JP2018515072A - 単鎖cd40受容体アゴニストタンパク質 - Google Patents

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Abstract

本明細書では、特定のCD40受容体アゴニストタンパク質、それをコードする核酸、および、CD40L関連の疾患または障害を有する対象を治療する方法が提供される。本明細書において提供されるCD40受容体アゴニストタンパク質は、3つの可溶性CD40Lドメインおよび1つのFcフラグメントを含む。CD40受容体アゴニストタンパク質は、実質的に非凝集性であり、治療、診断および/または研究の適用に適切である。

Description

本発明は、3つの可溶性CD40Lドメインおよび1つのFcフラグメントを含む特定のCD40受容体アゴニストタンパク質、CD40受容体アゴニストタンパク質をコードする核酸分子、および、それらの使用を提供する。CD40受容体アゴニストタンパク質は、実質的に非凝集性であり、治療、診断および/または研究の適用に適切である。
TNFスーパーファミリー(TNFSF)サイトカインの三量体化は、効率的な受容体結合および活性化に必要であることが知られている。TNFスーパーファミリーサイトカインの三量体複合体は、しかしながら、組み換え単量体ユニットから調製するのが困難である。
WO01/49866およびWO02/09055は、TNFサイトカインおよび多量体化コンポーネントを含む組み換え融合タンパク質、具体的には、C1qタンパク質ファミリー由来のタンパク質またはコレクチンを開示する。しかしながら、これらの融合タンパク質の不利な点は、三量体化ドメインが通常、大きな分子量を有すること、および/または、三量体化がむしろ非効率であることである。
Schneider et al.(J Exp Med 187(1989),1205−1213)は、TNFサイトカインの三量体は、N末に配置された安定化モチーフによって安定化されることを記載する。CD95Lでは、受容体結合ドメイン三量体の安定化は、おそらく、細胞質膜の近くに位置するN末アミノ酸ドメインによって引き起こされる。
Shiraishi et al.(Biochem Biophys Res Commun 322(2004),197−202)は、CD95Lの受容体結合ドメインが、N末に配置された人工α−らせんコイルドコイル(ロイシンジッパー)モチーフによって安定され得ることを記載する。しかしながら、互いに対するポリペプチド鎖の方向、例えば平行または逆平行の方向は、ほとんど予測できないことが見いだされた。さらに、コイルドコイルジッパーモチーフ内の7アミノ酸繰り返しの最適な数は、決定するのが困難である。加えて、コイルドコイル構造は、pHおよび/またはイオン強度の変更後に高分子凝集体を形成する傾向がある。
WO01/25277は、細胞受容体の細胞外リガンド結合ドメインに結合する単鎖オリゴマーポリペプチドに関し、ここで、ポリペプチドは、少なくとも3つの受容体結合部位を含み、そのうち、少なくとも1つは、細胞受容体のリガンド結合ドメインに結合することができ、少なくとも1つは、細胞受容体のリガンド結合ドメインに効率的に結合することができず、それにより、単鎖オリゴマーポリペプチドは、受容体に結合することができるが、受容体を活性化することができない。例えば、単量体は、TNFファミリーのサイトカインリガンドから、具体的にはTNF−αから得られる。
WO2005/103077は、TNFファミリーリガンドメンバーの少なくとも3つの単量体、および、TNFリガンドファミリーメンバーの単量体を互いに連結する少なくとも2つのペプチドリンカーを含む、単鎖融合ポリペプチドを開示する。しかしながら、最近の実験は、これらの単鎖融合ポリペプチドは望ましくない凝集を示すことを示している。
WO2010/010051は、3つの可溶性TNFファミリーサイトカインドメインおよび少なくとも2つのペプチドリンカーを含む、単鎖融合ポリペプチドを開示する。記載される融合ポリペプチドは、実質的に非凝集性である。
最近の研究は、現在のところ病院で調査されている抗−CD40−mAbのF(ab’)−フラグメントは、さらなる架橋をしなければアゴニストでないことを示している(Vonderheide,R.H.and M.J.Glennie(2013)「Agonistic CD40 antibodies and cancer therapy」Clin Cancer Res 19(5):1035−1043を参照。
インビボでのFc−γ−Rに基づく架橋とは独立した高い生物学的活性、高い安定性を示し、および、効率的な組み換え製造を可能にする、新規のCD40受容体アゴニストに関する必要性が当分野に存在する。
本発明は、インビボでのCD40:CD40L相互作用を模倣し、低いタンパク質分解および延長されたインビボ半減期を示す、特定のCD40受容体アゴニストタンパク質を提供する。
本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質は、概して:(i)第一の可溶性CD40Lサイトカインドメイン;(ii)第一のペプチドリンカー;(iii)第二の可溶性CD40Lドメイン;(iv)第二のペプチドリンカー;(v)第三の可溶性CD40Lドメイン;(vi)第三のペプチドリンカー(例えば、ヒンジ−リンカー)および(vii)抗体Fcフラグメントを含む。
一実施態様では、抗体Fcフラグメント(vi)は、第一のCD40Lドメイン(i)のN末、および/または、第三のCD40Lドメイン(v)のC末に位置する。別の実施態様では、抗体Fcフラグメントは、第三のCD40Lドメイン(v)のC末に位置する。一実施態様では、ポリペプチドは、実質的に非凝集性である。別の実施態様では、第二および/または第三の可溶性CD40Lドメインは、N末が短縮されたドメインであり、場合により、アミノ酸配列突然変異を含む。
一実施態様では、可溶性CD40Lドメインの少なくとも1つ、具体的には、可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)の少なくとも1つは、ヒトCD40Lのアミノ酸Gln121またはIle122でスタートするN末配列を有する可溶性CD40Lドメインであり、ここで、Gln121は、SerまたはGIyのような中性アミノ酸によって置換され得る。別の実施態様では、可溶性CD40Lドメインの少なくとも1つ、具体的には、可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)の少なくとも1つは、(a)Gln121−Ile122および(b)(Gly/Ser)121−Ile122から選択されるN末配列を有する可溶性CD40Lドメインである。一実施態様では、可溶性CD40Lドメインは、ヒトCD40Lのアミノ酸Leu261で終わり、および/または、場合により、E129位、A130位、S132位、K133位、T134位、E142位、Y145位、Y146位、C178位、C194位、R200位、F201位、C218位、Q220位、N240位に1つまたは複数の突然変異を含む。一実施態様では、可溶性CD40Lドメイン(i)、(iii)および(v)は、配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸Gln121−Leu261を含む。
一実施態様では、第一および第二のペプチドリンカー(ii)および(iv)は、独立に、3〜8個のアミノ酸の長さ、具体的には、3、4、5、6、7、または8個のアミノ酸の長さを有し、好ましくは、グリシン/セリンリンカーであり、場合により、グリコシル化されてよいアスパラギン残基を含む。一実施態様では、第一および第二のペプチドリンカー(ii)および(iv)は、配列番号2に係るアミノ酸配列からなる。別の実施態様では、ポリペプチドは、例えば配列番号17のN末シグナルペプチドドメインをさらに含み、それはプロテアーゼ切断部位を含んでよく、および/または、認識/精製ドメイン、例えば、配列番号18に係るセリンリンカーに付加されたStrep−tagを含み得るおよび/または結合し得るC末エレメントをさらに含む。
一実施態様では、抗体Fcフラグメント(vii)は、可溶性CD40Lドメイン(i)および/または(v)に、好ましくは配列番号16のヒンジ−リンカーを介して融合される。別の実施態様では、抗体Fcフラグメント(vii)は、配列番号13または14に示されるアミノ酸配列からなる。
一実施態様では、本発明の単鎖融合ポリペプチドは、配列番号15、および25〜35からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む。
一実施態様では、本発明は、配列番号27に示されるアミノ酸配列をそれぞれ有する2つの単鎖融合ポリペプチドを含むCD40受容体アゴニストタンパク質を提供する。一実施態様では、前記の2つのポリペプチドは、それぞれのポリペプチドのシステイン残基453、459、および462の間に形成される3つの鎖間ジスルフィド結合を通して共有結合される。
一実施態様では、成熟ポリペプチド(単数または複数)配列番号27、28、29、30、32、または34の、147位および296位におけるアスパラギン残基の1つまたは複数は、N−グリコシル化される。別の実施態様では、ポリペプチド(単数または複数)の147位および296位におけるアスパラギン残基は、両方ともN−グリコシル化される。
別の実施態様では、ポリペプチド(単数または複数)は、さらに翻訳後修飾される。別の実施態様では、翻訳後修飾は、ピログルタミン酸に改変されたN末グルタミンを含む。
別の態様では、本発明は、本明細書に開示されるCD40受容体アゴニストタンパク質、および、1つまたは複数の薬学的に許容できる担体、希釈剤、賦形剤、および/またはアジュバントを含む、医薬組成物を提供する。
別の態様では、本発明は、CD40受容体アゴニストタンパク質をコードする核酸分子を提供する。別の実施態様では、本発明は、核酸分子を含む発現ベクターを提供する。別の実施態様では、本発明は、核酸分子を含む細胞を提供する。さらなる実施態様では、細胞は真核生物細胞である。別の実施態様では、細胞は哺乳類細胞である。別の実施態様では、細胞はチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。他の実施態様では、細胞は、CHO−DBX11、CHO−DG44、CHO−S、およびCHO−K1細胞からなる群より選択される。他の実施態様では、細胞は、Vero、BHK、HeLa、COS、MDCK、HEK−293、NIH3T3、W138、BT483、Hs578T、HTB2、BT20、T47D、NS0、CRL7030、HsS78Bst、PER.C6、SP2/0−Agl4、およびハイブリドーマ細胞からなる群より選択される。
別の態様では、本発明は、CD40L関連の疾患または障害を有する対象を治療する方法を提供し、当該方法は、有効量のCD40受容体アゴニストタンパク質を対象に投与するステップを含む。一実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、単独で投与される。別の実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、第二の薬剤の投与の前、同時、または後に投与される。別の実施態様では、疾患または障害は:腫瘍、感染性疾患、炎症性疾患、代謝疾患、自己免疫疾患、変性疾患、アポトーシス関連疾患、および、移植拒絶反応からなる群より選択される。一実施態様では、腫瘍は固形腫瘍である。一実施態様では、腫瘍は、肉腫、食道癌、および胃癌からなる癌の群から生じる。別の実施態様では、腫瘍は、ユーイング肉腫または線維肉腫から生じる。別の実施態様では、腫瘍は、非小細胞肺癌腫(NSCLC)、膵癌、結腸直腸癌、乳癌、卵巣癌、頭頚部癌、および、小細胞肺癌(SCLC)からなる癌の群より生じる。別の実施態様では、腫瘍はリンパ性腫瘍である。一実施態様では、腫瘍は血液腫瘍である。別の実施態様では、腫瘍は、非ホジキンリンパ腫、白血病、急性リンパ芽球性白血病白血病(ALL)、急性骨髄性白血病(AML)、B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、慢性骨髄性白血病(CML)、慢性リンパ性白血病(CLL)、または、有毛細胞白血病から生じる。別の実施態様では、自己免疫疾患は、リウマチ疾患、関節疾患、またはリウマチおよび関節の疾患である。さらなる実施態様では、疾患または障害は、関節リウマチである。別の実施態様では、変性疾患は神経変性疾患である。さらなる実施態様では、神経変性疾患は多発性硬化症である。
一実施態様では、第二の薬剤は、化学療法、放射線療法、または生物学的薬剤である。一実施態様では、第二の薬剤は、デュベリシブ(Duvelisib)、イブルチニブ、ナビトクラックス、および、ベネトクラックスからなる群より選択される。別の実施態様では、第二の薬剤は、アポトーシスの薬剤である。一実施態様では、アポトーシスの第二の薬剤は、ボルテゾミブ、アザシチジン、ダサチニブ、および、ゲフィチニブからなる群より選択される。特定の実施態様では、本明細書において開示される医薬組成物は、静脈内または皮下投与によって患者に投与される。他の実施態様では、開示される医薬組成物は、経口、非経口、筋肉内、関節内、気管支内、腹腔内、嚢内、軟骨内、腔内(intracavitary)、腔内(intracelial)、小脳内、脳室内、結腸内、子宮頸部内、胃内、肝内、心筋内、骨内、骨盤内、心膜内、腹腔内、胸膜内、前立腺内、肺内、直腸内、腎内、網膜内、髄腔内、関節滑液嚢内、胸郭内、子宮内、膀胱内、ボーラス、膣、直腸、口腔、舌下、鼻腔内、または、経皮投与によって患者に投与される。
一実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、単回ボーラスとして投与される。別の実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、数回に分けられた投与量にわたって投与され得る。CD40受容体アゴニストタンパク質は、約0.1〜100mg/kgで投与することができる。一実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は:約0.1〜0.5、0.1〜1、0.1〜10、0.1〜20、0.1〜50、0.1〜75、1〜10、1〜15、1〜7.5、1.25〜15、1.25〜7.5、2.5〜7.5、2.5〜15、5〜15、5〜7.5、1〜20、1〜50、7〜75、1〜100、5〜10、5〜15、5〜20、5〜25、5〜50、5〜75、10〜20、10〜50、10〜75、および、10〜100mg/kgからなる群より選択される用量で投与することができる。他の実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、約0.1〜100mg/mlで医薬組成物中に存在する。一実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は:約0.1〜0.5、0.1〜1、0.1〜10、0.1〜20、0.1〜50、0.1〜75、1〜10、1〜20、1〜50、1〜75、1〜100、5〜10、5〜15、5〜20、5〜25、5〜50、5〜75、10〜20、10〜50、10〜75、または、10〜100mg/mlからなる群より選択される量で医薬組成物中に存在する。他の実施態様では、治療的に有効量のCD40受容体アゴニストタンパク質が対象に投与される。別の実施態様では、予防的に有効量のCD40受容体アゴニストタンパク質が対象に投与される。
3つのCD40Lドメインを含む、単鎖融合ポリペプチドのドメイン構造。I.,II.,III.可溶性CD40Lドメイン。 CD40Lの全体構造を示す模式図。 ■■■細胞膜、細胞内に位置するN末、 1.受容体結合ドメイン(RBD)の逆平行β折り畳み、 2.細胞膜およびRBDの界面、 3.プロテアーゼ切断部位。 さらなるFab抗体フラグメントを含む、単鎖融合ポリペプチド。 3つのジスルフィド架橋を介して2つのC末で融合されたscFc融合ポリペプチドの二量体化。 六価scCD 40L−RBD−FC融合タンパク質PROTEIN A、PROTEIN B、およびPROTEIN Cの分析SECのクロマトグラム。 非還元および還元条件下での、PROTEIN A、PROTEIN B、およびPROTEIN Cの発現されたタンパク質の、SDS−Pageゲル電気泳動。レーン1:PROTEIN A、非還元;レーン2:PROTEIN A、還元;レーン3:分子量マーカー;レーン4:PROTEIN B、非還元;レーン5:PROTEIN B、還元;レーン6:ブランク、レーン7、PROTEIN C、非還元;レーン8:PROTEIN C、還元。 CD40発現Ramos B細胞を、PROTEIN X(c)、PROTEIN A(d)、PROTEIN B(e)、またはPROTEIN C(f)とインキュベートして、結合活性を蛍光ユニットで示した。(a)は細胞のみである。(b)は、蛍光標識抗体とインキュベートした細胞のみである。 CD40発現Ramos B細胞を、1μg/mlのPROTEIN X(b)、10μg/mlのPROTEIN X(c)、1μg/mlのPROTEIN A(d)、または10μg/mlのPROTEIN A(e)とインキュベートして、結合活性を、いかなるCD40受容体アゴニストともインキュベートしなかった(a)に標準化したCD86発現で示した。 2mlの血液を、1μg/mlのPROTEIN X(b)、50μg/mlのPROTEIN X(c)、1μg/mlのPROTEIN A(d)、または50μg/mlのPROTEIN A(e)とインキュベートした。CD83陽性細胞のパーセンテージを決定して、CD40受容体アゴニストとインキュベートしなかったコントロールサンプル(a)に標準化した。 本発明の六価単鎖CD40受容体アゴニスト融合タンパク質の略図。内側表面領域に存在するCH2−炭水化物(5)は、通常、「オープンのFc−構造転移」のあいだCH2−サブドメインを立体的に(2)プロテアーゼから保護し、ここで、ヒンジ−鎖間ジスルフィド結合(4)は還元されて、共有鎖間結合が破壊される。このことは、CH2−解離を可能にし、および、内側表面領域および上側ヒンジリジンK223(6)をプロテアーゼに対して曝露するのを可能にする。「オープン状態」の二量体の関連性は、CH3ドメイン(3)の互いに対する高親和力に起因して損なわれないままである。(1)scCD40L−RBD;(2)CH2ドメイン;(3)CH3ドメイン;(4)ヒンジ−システイン(左側:ジスルフィド架橋に酸化される;右側は、フリーのチオールを有する還元状態);(5)N297位(EU−ナンバリング)に付加されたCH2−炭水化物;(6)上側ヒンジリジン(K223)
本発明者らは、単鎖CD40L受容体結合ドメインを、抗体由来の二量体化ドメインに融合することは、良好な安定性と合わせて高い生物学的活性を提供する六価CD40受容体アゴニストをもたらすことを発見した。したがって、2つのペプチドリンカーによって連結された少なくとも3つの可溶性CD40Lドメインを含み、N末および/またはC末が抗体由来の二量体化ドメインである、単鎖融合ポリペプチドが提供される。
好ましくは、単鎖融合ポリペプチドは、非凝集性である。用語「非凝集性」は、製剤の≧50%、好ましくは≧70%およびより好ましくは≧90%の単量体含有量を指す。凝集体含有量に対する単量体含有量の比は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いて凝集体形成の量を調べることにより決定され得る。凝集に関する安定性は、異なる保管条件、例えば4℃または25℃で、規定された期間、例えば2、3日〜数日、数週および数ヶ月後に、SECによって決定され得る。融合タンパク質に関しては、実質的に非凝集性であると分類されるためには、「単量体」含有量は、4℃、または25℃での保管の数日、例えば10日後、より好ましくは数週、例えば2、3または4週間後、最も好ましくは数ヶ月、例えば2または3ヶ月の期間後に、上記のとおり定義されることが好ましい。FC−融合タンパク質の場合における「単量体」の定義に関しては、2つのポリペプチド鎖の凝集は、2つの鎖からなる生じる凝集タンパク質のFC−部分および機能性ユニットによって動かされる(driven by)。このユニットは、Fc−融合タンパク質の場合においては、二量体化された単鎖融合ポリペプチドであるにもかかわらず「単量体」と定義される。
単鎖融合ポリペプチドは、そのN末および/またはC末に位置し得るさらなるドメインを含んでよい。さらなる融合ドメインの例は、例えば、プロテアーゼ切断部位を含み得るN末シグナルペプチドドメイン、または、認識/精製ドメインを含み得るおよび/または結合し得るC末エレメントである。好ましい実施態様によれば、融合ポリペプチドは、そのC末に、リンカーを介して融合されたStrep−tagを含む。短いセリンリンカーを含む例示的なStrep−tagを配列番号18に示す。
本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質は、CD40Lに由来する3つの可溶性ドメインを含む。好ましくは、これらの可溶性ドメインは、哺乳類、特に、対立遺伝子多型を含むヒトCD40Lおよび/またはその誘導体に由来する。可溶性ドメインは、膜配置ドメイン(membrane located domain)を有さない受容体結合ドメインを含むCD40Lの細胞外部分を含む。TNFスーパーファミリーの他のタンパク質と同様に、CD40Lは、15〜30アミノ酸のN末部分、いわゆるstalk領域を介して膜に固定される。stalk領域は、三量体化に寄与し、細胞膜まで特定の距離を提供する。しかしながら、stalk領域は、受容体結合ドメイン(RBD)の部分ではない。
重要なことに、RBDは、そのN末およびC末アミノ酸の特定の局在によって特徴付けられる。前記アミノ酸はすぐ隣接していて、そして、三量体の軸中央に位置する。RBDの第一のN末アミノ酸は、RBDのC末アミノ酸と逆平行β鎖を形成する(図2)。
したがって、RBDの逆平行β鎖は、細胞膜と界面を形成し、それは、stalk領域のアミノ酸を介して細胞膜に連結されて、その中に固定される。CD40受容体アゴニストタンパク質の可溶性CD40Lドメインは、stalk領域から任意のアミノ酸を欠くCD40Lの受容体結合ドメインを含むことが非常に好ましい。それ以外では、可溶性ドメインの1つのC末を次の可溶性ドメインのN末と連結する長いリンカーは、次の可溶性ドメインのN末stalk領域を補うことが必要とされて、それは、不安定性および/または凝集体の形成をもたらし得る。
そのような可溶性ドメインのさらなる利点は、RBDのN末およびC末アミノ酸は、いかなる抗−薬剤抗体もアクセスできないことである。好ましくは、単鎖融合ポリペプチドは、それぞれのCD40L受容体に関する少なくとも1つの機能性結合部位を含む正しく並べられた三量体構造を形成することが可能である。
CD40受容体アゴニストタンパク質は、3つの機能性CD40受容体結合部位、すなわち、CD40受容体と複合体を形成することが可能なアミノ酸配列を含む。したがって、可溶性ドメインは、対応するCD40受容体に結合することが可能である。一実施態様では、少なくとも1つの可溶性ドメインは、受容体を活性化することが可能であり、それにより、アポトーシスおよび/または増殖性活性が影響を受け得る。さらなる実施態様では、1つまたは複数の可溶性ドメインは、受容体を活性化することができないように選択される。
可溶性CD40Lドメインは、配列番号1に示されるヒトCD40Lに由来し得る。好ましくは、可溶性CD40Lドメインは、ヒトCD40Lに由来し、具体的にはアミノ酸121または122から始まり、具体的には配列番号1のアミノ酸121〜261または122〜261を含む。場合により、配列番号1のアミノ酸Gln121は、非荷電のアミノ酸、例えばSerまたはGlyによって置換され得る。
上記に示されるように、可溶性CD40Lドメインは、配列番号1に示される野生型配列を含んでよい。しかしながら、これらの可溶性ドメインの1つまたは複数に、可溶性ドメインの結合特性を変更(例えば増大または低減)する突然変異のような突然変異を導入することが可能であることに注意すべきである。一実施態様では、対応するサイトカイン受容体に結合することのできない可溶性ドメインを選択することができる。
本発明のさらなる実施態様では、可溶性CD40Lドメイン(i)は、CD40受容体の低減した親和力および/または低減した活性化をもたらす、CD40Lの突然変異体またはその受容体結合ドメインを含む。
突然変異体の結合および/または活性は、例えば、An et al.(2011,J Biol Chem 286(13):11226−11235);Singh et al.(1998,Protein Sci 7(5):1124−1135);Kim et al,J Biol Chem 286(13):11226−11235;または、Singh et al(1998).Protein Sci 7(5):1124−1135に記載の分析によって判定され得る。
突然変異体は、任意の技術によって生産され得て、当業者によって知られている。置換は、CD40L、例えば、本明細書に記載のヒトCD40L(例えば、配列番号1)またはその受容体結合ドメインの少なくとも1つのアミノ酸に影響し得る。この点について、好ましい置換は、配列番号1のヒトCD40Lの以下のアミノ酸の少なくとも1つ:E129、S132、T134、E142、Y145、Y146、R200、F201、Q220、例えば、E129G、S132E、S132N、T134E、T134N、E142G、E142S、Y145S、Y146S、R200S、Q220E、およびQ220S;特に、E129GおよびE142Gに影響する。
アミノ酸置換(単数または複数)は、ヒトCD40LのようなCD40Lの結合および/または活性に、CD40結合またはCD40によって誘導されるシグナル伝達に対して影響を与え得る。CD40の結合および/または活性は、ポジティブに、すなわち、受容体の、より強く、より選択的またはより特異的な結合、および/または、より高い活性化に、影響を受け得る。あるいは、CD40の結合および/または活性は、ネガティブに、すなわち、受容体の、より弱く、より低い選択性またはより低い特異性の結合、および/または、より低い活性化または非活性化に、影響を受け得る。
CD40の結合および/または活性化に影響を与える、本発明のアミノ酸置換(単数または複数)によるCD40Lの突然変異体の例は、例えば、An et al.(上記参照)の図1に見られ得る。
したがって、一実施態様は、本明細書に記載のCD40受容体アゴニストタンパク質であり、ここで、少なくとも1つの可溶性ドメインは、野生型CD40Lよりも低い程度にCD40に結合するおよび/または活性化する、CD40Lの突然変異体またはその受容体結合ドメインを含む。
低減されたCD40L誘導性の受容体凝集/およびまたは低減されたシグナル伝達を示す、CD40Lの突然変異体のさらなる例は、S132E、およびT134Eである。
一実施態様は、本明細書に記載のCD40受容体アゴニストタンパク質であり、ここで、少なくとも1つの人工N−グリコシル化コンセンサス部位が、E129−S136によって規定される配列領域内に導入されて、低減された受容体凝集/およびまたは低減されたシグナル伝達をもたらす。この領域内に人工N−グリコシル化コンセンサス部位をもたらすCD40Lの突然変異体の例は、E129N、A130N、S132N、K133NおよびT134Nである。
本発明のさらなる実施態様では、1つまたは複数の可溶性CD40Lドメイン(i)、(iii)、および(v)は、低減された自己凝集および/または延長されたインビボ安定性をもたらすCD40Lの突然変異体またはその受容体結合ドメインを含んでよい。この点について、好ましい置換は、配列番号1のヒトCD40Lの以下のアミノ酸:C178、C194、C218、N240;例えば、C178(A、S、G);C194(A、S、G)、F201(G、S、T、D)、C218(A、S、G)およびN240(E、S、D、T)の少なくとも1つに影響を与える。それぞれのCD40Lドメインの突然変異(単数または複数)は、同一または異なってよい。
本発明の単鎖融合分子は、3つの可溶性CD40Lドメイン、すなわち、コンポーネント(i)、(iii)および(v)を含む。第二および/または第三の可溶性CD40Lドメインが、N末が短縮されたドメインである場合(場合によりアミノ酸配列の突然変異を含む)、凝集に対する単鎖CD40L融合ポリペプチドの安定性が高められる。したがって、好ましくは、第二および第三の可溶性CD40Lドメインの両方とも、N末が短縮されたドメインである(場合によりN末領域内、好ましくは、可溶性CD40LドメインのN末の最初の5個のアミノ酸内に、アミノ酸配列突然変異を含む)。これらの突然変異は、中性アミノ酸、特に、セリンまたはグリシンによる塩基性アミノ酸の置換を含んでよい。
それと対照的に、第一の可溶性CD40Lドメインの選択は重要ではない。ここで、N末配列全長を有する可溶性ドメインが用いられ得る。しかしながら、第一の可溶性CD40Lドメインは、N末が短縮された、および場合により、突然変異された配列を有してもよいことに注意すべきである。
本発明のさらに好ましい実施態様では、可溶性CD40Lドメイン(i)、(iii)および(v)は、可溶性ヒトCD40Lドメインである。第一の可溶性CD40Lドメイン(i)は、生来の、短縮された、および/または突然変異された配列から選択され得る。したがって、第一の可溶性CD40Lドメイン(i)は、ヒトCD40Lのアミノ酸Gln121またはIle122でスタートしてよいN末配列を有し、およびここで、Gln121は、中性アミノ酸によって、例えばSerまたはGIyによって、置換されてよい。第二および第三の可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)は、好ましくはヒトCD40Lのアミノ酸Gln120またはIle122でスタートする短縮されたN末配列を有し、ここで、Gln121は、別のアミノ酸、例えばSerまたはGlyによって置換されてよい。
好ましくは、可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)のN末配列は、
(a)Gln121またはIle122
(b)(Gly/Ser)121
から選択される。
可溶性CD40Lドメインは、好ましくは、ヒトCD40Lのアミノ酸Leu261で終わる。特定の実施態様では、CD40Lドメインは、上述の内部突然変異を含んでよい。
CD40受容体アゴニストタンパク質のコンポーネント(ii)および(iv)は、それぞれ、コンポーネント(i)および(iii)または(iii)および(v)の間に位置するペプチドリンカーエレメントである。フレキシブルリンカーエレメントは、3〜8個のアミノ酸の長さ、具体的には、3、4、5、6、7、または8個のアミノ酸の長さを有する。リンカーエレメントは、好ましくは、グリシン/セリンリンカーであり、すなわち、ペプチドリンカーは、アミノ酸グリシンおよびセリンから実質的になる。可溶性サイトカインドメインがSまたはGでスタートする場合は(N末)、リンカーは、このSまたはGの前で終わる。
リンカー(ii)およびリンカー(iv)は、同一の長さである必要はないことに注意すべきである。潜在的な免疫原性を減らすためには、より短いリンカーを用いることが好ましくあり得る。加えて、より短いリンカーは、凝集体を形成する傾向が低い単鎖分子をもたらすことが分かった。一方で、ここに開示されるものよりも実質的に長いリンカーは、好ましくない凝集特性を示し得る。
必要に応じて、リンカーは、グリコシル化部位Asn−Xaa−Serを形成し得るアスパラギン残基を含んでよい。特定の実施態様では、リンカー、例えばリンカー(ii)またはリンカー(iv)の1つは、グリコシル化部位を含む。他の実施態様では、リンカー(iv)は両方とも、グリコシル化部位を含む。CD40Lアゴニストタンパク質の溶解度を増大するため、および/または、潜在的な免疫原性を低減するために、リンカー(ii)またはリンカー(iv)または両方は、グリコシル化部位を含むことが好ましくあり得る。
好ましいリンカー配列を表2に示す。好ましいリンカーはGSGSGNGS(配列番号2)である。
CD40受容体アゴニストタンパク質は、第一のCD40Lドメイン(i)のN末および/または第三のCD40Lドメイン(v)のC末に位置してよい抗体Fcフラグメントドメインをさらに含む。好ましくは、抗体Fcフラグメントドメインは、Fc−γ−R受容体とインビボで相互作用する能力が低い。好ましくは、抗体Fcフラグメントドメインは、配列番号13または14に示されるアミノ酸配列を含む、またはからなる。Fcフラグメントドメインの例を表3に示す。
グリコサイトの合計数および三次元での炭水化物の個々の位置は、CD40受容体アゴニストタンパク質のインビボでの安定性に影響を与える。さらに、炭水化物認識は、末端糖類の局所密度、炭水化物ツリーの分岐、および、炭水化物マター(carbohydrates matter)の相対的位置に依存する。
CH2−ドメイン炭水化物の枯渇は、インビボでのFc−受容体に基づく架橋および潜在的なCD40L−受容体スーパークラスタリングに基づく毒性を避けるために必要である。さらに、部分的に分解された炭水化物は、レクチンによって駆動されるメカニズムを通してCD40受容体アゴニストタンパク質のインビボでの半減期を減らす。分子上のグリコシル化部位の合計数を減らすことによって、生じる化合物は、これらのメカニズムに対するアクセスがより低く(less accessible)、半減期を増大させる。したがって、一実施態様では、本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質上のグリコサイトの合計数は、CH2グリコサイトの枯渇を通して低減されて、配列番号15(PROTEIN A)のN297S同等突然変異(EUナンバリングシステムによる)を含むCD40受容体アゴニストタンパク質をもたらし、アグリコシル(aglycosl)−CH2ドメインを作った。
内側表面領域に存在するCH2−グリコサイトは、通常、「オープンのFc−構造転移」のあいだ、サブドメインをプロテアーゼから保護し、ここで、ヒンジ−鎖間ジスルフィド結合は還元されて、共有鎖間結合は破壊される(図10)。このことは、CH2−解離および内側表面領域のプロテアーゼに対する曝露を可能にする。
アグリコシルCH2を作る配列番号15(PROTEIN A)のN297S同等突然変異(EUナンバリングシステムによる)を含むCD40受容体アゴニストタンパク質は、したがって、野生型CH2グリコシル化を有する同等の構造よりも(that)タンパク質分解の安定性が低い可能性がある。このことは、宿主細胞プロテアーゼが存在し、構造に長期のアクセスを有する場合、USP/DSP/保管のあいだの化合物の安定性に影響を与える。したがって、特定の実施態様では、CD40受容体アゴニストは、CH2グリコサイトを欠くが、それぞれのポリペプチド鎖のリンカー配列内にグリコサイトを含む(例えば、GSGSGNGS、配列番号2)。特定の例示的な実施態様では、CD40受容体アゴニストは、二量体内に合計10個のグリコサイトのために、ポリペプチド鎖あたり5個のグリコサイトを含む。
本発明の好ましい実施態様によれば、抗体Fcフラグメントドメインは、ヒンジ−リンカーエレメントを介して融合される。ヒンジ−リンカーエレメントは、10〜30個のアミノ酸の長さ、具体的には、15〜25個のアミノ酸、例えば22個のアミノ酸の長さを有する。ヒンジリンカーエレメントは、好ましくは、免疫グロブリンのヒンジ領域配列を含み、本明細書において「Igヒンジ領域」と呼ばれる。用語「Igヒンジ領域」は、システイン残基を含む(そこでジスルフィド結合が免疫グロブリンの2つの重鎖を連結する)、天然起源のIgヒンジ領域配列の一部と配列同一性または類似性を共有するアミノ酸配列を含む任意のポリペプチドを意味する。
ヒンジ領域の誘導体およびアナログは、突然変異によって得ることができる。本明細書において言及される誘導体またはアナログは、欠失、挿入および/または置換に起因し得る1つまたは複数のアミノ酸配列の違いを有することを除き、野生型(または天然起源のタンパク質)の全長配列と配列同一性または類似性を共有するアミノ酸配列を含むポリペプチドである。しかしながら、本発明によれば、用語「ヒンジ−リンカー」は、Igヒンジ領域またはその誘導体を含むこれらのリンカーに制限されないが、ヒンジ−リンカーエレメントによって付加されたドメインが生物学的に活性の確証(confirmation)を達成するのを可能にするのに十分長い任意のリンカーである。
個々のCD40受容体アゴニストタンパク質内にオープンFc−構造を有する分子の数は、ヒンジ領域内に存在する鎖間−ジスルフィド結合の数に依存する。したがって、一実施態様では、CH2−グリコサイトの枯渇の効果を改善するために、第三のシステインを本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質のヒンジ領域中に導入した。
六価CD40受容体アゴニストタンパク質のホモ二量体を安定化するヒンジ領域の鎖間−ジスルフィド連結性は、CD40Lサブシーケンスのフリーのチオール基によっても影響を受ける(二量体当たり合計6個)。これはまた、製剤の内因性のフリーのチオールによる構造のヒンジジスルフィド架橋の自己還元に起因して、前述のオープンFC−構造をもたらす。その結果、酸素およびプロテアーゼに対する長期間の曝露が生じた場合に、6個のフリーのチオールを含む単鎖CD40L−FC融合タンパク質は、製造および保管のあいだ、より安定性が低いことが予測される。
したがって、六価CD40受容体アゴニストの製造を可能にするためには、C194残基は、好ましくは、受容体結合に影響を与えずに異なるアミノ酸に突然変異される。
さらに、本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質は、上側ヒンジリジンの、グリシンへの突然変異をさらに含み、この部位でのタンパク質分解のプロセスを低減させる。したがって、一実施態様では、本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質は、上側ヒンジリジン(K223、EUナンバリングシステムによる)の、グリシンへの突然変異をさらに含み、この部位でのタンパク質分解のプロセスを低減させて、それにより、融合タンパク質の全体的な安定性を高める。第三のシステイン(C225、EUナンバリングシステムによる)の前述の導入を、ヒンジ領域内の前述のリジンからグリシンへの突然変異(K223G、EUナンバリングシステムによる)と組み合わせて、全体的に安定化された本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質をもたらす。
特に好ましいヒンジ−リンカーエレメントは、前述のシステインC225およびリジンからグリシンへの突然変異K223Gを含む、配列番号16(表4)に示されるアミノ酸配列を含む、またはからなる。
CD40受容体アゴニストタンパク質は、N末シグナルペプチドドメインをさらに含んでよく、それは、適切な宿主細胞において、例えば細胞外分泌を処理するのを可能にする。好ましくは、N末シグナルペプチドドメインは、プロテアーゼ切断部位、例えば、シグナルペプチダーゼ切断部位を含み、したがって、成熟タンパク質を得るために、発現前または発現中に取り除かれ得る。特に好ましいN末シグナルペプチドドメインは、配列番号17(表4)に示されるアミノ酸配列を含む。
さらに、CD40受容体アゴニストタンパク質は、認識/精製ドメイン、例えばFLAGドメイン、Strep−tagまたはStrep−tagIIドメイン、および/または、ポリ−Hisドメインを含み得る、または結合し得る、例えば1〜50個、好ましくは10〜30個のアミノ酸の長さを有するC末エレメントをさらに含んでよい。特に好ましい実施態様によれば、融合ポリペプチドは、配列番号18(表4)に示される短いセリンリンカーを介したC末に融合されたStrep−tagを含む。
例示的なヒンジ−リンカーエレメント(配列番号16、19〜24)、N末シグナルペプチドドメイン(配列番号17)およびセリンリンカー−strep tag(配列番号18)を表4に示す。
本発明の一実施態様では、融合ポリペプチドは、配列番号2のペプチドリンカーエレメントによって融合された3つの可溶性CD40Lドメインを含む。第一の可溶性CD40Lドメイン(i)は、配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸121〜261からなり、可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)は、配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸121〜261からなる。
加えて、融合ポリペプチドは、配列番号16に係るヒンジ−リンカーを介して可溶性CD40Lドメイン(v)にC末で融合した、配列番号13に係る抗体Fcフラグメントドメインを含む。発明者らは驚くべきことに、この特定の融合ポリペプチドが、改善された生物学的活性を提供すること、および、特に安定性であることを見いだした。本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質の例示的な実施態様のアミノ段配列を、配列番号27に示す。
さらに、融合ポリペプチドは、例えば配列番号17に係る、N末シグナルペプチドドメインを含んでよい。本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質の具体例を、配列番号25に示す。
別の好ましい実施態様によれば、融合ポリペプチドは、配列番号18に示される短いセリンリンカーを介して本発明のポリペプチドに融合された、C末Strep−tagをさらに含んでよい。本発明のこの態様によれば、Fcフラグメントは、好ましくは、配列番号13または14に示されるアミノ酸配列からなる。さらに、Fcフラグメントは、例えば配列番号13のアミノ酸1〜217を含む、より短いFcフラグメントからなり得る。C末Strep−tagを含む融合ポリペプチドの特に好ましい例を、配列番号15に示す(PROTEIN A)。
配列番号15、25、および26に示される例示的なCD40受容体アゴニストタンパク質は、それぞれ、N末シグナルペプチドドメインを含む。シグナルペプチドドメインは、アミノ酸1〜20を含む。それぞれの場合において、成熟タンパク質は、アミノ酸21でスタートする。本発明の成熟の例示的なCD40受容体アゴニストタンパク質(シグナルペプチドを有さない)を、配列番号27〜30、32、および34に示す。上述の例示的なCD40受容体アゴニストタンパク質を、表5に示す。
本発明の一実施態様によれば、単鎖CD40L融合ポリペプチドドメインは、配列番号2のペプチドリンカーエレメントによって融合された3つの可溶性CD40Lドメインを含む。可溶性CD40Lドメイン(i)、(iii)および(v)は、それぞれ、C194S突然変異を有する配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸121〜261からなる。前述のCD40L 121−261 C194S突然変異(mutein)を含むこの単鎖−CD40Lポリペプチドを配列番号36に示し、それは、野生型と比較して高い安定性で、N末端またはC末端のいずれかでの融合タンパク質を産生するのに十分に適している。好ましい実施態様では、配列番号13に係る抗体Fcフラグメントドメインは、配列番号16に係るヒンジリンカーを介して、配列番号36の可溶性CD40Lドメイン(v)にC末で融合される。
配列番号27に記載のCD40受容体アゴニストは、低減した合計数のグリコシル化部位(CH2領域内のN297S突然変異は、アグリコシル化CH2ドメインを与える)、ヒンジ領域内の増大した数の鎖間ジスルフィド結合、および、上側ヒンジリジンのグリシンへの突然変異を有する。これらの変更は、CD40L受容体スーパークラスタリングおよび潜在的な分解の減少をもたらす(付随する毒性とともに)。一部の実施態様では、N末グルタミンは、ピログルタミン酸に改変される(Liu et al.2011,J.Biol.Chem.286:11211−11217)。
本発明のさらなる態様は、本明細書に記載のCD40受容体アゴニストタンパク質をコードする核酸分子に関する。核酸分子は、DNA分子、例えば二本鎖または一本鎖DNA分子、またはRNA分子であってよい。核酸分子は、CD40受容体アゴニストタンパク質またはその前駆体、例えば、CD40受容体アゴニストタンパク質のプロ−またはプレ−プロフォームをコードしてよく、それは、好ましくはCD40受容体アゴニストタンパク質のN末および/またはC末に位置する、分泌または精製のためのシグナル配列または他の異種アミノ酸部分を含んでよい。異種アミノ酸部分は、プロテアーゼ切断部位、例えば、Factor X3、トロンビンまたはIgAプロテアーゼ切断部位を介して、第一および/または第二のドメインに連結され得る。本発明の核酸配列の具体例を、表6に配列番号37として示す。この核酸分子は、配列番号25の融合ポリペプチドをコードする。
核酸分子は、発現制御配列、例えば、所望の宿主細胞において核酸分子の発現を可能にする発現制御配列に、作動可能に結合され得る。核酸分子は、ベクター、例えばプラスミド、バクテリオファージ、ウイルスベクター、染色体組込みベクターなどに位置してよい。適切な発現制御配列およびベクターの適切な例は、例えば、Sambrook et al.(1989)Molecular Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Press、および、Ausubel et al.(1989),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons、または、それらのより最近版によって記載される。
本発明のCD40受容体アゴニストタンパク質をコードする核酸配列を発現するために、様々な発現ベクター/宿主細胞系を用いてよい。適切な宿主細胞は、限定されないが、E.coliのような細菌などの原核生物細胞、酵母細胞などの真核生物宿主細胞、昆虫細胞、植物細胞または動物細胞、好ましくは哺乳類細胞および、より好ましくは、ヒト細胞を含む。さらに、本発明は、上述の核酸分子で形質転換またはトランスフェクトされた非ヒト生物に関する。そのようなトランスジェニック生物は、相同組み換えを含む遺伝的伝達の公知の方法によって生産され得る。
本発明のさらなる態様は、本明細書に記載される全ての、少なくとも1つのCD40受容体アゴニストタンパク質、それをコードするそれぞれの核酸、または、形質転換またはトランスフェクトされた細胞を活性剤として含む、医薬組成物または診断組成物に関する。
本明細書において用いられる用語「CD40L関連の疾患または障害」は、CD40受容体アゴニストの添加によって寛解され得る任意の疾患または障害である。本明細書に記載される全ての、少なくとも1つのCD40受容体アゴニストタンパク質、それをコードするそれぞれの核酸、または、形質転換またはトランスフェクトされた細胞は、治療において、例えば、CD40Lの機能障害、具体的には、増殖性疾患、例えば固形またはリンパ系腫瘍のような腫瘍;感染性疾患;炎症性疾患;代謝疾患;リウマチおよび/または関節疾患のような自己免疫疾患;変性疾患、例えば、多発性硬化症のような神経変性疾患;アポトーシス関連疾患または移植拒絶反応に起因する、関連する、および/または伴う障害の、予防および/または治療において用いられ得る。
本明細書において用いられる用語「CD40Lの機能障害」は、CD40Lの正常な機能または発現から外れたCD40Lの任意の機能または発現、例えば、CD40L遺伝子またはタンパク質の過剰発現、CD40Lの正常な生理学的発現レベルと比較したCD40L遺伝子またはタンパク質の低減または消失した発現、CD40Lの正常な生理学的活性または結合と比較して、CD40Lの増大した活性、CD40Lの低減または消失した活性、任意の結合パートナー、例えば、受容体(具体的にはCD40L受容体)または別のサイトカイン分子に対するCD40Lの増大した結合、任意の結合パートナー、例えば受容体(具体的にはCD40L受容体)または別のサイトカイン分子に対する低減または消失した結合として理解される。
様々な実施態様では、ヒト対象における、標的(単数または複数)の活性に対する効果がアゴニストであり、1つまたは複数の症候が緩和され、および/または、治療が達成されるように、本明細書に開示されるCD40受容体アゴニストタンパク質をヒト対象に投与するステップを含む、CD40L受容体の標的化によって診断および/または治療することのできる障害を患っているヒト対象を診断および/または治療するための方法が提供される。本明細書において提供されるCD40受容体アゴニストタンパク質は、乳癌、大腸癌、直腸癌、肺癌(例えば、小細胞肺癌「SCLC」および非小細胞肺癌「NSCLC」)、中咽頭癌、下咽頭癌、食道癌、胃癌、膵臓癌、肝臓癌、胆嚢および胆管の癌、小腸癌、尿路(腎臓、膀胱および尿管上皮を含む)の癌、女性生殖管の癌(頸部、子宮、および卵巣の癌、ならびに、絨毛癌および妊娠性絨毛の疾患を含む)、男性生殖管の癌(前立腺、精嚢、精巣および胚細胞の腫瘍を含む)、内分泌腺の癌(甲状腺、副腎、および脳下垂体を含む)、および、皮膚癌、ならびに、血管腫、メラノーマ、肉腫(骨および軟組織から生じるもの、ならびにカポシ肉腫を含む)、脳、神経、眼、および髄膜の腫瘍(星状細胞腫、グリオーマ、グリア芽腫、網膜芽細胞腫、神経腫、神経芽細胞腫、神経鞘腫、および髄膜腫を含む)、以下から生じる腫瘍、造血性悪性腫瘍、急性白血病、急性リンパ芽球性白血病白血病(ALL)、急性骨髄性白血病(AML)、B細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、慢性骨髄性白血病(CML)、慢性リンパ性白血病(CLL)、有毛細胞白血病、ホジキンおよび非ホジキンリンパ腫、DLBCL、小胞リンパ腫、造血性悪性腫瘍、カポシ肉腫、悪性リンパ腫、悪性組織球症、悪性メラノーマ、多発性骨髄腫、悪性腫瘍の腫瘍随伴症候群/高カルシウム血症、または固形腫瘍を含む、原発性癌および転移性癌を患っているヒトを診断および/または治療するために用いることができる。
本明細書に開示されるCD40受容体アゴニストタンパク質および薬学的に許容できる担体を含む、医薬組成物が提供される。一部の実施態様では、医薬組成物は、障害を治療するための少なくとも1つのさらなる治療剤を含む。例えば、さらなる薬剤は、治療剤、化学療法剤;イメージング剤、細胞傷害性薬剤、血管新生阻害剤、キナーゼ阻害剤(制限されないが、KDRおよびTIE−2阻害剤を含む)、共刺激分子モジュレーターまたは免疫チェックポイント阻害剤(制限されないが、抗−B7.1、抗−B7.2、抗−B7.3、抗−B7.4、抗−CD28、抗−B7RP1、CTLA4−Ig、抗−CTLA−4、抗−PD−1、抗−PD−L1、抗−PD−L2、抗−ICOS、抗−LAG−3、抗−Tim3、抗VISTA、抗−HVEM、抗−BTLA、LIGHT融合タンパク質、抗−CD137、抗−CD137L、抗−OX40、抗−OX40L、抗−CD70、抗−CD27、抗−GAL9、抗−A2AR、抗−KIR、抗IDO−1、抗−CD20を含む)、樹状細胞/抗原提示細胞モジュレーター(制限されないが、抗−CD40抗体、抗−CD40L、抗−DC−SIGN、抗−Dectin−1、抗−CD301、抗−CD303、抗−CD123、抗−CD207、抗−DNGR1、抗−CD205、抗−DCIR、抗−CD206、抗−ILT7を含む)、Toll様受容体に関するモジュレーター(制限されないが、抗−TLR−1、抗−TLR−2、抗−TLR−3、抗−TLR−4、抗−TLR−4、抗−TLR−5、抗−TLR−6、抗TLR−7、抗−TLR−8、抗−TLR−9を含む)、接着分子ブロッカー(制限されないが、抗−LFA−1抗体、抗−E/Lセレクチン抗体、小分子阻害剤を含む)、抗−サイトカイン抗体またはその機能性フラグメント(制限されないが、抗−IL−18、抗−TNF、または抗−IL−6/サイトカイン受容体抗体を含む)、二重特異性リダイレクトT細胞またはNK細胞毒性(制限されないが、BiTE(登録商標)を含む)、キメラT細胞受容体(CAR−T)に基づく治療、T細胞受容体(TCR)に基づく治療、治療用癌ワクチン、メトトレキサート、シクロスポリン、ラパマイシン、FK506、検出可能なラベルまたはレポーター、TNF拮抗薬、抗リウマチ薬、筋弛緩薬、麻薬、非ステロイド抗炎症薬(NSAID)、鎮痛剤、麻酔薬、鎮静剤、局所麻酔薬、神経筋遮断薬、抗菌剤、乾癬治療薬、コルチコステロイド(corticosteriod)、アナボリックステロイド、エリスロポエチン、免疫付与、免疫グロブリン、免疫抑制薬、成長ホルモン、ホルモン置換薬、放射性医薬品、抗鬱薬、抗精神病薬、興奮剤、喘息医薬品、βアゴニスト、吸入ステロイド、エピネフリンまたはアナログ、サイトカイン、またはサイトカイン拮抗薬であってよい。
一実施態様では、癌を治療する方法において、または、本明細書に記載の腫瘍からの転移の予防または阻害において、CD40受容体アゴニストタンパク質(単数または複数)は、単独で、または、1つまたは複数のさらなる薬剤、例えば、化学療法、放射線療法、または生物学的薬剤と組み合わせて、用いることができる。一部の実施態様では、薬剤は、以下:13−cis−レチノイン酸;2−CdA;2−クロロデオキシアデノシン;5アザシチジン;5−フルオロウラシル;5−FU;6−メルカプトプリン;6−MP;6−TG;6−チオグアニン;アブラキサン;アキュテイン(登録商標);アクチノマイシン−D;アドリアマイシン(登録商標);アドルシル(登録商標);アフィニトール(登録商標);アグリリン(登録商標);Ala−Cort(登録商標);アルデスロイキン;アレムツズマブ;ALIMTA;アリトレチノイン;アルカバン−AQ(登録商標);アルケラン(登録商標);全トランス型レチノイン酸、;αインターフェロン;アルトレタミン;アメトプテリン;アミホスチン;アミノグルテチミド;アナグレリド;Anandron(登録商標);アナストロゾール;アラビノシルシトシン;Ara−CAranesp(登録商標);アレディア(登録商標);アリミデックス(登録商標);アロマシン(登録商標);アラノン(登録商標);三酸化ヒ素;アーゼラ(商標);アスパラギナーゼ;ATRA;アバスチン(登録商標);アザシチジン;BCG;BCNU;ベンダムスチン;ベバシズマブ;ベキサロテン;BEXXAR(登録商標);ビカルタミド;BiCNU;ブレノキサン(登録商標);ブレオマイシン;ボルテゾミブ;ブスルファン;ブスルフェクス(登録商標);C225;ロイコヴォリンカルシウム;キャンパス(登録商標);キャンプトサー(登録商標);カンプトテシン−11;Capecitabine Carac(商標);カルボプラチン;カルムスチン;Carmustine Wafer;カソデックス(登録商標);CC−5013;CCI−779;CCNU;CDDP;CeeNU;セルビジン(登録商標);セツキシマブ;クロラムブシル;シスプラチン;シトロボラム因子;クラドリビン;コーチゾン;コスメゲン(登録商標);CPT11;シクロホスファミド;シタドレン(登録商標);シタラビン;リポソーム性(Liposomal)シタドレン;Cytosar−U(登録商標);シトキサン(登録商標);ダカルバジン;Dacogen;ダクチノマイシン;ダルベポエチンα;ダサチニブ;ダウノマイシン;ダウノルビシン;ダウノルビシンハイドロクロライド;リポソーム性ダウノルビシン;ダウノキソーム(登録商標);デカドロン;デシタビン;Delta−Cortef(登録商標);デルタゾン(登録商標);デニロイキン;ジフチトクス;DepoCyt(商標);デキサメタゾン;デキサメタゾンアセテート;デキサメタゾンリン酸ナトリウム;デキサゾン;デクスラゾキサン;DHAD;DIC;ジオデックス;ドセタキセル;ドキシル(登録商標);ドキソルビシン;リポソーム性ドキソルビシン;Droxia(商標);DTIC;DTIC−Dome(登録商標);Duralone(登録商標);デュベリシブ(Duvelisib);エフデックス(登録商標);エリガード(商標);Ellence(商標);エロキサチン(商標);エルスパー(登録商標);Emcyt(登録商標);エピルビシン;エポエチンα;アービタックス;エルロチニブ;エルウィニアL−アスパラギナーゼ;エストラムスチン;エチオールエトポホス(登録商標);エトポシド;リン酸エトポシド;エウレキシン(登録商標);エベロリムス;エビスタ(登録商標);エキセメスタン;フェアストン(登録商標);フェソロデックス(登録商標);フェマーラ(登録商標);フィルグラスチム;フロクスウリジン;フルダラ(登録商標);フルダラビン;フルオロプレックス(登録商標);フルオロウラシル;フルオロウラシル(クリーム);フルオキシメステロン;フルタミド;ホリニン酸;FUDR(登録商標);フルベストラント;ゲフィチニブ;ゲムシタビン;ゲムツズマブオゾガマイシン;ジェムザール;グリベック(商標);ギリアデル(登録商標)Wafer;GM−CSF;ゴセレリン;顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF);顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(G−MCSF);ハロテスチン(登録商標);ハーセプチン(登録商標);ヘキサドロール;ヘキサレン(登録商標);ヘキサメチルメラミン;HMM;ハイカムチン(登録商標);ハイドレア(登録商標);Hydrocort Acetate(登録商標);ヒドロコルチゾン;ヒドロコルチゾンリン酸ナトリウム;コハク酸ヒドロコルチゾンナトリウム;リン酸ハイドロコートン;ヒドロキシ尿素;イブルチニブ;イブリツモマブ;イブリツモマブチウキセタン;イダマイシン(登録商標);イダルビシンIfex(登録商標);インターフェロン−α;インターフェロン−α−2b(PEGコンジュゲート);イホスファミド;インターロイキン−11(IL−11);インターロイキン−2(IL−2);メシル酸イマチニブ;イミダゾールカルボキサミド;Intron A(登録商標);イピリムマブ、イレッサ(登録商標);イリノテカン;イソトレチノイン;イキサベピロン;イグゼンプラ(商標);KADCYCLA(登録商標);キドロラーゼ(t)ラナコート(登録商標);ラパチニブ;L−アスパラギナーゼ;LCR;レナリドマイド;レトロゾール;ロイコボリン;ロイケラン;Leukine(商標);リュープロリド;ロイロクリスチン;ロイスタチン(商標);リリルマブ;リポソーム性Ara−C;Liquid Pred(登録商標);ロムスチン;L−PAM;L−Sarcolysin;リュープロン(登録商標);リュープロンデポット(登録商標);マチュラン(登録商標);マキシデックス;メクロレタミン;塩酸メクロレタミン;メドラロン(登録商標);Medrol(登録商標);Megace(登録商標);メゲストロール;酢酸メゲストロール;MEK阻害剤;メルファラン;メルカプトプリン;メスナ;メスネックス(商標);メトトレキサート;メトトレキサートナトリウム;メチルプレドニソロン;メチコルテン(登録商標);マイトマイシン;マイトマイシン−C;ミトキサントロンM−Prednisol(登録商標);MTC;MTX;ムスタルゲン(登録商標);ムスチン;ムタマイシン(登録商標);ミレラン(登録商標);ミロセル(Mylocel)(商標);ミロターグ(Mylotarg)(登録商標);ナビトクラックス;ナベルビン(登録商標);ネララビン;Neosar(登録商標);ニューラスタ(商標);ニューメガ(登録商標);ニューポジェン(登録商標);ネクサバール(登録商標);ニランドロン(登録商標);ニロチニブ;ニルタミド;ニペント(Nipent)(登録商標);Nitrogen Mustard Novaldex(登録商標);ニボルマブ;ノバントロン(登録商標);Nplate;オクトレオチド;酢酸オクトレオチド;オファツムマブ;オンコスパー(Oncospar)(登録商標);オンコビン(登録商標);オンタック(登録商標);オンキサール(Onxal)(商標);オプレルベキン;オラプレッド(Orapred)(登録商標);オラソン(Orasone)(登録商標);オキサリプラチン;パクリタキセル;パクリタキセルタンパク質結合;パミドロネート;パニツムマブ;パンレチン(登録商標);パラプラチン(登録商標);パゾパニブ;ペディアプレッド(Pediapred)(登録商標);PEGインターフェロン;ペグアスパラガーゼ;ペグフィルグラスチム;PEG−INTRON(商標);PEG−L−アスパラギナーゼ;ペメトレキセド;ペンブロリズマブ;ペントスタチン;ペルツズマブ;フェニルアラニンマスタード;ピディリズマブ;プラチノール(登録商標);プラチノール−AQ(登録商標);プレドニゾロン;プレドニゾン;プレロン(登録商標);プロカルバジン;PROCRIT(登録商標);プロロイキン(登録商標);Prolifeprospan 20 with Carmustine Implant;プリネトール(登録商標);BRAF阻害剤;ラロキシフェン;リブリミド(登録商標);リウマトレックス(登録商標);リツキサン(登録商標);リツキシマブ;ロフェロン−A(登録商標);ロミプロスチム;ルベックス(登録商標);塩酸ルビドマイシン;サンドスタチン(登録商標);サンドスタチンLAR(登録商標);サルグラモスチム;Solu−Cortef(登録商標);Solu−Medrol(登録商標);ソラフェニブ;SPRYCEL(商標);STI−571;STIVAGRA(商標)、ストレプトゾシン;SU11248;スニチニブ;スーテント(登録商標);タモキシフェンタルセバ(登録商標);タルグレチン(登録商標);タシグナ(登録商標);タキソール(登録商標);タキソテレ(登録商標);テモダール(登録商標);テモゾロミドテムシロリムス;テニポシド;TESPA;サリドマイド;サロミド(登録商標);TheraCys(登録商標);チオグアニン;チオグアニンタブロイド(登録商標);チオホスホアミド;チオプレックス(登録商標);チオテパ;TICE(登録商標);Toposar(登録商標);トポテカン;トレミフェン;トーリセル(登録商標);トシツモマブ;トラスツズマブ;トレアンダ(登録商標);トレメリムマブ;トレチノイン;トレキサール(Trexall)(商標);トリセノックス(登録商標);TSPA;TYKERB(登録商標);ウレルマブ;VCR;ベクチビックス(商標);ベルバン(Velban)(登録商標);ベルケイド(登録商標);ベネトクラックス;ベプシド(登録商標);ベサノイド(登録商標);ビアデュール(Viadur)(商標);ビダーザ(登録商標);ビンブラスチン;ビンブラスチンサルフェート;Vincasar Pfs(登録商標);ビンクリスチン;ビノレルビン;酒石酸ビノレルビン;VLB;VM−26;ボリノスタット;ヴォトリエント;VP−16;Vumon(登録商標);ゼローダ(登録商標);ザノサー(登録商標);ゼヴァリン(商標);ジネカード(Zinecard)(登録商標);ゾラデックス(登録商標);ゾレドロン酸;ゾリンザ;またはゾメタ(登録商標)、および/または、同様のパスウェイを標的化するここに具体的に挙げられない任意の他の薬剤を含むことができる。
2以上の物質または原理が組み合わせた治療レジメンの一部として用いられる場合、それらは、本質的に同時に、または異なる時に(例えば、本質的に同時に、連続的に、または交互のレジームに従って)、同一の投与経路または異なる投与経路を介して投与され得る。物質または原理が同一の投与経路を介して同時に投与される場合は、当業者に明らかであるように、それらは、異なる医薬製剤または組成物、または、組み合わされた医薬製剤または組成物の一部として、投与され得る。
また、2以上の活性の物質または原理が、組み合わされた治療レジメンの一部として用いられる場合、物質または原理のそれぞれは、化合物または原理がそれ自体で用いられる場合に用いられるのと同量かつ同一のレジメンに従って投与され得て、そのような併用は、相乗効果をもたらしてよく、またはもたらさなくてよい。しかしながら、2以上の活性の物質または原理の併用が相乗効果をもたらす場合は、所望の治療作用をなおも達成しながら、投与される物質または原理の1つ、1つよりも多く、または全ての量を低減させることも可能であり得る。このことは、例えば、所望の製剤または治療効果をなおも得ながら、それらの通常の量でそれらが用いられる場合の1つまたは複数の物質または原理の使用と関連する任意の不要な副作用を、避ける、制限する、または低減するのに有用であり得る。
本発明によって用いられる治療レジメンの有効性は、臨床医に明らかなように、関与する疾患または障害に関してそれ自体で公知の任意の様式で、判定および/またはフォローされ得る。また、臨床医は、適切な場合にケースバイケースで、不要な副作用を避ける、制限する、または低減する所望の治療効果を達成するため、および/または、一方では所望の治療効果を達成して、他方では望ましくない副作用を避ける、制限する、または低減する、適切なバランスを達成するために、特定の治療レジメンを変更または改変することも可能である。
一般に、治療レジメンは、所望の治療効果が達成されるまで、および/または、所望の治療効果が維持される限り、フォローされる。再度、これは臨床医によって判定され得る。
様々な実施態様では、1つまたは複数のCD40受容体アゴニストタンパク質を、単独で、または、予防用薬剤、治療用薬剤、および/または薬学的に許容できる担体と組み合わせて含む医薬組成物が、本明細書において提供される。様々な実施態様では、本明細書に開示される医薬組成物の使用の非限定的な例は、障害の診断、検出、および/またはモニタリング、障害または1つまたは複数のその症候の予防、治療、管理、および/または改善、および/または、研究を含む。単独または予防用薬剤、治療用薬剤、および/または薬学的に許容できる担体と組み合わせた、医薬組成物の製剤は、当業者に公知である(米国特許公開20090311253A1)。
様々な実施態様では、医薬製剤は、1つまたは複数のアミノ酸、1つまたは複数の多糖類および/またはポリソルベート、および、約0.1と100mg/mlの間でエンドポイントを含む濃度(例えば、0.1〜10、1〜10、.01〜50、1〜50、1〜100、10〜100、25〜100、25〜50、または50〜100mg/ml)で存在するCD40受容体アゴニストタンパク質を含んでよく、ここで、製剤は、約5.0と7.0の間のpHであってエンドポイントを含む(例えば、約5.0〜6.0、5.5〜6.0、5.0〜6.5、5.5〜6.5、または6.0〜7.0のpH)。一実施態様では、製剤中の少なくとも1つのアミノ酸はヒスチジンであり、約10〜20mM、10〜15mM、15〜20mM、または約15mMの濃度で存在する。一実施態様では、製剤中の少なくとも1つの多糖類はスクロースであり、約0〜8.0%重量/体積(w/v)の濃度で存在する。一実施態様では、製剤中のポリソルベートはポリソルベート80であり、約0〜0.06%w/vの濃度である。一実施態様では、製剤中の少なくとも1つのアミノ酸はアルギニンであり、約0〜1.5%w/v(例えば、0.5〜1.5、1.0〜1.5、または0.5〜1.0w/v)の濃度で存在する。一実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、製剤中に、約0.1〜100mg/ml(例えば、約1〜100mg/ml、または約1〜15mg/ml、または約1〜7.5mg/ml、または約2.5〜7.5mg/ml、または約5〜7.5mg/ml、または約25〜100mg/ml、または約20〜60mg/ml、または約25〜50mg/ml、または約25mg/ml、または約50mg/ml、または約0.1〜60mg/ml、または約0.1〜25mg/ml、または約1.0〜60mg/ml、または約0.5〜60mg/ml、または約0.1〜2.0mg/ml、または約0.5〜2.0mg/ml、または約1〜5mg/ml、または約1〜7.5mg/ml、または約1〜15mg/ml、または約0.5mg/ml、または約1.0mg/m)の濃度で存在する。
本明細書において用いられる語句「有効量」は、CD40Lの機能障害またはCD40L関連の疾患または障害と関連する1つまたは複数のパラメーターにおいて、検出可能な(例えば、ベースラインから、少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、またはそれよりも高い)改善をもたらす、CD40Lアゴニストタンパク質の量を意味する。
様々な実施態様では、医薬製剤は、水性の製剤、凍結乾燥された製剤、または、凍結乾燥および再水和された製剤である。一実施態様では、水和溶液は、ブドウ糖および/または生理食塩水(例えば、約5%w/vの濃度のブドウ糖および/または約0.9%w/vの濃度の生理食塩水)である。一実施態様では、医薬製剤は、約15mMのヒスチジン、約0.03%(w/v)のポリソルベート80、約4%(w/v)のスクロース、および、約0.1〜25mg/mlのCD40受容体アゴニストタンパク質、または、約1〜15mg/mlのCD40受容体アゴニストタンパク質を含み、pHは約6である。一実施態様では、製剤は、少なくとも1つのさらなる薬剤をさらに含む。
様々な実施態様では、約25mg/mlのCD40受容体アゴニストタンパク質、約15mMのヒスチジン、0.03%のポリソルベート80(重量/体積、w/v)、4.0%のスクロース(w/v)を含み、pHが約6.0である製剤が用いられる。一部の実施態様では、製剤は、アルギニンを含まない。一部の実施態様では、製剤は、他のコンポーネントまたは濃度を含む他の製剤と比較して、予想外に改善された凍結融解の安定性、液体製剤の安定性、および/または、凍結乾燥された製剤の安定性を示す。
本明細書において提供される治療用薬剤を投与する方法は、限定されないが、経口投与、非経口投与(例えば、皮内、筋肉内、腹腔内、静脈内および皮下)、硬膜外投与、腫瘍内投与、粘膜投与(例えば、鼻腔内および経口経路)および肺の投与(例えば、吸入器または噴霧器を用いて投与されるエアロゾル化された化合物)を含む。特定の投与経路のための医薬組成物の製剤、および、様々な投与方法に必要な材料および技術が利用可能であり、当業者に公知である(米国特許公開20090311253A1)。
様々な実施態様では、投与計画は、最適な所望の反応(例えば、治療的または予防的反応)を与えるように調整され得る。例えば、単回ボーラスが投与され得て、何回かに分けられた投与量が時間をかけて投与され得て、または、投与量は、治療的状況の緊急性によって示されるように比例的に低減または増大され得る。一部の実施態様では、非経口組成物は、投与の簡易性および投与量の統一性のために、投与単位形態で処方される。用語「投与単位形態」は、治療される哺乳類対象に関する単位用量として適した物理的に別々のユニットを指し;それぞれのユニットは、必要な調剤担体と関連して所望の治療効果を生じるように計算された所定の量の活性化合物を含む。
本明細書で提供される、治療的または予防的に有効量のCD40受容体アゴニストタンパク質に関する、例示的な、非限定の範囲は、約0.1〜100mg/kg、(例えば、約0.1〜0.5、0.1〜1、0.1〜10、0.1〜20、0.1〜50、0.1〜75、1〜10、1〜15、1〜7.5、1.25〜15、1.25〜7.5、2.5〜7.5、2.5〜15、5〜15、5〜7.5、1〜20、1〜50、7〜75、1〜100、5〜10、5〜15、5〜20、5〜25、5〜50、5〜75、10〜20、10〜50、10〜75、または10〜100mg/kg、または、その間の任意の濃度)である。一部の実施態様では、CD40受容体アゴニストタンパク質は、医薬組成物中に、治療的に効果的な濃度、例えば、約0.1〜100mg/ml(例えば、約0.1〜0.5、0.1〜1、0.1〜10、0.1〜20、0.1〜50、0.1〜75、1〜10、1〜20、1〜50、1〜75、1〜100、5〜10、5〜15、5〜20、5〜25、5〜50、5〜75、10〜20、10〜50、10〜75、または10〜100mg/ml、またはその間の任意の濃度)の濃度で存在する。投与量の値は、緩和すべき状態のタイプおよび/または重症度によって変化し得ることに注意する。任意の特定の対象にとっては、特定の投与計画は、個々の必要性および/または組成物を投与または組成物の投与を監督する人の専門的な判断に従って時間と共に調整され得ること、および、本明細書において示される投与量の範囲は例示のみであり、特許請求の範囲に記載される組成物の範囲または実施を制限することを意図しないことが、さらに理解されるべきである。
実施例1:CD40受容体アゴニストタンパク質の製造
1.1 ポリペプチド構造
A)アミノ酸Met1−Gly20
Ig−κ−シグナルペプチド、アミノ酸GIy20の後ろの仮定のシグナルペプチダーゼ切断部位。
B)アミノ酸Gln21−Leu161
ヒトCD40Lリガンドの第一の可溶性サイトカインドメイン(CD40L、配列番号1のアミノ酸121〜261)。
C)アミノ酸GIy162−Ser169
配列番号2の第一のペプチドリンカーエレメント。
D)アミノ酸Gln170−Leu310
ヒトCD40Lリガンドの第二の可溶性サイトカインドメイン(CD40L、配列番号1のアミノ酸121〜261)。
E)アミノ酸GIy311−Ser318
配列番号2の第二のペプチドリンカーエレメント。
F)アミノ酸Gln319−Leu459
ヒトCD40Lリガンドの第三の可溶性サイトカインドメイン(CD40L、配列番号1のアミノ酸121〜261)。
G)アミノ酸Gly460−Cys482
配列番号16のヒンジ−リンカーエレメント。
H)アミノ酸Pro483−Lys700
配列番号13の抗体Fcフラグメントドメイン。
上記のCD40受容体アゴニストタンパク質は、配列番号25に示される。
示されるリンカーは、例えば配列番号3〜12に示される他の好ましいリンカーによって置き換えられ得る。
示されるヒンジ−リンカーエレメントは、例えば配列番号19および20に示される他の好ましいヒンジ−リンカーによって置き換えられ得る。
第一および第二のペプチドリンカーは、同一である必要はないことに注意すべきである。
シグナルペプチド配列(A)は、任意の他の適切な、例えば哺乳類のシグナルペプチド配列によって置き換えられ得る。
1.2 ポリペプチドをコードする遺伝子カセット
合成遺伝子は、適切な宿主細胞、例えば昆虫細胞または哺乳類細胞における発現に関するそのコドン使用頻度を考慮して最適化され得る。好ましい核酸配列は、配列番号37に示される。
実施例2:発現および精製
2.1 融合ポリペプチドのクローニング、発現および精製
前述の融合タンパク質を、2つの異なる真核生物宿主細胞において、組み換えによって発現した:
前述のCD40受容体アゴニスト融合タンパク質の初期解析のために、10%のFBS、100ユニット/mlのペニシリンおよび100[mu]g/mlのストレプトマイシンで補充されたDMEM+GlutaMAX(GibCo)中で増殖したHek293T細胞を、適切な選択マーカーおよび融合ポリペプチドに関する発現カセット、例えば、ブラスチサイジン、ピューロマイシンまたはハイグロマイシン耐性遺伝子を含む機能性発現カセットを含む、プラスミドを用いて一時的にトランスフェクトした。最終産物を得るために複数のポリペプチド鎖が必要な場合では、トランスフェクションの間、発現カセットは、1つのプラスミド上に組み合わせるか、または、異なるプラスミド上に配置した。組み換え融合ポリペプチドを含む細胞培養上清を、トランスフェクションの3日後に採取し、300×gでの遠心分離によって浄化して、0.22μm滅菌フィルターを通した濾過を続けた。
インビボで用いるCD40受容体アゴニスト融合タンパク質のより大きなスケールの発現のために、前述のタンパク質をコードする合成DNAカセットを、適切な選択マーカー(例えば、ブラスチサイジン、ピューロマイシンまたはハイグロマイシン耐性遺伝子を含む機能性発現カセット)および、宿主細胞ゲノム内の転写的活性挿入部位の数を増やすのに適切な遺伝因子を含む、真核生物発現ベクター中に挿入した。配列が確認された発現ベクターを、エレクトロポレーションによって、懸濁液に適応されたチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO−S,Invitrogen)中に導入した。適切な選択圧を、トランスフェクションの3日後に、トランスフェクトされた細胞に与えた。ベクター由来の耐性遺伝子(単数または複数)を保有する生き残った細胞を、選択圧下で、その後の培養によって回収した。軌道シェイカーインキュベーター中(100rpm、50mmシェイキングスロー(shaking throw))、37℃および7%CO2雰囲気で、既知組成培地(PowerCHO2−CD,Lonza)中の選択された細胞プールの安定した増殖の際に、前述のタンパク質を検出するELISAアッセイによって個々の上清を分析して、最も高い特定の生産性を有する細胞プールを、タンパク質生産(軌道シェイカー、100rpm、シェイキングスロー50mm)の前に、振とうフラスコ中で拡張した。
ラボスケールのタンパク質生産のために、個々の細胞プールを、Waveバイオリアクター20/50 EHT(GE−Healthcare)中で37℃および7%CO2雰囲気にて、既知組成培地(PowerCHO2−CD,Lonza)中で7〜12日間培養した。基礎培地は、4mM Glutamaxで補充されたPowerCHO2−CDであった。Wave培養を、0.3〜0.4×10e6細胞/mlの生存細胞濃度および以下の設定(5または10リットル袋について):振とう振動数18rpm、振とう角度7度、ガス電流0.2〜0.3L/分、7%CO2、36.5℃で開始した。Waveランの間、細胞培養にPowerFeed A(Lonza)を通常、2日目(20%供給)および5日目(30%供給)に、2回供給した。2回目の供給後に、振とう振動数を22rpmならびに振とう角度を8度に上げた。
細胞生存能力が80%よりも低く低下した場合、バイオリアクターを通常7日目〜12日目の間で採取した。まず、培養上清を、手動の深層濾過システム(Millipore Millistak Pod,MC0HC 0.054m)を用いて浄化した。Strep−taggedタンパク質については、Avidinを0.5mg/Lの終濃度まで加えた。最後に、CD40受容体アゴニスト融合タンパク質を含む培養上清を、ボトルトップフィルター(0.22μm、PES,Corning)を用いて滅菌濾過して、さらに処理するまで2〜8℃で保管した。
親和性精製のために、Streptactin Sepharoseをカラムに詰めて(ゲルベッド1ml)、15mlのバッファーW(100mM Tris−HCI、150mM NaCl、pH8.0)またはPBS pH7.4を用いて平衡化して、細胞培養上清を、4ml/分の流速でカラムにアプライした。続いて、15mlのバッファーWを用いてカラムを洗浄して、結合したポリペプチドを、7×1mlのバッファーE(100mM Tris HCI、150mM NaCl、2.5mMのデスチオビオチン、pH8.0)の添加によって段階的に溶出させた。交互に(Alternately)、2.5mMのデスチオビオチンを含むPBS pH7.4を、このステップに用いることができる。
Streptactin Sepharoseに基づく方法の代わりに(Alternately to)、親和性精製を、親和性リガンドとして固定化Protein−Aを含むカラム、および、Aktaクロマトグラフィーシステム(GE−Healthcare)を用いて行なった。融合タンパク質のFC−ドメインに高親和力を有する固相材料を選択した:MABSelect Sure(登録商標)(GE Healthcare)。手短には、浄化した細胞培養上清を、洗浄バッファー−1(20mM Pi、95mM NaCl、pH7.2)中で平衡化されたHiTrap MabSelectSureカラム(CV=5ml)にロードした(カラムベッドのmlあたり10mgの融合タンパク質のロードを超えない)。10カラムボリューム(10CV)の前述の平衡化バッファーを用いてカラムを洗浄して、4カラムボリューム(4CV)の洗浄バッファー−2(20mM Pi、95mM NaCl、pH8.0)を続けて、宿主−細胞タンパク質および宿主−細胞DNAを枯渇させた。それからカラムを、溶出バッファー(20mM Pi、95mM NaCl、pH3.5)で溶出させて、溶出液を、カラムベッド容量(5ml)と等しい容量を有するそれぞれの画分で10画分まで集めた。それぞれの画分を、等しい容量の前述の洗浄バッファー−2を用いて中和した。線速度を150cm/hに設定して、前述のアフィニティクロマトグラフィー法のあいだ、一定に維持した。
溶出液画分のタンパク質量を定量化して、ピーク画分を限外濾過によって濃縮して、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によってさらに精製した。
SECは、Aktaクロマトグラフィーシステム(GE−Healthcare)を用いて、Superdex 200 10/300 GLまたはHiLoad 26/60カラムで行なった。リン酸緩衝生理食塩水を用いてカラムを平衡化して、濃縮されて親和性精製されたポリペプチドを、カラムボリュームの2%(v/v)を超えないサンプル容量でSECカラムにロードした。Superdex 200 10/300 GLカラム(GE Healthcare)の場合、0.5ml/分の流速をアプライした。HiLoad 26/60 Superdex200カラムの場合、2.5ml/分の流速をアプライした。ポリペプチドの溶出プロファイルを、280nmでの吸光度によってモニターした。
六価sc CD40L−RBD−FC融合タンパク質PROTEIN A、PROTEIN B、およびPROTEIN Cの分析SECのクロマトグラムを図5に示す。
生来の条件下での精製された融合ポリペプチドの見かけ分子量の決定のために、Superdex 200カラムに、公知の分子量の標準的なタンパク質をロードした。標準的なタンパク質の溶出容量に基づいて検量線をプロットして、精製された融合ポリペプチドの見かけ分子量を決定した。CD40受容体アゴニスト融合タンパク質を含むFC−ドメインを、典型的に、およそ160〜180kDaの見かけ分子量でSuperdex200カラムから溶出して、Fcドメインによる成熟CD40受容体アゴニスト融合ポリペプチドのホモ二量体化を確認した。
実施例3:PROTEIN A、B、およびCから発現された二量体タンパク質のSDS−PAGE結果
PROTEIN A、B、およびCを発現して、実施例1および2に従って精製した。3つの精製されたタンパク質を、非還元(レーン1、4、および7)またはジチオスレイトールによって還元し(レーン2、5、8)、4〜12%のbis−tris中でSDS−Pageゲル電気泳動を行なった。結果を図6に示す。レーン1は、非還元条件下では、PROTEIN Aを発現したタンパク質は、単量体(85kDa)および二量体(170kDa)のバンドの両方を有することを示し、ポリペプチド自体に存在する内因性のフリーのチオールによる鎖間ヒンジジスルフィドの自己還元を示す。それにひきかえ、レーン4および7は、非還元条件下では、PROTEIN BおよびPROTEIN Cを発現したタンパク質は、二量体(170kDa)バンドのみを有することを示し、ヒンジ領域の鎖間ジスルフィド架橋が損なわれないままで、ポリペプチド自体の自己還元特性が無いことを示す。
実施例4:三価コントロールタンパク質
六価CD40受容体アゴニスト融合タンパク質およびバクテリオファージRB69−FOLDONによって安定化された三価CD40の間の相対的結合を比較するために、PROTEIN X(配列番号38)をCHO−S細胞内で発現して、前のセクションで説明したとおりに精製した。SEC−精製したタンパク質を、以下の実施例においてコントロールとして使用した。PROTEIN Xの配列(配列番号38)を表7に示す。PROTEIN Xのアミノ酸1〜20はシグナルペプチドを示し、成熟タンパク質はアミノ酸Gln21でスタートする。このタンパク質は、1つの可溶性CD40Lドメイン(配列番号1のQ121〜L261)をそれぞれ含む3つの同一のポリペプチドからなり;この集合体は、フレキシブルリンカーによってCD40LのC末に融合されたバクテリオファージRB69フィブリチンの三量体化ドメインによって安定化される。
実施例5:細胞アッセイ
5A. Ramos B細胞の表面上での、CD40受容体アゴニストのそれらの生来の受容体CD40への結合を示すための、細胞結合アッセイ
水晶振動子マイクロバランス(QCM)を用いて得られたCD40受容体アゴニストに関する我々のアフィニティデータを完成させるために、我々は、我々のCD40受容体アゴニストが、細胞の表面上のそれらの生来の受容体に結合することができるかどうかを調べたかった。B細胞は完全な活性化のためにCD40シグナリングに依拠するので、我々は、このアッセイにヒトB細胞株Ramosを用いた。Ramos細胞は、それらの表面上にCD40を発現することが知られていて、CD40受容体アゴニストによるインキュベーション後、抗体によって、我々のCD40受容体アゴニストに結合したC末StrepTag IIを、検出することが可能であると想像することができた。それから、この抗体は、順々に、蛍光抗体を用いて検出することができ、および細胞をフローサイトメーター上で分析することができた。
表面上にCD40を発現しているRamos B細胞を、氷上で30分間、PROTEIN X(c)、PROTEIN A(d)、PROTEIN B(e)またはPROTEIN C(f)とインキュベートして、受容体リガンド結合を可能にした。細胞を氷冷洗浄バッファーで洗浄して、氷上で30分間、ポリクローナルウサギ抗−StrepTagII抗体を用いたインキュベーションを続けて、細胞表面上にエンゲージしたCD40受容体アゴニストを検出した。Fc−受容体を、染色および洗浄バッファーへの1%ヒトIgG(Gamunex)の添加によってブロックした。氷冷洗浄バッファーを用いて細胞を再度洗浄して、氷上および暗所で20分間、ポリクローナルAlexa488標識ヤギ抗−ウサギ抗体を用いたインキュベーションを続けた。続いて、細胞を、氷冷PBSで洗浄することによって、フローサイトメトリーのために処理した。細胞をGuava Easycyteフローサイトメーター上で分析して、グリーンチャンネル内の蛍光を取得した。生細胞上でゲートすることによって、FlowJoソフトウェアを用いて、生のフローサイトメトリーデータから平均蛍光ユニットを最終的に取得して、このゲート内のAlexa488蛍光を分析した。細胞のみ(a)、および、二次ヤギ抗−ウサギ抗体とインキュベートした細胞のみ(b)を、コントロールとして使用した。
図7に見ることができるように、細胞のみまたは蛍光二次抗体とインキュベートした細胞のみと比較した場合、全てのCD40受容体アゴニストは、細胞の蛍光の有意な上昇をもたらす。このアッセイでは、PROTEIN Bが最も高い蛍光シグナルを生産して(e)、PROTEIN BがRamos細胞により良好に結合することを示した。PROTEIN Bのシグナル強度の次にPROTEIN A(d)およびPROTEIN X(c)が続き、PROTEIN C(f)は最も弱いシグナルを与えた。まとめると、全てのCD40受容体アゴニストが、インビトロで、細胞状況でそれらの生来の受容体に結合し、PROTEIN Bが最も良好のバインダーであると仮定することができる。
5B. CD40受容体アゴニストによってトリガーされるCD40シグナリングのリードアウトとしての、B細胞上のCD86上方制御
CD86は、ヒトB細胞上の活性化マーカーであり、T細胞上のCTLA4およびCD28のリガンドである。CD86表面発現は、しばしば、B細胞の活性化状態を説明する手段として用いられる。B細胞は、B細胞受容体およびCD40ライゲーションを含む完全な活性化のためにいくつかのシグナルを必要とするので、我々は、CD40受容体アゴニストがCD86表面発現の上方制御をもたらすことができるのかどうか考えた。
その目的のために、Ramos B細胞を、24ウェルプレート中で37℃および5%CO2で一晩、1μg/mlのPROTEIN X(b)、10μg/mlのPROTEIN X(c)、1μg/mlのPROTEIN A(d)または10μg/mlのPROTEIN A(e)とインキュベートした。未処理細胞をコントロールとして使用した(a)。次の日に、全てのサンプルを、30分間、氷上および暗所で、PE−標識抗−ヒトCD86抗体とインキュベートした。Fc−受容体を、染色および洗浄バッファーへの1%ヒトIgG(Gamunex)の添加によってブロックした。続いて、サンプルを、Guava Easycyteフローサイトメーター上で、フローサイトメトリーのために処理した。平均蛍光ユニットを、生細胞上でゲーティングすることによって、FlowJoソフトウェアを用いて、生のフローサイトメトリーデータから最終的に取得して、このゲート内のPE−蛍光を分析した。平均蛍光値を用いてCD86表面レベルを表現して、CD40受容体アゴニスト(a)とインキュベートしていないコントロールサンプルに対して値を標準化した。
図8に見ることができるように、全てのCD40受容体アゴニストは、CD86表面発現の増大をもたらし、全ての化合物がCD40シグナリングをトリガーしたことを示す。重要なことに、この増大は、バーbおよびcまたはdおよびeを比較した場合、用量依存的であった(同一化合物の、それぞれ1μg/ml対10μg/ml)。加えて、CD86の上方制御は、六価であるPROTEIN Aに関して、より強かった。このことは、三価のみであるPROTEIN Xと比較した明白な結合性効果を暗示した。結果は、ここで用いたCD40受容体アゴニストは、用量依存的な様式で生物学的活性を有することを示す。
5C. CD40受容体アゴニストによるCD83上方制御に付随する免疫細胞刺激を示すための、全血アッセイ
CD83は、ヒト免疫細胞の増殖および成熟プロセスのあいだ上方制御される表面分子である。CD83は、元々、樹状細胞およびT細胞上に発見され、免疫細胞刺激のマーカーとして用いることができる。Chowdhury et al.(Cancer Immunology Research,2013,doi:10.1158/2326−6066.CIR−13−0070)によって示されるように、CD83上方制御は、抗体によるCD40ライゲーション後の免疫細胞活性化を研究するための手段として用いることができる。我々は、したがって、我々のCD40受容体アゴニストが、全血を用いたアッセイにおいてCD83上方制御をもたらすこともできるかどうか考えた。
その目的のために、全血を健康なドナーからEDTAチューブ内に集めた。2mlの血液を、24ウェルプレート中で4時間、37℃および5%CO2で、1μg/mlのPROTEIN X(b)、50μg/mlのPROTEIN X(c)、1μg/mlのPROTEIN A(d)または50μg/mlのPROTEIN A(e)とインキュベートした。未処理の血液をコントロールとして使用した(a)。4時間後、全てのサンプルを、20分間、室温および暗所で、PerCP/Cy5.5−標識抗−ヒトCD83抗体とインキュベートした。続いて、サンプルを、製造元の説明書に従ってBD FACS溶解溶液を用いて、固化および赤血球溶解によって、フローサイトメトリーのために処理した。サンプルをGuava Easycyteフローサイトメーター上で分析して、細胞集団(顆粒球、リンパ球および単球)を、それらの散乱プロファイルに基づいてゲートした。far−redチャンネル内の蛍光をそれぞれの集団に関して取得して、FlowJoソフトウェアを用いて解析した。CD83陽性細胞のパーセンテージを決定して、CD40受容体アゴニストとインキュベートしていないコントロールサンプルに対して標準化した。
図9に見ることができるように、PROTEIN XおよびPROTEIN Aの両方とも、未処理の血液細胞(a)と比較した場合、新たなCD83陽性集団の産生をもたらす。この新たなCD83陽性集団は、分析した全ての細胞集団(リンパ球、単球および顆粒球)に現れ、リンパ球の場合において最も目立っていた。重要なことに、CD83陽性細胞のパーセンタイルシェアは、バーbおよびcまたはdおよびeを比較した場合、用量依存的であった(同一化合物の、それぞれ1μg/ml対50μg/ml)。加えて、CD83陽性集団のサイズは、同一投与量をPROTEIN Xに対して比較した場合、六価PROTEIN Aに関してより強かった。結果は、三価PROTEIN Xと比較した六価PROTEIN Aの明白な結合性効果を示す。また、結果は、ここで用いたCD40受容体アゴニストが、新鮮なヒト血液を用いて、用量依存的な様式で生物学的活性を有したことも示す。
実施例6:固定化CD40受容体に対するインビトロ結合アッセイ
CD40Lの三価構築物(例えば:PROTEIN X)およびCD40Lの六価構築物(例えばPROTEIN A、PROTEIN B、およびPROTEIN C)の、CD40に対する平衡結合定数(K)を、自動化バイオセンサーシステム(Attana A100)を用いて決定された動態学的結合データ(konおよびkoff)に基づいて計算した。A100は、水晶振動子マイクロバランス(QCM)技術に基づいて、リアルタイムで、分子相互作用を調べるのを可能にする。
この目的のために、Enzo(カタログ番号:ALX−522016−C050)から購入したヒトCD40−Fcを、カルボキシル−活性化QCM−チップの表面上に固定化した。三量体および六量体CD40L−構築物を、1、5、および10μg/mlの濃度で可溶性分析物として用いた。結合(kon)および解離(koff)を分析した。リアルタイムの測定およびその計算されたK・・は、全ての六価のPROTEIN A、BおよびCのあいだで同程度の結合活性を明らかにしたが、三価のPROTEIN Xよりも六価タンパク質の結合が優れていた。
実施例7:半減期の決定
分子PROTEIN A/PROTEIN B/PROTEIN Cは、それぞれ、3つの鎖間ジスルフィド結合によって共有結合された2つのポリペプチドで構成され、全て、Fc領域の297位にN297S突然変異を含み(EUインデックスに従う)、CH2ドメインのアグリコシル化をもたらす。可溶性CD40Lドメインの外側表面システインはセリンに突然変異されて(配列番号1に示されるCD40LのC194等価位置)、配列番号15(PROTEIN A)と比較してC94S、C243S、C392Sを有する配列番号31(PROTEIN B)をもたらした。あるいは、可溶性CD40Lドメインの外側表面システインはアラニンに突然変異されて(配列番号1に示されるCD40LのC194等価位置)、配列番号15(PROTEIN A)と比較してC94A、C243A、C392Aを有する配列番号35(PROTEIN C)をもたらした。生じたFC−融合タンパク質の半減期を、これらの変更によって導入された効果について評価した。
雌NMRIマウスを、1.0mg/kgのそれぞれの化合物(PROTEIN A/PROTEIN B/PROTEIN C)を用いて、単回静脈内ボーラス注射として処置した。全血を、適用前(投与前)および試験項目投与後312時間まで集めた。血清を調製して、血清濃度の決定までサンプルを−80℃で保管した。
マウス血清におけるPROTEIN A/PROTEIN B/PROTEIN C濃度の定量化を、表7に示される個々のCD40アゴニストを検出するELISA−アッセイによって行った。プレートをCD40−Fcでコーティングした。それから、その受容体CD40に特異的に結合するCD40リガンド構築物を、StrepTactin−HRPを用いてそれらのStrep−Tagを介して検出した。ELISAアッセイを、PROTEIN AまたはPROTEIN BまたはPROTEIN Cをキャリブレーションおよびコントロールサンプルとして用いて行なった。標準的な濃度の測定データを、5−パラメーターフィットを用いて検量線を作成するのに使用した。これは、それぞれのマウス血清サンプルにおける未知のPROTEIN AまたはPROTEIN BまたはPROTEIN C濃度の決定を可能にした。
薬物動態パラメーターを、平均血清濃度および非コンパートメント薬物動態データ分析のための薬物動態評価プログラムPK Solutions Version 2.0(Summit Research Services,Montrose,CO)を用いて計算した。PK Solutionsは、自動化された、Excelに基づくアプリケーションであり、薬物動態パラメーターを、静脈内または血管外の投与経路後の、例えば生物学的サンプルの分析から得られる濃度−時間データから計算する。PK Solutionsは、任意の特定のコンパートメントモデルを仮定せずに結論する。
薬物動態評価による結果を表9に要約する。
結果は、C194S突然変異Q121−L261サブシーケンスを含むPROTEIN Bは、野生型(PROTEIN A)またはC194A−突然変異を含むPROTEIN Cと比較して、延長されたインビボ安定性を有したことを示す。
実施例8:安定性/凝集試験(予測的実施例)
単量体および凝集体の含有量は、実施例2に記載の分析SECによって決定される。この特定の目的のために、分析は、生理学的pHで生理学的塩濃度を含むバッファー中で行なわれる(例えば0.9% NaCl、pH7.4;PBS pH7.4)。典型的な凝集分析は、Superdex200カラム(GE Healthcare)で行われる。このカラムは、10〜800kDaの範囲内のタンパク質を分離する。
生来の条件下での精製された融合ポリペプチドの見かけ分子量の決定のために、Superdex 200カラムに公知の分子量の標準的なタンパク質をロードした。標準的なタンパク質の溶出容量に基づいて検量線をプロットして、未知の分子量の精製された融合タンパク質の見かけ分子量を、溶出容量に基づいて計算する。
可溶性、非凝集タンパク質のSEC分析は、典型的に、規定された溶出容量で明瞭な単一のタンパク質ピークを示す(280nmでのODまたは214nmでのODで測定される)。この溶出容量は、特定のタンパク質の見かけの生来の分子量に相当する。FC−融合タンパク質の場合における「単量体」の定義に関して、2つのポリペプチド鎖の集合は、タンパク質のFC部分によって動かされて、機能性ユニットは、2つの鎖からなるタンパク質である。2つのFCリンクポリペプチド鎖を含むこのユニットは、二量体した化単鎖融合ポリペプチドであるにもかかわらず、Fc−融合タンパク質の場合において「単量体」と定義される。
タンパク質凝集が生じる場合、SEC分析は、より低い保持容量を有するさらなるタンパク質のピークを示す。タンパク質オリゴマーは、潜在的に、凝集シードとしての役割を果たし、オリゴマーの高い含有量は、潜在的に、タンパク質の凝集をもたらす。凝集体およびオリゴマーの大きい分子量は、Superdex200カラムの空隙容量内に溶出して、それらの生来の分子量に関してはSECによって分析することができない。
CD40受容体アゴニスト融合タンパク質の精製された製剤は、好ましくは、規定された単量体タンパク質のみ、および、非常に少量のオリゴマータンパク質のみを含むべきである。特定のCD40受容体アゴニスト融合タンパク質製剤の凝集/オリゴマー化の度合いは、規定された単量体およびオリゴマー/凝集体画分のそれぞれに関するOD280ダイアグラムのピーク面積を計算することによって、SEC分析に基づいて決定される。ピーク面積全体に基づいて、定義された単量体タンパク質のパーセンテージは以下のように計算される:
単量体含有量[%]=[ピーク面積単量体タンパク質]/[ピーク面積全体]×100)
この文書で用いられる可溶性タンパク質に関する定義は、0.2〜10.0mg/mlの範囲の典型的なタンパク質濃度内で>90%の定義された可溶性タンパク質含有量を含む、生理学的塩濃度のバッファー中、生理学的pHでの、精製されたCD40受容体アゴニストタンパク質のタンパク質調製を示す。
実施例9:CD40受容体アゴニストによってトリガーされるCD40シグナリングは、M2−極性化マクロファージ上の活性化マーカーの発現を増大させる。
M2様マクロファージは、活性化マーカー/T細胞活性化分子、例えばCD83、CD86およびHLAの低発現、およびIL−10のような免疫調節分子の高発現によって特徴付けられる。このため、M2様マクロファージは、「抗−腫瘍」M1様マクロファージとは対照的に、腫瘍促進性としばしば呼ばれる。我々は、PROTEIN−B(配列番号31)を用いた治療が、通常M2−極性化する条件において、M1様マクロファージの発達を増大させることができるかどうか試験することにした。これを達成するために、ヒト末梢血単核細胞(PBMC)を単離して、製造元の説明書に従って、Ficoll−Hypaque(Sigma)を用いて、健常者から得られたバフィーコートから精製した。培地(RPMI)中で、12ウェルプレート中で、2時間37℃でPBMCを培養することによって、単球を単離した。単球を、M2極性化条件で、IL−4(50ng/ml)およびIL−10(50ng/ml)、または培地のみで、3日間インキュベートした。このインキュベーション期間のあいだ、PROTEIN−B(50ng/ml)または培地コントロールをウェルの半分に加えた。3日目に、細胞懸濁液を、CD206、CD163、CD86、CD83、HLA−DRおよびCD4(BioLegend,eBioscienceまたはBD Biosciences)を含むモノクローナル抗体のカクテルを用いて染色した。DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール、ジヒドロクロリド)(ThermoFisher)を製造元の説明書に従って用いて、死んだ細胞を分析から取り除いた。Guava easyCyte 12フローサイトメーター(Merck Millipore)を用いて細胞を解析した。抗体の質をチェックして、アイソタイプコントロールを用いてゲーティングを行なった。Tree Star FlowJoおよびGuava InCyteソフトウェアを、フローサイトメトリーデータの分析のために用いた。ゲートおよびメジアン蛍光強度(MFI)を用いて発現を定量化した。IL−4およびIL−10(M2−極性化マクロファージ)を用いた処理は、CD206およびCD163(M2様マクロファージの古典的マーカー)の単球上の発現を増大させた(表10参照)。対照的に、PROTEIN−Bを用いた同時的な処理は、CD206およびCD163発現を37%から22%に低下させた。CD86(B7.2)は、古典的なT細胞共刺激分子であり、CD28の結合パートナーであり、一方で、CD83は、抗原提示細胞の成熟のマーカーである。重要なことに、PROTEIN−Bの処理は、IL−4/IL−10のみと比較して、CD86およびCD83の共発現を5%から20%に増大させた。加えて、HLA−DR、DPの発現は、IL−4/IL−10のみと比較して、PROTEIN−B処理後により高かった、94〜162(MFI)。これらの結果は、PROTEIN−B処理が、M2−極性化マクロファージの活性化状態を増大させることを示し、それらをより強力な抗原提示細胞にさせる。
実施例10:CD40受容体アゴニストによって処理されたM2−極性化マクロファージは、アロジェニック共培養システムにおけるナイーブCD4+T細胞活性化のためのより強力な抗原提示細胞である。
M2様マクロファージは、HLAおよび共刺激分子(例えば、CD86)の低発現に起因して、T細胞応答を刺激する低い能力によって特徴付けられる。我々は、PROTEIN−Bによる処理が、M2様マクロファージの効能を増大させることができるかどうか試験したかった。これを試験するために、M2様マクロファージを、IL−10およびIL−4(それぞれ50ng/ml)を用いて上述のように生産した。製造元の説明書に従って、ナイーブCD4+T細胞単離キットII(Miltenyi)を用いて、第二の(アロジェニック)ドナー由来のPBMCからナイーブCD4+T細胞を単離した。製造元の説明書に従って、CellTrace CFSE Cell Proliferation Kit(ThermoFisher)を用いて、T細胞を標識化した。3日間処理された単球を、1単球に対して10リンパ球の比でナイーブCD4+T細胞に添加した。T細胞の増殖およびブラスティング(細胞***前の増殖)を、CFSEおよびForward Scatter(FSC)をそれぞれ用いて、3日後に測定した。培地のみでインキュベートしたT細胞のたった2%が、増殖(CFSEの希釈)またはブラスティング(FSCの増大)の証拠を示した(表11を参照)。対照的に、刺激無しのアロジェニック単球とインキュベートしたT細胞の23%が、活性化の証拠を示した。M2−極性化マクロファージとのT細胞のインキュベーションは、T細胞応答を16%まで低下させた。興味深いことに、M2−極性化状態へのPROTEIN−Bの添加は、アロジェニックマクロファージの効能を増大させて、T細胞の31%が応答した。このデータは、AGP1233を用いた単球の処理は、通常M2−極性化する条件において(in with AGP1233 normally M2−polarization conditions)、より強力な抗原提示細胞をもたらすことを示す。
実施例11:六価CD40受容体アゴニストによってトリガーされるCD40シグナリングは、活性化マーカーの発現の増大に最も効率的であり、精製されたヒト単球による培養後に、M2様マクロファージの発達を低減させる。
下流シグナリングおよび受容体クラスタリングの効率を試験するために、我々は、本発明の六価アゴニストPROTEIN−Bを、当技術分野で知られている共通の工学概念を表わす2つのホモ三量体の三価CD40受容体アゴニストと比較した。PROTEIN−X2(配列番号39)は、ホモ三量体の安定化されていないCD40L−RBD自体を表わし、PROTEIN−X(配列番号38)は、バクテリオファージRB69に由来するC末融合された三量体化足場によって安定化されたホモ三量体のCD40L−RBDを表わす。我々は、生産的なCD40受容体シグナリングが、活性化マーカーの上方制御およびM1様マクロファージ発達の増大をもたらすことを示しているので、我々は、ヒト単球をバフィーコートから上述のように精製した。精製された単球を、3つの異なる濃度(10、100および1000ng/mL)の3つの異なる構築物(表12参照)で補充された培地中で3日間インキュベートして、活性化および表現型マーカーの発現について、フローサイトメトリーによって細胞を解析した。全ての3つの濃度の六価PROTEIN−Bによる処理は、コントロールと比較して用量依存的なCD86発現の増加を生じさせた(MFIおよび陽性パーセンテージの両方として)。対照的に、三価PROTEIN−X2のいずれの濃度も、コントロールと比較して違いを示さなかった。RB69−足場安定化三価PROTEIN Xの場合、最も高い濃度のみが、CD86発現のわずかな増大を生じさせた。加えて、同一の化合物および投与量の効果が、HLA−DR、DP発現で見られた(それは、六価構築物は低い投与量でさえ受容体クラスタリングおよび生産的シグナリングに十分であるが、三価構築物は、非常に高い濃度において活性を示さないまたは低い活性を示すことを確認する)。最後に、培地中の単球のおよそ20%は、一般に、3日でCD206およびCD163発現を上方制御し、それは、M2様マクロファージ発達を示す。全ての3つの濃度の六価PROTEIN−Bを用いた処理は、これを3%未満に低減させた。活性化マーカーデータと一致して、高濃度の三価タンパク質−Xのみが、M2様マクロファージ発達の任意の低減を示した。まとめると、データは、本発明のPROTEIN Bの優れた生物学的活性を示す。
本発明は、さらに、以下の項目1〜22に関する。
1.配列番号15、および25〜35からなる群より選択されるアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む、CD40受容体アゴニストタンパク質。
2.配列番号27、28、29、30、32、または34に示されるアミノ酸配列をそれぞれ有する2つのポリペプチドを含む、CD40受容体アゴニストタンパク質。
3.項目2のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、2つのポリペプチドは、それぞれのポリペプチドのシステイン残基453、459、および462の間に形成された3つの鎖間ジスルフィド結合を通して共有結合される。
4.項目2または3のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、ポリペプチド(単数または複数)の147位および296位のアスパラギン残基の1つまたは複数は、Nグリコシル化される。
5.項目2または3のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、ポリペプチド(単数または複数)の147位および296位の両方のアスパラギン残基は、N−グリコシル化される。
6.項目1〜5のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、ポリペプチド(単数または複数)は、さらに翻訳後修飾される。
7.項目6のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、翻訳後修飾は、N末グルタミンの、ピログルタミン酸への改変を含む。
8.項目1〜7のいずれか1つのCD40受容体アゴニストタンパク質、および、1つまたは複数の薬学的に許容できる担体、希釈剤、賦形剤、および/またはアジュバントを含む、医薬組成物。
9.項目1のCD40受容体アゴニストタンパク質をコードする、核酸分子。
10.項目9の核酸分子を含む、発現ベクター。
11.項目9の核酸分子を含む、細胞。
12.真核生物細胞である、項目11の細胞。
13.項目11の細胞であって、細胞は哺乳類細胞である。
14.項目11の細胞であって、細胞はチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である。
15.CD40L関連の疾患または障害を有する対象を治療する方法であって、当該方法は、有効量の項目1〜7のいずれか1つのCD40受容体アゴニストタンパク質を対象に投与するステップを含む。
16.項目15の方法であって、疾患または障害は:腫瘍、感染性疾患、炎症性疾患、代謝疾患、自己免疫疾患、変性疾患、アポトーシス関連疾患、および移植拒絶反応からなる群より選択される。
17.項目16の方法であって、腫瘍は固形腫瘍である。
18.項目16の方法であって、腫瘍はリンパ系腫瘍である。
19.項目16の方法であって、自己免疫疾患は、リウマチ疾患、関節疾患、またはリウマチおよび関節の疾患である。
20.項目16の方法であって、疾患または障害は、関節リウマチである。
21.項目16の方法であって、変性疾患は神経変性疾患である。
22.項目21の方法であって、神経変性疾患は多発性硬化症である。

Claims (27)

  1. 単鎖融合ポリペプチドを含むCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    (i)第一の可溶性CD40Lドメイン、
    (ii)第一のペプチドリンカー、
    (iii)第二の可溶性CD40Lドメイン、
    (iv)第二のペプチドリンカー、および
    (v)第三の可溶性CD40Lドメイン、および
    (vi)抗体Fcフラグメント(好ましくは、配列番号13または14に示されるアミノ酸配列または配列番号13または14のアミノ酸1〜217からなる)、
    を含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  2. 請求項1のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記抗体Fcフラグメント(vi)は、前記の第一のCD40Lドメイン(i)のN末および/または前記の第三のCD40Lドメイン(v)のC末に位置する、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  3. 請求項1または2のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記の抗体Fcフラグメントは、前記の第三のCD40Lドメイン(v)のC末に位置する、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  4. 請求項1から3のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    実質的に非凝集性である、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  5. 請求項1から4のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記の第二および/または第三の可溶性CD40Lドメインは、N末が短縮されたドメインであり、場合により、アミノ酸配列突然変異を含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  6. 請求項1から4のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記可溶性CD40Lドメインの少なくとも1つ、具体的には、前記可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)の少なくとも1つは、配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸Gln121またはIle122で始まるN末配列を有する可溶性CD40Lドメインであり、ここで、Gln121は、SerまたはGIyのような中性アミノ酸によって置換され得る、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  7. 請求項6のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記可溶性CD40Lドメインの少なくとも1つ、具体的には、前記可溶性CD40Lドメイン(iii)および(v)の少なくとも1つは、
    (a)Gln121またはIle122、および
    (b)(Gly/Ser)121
    から選択されるN末配列を有する可溶性CD40Lドメインである、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  8. 請求項6または7のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記可溶性CD40Lドメインは、配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸Leu261で終わり、および/または、場合により、E129位、A130位、S132位、K133位、T134位、E142位、Y145位、Y146位、C178位、C194位、R200位、F201位、C218位、Q220位またはN240位に突然変異を含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  9. 請求項6から8のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記可溶性CD40Lドメイン(i)、(iii)および(v)は、配列番号1に係るヒトCD40Lのアミノ酸121〜261からなる、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  10. 請求項1から9のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記の第一および第二のペプチドリンカー(ii)および(iv)は、独立に、3〜8個のアミノ酸の長さ、具体的には、3、4、5、6、7または8個のアミノ酸の長さを有し、好ましくは、グリシン/セリンリンカーであり、場合により、グリコシル化されてよいアスパラギン残基を含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  11. 請求項10のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記の第一および前記の第二のペプチドリンカー(ii)および(iv)は、配列番号2に係るアミノ酸配列からなる、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  12. 請求項1から11のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    例えば配列番号17のN末シグナルペプチドドメインをさらに含み、それはプロテアーゼ切断部位を含んでよく、および/または、認識/精製ドメイン、例えば配列番号18に係るStrep−tagを含み得るおよび/または結合し得るC末エレメントをさらに含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  13. 請求項1から12のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記抗体Fcフラグメント(vi)は、ヒンジリンカー、好ましくは、配列番号16および19〜24のいずれか1つを介して、前記可溶性CD40Lドメイン(i)および/または(v)に融合される、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  14. 請求項1から13のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記抗体Fcフラグメント(vi)は、配列番号13または14に示されるアミノ酸配列または配列番号13または14のアミノ酸1〜217からなる、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  15. 請求項1から14のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    配列番号15および25〜35のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  16. 請求項1から15のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    配列番号27、28、29、30、32または34に記載のアミノ酸配列をそれぞれ有する2つのポリペプチドを含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質
  17. 請求項16のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    配列番号27、28、29、30、32または34に記載のアミノ酸配列をそれぞれ含む前記の2つのポリペプチドは、それぞれのポリペプチドのシステイン残基453、459および462の間に形成される3つの鎖間ジスルフィド結合を通して共有結合される、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  18. 請求項16または17のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記ポリペプチドの147位および296位のアスパラギン残基の1つまたは複数は、Nグリコシル化される、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  19. 請求項18のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記ポリペプチドの147位および296位の両方の前記アスパラギン残基は、Nグリコシル化される、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  20. 請求項1から19のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記ポリペプチド(単数または複数)は、さらに翻訳後修飾される、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  21. 請求項20のCD40受容体アゴニストタンパク質であって、
    前記の翻訳後修飾は、前記N末グルタミンの、ピログルタミン酸への改変を含む、
    CD40受容体アゴニストタンパク質。
  22. 請求項1から21のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質をコードする核酸分子であって、
    好ましくは、発現制御配列と作動可能に連結している、
    核酸分子。
  23. 請求項22の核酸分子を含む、
    発現ベクター。
  24. 請求項22の核酸分子または請求項23のベクターで形質転換またはトランスフェクトされた、細胞または非ヒト生物であって、
    前記細胞は、例えば、原核生物細胞または真核生物細胞、好ましくは哺乳類細胞、または、より好ましくは、ヒト細胞またはチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞である、
    細胞または非ヒト生物。
  25. 医薬組成物または診断組成物であって、
    活性剤として、請求項1から21のいずれか一項のCD40受容体アゴニストタンパク質、請求項22の核酸分子、または、請求項23のベクターを含む、
    医薬組成物または診断組成物。
  26. 請求項25に記載の医薬組成物または診断組成物であって、
    1つまたは複数の薬学的に許容できる担体、希釈剤、賦形剤および/またはアジュバントをさらに含む、
    医薬組成物または診断組成物。
  27. 医薬組成物であって、
    治療での使用のための、より具体的には、CD40Lの機能障害、具体的には増殖性疾患、例えば、固形またはリンパ系腫瘍のような腫瘍;感染性疾患;炎症性疾患;代謝疾患;リウマチおよび/または関節疾患のような自己免疫疾患;変性疾患、例えば、多発性硬化症のような神経変性疾患;アポトーシス関連疾患または移植拒絶反応に起因する、関連する、および/または、伴う障害の、予防および/または治療での使用のための、
    請求項25または26に記載の医薬組成物。
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