JP2013535191A - 抗il−23ヘテロ二量体特異的抗体 - Google Patents

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Abstract

本開示は、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。本開示はまたIL−23結合タンパク質の使用も提供する。

Description

本開示は、インターロイキン(IL)−23に特異的に結合するタンパク質およびそれらの使用に関する。
インターロイキン(IL)−23は、インターロイキン−6ヘリカルサイトカインファミリーのメンバーの計算的に導出されたプロファイルで、配列データベースを検索することによって発見された。この検索は、IL−12p35サブユニットと相同であるIL−23p19(p19)と命名された、新しいサイトカインサブユニットの発見につながった。このIL−12p35サブユニットは、IL−12p40サブユニットと二量体化して、IL−12を形成する。IL−12p40を伴うp19の発現は、IL−23と呼ばれるヘテロ二量体タンパク質の分泌につながった。
IL−23のp40サブユニットは、D1、D2、およびD3と標識された3つのドメインを有する。各ドメインは、βシート構造であり、D2ドメインはC177鎖間ジスルフィド結合を含む。D2上にはN連結型グリコシル化部位もある。
p19サブユニットは、4つのヘリックスバンドルを含むという点で、IL−12p35に似ている。しかしながら、IL−12p35と比較してIL−23p19における短縮したヘリカル長さ、ならびに「チルト」および「ロール」は、変化した足跡をもたらす。IL−23p19は、IL−12p35と比較すると、IL−12p40と相互作用する様式も異なる。
その標的細胞型に対するIL−23の特異的効果は、IL−12Rβ1およびIL−23Rを含むIL−23R複合体によって媒介される。IL−23へのIL−12Rβ1の結合は、IL−12p40サブユニットを介して媒介される。
IL−23のIL−23p19は、IL−23Rへの結合の原因となり、それによって、IL−23R複合体に対するIL−23の選択性を与えている。
IL−23は、活性化ヒトマクロファージならびに樹状細胞によって分泌される。IL−23は、大部分が記憶T細胞に作用し、ネズミ脾細胞がIL−23に応答してIL−17を分泌する能力において実証されるように、IL−17AおよびIL−17Fの調節を通して自己免疫疾患を促進するとされている。ヒトにおいてはIL−23/IL−17経路が存在し、IL−23は、IL−17とともに、IL−21、IL−22、IFN−γ、およびTNF−αの良好な誘導物であることが示されており、IL−21、IL−22、IFN−γ、およびTNF−αの全ては炎症誘発性サイトカインである。インビトロで、IL−6およびTGF−β1は、ナイーブT細胞のT17T細胞経路への発達を促進する。これらの細胞は、IL−21の分泌を介したオートクリン様式で、さらに駆動される。IL−23および/またはIL−1βは、細胞をこのT17応答において維持すると考えられる。
IL−12およびIL−23は、どちらも共通のサブユニットを含有するので、疾病状態を、いずれか1つのインターロイキンの過剰産生だけに帰することは困難であった。しかしながら、研究は、IL−23の調節不全が、いくつかある自己免疫疾患の中で、乾癬、クローン病、および多発性硬化症に関連付けられていることを示している。
IL−23が種々の病態に関与していることを考慮すると、このサイトカインに特異的な拮抗薬が望ましい。しかしながら、IL−23のどちらのサブユニットも他の二量体サイトカインと共有されているので、このサイトカインを特異的に標的にすることが困難であることが分かっている。例えば、米国特許第US7196172号で説明されているように、でIL−12p40サブユニットは、IL−12の構成要素でもあり、IL−23p19は、zcyto33f2等のヘテロ二量体サイトカインの構成要素でもある。
本発明者らは、IL−23には特異的に結合するが、IL−23の一部ではない(例えば、単離したIL−12p40もしくはIL−23p19)とき、または別のサイトカインの一部(例えば、どちらもIL12p40を含むIL−12、またはIL−23p19を含むzcyto33f2)であるときに、その構成部分の(IL−12p40もしくはIL−23p19)いずれにも特異的に結合しない、タンパク質を産生した。そのようなタンパク質は、IL−12p40またはIL−23p19サブユニットを共有するサイトカインの活性を阻害する望ましくない効果を引き起こす可能性が低く、したがって、治療の際に「オフターゲット」効果を有する可能性が低い。さらに、そのようなタンパク質は、例えば診断/予後において、IL−23を検出するための特定の試験の基準を提供する。
本開示は、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。
当業者は、上述のことから、抗原結合ドメインのIL−23結合タンパク質への包含が、タンパク質も、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しないことを意味することを理解するであろう。
一実施例において、抗原結合ドメインは、IL−23のヘテロ二量体界面に特異的に結合する。
本開示は、加えて、または代替として、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23のヘテロ二量体界面には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。
本開示は、加えて、または代替として、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、
(i)IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、
(ii)中の水素が重水素と交換されたIL−23に結合し、
(iii)中の水素が重水素と交換されたIL−23への結合時に、配列番号2の残基112〜144を含む領域における重水素の水素への交換を低減する、
単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。
一実施例において、交換の減少は、統計的に有意である。
一実施例において、交換の減少は、交換前および交換後のIL−23の領域の重水素含量のパーセント変化を判定し、最小のパーセント変化を有する領域(例えば、試験した領域の50%が最小のパーセント変化を伴う)の平均変化よりも標準偏差が2倍、2.5倍、または3倍大きい変化を有する領域を決定することによって計算される。
一実施例において、抗原結合ドメインは、配列番号2の残基91〜144を含む領域、または配列番号2の残基91〜109および112〜144を含む領域における交換を低減する。
一実施例において、抗原結合ドメインは、配列番号1の残基135〜153を含む領域における交換をさらに低減する。この実施例に従って、本開示は、加えて、または代替として、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、
(i)IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、
(ii)中の水素が重水素と交換されたIL−23に結合し、
(iii)中の水素が重水素と交換されたIL−23への結合時に、IL−12p40サブユニットの領域、およびIL−23p19の領域における重水素の水素への交換を低減する、
単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。
一実施例において、IL−23結合タンパク質は、IL−23に特異的に結合するが、単離されたIL−12p40サブユニットには有意に結合せず、また単離されたIL−23p19サブユニットには有意に結合しない。
一実施例において、単離されたIL−12p40サブユニットは、付加的な配列、例えばFLAGタグまたは抗体のFc領域を含む。例えば、IL−12p40サブユニットは、配列番号17に記載の配列を含むFLAGタグに融合した、または抗体のFc領域に融合した、配列番号1に記載の配列を含み、該Fc領域は、配列番号16に記載の配列を含む。
一実施例において、単離されたIL−23p19サブユニットは、付加的な配列、例えばFLAGタグまたは抗体のFc領域を含む。例えば、IL−23p19サブユニットは、配列番号17に記載の配列を含むFLAGタグに融合した、または抗体のFc領域に融合した、配列番号2に記載の配列を含み、該Fc領域は、配列番号16に記載の配列を含む。
一実施例において、IL−23結合タンパク質は、IL−23に特異的に結合し、IL−23のIL−12p40およびIL−23p19サブユニットは、付加的な配列、例えば上記で説明したように、FLAGタグまたは抗体のFc領域を含む。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、1nM以下(750pM以下等、例えば500pM以下)のIC50で、IL−23のIL−23受容体(IL−23R)への結合を低減する。一実施例において、IL−23結合タンパク質のIC50は、400pM以下である。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、100nM〜1nM(150pM〜750pM等、例えば、150pM〜500pM)のIC50で、IL−23のIL−23Rへの結合を低減する。一実施例において、IL−23結合タンパク質のIC50は、160pM〜400pMである。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、1nM以下(例えば、750pM以下、例えば、500pM以下、400pM以下等)のEC50で、IL−23のIL−23Rへの結合を低減する。一実施例において、EC50は、約300pM以下である。例えば、EC50は、約260pMである。
IL−23のIL−23Rへの結合を判定するための方法は、当業者には明らかにであろう。例えば、1つの方法では、単離されたまたは組み換えIL−23R、もしくは細胞発現IL−23Rが固定化される。標識したIL−23が、次いで、IL−23のIL−23Rへの結合を減少すると思われる試験タンパク質の存在下または非存在下で、固定化した受容体または細胞と接触され、および結合標識の量が検出される。IL−23結合タンパク質の非存在下と比較したときの、IL−23結合タンパク質の存在下で結合した標識の量の減少は、タンパク質がIL−23のIL−23Rへの結合を低減または防止することを示す。複数の濃度のIL−23結合タンパク質を試験することによって、IC50および/またはEC50が決定される。
別の実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、脾細胞によるIL−23誘発性のIL−17分泌を低減する。1つの方法では、培養した脾細胞(例えば、マウス脾細胞)を、IL−23結合タンパク質の存在下または非存在下でIL−23と接触させる。IL−17の分泌が起こる十分な時間の後、例えば酵素結合抗体免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用して、IL−17のレベルを検出する。タンパク質の非存在下と比較して、タンパク質の存在下でのサイトカインのレベルがより低いことは、タンパク質がIL−23の活性を中和することを示す。複数の濃度のタンパク質を試験することによって、IC50またはEC50が決定される。
一実施例において、IC50は、1μM以下(例えば、800μM以下、例えば、750μM以下、500μM以下等)である。
一実施例において、IC50は、約1nM以下(例えば、800pM以下)である。例えば、IC50は、700pM以下である。一実施例において、IC50は、約1pM〜800pM(例えば、約100pM〜700pM、例えば、約120pM〜680pM)である。
一実施例において、EC50は、1μM以下(例えば、800μM以下、例えば、750μM以下、500μM以下等)である。
一実施例において、EC50は、1nM以下(例えば、500pM以下、400pM以下等)である。一実施例において、EC50は、約300pM以下である。例えば、EC50は、約290pMである。
一実施例において、IL−23結合タンパク質は、IL−23に特異的に結合し、抗体のIL−23への結合を競合的に阻害することができ、該抗体は、
(i)配列番号7に記載の配列を含むV、および配列番号12に記載の配列を含むV、または
(ii)配列番号49に記載の配列を含むV、および配列番号50に記載の配列を含むV
のうちのいずれか1つを含む。
抗体のIL−23への結合の競合的な阻害を判定するための方法は、本明細書で説明されており、本開示のこの実施例に準用されるものと解釈されたい。
例えば、IL−23結合タンパク質は、
(i)配列番号7に記載の配列を含むV、および配列番号12に記載の配列を含むV、または
(ii)配列番号49に記載の配列を含むV、および配列番号50に記載の配列を含むV
のうちのいずれか1つを含む抗体によって結合されるエピトープと同じ、またはそれと重複するエピトープに結合する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質の抗原結合ドメインは、IL−23の構成要素であるときに、IL−23のIL−23p19サブユニットに特異的に結合する。例えば、抗原結合ドメインは、IL−23の構成要素が配列番号2のアミノ酸112〜144を含む領域にあるときに、IL−23のIL−23p19に特異的に結合する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質の抗原結合ドメインは、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがどちらもIL−23の構成要素であるときには、それらに特異的に結合する。例えば、抗原結合ドメインは、約50オングストロームの原子間距離(40オングストローム以内の原子間距離等、例えば、30オングストローム以内の原子間距離)以内の原子を含む、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットの領域と結合する。一実施例において、領域内の原子は、約25オングストロームの原子間距離以内である。例えば、抗原結合ドメインは、配列番号2のアミノ酸112〜144を含む領域においてIL−23p19サブユニットに結合し、配列番号1のアミノ酸135〜153を含む領域においてIL−12p40サブユニットに結合する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、少なくとも約1×10−2(少なくとも約9×10−3、例えば、少なくとも約8×10−3、例えば、少なくとも約7×10−3)の解離定数(kd)でIL−23に結合する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、少なくとも約1×10(少なくとも約5×10等、例えば、少なくとも約1×10)の会合定数(ka)でIL−23に結合する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、少なくとも約1×10−7(例えば、少なくとも5×10−8、少なくとも約1×10−8等)の平衡定数(K)でIL−23に結合する。一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、約1×10−7〜約1×10−9(例えば、約1×10−7〜約1×10−9)の平衡定数(K)を伴うIL−23に結合する。
本開示は、加えて、または代替として、配列番号21〜50のいずれか1つに記載のアミノ酸配列もしくはそれに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列、または配列番号57〜77のいずれか1つに記載の配列もしくはそれに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む核酸によって、もしくは中程度から高度の緊縮状態の下でそれにハイブリッド形成される核酸によってコードしたアミノ酸配列を含む、抗体の抗原結合ドメインを含み、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。
本開示は、配列番号26〜29、49、50のいずれか1つ、配列番号20もしくは30〜33のいずれか1つのアミノ酸1〜120、配列番号45もしくは46のアミノ酸1〜113に記載のアミノ酸配列、もしくはそれに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列、または配列番号6、11、57〜60、72、73、76、もしくは77のいずれか1つに記載の配列もしくはそれに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む核酸によって、または中程度から高度の緊縮状態の下でハイブリッド形成する核酸によってコードされるアミノ酸配列を含む、抗体の抗原結合ドメインを含み、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質を提供する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質の抗原結合ドメインは、配列番号7、12、26、27、28、29、49、または50のいずれか1つに記載の配列を含む、可変領域の相補性決定領域(CDR)3を含む。CDRを判定するための例示的な番号付けスキームは、当技術分野で知られており、それらのシステムのいずれをも使用して、本開示のIL−23結合タンパク質のCDRを決定することができる。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、Kabat付番方式に従って定義され、配列番号10、配列番号15、配列番号53、または配列番号56に記載の配列を含む、CDR3を含む。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、拡張Chothia付番方式に従って定義され、「CDR3」と標識された配列を含み、また、図7A〜7Fのいずれか1つにおいて太文字で示される、CDR3を含む。
本開示のいくつかの実施例において、抗原結合ドメインは、配列番号26、27、28、29、49、または50のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含む可変領域の3つのCDRを含む、抗体可変領域である。
例えば、抗原結合ドメインは、配列番号26、27、28、29、または49のいずれか1つに記載のアミノ酸配列の3つのCDRを含む、Vである。一実施例において、Vは、配列番号7に記載の配列を含む可変領域の3つのCDRを含む。一実施例において、Vは、配列番号33に記載の配列を含む可変領域の3つのCDRを含む。一実施例において、Vは、配列番号49に記載の配列を含む可変領域の3つのCDRを含む。一実施例において、CDRは、Kabat付番方式に従って定義される。例えば、IL−23結合タンパク質は、以下のCDRを含む、Vを含む:
(i)配列番号8もしくは51に記載のアミノ酸配列(または図7A、7B、もしくは7EでCDR1と標識され、下線を引いた配列)を含む、CDR1、
(ii)随意に、配列番号9、22、24、もしくは52に記載のアミノ酸配列(または図7A、7B、もしくは7EでCDR2と標識され、下線を引いた配列)を含み、任意で、CDR2アミノ酸配列の5つのC末端アミノ酸のいずれか1つ以上が、任意の他の天然に存在するアミノ酸と置換される、CDR2、および
(iii)配列番号10または53に記載のアミノ酸配列(または図7A、7B、もしく7EでCDR3と標識され、下線を引いた配列)を含む、CDR3。
さらなる実施例では、CDRは、拡張Chothia付番方式に従って定義される。例えば、Vは、以下のCDRを含む:
(i)図7A、7B、もしくは7EでCDR1と標識され、太文字で示されるアミノ酸配列を含む、または配列番号23もしくは25に記載のアミノ酸を含む、CDR1、
(ii)図7A、7B、もしくは7EでCDR2と標識され、太文字で示されるアミノ酸配列を含む、CDR2、および
(iii)図7A、7B、もしくは7EでCDR3と標識され、太文字で示されるアミノ酸配列を含む、CDR3。
別の実施例において、抗原結合ドメインは、配列番号27、29、または50うちのいずれか1つに記載のアミノ酸配列の3つのCDRを含む、Vである。一実施例において、Vは、配列番号12に記載の配列を含む可変領域の3つのCDRを含む。一実施例において、Vは、配列番号50に記載の配列を含む可変領域の3つのCDRを含む。
一実施例において、CDRは、Kabat付番方式に従って定義される。例えば、IL−23結合タンパク質は、以下のCDRを含む、Vを含む:
(i)配列番号13もしくは54に記載のアミノ酸配列(または図7C、7D、もしくは7FでCDR1と標識され、下線を引いた配列)を含む、CDR1、
(ii)配列番号14もしくは55に記載のアミノ酸配列(または図7C、7D、もしくは7FでCDR2と標識され、下線を引いた配列)を含む、CDR2、および
(iii)配列番号15もしくは56に記載のアミノ酸配列(または図7C、7D、もしくは7FでCDR3と標識され、下線を引いた配列)を含む、CDR3。
さらなる実施例では、CDRは、拡張Chothia付番方式に従って定義される。例えば、Vは、以下のCDRを含む:
(i)図7C、7D、もしくは7FでCDR1と標識され、太文字で示される、CDR1、
(ii)図7BでCDR2と標識され、太文字で示される、CDR2、および
(iii)図7BでCDR3と標識され、太文字で示される、CDR3。
一実施例において、抗原結合ドメインは、例えば、上記で説明したような、それぞれが3つのCDRを含む、VおよびVを含む。
一実施例において、抗原結合ドメインは、以下の可変領域対のうちの1つの、6つのCDRを含む
(i)配列番号26に記載の配列を含む重鎖可変領域(V)、および配列番号27に記載の配列を含む軽鎖可変領域(V)、
(ii)配列番号28に記載の配列を含むV、および配列番号29に記載の配列を含むV、または
(iii)配列番号49に記載の配列を含むV、および配列番号50に記載の配列を含むV
例えば、抗原結合ドメインは、以下を含む:
(i)配列番号8もしくは51に記載の配列(または図7A、7B、もしくは7EでCDR1と標識され、下線を引いた配列)を含む、重鎖CDR1と、
(ii)配列番号9、22、もしくは52に記載の配列(または図7A、7B、もしくは7EでCDR2と標識され、下線を引いた配列)を含み、任意でCDR2アミノ酸配列の5つのC末端アミノ酸のいずれかの1つ以上が、任意の他の天然に存在するアミノ酸で置換される、重鎖CDR2と、
(iii)配列番号10もしくは53に記載の配列(または図7A、7B、もしくは7EでCDR3と標識され、下線を引いた配列)を含む、重鎖CDR3と、
(iv)配列番号13もしくは54に記載の配列(または図7C、7D、もしくは7FでCDR1と標識され、下線を引いた配列)を含む、軽鎖CDR1と、
(v)配列番号14もしくは55に記載の配列(または図7C、7D、もしくは7FでCDR2と標識され、下線を引いた配列)を含む、軽鎖CDR2と、
(vi)配列番号15もしくは56に記載の配列(または図7C、7D、もしくは7FでCDR3と標識され、下線を引いた配列)を含む、軽鎖CDR3。
本開示の例示的なIL−23結合タンパク質は、配列番号26、28、または49のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含むVを含む、抗原結合ドメインを含む。例えば、Vは、配列番号7、配列番号49、配列番号30〜44のいずれか1つのアミノ酸1〜120のいずれか1つに記載のアミノ酸配列、または前述の配列のいずれか1つに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む。一実施例において、Vは、配列番号7、配列番号49、または配列番号30〜33のアミノ酸1〜120のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含む。
別の実施例において、Vは、配列番号6、19、57〜71、もしくは76のいずれか1つに記載の配列を含む核酸によって、それに対して少なくとも約80%の同一性である配列を含む核酸によって、または中程度から高度のハイブリッド形成条件下でそれらにハイブリッド形成する核酸によってコードされるアミノ酸配列を含む。別の実施例において、Vは、配列番号6、19、57〜60、もしくは76のいずれか1つに記載の配列を含む核酸によって、それに対して少なくとも約80%の同一性である配列を含む核酸によって、または中程度から高度のハイブリッド形成条件下でそれらにハイブリッド形成する核酸によってコードされるアミノ酸配列を含む。
一実施例において、Vは、配列番号28に記載の配列を含む。一実施例において、Vは、配列番号30のアミノ酸1〜120に記載の配列を含む。一実施例において、Vは、配列番号31のアミノ酸1〜120に記載の配列を含む。一実施例において、Vは、配列番号32のアミノ酸1〜120に記載の配列を含む。一実施例において、Vは、配列番号33のアミノ酸1〜120に記載の配列を含む。
一実施例において、Vは、配列番号49に記載の配列を含む。
一実施例において、Vは、配列番号7に記載の配列、またはそのヒト化、脱免疫化、または合成ヒト化形態を含む。
本開示の例示的なIL−23結合タンパク質は、配列番号27、29、または50のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含むVを含む、抗原結合ドメインを含む。例えば、Vは、配列番号12、配列番号50、もしくは配列番号45〜48のいずれか1つのアミノ酸1〜113のいずれか1つに記載のアミノ酸配列、または前述の配列のいずれか1つに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む。例えば、Vは、配列番号12、配列番号50、配列番号45もしくは46のアミノ酸1〜113のいずれか1つに記載のアミノ酸配列、または前述の配列のいずれか1つに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む。
別の実施例において、Vは、配列番号11、18、72〜75、もしくは77のいずれか1つに記載の配列を含む核酸によって、それに対して少なくとも約80%同一である配列を含む核酸によって、または中程度から高度のハイブリッド形成条件下でそれらにハイブリッド形成する核酸によってコードされるアミノ酸配列を含む。例えば、Vは、配列番号11、18、72、73、もしくは77のいずれか1つに記載の配列を含む核酸によって、それに対して少なくとも約80%同一である配列を含む核酸によって、または中程度から高度のハイブリッド形成条件下でそれらにハイブリッド形成する核酸によってコードされるアミノ酸配列を含む。
一実施例において、Vは、配列番号29に記載の配列を含む。例えば、Vは、配列番号45に記載の配列を含む。例えば、Vは、配列番号46に記載の配列を含む。
一実施例において、Vは、配列番号50に記載の配列を含む。
一実施例において、Vは、配列番号11に記載の配列、またはそのヒト化、脱免疫化、合成ヒト化形態を含む。
例示的なIL−23結合タンパク質は、VおよびVを含み、VおよびVは、結合して、抗原結合ドメインを含むFvを形成する。
例示的なIL−23結合タンパク質は、
(i)配列番号26に記載の配列を含む可変領域のCDR1、2、および3を含むV、ならびに配列番号27に記載の配列を含む可変領域のCDR1、2、および3を含むV
(ii)配列番号28に記載の配列を含む可変領域のCDR1、2、および3を含むV、ならびに配列番号29に記載の配列を含む可変領域のCDR1、2、および3を含むV、または
(iii)配列番号49に記載の配列を含む可変領域のCDR1、2、および3を含むV、ならびに配列番号50に記載の配列を含む可変領域のCDR1、2、および3を含むV
を含む。
Kabat付番方式または拡張Chothia付番方式に従って定義されるこれらの配列におけるCDRは、本明細書で説明されており、本開示の本実施例に準用されるものと解釈されたい。
本開示の1つの例示的な形態において、IL−23結合タンパク質は、
(i)配列番号8に記載の配列を有するCDR1、配列番号9または22に記載の配列を有するCDR2、および配列番号10に記載の配列を有するCDR3を含む、Vと、
(ii)配列番号13に記載の配列を有するCDR1、配列番号14に記載の配列を有するCDR2、および配列番号15に記載の配列を有するCDR3を含む、Vと、
を含む。
本開示の別の例示的な形態において、IL−23結合タンパク質は、
(i)配列番号51に記載の配列を有するCDR1、配列番号52に記載の配列を有するCDR2、および配列番号53に記載の配列を有するCDR3を含む、Vと、
(ii)配列番号54に記載の配列を有するCDR1、配列番号55に記載の配列を有するCDR2、および配列番号56に記載の配列を有するCDR3を含む、Vと、
を含む。
いくつかのIL−23結合タンパク質において、VおよびVは、単一のポリペプチド鎖中にある。そのようなIL−23結合タンパク質の例示的な形態は、
(i)単鎖Fv断片(scFv)、
(ii)二量体scFv(ジscFv)、または
(iii)定常領域、Fc、または重鎖定常ドメイン(C)2および/もしくはC3に連結された(i)および/または(ii)のうちの少なくとも1つ、
を含む。
他の例示的なIL−23結合タンパク質は、別々のポリペプチド鎖中にあるVおよびVを含む。そのようなIL−23結合タンパク質の例示的な形態は、
(i)ダイアボディ、
(ii)トリアボディ、
(iii)テトラボディ、
(iv)Fab、
(v)F(ab’)2、
(vi)Fv、または
(iv)定常領域、Fc、または重鎖定常ドメイン(C)2および/もしくはC3に連結された(i)〜(iii)のうちの1つ、
を含む。
本開示のIL−23結合タンパク質の実施例は、抗体である。
本開示のいくつかの例示的なIL−23結合タンパク質は、キメラ、脱免疫化、CDRグラフト、ヒト化、霊長類化、合成ヒト化、またはヒトタンパク質である。
一実施例において、本開示は、抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、配列番号26、28、もしくは49に記載の配列を含むV、および/または配列番号27、29、もしくは50のいずれか1つに記載の配列を含むVを含む、抗体を提供する。例えば、抗体は、
(i)配列番号7、配列番号49、配列番号30〜44のいずれか1つのアミノ酸1〜120のいずれか1つに記載のアミノ酸配列、または前述の配列のいずれか1つに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む、V、または
(ii) 配列番号12、配列番号50、配列番号45〜48のいずれか1つのアミノ酸1〜113のいずれか1つに記載のアミノ酸配列、または前述の配列のいずれか1つに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列を含む、V
を含む。
一実施例において、本開示は、抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、
(i)配列番号26に記載の配列を含むV、および配列番号27に記載の配列を含むV
(ii)配列番号28に記載の配列含むV、および配列番号29に記載の配列を含むV、または
(iii)配列番号49に記載の配列を含むV、および配列番号50に記載の配列を含むV
を含む、抗体を提供する。
一実施例において、本開示は、抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、配列番号28に記載の配列を含むV、および配列番号29に記載の配列を構成含むVを含む、ヒト化抗体を提供する。
一実施例において、ヒト化抗体の抗原結合ドメインは、
(i)配列番号30のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(ii)配列番号31のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(iii)配列番号32のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(iv)配列番号33のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(v)配列番号34のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(iv)配列番号35のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号47のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(vii)配列番号33のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(viii) 配列番号34のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(ix)配列番号32のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(x)配列番号36のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xi)配列番号37のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号47のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xii)配列番号38のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xiii)配列番号39のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xiv)配列番号40のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xv)配列番号41のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xvi)配列番号42のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xvii)配列番号43のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号47のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xviii)配列番号38のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xix)配列番号39のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xx)配列番号44のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号47のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(xxi)配列番号41のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV、または
(xxii)配列番号42のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号48のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
を含む。
一実施例において、本開示は、抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、
(i)配列番号30のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(ii)配列番号31のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
(iii)配列番号32のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV、または
(iv)配列番号33のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
を含む、ヒト化抗体を提供する。
本開示は、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、配列番号49に記載の配列を含む重鎖可変領域(V)、および配列番号50に記載の配列を含む軽鎖可変領域(V)を含む、ヒト抗体も提供する。
本開示のIL−23結合タンパク質の例示的な形態は、配列番号3または16に記載の配列を含む定常領域に連結される配列番号7に記載の配列を含むV、および配列番号4に記載の配列を含む定常領域に連結される配列番号12に記載の配列を含むVを含む、キメラ抗体である。一実施例において、キメラ抗体は、配列番号20に記載の配列を含む重鎖、および配列番号21に記載の配列を含む軽鎖を含む。
本開示は、抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、配列番号7に記載の配列を含むV、および配列番号12に記載の配列を含むV、またはモノクローナル抗体のキメラ、脱免疫化、合成ヒト化、もしくはヒト化形態を含む、モノクローナル抗体をさらに提供する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgD、IgE、およびIgAから成る群から選択される、ヒトまたは非ヒト霊長類の重鎖免疫グロブリン定常領域を含む。例示的な重鎖免疫グロブリン定常領域は、IgG定常領域、例えば、IgG1定常領域である。一実施例において、定常領域は、配列番号3または16に記載の配列を含む。
別の実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、カッパまたはラムダから成る群から選択される。ヒトまたは非ヒト霊長類の軽鎖免疫グロブリン定常領域を含む。一実施例において、カッパ軽鎖定常領域は、配列番号4に記載の配列を含む。一実施例において、ラムダ軽鎖定常領域は、配列番号83に記載の配列を含む。
一実施例において、IL−23結合タンパク質は、IL−23活性を中和する。
ある実施例において、IL−23結合タンパク質は、放射性同位体、検出可能な標識、コロイド、毒素、核酸、ペプチド、タンパク質、対象内のタンパク質の半減期を延長させる化合物、およびこれらの混合物から成る群から選択される化合物に抱合される。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質をコードする核酸も提供する。この点に関して、本開示は、本明細書で説明される具体的に例示された核酸に限定されず、遺伝子コードの縮重の結果として本開示のIL−23結合タンパク質をコードする、いかなる核酸も包含する。例えば、核酸は、特定の細胞型での発現に対してコドン最適化され得る。
一実施例において、核酸は、配列番号6、11、18、19、もしくは57〜77のいずれか1つに記載の配列、それに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列、または中程度から高度の緊縮状態の下でハイブリッド形成する配列を含む。一実施例において、核酸は、配列番号6、11、18、19、57〜60、72、73、76、もしくは77のいずれか1つに記載の配列、それに対して少なくとも約80%の同一性を有する配列、または中程度から高度の緊縮状態の下でハイブリッド形成する配列を含む。
一実施例において、そのような核酸は、核酸がプロモーターに操作可能に連結された発現構築体中に含まれる。そのような発現構築体は、ベクター、例えばプラスミド中にあり得る。
単一ポリペプチドのIL−23結合タンパク質に関する本開示の実施例において、発現構築体は、そのポリペプチド鎖をコードする核酸に連結されたプロモーターを含んでもよい。
IL−23結合タンパク質を形成する複数のポリペプチドに関する実施例において、本開示の発現構築体は、プロモーターに操作可能に連結された(例えば、Vを含む)ポリペプチドの1つをコードする核酸、およびプロモーターに操作可能に連結された別の(例えば、Vを含む)ポリペプチドをコードする核酸を含む。
別の実施例において、発現構築体は、二シストロン性発現構築体であり、例えば、5'から3'の順に以下の操作可能に連結された構成要素を含む。
(i)プロモーター、
(ii)第1のポリペプチドをコードする核酸、
(iii)内部リボソーム進入部位、および
(iv)第2のポリペプチドをコードする核酸。
例えば、第1のポリペプチドがVを含み、第2のポリペプチドがVを含むか、または第1のポリペプチドがVを含み、第2のポリペプチドがVを含む。
本開示は、その1つが(例えば、Vを含む)第1のポリペプチドをコードし、別の1つが(例えば、Vを含む)第2のポリペプチドをコードする、別々の発現構築体も企図している。例えば、本開示は、
(i)ポリペプチドをコードする核酸を含む、第1の発現構築体(例えば、プロモーターに操作可能に連結されたVを含む)と、
(ii)ポリペプチドをコードする核酸を含む、第2の発現構築体(例えば、プロモーターに操作可能に連結されたVを含む)と、を含み、
第1および第2のポリペプチドが会合して、本開示のIL−23結合タンパク質を形成する、
組成物も提供する。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質を発現する単離された細胞、または本開示のIL−23結合タンパク質を発現するように遺伝子的に修正された組み換え細胞も提供する。
一実施例において、細胞は、本開示の発現構築体、すなわち、
(i)操作可能にプロモーターに連結されたポリペプチドをコードする核酸を含む、第1の発現構築体(例えば、Vを含む)と、
(ii)操作可能にプロモーターに連結されたポリペプチドをコードする核酸を含む、第2の発現構築体(例えば、Vを含む)と、を含み、
第1および第2のポリペプチドが会合して、本開示のIL−23結合タンパク質を形成する、
発現構築体を含む。
本開示の細胞の例としては、細菌細胞、酵母細胞、昆虫細胞、または哺乳動物細胞が挙げられる。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質を産生するための方法をさらに提供する。例えば、そのような方法は、IL−23結合タンパク質が十分に産生される条件の下で、本開示の発現構築体を維持することを伴う。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質を産生するための方法は、IL−23結合タンパク質が産生される、および随意に分泌されるのに十分な条件の下で、本開示の細胞を培養することを含む。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質を産生するための方法は、IL−23結合タンパク質を単離することをさらに含む。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質と、好適な担体または希釈剤とを含む、組成物も提供する。一実施例において、この担体または希釈剤は、薬学的に許容されるものである。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質、それをコードする核酸、それを発現する細胞、または本開示の組成物を、細胞、組織、臓器、または対象に投与することを含む、該細胞、組織、臓器、または対象におけるIL−23媒介疾患の症状を治療または防止するための方法をさらに提供する。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質または本開示の組成物の、医療薬における使用も提供する。
本開示は、加えて、または代替として、本開示のIL−23結合タンパク質の、IL−23媒介疾患の治療のための薬剤の製造における使用も提供する。
一実施例において、状態は、T17細胞媒介疾患である。
一実施例において、状態は、炎症性疾患または自己免疫疾患である。
例えば、疾患は、乾癬、クローン病、または多発性硬化症である。1つの例示的な形態において、疾患は、乾癬である。
本開示は、乾癬、クローン病、多発性硬化症の治療で使用するための、本開示のIL−23結合タンパク質、抗体、組成物も提供する。
本開示は、試料を、本開示のIL−23結合タンパク質と接触させ、よって、抗原−タンパク質複合体を形成することと、該複合体を検出することとを含み、該複合体を検出することが試料中のIL−23を示す、試料中のIL−23を検出するための方法をさらに提供する。
一実施例において、本方法は、試料を、本開示のIL−23結合タンパク質と接触させ、それを固体または半固体の基質上に固定化し、よって、抗原−タンパク質複合体を形成することと、該複合体を検出することとを含む。いくつかの実施例において、複合体を検出することは、複合体を、本開示のIL−23結合タンパク質とは異なる部位でIL−23、IL−23p19、および/またはIL−12p40に結合する抗体の抗原結合ドメインを含む、第2のタンパク質と接触させることと、該第2のタンパク質を検出することとを含む。
例えば、第2のタンパク質は、検出可能な標識によって標識される。代替として、第2のタンパク質に結合する、さらに標識されたタンパク質が使用される。
別の実施例において、本方法は、
(i)試料を、本開示のIL−23結合タンパク質とは異なる部位でIL−23、および/またはIL−23p19、および/またはIL−12p40に結合する抗体の抗原結合ドメインを含む、タンパク質と接触させて、それを固体または半固体の基質上に固定化し、よって、抗原−タンパク質複合体を形成することと、
(ii)この複合体を本開示のIL−23結合タンパク質と接触させて、本開示のIL−23結合タンパク質を検出することによって、複合体を検出することと、
を含む。
例えば、本開示のIL−23結合タンパク質は、検出可能な標識で標識される。代替として、本開示のIL−23結合タンパク質に結合する、さらに標識されたタンパク質が使用される。
本開示はまた、対象由来の試料中のIL−23を検出するために本開示の方法を行うことを含み、該試料中のIL−23の検出が該対象の疾患を示す、該対象の疾患を診断または予後診断するための方法も提供する。
一実施例において、本方法は、試料中のIL−23のレベルを判定することを含み、対照試料と比較した試料中のIL−23のレベルの増加または減少が疾患を示す。
例示的な疾患は、本明細書で説明されており、本開示の本実施例に準用されるものと解釈されたい。
IL−23に特異的に結合する能力は、例えば疾患を診断または予後診断するために、撮像応用も可能にする。したがって、本開示は、存在する場合は、IL−23に結合した本開示のIL−23結合タンパク質または抗体をインビボで検出することを含み、該IL−23結合タンパク質または抗体が検出可能な標識に抱合されている、対象のIL−23の位置を特定する、および/または検出するための方法をさらに提供する。一実施例において、本方法は、IL−23結合タンパク質または抗体を対象に投与することをさらに含む。
IL−23に対するキメラ抗体E11E7キメラの特異性を示す、一連のグラフ図である。パネルAは、ヒトIL−23に対するE11E7キメラの反応性を示す。パネルBは、ヒトIL−23p19−Fc融合タンパク質に対するE11E7キメラの反応性を示す。パネルCは、ヒトIL−12p40−Fc融合タンパク質に対するE11E7キメラの反応性を示す。パネルDは、マウスIL−23に対するE11E7キメラの反応性を示す。 水素/重水素交換実験中に、E11E7の結合によって保護されるIL−23の領域の位置を示す、図形的に表現した図である。黒色の原子は、重複ペプチド全体にわたって重水素の高いパーセント差を示した、IL−23p19上のアミノ酸を表す。灰色の原子は、重複ペプチド全体にわたって重水素の高いパーセント差を示した、IL−12p40上のアミノ酸を表す。値(25.867)は、IL−23p19およびIL−12p40の領域のいくつかの原子間の距離(オングストローム)である。 示されるように、E11E7キメラまたは抗IL−12p40抗体によるIL−23のIL−23受容体(IL−23R)への結合の阻害を示すグラフ図である。 マウス脾細胞によるIL−23誘発性のIL−17分泌のE11E7またはE11E7キメラ媒介性中和を示すグラフ図である。値は、抗体の非存在下でのマウス脾細胞によるIL−23誘発性のIL−17分泌と比較した阻害パーセントとして表される。 (示されるように)E11E7キメラ、抗IL−23p19抗体、またはアイソタイプ対照抗体で処置した動物の乾癬のIL−23媒介性マウスモデルにおける経時的な臨床スコアを示すグラフ図である。 (示されるように)E11E7キメラ、抗IL−23p19抗体、またはアイソタイプ対照抗体で処置した動物の乾癬のIL−23媒介性マウスモデルにおける表皮厚さを示すグラフ図である。 ELISAを使用して判定した、E11E7のIL−23へのE11E7キメラおよびのヒト化形態の結合を示すグラフ図である。 抗体の可変領域の配列および/または配列のアラインメントを示す、図形的に表現した図である。図7Aは、E11E7のV領域およびそのヒト化形態のアラインメントを示す図である。配置の下にある記号は以下のとおりである。「*」は、アラインメント中の残基が同一であることを意味し、「:」は、アラインメント中の残基が強く保存されていることを意味し(強く保存された群:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW)、「.」は、残基が弱く保存されていることを意味する(弱く保存された群:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、FVLIM、HFY)。コンセンサス配列も示され、「X」は、変動の部位を示す。「X」の下には、分析した配列のその部位で生じる全てのアミノ酸が示される。四角で囲んだ領域は、(示されるように)Kabat付番方式および拡張Chothia付番方式によって定義したCDRを含む。Kabat付番方式によって定義したCDRには下線を引いている。拡張Chothia付番方式によって定義したCDRは、太字で示す。 抗体の可変領域の配列および/または配列のアラインメントを示す、図形的に表現した図である。図7Bは、E11E7の選択されたヒト化形態のV領域のアラインメントを示す図である。配置の下にある記号は以下のとおりである。「*」は、アラインメント中の残基が同一であることを意味し、「:」は、アラインメント中の残基が強く保存されていることを意味し(強く保存された群:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW)、「.」は、残基が弱く保存されていることを意味する(弱く保存された群:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、FVLIM、HFY)。コンセンサス配列も示され、「X」は、変動の部位を示す。「X」の下には、分析した配列のその部位で生じる全てのアミノ酸が示される。四角で囲んだ領域は、(示されるように)Kabat付番方式および拡張Chothia付番方式によって定義したCDRを含む。Kabat付番方式によって定義したCDRには下線を引いている。拡張Chothia付番方式によって定義したCDRは、太字で示す。 抗体の可変領域の配列および/または配列のアラインメントを示す、図形的に表現した図である。図7Cは、E11E7のV領域およびそのヒト化形態のアラインメントを示す図である。配置の下にある記号は以下のとおりである。「*」は、アラインメント中の残基が同一であることを意味し、「:」は、アラインメント中の残基が強く保存されていることを意味し(強く保存された群:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW)、「.」は、残基が弱く保存されていることを意味する(弱く保存された群:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、FVLIM、HFY)。コンセンサス配列も示され、「X」は、変動の部位を示す。「X」の下には、分析した配列のその部位で生じる全てのアミノ酸が示される。四角で囲んだ領域は、(示されるように)Kabat付番方式および拡張Chothia付番方式によって定義したCDRを含む。Kabat付番方式によって定義したCDRには下線を引いている。拡張Chothia付番方式によって定義したCDRは、太字で示す。 抗体の可変領域の配列および/または配列のアラインメントを示す、図形的に表現した図である。図7Dは、E11E7の選択されたヒト化形態のV領域のアラインメントを示す図である。配置の下にある記号は以下のとおりである。「*」は、アラインメント中の残基が同一であることを意味し、「:」は、アラインメント中の残基が強く保存されていることを意味し(強く保存された群:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW)、「.」は、残基が弱く保存されていることを意味する(弱く保存された群:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、FVLIM、HFY)。コンセンサス配列も示され、「X」は、変動の部位を示す。「X」の下には、分析した配列のその部位で生じる全てのアミノ酸が示される。四角で囲んだ領域は、(示されるように)Kabat付番方式および拡張Chothia付番方式によって定義したCDRを含む。Kabat付番方式によって定義したCDRには下線を引いている。拡張Chothia付番方式によって定義したCDRは、太字で示す。 抗体の可変領域の配列および/または配列のアラインメントを示す、図形的に表現した図である。図7Eは、ヒト抗体ST883/885のVのアミノ酸配列を示す図である。配置の下にある記号は以下のとおりである。「*」は、アラインメント中の残基が同一であることを意味し、「:」は、アラインメント中の残基が強く保存されていることを意味し(強く保存された群:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW)、「.」は、残基が弱く保存されていることを意味する(弱く保存された群:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、FVLIM、HFY)。コンセンサス配列も示され、「X」は、変動の部位を示す。「X」の下には、分析した配列のその部位で生じる全てのアミノ酸が示される。四角で囲んだ領域は、(示されるように)Kabat付番方式および拡張Chothia付番方式によって定義したCDRを含む。Kabat付番方式によって定義したCDRには下線を引いている。拡張Chothia付番方式によって定義したCDRは、太字で示す。 抗体の可変領域の配列および/または配列のアラインメントを示す、図形的に表現した図である。図7Fは、ヒト抗体ST883/885のVのアミノ酸配列を示す図である。配置の下にある記号は以下のとおりである。「*」は、アラインメント中の残基が同一であることを意味し、「:」は、アラインメント中の残基が強く保存されていることを意味し(強く保存された群:STA、NEQK、NHQK、NDEQ、QHRK、MILV、MILF、HY、FYW)、「.」は、残基が弱く保存されていることを意味する(弱く保存された群:CSA、ATV、SAG、STNK、STPA、SGND、SNDEQK、NDEQHK、NEQHRK、FVLIM、HFY)。コンセンサス配列も示され、「X」は、変動の部位を示す。「X」の下には、分析した配列のその部位で生じる全てのアミノ酸が示される。四角で囲んだ領域は、(示されるように)Kabat付番方式および拡張Chothia付番方式によって定義したCDRを含む。Kabat付番方式によって定義したCDRには下線を引いている。拡張Chothia付番方式によって定義したCDRは、太字で示す。 E11E7のIL−23へのヒト化形態の結合を示すが、IL−12p40またはIL−23p19には有意に結合していないことを示す、一連のグラフ図である。ブランクは、被覆抗原を省略した分析条件を指す。 完全ヒト抗体ST883/885IgGのIL−23への結合を示すが、IL−12p40またはIL−23p19には有意に結合していないことを示す、グラフ図である。ブランクは、被覆抗原を省略した分析条件を指す。 ELISA(A)を介して行った、捕捉抗体としてE11E7を使用した組み換えIL−23の検出を示すグラフ図である。 ELISA(B)によって測定した、ポークウィードマイトジェン(PMW)およびリポ多糖類(LPS)で刺激したときの、細胞系THP−1によって産生された、E11E7による天然IL−23の検出を示すグラフ図である。 動物を免疫化することによって抗IL−23抗体を産生するための方法を示す、図形的に表現した図である。 ファージディスプレイによって抗IL−23抗体を産生するための方法を示す、図形的に表現した図である。
概要
この明細書の全体を通して、別途具体的に提示されない限り、または別途文脈上必要でない限り、単一のステップ、組成物、一群のステップ、または一群の組成物への言及は、1つおよび複数(すなわち、1つ以上)のそれらのステップ、組成物、一群のステップ、または一群の組成物を包含すると解釈されるべきである。したがって、別途文脈が明確に指示しない限り、本明細書で使用される単数形「a」、「an」、および「the」は、複数の指示対象を含む。例えば、「a」の参照は、1つならびに2つ以上を含み、「an」の参照は、1つならびに2つ以上を含み、「the」の参照は、1つならびに2つ以上を含む、等である。
本開示の各実施例は、別途具体的に提示されない限り、あらゆる実施形態に準用されるものとする。
本開示の各実施例は、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインが、配列番号49に記載の配列を含むVおよび配列番号50に記載の配列を含むVを含む、タンパク質に準用されるものとする。
本開示の各実施例は、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインが、配列番号7に記載の配列を含むVおよび配列番号12に記載の配列を含むV、またはそれらのヒト化形態を含む、例えば、表1の2〜23行のいずれか1行で説明される抗体のVおよびVを含む、タンパク質に準用されるものとする。
本開示の各実施例は、抗体の抗原結合ドメインを含み、該抗原結合ドメインが、表1の2、3、6、または7行のいずれか1行で説明される抗体のVおよびVを含む、タンパク質に準用されるものとする。
当業者は、本明細書の開示に対して、具体的に説明されたもの以外の変形形態および修正形態が可能であることを理解するであろう。本開示は、そのような全ての変形形態および修正形態を包含することを理解されたい。本発明は、本明細書において参照または示される全てのステップ、特徴、組成物、および化合物を個別または集合的に含み、かつ該ステップまたは特徴の全ての組み合わせ、または任意の2つ以上の組み合わせを含む。
本開示の範囲は、本明細書で説明される特定の実施形態に限定されるものではなく、それらは例証することを意図したものに過ぎない。機能的に同等の産物、組成物、および方法は、明らかに本開示の範囲内である。
本明細書で説明される組成物および方法は、別途指示されていない限り、分子生物学、細菌学、ウイルス学、組み換えDNA技術、溶液中のペプチド合成、固相ペプチド合成、および免疫学といった従来の手法を使用して、過度の実験を伴わずに産生されるか、または行われる。そのような手順は、例えば、Sambrook,Fritsch&Maniatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratories,New York,Second Edition(1989),Vols I, II,およびIII全て、Benny K.C.Lo,Antibody Engineering:Methods and Protocols,(2004)Humana Press,Vol.248、DNA Cloning:A Practical Approach,Vols.IおよびII(D.N.Glover,ed.,1985),IRL Press,Oxford,全文、Oligonucleotide Synthesis:A Practical Approach(M.J.Gait,ed,1984)IRL Press,Oxford,全文および特に、Gait,ppl−22、Atkinson et al,pp35−81、Sproat et al,pp83−115、およびWu et al,pp135−151による論文、4.Nucleic Acid Hybridization:A Practical Approach(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.,1985)IRL Press,Oxford,全文、Immobilized Cells and Enzymes:A Practical Approach(1986)IRL Press,Oxford,全文、Perbal,B.,A Practical Guide to Molecular Cloning(1984)、Methods In Enzymology(S.Colowick and N.Kaplan,eds.,Academic Press,Inc.),全シリーズ、J.F.Ramalho Ortigao,Knowledge database of Access to Virtual Laboratory website(Interactiva,Germany)の「The Chemistry of Peptide Synthesis」、Sakakibara,D.,Teichman,J.,Lien,E.Land Fenichel,R.L.(1976).Biochem.Biophys.Res.Commun.73 336−342、Merrifield,R.B.(1963).J.Am.Chem.Soc.85,2149−2154、Barany,G.and Merrifield,R.B.(1979)in The Peptides(Gross,E.and Meienhofer,J.eds.),vol.2,pp.1−284,Academic Press,New York.12.Wunsch,E.,ed.(1974)Synthese von Peptiden in Houben−Weyls Metoden der Organischen Chemie (Muler,E.,ed.),vol.15,4th edn.,Parts 1 and 2,Thieme,Stuttgart、Bodanszky,M.(1984)Principles of Peptide Synthesis,Springer−Verlag,Heidelberg、Bodanszky,M.&Bodanszky,A.(1984)The Practice of Peptide Synthesis,Springer−Verlag,Heidelberg、Bodanszky,M.(1985)Int.J.Peptide Protein Res.25,449−474、Handbook of Experimental Immunology,Vols.I−IV(D.M.Weir and C.C.Blackwell,eds.,1986,Blackwell Scientific Publications)、およびAnimal Cell Culture:Practical Approach,Third Edition(John R.W.Masters,ed.,2000),ISBN 0199637970,全文、で説明されている。
「および/または」という用語、例えば「Xおよび/またはY」という用語は、「XおよびY」もしくは「XまたはY」のいずれかを意味するものと理解されるものとし、どちらも意味すること、またはいずれかを意味することに対する明確な支持を提供するものと解釈されるものとする。
本明細書で使用される「〜、間(between)」という用語は、2つの値の間の範囲、または2つの残基間のタンパク質またはポリペプチド中の1つの残基という状況において、包含的な様式で読み取られる、すなわち2つの列挙された値/残基の間に位置する任意の値/残基、および2つの列記された値/残基を含むものとして読み取られるべきである。例えば、「1〜10」という用語は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、および10を含むものと理解されるものとする。
本明細書の状況において、「配列番号XX〜YYのいずれか1つ(またはいずれか1つ以上)」は、(本明細書で定義されるように)列挙された配列番号の間にある配列のいずれか1つ(または1つ以上)を定義する明細書または特許請求の範囲に対する原文通りの支持を提供するものと理解されるであろう。
この明細書の全体を通して、「含む(comprise)」という用語、または「含む(comprises)」もしくは「含んでいる(comprising)」等の変形は、明示された要素、完全体、もしくはステップ、または一群の要素、整数、もしくはステップを含むことを意味するが、任意の他の要素、完全体、もしくはステップ、または一群の要素、整数、もしくはステップを除外しないことを意味するものと理解されるであろう。
配列リストの見出し
配列番号1は、ヒトIL−12p40サブユニットのアミノ酸配列である。
配列番号2は、ヒトIL−23p19サブユニットのアミノ酸配列である。
配列番号3は、ヒトIgG1重鎖定常領域のアミノ酸配列である。
配列番号4は、ヒト軽鎖カッパ定常領域のアミノ酸配列である。
配列番号5は、可撓性リンカーによって分離されたIL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットを含む融合タンパク質をコードする、ヌクレオチド配列である。
配列番号6は、抗体E11E7のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号7は、抗体E11E7のVのアミノ酸配列である。
配列番号8は、抗体E11E7のVのCDR1のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号9は、抗体E11E7のVのCDR2のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号10は、抗体E11E7のVのCDR3のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号11は、抗体E11E7のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号12は、抗体E11E7のVのアミノ酸配列である。
配列番号13は、抗体E11E7のVのCDR1のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号14は、抗体E11E7のVのCDR2のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号15は、抗体E11E7のVのCDR3のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号16は、ヒト重鎖定常領域のアミノ酸配列である。
配列番号17は、FLAGタグのアミノ酸配列である。
配列番号18は、E11E7キメラ抗体のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号19は、E11E7キメラ抗体のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号20は、E11E7のVおよびヒト定常領域を含むキメラ抗体(E11E7キメラと命名)の重鎖のアミノ酸配列である。
配列番号21は、E11E7のVおよびヒト定常領域を含むキメラ抗体(E11E7キメラと命名)の軽鎖のアミノ酸配列である。
配列番号22は、本明細書で説明されるIL−23と結合する抗体のVの代替のCDR2のアミノ酸配列である。
配列番号23は、抗IL−23抗体のVのCDR1のコンセンサス配列のアミノ酸配列である(拡張Chothia付番方式に従う)。
配列番号24は、抗IL−23抗体のVのCDR2のコンセンサス配列のアミノ酸配列である(Kabat付番方式に従う)。
配列番号25は、ヒト化抗IL−23抗体のVのCDR1のコンセンサス配列のアミノ酸配列である(拡張Chothia付番方式に従う)。
配列番号26は、抗IL−23抗体のVのコンセンサス配列のアミノ酸配列である。
配列番号27は、抗IL−23抗体のVのコンセンサス配列のアミノ酸配列である。
配列番号28は、ヒト化抗IL−23抗体のVのコンセンサス配列のアミノ酸配列である。
配列番号29は、ヒト化抗IL−23抗体のVのコンセンサス配列のアミノ酸配列である。
配列番号30は、ヒト化抗体重鎖番号20のアミノ酸配列である。
配列番号31は、ヒト化抗体重鎖番号21のアミノ酸配列である。
配列番号32は、ヒト化抗体重鎖番号6のアミノ酸配列である。
配列番号33は、ヒト化抗体重鎖番号8のアミノ酸配列である。
配列番号34は、ヒト化抗体重鎖番号9のアミノ酸配列である。
配列番号35は、ヒト化抗体重鎖番号16のアミノ酸配列である。
配列番号36は、ヒト化抗体重鎖番号1のアミノ酸配列である。
配列番号37は、ヒト化抗体重鎖番号13のアミノ酸配列である。
配列番号38は、ヒト化抗体重鎖番号7のアミノ酸配列である。
配列番号39は、ヒト化抗体重鎖番号11のアミノ酸配列である。
配列番号40は、ヒト化抗体重鎖番号18のアミノ酸配列である。
配列番号41は、ヒト化抗体重鎖番号5のアミノ酸配列である。
配列番号42は、ヒト化抗体重鎖番号10のアミノ酸配列である。
配列番号43は、ヒト化抗体重鎖番号14のアミノ酸配列である。
配列番号44は、ヒト化抗体重鎖番号15のアミノ酸配列である。
配列番号45は、ヒト化抗体軽鎖番号4のアミノ酸配列である。
配列番号46は、ヒト化抗体軽鎖番号22のアミノ酸配列である。
配列番号47は、ヒト化抗体軽鎖番号12のアミノ酸配列である。
配列番号48は、ヒト化抗体軽鎖番号23のアミノ酸配列である。
配列番号49は、ヒト抗体番号ST883/885のVのアミノ酸配列である。
配列番号50は、ヒト抗体番号ST883/885のVのアミノ酸配列である。
配列番号51は、ヒト抗体番号ST883/885のVのCDR1のアミノ酸配列である。
配列番号52は、ヒト抗体番号ST883/885のVのCDR2のアミノ酸配列である。
配列番号53は、ヒト抗体番号ST883/885のVのCDR3のアミノ酸配列である。
配列番号54は、ヒト抗体番号ST883/885のVのCDR1のアミノ酸配列である。
配列番号55は、ヒト抗体番号ST883/885のVのCDR2のアミノ酸配列である。
配列番号56は、ヒト抗体番号ST883/885のVのCDR3のアミノ酸配列である。
配列番号57は、ヒト化抗体重鎖番号20のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号58は、ヒト化抗体重鎖番号21のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号59は、ヒト化抗体重鎖番号6のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号60は、ヒト化抗体重鎖番号8のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号61は、ヒト化抗体重鎖番号9のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号62は、ヒト化抗体重鎖番号16のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号63は、ヒト化抗体重鎖番号1のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号64は、ヒト化抗体重鎖番号13のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号65は、ヒト化抗体重鎖番号7のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号66は、ヒト化抗体重鎖番号11のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号67は、ヒト化抗体重鎖番号18のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号68は、ヒト化抗体重鎖番号5のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号69は、ヒト化抗体重鎖番号10のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号70は、ヒト化抗体重鎖番号14のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号71は、ヒト化抗体重鎖番号15のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号72は、ヒト化抗体軽鎖番号4のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号73は、ヒト化抗体軽鎖番号22のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号74は、ヒト化抗体軽鎖番号12のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号75は、ヒト化抗体軽鎖番号23のVをコードするヌクレオチド配列である。
配列番号76は、ヒト抗体番号ST883/885のヌクレオチド配列をコードするVである。
配列番号77は、ヒト抗体番号ST883/885のヌクレオチド配列をコードするVである。
配列番号78は、連結した構成要素(IL−12p40−リンカー−IL−23p19)を含む融合タンパク質のアミノ酸配列である。
配列番号79は、HISタグのアミノ酸配列である。
配列番号80は、AviHISタグのアミノ酸配列である。
配列番号81は、抗体の重鎖のリーダー配列のアミノ酸配列である。
配列番号82は、抗体の軽鎖のリーダー配列のアミノ酸配列である。
配列番号83は、ヒト軽鎖ラムダ定常領域のアミノ酸配列である。
選択された定義
「単離されたタンパク質」または「単離されたポリペプチド」という用語は、その由来起源または由来源のために、その固有の状態において該タンパク質またはポリペプチドを伴う天然に随伴される成分を伴わない、または同じ種に由来する他のタンパク質を実質的に含まない、タンパク質またはポリペプチドである。タンパク質は、当技術分野で知られているタンパク質精製手法を使用して、単離によって、天然に随伴される成分を実質的に含まないようにすることができる。本明細書で使用される「回収する」という用語は、例えば、当技術分野で知られているタンパク質精製手法を使用して、単離によって、ポリペプチド等の化学種が、天然に随伴される成分を実質的に含まないようにするプロセスを指す。一実施例において、単離されたタンパク質は、実質的に精製される。「実質的に精製される」という用語は、汚染物質を実質的に含まない、例えば、汚染物質を少なくとも約70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%含まないことを意味する。
「組み換え」という用語は、人工遺伝子組み換えの産物を意味することを理解されたい。故に、抗体の抗原結合ドメインを含む組み換えタンパク質という状況において、この用語は、B細胞の成熟中に起こる天然組み換えの産物である、対象の体内で自然に発生する抗体を包含しない。しかしながら、そのような抗体が単離された場合、それは抗体可変領域を含む単離されたタンパク質とみなされるとする。同様に、組み換え手段を使用して、タンパク質をコードする核酸を単離させて発現させた場合、結果として生じるタンパク質は、抗体の抗原結合ドメインを含む組み換えタンパク質である。組み換えタンパク質は、それが細胞、組織、または対象内にあるとき、例えばそこで発現したときに、人工組み換え手段によって発現させたタンパク質も包含する。
「IL−23結合タンパク質」という用語は、単一のポリペプチド鎖(すなわち、ペプチド結合によって連結される一連の隣接するアミノ酸)、または本明細書で説明および/もしくは特許請求される様式でIL−23に結合することが可能な、互いに共有的または非共有的に連結される一連のポリペプチド(すなわち、ポリペプチド複合体)を含むものと解釈されるものとする。例えば、一連のポリペプチド鎖は、好適な化学結合またはジスルフィド結合を使用して、共有的に連結することができる。非共有結合の例としては、水素結合、イオン結合、ファンデルワールス力、および疎水相互作用が挙げられる。
前述のパラグラフからの「ポリペプチド鎖」という用語は、ペプチド結合によって連結される一連の隣接するアミノ酸を意味することが理解されるであろう。
本明細書で使用される「抗原結合ドメイン」という用語は、抗原に特異的に結合することが可能である、抗体の領域、すなわち、V、V、またはFvを意味するものと解釈されるものとする。抗原結合ドメインは、抗体全体という状況である必要はなく、例えば、単離した形態(例えば、ドメイン抗体)または例えば本明細書で説明されるscFv等の別の形態とすることができる。
本開示の目的で、「抗体」という用語は、Fv内に含まれる抗原結合部位によって、1つまたは複数の密に関連する抗原(例えば、IL−23)に特異的に結合することが可能な、タンパク質を含む。この用語は、4つの鎖抗体(例えば、2つの軽鎖および2つの重鎖)、組み換え抗体、または修飾抗体(例えば、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、CDR移植抗体、霊長類化抗体、非免疫化抗体、合成ヒト化抗体、半抗体、二重特異性抗体)を含む。抗体は、一般に、定常ドメインを含み、これは、定常領域、定常断片、または結晶化可能断片(Fc)に配列することができる。抗体の例示的な形態は、それらの基本単位として4鎖構造を含む。完全長抗体は、共有的に連結される2つの重鎖(約50〜70kD)、および2つの軽鎖(それぞれ、約23kDa)を含む。軽鎖は、一般に、可変領域(存在する場合)と、定常ドメインとを含み、哺乳動物では、κ軽鎖、またはλ軽鎖のいずれかである。重鎖は、一般に、可変領域と、ヒンジ領域によって付加的な定常ドメインに連結される1つまたは2つの定常ドメインとを含む。哺乳動物の重鎖は、α、δ、ε、γ、またはμの型の1つである。各軽鎖も、重鎖の1つに共有的に連結される。例えば、2つの重鎖、ならびに重鎖および軽鎖は、鎖間ジスルフィド結合によって、および非共有相互作用によって互いに保持される。鎖間ジスルフィド結合の数は、抗体の種類によって変動し得る。各鎖は、N末端可変領域(それぞれ、アミノ酸長さが約110である、VまたはV)と、C末端の1つ以上の定常ドメインとを有する。軽鎖(アミノ酸長さが約110である、C)の定常ドメインは、重鎖(アミノ酸長さが330〜440である、C1)の第1の定常ドメインと整列され、それにジスルフィド結合する。軽鎖可変領域は、重鎖の可変領域と整列される。抗体重鎖は、2つ以上の付加的なCドメイン(例えば、C2、C3等)を含むことができ、かつC1定常ドメインとC2定常ドメインとの間にヒンジ領域を含むことができる。抗体は、任意の型(例えば、IgG、IgE、IgM、IgD、IgA、およびIgY)、クラス(例えば、IgG、IgG、IgG、IgG、IgA、およびIgA)またはサブクラスのものとすることができる。一実施例において、抗体は、ネズミ(マウスまたはラット)抗体、または霊長類(例えば、ヒト)抗体である。一実施例において、抗体は、キメラであるか、ヒト化、合成ヒト化、CDR移植、または脱免疫化される。
本明細書で使用される「可変領域」は、抗原に特異的に結合することができる、本明細書で定義される抗体の軽鎖および/または重鎖の部分を指し、相補性決定領域(CDR)、すなわち、CDR1、CDR2、およびCDR3と、フレームワーク領域(FR)とのアミノ酸配列を含む。例えば、可変領域は、3つのCDRとともに、3または4つのFR(例えば、FR1、FR2、FR3、および随意にFR4)を含む。IgNAR由来のタンパク質の場合、タンパク質は、CDR2が欠如し得る。Vは、重鎖の可変領域を指す。Vは、軽鎖の可変領域を指す。
本明細書で使用される「相補性決定領域」(同意語:CDR、すなわち、CDR1、CDR2、およびCDR3)という用語は、その存在が特異的抗体結合の主な要因である、抗体可変領域のアミノ酸残基を指す。各可変領域は、典型的に、CDR1、CDR2、およびCDR3として識別される、3つのCDR領域を有する。一実施例において、CDRおよびFRに割り当てられるアミノ酸位置は、Kabat Sequences of Proteins of Immunological Interest,National Institutes of Health,Bethesda,Md.,1987および1991のKabat配列に従って定義される(本明細書では、「Kabat付番方式」とも称される)。別の実施例において、CDRおよびFRに割り当てられるアミノ酸位置は、拡張Chothia番号付けスキーム(http://www.bioinfo.org.uk/mdex.html)に従って定義される。Kabatの付番方式によれば、VのFRおよびCDRは、残基1〜30(FR1)、31〜35(CDR1)、36〜49(FR2)、50〜65(CDR2)、66〜94(FR3)、95〜102(CDR3)、および103〜113(FR4)に位置付けられる。Kabatの付番方式によれば、VのFRおよびCDRは、残基1〜23(FR1)、24〜34(CDR1)、35〜49(FR2)、50〜56(CDR2)、57〜88(FR3)、89〜97(CDR3)、および98〜107(FR4)に位置付けられる。本開示は、Kabat付番方式によって定義されるFRおよびCDRに限定されず、カノニカル付番方式、もしくはChothia and Lesk J.Mol Biol.196:901−917,1987、Chothia et al.Nature 342,877−883,1989、および/もしくはAl−Lazikani et al.,J Mol Biol 273,927−948,1997の付番方式、Honnegher and Plukthun J. Mol.Biol.,309:657−670,2001、もしくはthe IMGT system discussed in Giudicelli et al.,Nucleic Acids Res.,25:206−211,1997の付番方式を含む、全ての付番方式を含む。一実施例において、CDRは、Kabat付番方式に従って定義される。随意に、Kabat付番方式に従う重鎖CDR2は、本明細書で列記される5つのC末端を含まず、またはそれらのアミノ酸のいずれか1つ以上が、別の天然に存在するアミノ酸と置換される。付加的または代替的な随意選択肢において、軽鎖CDR1は、本明細書で列記される4つのN末端アミノ酸を含まず、またはそれらのアミノ酸のいずれか1つ以上が、別の天然に存在するアミノ酸と置換される。この点に関して、Padlan et al.,FASEB J.,9:133−139,1995は、重鎖CDR2の5つのC末端アミノ酸および/または軽鎖CDR1の4つのN末端アミノ酸が、一般に、抗原結合に関与しないことを立証した。
「フレームワーク領域」(FR)は、CDR残基以外の可変領域残基である。
本明細書で使用される「Fv」という用語は、複数のポリペプチドを含むか、単一のポリペプチドを含むかに関わらず、VおよびVが会合して、抗原結合部位を有する、すなわち抗原に特異的に結合することが可能な複合体を形成する、任意のタンパク質を意味するものと解釈されるものとする。抗原結合部位を形成するVおよびVは、単一のポリペプチド鎖または異なるポリペプチド鎖中にあり得る。さらに、本開示のFv(ならびに本開示の任意のタンパク質)は、同じ抗原に結合してもよく、結合しなくてもよい、複数の抗原結合部位を有し得る。この用語は、抗体に直接由来する断片、ならびにそのようなタンパク質の組み換え形態を包含するものと理解されるとする。いくつかの実施例では、Vが重鎖定常ドメインC1に連結されず、および/またはVが軽鎖定常ドメインCに連結されない。例示的なFv含有ポリペプチドまたはタンパク質は、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)断片、scFv、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、もしくはより高次の複合体、または定常領域に連結する前述の配列のいずれかもしくはそのドメイン、例えばC2ドメインもしくはC3ドメイン、例えば、ミニボディを含む。「Fab断片」は、免疫グロブリンの一価の抗原結合断片から成り、、酵素パパインによる全抗体の消化で、無傷の軽鎖および重鎖の一部分から成る断片を得ることよって産生することができ、または組み換え手段を使用して産生することができる。抗体の「Fab’断片」は、ペプシンで全酵素を処理し、続いて還元して、無傷の軽鎖、ならびにVおよび単一定常ドメインを含む重鎖の一部分から成る分子を得ることによって得ることができる。このようにして処理された抗体毎に、2つのFab’断片が得られる。Fab’断片は、組み換え手段によって産生することもできる。抗体の「F(ab’)断片」は、2つのジスルフィド結合によって互い保持される2つのFab’断片の二量体から成り、以降の還元を伴わずに、酵素ペプシンで全抗体分子を処理することによって得られる。「Fab」断片は、例えばロイシンジッパーまたはC3ドメインを使用して連結される2つのFab断片を含む、組み換え断片である。「単鎖Fv」または「scFv」は、軽鎖の可変領域および重鎖の可変領域が好適な可撓性ポリペプチドリンカーによって共有的に連結される抗体の可変領域断片(Fv)を含む、組み換え分子である。この用語の範囲に含まれる例示的なFv含有タンパク質の詳細な考察は、本明細書の以下で提供される。
本明細書で使用される「特異的に結合する(specifically bindsまたはbinds specifically)」という用語は、本開示のIL−23結合タンパク質が、特定の単数もしくは複数の抗原またはそれを発現する細胞と、代替の抗体または細胞よりも、長い継続期間および/または高い親和性で、より頻繁に、より迅速に反応または会合することを意味するものと解釈されるものとする。例えば、抗原に「特異的に結合する」タンパク質は、それが他の抗原に結合するよりも、その抗原に、高い親和性、結合活性で、より容易に、および/またはより長い継続期間で結合する。また、この定義を読み取ることによって、例えば、第1の抗原に特異的に結合するタンパク質は、第2の抗原に特異的に結合してもよく、結合しなくてもよい。このように、「特異的結合」は、必ずしも排他的結合または別の抗原の検出不能の結合を必要とするわけではなく、これは、「選択的結合」という用語で表される。1つの実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質の抗原への「特異的結合」は、タンパク質が、100nM以下(50nM以下など、例えば、20nm以下、1nM以下等)の一定の親和性で抗原に結合することを意味する。
本明細書で使用される「有意に結合しない」という用語は、同じ条件下で試験したときに、IL−23p19サブユニットおよびIL−12p40サブユニットがIL−23の構成要素ではないときに、本開示のIL−23結合タンパク質のそれらへの結合が、IL−23への結合よりも、10倍、20倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、または100倍少ないことを示すことを意味するものと解釈されるものとする。いくつかの実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、IL−23p19サブユニットおよびIL−12p40サブユニットがIL−23の構成要素ではないときに、それらに対して1×10−6以下の平衡定数(K)を有し、例えば、タンパク質は、少なくとも約1×10−8、5×10−9等のIL−23に対するKを有する。この結合のレベルの減少は、ELISAまたはバイオセンサー分析(例えば、Biacore)で測定し得る。一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、例えば、ELISA、Biacore、ウエスタンブロット、またはFACSによって測定したときに、IL−23p19およびIL−12p40がIL−23の構成要素ではないときに、それらに検出可能な程度に結合しない。この点に関して、「検出可能な程度に結合しない」とは、例えば、アイソタイプ対照抗体を使用して判定したときに、結合のレベルがバックグラウンドよりも有意に大きくないことを意味することを理解されたい。
「IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには」は、単離したIL−23p19サブユニットまたはIL−12p40サブユニット、またはそれらが別のポリペプチドと複合体形成されるとき(すなわち、IL−12p40サブユニットが、IL−12p35等のIL−23p19以外のポリペプチドと複合化形成され得る)を包含する。
本明細書で使用される「IL−23」という用語は、IL−12およびIL−27を含む5つのそのようなヘテロ二量体サイトカインのファミリーに属する、ヘテロ二量体ヒトサイトカインを含む(Trinchieri,Pflanz et al.2003 Immunity 19 641−4)。この用語は、例えばジスルフィド架橋で、互いに連結されたIL−23p19サブユニットおよびIL−12p40サブユニットを含む、ヘテロ二量体タンパク質を含む。IL−23という用語は、標準的な組み換え発現方法によって調製することができる、組み換えIL−23(rIL−23)を含むことを意図している。いくつかの実施例において、本開示は、その組み換え形態(すなわち、rhIL−23)を含む、ヒトIL−23(本明細書では、hIL−23またはIL−23と略記される)を包含する。
本明細書で使用される「IL−12/23」という用語は、集合的にIL−12およびIL−23を指す。
本明細書で使用される「IL−12p40」という用語は、「IL−23p40」と同一であり、単純に「p40」および「p40サブユニット」または「IL−12p40サブユニット」とも称され、サイトカインIL−12の40kDaサブユニット、およびサイトカインIL−23(例えば、ヒトIL−12および/またはIL−23)の40kDaサブユニットを含む。命名を目的とし、限定を目的としないが、IL−12p40サブユニットのアミノ酸配列は、配列番号1に記載される。一実施例において、IL−12p40サブユニットは、本明細書で論じられるように、配列番号1に記載の配列を含む。
「単離されたIL−12p40サブユニット」という用語は、例えば別のインターロイキンタンパク質とヘテロ二量体の構成要素を形成しない形態の、上記に定義したようなIL−12p40サブユニットを意味するものと解釈されるものとする。この用語は、「単離されたIL−12p40サブユニット」が、いかなる他のタンパク質またはポリペプチド配列も含まないことを意味していない。例えば、IL−12p40サブユニットは、別のポリペプチド(例えば、FLAGタグまたは抗体のFc領域)に融合させることができる。この用語はまた、IL−12p40サブユニットが抗体のFc領域に融合した場合に、ホモ二量体を形成し得るので、単量体形態のIL−12p40サブユニットに限定されない(しかしながら、これは、定義によって包含される「単離されたIL−12p40サブユニット」の1つの例である)。
本明細書で使用される「IL−23p19」という用語は、単純に「p19」または「p19サブユニット」とも称され、サイトカインIL−23(例えば、ヒトのIL−23の)19kDaサブユニットを含む。命名を目的とし、限定を目的としないが、IL−23p19サブユニットのアミノ酸配列は、配列番号2に記載される。一実施例において、IL−23p19サブユニットは、本明細書で論じられるように、配列番号2に記載の配列を含む。
「単離されたIL−23p19サブユニット」という用語は、例えば別のインターロイキンタンパク質とヘテロ二量体の構成要素を形成しない形態の、上記に定義したようなIL−23p19サブユニットを意味するものと解釈されるものとする。この用語は、「単離されたIL−23p19サブユニット」が、いかなる他のタンパク質またはポリペプチド配列も含まないことを意味していない。例えば、IL−23p19サブユニットは、別のポリペプチド(例えば、FLAGタグまたは抗体のFc領域)に融合させることができる。この用語はまた、IL−23p19サブユニットが抗体のFc領域に融合した場合に、ホモ二量体を形成し得るので、単量体形態のIL−23p19サブユニットに限定されない(しかしながら、これは、定義によって包含される「単離されたIL−23p19サブユニット」の1つの例である)。
本明細書で使用される、「ヘテロ二量体」という用語は、2つの異なるサイトカインサブユニットを含むタンパク質複合体を意味することを理解されたい。例えば、IL−23p19およびIL−12p40は、IL−23ヘテロ二量体を形成し、IL−12p40およびIL−12p35は、IL−12ヘテロ二量体を形成する。
本明細書で使用される「単量体」という用語は、IL−12のサブユニットが別のサイトカインサブユニットと直接接触していないことを意味するものと解釈されるものとする。
本明細書で使用される「生物活性」とは、IL−23の1つ以上の生物学的特性を指す。IL−23の生物学的性質としては、細胞上のIL−12Rβ1および/または細胞上のIL−23Rへの結合、細胞への結合に続くIFN−γ産生の誘発、細胞への結合に続くIL−17産生の誘発、細胞への結合に続くIL−21産生の誘発、細胞への結合に続くIL−22産生の誘発、T17細胞分化の誘発および樹枝細胞の抗原提示能の活性化、ならびに、記憶T細胞の増殖の選択的誘発、が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「ヘテロ二量体界面」という用語は、IL−12p40およびIL−23p19が、互いに接触し、互いに連結され、および/またはタンパク質の結合を可能にするのに十分に近く、よって、IL−23に結合するが、IL−12p40サブユニットおよび/またはIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない部位を取り囲む、IL−23の領域を意味するものと解釈されるものとする。この点に関して、この用語は、実際に互いに接触するIL−12p40およびIL−23p19中のそれらの残基だけに限定しない。むしろ、残基は、ヘテロ二量体化に関与するタンパク質の領域内にあり(図2で示される)、かつタンパク質の結合を可能にし、IL−23ヘテロ二量体への特異的結合を可能にするように露出させることだけしか必要としない。一実施例において、「ヘテロ二量体界面」とは、例えばIL−12p40およびIL−23p19のアミノ酸を含む、タンパク質の二量体化によって産生される、エピトープである。
本明細書で使用される「エピトープ」という用語(同意語:「抗原決定基」)は、抗体の抗原結合ドメインを構成するタンパク質が結合する、IL−23の領域を意味するものと理解されたい。この用語は、必ずしも、タンパク質が接触する、特異的残基または構造に限定されない。例えば、この用語は、タンパク質が接触するアミノ酸および/またはこの領域の外側の10以上、5つ〜10、2つ〜5つ、または1つ〜3つのアミノ酸を含む、領域を包含することを意図している。いくつかの実施例において、エピトープは、IL−12p40およびIL−23p19の二量体化に応じて産生される、一連の線状アミノ酸である。しかしながら、エピトープは、IL−23が折り畳まれたとき、すなわち、「立体配置エピトープ」であるときに、互いに近接して位置付けられる(例えば、互いに約50オングストローム以内、互いに40オングストローム以内等、例えば、30オングストローム以内、互いに約25オングストローム以内等)、一連の非連続アミノ酸を含むこともできる。当業者は、「エピトープ」という用語が、ペプチドまたはポリペプチドに限定されないことに気付くであろう。例えば、「エピトープ」という用語は、糖側鎖、ホスホリル側鎖、またはスルホニル側鎖等の分子の化学活性表面群を含み、ある実施形態では、特異的3次元構造的特性および/または特異的電荷特性を有し得る。エピトープもしくはペプチド、またはそれを含むポリペプチドは、動物に投与して、エピトープに対する抗体を生成することができる。
「競合的に阻害する」という用語は、本開示のIL−23結合タンパク質が、配列番号7に記載の配列を含む重鎖可変領域および配列番号12に記載の配列を含む軽鎖可変領域を含む抗体の、IL−23への結合を低減または防止することを意味するものと理解されるものとする。上述のことから、タンパク質は、抗体の結合を完全に阻害する必要はなく、むしろ、例えば、少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%といった、統計的に有意な量の結合を低減することだけしか必要としないことが明白であろう。結合の競合的阻害を決定するための方法は、当技術分野で知られており、および/または本明細書で説明される。例えば、抗体が、IL−23に、タンパク質の存在下または非存在下のいずれかで曝露される。タンパク質の非存在下よりも、タンパク質の存在下での抗体の結合が少ない場合、このタンパク質は、抗体の結合を競合的に阻害しているとみなされる。例えば、タンパク質および抗体は、実質的に同時にIL−23に曝露される。一実施例において、結合の競合的阻害は、抗体の抗原結合ドメインと重複するIL−23上のタンパク質の抗原結合ドメインによって引き起こされる。
2つのエピトープという文脈での「重複する」とは、2つのエピトープが、タンパク質が一方のエピトープに結合して、他方のエピトープに結合するタンパク質の結合を競合的に阻害するのに十分な数のアミノ酸残基を共有することを意味するものと解釈されるものとする。例えば、本開示は、配列番号7に記載の配列を含む重鎖可変領域および配列番号12に記載の配列を含む軽鎖可変領域を含む抗体の、そのエピトープへの結合を防止するのに十分な数の残基を共有するエピトープに結合するタンパク質を包含する。
本明細書で「中程度の緊縮性」とは、45℃〜65℃の範囲の温度で2×SSC緩衝剤、0.1%(w/v)SDS、もしくは同じ条件で行われる、ハイブリッド化および/または洗浄として定義される。本明細書で「高度の緊縮性」とは、少なくとも65℃の温度で0.1×SSC緩衝剤、0.1%(w/v)SDS、もしくはより低い塩濃度で行われる、ハイブリッド化および/または洗浄として定義される。本明細書で特定のレベルの緊縮性に対する参照は、当業者に知られているSSC以外の洗浄/ハイブリッド化溶液を使用する、同等の条件を包含する。例えば、2本鎖核酸のストランドが解離する温度(融解温度またはTmとしても知られる)を算出するための方法は、当技術分野で知られている。核酸のTmに類似する温度(例えば、5℃以内、または10℃以内)、または等しい温度は、高度の緊縮性とみなされる。中程度の緊縮性は、核酸の計算したTmの10℃〜20℃以内、または10℃〜15℃以内とみなされる。
本明細書で使用される「疾患」は、正常な機能の撹乱またはそれに対する妨害であり、任意の特異的状態に限定されず、疾病または障害を含む。
本明細書で使用される「予防すること」、「予防する」、または「予防」という用語は、特定の疾患または状態の少なくとも1つの症状の進行を止めるか、または遅らせるのに十分な治療上有効量の本開示IL−23結合タンパク質を投与することを含む。
本明細書で使用される「治療している」、「治療する」、または「治療」という用語は、特定の疾患または状態の少なくとも1つの症状を低減または排除するのに十分な治療上有効量の本明細書で説明されるタンパク質を投与することを含む。
本明細書で使用される「対象」という用語は、哺乳動物等の任意の動物を意味するものと解釈されるものとする。一実施例において、哺乳動物は、ヒトまたは非ヒト霊長類である。例えば、哺乳動物は、ヒトである。
本明細書で「試料」に対する参照は、体液(例えば、血液、滑液、または脳脊髄液)、細胞物質(例えば、組織吸引物)、組織生検標本、または外科標本が挙げられるが、これらに限定されない、対象由来の任意の試料に対する参照として理解されるべきである。「試料」は、該試料の抽出物、誘導体、および/または画分、例えば、血清、血漿、末梢血単核細胞(PBMC)、または軟膜画分を含む。
本明細書で使用される、「診断」という用語、および「診断する」、「診断される」、または「診断すること」等が挙げられるが、これらに限定されないその変形は、臨床状態の任意の一次診断、または再発性疾患の診断を含む。
本明細書で使用される「予後」、「予後診断すること」、およびその変形は、回復、再発の可能性、または治療の結果を含む、疾患の可能性の高い結果または経過を指す。
抗体可変領域を含むタンパク質
抗体
免疫化に基づく方法
抗体を生成するために、IL−23、その修飾形態(例えば、IL−23p19サブユニットに融合させたIL−12p40サブユニットを含む、融合タンパク質)、またはそれらをコードする核酸であって、随意に、任意の好適な、もしくは所望の担体、アジュバント、もしくは薬学的に許容される担体とともに調合されたものが、注射可能な組成物の形態で、対象(例えば、マウス、ラット、ニワトリ等の非ヒト対象)に簡便に投与される。注射は、鼻腔内、筋肉内、皮下、静脈内、皮内、腹膜内、または他の既知の経路であってもよい。随意に、IL−23またはそれをコードするDNAが、多数回投与される。抗体を調製して特徴付けるための手段は、当技術分野で知られている(例えば、Antibodies:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,1988を参照されたい。)。
ポリクローナル抗体の産生は、免疫化に続いて、免疫化した動物の血液を種々の時点で採取することによって監視することができる。所望の抗体力価を達成することが必要である場合は、第2の追加免疫注射を行ってもよい。追加免疫および力価測定のプロセスを、適当な力価が得られるまで繰り返す。所望のレベルの免疫原性が得られたときに、免疫化した動物から採血し、血清を分離して、貯蔵し、かつ/またはその動物を使用してモノクローナル抗体(Mab)を生成する。
モノクローナル抗体は、本開示によって企図される例示的な抗体である。一般に、そのような方法は、抗体産生細胞を刺激するのに十分な条件下で、IL−23またはそれをコードする核酸で対象(例えば、マウスまたはラット)を免疫化することを伴う。いくつかの実施例では、(例えば、国際特許出願PCT/US2007/008231号および/またはLonberg et al.,Nature 368(1994):856−859で説明されているように)ヒト免疫グロブリンタンパク質を発現し、かつネズミ免疫グロブリンタンパク質を発現しないように遺伝子操作したマウスを免疫化して、抗体を産生する。免疫化に続いて、抗体産生体細胞(例えば、Bリンパ球)を、不死細胞、例えば不死骨髄腫細胞と融合させる。そのような融合させた細胞(ハイブリドーマ)を産生するための種々の方法が知られており、例えば、Kohler and Milstein,Nature 256,495−497,1975で説明されている。次いで、抗体産生に十分な条件下で、ハイブリドーマ細胞を培養することができる。
本方法は、抗体を産生するための他の方法、例えば(例えば、Largaespada et al,Curr.Top.Microbiol.Immunol,166,91−96,1990)で説明されているような)ABL−MYC技術を企図している。
ライブラリに基づく方法
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質を特定するための、その可変領域を含む抗体またはタンパク質のライブラリのスクリーニングも包含する。
この開示の実施例は、ナイーブライブラリ(未処置の対象由来)、免疫化したライブラリ(抗原で免疫化した対象由来)、または合成ライブラリを含む。抗体をコードする核酸またはその領域(例えば、可変領域)が、(例えば、Sambrook and Russell,eds,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd Ed,vols.1−3,Cold Spring Harbor Laboratory Press,2001で開示されているように)従来の手法によってクローン化され、当技術分野で知られている方法を使用してタンパク質をコードしてディスプレイするために使用される。タンパク質のライブラリを作成するための他の手法は、例えば、米国特許第US6300064号(例えば、Morphosys AGのHuCALライブラリ)、米国特許第US5885793号、米国特許第US6204023号、米国特許第US6291158号、または米国特許第US6248516号で説明されている。
本開示によるIL−23結合タンパク質は、可溶性分泌タンパク質でもよく、または細胞の表面上の融合タンパク質、または粒子(例えば、ファージまたは他のウイルス、リボソームまたは胞子)として提示されてもよい。種々のディスプレイライブラリ形式が当技術分野で知られている。例えば、ライブラリは、インビトロのディスプレイライブラリ(例えば、米国特許第US7270969号で説明されているような、例えば、リボソームディスプレイライブラリ、共有結合ディスプレイライブラリ、またはmRNAディスプレイライブラリ)である。さらに別の実施例において、ディスプレイライブラリは、例えば、米国特許第US6300064号、米国特許第US5885793号、米国特許第US6204023号、米国特許第US6291158号、または米国特許第US6248516号で説明されているような、ファージディスプレイライブラリであり、抗体の抗原結合ドメインを含むタンパク質が、ファージ上に発現する。他のファージディスプレイ法は、当技術分野で知られており、本開示によって企図される。同様に、細胞ディスプレイ法は、本開示によって企図されており、例えば、米国特許第US5516637号で説明されているような、例えば、細菌性ディスプレイライブラリ、例えば、米国特許第US6423538号または哺乳類ディスプレイライブラリで説明されているような、酵母ディスプレイライブラリである。
ディスプレイライブラリをスクリーニングするための方法は、当技術分野で知られている。一実施例において、本開示のディスプレイライブラリは、例えば、Scopesが(Protein purification:principles and practice,Third Edition,Springer Verlag,1994で)説明しているように、親和性精製を使用してスクリーニングされる。親和性精製の方法は、典型的に、ライブラリによってディスプレイされる抗原結合ドメインを含むタンパク質を、標的抗原(例えば、IL−23)と接触させることと、洗浄に続いて、抗原に結合したままであるそれらのドメインを溶出することとを伴う。
所望であれば、スクリーニングによって特定されたいかなる可変領域またはscFvsも、完全な抗体に容易に修飾される。可変領域またはscFvsを完全な抗体に修飾または再構成するための例示的な方法は、例えば、Jones et al.,J Immunol Methods.354:85−90,2010、またはJostock et al.,J Immunol Methods,289:65−80,2004で説明されている。代替的に、または加えて、Ausubel他が(Current Protocols in Molecular Biology.Wiley Interscience,ISBN 047 150338,1987で)、および/またはSambrook他が(Molecular Cloning:Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratories,New York,Third Edition 2001で)説明しているように、標準的なクローン化方法が使用される。
IL−23に特異的に結合するタンパク質の選択
当業者は、IL−23に特異的に結合する抗体結合ドメインを含むタンパク質を選択するための好適な方法を利用できる。
例えば、本開示のIL−23に結合することができるタンパク質を特定するために、スクリーニングを行ってもよい。IL−23に結合する任意のタンパク質は、次いで、IL−23の構成要素ではない(例えば、単離したもの、または別のサイトカイン、例えばIL−12の一部である)ときに、IL−23p19またはIL−12p40に結合することができないものを特定するために、スクリーニングされる。当然、これらのスクリーニングの順序は、逆にすることもできる。
この種のスクリーニングの実施例は、図11で表され、および/または本明細書で例示される。組み換えIL−23またはIL−23を発現するベクターの遺伝的免疫化のマウスへの繰り返し投与に続いて、骨髄腫細胞とのネズミ脾細胞の融合を行い、結果としてハイブリドーマ細胞が得られる。これらのハイブリドーマ細胞によって分泌される抗体は、次いで、天然のIL−23に対して1回目のスクリーニングが行われる。陽性ハイブリドーマは、次いで、FLAGタグ付けした、IL−23、IL−23p19、およびIL−12p40に対して2回目の試験が行われる。IL−23結合に対しては陽性であるが、IL−23p19およびIL−12p40に対しては陽性でない抗体が、ヘテロ二量体特異的抗体である。
ディスプレイしたタンパク質では、IL−23に特異的に結合しないタンパク質を取り去るために、パニングを使用することができる。例えば、IL−23に結合するタンパク質をディスプレイするファージは、次いで、IL−23の構成要素ではない(例えば、単離したもの、別のサイトカインの一部である)ときに、IL−12p40またはIL−23p19に曝露され、それによって、IL−12p40またはIL−23p19に別々に結合する結合タンパク質、すなわち、交差反応タンパク質を除去する。
この種の方法の実施例は、図12で表され、および/または本明細書で例示される。この実施例において、ファージは、最初に、IL−23への結合についてスクリーニング(またはパニング)されて、未結合のファージが除去され、結合したファージが保持される。結合したファージは、次いで、IL−12p40およびIL−23p19サブユニットへの結合について試験されて、結合したファージが除去され、結合しなかったファージが保持される。数回パニングした後に、IL−23に対する必要な特異性を有する抗体断片が得られる。
別の方法は、それらのポリペプチドが二量体化されなかったときに提示または曝露されなかった、IL−23p19およびIL−12p40の二量体化に応じて形成または曝露されたエピトープを特定することと、抗原として該エピトープ含むペプチドまたはポリペプチドを使用して、本開示のタンパク質を産生することとを伴う。
脱免疫化、キメラ、ヒト化、合成ヒト化、霊長類化、およびヒトタンパク質
本開示のIL−23結合タンパク質は、ヒト化タンパク質であってもよい。
「ヒト化タンパク質」という用語は、ヒト抗体由来のFR上または中にグラフト化された非ヒト種(例えば、マウス、ラット、または非ヒト霊長類)由来の抗体由来のCDR(この種の抗体は、「CDRグラフト化抗体」とも称される)を含む、ヒト様可変領域を含むタンパク質を指すものと理解されるものとする。本明細書で例示されるように、ヒト化タンパク質は、ヒトタンパク質の1つ以上の残基が1つ以上のアミノ酸置換によって修飾される、および/またはヒトタンパク質の1つ以上のFR残基が対応する非ヒト残基によって置換される、タンパク質も含む。ヒト化タンパク質は、ヒト抗体および非ヒト抗体のいずれにも見られない残基を含んでもよい。タンパク質の任意の付加的な領域(例えば、Fc領域)は、一般に、ヒトである。ヒト化は、当技術分野で知られている方法、例えば、米国特許第US5225539号、米国特許第US6054297号、米国特許第US7566771号、または米国特許第US5585089号を使用して行うことができる。「ヒト化タンパク質」という用語は、例えば、米国特許第US7732578号で説明されるような、超ヒト化タンパク質も包含する。
一実施例において、本開示は、
(i)配列番号30に記載の配列を含む重鎖および配列番号45に記載の配列を含む軽鎖、
(ii)配列番号31に記載の配列を含む重鎖および配列番号45に記載の配列を含む軽鎖、
(iii)配列番号32に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(iv)配列番号33に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(v)配列番号34に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(iv)配列番号35に記載の配列を含む重鎖および配列番号47に記載の配列を含む軽鎖、
(vii)配列番号33に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、
(viii)配列番号34に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、
(ix)配列番号32に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、
(x)配列番号36に記載の配列を含む重鎖および配列番号45に記載の配列を含む軽鎖、
(xi)配列番号37に記載の配列を含む重鎖および配列番号47に記載の配列を含む軽鎖、
(xii)配列番号38に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(xiii)配列番号39に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(xiv)配列番号40に記載の配列を含む重鎖および配列番号45に記載の配列を含む軽鎖、
(xv)配列番号41に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(xvi)配列番号42に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、
(xvii)配列番号43に記載の配列を含む重鎖および配列番号47に記載の配列を含む軽鎖、
(xviii)配列番号38に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、
(xix)配列番号39に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、
(xx)配列番号44に記載の配列を含む重鎖および配列番号47に記載の配列を含む軽鎖、
(xxi)配列番号41に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、または
(xxii)配列番号42に記載の配列を含む重鎖および配列番号48に記載の配列を含む軽鎖、
(i)配列番号30に記載の配列を含む重鎖および配列番号45に記載の配列を含む軽鎖、
(ii)配列番号31に記載の配列を含む重鎖および配列番号45に記載の配列を含む軽鎖、
(iii)配列番号46に記載の配列を含む配列番号32および軽鎖に記載の配列を含む重鎖、または
(iv)配列番号33に記載の配列を含む重鎖および配列番号46に記載の配列を含む軽鎖、を含む、ヒト化抗体を提供する。
一実施例において、ヒト化タンパク質は、本明細書で開示される軽鎖配列の27d〜34、50〜55、および89〜96、ならびに本明細書で開示される重鎖配列の31〜35b、50〜58、および95〜101の領域を含む(Kabat付番方式に応じた番号付け)。この点に関して、Padlan et al.FASEB J.,9:133−139,1995は、これらの領域が、抗原に最も結合または接触する可能性が高いものである証拠を提示している。
本開示のIL−23結合タンパク質は、ヒトのタンパク質であってもよい。本明細書で使用される「ヒトタンパク質」という用語は、ヒト、例えばヒト生殖細胞系もしくは体細胞に見られる配列に由来または対応する、可変抗体領域および随意に定常抗体領域を有する、タンパク質を指す。「ヒト」抗体は、ヒト配列によってコードされないアミノ酸、例えば、インビトロでランダムまたは部位指定変異によって導入される変異、(特に、保存的置換を伴う変異、またはタンパク質の少数の残基、例えば、タンパク質の残基の1つ、2つ、3つ、4つ、もしくは5つにおける変異)を含む可能性がある。これらの「ヒト抗体」は、必ずしもヒトの免疫応答の結果として生成される必要はなく、むしろ、組み換え手段(例えば、ファージディスプレイライブラリのスクリーニング)を使用して、ヒト抗体定常領域および/もしくは可変領域を含む遺伝子導入動物(例えば、マウス)によって、ならびに/または(米国特許第US5565332号で説明されているような)誘導選択法を使用して、生成することができる。この用語は、そのような抗体の親和性成熟形態も包含する。ヒトタンパク質はまた、ヒト抗体由来のFR、またはヒトFRのコンセンサス配列由来の配列を含み、例えば、米国特許第US6300064号および/もしくは米国特許第US6248516号で説明されているような、CDRの1つ以上が無作為もしくは半無作為であるFRを含むタンパク質を含むものとみなされる。
本開示のIL−23結合タンパク質は、合成ヒト化タンパク質であってもよい。「合成ヒト化タンパク質」という用語は、国際特許出願第WO2007/019620号で説明される方法によって調製されるタンパク質を指す。合成ヒト化IL−23結合タンパク質は、抗体の可変領域を含み、この可変領域は、新世界霊長類の抗体可変領域由来のFR、および非新世界霊長類の抗体可変領域由来のCDRを含む。例えば、合成ヒト化IL−23結合タンパク質は、抗体の可変領域を含み、この可変領域は、新世界霊長類の抗体可変領域由来のFR、およびマウスまたはラット抗体由来のCDR、例えば、本明細書で説明されるE11E7を含む。一実施例において、合成ヒト化IL−23結合タンパク質は、可変領域の一方または双方が合成ヒト化された、IL−23結合抗体である。
本開示のIL−23結合タンパク質は、霊長類化タンパク質であってもよい。「霊長類化タンパク質」は、非ヒト霊長類、例えば、カニクイザルマカクの免疫化に続いて生成される抗体由来の可変領域を含む。随意に、非ヒト霊長類抗体の可変領域は、霊長類化抗体を産生するために、ヒト定常領域に連結される。霊長類化抗体を産生するための例示的な方法は、米国特許第US6113898号で説明されている。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、キメラタンパク質である。「キメラタンパク質」という用語は、抗原結合ドメインが特定の種(例えば、マウスまたはラット等のネズミ類)に由来するか、または特定の抗体クラスもしくはサブクラスに属する一方で、タンパク質の残りが、別の種(例えば、ヒトまたは非ヒト霊長類)由来のタンパク質に由来するか、または別の抗体クラスもしくはサブクラスに属する、タンパク質を指す。一実施例において、キメラタンパク質は、非ヒト抗体(例えば、ネズミ抗体)由来のVおよびVを含み、抗体の残りの領域は、ヒト抗体に由来する。そのようなキメラタンパク質の産生は、当技術分野で知られており、(例えば、米国特許第US6331415号、米国特許第US5807715号、米国特許第US4816567号、および米国特許第US4816397号で説明されているような)標準的な手段によって達成され得る。
本開示は、例えば、国際特許出願第WO2000/34317号および国際特許出願第WO2004/108158号で説明されるような、脱免疫化タンパク質も企図する。非免疫化抗体およびタンパク質は、1つ以上のエピトープ、例えばB細胞エピトープまたはT細胞エピトープを除去(すなわち、変異)し、それによって、対象の抗体またはタンパク質に対する免疫応答が高まる可能性を低減する。例えば、本開示のIL−23結合タンパク質は、1つ以上のB細胞またはT細胞エピトープを特定するために分析し、エピトープ内の1つ以上のアミノ酸残基を変異させ、それによって、IL−23結合タンパク質の免疫原性を低減する。
抗原結合ドメインを含む他のIL−23結合タンパク質
本開示は、いかのもの等の、他の抗原結合ドメイン含有タンパク質も企図する:
(i)抗体のVまたはVの全てもしくは一部分を含む、単一ポリペプチド鎖である、単一ドメイン抗体(例えば、米国特許第US6248516号を参照されたい)、
(ii)ダイアボディ、トリアボディ、およびテトラボディ(例えば、米国特許第US5844094号および/または米国特許出願第20080152586号で説明されているもの)、
(iii)scFvs(例えば、米国特許第US5260203号で説明されているもの)、
(iv)ミニボディ(例えば、米国特許第US5837821号で説明されているもの)、
(v)「鍵および鍵穴孔」二重特異性タンパク質(米国特許第US5731168号で説明されているもの)、
(vi)ヘテロ抱合タンパク質(例えば、米国特許第US4676980号で説明されているもの)、
(vii)化学架橋剤を使用して産生されるヘテロ抱合タンパク質(例えば、米国特許第4676980号で説明されているもの)、
(viii)Fab’−SH断片(例えば、Shalaby et al,J.Exp.Med.,175:217−225,1992で説明されているもの)、または
(ix)Fab(例えば、欧州特許出願第EP19930302894号で説明されているもの)。
定常ドメインの融合
本開示は、抗体の抗原結合ドメインおよび定常領域(例えば、Fc)もしくはそのドメイン、例えばC2および/またはC3ドメインを含む、タンパク質を包含する。好適な定常領域またはドメインは、当業者に明らかであり、および/またはそのようなポリペプチドの配列は、全米バイオテクノロジー情報センター等の、一般に公開されているデータベースから容易に入手することが可能である。Kabatらは、いくつかの好適な定常領域/ドメインの説明も提供している。いくつかの実施例において、IL−23結合タンパク質の定常領域またはその一部分は、ヒト抗体に由来する。定常領域またはその一部分は、IgM、IgG、IgD、IgA、およびIgEを含む任意の抗体クラス、ならびにIgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4を含む、任意の抗体アイソタイプに由来してもよい。定常領域の例示的な配列は、米国特許出願第20070148167号に含まれる。
定常領域および/またはそのドメインは、二量体化、延長された血清半減期(例えば、FcRnへの結合による)、抗原依存性細胞毒性(ADCC)、補体依存性細胞毒性(CDC)、および/もしくは抗原依存性細胞食作用(ADCP)等の、生物活性を提供、修飾、または増強するために有用である。
本開示は、例えば米国特許第US7217797号、米国特許第US7217798号、または米国特許出願第20090041770号(延長された半減期を有する)もしくは米国特許出願第2005037000号(増加したADCC)で説明されているような、変異定常領域またはドメインを含むタンパク質も企図する。
例えば、IL−23結合タンパク質は、タンパク質の半減期を延長させる、1つ以上のアミノ酸置換を含む。例えば、IL−23結合タンパク質は、新生児Fc領域(FcRn)に対する定常領域の親和性を増加させる1つ以上のアミノ酸置換を含む、定常領域を含む。例えば、定常領域は、エンドソームにおけるFc/FcRnの結合を促進するように、より低いpH、例えば約pH6.0で、FcRnに対する増加した親和性を有する。一実施例において、定常領域は、約pH7.4でのその親和性と比較して、約pH6で、FcRnに対する増加した親和性を有し、これは、細胞の再利用に続くFcの血液中への再放出を促進する。これらのアミノ酸置換は、血液からのクリアランスを低減することによって、タンパク質の半減期を延長させるために有用である。
例示的なアミノ酸置換としては、EU付番方式に従って、T250Qおよび/またはM428L;T252A、T254S、およびT266F;M252Y、S254T、およびT256E;、またはH433KおよびN434Fを含む。付加的であるか選択的アミノ酸置換は、例えば、米国特許出願第20070135620号または米国特許第7083784号で説明されている。
本開示の中和タンパク質は、IgG4定常領域または安定化IgG4定常領域を含むことができる。「安定化IgG4定常領域」という用語は、Fabアーム交換、半抗体のFabアーム交換もしくは形成を受ける傾向、または半抗体を形成する傾向を低減するように修飾された、IgG4定常領域を意味するものと理解されるであろう。「Fabアーム交換」とは、ヒトIgG4のための一種のタンパク質修飾を指し、そこではIgG4重鎖および取り付けられた軽鎖(半分子)が、別のIgG4分子からの重鎖−軽鎖の対と交換される。このようにして、IgG4分子は、2つの異なる抗原を認識する2つの異なるFabアームを獲得し得る(二重特異性分子をもたらす)。Fabアーム交換は、インビボで自然に起こり、精製された血液細胞または還元グルタチオン等の還元剤によってインビトロで誘発することができる。「半抗体」は、IgG4抗体が解離して、それぞれが単一の重鎖および単一の軽鎖を含む2つの分子を形成したときに形成される。
一実施例において、安定化IgG4定常領域は、Kabatのシステム(Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest Washington DC United States Department of Health and Human Services,1987および/または1991)に従って、ヒンジ領域の241位にプロリンを含む。この位置は、EU付番方式(Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest Washington DC United States Department of Health and Human Services,2001、およびEdelman et al.,Proc.Natl.Acad.USA,63,78−85,1969)に従って、ヒンジ領域の228位に対応する。ヒトIgG4において、この残基は、一般にセリンである。プロリンに対するセリン置換に続いて、IgG4ヒンジ領域は、配列CPPCを含む。この点に関して、当業者は、「ヒンジ領域」が、抗体の2つのFabアームに運動性を与える、FcおよびFab領域を連結する、抗体重鎖定常領域のプロリンに富む部分であることに気付くであろう。ヒンジ領域は、重鎖間ジスルフィド結合を伴う、システイン残基を含む。これは、一般に、Kabatの付番方式に従って、ヒトIgG1のGlu226からPro243まで伸びるものとして定義される。他のIgGアイソタイプのヒンジ領域は、重鎖間ジスルフィド(S−S)結合を形成する、最初および最後のシステイン残基を同じ位置に配置することによって、IgG1配列と整列させてもよい(例えば、国際特許出願第WO2010/080538号を参照されたい)。
変異タンパク質
本明細書で論じられるように、本開示は、本開示の配列に少なくとも80%の同一性を有するタンパク質または核酸を提供する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、配列番号7、配列番号30〜44のいずれか1つのアミノ酸1〜120、または配列番号49のいずれか1つに記載のアミノ酸配列と、少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一である配列を含む、Vを含み、タンパク質は、IL−23には特異的に結合することが可能であるが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合することができない。代替的に、または加えて、タンパク質は、任意の実施例に従って本明細書で説明されているように、VのCDRと、少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一である、CDR(例えば、3つのCDR)を含み、IL−23には特異的に結合することが可能であるが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合することができない。タンパク質のIL−23、IL−23p19、およびIL−12p40への結合を決定するための方法は、本明細書で説明される。
例えば、本発明者らは、残基の約30%の変異を有する、一連のV領域を産生した。したがって、タンパク質は、本明細書で開示されるVの配列と少なくとも約70%同一である配列を含む、Vを含むことができる。一実施例において、配列は、少なくとも85%または95%同一である。
本発明者らは、残基の約11%の変異を有する、一連のヒト化V領域も産生した。したがって、タンパク質は、本明細書で開示されるVの配列と少なくとも約89%同一である配列を含む、Vを含むことができる。一実施例において、配列は、少なくとも90%または95%同一である。
本発明者らは、Kabat付番方式に従って、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せずに、IL−23への特異的結合を維持しながら変異させることができる、重鎖CDR2中の残基も特定した。例えば、16の残基のうちの2つ(残基の12.5%)を変異させることができる。したがって、タンパク質は、本明細書で開示される重鎖CDR2の配列に対して少なくとも約87.5%の同一性を有する、CDR2を含むことができる。
本明細書で論じられるように、重鎖CDR2の5つのC末端残基(残基の31%)が保存的または非保存的アミノ酸置換に変異させることができることも当技術分野で知られている(Padlan et al.,FASEB J.,9:133−139,1995)。したがって、タンパク質は、本明細書で開示される重鎖CDR2の配列に対して少なくとも約69%の同一性を有するCDR2を含むことができる。
本発明者らは、拡張Chothia付番方式に従って、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せずに、IL−23への特異的結合を維持しながら変異させることができる、重鎖CDR1中の残基も特定した。例えば、7つの残基のうちの2つ(残基の28%または43%)を変異させことができ、または7つの残基のうちの3つ(残基の43%)を変異させることができる。したがって、タンパク質は、本明細書で開示される重鎖CDR1配列に対して少なくとも約72%の同一性を有する、CDR2を含むことができる。
別の実施例において、本開示の核酸は、配列番号6、19、57〜71、もしくは76のいずれか1つに記載の配列と、少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一である配列を含む。本開示は、配列番号配列番号7、26、28、配列番号30〜44のいずれか1つのアミノ酸1〜120、または配列番号49のいずれか1つに記載の配列を含むタンパク質をコードする核酸も包含するが、遺伝子コードの縮重の結果として本明細書で例示される配列と異なる。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、配列番号12、配列番号45〜48のいずれか1つのアミノ酸1〜113、または配列番号50のいずれか1つに記載のアミノ酸配列と、少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一である配列を含む、Vを含み、タンパク質は、IL−23には特異的に結合することが可能であるが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合することができない。代替的に、または加えて、タンパク質は、任意の実施例に従って本明細書で説明されているように、VのCDRと、少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一である、CDR(例えば、3つのCDR)を含み、IL−23には特異的に結合することが可能であるが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合することができない。
例えば、本発明者らは、残基の約32%の変異を有する、一連のV領域を産生した。したがって、タンパク質は、本明細書で開示されるVの配列と少なくとも約68%同一である配列を含む、Vを含むことができる。一実施例において、配列は、少なくとも85%または95%同一である。
本発明者らは、残基の約14%の変異を有する、一連のヒト化V領域も産生した。したがって、タンパク質は、本明細書で開示されるVの配列と少なくとも約86%同一である配列を含む、Vを含むことができる。一実施例において、配列は、少なくとも90%または95%同一である。
別の実施例において、本開示の核酸は、配列番号11、18、72〜75、もしくは77のいずれか1つに記載の配列と、少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%同一である配列を含む。本開示は、配列番号12、27、29、配列番号45〜48のいずれか1つのアミノ酸1〜113、または配列番号50のいずれか1つに記載の配列を含むタンパク質をコードする核酸も包含するが、遺伝子コードの縮重の結果として本明細書で例示される配列と異なる。
核酸またはポリペプチドの同一性パーセントは、ギャップ作成ペナルティ=5およびギャップ伸長ペナルティ=0.3でのGAP(Needleman and Wunsch.Mol.Biol.48,443−453,1970)分析(GCGプログラム)によって判定される。問い合わせ配列は、少なくとも50残基の長さであり、GAP分析は、少なくとも50残基の領域にわたって2つの配列を整列させる。例えば、問い合わせ配列は、少なくとも100残基の長さであり、GAP分析は、少なくとも100残基の領域にわたって2つの配列を整列させる。一実施例において、2つの配列は、それらの全体の長さにわたって整列されられる。
本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質の変異形態を企図する。例えば、そのような変異タンパク質は、本明細書で記載される配列と比較して、1つ以上の保存的アミノ酸置換を含む。いくつかの実施例において、IL−23結合タンパク質は、10以下、例えば、9つ、8つ、7つ、6つ、5つ、4つ、3つ、2つ、または1つの保存的アミノ酸置換を含む。「保存的アミノ酸置換体」とは、アミノ酸残基が、類似した側鎖、疎水性、および/または親水性を有するアミノ酸残基と置換されたものである。
類似した側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当技術分野で定義されており、塩基性側鎖(例えば、リシン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非荷電極性側鎖(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン)、非極性側鎖(例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン)、β分岐側鎖(例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン)、および芳香族側鎖(例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン)を含む。疎水性指標は、例えば、Kyte and Doolittle J.Mol.Biol.,157:105−132,1982で説明されており、親水性指標は、例えば、米国特許第US4554101号で説明されている。
本開示は、非保存的アミノ酸変化も企図する。例えば、特に対象となるのは、荷電アミノ酸の、別の荷電アミノ酸との置換、および中性のまたは正に荷電したアミノ酸との置換である。いくつかの実施例において、タンパク質は、10以下、例えば、9つ、8つ、7つ、6つ、5つ、4つ、3つ、2つ、または1つの非保存的アミノ酸置換を含む。
任意の実施例に従って本明細書で説明されるタンパク質の変異形態は、IL−23に特異的に結合する能力を保持するが、IL−12p40サブユニットおよび/またはIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない。IL−23への特異的結合を決定するための方法は、本明細書で説明される。例えば、標識したタンパク質を、固定化したIL−23、IL−12p40サブユニット、またはIL−23p19サブユニットと接触させる。洗浄に続いて、結合した標識を検出する。標識したタンパク質を、固定化したIL−23p19および/またはIL−12p40と接触させ、洗浄に続いて、結合したラベルを検出する。IL−23には結合したが、IL−23p19またはIL−12p40には結合しなかった標識の検出は、変異タンパク質が、IL−23に特異的に結合する能力を保持していることを示す。前述の方法の随意の付加的なステップは、IL−23p19サブユニットおよび/またはIL−12p40サブユニットに結合した標識を検出することを含む。IL−23には結合したが、IL−23p19および/またはIL−12p40には有意に結合しなかった標識が検出された場合、そのタンパク質は、IL−23には特異的に結合するが、IL−23p19サブユニットおよび/またはIL−12p40サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しないものとみなされる。
一実施例において、変異は、本開示のIL−23結合タンパク質のFR内で起こる。別の実施例において、変異は、本開示のIL−23結合タンパク質のCDR内で起こる。
タンパク質の変異形態を産生するための例示的な方法は、以下を含む:
・ DNAの変異誘発(Thie et al.,Methods Mol Biol.525:309−22,2009)またはRNAの変異誘発(Kopsidas et al.,Immunol.Lett.107(2):163−8,2006;国際特許出願第WO1999/058661号)、
・ ポリペプチドをコードする核酸を、変異誘発細胞、例えばXL−1Red、XL−mutS、XL−mutS−Kanr細菌細胞(Stratagene社)に導入すること、
・ 例えばStemmer,Nature 370:389−91,1994で開示されているような、DNAシャフリング、および
・ DieffenbachおよびDvekslerが(PCR Primer:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratories,NY,1995で)説明しているような、部位指定変異誘発。
本開示の変異タンパク質の生物活性を決定するための例示的な方法は、当業者に明らかになり、および/または本明細書で説明される。例えば、抗原結合、結合の競合的阻害、親和性、会合、解離、および治療効果を決定するための方法は、本明細書で説明される。
一実施例において、変異タンパク質は、親和性成熟によって、またはその後に産生される。
例示的なタンパク質
本発明者らによって産生されたタンパク質を含む例示的な可変領域、およびそれらをコードする核酸を、表1で説明する。
Figure 2013535191
タンパク質を産生するための方法
組み換え発現
本明細書で論じられるように、本開示のIL−23結合タンパク質(および/またはそのようなタンパク質に含まれるポリペプチド)をコードする核酸は、発現構築体中に導入され、よって、プロモーターに操作可能に連結され、それによって、その発現を促進する。発現構築体を産生する、例えば発現構築体/ベクターにクローン化するための方法は、当技術分野で知られており、ならびに/またはAusubel他が(Current Protocols in Molecular Biology. Wiley Interscience,ISBN 047 150338,1987で)、およびSambrook他が(Molecular Cloning:Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratories,New York,Third Edition 2001で)説明しており、また米国特許第US7270969号で説明されている。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、細菌細胞中で発現させる。例えばスタフィロコッカス種、コリネバクテリウム属種、サルモネラ種、バチルス種、およびシュードモナス種等の最新細胞における発現に好適な、典型的なプロモーターとしては、lacz、Ipp、温度感受性(または(プロモーター、T7、T3、SP6、またはIPTG誘発性tacプロモーターもしくはlacUV5プロモーター等の半人工プロモーター、等のプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。
別の実施例において、IL−23結合タンパク質は、酵母細胞中で発現させる。Pichia pastoris、Saccharomyces cerevisiae、およびS.pombe等の酵母細胞における発現に好適な、典型的なプロモーターとしては、遺伝子ADH1、GAL1、GAL4、CUP1、PHO5、nmt、RPR1、またはTEF1に由来するプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。
さらなる実施例において、IL−23結合タンパク質は、昆虫細胞中で発現させる。昆虫細胞または昆虫における発現に好適な、典型的なプロモーターとしては、OPEI2プロモーター、ムリ種カイコガ(Bombyx muri)から単離した昆虫アクチンプロモーター、ショウジョウバエ種のdshプロモーター(Marsh et al Hum.Mol.Genet.9,13−25,2000)が挙げられるが、これらに限定されない。
本開示のIL−23結合タンパク質は、植物細胞中で発現させることもできる。植物細胞中でペプチドを発現させるためのプロモーターは、当技術分野で知られており、オオムギアミラーゼ遺伝子プロモーター、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター、ノパリンシンターゼ(NOS)遺伝子プロモーター、ならびにオーキシン誘導性植物プロモーターP1およびP2が挙げられるが、これらに限定されない。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質は、哺乳動物細胞中で、または哺乳動物中で発現させる。哺乳類細胞における発現に好適な、典型的なプロモーターとしては、例えば、レトロウイルスLTRエレメント、SV40初期プロモーター、SV40後期プロモーター、CMV IE(サイトメガロウイルス前初期)プロモーター、EFプロモーター(ヒト伸長因子1由来)、EM7プロモーター、UbCプロモーター(ヒトユビキチンC由来)から成る群から選択される、プロモーターが挙げられる。有用な哺乳類宿主細胞系の例としては、SV40(COS−7)によって形質転換したサル腎臓CVl系、ヒト胚腎臓系(HEK−293細胞)、ベビーハムスター腎細胞(BHK)、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)、アフリカミドリザル腎細胞(VERO−76)、または骨髄腫細胞(例えば、NS/0細胞)が挙げられる。一実施例において、細胞は、CHO細胞である。
発現構築体/ベクターの他の要素は、当技術分野で知られており、例えば、エンハンサ、転写ターミネーター、ポリアデニル化配列、選択可能または検出可能なマーカーをコードする核酸、および複製の起源が挙げられる。
一実施例において、発現構築体は、二シストロン性発現構築体である。「二シストロン性」とは、核酸の異なる領域に由来する2つの異なるポリペプチドをコードすることが可能である、単一の核酸を意味し、例えば、ポリペプチドを含むVおよび異なるポリペプチドとしてポリペプチドを含むVをコードすることが可能である、単一の核酸を意味する。一般に、各異なるポリペプチドをコードする領域は、内部リボソーム進入部位(IRES)によって分離され、IRESの5'領域は、転写末端配列を含まない。例示的なIRESは、例えば、米国特許出願第20090247455号で説明されている。
好適な発現構築体は、産生に続いて、当技術分野で知られている任意の方法を使用して、好適な細胞に導入される。例示的な方法としては、特に、マイクロインジェクション、DEAEデキストランによって媒介される形質移入、リポフェクトアミン(Gibco、MD、USA)および/またはセルフェクチン(Gibco、MD、USA)等を使用した、リポソームによって媒介される形質移入、PEG媒介性DNA取り込み、電気穿孔法、およびDNA被覆タングステンまたは金粒子(Agracetus社、WI、USA)等を使用した、微粒子衝撃法が挙げられる。
本開示のIL−23結合タンパク質を産生するために使用される細胞は、次いで、当技術分野で知られている条件下で培養されて、本開示のIL−23結合タンパク質を産生する。
無細胞発現系、例えば、TNT T7およびTNT T3系(Promega)、pEXP1−DESTおよびpEXP2−DESTベクター(Invitrogen)も本開示によって企図される。
タンパク質精製
産生/発現に続いて、本開示のIL−23結合タンパク質は、当技術分野で知られている方法を使用して精製される。そのような精製は、一般に、実質的に非特異性のタンパク質、酸、脂質、炭水化物等を含まない、本開示のIL−23結合タンパク質を提供する。例えば、IL−23結合タンパク質が調整物中に存在することになり、約90%を超える(例えば、95%、98%、または99%の)調整物中のタンパク質が、本開示のIL−23結合タンパク質である。
本開示の単離されたタンパク質を得るために用いられる、ペプチド精製の標準的な方法としては、サイズ排除クロマトグラフィ、イオン交換クロマトグラフィ、位相分離方法、電気泳動分離、沈殿法、塩溶/塩析法、免疫クロマトグラフィ、および/または他の方法等の、高圧(または高性能)液体クロマトグラフィ(HPLC)および非HPLCポリペプチド単離プロトコルが挙げられるが、これらに限定されない。
代替として、親和性精製は、標識を含む融合タンパク質を単離するために有用である。親和性クロマトグラフィを使用してタンパク質を単離するための方法は、当技術分野で知られており、例えば、Scopesが(Protein purification:principles and practice,Third Edition,Springer Verlag,1994で)説明している。例えば、標識(ポリヒスチジンタグの場合、これは、例えば、ニッケル−NTAであり得る)に結合する抗体または化合物は、固体支持体上に固定化されてもよい。タンパク質を含む試料は、次いで、しばらくの間、結合が起こるのに十分な条件下で、固定化した抗体または化合物と接触させられる。洗浄し、あらゆる結合しなかったまたは特異的に結合しなかったタンパク質を除去した後に、タンパク質を溶出する。
抗体のFc領域を含むタンパク質の場合、タンパク質A、タンパク質G、またはその修飾形態は、親和性精製に使用することができる。タンパク質Aは、ヒトγ1、γ2、またはγ4重鎖Fc領域を含む、精製されたタンパク質を単離するために有用である。タンパク質Gは、全てのマウスFcアイソタイプおよびヒトγ3に推奨される。
抱合体
本開示は、別の化合物に抱合される本開示のIL−23結合タンパク質、例えば抱合体(または免疫抱合体)も提供する。他の化合物は、IL−23結合タンパク質に直接的または間接的に結合することができる(例えば、間接結合の場合、リンカーを含むことができる)。化合物は、IL−23結合タンパク質に、共有的または非共有的に連結することができる。化合物の例としては、放射性同位体(例えば、ヨウ素−131、イットリウム−90、またはインジウム−111)、検出可能な標識(例えば、フルオロフォアまたは蛍光ナノ結晶)、治療化合物(例えば、化学療法剤または抗炎症剤)、コロイド(例えば、金)、毒素(例えば、リシンまたは破傷風類毒素)、核酸、ペプチド(例えば、血清アルブミン結合ペプチド)、タンパク質(例えば、抗体または血清アルブミンの抗原結合ドメインを含むタンパク質)、対象のタンパク質の半減期を延長させる化合物(例えば、この活性を有するポリエチレングリコールまたは他の水溶性ポリマー)、およびこれらの混合物が挙げられる。本開示のIL−23結合タンパク質に抱合させることができる例示的な化合物、およびそのような抱合のための方法は、当技術分野で知られており、例えば、国際特許出願第WO2010/059821号で説明されている。
抗イディオタイプ抗体
IL−23に特異的に結合する本開示のIL−23結合タンパク質に加えて、本開示は、本開示のタンパク質に特異的な抗イディオタイプ(抗Id)抗体も提供する。抗Id抗体は、本開示のIL−23結合タンパク質の抗原結合ドメインと一般に関連する一意の決定基を認識する、抗体である。抗Idは、本開示のタンパク質またはその抗原結合ドメインで動物を免疫化することによって調製することができる。免疫化された動物は、免疫化するタンパク質のイディオタイプ決定基を認識し、応答して、抗Id抗体を産生する。抗Id抗体は、さらに別の動物において免疫応答を誘発するために、「免疫原」として使用してもよく、いわゆる抗−抗Id抗体を産生する。
スクリーニングアッセイ
本開示の抗体可変領域を含むタンパク質は、例えば以下で説明するように、生物活性について容易にスクリーニングされる。
結合アッセイ
そのようなアッセイの1つの形態は、例えば、Scopesが(Protein purification:principles and practice,Third Edition,Springer Verlag,1994で)説明しているような、抗原結合アッセイである。そのような方法は、一般に、IL−23結合タンパク質を標識付けすることと、それを固定化された抗原と接触させることとを伴う。洗浄し、特異的に結合しなかったタンパク質を除去した後に、標識の量を検出し、その結果として、結合したタンパク質を検出する。当然、IL−23結合タンパク質は、固定化することができ、抗原を標識することができる。例えば本明細書で説明または例示される、パニングタイプのアッセイも使用することができる。
中和アッセイ
本開示のIL−23結合タンパク質の効果(または中和活性)を決定するための例示的なインビトロの方法は、IL−23を、免疫細胞を含む細胞の集団に接触させることであり、そのときに、IL−23は、本開示のIL−23結合タンパク質の存在下、または非存在下で作用する。次いで、標準的な方法、例えば、13Hチミジン取り込みまたは5,6−カルボキシフルオレセインジアセテートスクシンイミジルエステル(CFSE)の標識またはサイトカイン分泌を使用して、細胞の増殖を測定する。タンパク質の非存在下で培養した試料と比較した、細胞増殖および/またはサイトカイン分泌の増加または減少は、IL−23結合タンパク質が、IL−23の活性を調節することを示す。そのような方法は、本明細書で例示される。
本開示のIL−23結合タンパク質がIL−23の中和を調節する能力を決定するための別の方法は、受容体結合アッセイである。そのような方法において、IL−23受容体またはそれを発現する細胞が、固定化される。標識したIL−23(例えば、50ng/mL〜150ng/mL、100ng/mL等)は、次いで、試験タンパク質の存在下、または非存在下で固定化した受容体または細胞に接触させて、結合した標識の量を検出する。IL−23タンパク質およびIL−23は、受容体に接触させる前に互いに接触させることができ、または受容体に実質的に同時に接触させることができる。IL−23結合タンパク質の非存在下と比較したときの、IL−23結合タンパク質の存在下で結合した標識の量の減少が、タンパク質がIL−23のIL−23Rへの結合を低減または防止することを示す。
複数の濃度のIL−23結合タンパク質を試験することによって、IC50、すなわち、IL−23Rに結合するIL−23の量を低減するタンパク質の濃度が決定される。一実施例において、IC50は、約1nM以下(750pM以下等、例えば、500pM以下)である。例えば、IC50は、400pM以下である。一実施例において、IC50は、約1pM〜500pM、例えば、約50pM〜450pMである。例えば、IC50は、約100pM〜400pM、例えば、約150pM〜400pMである。
同様に、EC50、すなわち、タンパク質によって達成されるIL−23のIL−23Rへの結合の最大阻害の50%を達成するタンパク質の濃度を判定することができる。一実施例において、EC50は、1nM以下(例えば、750pM以下、例えば、500pM以下、400pM以下等)である。一実施例において、EC50は、約300pM以下である。例えば、EC50は、約260pMである。
IL−23の活性を中和する、本開示のIL−23結合タンパク質の能力を決定するための別の方法は、脾細胞を、IL−23結合タンパク質の存在下または非存在下でIL−23と接触させて、IL−17等のサイトカインの分泌を検出することである。タンパク質の非存在下と比較して、タンパク質の存在下でのサイトカインのレベルがより低いことが、タンパク質がIL−23の活性を中和することを示す。複数の濃度のタンパク質を試験することによって、IC50、すなわち、サイトカイン分泌の最大阻害の50%が起こる濃度が決定される。
複数の濃度のIL−23結合タンパク質を試験することによって、IC50、すなわち、分泌されたサイトカイン(例えば、IL−17)の量を低減するタンパク質の濃度が判定される。一実施例において、IC50は、約1nM以下 (900pM以下等、例えば、800pM以下)である。例えば、IC50は、700pM以下である。一実施例において、IC50は、約1pM〜800pM、例えば、約50pM〜700pMである。例えば、IC50は、約100pM〜700pM、例えば、約120pM〜680pMである。
同様に、EC50、すなわち、タンパク質によって達成されるサイトカイン(例えば、IL−17)の最大阻害の50%を達成するタンパク質の濃度を決定することができる。一実施例において、EC50は、1nM以下(例えば、500pM以下、400pM以下等)である。一実施例において、EC50は、約300pM以下である。例えば、EC50は、約290pMである。
細胞死滅アッセイ
別の実施例において、本開示の(例えば、毒性化合物または定常領域に連結している)IL−23結合タンパク質の能力は、細胞の死亡を誘発するそれらの能力を判定することによって評価される。Fcに連結したタンパク質の場合、(例えば、ADCC/CDCを促進するために)免疫エフェクター細胞および/または補体の存在下でそのようなアッセイを行うことが望ましい。
インビボの治療効果アッセイ
別の実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質の活性は、IL−23結合タンパク質を動物モデルに投与することによって決定される。例えば、IL−23結合タンパク質を、(例えば、Tang et al.,J.Exp.Med.,199:1455−1465,2004で説明されているように)糖尿病を抑制、予防、治療、もしくは遅延させる能力を試験するために、NODマウスに投与し、GVHDのマウスモデルに(例えば、Trenado et al.J.Clin.Invest.112:1688−1696,2002で説明されているように)投与し、乾癬のマウスモデルに(例えば、Wang et al.,J.Clin.Invest.118(7):2629−2639,2008)で説明されているように)投与し、関節リウマチ、例えば、マウスのSKG株のモデル(Sakaguchi et al.Nature,426:454−460,1995)、ラットII型コラーゲン関節炎モデル、マウスII型コラーゲン関節炎モデル、もしくはいくつかの種において抗原誘発性の関節炎モデル(Bendele J Musculoskel Neuron Interact;1(4):377−385,2001)に投与し、多発性硬化症(例えば、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE))に投与し、および/または炎症気道疾患(例えば、OVAチャレンジまたはゴキブリ抗原チャレンジ)のモデルに投与する。
一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質の活性は、例えば本明細書で例示されるように、乾癬のIL−23誘発動物モデルにおいて決定される。例えば、非ヒト哺乳動物(例えば、マウス)に、局所化された炎症応答が誘発されるように、IL−23を皮下投与する。タンパク質を、IL−23の投与前または投与後に投与することによって、炎症応答を防止または治療するそれらの能力について試験する。次いで、動物を、紅斑および/もしくは硬結について評価し、および/または皮膚試料を各マウスから採集して組織学的評価のために固定する。
競合的結合アッセイ
本開示の抗体の結合を競合的に阻害するタンパク質を判定するためのアッセイが、当業者に明らかになるであろう。例えば、本開示の抗体を、検出可能な標識、例えば蛍光標識または放射性標識に抱合させる。次いで、標識した抗体および試験タンパク質を、IL−23またはそのエピトープと混合して、接触させる。次いで、標識した抗体のレベルを決定し、タンパク質の非存在下で標識した抗体をIL−23またはエピトープと接触させたときに判定したレベルと比較する。タンパク質の非存在下と比較したときに、タンパク質の存在下で標識した抗体のレベルが減少していた場合、タンパク質は、抗体の結合を競合的に阻害している。
随意に、試験タンパク質は、抗体とは異なる標識に抱合される。これは、タンパク質またはエピトープに対する試験タンパク質の結合レベルの検出を可能にする。
別の実施例では、IL−23を本明細書で説明される抗体と接触させる前に、試験タンパク質を、IL−23またはその領域に結合させる。タンパク質の非存在下と比較したときの、タンパク質の存在下で結合した抗体の量の減少は、タンパク質が抗体のIL−23への結合を競合的に阻害することを示す。相互アッセイを、標識したタンパク質を使用し、最初に抗体をIL−23に結合させることで、行うこともできる。この場合、抗体の非存在下と比較したときの、抗体の存在下でIL−23に結合した標識したタンパク質の量の減少は、タンパク質が抗体のIL−23への結合を競合的に阻害することを示す。
エピトープマッピングアッセイ
別の実施例では、本明細書で説明されるタンパク質によって結合されるエピトープをマップする。エピトープマッピング法は、当業者に明らかになるであろう。例えば、関心のエピトープ、例えば10〜15のアミノ酸を含むペプチドを含む、IL−23配列またはその領域に架かる一連の重複ペプチドが産生される。次いで、IL−23結合タンパク質を、各ペプチドまたはそれらの組み合わせに接触させて、それに結合したペプチドを決定する。これは、IL−23結合タンパク質が結合したエピトープを含むペプチドの決定を可能にする。複数の不連続なペプチドがタンパク質によって結合された場合、このタンパク質は、立体配置エピトープを結合している場合がある。
代替として、または加えて、IL−23内のアミノ酸残基を、例えばアラニン走査変異誘発によって変異させて、タンパク質の結合を低減または防止する変異を判定する。IL−23結合タンパク質の結合を低減または防止する任意の変異は、タンパク質によって結合されたエピトープ内にある可能性が高い。
さらなる方法は、IL−23またはその領域を、固定化した本開示のタンパク質に結合させることと、結果として生じた複合体をプロテアーゼで消化することとを伴う。次いで、固定化したタンパク質に結合した状態のペプチドを単離し、例えば質量分析法を使用して分析して、それらの配列を決定する。
さらなる方法は、IL−23またはその領域中の水素を重水素原子に変換することと、結果として生じたタンパク質を、固定化した本開示のタンパク質に結合させることとを伴う。次いで、重水素原子を水素に変換し、IL−23またはその領域を単離し、酵素で消化し、例えば質量分析法を使用して分析して、重水素を含む領域を決定するが、この領域は、本明細書で説明されるタンパク質の結合によって、水素への変換から保護されている。この方法の一形態を、本明細書で例示する。
親和性アッセイ
随意に、IL−23またはそのエピトープについて、タンパク質の解離定数(Kd)、会合定数(Ka)、または親和定数(K)を判定する。一実施例において、IL−23結合タンパク質のこれらの定数は、放射性標識または蛍光標識したIL−23結合アッセイによって測定する。このアッセイは、標識されていないIL−23の一連の滴定の存在下で、タンパク質を、最小濃度の標識したIL−23と平衡させる。洗浄し、結合していないIL−23を除去した後に、標識の量を判定する。
親和性の測定値は、抗体の反応に対する標準的な方法、例えば、免疫アッセイ、表面プラズモン共鳴(SPR)(Rich and Myszka Curr.Opin.Biotechnol 11:54,2000;Englebienne Analyst.123:1599,1998)、等温滴定熱量測定(ITC)、または当技術分野で知られている他の動態額的相互作用アッセイによって決定することができる。
一実施例において、定数は、表面プラズモン共鳴アッセイを使用することによって、例えば、固定化したIL−23またはその領域でのBIAcore表面プラズモン共鳴(BIAcore,Inc.,Piscataway,NJ)を使用することによって測定される。例示的なSPR法は、米国特許第US7229619号で説明されている。
半減期アッセイ
本開示によって包含されるいくつかのタンパク質は、改善された半減期を有し、例えば、修飾されていないタンパク質と比較して、それらの半減期を延長するように修飾される。改善された半減期を伴うタンパク質を判定するための方法は、当業者に明らかになるであろう。例えば、新生児Fc受容体(FcRn)に結合するタンパク質の能力が評価される。この点に関して、FcRnの増加した結合親和性は、分子の血清半減期を増加させた(例えば、Kim et al.,Eur.J.Immunol.,24:2429,1994を参照されたい)。
本開示のIL−23結合タンパク質の半減期は、例えばKim et al,Eur J of Immunol 24:542,1994で説明されている方法に従う、薬物動態学的研究によって測定することもできる。この方法によれば、放射性標識したタンパク質を、マウスに静脈内注射し、その血漿濃度を、例えば注射後の3分〜72時間といった、時間の関数として定期的に測定する。このようにして得られたクリアランス曲線は、二相、すなわち、アルファ相およびベータ相となるはずである。インビボでタンパク質の半減期を決定するために、ベータ相のクリアランス速度を計算して、野生型のまたは修飾されていないタンパク質のクリアランス速度と比較する。
安定性アッセイ
本開示のIL−23結合タンパク質の安定性は、種々のアッセイのいずれかによって評価することができる。例えば、タンパク質は、例えば、熱、酸、または室温でしばらくの間(例えば、1ヵ月)貯蔵するといった条件に晒される。次いで、濁度の決定(不安定性を示す条件に晒した後の濁度の増加)、サイズ排除クロマトグラフィ、非還元ゲル電気泳動、または本明細書で説明される結合もしくは中和の試験によって、タンパク質の凝集を評価することができる。
薬学的組成物
本開示のIL−23結合タンパク質、それをコードする核酸、またはそれを発現する細胞(同意語:活性成分)は、予防的または治療的処置のための、非経口、局所、経口、もしくは局部投与、エアロゾル投与、または経皮投与に有用である。一実施例において、本開示のIL−23結合タンパク質、それをコードする核酸、またはそれを発現する細胞は、静脈内または皮下投与等の非経口投与のためのものである。
投与されるタンパク質、それをコードする核酸、またはそれを発現する細胞の配合物は、選択した投与経路および配合(例えば、溶液、乳剤、カプセル)に応じて異なる。投与されるタンパク質、それをコードする核酸、またはそれを発現する細胞を含む適切な薬学的組成物は、生理学的に許容される担体において調製することができる。タンパク質の混合物も使用することができる。溶液または乳剤の場合、好適な担体としては、例えば、水溶液もしくはアルコール/水溶液、乳剤、または、食塩水および緩衝培地を含む、懸濁液が挙げられる。非経口ビヒクルは、塩化ナトリウム溶液、リンゲルのデキストロース、デキストロースおよび塩化ナトリウム、乳酸加リンゲル油、または不揮発性油が挙げられる。種々の適切な水性担体が当業者に知られており、水、緩衝水、緩衝食塩水、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコール)、デキストロース溶液、およびグリシンが挙げられる。静脈内ビヒクルは、種々の添加剤、保存剤、液体の栄養素、または電解質補充液(一般的には、Remington’s Pharmaceutical Science,16th Edition,Mack,Ed.1980を参照のこと)を含むことができる。組成物は、随意に、生理学的条件に近づけるために、必要に応じて、pH調整剤および緩衝剤、ならびに毒性調整剤(例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、および乳酸ナトリウム)等の、薬学的に許容される補助物質を含有することができる。本開示のIL−23結合タンパク質は、当技術分野で知られている凍結乾燥および還元手法に従って、貯蔵のために凍結乾燥して、使用前に、好適な担体中で再構成することができる。
選択した媒質中の活性成分の最適な濃度は、当業者によく知られている手順に従って、経験的に決定することができ、所望の最終的な薬学的配合物に依存することになるであろう。
本開示のIL−23結合タンパク質の投与に対する投薬量の範囲は、所望の効果を産生するのに十分に大きいものである。例えば、組成物は、治療的または予防的有効量のIL−23結合タンパク質、それをコードする核酸、またはそれを発現する細胞を含む。
本明細書で使用される「有効量」という用語は、対象におけるIL−23のシグナル伝達を誘発/増加させる、または阻害/低減/防止するための、IL−23結合タンパク質、核酸、または細胞の十分な量を意味するものと解釈されるものとする。当業者は、そのような量が、例えば、タンパク質、核酸、もしくは細胞、特定の対象、および/または治療する状態の種類もしくは重篤性に応じて変動することに気付くであろう。故に、この用語は、本開示を特定の量、例えば、タンパク質、核酸、または細胞の重量または数に限定するものと解釈されるべきではない。
本明細書で使用される「治療上有効量」という用語は、疾患の1つ以上の症状を低減または阻害するための、タンパク質、核酸、または細胞の十分な量を意味するものと解釈されるものとする。
本明細書で使用される「予防的有効量」という用語は、疾患の1つ以上の検出可能な症状の発生を防止または阻害するための、タンパク質、核酸、または細胞の十分な量を意味するものと解釈されるものとする。
投薬量は、過粘稠度症候群、肺水腫、鬱血性心不全等の副作用を引き起こすほど多くすべきではない。一般に、投薬量は、患者の年齢、状態、性別、および疾病の程度によって変動し、当業者によって判定することができる。投薬量は、任意の合併症の場合に、各医師によって調整することができる。投薬量は、1日または複数日にわたって、1回以上の用量投与において、約0.1mg/kg〜約300mg/kg、例えば、約0.2mg/kg〜約200mg/kg、約0.5mg/kg〜約20mg/kg等に変動させることができる。
本開示の1つ以上のタンパク質を、単独で、または別の薬物もしくは薬剤と組み合わせて(投与前、同時、または投与後)、適切な経路によって個人に投与することができる。例えば、本開示のIL−23結合タンパク質は、タンパク質、例えば、TNF拮抗薬、抗IL−12/23抗体、抗炎症剤、または鎮痛剤と組み合わせて使用することもできる。本開示のIL−23結合タンパク質は、抗生物質および/または抗微生物剤と併せて与えられる、別々に投与される組成物として使用することができる。
当業者は、本開示のIL−23結合タンパク質が、本開示の発現構築体または本開示のIL−23結合タンパク質を発現する細胞を投与することによって、対象に導入されてもよいことを理解するであろう。インビボで抗体をコードする核酸を標的細胞に導入するための種々の方法を使用することができる。例えば、裸の核酸を標的部位に注射してもよく、リポソーム中にカプセル化してもよく、またはウイルスベクターによって導入してもよい。
診断アッセイ
以下のアッセイを、本開示のIL−23結合タンパク質で行うことができる。
免疫アッセイは、対象の状態を診断するための、または試料中のIL−23を検出するための、例示的なアッセイ形式である。本開示は、ウエスタンブロット法、酵素結合抗体免疫吸着アッセイ(ELISA)、蛍光結合免疫吸着アッセイ(FLISA)、競合アッセイ、放射免疫アッセイ、ラテラルフロー免疫アッセイ、フロースルー免疫アッセイ、電気化学発光アッセイ、比濁分析に基づくアッセイ、濁度に基づくアッセイ、および蛍光活性化細胞選別(FACS)に基づくアッセイを含む、あらゆる形態の免疫アッセイを企図する。
好適な免疫アッセイの1つの形態は、例えば、ELISAまたはFLISAである。
1つの形態において、そのようなアッセイは、本開示のIL−23結合タンパク質を、例えばポリスチレンもしくはポリカーボネート製のマイクロウエルもしくはディップスティック、膜、またはガラス支持体(例えば、ガラススライド)等の、固体マトリクス上に固定化することを伴う。次いで、試験試料を、IL−23結合タンパク質と直接接触させて、試料中の任意の抗原を結合させるか、または捕捉する。洗浄し、試料中のあらゆる非結合タンパク質をも除去した後に、別個のエピトープにおいてIL−23に結合する(例えば、IL−23p19またはIL−12p40と結合する)タンパク質を、捕捉した抗原と直接接触させる。この検出タンパク質は、一般に、例えば酵素(西洋わさびペルオキシダーゼ(HRP))、アルカリホスファターゼ(AP)、またはβ−ガラクトシダーゼ等の、検出可能なレポーター分子で標識される。代替として、検出タンパク質に結合する、第2の標識したタンパク質を使用することができる。洗浄し、あらゆる結合していないタンパク質をも除去した後に、過酸化水素、TMBもしくはトルイジン、または5−ブロモ−4−クロロ−3−インドール−β−D−ガラクトピラノシド(x−gal)等の基質の添加によって、検出可能なマーカーを検出する。当然、逆の様式で、固定化した(捕捉)タンパク質および検出タンパク質を使用しもよい。
次いで、既知の数のマーカーを使用して、または対照試料との比較によって生成した標準曲線を使用して、試料中の抗原のレベルを決定する。
FLISAの場合、試料中の標識したタンパク質のレベルを決定するために、酵素ではなく蛍光標識が使用される。
上記で説明したアッセイは、検出の基準として化学発光または電気化学発光を使用するように、容易に改良される。
当業者に明らかになるように、免疫吸着アッセイに基づく他の検出法が、本開示の機能において有用である。例えば、免疫吸着法は、検出のための放射性標識、検出のための金標識(例えば、コロイド状金)、検出のための例えばNAD+をカプセル化したリポソーム、またはアクリジニウム連結免疫吸着アッセイを使用する、前掲の説明に基づく。
本開示のいくつかの実施例において、IL−23のレベルは、表面プラズモン共鳴検出器(例えば、BIAcore(商標),GE Healthcare,Piscataway,N.J.)、フロースルーデバイス(例えば、米国特許第US7205159号で説明されているもの)、マイクロまたはナノ免疫アッセイデバイス(例えば、米国特許出願公開第US20030124619号で説明されているもの)、ラテラルフローデバイス(例えば、米国特許出願公開第US20040228761号または米国特許出願公開第US20040265926号で説明されているもの)、蛍光偏光免疫アッセイ(FPIA:例えば、米国特許第US4593089号または米国特許第US4751190号で説明されているもの)、または免疫比濁アッセイ(例えば、米国特許第US5571728号または米国特許第US6248597号で説明されているもの)を使用して決定される。
撮像法
上述のことから当業者に明らかになるように、本開示は、本開示のIL−23結合タンパク質を使用した、撮像法も企図する。撮像のために、タンパク質は、一般に、検出可能な標識に抱合され、この標識は、撮像によって検出可能である、信号を発することができるあらゆる分子または薬剤とすることができる。しかしながら、本開示のIL−23結合タンパク質に特異的に結合する、標識した二次的化合物が使用されてもよい。例示的な検出可能な標識としては、タンパク質、放射性同位体、フルオロフォア、可視光発光フルオロフォア、赤外発光フルオロフォア、金属、強磁性体、電磁放射物質、特異的磁気共鳴(MR)分光学的シグネチャを伴う物質、X線吸収もしくは反射物質、または音響変更物質が挙げられる。
本開示のIL−23結合タンパク質(および、使用する場合、標識した二次的化合物)は、撮像手順の前に、撮像する臓器または組織(もしくは、癌の場合は腫瘍)に、全身的または局所的に投与することができる。一般に、IL−23結合タンパク質は、腫瘍、組織、または臓器の所望の光学画像を達成するのに十分な用量で投与される。そのような用量は、用いられる特定のタンパク質、撮像される状態、撮像手順を受ける組織もしくは臓器、使用されている撮像装置等に依存して、大きく変動し得る。
本開示のいくつかの実施例において、IL−23結合タンパク質は、腫瘍の撮像、臓器の断層撮像、臓器機能の観察、冠状血管造影、蛍光内視鏡検査、レーザ誘導手術、光音響法、および音響蛍光法等が挙げられるが、これらに限定されない、種々の生医学的応用において、組織および臓器のインビボでの光学的造影剤として使用される。
撮像法の例としては、磁気共鳴撮像(MRI)、MR分光法、放射線写真撮影、コンピュータ断層撮影(CT)、超音波、平面ガンマカメラ撮像、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)、陽電子放出断層撮影(PET)、他の核医学に基づく撮像、可視光を使用した光学的撮像、ルシフェラーゼを使用した光学的撮像、フルオロフォアを使用した光学的撮像、他の光学的撮像、近赤外光を使用した撮像、または赤外光を使用した撮像が挙げられる。
いくつかの実施例において、造影剤は、ヒトで使用する前に、インビトロまたはインビボのアッセイを使用して、例えば本明細書で説明されるモデルを使用して試験される。
試料および対照試料
当業者に明らかであるように、本明細書で説明される実施例のいくつかは、IL−23のレベルを決定するために、ある程度の定量化を必要とする。そのような定量化は、好適な対照試料を本開示のアッセイに含めることによって決定され得る。
一実施例において、好適な対照試料は、健康な対象または正常な対象から得られる試料である。
この文脈において、「健康な対象」という用語は、IL−23と関連する疾患、例えば炎症性疾患に罹患していないことが分かっている、個人を意味するものと解釈されるものとする。
「正常な対象」という用語は、個人の集団と比較して、試料中のIL−23のレベルが正常である個人を意味するものと解釈されるものとする。
本開示は、正常および/もしくは健康な対象、または正常および/もしくは健康な対象の集団から得られるデータセットとしての、対照試料も企図する。
一実施例において、本開示の方法は、例えば本明細書で説明される方法を使用して、対照試料のIL−23のレベルを決定することをさらに含む。
一実施例において、対象からの試料および対照試料は、ほぼまたは実質的に同時に検定される。
一実施例において、対象からの試料および対照試料は、結果の比較を可能にするために、任意の1つ以上の実施形態において本明細書で説明されるような、同じ本開示の方法を使用して検定される。
疾患
本開示の方法を行うことによって治療/予防/診断/予後診断され得る例示的な疾患としては、炎症性疾患、GVHD、感染、および癌が挙げられる。
例示的な炎症性疾患としては、炎症性腸疾患(IBD)、全身性紅斑性狼瘡、関節リウマチ、若年性慢性関節炎、脊椎関節症、全身性硬化症(硬皮症)、特発性炎症性筋疾患(皮膚筋炎、多発性筋炎)、シェーグレン症候群、全身性血管炎、類肉腫症、自己免疫溶血性貧血(免疫汎血球減少症、発作性夜行性血色素尿症)、自己免疫血小板減少症(特発性血小板減少紫斑病、免疫介在性血小板減少症)、甲状腺炎(グレーブス病、橋本甲状腺炎、若年性リンパ性甲状腺炎、萎縮性甲状腺炎)、真性糖尿病、免疫介在性腎疾患(糸球体腎炎、尿細管間質性腎炎)、多発性硬化症等の中枢および末梢神経系の脱髄性疾患、特発性多発性神経障害、感染性肝炎(A型、B型、C型、D型、E型肝炎および他の非肝親和性(nonhepatotropic)ウイルス)自己免疫慢性活性肝炎、原発性胆汁性肝硬変症、肉芽腫性肝炎、硬化性胆管炎等の肝胆汁性疾患、炎症性および線維性肺疾患(例えば、嚢胞性線維症)、グルテン過敏性腸症、ウィップル病、水疱性皮膚疾患、多形紅斑、および接触皮膚炎を含む自己免疫または免疫介在性皮膚疾患、乾癬、好酸球性肺炎等の肺のアレルギー性疾患、特発性肺線維症、ならびに過敏性肺炎が挙げられる。
例えば、炎症性疾患は、炎症性関節炎(例えば、RAまたは若年性慢性関節炎)である。
別の実施例において、炎症性疾患は、炎症性神経性状態、例えばミエリン会合状態、例えば多発性硬化症である。
別の実施例において、炎症性疾患は、炎症性皮膚疾患(例えば、自己免疫または免疫介在性皮膚疾患)、例えば、水疱性皮膚疾患、多形紅斑、接触皮膚炎である。あるいは、皮膚疾患は、乾癬である。
別の実施例において、炎症性疾患は、炎症性粘膜疾患、例えば、腸の炎症性疾患(例えば、炎症性腸疾患、クローン病、または潰瘍性大腸炎)または肺の炎症性疾患(例えば、気道過敏症または喘息)である。
一実施例において、疾患は、T17細胞媒介疾患である。本明細書で使用される「T17細胞媒介疾患」という用語は、T17細胞の過剰な数または活性を特徴とする、またはそれによって引き起こされるあらゆる状態を意味するものと解釈されるものとする。当業者は、T17細胞が、IL−17を発現するCD4T細胞であることに気付くであろう。例示的なT17細胞媒介疾患としては、自己免疫/炎症性疾患(例えば、乾癬、炎症性腸疾患、関節炎(例えば、関節リウマチ)、多発性硬化症、および炎症性腸疾患(例えば、クローン病))、および移植片対宿主疾患が挙げられる。
一実施例において、疾患は、乾癬である。
別の実施例において、疾患は、クローン病である。
さらなる実施例において、疾患は、多発性硬化症である。
一実施例において、多発性硬化症は、再発寛解型多発性硬化症であり、IL−23結合タンパク質または抗体は、再発の防止によって寛解期にある状態の間に投与される。
キット
本開示は、
(i)本開示のIL−23結合タンパク質またはそれをコードする発現構築体、
(ii)本開示の細胞、または
(iii)本開示の薬学的組成物、
のうちの1つ以上を含む、キットをさらに含む。
IL−23を検出するためのキットの場合、キットは、例えば本開示のIL−23結合タンパク質に連結される、検出手段をさらに含むことができる。
治療/予防的使用のためのキットの場合、キットは、薬学的に許容される担体または希釈剤をさらに含むことができる。
随意に、本開示のキットは、任意の実施形態に従って本明細書で説明される方法で使用するための説明書とともに包装される。
本開示は、以下の限定的でない実施例でさらに説明される。
一般的な方法
HEK293/pTT5発現系
HEK293E/pTT5発現系を伴う全ての形質移入について、HEK293E細胞は、完全な細胞成長培地(1LのF17培地(Invitrogen(商標))、9mLのPluronicF68(Invitrogen(商標))、50μL/100mLの培養液にジェネティシン(50mg/mL、Invitrogen(商標))とともに20%(w/v)のトリプトンNI(Organotechnie(商標))を含有する2mMのグルタミン)中で培養した。簡潔に述べると、形質移入の前日に、遠心分離によって細胞を採取して、ジェネティシンを伴わない新鮮な培地中に再懸濁した。次の日、製造業者の指示に従って、DNAおよびFuGENE(Roche)を含む形質移入混合物の滴下によって細胞に形質移入した。形質移入した培養物を、穏やかに振盪(120rpm)しながら、37℃、5%のCOで、一晩インキュベートした後、トリプトンおよびジェネティシン(500mLの培養液容積あたり、それぞれ、12.5mLおよび250μL)を添加した。次の日、500mLの培養液あたり12.5mLのトリプトンおよび250μLのジェネティシンを添加した。培養物を、7日間にわたって37℃、5%のCO、および120rpmでインキュベートし、次いで、上澄みを採取して精製した。
IL−23タンパク質
ヒトIL−23(IL−23p19(配列番号2)に共有的に連結されたIL−12p40(配列番号1)を含む)を購入した(Ebiosciences or RnD Systems)。代替として、IL−23、IL−12p40、およびIL−23p19は、上記で説明したように、DNA発現構築体の形質移入を通して、哺乳類のHEK293E/pTT5発現系中で産生した。以下のタンパク質を産生した。
Figure 2013535191
分泌タンパク質を含む培養上清を、2000xgで10分間の遠心分離で、細胞を除去することによって採取した。HISタグを含むタンパク質を、HisTrap(商標)HPカラム(GE Healthcare)を使用して、His親和性タグを介して、上清から精製した。Fc領域を含むタンパク質を、抗体の生成のために、下記で説明されるようなタンパク質Aクロマトグラフィを使用して精製した。溶出したタンパク質は、濃縮器(Amicon)を使用して、脱塩を介して、またはサイズ排除クロマトグラフィを介して、PBSに緩衝剤交換した。
ファージディスプレイについて、組み換えヒトIL−23AviHISのAvitag(商標)配列を、酵素BirAを使用してビオチン化した。これは、AviTag配列中のアミノ酸を含む単一のアミンにおいて特異的ビオチン化をもたらした。遊離ビオチンを、3.5kDaの分子量カットオフで、Slide−A−Lyzer透析カセット(Pierce)を使用したPBSに対する透析によって、または脱塩カラム(GE Healthcare)によって、タンパク質調製物から除去した。
抗体を発現するベクターの構築
重鎖可変領域(V)アミノ酸配列を、コンピュータで、C1、ヒンジ、C2、およびC3ドメインを含むヒトIgG1定常領域(例えば、NCBI登録番号P01857.1を参照されたい)上に構成した。同様に、軽鎖可変領域配列を、コンピュータで、親可変領域のアイソタイプに従って、ヒトカッパまたはラムダ定常領域(例えば、NCBI登録番号AAI10395(カッパ)およびAAI07853(ラムダ)を参照されたい)上に構成した。その後、アミノ酸配列を、DNA配列(GeneArt,Germany)に逆翻訳した。結果として生じた遺伝子を、合成オリゴヌクレオチド(GeneArt、Germany)のアセンブリによって新たに合成した。その後、重鎖および軽鎖遺伝子は、それぞれ、重鎖または軽鎖のリーダー配列(それぞれ、配列番号81および82)を含む、発現ベクターpTT5の変異体(Durocher et al.,Nucleic Acids Research 30,E9,2002)にクローン化した。
抗体の発現および精製
上記で説明したように、抗体を、形質移入試薬FuGENE(Roche)を使用して、pTT5プラスミドを含む重鎖および軽鎖の共形質移入を通して、細胞系HEK293E中に産生した。7日後、上清を遠心分離によって採取して、pH7.4に調整した後、HiTrap(商標)タンパク質Aカラム(5mL、GE Healthcare)上に装填した。カラムを、50mLの1xPBS(pH7.4)で洗浄した。pH2.5、0.1Mのクエン酸を使用して溶出を行った。溶出した抗体を、Zeba脱塩カラム(Pierce)を使用して、1xPBS(pH7.4)中に脱塩した。抗体を、SDS−PAGEを使用して分析した。抗体の濃度を、製造業者の指示に従って、BCAアッセイキット(Pierce)を使用して決定した。
ELISAによる抗体のIL−23への結合の検出
NuncMaxisorp96−ウエルプレートを、炭素塩被覆緩衝剤中で1μg/mLに希釈したヒトIL−23で被覆して、4℃で一晩インキュベートした。プレートを洗浄(1xPBS−Tween20(0.05%)中で3回)し、次いで、室温で、PBS中1%のBSAで1時間遮断した。ビオチン化された抗体を10μg/mLから始めて調製し、連続半対数希釈を行い、次いで100μLをプレートに添加して、1時間インキュベートした。プレートを洗浄し、1:2000希釈のストレプトアビジン−HRPを全てのウエルに添加して、さらに1時間インキュベートした。プレートを洗浄し、TMB(Sigma)を使用して、その後現像した。等量の1M HClを添加することによって、発色現像反応を停止させた。プレートに基づく分光光度計を使用して、結果として生じた反応物の吸光度を測定した。
IL−23結合抗体の表面プラズモン共鳴(SPR)分析
Biacore3000を使用して、タンパク質A(Pierce)を、3000応答単位(RU)が得られるように、アミン連結化学を使用してCM5チップ上に固定化した。抗体を、フローセル2または4の表面に捕捉し、フローセル1または3を対照表面とした。ヒトIL−23を、双方のフローセルに通過させて、応答単位を測定した。次いで、表面を、pH2.5で10mMのグリシンで再生した。動態学的実行について、このプロセスを5つのIL−23希釈物で繰り返した。ka、kd、およびKを判定するために、1:1のLangmuir式を使用して適合させる前に、データを、ランニング緩衝剤の注射を使用して二重参照した。
ネズミ脾細胞におけるIL−23誘発性のIL−17産生の抗体阻害
脾臓を、C57BL/6マウスから得て、最初に、脾臓を均質化し、続いて、NHClを使用して赤血球を溶解させることによって準備した。次いで、脾細胞を、培地(RPMI、10%のFBS、2mMのLグルタミン、100UのPen/Strep)中で、再懸濁および遠心分離によって洗浄した。抗体を十分な培養培地で希釈して、96−ウエルプレート全体の滴定曲線を作成した。100ng/mLをヒトIL−23(EBiosciences)を各ウエルに添加し、5%のCO湿度で、37℃で1時間インキュベートした。細胞をウエルに添加し、ウエルあたり200μLの総容積で、1mLあたり5×10個の細胞濃度を得た。培養物を、5%のCO湿度で、37℃で4日間インキュベートした。インキュベーションの終了後、上清を採取し、ネズミIL−17用のDuoset ELISAキット(R&D Systems)を使用して、産生したネズミIL−17を検出した。
IL−23に特異的に結合するモノクローナル抗体の産生
ハイブリドーマの生成
ヘテロ二量体IL−23に対するモノクローナル抗体を、対応する従来のラットのタンパク質免疫化による遺伝子免疫化によって産生した。遺伝子免疫化について、ヒトIL−23のDNA配列(1つのプロモーターからの分子の発現を促進するように、GSリンカーを含む;配列番号5)を、制限酵素技術を使用して、遺伝子免疫化のためにプラスミドにクローン化した。結果として生じたプラスミドは、N末端またはC末端でc−mycエピトープによってタグ付けされた、可溶性IL−23の分泌を可能にする。可溶性IL−23の発現を確認するために、c−mycエピトープを利用した。
次いで、ラットを、公開されている手順(Kilpatrick et al.,Hybridoma 17:569−576,1998)に従って、Helios遺伝子銃(Bio−Rad,Germany)を使用して、プラスミドで6回免疫化した。免疫化プラスミドの最後の適用の1週間後に、各ラットを、組み換えヒトIL−23タンパク質(Ebiosciences)の皮内注射によって追加免疫した。
4日後に、ラットを死亡させ、それらのリンパ球を、ポリエチレングリコール(HybriMax(商標)、Sigma−Aldrich,Germany)を使用して骨髄腫細胞と融合させ、1ウエルあたり100,000個の細胞を96−ウエルマイクロタイタープレートに播種し、ハイブリドーマ選択のために10%のウシ胎児血清およびHAT添加剤(前掲のKilpatrick et al.,1998)を補充したDMEM中で成長させた。
抗体特異性に対するハイブリドーマのスクリーニング
完全長の天然IL−23(Ebioscience)を、96−ウエルプレート(Maxisorp、Nunc)上に被覆した。各ハイブリドーマ由来のハイブリドーマ上清を、IL−23を被覆したウエルに添加し、結合した抗体を、呈色反応を促進するHRP抱合体を伴うネズミ(ラット)抗体に特異的な二次抗体を使用して検出した。IL−23に対して陽性結合を示したハイブリドーマを、限界希釈法を介してサブクローン化し、この細胞を、培養倍地で希釈し、1ウエルあたり細胞1個未満の比率で、新鮮な96−ウエルプレート中に入れた。クローンを回収した後に、ハイブリドーマ上清に対してさらなるELISAを行った。
抗FLAGM2抗体(Sigma−Aldrich)を、一晩ELISAプレート上に被覆した。次いで、これらのプレートを、FLAGタグ付けしたIL−23p19、FLAGタグ付けしたIL−12p40、およびFLAGタグ付けしたIL−23を個々に捕捉するために使用した。クローンからのハイブリドーマ上清を添加し、IL−23への結合については陽性であるが、IL−12p40またはIL−23p19については陽性でないハイブリドーマを拡大させた。
IL−23ヘテロ二量体特異性を伴うラット抗体E11E7の特定および分子の特徴付け
前述の免疫化およびスクリーニング方法を使用したところ、スクリーニングした約83のハイブリドーマの中の1つのラットハイブリドーマが、IL−23には強く結合したが、IL−12p40またはIL−23p19には有意に結合しなかった抗体を分泌した。E11E7と称されるこの抗体を、E11E7発現ハイブリドーマ細胞から単離したRNAを使用して、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応によって配列決定した。簡潔に述べると、製造業者のプロトコルに従って、TRI試薬(Sigma)を使用して、RNAを調製した。その後、AccuScript(登録商標)High Fidelity 1st Strand cDNA Synthesis Kit(Stratagene)を使用して、100〜200ngのRNAから合成したcDNAを、PCRのテンプレートとして使用した。Novagen Mouse IgG Primer Setからのプライマーを使用して、基本的に製造業者(Stratagene)の指示に従って、ポリメラーゼUltraPfuII−HSを使用して、推定のE11E7重鎖および軽鎖配列をcDNAから増幅した。Eppendorf Mastercyclerおよび以下の循環パラメータを使用して、サーモサイクリングを行った。

(94℃で2分)1サイクル、続いて、
(94℃で30秒、60℃で30秒、72℃で45秒)30サイクル、続いて
(72℃で5分)1サイクル
アガロースゲル(0.7〜1.0%)上での電気泳動に続いて、PCR産物を、Qiaquickゲル抽出キット(Qiagen)を使用して切除し、浄化した。72℃で15分間の、Taqポリメラーゼ(Invitrogen(商標))およびdATPのインキュベーションを通して、Aテーリングを行った。次いで、Aテーリングを行ったPCR産物を、pGEM−T Easy(Promega)中に結合させ、製造業者の指示に従って、TOP10コンピテント細胞(Invitrogen(商標))に形質転換した。ベクター特異的プライマーを使用した形質転換体のPCRスクリーニングで、約500bpの挿入物を含有するプラスミドを保有するクローンを特定した。その後、プラスミドDNAを、QIAprepスピンミニプレップキット(QIAgen)を使用して挿入物含有クローンから単離して、配列決定した(AGRF,Brisbane)。次いで、可変重鎖(配列番号6)および可変軽鎖(配列番号11)のヌクレオチド配列を、一次アミノ酸配列に翻訳した(Vについて配列番号7、およびVについて配列番号12)。
ラットE11E7重鎖および軽鎖可変領域のアミノ酸配列をヒトの定常領域上に構成することを通して、ラット−ヒトキメラ抗体を生成した。逆翻訳に続いて遺伝子を合成し、その後、一般的な方法で説明したように、発現ベクターpTT5にクローン化した。Vのヌクレオチド配列は、配列番号19に記載の配列を含む。Vのヌクレオチド配列は、配列番号18に記載の配列を含む。これらの完全長重鎖および軽鎖のアミノ酸配列は、それぞれ、配列番号20および21で与えられる。
E11E7キメラをビオチン化し(Pierce EZ−Link Sulfo−NHS)、一般的な方法で説明したELISA手法を使用して、IL−23Fc、IL−23p19Fc、IL−12p40Fc、およびネズミIL−23(Ebiosciences)への結合についてスクリーニングした。ビオチン化したE11E7キメラは、IL−23には強く結合したが、それぞれのサブユニットまたはネズミIL−23にはほとんどまたは全く結合を示さなかった(図1)。これは、E11E7キメラが、ヒトIL−23複合体に特異的であるが、それぞれのサブユニットに対しては特異的ではないことを実証した。
E11E7のエピトープのマッピング
抗体が結合するIL−23上の場所を決定するために、E11E7キメラに対してエピトープマッピングを行った。水素/重水素交換実験(本質的に、米国特許第US6797482B2号で説明されているように)を使用して、E11E7への結合に関与するIL−23の臨界領域を特定した。溶液中で、IL−23において水素を重水素に交換した。次いで、この重水素化したIL−23に、溶液中でE11E7キメラのFAb断片を結合させた。抗体と接触し、したがって、交換から保護されたIL−23の領域を除いて、複合体を交換して水素に戻した。次いで、IL−23抗体複合体を消化させ、質量分光法を介して分析して、重水素を含む領域を特定した。以下の結果が得られた。
Figure 2013535191
この分析に使用した配列は、IL−12p40サブユニットについては配列番号1に対応し、IL−23p19サブユニットについては配列番号2に対応する。
各個々のサブユニットについて、平均±標準偏差(S.D.)の重水素のパーセント差を、最小の重水素含量を伴うペプチドの50%にわたって計算した。平均+3S.D.よりも大きい値を有意であるとした。p40サブユニット全体の平均(50%)+3S.D.の重水素のパーセント差は、10.2%であった。p19サブユニット全体の平均(50%)+3S.D.の重水素のパーセント差は、18.1%であった。重水素の差のパーセントが平均(50%)±3S.D.よりも大きかった重複ペプチド配列を、表3において太字で強調する。これらのデータは、IL−12p40およびIL−23p19の残基が、E11E7キメラの結合時に重水素交換から保護されたことを示す。
最大の重水素含量を伴うペプチド(p40:135〜153、p19:112〜144)を、IL−23の結晶構造にマップした(図2)。直径が約50オングストローム(結晶構造3HMX全体で測定)である抗体のFAbアームは、p40およびp19の強調した領域内で、原子間の25オングストロームの間隔全体で十分に結合することができた。
E11E7キメラは、IL−23のIL−23Rへの結合を阻害する
hIL−23R−HISを、炭酸塩被覆緩衝剤で1μg/mLに希釈し、96−ウエルプレートの各ウエルに添加し、4℃で一晩インキュベートした。次いで、プレートを3回洗浄した。次いで、200μLの遮断緩衝剤を添加し、プレートを25℃で1時間インキュベートすることによってウエルを遮断した。E11E7キメラまたは抗p40抗体を、10μg/mLから始まる滴定曲線を作成するのに十分な抗体希釈剤で希釈した。ビオチン化したhIL−23(E−bioscience)を、抗体希釈剤で100ng/mLの最終濃度に希釈した。hIL−23を、深ウエル容器中で2時間、抗体とともに前保温した。上で説明したようにプレートを洗浄し、その後、ウエルを25℃で2時間、抗体/hIL−23溶液でインキュベートした。次いで、上で説明したようにプレートを洗浄し、抗体希釈剤中1:5000の100μLのストレプトアビジンHRP(BD Phamingen)を使用して、結合したビオチン化したサイトカインを検出した。25℃で1時間インキュベートした後に、上で説明したようにプレートを再度洗浄した。100μLのTMB基質溶液(Sigma−Aldrich)を、各ウエルに添加し、15分間発色現像させた。100μLの1M HClを添加して発色現像反応を停止させ、450nm(参照波長620nm)で吸光度を判定した。
E11E7は、試験した最高濃度においてIL−23がIL−23Rに結合するのを阻害することができなかった抗p40と比較したときに、IL−23がIL−23Rに結合するのを阻害することができた(図2)。
E11E7は、インビトロで強力な阻害剤でありかつIL−23生物活性である
SPRアッセイにおいて、E11E7キメラの親和性は、Biacore3000の感度を超え、100pM未満のKを有する。E11E7およびそのキメラであるE11E7キメラを、ネズミ脾細胞アッセイを使用して、それらのIL−23中和能力についてスクリーニングした。どちらの抗体も、ヒトIL−23誘発性のネズミIL−17分泌の強力な中和を示した(図4)。これらの結果は、ヘテロ二量体複合体には結合するが、IL−23の個々のサブユニットには結合しない抗体が、IL−23生物活性の強力な中和剤であることを実証する。
E11E7キメラは、乾癬のIL−23駆動ネズミモデルにおいて有効である
C57Bl/6JマウスをIL−23の背中への皮内投与で6日間処置したところ、紅斑および硬結を特徴とする限局性の炎症性応答を誘発し、表皮過形成、不全角化症、および限局性の炎症性浸潤を伴った。サイトカイン処置を開始する前日に、単回投薬で炎症性応答を減少させる抗体の能力について抗体を試験した。サイトカイン注射を開始する前日に、E11E7キメラ、ヒトp19特異的抗体(米国特許第US7807160号による抗体7G10)、またはアイソタイプ対照抗体を、10mg/kgの用量の単回腹腔内注射で与えた。マウスを、試験領域の紅斑および硬結について毎日評点した。全ての処置および観察は、盲検で行った。研究の終了時に、各マウスから皮膚試料を採集し、標準的なプロトコルによって、組織学的処理ならびにマトキシリンおよびエオシン(H&E)染色のために固定した。
表皮厚さの値は、各マウスからの皮膚の各部の低電力画像の紙コピーを印刷することによって決定した。各画像上の皮膚区画を、3つの垂直線を使用して4つの四半部に分割した。次いで、表皮厚さを、四半部を描画するために使用した3つの線の交差点で測定し、すなわち、写真1枚あたり3つの測定値を測定した。次いで、各画像に対してスケールを使用して、mmである実際の距離をマイクロメートルに変換した。毛嚢または汗腺等の表皮厚さを表していないとみなされる領域と測定地点が交差した場合は、その測定地点を皮膚の隣接する区画に調整した。測定は、2つの独立した観察者によって盲検で行った。
E11E7キメラおよび抗p19を受け取ったどちらの群も、アイソタイプ対照と比較して、5日目から臨床スコアが減少し、この研究における抗体の有効性を実証した(図5A)。また、E11E7キメラが、6日目から抗p19抗体を超える改善された有効性を示すことも観察された。
E11E7キメラおよび抗p19抗体は、アイソタイプ対照と比較して、統計的に有意な表皮厚さの減少を示した(図5B)。E11E7キメラによる処置は、抗p19抗体による処置よりも大幅に減少した表皮厚さをもたらした。これは、臨床的スコアと十分に相関し、このネズミの乾癬モデルにおいて試験したときに、E11E7キメラが抗p19抗体よりも強力なIL−23の阻害剤であることを実証する。
ラット抗体E11E7のヒト化
Superhumanisation(商標)(米国特許公開第US2003/0039649号)および3次元モデリング(Lo Methods Mol Biol 248:135−159,2004)並行方策を用いて、ラットE11E7抗体のCDRを支持することが可能な好適なヒトフレームワークを選択した。
3次元モデリングを使用したヒトフレームワーク受容体の選択
ラットのVおよびVの独立した3次元モデルを、結晶構造のデータベース(Worldwide Protein Data Bank pdb、http://www.wwpdb.org)およびソフトウェアパッケージのDiscovery Studiov3.0(Accelrys(商標)、米国)を使用して構成した。簡潔に述べると、結晶構造情報を伴う、類似する(相同性が70%を超える)ポリペプチド配列の抗体を特定するために、ラットの重鎖可変領域または軽鎖可変領域のいずれかを使用して、Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)の検索によって、タンパク質データバンクデータベースを確認した。その後、これらの構造を使用して、ラットの可変領域によって共有されるアミノ酸の相同性および特定した結晶構造の相同性に基づいて、相同性モデルを構築した。
ラットのVおよびVモデルを使用して、どのフレームワーク領域のアミノ酸が、CDR中のアミノ酸と相互作用する可能性が高く、したがって、ヒト化抗体の最適な活性のために、選択したヒト受容体に保存する必要性が高いかを予測した。また、これらのモデルを使用して、それらのフレームワークと齧歯動物の抗体のフレームワークとの構造的相同性に基づいて、タンパク質データバンクから、好適なヒトのVおよびV受容体のフレームワークを特定した。正しい重鎖および軽鎖の対形成を確実にするために、同じ抗体結晶構造のVおよびVヒト受容体フレームワークを、ヒト化プロセスによって進展させた。、齧歯動物−ヒトの重鎖フレームワーク領域との構造的相同性を有するヒト受容体抗体を、より良好な齧歯動物−ヒトの軽鎖フレームワークの相同性を有するヒト受容体抗体よりも好ましいものとした。ラットの抗体E11E7について、選択したヒト受容体フレームワークは、pdb登録コード3B2U、3L5Y、1U6A、および1QLRであった。選択したフレームワークのうち、3L5Yおよび1U6Aは、ヒト生殖細胞系配列に対して複数のアミノ酸残基の変化を含むので、進展させなかった。
ラットE11E7のSuperhumanisation(商標)
簡潔に述べると、カノニカル構造を、それらのそれぞれのアミノ酸配列の検査を通して、ラットE11E7重鎖および軽鎖に割り当てた。E11E7は、カノニカル構造3−1−1/1−1(V/V)を割り当てた。同じカノニカル構造を共有するヒト生殖細胞系配列を、ドナーCDRを移植するための受容体フレームワークとして使用した。
ヒト化データの要約
ヒト化プロセスの結果として、22のヒト化抗体を産生して、ヒトIL−23と結合するそれらの能力について試験した(表4)。簡潔に述べると、22のヒト化抗体の2mLの形質移入を、SPRを介して抗体発現レベルおよび結合活性についてスクリーニングした。タンパク質Aを、アミン結合を使用して、CM5 Research GradeセンサチップのFC1およびFC2(または代替として、FC3およびFC4)に固定化して、約3000RUを得た。FC1を、実験の全体を通してブランクとして使用した。実験は、HBS−P緩衝剤(SPR)中で実行した。抗体含有細胞培養上清を、10xHBS−P緩衝剤で、9:1の比率で希釈した。希釈した抗体を、20μL/分の流量でFC2に注入した。FC1およびFC2の双方全体で5分の解離時間、動態学的注射として5g/mLの濃度で、IL−23(HEK293E由来)に両FCの表面を通過させた。表面の再生を、10mM、pH1.5のグリシンを使用して行った。FC2からのセンサグラムデータは、FC1および緩衝剤だけの対照から減じた。50RUよりも大きいレベルで捕捉し、かつ0.1を超えるIL−23捕捉/抗体捕捉比率を有する抗体をスケールアップし、さらなる試験のために精製した。
各抗体の可変重鎖および軽鎖の配列番号を、選択した試験抗体のkd(オフレート)とともに表4に示す。
Figure 2013535191
全ての試験したヒト化抗体は、表面プラズモン共鳴を介して、IL−23への結合を示した(表4)。抗体1−4、6−22、8−22、20−4、9−22、および21−4を、IL−23への結合について、ELISAで試験した(図6)。試験した全ての抗体が、E11E7キメラへの結合に類似したIL−23への結合を示した。これらのデータで、ヒト化E11E7抗体における結合活性の良好な保持が確認される。
ヒト化抗体およびE11E7のVおよびVの配列を図7に示す。また、この図は、保存/同一性およびコンセンサス配列の領域を示す。
いくつかの抗体を、Biacoreを介して、それらがIL−23に結合する能力についてさらに試験した(表5)。試験したヒト化抗体の5つのうち4つが、ピコモル単位の親和性(K)で、IL−23と結合した。抗体は、E11E7キメラと比較したときに、より速いオフレートを有した。
Figure 2013535191
IL−23に対するヒト化抗体の特異性
表5に提示される結果に基づいて、選択的にIL−23に結合するそれらの能力についてさらにスクリーニングするために4つの抗体を選択した。ELISAによって示されるように、抗体21−4、8−22、6−22、および20−4は、全て、IL−23に特異的に結合したが、IL−12p40またはIL−23p19のどちらにも有意に結合しなかったことを示した(図8)。
IL−23に特異的に結合するヒトモノクローナル抗体の産生
ファージディスプレイ
複数の個々のヒトFAb断片を含むナイーブバクテリオファージ(ファージ)ライブラリ(XOMA corporation,Berkeley)を、IL−23には結合するが、IL−23、p19、およびp40の個々のサブユニットには有意に結合しない抗体を単離する試みでスクリーニングした。
Dynal製M450磁気エポキシビーズへの抗原の架橋
1mLのDynal製M450エポキシビーズを、pH8.0で1mLの100mMリン酸ナトリウムで1回洗浄した。洗浄したビーズを、pH8.0で0.5mLの100mMのリン酸ナトリウムにさらに再懸濁し、結合させるべき1.4μmolのリガンドを加え、最終的な結合容積を、pH8.0で100mMのリン酸ナトリウムで、1mLにした。結合反応を、ゆっくり回転させながら、室温で一晩(約16時間)継続させた。その後、ビーズを、pH7.4で20μLの1Mのトリスを添加し、室温で30分間ゆっくり回転させながら遮断した。ビーズを、PBSで3回洗浄し、1mLのPBS中に再懸濁した。
ファージライブラリのバイオパニング
異なる試薬および/またはパニング条件を使用したいくつかの不成功のファージディスプレイキャンペーンに続いて、前述の特異性を有する抗IL−23抗体を、ファージディスプレイライブラリから単離した。一般プロトコルは、Marks他(Marks and Bradbury Methods Mol Biol 248:161−176,2004)によって概説される方法に従った。簡潔に述べると、各ファージディスプレイキャンペーンは、カッパ鎖およびラムダ鎖の双方を含むライブラリを独立してスクリーニングする3回のバイオパニングを伴った。各回のバイオパニングについて、各ライブラリから採取したファージ粒子を、遮断バッファ(pH7.4のリン酸緩衝食塩水中の5%の脱脂乳)と1:1で混合し、室温で1時間インキュベートすることによって遮断した。次いで、遮断したファージライブラリを、該当する場合には、ライブラリについて説明されるように遮断した抗原を使用して、室温で1時間、予め枯渇させた。
ライブラリパニングは、1.5mLのマイクロ遠心分離管中で、遮断および予め枯渇させたライブラリと、選択複合体(予め遮断したもの)とを混合し、室温で1時間回転させながら行った。特異的に結合しなかったファージは、一連の洗浄を使用して除去した。各洗浄は、磁気ラックを使用してビーズ複合体を溶液から管壁に引き寄せることと、上清を吸引することと、次いで、ビーズを新鮮な洗浄緩衝液で再懸濁することとが含まれた。これを、PBS洗浄緩衝液(0.5%の脱脂乳を伴うPBS)またはPBS−T洗浄緩衝液(0.05%のTWEEN−20(Sigma−Aldrich)および0.5%の脱脂乳を伴うPBS)で複数回繰り返した。洗浄プロセス後、結合したままのファージを溶出した。
1回目および2回目のパニングの終了後に、出力ファージを、指数的に成長するTG1大腸菌(酵母−トリプトン(YT)成長媒体)の10mLの培養液に添加して、振盪せずに37℃で30分間インキュベートし、次いで250rpmで30分間振盪することによって、細胞を感染させた。次いで、ファージディスプレイ出力をコードするファージミドを、標準プロトコル(前掲のMarks and Bradbury,2004)に従って、ファージ粒子として救出した。3回目のパニング終了後、TG1細胞を、出力ファージで感染させたが、細胞は、別個の大腸菌のコロニーを産生するのに十分な希釈度で、細胞は固体YT成長媒体(2%のグルコースおよび100μg/mLのカルベニシリンを補充)上で平板培養した。
スクリーニングのためのFabの発現
3回目のファージライブラリのバイオパニングによる別個の大腸菌のコロニーを使用して、1mLの2YT成長媒体(2%のグルコースおよび100μg/mLのカルベニシリンを補充)のアリコートを、96ウエル深ウエルプレートに接種した。プレートを、380rpmで振盪しながら(Innova 44Rシェーカー、軌道1インチ(約25.4mm))30℃で一晩成長させて、マスタープレートを作成した。Fabについて、誘導細菌を、新鮮な2YT媒体(100μg/mLカルベニシリンを補充)を含む、さらなる96ウエルの深ウエルプレートで1:100に希釈し、OD600が0.5に到達するまで、37℃、380rpmで成長させた。最終濃度1.25mMのIPTGを添加し、プレートを、前述のように振盪しながら、25℃で一晩(約16時間)成長させた。
可溶性Fabの調製
誘導プレートからの細菌ペレットを、2000gで10分間(室温)の遠心分離によって採取した。使用済み培地を廃棄し、ペレットを、160μg/mLのリゾチーム、10μg/mLのRNAse、5μg/mLのデオキシリボヌクレアーゼ、およびプロテアーゼ阻害剤カクテル(Complete Roche)から成る、1ウエルあたり200μLのリゾチーム緩衝剤中に再懸濁した。プレートを、1ウエルあたりさらに100μLのリゾチーム緩衝剤を添加する前に、21℃、400rpmで30分間でインキュベートし、さらに、21℃、400rpmで30分間インキュベートした。その後、プレートを、アッセイにおいてFab抽出物を使用する前に、3000gで15分間(室温)遠心分離した。
Fab発現、ならびに抗原IL−23、IL−23p19−Fc、およびIL−12p40−Fcへの結合に関するELISAスクリーニング
NuncMaxisorp96−ウエルプレートを、炭素塩被覆緩衝剤中1μg/mLのタグ付けしていないヒトIL−23で被覆し、4℃で一晩インキュベートした。さらに、プレートを、抗原ヒトp19−Fc、ヒトp40−Fc、および抗カッパまたは抗ラムダいずれかの抗体を使用して、IL−23について説明したるように被覆した。プレートを洗浄し、次いで、室温で1時間、PBS中1%のBSAで遮断した。プレートを再度洗浄し、その後に、1ウエルあたり50μLのFab抽出物を添加し、室温でさらに1時間インキュベーションした。プレートを洗浄し、その後に、1ウエルあたり50μLの、1:2000に希釈した抗v5−HRP抗体抱合体(Invitrogen(商標))を添加し、室温でさらに1時間インキュベートした。プレートを洗浄し、現像して、上記で説明したように読み取った。
IL−23結合特異性を示すリードFabのファージディスプレイの結果
多数のスクリーニングのアプローチに続いて、キャンペーン4および5からスクリーニングした768のFabのうちの1つのFab(ST883/885と称する)が、IL−23には結合したが、IL−23p19−FcまたはIL−23p40−Fcへの結合がほとんどまたは全く観察されなかった。この特異性を伴うST883/885Fabをコードするファージミドを含むバクテリアを、5mLのLBブロス(100μg/mLのアンピシリンを補充)中で一晩再成長させ、これを使用して、配列決定のためにプラスミドDNAを単離した。ST883/885の可変重鎖は、配列番号49として与えられ、可変軽鎖は、配列番号50として与えられる。
ST883/885のVおよびVを、増幅させて、それらのそれぞれのpTT5重鎖および軽鎖発現ベクターにサブクローン化した。次いで、ST883/885IgGと称される完全長抗体を、上記で説明したように、HEK293E細胞のヒトIgG1ラムダのアイソタイプ抗体として発現させた。抗体を、遠心分離による懸濁液からの細胞の除去に続いて、(上記で説明したように)タンパク質Aクロマトグラフィによって精製した。図9で示されるように、抗体は、IL−23に対しては特異的であるが、IL−12p40およびIL−23p19には有意に結合しないことが分かった。
IL−23特異的抗体による内因性IL−23の検出
E11E7等のIL−23特異的抗体は、生物学的試料中のIL−23の検出において有用である。
IL−23を検出するE11E7の効果を実証するために、標準的なサンドイッチELISAが開発された。PBS中2μg/mLのE11E7を、Maxisorpプレート(Nunc)上に被覆し、4℃でインキュベートした。次の日、プレートを、0.05%のTween−20(PBS−T)を伴うPBSを使用して洗浄し、PBS中10%のウシ胎仔血清で1時間遮断した。rhIL−23を、3ng/mLの最高濃度で添加し、プレート全体に連続希釈を行った。プレートを、1時間インキュベートし、次いで、PBS−Tで3回洗浄した。ビオチン化したIL−23による検出抗体、その後PBS−Tで3回洗浄し、次いでストレプトアビジンHRPによる検出を使用して、複合体を検出した。組み換えIL−23を、捕捉抗体としてE11E7を使用して、用量−滴定で検出した(図10A)。
天然のIL−23を検出するためにE11E7を使用できるかどうかを判定するために、THP−1細胞を、培養液中1μg/mLのアメリカヤマゴボウ***促進因子(PWM)および異なる濃度のリポ多糖類(LPS)で24時間刺激した。次いで、上清を採集して、上で説明したELISA形式で検定した。E11E7は、試験したいくつかの濃度のLPSで天然のIL−23を検出することが可能であった(図10B)。
さらなる抗体および抗体断片の産生
4.1 ハイブリドーマ細胞系の生成
ヘテロ二量体IL−23に対するモノクローナル抗体を、従来のタンパク質免疫化によって、または基本的に実施例1で説明されるような、遺伝的免疫化を使用して産生した。この方法は、ラットではなくマウスを免疫化するようにいくつかの形態に改変される。
ハイブリドーマのスクリーニングおよびDNAの配列決定は、基本的に実施例1で説明されるように、および/または図11で表されるように行われる。
4.2 ディスプレイライブラリからのさらなるIL−23ヘテロ二量体抗体の単離
一次選択について、抗体断片をディスプレイするファージのライブラリを、保持されているFLAGタグ付けしたIL−23タンパク質および陽性結合ファージに対してパニングする。次いで、抗FLAG M2被覆ビーズ(Sigma)およびFLAGタグ付けしたp19を使用して、IL−23p19サブユニットへの結合に対して陽性のファージの枯渇を行い、併せて、抗FLAG M2被覆ビーズ(Sigma)およびFLAGタグ付けしたIL−12p40を使用して、IL−12p40サブユニットへの結合に対して陽性のファージの枯渇を行う。これによって、IL−23のヘテロ二量体界面に対して特異的である抗体断片を提示するファージが残る(図11)(Henderikx et al,Selection of antibodies against biotinylated antigens、Antibody Phage Display:Methods and protocols,Ed.O’Brien and Atkin,Humana Press(2002))。抗FLAG M2被覆ビーズ(Sigma)およびFLAGタグ付けしたIL−23に対してスクリーニングすることによって、これらの抗体断片のさらなる親和性成熟を行う。次いで、プラスミドプレップ(Qiagen)および制限消化によって放出される抗体断片の挿入物によって、選択対象出力からのファージベクターを単離する。これらの挿入物を、ファージ発現ベクターに結合させ、抗体断片の可溶性発現およびスクリーニングのために、大腸菌株HB2151を形質転換するために使用する。代替として、抗体断片挿入物を、配列決定して、短縮したヒト定常領域とともに発現させる。
抗体を発現するベクターの構築、発現、および抗体の精製
抗体を発現するベクターを、基本的に上で説明したように産生する。次いで、抗体を発現させて、本質的に上で説明したように精製する。
精製された抗体の特徴付け
実施例5で説明したように、発現させて、精製した抗体を、基本的に上で説明したように、マウス脾細胞を使用したELISAアッセイ、IL−23/IL−23R阻害アッセイ、およびIL−17放出アッセイを使用して特徴付けする。
ヘテロ二量体特異的抗体のエピトープの特徴付け
点変異技術を使用して、3次元X線結晶構造(3D85)に基づいて、側鎖が溶液と接触することが予測される各位置において、アラニンをIL−23のタンパク質配列に導入する。次いで、IL−23の発現および精製について上記で説明した方法を使用して、単一のアラニン点変異を含む各IL−23タンパク質を発現させて、精製する。SPR技術を使用して、候補抗体をタンパク質Aチップの表面に固定化し、各IL−23変異体タンパク質を該表面に通過させ、結合動態を測定する。固定化した抗体に結合しなかった、または結合が弱いタンパク質変異体は、IL−23上の抗体のエピトープに点変異を含み得る。
さらなる実験では、各IL−23変異体を、ELISAプレート上に被覆する。次いで、遮断後に、IL−23に特異的なポリクローナル抗体と共に、候補抗体を添加する。次いで、それらの対応する二次抗体を使用して、両方の抗体を検出する。候補抗体がIL−23変異体に結合できない状況であるが、ポリクローナル抗体がIL−23変異体に結合したときには、IL−23変異体上のアラニン変異のアミノ酸位置が、候補抗体と相互作用するアミノ酸位置としての役割を果たすことを示し得る。

Claims (49)

  1. 抗体の抗原結合ドメインを含み、前記抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質。
  2. 前記抗原結合ドメインは、IL−23のヘテロ二量体界面に特異的に結合する、請求項1に記載のIL−23結合タンパク質。
  3. 抗体の抗原結合ドメインを含み、前記抗原結合ドメインは、
    (i)IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、
    (ii)中の水素が重水素と交換されたIL−23に結合し、
    (iii)中の水素が重水素と交換されたIL−23への結合時に、配列番号2の残基112〜144を含む領域における前記重水素の水素への交換を低減する、
    単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質。
  4. 1nM以下のIC50および/または1nM以下のEC50で、IL−23のIL−23受容体(IL−23R)への結合を低減する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質。
  5. 約1nM以下のIC50および/または1nM以下のEC50で、脾細胞によるIL−23誘発性のIL−17分泌を低減する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質。
  6. IL−23に特異的に結合し、抗体のIL−23への結合を競合的に阻害することができる請求項1または2に記載のIL−23結合タンパク質であって、前記抗体は、
    (i)配列番号7に記載の配列を含むVおよび配列番号12に記載の配列を含むV、または
    (ii)配列番号49に記載の配列を含むVおよび配列番号50に記載の配列を含むV
    のうちのいずれか1つを含む、前記タンパク質。
  7. 前記タンパク質は、
    (i)配列番号7に記載の配列を含むVおよび配列番号12に記載の配列を含むV、または
    (ii)配列番号49に記載の配列を含むVおよび配列番号50に記載の配列を含むV
    のうちのいずれか1つを含む抗体によって結合されるエピトープと同じ、またはそれと重複するエピトープに結合する、請求項6に記載のIL−23結合タンパク質。
  8. 前記抗原結合ドメインは、IL−23の構成要素であるときに、IL−23のIL−23p19サブユニットに特異的に結合する、請求項1、2、4、または5のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質。
  9. 前記抗原結合ドメインは、IL−23の構成要素が配列番号2のアミノ酸112〜144を含む領域にあるときに、IL−23のIL−23p19サブユニットに特異的に結合する、請求項8に記載のIL−23結合タンパク質。
  10. 配列番号7、12、26〜29、49、50のいずれか1つ、配列番号20もしくは30〜33のいずれか1つのアミノ酸1〜120、配列番号45もしくは46のアミノ酸1〜113に記載のアミノ酸配列、または配列番号6、11、18、19、57〜60、76、72、73、もしくは77のいずれか1つに記載の配列を含む核酸によってコードされるアミノ酸配列を含む、抗体の抗原結合ドメインを含み、前記抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合しない、単離されたまたは組み換えIL−23結合タンパク質。
  11. 前記抗原結合ドメインは、
    (i)配列番号26に記載の配列を含む重鎖可変領域(V)および配列番号27に記載の配列を含む軽鎖可変領域(V)、
    (ii)配列番号28に記載の配列を含むVおよび配列番号29に記載の配列を含むV、または
    (iii)配列番号49に記載の配列を含むVおよび配列番号50に記載の配列を含むV
    の可変領域対のうちの1つの、6つの相補性決定領域(CDR)を含む、請求項1または2に記載のIL−23結合タンパク質。
  12. 前記タンパク質は、
    (i)配列番号8もしくは51に記載の配列、または図7A、7B、もしくは7EでCDR1と標識されかつ下線を引いた配列を含む、重鎖CDR1と、
    (ii)配列番号9、22、もしくは52に記載の配列、または図7A、7B、もしくは7EでCDR2と標識されかつ下線を引いた配列を含む重鎖CDR2であって、随意に、CDR2アミノ酸配列の5つのC末端アミノ酸のいずれか1つ以上が、任意の他の天然に存在するアミノ酸と置換される、重鎖CDR2と、
    (iii)配列番号10もしくは53に記載の配列、または図7A、7B、もしくは7EでCDR3と標識されかつ下線を引いた配列を含む、重鎖CDR3と、
    (iv)配列番号13もしくは54に記載の配列、または図7C、7D、もしくは7FでCDR1と標識されかつ下線を引いた配列を含む、軽鎖CDR1と、
    (v)配列番号14もしくは55に記載の配列、または図7C、7D、もしくは7FでCDR2と標識されかつ下線を引いた配列を含む、軽鎖CDR2と、
    (vi)配列番号15もしくは56に記載の配列、または図7C、7D、もしくは7FでCDR3と標識されかつ下線を引いた配列を含む、軽鎖CDR3と、
    を含む、請求項11に記載のIL−23結合タンパク質。
  13. 前記抗体の前記抗原結合ドメインは、配列番号26、28、または49のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域(V)を含む、請求項1または2に記載のIL−23結合タンパク質。
  14. 前記Vは、配列番号7、配列番号49、または配列番号30〜33のいずれか1つに記載のアミノ酸1〜120のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含む、請求項13に記載のタンパク質。
  15. 前記抗体の前記抗原結合ドメインは、配列番号27、29、または50のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含む軽鎖可変領域(V)を含む、請求項1または2に記載のIL−23結合タンパク質。
  16. 前記Vは、配列番号12、配列番号50、または配列番号45もしくは46のアミノ酸1〜113のいずれか1つに記載のアミノ酸配列を含む、請求項15に記載のIL−23結合タンパク質。
  17. 重鎖可変領域(V)および軽鎖可変領域(V)を含み、前記VおよびVは結合して前記抗原結合ドメインを含むFvを形成する、請求項1〜16のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質。
  18. 前記VおよびVが単一のポリペプチド鎖中にある、請求項17に記載のIL−23結合タンパク質。
  19. (i)単鎖Fv断片(scFv)、
    (ii)二量体scFv(ジscFv)、または
    (iii)Fcまたは重鎖定常ドメイン(C)2および/もしくはC3に連結された(i)および/または(ii)のうちの少なくとも1つ
    である、請求項18に記載のIL−23結合タンパク質。
  20. 前記VおよびVが別々のポリペプチド鎖中にある、請求項17に記載のIL−23結合タンパク質。
  21. (i)ダイアボディ、
    (ii)トリアボディ、
    (iii)テトラボディ、
    (iv)Fab、
    (v)F(ab’)
    (vi)Fv、または
    (iv)Fcまたは重鎖定常ドメイン(C)2および/もしくはC3に連結された(i)〜(iii)のうちの1つ
    である、請求項20に記載のIL−23結合タンパク質。
  22. 抗体である、請求項20に記載のIL−23結合タンパク質。
  23. 抗原結合ドメインを含む抗体であって、前記抗原結合ドメインは、IL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、
    (i)配列番号26に記載の配列を含む重鎖可変領域(V)および配列番号27に記載の配列を含む軽鎖可変領域(V)、
    (ii)配列番号28に記載の配列を含むVおよび配列番号29に記載の配列を含むV、または
    (iii)配列番号49に記載の配列を含むVおよび配列番号50に記載の配列を含むV
    を含む、抗体。
  24. (i)配列番号30のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
    (ii)配列番号31のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号45のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
    (iii)配列番号32のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV、または
    (iv)配列番号33のアミノ酸1〜120に記載の配列を含むV、および配列番号46のアミノ酸1〜113に記載の配列を含むV
    のうちのいずれか1つを含むヒト化抗体である、請求項23に記載の抗体。
  25. ヒト重鎖定常領域に連結される配列番号7に記載の配列を含むVおよびヒト軽鎖定常領域に連結される配列番号12に記載の配列を含むVを含むキメラ抗体である、請求項23に記載の抗体。
  26. 前記キメラ抗体は、配列番号20に記載の配列を含む重鎖、および配列番号21に記載の配列を含む軽鎖を含む、請求項25に記載の抗体。
  27. 配列番号7に記載の配列を含むV、および配列番号12に記載の配列を含むV、またはそれらのキメラ、脱免疫化、CDRグラフト、ヒト化、もしくは合成ヒト化形態を含む、モノクローナル抗体である、請求項23に記載の抗体。
  28. 抗原結合ドメインを含むヒト抗体であって、抗原結合ドメインがIL−23には特異的に結合するが、IL−12p40サブユニットおよびIL−23p19サブユニットがIL−23の構成要素でないときには、それらに有意に結合せず、配列番号49に記載の配列を含む重鎖可変領域(V)、および配列番号50に記載の配列を含む軽鎖可変領域(V)を含む、前記抗体。
  29. キメラであるか、脱免疫化、CDRグラフト、ヒト化、霊長類化、または合成ヒト化される、請求項1〜22のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質。
  30. 化合物に抱合した、請求項1〜22のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、または請求項23〜29のいずれか1項に記載の抗体。
  31. 前記化合物は、放射性同位体、検出可能な標識、治療化合物、コロイド、毒素、核酸、ペプチド、タンパク質、対象内で前記タンパク質の半減期を延長させる化合物、およびこれらの混合物から成る群から選択される、請求項30に記載のIL−23結合タンパク質または抗体。
  32. 請求項1〜22のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、もしくは請求項23〜29のいずれか1項に記載の抗体をコードする、またはそのポリペプチドをコードする、単離されたまたは組み換え核酸。
  33. 配列番号6、11、57〜60、72、73、76、または77のいずれか1つに記載の配列を含む、単離されたまたは組み換え核酸。
  34. プロモーターに操作可能に連結された、請求項32または33に記載の核酸を含む、発現構築体。
  35. 請求項1〜22のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、または請求項23〜29のいずれか1項に記載の抗体を発現する、単離されたまたは組み換え細胞。
  36. 請求項32もしくは33に記載の核酸、または請求項34に記載の発現構築体を含む、請求項35に記載の細胞。
  37. 請求項1〜22もしくは29〜31のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、請求項23〜28、30、もしくは31のいずれか1項に記載の抗体、請求項32もしくは33に記載の核酸、請求項34に記載の発現構築体、または請求項35もしくは36に記載の細胞、および好適な担体もしくは希釈剤を含む、組成物。
  38. 前記担体または希釈剤は、薬学的に許容される、請求項37に記載の組成物。
  39. 請求項1〜22もしくは29〜31のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、請求項23〜28、30、もしくは31のいずれか1項に記載の抗体、請求項32もしくは33に記載の核酸、請求項34に記載の発現構築体、請求項35もしくは36に記載の細胞、または請求項37もしくは38に記載の組成物を、細胞、組織、臓器、または対象に投与することを含む、前記細胞、組織、臓器、または対象における少なくとも1つのIL−23媒介疾患(condition)の症状を治療または予防するための方法。
  40. 前記疾患は、炎症性疾患である、請求項39に記載の方法。
  41. 請求項1〜22もしくは29〜31のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、請求項23〜28、30、もしくは31のいずれか1項に記載の抗体、請求項32もしくは33に記載の核酸、請求項34に記載の発現構築体、請求項35もしくは36に記載の細胞、または請求項37もしくは38に記載の組成物の、医療薬における使用。
  42. 請求項1〜22もしくは29〜31のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、請求項23〜28、30、もしくは31のいずれか1項に記載の抗体、請求項32もしくは33に記載の核酸、請求項34に記載の発現構築体、または請求項35もしくは36に記載の細胞の、疾患の治療のための薬剤の製造における使用。
  43. 前記疾患は、乾癬、クローン病、または多発性硬化症である、請求項40もしくは41に記載の方法、または請求項42に記載の使用。
  44. 乾癬、クローン病、または多発性硬化症の治療で使用するための、請求項1〜22もしくは29〜31のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、請求項23〜28、30、もしくは31のいずれか1項に記載の抗体、請求項32もしくは33に記載の核酸、請求項34に記載の発現構築体、請求項35もしくは36に記載の細胞、または請求項37もしくは38に記載の組成物。
  45. 試料中のIL−23を検出するための方法であって、試料を、請求項1〜22もしくは29〜31のいずれか1項に記載のIL−23結合タンパク質、または請求項23〜28、30、もしくは31のいずれか1項に記載の抗体と接触させて、抗原−タンパク質複合体を形成することと、前記複合体を検出することと、を含み、前記複合体を検出することが前記試料中のIL−23を示す、前記方法。
  46. 対象の疾患を診断するための方法であって、前記対象由来の試料で請求項45に記載の方法を行うことを含み、前記試料中のIL−23の検出が前記疾患を示す、方法。
  47. 前記試料中のIL−23のレベルを判定することを含み、対照試料と比較した前記試料中のIL−23のレベルの増加または減少が前記疾患を示す、請求項46に記載の方法。
  48. 対象のIL−23の位置を特定する(localize)、および/または検出するための方法であって、存在する場合は、IL−23に結合した請求項30もしくは31に記載のIL−23結合タンパク質または抗体をインビボで検出することを含み、前記タンパク質または抗体が検出可能な標識に抱合されている、前記方法。
  49. 前記タンパク質または抗体を前記対象に投与することをさらに含む、請求項48に記載の方法。
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