JP2020530282A - 組換えウリカーゼ酵素 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年7月7日出願の米国特許出願第62/529,726号および2018年5月31日出願の米国特許出願第62/678,511号に基づく利益および優先権を主張し、その各々の内容は、全ての目的のためにそれらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般に、上昇した量の尿酸と関連する疾患または障害を処置するための方法および組成物に関し、より詳細には、本発明は、上昇した量の尿酸と関連する疾患または障害を処置するための、組換え変異体Candida utilisウリカーゼおよびかかるウリカーゼを使用する方法、ならびにかかるウリカーゼを含有する組成物に関する。
尿酸は、ヒトおよび高等霊長類におけるプリン代謝の最終酸化産物である。ウリカーゼ即ち尿酸オキシダーゼは、尿酸をアラントインおよび二酸化炭素へと分解する酵素である。変異性サイレンシングに起因して、ヒトおよび高等霊長類は、機能的ウリカーゼ遺伝子を欠如している。従って、ある特定の他の哺乳動物とは異なり、ヒトは、酵素の変異性サイレンシングに起因して、肝ウリカーゼによって尿酸を代謝する能力を喪失している。ヒトは、大量の尿酸を産生するが、尿酸の大部分は、尿中に***される。それにもかかわらず、尿酸の増加した産生および/または減少した***が、血液(高尿酸血症)および尿(高尿酸尿症)中の高レベルの尿酸を生じ得る。高尿酸血症および高尿酸尿症は、例えば、関節および皮膚組織における尿酸塩沈着に起因して、炎症性関節炎を生じ得る。
機能的ウリカーゼ酵素は、動物、植物、細菌および真菌を含む広範な生物において見出すことができ、そのため、外因性ウリカーゼは、上昇した量の尿酸と関連する疾患または障害の処置において使用されてきた。臨床的に承認されたウリカーゼには、慢性不応性痛風の処置について承認されたKrystexxa(登録商標)(ペグロチカーゼ)、および腫瘍崩壊症候群について承認されたElitek(登録商標)(ラスブリカーゼ)が含まれる。
本発明は、ヒトにおいて活性であり、天然に存在する酵素よりも高い安定性および/または活性を有する組換えウリカーゼ酵素の発見に、一部基づく。特に、本発明の組換え酵素は、天然に存在するバージョンの酵素と比較して、パンクレアチン(膵臓によって分泌される酵素の集積)によるタンパク分解性消化に対する改善された安定性を示す。さらに、本発明の組換え酵素は、野生型ウリカーゼ酵素よりも高い比活性を有し得る。さらに、本明細書に記載される組換え酵素は、それらの増強された安定性を考慮すると、経口投与に適切であり得、従って、市販の注射可能な形態のウリカーゼ(例えば、Krystexxa(登録商標)およびElitek(登録商標))よりも潜在的に安全で耐容できることが企図されるが、それは、酵素が腸内で活性のままであり、腸壁を介して吸収されないことが企図されるからである。
本発明は、ヒトにおいて活性であり、天然に存在する酵素よりも高い安定性および/または活性を有する組換えウリカーゼ酵素の発見に、一部基づく。特に、本発明の組換え酵素は、天然に存在するバージョンの酵素と比較して、パンクレアチン(膵臓によって分泌される酵素の集積)によるタンパク分解性消化に対する改善された安定性を示す。さらに、本発明の組換え酵素は、野生型ウリカーゼ酵素よりも高い比活性を有し得る。さらに、本明細書に記載される組換え酵素は、それらの増強された安定性を考慮すると、経口投与に適切であり得、従って、市販の注射可能な形態のウリカーゼ(例えば、Krystexxa(登録商標)およびElitek(登録商標))よりも潜在的に安全で耐容できることが企図されるが、それは、酵素が腸内で活性のままであり、腸壁を介して吸収されないことが企図されるからであり、それは、組換え酵素のサイズが、受動的吸収を排除し、腸からの酵素の能動輸送のための受容体が同定されていないからである。
I.尿酸およびウリカーゼ
尿酸+O2+H2O→5−ヒドロキシイソ尿酸塩+H2O2→アラントイン+CO2。
III.ウリカーゼ産生
IV.医薬組成物
V.治療的使用
(実施例1)
組換え変異体Candida utilisウリカーゼの設計および試験
(実施例2)
Candida utilisウリカーゼ安定性を改善する個々の置換の同定
(実施例3)
組換え変異体Candida utilisウリカーゼは、腎障害UrOxノックアウト(UrOxKO)マウスにおいて重症高尿酸血症を低減させ、高尿酸尿症を正常化する
番号付き実施形態
参照による組み込み
等価物
Claims (53)
- 配列番号1の野生型C.utilisウリカーゼに対応する位置において、少なくとも1つ(例えば、1、2、3、4、5、6、7または8つ)の変異を含む組換え変異体Candida utilisウリカーゼであって、前記少なくとも1つの変異が、(a)180位において、イソロイシンがバリンまたはアラニンによって置換されている(I180VまたはI180A)、(b)165位において、チロシンがフェニルアラニンによって置換されている(Y165F)、(c)190位において、バリンがグリシンまたはアラニンによって置換されている(V190GまたはV190A)、(d)51位において、グルタミン酸がリシンによって置換されている(E51K)、(e)244位において、グルタミンがリシンによって置換されている(Q244K)、(f)132位において、イソロイシンがアルギニンまたはアスパラギンによって置換されている(I132RまたはI132N)、(g)97位において、バリンがイソロイシンによって置換されている(V97I)、(h)92位において、グルタミン酸がアスパラギンによって置換されている(E92N)、(i)87位において、アラニンがグリシンによって置換されている(A87G)、(j)142位において、アスパラギン酸がグルタミン酸によって置換されている(D142E)、(k)44位において、グリシンがアラニンによって置換されている(G44A)、(l)128位において、グリシンがプロリンによって置換されている(G128P)、(m)236位において、アラニンがアスパラギンによって置換されている(A236N)、(n)208位において、リシンがアラニンによって置換されている(K208A)、(o)213位において、アスパラギンがアラニンによって置換されている(N213A)、(p)140位において、セリンがスレオニンによって置換されている(S140T)、(q)253位において、チロシンがグルタミンによって置換されている(Y253Q)、(r)84位において、アラニンがセリンによって置換されている(A84S)、(s)47位において、スレオニンがグルタミン酸によって置換されている(T47E)、(t)95位において、セリンがプロリンによって置換されている(S95P)、(u)103位において、リシンがスレオニンによって置換されている(K103T)、(v)134位において、アスパラギン酸がグルタミン酸によって置換されている(D134E)、(w)136位において、チロシンがアルギニンによって置換されている(Y136R)、(x)196位において、イソロイシンがロイシンによって置換されている(I196L)、(y)224位において、スレオニンがアスパラギン酸によって置換されている(T224D)、(z)285位において、プロリンがセリンによって置換されている(P285S)、および(aa)296位において、バリンがアラニンによって置換されている(V296A)から選択される、組換え変異体Candida utilisウリカーゼ。
- I180V、I180A、Y165F、V190G、V190A、E51K、Q244K、I132R、V97I、E92N、A87G、D142E、G44A、G128P、A236N、K208A、N213A、S140T、Y253QおよびA84Sから選択される少なくとも1つの変異を含む、請求項1に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- I180V、I180A、Y165F、V190G、E51K、Q244K、I132R、V97I、E92N、A87G、D142EおよびG44Aから選択される少なくとも1つの変異を含む、請求項1または2に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- I180V、I180A、Y165F、V190G、E51K、I132RおよびG44Aから選択される少なくとも1つの変異を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- I180V、I180A、Y165F、E51K、I132RおよびG44Aから選択される少なくとも1つの変異を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- I180V、I180A、Y165F、V190G、E51K、Q244KおよびI132Rから選択される少なくとも1つの変異を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 配列番号1の野生型C.utilisウリカーゼに対応する位置において、少なくとも1つ(例えば、1、2、3、4、5または6つ)の変異を含む組換え変異体Candida utilisウリカーゼであって、前記少なくとも1つの変異が、180位、165位、190位、51位、132位および44位から選択される位置に存在する、組換え変異体Candida utilisウリカーゼ。
- 配列番号1の野生型C.utilisウリカーゼに対応する位置において、少なくとも1つ(例えば、1、2、3、4または5つ)の変異を含む組換え変異体Candida utilisウリカーゼであって、前記少なくとも1つの変異が、180位、165位、51位、132位および44位から選択される位置に存在する、組換え変異体Candida utilisウリカーゼ。
- 配列番号1の野生型C.utilisウリカーゼに対応する位置において、少なくとも1つ(例えば、1、2、3、4、5または6つ)の変異を含む組換え変異体Candida utilisウリカーゼであって、前記少なくとも1つの変異が、180位、165位、190位、51位、244位および132位から選択される位置に存在する、組換え変異体Candida utilisウリカーゼ。
- 2、3、4、5、6、7または8つの変異を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 以下の置換:I180V、Y165F、E51K、I132RおよびG44Aを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 以下の置換:I180A、Y165F、E51K、I132RおよびG44Aを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 以下の置換:I180V、Y165F、V190G、E51K、I132RおよびG44Aを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 以下の置換:I180A、Y165F、V190G、E51K、I132RおよびG44Aを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 以下の置換:I180VおよびY165Fを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 以下の置換:I180V、Y165F、V190G、E51K、Q244KおよびI132Rを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 表1または表2に列挙された置換を含む組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- パンクレアチンの存在下で少なくとも35分の半減期を有する組換え変異体Candida utilisウリカーゼ。
- 前記半減期が、パンクレアチンの存在下で35〜200分である、請求項17に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 前記野生型ウリカーゼと比較して、パンクレアチンの存在下で5〜50倍高い安定性を有する、請求項1から19のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 前記野生型ウリカーゼと比較して、パンクレアチンの存在下で20〜30倍高い安定性を有する、請求項20に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 単離されている、請求項1から21のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 水溶性ポリマーにコンジュゲートされている、請求項1から22のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- ポリエチレングリコール(PEG)にコンジュゲートされている、請求項23に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼ。
- 請求項1から24のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼをコードする核酸配列を含む発現ベクター。
- 前記組換え変異体ウリカーゼをコードする前記核酸配列が、異種細胞における発現のためにコドン最適化されている、請求項25に記載の発現ベクター。
- 前記異種細胞がEscherichia coliである、請求項26に記載の発現ベクター。
- 請求項25から27のいずれか一項に記載の発現ベクターを含む細胞。
- Escherichia coliである、請求項28に記載の細胞。
- 請求項1から24のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼを含む医薬組成物。
- 薬学的に許容される担体および/または賦形剤をさらに含む、請求項30に記載の医薬組成物。
- 経口剤形または非経口剤形として製剤化される、請求項30または31に記載の医薬組成物。
- 経口剤形として製剤化される、請求項32に記載の医薬組成物。
- 散剤、顆粒剤、ペレット剤、マイクロペレット剤またはミニ錠剤として製剤化される、請求項30から33のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- カプセル中にカプセル封入されるか、または錠剤剤形として製剤化される、請求項30から34のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記カプセルが、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)カプセル、軟ゼラチンカプセルまたは硬ゼラチンカプセルである、請求項35に記載の医薬組成物。
- 非経口剤形として製剤化される、請求項32に記載の医薬組成物。
- 静脈内剤形として製剤化される、請求項37に記載の医薬組成物。
- それを必要とする対象における上昇した量の尿酸と関連する疾患または障害を処置する方法であって、有効量の請求項1から24のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼを前記対象に投与し、それによって、前記対象における前記疾患または障害を処置するステップを含む、方法。
- 前記疾患または障害が、前記対象の血漿中の上昇した量の尿酸と関連する、請求項39に記載の方法。
- それを必要とする対象における高尿酸血症を処置する方法であって、有効量の請求項1から24のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼを前記対象に投与し、それによって、前記対象における高尿酸血症を処置するステップを含む、方法。
- それを必要とする対象における痛風を処置する方法であって、有効量の請求項1から24のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼを前記対象に投与し、それによって、前記対象における痛風を処置するステップを含む、方法。
- それを必要とする対象における高尿酸血症を処置する方法であって、有効量の請求項30から38のいずれか一項に記載の医薬組成物を前記対象に投与し、それによって、前記対象における高尿酸血症を処置するステップを含む、方法。
- それを必要とする対象における痛風を処置する方法であって、有効量の請求項30から38のいずれか一項に記載の医薬組成物を前記対象に投与し、それによって、前記対象における痛風を処置するステップを含む、方法。
- 前記組換え変異体C.utilisウリカーゼが、キサンチンオキシダーゼインヒビター、尿酸***促進薬、またはそれらの組合せと組み合わせて投与される、請求項39から44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記キサンチンオキシダーゼインヒビターが、アロプリノールおよびフェブキソスタットから選択される、請求項45に記載の方法。
- 前記尿酸***促進薬が、プロベネシド、ベンズブロマロン、ロサルタンおよびレシヌラドから選択される、請求項45に記載の方法。
- それを必要とする対象における高尿酸尿症を処置する方法であって、有効量の請求項1から24のいずれか一項に記載の組換え変異体C.utilisウリカーゼを前記対象に投与し、それによって、前記対象における高尿酸尿症を処置するステップを含む、方法。
- それを必要とする対象における高尿酸尿症を処置する方法であって、有効量の請求項30から38のいずれか一項に記載の医薬組成物を前記対象に投与し、それによって、前記対象における高尿酸尿症を処置するステップを含む、方法。
- 前記組換え変異体C.utilisウリカーゼが、キサンチンオキシダーゼインヒビター、尿酸***促進薬、またはそれらの組合せと組み合わせて投与される、請求項48または49に記載の方法。
- 前記組換え変異体C.utilisウリカーゼが、キサンチンオキシダーゼインヒビター、尿酸***促進薬、またはそれらの組合せの投与に引き続いて投与される、請求項48または49に記載の方法。
- 前記キサンチンオキシダーゼインヒビターが、アロプリノールおよびフェブキソスタットから選択される、請求項50または51に記載の方法。
- 前記尿酸***促進薬が、プロベネシド、ベンズブロマロン、ロサルタンおよびレシヌラドから選択される、請求項50または51に記載の方法。
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