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技術 トランスフォーミング増殖因子β1に高親和性、アビディティおよび特異性で結合するscFv−Fc二量体

出願人 ジェンザイム・コーポレーション
発明者 ホアウエイ・チウクラーク・パンジュリー・バード
出願日 2016年3月3日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2017-546178
公開日 2018年3月29日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2018-508218
状態 特許登録済
技術分野 抗原、抗体含有医薬:生体内診断剤 化合物または医薬の治療活性 ペプチド又は蛋白質 微生物による化合物の製造 蛋白脂質酵素含有:その他の医薬 突然変異または遺伝子工学 微生物、その培養処理
主要キーワード 構造的均一性 誘起双極子 電荷バリア 可変結合 回収期間 構築単位 付属的 電子工学的
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図面 (7)

課題・解決手段

scFv−Fc二量体は、TGFβ1に選択的にならびに高親和性およびアビディティで結合し、中和する。scFv領域は、メテリムマブと同じVHおよびVLドメインまたはCDR領域を含みうる。小さい大きさ、高選択性、TGFβ1に対する効力、および長いin vivo半減期特有の組み合わせにより、scFv−Fc二量体は、治療適用のための理想的な候補である。

概要

背景

多くの重大な疾患が、TGFβ誘導シグナル伝達経路機能不全と関連している。例えば、TGFβの組織ベルの増加は、特発性肺線維症および心筋線維症発症要因と考えられている。さらに、TGFβの高い局所組織レベルは、いくつかの種類のがん細胞の維持および発達を可能にする。したがって、TGFβシグナル伝達下方制御することは、そのような腫瘍細胞生存性を減少させうる。

TGFβアイソフォームは、2つのモノマージスルフィド結合を介して共有結合的に連結している、類似のフレームワーク構造を有する約25kDaのホモ二量体分子である。哺乳動物アイソフォームは、70〜82%の配列同一性共有するが、血管発生および免疫細胞機能の制御における活性重複していない。3種のTGFβアイソフォーム、つまりTGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3(それぞれSwiss Prot受託番号P01137、P08112、およびP10600)がヒトで報告されている。TGFβ1およびTGFβ3は、TGFβ受容体I型およびII型として知られる2つの膜貫通受容体細胞外ドメインに結合して、細胞シグナル伝達カスケードを引き起こす。TGFβ2は、TGFβ受容体I型およびII型ならびにTGFβ受容体III型に結合しうる。

ヒトTGFβ1、TGFβ2およびTGFβ3に結合することができる抗体は、臨床適用のために試験されてきた。例えば、Grutterらは、悪性および線維性疾患処置するための臨床開発においてヒトIgGモノクローナル抗体であるGC1008(Mab;別言して、GC1008)を開示した。非特許文献1。GC1008は、ヒトTGFβアイソフォームの3つ全てを中和することができるため、「汎特異的」TGFβ中和抗体である。TGFβ1を選択的に中和する抗体は、例えば、参照によって本開示に組み入れる特許文献1および特許文献2に開示されている。CAT192(IgG4)としても知られるメテリムマブは、TGF−β1を選択的に中和するヒトIgG4モノクローナル抗体である。例えば、特許文献1を参照。メテリムマブは、強皮症(Scleroderma)としても知られるびまん性全身性皮膚硬化症(diffuse cutaneous systemic sclerosis)の処置のために試験されたが、十分な効能は示されなかった。

概要

scFv−Fc二量体は、TGFβ1に選択的にならびに高親和性およびアビディティで結合し、中和する。scFv領域は、メテリムマブと同じVHおよびVLドメインまたはCDR領域を含みうる。小さい大きさ、高選択性、TGFβ1に対する効力、および長いin vivo半減期特有の組み合わせにより、scFv−Fc二量体は、治療適用のための理想的な候補である。

目的

米国特許第6,492,497号
米国特許第7,151,169号




Proc. Nat’l Acad. Sci. USA、105(51):20251−56(2008)






本開示は、ヒトTGFβ1を選択的に中和することができるTGFβ1結合scFv−Fc二量体を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

TGFβ1に結合する単離された結合タンパク質であって、前記結合タンパク質は、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖を含み、該第1および第2のポリペプチド鎖は両方が、N末端からC末端へ、式:(VHドメイン)−(リンカー1)n−(VLドメイン)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)を有し、式中、該第1および第2のポリペプチド鎖のそれぞれのVHドメインは、可変重鎖相補性決定領域1(HCDR1)、可変重鎖相補性決定領域2(HCDR2)、および可変重鎖相補性決定領域3(HCDR3)を含み、前記HCDR1は配列番号22のアミノ酸配列を含み、前記HCDR2は配列番号23のアミノ酸配列を含み、前記HCDR3は配列番号24、配列番号25、配列番号26および配列番号30からなる群から選択されるアミノ酸配列を含み;該第1および第2のポリペプチド鎖のそれぞれのVLドメインは、可変軽鎖相補性決定領域1(LCDR1)、可変軽鎖相補性決定領域2(LCDR2)、および可変軽鎖相補性決定領域3(LCDR3)を含み、前記LCDR1は配列番号27のアミノ酸配列を含み、前記LCDR2は配列番号28のアミノ酸配列を含み、前記LCDR3は配列番号29のアミノ酸配列を含み;pは0または1であり、nは0または1であり、mは0または1である前記結合タンパク質。

請求項2

第1および第2のポリペプチド鎖は同一であり、二量体を形成する、請求項1に記載の結合タンパク質。

請求項3

第1または第2のポリペプチド鎖のVHドメインのフレームワーク領域は、同じ可変重鎖生殖系列配列から選択され、同じポリペプチド鎖のVLドメインのフレームワーク領域は、同じ可変ラムダまたはカッパ生殖系列配列から選択される、請求項1または2に記載の結合タンパク質。

請求項4

第1または第2のポリペプチド鎖のVHドメインは、配列番号1もしくは配列番号2に示されるヒトVHドメイン配列または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含み;同じポリペプチド鎖のVLドメインは、配列番号5もしくは配列番号6に示されるヒトVκドメイン配列または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項5

第1または第2のポリペプチド鎖のVHドメインは、配列番号1に示される配列を含み、同じポリペプチド鎖のVLドメインは、配列番号5に示される配列を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項6

第1のポリペプチド鎖または第2のポリペプチド鎖は、配列番号9に示される配列を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項7

選択的にTGFβ1に結合する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項8

A549バイオアッセイにおけるヒトTGFβ1に対するIC50が1nM未満である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項9

A549バイオアッセイにおけるヒトTGFβ1に対するIC50が0.1nM未満である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項10

nは1であり、リンカー1は約15アミノ酸長である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項11

nは1であり、リンカー1はアミノ酸配列SGGGSGGGGSGGGGS(配列番号3)、アミノ酸配列GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号4)、または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項12

pは1であり、ヒンジはヒトIgG1またはIgG4ヒンジ領域由来のアミノ酸配列を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項13

ヒンジは、アミノ酸配列PKSCDKTHTCPPCPAPELLGGP(配列番号7)または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項14

ヒンジは、アミノ酸配列CPPCP(配列番号21)を含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項15

mは1であり、リンカー2はアミノ酸配列GGSG(配列番号20)または2個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含む、請求項1〜14のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項16

Fc領域は、定常ドメインCH2およびCH3を含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項17

ヒトIgG1、ヒトIgG4、または10個までのアミノ酸が修飾されているヒトIgG1もしくはIgG4のバリアントから誘導される、請求項1〜16のいずれか1項に記載の結合タンパク質。

請求項18

TGFβ1に結合する単離された結合タンパク質であって、前記結合タンパク質は、N末端からC末端へ、式:(VHドメイン)−(リンカー1)n−(VLドメイン)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)を有するポリペプチド鎖を含み、式中、該VHドメインは、可変重鎖相補性決定領域1(HCDR1)、可変重鎖相補性決定領域2(HCDR2)、および可変重鎖相補性決定領域3(HCDR3)を含み、前記HCDR1は配列番号22のアミノ酸配列を有し、前記HCDR2は配列番号23のアミノ酸配列を有し、前記HCDR3は配列番号24、配列番号25、配列番号26および配列番号30からなる群から選択されるアミノ酸配列を有し;該VLドメインは、可変軽鎖相補性決定領域1(LCDR1)、可変軽鎖相補性決定領域2(LCDR2)、および可変軽鎖相補性決定領域3(LCDR3)を含み、前記LCDR1は配列番号27のアミノ酸配列を有し、前記LCDR2は配列番号28のアミノ酸配列を有し、前記LCDR3は配列番号29のアミノ酸配列を有し;pは0または1であり、nは0または1であり、mは0または1である前記結合タンパク質。

請求項19

TGFβ1に結合することができる可変ドメインを含む単離された結合タンパク質であって、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ2に対する前記結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低いKdをヒトTGFβ1に対して示す前記結合タンパク質。

請求項20

TGFβ1に結合することができる可変ドメインを含む単離された結合タンパク質であって、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ3に対する前記結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低いKdをヒトTGFβ1に対して示す前記結合タンパク質。

請求項21

TGFβ1に結合することができる可変ドメインを含む単離された結合タンパク質であって、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ2に対する前記結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低く、ヒトTGFβ3に対する前記結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低いKdをヒトTGFβ1に対して示す前記結合タンパク質。

請求項22

TGFβ1に結合する単離された結合タンパク質であって、前記結合タンパク質は、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖を含み、該第1および第2のポリペプチド鎖はそれぞれ、式:(VD1)−(リンカー1)n−(VD2)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)、を有し、式中、VD1は、TGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVLドメインおよびTGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVHドメインからなる群から選択される第1の可変ドメインを含み、VD2は、TGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVLドメインおよびTGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVHドメインからなる群から選択される第2の可変ドメインを含み;nは0または1であり、mは0または1であり、pは0または1である前記結合タンパク質。

請求項23

TGFβ1に結合する単離された結合タンパク質であって、前記結合タンパク質は、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖を含み、該第1および第2のポリペプチド鎖は両方が、N末端からC末端へ、式:(VHドメイン)−(リンカー1)n−(VLドメイン)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)を有し、式中、pは0または1であり、nは0または1であり、mは0または1であり、前記結合タンパク質はTGFβ1に選択的に結合する、前記結合タンパク質。

請求項24

請求項1〜23のいずれか1項に記載の結合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む、単離されたポリヌクレオチド

請求項25

配列番号17に示すヌクレオチド配列を含む、請求項24に記載の単離されたポリヌクレオチド。

請求項26

請求項24または25に記載のポリヌクレオチドを含むベクター

請求項27

請求項24または25に記載のポリヌクレオチドを含む宿主細胞

請求項28

ヒト細胞である、請求項27に記載の宿主細胞。

請求項29

ヒト胎児由来腎臓293(HEK293)細胞である、請求項27または28に記載の宿主細胞。

請求項30

チャイニーズハムスター卵巣細胞である、請求項27に記載の宿主細胞。

請求項31

請求項1〜23のいずれか1項に記載の結合タンパク質を作製する方法であって、請求項27に記載の宿主細胞を適切な条件下で培養して、結合タンパク質を製造する工程を含む前記方法。

請求項32

結合タンパク質を精製することをさらに含む、請求項31に記載の方法。

請求項33

請求項1〜23のいずれか1項に記載の結合タンパク質を含む組成物

請求項34

治療有効量の結合タンパク質を含む医薬組成物である、請求項33に記載の組成物。

請求項35

さらに生物学的活性成分賦形剤または希釈剤の1つまたはそれ以上を含む、請求項33または34に記載の組成物。

請求項36

ヒトにおいてTGFβ1活性に直接的または間接的に起因する疾患または状態を処置する方法であって、治療有効量の請求項1〜23のいずれか1項に記載の結合タンパク質を含む医薬組成物をヒトに投与することを含む前記方法。

請求項37

疾患または状態は、線維性疾患がん免疫媒介性疾患、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項36に記載の方法。

請求項38

疾患は、びまん性全身性皮膚硬化症である、請求項36または37に記載の方法。

請求項39

線維性疾患、がん、免疫媒介性疾患、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される疾患または障害の処置のための医薬の製造における、請求項1〜23のいずれか1項に記載の結合タンパク質の使用。

請求項40

疾患は、びまん性全身性皮膚硬化症である、請求項39に記載の使用。

請求項41

疾患は、骨リモデリング疾患である、請求項39に記載の使用。

請求項42

疾患は、腎臓疾患である、請求項39に記載の使用。

技術分野

0001

関連出願
本特許出願は、参照によって本明細書にその全体を組み入れる2015年3月4日に出願された米国仮特許出願第62/128,133号の利益を主張する。

0002

抗原結合二量体(dimer)は、一本鎖断片可変分子(scFv)、ヒンジ、およびFc分子をそれぞれ含む2つのポリペプチドモノマーを有し、トランスフォーミング増殖因子β1(TGFβ1)に対して高親和性およびアビディティを示すが、TGFβ2またはTGFβ3に対しては示さない。該抗原結合二量体を含む組成物、およびTGFβ1活性関与する疾患の処置のための該組成物を使用する方法が提供される。

背景技術

0003

多くの重大な疾患が、TGFβ誘導シグナル伝達経路機能不全と関連している。例えば、TGFβの組織ベルの増加は、特発性肺線維症および心筋線維症発症要因と考えられている。さらに、TGFβの高い局所組織レベルは、いくつかの種類のがん細胞の維持および発達を可能にする。したがって、TGFβシグナル伝達下方制御することは、そのような腫瘍細胞生存性を減少させうる。

0004

TGFβアイソフォームは、2つのモノマージスルフィド結合を介して共有結合的に連結している、類似のフレームワーク構造を有する約25kDaのホモ二量体分子である。哺乳動物アイソフォームは、70〜82%の配列同一性共有するが、血管発生および免疫細胞機能の制御における活性は重複していない。3種のTGFβアイソフォーム、つまりTGFβ1、TGFβ2、およびTGFβ3(それぞれSwiss Prot受託番号P01137、P08112、およびP10600)がヒトで報告されている。TGFβ1およびTGFβ3は、TGFβ受容体I型およびII型として知られる2つの膜貫通受容体細胞外ドメインに結合して、細胞シグナル伝達カスケードを引き起こす。TGFβ2は、TGFβ受容体I型およびII型ならびにTGFβ受容体III型に結合しうる。

0005

ヒトTGFβ1、TGFβ2およびTGFβ3に結合することができる抗体は、臨床適用のために試験されてきた。例えば、Grutterらは、悪性および線維性疾患を処置するための臨床開発においてヒトIgGモノクローナル抗体であるGC1008(Mab;別言して、GC1008)を開示した。非特許文献1。GC1008は、ヒトTGFβアイソフォームの3つ全てを中和することができるため、「汎特異的」TGFβ中和抗体である。TGFβ1を選択的に中和する抗体は、例えば、参照によって本開示に組み入れる特許文献1および特許文献2に開示されている。CAT192(IgG4)としても知られるメテリムマブは、TGF−β1を選択的に中和するヒトIgG4モノクローナル抗体である。例えば、特許文献1を参照。メテリムマブは、強皮症(Scleroderma)としても知られるびまん性全身性皮膚硬化症(diffuse cutaneous systemic sclerosis)の処置のために試験されたが、十分な効能は示されなかった。

0006

米国特許第6,492,497号
米国特許第7,151,169号

先行技術

0007

Proc. Nat’l Acad. Sci. USA、105(51):20251−56(2008)

課題を解決するための手段

0008

本開示は、ヒトTGFβ1を選択的に中和することができるTGFβ1結合scFv−Fc二量体を提供する。一実施形態では、scFv−Fc二量体は、一本鎖Fv領域(scFv)、ヒンジおよびFc領域をそれぞれ含む2つのポリペプチドモノマーで構成されるscFv−Fc融合タンパク質としてフォーマットされる。scFv−Fc二量体のVHおよびVLドメインは、IgG1またはIgG4フォーマットで使用されるときよりも、TGFβ1に対して高い親和性およびアビディティを示し、より効果的にTGFβ1を中和する。

0009

一実施形態では、scFv成分は、メテリムマブのVHおよびVLドメインと同じVHおよびVLドメインで構成される。scFv成分の可変ドメインは、リンカー、例えば、[G4S]3型リンカーで、一緒に連結される。scFv−Fc二量体のscFv成分のそれぞれは、ヒンジ領域、例えばヒトIgG1またはIgG4ヒンジ領域を介して、Fc領域に融合される。二量体のモノマーは、ヒンジ領域におけるシステイン残基間のジスルフィド結合によって共有結合的に連結される。別の実施形態では、scFv−Fc二量体は、メテリムマブに対して構造的相違、最も顕著にはCH1およびCLドメインの不在ならびにVHおよびVLドメインとの間のリンカーの存在を有しうる。有利なことに、scFv−Fc二量体は、A549細胞効力バイオアッセイにおいて、同じVHおよびVLドメインを含むscFv(CAT191(scFv)、配列番号12)の見かけの親和性よりも、ほぼ2桁大きい見かけの親和性をTGFβ1に対して示す。さらにscFv−Fc二量体は、A549細胞バイオアッセイにおいて、同じVHおよびVLドメインを含むIgGフォーマット化抗体(例えば、CAT192)の見かけの親和性よりも、3桁を超えて大きい見かけの親和性をTGFβ1に対して示す。またscFv−Fc二量体は、望ましい安定性および薬物動態特性を示す。scFv−Fc二量体は、その相対的に小さい大きさおよび延長された血清中半減期により、治療適用のために特に有用である。

0010

したがって本発明は、TGFβ1に結合することができる可変ドメインを含む単離された結合タンパク質であって、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ2に対する同じ結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低いKdをヒトTGFβ1に対して示す結合タンパク質を対象とする。

0011

別の実施形態では、本発明は、TGFβ1に結合することができる可変ドメインを含む単離された結合タンパク質であって、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ3に対する同じ結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低いKdをヒトTGFβ1に対して示す結合タンパク質を対象とする。

0012

さらなる実施形態では、本発明は、TGFβ1に結合することができる可変ドメインを含む単離された結合タンパク質であって、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ2に対する同じ結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低く、ヒトTGFβ3に対する同じ結合タンパク質のKdよりも少なくとも約50%低いKdをヒトTGFβ1に対して示す結合タンパク質を対象とする。

0013

さらなる実施形態において、本発明は、TGFβ1に結合する単離された結合タンパク質であって、該結合タンパク質は、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖を含み、該第1および第2のポリペプチド鎖はそれぞれ、式:
(VD1)−(リンカー1)n−(VD2)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)
を有し、
式中、VD1は、TGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVLドメインおよびTGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVHドメインからなる群から選択される第1の可変ドメインを含み、VD2は、TGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVLドメインおよびTGFβ1に結合することができる抗体から単離されたVHドメインからなる群から選択される第2の可変ドメインを含み;nは0または1であり、mは0または1であり、pは0または1である、結合タンパク質を対象とする。

0014

一実施形態では、本発明は、TGFβ1に選択的に結合する、単離されたTGFβ1結合scFv−Fc二量体を対象とする。scFv−Fc二量体は、それぞれN末端からC末端へ、式:(VHドメイン)−(リンカー)−(VLドメイン)−(ヒンジ)−(Fc領域)を有する2つのポリペプチドモノマーを含みうる。別の実施形態では、TGFβ1に結合する単離された結合タンパク質であって、第1のポリペプチド鎖および第2のポリペプチド鎖を含む結合タンパク質が開示される。第1および第2のポリペプチド鎖は両方が、N末端からC末端へ、式:(VHドメイン)−(リンカー1)n−(VLドメイン)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)を有しうる。pは0または1でありえ、nは0または1でありえ、mは0または1でありうる。一態様では、第1および第2のポリペプチド鎖は同一でありえ、二量体を形成しうる。

0015

別の実施形態では、開示されたTGFβ1結合タンパク質は、N末端からC末端へ、式:
(VHドメイン)−(リンカー1)n−(VLドメイン)−(リンカー2)m−(ヒンジ)p−(Fc領域)
を有し、式中、pは0または1でありえ、nは0または1でありえ、mは0または1でありうるポリペプチド鎖を含みうる。

0016

開示された結合タンパク質のVHドメインは、可変重鎖相補性決定領域1(HCDR1)、可変重鎖相補性決定領域2(HCDR2)、および可変重鎖相補性決定領域3(HCDR3)を含みうる。一態様では、HCDR1は、配列番号22のアミノ酸配列を有しえ、HCDR2は、配列番号23のアミノ酸配列を有しえ、HCDR3は、配列番号24、配列番号25、配列番号26、または配列番号30のアミノ酸配列を有しうる。

0017

VHドメインのフレームワーク領域は、可変重鎖生殖系列配列から選択される。VHドメインは、例えば、配列番号1または配列番号2に示されるヒトVHドメイン配列または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントから選択される。

0018

開示された結合タンパク質のVLドメインは、可変軽鎖相補性決定領域1(LCDR1)、可変軽鎖相補性決定領域2(LCDR2)、および可変軽鎖相補性決定領域3(LCDR3)を含みうる。一態様では、LCDR1は、配列番号27のアミノ酸配列を有し、LCDR2は、配列番号28のアミノ酸配列を有し、LCDR3は、配列番号29のアミノ酸配列を有しうる。

0019

VLドメインのフレームワーク領域は、可変ラムダまたはカッパ生殖系列配列から選択される。VLドメインは、例えば、配列番号5または配列番号6に示されるヒトVκドメイン配列または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントから選択される。一実施形態では、二量体のそれぞれのポリペプチドは、配列番号1に示されるVHドメインおよび配列番号5に示されるVκドメインを含んでもよく、これらはそれぞれメテリムマブに存在するVHおよびVLドメインである。

0020

一実施形態では、scFv成分の可変ドメインは、約15アミノ酸長フレキシブルリンカーにより連結される。この文脈において「約」は、リンカーが、プラスまたはマイナス4個までのアミノ酸長で変動しうることを意味する。最適なフレキシビリティに関し、リンカーは、主にグリシンおよびセリン残基で構成される。例えば、リンカーは、[G4S]3型リンカーでありうる。リンカーは、アミノ酸配列SGGGSGGGGSGGGGS(配列番号3)、アミノ酸配列GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号4)、または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを有しうる。この開示の目的において、「x個までのアミノ酸の修飾を有する」とは、xの数までのアミノ酸が、当業者によって、ポリペプチドの構造または機能に顕著な変化を与えることなく、異なるアミノ酸に変更されることを意味する。

0021

別の実施形態では、pは1であり、scFv成分は、ヒンジにより、Fc領域に接続されている。ヒンジは、ヒトIgG1またはIgG4ヒンジ領域由来のアミノ酸配列を含みうる。例えば、ヒンジは、アミノ酸配列PKSCDKTHTCPPCPAPELLGGP(配列番号7)または4個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含みうる。一実施形態では、ヒンジの長さは、3〜15アミノ酸の範囲でありうる。ヒンジがヒトIgG1由来であるとき、アミノ酸配列CPPCP(配列番号21)を含みうる。さらに、ヒトIgG1ヒンジでもある配列番号7のヒンジのバリアントは、アミノ酸配列CPPCP(配列番号21)を含みうる。

0022

別の実施形態では、mは1であり、リンカー2はscFv成分とヒンジとの間に存在する。一態様では、リンカー2は、アミノ酸配列GGSG(配列番号20)または2個までのアミノ酸の修飾を有するそのバリアントを含みうる。

0023

Fc領域は、2つまたは3つの定常ドメイン、例えばCH2ドメインおよびCH3ドメインを含みうる。Fc領域は、例えば、ヒトIgG1、ヒトIgG4、または10個までのアミノ酸の修飾を有するヒトIgG1もしくはヒトIgG4のバリアントから取得される。一実施形態では、二量体のそれぞれのポリペプチドは、配列番号9に示される配列を有する。配列番号9のscFv−Fc二量体の構造は、図2に示される。scFv−Fc二量体は、TGFβ1に選択的に結合しうる。scFv−Fc二量体は、1nM未満、さらには0.1nM未満の見かけの解離定数を示しうる。見かけの解離定数は、例えば、A549バイオアッセイの使用により、または表面プラズモン共鳴により、測定される。

0024

別の実施形態では、scFv−Fc二量体をコードするヌクレオチド配列を含みうる単離されたポリヌクレオチドが開示される。単離されたポリヌクレオチドは、cDNA組み換えDNAまたは合成DNAでありうる。宿主細胞は、単離された核酸を含みうる。宿主細胞は、ヒト細胞、例えばヒト胎児由来腎臓293(HEK293)細胞およびそれから誘導された細胞株、またはチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞でありうる。scFv−Fc二量体を作製する方法は、scFv−Fc二量体を製造するために適切な条件下で宿主細胞を培養することを含んでもよい。scFv−Fc二量体は、精製されたものでもよい。精製の程度は90%、95%、99%、99.5%またはそれ以上でありうる。

0025

本発明のscFv−Fc二量体は、組成物の構成要素でありうる。組成物は、医薬組成物でありうる。医薬組成物は、治療有効量のscFv−Fc二量体を含みうる。組成物はさらに生物学的活性成分賦形剤または希釈剤の1つまたはそれ以上を含みうる。

0026

ヒトにおいてTGFβ1活性に直接的または間接的に起因する疾患または状態を処置する方法は、治療有効量のscFv−Fc二量体を含む医薬組成物を投与することを含みうる。疾患または状態は、線維性疾患、がん、免疫媒介性疾患、例えば、びまん性全身性皮膚硬化症、骨リモデリング疾患、腎臓疾患および/またはそれらの組み合わせからなる群から選択される。scFv−Fc二量体は、線維性疾患、がん、免疫媒介性疾患、例えば、びまん性全身性皮膚硬化症、骨リモデリング疾患、腎臓疾患および/またはそれらの組み合わせからなる群から選択される疾患または障害の処置のための医薬の製造において使用される。疾患または障害の処置は、TGFβ1を中和することまたはTGFβ1シグナル伝達を阻害することを含みうる。疾患または障害の処置は、TGFβ1媒介フィブロネクチン産生、血管内皮増殖因子VEGF)産生、上皮細胞増殖、内皮細胞増殖平滑筋細胞増殖または免疫抑制を阻害することを含みうる。疾患または障害の処置は、ナチュラルキラー細胞活性の増加を含みうる。

0027

本明細書で提示する図面は、例証を目的とするものであり、本発明の範囲を限定するために使用されるものではない。

図面の簡単な説明

0028

様々なフォーマットの一般的構造を示す図である。
scFv(CAT191)が全長IgG4(CAT192)分子に変換されたときに親和性を喪失したことを示す、Biacore TGFβ1結合アッセイの結果を示す図である。
様々な抗体構築物:scFvダイアボディ5aa(配列番号14);CAT191(scFv)(配列番号12);CAT191(scFv−Fc)(配列番号9);ならびにCAT192(IgG4)(軽鎖配列番号10および重鎖配列番号11)による、TGFβ1刺激IL−11産生に対する阻害効果を比較するA549細胞バイオアッセイの結果を示す図面である。
静脈内(IV)投与後のCAT191(scFv−Fc)の半減期を決定するための、薬物動態試験の結果を示す図である。
腹腔内(IP)投与後のCAT191(scFv−Fc)の半減期を決定するための、薬物動態試験の結果を示す図である。
CHO細胞から調製されたCAT191(scFv−Fc)のTGFβ1特異的結合結果を示す図である。
CHO細胞から調製されたCAT191(scFv−Fc)の細胞ベース効力アッセイの結果を示す図である。

0029

開示されたscFv−Fc二量体は、TGFβ1に選択的に高い親和性およびアビディティで結合し、中和する。scFv−Fc領域は、メテリムマブと同じVHおよびVLドメインで構成される。scFv−Fc二量体は、有利なことに、可変ドメインを他のフォーマットで使用するときよりもTGFβ1中和において大きい効能を示す。その相対的に小さい大きさおよび延長された血清中半減期により、本発明のscFv−Fc二量体は、治療適用のための理想的な候補である。

0030

本明細書で使用するとき、第1の要素「および/または」第2の要素は、第1の要素もしくは第2の要素が別々にまたは第1および第2の要素が組み合わせで具体的に開示されていることを意味する。単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明らかに他のことを指示していない限り、複数の参照物を含む。

0031

「単離された」ポリヌクレオチド(もしくは核酸)またはタンパク質は、遺伝的な改変技術を使用して、その天然形態から、かけ離れているおよび/または変化している。「精製された」核酸またはタンパク質は、実質的に純粋であり、例えば、少なくとも90%純粋、または均質形態でありうる。

0032

ヒトTGFβ1に対して「選択的結合」または「選択的に結合する」とは、結合タンパク質(例えば、scFv−Fc二量体)が、ヒトTGFβ2またはヒトTGFβ3に対する結合よりも高い親和性でヒトTGFβ1に結合できること、例えば、TGFβ1に対して、表面プラズモン共鳴により測定されるヒトTGFβ2またはヒトTGFβ3に対する解離定数よりも少なくとも約50%低い解離定数を有することを意味する。

0033

scFv−Fc二量体
一実施形態では、本発明のscFv−Fc二量体の可変ドメインは、参照により本明細書に組み入れる米国特許第6,492,497号に開示のCDR(例えば、米国特許第6,492,497号の配列番号11〜19)に由来する相補性決定領域(CDR)を含む。CDR領域を下記に列挙する。
HCDR1 SYMGH配列番号22
HCDR2 VISYDGSIKYYADSVKG 配列番号23
HCDR3 TGEYSGYDTSGVEL 配列番号24
TGEYSGYDTDPQYS 配列番号25
TGFYSGYDTPASPD 配列番号26
LCDR1RASQGIGDDLG 配列番号27
LCDR2GTSTLQS 配列番号28
LCDR3LQDSNYPLT 配列番号29

0034

驚くべきことに、以下の配列を有するコンセンサスHCDR3結合モチーフが明らかにされる。
HCDR3 TGX1YSGYDTX2X3X4X5X6 配列番号30
ここで、
X1は、任意のアミノ酸(好ましくは、EもしくはF)でありうるか、または存在せず、X2は、任意のアミノ酸(好ましくは、S、DもしくはP)でありうるか、または存在せず、
X3は、任意のアミノ酸(好ましくは、G、PもしくはA)でありうるか、または存在せず、
X4は、任意のアミノ酸(好ましくは、V、QもしくはS)でありうるか、または存在せず、
X5は、任意のアミノ酸(好ましくは、E、YもしくはP)でありうるか、または存在せず、
X6は、任意のアミノ酸(好ましくは、L、SもしくはD)でありうるか、または存在しない。

0035

VHドメインは、配列番号22のHCDR1、配列番号23のHCDR2、ならびに配列番号24、配列番号25、配列番号26、および配列番号30からなる群から選択されるHCDR3の1つを含む。CDR配列は、1〜4個のフレームワーク領域から、N末端から順に、FW1−CDR1−FW2−CDR2−FW3−CDR3−FW4のいずれでも分離される。VHドメインのフレームワーク領域は、可変重鎖生殖系列配列から選択される。一実施形態では、FW領域配列は、同じヒトの可変重鎖生殖系列配列から選択される。VLドメインは、配列番号7のLCDR1、配列番号28のLCDR2、および配列番号29のLCDR3を含む。VLドメインのフレームワーク領域は、可変ラムダまたはカッパ生殖系列配列、例えば、同じヒトの可変ラムダまたはカッパ生殖系列配列から選択される。現在のところ、約40の可変重鎖生殖系列配列が当該分野で知られており、同様に約40の可変カッパ生殖系列配列および約30の可変ラムダ生殖系列配列、例えば、VH3、Vκ1、VH1−69およびVH1−eが知られている。

0036

別の実施形態では、複合VHまたはVLドメインが、本明細書に開示のCDR配列を使用して生成される。例えば、VHまたはVLドメインの結晶構造は、1つの抗体からCDR配列を使用し、別の抗体から生殖系列FW領域を使用して複合ドメインを生成するためのガイダンスとして使用される。さらなる詳細は、参照によって本明細書に組み入れる米国特許出願公開第20020099179号ならびにHomes and Foote、J Immunol. 1997 Mar 1;158(5):2192−201において見出される。

0037

本発明のscFv−Fc二量体は、メテリムマブと同じ、それぞれ配列番号1および配列番号5に示される配列を有するVHおよびVLドメインで構成される。VHドメインは、配列番号2に示される配列を有するVHドメインで置き換えてもよく、VLドメインは、配列番号6に示される配列を有するVLドメインで置き換えてもよい。これらのVHおよびVLドメインは、参照によって本明細書に組み入れる米国特許第6,492,497号(例えば、配列番号4、6、8および10)に開示されている。

0038

「可変ドメイン」(VD)は、免疫グロブリンの超可変結合ドメイン、または当業者に既知のように抗原/リガンド結合に関与する受容体リガンド結合ドメインを指す。可変ドメインは、通常、免疫グロブリン内の位置または由来により参照され、例えば、免疫グロブリンの軽鎖の可変ドメイン(VL)、免疫グロブリンの重鎖の可変ドメイン(VH)、ラクダ科免疫グロブリンの重鎖の可変ドメイン(VHH)と参照される。

0039

「バリアント」可変ドメインは、参照配列と比較して、アミノ酸の付加、置換および/または欠失を含む。VHまたはVLドメインの「バリアント」は、4個までのそのようなアミノ酸修飾を含みうる。例えば、2つのドメインの1つがアミノ酸置換を含みうる一方で、他のドメインは未修飾であり、または両方のドメインがアミノ酸置換を含みうる。アミノ酸残基を付加または欠失させる修飾は、VHまたはVLドメインのN末端またはC末端でなされる。例えば、VHドメインのN末端残基が欠失される。

0040

4個までのアミノ酸置換が、例えば、scFv−Fc二量体を脱免疫化するためになされる。脱免疫化は、例えば、Hardingら、(2010)、mAbs、2:256−265に記載の方法にしたがって実施することができる。

0041

VHおよび/またはVLドメインのフレームワーク残基は、例えば、scFv−Fc二量体の安定性を増加させるおよび/または凝集の傾向を低下させるために置換してもよい。安定性に劣ると、発現されたscFv−Fc二量体が組み換え的に発現されるときに適切にフォールディングされる能力に影響を与え、発現された抗体の一画を非機能的にする可能性がある。また安定性の低い抗体は、潜在的に免疫原性凝集物を形成しやすく、または不十分なアビディティもしくは半減期貯蔵期間を有しうる。scFvポリペプチドは、特に、安定性、溶解性、発現、凝集、分解生成物、ならびに細菌および哺乳動物の両方の発現系における全体的な製造性において問題を示しうる。scFvポリペプチドのVHおよび/またはVLドメインの安定性を増加させるおよび/または凝集の傾向を低下させると考えられるフレームワークアミノ酸置換は、例えば、WO2007/109254に開示されている。本発明のVHおよびVLドメインにおける対応残基の置換は、同様にscFv−Fc二量体の安定性を増加させるおよび/または凝集の傾向を低下させると考えられる。

0042

許容される置換として、配列番号1、2、5または6のアミノ酸を、別のヒトVHまたはVLドメイン生殖系列配列に存在する対応アミノ酸で置き換える置換を含むことが考えられる。これらの生殖系列配列のいずれかに存在するアミノ酸でフレームワークアミノ酸を置換することが許容される。例えば、配列番号1のVHドメインの残基は、任意のVH生殖系列配列、例えば、DP−10(VH1−69)またはDP−88(VH1−e)由来の生殖系列配列の対応する位置に現れるアミノ酸で置換されうる。この場合の対応する位置は、当該分野で周知のアライメント技術、例えば、ClustalWを使用した、様々な生殖系列配列間の配列アライメントにより決定される。

0043

許容されると考えられる追加の置換は、三共結晶構造(three co−crystal structure)の解析により決定される場合その側鎖のほとんどが溶媒に曝されているアミノ酸になされる置換である。残基の溶媒接触性表面積は、当該分野で周知の技術を使用して推定することができる。さらに、可変ドメイン内に埋め込まれたアミノ酸への置換は、アミノ酸の側鎖が隣接残基との立体障害を生じない場合に、より良好に許容されると考えられる。この理由により、埋め込まれたアミノ酸は、一般に、側鎖が同様またはより小さい大きさのアミノ酸で置換される。例えば、埋め込まれたIle残基のLeu、Val、AlaまたはGlyを用いた置換が許容されると考えられる。置換により生じる可能性のある立体障害は、三共結晶構造の解析により予測することができる。許容されると考えられるさらなる置換は、可変ドメイン内の既存の静電相互作用、例えば、双極子−双極子相互作用誘起双極子相互作用水素結合、またはイオン結合を維持させる置換である。

0044

可変ドメインの追加のアミノ酸置換としては、抗体またはその抗原結合断片に新たな有用な特性を付与すると考えられるものが挙げられる。例えば、VHおよび/またはVLドメインの推定N−グリコシル化部位は、N−グリコフォームの形成を予防するまたは減少させるために除去してもよい。アミノ末端残基をGln残基に置換してピログルタミル化を生じさせることができ、これにより電荷バリアントの数を減少させることができる。アミノ酸置換は等電点下げるために使用することができ、これにより、例えばIgGポリペプチド抗体の排泄率を減少させることができる。

0045

可変ドメインの表面残基を、例えばCysまたはLys残基で置換して、共有結合的に修飾、および抗体もしくはその抗原結合断片に有用な特性を付与する分子、例えば、検出可能な標識、毒素、標的化部分もしくはタンパク質に結合させてもよい。例えば、Cys残基は、薬物コンジュゲートを形成するために、細胞毒性薬と結合させることができる。またCys残基は、血清半減期を延長させる分子、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)または血清アルブミンと結合させることもできる。そのようなアミノ酸修飾は、例えば、Beckら、(2010)、Nature、10:345−52に概説されている。

0046

検出可能な標識としては、放射性標識、例えば、131Iまたは99Tcが挙げられ、これらは当該分野で既知の方法を使用して、抗体またはその抗原結合断片に結合させることができる。また標識としては、酵素標識、例えば、西ワサビペルオキシダーゼが挙げられる。さらに標識としては、特別な同系検出可能部分、例えば標識アビジンに対する結合を介して検出されるビオチンなどの化学的部分が挙げられる。精製を容易にする他の部分を結合させてもよい。例えば、抗体またはその抗原結合断片は、周知の組み換え修飾および発現方法を使用してHisタグ化してもよい。

0047

scFv−Fc二量体のVHおよびVLドメインは、本明細書でリンカー1と称されるリンカーにより、一緒に連結される。scFv断片を作製するために適切なリンカーは、当該分野で周知である。例えば、Birdら、(1988)、Science、242:423−426;Hustonら、(1988)、Proc. Nat’l Acad.
Sci. USA、85:5879−5883を参照。連結は、例えば、コード核酸をインフレームで融合して、融合タンパク質を適切な宿主細胞で発現することにより、達成することができる。適切なリンカーは、[G4S]3型のリンカーを含む。[G4S]3型リンカーは、グリシンおよびセリン残基の繰り返し単位で構成される。そのようなリンカーは、例えば、SGGGSGGGGSGGGGS(配列番号3)またはGGGGSGGGGSGGGGS(配列番号4)の配列、または4個までのアミノ酸の修飾を有するそれらのバリアントを有しうる。修飾としては、リンカーの長さを変化させる欠失もしくは挿入、またはアミノ酸の置換、好ましくはGlyからSerへもしくはその逆のアミノ酸置換が挙げられる。[G4S]3型リンカーは、scFv構造の可変ドメインを連結させるために広く使用されているが、その理由は、リンカーが低アレルギー性であり、可変ドメインに対してコンフォメーション的に最小の歪みしか生じさせないためである。例えば、Hustonら、(1988)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、85:5879−83を参照。

0048

scFv−Fc二量体において、本明細書でリンカー2と称される短いリンカー配列は、場合によりVLドメインとヒンジとの間に挿入される。このリンカー配列は、Fc部分に対してscFv成分のフレキシビリティを増加させる。一実施形態では、リンカー2は、GGSG(配列番号20)の配列を有する。GGSGリンカーへの適切な修飾としては、1〜4個のアミノ酸によるその長さの変更、または1〜2個のアミノ酸の置換、好ましくはGlyからSerへもしくはその逆のアミノ酸置換が挙げられる。

0049

ヒンジ領域は、scFV部分をFc領域に連結させるフレキシブルドメインである。IgGおよびIgA分子のヒンジ領域のフレキシビリティは、Fabアーム広範囲の角度をとることを許容し、空間的に様々な距離で離れたエピトープに結合することを可能にする。適切なヒンジ領域には、例えば、アミノ酸配列PKSCDKTHTCPPCPAPELLGGP(配列番号7)を有するヒトIgG1ヒンジ領域が含まれる。この配列は、例えば、米国特許第8,048,421号の図4Bに開示されているように、ヒトIgG1上部ヒンジの一部分、中部ヒンジ、およびCH2ドメインのN末端部に対応する。ヒトIgG1由来のヒンジは、2つのCys残基を有し、対応するモノマーのヒンジのCys残基とジスルフィド結合を形成することができる。ジスルフィド結合を形成するヒトIgG1ヒンジ部分は、アミノ酸配列CPPCP(配列番号21)を含む。ヒトIgG1ヒンジのバリアントは、この配列を含みうる。

0050

scFv成分は、二量体のFc部分を形成するFc領域にインフレームで融合される。適切なFc領域は、2つまたは3つの定常領域を含む。Fc領域は、配列番号8に示されるヒトIgG1のFc領域、または配列番号11のCH2およびCH3ドメインに示されるIgG4のFc領域を含む。抗体のFc領域は、血清半減期ならびにエフェクター機能、例えば補体依存性細胞傷害性(complement−dependent cytotoxicity、CDC)、抗体依存性細胞介在性細胞傷害性(antibody−dependent cellular cytotoxicity、ADCC)および抗体依存性細胞ファゴサイトーシス(antibody−dependent cell phagocytosis、ADCP)などに介在する。

0051

修飾は、scFv−Fc二量体の様々な特性を改善するために、ヒンジおよびFc領域になされる。一実施形態では、天然ヒトFc領域の1個、2個、3個、4個、5個、または10個までのアミノ酸が、ヒンジ領域の修飾に加えて、修飾される。例えば、Fc領域は、scFv−Fc二量体の血清半減期を延長させるために修飾される。IgGの半減期は、受容体FcRnに対するpH依存性結合に依存する。FcRnは、内皮細胞の表面に発現し、pH依存的な形でIgGに結合して、IgGを分解から保護する。例えば、CH2とCH3ドメインとの境界面に位置する変異は、in vivoでFcRnに対する結合親和性およびIgG1の半減期を延長させることが示された。そのような修飾は、例えば、Strohl WR.、2009. Optimization of Fc−mediated effector functions of monoclonal antibodies. Curr Opin Biotechnol.、20(6):685−91;およびVaccaro C.ら、2005. Engineering the Fc region of immunoglobulin G to modulate in vivo antibody levels. Nat Biotechnol.、23(10):1283−8に概説されている。

0052

ヒンジおよび/またはFc領域に対する他の修飾は、エフェクター機能を増加または減少させることができる。4つのヒトIgGアイソタイプは、活性化Fcγ受容体(FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIIa)、阻害性FcγRIIb受容体、および補体(C1q)の第1成分に異なる親和性で結合し、異なるエフェクター機能をもたらす。IgGのFcγRまたはC1qに対する結合は、例えば、IgGヒンジ領域およびCH2ドメインに位置する残基に依存する。これらの残基の単一または複数のアミノ酸置換は、IgGのFcγRまたはC1qとの相互作用の調節により、エフェクター機能に影響を与えうる。他の置換が、エフェクター機能に影響を与えることは公知である。これらの修飾は、例えば、Strohl(2009)、「Optimization of Fc−mediated effector functions of monoclonal antibodies」、Curr. Opin. Biotechnol.、20:685−91に概説されている。

0053

ヒンジおよび/またはFc領域の代表的修飾を表1にまとめる。

0054

0055

さらに、組み換えアミノ酸修飾を使用して、発現ポリペプチドの構造的均一性を減少させることができる。代表的な例は、Petersら、(2012)、J. Biol. Chem.、287(29):24525−33であり、この文献には、IgG4ヒンジ領域におけるCysからSerへの置換により、ジスルフィド結合の不均一性を減少させ、Fabドメインの熱安定性を増加させることが開示されている。同様に、Zhangら、(2010)、Anal. Chem.、82:1090−99には、IgG2ヒンジ領域を改変し、治療適用においてジスルフィド結合スクランブリングおよび構造異性体の形成を制限することが開示されている。CH3ドメインへのアミノ酸修飾を使用して、カルボキシ末端Lys残基を削除し、電荷バリアントの数を減少させることもできる。アミノ酸修飾を使用して、組み換え抗体またはその抗原結合断片の薬理学的機能を改善することもできる。例えば、アミノ酸修飾を使用して、補体活性を増加、FcγRIIIA結合増加もしくはFcγRIIIB結合減少により抗体依存性細胞介在性細胞傷害性(ADCC)を増強、および/またはFcRn結合増加により血清半減期を延長させることができる。そのようなアミノ酸修飾は、例えば、Beckら、(2010)、Nature、10:345−52に概説されている。

0056

核酸およびscFv−Fc二量体を作製する方法
本発明のさらなる態様は、scFv−Fc二量体をコードする核酸を提供する。単離された核酸は、例えば、合成DNA、非天然mRNA、またはcDNAでありうる。例としては、米国特許第6,492,497号の配列番号3、5、7および9に示されるVHおよびVLドメインをコードする核酸が挙げられる。さらなる核酸としては、配列番号14に示されるダイアボディ5aaをコードする本発明の配列番号13で示される配列、ならびに、配列番号16に示されるアミノ酸配列を有するロイシンジッパーペプチド由来二量体をコードする配列番号15に示される配列が挙げられる。さらなる核酸としては、配列番号9に示されるアミノ酸配列を有するCAT191(scFv−Fc)をコードする配列番号17に示される配列が挙げられる。核酸は、プラスミドベクター、または転写もしくは発現カセットに挿入しうる。scFv−Fc二量体をコードする核酸は、当該分野で周知の従来技術、例えばBorsiら、(2002)Int. J. Cancer、102:75−85に開示の技術を使用して、作製され、発現される抗体は試験される。

0057

組み換え宿主細胞は、上記構築物の1つまたはそれ以上を含みうる。scFv−Fc二量体を調製する方法は、scFv−Fc二量体を製造するための条件下でコード核酸を宿主細胞において発現させ、抗体を回収することを含む。抗体を回収する方法は、抗体の単離および/または精製を含みうる。製造方法は、抗体を、少なくとも1つの追加の成分、例えば薬学的に許容される賦形剤を含む組成物に配合することを含みうる。

0058

用語「組み換え宿主細胞」(または単に「宿主細胞」)は、本明細書で使用するとき、外来性DNAが導入された細胞を指すことを意図している。そのような用語は、特定の対象細胞だけではなく、そのような細胞の子孫も指すことが意図されていると理解されるべきである。ある特定の修飾は、変異または環境的影響のいずれかにより、後の世代でも生じうるため、そのような子孫が実際上親細胞と同一でない場合もあるが、依然として本明細書で使用される用語「宿主細胞」の範囲内に含まれる。好ましくは、宿主細胞は、動物界の任意の種類から選択される原核および真核細胞を含む。好ましくは、真核細胞としては、原生生物細胞、真菌細胞植物細胞および動物細胞が挙げられる。最も好ましくは、宿主細胞としては、限定されないが、原核細胞株の大腸菌哺乳動物細胞株のCHO、HEK293およびCOS:昆虫細胞株のSf9;ならびに真菌細胞のサッカロマイセスセレビシエが挙げられる。

0059

scFv−Fc二量体をコードする核酸を含む適切なベクターは、例えば、プロモーター配列ターミネーター配列ポリアデニル化配列エンハンサー配列マーカー遺伝子、および場合に応じた他の配列を含めた適当な制御配列を含む形で選択または構築することができる。ベクターは、例えば、プラスミド、ファージファージミドアデノウイルス、AAV、レンチウイルスから選択される。核酸の操作のための技術および手順、例えば、核酸構築物の調製、変異誘発配列決定、細胞へのDNAの導入、および遺伝子発現は、当該分野で周知である。

0060

用語「ベクター」は、本明細書で使用するとき、連結されている別の核酸を運ぶことができる核酸分子を指すことを意図している。ベクターの1種は、環状二本鎖DNAループを指す「プラスミド」であり、このループの中に追加のDNAセグメントライゲートしうる。ベクターの別の1種は、ウイルスベクターであり、追加のDNAセグメントを、ウイルスゲノムにライゲートしうる。ある特定のベクターは、導入された宿主細胞内で自律増殖することができる(例えば、細菌複製起点を有する細菌ベクター、およびエピソーム哺乳動物ベクター)。他のベクター(例えば、非エピソーム哺乳動物ベクター)は、宿主細胞への導入に際し、宿主細胞のゲノムに組み込むことができ、それにより宿主ゲノムと共に複製される。さらに、ある特定のベクターは、操作可能に連結されている遺伝子の発現を指示することができる。そのようなベクターは、本明細書で「組み換え発現ベクター」(または単に「発現ベクター」)として参照される。一般に、組み換えDNA技術で有用性のある発現ベクターは、プラスミドの形態であることが多い。プラスミドは、ベクターの最も一般的に使用される形態であるため、本明細書において、「プラスミド」および「ベクター」は相互に交換可能に使用される。しかしながら、本発明は、同様の機能を有する他の発現ベクターの形態、例えば、ウイルスベクター(例えば、複製欠損レトロウイルス、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルス)も含むことを意図している。

0061

そのような核酸の宿主細胞への導入は、当該分野で周知の技術を使用して達成することができる。真核細胞について、適切な技術としては、例えば、リン酸カルシウムトランスフェクションDEAEデキストランエレクトロポレーションリポソーム媒介トランスフェクション、およびレトロウイルスまたは他のウイルスを用いた形質導入を挙げることができる。細菌細胞については、適切な技術としては、塩化カルシウム形質転換、エレクトロポレーション、およびバクテリオファージを用いたトランスフェクションを挙げることができる。導入に続き、例えば遺伝子を発現するための条件下で宿主細胞を培養することにより、核酸からの発現を生じさせるまたは可能にしてもよい。一実施形態では、本発明の核酸は、宿主細胞のゲノム、例えば染色体に組み込まれる。組み込みは、標準技術にしたがって、ゲノムの組み換えを促進する配列を含めることにより促進される。

0062

多種多様な宿主細胞においてポリペプチドをクローニングおよび発現するための系は周知である。適切な宿主細胞としては、細菌、哺乳動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、真菌酵母、ならびにトランスジェニック植物および動物が挙げられる。異種ポリペプチドの発現のために当該分野で利用可能な哺乳動物細胞株としては、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、HeLa細胞ベビーハムスター腎臓細胞、マウスメラノーマ細胞ラット骨髄腫細胞、ヒト胎児由来腎臓細胞、例えば、HEK293細胞、ヒト胚性網膜細胞、および多くの他の細胞が挙げられる。大腸菌などの原核細胞における抗体および抗体断片の発現は、当該分野で十分確立されている。概要について、例えばPluckthun、Bio/Technology、9:545−551(1991)を参照。培養真核細胞における発現も、例えば、Andersenら、(2002)、Curr. Opin. Biotechnol.、13:117−23に概説されているように、当業者にとって利用可能である。

0063

scFv−Fc二量体は、天然にまたは選択した発現宿主、例えばCHO、HEK293もしくはNSO(ECACC85110503)細胞によりグリコシル化され、または、例えば原核細胞での発現により製造する場合はグリコシル化されない。グリコシル化は意図的に変化させてもよく、例えば、得られるscFv−Fc二量体のADCC活性を増加させるために、フコシル化を抑制してもよい。

0064

抗体またはその抗原結合断片の使用方法
scFv−Fc二量体は、ヒトまたは動物体の処置または診断方法において使用することができ、例えば、患者を処置するために有効量を投与することを含む、ヒト患者における疾患または障害の処置(予防的処置を含みうる)方法において使用することができる。処置可能な状態としては、TGFβ1が作用している任意の状態、例えば、線維性疾患、がん、免疫媒介性疾患および創傷治癒、例えば、びまん性全身性硬化症(diffuse systemic sclerosis)、骨リモデリング疾患、腎臓疾患および/またはそれらの組み合わせが挙げられる。

0065

ヒトTGFβ1に特異的な抗体は、TGFβ1糸球体腎炎(Borderら、(1990)、Nature、346:371−374)、神経瘢痕(neural scarring)(Loganら、(1994)、Eur. J. Neurosci.、6:355−363)、皮膚瘢痕(Shahら、(1992)、Lancet、339:213−214;Shahら、(1994)、J. Cell Science、107:1137−1157;Shahら、(1995)、J. Cell Science、108:985−1002)、および肺線維症(Giriら、(1993)、Thorax、48:959−966)の処置について動物モデルで有効であることが示されてきた。さらに、TGFβ1、2および3に対する抗体は、肺線維症、放射線誘線維症(米国特許第5,616,561号)、骨髄線維症火傷デュピュイトラン拘縮胃潰瘍および関節リウマチ(Wahlら、(1993)、Exp. Medicine、177:225−230)のモデルに有効であることが示されてきた。

0066

scFv−Fc二量体は、TGFβ1活性に直接的または間接的に起因する疾患および状態を処置するために有用である。scFv−Fc二量体は、in vitroまたはin vivoでヒトTGFβ1アイソフォームの活性を選択的に阻害しうる。TGFβ1アイソフォームの活性としては、限定されないが、TGFβ媒介シグナル伝達細胞外マトリックス(ECM)沈着上皮および内皮細胞増殖の阻害、平滑筋増殖の促進、III型コラーゲン発現の誘導、TGF−β、フィブロネクチン、VEGFおよびIL−11発現の誘導、潜在関連ペプチドの結合、腫瘍誘導免疫抑制血管新生の促進、筋線維芽細胞の活性化、転移の促進、ならびにNK細胞活性の阻害が含まれる。例えば、scFv−Fc二量体は、巣状分節性糸球体硬化症FSGS)、肝線維症(HF)、急性心筋梗塞(AMI)、特発性肺線維症(IPF)、強皮症(SSc)、およびマルファン症候群を処置するために有用である。

0067

scFv−Fc二量体は、疾患および状態、例えば、限定されないが、線維性疾患(糸球体腎炎、神経瘢痕、皮膚瘢痕、肺線維症(pulmonary fibrosis)、肺線維症(lung fibrosis)、放射線誘発線維症、肝線維症、骨髄線維症など)、火傷、免疫媒介性疾患、炎症性疾患(例えば、関節リウマチ)、移植拒絶、がん、デュピュイトラン拘縮、および胃潰瘍を処置するために有用である。scFv−Fc二量体は、腎機能不全、例えば、限定されないが、糖尿病性(I型およびII型)腎障害、放射線誘発性腎症閉塞性腎症、びまん性全身性硬化症、肺線維症、同種移植片拒絶遺伝性腎臓疾患(例えば、多発性嚢胞腎海綿馬蹄腎)、糸球体腎炎、腎硬化症腎石灰化症全身性エリテマトーデスシェーグレン症候群バージャー病、全身性または糸球体高血圧尿細管間質性腎炎尿細管性アシドーシス腎結核ならびに腎梗塞の処置、予防および発現リスクの減少のためにも有用である。特に、scFv−Fc二量体は、レニンアンジオテンシンアルドステロン系のアンタゴニスト、例えば、限定されないが、レニン阻害剤アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤、Ang II受容体アンタゴニスト(「Ang II受容体ブロッカー」としても知られる)およびアルドステロンアンタゴニストと組み合わせるとき、有用である。そのようなアンタゴニストとの組み合わせでscFv−Fc二量体を使用する方法が、例えば、WO2004/098637
に示されている。

0068

またscFv−Fc二量体は、ECMの沈着に関連する疾患および状態、例えば、全身性硬化症、術後癒着ケロイドおよび肥厚性瘢痕増殖性硝子体網膜症緑内障排出路手術(glaucoma drainage surgery)、角膜損傷、白内障ペイロニー病成人呼吸促迫症候群肝硬変心筋梗塞後瘢痕、血管形成術再狭窄くも膜下出血後瘢痕、多発性硬化症椎弓切除術後線維症、および他の修復後の線維症、タトゥー除去による瘢痕、胆汁性肝硬変硬化性胆管炎を含む)、心膜炎胸膜炎気管切開術穿通性中枢神経系損傷、好酸球筋痛性症候群血管再狭窄、静脈閉塞性疾患、膵炎、ならびに乾癬性関節症を処置するために有用である。

0069

さらにscFv−Fc二量体は、疾患および状態の再上皮化、例えば静脈性潰瘍虚血性潰瘍(褥瘡)、糖尿病性潰瘍移植部位移植ドナー部位、表皮剥脱および火傷、気管支上皮の疾患、例えば、喘息、ARDS、腸上皮の疾患、例えば、細胞毒処置に関連する粘膜炎食道潰瘍(逆流症)、胃潰瘍、小腸および大腸病変炎症性腸疾患)の再上皮化を促進するために有用である。

0070

scFv−Fc二量体は、内皮細胞増殖の促進、例えばアテローム性動脈硬化プラークの安定化、血管吻合術治癒促進における内皮細胞増殖の促進、または平滑筋細胞増殖の阻害、例えば、動脈疾患、再狭窄および喘息における平滑筋細胞増殖の阻害のために使用してもよい。

0071

scFv−Fc二量体は、マクロファージ媒介感染に対する免疫応答を増強させるために有用である。またscFv−Fc二量体は、例えば、腫瘍、AIDSまたは肉芽腫性疾患によって引き起こされる免疫抑制を減少させるために有用である。scFv−Fc二量体は、がんなどの過剰増殖性疾患、例えば、限定されないが、乳がん前立腺がん卵巣がん胃がん、腎臓がん、膵臓がん結腸直腸がん皮膚がん肺がん子宮頸部がん、および膀胱がんグリオーマ中皮腫、ならびに様々な白血病および肉腫、例えばカポジ肉腫の処置に有用であり、そのような腫瘍の再発または転移を処置または予防するために有用である。また本発明のscFv−Fc二量体は、シクロスポリン媒介転移を阻害するために有用である。

0072

がん治療の文脈において、「処置」は、腫瘍増殖遅延、または腫瘍転移の減少、ならびに患者の平均余命を延長させるためのがんの部分的寛解をもたらす任意の医学介入を含む。

0073

処置方法は、scFv−Fc二量体、またはscFv−Fc二量体を含む医薬組成物の投与を含む。scFv−Fc二量体は、投与される医薬の製造において使用される。例えば、医薬または医薬組成物を作製する方法は、scFv−Fc二量体を、薬学的に許容される賦形剤と共に製剤化することを含む。組成物は、単独でまたは他の処置と組み合わせて、処置される状態に応じて、同時にまたは連続的に投与される。

0074

患者への利益を示すためには、十分な「治療有効量」で投与されることが好ましい。そのような利益は、特定の疾患または状態の少なくとも1つの症状を少なくとも改善するものでありうる。投与される実際の量、速度および投与経過は、処置される疾患または状態の性質および重症度に依存する。処置の処方、例えば、投与量の決定などは、前臨床および臨床試験に基づいて判断することができ、その設計は十分に当該分野の技術水準の範囲内である。

0075

正確な用量は、因子の数、例えば、scFv−Fc二量体が診断のためまたは処置のためであるか、処置される領域の大きさおよび位置、ならびにscFv−Fc二量体に結合している任意の検出可能な標識または他の分子の性質に依存する。scFv−Fc二量体の典型的な用量は、例えば、全身投与に対して100μg〜1gの範囲とされ、局所適用に対して1μg〜1mgの範囲とされる。成人患者の単独処置のための用量は、幼児および乳児のために比例的に調節しうる。処置は、医師の判断で、毎日、1週間に2回、毎週、毎月または他の間隔で繰り返してもよい。処置は周期的であってもよく、投与の間の期間が、約2週間またはそれ以上、好ましくは約3週間またはそれ以上、より好ましくは約4週間またはそれ以上であってもよく、または約1カ月に1回であってもよい。

0076

患者の体重1kgあたり約0.1、0.3、1、3、10または15mgの用量レベルが、有用および安全であると考えられる。例えば、ラットおよびマウスにおいて0.5〜5mg/kgが、急性状況における有効量であった。したがって、長期投与では、21日間の推定半減期に基づいて、0.3〜10mg/kgがヒトに対して投与される。用量は、効能のために十分な量とされ、一方で最適な投与を容易にするために十分に低用量とされる。例えば、50mg未満の用量は皮下投与を容易にする。静脈内投与が、重度疾患に対する送達経路として使用されるが、高用量および長期投与間隔が必要となりうる。皮下注射は、製品に対する潜在的な免疫応答を増加させうる。局所性疾患に対する局所投与は、投与製品の量を減少させ、作用部位の濃度を増加させることができ、安全性を向上させることができる。

0077

本発明のscFv−Fc二量体は、注射により、例えば、皮下、静脈内、腔内(例えば、腫瘍切除後)、病巣内、腹腔内または筋肉内に投与してもよい。またscFv−Fc二量体は、吸入により、または局所的に(例えば、眼内、鼻腔内、直腸創傷内、皮膚上に)、または経口により送達してもよい。

0078

scFv−Fc二量体は、通常、scFv−Fc二量体に加えて少なくとも1つの成分を含みうる医薬組成物の形態で投与される。したがって、医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤、担体バッファー、安定剤、または当業者に周知の他の物質を含みうる。そのような物質は、非毒性で、かつ活性成分の効能に干渉しないものであるべきである。そのような物質には、例えば、あらゆる溶媒、分散媒コーティング剤抗生剤抗菌剤等張剤および吸収遅延剤が含まれうる。薬学的に許容される担体の一部の例は、水、生理食塩水リン酸緩衝生理食塩水、デキストロースグリセロールエタノールなど、ならびにそれらの組み合わせである。多くの場合には、等張剤、例えば、糖、マンニトールもしくはソルビトールなどの多価アルコール、または塩化ナトリウムを、組成物に含めることが好ましい。薬学的に許容される物質のさらなる例は、湿潤剤、または補助物質、例えば乳化剤保存剤またはバッファーであり、これらは貯蔵期間または効果を増加させる。

0079

担体または他の材料の詳細な性質は、投与経路に依存する。静脈内注射または患部での注射について、活性成分は、発熱物質不含で適切なpK、等張性および安定性を有する非経口的に許容される水溶液の形態である。当業者は、例えば、塩化ナトリウム注射液リンゲル液および乳酸加リンゲル液などの等張ビヒクルを使用して、適切な溶液を十分に調製することができる。保存剤、安定剤、バッファー、抗酸化剤および/または他の添加剤を含めてもよい。

0080

scFv−Fc二量体は、液体半固体または固体形態で、例えば、液体溶液(例えば、注射および注入溶液)、分散液、懸濁液、粉末、リポソームおよび坐剤で製剤化しうる。好ましい形態は、意図する投与様式、治療適用、分子の物理化学的性質、および送達経路に依存する。製剤には、賦形剤、または賦形剤の組み合わせ、例えば、糖、アミノ酸および界面活性剤を加えてもよい。液体製剤には、広い範囲のscFv−Fc二量体濃度およびpHを含めうる。固体製剤は、例えば、凍結乾燥噴霧乾燥、または超臨界流体技術による乾燥により製造しうる。

0081

治療組成物は、溶液、マイクロエマルジョン、分散液、リポソーム、または高薬物濃度に適した他の秩序ある構造で製剤化することができる。滅菌注射液は、適切な溶媒中に、scFv−Fc二量体を、上記に列挙した成分の1種または組み合わせと共に組み入れて、その後、滅菌ろ過することにより、調製することができる。一般に分散液は、基礎分散媒体および上記に列挙した中の他の成分を含有する滅菌ビヒクルに、活性化合物を組み入れることにより調製される。滅菌注射溶液調製用滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、前述の滅菌ろ過溶液から活性成分および任意のさらなる所望の成分の粉末を生じさせる、真空乾燥法および凍結乾燥法である。溶液の適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティング剤を使用することにより、分散液の粒径を維持することにより、または界面活性剤を使用することにより、維持することができる。注射性組成物の持続的吸収は、吸収を遅延させる薬剤、例えばモノステアリン酸塩およびゼラチンを、組成物に含めることによりもたらされる。

0082

ある特定の実施形態では、活性化合物は、急速な放出に対してscFv−Fc二量体を保護する担体、例えば、インプラント経皮パッチおよびマイクロカプセル化送達系などの徐放製剤を用いて調製してもよい。生分解性生体適合性ポリマー、例えば、エチレン酢酸ビニルポリ酸無水物ポリグリコール酸コラーゲンポリオルトエステルおよびポリ乳酸などを使用してもよい。そのような製剤の調製のための多くの方法が特許となっており、または当業者に一般に知られている。

0083

scFv−Fc二量体を使用する方法には、TGFβに対する結合を生じさせることまたは可能にすることを含めてもよい。そのような結合は、in vivoで、例えば、scFv−Fc二量体を患者に投与した後に生じてもよく、またはin vitroで、例えば、ELISAウェスタンブロッティング免疫細胞化学免疫沈降親和性クロマトグラフィーまたは細胞ベースアッセイにおいて生じてもよく、またはex vivoで、治療方法に基づき、例えば、細胞もしくは体液をex vivoでscFv−Fc二量体と接触させ、次いで患者に投与する方法に基づいて生じてもよい。

0084

scFv−Fc二量体を含むキットが提供される。scFv−Fc二量体は、試料中の反応性を決定するために標識してもよい。キットは、例えば、診断解析で利用してもよい。キットには、成分を使用するための指示書を含めてもよい。そのような方法の実施を援助するまたは可能にする付属的材料を、キット内に含めてもよい。

0085

試料中のscFv−Fc二量体の反応性は、任意の適切な手段、例えば、放射免疫アッセイRIA)により測定しうる。放射活性標識抗原は、未標識抗原試験試料)と混合させてもよく、scFv−Fc二量体に結合させてもよい。結合抗原を未結合抗原から物理的に分離し、scFv−Fc二量体に結合した放射活性抗原の量を決定する。競合的結合アッセイも、抗原またはレポーター分子に連結したアナログを使用して、非放射活性抗原で使用される。レポーター分子は、蛍光色素リン光体または色素でありうる。適切な蛍光色素としては、フルオレセインローダミンフィコエリトリンおよびテキサスレッドが挙げられる。適切な発色性色素としては、ジアミノベンジジンが挙げられる。

0086

他のレポーターとしては、巨大分子コロイド粒子または有色、磁性もしくは常磁性ラテックスビーズなどの粒状物質が挙げられ、また視覚的に観察される、電子工学的に検出されるまたは他の方法で記録される検出可能なシグナルを直接的にまたは間接的に生じさせることができる生物学的または化学的に活性な物質が挙げられる。これらの分子は、例えば、色を発色もしくは変化させる反応を触媒するまたは電気的特性の変化を生じさせる酵素でありうる。それらは分子的に励起性でありえ、エネルギー状態間電子遷移により、特徴的なスペクトル吸収または発光をもたらしうる。それらはバイオセンサと組み合わせて使用される化学的実体を含んでもよい。ビオチン/アビジンまたはビオチン/ストレプトアビジンおよびアルカリホスファターゼ検出系を使用してもよい。抗体−レポーターコンジュゲートにより生成されたシグナルを使用して、試料中の関連する抗体結合の定量可能な絶対的または相対的データを誘導してもよい。

0087

また本発明は、競合アッセイにおいて抗原レベルを測定するためのscFv−Fc二量体の使用を提供する。scFv−Fc二量体は、例えば、結合に際して物理的または光学的変化が生じるようにレポーター分子に連結させてもよい。レポーター分子は、検出可能、好ましくは測定可能なシグナルを、直接的にまたは間接的に生成しうる。レポーター分子は、共有結合により、例えばペプチド結合を介して、または非共有結合により、直接的または間接的に連結させることができる。scFv−Fc二量体とタンパク質レポーターは、ペプチド結合により、および融合タンパク質として組み換え的に発現させることにより、連結させうる。

0088

本発明のさらなる態様および実施形態は、以下の実験的例証を含む本開示に照らして、当業者に明らかとなる。

0089

scFvおよびIgG4抗体の親和性および効力
CAT192(IgG4)(メテリムマブ)は、TGF−β1を選択的に中和するヒトIgG4モノクローナル抗体である。TGFβ1(20−600RU)を、NHS/EDC化学を使用して、BiacoreのCM5チップ固定化した。様々な量のCAT192(IgG4)を表面に注射し、表面プラズモン共鳴により決定されるTGFβ1に対する結合を観察した。データを、1:1結合モデルを用いて解析し、結合定数を決定した。CAT192(IgG4)は、図2に示すように、親のCAT191scFvによる結合と比較して、表面プラズモン共鳴により決定される相対的に低い親和性で、TGFβ1に結合することが分かった。CAT192(IgG4)は、さらに、A549細胞ベースの効力アッセイにおいて、TGFβ1刺激IL−11産生の阻害により測定される相対的に低い効能(IC50=約10nM)を示した。A549アッセイの代表的な結果を図3に示す。A549アッセイは、Rapozaら、(2006)、「Development of an in vitro potency assay for therapeutic TGFβ antagonists: the A549 cell bioassay」、J. Immunol. Methods、316:18−26に開示されている手法にしたがって実施した。約10nMの見かけの解離定数によりTGFβ1に対する特異的な結合が示されたが、CAT192(IgG4)の治療適用は、相対的に高い効力から利益を得ていた。

0090

修飾IgG1抗体
CAT192(IgG4)の親和性は、ある特定の変性条件により、わずかに増強され、scFvがIgG4に変換される間に、抗体フォールディングにより親和性の喪失が引き起こされたことが示唆された。IgG4フォールディングは特有であることが提唱されてきた(Aalberse and Schuurman、「IgG4 breaking the rules」、Immunology、105:9−19)。IgG4におけるFabアーム交換ならびにFabsのFc CH2ドメインとの相互作用は、CAT192(IgG4)による親和性の喪失を説明しうる可能性があった。それゆえ、CAT192を、IgG4 Fc(CH1、CH2およびCH3ドメイン)のコンセンサスIgG1配列への置き換えにより再構築し、IgG1型を作製した。CAT192(IgG1)をコードするDNAを、GeneArtから合成し、発現ベクターpCEP4(−E+I)Destにサブクローニングした。

0091

CAT192(IgG1)を、HEK293トランスフェクションから製造し、プロテインAカラムで精製した。しかしながら、IgG4からIgG1へのCAT192再構築は、親和性を増加させなかった。IgG1およびIgG4から生成したFab断片は、いずれもその親和性を増加させなかった。CAT191(scFv)(配列番号12)の高親和性は、IgG1であってもIgG4であっても、全長抗体フォーマットに変換される間に失われると結論された。これは予期されなかったことである。なぜなら、ライブラリから得られたscFv成分は、治療薬開発のために全長IgGフォーマットにしばしば改変されるためである。

0092

様々な二量体設計
CAT191(scFv)(配列番号12)は、表面プラズモン共鳴により、高親和性でTGFβ1に結合することが分かったが、CAT191(scFv)は、TGFβ1の効果的な中和のために必要となるアビディティを欠いていた。したがって、様々な他のフォーマットを、scFv成分を基本構築単位として使用して、試験した。試験したフォーマットを含む、抗体断片の全体的なフォーマットを図1に示す。

0093

試験したフォーマットには、ダイアボディ、ペプチド由来二量体(例えば、ロイシンジッパーペプチド由来二量体)、およびscFv−Fc二量体が含まれた。scFvCAT191ダイアボディは、短い5aaリンカー(GSSGG)(配列番号19)と置き換えられた(Gly4Ser)3型リンカーを有し、非共有結合性の2価の結合物質(ダイアボディ二量体)を生じた。それぞれのモノマーは、配列番号14に示される配列を有した。ロイシンジッパーペプチド由来二量体のそれぞれのモノマーは、配列番号16に示される配列を有した。最後に、scFv−Fc二量体のそれぞれのモノマーは、配列番号9に示される配列を有した。ダイアボディおよびペプチド由来二量体は大腸菌で発現させ、scFv−FcはHEK293細胞で発現させた。

0094

ロイシンジッパーペプチド由来二量体は発現が困難であり、部分的に精製された二量体は、表面プラズモン共鳴により測定される中程度の親和性のみを示した。ダイアボディ(scFv 5aa)は中程度の親和性のみを示したが、アビディティはなかった。対照的に、一過性HEK293トランスフェクションから製造したscFv−Fc二量体は、高親和性およびアビディティでTGFβ1に特異的に結合することが分かった。表面プラズモン共鳴で得られる見かけの解離定数として表される結合結果を、下記表2にまとめた。

0095

0096

様々なフォーマットのTGFβ1中和効力を、A549細胞ベースのバイオアッセイでも比較した。図3に、ダイアボディ(「scFvダイアボディ5aa」)、CAT191(scFv)(「scFv」)、scFv−Fc二量体(「CAT191(scFv−Fc」)、およびCAT192(IgG4)(「CAT192」)についてのA549バイオアッセイ結果を示した。図3に示されるように、scFv−Fc二量体は、このアッセイで、CAT192よりも4桁を超えて低い(約10−3nM対約101nM)見かけの解離定数を示した。

0097

scFv−Fcクローン
CAT191(scFv−Fc)を、より大きいスケールでCHO細胞においてクローニングおよび製造した。CAT191scFv−Fcコード配列を、遺伝子特異的フォワードおよびリバースプライマーセットを使用して、pCEP4系発現ベクターからPCR増幅した。PCR増幅の一部として、以下の変化を、CAT191scFv−Fcコード配列に導入した:1)5’および3’端でのエンドヌクレアーゼ部位の付加、2)開始コドンの直ぐ上流へのKozakコンセンサス配列の付加、3)「TAG」終止コドンの「TAA」への変更、ならびに4)停止コドン上流の4つのチミジンヌクレオチドから1つのグアノシンへの変異による内在性スプライスドナー部位の除去。スプライスドナー部位の変異は、アミノ酸変化をもたらさなかった。

0098

配列検証(sequence verification)および分子クローニングを容易にするために、PCR増幅CAT191コード配列を、シャトルベクターにサブクローニングした。配列検証後、CAT191コード配列を、Genzyme発現ベクターpGZ600およびpGZ620にクローニングした。いずれのベクターでも、ハムスターβアクチンプロモーターを使用し、CAT191導入遺伝子の発現を駆動した。また、別個プロモーターSV40)により駆動されるDHFR選択マーカーを含有させ、CHO細胞の選択を可能にした。CHO−8D6宿主細胞株を、pGZ600−CAT191またはpGZ620−CAT191発現プラスミドのいずれかにトランスフェクトした。短い回収期間の後、トランスフェクトされた細胞を、ヌクレオチド欠乏選択増殖培地に入れ、安定なトランスフェクタントプールを生成した。プールを選択から回収した後、20nMメトトレキサートの存在下で第2ラウンドの選択を実施した。このように選択されたCHOプールをスケールアップし、馴化培地を用いて、プロテインAカラムを使用した精製を行った。

0099

CHO細胞産生タンパク質を、SDS−PAGE、Biacore結合、SEC−HPLCおよびA549細胞効力アッセイにより特性決定した。結果から、scFv−Fc二量体が高い親和性および効力を有し、TGFβ1を特異的に中和することが確認された。効力は、汎特異的GC1008抗体(図6および図7)と比較して優っていた。

0100

循環半減期(circulation half−life)
CAT191(scFv−Fc)の循環半減期を、表3に示す試験設計を使用してマウスモデルで試験した。

0101

0102

腹腔内(IP)または静脈内(IV)投与後、所定時間に、後眼窩(retro−orbital plexus)から採血した。およそ60μLの全血ヘマトクリット毛細管内に回収し、血清へ処理した。全ての試料は、解析まで−80℃で保存した。CAT191(scFv−Fc)濃度は、ELISAにより決定した。この薬物動態試験の結果を図4および図5に示した。結果から、1.5〜2.0日間の循環半減期が示唆され、通常のscFv分子の数時間よりも非常に長かった。

0103

scFv−Fc二量体の安定性
−80℃で保存したCAT191(scFv−Fc)の安定性を、SEC−HPLC、Biacore TGFβ1結合、およびA549効力アッセイにより1年間観察した。試験期間の間に、凝集、親和性または効力の変化は観察されなかった。4℃で保存した材料は、1年間で、わずかだが、安定した凝集の増加を示した。小さい大きさ、高選択性、TGFβ1に対する効力、および長いin vivo半減期の特有の組み合わせにより、CAT191(scFv−Fc)は、治療適用のための理想的な候補であった。

0104

本開示を通して引用されている全ての文献、例えば、限定されないが、科学的論文、特許、および特許出願公開公報は、あたかもその全体の内容が本明細書で再現されているように、参照によって本明細書に組み入れる。

実施例

0105

配列表
配列番号1:ヒトIgG1 VHドメインクローンSL15(SQN4 US6492497)
EVQLVESGGGVVQPGRSLRLSCAASGFTFSSYGMHWVRQAPGKELEWVAVISYDGSIKYYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCARTGEYSGYDTDPQYSWGQGTTVTVSS
配列番号2:ヒトIgG1 VHドメインクローンJT182(SQN10 US6492497)
QVQLVESGGGVVQPGRSLRLSCAASGFTFSSYGMHWVRQAPGKELEWVAVISYDGSIKYYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCARTGEYSGYDTPASPDWGQGTTVTVSS
配列番号3:合成リンカー
SGGGSGGGGSGGGGS
配列番号4:合成リンカー
GGGGSGGGGSGGGGS
配列番号5:ヒトIgG1 VκドメインクローンSL15A:(SQN6 US6492497)
EIVLTQSPSSLSASVGDRVTITCRASQGIGDDLGWYQQKPGKAPILLIYGTSTLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTINSLQPEDFATYYCLQDSNYPLTFGGGTRLEIK
配列番号6:ヒトIgG1 VκドメインクローンSL15S:(SQN8 US6492497)
EIVLTQSPSSLSASVGDRVTITCRSSQGIGDDLGWYQQKPGKAPILLIYGTSTLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTINSLQPEDFATYYCLQDSNYPLTFGGGTRLEIK
配列番号7:ヒトIgG1ヒンジ領域
PKSCDKTHTCPPCPAPELLGGP
配列番号8:ヒトIgG1Fc領域
SVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK
配列番号9:CAT191(scFv−Fc)
EVQLVESGGGVVQPGRSLRLSCAASGFTFSSYGMHWVRQAPGKELEWVAVISYDGSIKYYADSVKGRFTISRDNSKNTLYLQMNSLRAEDTAVYYCARTGEYSGYDTDPQYSWGQGTTVTVSSSGGGSGGGGSGGGGSEIVLTQSPSSLSASVGDRVTITCRSSQGIGDDLGWYQQKPGKAPILLIYGTSTLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTINSLQPEDFATYYCLQDSNYPLTFGGGTRLEIKGGSGPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK配列番号10:CAT192(IgG4)軽鎖
EWLTQSPSSLSASVGDRVTITCRASQGIGDDLGWYQQKPGKAPILLIYGTSTLQSGVPSRFSGSGSGTDFTLTINSLQPEDFATYYCLQDSNYPLTFGGGTRLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC
配列番号11:CAT192(IgG4)重鎖
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配列番号12:CAT191(scFv)
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配列番号13:ダイアボディ5aaをコードする核酸
atgaccatgattacgccaagctttggagccttttttttggagattttcaacgtgaaaaaattattattcgcaattcctttagttgttcctttctatgcggcccagccggccatggccgaggtgcagctggtggagtctgggggaggcgtggtccagcctgggaggtccctgagactctcctgtgcagcctctggattcaccttcagtagctatggcatgcactgggtccgccaggctccaggcaaggagctggagtgggtggcagttatatcatatgatggaagtattaaatactatgcagactccgtgaagggccgattcaccatctccagagacaattccaagaacacgctgtatctgcaaatgaacagcctgagagctgaggacacggctgtgtattactgtgcgcgaactggtgaatatagtggctacgatacggacccccagtactcctgggggcaagggaccacggtcaccgtctcctcaggttcctctggcggtgaaattgtgctgactcagtctccatcctccctgtctgcatctgtaggagacagagtcaccatcacttgccggtcaagtcagggcattggagatgatttgggctggtatcagcagaagccagggaaagcccctatcctcctgatctatggtacatccactttacaaagtggggtcccgtcaaggttcagcggcagtggatctggcacagatttcactctcaccatcaacagcctgcagcctgaagattttgcaacttattactgtctacaagattccaattacccgctcactttcggcggagggacacgactggagattaaacgtgcggccgcacatcatcatcaccatcacggggccgcagaacaaaaactcatctcagaagaggatctgaatggggccgcatagtagctcgagatcaaacgggctagccagccagaactcgccccggaagaccccgaggatgtcgagcaccaccaccaccac
配列番号14:ダイアボディ5aa
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配列番号15:ロイシンジッパーペプチド由来二量体をコードする核酸
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配列番号16:ロイシンジッパーペプチド由来二量体
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配列番号17:CAT191(scFv−Fc)をコードする核酸
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配列番号18:ヒトTGFβ1
ALDTNYCFSSTEKNCCVRQLYIDFRKDLGWKWIHEPKGYHANFCLGPCPYIWSLDTQYSKVLALYNQHNPGASAAPCCVPQALEPLPIVYYVGRKPKVEQLSNMIVRSCKCS
配列番号19
GSSGG
配列番号20
GGSG
配列番号21
CPPCP
配列番号22
SYGMH
配列番号23
VISYDGSIKYYADSVKG
配列番号24
TGEYSGYDTSGVEL
配列番号25
TGEYSGYDTDPQYS
配列番号26
TGFYSGYDTPASPD
配列番号27
RASQGIGDDLG
配列番号28
GTSTLQS
配列番号29
LQDSNYPLT
配列番号30
TGX1YSGYDTX2X3X4X5X6

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