antistoffer er svært spesifikke og er rettet mot et enkelt antigent sete. I motsetning til polyklonale antistoff preparater, som omfatter forskjellige antistoffer rettet mot forskjellige determinanter (epitoper), er videre hvert monoklonale antistoff rettet mot en enkelt determinant på antigenet. I tillegg til deres spesifisitet er de monoklonale antistoffene fordelaktige ved at de kan syntetiseres uten å være forurenset av andre antistoffer. Adjektivet "monoklonalt" indikerer antistoffets egenskaper som blir oppnådd fra en vesentlig homogen populasjon av antistoffer, og skal ikke tolkes på en slik måte at det krever fremstilling av antistoffet ved en bestemt fremgangsmåte. De monoklonale antistoffene som skal anvendes i samsvar med forliggende oppfinnelse kan for eksempel være fremstilt ved hybridom fremgangsmåten, først beskrevet av Kohler et al., Nature, 256:495 (1975), eller kan være laget ved rekombinant DNA-fremgangsmåter (se f. eks. US patentskrift nr. 4 816 567). De "monoklonale antistoffene" kan også være isolert fra bakteriofag antistoff biblioteker ved anvendelse av teknikkene beskrevet for eksempel i Clackson et al., Nature, 352:624-628 (1991) og Marks et al., J. Mol. Biol., 222:581-597

(1991).

De monoklonale antistoffene her inkluderer spesifikt "kimære" antistoffer, i hvilke en del av den tunge og/eller lette kjeden er identisk med eller homolog med tilsvarende sekvenser i antistoffer avledet fra en bestemt art eller tilhørende en bestemt antistoffklasse eller underklasse, mens resten av kjeden(e) er identisk med eller homolog til tilsvarende sekvenser i antistoffer avledet fra en annen art eller tilhørende en annen antistoffklasse eller underklasse, så vel som fragmenter av slike antistoffer, så lenge som de utviser den ønskede biologiske aktiviteten (US patentskrift nr. 4 816 567 og Morrison et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA 81:6851-6855 (1984)). Kimære antistoffer av interesse her omfatter "primatiserte" antistoffer, som omfatter antigen-bindende sekvenser i det variable domenet som er avledet fra en ikke-human primat (f. eks. Østaper, aper osv.) og humane konstant region sekvenser.

"Antistoff fragmenter" omfatter en del av et intakt antistoff, fortrinnsvis omfattes det antigenbindende eller variable området derav. Eksempler på antistoff fragmenter inkluderer Fab-, Fab'-, F(ab')2- og Fv-fragmenter, diastoffer, lineære antistoffer, enkeltkjedede antistoff-molekyler og multispesifikke antistoffer dannet fra antistoff fragment(er).

Et "intakt" antistoff er ett som omfatter et antigen-bindende variabelt område, så vel som et lett kjede konstant domene (CL) og tung kjede konstante domenene CH1, CH2 og CH3. De konstante domenene kan være nativ sekvens konstante domener (f.eks. humane nativ sekvens konstante domener) eller aminosyresekvens varianter av disse. Fortrinnsvis har det intakte antistoffet én eller flere effektorfunksjoner.

Antistoff "effektorfunksjoner" refererer til de biologiske aktivitetene som kan tilskrives Fc-området (en nativ sekvens Fc-område eller en aminosyresekvens variant Fc-område) i et antistoff. Eksempler på antistoff effektorfunksjoner inkluderer Clq-binding, komplementavhengig cytotoksisitet, Fc-reseptorbinding, antistoff-avhengig cellemediert cytotoksisitet (ADCC), fagocytose, nedregulering av celleoverflate reseptorer (f. eks. B-celle reseptor, BCR) osv.

Avhengig av aminosyresekvensen til det konstante domenet i deres tunge kjeder kan intakte antistoffer tilordnes til forskjellige "klasser". Det er fem hovedklasser av intakte antistoffer: IgA, IgD, IgE, IgG og IgM og flere av disse kan også inndeles videre i "underklasser" (isotyper), f. eks. IgGl, IgG2, IgG3, IgG4, IgA og IgA2. De tunge kjedenes konstante domener som korresponderer til de forskjellige klassene av antistoffer betegnes henholdsvis a, 8, e, y og \ i. Subenhet-strukturene og den tredimensjonale konfigurasjonen av forskjellige klasser av iummunglobuliner er velkjent.

"Antistoff-avhengig cellemediert cytotoksisitet" og "ADCC" viser til en cellemediert reaksjon hvor uspesifikke, cytotoksiske celler som uttrykker Fc-reseptorer (FcR) (f. eks. naturlige dreper-(NK)-celler, neutrofile celler og makrofager) gjenkjenner bundet antistoff på en målcelle og deretter forårsaker lysis av målcellen. De primære cellene for

mediering av ADCC, NK-celler, uttrykker bare FcyRIII, mens monocytter uttrykker FcyRI, FcyRII og FcyRIII. FcR-ekspresjon på hematopoetiske celler er oppsummert i Tabell 3 på side 464 i Ravetch og Kinet, Annu. Rev. Immunol., 9:457-92 (1991). For å anslå ADCC-aktivitet av et molekyl av interesse kan en in wtro-ADCC-analyse, slik som den beskrevet i US patentskrift nr. 5 500 362 eller 5 821 337 utføres. Anvendbare effektorceller for slike analyser inkluderer mononukleære celler fra perifert blod (PBMC) og naturlige dreper-(NK)-celler. Alternativt eller i tillegg kan ADCC-aktivitet av molekylet av interesse anslås in vivo, f. eks. i en dyremodell slik som den som beskrives i Clynes et al., PNAS (USA), 95:652-656 (1998).

"Humane effektorceller" er leukocytter som uttrykker én eller flere FcRer og utfører effektorfunksjoner. Fortrinnsvis uttrykker cellene minst FcyRIII og utfører ADCC-effektorfunksjonen. Eksempler på humane leukocytter som medierer ADCC inkluderer mononukleære celler fra perifert blod (PBMC), naturlige dreper-(NK)-celler, monocytter, cytotoksiske T-celler og neutrofile celler, med PBMC og NK-celler som foretrukne. Effektorcellene kan isoleres fra en nativ kilde, f.eks. fra blod eller PBMC som beskrevet her.

Begrepene "Fc-reseptor" eller "FcR" anvendes for å beskrive en reseptor som bindes til Fc-område på et antistoff. Den foretrukne FcR er en human FcR med nativ sekvens. Videre er en foretrukket FcR én som binder et IgG-antistoff (en gamma-reseptor) og inkluderer reseptorer fra FcyRI, FcyRII og FcyRIII underklassene, inkludert alleliske varianter og alternativt spleisede former av disse reseptorene. FcyRII-reseptorer inkluderer FcyRIIA (en "aktiverende reseptor") og FcyRIIB (en "inhiberende reseptor"), som har liknende aminosyresekvenser som skiller seg hovedsakelig i de cytoplasmatiske domener derav. Aktiverende reseptor FcyRIIA inneholder et immunreseptor tyrosin-basert aktiveringsmotiv (ITAM) i sitt cytoplasmatiske domene. Inhiberende reseptor FcyRIIB inneholder et immunreseptor tyrosin-basert inhiberingsmotiv (ITIM) i sitt cytoplasmatiske domene. (Se gjennomgang M. i Daéron, Anu. Rev. Immunol., 15:203-234 (1997)). FcR er gjennomgått i Ravetch og Kinet, Annu. Rev. Immunol., 9:457-92

(1991); Capel et al., Immunomethods, 4:25-34 (1994) og de Haas et al., J. Lab. Clin. Med., 126:330-41 (1995). Andre FcR, inkludert de som vil bli påvist i fremtiden, omfattes av begrepet "FcR" her. Begrepet inkluderer også den neonatale reseptor, FcRn, som er ansvarlig for overføringen av maternale IgG til fosteret (Guyer et al., J. Immunol., 117:587 (1976) og Kim et al., J. Immunol. 24:249 (1994)). "Komplementavhengig cytotoksisitet" eller "CDC" referer til et molekyls evne til å lysere et mål i nærvær av komplement. Komplementaktiveringsveien initieres ved binding av den første komponenten av komplementsystemet (Clq) til et molekyl (f. eks. et antistoff) i kompleks med et beslektet antigen. For måling av komplementaktivering kan en CDC-analyse, f. eks. som beskrevet i Gazzano-Santoro et al., J. Immunol. Methods, 202:163 (1996) utføres. "Native antistoffer" er vanligvis hete rotet ra me ri ske glykoproteiner på omtrent 150 000 dalton sammensatt av to identiske lette kjeder (L) og to identiske tunge kjeder (H). Hver lette kjede er bundet til en tung kjede via én kovalent disulfid binding, mens antall disulfidbindinger varierer mellom tunge kjeder fra forskjellige immunglobulin-isotyper. Hver tunge og lette kjede har også intrakjede-disulfid broer plassert med jevne mellomrom. Hver tunge kjede har i én ende et variabelt domene (VH), fulgt av et antall konstante domener. Hver lette kjede har et variabelt domene i én ende (VL) og et konstant domene i sin andre ende. Det konstante domet til den lette kjeden er sammenstilt med det første konstante domenet i den tunge kjeden, og den lette kjedens variable domene er sammenstilt med den tunge kjedens variable domene. Spesielle aminosyrerester antas å danne en interfase mellom den lette kjedens og den tunge kjedens variable domener. Begrepet "variabelt" refererer til det faktum av visse deler av de variable domenene varierer i stor utstrekning blant antistoffer og anvendes i bindingen og spesifisiteten av hvert antistoff for dets spesielle antigen. Variabiliteten er imidlertid ikke jevnt fordelt over antistoffenes variable domener. Den er konsentrert i tre segmenter som betegnes hypervariable områder, både i den lette kjedens og den tunge kjedens variable domener. De mer høyt konserverte delene av de variable domener betegnes rammeverksområder (FR). De variable domener i native tunge og lette kjeder omfatter hver fire FRer, som hovedsakelig inntar en p-platekonfigurasjon, forbundet ved hjelp av tre hypervariable områder som danner løkker som forbinder og i noen tilfeller utgjør en del av p-platestrukturen. De hypervariable områdene i hver kjede holdes sammen i umiddelbar nærhet av FRene og, sammen med de hypervariable områder fra den andre kjeden, bidrar til dannelse av det antigenbindende sete til antistoffet (se Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5. utgave, Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991)). De konstante domenene er ikke direkte involverti binding av et antistoff til et antigen, men viser forskjellige effektorfunksjoner, slik som deltagelse av antistoffet i antistoffavhengig cellulær cytotoksisitet

(ADCC).

Begrepet "hypervariabelt område" refererer, når det anvendes her, til aminosyrerestene i et antistoff som er ansvarlige for antigen-bindingen. Det hypervariable området omfatter generelt aminosyrerester fra et "komplementaritetsbestemmende område" eller "CDR" (f. eks. aminosyrerestene 24-34 (LI), 50-56 (L2) og 89-97 (L3) i den lette kjedens variable domene og 31-35 (Hl), 50-65 (H2) og 95-102 (H3) i den tunge kjedens variable domene, Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5. utgave, Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD (1991)) og/eller aminosyrerester fra en "hypervariabel løkke" (f. eks. aminosyrerestene 26-32 (LI), 50-52 (L2) og 91-96 (L3) i den lette kjedens variable domene og 26-32 (Hl), 53-55 (H2) og 96-101 (H3) i den tunge kjedens variable domene, Chothia og Lesk, J. Mol. Biol., 196:901-917 (1987)). "Rammeverksområde"- eller "RF"-aminosyrerester er de aminosyrerestene i det variable domenet som ikke er aminosyrerester i et hypervariabelt område som definert her.

Papainspalting av antistoffer gir to identiske antigenbindende fragmenter som betegnes "Fab"-fragmenter, hver med et enkelt antigenbindende sete, og et gjenværende "Fc"-fragment, hvis navn gjenspeiler dets evner til lett å krystallisere. Pepsinbehandling gir et F(ab')2-fragment med to antigenbindende seter som fortsatt er i stand til å kryssbinde antigen.

"Fv" er det minste antistoff-fragmentet som inneholder et fullstendig antigen gjenkjennings- og antigen bindingssete. Dette området består av en dimer av ett tung kjede og ett lett kjede variabelt domene i tett, ikke-kovalent assosiasjon. Det er i denne konfigurasjonen at de tre hypervariable områdene i hvert av de variable domenene interagerer for å definere et antigen bindingssete på overflaten av VH-VL-dimeren. Samlet gir de hypervariable områdene antistoffet dets antigenbindende spesifisitet. Selv et enkelt variabelt domene (eller halvparten av et Fv som omfatter kun tre hypervariable

områder spesifikt for et antigen) har imidlertid evnen til å gjenkjenne og binde antigen, om enn med lavere affinitet enn det hele bindingssetet.

Fab-fragmentet inneholder også den lette kjedens konstante domene og det første konstante domenet (CH1) fra den tunge kjeden. Fab'-fragmenter skiller seg fra Fab-fragmenter ved addesjon av noen få aminosyrerester i karboksyenden av den tunge kjedens CHl-domene, inkludert én eller flere cystinrester fra antistoffets hengselområde. Fab'-SH er her betegnelsen på Fab' hvor cyste in reste n(e) i de konstante domener bærer minst én fri tiolgruppe. F(ab')2-antistoff fragmenter ble opprinnelig fremstilt som par av Fab'-fragmenter som har hengsel cysteiner mellom seg. Andre kjemiske sammen-koblinger av antistoff fragmenter er også kjente.

De "lette kjedene" av antistoffer fra alle virveldyr arter kan tildeles til én av to klart forskjellige typer betegnet kappa (k) og lambda (A,), basert på aminosyresekven i deres konstante domener.

"Enkeltkjedede Fv" eller "scFv"-antistoff fragmenter omfatter VH- og VL-domene til antistoff, hvor disse domener foreligger i en enkelt polypeptid-kjede. Fv-polypeptidet omfatter videre fortrinnsvis en polypeptid linker mellom VH- og VL-domenet som gjør scFv-molekylet istand til å danne den ønskede struktur for antigenbinding. For en gjennomgang av scFv se Pliickthun i The Pharmacology of Monoclonal Antibodies, bind 113, Rosenburg og Morre, red., Springer-Verlag, New York, s. 269-315 (1994). Anti-ErbB2-antistoff scFv-fragmenter er beskrevet i WO 93/16185, US patentskrift nr.

5 571 894 og US patentskrift nr. 5 587 458.

Begrepet "diastoffer" viser til små antistoff fragmenter med to antigenbindende seter, hvor fragmentene omfatter et variabelt tung kjede domene (VH) bundet til et variabelt lett kjede domene (VL) i samme polypeptid kjede (VH - VL). Ved å anvende en linker som er for kort til å tillatte parring at de to domener i samme kjede, tvinges domenene til å danne par med de komplementære domener i en annen kjede og skape to antigen bindingsseter. Diastoffer beskrives i mer detalj i for eksempel EP 404 097, WO 93/11161 og Hollinger et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA. 90:6444-6448 (1993).

"Humaniserte" former av ikke-humane (f. eks. gnager) antistoffer er kimære antistoffer som inneholderen minimal sekvens avledet fra ikke-humant immunglobulin. I største delen er humaniserte antistoffer humane immunglobuliner (mottaker antistoffer) hvor aminosyrerester fra et hypervariabelt område i mottagermolekylet er erstattet med aminosyrerester fra et hypervariabelt område fra en ikke-human art (donor antistoff), slik som mus, rotte, kanin eller ikke-human primat, som har den ønskede spesifisitet, affinitet og kapasitet. I noen tilfeller er aminosyrerester i rammeverksområdet (FR) i det humane immunglobulin erstattet med tilsvarende ikke-humane aminosyrerester. Videre kan humaniserte antistoffer omfatte aminosyrerester som verken finnes i mottager-antistoffet eller i donorantistoffet. Disse modifikasjonene er gjort for ytterligere å forbedre antistoffets yteevne. Generelt vil det humaniserte antistoffet omfatte i det

vesentlige alt av minst ett og typisk to variable domener, i hvilke alle eller i det vesentlige alle av de hypervariable løkkene tilsvarer løkkene i et ikke-humant immunglobulin og alle eller i det vesentlige alle FRene er de fra en human immunglobulin-sekvens. Det humaniserte antistoffet vil om ønskelig også omfatte minst en del av et immunglobulin konstant område (Fc), typisk det fra et humant immunglobulin. For ytterligere detaljer se Jones et al., Nature, 321:522-525 (1986), Riechmann et al., Nature, 332:323-329 (1988) og Presta, Curr. Op. Struct. Biol., 2:593-596 (1992).

Humaniserte anti-ErbB2-antistoffer inkluderer huMAb4D5-l, huMAb4D5-2, huMAb4D5-3, huMAb4D5-4, huMAb4D5-5, huMAb4D5-6, huMAb4D5-7 og huMAb4D5-8 ("HERCEPTIN®") som beskrevet i Tabell 3 i US patentskrift nr. 5 821 337, humanisert 520C9 (WO 93/21319) og humaniserte 2C4-antistoffer som beskrevet her nedenfor.

Et "isolert" antistoff er ett som har blitt identifisert og separert og/eller gjenvunnet fra en bestanddel av sitt naturlige miljø. Kontaminerende bestanddeler fra dets naturlige miljø er materialer som ville interferere med diagnostisk eller terapeutisk anvendelse av antistoffet og kan inkludere enzymer, hormoner og andre proteinøse eller ikke proteinøse løste stoffer. I foretrukne utførelser vil antistoffet være renset (1) til mer enn 95 % (vekt/vekt) antistoff som bestemt ved Lowry-fremgangsmåten, og mest foretrukket til mer enn 99 % (vekt/vekt), (2) i en grad som er tilstrekkelig til å oppnå minst 15 aminosyrerester fra N-terminal eller intern aminosyresekvens ved anvendelse av en spinnkopp-sekvensator, eller (3) til homogenitet ved SDS-PAGE under reduserende eller ikke-reduserende betingelser ved anvendelse av Coomassie blue eller, fortrinnsvis, sølvfarging. Isolert antistoff inkluderer antistoffet in situ inne i rekombinante celler, siden minst én bestanddel av antistoffets naturlige miljø ikke vil være tilstede. Vanligvis vil imidlertid isolert antistoff fremstilles ved minst ett renset trinn.

Et antistoff "som binder" et antigen av interesse, for eksempel ErbB2-antigen, er ett som er istand til å binde det antigenet med tilstrekkelig affinitet slik at antistoffet er anvendbart for målstyring til en celle som uttrykker antigenet. Dersom antistoffet er ett som binder ErbB2 vil det vanligvis fortrinnvis binde ErbB2 i motsetning til andre ErbB-reseptorer, og kan være ett som ikke i vesentlig grad kryssreagerer med andre proteiner slik som EGFR, ErbB3 eller ErbB4. I slike utførelser vil graden av binding av antistoffet til disse ikke-ErbB2-proteinene (f. eks. binding til endogen reseptor på celleoverflaten) være mindre enn 10 %, som bestemt ved fluorescensaktivert cellesortering (FACS)-analyse eller radioimmunpresipitering (RIA). Noen ganger vil anti-ErbB2-antistoffet ikke i vesentlig grad kryssreagere med neu-proteinet fra rotte, f. eks. som beskrevet i Schecter et al., Nature, 312:513 (1984) og Drebin et al., Nature, 312:545-548 (1984).

Et antistoff som "blokkerer" ligandaktivering av en ErbB-reseptor er ett som reduserer eller forhindrer slik aktivering som definert her ovenfor, hvor antistoffet er istand til å blokkere ligandaktivering av ErbB-reseptoren vesentlig mer effektivt enn det monoklonale antistoff 4D5, f. eks. omtrent like effektivt som de monoklonale antistoffene 7F3 eller 2C4 eller Fab-fragmenter av disse, og fortrinnsvis omtrent like effektivt som det monoklonale antistoff 2C4 eller et Fab-fragment derav. Antistoffet som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor kan for eksempel være ett som er omtrent 50-100 % mer effektivt enn 4D5 til å blokkere dannelsen av en ErbB-hetero-oligomer. Blokkering av ligandaktivering av en ErbB-reseptor kan skje på hvilke som helst måte, f.eks. ved å forstyrre: ligandbinding til en ErbB-reseptor, ErbB-kompleksdannelse, tyrosinkinase aktivitet av en ErbB-reseptor i et ErbB-kompleks og/eller fosforylering av tyrosin kinase rest(er) i eller ved en ErbB-reseptor. Eksempler på antistoffer som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor inkluderer de monoklonale antistoffene 2C4 og 7F3 (som blokkerer HRG-aktivering av ErbB2/ErbB3- og ErbB2/ErbB4-hetero-oligomerer, og EGF-, TGF-a, amfiregulin, HB-EGF og/eller epiregulinaktivering av en EGFR/ErbB2-hetero-oligomer), og L26, L96 og L288 antistoffene (Klapper et al., Oncogene, 14:2099-2109 (1997)) som blokkerer EGF- og NDF-binding til T47D-celler som uttrykker EGFR, ErbB2, ErbB3 og ErbB4.

Et antistoff som har en "biologisk egenskap" til et angitt antistoff, slik som det monoklonale antistoff som betegnes 2C4 er ett som besitter én eller flere av de biologiske egenskaper til dette antistoffet som skiller det fra andre antistoffer som binder til det samme antigenet (f. eks. ErbB2). For eksempel kan et antistoff med en biologisk egenskap til 2C4 blokkere HRG-aktivering av en ErbB-hetero-oligomer som omfatter ErbB2 og ErbB3, ErbBl eller ErbB4, blokkere EGF-, TGF-a-, HB-EGF-, epiregulin- og/eller amfiregulin aktivering av en ErbB-reseptor som omfatter EGFR og ErbB2, blokkere EGF-, TGF-a- og/eller HRG-mediert aktivering av MAPK, og/eller binde den samme epitopen i det ekstracellulære domenet av ErbB2 som det som bindes av 2C4 (f.eks. som blokkerer binding av det monoklonale antistoff 2C4 til ErbB2).

Dersom ikke annet er angitt refererer uttrykket "det monoklonale antistoff 2C4" til et antistoff som har antigenbindende aminosyrerester fra eller avledet fra muse antistoffet 2C4 i eksemplene nedenfor. Det monoklonale antistoff 2C4 kan for eksempel være det monoklonale muse antistoff 2C4 eller en variant derav, slik som det humaniserte antistoff 2C4, som besitter antigenbindende aminosyrerester fra det monoklonale muse antistoff 2C4. Eksempler på humaniserte 2C4-antistoffer gis her og i WO 01/00245. Dersom ikke annet er angitt viser uttrykket "rhuMAb 2C4" ved anvendelse her til et antistoff som omfatter de variable lett kjede (VL)- og variable tung kjede (VH)-sekvenser ifølge SEKV. ID. Nr. 3 henholdsvis 4, fusjonert til humane lett og tung IgGl (ikke-A-allotype) konstant område sekvenser, om ønskelig uttrykt i en Kinesisk hamster ovarie-celle (CHO)-celle.

Dersom ikke annet er angitt viser uttrykket "det monoklonale antistoff 4D5" til et antistoff med antigenbindende aminosyrerester fra eller avledet fra muse antistoffet 4D5 (ATCC CRL 10463). Det monoklonale antistoff 4D5 kan for eksempel bære det monoklonale muse antistoff 4D5 eller en variant derav, for eksempel et humanisert 4D5, som besitter antigenbindende aminosyrerester fra det monoklonale muse antistoff 4D5. Eksempler på humaniserte 4D5-antistoffer omfatter huMAb4D5-l, huMAb4D5-2, huMAb4D5-3, huMAb4D5-4, huMAb4D5-5, huMAb4D5-6, huMAb4D5-7 og huMAb4D5-8 ("HERCEPTIN®") som i US patentskrift nr. 5 821 337 hvor huMAb4D5-8 ("HERCEPTIN®") er et foretrukket humanisert 4D5-antistoff.

Et "vekstinhiberende middel" referere her til en forbindelse eller et preparat som inhiberer vekst av en celle, fortrinnsvis en ErbB-uttrykkende kreftcelle, enten in vitro eller in vivo. Det vekstinhiberende middel kan således være et middel som signifikant reduserer prosentdelen av ErbB-uttrykkende celler i S-fase. Eksempler på vekstinhiberende midler inkluderer midler som blokkerer cellesyklus progresjonen (på et annet sted enn S-fasen), slik som midler som induserer Gl-stopp og M-fase stopp. Klassiske M-fase blokkerere omfatter vinkaene (vinkristin og vinblastin), taksaner og topo II inhibitorer som doksorubicin, epirubicin, daunorubicin, etoposid og bleomycin. De midlene som stopper Gl går også over til S-fase stopp, for eksempel DNA-alkylerende midler slik som tamoksifen, prednison, dakarbazin, mekloretamin, cisplatin, metotreksat, 5-fluoruracil og ara-C. Ytterligere informasjon kan finnes i the Molecular Basis of Cancer, Mendelsohn og Israel, red., kapitel 1, med tittelen "Cell cycle regulation, oncogenes, and antineoplastic drugs" av Murakami et al. (WB Saunders: Philadelphia, 1995), særlig side 13.

Eksempler på "vekstinhiberende" antistoffer er de som binder til ErbB2 og inhiberer veksten av kreftceller som overuttrykker ErbB2. Foretrukne vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoffer inhiberer veksten av brysttumor cellene SK-BR-3 i cellekultur med mer enn 20 % og fortrinnsvis mer enn 50 % (f. eks. fra omtrent 50 % til omtrent 100 %) ved en antistoff konsentrasjon på omtrent 0,5 til 30 ug/ml, hvor vekstinhiberingen måles 6 dager etter at SK-BR-3-cellene eksponeres for antistoffet (se US patentskrift nr. 5 677 171, tildelt 14. oktober 1997). SK-BR-3-cellevekst inhiberingsanalyse beskrives i mer detalj i det patentskriftet og her nedenfor. Det foretrukne vekstinhiberende antistoffet er det monoklonale antistoff 4D5, f.eks. humanisert 4D5.

Et antisoff som "induserer celledød" er ett som får en levende celle til å bli ikke-levnde. Cellen er generelt én som uttrykker ErbB2-reseptoren, fortrinnsvis en celle som overuttrykker ErbB2-reseptoren. Cellen er fortrinnsvis en kreftcelle, for eksempel en bryst-, ovarie-, mage-, endometrium-, spyttkjertel-, lunge-, nyre-, tykktarm-, tyroid-, bukspyttkjertel- eller blære celle. In vitro kan cellen være en SK-BR-3-, BT474-, Calu 3-, MDA-MB-453-, MDA-MB-361- eller SKOV3-celle. Celledød in vitro kan bestemmes i fravær av komplement og immun effektorceller for å skille celledød indusert ved antistoff-avhengig cellemediert cytotoksisitet (ADCC) eller komplementavhengig cytotoksisitet (CDC). Analysen for celledød kan således utføres ved anvendelse av varmeinaktivert serum (dvs. i fravær av komplement) og i fravær av immuneffektor celler. For å fastslå hvorvidt antistoffet er istand til å indusere celledød kan tap av membranintegriteten ved opptak av propidiumjodid (PI), tryptan blått (se Morre et al., Cytotechnology, 17:1-11 (1995)) eller 7AAD, evalueres sammenlignet med ubehandlede celler. Foretrukne celledød induserende antistoffer av antistoffer som induserer PI-opptak i PI-opptaksanalysen i BT474-celler (se nedenfor).

Et antistoff som "induserer apoptose" er ett som induserer programmert celledød, som bestemt ved binding av anneksin V, fragmentering av DNA, krymping av celler, utvidelse av det endoplasmatiske retikulum, cellefragmentering og/eller dannelse av membranvesikler (betegnet apoptotiske legemer). Cellen er vanligvis én som overuttrykker ErbB2-reseptoren. Cellen er fortrinnsvis en tumor celle, f. eks. bryst-, ovarie-, mage-, endometrium-, spyttkjertel-, lunge-, nyre-, tykktarm-, tyroid-, bukspyttkjertel- eller blære celle. In vitro kan cellen være en SK-BR-3-, BT474-, Calu 3-, MDA-MB-453-, MDA-MD-361- eller SKOV3-celle. Forskjellige fremgangsmåter er tilgjengelige for evaluering av de cellulære begivenheter som er forbundet med apoptose. For eksempel kan fosfatidylserin (PS)-translokalisering måles ved anneksin-binding, DNA-fragmentering kan evalueres gjennom DNA-«laddering», og kjerne/kromatin-kondensering sammen med DNA-fragmentering kan evalueres ved eventuell økning av hypodiploide celler. Antistoffet som induserer apoptose er fortrinnsvis ett som fører til omtrent 2 til 50 ganger, fortrinnsvis omtrent 5 til 50 ganger, og mest foretrukket omtrent 10 til 50 gangers induksjon av anneksin-binding sammenlignet med ubehandlede celler i en anneksin bindingsanalyse ved anvendelse av BT474-celler (se nedenfor). Noen ganger vil det pro-apoptotiske antistoff være ett som videre blokkerer ErbB-ligandaktivering av en ErbB-reseptor (f. eks. antistoff 7F3), dvs. at antistoffet deler en biologisk egenskap med det monoklonale antistoff 2C4. I andre situasjoner er antistoffet ett som ikke i vesentlig grad blokkerer ErbB-ligandaktivering av en ErbB-reseptor (f. eks. 7C2). Videre kan antistoffet være ett som 7C2 som, selv om det induserer apoptose, ikke induserer en stor reduksjon av prosentdelen av celler i S-fasen (f. eks. ett som kun induserer omtrent 0-10 % reduksjon av prosentdelen av disse cellene sammenlignet med kontrollen).

"Epitopen 2C4" er det området i det ekstracellulære domenet av ErbB2 som antistoff 2C4 bindes til. For å søke etter antistoffer som bindes til 2C4-epitopen kan en rutinemessig kryssblokkeringsanalyse utføres, slik som den som beskrives i Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Ed Harlow og David Lane (1988). Alternativt kan epitop kartlegging utføres for å fastslå hvorvidt antistoffet bindes til 2C4-epitopen i ErbB2 (f. eks. en hvilket som helst eller flere aminosyrerester i området fra og med omtrent aminosyrerest 22 til og med omtrent aminosyrerest 584 i ErbB2, se Fig. 1A-B).

"Epitopen 4D5" er det området i det ekstracellulære domenet av ErbB2 som antistoffet 4D5 (ATCC CRL 10463) bindes til. Denne epitopen er nær det transmembran domenet i ErbB2. For søk etter antistoffer som bindes til 4D5-epitopen kan en

rutinemessig kryssbindingsanalyse utføres, slik som den som beskrives i Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Ed Harlow og David Lane (1988). Alternativt kan epitop kartlegging utføres for å fastslå hvorvidt antistoffet bindes til 4D5-epitopen i ErbB2 (f. eks. en hvilket som helst eller flere aminosyrerester i området fra og med omtrent aminosyrerest 529 til og med omtrent aminosyrerest 5625, se Fig. 1A-B).

"Epitopen 3H4" er det området i det ekstracellulære domenet av ErbB2 som antistoff 3H4 bindes til. Denne epitopen inkluderer aminosyrerester fra og med omtrent aminosyrerest 541 til og med omtrent aminosyrerest 599 i aminosyresekvensen til det ekstracellulære domenet i ErbB2, se Fig. 1A-B.

"Epitopen 7C2/7F3" er det området ved N-terminus av det ekstracellulære domenet i ErbB2 som antistoffene 7C2 og/eller 7F3 bindes til (begge deponert hos ATCC, se nedenfor). For søk etter antistoffer som bindes til 7C2/7F3-epitopen kan en rutinemessig kryssblokkeringanalyse utføres slik som den som beskrives i Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Ed Harlow og David Lane (1988). Alternativt kan epitop kartlegging utføres for å fastslå hvorvidt antistoffet bindes til 7C2/7F3-epitopen på ErbB2 (f. eks. en hvilket som helst eller flere aminosyrerester i området fra omtrent aminosyrerest 22 til omtrent aminosyrerest 53 i ErbB2, se Fig. 1A-B).

"Pattedyr" for behandlingsformål refererer til ethvert dyr som er klassifisert som et pattedyr, inkludert mennesker, husdyr og gårdsdyr, dyr i zoologiske hager, sportsdyr og kjeledyr, slik som hunder, hester, katter, kuer osv. Pattedyret er fortrinnsvis et menneske.

En tumor som "responderer på behandling" viser statistisk signifikant forbedring i respons på anti-ErbB-antistoffbehandling sammenlignet med ingen behandling eller behandling med placebo i en anerkjent dyremodell eller et klinisk forsøk på mennesker, eller som responderer på innledende behandling med anti-ErbB-antistoffer, men som vokser etter hvert som behandlingen fortsettes.

Begrepene "behandle" eller "behandling" viser til både terapeutisk behandling og profylaktisk eller forebyggende tiltak, hvor formålet er å forhindre eller forsinke (redusere) en uønsket fysiologisk endring eller forstyrrelse, slik som utviklingen eller spredningen av kreft. Formålet med denne oppfinnelses inkluderer gunstige eller ønskede kliniske resultater lindring av symptomer, reduksjon av graden av sykdom, stabilisert (dvs. ikke forverret) sykdomstilstand, forsinkelse eller demping av sykdomsprogresjon, forbedring eller lindring av sykdomstilstanden og remisjon (enten delvis eller fullstendig), enten påvisbart eller ikke-påvisbart. "Behandling" kan også bety forlenget overlevelse sammenlignet med den forventede overlevelse uten behandling. De med behov for behandling omfatter de som allerede har tilstanden eller forstyrrelsen, så vel som de som er utsatt for å få tilstanden eller forstyrrelsen og de i hvilke tilstanden eller forstyrrelsen skal forebygges.

En "forstyrrelse" er enhver tilstand som ville dra nytte av behandling ifølge foreliggende oppfinnelse. Dette innkluderer kroniske og akutte forstyrrelser eller sykdommer, innkludert de patologiske tilstander som predisponerer pattedyret for forstyrrelsen det gjelder. Eksempler på forstyrrelser som kan behandles her inkluderer godartede og ondartede tumorer, leukemier og ondartede tilstander i lymfesystemet, fortrinnsvis bryst-, ovarie-, mage-, endometerium-, spyttkjertel-, lunge-, nyre-, tykktarm-, skjoldkjertel-, bukspyttkjertel-, prostata- eller urin blære kreft, neuronale, gliale, astrocytale, hypotalamiske og andre kjertelforstyrrelser, makrofagale, epiteliale, stromale og blastosøliske forstyrrelser og inflammatoriske, angiogene og immunologiske forstyrrelser. En foretrukket forstyrrelse for behandling i samsvar med foreliggende oppfinnelse er en ondartet tumor.

Begrepet "terapeutisk effektiv mengde" viser til en mengde av et medikament som effektivt behandler en sykdom eller forstyrrelse i et pattedyr. Når det gjelder kreft kan den terapeutisk effektive mengde av medikamentet redusere antall kreftceller, redusere tumorstørrelsen, inhibere (dvs. i en viss grad redusere og fortrinnsvis stoppe) infiltrasjon av kreftceller i perifere organer, inhibere (dvs. redusere i en viss grad og fortrinnsvis stoppe) tumormetastase, inhibere, i en viss grad, tumorvekst og/eller til en viss grad lindre ett eller flere av symptomene som er forbundet med kreften. I den grad medikamentet kan forhindre vekst av og/eller drepe eksiterende kreftceller kan det være cytostatisk og/eller cytotoksisk. For kreftbehandling kan virkningen for eksempel måles ved å anslå tiden for sykdomsprogresjon (TTP) og/eller bestemme responsrate (RR).

Begrepene "kreft" og "kreftaktig" viser til eller beskriver den fysiologiske tilstand hos pattedyr som typisk særpreges ved uregulert cellevekst. En "tumor" omfatter én eller flere kreftaktige celler. Eksempler på kreft inkluderer karsinom, lymfom, blastom, sarkom og leukemi eller lymfoide ondartede tilstander. Mer spesielle eksempler på slike kreftformer omfatter epitelcellekreft (f. eks. plateepitelcellekreft), lungekreft inkludert små-cellet-lungekreft, ikke-småcellet-lungekreft ("NSCLC"), adenokarsinom i lunge og plateepitel karsinom i lungen, kreft i bukhinnen, hepatocellulær kreft, gastrisk eller magekreft inkludert gastrointestinal-kreft, buks pytt kjerte I kreft, glioblastom, livmorshals-kreft, ovariekreft, leverkreft, urinblærekreft, hepatom, brystkreft, tykktarmskreft, endetarmskreft, kolorektal kreft, endometrium eller livmorskarsinom, spyttkjertel karsinom, nyre- eller urinveiskreft, prostatakreft, kreft i vulva, skjoldkjertelkreft, leverkarsinom, anal karsinom, penis karsinom så vel som kreft i hode og hals.

En "ErbB-uttrykkende kreft" er én som omfatter celler som har ErbB-protein tilstede på deres celleoverflate. En "ErbB2-uttrykkende kreft" er én som danner tilstrekkelige mengder av ErbB2 på overflaten av kreftcellene slik at et anti-ErbB2-antistoff kan bindes til denne og ha en terapeutisk virkning når det gjelder kreften.

En kreft "kjennetegnet ved overdreven aktivering" av en ErbB-reseptor er én i hvilken omfanget av ErbB-reseptoraktivering i kreftcellene signifikant overskrider aktiveringsnivået av denne reseptor i ikke-kreftceller av samme type vev. Slik overdreven aktivering kan være en følge av overekspresjon av ErbB-reseptoren og/eller høyere enn normalt nivå av en ErbB-ligand tilgjengelig for aktivering av ErbB-reseptoren i kreftcellene. Slik overdreven aktivering kan forårsake og/eller være forårsaket av den ondartede tilstand i en kreftcelle. I noen utførelser vil kreften utsettes for en diagnostisk eller prognostisk analyse for å fastslå hvorvidt forsterkning og/eller overekspresjon av en ErbB-reseptor skjer som resulterer i slik overdreven aktivering av ErbB-reseptoren. Alternativt eller i tillegg kan kreften utsettes ved en diagnostisk eller prognostisk analyse for å fastslå hvorvidt forsterkning og/eller overekspresjon av en ErbB-ligand skjer i kreften som bidrar til overdreven aktivering av reseptoren. I en undergruppe av slike kreftformer kan overdreven aktivering av reseptoren skyldes en autokrin stimulerende reaksjonsvei.

I en "autokrin" stimulerende reaksjonsvei skjer selvstimulering ved at kreftcellen danner både en ErbB-ligand og dens beslektede ErbB-reseptor. Kreft kan for eksempel uttrykke eller overuttrykke EGFR og også uttrykke eller overuttrykke en EGFR-ligand (f. eks. EGF, TGF-a eller HB-EGF). I en annen utførelse kan kreften uttrykke eller overuttrykke ErbB2 og også uttrykke eller overuttrykke et heregulin (f. eks. y-HRG).

En kreft som "overuttrykker" en ErbB-reseptor er én som har signifikant høyere nivå av en ErbB-reseptor, slik som ErbB2, på celleoverflaten sammenlignet med en ikke-kreftcelle av samme type vev. Slik overekspresjon kan være forårsaket av genamplifisering eller forhøyet transkripsjon eller translasjon. ErbB-reseptor overekspresjon kan bestemmes i en diagnostisk eller prognostisk analyse ved å evaluere det forhøyede nivå av ErbB-proteinet som foreligger på overflaten av en celle (f. eks. ved hjelp av en immunhistokjemisk analyse, IHC). Alternativt eller i tillegg kan man måle nivået av ErbB-kodende nukleinsyre i cellen, f. eks. ved hjelp av fluorescensbasert in situ-hybridisiering (FISH, se WO 98/45479 publisert oktober, 1988), southern-blotting eller polymerase-kjedereaksjon (PCR)-teknikker, slik som sanntids kvantitativ PCR (RT-PCR). Overekspresjon av ErbB-liganden kan bestemmes diagnostisk ved å evaluere nivået av liganden (eller nukleinsyre som koder for denne) i pasienten, f. eks. i en tumor biopsi eller ved forskjellige diagnostiske analyser slik som IHC-analyse, FISH-analyse, southern-blotting, PCR-analyse eller in wVo-analyser som er beskrevet ovenfor. Man kan også studere ErbB-reseptor overekspresjon ved å måle antigen frigitt fra cellene (f. eks. det ekstracellulære domenet fra ErbB) i en biologisk væske slik som serum (se f. eks. US patentskrift nr. 4 933 294, tildelt 12. juni 1990, WO 91/05264, publisert 18. april 1991, US patentskrift nr. 5 401 638 tildelt 28. mars 1995 og Sias et al., J. Immunol. Methods, 132: 73-80 (1990)). I tilegg til de ovenfor angitte analyser er forskjellige andre in vivo-analyser tilgjengelige for den erfarne fagperson. Man kan for eksempel eksponere celler i pasientens kropp for et antistoff som om ønskelig er merket med et påvisbart merke,

f. eks. en radioaktiv isotop, og binding av antistoffet til celler i pasienten kan evalueres

f. eks. ved ytre skanning for radioaktivitet eller ved å analysere en biopsi fra en pasient som tidligere var eksponert for antistoffet.

Tumorene som overuttrykker HER2 vurderes ut fra immunhistokjemiske poeng som tilsvarer antall kopier av HER2-molekyler som uttrykkes per celle og kan bestemmes biokjemisk: 0 = 0-10 000 kopier/celler, 1+ = minst omtrent 200 000 kopier/celler, 2+ = minst omtrent 500 000 kopier/celle, 3+ = minst omtrent 2 000 000 kopier/celle. Overekspresjon av HER2 på 3+-nivå, som fører til liganduavhengig aktivering av tyrosinkinase (Hudziak et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 84:7159-7163 (1987)) opptrer hos omtrent 30 % av all brystkreft og i disse pasientene er overlevelse uten tilbakefall og total overlevelse redusert (Slamon et al., Science, 244:707-712 (1989), Slamon et al., Science, 235:177-182 (1987)).

Omvent er en kreft som "ikke karakteriseres ved overekspresjon av ErbB2-reseptoren" én som i en diagnostisk analyse ikke uttrykker et høyere enn normalt nivå av ErbB2-reseptoren sammenlignet med en ikke-kreftcelle av samme type vev.

En "hormonuavhengig" kreft er én for hvilken proliferasjonen ikke avhenger av nærvær av et hormon som bindes til en reseptor som uttrykkes av celler i kreften. Slik kreft gjennomgår ikke klinisk regresjon ved administrasjon av farmakologiske eller kirurgiske strategier som reduserer hormonkonsentrasjonen i eller nær tumoren. Eksempler på hormonuavhengige kreft inkluderer androgenuavhengig prostatakreft, østrogenuavhengig brystkreft, endometriumkreft og ovariekreft. Slike kreftformer kan begynne som hormonavhengige tumorer og utvikle seg ifra et hormonsensitivt stadium til en hormonrefraktorisk tumor etter anti-hormonbehandling.

Begrepet "cytotoksisk middel" som anvendt her viser til en forbindelse som inhiberer eller forhindrer funksjonen av celler og/eller fører til ødeleggelse av celler. Begrepet er ment å omfatte radioaktive isotoper (f. eks. At211, 1131, 1125, Y90, Rel86, Rel88, Sml53, Bi212, P32 og radioaktive isotoper av Lu), kjemoterapeutiske midler og toksiner slik som lavmolekylære toksiner eller enzymatisk aktive toksiner med opphav i bakterier, sopp, planter eller dyr, inkluderer fragmenter og/eller varianter av disse.

Et "kjemoterapeutisk middel" er en kjemisk forbindelse som er anvendbar ved behandling av kreft. Eksempler på kjemoterapeutiske midler omfatter alkylerende midler som tiotepa og cyklofosfamid ("CYTOXAN™"), alkylsulfonater som busulfan, improsulfan og piposulfan, aziridiner som benzodopa, karbokon, meturedopa og uredopa, etylen-iminer og metylamelaminer, innbefattet altretamin, trietylenmelamin, trietylenfosfor-amid, trietylentiofosfaoramid og trimetylolomelamin, nitrogenmustarder samt klorambucil, klornafazin, kolofosfamid, estramustin, isfosfamid, mekloretamin, mekloretaminoksid-hydroklorid, melfalan, novembichin, fenesterin, prednimustin, trofosfamid, uracilmustard, nitrosureaer som karmustin, klorozotocin, fotemustin, lomustin, nimustin, ranimustin, antibiotika som aklacinomysiner, aktinomycin, autramycin, azaserin, bleomyciner, kaktinomycin, kalichemicin, karabicin, karminmycin, karzinofilin, kromomyciner, daktinomycin, daunorubucin, detorubicin, 6-diazo-5-okso-L-norleucin, doksorubicin, epirubicin, esorubicin, idarubicin, marcellomycin, mitomyciner, mykofenolsyre, nogalamycin, olivomyciner, peplomycin, potfiromycin, puromycin, kelamycin, rodorubicin, streptonigrin, streptozocin, tubercidin, ubenimeks, zinostatin, zorubicin, anti-metabolitter som metotreksat og 5-fluoruracil (5-FU), folsyreanaloger som denopterin, metotreksat, pteropterin, trimetreksat, purinanaloger som fludarabin, 6-merkaptopurin, tiamiprin, tioguanin, pyrimidinanaloger som ancitabin, azacitidin, 6-azauridin, karmofur, cytarabin, dideoksyuridin, doksifluridin, enocitabin, floksuridin, 5-FU, androgener som kalusteron, dromostanolonpropionat, epitiostanol, mepitiostan, testolakton, anti-binyre midler som aminoglutetimid, mitotan, trilostan, midler for nysyntese av folsyre som frolinsyre, aceglaton, aldofosfamidglykosid, aminolevulinsyre, amsakrin, bestrabucil, bisantren, edatraksat, defofamin, demekolcin, diazikon, elfornitin, elliptiniumacetat, etoglucid, galliumnitrat, hydroksyurea, lentinan, lonidamin, mitoguazon, mitoxantron, mopidamol, nitrakrin, pentostatin, fenamet, pirarubicin, podofyllinsyrer, 2-etylhydrazid, prokarbazin, "PSK®", razoksan, sizofiran, spirogermanium, tenuazonsyre, triazikon, 2,2',2"-triklortrietylamin, uretan, vindesin, dakarbazin, mannomustin, mitobronitol, mitolaktol, pipobroman, gacytosin, arabinosid ("Ara-C"), syklofosfamid, tiotepa, taksaner, for eksempel paklitaksel ("TAXOL®", Bristol-Myers Squibb Oncology, Princeton, NJ) og docetaksel ("TAXOTERE®"), Rhone-Poulenc Rorer, Antony, Frankrike), klorambucil, gemcitabin, 6-tioguanin, merkaptopurin, metotreksat, platina analoger som cisplatin og karboplatin, vinblastin, platina, etoposid (VP-16), ifosfamid, mitomycin C, mitoxantron, vinkristin, vinorelbin, navelbin, novantron, teniposid, daunomycin, aminopterin, xeloda, ibandronat, CPT-11, topoisomerase inhibitoren RFS 2000, difluormetylornitin, (DMFO), retinoinsyre, esperamiciner, kapecitabin og farmasøytisk aksepterbare salter, syrer eller derivater av alle de ovenfor nevnte. Også omfattet av denne definisjonen er anti-hormonmidler som virker ved å regulere eller inhibere hormoners virkning på tumorer, for eksempel anti-østrogener, innbefattet for eksempel tamoksifen, raloksifen, aromatseinhiberende 4(5)-imidazoler, 4-hydroksytamoksifen, trioksifen, keoksifen, LY117018, onapriston og toremifen (Fareston) og anti-androgene midler som flutamid, nilutamid, bikalutamid, leuprolid og goserelin, samt farmasøytisk aksepterbare salter, syrer eller derivater av et hvilket som helst av de ovenfor nevnte.

Som anvendt her viser begrepet "EGFR-rettet medikament" til et terapeutisk middel som bindes til EGFR og eventuelt inhiberer EGFR-aktivering. Eksempler på slike midler omfatter antistoffer og små molekyler som bindes til EGFR. Eksempler på antistoffer som bindes til EGFR omfatter MAb 579 (ATCC CRL HB 8506), MAb 455 (ATCC CRL HB8507), MAb 225 (ATCC CRL 8508), MAb 528 (ATCC CRL 8509)

(se US patentskrift nr. 4 943 533, Mendelsohn et al.) og varianter av disse, for eksempel kimerisert 225 (C225 eller Cetuximab, "ERBUTIX®") og omformet humant 225 (H225)

(se WO 96/40210, Imclone Systems Inc.), antistoffer som bindes til type II mutant EGFR (US patentskrift nr. 5 212 290), humaniserte og kimære antistoffer som bindes til EGFR som beskrevet i US patentskrift nr. 5 891 996, og humane antistoffer som bindes til EGFR, for eksempel ABX-EGF (se WO 98/50433, Abgenix). Anti-EGFR-antistoffet kan være konjugert til et cytotoksisk middel slik at det dannes et immunkonjugat (se for eksempel EP 659 439A2, merck Patent GmbH). Eksempler på små molekyler som bindes til EGFR omfatter ZD1839 eller Gefitinib ("IRESSA™", Astra Zeneca), CP-358774 ("TARCEVA™", Genentech(OSI) og AG1478, AG1571 (SU 5271, Sugen). En "tyrosinkinase inhibitor" er et molekyl som i en viss grad inhiberer tyrosinkinase aktiviteten til en tyrosinkinase, for eksempel en ErbB-reseptor. Eksempler på slike inhibitorer omfatter de EGFR-rettede medikamentene som er angitt i avsnittet ovenfor, så vel som kinazoliner som PC 153035, 4(3-kloranilin)kinazolin, pyridopyrimidiner, pyrimidopyrimidiner, pyrrolpyrimidiner, 4-(fenylamino)-7H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidiner, kurkumin(diferuloylmetan, 4,5-bis-(4-fluoranilin)ftalimid), tyrfostiner som inneholder nitrotiofengrupper, PD-0183805 (Warner-Lamber), "antisense"-molekyler (f. eks. molekyler som bindes til ErbB-kodende nukleinsyre), kinoksaliner (US patetnskrift nr. 5 804 396), tryfostiner (US patentskrift nr. 5 804 396), ZD6474 (Astra Zeneca), PTK-787 (Novartis/Schering AG), pan-ErbB-inhibitorer som CI-1033 (Pfizer), affinitac (ISIS 3521, Isis/Lilly), imatinibmesylat (Gleevac, Novartis), PKI 166 (Novartis), GW2016 (Glaxo SmithKline), CI-1033 (Pfizer), EKB-569 (Wyeth), semaxanib (Sugen), ZD6474 (AstraZeneca), PTK-787 (NOvartis/Schering AG), INC-1C11 (Imclone) eller som beskrevet i enhver av de påfølgende patentskrifter: US patentskrift nr. 5 804 396, WO 99/09016 (American Cyanimid), WO 98/43960 (American Cyanamid), WO 97/38983 (Warner Lambert), WO 99/06378 (Warner Lambert), WO 99/06396 (Warner Lambert), WO 96/30347 (Pfizer, Inc.), WO 96/33978 (Zeneca), WO 96/3397 (Zeneca) og WO 96/33980 (Zeneca).

Et "anti-angiogenisk middel" viser til en forbindelse som blokkerer eller i en viss grad forstyrrer utviklingen av blodkar. Den anti-angiogeniske faktor kan for eksempel være et lite molekyl eller et antistoff som bindes til en vekstfaktor eller en vekstfaktor reseptor som deltar i fremming av angiogenese. Den foretrukne anti-angiogene faktor her er et antistoff som bindes til vaskulær endotel vekstfaktor (VEGF).

Begrepet "cytokin" er en generisk betegnelse på proteiner som frigis av en cellepopulasjon og som virker på en annen celle som intercellulære formidlere. Eksempler på slike cytokiner er lymfokiner, monokiner og tradisjonelle polypeptid hormoner. Innbefattet blant cytokinene er veksthormon, for eksempel humant veksthormon, N-metionyl-humant veksthormon og veksthormon fra storfe, parathyroid hormon, thyroksin, insulin, proinsulin, relaksin, prorelaksin, glykoprotein hormoner som follikel-stimulerende hormon (FSH), thyroid-stimulerende hormon (TSH) og luteiniserende hormon (LH), hepatisk vekstfaktor, fibroblast vekstfaktor, prolaktin, placentalt laktogen, tumor nekrosefaktor-a og -p, mullerian-inhiberende substans, gonadotropin-assosiert peptid fra mus, inhibin, aktivin, vaskulær endotel vekstfaktor, integrin, trombopoietin (TPO), nerve vekstfaktorer som NGF-p, blodplate vekstfaktor, transformerende vekstfaktorer (TGF) som TGF-a og TGF-p, insulin-lignende vekstfaktor I og II, erytropoietin (EPO), osteoinduktive faktorer, interferoner som interferon-a, -p og - y, kolonistimulerende faktorer (CSF) som makrofag-CSF (G-CSF), g ra nu locytt-makrofag-CSF (GM-CSF) og granulocytt-CSF (G-CSF), interleukiner (IL) som IL-1, IL-la, -IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11, IL-12, en tumor nekrosefaktor som TNF-a eller TNF-p og andre polypeptid faktorer, innbefattet LIF og kit-ligand (KL). Som anvendt her omfatter begrepet cytokin proteiner fra naturlige kilder eller fra rekombinant cellekultur og biologisk aktive ekvivalenter av cytokiner med nativ sekvens.

Begrepet "prodrug" som anvendt i foreliggende patentsøknad viser til en forløper eller et derivat av en farmasøytisk aktiv forbindelse som er mindre cytotoksisk ovenfor tumorceller enn utgangsmedikamentet og som kan aktiveres enzymatisk eller omdannes til den mer aktive utgangsform. Se for eksempel William,"Prodrugs in Cancer Chemotherapy" Biochemical Society Transactions, 14, s. 375-382, 615. møte Blefast

(1986) og Stella et al., "Prodrugs: A Chemical Approach to Targeted Drug Delivery", Directed Drug Delivery, Borchardt et al., (red.), s. 247-267, Humana Press (1985). Prodrugene ifølge foreliggende beskrivelse omfatter fosfatholdige prodruger, tiofosfat-holdige prodruger, sulfatholdige prodruger, peptidholdige prodruger, D-aminosyre-modifiserte prodruger, glykosylerte prodruger, p-lakamholdige prodruger, om ønskelig substituerte fenoksyacetamid-holdige prodruger eller om ønskelig substituerte fenylacetamidholdige prodruger, 5-fluorcytocin og andre 5-fluoruridin prodruger som kan omdannes til det mer aktive, cytotoksiske frie medikament. Eksempler på cytotoksiske medikamenter som kan derivatiseres til en prodrug form for anvendelse ifølge foreliggende beskrivelse omfatter de kjemoterapeutiske midler som er beskrevet ovenfor.

Et "liposom" er en liten vesikkel som er sammensatt av forskjellige typer lipider, fosfolipider og/eller overflateaktive midler og som er anvendbar for tilførsel av et medikament (f. eks. anti-ErbB2-antistoffene som beskrives her og om ønskelig et kjemoterapeutisk middel) til et pattedyr. Liposomets bestanddeler er vanligvis arrangert i en to-lags form som ligner på måten lipider er arrangert på i biologiske membraner.

Begrepet "pakningsvedlegg" anvendes for å vise til instruksjoner som vanligvis inngår i kommersielle pakker av terapeutiske produkter og som inneholder informasjon vedrørende indikasjoner, anvendelse, dosering, tilførsel, kontraindikasjoner og/eller advarsler som gjelder anvendelse av slike terapeutiske produkter.

Et "kardiobeskyttende middel" er en forbindelse eller et preparat som forhindrer eller reduserer myokard dysfunksjon (dvs. kardiomyopati og/eller kongestiv hjertesvikt) forbundet med tilførsel av et medikament, for eksempel et antibiotikum av antracyklintype og/eller et anti-ErbB2-antistoff, til en pasient. Det kardiobeskyttende middel kan for eksempel blokkere eller redusere en kardiotoksisk virkning formidlet av frie radikaler og/eller forhindre eller redusere skader grunnet oksidativt stress. Eksempler på kardiobeskyttende midler som omfattes av de foreliggende definisjoner omfatter det jern-skjellaterende middel dekstrazoksan (ICRF-187) (Seifert et al., The Annals of Pharmacotherapy, 28:1063-1072 (1994)), et lipid-reduserende middel og/eller en antioksidant, foreksempel probukol (Singal et al., J. Mol. Cell Cardiol., 27:1055-1063

(1995)), amifostin (aminotiol-2-[(3-aminopropyl)amino]etanetioldihydrogenfosfatester også betegnet WR-2721, og den defosforylerte form av denne for opptak i celler betegnet WR-1065) og S-3-(3~metylaminopropylamino)propylfosforotionsyre (WR-151327) se Green et al., Cancer Research, 54:738-741 (1994), digoxin (Bristow, M.R. i Bristow MR, red. Drug-Induced Heart Disease. New York. Elsevier 191-215 (1980)), beta-blokkere som metoprolol (Hjalmarson et al., Drugs 47:Suppl 4:31-9 (1994) og Shaddy et al., Am. Heart J., 129:197-9 (1995)), vitamin E, askorbinsyre (vitamin C), midler som oppfanger frie radikaler, for eksempel olianolsyre, ursolsyre og N-acetylcystein (NAC), spin-fangende forbindelser som alfa-fenyl-tert-butylnitron (PBN), (Paracchini et al., Anticancer Res., 13:1607-1612 (1993)), organiske selenforbindelser som P251 (Elbesen) og lignende.

Et "isolert" nukleinsyremolekyl" er et nukleinsyremolekyl som er påvist og separert fra minst et kontaminerende nukleinsyremolekyl som det vanligvis er forbundet med i antistoff nukleinsyrens naturlige kilde. Et isolert nukleinsyremolekyl har en annen form eller foreligger i en annen sammenheng enn molekylet foreligger i naturen. Isolerte nukleinsyremolekyler er derfor forskjellige fra nukleinsyremolekyler som foreligger i naturlige celler. Et isolert nukleinsyremolekyl omfatter imidlertid et nukleinsyremolekyl som foreligger i celler som vanligvis uttrykker antistoffet, men hvor for eksempel nukleinsyremolekylet haren annen kromosomal plassering enn i naturlige celler.

Uttrykket "kontrollsekvenser" viser til DNA-sekvenser som er nødvendige for ekspresjon av en operativt tilkoblet kodende sekvens i en gitt vertsorganisme. Kontrollsekvensene som er egnede for prokarioter omfatter for eksempel en promoter, omønskelig en operatorsekvens og et ribosom bindingssete. Eukaryote celler vites å benytte promotere, polyadenyleringssignaler og enhancere.

En nukleinsyre er "operativt koblet" dersom den er plassert i et funksjonelt forhold til en annen nukleinsyresekvens. For eksempel er DNA for en presekvens eller sekretorisk ledersekvens operativt koblet til DNA for et polypeptid dersom det uttrykkes som et preprotein som deltar i sekresjon av polypeptidet, en promoter eller enhancer er operativt koblet til en kodende sekvens dersom den påvirker transkripsjon av sekvensen, eller et ribosom bindingssete er operativt koblet til en kodende sekvens dersom den er plassert slik at translasjonen lettes. Generelt betyr "operativt koblet" at DNA-sekvensene som er sammenkoblet er kontinuerlige, og når det gjelder en sekretorisk ledersekvens, kontinuerlige og i samme leseramme. Imidlertid må enhancere ikke nødvendigvis være kontinuerlige. Sammenkobling oppnås ved ligering i egnede restriksjonsseter. Dersom slike seter ikke foreligger, anvendes syntetiske oligonukleotid adaptere eller linkere i samsvar med konvensjonelle fremgangsmåter.

Som anvendt her anvendes uttrykkene "celle", "cellelinje" og "cellekultur" om hverandre, og alle slike betegnelser inkluderer avkom. Ordene "transformanter" og "transformerte celler" omfatter således den angjeldende primærcelle og kulturer avledet fra denne, uten at det tas hensyn til antall overføringer. Det bør også forstås at alt avkom ikke nødvendigvis må være fullstendig identisk når det gjelder DNA-innhold grunnet ønskede eller utilsiktede mutasjoner. Mutant avkom som har den samme funksjon eller biologiske aktivitet som det ble søkt for i den opprinnelig transformerte celle inngår. Dersom forskjellige betegnelser er tilsiktet vil dette være åpenbart ut fra sammenhengen.

Fremgangsmåter for påvisning av tumorer som responderer på behandling med Anti-HER2-antistoffer

Kilder for tumorer og tumorceller

Tumorer kan karakteriseres som responderende på behandling med 2C4 basert på nærvær av EGFR-ErbB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer på celleoverflaten, som et mål på HER2-aktivering. Tumorprøver kan analyseres for nærvær av heterodimerer ved enhver fremgangsmåte som er kjent innen faget. Nærvær av heterodimerer fastslås fortrinnsvis ved én eller flere av fremgangsmåtene som er beskrevet nedenfor.

Siden HER2-aktivering er en følge av reseptor-heterodimerisering og fosforylering er en spesielt viktig fremgangsmåte for påvisning av tumorer som responderer på behandling med 2C4 påvisning av fosforylering av ErbB2-reseptor, slik som fosforylering av ErbB2 (HER2)-reseptor, som beskrevet nedenfor.

Kilder for tumorceller som kan analyseres omfatter tumorbiopsier, sirkulerende tumorceller, sirkulerende plasmaproteiner, ascitis væske, xenopodete tumorer og andre tumormodeller og primære cellekulturer eller cellelinjer avledet fra tumorer eller som viser tumorlignende egenskaper, så vel som konserverte tumorprøver, for eksempel formalinfikserte, parafininnstøpte tumorprøver. Gjennomsøking av sett av forskjellige tumor celletyper for EGFR-ErB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer og/eller fosforylering av ErbB-reseptor omfattes av foreliggende oppfinnelse. Tumorceller av samme type som tumorceller som gir positiv analyse for heterodimerer og/eller fosforylering av ErbB-reseptor, foreksempel ErbB2 (HER2)-reseptor, kan behandles med 2C4. Tumormodellene som beskrives nedenfor gis som eksempler.

I én utførelsesform analyseres tumorceller med opphav i en pasient som i øyeblikket lider av en tumor for responsivitet for behandling med 2C4. Dersom cellene fastslås å respondere, basert på nærvær av HER2/HER3- og/eller HER2/HER1-heterodimerer eller ved at fosforylering av ErbB-reseptor vises, kan pasienten deretter behandles med et antistoff med én eller flere av de biologiske egenskapene til 2C4. Fortrinnsvis behandles pasienten med rhuMAb 2C4.

I en annen utførelsesform analyseres tumorceller fra en gitt tumortype eller celler som antas å ha de samme egenskaper som en gitt tumortype for nærvær av EGFR-ErbB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer eller for fosforyleringen av ErbB-reseptor, fortrinnsvis ErbB2 (HER2)-reseptor. Hvis EGFR-ErbB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer og/eller fosforylering av ErbB-reseptor påvises anses denne tumortype å være en god kandidat for behandling med rhuMAb 2C4. Pasienter som lider av denne tumortype kan så behandles med et slikt antistoff.

Xenopoding av cellelinjer

Tumorceller oppformert in vitro, slik som tumorceller dyrket i kultur og tumorcellelinjer, kan xenopodes inn i mus ved direkte implantering av celler i et interessant område. Slike fremgangsmåter er velkjente blant fagpersoner. Cellene analyseres for påvisning av nærvær av EGFR-ErbB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor, slik som fosforylering av ErbB2 (HER2)-reseptor.

I én utførelsesform implanteres tumorceller subkutant i en mus, fortrinnsvis en atymisk naken mus. I en annen utførelsesform implanteres tumorceller i et fysiologisk relevant område for fremstilling av en egnet in s/tu-tumormodell. For eksempel kan celler fra en brystkreft cellelinje implanteres i forskjellige konsentrasjoner i brystfettputen hos atymiske naken mus for på en mer korrekt måte å modellere biologien til brystkreft. Tumorceller kan analyseres for nærvær av EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor, enten før eller etter implantering. Tumorcellene analyseres fortrinnsvis etter at de implanterte cellene har utviklet seg til en tumor av en på forhånd bestemt størrelse. Musene kan også behandles med 2C4 eller et funksjonelt ekvivalent antistoff, hvor ubehandlede mus fungerer som kontroll.

Tilsvarende modeller kan etableres for enhver tumortype fra hvilke dyrkede celler eller cellelinjer har blitt avledet. Tumortypene omfatter urinblære, hjerne, bryst, kolon, spiserør, nyre, leukemi, lever, lunge, melanom, ovarie, bukspyttkjertel, prostata, sarkom, mage, testikkel og uterus. I én utførelsesform anvendes tumorceller eller cellelinjer som overuttrykker ErbB2 for implantering, mens det i en annen utførelsesform anvendes tumorceller eller cellelinjer som uttrykker normale eller under normale mengder av ErbB2 for implantering. I nok en utførelsesform anvendes tumorceller eller cellelinjer som ikke responderer på "HERCEPTIN®" for implantering.

I en spesifikk utførelsesform implanteres omtrent 20 millioner MDA-175-brysttumor celler i den gonadale fettpute hos mus. Ekspresjon av HER2/HER1- og/eller HER2/HER2-dimerer på overflaten av de xenopodete cellene bestemmes, slik som ved én av fremgangsmåtene som beskrives nedenfor. Således implanterte mus kan også behandles med 0,3 mg/kg, 10 mg/kg, 30 mg/kg eller 100 mg/kg 2C4. Andre doseringsskjemaer vil kunne fastslås av en gjennomsnitts fagperson.

Selv om foreliggende oppfinnelse er egnet for klassifisering av enhver HER2-uttrykkende tumor er faste tumorer, for eksempel brystkreft, ovariekreft, lungekreft, prostatakreft og kolorektal kreft spesielt godt egnede for analyse og behandling ifølge foreliggende oppfinnelse.

Tumor-xenopoding

Prøver av pattedyr-tumorer, fortrinnsvis prøver av humane tumorer, kan fremskaffes og implanteres i mus, fortrinnsvis atymiske nakne mus. Tumorprøvene kan fremskaffes ved enhver fremgangsmåte som er kjent innen faget. I en utførelse resekteres tumorprøvene kirurgisk, for eksempel i en biopsi eller under kirurgiske inngrep for fjerning av tumoren fra pattedyret. I en annen utførelse fremskaffes tumorprøven ved å rense sirkulerende tumorceller fra pattedyrets blod.

I en spesifikk utførelsesform implanteres faste, humane tumorsnitt med omtrent 5 x 5 x 0,5 til 1 mm diameter i siden på atymiske nakne mus, generelt fire fragmenter per mus. Når de implanterte tumorene når en midlere diameter på omtrent 10-15 mm kan de serielt overføres, vanligvis ved anvendelse av mindre tumorfragmenter. Fremgangsmåter for fremstilling og undersøkelser av humane tumor-xenopodinger er beskrevet i de påfølgende referanser: Fiebig et al., "Human Tumor Xenografts: Predictivity, Characterizationand Discorvery of New Anticancer Agents" i Contributions to Oncology: Relevance of Tumor Models for Anticancer Drug Development, Fiebig & Bruger, red. (Basel, Karger 1999), bind 54, s. 29-50, Berger et al., "Establishment and Characterization of Human Tumor Xenografts in Thymus-Aplastic Nude Mice" i Immunodeficient Mice in Oncology, Fiebig &. Berger, red. (1992), s. 23-46, Fiebig & Burger, "Human Tumor Xenografts and Explants" i Models in Cancer Research, Teicher, red. (Humana Press 2002) s. 113-137.

Humane xenopodinger anses å være svært prediktive for tumorens adferd i donorpasienten, siden xenopodingen vokser som en fast tumor, differensierer og utvikler et stroma, vaskulatur og en sentral nekrose. I de fleste tilfeller beholder xenopodinger de fleste molekylære, histologiske og patofysiologiske egenskaper forbundet med den ferske pasientavledede tumor. Tumorceller fra mus som inneholder første eller serielt passerte tumorer kan analyseres for nærvær av EGFR-ErbB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor. Musene kan også behandles med 2C4 eller et funksjonelt ekvivalent antistoff.

I én utførelsesform gjennomsøkes et nyfremstilt eller etablert sett av humane tumor-xenopodinger for nærvær av EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor. Fiebig & Burger, supra, beskriver et sett på over 300 humane tumor-xenopodinger etablert fra en rekke vanlige krefttyper, slik som urinblære, hjerne, bryst, tykktarm, spiserør, nyre, leukemi, lever, lunge, melanom, ovarie, bukspyttkjertel, prostata, sarkom, mage, testikkel og livmor. I én utførelsesform kan hele settet gjennomsøkes for heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor, slik som ErbB2 (HER2)-reseptor. Undergrupper av dette settet kan også gjennomsøkes for heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor, hvor undergruppene for eksempel er basert på type vev, over-, under- eller normal ekspresjon av ErbB2 eller manglende respons på "HERCEPTIN®". På denne måten kan tumorer klassifiseres som kandidater for behandling med 2C4 basert på nærvær av heterodimerer eller ved at fosforylering av ErbB-reseptor, slik som ErbB2 (HER2)-reseptor, påvises. Likeså kan pasienter som har tumorer som er klassifisert på denne måten hurtigere vurderes som egnede for behandling med 2C4 eller et funksjonelt ekvivalent antistoff.

Tumorprøver kan analyseres for nærvær av EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor, enten før eller etter implanteringen. I én utførelsesform karakteriseres omtrent 1 g av tumor fra et første og/eller serielt overført xenopoding kan karateriseres molekylært for heterodimerer eller fryses hurtig ned i flytende nitrogen og lagres ved -80C for senere karakterisering. Xenopodede tumorer kan videre analyseres ved en tolags myk-agar analyse, også betegnet en klonogen analyse, som beskrevet for eksempel i Fiebig & Burger, supra. Faste humane tumor-xenopodinger oppbrytes mekanisk og proteolytisk til en enkelt-celle suspensjon som utsåes i flerbrønns plater belagt med myk-agar som beskrevet. Tu mo reel I eve kst in vitro fører til dannelse av kolonier som kan analyseres videre for molekylære egenskaper, slik som heterodimerer eller for fosforylering av ErbB-reseptor, eller for andre histokjemiske eller morfologiske egenskaper.

B. Påvisning av EGFR-ErbB2- og ErbB2-ErbB3-heterodimerer

Enhver fremgangsmåte som er kjent innen faget kan anvendes for påvisning av EGFR-ErbB2- eller ErbB2- ErbB3-heterodimerer i tumorer. Flere foretrukne fremgangsmåter er beskrevet nedenfor. Disse fremgangsmåtene påviser ikke-kovalente protein-protein interaksjoner eller viser på annen måte nærhet mellom proteiner av interesse. Fremgangsmåtene som beskrives nedenfor gis som eksempler.

Ko-immunpresipitering og immunblotting

Immunaffinitetsbaserte fremgangsmåter, slik som immunpresipitering eller ELISA, kan anvendes for påvisning av EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer. I én utførelsesform anvendes anti-ErbB2-antistoffer for immunpresipitering av komplekser som omfatter ErbB2 fra tumorceller, og det resulterende immunpresipitatet analyseres så for nærvær av EGFR eller ErbB3 ved immunblotting. I en annen utførelsesform kan EGFR- eller ErbB3-antistoffer anvendes for immunpresipiteringstrinnet, hvoretter immunpresipitatet analyseres med ErbB2-antistoffer. I ytterligere en utførelsesform kan ErbB-ligander som er spesifikke for HERI, HER3, HER2/HERl-komplekser eller HER2/HER3-komplekser anvendes for presipitering av komplekser, som så analyseres for nærvær av HER2. For eksempel kan ligander konjugeres til avidin og kompleksene renses på en biotinkolonne.

I andre utførelsesformer, slik som ELISA-analyser eller antistoff-baserte analyser av "sandwich"-type, immobiliseres antistoffer mot ErbB2 til et fast støttemiddel, settes i forbindelse med tumorceller eller tumorcelle lysat, vaskes og eksponeres for antistoff mot EGFR eller ErbB3. Binding av dette siste antistoff, som kan påvises direkte eller ved hjelp av et sekundært antistoff konjungert til en påvisbar gruppe, indikerer nærvær av heterodimerer. I visse utførelsesformer er EGFR- eller ErbB3-antistoff immobilisert mens ErbB2-antistoffet anvendes for påvisningstrinnet. I andre utførelsesformer kan ErbB-reseptorligander anvendes i stedet for eller i kombinasjon med anti-ErbB-reseptorantistoffer.

Immunpresipitering med EGFR-, ErbB2- eller ErbB3-antistoff kan følges av en funksjonell analyse for heterodimerer som et alternativ eller supplement til immunblotting. I én utførelsesform følges immunpresipitering med ErbB-antistoff av en analyse for reseptor tyrosinkinase aktivitet i immunpresipitatet. Fordi ErbB3 ikke har iboende tyrosinkinase aktivitet viser nærvær av tyrosinkinase aktivitet i immunpresipitatet at ErbB3 sannsynligvis er assosiert med ErbB2. Graus-Porta et all., EMBO Jl, 16:1647-55

(1997), Klapper et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 96:4995-5000 (1999). Dette resultat kan bekreftes ved immunblotting med ErbB2-antistoffer. I en annen utførelsesform følges immunpresipitering med ErbB-antistoff av en analyse for EGFR-reseptor tyrosinkinase aktivitet. I denne analysen settes immunpresipitatet i forbindelse med radioaktivt ATP og et peptidsubstrat som ligner in wVo-setet for transfosforylering av ErbB2 ved hjelp av EGFR. Fosforylering av peptidet viser ko-immunpresipitering og således heterodimerisering av EGFR og ErbB2. Reseptor tyrosinkinase aktivitetsanalyser er velkjente innen faget og omfatter analyser som påviser fosforylering av målsubstrater, for eksempel med fosfotyrosin antistoff og aktivering av tilhørende signaloverførings-veier, for eksempel MAPK-signalveien.

Variasjoner av fremgangsmåtene og analysene ovenfor vil være åpenbare og rutinemessige for gjennomsnitts fagpersoner.

Kjemisk kryssbinding eller UV-kryssbinding kan også anvendes for kovalent sammenbinding av heterodimerer på overflaten av levende celler. Hunter et al., Biochem. J., 320:847-53. Eksempler på kjemiske kryssbindere omfatter ditiobis-(suksinimidyl)propionat (DSP) og 3,3'-ditiobis(sulfosukinimidyl)propionat (DTSSP). I én utførelsesform analyseres celleekstrakter fra kjemisk kryssbunde tumorceller med SDS-PAGE og immunblottes med antistoffer mot EGFR og/eller ErbB3. Et bånd med endret mobilitet og passende molekylvekt representerer sannsynligvis EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer, siden ErbB2 er den foretrukne heterodimeriseringspartner for EGFR og ErbB3. Dette resultat kan bekreftes med påfølgende immunblotting med ErbB2-antistoffer.

FRET og fluorescensbaserte fremgangsmåter

Fluorescensressonans energioverføring (FRET) kan også anvendes for påvisning av EGFR-ErbB2- eller ErB2-ErbB3-heterodimerer. FRET påviser konformasjonsendringer i proteiner og protein-protein interaksjoner in vivo og in vitro basert på overføring av

energi fra en donor fluorofor til en akseptor fluorofor. Selvin, Nat. Struct. Biol., 7:730-34

(2000). Energioverføringen finner kun sted dersom donor fluoroforen er tilstrekkelig nær akseptor fluoroforen. I et typisk FRET-eksperiment merkes to proteiner eller to seter i et enkelt protein med forskjellige fluoriserende prober. Én av probene, donorproben, eksiteres til en høyere energitilstand ved innfallende lys av en gitt bølgelengde. Donorproben overfører så sin energi til den andre proben, akseptorproben, noe som fører til en reduksjon av donorens fluorescens intensitet og en økning av akseptorens fluorescens utsending. For å måle omfanget av energioverføring sammenlignes donorens intensitet i en prøve merket med donor- og akseptorprober med intensiteten i en prøve som kun er merket med donorprobe. Om ønskelig sammenlignes akseptorintensiteten i donor/akseptorprøve og prøver med kun akseptor. Egnede prober er kjente innen faget og omfatter for eksempel membrangjennomtrengende fargestoffer som fluorescein og rhodamin, organiske fargestoffer, for eksempel cyanin fargestoffer, og lantanid atomer. Selvin, supra. Fremgangsmåter og instrumentering for påvisning og måling av energioverføring er også kjente innen faget. Selvin supra.

FRET-baserte teknikker som er egnede for påvisning og måling av protein-protein interaksjoner i enkeltceller er også kjente innen faget. For eksempel kan donor lysblekende fluorescens ressonans energioverføring (pbFRET)-mikroskopi og sanntids fluorescens billeddannelses mikroskopi (FLIM) anvendes for påvisning av dimerisering av celleoverflatereseptorer. Selvin, supra, Gadella &. Jovin, J. Cell. Biol., 129:1543-58

(1995). I én utførelsesform anvendes pbFRET på celler, enten "i suspensjon" eller "in situ", for påvisning og måling av dannelsen av EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer som beskrevet i Nagy et al., Cytometry, 32:120-131 (1998). Disse teknikkene måler reduksjonen i en donors fluorescens levetid grunnet energioverføring. I en spesiell utførelsesformsform kan en "flow"-cytometrisk FRET-teknikk av Foerster-type (FCET) anvendes for å undersøke EGFR-ErbB2- og ErbB2-ErbB3-heterodimerisering som beskrevet i Nagy et al., supra og Brockhoff et al., Cytometry, 44:338-48 (2001).

FRET anvendes fortrinnsvis i forbindelse med standardteknikker for immunhistokjemisk merking. Kenworthy, Methods, 24:289-96 (2001). Foreksempel kan antistoffer konjungert til egnede fluorescerende fargestoffer anvendes som prober for merking av to forskjellige proteiner. Dersom proteinene ligger nær hverandre fungerer de fluorescerende fargestoffene som donorer og akseptorer for FRET. Energioverføring påvises ved standard fremgangsmåter. Energioverføring kan påvises ved "flow"-cytometriske midler eller ved hjelp av digitale mikroskopi systemer, for eksempel konfokal mikroskopi eller bredfelt-fluorescens mikroskopi, koblet til et CCD-kamera.

I én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse merkes ErbB2-antistoffer og enten EGFR eller ErbB3-antistoffer direkte med to forskjellige fluoroforer for eksempel som beskrevet i Nagy et al., supra. Tumorceller eller tumorcelle lysater settes i forbindelse med de differensielt merkede antistoffene, som fungerer som donor og akseptor for FRET i nærvær av EGFR-ErbB2- eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer. Alternativt anvendes umerkede antistoffer mot ErbB2 og enten EGFR eller ErbB3 sammen med differensielt merkede sekundære antistoffer som fungerer som donorer og akseptorer. Se for eksempel Brockhoff et al., supra. Energioverføring påvises og nærvær av heterodimerer fastslås dersom de merkede gruppene finnes å ligge nær hverandre.

I andre utførelsesformer fluorescensmerkes ErbB-reseptorligander som er spesifikke for HER2 og enten HERI eller HER3 og anvendes for FRET-undersøkelser.

I ytterligere andre utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen påvises nærvær av heterodimrer på overflaten av tumorceller ved ko-lokalisering av ErbB2 og enten EGFR eller ErbB3 ved anvendelse av standard direkte eller indirekte immunfluorescensteknikker og konfokal laserscannende mikroskopi. Alternativt anvendes laserscannende billeddannelse (LSI) for påvisning av antistoff binding og ko-lokalisering av ErbB2 og enten EGFR eller ErbB3 i et høy-kapasitetsformat, for eksempel en mikrobrønn plate som beskrevet i Zuck et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 96:11122-27 (1999).

I ytterligere utførelsesformer bestemmes nærvær av EGFR-ErbB2- og/eller ErbB2-ErbB3-heterodimerer ved å påvise enzymatisk aktivitet som avhenger av at heterodimer bestanddelene ligger nær hverandre. Et ErbB2-antistoff konjugeres til et enzym, mens et EGFR- eller ErbB3-antistoff konjugeres til et andre enzym. Et første substrat for det første enzym tilsettes, og reaksjonen danner et andre substrat for det andre enzym. Dette fører til en reaksjon med et annet molekyl slik at det dannes en påvisbar forbindelse, slik som et fargestoff. Nærvær av et annet kjemisk stoff nedbryter det andre substratet, slik at reaksjonen med det andre enzym forhindres med mindre det første og det andre enzym, og således de to antistoffene, ligger nær hverandre. I en spesiell utførelsesform settes tumorceller eller cellelysater i forbindelse med et ErbB2-antistoff som er konjungert til glukoseoksidase og et ErbB3- eller ErbBl-antistoff som er konjungert til pepperrot peroksidase. Glukose tilsettes til reaksjonen sammen med en forløper for et fargestoff, for eksempel DAB, og katalase. Nærvær av heterodimerer bestemmes ved fargedannelse etter farging for DAB.

"eTag™" -analysesystem

Heterodimerer kan påvises ved anvendelse av fremgangsmåter basert på "eTag™"-analysesystemet (Aclara Bio Sciences, Mountain View, CA), som beskrevet i for eksempel WO 83502 og i US patentsøknad nr. 2001/0049105, publisert 6. desember 2001. En "eTag™" eller "elektroforetisk merkelapp" omfatter en påvisbar rapportør-gruppe, for eksempel en fluorescerende gruppe. Den kan også omfatte en "mobilitetsmodifiserende gruppe", som i det vesentlige består av en gruppe med spesiell elektroforetisk mobilitet. Disse gruppene tillater separasjon og påvisning av "eTag™" fra en kompleks blanding under definerte elektroforetiske betingelser, for eksempel kapillær elektroforese (CE). Den delen av "eTag™"-gruppen som inneholder rapportørgruppen og om ønskelig den mobilitetsmodifiserende gruppe kobles til en første målbindende gruppe ved hjelp av en spaltbar sammenbindingsgruppe slik at det dannes en første bindende forbindelse. Den første målbindende gruppe gjenkjenner spesifikt et gitt første mål, for eksempel en nukleinsyre eller et protein. Den første målbindende gruppen er for eksempel et polynukleotid eller et polypeptid. Den første målbindende gruppen er fortrinnsvis et antistoff eller et antistoff fragment. Alternativt kan den første målbindende gruppen være en ErbB-reseptorligand eller et bindende fragment av denne.

Sammenkoblingsgruppen omfatter fortrinnsvis en spaltbar gruppe, slik som et enzymsubstrat, eller en hvilken som helst kjemisk binding som kan spaltes under definerte betingelser. Når den første målbindende gruppen binder til sitt mål innføres og/eller aktiveres spaltningsmiddelet, og sammenkoblingsgruppen spaltes slik at den del av "eTag™" som inneholder rapportørgruppen og den mobilitetsmodifiserende gruppe frigis. Nærvær av "fri" "eTag™" viser således binding av den målbindende gruppe til sitt

o,

mal.

En andre bindende forbindelse omfatter fortrinnsvis spaltningsmiddelet og en andre målbindende gruppe som spesifikt gjenkjenner et andre mål. Den andre målbindende gruppe kan for eksempel være et antistoff eller et antistoff fragment eller en ErbB-reseptorligand eller et bindende ligandfragment. Spaltningsmiddelet er slik at det kun vil spalte sammenkoblingsgruppen i den første bindende forbindelse dersom den første bindende forbindelse og den andre bindende forbindelse befinner seg svært nær hverandre.

I én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse omfatter en første bindende forbindelse en "eTag™" i hvilken et antistoff mot ErbB2 fungerer som den første målbindende gruppe. En andre bindende forbindelse omfatter et antistoff mot EGFR eller ErbB3 koblet til et spaltningsmiddel som kan spalte "eTag™"-koblingsgruppen. Spaltningsmiddelet må fortrinnsvis aktiveres for å kunne spalte koblingsgruppen. Tumorceller eller tumor cellelysater settes i forbindelse med "eTag™"-forbindelsen, som bindes til ErbB2, og med det modifiserte EGFR- eller ErbB3-antistoff, som bindes til EGFR eller ErbB3 på celleoverflaten. Ubundet bindene forbindelse fjernes fortrinnsvis og spaltningsmiddelet aktiveres om nødvendig. Dersom EGFR-ErbB2 eller ErbB2-ErbB3- heterodimerer foreligger vil spaltningsmiddelet spalte koblingsgruppen og frigi "eTag™" grunnet den korte avstand mellom spaltningsmiddelet og koblingsgruppen. Fri "eTag™" kan så påvises ved enhver fremgangsmåte som er kjent innen faget, for eksempel kapillær elektroforese.

I én utførelsesform er spaltningsmiddelet et aktiverbart kjemisk molekyl som virker på koblingsgruppen. Spaltningsmiddelet kan for eksempel aktiveres ved å utsette prøven for lys.

I en annen utførelsesform er "eTag™"-gruppen fremstilt ved anvendelse av et antistoff mot EGFR eller ErbB3 som den første målbindende gruppe, mens den andre bindende forbindelsen er fremstilt fra et antistoff mot ErbB2.

Påvisning av fosforlyering av ErbB-reseptor

Forekomst av fosforylering av ErbB-reseptor kan anvendes for å vise HER2-aktivering.

I én utførelsesform påvises fosforylering av ErbB-reseptor ved immunpresipitering av én eller flere ErbB-reseptorer, for eksempel ErbB2 (HER2)-reseptor, og Western-blott analyse. For eksempel vises positiv fosforylering ved nærvær av et fosfo-HER2-bånd i gelen ved anvendelse av et anti-fosfotyrosin antistoff for påvisning av én eller flere fosforylerte tyrosinrester i den eller de immunpresipiterte ErbB-reseptorene. Anti-fosfotyrosin antistoffer er kommersielt tilgjengelige fra PanVera (Madison, WI), en undergruppe av Invitrogen, Chmicon International Inc. (Temecula, CA) eller Upstate Biotechnology (Lake Placid, NY). Et negativt resultat vises ved fravær av båndet.

I en annen utførelsesform påvises fosforylering av ErbB2 (HER2)-reseptor ved immunhistokjemisk analyse og anvendelse av et fosforspesifikt anti-HER2-antistoff (klon PN2A, Thor et al., J. Clin. Oncol., 18(18):3230-3239 (2000)).

Andre fremgangsmåter for påvisning av fosforylering av én eller flere ErbB-reseptorer inkluderer KIRA ELISA (US patentskrift nr. 5 766 863, 5 891 650, 5 914 237, 6 025 145 og 6 287 784), massespektrometri (sammenligning av størrelsen av fosforylert og ikke-fosforylert HER2) og "e-Tag™"-proksimtetsanalyse med anti-HER2-antistoff (f. eks. ved anvendelse av "eTag™"-analysesettet som er tilgjengelig fra Aclara BioSciences (Mountain View, CA). Detaljer vedrørende "eTag™"-analysen er beskrevet her ovenfor.

Fremstilling av antistoffer

I det påfølgende beskrives eksempelvise teknikker for fremstilling av terapeutiske og diagnostiske antistoffer for anvendelse i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Selv om beskrivelsen generelt er rettet mot fremstilling av anti-ErbB2-antistoffer kan en fagperson lett tilpasse beskrivelsen for fremstilling av antistoffer mot enhver av ErbB-reseptorene.

ErbB2-antigenet som skal anvendes for fremstilling av antistoffer kan f. eks. være en løselig form av det ekstracellulære domenet i ErbB2 eller en del av dette som inneholder den ønskede epitop. Alternativt kan celler som uttrykker ErbB2 på celleoverflaten (f. eks. NIH-3T3-celler som er transformert for overekspresjon av ErbB2 eller en karsinom cellelinje slik som SK-BR-3-celler, se Stancovski et al., PNAS (USA), 88:8691-8695 (1991)) anvendes for å danne antistoffer. Andre former av ErbB2 som er anvendbare for å danne antistoffer vil være åpenbare for fagfolk.

Polyklonale antistoffer

Polyklonale antistoffer frembringes fortrinnsvis i dyr ved multiple subkutane (sc) eller intraperitoneale (ip) injeksjoner av det relevante antigenet og en adjuvans. Det kan være nyttig å konjugere det relevante antigenet til et protein som er immunogent i arten som skal immuniseres, f.eks. hemocyanin fra albueskjell, serumalbumin, bovint tyroglobulin eller soyabønne-trypsininhibitor, ved anvendelse av et bifunksjonelt middel eller derivatiseringsmiddel, for eksempel maleimidobenzoylsulfosuksinimidester (konjugasjon via cyste in reste r), N-hydroksysuksinimid (via lysinrester), glutaraldehyd, ravsyre anhydrid, SOCI2eller R1N=C=NR, hvor R og RI er forksjellige alkylgrupper.

Dyr immuniseres mot antigenet, immunogene konjugater, eller derivater ved å blande f. eks. 100 ug eller 5 ug av proteinet eller konjugatet (for kaniner, henholdsvis mus) med tre volumer Freund's komplette adjuvans og injisere løsningen intradermalt på flere steder. En måned senere blir dyrene boostret med 1/5 til 1/10 av den opprinnelige mengde peptid eller konjugat i Freunds komplette adjuvans ved subkutan injeksjon på flere steder. Sju til 14 dager senere tappes blod fra dyrene, og serumet analyseres for antistoff titer. Dyrene boostres til titeret når et platå. Dyret blir fortrinnsvis boostret med et konjugat av det samme antigen, men konjugert til et annet protein og/eller via et annet kryssbindingsmiddel. Konjugatet kan også fremstilles i rekombinant cellekultur som proteinfusjoner. Videre kan aggregeringsmidler som alum med fordel anvendes for å forsterke immunresponsen.

Monoklonale antistoffer

Monoklonale antistoffer fremskaffes fra en populasjon av i det vesentlige homogene antistoffer, dvs. at de enkelte antistoffer som utgjør populasjonen er identiske bortsett fra mulige naturlig forekommende mutasjoner som kan foreligge i mindre mengder. Adjektivet "monoklonalt" indikerer således at antistoffet ikke er en blanding av distinkte antistoffer.

De monoklonale antistoffene kan for eksempel fremstilles ved anvendelse av hybridom fremgangsmåten som først ble beskrevet av Kohler et al., Nature, 256:495

(1975) eller de kan fremstilles ved rekombinant DNA-fremgangsmåter (US patentskrift nr. 4 816 567).

Ved hybridom fremgangsmåten immuniseres en mus eller et annet egnet vertsdyr, for eksempel en hamster, som er beskrevet her ovenfor for å fremkalle lymfocytter som danner eller kan danne antistoffer som spesifikt vil bindes til proteinet som anvendes for immuniseringen. Alternativt kan lymfocytter immuniseres in vitro. Lymfocyttene fusjoneres så med myelom celler ved anvendelse av et egnet fusjonsmiddel, foreksempel polyetylenglykol, for å danne en hybridom celle (Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, s. 59-103 (Academic Press, 1986)).

De således fremstilte hybridom cellene sås og dyrkes i et egnet dyrkningsmedium som fortrinnsvis inneholder én eller flere forbindelser som inhiberer veksten eller overlevelsen av ikke-fusjonerte myelom celler. Dersom for eksempel myelom cellene mangler enzymet hypoxantinguaninfosforibosyltransferase (HGPRT eller HPRT) vil dyrkningsmediet for hybridomene typisk inkludere hypoxantin, aminopterin og thymidin (HAT-medium), og disse forbindelsene vil forhindre vekst av HGPRT-manglende celler.

Foretrukne myelom celler er de som fusjonerer effektivt, understøtter stabil høy

produksjon av antistoff fra de valgte antistoff produserende cellene og som er følsomme for et medium, slik som HAT-medium. Blant disse er foretrukne myelom cellelinjer muse myelom cellelinjer, slik som cellelinjene avledet fra musetumorene MOPC-21 og MPC-11, tilgjengelige fra Salk Institute Cell Distribution Center, San Diego, California USA, og SP-2- eller X63-Ag8-653-celler, tilgjengelige fra American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, USA. Humane myelom cellelinjer og mus-menneske heteromyelom cellelinjer har også blitt beskrevet for fremstilling av humane monoklonale antistoffer (Kozbor, J. Immunol., 133:3001 (1984) og Brodeur et al., Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, s. 51-63 (Marcel Dekker, Inc., New York, 1987)).

Dyrkningsmedium som hybridom celler vokser i analyseres for å danne monoklonale antistoffer rettet mot antigenet. Bindingsspesifisiteten til monoklonale antistoffer som dannes av hybridom cellene bestemmes fortrinnsvis ved immunpresipitering eller ved en in wtro-bindingsanalyse, for eksempel radioimmun analyse (RIA) eller enzymkoblet immunabsorpsjons analyse (ELISA).

Bindingdsaffiniteten til det monoklonale antistoff kan for eksempel bestemmes ved Scatchard-analyse ifølge Munson et al., Anal. Biochem., 107:220 (1980).

Etter at hybridom celler er identifisert som danner antistoffer med den ønskede spesifisitet, affinitet og/eller aktivitet kan klonene subklones ved begrensende fortynnings fremgangsmåter og dyrkes ved standard fremgangsmåter (Goding, Monoclonal Antibodies, Principles and Practice, s. 59-103 (Academic Press, 1986)). Egnede dyrkningsmedier for dette formål inkluderer for eksempel D-MEM- eller RPMI-1640-medium. I tillegg kan hybridom cellene dyrkes in vivo som ascites tumor i et dyr.

De monoklonale antistoffene som utskilles av subklonene kan på egnet vise separeres fra dyrkningsmediet, ascites væske eller serum ved konvensjonelle fremgangsmåter for antistoff rensing, slik som for eksempel protein-A-sefarose, hydroksylapatitt kromatografi, gelelektroforese, dialyse eller affinitetskromatografi.

DNA som koder for de monoklonale antistoffene kan lett isoleres og sekvenseres ved anvendelse av konvensjonelle fremgangsmåter (f.eks. ved anvendelse av oligonukleotid prober som er istand til å bindes spesifikt til gener som koder for tunge og lette kjeder fra muse antistoffer). Hybridom cellene fungerer som en foretrukket kilde for slik DNA. Når dette DNA først er isolert kan det plasseres i ekspresjonsvektorer, som så transfekteres inn i vertsceller slik som E. coli-celler, ape COS-celler, kinesisk hamster ovarie (CHO)-celler eller myelom celler som ellers ikke danner antistoffprotein for å oppnå syntese av monoklonale antistoffer i de rekombinante vertscellene. Oversikts-artikler om rekombinant ekspresjon i bakterier av DNA som koder for antistoff inkluderer Skerra et al., Curr. Opinion in Immunol., 5:256-262 (1993) og Pliickthun, Immunol. Revs., 130:151-188 (1992).

I nok en utførelsesform kan monoklonale antistoffer eller antistoff fragmenter isoleres fra bakteriofagbaserte antistoff bibilioteker frembrakt ved anvendelse av teknikkene som beskrives i McCafferty et al., Nature, 348:552-554 (1990). Clakson et al, Nature 352:624-628 og Marks et al. J. Mol. Biol., 222:581-597 (991) beskriver isolering av muse antistoffer, henholdsvis humane antistoffer ved anvendelse av bakteriofag biblioteker. Senere publikasjoner beskriver fremstilling av humane antistoffer med høy affinitet (i nM-området) ved kjedestokking (Marks et al., Biol/Technology, 10:779-783

(1992)), så vel som kombinatorisk infeksjon og in wVo-rekombinasjon som en strategi for fremstilling av veldig store bakteriofag biblioteker (Waterhouse et al., Nuc. Acids. Res., 21:2265-2266 (1993)). Disse teknikkene er således levedyktige alternativer til tradisjonelle monoklonale antistoff hybridom teknikker for isolering av monoklonale antistoffer.

DNAet kan også modifiseres, for eksempel ved å erstatte den kodende sekvens for humane tunge kjeder og lette kjeder konstante områder i stedet for de homologe musesekvensene (US patentskrift nr. 4 816 567 og Morrison et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 81:6851 (1984)), eller ved kovalent kobling til den immunglobulinkodende sekvens av hele eller en del av den kodende sekvens for et ikke-immunglobulin polypeptid.

Slike ikke-immunglobulin polypeptider er typisk erstattet for de konstante domener i et antistoff eller de er erstattet for de variable domener i et antigen-bindingssete i et antistoff for å danne et kimært, bivalent antistoff som omfatter ett antigen-bindingssete som har spesifisitet for et antigen og et annet antigen-bindingssete som har spesifisitet for et annet antigen.

Humaniserte antistoffer

Fremgangsmåter for humanisering av ikke-humane antistoffer er beskrevet innen faget.

Fortrinnsvis har et humanisert antistoff fått innført én eller flere aminosyrerester fra et kilde som ikke-human. Disse ikke-humane aminosyrerestene betegnes ofte "import"-aminosyrerester og tas typisk fra et "import"-variabelt domene. Humanisering kan i det vesentlige utføres ifølge fremgangsmåten til Winter og medarbeidere (Jones et al., Nature, 321:522-525 (1986), Reichmann et al., Nature, 332:323-327 (1988), Verhoeyen et al., Science, 239:1534-1536 (1988)) ved å erstatte sekvenser fra det hypervariable området med de korresponderende sekvensene i et humant antistoff. Slike "humaniserte" antistoffer er følgelig kimære antistoffer (US patentskrift nr. 4 816 567) hvor i det vesentlige mindre enn et intakt humant variabelt domene har blitt erstattet med den tilsvarende sekvens fra en ikke-human art. I praksis er humaniserte antistoffer typisk humane antistoffer i hvilke noen aminosyrerester i de hypervariable områder og muligens noen FR-aminosyrerester er erstattet med aminosyrerester fra analoge seter i antistoffer fra gnagere.

Valg av humane variable domener, både lette og tunge, som skal anvendes for fremstilling av de humaniserte antistoffene er svært viktig for å redusere antigenisiteten. Ifølge den såkalte "beste tilpasning"-fremgangsmåte screenes sekvensen til det variable domenet i et gnager antistoff med det fullstendige bibliotek av kjente humane variabelt domene-sekvenser. Den humane sekvens som ligner mest på gnager sekvensen utvelges så som det humane rammeverksområdet (FR) for det humaniserte antistoff (Sims et al., J. Immunol., 151:2296 (1993), Chothia et al., J. Mol. Biol., 196:901

(1987)). En annen fremgangsmåte anvender et gitt rammeverksområde avledet fra konsensus sekvensen til alle humane antistoffer fra en spesiell undergruppe av lette eller tunge kjeder. Det samme rammeverket kan anvendes for flere forskjellige humaniserte antistoffer (Carter et al., Proe. Nati. Acad. Sei., USA, 89:4285 (1992), Presta et al., J. Immunol., 151:2623 (1993)).

Det er videre viktig at antistoffer humaniseres med opprettholdelse av høy affinitet for antigenet og andre fordelaktige biologiske egenskaper. For å oppnå dette mål fremstilles humaniserte antistoffer ifølge en foretrukket fremgangsmåte ved en prosess med analyse av utgangssekvensene og forskjellige hypotetiske humaniserte produkter ved anvendelse av tre-dimensjonelle modeller av utgangssekvensen og de humaniserte sekvensene. Tre-dimensjonelle immunglobulin modeller er alminnelig tilgjengelige og velkjente blant fagfolk. Datamaskin programmer som illustrerer og fremviser mulige tre-dimensjonelle konformasjonsstrukturer av valgte immunglobulin sekvenskandidater er tilgjengelige. Betraktning av de fremviste strukturer tillater analyse av aminosyrerestenes sannsynlige rolle i funksjonen til immunglobulin sekvenskandidaten, det vil si analysen av aminosyrerester som påvirker evnen til immunglobulinkandidaten til å bindes til sitt antigen. På denne måten kan FR- aminosyrerester velges og kombineres fra mottagersekvensen og importsekvensen slik at den ønskede antistoff egenskapen, slik som forhøyet affinitet for målantigenet(genene), oppnås. Generelt deltar aminosyrerestene i de hypervariable områder direkte og i størst grad i påvirkning av antigen bindingen.

Eksempler på humaniserte anti-ErbB2-antistoffer som binder ErbB2 og blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor er beskrevet i WO 01/0245. De humaniserte antistoffene som er av spesiell interesse her, blokkerer EGF-, TGF-a- og/eller HERG-formidlet aktivering av MAPK i det vesentlige like effektivt som det monoklonale muse-antistoff 2C4 (eller et Fab-fragment derav) og/eller bindes til ErbB2 i det vesentlige like effektivt som det monoklonale muse-antistoff 2C4 (eller et Fag-fragment derav). De humaniserte antistoffene her kan for eksempel omfatte ikke-humane aminosyrerester i de hypervariable områder som er innført i et humant variabelt tung kjede domene, og kan videre omfatte en substitusjon i rammeverksområdet (FR) i en posisjon valgt fra gruppen som består av 69H, 71H og 73H, idet det benyttes nummereringssystemet for det variable domenet som beskrives i Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5. utgave, Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD (1991). I én utførelsesform omfatter det humaniserte antistoff FR-substitusjoner i to av eller alle posisjonene 69H, 71H og 73H.

Et eksempel på et humanisert antistoff av interesse her omfatter komplementaritetsbestemmende aminosyrerester i den tunge kjedens variable domene GFTFTDYTMX, hvor X fortrinnsvis er D eller S (SEKV. ID. Nr. 7), DVNPNSGGSIYNQRFKG (SEKV. ID. Nr. 8) og/eller NLGPSFYFDY (SEKV. ID. Nr. 9), om ønskelig omfattende aminosyremodifikasjoner av disse CDR-aminosyrerestene, f.eks. hvor modifikasjonene i det vesentlige beholder eller forbedrer affiniteten til antistoffet. For eksempel kan antistoff-varianten av interesse ha fra omtrent 1 til omtrent 7 eller omtrent 5 aminosyre substitusjoner i de ovenfor angitte CDR-sekvenser fra den tunge kjedens variable domene. Slike antistoff-varianter kan fremstilles ved affinintetsmodning, f. eks. som beskrevet nedenfor. Det mest foretrukne humaniserte antistoff omfatter den variable tunge kjede domenet-aminosyresekvens i SEKV. ID. Nr. 4 (Figur IB).

Det humaniserte antistoffet kan omfatte de komplementaritetsbestemmende aminosyrerestene i den lette kjedens variable domene KASQDVSIGVA (SEKV. ID. Nr.

19), SASYX1X2X3, hvor XI fortrinnsvis er R eller L, X2 fortrinnsvis er Y eller E og X3 fortrinnsvis er T eller S (SEKV. ID. Nr. 11) og/eller QQYYIYPYT (SEKV. ID. Nr. 12), f. eks. i tillegg til de CDR-aminosyrerester i den tunge kjedens variable domene som er angitt i avsnittet ovenfor. Slike humaniserte antistoffer omfatter om ønskelig aminosyremodifikasjoner av de ovenfor angitte CDR-aminosyrerester, f. eks. hvor modifikasjonene i det vesentlige beholder eller forbedrer antistoffets affinitet. For eksempel kan antistoff varianten av interesse ha fra omtrent 1 til omtrent 7 eller omtrent 5 amionsyre-substitusjoner i de ovenfor angitte variable lette CDR-sekvenser. Slike antistoffvarianter kan fremstilles ved affinintetsmodning, f. eks. som beskrevet nedenfor. Det mest foretrukne humaniserte antistoffet omfatter den variable lette kjede domene-aminosyresekvens i SEKV. ID. Nr. 3 (Figur IA).

Foreliggende patentsøknad forutser også affinintetsmodnede antistoffer som binder ErbB2 og blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor. Utgangsantistoffet kan være et humant antistoff eller et humanisert antistoff, f. eks. ett som omfatter den variable lette og/eller tunge kjede sekvens ifølge SEKV. ID. Nr. 3 henholdsvis 4 (dvs. variant 574, Figur IA og B). Det affinintetsmodnede antistoffet bindes fortrinnsvis til ErbB2-reseptor med en affinintet som er bedre enn den til muse-2C4 eller variant 574

(f. eks. fra omtrent to eller omtrent fire ganger til omtrent 100 ganger eller omtrent 1 000 ganger forbedret affinitet, f. eks. anslått ved anvendelse av et ErbB2-ekstracellulært domene (ECD)-ELISA). Eksempler på variabl tung kjede-CDR-aminosyrerester for substitusjon inkluderer H28, H30, H34, H35, H64, H96, H99 eller kombinasjoner av to eller flere (f. eks. to, tre, fire, fem, seks eller sju) av disse aminosyrerestene. Eksempler på variabel lett kjede-CDR-aminosyrerester for endring inkluderer L28, L50, L53, L56, L91, L92, L93, L94, L96, L97 eller kombinasjoner av to eller flere (f. eks. to til tre, fire, fem eller opp til omtrent ti av disse aminosyrerestene).

Forskjellige former av det humaniserte antistoffet eller affinitetsmodnende antistoffer forutses. For eksempel kan det humaniserte antistoff eller affinitetsmodnende antistoff være et antistoff-fragment, for eksempel et Fab-fragment, som om ønskelig er konjugert til et eller flere cytotoksiske midler for å danne et immunkonjugat. Alternativt kan det humaniserte antistoff eller affinitetsmodnende antistoff være et intakt antistoff, for eksempel et intakt IgGl-antistoff.

Humane antistoffer

Som et alternativt til humanisering kan humane antistoffer frembringes. Det er nå for eksempel mulig å fremstille transgene dyr (f. eks. mus) som etter immunisering er istand til a danne et fult repertoar av humane antistoffer i fravær av endogen immunglobulin produksjon. Det har for eksempel blitt beskrevet at den homocygote delesjonen av genet for koblingsområdet i antistoffets tunge kjede (JH) i kimære mus og mus med mutasjon i kimcellelinjen fører til fullstendig inhibering av endogen antistoff produksjon. Overføring av den humane immunglobulin genoppstilling fra kimceller til slike mus med mutante kimceller vil føre til dannelse av humane antistoffer etter eksponering ovenfor antigen. Se f. eks. Jakobovits et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 90:2551 (1993), Jakobovits et al., Nature, 362:255-258 (1993), Bruggermann et al., Year in Immuno., 7:33 (1993) og US patentskrift nr. 5 591 669, 5 589 369 og 5 545 807.

Alternativt kan bakteriofag fremvisningsteknologi (McCafferty et al., Nature, 348:552-553 (1990)) anvendes for fremstilling av humane antistoffer og antistoff - fragmenter in vitro fra repertoarer av gener for immunglobulinets variable (V) domene fra ikke-immuniserte donorer. Ifølge denne teknikken klones antistoffets V-domene-gener med opprettholdt leseramme inn i enten et større eller mindre kappeprotein-gen fra en filamentøs bakteriofag, for eksempel M13 eller fd, og fremvises som funksjonelle antistoff-fragmenter på overflaten av bakteriofag partikkelen. Siden den filamentøse partikkel inneholderen enkelttrådet DNA-kopi av bakteriofag-genomet, fører seleksjon basert på antistoffets funksjonelle egenskaper også til seleksjon av genet som koder for antistoffet som fremviser disse egenskapene. Bakteriofagen etterligner således noen av egenskapene til B-cellen. Bakteriofag fremvisning kan utføres i en rekke formater, for en oversikt over disse se f. eks. Johnson, Kevin S. og Chiswell, David, J., Current Opinion in Structural Biology, 3:564-571 (1993). Flere kilder for V-gensegmenter kan anvendes for bakteriofag fremvisning. Clackson et al., Nature, 352:624-628 (1991) isolerte en sammensatt rekke av anti-oksazolon antistoffer fra et lite, tilfeldig kombinatorisk bibliotek av V-gener avledet fra milt fra immuniserte mus. Et repertoar av V-gener fra ikke-immuniserte humane donorer kan fremstilles, og antistoffer mot et bredt utvalg av antigener (innbefattet selv-antigener) kan isoleres ved i det vesentlige å følge teknikkene som beskrives av Marks et al., J. Mol. Biol., 222:581-597 (1991) eller Griffith et al., EMBO J., 12:725-734 (1993). Se også US patentskrift nr. 5 565 332 og 5 573 905.

Som diskutert ovenfor kan humane antistoffer også frembringes fra in vitro-aktiverte B-celler (se US patentskrift nr. 5 567 610 og 5 229 275).

Humane anti-ErbB2-antistoffer beskrives i US patentskrift nr. 5 772 997, tildelt 30. juni il998, og WO 97/00271, publisert 3. januar 1997.

Antistoff- fragmenter

Forskjellige teknikker har blitt utviklet for fremstilling av antistoff-fragmenter.

Tradisjonelt ble disse fragmentene fremstilt ved proteolytisk kløyving av intakte antistoffer (se for eksempel Morimoto et al., Journal of Biochemical and Biophysical Methods, 24:107-117 (1992) og Brennan et al., Science, 229:81 (1985)). Disse fragmentene kan imidlertid nå fremstilles direkte av rekombinante vertsceller. Antistoff-fragmentene kan for eksempel isoleres fra antistoff-bakteriofag bibliotekene som diskuteres ovenfor. Alternativt kan Fab'-SH-fragmenter gjenvinnes direkte fra E. coli og sammenkobles kjemisk for å danne F(ab')2-f rag menter (Carter et al., Bio/Technology,

10:163-167 (1992)). Ifølge en annen tilnærming kan F(ab')2-fragmenter isoleres direkte fra rekombinant vertscellekultur. Andre teknikker for fremstilling av antistoff-fragmenter vil være åpenbare for den erfarne fagperson. I andre utførelsesformer er det foretrukne antistoffet enkeltkjedet Fv-fragment (scFv). Se WO 93/16185, US patentskrift nr. 5 571 894 og US patetnskrift nr. 5 587 458. Antistoff-fragmentet kan også være et "lineært antistoff", f. eks. som beskrevet i US patentskrift nr. 5 641 870. Slike linieære antistoff-fragmenter kan være monospesifikke eller bispesifikke.

Bispesifikke antistoffer

Bispesifikke antistoffer er antistoffer som har bindingsspesifisitet for minst to forskjellige epitoper. Eksempelvise bispesifikke antistoffer kan bindes til to forskjellige epitoper på ErbB2-proteinet. Andre slike antistoffer kan kombinere et ErbB2-bindingssete med bindingsseter for EGFR, ErbB3 og/eller ERbB4. Alternativt kan en anti-ErbB2-arm være kombinert med en arm som bindes til et utløsermolekyl på en leukocytt, slik som et T-celle reseptormolekyl (f. eks. CD2 eller CD3), eller Fc-reseptorer for IgG

(FcyR), slik som FcyRI (CD64), FcyRII (CD32) og FcyRIII (CD16), for derved å fokusere de cellulære forsvarsmekanismene mot en ErbB2-uttrykkende celle. Bispesifikke antistoffer kan også anvendes for å lokalisere cytotoksiske midler til celler som uttrykker ErbB2. Disse antistoffene besitter en ErbB2-bindende arm og en arm som binder det cytotoksiske midlet (f. eks. saporin, anti-interferon-a, vinka-alkaloid, ricin A-kjede, metotreksat eller radioaktiv isotop-hapten). Bispesifikke antistoffer kan fremstilles som fullengde-antistoffer eller antistoff-fragmenter (f. eks. bispesifikke F(ag')2-antistoffer).

WO 96/16673 beskriver et bispesifikt anti-ErbB2/anti-FcyRIII-antistoff, og US patentskrift nr. 5 837 234 beskriver et bispesifikt anti-ErbB2/anti-FcyRI-antistoff. Et bispesifikt anti-ErbB2/Fca-antistoff er vist i WO 98/02463. US patentskrift nr. 5 821 337 beskriver et bispesifikt anti-ErbB2/anti-CD3-antistoff.

Fremgangsmåter for fremstilling av bispesifikke antistoffer er kjente innen faget. Tradisjonell fremstilling av fullengde bispesifikke antistoffer bygger på ko-ekspresjon av to immunglobulin-tung kjede-lett kjede par, hvor de to kjedene har forskjellig spesifisitet (Millstein et al., Nature, 305:537-539 (1983)). Grunnet den tilfeldige fordeling av immunglobulin tunge og lette kjeder danner disse hybridomene (kvadromer) en mulig blanding av 10 forskjellige antistoff-molekyler, av hvilke kun én type har den korrekte bispesifikke strukturen. Rensing av det korrekte molekyl, noe som vanligvis utføres ved affinintetskromatografitrinn, er temmelig møysommelig og produktutbyttet er lavt. Tilsvarende fremgangsmåte beskrives i WO 93/08829 og i Traunecker et al., EMBO J., 10:3655-3659 (1991).

Ifølge en annen tilnærming fusjoneres variable antistoff-domener med den ønskede bindingsspesifisitet (antistoff-antigen bindingsseter) til konstant domene-immunglobulinsekvenser. Fusjonen er fortrinnsvis til et immunglobulins konstante tunge kjede domene som omfatter i det minste en del av hengselområdet, CH2- og CH3-området. Det foretrekkes at det første konstante tung kjede område (CH1), som inneholder setet som er nødvendig for lett kjede binding, foreligger i minst én av fusjonene. DNA som koder for immunglobulin-tung kjede fusjonene og, om ønskelig, den immunglobulin lette kjeden innsettes i separate ekspresjonsvektorer og ko-transfekteres inn i en egnet vertsorganisme. Dette gir stor fleksibilitet når det gjelder justering av det relative forhold mellom de tre polypeptidfragmentene i utførelsesformer hvor ulike forhold mellom de tre polypeptidkjedene som anvendes i konstruksjonen gir optimalt utbytte. Det er imidlertid mulig å innsette de kodende sekvensene for to eller alle tre polypeptidkjedene i én ekspresjonsvektor, når ekspresjon av minst to polypeptidkjeder i samme forhold fører til høyt utbytte eller når forholdet mellom kjedene ikke har spesiell betydning.

I en foretrukket utførelsesform av denne tilnærming består de bispesifikke antistoffene av en hybrid immunglobulin-tung kjede med en første bindingsspesifisitet i én arm og et hybrid immunglobulin-tung-kjede-lett-kjedepar (som giren andre bindingsspesifisitet) i den andre arm. Det ble funnet at denne asymetriske strukturen lettet separasjonen av den ønskede, bispesifikke forbindelse fra uønskede kombinasjoner av immunglobulin-kjeder, siden nærvær av en immunglobulin-lett kjede bare i én halvpart av det bispesifikke molekyl tillot en enkel måte for separasjon. Denne tilnærming beskrives i WO 94/04690. For ytterligere detaljer om fremstilling av bispesifikke antistoffer, se for eksempel Suresh et al., Methods in Enzymology, 121:210

(1986).

Ifølge en annen tilnærming beskrevet i US patentskrift nr. 5 731 168 så kan grenseflaten mellom et par av antistoff-molekyler modifiseres for å maksimere prosentandelen av heterodimerer som gjenvinnes fra rekombinant cellekultur. Den foretrukne grenseflate omfatter i det minste en del av CH3-domenet av et antistoffs konstante domene. I denne fremgangsmåten erstattes én eller flere små aminosyre sidekjeder i grenseflaten til det første antistoff-molekylet med større sidekjeder (f.eks. tyrosin eller tryptofan). Kompensatoriske "hulrom" av identisk eller tilsvarende størrelse som de større sidekjede(ene), dannes i interfasen av det andre antistoff-molekylet ved å bytte ut store aminosyre-sidekjeder med mindre (f.eks. alanin eller treonin). Dette tilveiebringer en mekanisme for økning av utbytte av heterodimeren fremfor andre uønskede sluttprodukter, slik som homodimerer.

Bispesifikke antistoffer inkluderer kryssbundne eller "heterokonjugerte" antistoffer. For eksempel kan ett av antistoffene i heterokonjugatet være koblet til avidin og det andre til biotin. Slike antistoffer har for eksempel blitt foreslått for målstyring av immun-system-celler til uønskede celler (US patentskrift nr. 4 676 980), og for behandling av HIV-infeksjon (WO 91/00360, WO 92/200373 og EP 03089). Heterokonjugerte antistoffer kan fremstilles ved anvendelse av en hvilket som helst egnet kryssbindings-fremgangsmåte. Egnede kryssbindingsmidler er velkjente innen faget og beskrives i US patentskrift nr. 4 676 980 sammen med en rekke kryssbindingsteknikker.

Teknikker for fremstilling av bispesifikke antistoffer fra antistoff-fragmenter er også beskrevet i litteraturen. For eksempel kan bispesifikke antistoffer fremstilles ved anvendelse av kjemisk kobling. Brennan et al., Science, 229:81 (1985) beskriver en fremgangsmåte hvor intakte antistoffer spaltes proteolytisk for å danne F(ab')2-fragmenter. Disse fragmentene reduseres i nærvær av det ditiolkompleksdannende midlet natri u marsen i kk for å stabilisere visinale ditioler og forhindre intermolekylær disulfid-dannelse. De dannede Fab'-fragmentene omdannes så til tionitrobenzoat (TNB)-derivater. Ett av Fab'-TNB-derivatene tilbakedannes så til Fab'-tiolen ved reduksjon med merkaptoetylamin og blandes med en ekvimolar mengde av det andre Fab'-TNB-derivatet for å danne det bispesifikke antistoff. De bispesifikke antistoffene som dannes kan anvendes som midler for selektiv immobilisering av enzymer.

Nyere fremskritt har forenklet den direkte gjenvinning av Fab'-SH-fragmenter fra E. coli, som kan kobles kjemisk for å danne bispesifikke antistoffer. Shalaby et al., J. Exp. Med., 175:217-225 (1992) beskriver fremstilling av et fullstendig humanisert, bispesifikt antistoff-F(ab')2-molekyl. Hvert Fab'-fragment ble separat utskilt fra E. coli og underkastet rettet kjemisk kobling in vitro for å danne det bispesifikke antistoffet. Det bispesifikke antistoffet dannet på denne måten var istand til å bindes til celler som overuttrykker ErbB2-reseptoren og normale humane T-celler, samt utløse den lytiske aktiviteten av humane cytotoksiske lymfocytter mot humane brysttumor-mål.

Forskjellige teknikker for fremstilling og isolering av bispesifikke antistoff-fragmenter direkte fra rekombinant cellekultur har også blitt beskrevet. For eksempel har bispesifikke antistoffer blitt fremstilt ved anvendelse av leucin-"zippere". Kostelny et al., J. Immunol., 148(59:1547-1553 (1992). Leucin-"zipper"-peptidene fra Fos og Jun proteinene ble koblet til Fab'-delen av to forskjellige antistoffer ved genfusjon. Antistoff-homodimerene ble redusert i hengselområdet for å danne monomerer og så re-oksidert for å danne antistoff-heterodimerene. Denne fremgangsmåten kan også anvendes for fremstilling av antistoff-homodimerer. "Diastoff"-teknologien beskrevet av Hollinger et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA 90:6444-6448 (1993) har tilveiebrakt en alternativ mekanisme for fremstilling av bispesifikke antistoff-fragmenter. Fragmentene omfatter et variabelt tung kjede domene (VH) bundet til et variabelt lett kjede domene (VL) via en linker som er for kort til å tillate parring mellom de to domenene på den samme kjeden. Følgelig tvinges VH- og VL-domenene i ett fragment til å danne par med de komplementære VL- og VH-domenene i et annet fragment slik at det dannes to antigen-bindingsseter. En annen strategi for fremstilling av bispesifikke antistoff-fragmenter ved anvendelse av enkeltkjedede Fv (sFv)-dimerer har også blitt rapportert. Se Gruber et al., J. Immunol., 152:5368 (1994).

Antistoffer med mer enn to valenser er forutsett. For eksempel kan trispesifikke antistoffer fremstilles. Tutt et al., J. Immunol., 147:60 (1991).

Andre aminosyresekvens modifikasjoner

Aminosyresekvens modifikasjon(er) i anti-ErbB2-antistoffene forutses. Det kan for eksempel være ønskelig å forbedre bindingsaffiniteten og/eller andre biologiske egenskaper til antistoffene. Aminosyresekvensvarianter av anti-ErbB2-antistoffene fremstilles ved å introdusere egnede nukleotid endringer i anti-ErbB2-antistoff nukleinsyren eller ved peptidsyntese. Slike modifikasjoner inkluderer for eksempel delesjon av, og/eller insersjon i og/eller substitusjon av aminosyrerester inne i aminosyresekvensen til anti-ErbB2-antistoffet. En hvilken som helst kombinasjon av delesjon, insersjon og substitusjon utføres for å komme frem til den endelige konstruksjon, forutsatt at den endelige konstruksjonen innehar de ønskede egenskapene. Aminosyre endringene kan også endre post-translasjonelle prosesser av anti-ErbB2-antistoffene, slik som endreing av antall eller posisjonen av glykosyleringsseter.

En anvendbar fremgangsmåte for identifisering av visse aminosyrerester eller områder i anti-ErbB2-antistoffene som er foretrukne seter for mutagenese kalles "alanin scanning mutagenese", som beskrevet av Cunningham og Wells, Science, 244:1081-1085 (1989). Her identifiseres en rest eller en gruppe av målrester (f.eks. ladede aminosyrerester som arg, asp, his, lys og glu) og erstattes med en nøytral eller negativt ladet aminosyre (mest foretrukket alanin eller polyalanin) for å påvirke interaksjonen mellom aminosyrene og ErbB2-antigenet. De aminosyreseter som viser funksjonell sensitivitet ovenfor substitusjonene forfines så ved å introdusere ytterligere eller andre varianter i eller for substitusjonssetene. Mens setet for introduksjon av en aminosyre-sekvensvariasjon er forhåndsbestemt, så behøver således ikke mutasjonens natur perse å være forhåndsbestemt. For eksempel for å analysere virkningen av en mutasjon i et gitt sete utføres alanin-scanning eller tilfeldig mutagenese i mål-kodonet eller -området, og de uttrykte anti-ErbB2-antistoff variantene screenes for den ønskede aktivitet.

Aminosyresekvens insersjoner inkluderer amino- og/eller karboksylterminale fusjoner som varierer i lengde fra én aminosyrerest til polypeptider som inneholder hundre eller flere aminosyrerester, så vel som intrasekvensinsersjoner av enkle eller multiple aminosyrerester. Eksempler på terminale insersjoner inkluderer et anti-ErbB2-antistoff med en N-terminal metionylrest eller antistoffet fusjonert til et cytotoksisk polypeptid. Andre insersjonsvarianter av anti-ErbB2-antistoff molekylene inkluderer fusjonen til N- eller C-enden av anti-ErbB2-antistoffene av et rapportørmolekyl, et enzym (f.eks. for ADEPT) eller et polypeptid som forlenger halveringstiden i serum for antistoffet.

En annen type variant er en aminosyre-substitusjonsvariant. Disse variantene har minst én aminosyrerest i anti-ErbB2-antistoff molekylet erstattet med en annen aminosyrerest. Setene av størst interesse for substitusjonsmutagenese inkluderer de hypervariable områdene, men FR-endringer forutses også. Konservative substitusjoner er vist i Tabell 1 under overskriften "foretrukne substitusjoner". Dersom slike substitusjoner resulterer i en endring av biologisk aktivitet, så kan mer omfattende endringer betegnet "eksempler på substitusjoner" i Tabell 1, eller som er ytterligere beskrevet nedenfor med henvisning til aminosyreklasser, introduseres og produktene screenes.

Omfattende modifikasjoner i de biologiske egenskapene til antistoffet oppnås ved å velge substitusjoner som avviker signifikant i deres virkning på opprettholdelsen av (a) strukturen av polypeptid ryggraden i substitusjonsområdet, foreksempel som en plate-eller heliks konformasjon, (b) ladningen eller hydrofobisiteten av molekylet i målsetet, eller (c) volumet til sidekjeden. Naturlig forekommende aminosyrerester deles i grupper basert på felles sidekjede-egenskaper:

(1) hydrofobe, norleucin, met, ala, val, leu, ile,

(2) nøytrale hydrofiler: cys, ser, thr,

(3) sure: asp, glu,

(4) basiske: asn, gin, his, lys, arg,

(5) aminosyrerester som påvirker kjedeorienteringen: gly, pro, og

(6) aromatiske: trp, tyr, phe.

Ikke-konservative substitusjoner vil medføre utskifting av et medlem av én av disse klassene med en annen klasse.

En hvilken som helst cysteinrest som ikke er involvert i opprettholdelse av den korrekte konformasjon av anti-ErbB2-antistoffet kan også substitueres, vanligvis med serin, for å forbedre den oksidative stabiliteten til molekylet og forhindre ukorrekt kryssbinding. Omvendt kan cysteinbinding(er) innføres i antistoffet for å forbedre dets stabilitet (spesielt der antistoffet er et antistoff-fragment, slik som et Fv-fragment).

En spesielt foretrukket type av substitusjonsvariant involverer substituering av én eller flere aminosyrerester i det hypervariable området i et utgangs-antistoff (f. eks. et humanisert eller humant antistoff). Vanligvis vil den/de resulterende varianten(e) som velges for videre utvikling ha forbedrede biologiske egenskaper sammenlignet med utgangsantistoffet som de er generert fra. En praktisk måte for fremstilling av slike substitusjonsvarianter involverer affinitetsmodning ved anvendelse av bakteriofag fremvisning. Kort beskrevet muteres flere seter i de hypervariable områder (f. eks. 6-7 seter) for å generere alle mulige aminosyresubstitusjoner i hvert sete. Antistoff-variantene som dermed generers fremvises på en monovalent måte fra filamentøse bakteriofag partikler som fusjoner til gen III-produktet til M13, pakket inne i hver partikkel. De ba kteriofagf rem viste variantene screenes så for deres biologiske aktivitet (f. eks. bindingsaffinintet) som beskrevet her. For å kunne identifisere kandidat-seter for modifisering i de hypervariable områder kan alanin-scanning mutagenese utføres for å identifisere aminosyrerester i de hypervariable områdene som bidrar signifikant til antigenbinding. Alternativt, eller i tillegg, kan det være fordelaktig å analysere en krystallstruktur av antigen-antistoff komplekset for å identifisere kontaktpunkter mellom antistoffet og humant ErbB2. Slike kontaktaminosyrerester og naboaminosyrerester er kandidater for substitusjon i henhold til teknikkene som utdypes her. Når slike varianter er generert, underkastes panelet av varianter for screening som beskrevet her, og antistoffer med overlegne egenskaper i én eller flere relevante analyser kan velges for ytterligere utvikling.

En annen type aminosyre-variasjon endrer det opprinnelige glykolsylerings-mønsteret til antistoffet. Med endring menes deletering av én eller flere karbohydrat-grupper som finnes i antistoffet og/eller innføring av ett eller flere glykosyleringsseter som ikke foreligger i antistoffet.

Glykosylering av antistoffer er typisk enten N-koblet eller O-koblet. N-koblet viser til binding av karbohydratgruppen til sidekjeden til en asparaginrest. Tripeptid sekvensene asparagin-X-serin og asparagin-X-treonin, hvor X er en hvilken som helst aminosyre bortsett ifra prolin, er gjenkjenningssekvensene for enzymatisk binding av karbohydratgruppen til asparagin-sidekjeden. Nærværet av én av disse tripeptidsekvensene i et polypeptid skaper således et potensielt glykosyleringssete. O-koblet glykosylering viser til binding av ett av sukrene N-acetylgalaktosamin, galaktose, eller xylose til en hydroksyaminosyre, vanligvis serin eller treonin, selv om 5-hydroksyprolin eller 5-hydroksylysin også kan anvendes.

Tilføyelse av glykosyleringsseter til antistoffet oppnås hensiktsmessig ved endring av aminosyresekvensen slik at den inneholder én eller flere av de ovenfor beskrevne tripeptidsekvensene (for N-koblede glykosyleringsseter). Endringer kan også utføres ved addering av eller substitusjon av én eller flere serin- eller treoninrester i sekvensen til det det opprinnelige antistoffet (for O-koblede glykosyleringsseter).

Nukleinsyremolekyler som koder for aminosyresekvens-varianter av anti-ErbB2-antistoffet fremstilles ved en rekke fremgangsmåter som er kjente innen faget. Disse fremgangsmåtene inkluderer isolering fra en naturlig kilde (i tilfellet av naturlig forekommende aminosyresekvens varianter) eller fremstilling ved oligonukleotidmediert (eller setestyrt) mutagenese, PCR-mutagense og kassettmutagenese av en tidligere fremstilt variant eller ikke-variant versjon av anti-ErbB2-antistoffet.

Det kan være ønskelig å modifisere antistoffene ifølge oppfinnelsen med hensyn til effektorfunksjoner, f. eks. slik som å øke antigenavhengig cellemediert cytotoksisitet (ADCC) og/eller komplementavhengig cytotoksisitet (CDC) til antistoffet. Dette kan oppnås ved å introdusere én eller flere aminosyresubstitusjoner i et Fc-område i antistoffet. Alternativt eller i tillegg kan cysteinrest(er) innføres i Fc-området for derved å tillate interkjede-disulfidbindingsdannelse i dette området. Det homodimere antistoffet generert på den måten kan ha forbedret internaliseringsevne og/eller forhøyet komplementmediert celledreping og antistoffavhengig cellulær cytotoksisitet (ADCC). Se Caron et al., J. Exp Med., 176:1191-1195 (1992) og Shopes, B., J. Immunol., 148:2918-2922 (1992). Homodimere antistoffer med forhøyet anti-tumoraktivitet kan også fremstilles ved anvendelse av heterodifunksjonelle kryssbindere som beskrevet i Wolf et al., Cancer Research, 53:2560-2565 (1993). Alternativt kan et antistoff konstrueres med to Fc-områder, og kan derved ha forhøyede evner til komplementlysis og ADCC. Se Stevenson et al., Anti-Cancer Drug Design, 3:219-230 (1989).

For å forlenge antistoffets halveringstid i serum kan man inkorporerer en "salvage"-reseptorbindende epitop i antistoffet (fortrinnsvis et antistoff-fragment) som beskrevet for eksempel i US patentskrift nr. 5 739 277. Som anvendt her viser begrepet ""salvage"-reseptorbindende epitop" til en epitop i Fc-området i et IgG-molekyl (f. eks. IgGl, IgG2, IgG2 eller IgG4) som er ansvarlig for å øke halveringstiden in vivo i serum til IgG-molekylet.

Screening etter antistoffer med de ønskede egenskaper

Teknikker for fremstilling av antistoffer har blitt beskrevet ovenfor. Man kan videre velge antistoffer med visse biologiske egenskaper etter ønske.

For å identifisere et antistoff som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor kan antistoffets evne til å blokkere ErbB-ligandbinding til celler som uttrykker

ErbB-reseptoren (f. eks. konjugert til en annen ErbB-reseptor med hvilken ErbB-reseptoren av interesse danner en ErbB-hetero-oligomer) bestemmes. For eksempel kan celler som naturlig uttrykker eller som er transfektert til å uttrykke ErbB-reseptorer i ErbB-hetero-oligomeren inkuberes med antistoffet og så eksponeres for merket ErbB-ligand. Anti-ErbB2-antistoffets evne til å blokkere ligandbinding til ErbB-reseptoren i ErbB-heterodimeren kan så evalueres.

For eksempel kan inhibering av HRG-binding til MCF7-brysttumor cellelinjer med ErbB2-antistoffer utføres ved anvendelse av encelle-lag av MCF7-kulturer på is i et 24-brønners plateformat, i det vesentlige som beskrevet i WO 01/00245. Monoklonale anti-ErbB2-antistoffer kan tilsettes til hver brønn og inkuberes i 30 minutter.<125>I-merket rHRGpi 177-224 (25 pm) kan så tilsettes, og inkuberingen kan fortsettes i 4 til 16 timer. Dose-responskurver kan fremstilles og en IC50-verdi beregnes for antistoffet av interesse. I én utførelsesform vil antistoffet som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor ha en IC50 for inhibering av HRG-binding til MCF7-celler i denne analysen på omtrent 50 nM eller lavere, mer foretrukket 10 nM eller lavere. Dersom antistoffet er et antistoff-fragment, slik som et Fab-fragment, kan IC50 for inhibering av HRG-binding til MCF7-celler i denne analysen for eksempel være 100 nM eller lavere, mer foretrukket 50 nM eller lavere.

Alternativt eller i tillegg kan anti-ErbB2-antistoffets evne til å blokkere ErbB-ligandstimulert tyrosinfosforylering av en ErbB-reseptor som foreligger i en ErbB-hetero-oligomer undersøkes. For eksempel kan celler som endogent uttrykker ErbB-reseptorene eller som er transfektert til å uttrykke disse inkuberes med antistoffet og så analyseres for ErbB-ligandavhengig tyrosinfosforyleringsaktivitet ved anvendelse av et monoklonalt anti-fosfotyrosin antistoff (som eventuelt er konjugert til en påvisbar gruppe). Kinasereseptor-aktivitetsanalysen beskrevet i US patentskrift nr. 5 766 863 er også tilgjengelig for bestemmelse av ErbB-reseptoraktivering og blokkering av denne aktivitet av et antistoff.

I én utførelsesform kan man screene etter et antistoff som inhiberer HRG-stimulering av pl80-tyrosinfosforylering i MCF7-celler, i det vesentlige som beskrevet i Eksempel 1 nedenfor. For eksempel kan MCF7-cellene såes ut i 24-brønners plater, og monoklonale antistoffer mot ErbB2 kan tilsettes til hver brønn og inkuberes i 30 minutter ved romtemperatur, deretter kan rHRGpil77-244 tilsettes til hver brønn til en sluttkonsentrasjon på 0,2 nM og inkuberingen kan fortsettes videre i 8 minutter. Medium kan suges av hver brønn og reaksjonene kan stoppes ved tilsetning av 100 \ i\ SDS-prøve-buffer (5 % SDS, 25 mM DTT og 25 med mer Tris-HCI, pH 6,8). Hver prøve (25 ul) kan elektroforeres i en 4-12 % gradientgel (Novex) og så overføres elektroforetisk til polyvinylidendifluorid membran. Anti-fosfotyrosin (med 1 ug/ml) immunblott kan fremkalles, og intensiteten av det dominerende, reaktive båndet med Mr~180 000 kan kvantifiseres ved refleksjonsdensitometri. Det valgte antistoff vil fortrinnsvis signifikant inhibere HRG-stimulering av pl80-tyrosinfosforylering til omtrent 0-35 % av kontrollverdien i denne analysen. En dose-responskurve for inhibering av HRG-stimulering av pl80-tyrosinfosforylering som bestemt ved refleksjonsdensitometri kan fremstilles og IC50 for antistoffet av interesse kan beregnes. I én utførelsesform vil antistoffet som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor ha en IC50 for inhibering av HRG-stimulering av pl80-tyrosinfosforylering i denne analysen på omtrent 50 nM eller lavere, mer foretrukket 10 nm eller lavere. Dersom antistoffet er et antistoff-fragment, slik som et Fab-fragment kan IC50 for inhibering av HRG-stimulering av pl80-tyrosinfosforylering i denne analysen være for eksempel omtrent 100 nM eller lavere, mer foretrukket 50 nM eller lavere.

Man kan også undersøke de vekstinhiberende virkninger av antistoffet på MDA-MB-175-celler, f. eks. i det vesentlige som beskrevet i Schaefer et al. Oncogene, 15:1385-1394 (1997). Ifølge denne analysen kan MDA-MD-175-celler behandles med et monoklonalt anti-ErbB2-antistoff (10 ug/ml) i 4 dager og farges med krystallfiolett. Inkubering med et anti-ErbB2-antistoff kan vise en vekstinhiberende virkning på denne cellelinjen tilsvarende til den som vises av det monoklonale antistoffet 2C4. I nok en utførelsesform vil eksogent HRG ikke signifikant reversere denne inhiberingen. Antistoffet vil fortrinnsvis være i stand til å inhibere celleproliferasjon av MDA-MB-175-celler i større grad enn det monoklonale antistoffet 4D5 (og om ønskelig i større grad enn med monoklonale antistoff 7F3), både i nærvær og fravær av eksogent HRG.

I én utførelsesform kan anti-ErbB2-antistoffet av interesse blokkere heregulinavhengig assosiering av ErbB2 med ErbB3 i både MCF7- og SK-BR-3-celler, som bestemt i et ko-immunpresipiterings-eksperiment slik som det beskrevet i Eksempel 1, i det vesentlige mer effektivt enn det monoklonale antistoffet 4D5 og fortrinnsvis i det vesentlige mer effektivt enn det monoklonale antistoffet 7F3.

For påvisning av vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoffer kan man screene etter antistoffer som inhiberer veksten av kreftceller som overuttrykker ErbB2. I én utførelsesform kan det valgte vekstinhiberende antistoffet inhibere veksten av SK-BR-3-celler i cellekultur med omtrent 20-100 %, fortrinnsvis med omtrent 50-100 %, ved en antistoff-konsentrasjon på omtrent 0,5 til 30 ug/ml. For å identifisere slike antistoffer kan SK-BR-3-analysen beskrevet i US patentskrift nr. 5 677 171 utføres. Ifølge denne analysen dyrkes SK-BR-3-celler i en 1:1 blanding av F12- og DMEM-medium tilsatt 10 % føtalt bovint serum, glutamin og penicillin/streptomycin. SK-BR-3-cellene såes ut med 20 000 celler i en 35 mm celledyrkningsskål (2 ml/35 mm skål). 0,5 til 30 ug/ml av anti-ErbB2-antistoffet tilsettes per skål. Etter 6 dager blir antallet av celler, sammenlignet med ubehandlede celler, tellet ved anvendelse av en elektronisk "COULTER™" celleteller. De antistoffene som inhiberer veksten av SK-BR-3-cellene med omtrent 20-100 % eller omtrent 50-100 % kan velges som vekstinhiberende antistoffer.

For seleksjon av antistoffer som induserer celledød kan tap av membranintegritet, indikert f. eks. ved PI, tryptanblått eller 7AAD opptak, undersøkes relativt til kontroll. Den foretrukne analyse er PI-opptaksanalysen ved anvendelse av BT474-celler. Ifølge denne analysen dyrkes BT474-celler (som kan fremskaffes fra American Type Culture Collection (Rockville, MD)) i Dulbecco's modifiserte Eagels medium (D-MEM): Ham's F-12-medium (50:50) tilsatt 10 % varmeinaktivert FBS (Hyclone) og 2 mM L-glutamin.

(Analysen utføres således i fravær av komplement og immuneffektorceller). BT474-cellene såes ut med en tetthet på 3 x IO6 per skål i 100 x 20 mm skåler og får feste seg over natten. Mediet fjernes så og erstattes med friskt medium alene eller medium inneholdende 10 ug/ml av det passende monoklonale antistoffet. Cellene inkuberes i et tidsrom på 3 dager. Etter hver behandling vaskes encelle-lagene med PBS og frigjøres ved trypsinering. Cellene sentrifugeres deretter ved 1 200 rpm i 5 minutter ved 40°C, og pelleten resuspenderes i 3 ml iskald Ca<2+->bindingsbuffer (10 mM Hepes, pH 7,4, 140 mM NaCI, 2,5 mM CaCI2) og fordeles på 35 mm 12 x 75 rør med sil-kork (1 ml per rør, 3 rør per behandlingsgruppe) for fjerning av celleklumper. Rørene tilsettes så PI (10 ug/ml). Prøvene kan analyseres ved anvendelse av et "FACSCAN™" flow-cytometer og programvaren "FACSCONVERT™" CellQuest (Becton Dickinson). De antistoffene som induserer statistisk signifikante nivåer av celledød, som bestemt ved PI-opptak, kan velges som celledød-induserende antistoffer.

For seleksjon av antistoffet som induserer apoptose er en anneksin bindingsanalyse hvor BT474-celler anvendes tilgjengelig. BT474-cellene dyrkes og utsåes i skåler som diskutert i avsnittet ovenfor. Mediet fjernes så og erstattes med friskt medium alene eller medium tilsatt 10 ug/ml av det monoklonale antistoff. Etter 3 dagers inkubering vaskes encelle lagene med PBS og frigjøres med trypsinbehandling. Cellene nedsentrifugeres så, resuspenderes i CA<2+->bindingsbuffer og fordeles på rør som diskutert ovenfor for celledøds analysen. Rørene tilsettes så merket anneksin (f. eks. anneksin V-FTIC) (1 ug/ml). Prøvene kan analyseres ved anvendelse av et "FACSCAN™" flow cytometer og programvaren "FACSCONVERT™" CellQuest (Becton Dickinson). De antistoffene som induserer statistisk signifikante nivåer av anneksinbinding relativt til kontrollcellene utvelges som apoptoseinduserende antistoffer.

I tillegg til anneksin-bindingsanalysen er en DNA-fargingsanalyse som anvender BT474-celler tilgjengelig. For å utføre denne analysen inkuberes BT474-celler, som på forhånd er behandlet med antistoffet av interesse som beskrevet i de to foregående avsnitt, med 9 ug/ml "HOECHST 33342™" i 2 timer ved 37°C og analysers så i et "EPICS ELITE™"flow cytometer (Coulter Corporation) ved anvendelse av programvaren "MODFIT LT™" (Verity Software House). Antistoffer som induserer en endring av prosentandelen apoptotiske celler som er 2 ganger eller mer (og fortrinnsvis 3 ganger eller mer) enn ubehandlede celler (opp til 100 % apoptotiske celler) kan velges som pro-apoptotiske antistoffer ved anvendelse av denne analysen.

For å screene etter antistoffer som bindes til en epitop på ErbB2 som bindes av et antistoff av interesse kan en rutinemessig kryssblokkerings-analyse, slik som den beskrevet i Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Ed Harlow og David Lane (1988), utføres. Alternativt eller i tillegg kan epitop-kartlegging utføres ved fremgangsmåter som er kjente innen faget (se f. eks. Fig. IA og IB her).

Immunkonjugater

Oppfinnelsen vedrører også immunkonjugater som omfatter et antistoff konjugert til et cytotoksisk middel, slik som et kjemoterapeutisk middel, et toksin (f. eks. et småmolekylært toksin eller et enzymatisk aktivt toksin med opprinnelse i bakterier, sopp, planter eller dyr, inkludert fragmenter og/eller varianter derav) eller en radioaktiv isotopo (dvs. et radiokonjugat).

Kjemoterapeutiske midler som er anvendbare for fremstilling av slike immunkonjugater er beskrevet ovenfor. Konjugater mellom et antistoff og ett eller flere småmolekylære toksiner, for eksempel calicheamicin, et maytansin (US patentskrift nr.

5 208 020), et trikoten og CC1065, forutses også her.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen konjugeres et antistoff til et eller flere maytansin molekyler (f. eks. fra omtrent 1 til omtrent 10 maytansin molekyler per antistoff molekyl). Maytansin kan for eksempel omdannes til May-SS-Me, som kan reduseres til May-SH3 og omsettes med modifisert antistoff (Chari et al., Cancer Reserach, 52:127-131 (1992)) for å generere et maytansinoid-antistoff immunkonjugat.

Et annet immunkonjugat av interesse omfatter et anti-ErbB2-antistoff konjugert til et eller flere calichemicin molekyler. Calicheamicin familien av antibiotika er istand til å danne brudd i dobbelttrådede DNA i sub-pikomolare konsentrasjoner. Strukturelle analoger av calicheamicin som kan anvendes inkluderer yll, a2I, a3I, N-acetyl-yll, PSAG og 011 (Hinman et al., Cancer Research, 53:3336-3342 (1993) og Lode et al., Cancer Research, 58:2925-2928 (1998)). Se også US patentskrift nr. 5 714 586, 5 712 374, 5 264 586 og 5 773 001.

Enzymatisk aktive toksiner og fragmenter av slike som kan anvendes inkluderer difteri A-kjede, ikke-bindende aktive fragmenter av difteritoksin, eksotoksin A-kjede (fra Pseudomonas aeruginosa), ricin A-kjede, abrin A-kjede, modeccin A-kjede, alfa-sarcin, Aleurites fordii-proteiner, diantin-proteiner, Phytolaca americana-proteiner (PAPI, PAPII og PAP-S), momordica charantia-inhibitor, curcin, krotin, sapaonaria officinalis-inhibitor, gelonin, mitogellin, restrictocin, fenomycin, enomycin og trikotecenene. Se for eksempel WO 93/21232, publisert 28. oktober 1993.

Foreliggende oppfinnelse forutser videre et immunkonjugat dannet mellom et antistoff og en forbindelse med nukleolytisk aktivitet (f. eks. en ribonuklease eller en DNA endonuklease slik som en deoksyribonuklease, DNase).

En rekke radioaktive isotoper er tilgjengelige for fremstilling av radiokonjugerte anti-ErbB2-antistoffer. Eksempler inkluderer At211, 1131, 1125, Y90, Rel86, Rel88, Sml53, Bi212, P32 og radioaktive isotoper av Lu.

Konjugater mellom et antistoff og et cytotoksisk middel kan fremstilles ved anvendelse av en rekke bifunksjonelle protein-koblingsmidler slik som N-suksinimidyl-3-(2-pyridylditiol)propionat (SPDP), suksinimidyl-4-(N-maleimidometyl)sykloheksan-l-karboksylat, iminotiolan (IT), bifunksjonelle derivater av imidoestere (slik som dimetyl-adipimidat - HCL), aktive estere (f. eks. disuksinimidyl suberat), aldehyder (slik som glutaraldehyd), bis-azido forbindelser (slik som bis(p-azidobenzoyl)heksandiamin), bis-diazoniumderivater (slik som bis-(p-diazoniumbenzoyl)-etylendiamin), diisocyanater (slik som tolyen-2,6-diisocyanat) og bis-aktive fluorforbindelser (slik som l,5-difluor-2,4-dinitrobenzen). For eksempel kan et ricin-immuntoksin fremstilles som beskrevet i Vitetta et al., Science, 238:1098 (1987). Karbon-14-merket l-isotiocyantobenzyl-3-metyldietylentriaminpentaeddiksyre (MX-DTPA) er et eksempel på et chelateringsmiddel for konjugering av radionukleotider til antistoffet. Se WO 94/11026. Linkeren kan være en "spaltbar linker" som letter frigivelse av det cytotoksiske medikament i cellen. For eksempel kan en syrelabil linker, en peptidasesensitiv linker, en dimetyl linker eller en disulfidholdig linker (Chari et al., Cancer Research, 52:127-131 (1992)) anvendes.

Alternativt kan et fusjonsprotein som omfatter et anti-ErbB2-antistoff og et cytotoksisk middel fremstilles, f. eks. ved rekombinante teknikker eller peptidsyntese.

I nok en utførelsesform kan et antistoff konjugeres til en "reseptor" (som streptavidin) for anvendelse ved tumor pre-målretting, hvor antistoff-reseptorkonjugatet administreres til pasienten, fulgt av fjerning av ubundet konjugat fra sirkulasjonen ved anvendelse av et klaringsmiddel og deretter administrering av en "ligand" (f. eks. avidin) som er konjugert til et cytotoksisk middel (f. eks. en radionucleotide).

Antistoffavhengig enzym mediert prodrug behandling ( ADEPT)

Antistoffene ifølge foreliggende oppfinnelse kan også anvendes i ADEPT ved å konjugere antistoffet til et prodrug aktiverende enzym som omdanner et prodrug(f. eks. et peptidyl-kjemoterapeutisk middel, se WO 81/01145) til et aktivt anti-kreft-medikament. Se for eksempel WO 88/07378 og US patentskrift nr. 4 975 278.

Enzym komponenten av immun konjugatet som er anvendtbart for ADEPT inkluderer et hvilket som helst enzym som er istand til å virke på et prodrug på en slik måte at det omdannes til sin mer aktive, cytotoksiske form.

Enzymer som er nyttige i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse inkluderer alkalisk fosfatase, som er nyttig for omdanning av fosfatholdige prodruger til frie medikamenter, arylsulfatase, som er nyttig for omdanning av sulfatholdige prodruger til frie medikamenter, cytosindeaminase, som er nyttig for omdanning av ikke-toksisk 5-fluorcytosin til anti-kreftmedikamentet 5-fluoruracil, proteaser, slik som serratia- protease, thermolysin, subtilisin, karboksypeptidaser og katepsiner (slik som katepsin B og L), som er nyttige for omdanning av peptidholdige prodruger til frie medikamenter, D-alanylkarboksypeptidaser, som er nyttige for omdanning av prodruger som inneholder D-aminosyresubstituenter, karbohydratspaltende enzymer som p-galaktosidase og neuraminidase, som er nyttige for omdanning av glykosylerte prodruger til frie medikamenter, p-laktamase som er nyttig for omdanning av medikamenter som er derivatisert med p-laktamer til frie medikamenter, og penicillinamidaser, slik som penicillin V amidase eller penicillin G amidase, som er nyttige for omdanning av medikamenter som er derivatisert ved deres aminitrogener med henholdsvis fenoksyacetyl- eller fenylacetylgrupper til frie medikamenter. Alternativt kan antistoffer med enzymatisk aktivitet, også kjent innen faget som "abzymer", anvendes for omdanning av prodrugene ifølge oppfinnelsen til frie, aktive medikamenter (se f. eks. Massey, Nature, 328:457-458 (1987)). Antistoff-abzym konjugater kan fremstilles som beskrevet her for tilførsel av abzymet til en tumorcelle populasjon.

Enzymene ifølge foreliggende oppfinnelse kan være kovalent bundet til anti-ErbB2-antistoffene ved teknikker som er velkjente innen faget, slik som ved anvendelse av de heterobifunksjonelle kryssbindingsreagensene som er diskutert ovenfor. Alternativt kan fusjonsproteinet, som omfatter i det minste det antigenbindende området av et antistoff ifølge oppfinnelsen, koblet til i det minst en funksjonelt aktiv del av et enzym ifølge oppfinnelsen, konstrueres ved anvendelse av rekombinante DNA-teknikker som er velkjente innen faget (se f. eks. Neuberger et al., Nature, 312:604-608 (1984).

Andre antistoff modifikasjoner

Andre modifikasjoner av antistoffene forutses her. Antistoffet kan for eksempel være koblet til en av en rekke ikke-proteinpolymerer, f. eks. polyetylenglykol, poly-propylenglykol, polyoksyalkylener eller kopolymerer av polyetylenglykol og polypropylen-glykol. Antistoffet kan også eller alternativt være koblet til én eller flere av en rekke forskjellige grupper, slik som en fluorescerende markør, en gruppe med kjent elektroforetisk mobilitet eller en gruppe som kan spalte et spesifikt linkermolekyl.

Antistoffet kan også innesluttes i mikrokapsler fremstilt ved for eksempel koacerveringsteknikker eller grenseflate-polymerisering (for eksempel mikrokapsler av hydroksymetylcellulose eller gelatin, henholdsvis poly-(metylmetakrylat)-mikrokapsler), i kolloidale medikament-tilførselssystemer (for eksempel liposomer, albumin mikrokuler, mikroemulsjoner, nanopartikler og nanokapsler) eller i makroemulsjoner. Slike teknikker er beskrevet i Remington's Pharmaceutical Sciences, 16. utgave, Olso, A., red., (1980).

Anti-ErbB2-antistoffene beskrevet her kan også formuleres som immunliposomer. Liposomer som inneholder antistoffet fremstilles ved fremgangsmåter kjente innen faget, slik som beskrevet i Epstein et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 82:3688 (1985), Hwang et al., Proe. Nati Acad. Sei. USA, 77:4030 (1980), US patentskrift nr. 4 485 045 og 4 544 545 og WO 97/38731, publisert 23. oktober 1997. Liposomer med forlenget sirkulasjonstid er beskrevet i US patentskrift nr. 5 013 556.

Spesielt nyttige liposomer kan genereres ved reversfase-inndampings fremgangsmåte med en lipidblanding som omfatter fosfatidylcholin, kolesterol og PEG-derivatisert fosfatidyletanolamin (PEG-PE). Liposomer ekstruderes gjennom filtere med definert porestørrelse for å gi liposomer med den ønskede diameter. Fab'-fragmenter av antistoffet ifølge foreliggende oppfinnelse kan konjugeres til liposomene som beskrevet i Martin et al., J. Biol. Chem., 257:286-288 (1982) via en disulfid utvekslingsreaksjon. Et kjemoterapeutisk middel er eventuelt inneholdt i liposomet. Se Gabizon et al., J. National Cancer Inst., 81(19): 1484 (1989).

Vektorer, vertsceller og rekombinante fremgangsmåter

Oppfinnelsen tilveiebringer også isolert nukleinsyre som koder for antistoffene, inkludert humaniserte anti-ErbB2-antistoffer, vektorer og vertsceller som omfatter nukleinsyren og rekombinante teknikker for fremstilling av antistoffet.

For rekombinant fremstilling av et antistoff isoleres nukleinsyren som koder for antistoffet og settes inn i en replikerbar vektor for videre kloning (amplifisering av DNA) eller for ekspresjon. DNA som koder for det monoklonale antistoffet kan lett isoleres og sekvenseres ved anvendelse av konvensjonelle fremgangsmåter (f. eks. ved anvendelse av oligonukleotid-prober som er istand til å bindes spesifikt til gener som koder for de tunge og lette kjedene til antistoffet). Mange vektorer er tilgjengelige. Vektor-komponenten inkluderer vanligvis én eller flere av følgende: en signalsekvens, et replikasjonsorigo, ett eller flere markørgener, et enhancer element, en promoter og en transkripsjonsterminerings-sekvens.

Signalsekvens bestanddelen

Anti-ErbB2-antistoffene kan fremstilles rekombinant, ikke bare direkte, men også som fusjonspolypeptider med et heterologt polypeptid, som fortrinnsvis er en signalsekvens eller et annet polypeptid med et spesifikt kløyvingssete i N-enden av det modne protein eller polypeptid. Den valgte heterologe signalsekvensen er fortrinnsvis en sekvens som gjenkjennes og prosesseres (dvs. spaltes av en signalpeptidase) av vertscellen. For prokaryote vertsceller som ikke gjenkjenner og prosesserer den native signalsekvens i anti-ErbB2-antistoffet erstattes signalsekvensen med en prokaryot signalsekvens som for eksempel er valgt fra gruppen som består av ledersekvenser fra alkalisk fosfatase, penicillinase, Ipp eller varme-stabilt enterotoksin II. For sekresjon i gjær kan den native signalsekvens for eksempel erstattes med ledersekvensen fra invertase i gjær, a-faktorleder sekvens (inkludert a-faktor ledersekvens fra Saccharomyces og Kluyveromyces) eller ledersekvens fra sur fosfatase, ledersekvensen fra glukoamylase fra C. albicans eller signalsekvensen beskrevet i WO 90/13646. For ekspresjon i pattedyr celler er signalsekvenser fra pattedyr så vel som virus sekretoriske ledere, for eksempel herpes simplex gD signalet, tilgjengelige.

DNA for et slikt forløperområde ligeres med opprettholdt leseramme til DNA som koder for anti-ErbB2-antistoffet.

Replikasjonsorigo- bestanddelen

Både ekspresjons- og kloningsvektorer inneholder en nukleinsyresekvens som gjør vektoren istand til å replikeres i én eller flere valgte vertsceller. I kloningsvektorer er denne sekvensen vanligvis én som gjør vektoren istand til å replikeres uavhengig av vertens kromosomale DNA og inkluderer replikasjonsorigo'er eller autonomt replikerende sekvenser. Slike sekvenser er velkjente for en rekke bakterier, gjær og vimser. Replikasjonsorigo fra plasmid pBR322 er egnet for de fleste Gram-negative bakterier, det 2n-plasmidorigoet er egnet for gjær og forskjellige virus origo'er (SV40, polyoma, adenovirus, VSV eller PBV) er nyttige for kloningsvektorer i pattedyrceller. Vanligvis er replikasjonsorigo-bestanddelen ikke nødvendig for pattedyr ekspresjonsvektorer (SV40-origoet kan typisk anvendes bare fordi denne omfatter den tidlige promoter)

Seleksjonsgen - bestanddelen

Ekspresjons- og kloningsvektorer kan inneholde et seleksjonsgen, også betegnet en seleksjonsmarkør. Typiske seleksjonsgener koder for proteiner som (a) gir resistens ovenfor antibiotika eller andre toksiner, f. eks. ampicillin, neomycin, metotreksat eller tetracyklin, (b) komplementerer auksotrofiske mangler eller (c) tilfører nødvendige næringsstoffer som ikke er tilgjengelige fra komplekse medier, f. eks. genet som koder for D-alanin racemase for Bacilli.

Ett eksempel på et seleksjonsskjema benytter et medikament for å stoppe vekst av en vertscelle. De cellene som er vellykket transformert med et heterologt gen danner et protein som gir medikamentresistens og overlever derfor seleksjonsregimet. Eksempler på slik dominant seleksjon anvender medikamentene neomycin, mykofenolsyre og hygromycin.

Et annet eksempel på egnede seleksjonsmarkører for pattedyrceller er de som muliggjør identifisering av celler som er kompetente til å ta opp anti-ErbB-antistoff-nukleinsyren slik som DHFR-genet, thymidinkinase genet, metallotionein-I og -II-gener, fortrinnsvis primat metallotionein gener, adenosindeaminase genet, ornitindekarboksylase genet osv.

For eksempel identifiseres først celler som er transformert med DHFR-seleksjons-genet ved å dyrke alle transformantene i et dyrkningsmedium som inneholder metotreksat (Mtx), en kompetitiv DHFR-antagonist. En egnet vertscelle når DHFR av vildtype benyttes, er den kinesisk hamster ovarie (CHO)-cellelinjen som mangler DHFR-aktivitet.

Alternativt kan vertsceller (fortrinnsvis vertsceller av vildtype som inneholder endogen DHFR) transformert eller ko-transformert med DNA-sekvenser som koder for anti-ErbB2-antistoff, vildtype DHFR-protein og en annen seleksjonsmarkør, slik som aminoglykosid-3'-fosfotransferase (APH), selekteres ved celledyrking i medium som inneholder et seleksjonsmiddel for seleksjonsmarøkren slik som et aminoglykosidisk antibiotikum, f. eks. kanamycin, neomycin eller G418. Se US patentskrift nr. 4 965 199.

Et egnet seleksjonsgen for anvendelse i gjær er trpl-genet som foreligger i gjærplasmidet YRp7 (Stinchcomb et al., Nature, 282:39 (1979)). Trpl-genet giren seleksjonsmarkør for en mutert gjærstamme som mangler evnen til å vokse i tryptofan, for eksempel ATCC nr. 44076 eller PEP4-1. Jones, Genetics, 85:12 (1977). Nærværet av trpl-lesjonen i gjær-vertscellegenomet gir så et effektivt miljø for påvisning av transformasjon ved vekst i fravær av tryptofan. På tilsvarende måte komplementeres Lau2-manglende gjærstammer (ATCC 20 622 eller 38,626) av kjente plasmider som bærer Leu2-genet.

I tillegg kan vektorer avledet fra det 1,6 nm sirkulære plasmid pKDl anvendes for transformasjon av /C/yu<y>eromyces-gjærceller. Alternativt ble et ekspresjonssystem for stor-skala fremstilling av rekombinant kalvechymosin rapportert for K. lactis. Van den Berg, Bio/Technology, 8:135 (1990). Stabile flere-kopi-ekspresjonsvektorer for sekresjon av modent, rekombinant humant serumalbumin fra industrielle stammer av Kluyveromyces har også blitt beskrevet. Fleer et al., Bio/Technology, 9:968-975 (1991).

Promoter bestanddelen

Ekspresjons- og kloningsvektorer inneholder vanligvis en promoter som gjenkjennes av vertsorganismen og som er operativt koblet til anti-ErbB2-antistoff-nukleinsyren. Promotere som er egnede for anvendelse med prokaryote verter inkluderer phoA-promoteren, p-laktamase- og laktose-promotersystemer, alkalisk fosfatase, et tryptofan (trp)-promotersystem og hybride promotere, for eksempel tac-promoteren. Imidlertid er også andre kjente bakteriepromotere egnet. Promotere for anvendelse i bakterielle systemer vil også inneholde en Shine-Delgarno (S.D.)-sekvens operativt koblet til DNA som koder for anti-ErbB2-antistoffet.

Promotersekvenser er kjente for eukaryoter. Nær sagt alle eukaryote gener har et AT-rikt område plassert tilnærmet 25 til 30 baser oppstrøms for setet hvor transkripsjonen initieres. En annen sekvens som finnes 70 til 80 baser oppstrøms for transkripsjonsstart i mange gener er et CNCAAT-område, hvor N kan være ethvert nukleotid. I 3'-enden av de fleste eukaryote gener er en AATAAA-sekvens som kan være signalet for addering av poly A-halen til 3'-enden av den kodende sekvens. Alle disse sekvensene innsettes på egnet vis i eukaryote ekspresjonsvektorer.

Eksempler på egnede promotersekvenser for anvendelse med gjær-vertsceller inkluderer promoteren fra 3-fosfoglyceratkinase eller andre glykolytiske enzymer, slik som enolase, glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenase, heksokinase, pyruvat-dekarboksylase, fosfofruktokinase, glukose-6-fosfatisomerase, 3-fosfolglyseratmutase, pyruvatkinase, triosefosfatisomerase, fosfoglukoseisomerase og glukokinase.

Andre gjærpromotere som er induserbare promotere som har den ekstra fordelen at transkripsjonen kontrolleres av vekstbetingelsene er promoterområdene fra alkoholdehydrogenase 2, isocytokrom C, sur fosfatase, degraderende enzymer forbundet med nitrogenmebatolisme, metallotionein, glyseraldehyd-3-fosfat dehydrogenase og enzymer som er ansvarlige for maltose og galaktose utnyttelse. Egnede vektorer og promotere for anvendelse ved gjærekspresjon er ytterligere beskrevet i EP 73 657. Gjær-enhancere anvendes også med fordel sammen med gjærpromotere.

Anti-ErbB2-antistoff transkripsjon fra vektorer i pattedyr vertsceller kontrolleres for eksempel av promotere fremskaffet fra genomet til virus slik som polyomavirus, fjærfekoppervirus, adenovirus (slik som adenovirus 2), bovint papilloma virus, fugle sarkomvirus, cytomegalovirus, et retrovirus, hepatitt-B-virus og mest foretrukket Simian virus 40 (SV40), fra heterologe pattedyr promotere, f. eks. aktinpromoteren eller en immunglobulin promoter, fra varmesjokk promotere, forutsatt at disse promoterne er forenelige med vertscelle-systemene.

Den tidlige og sene promoter fra SV40-virus fremskaffes hendig som et SV40-restriksjonsfragment som også inneholder replikasjonsorigoet for SV40 virus. Den umiddelbart tidligere promoter fra humant cytomegalovirus fremskaffes hendig som et HindIII-E-restriksjonsfragment. Et system for ekspresjon av DNA i pattedyr vertsceller som benytter bovint papilloma virus som en vektor er beskrevet i US patentskrift nr. 4 419 446. En modifikasjon av dette systemet er beskrevet i US patentskrift nr. 4 601 978. Se også Reyes et al., Nature, 297:598-601 (1982) vedrørende ekspresjon av humant p-interferon-cDNA i museceller under kontroll av en thymidinkinase-promoter fra herpes simpleks-virus. Alternativt kan lang-terminal-repitisjon fra rous sarkom virus anvendes som promoter.

Enhancerelement- bestanddelen

Transkripsjon av et DNA som koder for anti-ErbB2-antistoffet ifølge foreliggende oppfinnelse i høyere eukaryoter økes ofte ved å innføre en enhancersekvens i vektoren. Mange enhancersekvenser er nå kjente fra pattedyrgener (globin, elastase, albumin, a-ketoprotein og insulin). Typisk vil man imidlertid anvende en enhancer fra et eukaryot cellevirus. Eksempler inkluderer SV40-enhancere på den sene siden av replikasjonsorigoet (bp 100-270), cytomegalovirus tidlig promoter enhanceren, polyoma-enhanceren fra den sene side av replikasjonsorigoet og adenovirus-enhancere. Se også Yaniv, Nature, 297:17-18 (1982) vedrørende enhancer-elementer for aktivering av eukaryote promotere. Enhanceren kan spleises inn i vektoren i en posisjon 5' eller 3' for den anti- ErbB2-antistoffkodende sekvens, men er fortrinnsvis lokalisert i et sete 5'for promoteren.

Transkripsjonsterminerings- bestanddelen

Ekspresjonsvektorer som anvendes i eukaryote vertsceller (gjær, sopp, insekt - celler, planteceller, dyreceller, humane celler eller celler med en kjerne fra andre multi-cellulære organismer) vil også inneholde sekvenser som er nødvendige for transkripsjonsterminering og for stabilisering av mRNA. Slike sekvenser er vanligvis tilgjengelige fra de 5'- og, fra tid til annen, de 3'-ikke-translaterte områdene i eukaryote eller virale DNA eller cDNA. Disse områdene inneholder nukleotidsegmenter som transkriberes som polyadenylerte fragmenter i den ikke-translaterte delen av mRNAet som koder for anti-ErbB2-antistoff. Én anvendbar transkripsjonsterminerings-bestanddel er polyadenyliseringsområdet fra veksthormon fra storfe. Se WO 94/11026 og ekspresjonsvektoren som beskrives der.

Seleksjon og transformasjon av vertsceller

Egnede vertsceller for kloning eller ekspresjon av DNA i vektorene her er de prokaryote cellene, gjærcellene eller de høyere eukaryote cellene beskrevet ovenfor. Egnede prokaryoter for dette formål inkluderer eubakterier slik som Gram-negative eller Gram-positive organismer, for eksempel Enterobacteriaceae slik som Escherichia, f. eks. E. coli, Enterobacter, Erwinia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, f. eks. Salmonella typhimurium, Serratia, f. eks. Serratia marcescans og Shigella, så vel som Bacilli slik som B. subtilis og B. licheniformis (f. eks. B. licheniformis 41P, som beskrevet i D 266 710, publisert 12. april 1989), Pseudomonas slik som P. aeruginosa og Streptomyces. Én foretrukket E. coli kloningsvert er E. coli 294 (ATCC 31 446), selv om andre stammer, slik som E. coli B, E. coli X1776 (ATCC 31 537) og E. coli W3110 (ATCC 27 325) er egnede.

I tillegg til prokaryoter er eukaryote mikrober, slik som filamentøse sopp eller gjær, egnede klonings- eller ekspresjonsverter for vektorer som koder for anti-ErbB2-antistoff. Saccharomyces cerevisiae eller vanlig brødgjær er den hyppigst anvendte av de lavere eukaryote verts mikroorganismer. En rekke andre slekter, arter og stammer er imidlertid alminnelig tilgjengelig og anvendbare her, foreksempel Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces- verter som for eksempel K. lactis, K. fragilis (ATCC 12 424), K. bulgaricus (ATCC 16 045), K. wickeramii (ATCC 24 178), K. waltii (ATCC 56 500), K. drosophilarum (ATCC 36 906), K. thermotolerans og K. marxianus, yarrowia (EP

402 226), Pichia pastoris (EP 183 070), Candida, Trichoderma reesia (EP 244 234), Neurospora crassa, Schwanniomyces slik som Schwanniomyces occidentalis og filamentøse sopp, f. eks. Neurospora, Penicillium, Tolypocladium og Aspergillus- verter som A. nidulans og A. niger.

Egnede vertsceller for ekspresjon av glykosylert anti-ErbB2-antistoff er avledet fra flercellulære orgnaismer. Eksempler på invertebrat celler omfatter planteceller og innsektsceller. En rekke baculovirus-stammer og -varianter og tilsvarende, permissive insekt-vertsceller fra verter som Spodoptera frugiperda (kålorm), Åedes aegypti (moskito), Åedes albopictus (moskito), Drosophila melanogaster (bananflue) og Bombyx moh, har blitt identifisert. En rekke virusstammer for transfeksjon er allment tilgjengelige, for eksempel L-l-varianten av Autographa californica NPV og Bm-5-stammen av Bombyx mori-NPV, og slike virus kan anvendes som viruset her ifølge foreliggende oppfinnelse, særlig for transfeksjon av Spodoptera frugiperda- ceWer.

Plantecellekulturer fra bomull, mais, potet, soyabønne, petunia, tomat og tobakk kan også anvendes som verter.

Interessen har imidlertid vært høyest for vertebrat-celler og oppformering av vertebrat-celler i kultur (vevskultur) har blitt en rutinemessig fremgangsmåte. Eksempler på egnede pattedyr vertscellelinjer er apenyre cellelinjen CV1 transformert med SV40 (COS-7, ATCC RL 1651), humane embryonale nyre cellelinjer (293 eller 293-celler subklonet for vekst i suspensjonskultur, Graham et al., J. Gen. Virol., 36:59

(1977)), hamsterunge nyreceller (BHK, ATCC CCL 10), kinesisk hamster ovarieceller/- DHFR (CHO, Urlaub et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 77:4216 (1980)), muse-sertoliceller (TM4, Mather, Biol. Reprod., 23:243-251 (1980)), ape nyreceller (CV1 ATCC CCL 70), nyreceller fra afrikansk grønn ape (VERO-76, ATCC CRL-1587), humane cerviks karsinomceller (HELA, ATCC CCL 2), hunde nyreceller (MDCK, ATCC CCL 34), bøffelrotte leverceller (BRL 3A, ATCC CRL 1442), humane lungeceller (W138, ATCC CCL 75), humane leverceller (Hep G2, HB 8065), muse brysttumor (MMT 060562, ATCC CCL 51), TRI-celler (Mather et al., Annals N.Y. Acad. Sei., 383:44-68 (1982)), MRC 5-celler, FS4-celler og en human hepatom linje (Hep G2).

Vertscellene transformeres med de ovenfor beskrevne ekspresjons- eller kloningssektorer for anti-ErbB2-antistoff fremstilling og dyrkes i konvensjonelle næringsmedier modifisert på egnet vis for induksjon av promotere, seleksjon av transformanter eller amplifisering av genene som koder for de ønskede sekvenser.

Dyrking av vertscellene

Vertcellene som anvendes for fremstilling av anti-ErbB2-antistoffet ifølge foreliggende oppfinnelse kan dyrkes i en rekke medier. Kommersielt tilgjengelige medier som Ham's F10 (Sigma), minimalt essensielt medium ((MEM), (Sigma), RPMI-1640 (Sigma) og Dulbecco's modifiserte Eagel's medium ((DEMEM), Sigma) er egnede for dyrking av vertscellene. I tillegg kan ethvert av mediene som beskrives i Ham et al., Meth. Enz., 58:44 (1979), Barnes et al., Anal. Biochem., 102:255 (1980), US patentskrift nr. 4 767 704, 4 657 866, 4 927 762, 4 560 655 eller 5 122 469, WO 90/03430, WO 87/00195 eller US patentskrift re. 30 985, anvendes som dyrkningsmedium for vertscellene. Ethvert av disse mediene kan være supplementert etter behov med hormoner og/eller andre vekstfaktorer (for eksempel insulin, transferrin eller epidermal vekstfaktor), salter (for eksempel natriumklorid, kalsium, magnesium og fosfat), buffere (for eksempel HEPES), nukleotider (for eksempel adenosin og thymidin), antibiotika (for eksempel medikamentet "GENTAMYCIN®"), sporelementer (definert som uorganiske forbindelser som vanligvis foreligger i sluttkonsentrasjon i mikromolar området) og glukose eller en tilsvarende energikilde. Eventuelt andre nødvendige tilsetningsstoffer kan også inngå i egnede konsentrasjoner som vil være kjente blant fagfolk. Dyrknings-betingelsene når det gjelder for eksempel temperatur, pH og lignende er de betingelser som tidligere har blitt benyttet for vertscellen som er valgt for ekspresjonen og vil være åpenbare for gjennomsnitts fagfolk.

Rensing av anti- ErbB2- antistoff

Ved anvendelse av rekombinante teknikker kan antistoffer produseres intracellulært, i periplasmarommet eller utskilles direkte i mediet. Hvis antistoffet dannes intracellulært fjernes som et første trinn parti kei rester, enten vertsceller eller lyserte fragmenter, for eksempel ved sentrifugering eller ultrafiltrering. Carter et al., Bio/Technology, 10:163-167 (1992) beskriver en fremgangsmåte for isolering av antistoffer som utskilles i periplasmarommet hos E. coli. Kort beskrevet opptines cellemassen i nærvær av natriumacetat (pH 3,5), EDTA og fenylmetylsulfonylfluorid (PMSF) over et tidsrom på omtrent 30 minutter. Cellerester kan fjernes ved sentrifugering. Dersom antistoffet utskilles i mediet oppkonsentreres generelt først supernatanter fra slike ekspresjonssystemer ved anvendelse av et kommersielt tilgjengelig protein oppkonsentreringsfilter, for eksempel en Amicon eller Millipore Pellicon utralfiltreringsenhet. En proteaseinhibitor, slik som PMSF, kan inkluderes i ethvert av de ovenfor nevnte trinn for inhibering av proteolyse, og antibiotika kan inkluderes for å forhindre vekst av tilfeldige kontaminanter.

Antistoff preparatet som fremstilles fra cellene kan renses ved for eksempel anvendelse av hydroksylapatitt kromatografi, gelelektroforese, dialyse og affinitetskromatografi, hvor affinintetskromatografi er den foretrukne renseteknikk. Egnetheten av protein A som affinitetsligand avhenger av type og isotype av Fc-immunglobulin domenet som eventuelt foreligger i antistoffet. Protein A kan anvendes for rensing av antistoffer som bygger på humane yl-, y2- eller y4-tungkjeder (Lindbarm et al., J. Immunol. Meth., 62:1-13 (1983)). Protein G anbefales for alle muse isotyper og for humant y3 (Guss et al., EMBO J., 5:15671575 (1986)). Støttemiddelet som affinintetsliganden er koblet til er vanligvis agarose, men andre støttemidler er tilgjengelige. Mekanisk stabile støttemidler som glass med kontrollert porestørrelse eller poly(styrendivinyl)benzen tillater hurtigere gjennomstrømningshastighet og kortere prosesseringstid enn hva som kan oppnås med agarose. Dersom antistoffet omfatter et CH3-domene er resinet "Bakerbond ABX™" (J.T. Baker, Phillipsburg, NJ) nyttig for rensing. Andre teknikker for proteinrensing, for eksempel fraksjonering i en ionebytter kolonne, etanolpresipitering, reversfase-HPLC, kromatografi på kiselgel, kromatografi på heparin-"SEPHAROSE™", kromatografi på et anion- eller kationbytter resin (slik som en polyasparaginsyre kolonne), kromatofokusering, SDS-PAGE og ammoniumsulfat presipitering er også tilgjengelige, avhengig av antistoffet som skal gjenvinnes.

Etter et hvilket som helst innledende rensetrinn kan blandingen som omfatter antistoffet av interesse og kontaminanter utsettes for hydrofob interaksjonskromatografi ved lav pH ved anvendelse av en elueringsbuffer med en pH på mellom omtrent 2,5 og 4,5, fortrinnsvis utført ved lav saltkonsentrasjon (f. eks. fra omtrent 0-0,25M salt).

Farmasøytiske preparater

Terapeutiske formuleringer av antistoff som anvendes i samsvar med foreliggende oppfinnelse tilbredes for lagring ved å blande et antistoff med den ønskede renhetsgrad med eventuelt farmasøytisk aksepterbare bærestoffer, eksipienser eller stabilisatorer (Remington's Pharmaceutical Sciences, 16. utgave, Osol, A. red. (1980)) i form av frysetørkede preparater eller vandige løsninger. Aksepterbare bærestoffer, eksipienser eller stabilisatorer er ikke-toksiske for mottageren i de anvendte doser og konsentrasjoner og inkluderer buffere som fosfat, citrat og andre organiske syrer, antioksidanter, inkludert askorbinsyre og metionin, konserveringsmidler (slik som oktadecyldimetylbenzylammoniumklorid, heksametnoiumklorid, benzalkoniumklorid, benzetoniumklorid, fenol, butyl- eller benzylalkohol, alkylparabener som metyl- eller propylparaben, catechol, resorcinol, sykloheksanol, 3-pentanol og m-kresol), lavmolekylære polypeptider (med mindre enn omtrent 10 aminosyrerester), proteiner som serumalbumin, gelatin eller immunglobuliner, hydrofile polymerer som polyvinyl-pyrrolidon, aminosyrer som glysin, glutamin, asparagin, histidin, arginin eller lysin, monosakkarider, disakkarider og andre karbohydrater, inkludert glukose, mannose og dekstriner, chelateringsmidler som EDTA, sukkere som sukkrose, mannitol, trehalose eller sorbitol, saltdannende motioner som natrium, metallkomplekser (f. eks. Zn-proteinkomplekser) og/eller ikke-ioniske overflateaktive midler som 'TWEEN™", "PLURONICS™" eller polyetylenglykol (PEG). Foretrukne frysetørkede anti-ErbB2-antistoff formuleringer er beskrevet i WO 97/04801.

Formuleringen her kan også inneholde mer enn én aktiv forbindelse etter behov forden spesielle indikasjon som skal behandles, fortrinnsvis de med komplementære aktiviteter som ikke påvirker hverandre på uønsket måte. Det kan for eksempel være ønskelig å videre fremskaffe antistoffer som bindes til EFR, ErbB2 (f. eks. et antistoff som bindes til en annen epitop på ErbB2), ErbB3, ErbB4 eller vaskulær endotel vekstfaktor (VEGF) i én formulering. Alternativt eller i tillegg kan preparatet videre omfatte et kjemoterapeutisk middel, et cytotoksisk middel, et cytokin, et vekstinhiberende middel, et anti-hormon middel, et EGFR-rettet medikament, et anti-antiogent middel og/eller et hjertebeskyttende middel. Slike molekyler foreligger fortrinnsvis i kombinasjon i mengder som er effektive for det påtenkte formål.

De aktive bestanddeler kan også være innesluttet i mikrokapsler, for eksempel fremstilt ved koacervasjonsteknikker eller ved interfase polymerisering, for eksempel mikrokapsler av hydroksymetylcellulose eller gelatin henholdsvis poly-(metylmetakrylat)-mikrokapsler, i kolloidale medikament tilførselssystemer (for eksempel liposomer, albumin mikrokuler, mikroemulsjoner, nanopartikler og nanokapsler) eller i makroemulsjoner. Slike teknikker beskrives i Remington's Pharmaceutical Sciences, 16. utgave, Osol, A. red. (1980).

Preparater for vedvarende frigivelse kan fremstilles. Egnede eksempler på preparater for vedvarende frigivelse omfatter semipermeable støttemidler av faste, hydrofobe polymerer som inneholder antistoffet, hvor støttemiddelet foreligger i form av utformede gjenstander, f. eks. filmer eller mikrokapsler. Eksempler på søttemidler for vedvarende frigivelse omfatter polyestere, hydrogeler (for eksempel poly(2-hydroksy-etylmetakrylat) eller poly(vinylalkohol)), polylaktider (US patentskrift nr. 3 773 919), kopolymerer av L-glutaminsyre og y-etyl-L-glutamat, ikke-degraderbart etylenvinylacetat, degraderbare melkesyre-glykolsyre-kopolymerer som "LUPRON DEPOT™" (injiserbare mikrokuler som består av melkesyre-glykolsyre-kopolymer og leuprolidacetat) og poly-D-(-)-3-hydroksysmørsyre.

Formuleringer som skal anvendes for tilførsel in vivo må være sterile. Dette oppnås lett ved filtrering gjennom sterilfiltreringsmembraner.

Behandling med anti-ErbB2-antistoff

I følge foreliggende oppfinnelse forutses det at anti-ErbB2-antistoffer kan anvendes for å behande forskjellige sykdommer eller forstyrrelser. Eksempler på tilstander eller forstyrrelser inkluderer godartede og ondartede tumorer, leukemier og lymfoide ondartede tilstander, og andre forstyrrelser, slik som neuronale, gliale, astrocytale, hypothalamiske, glandulære, makrofagale, epiteliale, stromale, balstocøliske, inflammatoriske, angiogene og immunologiske forstyrrelser. Fortrinnsvis anvendes anti-ErbB2-antistoffer for å behande tumorer som er blitt identifisert som responsive på behandling med slike antistoffer ved fremgangsmåtene som beskrives her.

Vanligvis er sykdommen eller tilstanden som skal behandles en kreft. Eksempler på kreft som kan behandles inkluderer karsinom, lymfom, blastom, sarkom og leukemi samt lymfoide ondartede tilstander. Nærmere eksempler på slike kreftformer omfatter epitel-cellekreft (for eksempel plateepitelial-cellekreft), lungekreft, innbefattet små-cellet-lungekreft, ikke-småcellet-lungekreft, adenokarsinom i lunge og epitelkarsinom i lunge, bukhinnekreft, hepatocellulær kreft, magekreft, innbefattet mage-tarmkreft, bukspyttkjertelkreft, glioblastom, livmorhalskreft, ovarie kreft, leverkreft, urinblære kreft, hepatom, brystkreft, tykktarmskreft, rektal kreft, kolorektal kreft, endometrium karsinom eller uterus karsinom, spyttkjertel karsinom, nyrekreft, prostatakreft, vulva kreft, skjoldkjertelkreft, lever karsinom, anal karsinom, penis karsinom samt kreft i hode og hals. Kreften som skal behandles er fortrinnsvis vist å respondere på behandling med anti-ErbB2-antistoffer basert på påvirkning av HER2/HER3- og/eller HER2/HERl-heterodimerer eller fosforylering av ErbB-reseptor i en tumorprøve. En spesiell gruppe av kreft hvor HER2/HER3- og/eller HER2/HER1-heterodimer dannelse og/eller fosforylering av ErbB-reseptor forventes å påvises omfatter lungekreft, brystkreft, ovariekreft innbefattet fremskreden, refraktorisk eller tilbakevendende ovariekreft, prostatakreft, kolorektal kreft og bukspyttkjertel kreft.

Kreften vil vanligvis omfatte ErbB2-uttrykkende celler, slik at anti-ErbB2-antistoffet her kan bindes til kreften. Selv om kreften kan karakteriseres ved overekspresjon av ErbB2-reseptoren tilveiebringer foreliggende patentsøknad videre behandling av kreft som ikke anses å være en ErbB2-overuttrykkende kreftform. For å bestemme ErbB2-ekspresjonen i kreften er forskjellige diagnostiske/prognostiske analyser tilgjengelige. ErbB2-overkespresjon kan analyseres ved IHC, f. eks. ved anvendelse av "HERCEPTEST®" (Dako). Parafin-innstøpte vevssnitt fra en tumorbiopsi kan analyseres ved IHC-analysen og tilskrives et ErbB2-proteinfargings intensitets-kriterium som følger:

0 Poeng

ingen farging observeres eller membranfarging observeres hos mindre enn 10 % av tumorcellene.

1+ Poeng

en svak/knapt observerbar membranfarging observeres i mer enn 10 % av tumorcellene. Cellene farges kun i deler av membranen.

2+ Poeng

svakt til moderat, fullstendig membranfarging observeres hos mer enn 10 % av tumorcellene.

3+ Poeng

moderat til kraftig, fullstendig membranfarging observeres hos mer enn 10 % av tumorcellene.

Tumorer med poeng 0 eller 1+ for ErbB2-overekspresjonsanslaget kan karakteriseres som ikke-overuttrykkende ErbB2, mens tumorer med poeng 2+ eller 3+ kan karakteriseres som overuttrykkende av ErbB2.

Alternativt eller i tillegg kan FISH-analyser som "INFORM™" (som selges av Ventana, Arizona) eller "PATHVISION™" (Vysis, Illinois) utføres på formalinfiksert, parafininstøpt tumorvev for å bestemme omfanget (om noe) av ErbB2-overekspresjon i tumoren.

I én utførelsesform vil kreftformen være en kreftform som uttrykker (og som kan, men ikke nødvendigvis må, overuttrykke) EGFR. Eksempler på kreftformer som kan uttrykke/overuttrykke EGFR omfatter plateepitelkreft (f. eks. epitelial plateepitelkreft), lungekreft innbefattet småcellet-lungekreft, ikke-småcellet-lungekreft (NSCLC), adenokarsinom i lungene og plateepitel karsinom i lungene, kreft i bukhinnen, hepatocellulær kreft, gastrisk eller magekreft, inkludert gastrointestinalkreft, bukspyttkjertel kreft, glioblastom, livmorhalskreft, eggstokk-kreft, leverkreft, blærekreft, hepatom, brystkreft, tykktarmskreft, endetarmskreft, endometrium- eller livmorskarsinom, spyttkjertel karsinom, nyre eller renalkreft, prostatakreft, vulva kreft, skjold kjertel kreft, leverkarsinom, analtkarsinom, peniskarsinom samt hod-e og halskreft.

Foreliggende oppfinnelse er spesielt godt egnet for påvisning av brystkreft-, prostatakreft-, slik som kastrasjons-resistent prostatakreft (CRPC), og ovariekreft-pasienter som sannsynligvis vil respondere godt på behandling med et anti-HER2-antistoff som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-heterodimer som omfatter HER2, slik som monoklonalt antistoff 2C4 eller rhuMAb 2C4.

Kreften som skal behandles her kan være én som særpreges ved overdreven aktivering av en ErbB-reseptor, f. eks. EGFR. Slik overdreven aktivering kan tilskrives overekspresjon eller forhøyet dannelse av ErbB-reseptoren eller en ErbB-ligand. I én utførelsesform av oppfinnelsen vil en diagnostisk eller prognostisk analyse utføres for å fastslå hvorvidt pasientens kreft særpreges av overdreven aktivering av en ErbB-reseptor. For eksempel kan ErbB-genamplifisering og/eller overekspresjon av en ErbB-reseptor i kreftcellene bestemmes. Forskjellige analyser for bestemmelse av slik amplifisering/overekspresjon er tilgjengelige innen faget og omfatter IHS-analysen, FISH-analysen og analysen av frigjort antigen som beskrives ovenfor. Alternativt eller i tillegg kan nivået av en ErbB-ligand, for eksempel TGF-a, i eller forbundet med tumoren bestemmes ifølge kjente fremgangsmåter. Slike analyser kan påvise protein og/eller nukleinsyre som koder for proteinet i prøven som skal analyseres. Nivået av ErbB-ligand i tumoren bestemmes ved anvendelse av immunhistokjemi (IHC), se for eksempel Scher et al., Clin. Cancer Research, 1:545-550 (1995). Alternativt eller i tillegg kan man evaluere nivået av ErbB-ligandkodende nukleinsyre i prøven som skal analyseres, f. eks. ved hjelp av FISH-, southern-blotting- eller PCR-teknikker.

Videre kan overekspresjon eller amplifisering av ErbB-reseptor eller ErbB-ligand evalueres ved anvendelse av en in vivo diagnostisk analyse, for eksempel ved å tilføre et molekyl (for eksempel et antistoff) som bindes til molekylet som skal påvises og som er merket med en påvisbar gruppe (for eksempel en radioaktiv isotop) og foreta utvendig scanning av pasienten for lokalisering av markøren.

Dersom kreften som skal behandles er en hormonuavhengig kreftform kan ekspresjon av hormonet (f. eks. androgen) og/eller den tilhørende reseptor i tumoren anslås ved anvendelse av enhver av de forskjellige tilgjengelige analyser, f. eks. som beskrevet ovenfor. Alternativt eller i tillegg kan pasienten diagnostiseres til å ha en hormonuavhengig kreft ved at pasienten ikke lenger responderer på anti-androgen behandling.

I visse utførelsesformer administreres et immunkonjugat som omfatter anti-ErbB2-antistoffet konjugert til et cytotoksisk middel til pasienten. Immun konjugatet og/eller ErbB2-proteinet som inngår i konjugatet internaliseres fortrinnsvis av cellen, noe som fører til økt terapeutisk virkning av immunkonjugatet når det gjelder dreping av kreftcellen som det bindes til. I en foretrukket utførelsesform er det cytotoksiske midlet rettet mot eller interfererer med nukleinsyre i kreftcellen. Eksempler på slike cytotoksiske midler omfatter maytansinoider, calicheamiciner, ribonukleaser og DNA-endonukleaser.

I en spesiell utførelsesform er det administrerte antistoff rhuMAb 2C4 eller en funksjonell ekvivalent derav. RhuMAb 2C4 er et humanisert monoklonalt antistoff som bygger på humane IgGl-rammeverkssekvenser og består av to tunge kjeder (449 aminosyrerester) og to lette kjeder (214 aminosyrerester). RhuMAb 2C4 avviker signifikant fra et annet anti-HER2-antistoff "HERCEPTIN®" (Trastuzumab) i de epitopbindende områdene i den lette kjeden og tunge kjeden. Som en følge av dette bindes rhuMAb 2C4 til en helt annen epitop på HER2. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følsomme fremgangsmåter for påvisning av kreft som responderer på behandling med rhuMAb 2C4 eller funksjonelle ekvivalenter derav. Det bør bemerkes at slike kreftformer som responderer på rhuMAb 2C4-behandling ikke nødvendigvis overuttrykker HER2.

Anti-ErbB2-antistoffene eller immunkonjugatene tilføres til en human pasient i samsvar med kjente fremgangsmåter, for eksempel ved intravenøs tilførsel, f. eks. som en bolus eller ved kontinuerlig infusjon over et tidsrom, ved intramuskulære, intraperitoneale, intracerebrospinale, subkutane, intraartikulære, intrasynoviale, intratekale, orale, topiske eller inhalatoriske tilførselsveier. Intravenøs eller subkutan administrasjon av antistoffet foretrekkes.

Andre terapeutiske regimer kan kombineres med administrasjon av anti-ErbB2-antistoffet. Den kombinerte administrasjon omfatter ko-administrasjon ved anvendelse av separate formuleringer eller en enkelt farmasøytisk formulering, og på hverandre følgende administrering i enhver rekkefølge, hvor det fortrinnsvis er et tidsrom i hvilket begge (eller alle) de aktive midler samtidig utøver sin biologiske aktivitet.

I en spesiell utførelsesform behandles pasienten med to forskjellige anti-ErbB2-antistoffer. Pasienten kan foreksempel behandles med et første anti-ErbB2-antistoff som blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor eller et antistoff som har en biologisk egenskap til monoklonalt antistoff 2C4, så vel som med et andre anti-ErbB2-antistoff som er vekstinhiberende (f. eks. "HERCEPTIN®") eller et anti-ErbB2-antistoff som induserer apoptose av en ErbB2-overuttrykkende celle (f. eks. 7C2, 7F3 eller humaniserte varianter av disse). Slik kombinasjonsbehandling fører fortrinnsvis til en synergistisk terapeutisk virkning. Man kan foreksempel behandle pasienten med "HERCEPTIN®" og deretter med rhuMAb 2C4, f. eks. dersom pasienten ikke responderer på "HERCEPTIN®"-behandling. I en annen utførelsesform kan pasienten først behandles med rhuMAb 2C4 og så motta "HERCEPTIN®"-behandling. I nok en utførelsesform kan pasienten behandles med både rhuMAb 2C4 og "HERCEPTIN®" samtidig.

Det kan også være ønskelig å kombinere administrasjonen av anti-ErbB2-antistoffet (eller antistoffene) med administrasjon av et antistoff rettet mot et annet tumorassosiert antigen. I dette tilfellet kan det andre antistoffet for eksempel bindes til EGFR, ErbB3, ErbB4 eller vaskulær endotel vekstfaktor (VEGF).

I en utførelsesform involverer behandlingen ifølge foreliggende oppfinnelse kombinert administrasjon av et anti-ErbB2-antistoff (eller antistoffer) og et eller flere kjemoterapeutiske midler eller vekstinhiberende midler, inkludert ko-administrasjon av cocktailer av forskjellige kjemoterapeutiske midler. Foretrukne kjemoterapeutiske midler inkluderer taksaner (slik som paclitaxel og docetaxel) og/eller antibiotika av antracyklintyper. Fremstilling og doseringsskjemaer for slike kjemoterapeutiske midler kan anvendes ifølge produsentens instruksjoner eller som bestemt empirisk av den erfarne behandlende lege. Fremstilling og doseringsskjemaer for slik kjemoterapi beskrives også i Chemotherapy Service Ed., M.C. Perry, Williams & Wilkins, Blatimore, MD (1992).

Antistoffet kan kombineres med en anti-hormonforbindelse, f. eks. en anti-østrogenforbindelse som tamoksifen, et anti-progesteron som onapriston (se EP

616 812), ellet et anti-androgen slik som flutamid, i doser som er kjente for slike molekyler. Dersom kreften som skal behandles er en hormonuavhengig kreft kan pasienten tidligere ha blitt utsatt for anti-hormonell terapi, og etter at kreften blir hormonuavhengig kan anti-ErbB2-antistoffet (og eventueltandre midler som beskrevet her) administreres til pasienten.

Noen ganger kan det være gunstig å også ko-administrere et hjertebeskyttende middel (for å forhindre eller redusere myokard feilfunksjon forbundet med behandlingen) eller et eller flere cytokiner til pasienten. Man kan også ko-administrere et EGFR-rettet medikament eller et anti-angiogent middel. I tillegg til de ovenfor beskrevne behandlingsskjemaer kan pasienten behandles ved kirurgisk fjerning av kreftceller og/eller strålebehandling.

Anti-ErbB2-antistoffet her kan også kombineres med et EGFR-rettet medikament, for eksempel et av medikamentene diskutert ovenfor i definisjonsavsnittet, noe som fører til en komplementær og muligens synergistisk terapeutisk virkning.

Eksempler på ytterligere medikamenter som kan kombineres med antistoffet inkluderer kjemoterapeutiske midler som karboplatin, et taksan (f. eks. paclitaxel eller docetaxel), gemcitabin, navelbin, cisplatin, oksaliplatin eller kombinasjoner av hvilke som helst av disse, for eksempel karboplatin/docetaxel, et annet anti-HER2-antistoff (f. eks. et vekstinhiberende anti-HER2-antistoff slik som "HERCEPTIN®" eller et anti-HER2-antistoff som induserer apoptose, slik som 7C2 eller 7F3, inkludert humaniserte eller affinintetsmodne varienter derav), en farnesyl-transferaseinhibitor, et anti-angiogent middel (f. eks. en anti-VEGF-antistoff), et EGFR-rettet medikament (f. eks. C225 eller ZD1839), et cytokin (f. eks. IL-2, IL-12, G-CSF eller GM-CSF) eller kombinasjoner av de overstående.

Egnede doser av de ovenfor angitte samtidig tilførte midlene er de doser som i dag anvendes, og dosen kan reduseres grunnet den kombinerte virkning (synergi) av middelet og anti-ErbB2-antistoffet.

For forebyggelse eller behandling av sykdom vil den egnede dose av antistoffet avhenge av hvilken type sykdom som skal behandles, som definert ovenfor, omfang og forløp av sykdommen, hvorvidt antistoffet tilføres for forebyggende eller terapeutiske formål, tidligere behandling, pasientens kliniske historie og respons på antistoffet og den behandlende leges vurderinger. Antistoffet administreres på egnet vis til pasienten på et tidspunkt eller over en serie med behandlinger. Avhengig av typen og alvorlighetsgraden av sykdommen er omtrent 1ng/kg til 15 mg/kg (f. eks. 0,1-20 mg/kg) antistoff en første kandidat dose for administrering til pasienten, enten for eksempel ved én eller flere separate administreringer eller ved kontinuerlig infusjon. En typisk daglig dose kan variere fra omtrent 1 ng/kg til 100 mg/kg eller mer avhengig av faktorene som er nevnt ovenfor. For gjentatt administrering over flere dager eller lenger, avhengig av tilstanden, opprettholdes behandlingen inntil en ønsket undertrykkelse av sykdomssymptomene opptrer. Den foretrukne dosen av antistoffet vil være i området fra omtrent 0,05 mg/kg til omtrent 10 mg/kg. Én eller flere doser på omtrent 0,5 mg/kg, 2,0 mg/kg, 4,0 mg/kg eller 10 mg/kg (eller enhver kombinasjon av disse) kan således administreres til pasienten. Slike doser kan administreres periodisk, f. eks. hver uke eller hver tredje uke (f. eks. slik at pasienten mottar fra omtrent 2 til omtrent 20, f. eks. omtrent 6 doser av anti-ErbB2-antistoffet). En innledende, høyere oppfyllingsdose, etterfulgt av én eller flere lavere doser kan administreres. Et eksempel på et doseringsskjema omfatter administrereing av en innledende oppfyllingsdose på omtrent 4 mg/kg, etterfulgt av en ukentlig vedlikeholdsdose på omtrent 2 mg/kg av anti-ErbB2-antistoffet. Andre doseringsskjemaer kan imidlertid også være nyttige. Fremdriften av denne behandlingen kan lett overvåkes ved konvensjonelle teknikker og analyser.

I en spesiell utførelsesform administreres rhuMAb 2C4 i en fast dose på 420 mg (tilsvarende doser på 6 mg/kg for et individ på 70 kg) hver 3. uke. Behandlingen kan innledes med en høyere oppfyllingsdose (f. eks. 840 mg, tilsvarende 12 mg/kg kroppsvekt) for å oppnå stabile serumkonsentrasjoner hurtigere. Spesifikke doseringsskjemaer gis også i eksemplene nedenfor.

Bortsett fra administrering av antistoff-proteinet til pasienten forutser foreliggende patentsøknad administrasjon av antistoffet ved genterapi. Slik administrering av nukleinsyre som koder for antistoffet omfattes av uttrykket "administrering av en terapeutisk effektiv mengde av et antistoff". Se for eksempel WO 96/07321, publisert 14. mars 1996 vedrørende anvendelse av genterapi for å danne intracellulære antistoffer.

Det er to hovedtilnærminger for å få nukleinsyren (som eventuelt inngår i en vektor) inn i pasientens celler, in vivo og ex vivo. For in wVo-tilførsel injiseres nukleinsyren direkte inn i pasienten, vanligvis i det setet hvor antistoffet trengs. For ex vivo-behandling fjernes pasientens celler, nukleinsyren innføres i disse isolerte cellene og de modifiserte cellene administreres til pasienten, enten direkte eller for eksempel innkapslet i porøse membraner som implanteres i pasienten (se f. eks. US patentskrift nr. 4 892 538 og 5 283 187). Det eksisterer en rekke teknikker for innføring av nukleinsyrer i levende celler. Teknikkene varierer avhengig av hvorvidt nukleinsyren overføres til dyrkede celler in vitro eller in vivo i cellene til den påtenkte vert. Teknikker som er egnede for overføring av nukleinsyre i pattedyrceller in vitro inkluderer anvendelse av liposomer, elektroporering, mikroinjeksjon, cellefusjon, DEAE-dekstran, kalsiumfosfat presipitasjonsfremgangsmåten o.s.v.. En vanlig anvendt vektor for ex wVo-tilførsel av genet er et retrovirus.

De fortiden foretrukne in wVo-nukleinsyre overføringsteknikkene inkluderer transfeksjon med virusvektorer (slik som adenovirus, Herpes simplex I-virus eller adeno-assosiert virus) og lipidbaserte systemer (nyttige lipider for lipidmediert overføring av genet er for eksempel DOTMA, DOPE og DC-Chol). I noen situasjoner er det ønskelig å forsyne nukleinsyrekilden med et middel som målstyrer nukleinsyren til målcellene, slik som et antistoff som er spesifikt for et celleoverflate-membranprotein eller målcellen, en ligand for en reseptor på målcellen osv.. Dersom liposomer benyttes kan proteiner som bindes til et celleoverflate-membranprotein assosiert med endocytose anvendes for målstyring og/eller for å lette opptaket, f. eks. kapsidproteiner eller fragmenter derav som er tropiske for en bestemt celletype, antistoffer for proteiner som gjennomgår syklisk internalisering, og proteiner som er rettet mot intracellulære loalisering og øker den intracellulære halveringstid. Teknikken med reseptorformidlet endocytose er beskrevet, for eksempel av Wu et al., J. Biol. Chem. 262:4429-4432 (1987) og Wagner et al, Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 87:3410-3414 (1990). For en oversikt over de idag kjente genmerkings- og genterapi protokoller se Anderson et al., Science, 256:808-813

(1992). Se også WO 93/25673.

Fremstilte gjenstander

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringes en fremstilt gjenstand som inneholder materialer som er nyttige for behandling av forstyrrelsene beskrevet ovenfor.

Den fremstilte gjenstand omfatter en beholder og en merkelapp eller et pakningsvedlegg på eller forbundet med beholderen. Egnede beholdere omfatter for eksempel flasker, ampuller, sprøyter osv. Beholderne kan være utformet av en rekke materialer, for eksempel glass eller plast. Beholderen inneholder et preparat som er effektivt for behandling av tilstanden og kan ha en steril tilgangsport (beholderen kan for eksempel være en pose for intravenøse løsninger eller en ampulle med en kork som kan gjennomtrenges av en hypodermisk kanyle). Minst et aktivt middel i preparatet er et anti-ErbB2-antistoff. Merkelappen eller pakningsvedlegget angir at preparatet anvendes for behandling av den valgte tilstand, for eksempel kreft. I en utførelsesform angir merkelappen eller pakkevedlegget at preparatet som omfatter antistoffet som bindes til ErbB2 kan anvendes for å behandle en pasient som lider av en tumor i hvilken nærvær av HER2/HER1- og/eller HER2/HER3- og/eller HER2/HER4-komplekser har blitt identifisert og/eller fosforylering av ErbB-reseptor har blitt påvist. Videre kan den fremstilte gjenstand omfatte (a) en første beholder med et preparat i, hvor preparatet omfatter et første antistoff som bindes til ErbB2 og inhiberer veksten av kreftceller som overuttrykker ErbB2, og (b) en andre beholder som inneholder et preparat, hvor preparatet omfatter et andre antistoff som bindes til ErbB2 og blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor. Den fremstilte gjenstanden i denne utførelsesformen av oppfinnelsen kan videre omfatte et pakningsvedlegg som som indikerer at det første og det andre antistoff preparatet kan anvendes for å behandle kreft som særpreges ved nærvær av HER2/HER1- og/eller HER2/HER3- og/eller HER2/HER4-heterodimerer og/eller ved fosforylering av ErbB-reseptor. Pakningsvedlegget kan videre instruere brukeren av preparatet (som omfatter et antistoff som bindes til ErbB2 og blokkerer ligandaktivering av en ErbB-reseptor) til å kombinere behandling med antistoffet med enhver av tilleggsbehandlingsformene som er beskrevet i den foregående seksjonen (f. eks. et kjemoterapeutisk middel, et EGFR-rettet medikament, et anti-angiogent middel, en anti-hormonforbindelse, et hjertebeskyttende middel og/eller et cytokin). Alternativt eller i tillegg kan den fremstilte gjenstand videre omfatte en andre (eller tredje) beholder som omfatter en farmasøytisk aksepterbar buffer, slik som bakteriostatisk vann for injeksjon (BWFI), fosfatbufret saltvann, Ringers løsning og dekstroseløsning. Den kan videre inkludere andre materialer som er ønskelige fra et kommersielt synspunkt eller et brukersynspunkt, inkludert andre buffere, fortynningsmidler, filtere, kanyler og sprøyter.

Antistoffene kan også anvendes i diagnostiske analyser. Vanligvis er antistoffene merket som beskrevet i fremgangsmåtene ovenfor. For enkelthets skyld kan antistoffene ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes i et sett, dvs. en pakket kombinasjon av reagenser i på forhånd bestemte mengder med instruksjoner for utførelse av den diagnostiske analyse. Dersom antistoffet er merket med et enzym vil settet inkludere substrater og kofaktorer som enzymet trenger (f. eks. en substra-tforløper som tilveiebringer den påvisbare kromofor eller fluorfor). I tillegg kan andre tilsetningsstoffer inngå, slik som stabilisatorer, buffere (f. eks. en blokkeringsbuffer eller lyseringsbuffer) og lignende. De relative mengder av de forskjellige reagenser kan variere innen vide grenser for å tilveiebringe konsentrasjoner i løsninger av reagensene som i det vesentlige optimaliserer følsomheten til analysen. Spesielt kan reagensene tilveiebringes som tørre pulvere, vanligvis frysetørkede, inkludert eksipienser som ved oppløsning vil gi en reagensløsning med den ønskede konsentrasjonen.

Deponering av materialer

Følgende hybridom cellelinjer har blitt deponert hos American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (ATCC):

Videre detaljer vedrørende oppfinnelsen illustreres av de påfølgende eksempler.

Eksempel 1

HRG-avhengig assosiasjon mellom ErbB2 og ErbB3 blokkeres av det monoklonale antistoff 2C4

Det monoklonale muse antistoff 2C4, som spesifikt bindes til det ekstracellulære domene av ErbB2, beskrives i WO 01/89566

Evnen til ErbB3 til å assosiere med ErbB2 ble analysert i et ko-immun-presipiteringseksperiment. 1,0 x IO<6>MCF7- eller SK-BR-3-celler ble sådd ut i 6-brønners vevsdyrknings plater i 50:50 DMEM/Ham's F12-medium tilsatt 10 % føtalt bovint serum (FBS) og 10 mM HPEPS, pH 7,2 (dyrkningsmedium) og fikk feste seg over natten. Cellene ble sultet i to timer i dyrkningsmedium uten serum før start av eksperimentet.

Cellene ble vasket raskt med fosfatbuffret saltvann (PBS) og så inkubert med enten 100 nM av det angitte antistoffet fortynnet i 0,2 % (vekt/vol) bovint serum albumin (BSA) i RPMI-medium med 10 mM HEPES, pH 7,2 (bindingsbuffer) eller med bindingsbuffer alene (kontroll). Etter 1 time ved romtemperatur ble HRG tilsatt til en sluttkonsentrasjon på 5 nM til halvparten av brønnene (+). Et tilsvarende volum bindingsbuffer ble tilsatt til de andre brønnene (-). Inkubasjonen ble fortsatt i tilnærmet 10 minutter.

Supernatanten ble fjernet ved avsuging, og cellene ble lysert i RPMI, 10 mM HEPES, pH 7,2, 1,0 % (vol/vol) 'TRITON X-100™", 1,0 % (vekt/vol) CHAPS (lyseringsbuffer) inneholdende 0,2 mM PMSF, 10 ng/ml leupeptin og 10 TU/ml aprotinin. Uløselig materiale ble fjernet fra lysatene ved sentrifugering.

ErbB2 ble immunpresipitert ved anvendelse av et monoklonalt antistoff kovalent koblet til en affinitetsgel (Affi-Prep 10, Bio-Rad). Dette antistoff (Ab-3, Oncogene Sciences, USA) gjenkjenner en epitop i det cytoplasmatiske domenet. Immunpresipiteringen ble utført ved å tilsette 10 ul gelsuspensjon inneholdende tilnærmet 8,5 ng immobilisert antistoff til hvert lysat, og prøvene ble blandet ved romtemperatur i 2 timer. Gelen ble så oppsamlet ved sentrifugering. Gelene ble vasket porsjonsvis tre ganger med lyseringsbuffer for å fjerne ubundet materiale. SDS-prøvebuffer ble så tilsatt, og prøvene ble oppvarmet i kort tid i et kokende vannbad.

Supernatantene ble kjørt på 4-12 % polyakrylamid geler og elektroblottet til nitrocellulose membraner. Nærvær av ErbB3 ble vurdert ved å probe blottene med et polyklonalt antistoff mot en cytoplasmatiske-domene-epitop derav (c-17, Santa Cruz Biotech). Blottene ble visualisert ved anvendelse av et kjemiluminiserende substrat (ECL, Amersham).

Som vist i kontrollsporene i Fig. 2A og 2B for MCF7-celler, henholdsvis SK-BR-3-celler forelå ErbB3 i et ErbB2-immunpresipitat kun når cellene var stimulert med HRG. Hvis cellene først ble inkubert med monoklonalt antistoff 2C4 forsvant ErbB3-signalet i MCF7-cellene (Fig. 5A, spor 2C4+) og var vesentlig redusert i SK-BR-3-cellene (Fig. 5B, spor 2C4+). Som vist i Fig. 2A-B blokkerer monoklonalt antistoff 2C4 heregulinavhengig assosiering av ErbB3 med ErbB2 i både MCF7-celler og SK-BR-3-celler vesentlig mer effektivt en "HERCEPTIN®". Pre-inkubering med "HERCEPTIN®" reduserte ErbB3-signalet i MCF7-lysater, men hadde liten eller ingen virkning på mengden ErbB2 som ble ko-presipitert fra SK-BR-3-lysater. Pre-inkubering med et antistoff mot EGF-reseptoren (Ab-1, Oncogene Sciences, USA) hadde ingen virkning på evnen til ErbB3 til å ko-immunpresipitere med ErbB2 i noen av cellelinjene.

Eksempel 2

Cellelinjer og humane tumor-xenopodingsmodellers evne til å respondere på 2C4

Tilnærmet 40 tumormodeller har blitt analysert for evne til å respondere 2C4. Disse modellene representerer større kreftformer som bryst, lunge, prostata og kolon. 50-60 % av modellene responderte på 2C4-behandling. Tabell 1 nedenfor opplister utvalgte tumormodeller som er analysert for evne til å respondere på 2C4. Kort beskrevet ble humane tumor-xenopodefragmenter på omtrent 3 mm størresle ble transplantert under huden til atymiske naken mus. Alternativt ble humane tumorceller dyrket in vitro løsnet fra dyrkningsskålene, resuspendert i fosfatbufret saltvann og injisert subkutant i flanken til de immunkompromiterte musene. Tumorveksten ble målt hver annen til hver tredje dag ved anvendelse av et elektrisk skyvelær. Etter at tumorene hadde nådd en størrelse på omtrent 30 til 100 mm ble dyrene tilfeldig fordelt på forskjellige behandlingsgrupper og kontrollgrupper. 2C4 ble administrert ved intraperitoneal injeksjon én gang hver uke. Kontrolldyrene mottok det samme volum av bærestoff uten antistoff etter samme tidsplan som behandlingsgruppene. Undersøkelsen ble avsluttet etter tilnærmet 3-6 uker, når tumorene i kontrollgruppen hadde nådd en størrelse på omtrent 1 000-1 500 nm<3>. Evnen til å respondere på behandling ble definert som >.50 % reduksjon av tumorvolumet.

Modellene representerer to hovedtyper av tumorer, nemlig ikke-småcellet-lungekreft (NSCLC, modell nr. 1-13) og brystkreft (modell nr. 14-18). Ni av NSCLC-modellene (nr. 1-10) og alle brystkreft-modellene var fremstilt ved seriell in vivo- overføring av humane tumorfragmenter i immundefisiente mus. De gjenværende NSCLC-modellene (nr. 10-13) er cellebaserte modeller hvor/n wVo-tumorvekst induseres ved implantering av in wtro-oppformerte celler i immun kompromitterte mus.

Berger, D.P., Winterhalter, B.R. og Fiebig, H.H. (1992). Establismeht and Characterization of Human Tumor Xenografts in Thymus-Aplastic Nude Mice. I immunodeficient Mice in Oncology, H.H. Fiebig og D.P. Berger, red. (Base: Karger), s. 23-46.

Burger, A.M., Hartung, G., Stehle, G., Sinn, H., og Fiebig, H.H. (2001). Pre-clinical evaluation of a methotrexate-albumin conjugate (MTX-HSA) in human tumor xenografts in vivo. Int. J. Cancer, 92:718-24.

Fiebig, H.H. og Burger, A.M. (2002). Human tumor Xenografts and Explants. I Tumor Models in Cancer Research, B.A. Teicher, red. (Totowa, New Jersey: Humana Press), s. 113-137.

Fiebig, H.H., Dengler, W.A. og Roth, T. (1999). Human Tumor Xenografts: Predictivity, Characterization and Discovery of New Anticancer Agents. I Contributions to Oncology: Relevance of Tumor Models for Anticancer Drug Development, H.H. Fiebig og A.M. Bruger, red. (Basel: Karger), s. 29-50.

Gridley, D.S., Andres, M.L., Garner, C, Mao, X.W. og Slater, J.M. (1996). Evaluation of TNF-alpha effects on radiation efficacy in a human lung adenocarconoma modell. Oncol. Res., 8:485-95.

Stein, R., Govindan, S.v., Chen, S., Reed, L, Spiegelman, H., Griffiths, G.L., Hansen, H.J. og Goldenberg, D.M. (2001). Successful therapy of a human lung cancer xenograft using MAb RS7 labeled with residualizing radioiodine. Cirt. Rev. Oncol. Hematol., 39:173-80.

Yamori, T., Sato, S., Chikazawa, H., og Kadota, T. (1997). Anti-tumor efficacy of paclitaxel against human lung cancer xenografts. Jpn. J. Cancer Res., 88:1205-10.

Zou, Y., Wu, Q.P., Tansey, W., Chow, D., Hung, M.C., Charnsangavej, C, Wallace, S. og Li, C. (2001). Effectiveness of water souluble poly(L-glutamic acid)-camptothecin conjgate against resistant human lung cancer xenografted in nude mice. Int. J. Oncol., 18:331-6.

Eksempel 3

Påvisning av heterodimerer i 2C4-responderende tumorer ved immunpresipitering

2C4-responderende og ikke-responderende tumorer ble utsatt for immunpresipitering med anti-ErbB2-antistoffer for å analysere for tilstedeværelse av ErbB2-ErbB3- og EGFR-ErbB2-heterodimerer. Dersom ikke annet er angitt ble fremgangsmåtene utført ifølge Maniatis T. et al., MOIecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, New York, USA, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1982.

Anti-HER2-, anti-HER3- og anti-HERl-antistoffer som ikke kryssreagerte ble valgt. For å fastslå hvorvidt antistoffene kryssreagerte ble HERI-, HER2-, HER3- og HER4-reseptorer uttrykt i humane embryonale nyre-(HEK)-293-celler. Cellene ble lysert ved anvendelse av av en "Triton™" X100 (1 % (vekt/vol)-holdig HEPES-buffer (pH 7,5). Tilnærmet 20 \ ig av totalt celleprotein fra kontrollceller og HERI-, HER2-, HER3- og HER4-uttrykkende celler ble separert i en SDS-gel og overført til en nitrocellulose-membran ved en halvtørr blotting-prosedyre. Etter blokkering med gelatin ble en rekke anti-HERl-, anti-HER2- og anti-HER3-antistoffer analysert for deres kryssreaktivitet med andre ErbB-reseptorer. Antistoffene som ble valgt for anvendelse i eksperimentene som beskrives nedenfor viste ingen signifikant kryssreaktivitet.

Ferske tumorprøver ble knust mekanisk på is og lysert i en buffer som inneholdt 50 mM HEPES pH 7,5, 150 mm NaCI, 1,5 mM MgCI2, 1 mM EDTA, 10 % (vekt/vol) glyserol, 1 % (vekt/vol) Triton™ X-100, 1 mM PMSF, 10 ng/ml aprotinin og 0,4 mM ortovanadat. Fullstendig lyserte tumorer ble sentrifugert flere ganger inntil supernatantene var fullstendig klare. Immunpresipiteringen forløp ved å blande klarnede tumorlysater (5-7 mg protein per lysat), 5 ng anti-ErbB2-antistoff (ab-3, et monoklonalt museantistoff, katalog nr. OP15, Oncogene Inc., USA) og 50 ni protein G-koblet agarose i 1,5 ml Eppendorf-reaksjonsrør. Etter tilsetning av ett til to gangers volum av 50 mM

HEPES-buffer, pH 7,5 inneholdende 0,1 % (vekt/vol) Triton™ X-100 ble rørene rotert i 3-4 timer ved 4°C, fulgt av sentrifugering. Pelletene ble vasket to til tre ganger med 500 ni

50 mM HEPES-buffer pH 7,5 inneholdende 0,1 % (vekt/vol) Triton™ X-100. Et likt volum 2x Låmmli-prøvebuffer ble tilsatt til det vaskede immunpresipitatet, og prøvene ble

oppvarmet i 5 minutter ved 95°C. Prøvene ble separert med SDS-PAGE og overført til nitrocellulose. Nærvær av EGFR-ErbB2- og ErbB2-ErbB3-heterodimerer ble analysert ved å probe blottene med antistoffer mot EGFR (kanin polyklonalt antistoff mot EGFR, Upstate Inc., USA, katalog nr. 06-847) og ErbB3 (polyklonalt antistoff mot ErbB3, Santa Cruz Inc., USA, katalog nr. SC-285). ). Et peroksidase-(POD)-merket anti-kanin-Fc-antistoff (BioRad Laboratories Inc. USA) ble anvendt som sekundært antistoff. Blottene ble visualisert ved anvendelse av et kjemiluminisens substrat (ECL pluss, Amersham).

Figur 3 viser resultatene av disse eksperimentene. Nærvær av ErbB2-ErbB3-og/eller EGFR-ErbB2-heterodimerer kan ses. En korrelasjon ble observert mellom evne til å respondere på 2C4, vist i Tabell 1, og nærvær av ErbB2-ErbB3- og/eller EGFR-ErbB2-heterodimerer.

Eksempel 4

Korrelasjon mellom evne til å respondere på rhuMAb 2C4 og HER2-fosforylering

Virkningen av rhuMAb 2C4 på tumorvekst har blitt undersøkt i 14 humane tumorer eksplantert i mus (9 lungekreft og 5 brystkreft). Eksplantering av tumoren og behandlingen ble utført som beskrevet i Eksempel 2. HER2-heterodimerer ble påvist som beskrevet i Eksempel 3.

HER2-fosforylering ble analysert ved immunpresipitering av HER2 og Wester-blot analyse. Positivitet ble bestemt ved nærvær av et fosfo-HER2-bånd i gelen. Negativitet ble bestemt ved fravær av båndet. HER2-fosforylering ble bekreftet ved immunhistokjemi ved anvendelse av et fosfo-spesifikt anti-HER2-antistoff (klon PN2A, Thor et al., J. Clin. Oncol., 18:3230-9 (2000).

I 5 av de analyserte tumorer (3 lungekreft og 2 brystkreft) ble en signifikant inhibisjon av tumorveksten observert, som korrelerte med nærvær av påvisbare heterodimerer av HER2 og enten HERI eller HER3 og kraftig HER2-fosforylering i alle tilfeller. I 9 tumorer i hvilke ingen signifikant respons på behandling med rhuMAb 2C4 ble observert, ble heterodimerer ikke påvist og HER2-fosforylering var fraværende. Nærvær av HER2-heterodimerisering eller signifikant HER2-fosforylering er en kraftig prediktor for respons på rhuMAb 2C4 behandling i ikke-kliniske modeller. Tilsvarende observasjoner har blitt gjort med xenopodinger fra tumorcellelinjer.

Eksempel 5

Påvisning av HER2-fosforylering i 2C4-responderende tumorer

Effekten av rhuMAb 2C4 ble analysert i 9 etablerte ikke-småcellet-lungekarsinom (NSCLC)-xenopodede tumormodeller (LXFE 211, LXFA 289, LX FA 297, LXFE 397, LXFA 526, LXFA 629, LXFA 1041, LXFL 1071, Oncotest GmbH, Freiburg, Tyskland). Humane tumor-xenopodinger anses å være de mest relevante modeller for anti-kreftmiddel utvikling, fordi pasientens tumorer vokser som en fast tumor, utvikler stroma, vaskulatur og en sentral nekrose samt viser kuppeldifferensiering. I tillegg ligner de xenopodete tumormodellene svært mye på de opprinnelige tumorene når det gjelder histologi og kjemosensitivitet.

Vekstinhibering ble analysert som beskrevet i Eksempel 2. Signifikant vekstinhiberende aktivitet ble definert som >50 % vekstinhibering av behandlingsgruppen relativ til kontrollgruppen. I tre av NSCLC-modellene (LXFA 297, LXFA 629 og LXFL 1072) ble en signifikant vekstinhiberende respons på behandling med rhuMAb 2C4 observert. Flere kjennetegn på ligandaktivert HER2 har også blitt undersøkt på proteinnivå. Som vist i Figur 4 kunne HER2 immunpresipiteres fra tumorekstrakter fra åtte av ni NSCLC-tumorer. For å bestemme aktiveringsstatusen til HER2 ble disse blottene så probet med anti-fosfotyrosin (anti-PY)-antistoff. Som vist i det nedre feltet i Figur 4 viste de tre responderende tumorene (LXFA 297, LXFA 629 og 1072) kraftig HER2-aktivering.

Eksempel 6

Klinisk studium for å identifisere lungekreft-pasienter for behandling med rhuMAb 2C4 ved påvisning av HER2-heterodimerer

En pasient vises å ha ikke-småcellet-lungekreft (NSCLC) som responderer på behandling med rhuMAb 2C4 dersom en tumor fra pasienten finnes å omfatte HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-komplekser.

En tumorprøve fremskaffes ved biopsi eller under kirurgisk fjerning av tumoren. Prøven analyseres så for nærvær av HER2/HER3- og/eller HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer.

Tumorceller eller cellelysater settes i forbindelse med en "eTag™" som spesifikt bindes til HER2. eTag™'en omfatter en påvisbar gruppe og en første bindende gruppe som er spesifikk for HER2. Den påvisbare gruppe er koblet til den første bindende gruppe ved hjelp av en spaltbar linker. Etter å gi tid til binding fjernes overskudd av "eTag™".

Tumorcellene eller cellelysatene settes i forbindelse med en andre bindende forbindelse som spesifikt bindes til HERI, HER3 eller HER4. Ubundet forbindelse fjernes ved vasking. Den andre bindende forbindelse aktiveres så. Dersom den første bindende forbindelse og den andre bindende forbindelse ligger nær hverandre spalter den aktiverte andre bindende forbindelse den spaltbare linkeren i eTag™'en for å danne en fri påvisbar gruppe. Identifikasjonen av fri påvisbar gruppe i prøven indikerer at tumoren omfatter HER2/HER1-, HER2/HER3- eller HER2/HER4-heterodimerer.

Etter at det har blitt fastslått at pasienten lider av en tumor som omfatter HER2/HER1- og/eller HER2/HER3- og/eller HER2/HER4-heterodimerer tilføres rhuMAb 2C4 intravenøst (IV) ukentlig eller hver tredje uke i en dose på 2 henholdsvis 4 mg/kg inntil sykdomsprogresjon. Antistoffet leveres som et flytende formulering med flere doser (20 ml oppfylling ved en konsentrasjon på 20 mg/ml eller høyere konsentrasjon). Primære effektmål omfatter responshastighet og sikkerhet. Sekundære effektmål inkluderer: total overlevelse, tid til sykdomsprogresjon, livskvalitet og/eller varighet av respons.

Eksempel 7

Klinisk studie for å identifisere kreftpasienter for behandling med rhuMAb 2C4

En biologisk prøve som omfatter kreftceller fremskaffes fra kandidater til behandlingen, f. eks. ved biopsi av tumorvev, utsugning av tumorceller fra ascitis væske eller ved hvilken som helst annen fremgangsmåte som er kjent i klinisk praksis. Den biologiske prøven analyseres for HER2-fosforylering, f. eks. ved immunpresipitering og Western-blot analyse, og/eller for nærvær av HER2/HER3-, HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer ved hvilken som helst av teknikkene som er beskrevet ovenfor. Individer hvis biologiske prøve var positiv for HER2-fosforylering og/eller nærvær av HER2/HER3-, HER2/HER1- og/eller HER2/HER4-heterodimerer vil sannsynligvis vise en bedre respons på behandling med rhuMAb 2C4 enn pasienter hvis tumorprøve viste ingen HER2-fosforylering eller hvor ingen heterodimer ble påvist.

For eksempel vil individer diagnostisert med ovariekreft gjennomgå en biopsi av tumorvev eller utsugning av tumorceller fra ascitis væske. Dette vev blir analysert for HER2-fosforylering ved immunpresipitering og Western-blot analyse. Dette vil kreve et minimum på omtrent 250 mg tumorvev.

Ved bestemmelse av at pasienten lider av kreft, (slik som kastrasjonsresistent prostatakreft - CRPC - eller ovariekreft) som er positive for HER2-fosforylering, vil

pasienten gis en startdose på 840 mg rhuMAb 2C4 på dag 1 i syklus 1 (første 21-dagers behandlingsperiode), fulgt av 420 mg på dag 1 i hver påfølgende 21-dagers syklus, som kontinuerlig intravenøs infusjon. Behandlingen fortsetter ved intravenøs infusjon hver 3. uke i opp til ett år (17 sykluser) for pasienter som ikke viser tegn på sykdomsprogresjon. Behandlingen kan avbrytes når som helst tidligere for manglende respons, bivirkninger eller av andre grunner, ved skjønn av legen.

Claims

1. Rekombinant, humanisert antistoff 2C4 (rhuMab 2C4) for anvendelse i en fremgangsmåte for behandling av kreft i en pasient, hvor i fremgangsmåten rhuMAb 2C4 administreres som en fast dose på 420 mg hver tredje uke, og hvor rhuMAb 2C4 omfatter de variable lett og variable tunge aminosyresekvensene SEKV ID Nr. 3 og 4, henholdsvis, og human lett og tung IgGl (ikke-A allotype) konstant region sekvenser, og hvor fremgangsmåten også inkluderer administrering av et andre, forskjellig vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoff enten før eller etter administreringen av rhuMab 2C4 eller samtidig.

2. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge krav 1, hvor rhuMAb 2C4 er kinesisk hamsterovarie-(CHO)-celle uttrykt.

3. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge krav 1 eller krav 2, hvor behandlingen med rhuMAb 2C4 innledes med en startdose på 840 mg.

4. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, hvor kreften er ovariekreft.

5. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, hvor kreften er brystekreft.

6. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, hvor kreften er lungekreft.

7. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, hvor kreften er prostatakreft.

8. Rekombinant, humanisert antistoff for anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, hvor det andre, forskjellige vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoffet er trastuzumab.

9. Anvendelse av et rekombinant, humanisert antistoff 2C4(rhuMab 2C4) for fremstillingen av et medikament for behandling av ovarie-, bryst-, lunge- eller prostatakreft hos en kreftpasient, hvor rhuMAb 2C4 omfatter de variable lett og variable tunge aminosyre-sekvensene SEKV ID Nr. 3 og 4, henholdsvis, og human lett og tung IgGl (ikke-A allotype) konstant region sekvenser og hvor i behandlingen rhuMAb 2C4 administreres som en fast dose på 420 mg hver tredje uke, og hvor behandlingen også inkluderer administrering av et andre, forskjellig vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoff enten før eller etter administreringen av rhuMab 2C4 eller samtidig.

10. Anvendelse ifølge krav 9, hvor rhuMAb 2C4 er kinesisk hamster ovarie-(CHO)-celle uttrykt.

11. Anvendelse ifølge krav 9 eller krav 10, hvor medikamentet er for behandling av en kreftpasient hvor behandlingen med rhuMAb 2C4 innledes med en startdose på 840 mg.

12. Anvendelse ifølge krav 9 til 11, hvor det andre, forskjellige vekstinhiberende anti-ErbB2-antistoffet er trastuzumab.