NO342802B1 - Fremstillingav rekombinantIL -18 bindend e protein - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av IL-18 bindende protein (IL-18BP), og til en sammensetning som omfatter IL-18BP karakterisert ved et spesifikt glykosyleringsmønster.

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelsen ligger innenfor området proteinfremstilling. Mer spesifikt vedrører den en fremgangsmåte for fremstilling av rekombinant IL-18 bindende protein (IL-18BP). Beskrivelsen vedrører videre en IL-18BP sammensetningkarakterisert veden spesifikk glykosyleringsprofil.

OPPFPNNELSENS BAKGRUNN

Proteiner har blitt kommersielt viktige som medikamenter som også generelt blir omtalt som "biologicals". En av de største utfordringer er utvikling av kosteffektive og effektive prosesser for fremstilling av rekombinante proteiner i en kommersiell skala.

Biotekindustrien har i en utstrakt grad anvendt mammalske celler for fremstilling av rekombinante glykoproteiner for humanterapi.

I dag er fed-batch og perfusjonskulturer de dominerende industrielle arbeidsmåter for mammalske cellekulturprosesser som krever store mengder av proteiner (HU og Aunis 1997). Uansett valg av produksjonsteknologi, har utviklings forsøk til hensikt å oppnå produksjonsprosesser som garanterer høy volumetrisk produktivitet, batch-til-batch konsistens, homogenproduktkvalitet med lave kostnader.

Valget mellom fed-batch eller perfusjonsproduksjonsmåte avgjøres hovedsakelig av biologien til klonen og egenskapene ved produktet, og utføres fra sak til sak i løpet av utviklingsperioden av et nytt medikamentprodukt (Kadouri og Spier 1997).

Når valget er en perfusjonsprosess er en av kultursystemene som kan velges en stasjonær kompaktlagbioreaktor hvor celler er immobilisert på faste bærere. Dette systemet er lett å drifte og med egnede bærere og kulturbetingelser kan svært høy celletetthet (på ca IO<7>- IO8 celler ml"<1>) bli oppnådd.

En konsekvens av denne høye celletettheten er behovet for en intensiv medium perfusjonsrate (tilførsel og innhøsting) som bør bli anvendt for å holde cellene leve-dyktige og produktive. Det ser ut til at perfusjonsrate er en av de sentrale parametere i slik en prosess: det driver den volumetriske proteinproduktivitet, proteinprodukt-kvaliteten og har en sterk innvirkning på den generelle økonomien av prosessen.

Ved industriell skala bør derfor optimal stasjonær kompaktlagbioreaktorprosessen driftes med en perfusjonsrate så lav som mulig uten å gå på kompromiss når det gjelder kvantitet og kvalitet av produktet.

Under reduseringen av perfusjonsraten ble flere studier utført hvor konsentrasjon av glukose (Wang et al. 2002) (Down et al. 2001) er anvendt som en indikator på nivået av andre næringsstoffer i tilførselsmediet for å drifte bioreaktoren ved en lav perfusjonsrate uten at det akkumuleres høye nivåer av toksiske biprodukter slik som laktat og ammoniakk i kulturmediet (Sugiura og Kakuzaki 1998) (Racher et al. 1993). Modifikasjoner av kulturparametere slik som pH eller temperatur (Chuppa et al. 1997) er også en vanlig strategi for å optimalisere kulturbetingelser og redusere medium perfusjonsbehov.

For å oppnå optimal medium perfusjonsrate, kan tre tilnærmelser bli vurdert:

a) Å fiksere perfusjonsraten ved en konstant verdi under hele produksjonsløpet. Denne tilnærmelsen er normalt foretrukket ved industriell produksjonsprosesser,

siden det er enklere å drifte på en robust og konsistent måte. Det er også fordelen ved å definere medium kostnader ved prosessen idet det ikke er noen variasjon i

perfusjonsrate fra en kjøring til en annen kjøring.

b) For å justere perfusjonsraten i forhold til celleantall og/eller næringsstofforbruk slik som glukose (Oh et al. 1994) (Dowd et al. 2001) (Gorenflo et al. 2003),

glutamin (Gorenflo et al. 2002), eller oksygen (Kyung et al. 1994). Selv om denne tilnærmingen tilveiebringer en mer forskningslogisk forklaring for justering av perfusjonsraten, kan den føre til en overgrodd kultur og en "ute av kontroll" økning i perfusjonsraten. Når celler blir kultivert i suspensjonsmåte, blir en "kulturtapping" utført for å unngå overgroing av kulturen, men dette er ikke mulig når cellene er immobilisert på en bærer. Så generelt sett er denne tilnærming ikke foretrukket for fremstillingsopperasjoner idet det er vanskelig å drifte på en robust

og konsistent måte og medium perfusjonsraten må rejusteres på en daglig basis.

c) Å kombinere begge strategier a) og b) med en initiell cellepropageringsfase (eller "vekstfase") hvor perfusjonsraten er progressivt økt med cellevekstbehovene

under vekstfasen etterfulgt av endret kulturbetingelser slik som temperatur og/eller pH for å stabilisere og holde cellemetabolismen ved et relativt lavt og konstant nivå. På dette trinn kan perfusjonsraten bli redusert til en fiksert verdi, som matcher det reduserte behov cellene har gjennom produksjonsfasen.

Det er kjent at modifikasjon av perfusjonsrate under en perfusjonsprosess, så vel som modifikasjon av andre bioprosessfaktorer, kan påvirke rekombinant proteinkvalitet og

spesielt dets glykosyleringsmønster. (Jenkins et al. 1996) (Andersen et al. 2000). Glykosylering er vanligvis anerkjent som en viktig funksjon i solubilitets, imunogenisitets, og farmakokinetiske egenskaper av humane glykoproteiner og de er nøkkelparametere ved trygghet og klinisk effektivitet av et produkt. (Goochee et al 1991). Spesielt påvirker glykosylering folding og sekresjon av mange glykoproteiner, så vel som deres plasma-halveringstid, og er derfor en viktig påvirkning på in vivo biologi og aktivitet av glykosylerte proteiner.

Generelt viser termen "glykosylering" av et protein tildannelsen av sukkeraminosyre-koblingen. Glykosylering er en avgjørende hendelse i biosyntesen av karbohydrat-enhetene av (sekreterte) glykoproteiner. Det setter bevegelse en kompleks serie av post-translasjonelle enzymatiske trinn som fører til dannelsen av skare av proteinbundne oligosakkarider med mangfoldige biologiske funksjoner.

Mammalske glykoproteiner inneholder vanligvis tre typer av glykanbestanddeler; jV-linkede glykaner som er festet til aspergin via en jV-acetylglykosamin (GlcNAc) rest i et Asn-Xxx-(Ser, Thr) motiv, hvor Xxx kan være enhver aminosyre unntatt prolin, de som blir festet til serin eller treonin, vist til som O-linkede glykaner og karbohydrat-komponentene av glykosylfosfatidylinositol. Selv om mange variasjoner er mulig, består normalt antennen til modne glykaner av en eller flere A^-acetyllaktosaminenheter hvor kjedene avsluttes med enten sialinsyre eller a-linked galaktose. Fukose er ofte funnet festet til aspargin-linkede GlcNAc resten og ofte i tillegg til antennen. Andre vanlige modifikasjoner til grunnstrukturen inkluderer et GlcNAc rest festet til fjerde posisjon av kjerneavgreiningsmannoserest, vist til som en "bisekting" GlcNAc rest og sulfatgrupper som kan bli funnet på en rekke steder, både på kjernen og antennen.

Biosyntesen av disse forbindelser involverer festing til aspergin av et glykan inneholdende trimannosylkitobiosekjernen sammen med ytterligere seks mannose og tre glukoserester etterfulgt av fjerning av glukosen og fire mannoserester. Flere andre glykosidtransferaser og glykosidaser prosesserer så (GlcNAc)2(Man)5 strukturen til den modne glykan. Denne prosessen resulterer i tre generelle typer av N-linkede glykan avhengig av graden av prosessering; "høy-mannose" glykaner hvor kun mannose er til stede på de to antenner, "hybridglykaner" hvor en antenne blir prosessert og "kompleks" glykaner hvor begge antenner er modifisert. O-linkede glykaner, på den annen side, er mye mer varierende, og strekker seg fra monosakkarider til store sulfaterte polysakkarider uten noen felles kjernestruktur eller konsensussekvens av aminosyrer ved festesetet (Harvey, 2001).

Et slikt glykosylert protein med terapeutisk interesse er interleukin-18 bindende protein.

Interleukin-18 bindende protein (IL-18BP) er en naturlig forekommende løselig protein som opprinnelig blir affinitetsrenset, på en IL-18 kolonne, fra urin (Novick et al. 1999). IL-18BP hindrer IL-18 induksjon av IFN-y og IL-18 aktivering avNF-KB in vitro. I tillegg inhiberer IL-18BP induksjon av interferon-y hos mus injisert med LPS. IL-18BP genet ble lokalisert til det humane kromosom 11 og ingen ekson som kode for et transmembrandomene kunne bli identifisert i den 8,3 kilobase genomiske sekvens som omfatter IL-18BP genet. Fire isomerer av IL-18BP dannet ved alternativ mRNA spleising har blitt identifisert hos mennesker så langt. De ble kaldt IL-18BP a, b, c, og d hvor alle har det samme N-terminal og forskjellig C-terminal (Novick et al. 1999). Disse isoformer varierer med hensyn på deres evne til å binde IL-18 (Kim et al. 2000). Av de fire humane IL-18BP (hIL-18BP) isoformer, er isoform a og c kjent å ha en nøytraliserende evne for IL-18. Den mest forekomne IL-18BP isoform, isoform a, inne-har en høy affinitet for IL-18 med rask på-hastighet og sen av-hastighet, og en dis-sosiasjonskonstant (Kd) på omtrent 0,4 nM (Kim et al. 2000).

IL-18BP tilhører immunoglobulinsuperfamilien.

Restene involvert i interaksjonen av IL-18 med IL-18BP har blitt beskrevet ved anvendelse av datamodellering (Kim et al. 2000) og basert på interaksjon mellom det tilsvarende protein IL-1(3 med IL-1R type I (Vigers et al. 1997). IL-18BP er konstitutivt til stede i mange celler (Puren et al. 1999) og sirkulerer i friske mennesker, og utgjør et unikt fenomen i cytokim-biologi. Grunnet IL-18BP sin høye affinitet for IL-18 (Kd = 0,4 nM) så vel som den høye konsentrasjon av IL-18 BP som er funnet i sirkulasjon (20 ganger molart overskudd over IL-18), har det blitt spekulert at det meste hvis ikke alt av IL-18 molekyler i sirkulasjon er bundet til IL-18BP. Følgelig kan sirkulerende IL-18BP som konkurrerer med celleoverflatereseptorer for IL-18 fungere som en naturlig antiinflammatorisk og et immunsuppressivt molekyl. IL-18BP har blitt foreslått som et terapeutisk protein i en rekke av sykdommer og lidelse, slik som psoriasis, Crohns sykdom, rheumatoid artritt, psoriatisk artritt, lever skade, septisk, artherosklerose, iskemisk hjertesykdommer, allergier, etc, se for eksempel WO9909063, WO0107480, WO0162285, WOO185201, WO02060479, WO02096456, WO03080104, WO02092008, WO02101049, WO03013577.

WO0118175 beskriver fremgangsmåte for fremstilling av et heterologt utskilt protein fra transformerte CHO-celler dyrket på mikrobærere i et serumfritt cellekulturmedium.

Kjent teknikk beskriver ikke fremgangsmåte for fremstilling av rekombinant IL-18BP i CHO celler, og heller ikke IL-18BP sammensetningerkarakterisert veden spesifikk glykosyleringsprofil.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse vedrører utviklingen av en fremgangsmåte for fremstilling av rekombinant inerleukin-18 bindende protein (IL-18BP) i pattedyrceller i en bioreaktor under serumfritt kulturbetingelser som omfatter en cellepropageringsfase ved omtrent 37,5°C og en produksjonsfase ved en temperatur i området fra 33 - 34°C.

Spesielt har en effektiv perfusjonsproduksjonprosess blitt utviklet for IL-18 bindende protein (IL-18BP) som involverer reduksjon av perfusjonsraten under produksjonsfasen av et rekombinant protein fra pattedyrceller i en bioreaktor uten signifikant reduksjon av produktiviteten av det rekombinante proteinprodukt ved cellene.

Perfusjonsprosessen for fremstilling av rekombinant interleukin-18 bindende protein (IL-18BP) i pattedyrceller i en bioreaktor under serumfri kulturbetingelser omfatter: a) En cellepropageringsfase ved 37,5°C med en gitt perfusjonsrate (100 %); b) En produksjonsfase I med 33-34°C med en perfusjonsrate i området fra omtrent 85 til omtrent 65 % av perfusjonsraten av perfusjonsraten i trinn (a); c) En produksjonsfase II med 32-33°C ved en perfusjonsrate som er i området fra omtrent 85 til omtrent 65 % av perfusjonsraten av perfusjonsraten i trinn (a).

Beskrivelsen vedrører også en sammensetning som omfatter IL-18BP som erkarakterisert veden spesifikt glykosyleringsprofil som omfatter omtrent 15 til omtrent 25 % av ikke-sialylert N-glykaner, omtrent 15 til omtrent 25 % av ikke-sialylert N-glykaner, omtrent 15 til omtrent 30 % av mono-sialylerte glykaner, omtrent 35 til omtrent 55 % av di-sialylert N-glykaner, omtrent 5 til omtrent 15 % av tri-sialylert N-glykaner og omtrent 1 til omtrent 5 % av tetra-sialylert N-glykaner.

Beskrivelsen vedrører videre en sammensetning som omfatter et IL-18BP som erkarakterisert veden glykoformprofil som omfatter omtrent 0 til omtrent 15 % av basiske glykoformer, omtrent 15 til omtrent 30 % av mindre sure glykoformer, omtrent 40 til omtrent 65 % av sure glykoformer, og omtrent 10 til omtrent 30 % av svært sure glykoformer.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1: Medium perfusjonsrate under kontinuerlig kultivering av CHO celler i en kompaktlagbioreaktor ifølge eksempel 1, med perfusjonsnivåer på 2,6 wd (•) 2,0 wd (o) og 1,3 wd (A). Bioreaktorkjøringene har blitt merket som kjøring-100 for 100 % perfusjon (•), kjøring-75 for 75 % perfusjon (o) og kjøring-50 for 50 % perfusjon (A). Maksimal perfusjonsrate på 100 % tilsvarer 2,6 wd som ble anvendt som referansebetingelser. Fig. 2: Glukose (A) og laktat (B) konsentrasjonsprofiler under kontinuerlig kultivering av CHO celler i en kompaktlagbioreaktor ifølge eksempel 1, for medium perfusjonsrater på 100 % (•) 75 % (o) og 50 % (A). Fig. 3: Glukoseforbruksrate (GCR) profil under kontinuerlig kultivering av CHO celler i en kompaktlagbioreaktor ifølge eksempel 1, for medium perfusjonsrater på 100 % (•) 75 % (o) og 50 % (A). GCR er uttrykt i gram av glukose forbrukt per dag og per kg av fibra-cel bærer. Fig. 4: Synlig laktat fra glukosemolaromdannelseratioprofil under kontinuerlig kultivering av CHO celler i en kompaktlagbioreaktor ifølge eksempel 1, for medium perfusjonsrate på 100 % (•) 75 % (o) og 50 % (A). Fig. 5: Normalisert produktivitetsdata (A) volumetrisk produktivitet i enheter av produkt per total kulturvolum per dag, (B) kumulert produkt i enheter av produkt, (c) titre i enheter av produkt per total kulturvolum, for r-IL 18BP som er fremstilt under kontinuerlig kultivering av CHO celler i kompaktlagsbioreaktor ifølge eksempel 1, for medium perfusjonsrater på 100 % (•) 75 % (o) og 50 % (A). For å normalisere dataene ble gjennomsnittsverdien oppnådd ved 100 % perfusjonsrate over 60 dagers produksjonsfasen tatt som 100 % produktivitet (prikket linje). Fig. 6: Sialylering ved N-Glykankartlegging (RP-HPLC profiler) i intermediat bulk-prøver ved produksjonsdag 47 til 48 av kjøring-50, kjøring-75 og kjøring-100. Fig. 7: Prosessytelse av fed-batch prosessen ifølge eksempel 2 i form av (A) total celledensite, (B) levedyktighet (C) restglukosekonsentrasjon, og (D) rhIL-18BP titer. Fig. 8: Sialylering ved N-Glykankartlegging (RP-HPLC profiler) i renset IL-18BP fremstilt i en perfusjonsprosess (øvre panel) eller fed-batch (nedre panel) prosess. Fig. 9: Sammenligning av kapilærsoneelektroforese (CZE) profiler oppnådd fra to separate analytiske sekvenser, for: et (forbehandlet) råinnhøstingsprøve fra fed-batch prosessen (toppen), og en (forbehandlet) innhøstningsprøve fra perfusjonsprosessen (nedre). Fig. 10: Distribusjon av isoformer (gitt som % av alle former av målmolekylet) ved kapillær sone elektroforese (CZE) i forbehandlet råinnhøstede prøver (prikket og grå) og renset (gravert og svart) prøver av IL-18BP for perfusjonskjøringer (prikket og skravert) og fed-batch kjøringer (grå og svart). Avviksstolpene tilsvarer ± 10 % variabiliteten av CZE metoden.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse er basert på utvikling av effektive prosesser for fremstillingen av rekombinant IL-18BP i en bioreaktor under serumfrie cellekulturbetingelser. Derfor vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av rekombinant interleukin-18 bindende protein (IL-18BP) i pattedyrceller i en bioreaktor under serumfrie kulturbetingelser som omfatter en cellepropageringsfase ved omtrent 37,5°C og en produksjonsfase ved en temperatur i området fra omtrent 32°C til omtrent 34°C.

Oppfinnelsen vedrører en perfusjonsprosess for fremstilling av rekombinant interleukin-18 bindende protein (IL-18) i pattedyrceller i en bioreaktor under serumfrie kulturbetingelser som omfatter: a) En cellepropageringsfase ved 37,5°C med en gitt perfusjonsrate (100 %); b) En produksjonsfase I ved 33-34°C ved en perfusjonsrate i området fra omtrent 85 til omtrent 65 % eller omtrent 80 til omtrent 70 % eller omtrent 75 % av

perfusjonsraten av perfusjonsraten i trinn (a);

c) En produksjonsfase II med 32-33°C ved en perfusjonsrate i området fra omtrent 85 til omtrent 65 % eller omtrent 80 til omtrent 70 % eller omtrent 75 % av

perfusjonsraten av perfusjonsraten i trinn (a).

Det vil forstås av en fagmann at perfusjonsraten i produksjonsfasen (enten I eller II eller begge) kan bli for eksempel ved omtrent 85, 84, 83, 82, 81, 80, 79, 78, 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66 eller 65 % av den initielle perfusjonsrate i trinn (a).

Som vist i eksempelet nedenfor har det overraskende blitt funnet at tross for den reduserte perfusjonsraten ble den cellulære produktivitet av IL-19BP hovedsakelig bevart.

Typisk er den oppløste oksygenkonsentrasjonen (DO) av en cellekultur opprettholdt ved omtrent 50 til 70 % luftmetning, og pH verdier varierer mellom 6,5 og 7,5, foretrukket omkring 7,0.

Termen "bioreaktor" som anvendt heri viser til et apparat eller lukket beholder som er anvendt for å danne biomolekyler slik som sekreterte proteiner ved å anvende syntetiske eller kjemisk omdannelsesevne til en celle. Bioreaktorer inkluderer klassiske fermen-torer og cellkulturperfusjonssystemer. Bioreaktorer tillater kontroll av ulike parametere under cellekulturprosessen slik som for eksempel sirkulasjonsloopstrømmen, temperaturen, overtrykket og/eller medium perfusjonsraten.

Termen "serumfritt medium" som anvendt her viser til ethvert medium som er fri for komponenter avledet fra animalsk serum slik som for eksempel fetalkalveserum. Eksempler på kommersielt tilgjengelige serumfrie medier som kan bli anvendt i samsvar med foreliggende oppfinnelse inkluderer for eksempel SFM 90 (JRH, 67350), SFM 90,1 (JRH, 67350), Supmed300 eller Supmed300 modifisert (JRH, 67350), DMEM (Gibco, 7490571), DMEM/F12 (Gibco, 99,5043), SFM CHO 3a (Bio Whittaker), CHO PFM (Sigma, C6970), ProCHO 5, EX-CELL medium slik som EX-CELL 302 (JRH, Catalogue No. 14312-1000M) eller EX-CELL 325 (JRH, Catalogue No. 14335-1000M), CHO-CD3 (Sigma, Catalogue No. C-1490), CHO III PFM (Gibco, Catalogue No. 96-0334SA), CHO-S-SFM II (Gibco, Catalogue No. 12052-098), CHO-DHFR (Sigma, Catalogue No. C-8862), ProCHO 5 (Cambrex, Catalogue No. BE 12- 766Q), SFM4CH0 (HyClone, Catalogue No. SH30549,01), Ultra CHO (Cambrex, Catalogue No. 12-724Q), HyQ PF CHO (HyClone, Catalogue No. SH30220.01), HyQ SFX CHO (HyClone, Catalogue No. SH30187,01), HyQ CDM4CHO (HyClone, Catalogue No. SH30558.01), IS CHO-CD (Irvine Scientific, Catalogue No. #91119), IS CHO-V (Irvine Scientific, Catalogue No. #9197) og derivativer derav. Sammensetningen av SFM 90, SFM 90,1, SupMed300, DMEM, DMEM/F12, SFM CHO 3a og CHP PFM er vist i tabell I nedenfor.

Serumfri medium kan foretrukket være et kjemisk definert medium, det vil si et medium fremstilt fra rensede ingredienser og dermed hvor det eksakte sammensetning er kjent. Spesifikt inneholder kjemisk definerte media verken animalsk avledede komponenter eller udefinerte hydrolysater.

I samsvar med perfusjonsprosessen ifølge oppfinnelsen, har en foretrukket utførelses-form av perfusjonsraten i trinn (a) en fortynningsrate i området på omtrent 2 til 3 wd, foretrukket omtrent 2,5 wd.

Termen "fortynningsrate" som definert heri viser til en fortynningsrate D uttrykt i wd, kalkulert som liter av medium per liter totalt system arbeidsvolum per dag (totalvolum = pakket lag + foredlingstankvolum).

Det vil forstås av fagmannen at perfusjonsraten i trinn (a) kan være for eksempel omtrent 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0 eller 3,1 wd.

Initiell perfusjonsrater på omtrent 2,6 eller 2,5 eller 2,75 wd er blitt vist å være spesielt fordelaktige.

Lengden av cellepropageringsfasen i trinn (a), produksjonsfasen I av trinn (b) og produksjonsfasen II i trinn (c) vill lett bli bestemt av en fagperson på området på grunnlag av parametere slik som initiell celleutsåing, type av celle anvendt, daglig målt glukoseforbruksrate, fortynningsrate, og prosesstid. I samsvar med foreliggende oppfinnelse er det foretrukket at cellene er assosiert til bærer i bioreaktoren, og at produksjonsfasen I i trinn (b) er startete ved en glykoseforbruksrate på omtrent 250 til 350 g av glukose per kilogram av bærer.

Bæreren som kan bli anvendt i samsvar med prosessen i foreliggende oppfinnelse kan for eksempel være en mikrobærer. Mikrobærere er små faste partikler som celler kan gro på i suspensjonskultur. Celler er i stand til å addere og propagere på overflaten av mikrobærere. Typisk består mikrobærere av kuler, med en diameter på mellom 90[im og 300 [ im. Mikrobærere kan være laget av ulike materialer som er vist seg gunstig for cellefesting og propagering slik som for eksempel glass, polystyren, polyetylen, deks-tran, gelatin og cellulose. I tillegg kan overflaten av mikrobærere være belagt med et materiale som fremmer cellefesting og vekst slik som for eksempel for eksempel N,N-dietylaminoetyl, glass, kollagen eller rekombinante proteiner. Både makroporøse og ikke-porøse mikrobærere finnes. Makroporøse overflater gir cellene lett tilgang til det indre av mikrobæreren etter innokkulering, og når på innsiden av mikrobæreren er cellene beskyttet fra skjærekreftene generert av mekanisk røring og tilførsel av luft i bioreaktoren.

En ytterligere fast bærere som kan bli anvendt i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan for eksempel være en Fibra-Cel<®>plate. Fibra-Cel® plater er plater som er 6 mm i diameter og som er sammensatt av polyester ikke-vevd fiber bundet til et lag av poly-propylennett (se for eksempel US patent nr. 5.266.476 og world wide web sider nbsc.com/products/miscellaneous/fibracel/ and nbsc.eom/support/faqs/#fibra). Fibra-Cel<®>plater er normalt behandlet elektrostatisk for å fasilitere at suspensjonsceller adderes til platene og blir fanget i fibersystemet, hvor de forblir gjennom hele kultiveringsprosessen. Celletetthet og produktivitet oppnås med celler som er grodd på Fibra-Cel<®>plater kan bli opptil 10 ganger høyere enn med celler som er grodd på mikrobærere.

Cellene som uttrykker IL-18BP, som kan bli kultivert i bioreaktoren i samsvar med prosessen ifølge foreliggende oppfinnelsen kan være enhver mammalsk celle, inkludert dyre eller humanceller, slik som for eksempel 3T3 celler, COS celler, human osteo-sarkoma celler, MRC-5 celler, BHK celler, VERO celler, CHO celler, rCHO-tPA celler, rCHO - Hep B overflateantigenceller, CHO-S celler, HEK 293 celler, rHEK 293 celler, rC127 - Hep B overflateantigenceller, normal human fibroblastceller, stromaceller, hepatocyttceller og PER.C6 celler.

Det er foretrukket å anvende kinesiske hamsterovarier (CHO) celler for uttrykk av IL-18BP i en prosess ifølge oppfinnelsen.

Prosessen for fremstilling av IL-18BP ifølge oppfinnelsen omfatter foretrukket videre trinn ved å innsamle cellkultursupernatanten (innhøsting).

En ytterligere foretrukket utførelsesform omfatter prosessen videre et eller flere trinn med rensing av IL-18BP. Enhver egnet metode kan bli anvendt for rensing av IL-18BP, slik som for eksempel renseprosessen beskrevet for IL-18BP i WO 2006/003134 eller WO 2005/049649.

Det rensede IL-18BP produktet kan så foretrukket bli formulert i en farmasøytisk sammensetning.

Beskrivelsen vedrører også en IL-18BP sammensetningkarakterisert veden sialyleringsprofil som omfatter omtrent 15 til omtrent 25 %, foretrukket omtrent 19 til omtrent 21 % av ikke-sialylert N-glykaner, omtrent 15 til omtrent 30 %, foretrukket omtrent 20 til omtrent 25 % av mono-sialylerte glykaner, omtrent 35 til omtrent 55 %, foretrukket omtrent 39 til omtrent 44 % av di-sialylerte N-glykaner, omtrent 5 til omtrent 15 %, foretrukket omtrent 7 til omtrent 10 % av tri-sialylerte N-glykaner og omtrent 1 til omtrent 5 %, foretrukket omtrent 2 % til omtrent 3 % av tetra-sialylerte N-glykaner.

En slik IL-18BP sammensetning er foretrukket oppnådd ved produksjonsprosessen ifølge oppfinnelsen.

Foreliggende beskrivelse vedrører videre en fed-batch prosess for fremstilling av rekombinant interleukin-18 bindende protein (IL-18BP) i pattedyrceller i en bioreaktor under serumfri kulturbetingelser som omfatter trinnene med: a. En cellepropageringsfase ved 37°C;

b. Alternativt, en intermediatfase ved 33°C;

c. En produksjonsfase ved 29°C.

Lengden på fasene (a), alternativt (b) og (c) kan lett bestemmes av fagmannen. Fase (a) vil fortsette frem til et adekvat antall av celler har blitt dannet, slik som for eksempel i området 10<5>til IO6. Fase (b) vil foretrukket være kort, idet det er en transient fase som har som formål å tilpasse cellene til lavere temperaturer.

I en foretrukket utførelsesform er en total celletetthet i produksjonsfasen i området mellom 4 til 8 x IO<6>celler per ml per dag, foretrukket over i det minste 10 dager cellekultivering.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform er levedyktigheten i området mellom 100 og 80 %, foretrukket over i det minste 10 dager cellekultivering.

Det er videre foretrukket at proteinproduktiviteten er høyere enn omtrent 150 mg eller omtrent 250 mg eller omtrent 350 per liter per dag.

Foretrukne mammalske celler som kan anvendes i rammen av prosessen av oppfinnelsen er kinesiske hamsterovarier (CHO) celler.

Prosessen omfatter foretrukket videre trinnet med å innsamle cellekultursupernatanten og/eller rensing av IL-18BP og/eller formulering av IL-18BP i en farmasøytisk sammensetning.

Beskrivelsen vedrører også en IL-18BP sammensetning som har en glykoformprofil som omfatter omtrent 0 til omtrent 15 % av basiske glykoformer, omtrent 15 til omtrent 30 % av mindre sure glykoformer, omtrent 45 til omtrent 65 % av sure glykoformer, og omtrent 10 til omtrent 25 % av svært sure glykoformer.

Glykoformprofilen erkarakterisert vedbruk av kapillærsoneelektroforese (CZE), som indikerer graden av basis, mindre sur, sur og svært sure glykoformer av IL-18BP. Metoden, og den definisjon av basis, mindre sur, sur og svært sure glykoformer, kan tas fra eksemplene nedenfor.

Det hypotetiske ladningstallet Z er et parameter kalkulert ifølge en kjent formel (Hermentin et al., 1996, Gervais et al., 2003, se også eksemplene nedenfor), og karakteriserer graden av sialylering av glykoproteiner. IL-18BP sammensetningen erkarakterisert vedet Z-tall i området mellom omtrent 130 til omtrent 160, foretrukket mellom omtrent 140 og 155, mer foretrukket mellom omtrent 145 og omtrent 150. Foretrukne Z-tall for IL-BP er for eksempel 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, eller 156.

Selv om IL-18BP sammensetningene kan bli fremstilt ved enhver prosess, slik som for eksempel perfusjonsprosesser driftet med ulike parametersettinger enn beskrevet heri, for eksempel ved høyere perfusjonsrater, er IL-18BP sammensetningene foretrukket fremstilt i perfusjonsprosessen ifølge oppfinnelsen.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse kan det IL-18BP som skal fremstilles være ethvert IL-18BP fra enhver art. Foretrukket er det humant IL-18BP.

Idet IL-18BP er et løselig, sekretert protein, blir det frigitt til cellekultursupernatanten, enten ved hjelp av dets naturlige signalpeptid eller ved hjelp av et heterologt signalpeptid, det vil si et signalpeptid avledet fra et annet sekretert protein som kan være mer effektivt i det spesielle ekspresjonssystemet som er anvendt, slik som for eksempel GH signal peptidet.

Termen "IL-18 bindende protein" er anvendt heri synonymt med "IL-18BP". Denne termen vedrørende IL-18 bindende proteiner slik som de definert i WO 99/09063 eller i Novick et al., 1999. Termen IL-18BP inkluderer spiesevarianter og/eller isoformer av IL-18 bindende proteiner, som de definert i Kin et al., 2000, spesielt de humane isoformer a og c av IL-18BP.

Termen "IL-18BP" som anvendt heri inkluderer videre muteiner, funksjonelle derivater, aktive fraksjoner, fusjonerte proteiner, sirkulært permitterte proteiner og salter av IL-18BP som definert i WO 99/09063.

Som anvendt heri viser termen "muteiner" til analoger av et IL-19BP, eller analoger av et viralt IL-18BP, hvor en eller flere av aminosyrerestene av et naturlig IL-18 BP eller viralt IL-18BP er byttet ut med forskjellige aminosyrerester, eller er deletert, eller en eller flere aminosyrerester er addert til naturlig sekvens av et IL-18BP, eller et viralt IL-18BP, uten å vesentlig endre aktiviteten av de resulterende produktene som sammenlignet med vildtype IL-18BP eller viralt IL-18BP. Disse muteiner er fremstilt ved kjente synteser og/eller ved seterettet mutageneseteknikker, eller enhver annen kjent teknikk egnet for dette formål.

Muteiner inkluderer proteiner som er kodet for av en nukleinsyre, slik som DNA eller RNA, som hybridiserer til DNA eller RNA, som koder for et IL-18BP eller koder for et viralt IL-18BP (WO9909063) under stringente betingelser. Termen "stringente betingelser" viser til hybridisering og etterfølgende vaskebetingelser, som de som er kjent innen fagområdet normalt viser til som "stringent". Se Ausubel et al, Current Protocols in Molecular Biology, supra, Interscience, N.Y., §§6.3 and 6.4 (1987, 1992). Uten begrensning inkluderer eksempler på stringente betingelser vaskebetingelser 12-20°C under beregnet TM til hybride som undersøkes i for eksempel 2 x SSC og 0,5 % SDS i 5 minutter, 2 x SSC og 0,1 % SDS i 15 minutter; 0,1 x SSC og 0,5 % SDS ved 37°C i 30-60 minutter og så en 0,1 x SSC og 0,5 % SDS ved 68°C i 30-60 minutter. Fagmannen vil forstå at stringentbetingelser også avhenger av lengden av DNA sekvensene, oligonukleotidprobene (slik som 10-40 baser) eller blandede oligonukleotidprober. Hvis blandede prober blir anvendt er det foretrukket å anvende tetrametylammoniumklorid (TMAC) i stedet for SSC. Se Ausubel, supra.

Identitet gjenspeiler et forhold mellom to eller flere polypeptidsekvenser eller to eller flere polynukleotidsekvenser, bestemt ved sammenligning av sekvensene. Generelt viser identitet til en eksakt nukleotid til nukleotid eller aminosyre til aminosyre-korrespondanse mellom henholdsvis to polynukleotider eller to polypeptidsekvenser, over lengden av sekvensen som blir sammenlignet.

For sekvenser hvor det ikke er noe eksakt korrespondanse, kan en "prosentidentitet" bli bestemt. Generelt blir de to sekvenser som skal sammenlignes stilt ovenfor hverandre slik at det gir maksimal korrelasjon mellom sekvensene. Dette kan inkludere å sette inn "gap" i engen en eller begge sekvenser, for å forsterke graden av likehet. En % identitet kan bli bestemt over hele lengden av hver av sekvensene som sammenlignes (såkalt global alignment), som er spesielt egnet for sekvenser med samme eller veldig lik lengde, eller over kortere definerte lengder (såkalt lokal alignment), som er mer egnet for sekvenser med forskjellig lengde.

Metoder for å sammenligne identitet og homologi av to eller flere sekvenser er vel kjent innen teknikken. For eksempel programmer tilgjengelig i Wisconsin Sequence Analysis Package, versjon 9,1 (Devereux J et al., 1984), for eksempel programmene BESTFIT og GAP, kan bli anvendt for å bestemme prosentidentitet mellom to polynukleotider og prosentidentitet og prosenhomologi mellom to polypeptidsekvenser. BESTFIT anvender "lokal homologi" algoritme til Smith og Waterman (1981) og finner det beste enkelt-område med likhet mellom to sekvenser. Andre programmer for bestemmelse av identitet og/eller likhet mellom sekvenser er også kjent i teknikken, for eksempel BLAST familien med programmer (Altschul S F et al, 1990, Altschul S F et al, 1997, tilgjengelig gjennom nettsiden til NCBI ved www.ncbi.nlm.nih.gov) og FASTA (Pearson W R, 1990).

Ethvert slik mutein har foretrukket en sekvens av aminosyrer tilstrekkelig duplikativt til IL-18BP, eller tilstrekkelig duplikativt til viral IL-18BP, slik at de har hovedsakelig tilsvarende aktivitet som IL-18BP. En aktivitet til IL-18BP er dets evne til å binde IL-18. Så lenge muteinet har en tilsvarende bindingsaktivitet til IL-18, kan den bli anvendt ved rensing av IL-18, slik som ved hjelp av affinitetskromatografi, og følgelig kan bli ansett å ha hovedsakelig lik aktivitet som IL-18BP. Dermed kan det bli bestemt om et gitt mutein har hovedsakelig samme aktivitet som IL-18BP ved hjelp av rutine-eksperimenter som omfatter å utsette et slik mutein, for eksempel til en enkel sandwich-konkurranse assay for å bestemme om eller ikke det binder til en passende merket IL-18, slik som radioimmune assay eller ELISA assay.

I en foretrukket utførelsesform har hvert slik mutein minst 40 % identitet eller homologi med sekvensen til enten et IL-18BP eller et viralt kodet IL-18BP homolog, som definert i WO 99/09063. Mer foretrukket har det minst 50 %, minst 60 %, minst 70 %, minst 80 %, eller mest foretrukket minst 90 % identitet eller homologi dertil.

Muteiner av IL-18BP polypeptider eller muteiner av viralt IL-18BP, som kan bli anvendt i samsvar med foreliggende oppfinnelse, eller nukleinsyrer som koder for slike, inkluderer begrenset sett av hovedsakelig korresponderende sekvenser som substitusjonspeptider eller polynukleotider som kan rutinemessig bli oppnådd av en fagmann, uten unødig eksperimentering basert på lærdom og retningslinjer presentert heri.

Foretrukne endringer for muteiner er hva som er kjent som "konservative" substitusjoner. Konservative aminosyresubstitusjoner av IL-18BP polypeptider eller proteiner eller viral IL-18BPer kan inkluderer synonyme aminosyrer innen en gruppe som har tilstrekkelig lik fysiokjemiske egenskaper slik at substitusjon mellom medlemmer av gruppen vil preservere den biologiske funksjon til molekylet (Grantham, 1974). Det er klart at innskudd og delesjoner av aminosyrer også kan bli utført i de ovenfor definerte sekvensene uten å endre deres funksjon, spesielt hvis innskuddene eller delesjonene kun involverer noen få aminosyrer, for eksempel under 30, og foretrukket under 10 og fjerner ikke eller omplasserer aminosyrer som er kritisk for en funksjonell konfirmasjon, for eksempel cysteinrester.

Foretrukket er synonyme aminosyregruppene de definert i tabell 4. Mer foretrukket er synonymaminosyregruppen de definert i tabell 5; og mest foretrukket er synonyme aminosyregruppene de definert i tabell 6. Eksempler på fremstilling av aminosyresubstitusj oner i proteiner som kan bli anvendt for å oppnå muteiner av IL-18BP polypeptider eller proteiner, eller muteiner av viral IL-18BPer, for anvendelse i foreliggende oppfinnelse inkluderer ethvert kjent metodetrinn, slik som beskrevet i US patentene 4.959.314, 4.588.585 og 4.737.462, til Mark et al; 5.116.943 til Koths et al., 4.965.195 til Nåmen et al; 4.879.111 til Chong et al; og 5.017.691 til Lee et al; og lysinsubstituerte proteiner som beskrevet i US patent nr. 4.904.584 (Shaw et al).

Termen "fusjonert protein" viser til et polypeptid som omfatter en IL-18BP, eller et viralt IL-18BP, eller et mutein eller fragment derav fusjonert med annet protein, som for eksempel har en forlenget oppholdstid i kroppsvæske. Et IL-18BP eller et viralt IL-18BP kan dermed bli fusjonert til et annet protein, polypeptid eller lignende for eksempel et immunoglobulin eller fragment derav.

"Funksjonelle derivater" som anvendt heri dekker derivater av IL-18BP eller et viralt IL-18BP, og deres muteiner og fusjonsproteiner, som kan være fremstilt fra funksjonelle grupper som forekommer som sidekjeder på restene eller N- eller C-terminale grupper, metoder kjent innen teknikken, og er inkludert så fremt de forblir farmasøytisk akseptable, det vil si at de ikke ødelegger aktiviteten av proteinet som er hovedsakelig

lik aktiviteten til IL-18BP, eller viralt IL-18BPer, og gir ikke toksiske egenskaper ved sammensetningen inneholdende det.

Disse derivater kan for eksempel inkludere polyetylenglykolsidekjeder, som kan maskere antigene seter og utvide oppholdet av et IL-18BP eller et viralt IL-18BP i kroppsvæske. Andre derivater inkluderer alifatiske estere av karboksylgrupper, amider av karboksylgrupper reaksjon med ammoniakk eller med primære eller sekundære aminer, N-acetylderivater av frie aminogrupper av aminosyrerester dannet med acylen-deler (for eksempel alkanoyl eller karbosykliske aroylgrupper) eller O-asylderivater av frie hydroksylgrupper (for eksempel det seryl eller treonylrester) dannet med asylenheter.

Som "aktive fraksjoner" av et IL-18BP, eller et viralt IL-18BP, muteiner og fusjonerte proteiner, dekker foreliggende beskrivelse ethvert fragment eller forløper av poly-peptidkjeden av proteinmolekylet alene eller sammen med assosierte molekyler eller rester linket dertil, for eksempel stokker eller fosfatrester, eller aggregater av protein-molekyl eller sukkerrestene i dem selv, forutsatt at nevnte fraksjon har hovedsakelig tilsvarende aktivitet som IL-18BP.

Termen "salter" heri viser til både salter av karboksylgrupper og til syreaddisjonssalter av aminogrupper av IL-18 inhibitormolekyl, eller analoger derav. Salter av en karboksylgruppe kan være dannet ved metoder kjent innen teknikken og inkluderer uorganiske salter, for eksempel natrium, kalsium, ammonium, jern eller sinksalter, og lignende, og salter med organiske baser som de dannet for eksempel med aminer, slik som trietanolamin, arginin eller lysin, piperidin, prokain og lignende. Syreaddisjonsalter inkluderer for eksempel salter med mineralsyrer, slik som for eksempel saltsyre eller svovelsyre og salter med organiske syrer slik som for eksempel eddiksyre eller oksal-syre. Selvfølgelig må ethvert slikt salt opprettholde biologisk aktivitet av IL-18 inhibitoren, slik som induksjon av interferongamma i blodceller.

Sekvensene av IL-18BP og dets spleisevarianter/isoformer kan tas fra WO99/09063 eller fra Novick et al., 1999, så vel som fra Kim et al., 2000.

Funksjonelle derivater av IL-18BP kan bli konjugert til polymerer for å forbedre egenskaper til proteinet slik som stabilitet, halveringstid, biotilgjengelighet, toleranse av den humane kropp, eller immunogenisitet. For å oppnå dette mål kan IL-18-BP bli linket for eksempel til polyetylenglykol (PEG). PEGylering kan bli utført ved kjente metoder, for eksempel beskrevet i WO 92/13095.

Et fusjonsprotein av IL-18BP kan for eksempel omfatte en immunoglobulinfusjon, det vil si at inhibitoren av IL-18 er et fusjonsprotein som omfatter alle eller del av et IL-18 bindende protein, som er fusjonert til alle eller en del av et immunoglobulin. Metoder for å lage immunoglobulinfusjonsproteiner er kjent innen teknikken slik som de beskrevet i for eksempel WO 01/03737. Fagmannen vil forstå at det resulterende fusjonsprotein hovedsakelig bibeholder den biologiske aktivitet av IL-18BP, slik som for eksempel bindingen til IL-18 som kan bli målt i in vitro assays beskrevet i kjent teknikk slik som for eksempel WO 99/09063. Fusjon kan bli direkte eller via en kort linkerpeptid som kan være så kort som 1 til 3 aminosyrerester i lengde eller lengre, for eksempel, 13 aminosyrerester i lengde. Nevnte linker kan være et bipeptid av sekvensen E-F-M (Glu-Phe-Met) for eksempel eller 13 amionsyrelinkersekvens som omfatter Glu-Phe-Gly-Ala-Gly-Leu-Val-Leu-Gly-Gly-Gln-Phe-Met introdusert mellom IL-18BP sekvensen og immunoglobulinsekvensen. Det resulterende fusjonsprotein har forbedrede egenskaper slik som forlenget oppholdstid i kroppsvæsker (halveringstid), økt spesifikk aktivitet, økt ekspresjonsnivå, eller at rensing av fusjonsproteinet er fasilitet.

I en foretrukket utførelsesform er IL-18BP fusjonert til konstantområde av et lg molekyl, for eksempel en Fc del av et immunoglobulin. Foretrukket er det fusjonert til tungkjederegioner, slik som CH2 og CH3 domener, alternativt med hengsleregion av human IgGl, for eksempel. Fc delen kan for eksempel bli mutert for å hindre uønskede aktiviteter, slik som komplimentbinding, binding Fc reseptorer, eller lignende.

Dannelsen av spesifikke fusjonsproteiner som omfatter IL-18BP og en del av et immunoglobulin er beskrevet i eksempel 11 i WO 99/09063, for eksempel. Andre isoformer av lg molekyler er også egnet for dannelsen av fusjonsproteiner ifølge foreliggende oppfinnelse, slik som isoformer IgG2eller IgG4, eller andre lg klasser, som IgM eller IgA, for eksempel. Fusjonsproteiner kan være monomere eller multimere, heterohomomultimere.

Ytterligere fusjonsproteiner av IL-18BP kan bli fremstilt ved å fusjonere domener isolert fra andre proteiner som tillater dannelsen eller dimerer, trimerer, etc. Eksempler på proteinsekvenser som tillater multimerisering av polypeptidene er domenet isolert fra proteinet slik som hCG (WO 97/30161 ), kollagen X (WO 04/33486), C4BP (WO 04/20639), Erb proteiner (WO 98/02540), eller kveilede kvilpeptider (WO 01/00814). IL-18BP som er fremstilt ifølge prosessen ifølge oppfinnelsen, eller sammensetningen ifølge oppfinnelsen, kan være ment for terapeutisk anvendelse, det vil si for administrering til pasienter. Hvis IL-18BP blir administrert til pasienter, er det foretrukket administrert systemisk, og foretrukket subkutant eller intramuskulært, eller topisk, det vil si lokalt. Rektal eller intratekal administrering kan også være egnet, avhengig av den spesifikke anvendelsen av IL-18BP.

For dette formål kan fremstilt IL-18BP bli formulert som en farmasøytisk sammensetning, det vil si sammen med en farmasøytisk akseptabel bærer, eksipienter eller lignende.

Definisjonen av "farmasøytisk akseptabel" er ment å omfavne enhver bærer, som ikke interfererer med effektiviteten til den biologiske aktivitet av den aktive ingrediens og som ikke er toksisk ovenfor verten som den blir administrert til. For eksempel for parenteral administrering kan det aktive proteinet bli formulert i en enhetsdoseform for injeksjon i bærere slik som salin, dekstroseløsning, serumalbumin på Ringers løsning.

Den aktive ingrediens av den farmasøytiske sammensetningen kan bli administrert til et individ på en rekke forskjellige måter. Administreringsveier inkluderer intradermalt, transdermalt (for eksempel i sakte frigivelsesformuleringer), intramuskulært, intraperitonalt, intravenøs, subkutan, oralt, intrakranealt, epidural, topikalt, rektalt, og intranasale veier. Enhver annen terapeutisk effektiv administrasjonsrute kan bli anvendt, for eksempel absorpsjons gjennom epitel eller endotel vev eller ved genterapi hvori et DNA molekyl som koder for den aktive reagens blir administrert til pasienten (for eksempel via en vektor), som medfører at den aktive reagens blir uttrykt og sekretert in vivo. I tillegg kan proteinene bli administrert sammen med andre komponenter av biologiske aktive midler slik som farmasøytisk akseptable surfaktanter, eksipienter, bærere, diluenter, og vehikler.

For parenteralt (for eksempel intravenøs, subkutan, intramuskulær) administrering, kan den aktive protein bli formulert som en løsning, suspensjon, emulsjon eller lyofilisert pulver i assosiasjon med en farmasøytisk akseptabel parenteral vehikkel (for eksempel vann, salin, dekstroseløsning) og additiver som opprettholder isotonisitet (for eksempel mannitol) eller kjemisk stabilitet (for eksempel preservatorer og buffere). Formuleringen blir sterilisert ved kjent anvendte teknikker.

Den terapeutisk effektiv mengde av de aktive proteiner vil være en funksjon av mange variabler, inkludert type av antagonist, affiniteten antagonisten har for IL-18, enhver restsytotoksisk aktivitet utøvd av antagonisten, administrasjonsrute, klinisk tilstand til pasienten (inkludert ønske om å opprettholde et ikke-toksisk nivå av endogent IL-18 aktivitet).

En "terapeutisk effektiv mengde" er slik at når administrert, resulterer IL-18 inhibitoren i inhibering av biologisk aktivitet av IL-18. Dosen som blir administrert, som enkel eller multiple doser, til et individ vil variere avhengig av en rekke faktorer, inkludert IL-18 inhibitor farmakokinetiske egenskaper, administrasjonsrute, pasienttilstand og karakteristika (kjønn, alder, kroppsvekt, helse, størrelse), grad av symptomer, samtidige behandlinger, hyppighet av behandling og effekten som er ønsket. Justering og manipulering av etablerte doseområder ligger vel innenfor evnen til fagmannen, så vel som in vitro og in vivo metoder for å bestemme inhibering av IL-18 i et individ. IL-18BP kan bli anvendt i mengder i områdene på omtrent 0,001 til 100 mg/kg eller omtrent 0,01 til 10 mg/kg eller kroppsvekt, eller omtrent 0,1 til 5 mg/kg kroppsvekt eller omtrent 1 til 3 mg/kg kroppsvekt eller omtrent 2 mg/kg kroppsvekt. IL-18BP kan bli administrert daglig eller hver annen dag eller tre ganger per uke eller en gang per uke, ved like doseringer, eller ved doser som øker eller blir redusert med tiden.

Daglige doseringer er normalt gitt i delte doser eller i vedvarende frigivelsesform effektiv for å oppnå ønsket resultat. Andre eller etterfølgende administreringer kan bli utført ved en dose som er den samme, mindre enn eller større enn den initielle eller tidligere doseadministrert til individet. En andre eller etterfølgende administrering kan bli administrert i løpet av eller før begynnelse av sykdom. IL-18BP kan bli administrert profylaktisk eller terapeutisk til et individ før, simultant eller sekvensielt med andre terapeutiske regimer eller midler (for eksempel multiple medikamentregimer), i terapeutisk effektive mengder. IL-18BP fremstilt i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt for fremstilling av et medikament for behandling og/eller forhindring av en rekke av sykdommer eller lidelser. Slike sykdommer eller lidelser kan for eksempel være IL-18 medierte lidelser. For eksempel kan IL-18BP bli anvendt for behandling og/eller forhindring av psoriasis, psoriatisk artritt, Crohns sykdom, infiammatorisk tarmsykdom, reumatoid artritt, leverskade slik som alkohollevercirrhose, sepsis, aterosklerose, iskemisk hjertesykdom, allergier, spesielt forsinket type hypersensitivitet, lukket hodeskade.

Oppfinnelsen er nå fullt utbeskrevet og det vil forstås av fagmannen at det samme kan bli utført innen rett område av ekvivalente parametere, konsentrasjoner og betingelser uten å avvike fra ånden og omfanget av oppfinnelsen og uten unødig eksperimentering.

Referanser til kjente metodetrinn, konvensjonelle metodetrinn, kjente metoder eller konvensjonelle metoder er på ingen måte en innrømmelse av at noe aspekt, beskrivelse eller utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er beskrevet, tenkt på eller foreslått i den relevante teknikk.

Det skal forstås at fraseologien i den foreliggende beskrivelse må tolkes av fagmannen i lys av lærdommen og retningslinjene gitt heri, i kombinasjon med kunnskapen til en fagmann.

EKSEMPLER

Eksempel 1: Ferfusjonsprosess for fremstilling av rekombinant, human IL- 18BP fra serumfritt CHO celle innhøst i kompaktlag bioreaktor

Dette eksempelet beskriver en fremgangsmåte som er basert på høy celletetthetskulturen av rekombinante CHO celler i en kompaktlagbioreaktor, hvor perfusjonsraten ble justert i samsvar med cellevekstbehov under vekstfasen og så redusert under produksjonsfasen uten å gå på kompromiss med prosessproduktivitet eller proteinkvalitet.

Proteinproduktet fremstilt ved denne prosess, IL-18BP, blekarakterisertog det viste seg å ha en fordelaktig N-glykanprofil.

En første generasjonsfremgangsmåte var opprinnelig blitt designet med et formål å raskt fremstille materiale for preklinisk og tidlig kliniske utprøvninger.

Denne prosess ble designet med en høy perfusjonsrate på 2,6 wd for å tilføre den høye celletettheten (~2,5-IO<7>celler-ml"<1>av kompaktlag) med frisk medium under produksjonsfasen. I denne første generasjonsprosess, var produktdegradering ikke en bekymring idet den høye fortynningsraten som er pålagt kulturen opprettholdt en lav residenstid av produktet, IL-18BP, i bioreaktormiljøet.

På et senere trinn i utviklingen ble en reduksjon av medium perifusjonsraten ved -25 % og -50 % testet ut for å forbedre prosessen. Et småskalasystem ble anvendt for å kjøre testene, og de valgte betingelser ble implementert ved pilotskala for å ytterligere fremstille materiale for klinisk utprøvninger med forbedret annen generasjonsprosess.

Materialer og metoder

Cellekultur - eksperimentelt system

En kompaktlagbioreaktor (Ducommun et al. 2002a; Ducommun et al. 2002b) med Fibra-Cel® bærer (Bibby Sterilin, U.K.) ble anvendt for å kultivere CHO celler (Laboratoires Serono S.A., Corsier-sur-Vevey, Sveits) som uttrykker å sekreter IL-18BP i serumfritt medium (Sigma C-9486). I småskalasystemet som ble anvendt for å under-søke en reduksjon av perfusjonsraten, hadde bioreaktoren og kompaktlag et arbeidsvolum på henholdsvis 15 og 5 liter.

Bioreaktoren ble perfusert med 2,6 wd (som definert i tabell 1) under vekst og produksjonsfasen. Denne grunnperfusjonsraten er valgt som referansen 100 %, angitt som kjøring-100.

Disse betingelser ble anvendt for alle sett av bioreaktoreksperimenter: medium ble perfusert ved 100 % under vekstfasen ved 37°C. Temperaturen ble regulert til 37°C under vekstfasen, og så redusert i to trinn ned til 32,5°C. pH ble regulert til 7,00 og løst oksygenkonsentrasjon (DO) ble opprettholdt ved 70 % luftmetning gjennom kulturen.

Grunnet det faktum at telling av celler og celleantallsbestemmelse i en kompaktlagbioreaktor er en kompleks og unøyaktig analyse, anvendte vi glukoseforbruksrate (GCR) som en indirekte metode fore å estimere cellevekst og tetthet i kompaktlag-bioreaktoren. I vårt system har vi bestemt ved direkte celletall på en rekke av kompakt-lagkulturer at en GCR på 300 gram av glukose per kilogram av Fibra-Cel<®>plater per dag tilsvarer omtrent 2,5-IO<7>celler per ml av kompaktlag bioraktorvolum (data ikke vist).

Dette trinn har blitt definert som slutten av cellepropageringsfasen ved 37°C, og når GCR når et nivå på 300 gram av glukose per kilogram av Fibra-Cel<®>plate per dag, ble kulturene svitsjet fra 37°C til produksjonsmodus ved å senke temperaturen til 33,5°C. På dette trinnet, i et sett av bioreaktorer, var perfusjonen holdt ved 100 % (kjøring-100) og de to andre sett ble utført med en medium perfusjonsrate på 75 % (kjøring-75) og 50 %

(kjøring-50) av maksimalnivå, som oppsummert i tabell 1. Temperaturen ble ytterligere redusert til 32,5°C ved et senere trinn i produksjonsfasen for å forhindre ytterligere cellevekst og for å fremme produksjonen.

I resultatavsnittet representerer søylene vist på figurene et intervall på 4 standardavvik (±2 standardavvik) målt for 8 replikaer kjørt under betingelser av kjøring-100.

Åssays

Prøver ble fjernet daglig under kultivering. Glukose og laktatkonsentrasjoner ble kvantifisert med en EML 105 analysator (Radiometer Medical A/S, Brønshøj, Danmark).

Det fremstilte rekombinant IL18BP ble kvantifisert med en ELISA test.

Kvaliteten av det rekombinante protein ble vurdert med et RP-HPLC metode, i kombinasjon med SDS-PAGE metoder (ExcelGel SDS Homogeneous 12,5 % (Cat# 80-1261-01, Pharmacia). Gelene ble farget spesifikt ved Western Blot for å detektere høy molekylvekt (dvs. dimerer, aggregater) eller lavmolekylvektvarianter av IL-18BP. Ikke-spesifikk farging ved sølvfarging ble også anvendt for å vurdere relativ intensitet av IL-18BP sammenlignet med urenheter etter skanning (Skanner ARCUS 2, Afga) av individuelle bånd for å bestemme deres relative intensitet.

Proteinsialylering, og spesielt tallrikheten av nøytrale, mono-, di-, tri-, og tetra-sialylerte N-glykaner ble analysert ved separering av N-glykaner i henhold til deres ladning, som beskrevet i Gervais et al. 2003. N-glykanene ble spesifikt kløyvet fra IL-18BP ved hydrazinolyse (N-glykanese E-5006B eller E-5006C, Glyko Inc.), merket med 2-aminobenzamidfluorescentfargestoff (Signal 2-AB labelling kit K404, Glyko Inc.), og separert ved en kromatografisk kolonne før passert gjennom en fluorescensdetektor. Forholdene av N-glykanspesier kunne så bli bestemt etter integrering av HPLC toppene som korresponderer til nøytral, mono-, di-, tri- og tetra-sialylerte former.

Resultater

Reduksjon av perfusjonsrate

Første forsøk av å redusere perfusjonsraten fra 2,6 wd til 2,0 wd og 1,3 wd under produksjonsfasen (fig. 1) og å følge dets effekt på cellemetabolisme, volumetrisk produktivitet og produktkvalitet.

Konsentrasjonen av glukose og laktat ble målt for alle tre perfusjonsrater (fig. 2A og B), og restglukosenivå forble over 0,5 g/l.

Resultatene i fig. 3 viser glukoseforbruksraten (GCR) nivåer for de tre sett av medium perfusjonsrater som ble testet. Disse resultater indikerer at et redusert perfusjonsrate induserer en lav GCR av kultur. Denne effekten ble derimot knapt signifikant og når medium perfusjonsraten ble redusert med 25 % og -50 %, ble gjennomsnittlig GCR målt over 60-dagers produksjonsfasen redusert med henholdsvis -8 % og -15 % (fig. 3).

I parallell ble den synlige molare ratio (fig. 4) av glukoseomdannelse til laktat Yiac/gicsvakt redusert i respons til lavere perfusjonsrate men forble i et område på 1,55 til 1,65 mol laktat produsert per mol glukose forbrukt. Forskjellene observert for Yiac/gicratio var ikke statistisk signifikant idet alle datapunkter som var målt under testkjøringene ved redusert perfusjonsrate er omfattet innen ±2 standardavvik av verdier oppnådd med referansekjøringene.

Prosessproduktivitet

Resultatene vist i fig. 5A, B og C viser en sammenligning av rekombinant protein fremstilt (volumetrisk produktivitet, totalproduksjon og titre) i referansekjøring-100 hvori kjøringene med redusert medium perfusjon.

Når medium perfusjonsraten ble redusert med -25 % og -50 %, ble gjennomsnittlig volumetrisk produktivitet redusert med henholdsvis -3 % og -30 % (fig. 5A). De lavere produktivitetsresultater oppnådd for kjøring-50 er statistisk forskjellig fra referansebetingelsene.

En annen forskjell observert i fig. 5A er nedgangen i volumetrisk produktivitet over tid med produksjonsfasen. En stabil volummetrisk produktivitet ble observert ved på kjøring-100 og kjøring-75, men i kjøring-50 gikk produktiviteten ned over varigheten av 60 dagers produksjonsfasen. Mer spesifikt var produktivitetsnivåene av kjøring-50 60 % av referanseverdien mot slutten av 60 dagers produksjonsfasen.

Den lavere produktivitet av kjøring-50 er også vist på fig. 5B, som viser kumulert mengde av produkt laget over 60-dagers produksjonsfasen.

De tilsvarende titre målt for de forskjellige perfusjonsrater er vist i fig. 5C, som viser at rekombinante proteintitre ble økt med henholdsvis +25 % og +50 % i motsetning til kontrollen når perfusjonsraten ble redusert med -25 % og -50 %.

Produktkvalitet

Med reduksjonen av perfusjonsraten fra 2,6 wd, til 2,0 wd og 1,3 wd som ble testet for kjøring-100 kjøring-75 og kjøring-50, var residenstiden (t) av det rekombinante protein økt fra henholdsvis 0,4 til 0,5 og 0,8 dag (t=l/D).

Idet en lengre eksponering for miljøet bioreaktoren potensielt kan føre til degradering av det rekombinante protein, ble en stabilitetsstudie utført før initieringen av testene i bioreaktoren. En prøve av IL-18BP festet inni cellekulturmedium, og kvalitetsattributter av IL-18BP ble monitorert etter 1, 2 og 5 dager innkubering ved 37°C. Idet ikke noe tegn til produktdegradering ble detektert ved stabilitetsindikerende metoden (data ikke vist), ble det besluttet å fortsette med bioreaktorforsøkene.

Under testene i bioreaktorene, ble det rekombinante proteinet renset til homogenitet ved 3 punkter av bioraktorkjøringene (dag 20, 40 og 60) for å verifisere at produktkvaliteten var opprettholdt for hver perfusjonsrate som ble undersøkt. Betingelsene i kjøring-50 ble vurdert som verste tilfellet for proteindegradering idet denne kjøringen hadde lavest perfusjonsrate og lengst produktresidenstid i bioreaktoren.

For å evaluere om produktkvalitet var påvirket av redusert perfusjonsrate, ble slutt-partiet av kjøring-50 analysert ved SDS-PAGE sølv farging og SDS-PAGE Western Blot, og sammenlignet med profilen oppnådd i referansebetingelser av kjøring-100. Korresponderende data oppnådd for en bulk fremstilt med IL-18BP innhøstet ved dagene 47-48 av produksjonsfasen av kjøring-50 resulterte i forventede enkelbånd med en molekylvekt på omtrent 40 kDa (ikke vist). Ingen modifikasjon av IL-18BP kvalitetsattributter ble detektert for kjøring-50 sammenlignet med kjøring-100. Elektroforetiske renheten målt ved SDS-PAGE sølvfarging var høyre enn 99 % renhet for alle lånes, og ingen tilstedeværelse av aggregater eller trunkerte former kunne bli detektert som vist ved SDS-PAGE Western Blot (ikke vist).

Den høye graden av renhet (~100 %) av IL-18BP som ble fremstilt ble bekreftet ved RP-HPLC for kjøring-100, kjøring-75 og kjøring-50.

Til slutt ble mengden urenheter avledet fra verts CHO cellene (vertscelleproteiner, HCP) i det fremstilte protein kvantifisert ved HCP-ELISA (data ikke vist) og ble funnet konsistent mellom kjøring-50, kjøring-75 og kjøring-100.

N- glykanprofil

Prøver av det fremstilte rekombinante IL-18BP ble utsatt for N-glykankartlegging ifølge metoden rapportert ovenfor, for å kvantifisere andelen av de forskjellige sialylerte

former av proteinet av interesse. N-glykankartleggingsresultatene oppsummert i tabell 2 viser at sammenlignbare andeler av N-glykaner er oppnådd for alle perfusjonsrater som er testet ut. Dette er også illustrert ved korresponderende HPLC profiler rapportert i fig.

6.

En sammenligning av disse data viser at produktsialyleringen ikke er endret ved redusert perfusjonsrate og at de data oppnådd for kjøring-75 og kjøring-50 helt klart er innenfor området oppnådd under standard betingelser ved kjøring-100.

Oppsummering og konklusjoner

I foreliggende studie ble optimal mediumperfusjonsrate anvendt for kontinuerlig kultivering av en rekombinant CHO cellelinje i en kompakt pakket bioreaktor laget av Fibra-Cel® platebærere bestemt.

En førstegenerasjonsprosess hadde opprinnelig blitt designet med en høy perfusjonsrate, opprinnelig kjørt med en perfusjon på 2,6 wd under produksjonsfasen for å tilføre høycelletettheten (~ 2,5-IO7 celler-ml"<1>av kompaktpakket) med tilstrekkelig frisk medium.

For å forbedre økonomien av denne prosess, ble en reduksjon av mediumperfusjonsraten med -25 % og -50 % undersøkt i liten skala. Det beste alternativ ble så implementert i pilotskala for å ytterligere fremstille materialer for klinisk utprøvinger med en forbedret annen generasjonsprosess.

Men en -25 % reduksjon av perfusjonsraten, ble volumetrisk produktivitet opprettholdt sammenlignet med første generasjonsprosessen, med -30 % tap av produktivitet ble oppnådd ved videre reduksjon av medium perfusjonsraten til -50 % av dets originale nivå.

Proteinkvaliteten under redusert perfusjonsratebetingelser ble analysert for renhet, N-glykansialyleringsnivå, forekomst av dimerer eller aggregater, og vist at kvaliteten av sluttmedikamentsubstansen var sammenlignbar til den oppnådd ved hyperfusjonsbetingelser.

I dette studium blir det slått fast at produktkvaliteten var opprettholdt ved reduksjon av mediumperfusjonsraten. Kjøringen med lavest perfusjon, kjøring-50, har lengst

residenstid (t =0,8 dag) og dette er det verste tilfellet for proteinstabilitet idet det forlater produktet utsatt for alle potensielle dagraderingsaktiviteter til stede i bioreaktormiljøet i lengst tid. Under disse betingelser kan vi anta at 99 % av proteinet vil ha en residenstid i bioreaktorsystemet som er kortere enn 4 dager (5t = 4dag for kjøring-50).

Idet et stabilitetsstudium viste at IL-18BP kun blir lagret for opptil 4 dager ved 37°C i råinnhøsting uten signifikante endringer, ble det antatt at under området av perfusjonsrater som er testet ut ville produktet ikke bli degradert. Dette ble bekreftet ved resultatene oppnådd i bioraktorkjøringene, idet alle lots av fremstilt protein dannet ved produksjonsdag-20, dag-40 og dag-60 av hver perfusjonsbetingelse som er testet møter spesifikasjonene etablert med referansemateriale fra kjøring-100. Følgelig er det i studiet som her er rapportert intet tegn til produktdegradering som kunne bli detektert.

Glukosesulting er en typisk årsak til ukorrekt produktsialylering (Goochee and Monica 1990). Denne effekten har blitt studert for IFN-g fremstilt fra CHO celler, og produkt-glykosyleringen ble funnet å være påvirket under lav glukose restnivåer under 0,1 g/l (Hayter et al. 1993), (Hooker et al. 1995).

Under betingelsene som her er rapportert var IL-18BP sialyleringen ikke påvirket grunnet de lavere glykosekonsentrasjonene oppnådd under produksjonsfasen til kjøring- 75 og kjøring-50. Uten ønske om å være begrenset til en spesifikk forklaring, kan dette forklares med det faktum at området av restglukosekonsentrasjoner (2,6 g/l til 0,5 g/l) rapportert her er fortsatt mye høyere enn verdien på mindre enn 0,1 g/l glykosenivå

(sannsynligvis indusere noe glukosesulteffekt) hvor det er vist ufullstendig sialylering av IFH-g.

Basert på resultatene oppnådd med småskala, ble en reduksjon på -25 % medium perfusjon implementert i pilotskala i annen generasjonsprosessen, som gjorde det mulig å opprettholde samme produktivitet og samme kvalitet av molekylene mens reduserte kostnader med media, materiale og menneskekraft i produksjonsprosessen. -25 % reduksjon på medium ble direkte overførbart til -25 % besparelse på: pulver-mediumet og sideingredienser, prefiltrene og steriliseringsfiltre, sterile poser anvendt for medium lagring etter filtrering, og arbeidskrafskostnadene assosiert med medium preparering idet færre medium batcher var nødvendig.

Idet IL-18BP titer i råinnhøste var økt med +25 % i annen generasjonsprosessen, hadde nedstrømsprosesseringen fordel fra tilsvarende besparelser: redusert menneskekraft-behov grunnet mindre volum som måtte håndteres, redusert produksjonssykeltid, optimalisering av utstyr, etc. (data ikke vist).

Konklusjon

Fra resultatene oppnådd ved liten skala er det klart at reduksjon av -25 % i perfusjonsrate kombinerte både fordeler ved å maksimalisere produktivitet med en besparelse på - 25 % på medium forbruk.

Ytterligere reduksjon av perfusjonsraten til -50 % førte til redusert prosessproduktivitet, som gikk ned med -30 % under slike betingelser. Med -50 % perfusjonsratebetingelser, gikk volumetrisk produktivitet ned under perioden av 60 dagers produksjonsfasen mens en stabil produktivitet ble opprettholdt med en høyere perfusjonsrate testet. Produkt-stabilitet forble sammenlignbar, uavhengig av perfusjonsrate anvendt i prosessen.

Eksempel 2: Fed- batch prosess for fremstilling av rekombinant, human IL- 18BP fra serumfri CHO cellekultur

En fed-batch prosess med rekombinant human IL-18BP uttrykkende celler i suspensjonskultur ble også utviklet. Tre kjøringer ble utført totalt ved anvendelse av bioreaktorer på 5 1 (n=2) eller 300 1 (n=l) nominelt volum.

Oppsummert var kulturinstilte verdier: oksygenkonsentrasjon på 50 % luftmetning, pH 7,0 og 6,90, temperatur på 37°C under vekstfasen og redusert i to trinn ned til 29°C. Under perioden med fed-batch kultur, ble det serumfrie basalmedium (Sigma, S-9942) gradvis supplementert med konsentrert foringsløsning.

Parametrene av fed-batch prosessen er oppsummert i tabell 3.

Viktige ytelsesindikatorer, nemlig totalcelletetthet, levedyktighet, restglukosekonsentrasjon, og proteintiter ble analysert. Som vist i fig. 7 (A) til (D), tillot slutt fed-batch prosessen oppgroing av klonen til en maksimal total celletetthet på omtrent 7,0 mioCs/ml og opprettholdt cellelevedyktighet over 80 % frem til arbeidsdagen 19, hvor 300 1 kulturen ble innhøstet, renset og innfanget. Fig. 7 (C) korresponderer til rest-glykokonsentrasjonsprofilene, basert på daglig uttaksmålinger. Disse profiler illustrerer den anvendte foringsstrategi. For eksempel skjer den første "bolus" tilsats av 80 g/kg av supernatant i samtlige tre batcher på arbeidsdag 4 for å øke restglukosekonsentrasjon opptil mer enn 5,5 g/l. På en tilsvarende måte kan hver etterfølgende tilsats av 30 g/kg av supernatant lett bli identifisert. Videre er prosessproduktivitet vist i fig. 7 (D), med en konsistent slutt r-hIL-18BP titer på 400 mg/l på arbeidsdag 19. Proteinkvalitet ble vurdert på alle tre batcher på arbeidsdag 19.

Eksempel 3: Sialyleringsprofil av rhIL- 18BP fremstilt i perfusjon og fed- batch prosessen for CHO cellekultur

En ytterligere perfusjonsprosess for fremstilling av IL-18BP ble satt opp. Perfusjons-kjøringer ble utført ved en perfusjonsrate 2,75 wd i en bioreaktor inneholdende totalvolum på 160 1 (inkludert ekstern kolonne på 40 1) pakket med 4,4 kg av Fibracel®-plater, ved en produksjonstemperatur på 33,5 eller 32,5°C. IL-18BP fremstilt i denne perfusjonsprosess ble sammenlignet med materialet avledet fra fed-batch prosessen beskrevet i eksempel 2.

Enten perfusjon eller fed-batch supernatant ble utsatt for et innsamlingstrinn ved anvendelse av affinitetskromatografi.

Postinnsamlings IL-18BP materiale ble analysert for N-glykanering som beskrevet i eksempel 1 ovenfor.

Hypotetiske ladningstall, såkalte Z-tall, ble beregnet som beskrevet i Gervais et al.

(2003). Kort er Z-tallet definert som summen av produktene av de respektive områder

(A) i nøytral, mono-, di-, tri-, terra- og pentasialylert område av N-glykan spesiene, hver multiplisert med korresponderende ladning: Z<=>A (nøytral) X 0<+>A (mono) X 1<+>A (di) x2<+>A (tri) X 3<+>A (tetra) X 4<+>A (penta) X 5.

Resultatene er avbildet i fig. 8, som viser at det tross for noe kvalitative forskjeller, hovedsakelig i disialylerte grupper, indikerer N-glykan kartleggingen at produktsialyleringen var sammenlignbar for perfusjonen (Z = 149) og fed-batch (Z = 145) prosessbetingelsene med hensyn på kvantitet. IL-18BP materialer ("råinnhøstingsmateriale"), enten avledet fra fed-batch eller perfusjonsprosessen, ble også analysert ved kapillærsoneelektroforese (CZE) for forskjellig glykosylerte isoformer ("glykoformer"), ifølge protokollen beskrevet i detalj nedenfor.

Isoformfordelingen ble ytterligere sammenlignet med renset IL-18BP, enten avledet fra fed-batch eller perfusjonsprosessen.

Råinnhøstingsmaterialet undergikk et mikroinnsamlingstrinn på en Sep-Pak® tC2 patron (Waters) etterfulgt av et deavsaltingstrinn ved senterikon 10 (Millipore) ultra-filtrering før den ble initiert inn i kappilæren. IL-18BP ble oppnådd hovedsakelig som beskrevet i patentsøknad WO 2005/049649 skjønt med et forskjellig innsamlingstrinn basert på affinitetskromatografi. Kort inkluderte rensetrinnene metallionaffinitets-kromatografi (på chelaterende sefarose FF), hydrofob ladningsinduksjonskromatografi (på Mep Hypercel), ionebyttekromatografi (på CM-sefarose FF, ved anvendelse av gjennomstrømningen), hydrofobinteraksjonskromatografi (på fenyl sefarose fast flow HS), og reversfasekromatografi (på reversfasekilde 30 RPC). Det endelige rense-materialet ble direkte applisert på kappilær uten noen ytterligere avsaltningstrinn.

Metode:

Løsninger for CZE

- 5 mM fosfat CZE vaske/kjørebuffer:

Fremstilt ved 1:10 fortynning av 50 mM fosfatstokkløsning pH 7,0. Filtrer gjennom 0,22 |i,m filter. Klargjør fersk.

- 0,5 M NaOH (CZE vaskeløsning):

Tilsett 26,2 ul 50 % NaOH til vann, 1 ml totalt volum. Klargjør fersk.

- IM NaOH (CZE regenereringsløsning):

Tilsett 52,4 ul 50 % NaOH til vann, 1 ml totalt volum. Klargjør fersk.

- Nøytralmarkør (fortynning 1:10000)

Tilsett 10 jai nøytral markørstokkløsning til vann, 1 ml totalvolum.

Tilsett 10 [x 1 av denne nøytralmarkør 1:100 fortynning til vann, 1 ml totalvolum.

Lagre i tre måneder ved 4°C.

CZE analyse

> 20 ul prøve/referanse blir overført til PCR patroner inneholdende 1/10 volum av nøytralmarkør, og blandet med revers pipettisering, unngå dannelse av bobler.

Elektrof or etiske parametre:

Følgende reagenser blir tilsatt til separate patronbeholdere, unngå dannelse av bobler.

Tabell 4: Elektroforetiske parametere for CZE

Innreagenser Reagensvolum Utreagenser Reagensvolum Vaskebuffer 1, 2 ml

Kjørebuffer 1,2 ml Kjørebuffer 1,2 ml

( 3- 3. 1)

Renset vann 1, 2 ml Renset vann 1, 2 ml

CZE vaskeløsning 1, 0 ml

CZE regenereringsløsning<*>1, 0 ml

Prøve > 22 ul/PCR

Ampulle

Avfall (renset 0,2 ml vann) 1

Avfall (renset 0,2 ml

vann) 2

Luft<*>Tom ampulle

<*>bruk kun hvis nødvendig

Injeksjonsprotokoller

Det bør minst være tre injeksjoner av standard referanse materiale for å kondisjonere kapillær.

Standard referanse 1 (start)

Enkel injeksjon av prøve 1

Enkel injeksjon av prøve 2

Enkel injeksjon av prøve 3

Enkel injeksjon av prøve 4

Standard referanse 2 (slutt)

BEMERK: For å øke reproduserbarhet, kan et maksimalt antall av 4 prøver bli analysert i en sekvens selv om referanse 1 og referanse 2 ved å anvende samme CZE kjørebuffer.

Alternativt kan to klammereferanser bli anvendt for hver prøve som beskrevet nedenfor.

Minst tre injeksjoner av standard referansemateriale blir utført for henblikk å kondisjonere kapillæren.

Standard referanse (start 1)

Enkel injeksjon av prøve 1

Standard referanse (slutt 1 /start 2)

Enkel injeksjon av prøve 2

Standard referansereplikat (slutt 2/start 3)

Enkel injeksjon av prøve 3

Standard referansereplikat (slutt 3)

Dataanalyse

Standard referansemateriale blir anvendt for å sammenligne prøvedata. De ovenpå hverandre lagte og stablede elektroferogrammer av prøver og begge klammereferanse-standarder (start/slutt) blir skrevet ut og arkivert.

Bestemmelse av migreringstid MT2 og MT3

Migrasjonstidene MT2 og MT3 i venstre og høyre dal av -3 og +3 toppene av referansestandard (start) blir bestemt. 0 toppen er den prinsipielle topp av referansen.

Isoformklassiflsering

Grunnet høy surhet av IL-18BP glykoproteinprofil, er isoformene mellom MT2 og MT3 kaldt "sure isoformer". Isoformer med migreringstider høyere enn MT3 er kalt "svært sure isoformer". Isoformer med migreringstid lavere enn MT2 er kalt "mindre sure isoformer".

I noen tilfeller kan det være nødvendig å tilføre klassen av "basiske isoformer" definert som isoformer med migreringstider mindre enn MT 1.

Isoformforekomstestimering

Referansene og hver prøve blir analysert ved bruk av funksjonene: manuell topp mellom MT1-M2, MT2-MT3 og MT3-MT4; manuell grunnlinje mellom 5 og 28 minutter og integrering "OFF" mellom 0 og MT1 og mellom MT4 og 30 minutter. Manuelt modifiserer funksjonene bredde og terske for å oppnå integrasjon av tre grupper av topper mellom MT1-M2 (mindre sure isoformer), MT2-MT3 (sure isoformer) og MT3-MT4 (svært sure isoformer) tilsvarende det som vist ovenfor for referansestandard.

Når nødvendig blir gruppen av topper som tilsvarer "basiske isoformer" definert som isoformer med migreringstider lavere enn MT 1 tilført og ovenfor nevnte formel korrigert i samsvar med dette.

Resultater:

Denne ZCE metoden ble anvendt på råinnhøstingsprøver (fig. 9) og på rensede prøver for både perfusjon og fed-batch prosessen. Til tross for noen forskjeller observert for forbehandlet innhøstningsprøver (for eksempel høyere andel av basiske isoformer med perfusjonsprosessen), var disse basiske isoformer suksessfullt fjernet ved ionebyttekromatografi under renseprosessen (data ikke vist). Følgelig for det rensede produkt ble det oppnådd sammenlignbare isoformprofiler for begge prosesser (fig. 10).

Referanser

Altschul S F et al (1990) Basic local alignment search tool. J Mol Biol, 215, 403-410. Altschul S F et al (1997) Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Res., 25:389-34025Andersen DC, Bridges T, Gawlitzek M, and Hoy C (2000) Multiple cell culture factors can affect the glycosylation of Asn-184 in CHO-produced tissue-type Plasminogen Activator. Biotechnol Bioeng 70 1: 25-31.

Chuppa S., Tsai Y.-S., Yoon S„ Shackleford S., Rozales C, Bhat R., Tsay G.,

Matanguihan C, Konstantinov K., and Naveh D. (1997) Fermentor temperature 10 as a tool for control of high-density perfusion cultures of mammalian cells. Biotechnol Bioeng 55 2: 328-338.

Devereux J et al (1984) A comprehensive set of sequence analysis programs for the

VAX Nucleic Acids Res, 12, 387-395.

Dowd J. E., Kwok K. E., and Piret J. M. (2001) Glucose-based optimization of CHO-cell15perfusion cultures. Biotechnology and Bioengineering 75 2:252-256. Ducommun P., Kadouri A., von Stockar U., and Marison I. W. (2002a) On-line determination of animal cell concentration in two industrial high-density culture processes by dielectric spectroscopy. Biotechnology and Bioengineering 77 3: 316-323.20Ducommun P., Ruffieux P -A., von Stockar U., and Marison I. W. (2002b) Monitoring of temperature effects on animal cell metabolism in a packed bed process. Biotechnol Bioeng 77 7: 838-842.

Gen/a is A, Hammel YA, Pelloux S, Lepage P, Baer G., Carte N, Sorokine O, Strub JM,

Koerner R, Leize E, and Van Dorsselaer A (2003) Glycosylation of human 25recombinant gonadotrophins : characterization and batch-to-batch consistency. Glycobiology 13 3:179-189.

Goldman MH, James D. C, Rendall M., Ison A. P., Hoare M., and Bull A. T. (1998)

Monitoring recombinant human interferon-gamma N-glycosyiation during

perfused fluidized-bed and stirred-tank batch culture of CHO cells.

30Biotech.Bioeng. 60 5:596-607.

Goochee C F., Gramer M. J., Andersen D. C., Bahr J. B., and Rasmussen J. R. (1991)

The oligosaccharides of glycoproteins: bioprocess factors affect ing oligosaocharide structure and their effect on glycoprotein properties. Biotechnology (N.Y.) 9 12:1347-1355.

Goochee C. F. and Monica T. (1990) Environmental effects on protein glycosylation.

Biotechnology (N.Y.) 8 5:421-427.

5Grantham et al. (1974) Amino acid difference formula to help explain protein evolution.

Science, Vol. 185, pp. 862-864

Harvey (2001) Identification of protein-bound carbohydrates by mass spectrometry.

Proteomics 1, 311-238

Hayter P. M., Curling E. M. A., Gould M. L, Baines A. J., Jenkins N., Salmon I., Strange 10 P. G., and Bull A. T. (1993) The effect of the dilution rate on CHO cell physiology and recombinant interferon-gamma production in glucose-limited chemostat culture. Biotechnology and Bioengineering 42 9:1077-1085.

Hermentin P, Witzel R, Kanzy EJ, Didenich G, Hoffmann D, Metzner H, Vorlop J, Haupt H. The hypothetical N-glycan charge: a number that characterizes protein15glycosylation. Glycobiology. 1996 Mar;6(2):217-30.

Hooker AD, Goldman MH, Markham N., James D. C, Ison A. P., Bull A. T., Strange P.

G., Salmon I., Baines A. J., and Jenkins N (1995) N-Glycans of recombinant human interferon-g change during batch culture of chinese hamster ovary cells.

Biotech. Bioeng. 48 : 639-648.

20 Hu W.-S. and Aunins J. G. (1997) Large-scale mammalian cell culture. Current Opinion in Biotechnology 8 : 148-153.

Jenkins N., Parekh R. B, and James D. C. (1996) Getting the glycosylation right: Implications for the biotechnology industry. Nature Biotechnology 14 :975-981.

Kadouri A. and Spier R. E. (1997) Some myths and messages conceming the batch25and continuous culture of animal cells. Cytotechnology 24 : 89-98.

Kim SH, Eisenstein M, Reznikov L, Fantuzzi G, Novick D, Rubinstein M, Dinarello CA.

Structural requirements of six naturally occurring isoforms of the IL-18 binding protein to inhibit IL-18. Proe Nati Acad Sei USA 2000;97:1190-1195.

Kyung Yun-Seung, Peshwa Madhusudan V., Gryte David M., and Hu Wei-Shou (1994)30High density culture of mammalian cells with dynamic perfusion based on on-line oxygen uptake rate measurements. Cytotechnology 14 :183-190.

Novick, D, Kim, S-H, Fantuzzi, G, Reznikov, L, Dinarello, C, and Rubinstein, M (1999).

Immunity 10,127-136

Oh D. J., Choi S. K., and Chang H. N. (1994) High-density continuous cultures of hybridoma cells in a depth filter perfusion system. Biotechnology and Bioengineering 44 : 895-901.

Pearson (1990) Rapid and sensitive sequence comparison with FASTP and FASTA5Methods Enzymol. 1990;183:63-98

Puren et al. (1999) Gene expression, synthesis, and secretion of interleukin 18 and interleukin 1 beta are differentially regulated in human blood mononuclear cells and mouse spleen cells. Proe Nati Acad Sei U S A. 96(5):2256-61.

Racher A. J. and Griffiths J. B. (1993) Investigation of parameters affecting a fixed bed10bioreactor process for recombinant cell lines. Cytotechnology 13 :125-131. Racher A. J., Looby D., and Griffiths J. B, (1993) Influence of ammonium ion and glucose on mAb production in suspensjon and fixed bed hybridoma cultures. Journal of Biotechnology 29 :145-156.

Sug i ura T. and Kakuzaki M. (1998) Dynamics of recombinant protein production by15mammalian cells in immobilized perfusion culture. Enzyme and Microbial Technology 22 :699-704.

Vigers et al., Nature. 1997 Mar 13:386(6621 ):190-4.

Wang M-D., Yang M„ and Butler M. (2002) Erythropoietin production from CHO cells grown by continuous culture in a fluidized-bed bioreactor. Biotechnology and20Bioengineering 77 2:194-203.

Claims (9)

1. En fremgangsmåte for fremstilling av rekombinant interleukin-18 bindende protein (IL-18BP) i pattedyrceller i en bioreaktor under serumfri kulturbetingelserkarakterisert vedat den omfatter: a) En cellepropageringsfase ved 37,5°C ved en gitt perfusjonsrate (100 %); b) En produksjonsfase I ved 33-34°C ved en perfusjonsrate i området fra omtrent 85 til omtrent 65 % av perfusjonsraten av trinn (a); c) En produksjonsfase II ved 32-33°C ved en perfusjonsrate i området fra omtrent 85 til omtrent 65 % av perfusjonsraten i trinn (a).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisert vedat perfusjonsraten i trinn (b) eller trinn (c) er i området fra omtrent 80 til omtrent 70 % av perfusjonsraten av trinn (a).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1karakterisert vedat perfusjonsraten i trinn (b) eller trinn (c) er omtrent 75 % av perfusjonsraten av trinn (a).

4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående kravene 1 til 3karakterisert vedat perfusjonsraten i trinn (a) har en fortynningsrate i området fra omtrent 2 til omtrent 3, kalkulert som liter av medium per liter totalt system arbeidsvolum per dag (wd), foretrukket omtrent 2,5 wd.

5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående kravkarakterisert vedat cellene er assosiert til bærere, og at produksjonsfase I i trinn (b) er startet med en glukoseforbruksrate på omtrent 250 til 350 g glukose per kilogram bærer.

6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående kravkarakterisert vedat pattedyrcellene er kinesiske hamsterovarie (CHO) celler.

7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav ytterligere omfattende trinnet med å innsamle cellekultursupernatant.

8. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav ytterligere omfattende trinnet med årenseIL-18BP.

9. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav ytterligere omfattende trinnet med å formulere IL-18BP til en farmasøytisk sammensetning.