ES2312184T3 - Agentes preventivos terapeuticos para el tratamiento de esclerosis multiple, que contienen anticuerpos anti-receptores de il-6 antagonistas. - Google Patents

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Abstract

Utilización de un anticuerpo antagonista dirigido contra el receptor de la interleuquina-6 (IL-6) para la preparación de un medicamento para la prevención o el tratamiento de la esclerosis múltiple.

Description

Agentes preventivos terapéuticos para el tratamiento de esclerosis múltiple, que contienen anticuerpos anti-receptor de IL-6 antagonistas.
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo antagonista dirigido contra el receptor de IL-6 como un ingrediente activo.
Antecedentes de la técnica
IL-6 es una citoquina llamada también factor 2 estimulante de célula B (BSF-2) o interferón \beta2. IL-6 fue descubierta como un factor de diferenciación implicado en la activación de células B linfáticas (Hirano, T. et al., Nature (1986) 324, 73-76). Después de esto, se comprobó que era una citoquina multifuncional que influye en varias funciones de las células (Akira, S. et al., Adv. in Immunology (1993) 54, 1-78). Se ha descrito que IL-6 induce la maduración de las células T linfáticas (Lotz et al., J. Exp. Immunol. 18: 1253-1258, 1988).
IL-6 transmite su actividad biológica a través de dos tipos de proteínas en la célula. Una de ellas es el receptor de IL-6, una proteína de unión a ligando con un peso molecular de unos 80 kD, a la cual IL-6 se une. El receptor de IL-6 existe no sólo en una forma de unión a membrana que penetra a través y se expresa en la membrana celular sino también como un receptor de IL-6 soluble del que consiste mayoritariamente la región extracelular.
La otra proteína es una proteína de unión a membrana, gp130, que tiene un peso molecular de unos 130 kD y que está implicada en la transducción de señal. IL-6 y el receptor de IL-6 forman el complejo IL-6/receptor de IL-6 que, después de unirse a gp130, transmite su actividad biológica a la célula (Taga, T. et al., J. Exp. Med. (1987) 166, 967).
El antagonista de IL-6 es una sustancia que inhibe la transducción de la actividad biológica de IL-6. Como antagonista de IL-6, se han conocido hasta ahora anticuerpos dirigidos contra IL-6 (anticuerpos anti-IL-6), anticuerpos dirigidos contra el receptor de IL-6 (anticuerpos anti-receptor de IL-6), y anticuerpos dirigidos contra gp130 (anticuerpos anti-gp130). Además, también son conocidos antagonistas de IL-6 que están descritos en la Solicitud de Patente Internacional WO 95-00852, la Solicitud de Patente Internacional WO 95-11303, la Solicitud de Patente Internacional WO 96-34104, la Solicitud de Patente Internacional WO 96-18648, la Solicitud de Patente Internacional WO 96-17869, la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) Nº 7(1995)-324097, y la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) Nº 8(1996)-311098.
El anticuerpo anti-receptor de IL-6 ha sido descrito en varios informes (Norvick D. et al., Hybridoma (1991) 10, 137-146, Huang, Y. W. et al., Hybridoma (1993) 12, 621-630, la Solicitud de Patente Internacional WO 95-09873, la Solicitud de Patente Francesa FR 2694767, la Patente de Estados Unidos US 521628). Un anticuerpo PM-1 humanizado se obtuvo mediante injerto de las regiones determinantes de la complementaridad (CDRs) de un anticuerpo PM-1 de ratón (Hirata et al., J. Immunology (1989) 143, 2900-2906), en un anticuerpo humano (la Solicitud de Patente internacional WO 92-19759).
Por otra parte, en muchas enfermedades autoinmunes y enfermedades alérgicas, hay células T que reconocen antígenos específicos (células T sensibilizadas) y estas células T sensibilizadas se sabe que están implicadas en la patología de dichas enfermedades. Por ejemplo, es conocida la presencia de células T sensibilizadas que se dirigen a la proteína básica de mielina en la esclerosis múltiple (Zhang, J. et al., J. Exp. Med. (1994) 179, 973-984), al antígeno S en la uveitis (Nussenblatt, R. B. et al., Am. J. Ophthalmol (1980) 89, 173-179), a la tiroglobulina en la tiroiditis crónica, a alimentos y acáridos en la dermatitis atópica (Kubota, Y. et al., J. Dermatol. (1993) 20, 85-87, Kondo, N. et al., J. Allergy Clin. Immunol. (1993) 91, 658-668), a bacterias, virus, hongos, etc. en la hipersensibilidad retardada, y a metales, a la laca Japonesa, etc. en la dermatitis de contacto, y similares. El documento WO96/1120 describe el efecto terapéutico de un antagonista del anticuerpo anti-receptor de IL-6 en un modelo de artritis reumatoide. Gijbels et al., Molecular Medicine, vol. 1, No. 7, 1995, establecen que el efecto reductor de la enfermedad de los anticuerpos anti-IL-6 en la EAE podría ser causado por la neutralización de la actividad de IL-6 o por el aumento de la actividad de IL-6.
Además, es también posible inducir estados patológicos similares a los de los seres humanos inmunizando a un animal con estos antígenos o introduciendo células T sensibilizadas específicas del antígeno en un animal no inmunizado. Basándose en estos hechos, es posible que las células T sensibilizadas jueguen un importante papel en las enfermedades anteriores. Actualmente, los esteroides y/o los agentes inmunosupresores son utilizados para el tratamiento de estas enfermedades, pero son tratamientos sintomáticos y requieren la administración durante un largo periodo de tiempo, que plantea eventualmente el problema de los efectos secundarios.
No se ha conocido hasta ahora que los antagonistas de IL-6 como se describen arriba exhiban un efecto supresor sobre las células T sensibilizadas y un efecto terapéutico sobre las enfermedades en las que están implicadas las células T sensibilizadas.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo antagonista dirigido contra el receptor de IL-6 como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo monoclonal antagonista dirigido contra el receptor de IL-6 como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo monoclonal antagonista dirigido contra el receptor de IL-6 humano como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo monoclonal antagonista dirigido contra el receptor de IL-6 de ratón como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo PM-1 como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo MR16-1 como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo antagonista dirigido contra el receptor de IL-6 que tiene la región constante (región C) del anticuerpo humano como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo quimérico antagonista o un anticuerpo humanizado dirigido contra el receptor de IL-6 como ingrediente activo.
La presente invención también se refiere a un agente preventivo o terapéutico para el tratamiento de la esclerosis múltiple que comprende un anticuerpo PM-1 humanizado como ingrediente activo.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 muestra una acción supresora sobre la reacción de tipo tardío del edema de la almohadilla plantar del ratón mediante MR16-1 después de la administración simultánea de MR16-1 así como la sensibilización por el bacilo de la tuberculosis.
Realización para llevar a cabo la invención 1. Antagonista de IL-6
Los antagonistas de IL-6 bloquean la transducción de señales por IL-6 e inhiben la actividad biológica de IL-6. El antagonista de IL-6 es un anticuerpo anti-receptor de IL-6.
1-1. Se describen los anticuerpos anti-IL-6
Los anticuerpos anti-IL-6 se pueden obtener como anticuerpos policlonales o monoclonales utilizando un método conocido. Como anticuerpos anti-IL-6 se prefieren en particular anticuerpos monoclonales de origen mamífero. Los anticuerpos monoclonales de origen mamífero incluyen aquellos producidos mediante un hibridoma y un anticuerpo recombinante producido por un huésped que ha sido transformado con un vector de expresión que contiene genes del anticuerpo manipulados por ingeniería genética. Estos genes, mediante la unión a IL-6, inhiben la unión de IL-6 al receptor de IL-6, y de esa manera bloquean la transducción de señales de la actividad biológica de IL-6 dentro de la célula.
Los ejemplos de tales anticuerpos incluyen MH166 (Matsuda et al., Eur. J. Immunol. (1988) 18, 951-956) y el anticuerpo SK2 (Sato, K. et al., The 21st Nihon Mennekigakkai Soukai (Reunión General de la Sociedad Japonesa de Inmunología), Academic Record (1991) 21, 166) y los similares.
1-1-1. Preparación de IL-6
Un hibridoma que produce anticuerpo anti-IL-6 puede construirse básicamente utilizando un conocido procedimiento como se describe a continuación. De esta forma, IL-6 puede ser utilizado como un antígeno sensibilizador y se inmuniza por el método convencional de inmunización. Las células inmunes obtenidas así se fusionan con células madre conocidas en el proceso convencional de fusión celular, y luego las células productoras de anticuerpos monoclonales se rastrean por el método convencional de rastreo para preparar el hibridoma deseado.
Específicamente, el anticuerpo anti-IL-6 puede ser obtenido de la siguiente manera. Por ejemplo, un antígeno humano utilizado como el antígeno sensibilizador puede ser obtenido utilizando la secuencia génica/la secuencia de aminoácidos de IL-6 descrita en Eur. J. Biochem. (1987) 168, 543, J. Immunol. (1988) 140, 1534, o Argic. Biol. (1990) 54, 2685.
Después de que una célula huésped apropiada se transformara mediante la inserción de la secuencia del gen IL-6 en un sistema vector de expresión conocido, la proteína IL-6 de interés es purificada a partir de la célula huésped o del sobrenadante del cultivo de la misma. La proteína IL-6 purificada puede ser utilizada como un antígeno sensibilizador. Alternativamente, una proteína de fusión de la proteína IL-6 y otra proteína puede ser utilizada como un antígeno sensibilizador.
1-2. El anticuerpo anti-receptor de IL-6
Los anticuerpos anti-receptor de IL-6 para uso en la presente invención pueden ser obtenidos como anticuerpos policlonales o monoclonales utilizando un método conocido. Como los anticuerpos anti-receptor de IL-6 para uso en la presente invención, se prefieren anticuerpos monoclonales, en particular, de origen mamífero. Los anticuerpos monoclonales de origen mamífero incluyen aquellos producidos por un hibridoma y aquellos producidos por un huésped que ha sido transformado con un vector de expresión que contiene los genes de anticuerpo manipulados por ingeniería genética. Los anticuerpos, mediante la unión al receptor de IL-6, inhiben la unión de IL-6 al receptor de IL-6, y de esa manera bloquean la transducción de la actividad biológica de IL-6 dentro de la célula.
Ejemplos de tales anticuerpos incluyen el anticuerpo MR16-1 (Saito, et al., J. Immunology (1993) 147, 168-173), el anticuerpo PM-1 (Hirata, et al., J. Immunology (1989) 143, 2900-2906), o el anticuerpo AUK12-20, el anticuerpo AUK64-7 o el anticuerpo AUK146-15 (Solicitud de Patente internacional WO 92-19759), y los parecidos. Entre ellos, el preferido es el anticuerpo PM-1.
Incidentalmente, la línea celular de hibridoma que produce el anticuerpo PM-1 ha sido depositada internacionalmente bajo las provisiones del Tratado de Budapest como PM-1 el 10 de Julio de 1990, con el Instituto Nacional de Biociencia y Tecnología Humana, la Agencia de la Ciencia Industrial y Tecnología, de 1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japón, como FERM BP-2998. Y la línea celular de hibridoma que produce el anticuerpo MR16-1 ha sido depositada internacionalmente bajo las provisiones del Tratado de Budapest como hibridoma MR16-1 de rata-ratón el 13 de Marzo de 1997, con el Instituto Nacional de Biociencia y Tecnología Humana, la Agencia de la Ciencia Industrial y Tecnología, de 1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japón, como FERM BP-5875.
1-2-1. Preparación del receptor de IL-6
Los hibridomas que producen un anticuerpo monoclonal pueden ser preparados básicamente utilizando un procedimiento conocido como se describe a continuación. Así, el receptor de IL-6 es utilizado como un antígeno sensibilizador y se inmuniza de acuerdo con el método convencional de inmunización. Las células inmunes así obtenidas son fusionadas con células madre conocidas en el proceso convencional de fusión celular, y entonces las células que producen los anticuerpos monoclonales pueden ser rastreadas mediante el método convencional de rastreo para preparar el hibridoma deseado.
Específicamente, el anticuerpo anti-receptor de IL-6 puede ser preparado de la siguiente manera. Por ejemplo, el receptor de IL-6 humano utilizado como antígeno sensibilizador para obtener anticuerpo, puede ser obtenido utilizando la secuencia del gen/la secuencia de aminoácidos del receptor de IL-6 descrita en la Solicitud de Patente Europea EP 325474, y el receptor de IL-6 de ratón se puede obtener utilizando la descrita en la Publicación de Patente japonesa no examinada (Kokai) 3 (1991)-155795.
Hay dos tipos de proteínas del receptor de IL-6: el receptor de IL-6 expresado en la membrana celular, y el receptor de IL-6 separado de la membrana celular (receptor de IL-6 soluble) (Yasukawa et al., J. Biochem. (1990) 108, 673-676). El anticuerpo del receptor de IL-6 soluble se compone sustancialmente de la región extracelular del receptor de IL-6 unida a la membrana celular, y de esta manera es diferente del receptor de IL-6 unido a la membrana por cuanto el último carece de la región transmembrana o tanto de la región transmembrana como de la región intracelular.
Después la secuencia del gen del receptor de IL-6, fue insertada dentro de un sistema vector de expresión conocido para transformar una célula huésped apropiada, la proteína del receptor de IL-6 deseada puede ser purificada a partir de la célula huésped o el sobrenadante del cultivo de la misma utilizando un método conocido. La proteína del receptor de IL-6 así purificada puede ser utilizada como el antígeno sensibilizador. Alternativamente, las células que están expresando la proteína del receptor de IL-6 o una proteína de fusión de la proteína del receptor de IL-6 y otra proteína pueden ser utilizadas como el antígeno sensibilizador.
La E. coli que tiene un plásmido pIBIBSF2R que contiene un ADNc que codifica el receptor de IL-6 humano ha sido depositada internacionalmente bajo las provisiones del Tratado de Budapest como HB101-pIBIBSF2R el 9 de Enero de 1989, con el Instituto Nacional de Biociencia y Tecnología Humana, la Agencia de la Ciencia Industrial y Tecnología, de 1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japón, como FERM BP-2232.
1-3. El anticuerpo anti-gp130
Los anticuerpos anti-gp130 pueden ser obtenidos como anticuerpos policlonales o monoclonales utilizando un método conocido. Como anticuerpos anti-gp130, se prefieren anticuerpos monoclonales de origen mamífero en particular. Los anticuerpos monoclonales de origen mamífero incluyen aquellos producidos por un hibridoma y aquellos producidos por un huésped que ha sido transformado con un vector de expresión que contiene los genes del anticuerpo manipulados por ingeniería genética. Los anticuerpos, mediante la unión a gp130, inhiben la unión del complejo IL-6/receptor de IL-6 a gp130, y de esta manera bloquean la transducción de la actividad biológica de IL-6 dentro de la célula.
Los ejemplos de tales anticuerpos incluyen el anticuerpo AM64 (Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) 3 (1991)-219894), el anticuerpo 4B11 y el anticuerpo 2H4 (US55715113), el anticuerpo B-S12 y el anticuerpo B-P8 (Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) 8 (1996)-291199).
1-3-1. Preparación de gp130
Un hibridoma que produce un anticuerpo monoclonal puede ser básicamente construido utilizando un procedimiento conocido como se describe a continuación. Así, gp130 puede ser utilizada como un antígeno sensibilizador y se inmuniza por el método convencional de inmunización. Las células inmunes así obtenidas son fusionadas con células madre conocidas mediante el proceso convencional de fusión celular, y entonces los hibridomas que producen anticuerpos monoclonales son escrutados mediante el método convencional de escrutinio para preparar el hibridoma deseado.
Específicamente, el anticuerpo monoclonal puede ser obtenido de la siguiente manera. Por ejemplo, la gp130 utilizada como antígeno sensibilizador puede ser obtenida utilizando la secuencia del gen/la secuencia de aminoácidos del receptor de IL-6 descrita en la Solicitud de Patente Europea EP 411946.
Después una célula huésped apropiada fue transformada mediante la inserción de la secuencia del gen gp130 en un sistema conocido de vector de expresión, la proteína gp130 de interés se purifica a partir de la célula huésped o a partir de sobrenadante del medio de cultivo de la misma. La proteína gp130 purificada puede ser utilizada como antígeno sensibilizador. Alternativamente, las células que están expresando la proteína del receptor de IL-6 o una proteína de fusión de la proteína gp130 y otra proteína pueden ser utilizadas como antígeno sensibilizador.
1-4. Preparación del hibridoma que produce el anticuerpo
Aunque los mamíferos a ser inmunizados con el antígeno sensibilizador no están específicamente limitados, son seleccionados preferentemente en consideración a su compatibilidad con la célula madre para su uso en la fusión celular. Ellos incluyen generalmente, aunque sin limitarse, a roedores tales como ratones, ratas, hamsters y similares.
La inmunización de animales con un antígeno sensibilizador se lleva a cabo utilizando un método conocido. Un método general, por ejemplo, implica la administración intraperitoneal o subcutánea de un antígeno sensibilizador al mamífero. Específicamente, un antígeno sensibilizador que ha sido diluido y resuspendido en una cantidad apropiada de solución salina tamponada con fosfato (PBS) o suero fisiológico, etc. se mezcla, como se desee, con una cantidad apropiada de un coadyuvante corriente, por ejemplo adyuvante completo de Freund. Después de ser emulsionado, es administrado preferentemente a un mamífero varias veces cada 4 ó 21 días. Alternativamente un portador adecuado puede ser usado en el momento de la inmunización del antígeno sensibilizador.
Después de la inmunización y de la confirmación del incremento de los niveles del anticuerpo deseado en el suero, las células inmunes son extraídas del mamífero y son sometidas a la fusión celular, en la que las células inmunes preferidas incluyen, en particular, las células del bazo.
Las células de mieloma de mamífero como las otras células madre que se sometieron a la fusión celular con las células inmunes anteriormente mencionadas incluyen preferentemente varias líneas celulares conocidas tales como P3X63Ag8.653 (J. Immunol. (1979) 123: 1548-1550), P3X63Ag8U.1 (Current Topics in Microbiology and Immunology (1978) 81: 1-7), NS-1 (Kohler, G. and Milstein, C., Eur. J. Immunol. (1976) 6: 511-519) MPC-11 (Margulies, D. H. et al., Cell (1976) 8: 405-415). SP2/0 (Shulman, M. et al., Nature (1978) 276 : 269-270), FO (de St. Groth, S. F. et al., J. Immunol. Methods (1980) 35: 1-21), S194 (Trowbridge, I. S., J. Exp. Med. (1978) 148: 313-323), R210 (Galfre, G. et al., Nature (1979) 277: 131-133) y las similares.
La fusión celular entre las células inmunes anteriores y las células de mieloma puede ser realizada esencialmente de acuerdo con un método conocido tal como se describe en Milstein et al. (Kohler, G. and Milstein, C. Methods Enzymol. (1981) 73: 3-46) y otros similares.
Más específicamente, la fusión celular anterior se lleva acabo en el caldo nutritivo convencional en presencia de, por ejemplo, un acelerador de fusión celular. Como acelerador de fusión celular puede ser usado, por ejemplo, polietilenglicol (PEG), el virus Sendai (HVJ) y los similares, y, además, puede añadirse como se desee un adyuvante como el dimetil sulfóxido, etc. para incrementar la eficiencia de la fusión.
La proporción preferida de células inmunes y células de mieloma para ser utilizada es, por ejemplo, de 1 a 10 veces más células inmunes que células de mieloma. Los ejemplos de medios de cultivo para ser utilizados para la fusión celular anterior incluyen el medio RPMI1640 y el medio de cultivo MEM apropiados para el crecimiento de las líneas de células de mieloma anteriores, y el medio convencional de cultivo utilizado para este tipo de cultivo celular, y además podría añadirse un suplemento de suero tal como suero fetal de ternera (FCS).
En la fusión celular, cantidades predeterminadas de las células inmunes anteriores y de las células de mieloma son bien mezcladas en el medio de cultivo anterior al que se le añadió una solución de PEG previamente calentada a unos 37ºC, por ejemplo una solución de PEG con una media de peso molecular de unos 1000 a 6000, a una concentración del 30 al 60% (p/v) y mezclada para obtener las células fusionadas deseadas (hibridomas). Entonces, mediante la repetición de la adición secuencial de un medio de cultivo líquido apropiado y de centrifugación para retirar el sobrenadante, los agentes de fusión celular, etc., que no son deseables para el crecimiento del hibridoma, pueden ser retirados.
Dicho hibridoma se selecciona mediante cultivo en el medio convencional de selección, por ejemplo, el medio de cultivo HAT (un medio de cultivo líquido que contiene hipoxantina, aminopterina, y timidina. El cultivo en dicho medio de cultivo HAT se continua generalmente durante un periodo de tiempo suficiente para afectar la muerte de las otras células que no son las del hibridoma deseado (células no fusionadas), generalmente de varios días a varias semanas. Se realiza el método convencional de dilución limitante, mediante el cual los hibridomas que producen el anticuerpo deseado son escrutados y clonados monoclonalmente.
Además de obtener el hibridoma anterior mediante la inmunización de un animal, distinto a un humano, con un antígeno, es también posible sensibilizar linfocitos humanos in vitro con el antígeno deseado o con las células que expresan el antígeno deseado, y los linfocitos B sensibilizados resultantes son fusionados con una célula humana de mieloma, por ejemplo U266, para obtener el anticuerpo humano deseado que tenga actividad de unión al antígeno deseado o a las células que expresan el antígeno deseado (véase la Publicación de Patente Japonesa Post-examinada (Kokoku) Nº 1 (1989)-59878). Además, un animal transgénico que tenga un repertorio de todos los genes de anticuerpos humanos es inmunizado con el antígeno o con las células que expresan el antígeno para obtener el anticuerpo humano deseado por el método descrito anteriormente (véase la Solicitud de Patente Internacional WO 93/12227, WO 92/03918, WO 94/02602, WO 94/25585, WO 96/34096 y WO 96/33735).
Los hibridomas que producen el anticuerpo monoclonal así construido pueden ser subcultivados en el medio de cultivo líquido convencional, o pueden ser guardados por un periodo prolongado de tiempo en nitrógeno líquido.
Para obtener anticuerpos monoclonales a partir de dicho hibridoma, puede ser mencionado un método en el cual dicho hibridoma se cultiva por el método convencional y los anticuerpos se obtienen en el sobrenadante, o un método por el cual el hibridoma se administra y crece en un mamífero compatible con dicho hibridoma y los anticuerpos se obtienen como líquido ascítico. El método anterior es adecuado para obtener anticuerpos de elevada pureza, mientras que el último es adecuado para la producción de anticuerpos a gran escala.
Específicamente el hibridoma que produce el anticuerpo anti-receptor de IL-6 puede ser construido utilizando el método descrito en la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) 3 (1989)-139293. Puede ser construido mediante un método en el que el hibridoma que produce el anticuerpo PM-1, que fue depositado internacionalmente bajo las provisiones del Tratado de Budapest como FERM BP-2998 el 10 de Julio de 1990, con el Instituto Nacional de Biociencia y Tecnología Humana, la Agencia de la Ciencia Industrial y Tecnología, de 1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japón, se inyecta intraperitonelamente a ratones BALB/c (producidos por CLEA, Japón) para producir el líquido ascítico a partir de los cuales se purifica el anticuerpo PM-1, o: un método en el que dicho hibridoma se cultiva en un medio de cultivo apropiado tal como el medio RPMI1640 que contiene un 10% de de suero fetal bovino y un 5% de BM-Condimed H1 (fabricado por Boehringer Mannheim), el medio de hibridoma SFM (fabricado por GIBCO-BRL), el medio PFH-II (fabricado por GIBCO-BRL) y similares, y el anticuerpo PM-1 puede ser purificado a partir del sobrenadante.
1-5. El anticuerpo recombinante
Un anticuerpo recombinante que fue producido mediante la tecnología de gen recombinante, en la que un gen de anticuerpo fue clonado a partir del hibridoma e integrado en un vector apropiado, el cual fue luego introducido en un huésped, puede ser utilizado en la presente invención como anticuerpo monoclonal (véase, por ejemplo, Carl, A. K., Borrebaeck and James, W. Larrick, "Anticuerpos monoclonales terapéuticos", publicado en el Reino Unido por MACMILLAN PUBLISHERS LTD. 1990).
Específicamente, el ARNm que codifica la región variable (V) del anticuerpo deseado se aisla a partir del hibridoma que produce el anticuerpo. El aislamiento de ARNm se realiza mediante la preparación de ARN total utilizando, por ejemplo, un método conocido tal como el método de ultracentrífuga guanidina (Chirgwin, J. M. et al., Biochemistry (1979) 18, 5294-5299), el método AGPC (Chmczynski, P. et al., (1987) 162, 156-159), y entonces el ARNm se purifica a partir del ARN total utilizando el kit de Purificación de ARNm (fabricado por Pharmacia) y similares. Alternativamente, el ARNm puede ser preparado directamente utilizando el kit de purificación Quick Prep mRNA (fabricado por Pharmacia).
El ADNc de la región V del anticuerpo puede ser sintetizado a partir del ARNm así obtenido utilizando una transcriptasa reversa. El ADNc puede ser sintetizado utilizando el kit AMV Reverse Transcriptase First-strand cDNA Synthesis y similares. Alternativamente, para la síntesis y amplificación del ADNc, puede ser utilizado el kit 5'-Ampli FINDER RACE (fabricado por Clontech) y el método 5'- RACE (Frohman, M. A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. (1998) 85, 8998-9002; Belyavsky, A. et al., Nucleic Acids Res. (1989) 17, 2919-2932) que emplea la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). El fragmento de ADN deseado se purifica a partir del producto de la PCR obtenido y puede ser ligado al vector de ADN. Además, a partir de éste se construye un vector recombinante y luego se introduce en E. coli etc., a partir de la cual se seleccionan las colonias para preparar el vector recombinante deseado. La secuencia base del ADN deseado puede ser confirmada por un método conocido tal como el método didesoxi.
Una vez que se ha obtenido el ADN que codifica la región V del anticuerpo deseado, puede ligarse al ADN que codifica la región constante (región C) del anticuerpo deseado, que luego se integra en un vector de expresión. Alternativamente, el ADN que codifica la región V del anticuerpo puede ser integrado en el vector de expresión que ya contiene el ADN que codifica la región C del anticuerpo.
Para producir el anticuerpo para ser usado en la presente invención, el gen del anticuerpo es integrado como se describe más abajo en un vector de expresión para ser luego expresado bajo el control de la región reguladora de la expresión, por ejemplo un aumentador y/o un promotor. Con posterioridad, el vector de expresión puede ser transformado dentro de una célula huésped y el anticuerpo puede entonces ser expresado en su interior.
1-6. El anticuerpo alterado
De acuerdo con la presente invención, el anticuerpo recombinante alterado artificialmente tal como el anticuerpo quimérico y el anticuerpo humanizado pueden ser utilizados para el propósito de reducir la antigenicidad heteróloga contra seres humanos. Estos anticuerpos alterados pueden ser producidos utilizando métodos conocidos.
El anticuerpo quimérico puede ser obtenido mediante la ligación del ADN ya obtenido que codifica la región V del anticuerpo al ADN que codifica la región C del anticuerpo humano, que es luego integrado en un vector de expresión e introducido en un huésped para la producción del anticuerpo en su interior (véase la Solicitud de Patente Europea EP 125023 y la Solicitud de Patente Internacional WO 96/02576). Utilizando este método conocido, puede ser obtenido el anticuerpo quimérico útil para la presente invención.
Por ejemplo, el plásmido que contiene el ADN que codifica la cadena L de la región V o la cadena H de la región V del anticuerpo quimérico PM-1 se denominó como pPM-k3 o pPM-h1 respectivamente, y la E. coli que contiene el plásmido ha sido depositada internacionalmente bajo las provisiones del Tratado de Budapest como NCIMB 40366 y NCIMB 40362 respectivamente el 11 de Febrero de 1991, con las Colecciones Nacionales de Bacterias Industriales y Marinas Limitadas (véase la Solicitud de Patente Internacional WO 92-19759).
El anticuerpo humanizado, también llamado anticuerpo humano reformado, ha sido realizado injertando las regiones determinantes de complementaridad (CDRs) de un anticuerpo de mamífero diferente al humano, por ejemplo el anticuerpo de ratón, dentro de las CDRs del anticuerpo humano. También se conoce la tecnología general de ADN recombinante para la preparación de tales anticuerpos (véase la Solicitud de Patente Europea EP 125023 y la Solicitud de Patente Internacional WO 96/02576).
Específicamente, una secuencia de ADN que fue designada para ligar la CDR del anticuerpo de ratón con la región marco (FR) del anticuerpo humano se sintetiza por la técnica de PCR a partir de varios oligonucleótidos divididos que tienen secciones que solapan con cualquier otra en las terminaciones del mismo. El ADN así obtenido se liga al ADN que codifica la región C del anticuerpo humano y luego se integra en un vector de expresión, el cual se introduce en un huésped para la producción del anticuerpo (véase la Solicitud de Patente Europea EP 239400 y la Solicitud de Patente Internacional WO 92-19759).
Para el FR del anticuerpo humano ligado mediante CDR, se selecciona la región determinante de la complementaridad que forma un sitio de unión a un antígeno favorable. Cuando se desea, los aminoácidos en la región marco de la región variable del anticuerpo pueden ser sustituidos de tal manera que la región que determina la complementaridad del anticuerpo humano reformado pueda formar un sitio de unión al antígeno apropiado (Sato, K. et al., Cancer Res. (1993) 53, 851-856).
Para el anticuerpo quimérico o el anticuerpo humanizado, se utiliza la región C del anticuerpo humano. Como región C del anticuerpo humano, pueden mencionarse aquí y pueden ser utilizadas C\gamma y C\gamma1, C\gamma2, C\gamma3 y C\gamma4, por ejemplo La región C del anticuerpo humano puede ser modificada para mejorar la estabilidad del anticuerpo o la producción del mismo.
Un anticuerpo quimérico consta de la región variable del anticuerpo derivado de un mamífero diferente del humano y de la región C derivada del anticuerpo humano, mientras que el anticuerpo humanizado consta de la región determinante de la complementaridad del anticuerpo derivado de un mamífero distinto del humano y la región marco (FR) y la región C del anticuerpo derivado del anticuerpo humano. Por consiguiente, la antigenicidad del mismo en el cuerpo humano ha sido reducida de tal forma que es útil como ingrediente activo de los agentes terapéuticos de la presente invención.
Una realización preferida del anticuerpo humanizado para uso en la presente invención incluye el anticuerpo humanizado PM-1 (véase la Solicitud de Patente Internacional WO 92-19759).
1-7. Expresión y producción
Los genes del anticuerpo construidos como se describe anteriormente pueden ser expresados y obtenidos por un método conocido. En el caso de las células de mamíferos, la expresión puede ser realizada utilizando un ADN en el que un promotor útil comúnmente utilizado, el gen del anticuerpo que va a ser expresado, y la señal poli A en el extremo 3' aguas abajo del mismo han sido operativamente unidos o un vector que contiene dicho ADN. Los ejemplos del promotor/aumentador incluyen cytomegalovirus humanos promotor temprano inmediato/aumentador.
Adicionalmente, como el promotor/aumentador que puede ser utilizado para la expresión del anticuerpo para su uso en la presente invención, existen promotores/aumentadores virales tales como retrovirus, polioma virus, adenovirus, y virus de simios 40 (SV40), y promotores/aumentadores derivados de células de mamíferos tal como el factor 1\alpha de alargamiento humano (HEF1\alpha).
Por ejemplo, la expresión puede ser realizada rápidamente mediante el método de Mulligan et al. (Nature (1979) 277, 108) donde se utiliza el promotor/aumentador SV40, o mediante el método de Mizushima et al. (Nucleic Acids Res. (1990) 18, 5322), donde se utiliza el promotor/aumentador HEF1\alpha.
En el caso de E. coli, la expresión puede ser realizada uniendo operativamente un promotor útil comúnmente utilizado, una secuencia señal para la secreción del anticuerpo, y el gen del anticuerpo que se expresa, seguido de la expresión del mismo. Como promotor, por ejemplo, pueden mencionarse aquí el promotor lacz y el promotor araB. El método de Ward et al. (Nature (1998) 341, 544-546; FASEB J. (1992) 6, 2422-2427) se puede utilizar cuando se usa el promotor lacz y el método de Better et al. (Science (1988) 240, 1041-1043) se puede utilizar cuando se usa el promotor araB.
Como secuencia señal para la secreción del anticuerpo, cuando se produce en el periplasma de E. coli, se puede utilizar la secuencia señal pelB (Lei, S. et al., J. Bacteriol. (1987) 169, 4379). Después de separar el anticuerpo producido en el periplasma, la estructura del anticuerpo se repliega apropiadamente antes de su uso (véase, por ejemplo, el documento WO 96/30394).
Como origen de replicación, pueden utilizarse los derivados del SV40, como los polioma virus, los adenovirus, el virus del papiloma bovino (BPV) y los similares. Además, para la amplificación del número de copias del gen en el sistema celular huésped, los vectores de expresión pueden incluir como marcadores de selección el gen de la aminoglicóxido transferasa (APH), el gen de la timidina kinasa (TK), el gen de la xantina guaninafosforibosil transferasa de E. coli (Ecogpt), el gen de la dihidrofolato reductasa (dhfr) y los similares.
Para la producción del anticuerpo para su uso en la presente invención, puede ser utilizado cualquier sistema de producción. El sistema de producción de la preparación del anticuerpo comprende el sistema de producción in vitro o el sistema in vivo. Como sistema de producción in vitro, se puede mencionar un sistema de producción que emplea células eucariotas y el sistema de producción que emplea células procariotas.
Cuando se utilizan las células eucariotas, hay sistemas de producción que emplean células animales, células de plantas, y células de hongos. Las células animales conocidas incluyen (1) células de mamífero tales como las células CHO, las células COS, las células de mieloma, las células del riñón de hamster pequeño (BHK), las células HeLa, y las células Vero, (2) las células de anfibio tales como oocitos de Xenopus, o (3) las células de insecto tales como sf9, sf21, y Tn5. Las células de plantas conocidas incluyen, por ejemplo, las derivadas de Nicotiana tabacum, que están sometidas al cultivo de callos. Las células de hongos conocidas incluyen levaduras tales como el género Saccharomyces, más es-
pecíficamente Saccharomyces cerevisiae, u hongos filamentosos tales como el género Aspergillus, más específicamente Aspergillus niger.
Cuando se utilizan las células procariotas, hay sistemas de producción que emplean células bacterianas. Las células bacterianas conocidas incluyen Escherichia coli, (E. coli) y Bacillus subtilis.
Mediante la introducción, vía transformación, del gen del anticuerpo deseado en estas células y cultivando las células transformadas in vitro, se puede obtener el anticuerpo. El cultivo se realiza por los métodos conocidos. Por ejemplo, como cultivo líquido se puede utilizar DMEM, MEM, RPMI1640, e IMDM, y en combinación pueden usarse suplementos de suero tales como el suero fetal de ternera (FCS). Además, los anticuerpos se pueden producir in vivo mediante la implantación de células, en las que se ha introducido el gen del anticuerpo, dentro de la cavidad abdominal de un animal, y los similares.
Como sistemas de producción in vivo, se pueden mencionar aquí los que emplean animales y los que emplean plantas. Cuando se utilizan animales, hay sistemas de producción que emplean mamíferos e insectos.
Como mamíferos, se pueden utilizar cabras, cerdos, ovejas, ratones, y vacunos (Vicki Glaser, SPECTRUM Biotechnology Applications, 1993). También se pueden utilizar insectos, como los gusanos de seda.
Cuando se usan plantas, se puede utilizar, por ejemplo, el tabaco.
Los genes del anticuerpo son introducidos en esos animales o plantas, y los anticuerpos son producidos en dichos animales o plantas, y recuperados. Por ejemplo, un gen de anticuerpo es insertado en medio del gen que codifica una proteína que es inherentemente producida en la leche tal como la caseína de cabra, para preparar genes de fusión. Los fragmentos de ADN que contienen el gen de fusión dentro del cual el gen del anticuerpo ha sido insertado, son inyectados en un embrión de cabra, y el embrión es introducido en una cabra hembra. El anticuerpo deseado es obtenido de la leche producida por la cabra transgénica nacida de la cabra que recibió el embrión o de un descendiente de la misma. Para incrementar la cantidad de leche producida por la cabra transgénica que contiene el anticuerpo deseado, se pueden suministrar hormonas a la cabra transgénica de forma apropiada. (Ebert, K. M. et al., Bio/Technology (1994) 12, 699-702).
Cuando son utilizados gusanos de seda, un baculovirus en el que ha sido insertado el gen del anticuerpo deseado es inoculado en el gusano de seda, y el anticuerpo deseado puede ser obtenido a partir del fluido corporal del gusano de seda (Susumu, M. et al., Nature (1985) 315, 592-594). Además, cuando se utiliza el tabaco, el gen del anticuerpo deseado es insertado en un vector de expresión para plantas, por ejemplo pMON 530, y entonces el vector es introducido en una bacteria tal como Agrobacterium tumefaciens. La bacteria es entonces inoculada en el tabaco tal como Nicotiana tabacum para obtener el anticuerpo deseado a partir de las hojas del tabaco (Julian, K. - C. Ma et al., Eur. J. Immunol. (1994) 24, 131-138).
Cuando el anticuerpo se produce en sistemas de producción in vivo o in vitro, como se describe anteriormente, el ADN que codifica la cadena pesada (cadena H) o la cadena ligera (cadena L) del anticuerpo puede integrarse separadamente en un vector de expresión y los huéspedes se transforman simultáneamente, o el ADN que codifica la cadena H y la cadena L puede integrarse en un vector de expresión sencillo y el huésped se transforma con el mismo (véase la Solicitiud de Patente Internacional WO 94-11523).
1-8. El anticuerpo modificado
Los anticuerpos para uso en la presente invención pueden ser fragmentos de anticuerpos o versiones modificadas del mismo siempre que sean utilizados preferentemente. Por ejemplo, como fragmentos de anticuerpo, pueden mencionarse Fab, F(ab')2, Fv o la cadena sencilla de Fv (scFv) en la que los Fv de la cadena H y de la cadena L se ligaron mediante un acoplador apropiado. Los anticuerpos se trataron específicamente con una enzima, por ejemplo, papaína o pepsina, para producir fragmentos de anticuerpo, o se construyen genes que codifican estos fragmentos de anticuerpo, y entonces se introducen en un vector de expresión, que se expresa en una célula huésped apropiada (véase, por ejemplo, Co, M. S. et al., J. Immunol. (1994) 152, 2968-2976; Better, M. and Horwitz, A. H., Methods in Enzymology (1989) 178, 476-496), Academic Press, Inc.; Plueckthun, A. and Skerra, A., Methods in Enzymology (1989) 178, 476-496, Academic Press, Inc.; Lamoyi, E., Methods in Enzymology (1986) 121, 652-663; Rousseaux, J. et al., Methods in Enzymology (1986) 121, 663-669; Bird, R. E. et al., TIBTECH (1991) 9, 132-137).
El scFv puede obtenerse ligando la región V de la cadena H y la región V de la cadena L del anticuerpo. En el scFv, la región V de la cadena H y la región V de la cadena L se ligan preferentemente mediante un acoplador, preferentemente un péptido acoplador (Huston, J. S. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. (1998) 85, 5879-5883). La región V de la cadena H y la región V de la cadena L en el scFv pueden derivarse a partir de cualquiera de los anticuerpos anteriormente mencionados. Como péptido acoplador para la ligación de las regiones V, puede utilizarse cualquier péptido de cadena sencilla que comprenda, por ejemplo, 12-19 residuos de aminoácidos.
El ADN que codifica scFv puede obtenerse utilizando ADN que codifica la cadena H o la región V de la cadena H del anticuerpo anterior y el ADN que codifica la cadena L o la región V de la cadena L del anticuerpo anterior como molde, mediante la amplificación de la porción del ADN que codifica la secuencia de aminoácidos deseada entre las secuencias anteriores por la técnica de PCR utilizando el par de iniciadores que especifican las dos terminaciones del mismo, y por una amplificación adicional de la combinación de ADN que codifica la porción de unión del péptido y el par iniciador que define que ambas terminaciones del mencionado ADN estén ligadas a la cadena H y a la cadena L, respectivamente.
Una vez que se construyen los ADNs que codifican el scFv, puede obtenerse un vector de expresión que los contiene y un huésped transformado con dicho vector de expresión mediante los métodos convencionales, y scFv puede obtenerse utilizando el huésped resultante por los métodos convencionales.
Esos fragmentos de anticuerpo pueden producirse mediante la obtención del mismo gen de una manera similar a la mencionada anteriormente y permitiéndole que se exprese en un huésped. "El anticuerpo" como se utiliza en la reivindicación de la presente solicitud abarca estos fragmentos de anticuerpo.
Como anticuerpos modificados, pueden utilizarse los anticuerpos asociados con varias moléculas tales como polietilen glicol (PEG). "El anticuerpo" como se utiliza en la reivindicación de la presente solicitud abarca estos anticuerpos modificados. Estos anticuerpos modificados pueden obtenerse modificando químicamente los anticuerpos así obtenidos. Estos métodos han sido ya establecidos en la técnica.
1-9. Separación y purificación del anticuerpo 1-9-1. Separación y purificación del anticuerpo
Los anticuerpos producidos y expresados como se describe anteriormente pueden separarse del interior o del exterior de la célula huésped y luego pueden purificarse a homogeneidad. La separación y la purificación del anticuerpo para su uso en la presente invención pueden efectuarse mediante cromatografía de afinidad. Como la columna utilizada para tal cromatografía de afinidad, se puede mencionarse la columna de Proteína A y la columna de Proteína G. Ejemplos de los portadores utilizados en la columna de Proteína A son Hyper D, POROS, Sepharosa F. F. y los similares. Alternativamente, los métodos utilizados convencionalmente para la separación y la purificación de proteínas pueden usarse sin ninguna limitación. La separación y la purificación del anticuerpo para su uso en la presente invención pueden realizarse combinando, apropiadamente, otra cromatografía distinta a la cromatografía de afinidad mencionada anteriormente, como la filtración, la ultrafiltración, el intercambio de sal, la diálisis y similares. La cromatografía incluye, por ejemplo, la cromatografía de intercambio iónico, la cromatografía hidrofóbica, la filtración en gel y similares. Estas cromatografías pueden aplicarse dentro de HPLC. Alternativamente, puede utilizarse la cromatografía en fase reversa.
1-9-2. Determinación de la concentración de anticuerpo
La concentración del anticuerpo obtenido en el apartado 2-1 puede determinarse mediante la medida de la absorbancia o mediante el ensayo de inmunosorbente ligado a enzima (ELISA) y los similares. Por tanto, cuando se emplea la medición de la absorbancia, el anticuerpo para su uso en la presente invención, o una muestra que contiene el anticuerpo, se diluye apropiadamente con PBS (-) y luego se mide la absorbancia a 280 nm, seguido del cálculo utilizando el coeficiente de absorción de 1,35 DO a 1 mg/ml. Cuando se utiliza el método de ELISA, la medición se realiza como sigue. De este modo, 100 \mul de anti-IgG humano de cabra (fabricado por TAGO) diluido a 1 \mug/ml en tampón bicarbonato 0,1 M, a pH 9,6, se añade a una placa de 96 pocillos (fabricada por Nunc), y se incuba durante toda la noche a 4ºC para inmovilizar el anticuerpo.
Después del bloqueo, se añaden como estándar 100 \mul de cada uno de los anticuerpos apropiadamente diluidos para su uso en la presente invención o una muestra que contiene el anticuerpo, o 100 \mul de IgG humano (fabricado por CAPPEL) y se incuban a temperatura ambiente durante 1 hora. Después del lavado, se añaden 100 \mul de anticuerpo anti-IgG humano marcado con fosfatasa alcalina (fabricado por BIO SOURCE) diluido 5000 veces, y se incuba a temperatura ambiente durante 1 hora. Después del lavado, se añade la solución de substrato y se incuba, seguido de la medición de la absorbancia a 405 nm utilizando el LECTOR de MICROPLACA Modelo 3550 (fabricado por Bio-Rad) para calcular la concentración del anticuerpo deseado.
1-10. Antagonistas de IL-6 distintos de los anticuerpos
La IL-6 alterada tiene una actividad de unión al receptor de IL-6 y no transmite la actividad biológica de IL-6. De este modo, la IL-6 alterada, aunque compite con IL-6 para unirse al receptor de IL-6, no transmite la actividad biológica de IL-6, y de este modo bloquea la señal de transducción por IL-6.
La IL-6 alterada puede construirse mediante la introducción de una mutación reemplazando restos de aminoácidos de la secuencia de aminoácidos de IL-6. La IL-6, la fuente de la IL-6 alterada, puede ser de cualquier origen pero, cuando hay que considerar la antigenicidad, es preferible la IL-6 humana. Específicamente, la estructura secundaria de IL-6 se predice utilizando un programa conocido de modelado molecular de la secuencia de aminoácidos, por ejemplo WHATIF (Vriend et al., J. Mol. Graphics (1990), 8, 52-56), y se evaluarán los efectos completos del resto de aminoácido que se reemplazará. Después de que se determinó un resto de aminoácido apropiado, se introduce la mutación mediante el método comúnmente utilizado de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), utilizando un vector que contiene la secuencia base que codifica el gen IL-6 humano, para obtener de ese modo un gen que codifica la IL-6 alterada. Este se integra luego, como se desee, en un vector de expresión apropiado, a partir del cual la IL-6 alterada puede obtenerse de acuerdo con la expresión, producción y purificación de dicho anticuerpo recombinante.
Ejemplos específicos de IL-6 alterada se describen en Brakenhoff et al., J. Biol. Chem. (1994) 269, 86-93, y Savino et al., EMBO J. (1994) 13, 1357-1367, documentos WO 96-18648, y WO 96-17869.
El péptido parcial de IL-6 o el péptido parcial del receptor de IL-6 para su uso en la presente invención tienen una actividad de unión al receptor de IL-6 o a IL-6, respectivamente, y no transmiten la actividad biológica de IL-6. De este modo, el péptido parcial de IL-6 o el péptido parcial del receptor de IL-6 se une al receptor de IL-6 o a IL-6, respectivamente, y de ese modo lo captura. Como resultado, no transmiten la actividad biológica de IL-6, y bloquean la señal de transducción de IL-6.
El péptido parcial de IL-6 o el péptido parcial del receptor de IL-6 es un péptido que comprende alguno o todos los aminoácidos de la secuencia de la región implicada en la unión a IL-6 y al receptor de IL-6 en la secuencia de aminoácidos de IL-6 o del receptor de IL-6. Tal péptido generalmente comprende 10-80, preferiblemente 20-50, más preferiblemente 20-40 restos de aminoácidos.
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El péptido parcial de IL-6 o el péptido parcial del receptor de IL-6 pueden construirse especificando la región implicada en la unión a IL-6 y al receptor de IL-6 en la secuencia de aminoácidos de IL-6 o del receptor de IL-6, y produciendo toda o parte de la secuencia de aminoácidos mediante un método convencional tal como una tecnología de ingeniería genética o un método de síntesis de péptido.
Para preparar el péptido parcial de IL-6 o el péptido parcial del receptor de IL-6 mediante una tecnología de ingeniería genética, la secuencia de ADN que codifica el péptido deseado se integra en un vector de expresión, a partir del cual el péptido puede obtenerse de acuerdo con la expresión, la producción, y la purificación de dicho anticuerpo recombinante.
La preparación del péptido parcial de IL-6 o del péptido parcial del receptor de IL-6 mediante el método de síntesis de péptido puede ser realizada utilizando un método comúnmente utilizado en la síntesis de péptido tal como la síntesis en fase sólida o la síntesis en fase líquida. Específicamente podría ser utilizado el método descrito en Zoku-iyakuhin no Kaihatsu (Sequel to developement of Pharmaceuticals), Vol. 14, Peputido Gousei (Peptide Synthesis), editado por Haruaki Yajima, Hirokawa Shoten, 1991. El método de síntesis de fase sólida utilizado incluye, por ejemplo, una reacción en la que el aminoácido que corresponde al C-terminal del péptido a ser sintetizado se acopla a un soporte que es insoluble en disolventes orgánicos, y luego un aminoácido en el que un grupo \alpha-amino o un grupo funcional de una cadena lateral que se ha protegido con un grupo protector adecuado, se condensa con un aminoácido al mismo tiempo en la dirección del C-terminal al N-terminal, y una reacción en la que dicho grupo protector del grupo \alpha-amino del aminoácido o el péptido acoplado a la resina se elimina y se repite alternativamente para alargar la cadena del péptido. Los métodos de síntesis de péptidos en fase sólida se dividen en el método Boc y en el método Fmoc dependiendo del tipo de grupo protector a ser utilizado.
Después que la síntesis del péptido deseado está completa, la cadena del péptido se separa del soporte mediante una reacción de desprotección. Para la separación de la cadena del péptido, se utiliza generalmente fluoruro de hidrógeno o sulfonato de trifluorometano en el método Boc, y TFA en el método Fmoc. En el método Boc, por ejemplo, la resina del péptido anterior se trata con fluoruro de hidrógeno en presencia de anisol. Con posterioridad, el grupo protector se elimina y el péptido se recupera mediante separación del soporte. Mediante la liofilización de este, se puede obtener el péptido crudo. Por otra parte, en el método Fmoc, el TFA, por ejemplo, se utiliza de una manera similar a la anterior para efectuar la reacción de desprotección y la reacción de separación del péptido del soporte.
El péptido crudo así obtenido puede aplicarse a la HPLC para su separación y purificación. Su elución puede llevarse a cabo en un sistema de disolvente de agua-acetonitrilo que se utiliza comúnmente para la purificación de proteína bajo una condición óptima. La fracción que corresponde al pico obtenido en el perfil de la cromatografía se recoge y se liofilizada. La fracción del péptido así purificada se identifica sometiéndola al análisis de peso molecular mediante análisis por espectroscopía de masas, el análisis de la composición de aminoácidos, o el análisis de la secuencia de aminoácidos, o los similares.
Ejemplos específicos de péptido parcial de IL-6 o de péptido parcial del receptor de IL-6 se describen en la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) 2 (1990) - 188600, la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) 7 (1995) - 324097, la Publicación de Patente Japonesa no examinada (Kokai) 8 (1996) - 311098, y la Publicación de Patente de los Estados Unidos US 5210075.
2. Confirmación de la actividad del antagonista de IL-6
La actividad del antagonista de IL-6 para su uso en la presente invención puede evaluarse utilizando un método conocido convencionalmente. Por ejemplo, IL-6 se añade a la célula IL-6-dependiente MH60.BSF2 y la actividad puede evaluarse utilizando la incorporación de ^{3}H-timidina a la célula IL-6-dependiente en la coexistencia con el antagonista de IL-6 como un índice. Alternativamente, la evaluación puede ser efectuada añadiendo IL-6 marcada con ^{125}I y una cantidad en exceso de IL-6 no marcado a U266, una célula que expresa el receptor de IL-6, y añadiendo el antagonista de IL-6 al mismo tiempo y luego determinando la IL-6 marcada con ^{125}I unida a la célula que expresa el receptor de IL-6.
3. Confirmación de los efectos terapéuticos
Para confirmar los efectos, un antagonista de IL-6 puede suministrarse a un animal que se ha sensibilizado con células T mediante contagio o a un animal al que se le han introducido células T sensibilizadas, y se evaluan los efectos supresores sobre las células T sensibilizadas.
Como antígeno sensibilizador para suministrarse al animal, puede utilizarse, por ejemplo, el bacilo de la tuberculosis.
Como animal para inmunizarse, se pueden utilizar los animales que generalmente se usan en los experimentos, tales como ratones, ratas, conejos, y los similares. El efecto puede confirmarse mediante la observación del retraso en la reacción inflamatoria inducido por la inoculación del mismo antígeno a un animal al que se le suministró el antígeno.
\newpage
Como describen los ejemplos a continuación, en la reacción tardía del edema de la almohadilla plantar del ratón, se observó que la administración del anticuerpo anti-receptor de IL6, dio como resultado la supresión de la reacción tardía inflamatoria. Desde que se conoció que las células T sensibilizadas están implicadas en la reacción tardía del edema de la almohadilla plantar, se reveló que los antagonistas de IL-6 tales como el anticuerpo anti-receptor de IL-6 ejercen un efecto inhibitorio sobre las células T sensibilizadas.
4. Ruta de administración y preparación farmacéutica
Los agentes preventivos o terapéuticos para el tratamiento de la esclerosis múltiple de la presente invención se pueden administrar, bien sistémica o localmente, mediante una ruta parenteral, por ejemplo por inyección intravenosa tal como infusión gota a gota, inyección intramuscular, inyección intraperitoneal, e inyección subcutánea. Puede escogerse el método de administración más apropiado, dependiendo de la edad y de las condiciones del paciente. Para la administración la dosis efectiva se elige entre 0,01 mg a 100 mg por kg de peso corporal. Alternativamente, se puede elegir la dosis entre 1 a 1000 mg, preferentemente de 5 a 50 mg por paciente.
Los agentes preventivos o terapéuticos para el tratamiento de la esclerosis múltiple de la presente invención pueden contener portadores farmacéuticamente aceptables o aditivos dependiendo de la ruta de administración. Los ejemplos de tales portadores o aditivos incluyen agua, un disolvente orgánico farmacéuticamente aceptable, colágeno, polivinil alcohol, polivinilpirrolidona, un polímero de caboxivinilo, carboximetilcelulosa sódica, poliacrílico de sodio, alginato sódico, dextrano soluble en agua, carboximetilo de almidón sódico, pectina, metilcelulosa, etilcelulosa, goma de xantano, goma arábiga, caseína, gelatina, agar, diglicerina, propilenglicol, vaselina, parafina, estearil alcohol, ácido esteárico, seroalbúmina humana (HSA), manitol, sorbitol, lactosa, un surfactante farmacéuticamente aceptado y los similares.
Los aditivos utilizados se eligen entre, pero no están limitados a, los anteriores o combinaciones de los mismos dependiendo de la forma de dosificación.
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Ejemplos
La presente invención se explicará ahora con más detalles con referencia a los Ejemplos de Trabajo, a los Ejemplos de Referencia y a los Ejemplos Experimentales. Debería resaltarse, sin embrago, que la presente invención no está limitada a ellos de ningún modo.
Ejemplo 1
Efectos inhibidores en la reacción tardía de la almohadilla plantar
Células muertas desecadas de Mycobacterium butyricum se añadieron a 2,5 mg/ml en adyuvante incompleto de Freunds para preparar una emulsión, de la cual 0,2 ml se inyectaron luego en ratones machos C57BL/6 para infectarlos. El día 14, 10 mg de las células muertas desecadas de Mycobacterium butyricum resuspendidas en suero fisiológico salino, se inyectaron subcutáneamente en la almohadilla plantar derecha del animal para provocar la reacción. Veinticuatro horas después, se midieron los pesos de la almohadilla plantar izquierda y derecha y la diferencia en los pesos se utilizó como un índice de la fuerza de la reacción.
El anticuerpo MR16-1 a 0,125 mg, 0,5 mg, ó 2 mg se suministró intraperitonealmente, una sola vez, simultáneamente con la inoculación. El grupo de control recibió IgG de rata (KH-5) que tiene el mismo isotipo y el grupo de ratones no sensibilizados recibió suero fisiológico salino de una manera similar. Los resultados se muestran en la Figura 1.
La administración en una sola vez del anticuerpo MR16-1 el día de la infección inhibió la reacción del edema tardío de la almohadilla plantar del ratón, de modo que dependía de la dosis.
Ejemplo de Referencia 1
Preparación del receptor de IL-6 humano soluble
El receptor de IL-6 soluble se preparó mediante el método de PCR utilizando el plásmido pBSF2R.236 que contiene el ADNc que codifica el receptor de IL-6 obtenido de acuerdo con el método de Yamasaki et al., Science (1998) 241, 825-828. El plásmido pBSF2R.236 fue digerido con una enzima de restricción Sph I para obtener el ADNc del receptor de IL-6, el cual se insertó luego en mp18 (fabricado por Amersham). Utilizando un oligo iniciador diseñado para introducir un codon de parada en el ADNc del receptor de IL-6, se introdujo una mutación en el ADNc del receptor de IL-6 mediante el método de PCR utilizando el Sistema de Mutagénesis in vitro (fabricado por Amersham). El procedimiento dio como resultado la introducción de un codon de parada en el aminoácido de la posición 345, y produjo el ADNc que codifica el receptor de IL-6 soluble.
Para expresar el ADNc del receptor de IL-6 soluble en células CHO, se ligó al plásmido pSV (fabricado por Pharmacia) para obtener el plásmido pSVL344. El ADNc del receptor de IL-6 soluble se cortó luego con Hind III-Sal I y se insertó en el plásmido pECEdhfr que contiene el ADNc de dhfr para obtener el plásmido pECEdhfr344 que se puede expresar en las células CHO.
Diez \mug de plásmido pECEdhfr344 se transfectaron a una línea celular dhfr-CHO, DXB-11 (Urland et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (1980) 77, 4216-4220) mediante el método del fosfato cálcico (Chen et al., Mol. Cell. Biol. (1987) 7, 2745-2751). Las células CHO transfectadas se cultivaron en un medio de selección \alpha MEM libre de nucleósido que contiene glutamina 1 mM, 10% de FCS dializado, 1000 U/ml de penicilina, y 100 \mug/ml de estreptomicina.
Las células CHO seleccionadas fueron escrutadas mediante el método de dilución limitante para obtener un único clon de célula CHO. El clon de célula CHO se amplificó con metotrexato (MTX) de 20 nM a 200 nM para obtener una línea celular CHO, 5E27 que produce el receptor IL-6 humano soluble. La línea celular CHO 5E27 se cultivó en un medio Iscov modificado Dulbecco (IMDM, fabricado por Gibco) que contiene un 5% de FBS. El sobrenadante del cultivo se recogió y la concentración del receptor de IL-6 soluble en el sobrenadante del cultivo se determinó por ELISA.
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Ejemplo de Referencia 2
Preparación del anticuerpo anti-IL-6 humano
Ratones BALB/c se inmunizaron con 10 \mug de IL-6 recombinante (Hirano et al., Immunol. Lett., 17: 41, 1988) junto con adyuvante completo de Freund, y esto se repitió cada semana hasta que el anticuerpo anti-IL-6 pudo ser detectado en el suero. Las células inmunes se extrajeron del nodo linfático local y luego se fusionaron con una línea de células de mieloma P3U1, utilizando polietilenglicol 1500. Los hibridomas se seleccionaron de acuerdo con el método de Oi et al. (Selective Methods in Cellular Immunology, W. H. Freeman and Co., San Francisco, 351, 1980) que emplea el medio HAT, y se estableció el hibridoma que produce el anticuerpo anti-IL-6 humano.
El hibridoma que produce el anticuerpo anti-IL-6 humano se sometió al ensayo de unión a IL-6 como se expresa a continuación. De este modo, una placa de microtitulación de 96 pocillos hecha de polivinilo flexible (fabricado por Dynatech Laboratories, Inc., Alexandria, VA) se recubrió con 100 \mul de Ig anti-ratón de cabra (10 \mul/ml, fabricado por Cooper Biomedical, Inc., Malvern, PA) en 0,1 M de tampón carbonato de hidrógeno-carbonato, pH 9,6, toda la noche a 4ºC. Después, la placa se trató con PBS que contiene 1% de seroalbúmina bobina a temperatura ambiente durante 2 horas. Después del lavado con PBS, se añadió a cada pocillo 100 \mul del sobrenadante del cultivo de hibridoma, y luego se incubó toda la noche a 4ºC. La placa se lavó, se añadió a cada pocillo IL-6 recombinante marcado con ^{125}I a una concentración de 2000 cpm/0,5 ng/pocillo, y luego la radioactividad de cada pocillo tras el lavado se determinó mediante un contador gamma (Beckman Gamma 9000, Beckman Instruments, Fullerton, CA). De los 216 clones de hibridoma, 32 fueron positivos en el ensayo de unión a IL-6. De estos clones, se obtuvo finalmente el MH166.BSF2 estable. El anticuerpo anti-IL-6 MH166 producido por dicho hibridoma tiene un subtipo de IgG1 \kappa.
Luego, el clon de hibridoma MH166.BSF2 de ratón IL-6 dependiente se utilizó para examinar una actividad neutralizante por MH166 con respecto al crecimiento del hibridoma. Las células MH166.BSF2 se dividieron en alícuotas a 1 x 10^{4}/200 \mul/pocillo, y a estas se añadieron las muestras que contienen el anticuerpo MH166, se cultivaron durante 48 horas, se añadieron 15,1 Ci/mM de timidina-^{3}H (New England Nuclear, Boston, MA), y el cultivo se continuó durante 6 horas más. Las células se colocaron en un filtro de papel de vidrio y se sometieron a un recolector automático (Labo Mash Science Co., Tokio, Japan). Como control, se utilizó anticuerpo anti-IL-6 de conejo.
Como resultado, el anticuerpo MH166 inhibió la incorporación de timidina-^{3}H de las células MH166.BSF2 inducida por IL-6 de modo que dependía de la dosis. Esto reveló que el anticuerpo MH166 neutraliza la actividad de
IL-6.
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Ejemplo de Referencia 3
Preparación del anticuerpo anti-receptor de IL-6 humano
El anticuerpo anti-receptor de IL-6 MT18 preparado por el método de Hirata et al. (J. Immunol., 143, 2900-2906, 1989) se ligó a Sepharosa 4B activada con CNBr (fabricada por Pharmacia Fine Chemicals, Piscataway, NJ) y el receptor de IL-6 se purificó de acuerdo con el régimen adjunto (Science (1998) 241, 825-828). Una línea celular de mieloma humano, U266, se solubilizó con hypoclorito de fluoruro de p-para-aminofenil metano sulfonilo 1 mM (fabricado por Wako Chemicals) que contiene 1% de digitonina (fabricada por Wako Chemicals), trietanolamina 10 mM (pH 7,8) y NaCl 0,15 M (tampón de digitonina), y se mezcló con el anticuerpo MT18 unido a perlas de Sepharosa 4B. Luego, las perlas se lavaron seis veces con el tampón de digitonina para preparar el receptor de IL-6 parcialmente purificado.
Ratones BALB/c se inmunizaron cuatro veces cada diez días con el anterior receptor de IL-6 parcialmente purificado obtenido a partir de 3 x 10^{9} células U266, y luego se preparó un hibridoma utilizando un método estándar. El sobrenadante del cultivo de hibridoma del pocillo con crecimiento positivo se ensayó para su actividad de unirse al receptor de IL-6 de acuerdo con el método descrito a continuación. 5 x 10^{7} células U266 se marcaron con
metionina-^{35}S (2,5 mCi) y se disolvieron con el tampón de digitonina anterior. Las células U266 disueltas se mezclaron con un volumen de 0,04 ml de anticuerpo MT18 unido a perlas de Sepharosa 4B, y luego se lavaron seis veces con el tampón de digitonina. El receptor de IL-6 marcado con metionina-^{35}S se eluyó con 0,25 ml del tampón de digitonina (pH 3,4) y se neutralizó con 0,025 ml de Tris 1 M (pH 7,4).
Se mezclaron 0,05 ml del sobrenadante del cultivo de hibridoma con 0,01 ml de Sepharosa Proteína G (fabricado por Pharmacia). Después del lavado, la Sepharosa se incubó con 0,005 ml de la solución del receptor de IL-6 marcado con ^{35}S preparada como se describe anteriormente. El inmunoprecipitado se analizó por SDS-PAGE para averiguar el sobrenadante de cultivo de hibridoma que reacciona con el receptor de IL-6. Como resultado, se estableció el clon de hibridoma PM1 con reacción positiva. El anticuerpo producido a partir del hibridoma PM-1 tiene un subtipo de IgG\kappa.
La actividad inhibidora de unión a IL-6 del anticuerpo producido por el hibridoma PM-1 al receptor de IL-6 humano, se estudió utilizando la línea de células de mieloma humano U266. Una IL-6 recombinante humana se preparó a partir de E. coli (Hirano et al., Immunol. Lett., 17: 41, 1988), y se marcó con ^{125}I utilizando el reactivo de Bolton-Hunter (New England Nuclear, Boston, MA) (Taga, T. et al., J. Exp. Med. (1987) 166, 967). 4 x 10^{5} células U266 se cultivaron con un 70% (v/v) de sobrenadante de cultivo de hibridoma PM-1 junto con 14.000 cpm de IL-6 marcada con ^{125}I en presencia de un exceso de 100 veces de IL-6 no marcada durante una hora a temperatura ambiente. Setenta \mul de la muestra fueron depositados sobre 300 \mul de FCS en un tubo de ultracentrífuga de polietileno de 400 \mul. Después de la centrifugación, se determinó la radioactividad de la célula.
El resultado reveló que el anticuerpo producido por el hibridoma PM-1 inhibe la unión de IL-6 con el receptor de IL-6.
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Ejemplo de Referencia 4
Preparación del anticuerpo anti-receptor de IL-6 de ratón
Un anticuerpo monoclonal dirigido contra el receptor de IL-6 de ratón se preparó de acuerdo con el método descrito en Saito, et al., J. Immunol. (1993) 147, 168-173.
Las células CHO que producen el receptor de IL-6 soluble de ratón se cultivaron en medio líquido IMDM que contiene FCS al 10%. A partir del sobrenadante del cultivo, se purificó el receptor de IL-6 soluble de ratón utilizando el receptor de IL-6 soluble de ratón RS12 (ver Saito, et al., arriba) y una columna de afinidad fijada al gel Affigel 10 (Biorad).
El receptor de IL-6 soluble de ratón (50 \mug) así obtenido se mezcló con adyuvante completo de Freund, y luego se inyectó en el abdomen de ratas Wistar (Japan Charles River). A partir de las 2 semanas los animales se estimularon con adyuvante incompleto de Freund. En el día 45, las ratas se sacrificaron, y las células del bazo a unos 2 x 10^{8} se fusionaron con 1 x 10^{7} células de mieloma de ratón P3U1 utilizando PEG1500 al 50% (Boehringer Mannhein) de acuerdo con el método convencional, y luego se escrutaron mediante el medio de cultivo HAT.
Después de que se añadiera el sobrenadante del cultivo a la placa recubierta con anticuerpo de conejo anti-IgG de rata (Cappel), se hizo reaccionar con el receptor de IL-6 soluble de ratón. Después, utilizando anticuerpo de conejo anti-receptor de IL-6 de ratón y anti-IgG de conejo marcado con fosfatasa alcalina de oveja, se escrutaron por ELISA los hibridomas que producían el anticuerpo dirigido contra el receptor de IL-6 soluble de ratón. Después de que se confirmó la producción del anticuerpo, los clones de hibridoma se escrutaron dos veces más para obtener un solo clon de hibridoma. El clon se denominó como MR16-1.
La actividad neutralizante del anticuerpo producido por el hibridoma sobre la transducción de señal de la IL-6 de ratón se examinó mediante la incorporación de timidina-^{3}H utilizando células MH60.BSF2 (Matsuda et al., J. Immunol. (1988) 18, 951-956). Las células MH60.BSF2 se prepararon en una placa de 96 pocillos a 1 x 10^{4} células/200 \mul/pocillo. A la placa se le añadió IL-6 de ratón y anticuerpo MR16-1 o anticuerpo RS12 a 12,3 - 1000 ng/ml, y luego se cultivaron a 37ºC y CO_{2} al 5% durante 44 horas y luego se añadió 1 \muCi/pocillo de timidina-H^{3}. Después de 4 horas, se midió la incorporación de timidina-H^{3}. Como resultado, el anticuerpo MR16-1 suprimió la incorporación de timidina-H^{3} a las células MH60.BSF2.
Por tanto, se demostró que el anticuerpo producido por el hibridoma MR16-1 inhibe la unión de IL-6 al receptor de IL-6.
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Aplicabilidad industrial
De acuerdo con la presente invención, se ha mostrado que el anticuerpo anti-receptor de IL-6, antagonista de IL-6, es útil como un agente terapéutico para la esclerosis múltiple.
Referencia a los microorganismos depositados bajo el Tratado de Cooperación de Patentes, Regla 13-2, y nombre del Instituto de depósito
Instituto de depósito
Nombre: Instituto Nacional de Biociencia y Tecnología Humana, Agencia de Ciencia Industrial y Tecnología.
Dirección: 1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japón.
Microorganismo (1)
Indicación: Hibridoma MR16-1 de rata-ratón
Número de depósito: FERM BP-5875
Fecha de depósito: 13 Marzo 1997
Microorganismo (2)
Indicación: HB 101-pIBIBSF2R
Número de depósito: FERM BP-2232
Fecha de depósito: 9 Enero 1989
Microorganismo (3)
Indicación: PM-1
Número de depósito: FERM BP-2998
Fecha de depósito: 12 Julio 1989
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Órgano de depósito
Nombre: Colección Nacional de bacterias Industriales y Marinas Limitada
Dirección: 23 St Machar Drive Aberdeen AB2 IRY
Microorganismo (4)
Indicación: Escherichia coli DH5\alpha-pPM-k3
Número de depósito: NCIMB 40366
Fecha de depósito: 12 Febrero 1991
Microorganismo (5)
Indicación: Escherichia coli DH5\alpha-pPM-h1
Número de depósito: NCIMB 40362
Fecha de depósito: 12 Febrero 1991

Claims (9)

1. Utilización de un anticuerpo antagonista dirigido contra el receptor de la interleuquina-6 (IL-6) para la preparación de un medicamento para la prevención o el tratamiento de la esclerosis múltiple.
2. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, donde el antagonista del receptor de IL-6 es un anticuerpo monoclonal dirigido contra el receptor de IL-6.
3. El uso de acuerdo con la reivindicación 2, donde el antagonista del receptor de IL-6 es un anticuerpo monoclonal dirigido contra el receptor de IL-6 humano.
4. El uso de acuerdo con la reivindicación 2, donde el antagonista del receptor de IL-6 es un anticuerpo monoclonal dirigido contra el receptor de IL-6 de ratón.
5. El uso de acuerdo con la reivindicación 3, donde el antagonista del receptor de IL-6 es el anticuerpo PM-1, que es producido por el hibridoma identificado por el número de entrada al depósito FERM BP-2998.
6. El uso de acuerdo con la reivindicación 4, donde el antagonista del receptor de IL-6 es el anticuerpo MR16-1, que es producido por el hibridoma identificado con número de entrada al depósito FERM BP-5875.
7. El uso de acuerdo con la reivindicación 5, donde el antagonista del receptor de IL-6 es un anticuerpo dirigido contra el receptor de IL-6 que tiene la región constante del anticuerpo humano.
8. El uso de acuerdo con la reivindicación 3, donde el antagonista del receptor de IL-6 es un anticuerpo quimérico o humanizado dirigido contra el receptor de IL-6.
9. El uso de acuerdo con la reivindicación 8, donde el antagonista del receptor de IL-6 es el anticuerpo humanizado PM-1.
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