JP2021533829A - 抗il1rap抗体およびその使用方法 - Google Patents

抗il1rap抗体およびその使用方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒトインターロイキン−1受容体アクセサリータンパク質(hu−IL1RAP)に特異的に結合し、IL−1、IL−33、およびIL−36の細胞内シグナル伝達経路を完全ブロッキングする抗体および抗原結合断片などの結合タンパク質を提供する。このような結合タンパク質を含む組成物、ならびにこのような結合タンパク質を作製および使用する方法も提供される。【選択図】図7

Description

相互参照
本出願は、2018年8月17日に出願された米国仮特許出願第62/719,397号の優先権を主張するものであり、これはあらゆる目的で参照として本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、インターロイキン−1受容体アクセサリータンパク質に結合する抗体および抗原結合断片などの結合タンパク質、およびこのような結合タンパク質を使用する方法に関する。
配列表への言及
配列表の公式写しは、ASCII方式のテキストファイルとして、特許明細書と同時に、EFS−Web経由で提出され、ファイル名は「09402−002US1_SeqListing_ST25.txt」、作成日は2019年8月15日、サイズは180,889バイトである。EFS−Web経由で出願された配列表は、特許明細書の一部であり、配列表全体が参照により本明細書に組み込まれる。
サイトカインリガンドのインターロイキン−1(IL−1)ファミリーおよび受容体は、炎症、自己免疫、免疫調節、細胞増殖(cell proliferation)、および宿主防御に関連しており、炎症、自己免疫、免疫調節、変性、および細胞増殖(例えば、がん)の疾患および障害の病態の一因となり、そのサイトカインおよび受容体は、このような疾患および障害の病原性メディエーターとして機能する。例えば、Garlanda et al.,Immunity,39:1003−1018(2013)を参照。
サイトカインのIL−1ファミリーには、インターロイキン−1アルファ(IL−1アルファまたはIL−1aまたはIL−1α)、インターロイキン−1ベータ(IL−1βまたはIL−1b)、インターロイキン−33(IL−33)、インターロイキン−36アルファ(IL−36アルファまたはIL−36α)、インターロイキン−36ベータ(IL−36βまたはIL−36b)、およびインターロイキン−36ガンマ(IL−36ガンマまたはIL−36γ)が含まれる。これらのサイトカインはそれぞれ、特定の細胞表面に発現する特異的なIL−1ファミリー細胞膜受容体に結合できるリガンドとして機能する。IL−1ファミリーサイトカインがその同族受容体に結合すると、共受容体が動員されて、サイトカイン、その同族膜受容体、およびその共受容体を含む三元複合体を形成する。得られた三元複合体は、NF−κBおよびAP−1を含む一連の転写因子ならびにマイトジェン活性化プロテインキナーゼの細胞内シグナル伝達(intracellular signal transduction)および活性化を促進し、三元複合体は、多数のサイトカイン、ケモカイン、酵素、および接着分子の産生を含む炎症および免疫応答のカスケードを誘発する。
インターロイキン−1受容体アクセサリータンパク質(IL1RAP)は、インターロイキン−1受容体1(IL1R1)、ST2(インターロイキン−1受容体様1またはIL1RL1としても知られる)およびインターロイキン−1受容体様2(IL1RL2)を含むIL−1ファミリーのいくつかの受容体の共通の細胞膜共受容体として機能する。IL1RAPは、上記のIL−1ファミリーサイトカインの1つであるサイトカインの特異的同族受容体、およびIL1RAP共受容体によって形成される三元シグナル伝達複合体(ternary signaling complex)の必要な構成要素である。したがって、IL1RAPは、IL−1ファミリーサイトカインであるIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γによって刺激される特定の下流シグナル伝達経路を促進する必要があるため、IL−1ファミリーシグナル伝達経路において重要な機能を果たす。
WO2012/098407A1は、IL1RAPを発現する固形腫瘍に関連する細胞死の誘導ならびに/または細胞の成長および/もしくは増殖の阻害に使用するためのIL1RAPに対する特異性を有する抗体などの結合部分を含む薬剤(agent)を対象とする。WO2012/098407A1では、ヒトIL1RAPに対するマウスIgG2aモノクローナル抗体である「mAb81.2」が開示され、これは、インビボで投与された場合、黒色腫マウスモデルにおいて統計的に有意な腫瘍成長の遅延をもたらした。
WO2015/132602A1は、ヒトIL1RAPに特異的な抗体および固形腫瘍の治療へのそれらの使用を対象とする。WO2015/132602A1では、200pMのKでヒトIL1RAPのドメイン2に特異的に結合し、カニクイザルIL1RAPと交差反応し、1つ以上のがん細胞株(CMLなど)においてADCCを誘導することができ、IL−1α、IL−1β、およびIL−33刺激性シグナル伝達にいくらかの阻害効果を有する、特定のマウス由来抗体「CAN04」が開示されている。
WO2016/020502A1では、それぞれ1.4および0.9nMのKでヒトIL1RAPのドメイン3に特異的に結合し、カニクイザルIL1RAPと交差反応し、1つ以上のがん細胞株(CMLなど)でADCCを誘導することができる、2つの特定のマウス由来抗体「CAN01」および「CAN03」が開示されている。CAN03は、IL−1α、IL−1β、およびIL−33刺激性シグナル伝達にある程度の阻害効果があると決定された一方、CAN01は、IL−1α、IL−1β、およびIL−33シグナル伝達に明らかな阻害作用はないことが見出された。
WO2016/207304A1は、ヒトIL−1RAcPに特異的に結合し、IL−1α、IL−1β、IL−33、および/またはIL−36βによって刺激されるNFkB活性にいくらかの阻害効果を有するウサギ由来抗体を対象とする。
WO2017/191325A9は、ヒトIL−1R3に特異的に結合し、IL−1α、IL−1β、IL−33、および/またはIL−36βによって刺激されるNFkB活性にいくらかの阻害効果を有するヒト化IgG1抗体を対象とする。
サイトカインリガンドのIL−1ファミリーおよび受容体に関連する炎症性、自己免疫性、免疫調節性、変性性、および細胞増殖性の疾患または障害を治療、改善、または予防する療法の必要性が依然としてある。本開示は、これらおよび他のニーズを満たすものである。
本開示は、高い親和性でヒトIL1RAPに特異的に結合する抗体を提供する。抗体は、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路を減少、阻害、および/または完全ブロッキングすることができ、この経路には、次のアゴニストのうちの1つ以上の結合によって刺激されるシグナル伝達が含まれる。IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γ。本開示は、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達の阻害に応答する疾患および状態を治療する方法も提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、(i)第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、および第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/または(ii)第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)を含む抗IL1RAP抗体であって、
(a)HVR−L1が、アミノ酸配列RASENIXXNXX(配列番号10)を含み、式中、7番目のXが、YまたはWであり、8番目のXが、S、H、K、L、M、N、Q、R、またはYであり、10番目のXが、L、A、G、I、M、N、Q、S、T、V、またはYであり、11番目のXが、A、G、N、S、またはTであり、
(b)HVR−L2が、アミノ酸配列GXXNXAD(配列番号36)を含み、式中、2番目のXが、A、D、E、F、G、H、I、K、L、M、N、Q、R、S、T、V、W、またはYであり、3番目のXが、K、G、またはNであり、5番目のXが、L、F、H、W、またはYであり、
(c)HVR−L3が、アミノ酸配列XXFXTXPRT(配列番号62)を含み、式中、1番目のXが、QまたはSであり、2番目のXが、HまたはSであり、4番目のXが、W、A、F、G、H、I、K、L、M、V、またはYであり、6番目のXが、T、I、またはVであり、
(d)HVR−H1が、アミノ酸配列XXXXXXX(配列番号77)を含み、式中、1番目のXが、F、A、D、E、G、H、I、K、M、N、P、Q、R、S、T、W、またはYであり、2番目のXが、S、E、G、K、P、Q、R、またはTであり、3番目のXが、N、D、E、G、K、Q、またはRであり、4番目のXが、Y、A、D、E、H、S、またはVであり、5番目のXが、A、N、またはSであり、6番目のXが、M、V、またはWであり、7番目のXが、SまたはGであり、
(e)HVR−H2が、アミノ酸配列TXXXXXXXXYXLXDVKG(配列番号140)を含み、式中、2番目のXが、V、A、N、またはSであり、3番目のXが、TまたはSであり、4番目のXが、E、D、N、T、またはVであり、5番目のXが、G、I、P、T、またはVであり、6番目のXが、G、D、E、F、H、I、K、L、M、N、P、Q、R、T、V、W、またはYであり、7番目のXが、D、A、E、G、H、K、N、P、Q、R、またはSであり、8番目のXが、YまたはWであり、9番目のXが、N、A、G、P、またはRであり、11番目のXが、C、A、D、F、R、S、T、V、またはYであり、13番目のXが、D、S、またはWであり、
(f)HVR−H3が、アミノ酸配列XXDXXPYFXDY(配列番号202)を含み、式中、1番目のXが、A、G、S、またはTであり、2番目のXが、H、I、L、M、N、Q、またはVであり、4番目のXが、R、A、D、E、I、M、N、Q、またはSであり、5番目のXが、W、またはFであり、9番目のXが、F、L、M、またはWである、抗IL1RAP抗体を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、(i)第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、および第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/または(ii)第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)を含む抗IL1RAP抗体を提供し、(a)HVR−L1は、配列番号11〜35から選択されるアミノ酸配列を含み、(b)HVR−L2は、配列番号37〜61から選択されるアミノ酸配列を含み、(c)HVR−L3は、配列番号63〜76から選択されるアミノ酸配列を含み、(d)HVR−H1は、配列番号78〜120から選択されるアミノ酸配列を含み、(e)HVR−H2は、配列番号141〜201から選択されるアミノ酸配列を含み、(f)HVR−H3は、配列番号203〜225から選択されるアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、(i)第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、および第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/または(ii)第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)を含む抗IL1RAP抗体を提供し、(a)HVR−L1は、配列番号11のアミノ酸配列を含み、(b)HVR−L2は、配列番号37のアミノ酸配列を含み、(c)HVR−L3は、配列番号63のアミノ酸配列を含み、(d)HVR−H1は、配列番号78のアミノ酸配列を含み、(e)HVR−H2は、配列番号141、184、185、186、187、188、189、190、および191から選択されるアミノ酸配列を含み、(f)HVR−H3は、配列番号203のアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、(i)第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、および第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/または(ii)第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)を含む抗IL1RAP抗体を提供し、(a)HVR−L1は、配列番号11、13、および23から選択されるアミノ酸配列を含み、(b)HVR−L2は、配列番号37、38、45、49、54、および61から選択されるアミノ酸配列を含み、(c)HVR−L3は、配列番号63、67、69、70、71、75、および76から選択されるアミノ酸配列を含み、(d)HVR−H1は、配列番号78、81、90、92、および118から選択されるアミノ酸配列を含み、(e)HVR−H2は、配列番号141、144、149、153、172、181、191、194、195、196、197、198、199、200、および201から選択されるアミノ酸配列を含み、(f)HVR−H3は、配列番号203、214、215、220、および222から選択されるアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、相補性決定領域CDR−L1、CDR−L2、CDR−L3、CDR−H1、CDR−H2、およびCDR−H3を含み、
(a)CDR−L1が、アミノ酸配列RASENIXXNXX(配列番号10)を含み、式中、7番目のXが、YまたはWであり、8番目のXが、S、H、K、L、M、N、Q、R、またはYであり、10番目のXが、L、A、G、I、M、N、Q、S、T、V、またはYであり、11番目のXが、A、G、N、S、またはTであり、
(b)CDR−L2が、アミノ酸配列GXXNXAD(配列番号36)を含み、式中、2番目のXが、A、D、E、F、G、H、I、K、L、M、N、Q、R、S、T、V、W、またはYであり、3番目のXが、K、G、またはNであり、5番目のXが、L、F、H、W、またはYであり、
(c)CDR−L3が、アミノ酸配列XXFXTXPRT(配列番号62)を含み、式中、1番目のXが、QまたはSであり、2番目のXが、HまたはSであり、4番目のXが、W、A、F、G、H、I、K、L、M、V、またはYであり、6番目のXが、T、I、またはVであり、
(d)CDR−H1が、アミノ酸配列XXXXX(配列番号121)を含み、式中、1番目のXが、N、D、E、G、K、Q、またはRであり、2番目のXが、Y、A、D、E、H、S、またはVであり、3番目のXが、A、N、またはSであり、4番目のXが、M、V、またはWであり、5番目のXが、SまたはGであり、
(e)CDR−H2が、アミノ酸配列TXXXXXXXXYXLXDVKG(配列番号140)を含み、式中、2番目のXが、V、A、N、またはSであり、3番目のXが、TまたはSであり、4番目のXが、E、D、N、T、またはVであり、5番目のXが、G、I、P、T、またはVであり、6番目のXが、G、D、E、F、H、I、K、L、M、N、P、Q、R、T、V、W、またはYであり、7番目のXが、D、A、E、G、H、K、N、P、Q、R、またはSであり、8番目のXが、YまたはWであり、9番目のXが、N、A、G、P、またはRであり、11番目のXが、C、A、D、F、R、S、T、V、またはYであり、13番目のXが、D、S、またはWであり、
(f)CDR−H3が、アミノ酸配列DXXPYFXDY(配列番号226)を含み、式中、2番目のXが、R、A、D、E、I、M、N、Q、またはSであり、3番目のXが、W、またはFであり、7番目のXが、F、L、M、またはWである。
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、相補性決定領域のCDR−L1、CDR−L2、CDR−L3、CDR−H1、CDR−H2、およびCDR−H3を含み、(a)CDR−L1は、配列番号11〜35から選択されるアミノ酸配列を含み、(b)CDR−L2は、配列番号37〜61から選択されるアミノ酸配列を含み、(c)CDR−L3は、配列番号63〜76から選択されるアミノ酸配列を含み、(d)CDR−H1は、配列番号122〜139から選択されるアミノ酸配列を含み、(e)CDR−H2は、配列番号141〜201から選択されるアミノ酸配列を含み、(f)CDR−H3は、配列番号227〜239から選択されるアミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、配列番号257、258、もしくは259から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および/または配列番号279、285、もしくは290から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、抗体は、配列番号257〜278から選択される軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、抗体は、配列番号279〜310から選択される重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、抗IL1RAP抗体を提供し、この抗体は、
配列番号259の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号290の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
配列番号268の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
配列番号268の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号297の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
配列番号270の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、または
配列番号270の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、配列番号328、329、330、もしくは331から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する軽鎖(LC)アミノ酸配列、および/または配列番号332、333、334、335、もしくは336から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する重鎖(HC)アミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、抗体は、配列番号328〜331から選択される軽鎖(LC)アミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、抗体は、配列番号332〜336から選択される重鎖(HC)アミノ酸配列を含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、抗IL1RAP抗体を提供し、この抗体は、
配列番号328の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号332の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、または
配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列を含む。
本開示によって提供される抗IL1RAP抗体の様々な実施形態において、抗体は、以下の特性
(a)抗体は、1×10−8M以下、1×10−9M以下、1×10−10M以下、または1×10−11M以下の結合親和性でヒトIL1RAPに結合し、必要に応じて、結合親和性は、配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチドに対する平衡解離定数(K)によって測定される、
(b)抗体は、IL−1刺激性シグナル、IL−33刺激性シグナル、および/またはIL−36刺激性シグナルを、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%減少させ、必要に応じて、シグナルの減少は、細胞ブロッキングアッセイによって測定され、必要に応じて、IL−1、IL−33、および/またはIL−36刺激性シグナルは、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γから選択されるアゴニストにより刺激され、必要に応じて、約EC50のアゴニストの濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、
(c)抗体は、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γアゴニストのうちの1つ以上がその同族受容体に結合することによって開始される細胞内シグナルを少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%減少させ、必要に応じて、細胞内シグナルの減少は、細胞ブロッキングアッセイによって測定され、必要に応じて、約EC50のIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γの濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nMのIC50を有するアゴニストによって開始される細胞内シグナルを減少させる、
(d)抗体は、初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)からのIL8のIL−1α、IL−1β、および/またはIL−36β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−1α、IL−1β、および/またはIL−36βの濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、
(e)抗体は、初代ヒト単球からのIL6のIL−1β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−1β濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、
(f)抗体は、ヒトナチュラルキラー(NK)細胞からのINF−γのIL−33刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−33濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、
(g)抗体は、ヒト表皮ケラチノサイト(HEKn)からのIL8のIL−36β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC60のIL−36β濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または2nM以下のIC50を有する、
(h)抗体は、好塩基球でIL−33刺激性リン酸化を阻害し、必要に応じて、約EC56のIL−33濃度で、抗体は、75nM以下、50nM以下、または45nM以下のIC50を有する、
(i)抗体は、CD4+T細胞からINF−γのIL−33刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC34のIL−33濃度で、抗体は、75nM以下、50nM以下、または45nM以下のIC50を有する、
(j)抗体は、ヒトIL1RAPのドメイン3内の1つ以上のアミノ酸残基に特異的に結合し、ドメイン3は、配列番号1または3のアミノ酸配列の238〜367番目を含む、
(k)抗体は、配列番号1または3のアミノ酸配列の243〜255番目、257〜268番目、および/または333〜336番目に特異的に結合する、
(l)抗体は、ヒトIL1RAPのドメイン1またはドメイン2内のアミノ酸残基に結合せず、必要に応じて、ドメイン1およびドメイン2は、配列番号1または3のアミノ酸配列の21〜237番目を含む、
(m)抗体は、配列番号8のカニクイザルIL1RAPポリペプチドと交差反応する、ならびに/あるいは、
(n)抗体は、配列番号9のマウスIL1RAPポリペプチドと交差反応する、のうちの1つ以上によって特徴付けられる。
本開示は、抗IL1RAP抗体の実施形態も提供する。ここで、(i)抗体は、モノクローナル抗体である;(ii)抗体は、ヒト抗体、ヒト化抗体、またはキメラ抗体である;(iii)抗体は、クラスIgGの完全長抗体であり、必要に応じて、クラスIgG抗体は、IgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4から選択されるアイソタイプを有する;(iv)抗体は、Fc領域変異体、必要に応じて、エフェクター機能を改変するFc領域変異体(例えば、エフェクターレス抗体をもたらす変異体)、CDC活性、ADCC活性、および/またはADCP活性の低下を示すFc領域変異体、ヒト単球、好中球、および/またはジャーカット細胞に細胞傷害活性の低下を示すFc領域変異体、または抗体半減期を改変するFc領域変異体である;(v)抗体は抗体断片であり、必要に応じて、F(ab’)、Fab’、Fab、Fv、単一ドメイン抗体(VHH)、およびscFvからなる群から選択される;(vi)抗体は、免疫複合体であり、必要に応じて、免疫複合体は、IL1RAP媒介性の疾患または状態を治療するための治療剤を含む;(vii)抗体は、多重特異性抗体であり、必要に応じて、二重特異性抗体である;および(viii)抗体は、合成抗体であり、CDRは免疫グロブリン足場またはフレームワーク以外の足場またはフレームワーク、必要に応じて、代替タンパク質足場および人工ポリマー足場から選択される足場にグラフティングされる。
他の実施形態において、本開示は、本明細書に開示される抗IL1RAP抗体をコードする単離された核酸を提供する。
いくつかの実施形態において、本開示は、本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体をコードする核酸を含む宿主細胞も提供する。
本開示は、抗IL1RAP抗体を産生する方法を提供し、本方法は、抗体が産生されるように、抗IL1RAP抗体をコードする核酸(またはベクター)を含む宿主細胞を培養することを含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、IL−1、IL−33、IL−36、および/またはIL1RAP媒介性の疾患または状態を治療するための治療薬をさらに含み、必要に応じて、治療剤は化学療法剤である。
本開示は、対象のIL1RAP媒介性疾患を治療する方法も提供し、本方法は、本明細書に開示されるような治療有効量の抗IL1RAP抗体、または本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体の治療有効量の医薬製剤を対象に投与することを含む。
本開示は、対象のIL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達によって媒介される疾患を治療する方法も提供し、本方法は、本明細書に開示されるような治療有効量の抗IL1RAP抗体、または本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体の治療有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。
本開示は、対象のIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γ刺激性シグナル伝達によって媒介される疾患を治療する方法も提供し、本方法は、本明細書に開示されるような治療有効量の抗IL1RAP抗体、または本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体の治療有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。
本明細書に開示される治療方法の様々な実施形態において、IL1RAP媒介性の疾患および状態、またはIL−1、IL−33、および/もしくはIL−36シグナル伝達によって媒介される疾患には、炎症性疾患、自己免疫疾患、呼吸器疾患、代謝性疾患、感染症、およびがんが含まれる。いくつかの実施形態において、IL1RAP媒介性の疾患および状態は、にきび、急性膵炎、急性重症潰瘍性大腸炎、成人発症型スティル病、加齢性黄斑変性症(AMD)、気道過敏性、気道炎症、アレルギー性結膜炎、アレルギー性鼻炎、アレルギー、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アナフィラキシー、関節炎痛、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性皮膚炎、アトピー性湿疹、自己免疫性血管炎、ベーチェット病、骨がん、脳がん、乳がん、悪液質/食欲不振、軟骨損傷、脳虚血、慢性疲労症候群、慢性閉塞性肺疾患、クロストリジウム関連疾患、結腸がん、うっ血性心不全、結膜炎、冠動脈バイパス移植、冠動脈再狭窄、クローン病、糖尿病、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症、ドライアイ疾患、子宮内膜症、好酸球関連胃腸障害、好酸球性食道炎、家族性寒冷自己炎症性症候群、家族性地中海熱、発熱、線維筋痛症、線維性障害、食物アレルギー、汎発性膿疱性乾癬、緑内障、糸球体腎炎、痛風性関節炎、移植片対宿主疾患、蠕虫感染、出血性ショック、化膿性汗腺炎、痛覚過敏、高IgD症候群、高尿酸血症、特発性肺線維症(IPF)、がん関連痛、感染症、炎症性腸疾患(IBD)、緊張に起因する炎症状態、角膜移植に関連する炎症性眼疾患、炎症性疼痛、インフルエンザ、腸がん、虚血、若年性関節炎、川崎病、腎臓がん、レーバー先天性黒内障、肝臓がん、肝疾患、肺がん、マックル−ウェルズ症候群、多発性骨髄腫、多発性硬化症、筋骨格痛、骨髄性および他の白血病、心筋機能不全、筋障害、鼻ポリープ、新生児発症多系統炎症性疾患、神経毒性、非感染性結膜炎、非小細胞肺がん、整形外科手術、骨関節炎、骨粗鬆症、疼痛、掌蹠膿疱症、膵臓がん、パーキンソン病、歯周病、末梢血管疾患、リウマチ性多発筋痛症、ポリープ状脈絡膜血管症(PCV)、早産、前立腺がん、原虫感染症、乾癬、乾癬性関節炎、壊疽性膿皮症、再灌流傷害、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、再狭窄、網膜剥離、網膜色素変性症、未熟網膜症(ROP)、関節リウマチ、敗血症性ショック、鎌状赤血球貧血、放射線療法による副作用、副鼻腔炎、皮膚がん、睡眠障害、捻挫、シュタルガルト病、胃がん、側頭下顎関節疾患、TNF受容体関連周期性症候群、移植拒絶、外傷、外傷性眼損傷、2型糖尿病、潰瘍性大腸炎、およびブドウ膜炎から選択され得る。
いくつかの実施形態において、本開示は、対象のがんを治療する方法も提供し、本方法は、本明細書に開示されるような治療有効量の抗IL1RAP抗体の抗体、または本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体の治療有効量の医薬製剤を対象に投与することを含む。実施形態において、がんは、乳がん、結腸直腸がん、非小細胞肺がん、膵臓がんから選択される。
いくつかの実施形態において、本開示は、対象の喘息を治療する方法も提供し、本方法は、本明細書に開示されるような治療有効量の抗IL1RAP抗体の抗体、または本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体の治療有効量の医薬製剤を対象に投与することを含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、生体試料のIL1RAPのレベルを検出するための方法も提供し、本方法は、本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体と試料とを接触させる段階を含む。本開示の抗IL1RAP抗体は、IL1RAPの検出および定量化のために、競合結合アッセイ、直接および間接サンドイッチアッセイ、免疫沈降アッセイ、ならびに酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)など、いずれかの既知のアッセイ方法で使用することができる(Sola,1987,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques,pp.147−158,CRC Press,Inc.を参照)。抗体は、幅広いアッセイに適した高い親和性でhu−IL1RAPに結合する。
HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性センサー細胞、またはHEK−BLUE(商標)IL−36応答性センサー細胞(すなわち、IL−36受容体を一過性発現するIL−33細胞)で評価され、示された種々のアゴニストで刺激されたIL−1、IL−33、およびIL−36刺激性細胞内シグナル伝達の阻害アッセイにおけるマウスハイブリドーマ由来抗hu−IL1RAP抗体である11C5(Hy)の結果プロットを示す。図1A:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−1α刺激([IL−1α]=35pM)の11C5(Hy)阻害、IC50=4.70nM。図1B:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−1β刺激([IL−1β]=7pM)の11C5(Hy)阻害、IC50=1.00nM。図1C:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−33刺激([IL−33]=60pM)の11C5(Hy)阻害、IC50=3.71nM。図1D:HEK−BLUE(商標)IL−36応答性細胞のIL−36α刺激([IL−36α]=10pM)の11C5(Hy)阻害、IC50=2.52nM。図1E:HEK−BLUE(商標)IL−36応答性細胞のIL−36β刺激([IL−36β]=5pM)の11C5(Hy)阻害、IC50=0.98nM。図1F:HEK−BLUE(商標)IL−36応答性細胞のIL−36γ刺激([IL−36γ]=7pM)の11C5(Hy)阻害、IC50=0.67nM。全てのアッセイは、約EC50〜EC70のアゴニスト濃度で実施され、示されているエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表しており、陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 ハイブリドーマ由来のマウス抗hu−IL1RAP抗体11C5(Hy)およびこの抗体のヒト化型h11C5のVおよびV領域に対して最も近縁のヒト生殖系列カッパ軽鎖V領域(遺伝子ID−V遺伝子:IGKV1−NL1*01、J遺伝子:IGKJ4*02)および重鎖V領域(遺伝子ID−V遺伝子:IGHV3−7*03、J遺伝子:IGHJ4*03)のアミノ酸配列の整列を示す。 450nmでのバキュロウイルス(BV)粒子のELISAシグナルに対する、ヒト化抗hu−IL1RAP抗体h11C5ならびに陽性および陰性対照参照抗体の濃度のプロットを示し、h11C5によるBV粒子への非特異的結合がないことを示している。 ハイブリドーマ由来の抗hu−IL1RAP抗体11C5(Hy)に基づいて組換え調製した下記抗体の細胞内シグナル伝達阻害アッセイ結果のプロットを示す。マウス11C5(「m11C5」)、キメラ11C5(「c11C5」)、ヒト化11C5mAb(「h11C5」)、c11C5のC59Y変異体(「c11C5_C59Y」)、およびh11C5のC59Y変異体(「h11C5_C59Y」)。比較のために、11C5(Hy)およびヒトアイソタイプ対照抗体(「Hu IgG1対照」)のアッセイ結果のプロットも含まれた。図4A:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−1β刺激([IL−1β]=7pM)の11C5(Hy)、m11C5およびh11C5の阻害。図4B:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−33刺激([IL−33]=60pM)の11C5(Hy)、m11C5およびh11C5の阻害。図4C:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−1β刺激([IL−1β]=7pM)のh11C5およびh11C5_C59Yの阻害。図4D:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−33刺激([IL−33]=60pM)のh11C5およびh11C5_C59Yの阻害。図4E:初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)のIL−1α刺激([IL−1α]=10pM)のc11C5_C59Y阻害、IC50=3.96nM。図4F:初代ヒト単球(PHM)のIL−1β刺激([IL−1β]=0.925nM)のc11C5_C59Y阻害、IC50=0.74nM。図4G:初代ヒトNK(PHNK)細胞のIL−33刺激([IL−33]=1nM、[IL−12]=0.1ng/mL)のc11C5_C59Y阻害、IC50=2.90nM。図4H:PHLFのIL−36β刺激([IL−36β]=2nM)のc11C5_C59Y阻害、IC50=0.28nM。全ての組換え抗体には、エフェクターレス機能を付与するN297G変異も含まれている。アゴニストは約EC50〜EC70の有効濃度で使用した。エラーバーは、二重試料からの標準偏差を表している。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 実施例9および10に記載されているように、VまたはV領域のいずれかまたは両方に単一、二重、または三重の変異を含む、FabまたはIgGタンパク質のいずれかのh11C5_C59Y/A43Sの親和性成熟変異体のHEK−Blue細胞内シグナル伝達阻害アッセイ結果のプロットを示す。図5A:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−1β刺激([IL−1β]=7pM)の阻害。図5B:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−33刺激([IL−33]=40pM)の阻害。図5C:HEK−BLUE(商標)IL−36応答性細胞のIL−36α刺激([IL−36α]=60pM)の阻害。図1D:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−1β刺激([IL−1β]=9pM)の阻害。図5E:HEK−BLUE(商標)IL−1/IL−33応答性細胞のIL−33刺激([IL−33]=60pM)の阻害。図5F:HEK−BLUE(商標)IL−36応答性細胞のIL−36α刺激([IL−36α]=50pM)の阻害。図で使用される変異体の識別子に対応するVおよびV領域の変異は、実施例9で説明される。図5A〜Cは、非親和性成熟親抗体のFab型「h11C5_AC59Y/A43S」およびIgG対照「Fab対照」を含む、親和性成熟変異体のFab型の結果を示す。図5D〜Fは、親和性成熟変異体の完全長IgG抗体型の結果を示し、非親和性成熟親抗体「h11C5_AC59Y/A43S」の完全長IgG抗体型およびIgG対照を含む。アイソタイプIgG対照抗体を含む、試験された全ての完全長IgG抗体には、エフェクターレス機能を付与するN297G変異が含まれていた。IL−1βまたはIL−36α刺激のアッセイは、約EC50〜EC60のアゴニスト濃度で実施された。IL−33刺激のアッセイは、約EC35〜EC45のアゴニスト濃度で実施された。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 同上。 同上。 同上。 同上。 同上。 実施例12に記載されているように、h11C5変異体YKD(または「11C5−YKD」)と比較したh11C5変異体YKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)のHEK−Blue細胞内シグナル伝達阻害アッセイ結果のプロットを示す。図6Aは、IL−1βで刺激されたHEK−Blue細胞のアッセイ結果を示し、図6Bは、IL−33で刺激されたHEK−Blue細胞のアッセイ結果を示し、図6Cは、IL−36βで刺激されたHEK−Blue細胞のアッセイ結果を示す。各アッセイにおいて、アゴニスト濃度はEC55に近いか、またはEC55より高い。示されるエラーバーは、二重試料からの平均の標準誤差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 同上。 同上。 IL−1βで刺激された単球において、EC55より高いアゴニスト濃度で、YKD(もしくは「11C5−YKD」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)と比較したh11C5変異体抗体のYKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 IL−1αで刺激されたPHLF細胞において、EC55に近いか、またはEC55より高いアゴニスト濃度で、変異体YKD(もしくは「11C5−YKD」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)と比較したh11C5変異体YKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 IL−36βで刺激されたHEKn細胞において、EC55より高いアゴニスト濃度で、YKD(もしくは「11C5−YKD」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)と比較したh11C5変異体抗体のYKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される。 IL−36βで刺激されたPHLF細胞において、EC55に近いか、またはEC55より高いアゴニスト濃度で、YKD(もしくは「11C5−YKD」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)と比較したh11C5変異体抗体のYKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 IL−12の存在下IL−33で刺激された初代ヒトNK細胞において、YKD(もしくは「11C5−YKD」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)と比較したh11C5変異体抗体のYKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。IL−33は、EC50に相当する有効濃度にある。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 EC56のアゴニスト濃度で、IL−33で刺激された好塩基球におけるh11C5変異体抗体のYKD/YTE(または「11C5−YKD/YTE」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。示されるエラーバーは、二重試料からの標準偏差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 EC34のアゴニスト濃度で、IL−33で刺激されたCD4+T細胞におけるh11C5変異体抗体のYKD/YTE(もしくは「11C5−YKD/YTE」)またはアイソタイプ対照(IgG対照)のブロッキング効果のアッセイのプロットを示す(実施例12に記載の通り)。示されるエラーバーは、三重試料からの平均の標準誤差を表す。陽性対照(PC)は黒い破線で表される一方、陰性対照(NC)は灰色の破線で表される。 実施例14に記載されているように、カニクイザルで実施された薬物動態研究1、2および3から得られたデータを最もよく記載する非線形2コンパートメントモデルを示す。モデルパラメータ、変数、および初期条件は次のように定義された。「Vc」は、mL/kg単位で、体重当たりの中心コンパートメントの体積であり、「vp」は、mL/kg単位で、体重当たりの末梢コンパートメントの体積であり、「CLt」は、mL/日/kgの単位で、FcRn媒介性IgG異化および再循環により生じると想定される体重当たりの線形クリアランスであり、「CLd」は、mL/日/kgの単位で、体重当たりの中心コンパートメントと末梢コンパートメントとの分布クリアランスであり、「A(1)(t)」は、体重当たりの時間tにおける中心コンパートメントの薬物量であり、したがって、血漿濃度時間プロファイルのモデル予測は、μg/kgの単位、A(1)(0)=0で、「A(1)(t)/Vc」であった。また「A(2)(t)」は、μg/kgの単位、A(2)(0)=0で、体重当たりの時間tにおける末梢コンパートメントの薬物量である。 実施例14に記載されるように、カニクイザルにおける抗体の単回静注用量の投与後のYKD(図14B)およびYKD/YTE(図14C)の薬物動態を示す。図14B:40mg/kg(黒丸で示す)、20mg/kg(白丸)、10mg/kg(黒四角)、3mg/kg(白四角)および1mg/kg(黒三角)のYKD用量。図14C:40mg/kg(黒丸で示す)、10mg/kg(白四角)および3mg/kg(黒三角)のYKD/YTE用量。エラーバーは標準偏差を表す。 同上。 ヒトIL1RAP(分子表面)、IL−1β(濃灰色リボン)、およびIL−1R1(薄灰色リボン)の三元複合体の結晶構造(PDBコード:3O4O)の分子表面およびリボン表現を示す。この表現は、実施例15に記載されるように、抗hu−IL1RAP抗体、YISおよびYKSの結合に有害であるが、変異した場合の参照抗体の結合には有害ではないと同定されたIL1RAPアミノ酸残基の空間分布を示す。9個以上のフラグ付き置換で観察されたIL1RAP残基のI245、E261、およびT267は黒で彩色され、6〜8個のフラグ付き置換を有するエピトープの他の残基は濃灰色で彩色されている。 実施例18に記載されるように、単回IL−1β接種モデル(図16A)または単回IL−36α接種モデル(図16B)で決定された14F4またはアイソタイプ対照(IgG対照)のブロッキング効果プロットを示す。図16A:マウスに14F4またはIgG対照を投与し、1日後にD−PBSまたは50ngのIL−1βを腹腔内接種し、接種の2時間後、採血し、血清IL−6レベルを決定し、データは、群当たり5匹のマウスからのものであり、2つの独立実験を表し、棒グラフは平均+/−SEMを示し、個々の円は1個体マウスからのデータを示し、14F4またはIgG対照を投与されたマウスは白円または黒円でそれぞれ示され、アイソタイプ/PBSとアイソタイプ/IL−1β接種マウスとを比較する、またはアイソタイプ/IL−1β接種マウスと14F4/IL−1β接種マウスとを比較するマン−ホイットニー検定を使用する**p≦0.01。図16B:マウスに14F4またはIgG対照を投与し、1日後にD−PBSまたは10ngのIL−36αを経鼻接種し、接種の1日後、肺気腔の細胞炎症を決定し、データは、群当たり5匹のマウスからのものであり、2つの独立実験を表し、棒グラフは平均+/−SEMを示し、各円は1個体マウスからのデータを示し、14F4またはIgG対照を投与されたマウスは白円または黒円でそれぞれ示され、アイソタイプ/PBSとアイソタイプ/IL−36α接種マウスとを比較する、またはアイソタイプ/IL−36α接種マウスと14F4/IL−36α接種マウスとを比較するマン−ホイットニー検定を使用する**p≦0.01。 同上。 実施例18に記載されるように、肺気腔における免疫細胞浸潤をアッセイする複数のIL−1β接種モデルで決定された14F4またはアイソタイプ対照(IgG対照)のブロッキング効果のプロットを示す。肺気腔における5つの異なる細胞型の浸潤について、ブロッキング効果を測定した。好中球(図17A)、CD4 T細胞(図17B)、T1−ST2CD4 T細胞(図17C)、単球(図17D)、および樹状細胞(図17E)。−1日目および2日目に、マウスに14F4、またはIgG対照を投与し、0、1、および2日目にD−PBSまたは30ngのIL−1βを経鼻接種し、3日目に、肺気腔の細胞炎症が決定され、データは、群当たり5匹のマウスからのものであり、2つの独立実験を表し、棒グラフは平均+/−SEMを示す。個々の円は1個体マウスからのデータを示し、14F4またはIgG対照を投与されたマウスは白円または黒円でそれぞれ示され、アイソタイプ/PBSとアイソタイプ/IL−1β接種マウスとを比較する、またはアイソタイプ/IL−1β接種マウスと14F4/IL−1β接種マウスとを比較するマン−ホイットニー検定を使用する*p≦0.05および**p≦0.01。 同上。 同上。 同上。 同上。 実施例18に記載されるように、肺組織におけるケモカインおよびサイトカインのレベルをアッセイする複数のIL−1β接種モデルで決定された14F4またはアイソタイプ対照(IgG対照)のブロッキング効果のプロットを示す。ブロッキング効果は、肺組織試料から測定された3つの異なるケモカインおよびサイトカインのレベルに基づいて決定された。IL−1β(図18A)、IL−17A(図18B)、およびCXCL1(図18C)。−1日目および2日目に、マウスに14F4またはIgG対照を投与し、0、1、および2日目に、D−PBSまたは30ngのIL−1βを経鼻接種し、3日目に、タンパク質ケモカインおよびサイトカイン分析用に肺組織を収集し、データは、群当たり5匹のマウスからのものであり、2つの独立実験を表し、棒グラフは平均+/−SEMを示し、各円は1個体マウスからのデータを示し、14F4またはIgG対照を投与されたマウスは白円または黒円でそれぞれ示され、アイソタイプ/PBSとアイソタイプ/IL−1β接種マウスとを比較する、またはアイソタイプ/IL−1β接種マウスと14F4/IL−1β接種マウスとを比較するマン−ホイットニー検定を使用する*p≦0.05および**p≦0.01。 同上。 同上。 実施例18に記載されるように、血清抗体レベルをアッセイする急性HDM喘息モデルで決定された14F4またはアイソタイプ対照(IgG対照)のブロッキング効果のプロットを示す。図19A:HDM特異的IgEのアッセイ、図19B:HDM特異的IgG1のアッセイ。−1、2、6、9、および13日目に、マウスに14F4またはIgG対照を腹腔内投与し、0〜3、6〜10、13および14日目に、生理食塩水または25μgのHDMを経鼻接種し、最終接種1日後に、採血し、血清HDMに特異的なIgEおよびIgG1のレベルを決定し、データは、群当たり6〜10匹のマウスからのものであり、2つの独立実験を表し、棒グラフは平均+/−SEMを示し、各円は1個体マウスからのデータを示し、14F4またはIgG対照を投与されたマウスは白円または黒円でそれぞれ示され、アイソタイプ/生理食塩水とアイソタイプ/HDM接種マウスとを比較する、またはアイソタイプ/HDM接種マウスと14F4/HDM接種マウスとを比較するマン−ホイットニー検定を使用する*p≦0.05、**p≦0.01および***p≦0.001。 同上。
本開示は抗体を提供し、抗体には、高い親和性でヒトIL1RAPに特異的に結合するヒト化抗体が含まれる。開示された抗IL1RAP抗体は、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路を含むIL1RAP媒介性経路による細胞内シグナル伝達を減少、阻害、および/または完全ブロッキングすることができる。より具体的には、本明細書に開示される抗IL1RAP抗体は、以下のアゴニストのうちの1つ以上の結合によって刺激されるシグナル伝達を減少、阻害、および/または完全ブロッキングすることができる。IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γ。本開示は、IL1RAP媒介性疾患を治療する方法における抗IL1RAP抗体の使用も提供し、該疾患には、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達の阻害に応答する疾患および状態が含まれ、種々のがん(例えば、***、結腸直腸、非小細胞肺、膵臓)、ならびに関節炎、喘息、および潰瘍性大腸炎を含む炎症性、感染性、および自己免疫性の疾患が含まれるが、これらに限定されない。
用語および技法の概要
本明細書の記載および添付の特許請求の範囲について、単数形「a」および「an」は、明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「タンパク質(a protein)」への言及には複数のタンパク質が含まれ、「化合物(a compound)」への言及は複数の化合物を指す。「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(include)」、「含む(includes)」、および「含む(including)」の使用は、互いに交換可能であり、限定することを意図するものではない。様々な実施形態の記載が「含む」という用語を使用する場合、当業者は、いくつかの特定の例において、実施形態が「本質的にからなる」または「からなる」という言語を使用して代替的に説明できることを理解するであろうことをさらに理解されたい。
値の範囲が提供される場合、文脈上明らかに別段の指示がない限り、その範囲の上限と下限の間にある値の各介在整数、および値の各介在整数の各10分の1、明らかに別段の指示がない限り、およびその記載範囲における任意の他の記載値または介在値は、本発明に包含されると理解される。これらのより小さな範囲の上限および下限は、独立してより小さな範囲に含まれ、本発明内にも包含され、記載範囲における明確に除外される制限を受ける。記載範囲がこれらの制限の一方または両方を含む場合、これらの含まれる制限の(i)いずれかまたは(ii)両方を除く範囲も本発明に含まれる。例えば、「1〜50」には、「2〜25」、「5〜20」、「25〜50」、「1〜10」などが含まれる。
一般に、本明細書で使用される命名法ならびに本明細書に記載される技法および手順は、当業者によって十分に理解されかつ一般的に使用されるものを含み、例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning−A Laboratory Manual(2nd Ed.),Vols.1−3,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,N.Y.,1989(hereinafter “Sambrook”)、Current Protocols in Molecular Biology,F.M.Ausubel et al.,eds.,Current Protocols,a joint venture between Greene Publishing Associates,Inc.and John Wiley&Sons,Inc.(supplemented through 2011)(hereinafter “Ausubel”)、Antibody Engineering,Vols.1 and 2,R.Kontermann and S.Dubel,eds.,Springer−Verlag,Berlin and Heidelberg(2010);Monoclonal Antibodies:Methods and Protocols,V.Ossipow and N.Fischer,eds.,2nd Ed.,Humana Press(2014)、Therapeutic Antibodies:From Bench to Clinic,Z.An,ed.,J.Wiley&Sons,Hoboken,N.J.(2009)、およびPhage Display,Tim Clackson and Henry B.Lowman,eds.,Oxford University Press,United Kingdom(2004)に記載される一般的な技法および方法論などである。
本開示で参照される全ての出版物、特許、特許出願、および他の文書は、個々の出版物、特許、特許出願、または他の文書が、あらゆる目的で参照として本明細書に組み込まれることを個別に示すような場合と同程度に、あらゆる目的で全体を参照として本明細書に組み込まれる。
別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、限定することを意図するものではないことを理解されたい。本開示を解釈する目的で、以下の用語の説明が適用され、適切な場合、単数形で使用される用語は複数形も含み、逆もまた同様である。
本明細書で使用される「IL1RAP」とは、IL−1ファミリーにおけるいくつかの受容体の細胞膜共受容体であるインターロイキン−1受容体アクセサリータンパク質を指し、インターロイキン−1受容体1(IL1R1)、ST2(インターロイキン−1受容体様1またはIL1RL1としても知られる)、およびインターロイキン−1受容体様タンパク質2(IL1RL2)を含む。インターロイキン−1受容体アクセサリータンパク質、またはIL1RAPは、当技術分野では、「IL−1RAP」、「IL−1RAcP」、「IL1RAcP」または「IL−1R3」と呼ばれることがあることに留意されたい。「IL1RAP」、「IL1RAPポリペプチド」、および「IL1RAPタンパク質」という用語は、本明細書では互換的に使用される。
本明細書で使用される「IL1RAP媒介性状態」または「IL1RAP媒介性疾患」は、共受容体として作用するIL1RAPと共にサイトカインのIL−1ファミリーによって媒介されるシグナル伝達経路の異常な機能に関連する任意の病状を包含し、該経路は、IL−1ファミリーサイトカインのIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γによって刺激される下流のシグナル伝達経路を含むが、これらに限定されない。例えば、IL1RAP媒介性疾患には、がん、炎症性、感染性および自己免疫性の疾患を含む、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路のアンタゴニストまたは阻害剤によって媒介および/または応答する疾患が含まれ得るが、これらに限定されない。より具体的には、IL1RAP媒介性疾患には、にきび、急性重症潰瘍性大腸炎、成人発症スティル病、アレルギー性鼻炎、痛風関節炎、若年性関節炎、骨関節炎、関節リウマチ、関節炎痛、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性湿疹、ベーチェット病、悪液質、乳がん、結腸直腸がん、非小細胞肺がん、膵臓がん、慢性閉塞性肺疾患、ドライアイ症候群、家族性寒冷自己炎症性症候群、家族性地中海熱、食物アレルギー、汎発性膿疱性乾癬、化膿性汗腺炎、高IgD症候群、高尿酸血症、マックル−ウェルズ症候群、新生児発症多系統炎症性疾患、筋骨格痛、掌蹠膿疱症、末梢血管疾患、リウマチ性多発筋痛症、鼻ポリープ、乾癬、壊疽性膿皮症、再狭窄、鎌状赤血球貧血、副鼻腔炎、TNF受容体関連周期性症候群、2型糖尿病、および潰瘍性大腸炎が含まれ得るが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「IL−1刺激性シグナル」とは、IL−1αまたはIL−1βなどのIL−1サイトカインがその同族細胞表面受容体であるIL1R1に結合することによって開始される細胞内シグナルを指す。例示的なIL−1刺激性シグナルには、本明細書の実施例に開示されるようなHEK−BLUE(商標)IL−1応答性細胞アッセイなど、細胞ブロッキングアッセイを使用して測定可能なものが含まれる。
本明細書で使用される「IL−33刺激性シグナル」とは、IL−33などのIL−33サイトカインがその同族細胞表面受容体であるIL1RL1(ST2としても知られる)に結合することによって開始される細胞内シグナルを指す。例示的なIL−33刺激性シグナルには、本明細書の実施例に開示されるようなHEK−BLUE(商標)IL−33応答性細胞アッセイなど、細胞ブロッキングアッセイを使用して測定可能なものが含まれる。
本明細書で使用される「IL−36刺激性シグナル」は、IL−36α、IL−36β、またはIL−36γなどのIL−36サイトカインがその同族細胞表面受容体であるIL1RL2に結合することによって開始される細胞内シグナルを指す。例示的なIL−36刺激性シグナルには、本明細書の実施例に開示されるようなHEK−BLUE(商標)IL−36応答性細胞アッセイなど、代替細胞ブロッキングアッセイによって測定されるものが含まれる。
「細胞ブロッキングアッセイ」とは、抗体が結合する抗原の生物活性を阻害または低減する抗体の能力を測定することができるアッセイを指す。例えば、細胞ブロッキングアッセイを使用して、IL−1、IL−33、およびIL−36のシグナル伝達経路を介したIL1RAP媒介性細胞内シグナル伝達など、特定の生物学的機能または生化学的機能を阻害するために必要な抗体の濃度を測定することができる。いくつかの実施形態において、抗体(例えば、本開示の抗IL1RAP抗体)の半数阻害濃度(IC50)および/または90%阻害濃度(IC90)は、細胞ブロッキングアッセイを使用して測定される。いくつかの実施形態において、細胞ブロッキングアッセイを使用して、抗体がアゴニスト(例えば、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、IL−36γ)とその同族受容体との相互作用をブロッキングするか否かを決定する。本開示の抗体を用いる有用な細胞ブロッキングアッセイは、初代細胞アッセイ(例えば、PHLF細胞)、ならびにレポーターまたはセンサー細胞アッセイ(例えば、HEK−BLUE(商標)レポーター細胞アッセイ)を含み得る。好適なHEK−BLUE(商標)特異的サイトカイン応答性レポーター細胞アッセイなど、IL−1、IL−33、およびIL−36シグナル伝達経路の例示的な細胞ブロッキングアッセイは、本明細書で提供される実施例に記載されている。
本明細書で使用される「抗体」とは、特定の抗原に特異的に結合するか、または免疫学的に反応する1つ以上のポリペプチド鎖を含む分子を指す。本開示の例示的な抗体には、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体、多重特異性(またはヘテロコンジュゲート)抗体(例えば、二重特異性抗体)、一価抗体(例えば、単一アーム抗体)、多価抗体、抗原結合断片(例えば、Fab’、F(ab’)、Fab、Fv、rIgG、およびscFv断片)、抗体融合物、および合成抗体(または抗体模倣物)が含まれる。
「抗IL1RAP抗体」または「IL1RAPに結合する抗体」とは、抗体がIL1RAPを標的とする際の診断剤および/または治療剤として有用であるように十分な親和性でIL1RAPに結合する抗体を指す。いくつかの実施形態において、無関係の非IL1RAP抗原への抗IL1RAP抗体の結合の程度は、例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)によって測定される場合、IL1RAPへの抗体結合の約10%未満である。いくつかの実施形態において、IL1RAPに結合する抗体は、<1μM、<100nM、<10nM、<1nM、<0.1nM、<0.01nM、または<1pM(例えば、10−8M以下、例えば、10−8M〜10−13M、例えば10−9M〜10−13M)の解離定数(K)を有する。
「完全長抗体」、「インタクト抗体」、または「全抗体」とは、本明細書で互換的に使用され、天然の抗体構造に実質的に類似する構造を有する抗体、または本明細書で定義されるFc領域を含む重鎖を有する抗体を指す。
「抗体断片」とは、完全長抗体と同じ抗原に結合することができる完全長抗体の一部を指す。抗体断片の例には、Fv、Fab、Fab’、Fab’−SH、F(ab’)、ダイアボディ、線形抗体、一価または単一アーム抗体、一本鎖抗体分子(例えば、scFv)および抗体断片から形成された多重特異性抗体が含まれるが、これらに限定されない。
抗体の「クラス」とは、その重鎖が保有する定常ドメインまたは定常領域の種類を指す。抗体には、IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMの5つの主要なクラスがあり、これらのいくつかは、さらに、サブクラス(アイソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、およびIgA2に分類される。免疫グロブリンの異なるクラスに対応する重鎖定常ドメインは、それぞれ、α、δ、ε、γ、およびμと呼ばれる。
「可変領域」または「可変ドメイン」とは、抗体の抗原への結合に関与する抗体の重鎖または軽鎖のドメインを指す。天然抗体の重鎖および軽鎖の可変ドメイン(それぞれVおよびV)は一般に類似の構造を有し、各ドメインは、4つの保存されたフレームワーク領域(FR)および3つの超可変領域(HVR)を含む(例えば、Kindt et al.,Kuby Immunology,6th ed.,W.H.Freeman and Co.,page 91を参照)。単一のVまたはVドメインは、抗原結合特異性を付与するのに十分であり得る。さらに、特定の抗原に結合する抗体は、VまたはVドメインを使用して、該抗原に結合する抗体から単離し、それぞれ相補的なVまたはVドメインのライブラリーをスクリーニングすることができる(例えば、Portolano et al.,J.Immunol.,150:880−887(1993);Clarkson et al.,Nature,352:624−628(1991)を参照)。
本明細書で使用される「超可変領域」または「HVR」とは、配列が超可変性であり、かつ/または構造的に定義されたループ(「超可変ループ」)を形成する抗体可変ドメインの各領域を指す。一般に、天然抗体は、6つのHVRを有する4つの鎖を含み、重鎖可変ドメインV(HVR−H1、HVR−H2、HVR−H3)に3つ、軽鎖可変ドメインV(HVR−L1、HVR−L2、HVR−L3)に3つである。HVRは一般に、超可変ループおよび/または「相補性決定領域」(CDR)からのアミノ酸残基を含む。別段に明記しない限り、可変ドメイン内のHVR残基および他の残基(例えば、FR残基)は、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th Ed.Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991)に従って本明細書で付番される。
本明細書で使用される「相補性決定領域」または「CDR」とは、最も高い配列多様性を有するおよび/または抗原認識に関与する、可変ドメインのHVR内の領域を指す。一般に、天然抗体は、6つのCDRを有する4つの鎖を含み、重鎖可変ドメインV(H1、H2、H3)に3つ、軽鎖可変ドメインV(L1、L2、L3)に3つである。例示的なCDR(CDR−L1、CDR−L2、CDR−L3、CDR−H1、CDR−H2、およびCDR−H3)は、L1のアミノ酸残基24〜34、L2の50〜56、L3の89〜97、H1の31〜35B、H2の50〜65、およびH3の95〜102で出現する。(Kabat et al.、前出)。
「フレームワーク」または「FR」とは、超可変領域(HVR)残基以外の可変ドメイン残基を指す。可変ドメインのFRは、一般的に、FR1、FR2、FR3、およびFR4の4つのFRドメインで構成される。したがって、HVRおよびFR配列は、一般に、V(またはV)において次の配列で出現する。FR1−H1(L1)−FR2−H2(L2)−FR3−H3(L3)−FR4。
「天然抗体」とは、天然に存在する免疫グロブリン分子を指す。例えば、天然IgG抗体は、約150,000ダルトンのヘテロ四量体糖タンパク質であり、ジスルフィド結合した2つの同一の軽鎖および2つの同一の重鎖で構成されている。N末端からC末端まで、各重鎖は可変領域(V)を有し、可変重ドメインまたは重鎖可変ドメインとも呼ばれ、その後に3つの定常ドメイン(CH1、CH2、およびCH3)が続く。同様に、N末端からC末端まで、各軽鎖は可変領域(V)を有し、可変軽ドメインまたは軽鎖可変ドメインとも呼ばれ、その後に定常軽(CL)ドメインが続く。抗体の軽鎖は、その定常ドメインのアミノ酸配列に基づいて、カッパ(κ)およびラムダ(λ)と呼ばれる2つのタイプのうちの1つに割り当てられ得る。
本明細書で使用される「モノクローナル抗体」とは、抗体の実質的に均一な集団から得られる抗体を指し、すなわち、該集団を含む個々の抗体は、可能な変異体抗体(例えば、変異体抗体は、天然に存在する変異またはモノクローナル抗体の産生中に生じる変異、および一般に少量存在する変異を含む)を除いて、同一であり、かつ/または同じエピトープに結合する。典型的には、異なる決定基(エピトープ)に対する異なる抗体を含むポリクローナル抗体調製物とは対照的に、モノクローナル抗体調製物の各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対するものである。したがって、「モノクローナル」という用語は、実質的に均一な抗体集団から得られる抗体の特徴を示し、任意の特定の方法による抗体産生を必要とすると解釈されるべきではない。例えば、使用されるモノクローナル抗体は、ハイブリドーマ法、組換えDNA法、ファージディスプレイ法、およびヒト免疫グロブリン遺伝子座の全てまたは一部を含むトランスジェニック動物を利用する方法を含むがこれらに限定されない様々な技法によって作製され得、このような方法および他の例示的なモノクローナル抗体作製法は、本明細書に記載されている。
「キメラ抗体」とは、重鎖および/または軽鎖の一部が特定の供給源または種に由来し、一方、重鎖および/または軽鎖の残りが異なる供給源または種に由来する抗体を指す。
「ヒト化抗体」とは、非ヒトHVRからのアミノ酸配列およびヒトFRからのアミノ酸配列を含むキメラ抗体を指す。特定の実施形態において、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、典型的には2つの可変ドメインの全てを実質的に含み、HVR(例えば、CDR)の全てまたは実質的に全てが非ヒト抗体のHVRに対応し、FRの全てまたは実質的に全てがヒト抗体のFRに対応する。ヒト化抗体は、必要に応じて、ヒト抗体に由来する抗体定常領域の少なくとも一部を含み得る。抗体の「ヒト化形態」、例えば、非ヒト抗体とは、ヒト化を受けた抗体を指す。
「ヒト抗体」とは、ヒトもしくはヒト細胞によって産生される抗体またはヒト抗体レパートリーもしくは他のヒト抗体をコードする配列を利用する非ヒト供給源に由来する抗体のアミノ酸配列に対応するアミノ酸配列を保有する抗体を指す。ヒト抗体のこの定義は、非ヒト抗原結合残基を含むヒト化抗体を明確に除外する。
「ヒト共通フレームワーク」は、ヒト免疫グロブリンVまたはVフレームワーク配列の選択において最も一般的に存在するアミノ酸残基を表すフレームワークである。一般に、ヒト免疫グロブリンVまたはV配列は、可変ドメイン配列のサブグループから選択される。一般に、配列のサブグループは、Kabat et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,Fifth Edition,NIH Publication 91−3242,Bethesda MD(1991),vols.1−3のようなサブグループである。一実施形態において、Vの場合、サブグループは、前出のKabatらのように、サブグループカッパIである。一実施形態において、Vの場合、サブグループは、前出のKabatらのようにサブグループIIIである。
本明細書で使用される「アクセプターヒトフレームワーク」は、ヒト免疫グロブリンフレームワークまたはヒト共通フレームワークに由来する軽鎖可変ドメイン(V)フレームワークまたは重鎖可変ドメイン(V)フレームワークのアミノ酸配列を含むフレームワークである。ヒト免疫グロブリンフレームワークまたはヒト共通フレームワークに「由来する」アクセプターヒトフレームワークは、その同じアミノ酸配列を含み得るか、またはアミノ酸配列の変化を含み得る。いくつかの実施形態において、アミノ酸の変化数は、10以下、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下、4以下、3以下、または2以下である。いくつかの実施形態において、Vアクセプターヒトフレームワークは、Vヒト免疫グロブリンフレームワーク配列またはヒト共通フレームワーク配列と配列が同一である。
「Fc領域」とは、免疫グロブリン重鎖のC末端ポリペプチド配列を含む二量体複合体を指し、C末端ポリペプチド配列は、インタクト抗体のパパイン消化によって得られるものである。Fc領域は、天然または変異体のFc配列を含み得る。免疫グロブリン重鎖のFc配列の境界は変化する場合があるが、ヒトIgG重鎖のFc配列は通常、約Cys226番目でのアミノ酸残基から、または約Pro230番目からLys447でのFc配列のカルボキシル末端まで伸長すると定義される。しかしながら、Fc配列のC末端リジン(Lys447)は、組換え生産に使用される細胞培養システム(例えば、CHO細胞での生産)で生じ得る酵素切断により組換え抗体のFc領域に存在する場合と存在しない場合がある。免疫グロブリンのFc配列は、一般に、2つの定常ドメイン、CH2ドメインおよびCH3ドメインを含み、必要に応じて、CH4ドメインを含む。
「Fc受容体」または「FcR」とは、抗体のFc領域に結合する受容体を指す。いくつかの実施形態において、FcRは、天然のヒトFcRである。いくつかの実施形態において、FcRは、IgG抗体(ガンマ受容体)に結合するものであり、FcγRI、FcγRII、およびFcγRIIIサブクラスの受容体を含み、これらの受容体の対立遺伝子変異体および選択的スプライシング形態を含む。FcγRII受容体には、FcγRIIA(「活性化受容体」)およびFcγRIIB(「阻害受容体」)が含まれ、これらは主にその細胞質ドメインが異なる類似のアミノ酸配列を有する。活性化受容体FcγRIIAは、その細胞質ドメインに免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)を含む。阻害性受容体FcγRIIBは、その細胞質ドメインに免疫受容体チロシンベースの阻害モチーフ(ITIM)を含む(例えば、Daeron,Annu.Rev.Immunol.,15:203−234(1997)を参照)。本明細書で使用されるFcRは、新生児受容体であるFcRnも含み、FcRnは、胎児への母体IgGの移動(Guyer et al.,J.Immunol.,1 17:587(1976)およびKim et al.,Eur.J.Immunol.,24:2429−2434(1994))および免疫グロブリンの恒常性の調節に関与する。FcRは、例えば、Ravetch and Kinet,Annu.Rev.Immunol,9:457−92(1991);Capel et al.,Immunomethods 4:25−34(1994);and de Haas et al.,J.Lab.Clin.Med.,126:330−41(1995)で概説されている。
本明細書で使用される「多価抗体」は、3つ以上の抗原結合部位を含む抗体である。多価抗体は、好ましくは、3つ以上の抗原結合部位を有するように操作され、一般に、天然配列のIgMまたはIgA抗体ではない。
「多重特異性抗体」は、少なくとも2つの異なる結合部位を有し、各部位が異なる結合特異性を有する抗体である。多重特異性抗体は、完全長抗体または抗体断片であることができ、異なる結合部位は、それぞれ異なる抗原に結合し得るか、または異なる結合部位は、同じ抗原の2つの異なるエピトープに結合し得る。
「Fv断片」とは、完全な抗原認識および結合部位を含む抗体断片を指す。この領域は、緊密に結合した1つの重鎖および1つの軽鎖の可変ドメインの二量体で構成されており、例えば、scFvでは天然で共有結合性であり得る。各可変ドメインの3つのHVRが相互作用してV−V二量体の表面上の抗原結合部位を規定するのは、この構成においてである。まとめると、6つのHVRまたはそのサブセットは、抗体に抗原結合特異性を付与する。しかしながら、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的な3つのHVRのみを含むFvの半分)でさえ、通常は結合部位全体よりも低い親和性であるが、抗原を認識して結合する能力を有する。
「Fab断片」とは、軽鎖の可変および定常ドメイン、ならびに重鎖の可変ドメインおよび第1の定常ドメイン(CH1)を含む抗体断片を指す。「F(ab’)断片」は、一対のFab断片を含み、これらは一般に該Fab断片間のヒンジシステインによってそれらのカルボキシ末端近くで共有結合している。抗体断片の他の化学カップリングも当技術分野で知られている。
本明細書で使用される「抗原結合アーム」とは、目的の標的分子に特異的に結合する能力を有する抗体の構成要素を指す。典型的には、抗原結合アームは、免疫グロブリンポリペプチド配列、例えば、免疫グロブリン軽鎖および重鎖のHVRおよび/または可変ドメイン配列の複合体である。
「一本鎖Fv」または「scFv」とは、抗体のVおよびVドメインを含む抗体断片を指し、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖に存在する。一般に、Fvポリペプチドには、VドメインとVドメインとの間に、ScFvが所望の抗原結合構造を形成することを可能にするポリペプチドリンカーがさらに含まれる。
「ダイアボディ」とは、2つの抗原結合部位を有する小さな抗体断片を指し、この断片は、同じポリペプチド鎖(VおよびV)に軽鎖可変ドメイン(V)に接続された重鎖可変ドメイン(V)を含む。同じ鎖上の2つのドメイン間の対合を可能にするには短すぎるリンカーを使用することにより、ドメインは別の鎖の相補的ドメインと対合するしかなく、2つの抗原結合部位を作成する。
「線形抗体」とは、Zapata et al.,Protein Eng.,8(10):1057−1062(1995)に記載されている抗体を指す。簡潔に述べると、これらの抗体は、相補的な軽鎖ポリペプチドと共に、一対の抗原結合領域を形成する重鎖断片(VH−CH1−VH−CH1)のタンデム反復を含む。線形抗体は二重特異性または単一特異性であり得る。
「裸の抗体」とは、異種部分(例えば、細胞傷害部分)または放射性標識に結合していない抗体を指す。
「親和性」とは、分子の単一結合部位(例えば、抗体)とその結合相手(例えば、抗原)との非共有相互作用全体の強さを指す。「結合親和性」とは、結合対のメンバー(例えば、抗体および抗原)間の1:1の相互作用を反映する固有の結合親和性を指す。分子Xのその相手Yに対する親和性は、一般に平衡解離定数(K)で表すことができる。親和性は、当技術分野で知られている一般的方法によって測定することができ、本明細書に記載されているものを含む。結合親和性を測定するための具体的な事例的および例示的な実施形態を以下に記載する。
「特異的に結合する」または「特異的結合」とは、わずか約1×10−7Mの親和性値を有する抗原への抗体の結合を指す。
「親和性成熟」抗体とは、このような変化を保有しない親抗体と比較して、1つ以上のHVRに1つ以上の変化を有する抗体を指し、このような変化は、抗原に対する抗体の親和性の改善をもたらす。
抗体の「機能的抗原結合部位」は、標的抗原に結合できる部位である。抗原結合部位の抗原結合親和性は、必ずしも抗原結合部位が由来する親抗体ほど強力ではないが、抗原に結合する能力は、抗原への抗体の結合を評価するために知られている様々な方法のいずれか1つを使用して測定可能でなければならない。
「単離された抗体」とは、その自然環境の構成要素から分離された抗体を指す。いくつかの実施形態において、抗体は、例えば、電気泳動(例えば、SDS−PAGE、等電点電気泳動(IEF)、キャピラリー電気泳動)またはクロマトグラフィー法(例えば、イオン交換または逆相HPLC)により決定されるように95%超または99%の純度に精製される。抗体純度の評価方法の概説については、例えば、Flatman et al.,J.Chromatogr.B Analyt.Technol Biomed Life Sci,848:79−87を参照。
本明細書で使用される「実質的に類似する」または「実質的に同じ」とは、2つの数値(例えば、一方は試験抗体に関連し、他方は参照抗体に関連する)間の十分に高度な類似性を指し、当業者は、2つの値の差が、該値(例えば、K値)によって測定される生物学的特徴に照らして、生物学的および/または統計的な有意性がほとんどまたは全くないとみなすであろう。
本明細書で使用される「実質的に異なる」とは、2つの数値(一般に、一方は分子に関連し、他方は参照分子に関連する)間の十分に高度な差異を指し、当業者は、2つの値の差が、該値(例えば、K値)によって測定される生物学的特徴に照らして、統計的に有意であると見なすであろう。
「エフェクター機能」とは、抗体のFc領域に起因する生物活性を指し、抗体のアイソタイプによって異なる。抗体エフェクター機能の例には、Clq結合および補体依存性細胞傷害(CDC)、Fc受容体結合、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、食作用、細胞表面受容体(例えば、B細胞受容体)の下方調節およびB細胞の活性化が含まれる。
「免疫複合体」とは、細胞毒性剤を含むがこれに限定されない、1つ以上の異種分子に結合した抗体を指す。
「治療」、「治療する(treat)」または「治療する(treating)」とは、治療されている個体の障害の自然経過を変えようとする試みにおける臨床的介入を指し、予防のために、または臨床病理学の過程のいずれかで実施することができる。治療の望ましい結果には、障害の発生または再発の予防、症状の緩和(alleviation)、障害の任意の直接的または間接的な病理学的結果の減少、転移の予防、進行速度の低下、病態の改善または緩和(palliation)、および寛解または予後の改善が含まれ得るが、これらに限定されない。例えば、治療は、IL1RAPによって媒介される疾患または状態の発症を遅延させるか、または進行を遅らせるために、抗IL1RAP抗体を含む治療有効量の医薬製剤を対象に投与することを含み得る。
「医薬製剤」とは、有効成分(複数可)の生物活性が有効であり、製剤が投与される対象に毒性のある追加成分を含まない形態の調製物を指す。
「薬学的に許容される担体」とは、それが投与される対象に対して無毒である、有効成分以外の医薬製剤の成分を指す。薬学的に許容される担体には、緩衝剤、賦形剤、安定剤、または防腐剤が含まれるが、これらに限定されない。
「治療有効量」とは、例えば、対象の疾患、障害、または状態を治療または予防するために所望する治療結果または予防結果を達成するための有効成分または薬剤(例えば、医薬製剤)の量を指す。IL1RAP媒介性の疾患または状態の場合、治療剤の治療有効量は、該疾患、障害、または状態に関連する1つ以上の症状をある程度低減、予防、阻害、および/または軽減する量である。喘息療法の場合、インビボでの有効性は、例えば、症状の持続時間、重症度、および/もしくは再発、応答率(RR)、応答の持続時間、ならびに/または生活の質を評価することによって測定することができる。
本明細書で使用される「同時に」とは、2つ以上の治療剤の投与を指し、投与の少なくとも一部が時間的に重複する。したがって、同時投与は、1つ以上の他の薬剤の投与を中止した後、1つ以上の薬剤の投与が継続する場合の投薬計画を含む。
「個体」または「対象」とは、家畜(例えば、ウシ、ヒツジ、ネコ、イヌ、およびウマ)、霊長類(例えば、ヒトおよびサルなどの非ヒト霊長類)、ウサギ、およびげっ歯類(例えば、マウスおよびラット)を含むがこれらに限定されない哺乳動物を指す。
様々な実施形態の詳細な説明
I.サイトカインのIL−1ファミリー
IL−1ファミリーは、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γを含む、多くのアゴニストサイトカインを含み、免疫、細胞増殖、および炎症の病原性メディエーターおよびレギュレーターとして機能する。このような各サイトカインのそれぞれの同族細胞膜受容体への結合は、IL1RAP共受容体の動員および細胞内シグナル伝達を誘発するシグナル伝達複合体の形成をもたらす。
例えば、IL−1αはアゴニストサイトカインとして作用し、その同族受容体であるIL1R1への結合を介して細胞内シグナル伝達を開始する。IL−1αがIL1R1に結合すると、共受容体アクセサリータンパク質IL1RAPが動員され、結合して、IL−1α、IL1R1、およびIL1RAPを含む三元シグナル伝達複合体を形成する。IL−1アルファによって刺激されたシグナル伝達は、標的細胞で核因子カッパB(NF−κB)転写因子経路およびマイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)経路の活性化を引き起こし、病原性炎症、細胞増殖、および免疫応答のカスケードを誘発する。その後のシグナル伝達カスケードは、病原性炎症、細胞増殖、および免疫応答に関連するいくつかのタンパク質の発現をもたらす。例えば、Garlanda et al.,Immunity,39:1003−1018(2013)を参照。
同様に、IL−1βはアゴニストサイトカインとして作用し、その同族受容体であるIL1R1に結合することによって細胞内シグナル伝達を開始する。IL−1βがIL1R1に結合すると、共受容体IL1RAPが動員され、結合して、IL−1β、IL1R1、およびIL1RAPを含む三元シグナル伝達複合体が形成される。IL−1βによって媒介されるシグナル伝達は、標的細胞におけるNF−κB転写因子経路およびマイトジェン活性化プロテインキナーゼ経路の活性化をもたらし、これは、シグナル伝達カスケードを誘発し、病原性炎症、細胞増殖、免疫応答に関連する多くのタンパク質の発現をもたらす。例えば、Wang et al.,Nature Immunol.,11(1):905−912(2010)、Saluja et al.,Clin.Transl.Allergy,5:33(2015)を参照。
アゴニストサイトカインIL−33は、その同族受容体ST2(IL1RL1としても知られる)に結合することによって、その機能的細胞内シグナル伝達効果を媒介し、続いて共受容体IL1RAPの動員および結合により、IL−33、ST2、およびIL1RAPを含む三元シグナル伝達複合体を形成する。IL−33によって媒介されるシグナル伝達は、NF−κB転写因子経路およびAP−1経路の活性化をもたらし、幅広い免疫応答および炎症反応を引き起こす。例えば、Sebastian Gunther et al.,Immunity,47:510−523(2017)を参照。シグナル伝達カスケードは、病原性の炎症性、細胞増殖性、および免疫性の応答に関連する多くのタンパク質の発現をもたらす。Shafaqat Ali et al.,PNAS,104(47):18660−18665(2007)。
アゴニストサイトカインIL−36α、IL−36β、およびIL−36γのそれぞれは、同族受容体であるIL1RL2に結合することによって細胞内シグナル伝達を誘導する。これらのIL−36サイトカインのいずれかによるIL1RL2への結合は、共受容体IL1RAPの動員および結合を引き起こし、IL1RL2、IL1RAP、およびシグナル伝達事象を開始した各IL−36サイトカインを含む三元シグナル伝達複合体の形成をもたらす。IL−36α、IL−36β、またはIL−36γによって刺激されたシグナル伝達は、標的細胞のNK−κB転写因子およびAP−1経路の活性化をもたらし、様々な炎症性、増殖性、および病原性の免疫応答を誘導する。例えば、Jennifer Towne et al.,J.Biol.Chem.,279(14):13677−13688(2004)、Sebastian Gunther et al.,J.Immunol.,193(2):921−930(2014)を参照。
II.IL1RAP
IL1RAPは、特定の細胞表面に発現する膜タンパク質である。ヒトIL1RAP(本明細書では「hu−IL1RAP」とも呼ばれる)の配列および注釈は、GenBank受入番号AAB84059.1またはUniProtエントリーQ9NPH3で見出すことができる。完全長hu−IL1RAP前駆体タンパク質のアミノ酸配列は、本明細書に配列番号1として記載されている。完全長hu−IL1RAPをコードする例示的な1740ヌクレオチド配列は、本明細書に配列番号2として記載されている。
完全長hu−IL1RAPのアミノ酸配列は、シグナルペプチド、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、および細胞質ドメインを順序通りに含む。シグナル配列は、配列番号1のアミノ酸1〜20を含む。hu−IL1RAPの成熟型は、配列番号1のアミノ酸21〜570を含む。hu−IL1RAPの細胞外ドメインは、配列番号1のアミノ酸21〜367を含む。hu−IL1RAPの細胞外ドメインはさらに3つの異なるドメインを含む。ドメイン1(「D1」)は、配列番号1のアミノ酸21〜133を含む。ドメイン2(「D2」)は、配列番号1のアミノ酸134〜237を含む。ドメイン3(「D3」)は、配列番号1のアミノ酸238〜367を含む。hu−IL1RAPの膜貫通ドメインおよび細胞質ドメインは、配列番号1のアミノ酸368〜388、およびアミノ酸389〜570をそれぞれ含む。
完全長hu−IL1RAPタンパク質の一部に対応するポリペプチド構築物は、高い結合親和性で抗IL1RAP抗体を誘発するための抗原として使用することができる。本明細書の他の箇所で開示されるように、これらの抗IL1RAP抗体は、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γのうちの1つ以上がその同族受容体に結合することによって開始される細胞内シグナルを減少させることができる。抗原として有用なhu−IL1RAPタンパク質の部分に対応するポリペプチド構築物には、hu−IL1RAPの細胞外ドメイン、ならびにドメインD1、D2、D1+D2、およびD3に対応するポリペプチドが含まれる。
以下の表1は、本開示のhu−IL1RAPポリペプチド構築物配列の要約説明、およびそれらの配列識別子を提供する。さらに、マウスおよびカニクイザルのIL1RAPタンパク質に対応する簡易ポリペプチド構築物は、抗hu−IL1RAP抗体の交差反応性を決定するのに有用であるため、提供される。配列は、添付の配列表にも含まれる。
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III.抗IL1RAP抗体
いくつかの実施形態において、本開示は、様々な周知の免疫グロブリン特徴(例えば、CDR、HVR、FR、V、およびVドメイン)のアミノ酸配列およびコードヌクレオチド配列に関して抗IL1RAP抗体の構造を提供する。以下の表2は、本開示の抗IL1RAP抗体配列、およびこれらの配列識別子の要約説明を提供する。配列は、添付の配列表に含まれる。
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1.抗IL1RAP抗体の結合親和性および細胞シグナル伝達阻害
いくつかの実施形態において、本明細書で提供される抗IL1RAP抗体は、ヒトIL1RAPに結合するための平衡解離定数(K)が、<100nM、<10nM、<1nM、<0.1nM、<0.01nM、または<0.001nMである(例えば、10−8M以下、10−8M〜10−13M、例えば、10−9M〜10−13M)。より具体的には、いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、1×10−8M以下、1×10−9M以下、1×10−10M以下または1×10−11M以下の結合親和性でヒトIL1RAPに結合する。いくつかの実施形態において、結合親和性は、配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチドに結合するための平衡解離定数(K)として測定される。一般に、リガンドのその受容体への結合親和性は、様々なアッセイのいずれかを使用して決定することができ、様々な定量値で表すことができる。抗体の親和性を決定するのに有用である具体的なIL1RAP結合アッセイは、本明細書の実施例に開示されている。さらに、抗原結合アッセイが、当技術分野で知られており、本明細書で使用することができ、ウエスタンブロット、放射性免疫アッセイ、酵素結合免疫吸収アッセイ(ELISA)、「サンドイッチ」免疫アッセイ、表面プラズモン共鳴に基づくアッセイ(WO2005/012359に記載されているBIAcoreアッセイなど)、免疫沈降アッセイ、蛍光免疫アッセイ、およびプロテインA免疫アッセイなどの技法を使用する任意の直接または競合結合アッセイを含むが、これらに限定されない。
したがって、いくつかの実施形態において、結合親和性は、K値として表され、固有の結合親和性を反映する(例えば、最小化された結合活性効果を有する)。本開示の抗IL1RAP抗体は、hu−M−IL1RAPポリペプチド(配列番号3)に対して強い結合親和性を示し、例えば、10nM〜1pMのK値を示す。
いくつかの実施形態において、本明細書で提供される抗IL1RAP抗体は、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路を含むIL1RAP媒介性経路による細胞内シグナル伝達、より具体的には、下記アゴニスト、すなわち、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γのうちの1つ以上の結合によって刺激されるシグナル伝達経路を減少、阻害、および/または完全ブロッキングする。これらのIL1RAP媒介性シグナル伝達経路を阻害する抗体の能力は、本開示の実施例に記載されるHEK−BLUE(商標)レポーター細胞アッセイおよび初代細胞ブロッキングアッセイを含む既知の細胞ブロッキングアッセイを使用してインビトロでアッセイすることができる。いくつかの実施形態において、細胞内シグナル伝達を減少、阻害、および/または完全ブロッキングする抗体の能力は、アゴニスト(複数可)のIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γを約EC50の濃度で用いたレポーター細胞ブロッキングアッセイを使用して、抗体のIC50として決定される。アゴニストのEC50は、アッセイ前に推定しかできないことが多く、データの非線形回帰分析を使用してアッセイが完了した後に決定される。このようなアッセイにおいて、約EC50値は、典型的には、EC40−45〜EC55−60の範囲であろう。
したがって、いくつかの実施形態において、本開示のIL1RAP抗体は、IL1RAP媒介性経路による細胞内シグナル伝達を減少、阻害、および/または完全ブロッキングする能力に基づく以下の機能特性のうちの1つ以上によって特徴付けられる。
いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、IL−1刺激性シグナル、IL−33刺激性シグナル、および/またはIL−36刺激性シグナルを、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%減少させる。いくつかの実施形態において、シグナルの減少は、レポーター細胞ブロッキングアッセイ(例えば、HEK−BLUE(商標)レポーター細胞アッセイ)を使用して測定することができる。当業者は、IL−1刺激性、IL−33刺激性、および/またはIL−36刺激性経路における細胞シグナル伝達の阻害を決定する際に使用することが知られている既知のレポーター細胞アッセイのいずれかを選択することができる。一般に、本開示の抗IL1RAP抗体は、約EC50濃度(例えば、EC40〜EC60)のアゴニストの結合によって開始されるIL1RAP媒介性細胞内シグナルを減少させ、抗体のIC50値は10nM以下、5nM以下、または1nMである。
いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、IL−1刺激性シグナル、IL−33刺激性シグナル、およびIL−36刺激性シグナルを少なくとも95%、または少なくとも99%減少させ、必要に応じて、IL−1、IL−33、および/またはIL−36刺激性シグナルは、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γから選択されるアゴニストによって刺激され、必要に応じて、約EC50のアゴニスト濃度の抗体は、10nM以下、5nm以下、または1nM以下のIC50を有する。
いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γアゴニストのうちの1つ以上がその同族受容体に結合することによって開始される細胞内シグナルを少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%減少させる。いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)からのIL8のIL−1α、IL−1β、および/またはIL−36β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−1α、IL−1βで、および/またはIL−36β濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する。いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、初代ヒト単球からのIL6のIL−1β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−1β濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する。いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、ヒトナチュラルキラー(NK)細胞からのINF−γのIL−33刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−33濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する。いくつかの実施形態において、抗体は、ヒト表皮ケラチノサイト(HEKn)からのIL8のIL−36β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC60のIL−36β濃度で、抗体は、10nM以下、5nM以下、または2nM以下のIC50を有する。いくつかの実施形態において、抗体は、好塩基球でIL−33刺激性リン酸化を阻害し、必要に応じて、約EC56のIL−33濃度で、抗体は、75nM以下、50nM以下、または45nM以下のIC50を有する。いくつかの実施形態において、抗体は、CD4+T細胞からINF−γのIL−33刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC34のIL−33濃度で、抗体は、75nM以下、50nM以下、または45nM以下のIC50を有する。
2.抗体断片
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、抗体断片であり得る。本開示の結合決定基と共に有用な抗体断片には、Fab、Fab’、Fab’−SH、F(ab’)2、Fv、一価、1アーム(または単一アーム)抗体、scFv断片、および本明細書に記載され、当技術分野で知られている他の断片が含まれるが、これらに限定されない。様々な抗体断片の概説については、例えば、Hudson et al.,Nat.Med.,9:129−134(2003)を参照。scFv断片の概説については、例えば、Pluckthun,in The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,vol.113,Rosenburg and Moore eds.,(Springer−Verlag,New York),pp.269−315(1994)を参照。WO93/16185、ならびに米国特許第5,571,894号および第5,587,458号も参照。サルベージ受容体結合エピトープ残基を含み、インビボ半減期が増加したFabおよびF(ab’)断片の説明については、米国特許第5,869,046号を参照。他の一価抗体形態は、例えば、WO2007/048037、WO2008/145137、WO2008/145138、およびWO2007/059782に記載されている。一価の単一アーム抗体は、例えば、WO2005/063816に記載されている。ダイアボディは、二価または二重特異性でありうる2つの抗原結合部位を有する抗体断片である(例えば、EP0404097、WO93/01161、Hudson et al.,Nat.Med.,9:129−134(2003)およびHolliger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)を参照)。
いくつかの実施形態において、抗体断片は、抗体の重鎖可変ドメインの全部または一部、または軽鎖可変ドメインの全部または一部を含む単一ドメイン抗体である。いくつかの実施形態において、単一ドメイン抗体は、ヒト単一ドメイン抗体(Domantis,Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム;例えば、米国特許第6,248,516号を参照)である。
抗体断片は、本明細書に記載されるように、インタクト抗体のタンパク質分解消化、ならびに組換え宿主細胞(例えば、E.coliまたはファージ)による産生を含むが、これらに限定されない様々な技法によって作製され得る。
本開示の抗IL1RAP抗体のいずれも、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して抗体断片として調製され得ることが企図される。例えば、本開示の様々な抗IL1RAP抗体のFab型の調製および分析は、実施例8に記載されている。
3.キメラおよびヒト化抗体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、キメラ抗体であり得る。(例えば、米国特許第4,816,567号およびMorrison et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,81:6851−6855(1984)に記載のキメラ抗体を参照)。一実施形態において、キメラ抗体は、非ヒト可変領域(例えば、マウス、ラット、ハムスター、ウサギ、またはサルなどの非ヒト霊長類に由来する可変領域)およびヒト定常領域を含む。いくつかの実施形態において、キメラ抗体は、クラスまたはサブクラスが親抗体のものから変換された「クラススイッチ」抗体である。キメラ抗体は、その抗原結合断片を含むことができると企図される。
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、ヒト化抗体である。典型的には、非ヒト抗体は、親の非ヒト抗体の特異性および親和性を保持しながら、ヒトに対する免疫原性を低減させるためにヒト化される。一般に、ヒト化抗体は、HVR、例えば、CDR(またはその一部)が非ヒト抗体に由来し、FR(またはその一部)がヒト抗体配列に由来する1つ以上の可変ドメインを含む。ヒト化抗体は、必要に応じて、ヒト定常領域の少なくとも一部も含むであろう。いくつかの実施形態において、ヒト化抗体中のいくつかのFR残基は、抗体の特異性または親和性を回復または改善するために、非ヒト抗体(例えば、CDR残基が由来する抗体)からの対応残基で置換される。
ヒト化抗体およびそれらを作製する方法は、例えば、Almagro and Fransson,Front.Biosci,.13:1619−1633(2008)で概説されており、例えば、Riechmann et al.,Nature,332:323−327(1988)、Queen et al.,Proc.Nat´I Acad.Sci.USA,86:10029−10033(1989)、米国特許第5,821,337号、同第7,527,791号、同第6,982,321号および同第7,087,409号、Kashmiri et al.,Methods,36:25−34(2005)(SDR(a−HVR)グラフティングの記載)、Padlan,Mol.Immunol.,28:489−498(1991)(「リサーフェイシング」の記載)、Dall’Acqua et al.,Methods,36:43−60(2005)(「FRシャッフリング」の記載)、ならびにOsbourn et al.,Methods,36:61−68(2005)およびKlimka et al.,Br.J.Cancer,83:252−260(2000)(FRシャッフリングへの「ガイド下選択」アプローチの記載)でさらに記載されている。
ヒト化に有用なヒトフレームワーク領域には、「ベスト−フィット」法を使用して選択されたフレームワーク領域(例えば、Sims et al.,J.Immunol.,151:2296(1993)を参照)、軽鎖または重鎖の可変領域の特定サブグループのヒト抗体共通配列に由来するフレームワーク領域(例えば、Carter et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:4285(1992)およびPresta et al.,J.Immunol,151:2623(1993)を参照)、ヒト成熟(体細胞変異した)フレームワーク領域またはヒト生殖系列フレームワーク領域(例えば、Almagro and Fransson,Front.Biosci.13:1619−1633(2008)を参照)、およびFRライブラリーのスクリーニングに由来するフレームワーク領域(例えば、Baca et al.,J.Biol.Chem.272:10678−10684(1997)およびRosok et al.,J.Biol.Chem.,271:22611−22618(1996)を参照)が含まれるが、これらに限定されない。
本開示の抗IL1RAP抗体のいずれも、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して、ヒト化抗体として調製され得ることが企図される。例えば、本開示の抗IL1RAP抗体のヒト化型の調製および分析は、実施例5〜7に記載されている。
4.ヒト抗体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、ヒト抗体であり得る。ヒト抗体は、当技術分野で知られている様々な技法を使用して産生することができる。ヒト抗体は、一般に、van Dijk and van de Winkel,Curr.Opin.Chem.Biol.,5:368−74(2001)およびLonberg,Curr.Opin.Immunol.,20:450−459(2008)に記載されている。ヒト抗体は、インタクトヒト抗体または抗原接種に応答してヒト可変領域を有するインタクト抗体を産生するように改変されたトランスジェニック動物に免疫原を投与することによって調製することができる。このような動物は典型的には、内因性免疫グロブリン遺伝子座に置き換わる、または染色体外に存在するか、もしくは動物の染色体にランダムに組み込まれる、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の全てまたは一部を含む。このようなトランスジェニックマウスでは、内因性免疫グロブリン遺伝子座は一般に不活化されている。トランスジェニック動物からヒト抗体を得る方法の概説については、Lonberg,Nat.Biotech.23:1117−1125(2005)を参照。例えば、米国特許第6,075,181号および同第6,150,584号のXENOMOUSE(商標)、米国特許第5,770,429号のHUMAB(登録商標)技術、米国特許第7,041,870号のK−M MOUSE(登録商標)技術および米国特許出願公開第US2007/0061900号のVELOCIMOUSE(登録商標)技術も参照)。このような動物によって生成されたインタクト抗体由来のヒト可変領域は、例えば、異なるヒト定常領域と組み合わせることによって、さらに改変され得る。
ヒト抗体は、ハイブリドーマに基づく方法で作製することもできる。ヒトモノクローナル抗体を産生するためのヒト骨髄腫およびマウス−ヒトヘテロ骨髄腫細胞株が記載されている。例えば、Kozbor,J.Immunol,133:3001(1984)、Brodeur et al.,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,pp.51−63(Marcel Dekker,Inc.,New York,1987)、およびBoerner et al.,J.Immunol.,147:86(1991)を参照。ヒトB細胞ハイブリドーマ技術により生成されたヒト抗体は、Li et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,103:3557−3562(2006)にも記載されている。ハイブリドーマ細胞株からのモノクローナルヒトIgM抗体の産生を説明する追加方法には、例えば、米国特許第7,189,826号に記載されている方法が含まれる。ヒトハイブリドーマ技術(すなわち、トリオーマ技法)は、例えば、Vollmers et al.,Histology and Histopathology,20(3):927−937(2005)およびVollmers et al.,Methods and Findings in Experimental and Clinical Pharmacology,27(3):185−91(2005)に記載されている。
ヒト抗体は、ヒト由来のファージディスプレイライブラリーから選択されたFvクローン可変ドメイン配列を単離することによっても生成され得る。このような可変ドメイン配列を、次いで、所望のヒト定常ドメインと組み合わせることができる。抗体ライブラリーからヒト抗体を選択するための技法を以下に記載する。
本開示の抗IL1RAP抗体のいずれも、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して、ヒト抗体として調製され得ることが企図される。
5.ライブラリー由来の抗体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、所望する活性または複数の活性を有する抗体についてコンビナトリアルライブラリーをスクリーニングすることによって単離され得る。例えば、ファージディスプレイライブラリーを生成し、そのようなライブラリーを所望の結合特徴を保有する抗体についてスクリーニングするための様々な方法が当技術分野で知られている。本開示の抗IL1RAP抗体ヒト化型の親和性成熟変異体を調製するためのファージディスプレイの使用は、本明細書に開示される実施例に記載されている。このようなライブラリー由来の抗体を産生するための他の方法は、例えば、Hoogenboom et al.,Methods in Molecular Biology,178:1−37(O’Brien et al.,ed.,Antibody Phage Display,Humana Press,Totowa,NJ,2001)、McCafferty et al.,Nature,348:552−554、Clackson et al.,Nature,352:624−628(1991)、Marks et al.,J.Mol.Biol.,222:581−597(1992)、Marks and Bradbury,Methods in Molecular Biology,248:161−175(Lo,ed.,Antibody Engineering,Humana Press,Totowa,NJ,2003)、Sidhu et al.,J.Mol.Biol.,338(2):299−310(2004)、Lee et al.,J.Mol.Biol.,340(5):1073−1093(2004)、Fellouse,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,101(34):12467−12472(2004)およびLee et al.,J.Immunol.Methods,284(1−2):119−132(2004)に見出すことができる。
コンビナトリアルライブラリースクリーニングを使用し、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して、本開示の抗IL1RAP抗体の変異体を生成し得ることが企図される。例えば、本開示のヒト化抗IL1RAP抗体の広範囲な親和性成熟変異体を調製するためのファージディスプレイライブラリーの生成およびスクリーニングの使用は、実施例8に記載されている。
6.多重特異性抗体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、多重特異性抗体、例えば、二重特異性抗体である。いくつかの実施形態において、多重特異性抗体は、少なくとも2つの異なる結合部位を有し、それぞれが異なる抗原に対する結合特異性を有し、そのうちの少なくとも1つがIL1RAPに特異的に結合するモノクローナル抗体である。いくつかの実施形態において、結合部位のうちの少なくとも1つは、細胞毒性剤に特異的に結合する。例示的な実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、二重特異性抗体であり、IL1RAPを発現する細胞に細胞毒性剤を局在化するために使用することができる。
多重特異性抗体を作製するための技法には、異なる特異性を有する2つの免疫グロブリン重鎖−軽鎖対の組換え共発現が含まれるが、これに限定されない(例えば、Milstein and Cuello,Nature,305:537(1983)、WO93/08829、およびTraunecker et al.,EMBO J.,10:3655(1991)を参照)。「ノブインホール」エンジニアリングも使用できる(例えば、米国特許第5,731,168号を参照)。
多重特異性抗体は、ホモ二量体ではなくFcヘテロ二量体抗体分子の形成に有利な「静電ステアリング」効果の操作(WO2009/089004A1)、2つ以上の抗体または断片の架橋(例えば、米国特許第4,676,980号、およびBrennan et al.,Science,229:81(1985)を参照)、二重特異性抗体を産生するためのロイシンジッパーの使用(例えば、Kostelny et al.,J.Immunol,148(5):1547−1553(1992)を参照)、二重特異性抗体断片を作製するための「ダイアボディ」技術の使用(例えば、Holliger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:6444−6448(1993)を参照)、一本鎖Fv(scFv)二量体の使用(例えば、Gruber et al.,J.Immunol,152:5368(1994)を参照)または三重特異性抗体(例えば、Tutt et al.,J.Immunol.,147:60(1991)を参照)によっても作製することができる。
本開示の抗IL1RAP抗体のいずれも、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して、多重特異性抗体として調製され得ることが企図される。
7.抗体変異体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体の変異体も企図される。例えば、抗体の結合親和性および/または他の生物学的特性が改善された抗体は、抗体をコードするヌクレオチド配列に適切な修飾を導入することによって、またはペプチド合成によって調製することができる。そのような修飾には、例えば、抗体のアミノ酸配列内の残基からの欠失、および/または挿入、および/または置換が含まれる。最終構築物がIL1RAP抗原結合の所望の特徴を保有するという条件で、欠失、挿入、および置換の任意の組み合わせを行って、最終構築物に到達することができる。本開示の抗IL1RAP抗体の広範囲な変異体は、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して調製され得ることが企図され、(i)アミノ酸の置換、挿入および/または欠失変異体、(ii)グリコシル化変異体、(iii)Fc領域変異体、(iv)システイン操作変異体、および(v)誘導体化変異体を含むがこれらに限定されない。本開示の実施例5〜9、表2、および配列表は、ハイブリドーマ由来の11C5(Hy)抗IL1RAP抗体の多数の例示的変異体、ならびにそのヒト化型h11C5を提供する。例示された変異体は、以下のうちの1つ以上を含む。システイン易罹病性を排除するためのCDR−H2におけるアミノ酸置換(例えば、C59Y)、エフェクターレス機能を付与するFc領域変異体(例えば、N297G)、ならびに抗原親和性および/または細胞ブロッキング活性を増加させるCDRおよび可変ドメイン領域における広範な単一、二重、三重アミノ酸置換(例えば、配列番号12〜35、38〜61、64〜76、79〜120、123〜139、142〜201、204〜225、228〜239、259〜278、および280〜310)。
A.置換、挿入、および欠失の変異体
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるものに加えて、1つ以上のアミノ酸置換を有する抗IL1RAP抗体変異体が提供される。変異誘発の部位には、HVRおよびFRを含めることができる。典型的な「保存的」アミノ酸置換および/または共通側鎖のクラスまたは特性に基づく置換は、当技術分野で周知であり、本開示の実施形態で使用することができる。本開示は、アミノ酸側鎖クラスの1つのメンバーが別のクラスからのアミノ酸と交換される非保存的アミノ酸置換に基づく変異体も企図する。
アミノ酸側鎖は典型的には、次のクラスまたは共通の特性に従ってグループ化される。(1)疎水性:Met、Ala、Val、Leu、Ile、ノルロイシン、(2)中性親水性:Cys、Ser、Thr、Asn、Gln、(3)酸性:Asp、Glu、(4)塩基性:His、Lys、Arg、(5)鎖配向の影響:Gly、Pro、および(6)芳香族:Trp、Tyr、Phe。
抗体へのアミノ酸置換、および所望する機能、例えば、保持/改善された抗原結合、減少した免疫原性、または改善されたADCCもしくはCDCについての後続のスクリーニングのための技法は当技術分野で周知である。
アミノ酸置換変異体は、親抗体(例えば、ヒト化抗体またはヒト抗体)の1つ以上の超可変領域残基を置換することを含み得る。一般に、さらなる研究用に選択された結果として生じる変異体(複数可)は、親抗体と比べて特定の生物学的特性が改変され(例えば、親和性の増加、免疫原性の低減)、かつ/または親抗体の特定の生物学的特性を実質的に保持するであろう。例示的な置換変異体は、親和性成熟抗体であり、これは、便宜上、例えば、本明細書の実施例に記載されるものなどのファージディスプレイに基づく親和性成熟技法を使用して生成され得る。簡潔に述べると、1つ以上のHVR残基が変異し、変異体抗体がファージに提示され、特定の生物活性(例えば、結合親和性)についてスクリーニングされる。
変異誘発の標的となり得る抗体の残基または領域を同定するための有用な方法は、「アラニンスキャニング変異誘発」である(例えば、Cunningham and Wells(1989)Science,244:1081−1085を参照)。この方法では、標的残基の残基またはグループ(例えば、Arg、Asp、His、Lys、およびGluなどの荷電残基)が同定され、中性または負電荷のアミノ酸(例えば、Alaまたはポリアラニン)で置き換えられ、抗体と抗原との相互作用が影響するか否かを決定する。アミノ酸位置にさらなる置換を導入し、最初の置換に対する機能感受性を実証することができる。あるいは、またはさらに、抗体と抗原との接触点を同定するための抗原−抗体複合体の結晶構造を決定することができる。このような接触残基および隣接残基は、置換の候補として標的化または排除され得る。変異体をスクリーニングして、所望の特性が含まれているか否かを決定できる。
アミノ酸配列の挿入には、1つの残基から100以上の残基を含むポリペプチドまでの長さにわたるアミノ酸および/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一または複数のアミノ酸残基の配列内挿入が含まれる。末端挿入の例には、N末端メチオニル残基を有する抗体が含まれる。抗体分子の他の挿入変異体には、抗体の血清半減期を増加させる酵素またはポリペプチドに対する抗体のN末端またはC末端への融合が含まれる。
抗体親和性を改善するために、HVRで置換され得る。このような変更は、「ホットスポット」、すなわち、体細胞成熟プロセス中に高頻度で変異を受けるコドンによってコードされる残基(例えば、Chowdhury,Methods Mol.,Biol.207:179−196(2008)を参照)で行うことができ、得られた変異体VまたはVは、結合親和性について試験される。一実施形態において、親和性成熟は、二次ライブラリーから構築および再選択することによって実行することができる(例えば、Hoogenboom et al.,Methods in Molecular Biology,178:1−37(O’Brien et al.,ed.,Antibody Phage Display,Humana Press,Totowa,NJ,(2001)を参照)多様性を導入する別の方法には、いくつかのHVR残基(例えば、一回に4〜6残基)がランダム化されるHVR指向アプローチが含まれる。抗原結合に関与するHVR残基は、例えば、アラニンスキャニング変異誘発またはモデリングを使用して、特異的に同定することができる。特に、CDR−H3およびCDR−L3が標的化されることが多い。
いくつかの実施形態において、置換、挿入、または欠失は、そのような変更が抗原に結合する抗体の能力を実質的に低減させない限り、1つ以上のHVR内で起こり得る。例えば、結合親和性を実質的に低減させない保存的変更(例えば、本明細書で提供されるような保存的置換)がHVRにおいてなされ得る。このような変更は、HVRの「ホットスポット」の外部にあり得る。上記で提供された変異体VおよびV配列のいくつかの実施形態において、各HVRは、変更されていないか、またはわずか1つ、2つ、または3つのアミノ酸置換を含む。
B.グリコシル化変異体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、抗体がグリコシル化される程度を増減するように変更される。抗体へのグリコシル化部位の付加または欠失は、1つ以上のグリコシル化部位が作成または除去されるように、アミノ酸配列を変更することによって実行することができる。
抗体がFc領域を含む実施形態において、Fc領域に付着した炭水化物を変更することができる。典型的には、哺乳動物細胞によって産生される天然抗体は、Fc領域のCH2ドメインのAsn297へのN−結合によって結合された分岐、二分岐オリゴ糖を含む(例えば、Wright et al.,TIBTECH,15:26−32(1997)を参照)。オリゴ糖には、マンノース、N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)、ガラクトース、およびシアル酸、ならびに二分岐オリゴ糖構造の「ステム」内のGlcNAcに結合したフコースなどの様々な炭水化物が含まれ得る。いくつかの実施形態において、抗体のFc領域のオリゴ糖の修飾は、特定の改善された特性を有する変異体を作成することができる。
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、親抗体の変異体であり得、変異体は、Fc領域に(直接的または間接的に)結合したフコースを欠く炭水化物構造を含む。例えば、そのような抗体中のフコース量は、約1%〜約80%、約1%〜約65%、約5%〜約65%、または約20%〜約40%であり得る。フコース量は、MALDI−TOF質量分析(例えば、WO2008/077546を参照)によって測定されるように、Asn297に結合した全ての糖構造(例えば、複合体、ハイブリッド、および高マンノース構造)の総量と比べて、Asn297で糖鎖内のフコース平均量を算出することにより決定できる。Asn297とは、Fc領域の約297番目に位置するアスパラギン残基を指すが(Fc領域残基のEu付番)、Asn297は、抗体のわずかな配列変異のため、297番目の上流または下流±約3アミノ酸、すなわち、294〜300番目の間にも位置し得る。
いくつかの実施形態において、フコシル化変異体は、改善されたADCC機能を有し得る。例えば、米国特許公開第US2003/0157108号または同第US2004/0093621号を参照。「脱フコシル化」または「フコース欠損」抗体の例およびそれらを調製するための関連方法は、例えば、US2003/0157108、US2003/0115614、US2002/0164328、US2004/0093621、US2004/0132140、US2004/0110704、US2004/0110282、US2004/0109865、WO2000/61739、WO2001/29246、WO2003/085119、WO2003/084570、WO2005/035586、WO2005/035778、WO2005/053742、WO2002/031140、Okazaki et al.,J.Mol.Biol.,336:1239−1249(2004)、Yamane−Ohnuki et al.,Biotech.Bioeng.87:614(2004)に開示されている。
脱フコシル化抗体を産生するのに有用な細胞株には、タンパク質フコシル化が欠損しているLed3CHO細胞(例えば、Ripka et al.,Arch.Biochem.Biophys,.249:533−545(1986)、US2003/0157108、およびWO2004/056312を参照)、およびアルファ−1,6−フコシルトランスフェラーゼ遺伝子、FUT8などのノックアウト細胞株、ノックアウトCHO細胞(例えば、Yamane−Ohnuki et al.,Biotech.Bioeng.87:614(2004)、Kanda,Y.et al.,Biotechnol.Bioeng.,94(4):680−688(2006)、およびWO2003/085107)が含まれる。
C.Fc領域変異体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、Fc領域(すなわち、Fc領域変異体)に1つ以上のアミノ酸修飾を含み得る。Fc領域変異体は、1つ以上のアミノ酸残基の位置にアミノ酸置換を含むヒトFc領域配列(例えば、ヒトIgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4のFc領域)を含み得る。本開示の抗IL1RAP抗体と共に有用であり、当技術分野で知られている広範囲のFc領域変異体を以下に記載する。
いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体は、エフェクター機能が変更されたFc領域変異体である。いくつかの実施形態において、エフェクター機能が変更された抗体は、親抗体のエフェクター機能の一部(全てではない)、低下したエフェクター機能を保有するか、またはエフェクター機能のいずれも(例えば、エフェクターレス)保有しない。エフェクターレスFc領域変異体は、エフェクター機能(ADCCなど)が不要または有害である、および/または抗体のインビボ半減期が重要である特定の適用にとってより望ましい。
エフェクター機能が低減した、またはエフェクターレスであるFc領域変異体抗体は、次のFc領域、すなわち238、265、269、270、297、327および329番目の1つ以上にアミノ酸置換を含み得る(例えば、米国特許第6,737,056号を参照)。このようなFc領域変異体は、265、269、270、297および327番目のうちの2つ以上でのアミノ酸置換を含み得る。このようなFc領域変異体は、265および297の両残基のアラニンへの置換も含み得る(例えば、米国特許第7,332,581号を参照)。実施例および本明細書の他の箇所で開示されるように、いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、エフェクターレスのFc領域変異体である。いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体のエフェクターレスFc領域変異体は、アミノ酸置換N297Gを含む。
FcRへの結合が改善または減少したFc領域変異体は、例えば、米国特許第6,737,056号、WO2004/056312およびShields et al.,J.Biol.Chem.,276(9):6591−6604(2001)に開示されている。ADCCが改善されたFc領域変異体は、例えば、Fc領域の298、333、および/または334番目(EU付番に基づく)に1つ以上のアミノ酸置換を含むことができる。例えば、米国特許第6,194,551号、WO99/51642、およびIdusogie et al.,J.Immunol.,164:4178−4184(2000)に記載されているように、Clq結合および/または補体依存性細胞傷害(CDC)が変更された(すなわち、改善あるいは減少した)Fc領域変異体。半減期が増加し、新生児Fc受容体(FcRn)への結合が改善されたFc領域変異体は、例えば、US2005/0014934A1(Hinton et al.)に開示されている。このようなFc領域変異体は、238、256、265、272、286、303、305、307、311、312、317、340、356、360、362、376、378、380、382、413、424、および434番目のうちの1つ以上でアミノ酸置換を含む。半減期が増加した他のFc領域変異体には、例えば、US7658921B2(Dall’Acqua et al.)に記載されている252、254、および256番目のYTE変異のセット(すなわち、M252Y/S254T/T256E)が含まれる。実施例および本明細書の他の箇所で開示されるように、いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、YTE変異のセットを含むFc領域変異体である。Fc領域変異体の他の例は、例えば、米国特許第5,648,260号および同第5,624,821号およびWO94/29351に見出すことができる。
本明細書の他の箇所に記載されているように、天然に存在する抗体のFc領域は、典型的には、447番目(Lys447)にC末端リジンを含む。しかしながら、このC末端リジンは、細胞培養における組換え抗体の産生中(例えば、CHO細胞での産生)、酵素切断によりFc領域から切断されることが多い。したがって、C末端リジンがあるFc領域を含むとして本明細書に記載される抗IL1RAP抗体のいずれも、C末端リジンがないことを除いて、Fc領域を含む同一の抗IL1RAP抗体も含むことが意図される。同様に、C末端リジンがないFc領域を含むとして本明細書に記載される抗IL1RAP抗体のいずれも、C末端リジンがあることを除いて、Fc領域を含む同一の抗IL1RAP抗体も含むことが意図される。
一般に、インビトロおよび/またはインビボの細胞傷害アッセイを実行して、Fc領域変異体におけるCDCおよび/またはADCC活性の低減/喪失を確認する(confirm)ことができる。例えば、Fc受容体(FcR)結合アッセイを実施して、抗体がFcγR結合を欠いている(したがって、ADCC活性を欠いている可能性が高い)が、FcRn結合能力を保持することを確実にすることができる。ADCCを媒介する初代細胞であるNK細胞は、FcγRIIIのみを発現するが、単球は、FcγRI、FcγRII、およびFcγRIIIを発現する。目的の分子のADCC活性を評価するためのインビトロアッセイの非限定的な例は、米国特許第5,500,362号(例えば、Hellstrom,et al.,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,83:7059−7063(1986)を参照)およびHellstrom,et al.,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,82:1499−1502(1985)、第5,821,337号(Bruggemann,M.et al.,J.Exp.Med.,166:1351−1361(1987)を参照)に記載されている。あるいは、非放射性アッセイ法を使用することができる(例えば、フローサイトメトリー用のACTI(商標)非放射性細胞傷害アッセイ(CellTechnology,Inc.、カリフォルニア州マウンティンビューおよびCytoTox96(登録商標)非放射性細胞傷害アッセイ(Promega、ウィスコンシン州マディソン)を参照)。このようなアッセイに有用なエフェクター細胞には、末梢血単核細胞(PBMC)およびナチュラルキラー(NK)細胞が含まれる。あるいは、またはさらに、目的の分子のADCC活性は、インビボで、例えば、Clynes et al.,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,95:652−656(1998)に開示されているような動物モデルにおいて評価され得る。抗体がClqに結合できないため、CDC活性を欠くことを確認するために、Clq結合アッセイを実行することもできる。例えば、WO2006/029879およびWO2005/100402のClqおよびC3c結合ELISAを参照。補体活性化を評価するために、CDCアッセイを実施することができる(例えば、Gazzano−Santoro et al.,J.Immunol.Methods,202:163(1997)、Cragg,M.S.et al.,Blood 101,1045−1052(2003)、およびCragg,M.S.and M.J.Glennie,Blood,103:2738−2743(2004)を参照)。FcRn結合およびインビボクリアランス/半減期の決定は、当技術分野で知られている方法を使用して実施することができる(例えば、Petkova,et al.,Intl.Immunol.,18(12):1759−1769(2006)を参照)。
本開示の抗IL1RAP抗体の広範囲なFc領域変異体は、当技術分野で知られているおよび/または本明細書に記載されている方法および技法を使用して調製され得ることが企図される。例えば、N297Gアミノ酸置換で調製されたFc領域変異体は、実施例9に記載されるように、細胞ブロッキング活性を保持しながら、抗IL1RAP抗体にエフェクターレス機能を付与する。
D.システイン操作変異体
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の抗IL1RAP抗体は、反応性チオール基を作成するために、特定の非CDR位置でシステイン残基で置換され得ることが企図される。このような操作された「チオMAb」は、本明細書の他の箇所に記載されるように、例えば、薬物部分またはリンカー−薬物部分に抗体を結合することによって免疫複合体を作成するために使用され得る。システイン操作抗体は、例えば、米国特許第7,521,541号に記載されているように生成することができる。いくつかの実施形態において、以下の抗体残基のうちのいずれか1つ以上は、システインで置換され得る。軽鎖のV205(カバット付番)、重鎖のA118(EU付番)、重鎖Fc領域のS400(EU付番)。
E.誘導体化変異体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、非タンパク質性部分でさらに修飾(すなわち、誘導体化)され得る。抗体の誘導体化に適した非タンパク質性部分には、水溶性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、エチレングリコールおよびプロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ−1,3−ジオキソラン、ポリ−1,3,6−トリオキサン、エチレン/無水マレイン酸コポリマー、ポリアミノ酸のホモポリマーまたはランダムコポリマー、およびデキストランまたはポリ(n−ビニルピロリドン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール(例えば、グリセロール)、ポリビニルアルコール、ならびにこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、抗体の修飾は、メトキシ−ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドを使用して実行することができる。ポリマーは、任意の分子量のものであり、分岐または非分岐であり得る。抗体に結合するポリマーの数は様々であり、複数のポリマーが結合する場合、それらは同じ分子または異なる分子であり得る。一般に、誘導体化に使用されるポリマーの数および/または種類は、抗体の特定の特性または機能を含むがこれらに限定されない考慮事項、例えば、抗体誘導体が定義する条件下で療法に使用されるか否か、に基づいて決定することができる。
8.免疫複合体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、免疫複合体でもあり得、免疫複合体は、1つ以上の細胞毒性剤に結合した抗IL1RAP抗体を含む。本開示によって企図される好適な細胞毒性剤には、化学療法剤、薬物、成長阻害剤、毒素(例えば、タンパク質毒素、細菌、真菌、植物、もしくは動物起源の酵素活性毒素、またはそれらの断片)、または放射性同位体が含まれる。
いくつかの実施形態において、免疫複合体は、本明細書に記載されるような抗IL1RAP抗体が1つ以上の薬物と結合する抗体−薬物複合体(ADC)である。
いくつかの実施形態において、本開示の免疫複合体は、IL−1、IL−33、IL−36、および/またはIL1RAP媒介性の疾患または状態を治療するための薬物または治療薬と結合した本明細書に記載の抗IL1RAP抗体を含む。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の抗IL1RAP抗体は、ジフテリアA鎖、ジフテリア毒素の非結合活性断片、外毒素A鎖(Pseudomonas aeruginosa由来)、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデシンA鎖、アルファ−サルシン、Aleurites fordiiタンパク質、ジアンチンタンパク質、Phytolaca americanaタンパク質、Momordica charantia阻害剤、クルシン、クロチン、Sapaonaria officinalis阻害剤、ゲロニン、マイトゲリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン、およびトリコテセンを含むがこれらに限定されない、酵素活性毒素またはその断片に結合することができる。
いくつかの実施形態において、本開示の免疫複合体は、放射性同位体と結合した本明細書に記載の抗IL1RAP抗体(すなわち、放射性複合体(radioconjugate))を含む。このような放射性複合体の産生には、様々な放射性同位体が利用できる。例としては、211At、131I、125I、90Y、186Re、188Re、153Sm、212Bi、32P、212Pb、およびLuの放射性同位体が含まれる。いくつかの実施形態において、免疫複合体は、シンチグラフィー検出用の放射性同位体、またはNMR検出またはMRI用のスピン標識を含み得る。好適な放射性同位体またはスピン標識には、123I、131I、111In、13C、19F、15N、17O、Gd、Mn、およびFeの様々な同位体が含まれ得る。
抗IL1RAP抗体と細胞毒性剤との免疫複合体は、タンパク質との結合に適した幅広い周知の二機能性試薬および化学物質を使用して作製することができる。このような試薬には、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、スクシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(SMCC)、イミノチオラン(IT)、イミドエステルの二官能性誘導体(例えば、アジプイミド酸ジメチルHQ)、活性エステル(例えば、ジスクシンイミジルスベレート)、アルデヒド(例えば、グルタルアルデヒド)、ビス−アジド化合物(例えば、ビス−(p−アジドベンゾイル)−ヘキサンジアミン)、ビス−ジアゾニウム誘導体(例えば、ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミン)、ジイソシアネート(例えば、トルエン−2,6−ジイソシアネート)、およびビス活性フッ素化合物(例えば、1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼン)が含まれるが、これらに限定されない。
本開示の免疫複合体を調製するための試薬は、市販の「架橋」試薬、例えば、BMPS、EMCS、GMBS、HBVS、LC−SMCC、MBS、MPBH、SBAP、SIA、SIAB、SMCC、SMPB、SMPH、スルホ−EMCS、スルホ−GMBS、スルホ−KMUS、スルホ−MBS、スルホ−SIAB、スルホ−SMCC、およびスルホ−SMPB、およびSVSB(スクシンイミジル−(4−ビニルスルホン)ベンゾエート)(例えば、Pierce Biotechnology,Inc.、米国イリノイ州ロックフォードを参照)も含み得る。
9.合成抗体
いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体は、免疫グロブリン足場もしくはフレームワーク以外の足場もしくはフレームワーク、例えば、代替タンパク質足場、または人工ポリマー足場にグラフティングされた抗IL1RAP免疫グロブリン(例えば、CDR−L1など)からのCDRのセットを含む合成抗体であり得る。
本開示の合成抗体を調製するために企図される例示的な代替タンパク質足場には、フィブロネクチン、ネオカルチノスタチンCBM4−2、リポカリン、T細胞受容体、プロテインAドメイン(プロテインZ)、Im9、TPRタンパク質、亜鉛フィンガードメイン、pVIII、鳥類膵臓ポリペプチド、GCN4、WWドメインSrc相同性ドメイン3、PDZドメイン、TEM−1ベータラクタマーゼ、チオレドキシン、ブドウ球菌ヌクレアーゼ、PHD−fmgerドメイン、CL−2、BPTI、APPI、HPSTI、エコチン、LACI−D1、LDTI、MTI−II、サソリ毒素、昆虫デフェンシン−Aペプチド、EETI−II、Min−23、CBD、PBP、チトクロームb−562、Ldl受容体ドメイン、ガンマ−クリスタリン、ユビキチン、トランスフェリン、および/またはC型レクチン様ドメインが含まれ得るが、これらに限定されない。
合成抗体に有用な例示的人工ポリマー(非タンパク質)の足場は、例えば、Fiedler et al.,(2014)“Non−Antibody Scaffolds as Alternative Therapeutic Agents,”in Handbook of Therapeutic Antibodies(eds.S.Dubel and J.M.Reichert),Wiley−VCH Verlag GmbH&Co.;Gebauer et al.,Curr.Opin.Chem.Biol.,13:245−255(2009)、Binz et al.,Nat.Biotech.,23(10):1257−1268(2005)に記載されている。
IV.組換え法および組成物
本開示の抗IL1RAP抗体は、抗体産生の分野で周知の組換え方法および材料を使用して産生することができる。いくつかの実施形態において、本開示は、抗IL1RAP抗体をコードする単離された核酸を提供する。核酸は、Vを含むアミノ酸配列および/または抗体のVを含むアミノ酸配列(例えば、抗体の軽鎖および/または重鎖)をコードすることができる。いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体をコードする核酸配列を含む1つ以上のベクター(例えば、発現ベクター)が提供される。いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体をコードする核酸配列を含む宿主細胞が提供される。一実施形態において、宿主細胞は、抗体のVを含むアミノ酸配列および抗体のVを含むアミノ酸配列をコードする核酸を含むベクターで形質転換されている。別の実施形態において、宿主細胞は、抗体のVを含むアミノ酸配列をコードする核酸を含む第1のベクター、および抗体のVを含むアミノ酸配列をコードする核酸を含む第2のベクターで形質転換されている。
組換え法のいくつかの実施形態において、使用される宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞などの真核細胞、またはリンパ系細胞(例えば、Y0、NS0、Sp20)である。一実施形態において、抗IL1RAP抗体の作製方法が提供され、この方法は、上で提供されるように、抗体の発現に適した条件下で、抗体をコードする核酸を含む宿主細胞を培養することと、必要に応じて、宿主細胞(または宿主細胞培養培地)から抗体を回収することとを含む。
簡潔に述べると、抗IL1RAP抗体の組換え産生は、抗体をコードする核酸を単離し(例えば、本明細書に記載されるように)、宿主細胞におけるさらなるクローニングおよび/または発現のためにこの核酸を1つ以上のベクターに挿入することによって実行される。このような核酸は、当技術分野で周知の従来手順を使用して(例えば、所望の抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)、容易に単離および配列決定される。抗体をコードするベクターをクローニングまたは発現するための好適な宿主細胞および培養方法は、当技術分野で周知であり、原核細胞または真核細胞が含まれる。典型的には、発現後、抗体は、可溶性画分で細胞ペーストから単離され、さらに精製され得る。原核生物に加えて、糸状菌または酵母などの真核微生物は、グリコシル化経路が「ヒト化」された真菌または酵母株を含む、抗体をコードするベクターの好適なクローニングまたは発現宿主であり、部分的または完全なヒトグリコシル化パターンを有する抗体の産生をもたらす(例えば、Gerngross,Nat.Biotech.,22:1409−1414(2004)、およびLi et al.,Nat.Biotech.,24:210−215(2006)を参照)。
本開示のグリコシル化抗IL1RAP抗体の発現に好適な宿主細胞は、多細胞生物(無脊椎動物および脊椎動物)にも由来し得る。無脊椎動物細胞の例には、植物および昆虫の細胞が含まれる。特に、Spodoptera frugiperda細胞のトランスフェクション用に、昆虫細胞と組み合わせて使用することができる多数のバキュロウイルス株が同定されている。植物細胞培養物を宿主として利用することもできる(例えば、米国特許第5,959,177号、同第6,040,498号、同第6,420,548号、および同第7,125,978号を参照)。
本開示の抗IL1RAP抗体の産生に有用な哺乳動物宿主細胞株の例には、DHFR−CHO細胞を含むチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞(例えば、Urlaub et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:4216(1980)を参照)、Y0、NS0、Sp2/0などの骨髄腫細胞株、SV40(COS−7)によって形質転換されたサル腎臓CV1株、ヒト胚性腎臓系統(例えば、Graham et al.,J.Gen Virol.,36:59(1977)に記載されている293または293細胞)、ベビーハムスター腎細胞(BHK)、マウスセルトリ細胞(例えば、Mather,Biol.Reprod.,23:243−251(1980)に記載されているTM4細胞)、サル腎細胞(CV1)、アフリカミドリザル腎細胞(VERO−76)、ヒト子宮頸がん細胞(HELA)、イヌ腎細胞(MDCK、バッファローラット肝細胞(BRL3A)、ヒト肺細胞(W138)、ヒト肝細胞(Hep G2)、マウス乳腺腫瘍(MMT060562);TRI細胞(例えば、Mather et al.,Annals NY.Acad.Sci.,383:44−68(1982)を参照)、MRC5細胞、およびFS4細胞が含まれる。抗体産生に適した有用な哺乳動物宿主細胞株の一般的概説については、例えば、Yazaki and Wu,Methods in Molecular Biology,Vol.248(B.K.C.Lo,ed.,Antibody Engineering,Humana Press,Totowa,NJ),pp.255−268(2003)を参照。
V.抗IL1RAP抗体の医薬組成物および製剤
本開示は、抗IL1RAP抗体を含む医薬組成物および医薬製剤も提供する。いくつかの実施形態において、本開示は、本明細書に記載される抗IL1RAP抗体および薬学的に許容される担体を含む医薬製剤を提供する。このような医薬製剤は、所望の純度を有する抗IL1RAP抗体を、1つ以上の薬学的に許容される担体と混合することによって調製することができる。典型的には、このような抗体製剤は、水溶液(例えば、米国特許第6,171,586号、およびWO2006/044908を参照)として、または凍結乾燥製剤(例えば、米国特許第6,267,958号を参照)として調製することができる。
本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体を含む組成物および製剤は、抗IL1RAPに加えて、製剤が投与される対象において治療される特定の兆候に有用な他の有効成分(すなわち、治療剤)をさらに含み得ることも企図される。好ましくは、任意の追加治療剤は、抗IL1RAP抗体活性の活性と相補的な活性を有し、その活性は互いに悪影響を及ぼさない。したがって、いくつかの実施形態において、本開示は、本明細書に開示される抗IL1RAP抗体、および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供し、さらに、IL−1、IL−33、IL−36および/またはIL1RAP媒介性の疾患または状態の治療に有用な治療剤を含む。いくつかの実施形態において、例えば、疾患兆候ががんである場合、治療剤は、特定のがんに適切な化学療法剤である。いくつかの実施形態において、組成物中のさらなる治療剤は、IL−1、IL−33、IL−36シグナル伝達経路のアンタゴニストである。
薬学的に許容される担体は、一般に、使用される投与量および濃度でレシピエントに対して無毒である。このような薬学的に許容される広範囲の担体が当技術分野で周知である(例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences 16th edition,Osol,A.Ed.(1980)を参照)。本開示の製剤に有用で薬学的に許容される例示的な担体には、ホスフェート、シトレート、および他の有機酸などの緩衝剤、アスコルビン酸およびメチオニンを含む抗酸化剤、保存剤(オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ヘキサメトニウムクロリド、ベンザルコニウムクロリド、ベンゼトニウムクロリド、フェノール、ブチルまたはベンジルアルコール、メチルまたはプロピルパラベンなどのアルキルパラベン、カテコール、レゾルシノール、シクロヘキサノール、3−ペンタノール、およびm−クレゾール)、低分子量(約10残基未満)ポリペプチド、血清アルブミン、ゼラチン、もしくは免疫グロブリンなどのタンパク質、ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー、グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン、またはリジンなどのアミノ酸、単糖、二糖、およびグルコース、マンノース、もしくはデキストリンを含む他の炭水化物、EDTAなどのキレート剤、スクロース、マンニトール、トレハロースもしくはソルビトールなどの糖、ナトリウムなどの塩形成対イオン、金属錯体(例えば、Zn−タンパク質複合体)、および/またはポリエチレングリコール(PEG)などの非イオン性界面活性剤が含まれ得るが、これらに限定されない。
本開示の製剤に有用な薬学的に許容される担体は、可溶性中性活性ヒアルロニダーゼ糖タンパク質(sHASEGP)など、ヒト可溶性PH−20ヒアルロニダーゼ糖タンパク質(例えば、rHuPH20またはHYLENEX(登録商標)、Baxter International,Inc.)などの間質性薬分散剤も含み得る(例えば、米国特許公開第2005/0260186号および第2006/0104968号を参照)。
追加の治療剤および有効成分は、例えば、コアセルベーション技法によって、または界面重合によって、例えば、コロイド薬送達システム(例えば、リポソーム、アルブミンミクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノ粒子およびナノカプセル)またはマクロエマルジョンで、それぞれヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−(メチルメタシレート)マイクロカプセルによって、調製されたマイクロカプセルに封入され得る。このような技法は、Remington’s Pharmaceutical Sciences 16th edition,Osol,A.Ed.(1980)に開示されている。
いくつかの実施形態において、製剤は、抗体および/または他の有効成分の徐放性調製物であり得る。徐放性調製物の好適な例には、抗体を含む固体疎水性ポリマーの半透性マトリックスが含まれ、このマトリックスは、成形品、例えば、フィルム、またはマイクロカプセルの形態である。
典型的には、対象に投与される本開示の製剤は滅菌性である。滅菌製剤は、よく知られた技法を使用して、例えば、滅菌濾過膜による濾過によって容易に調製することができる。
IV.治療の用途および方法
本開示の抗IL1RAP抗体を含む組成物または製剤のいずれも、IL1RAPに特異的に結合するおよび/またはIL1RAPの活性をブロッキングするそれらの能力を利用する、特に、IL−1ファミリーサイトカインのIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γによる細胞内シグナル伝達を媒介するIL1RAPの能力をブロッキングする、治療法などの任意の方法または用途に使用できることが企図される。IL1RAPによって媒介される細胞内シグナル伝達経路には、IL−1、IL−33、およびIL−36経路が含まれ、より具体的には、少なくともサイトカインアゴニストのIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γによって刺激されるシグナル伝達経路が含まれる。IL1RAP媒介性シグナル伝達経路の阻害は、本開示の実施例に記載されるHEK−BLUE(商標)レポーター細胞アッセイおよび初代細胞ブロッキングアッセイを含む既知の細胞ブロッキングアッセイを使用して、インビトロで検定することができる。
IL1RAP媒介性疾患は、IL1RAPがシグナル伝達を媒介する際の共受容体として作用するサイトカインのIL−1ファミリー、すなわちIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γの体液または組織における値上昇に伴う任意の疾患または状態を含み得る。IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γの上昇値には、例えば、特定の細胞または組織で通常見られる値を超える値を含み得るか、または通常これらのサイトカインを発現しない細胞または組織における検出可能な値である。通常、IL1RAP媒介性の状態または疾患は、次の特徴を示す。(1)該状態または疾患に伴う病態が、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/もしくはIL−36γの投与によって、ならびに/またはIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γの発現の上方調節によって、動物に実験的に誘発され得る。ならびに、(2)実験動物モデルで生成される状態または疾患に伴う病態が、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36βおよび/またはIL−36γの作用を阻害することが知られている薬剤によって阻害することができる。
IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γは、炎症促進性サイトカインであることが知られているが、共受容体としてのIL1RAPによって媒介されるこれらのサイトカインによって刺激されるIL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路の異常機能は、炎症疾患、自己免疫疾患、呼吸器疾患、代謝疾患、感染症、およびがんを含むが、これらに限定されない広範囲の疾患および状態に関連することが知られている。
例えば、IL−33シグナル伝達の異常な機能に関連し、その結果、IL1RAPの共受容体活性によっても媒介される広範囲の状態および疾患には、以下が含まれるが、これらに限定されない:媒介性障害は、炎症状態(例えば、喘息、気道過敏性、気道炎症、敗血症、敗血症性ショック、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎、関節リウマチ、または慢性閉塞性肺疾患(COPD));免疫障害(例えば、喘息、関節リウマチ、アレルギー、アトピー性アレルギー、アナフィラキシー、アナフィラキシーショック、アレルギー性鼻炎、乾癬、炎症性腸疾患(IBD)、クローン病、糖尿病、または肝疾患);線維性障害(例えば、特発性肺線維症(IPF));好酸球性障害(例えば、好酸球性食道炎などの好酸球関連胃腸障害);感染症(例えば、蠕虫、リーシュマニアメジャーなどの原生動物、またはRSVやインフルエンザなどのウイルス感染症);痛み(例えば、炎症性の痛み);中枢神経系障害(例えば、アルツハイマー病);固形腫瘍(例えば、***腫瘍、結腸腫瘍、前立腺腫瘍、肺腫瘍、腎臓腫瘍、肝腫瘍、膵臓腫瘍、胃腫瘍、腸腫瘍、脳腫瘍、骨腫瘍、または皮膚腫瘍);または眼科疾患であり得る。IL−33によって媒介される特定の眼科的障害には、滲出型AMD、萎縮型AMD、中等度AMD、進行したAMD、および地図状萎縮(GA))を含む加齢性黄斑変性症(AMD)、網膜症(例えば、糖尿病性網膜症(DR)、未熟児網膜症(ROP)、および高高度DR)、ポリープ状脈絡膜血管障害(PCV)、糖尿病性黄斑浮腫、ドライアイ疾患、ベーチェット病、網膜剥離、緑内障、ブドウ膜炎(例えば、感染性および非感染性ブドウ膜炎)、網膜色素変性症、レーバー先天性黒内障、シュタルガルト病、外傷性眼損傷、および結膜炎(例えば、感染性結膜炎、非感染性結膜炎、およびアレルギー性結膜炎)が含まれるが、これらに限定されない。
同様に、IL−1の異常な機能に関連し、その結果、IL1RAPの共受容体活性によっても媒介される広範囲の状態および疾患には、筋萎縮性側索硬化症(ALS);アルツハイマー病;エイズ誘発性悪液質を含む悪液質/食欲不振;喘息およびその他の肺疾患;アテローム性動脈硬化症;自己免疫性血管炎;慢性疲労症候群;クロストリジウム関連下痢を含む、クロストリジウム関連疾患;うっ血性心不全、冠状動脈再狭窄、心筋梗塞、心筋機能障害(例えば、敗血症に関連する)、および冠状動脈バイパス移植片を含む冠状動脈の状態および徴候;多発性骨髄腫および骨髄性(例えば、AMLまたはCML)および他の白血病などのがん、ならびに腫瘍転移;糖尿病(例えば、インスリン依存性糖尿病);子宮内膜症;発熱、線維筋痛症;糸球体腎炎;移植片対宿主病/移植片拒絶;出血性ショック;痛覚過敏;炎症性腸疾患;変形性関節症、乾癬性関節炎および関節リウマチを含む関節の炎症状態;例えば、角膜移植に関連する可能性がある炎症性眼疾患;脳虚血を含む虚血(例えば、外傷、てんかん、出血または脳卒中の結果としての脳損傷、それぞれが神経変性につながる可能性がある);川崎病;学習障害;肺疾患(例えば、ARDS);多発性硬化症;ミオパチー(例えば、特に敗血症における筋肉タンパク質代謝);神経毒性(例えば、HIVによって誘発されるもの);骨粗鬆症;がん関連の痛みを含む痛み;パーキンソン病;歯周病;早産;乾癬;再灌流傷害;敗血症性ショック;放射線療法による副作用;側頭下顎関節疾患;睡眠障害;ブドウ膜炎;または、緊張、捻挫、軟骨損傷、外傷、整形外科手術、感染症、またはその他の疾患プロセスに起因する炎症状態が含まれるが、これらに限定されない。
IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路のアンタゴニストまたは阻害剤として作用する薬剤は、下記を含むが、これらに限定されない広範囲の疾患および状態を治療するために臨床開発中である。にきび、急性重症潰瘍性大腸炎、成人発症型スティル病、アレルギー性鼻炎、関節炎(痛風、若年性、骨、およびリウマチを含む)、関節炎痛、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性湿疹、ベーチェット病、悪液質、がん(***、結腸直腸、非小細胞肺、および膵臓を含む)、慢性閉塞性肺疾患、ドライアイ症候群、家族性寒冷自己炎症性症候群、家族性地中海熱、食物アレルギー、汎発性膿疱性乾癬、化膿性汗腺炎、高IgD症候群、高尿酸血症、マックル−ウェルズ症候群、新生児発症多系統炎症性疾患、筋骨格痛、掌蹠膿疱症、末梢血管疾患、リウマチ性多発筋痛症、鼻ポリープ、乾癬、壊疽性膿皮症、再狭窄、鎌状赤血球貧血、副鼻腔炎、TNF受容体関連周期性症候群、2型糖尿病、および潰瘍性大腸炎。
本開示の抗IL1RAP抗体を含む組成物または製剤のいずれかは、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路の異常機能に関連する先に挙げた疾患または状態のいずれかを治療するための方法または用途において使用できるため、IL1RAPの共受容体活性によって媒介され得ることが企図される。一般に、これらの状態および疾患には、炎症性疾患、自己免疫疾患、呼吸器疾患、代謝障害、感染症、およびがんが含まれるが、これらに限定されない。
したがって、いくつかの実施形態において、本開示の抗IL1RAP抗体を含む組成物または製剤は、にきび、急性膵炎、急性重症潰瘍性大腸炎、成人発症型スティル病、加齢性黄斑変性症(AMD)、気道過敏性、気道炎症、アレルギー性結膜炎、アレルギー性鼻炎、アレルギー、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アナフィラキシー、関節炎痛、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性皮膚炎、アトピー性湿疹、自己免疫性血管炎、ベーチェット病、骨がん、脳がん、乳がん、悪液質/食欲不振、軟骨損傷、脳虚血、慢性疲労症候群、慢性閉塞性肺疾患、クロストリジウム関連疾患、結腸がん、うっ血性心不全、結膜炎、冠動脈バイパス移植、冠動脈再狭窄、クローン病、糖尿病、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症、ドライアイ疾患、子宮内膜症、好酸球関連胃腸障害、好酸球性食道炎、家族性寒冷自己炎症性症候群、家族性地中海熱、発熱、線維筋痛症、線維性障害、食物アレルギー、汎発性膿疱性乾癬、緑内障、糸球体腎炎、痛風性関節炎、移植片対宿主疾患、蠕虫感染、出血性ショック、化膿性汗腺炎、痛覚過敏、高IgD症候群、高尿酸血症、特発性肺線維症(IPF)、がん関連痛、感染症、炎症性腸疾患(IBD)、緊張に起因する炎症状態、角膜移植に関連する炎症性眼疾患、炎症性疼痛、インフルエンザ、腸がん、虚血、若年性関節炎、川崎病、腎臓がん、レーバー先天性黒内障、肝臓がん、肝疾患、肺がん、マックル−ウェルズ症候群、多発性骨髄腫、多発性硬化症、筋骨格痛、骨髄性および他の白血病、心筋機能不全、筋障害、鼻ポリープ、新生児発症多系統炎症性疾患、神経毒性、非感染性結膜炎、非小細胞肺がん、整形外科手術、骨関節炎、骨粗鬆症、疼痛、掌蹠膿疱症、膵臓がん、パーキンソン病、歯周病、末梢血管疾患、リウマチ性多発筋痛症、ポリープ状脈絡膜血管症(PCV)、早産、前立腺がん、原虫感染症、乾癬、乾癬性関節炎、壊疽性膿皮症、再灌流傷害、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、再狭窄、網膜剥離、網膜色素変性症、未熟網膜症(ROP)、関節リウマチ、敗血症性ショック、鎌状赤血球貧血、放射線療法による副作用、副鼻腔炎、皮膚がん、睡眠障害、捻挫、シュタルガルト病、胃がん、側頭下顎関節疾患、TNF受容体関連周期性症候群、移植拒絶、外傷、外傷性眼損傷、2型糖尿病、潰瘍性大腸炎、およびブドウ膜炎から選択される状態または疾患の治療に使用するための方法、療法、薬剤(medicament)、診断、または用途で使用することができる。
以下の実施例を含む本明細書に開示されるように、本開示の抗IL1RAP抗体は、IL−1、IL−33、およびIL−36のシグナル伝達経路を含むIL1RAPによって媒介される細胞内シグナル伝達を減少、阻害、および/またはブロッキングする能力を有する。したがって、いくつかの実施形態において、本開示は、対象におけるIL1RAP媒介性の疾患または状態を治療する方法を提供し、本方法は、治療有効量の本開示の抗IL1RAP抗体を対象に投与すること、または、本開示の抗IL1RAP抗体および薬学的に許容される担体を含む治療有効量の医薬組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む。
本明細書の他の箇所に開示されるように、本開示の抗IL1RAP抗体は、IL−1、IL−33、およびIL−36シグナル伝達経路を減少、阻害、および/またはブロッキングする能力を有する。したがって、本開示は、IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路の減少、阻害、および/またはブロッキングに応答する疾患および状態を治療する方法も提供する。
さらに、本開示の抗IL1RAP抗体は、アゴニストのIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36βおよび/またはIL−36γによって刺激される細胞内シグナル伝達を減少、阻害、および/またはブロッキングする能力を有する。したがって、本開示は、アゴニストIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γによって刺激される細胞内シグナル伝達の減少、阻害、および/またはブロッキングに応答する疾患および状態を治療する方法も提供する。
IL1RAP媒介性経路でもあるIL−1シグナル伝達経路は、多くの種類のがんに関連している。したがって、いくつかの実施形態において、本開示は、対象のがんを治療する方法を提供し、本方法は、治療有効量の本開示の抗IL1RAP抗体をそれを必要とする対象に投与すること、または、本開示の抗IL1RAP抗体および薬学的に許容される担体を含む治療有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。
IL−1、IL−33、および/またはIL−36シグナル伝達経路の3つ全ては、IL1RAP媒介性経路でもあり、喘息に関連している。したがって、いくつかの実施形態において、本開示は、対象の喘息を治療する方法を提供し、本方法は、治療有効量の本開示の抗IL1RAP抗体をそれを必要とする対象に投与すること、または、本開示の抗IL1RAP抗体および薬学的に許容される担体を含む治療有効量の医薬組成物を対象に投与することを含む。
いくつかの実施形態において、本開示は、IL1RAP媒介性疾患、IL−1、IL−33、およびIL−36シグナル伝達経路媒介性疾患、ならびに/またはアゴニストのIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/もしくはIL−36γによって刺激される細胞内シグナル伝達によって媒介される疾患を治療および/または予防する方法を提供する。このような治療実施形態の方法において、本方法は、治療有効量の抗IL1RAP抗体、または本明細書に記載の抗IL1RAP抗体を含む組成物もしくは医薬製剤をそれを必要とする対象に投与することを含む。
本治療方法に従う抗体、組成物、または医薬製剤の投与は、対象のIL1RAP媒介性疾患の進行から対象を保護および/または治療する抗体誘導性治療効果を提供する。いくつかの実施形態において、本治療方法は、IL1RAP媒介性の疾患または状態を予防および/または治療するために、当業者に知られている1つ以上の追加治療剤の投与または治療をさらに含むことができる。1つ以上の追加薬剤の投与を含むこのような方法は、併用投与(2つ以上の治療剤が同じまたは個別の製剤に含まれる場合)、および個別投与を包含し、その場合、抗体組成物または製剤は、追加治療剤投与の前、同時、および/または後に投与され得る。
本開示の治療方法のいくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体または抗IL1RAP抗体を含む医薬製剤は、薬剤を全身的にまたは所望の標的組織に送達する任意の投与様式(mode of administration)によって対象に投与される。全身投与は、一般に、所望の標的部位、組織、または器官への直接ではない部位で対象に抗体を投与する任意の様式を指し、抗体またはその製剤は、対象の循環系に入るため、代謝および他の同様なプロセスを受ける。
したがって、本開示の治療方法において有用な投与様式には、注射、注入、点滴、および吸入が含まれ得るが、これらに限定されない。注射による投与には、静脈内、筋肉内、動脈内、髄腔内、脳室内、嚢内、眼窩内、心臓内、皮内、腹腔内、経気管、皮下、表皮下、関節内、被膜下、くも膜下、脊髄内、脳内脊髄、および胸骨内の注射および注入が含まれ得る。
いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体の医薬製剤は、抗体が腸内の不活性化から保護されるように製剤化される。したがって、本治療方法は、製剤の経口投与を含み得る。
いくつかの実施形態において、薬剤としての本開示の抗IL1RAP抗体を含む組成物または製剤の使用も提供される。さらに、いくつかの実施形態において、本開示は、薬剤、特にIL1RAP媒介性疾患を治療、予防または阻害するための薬剤の製造または調製における抗IL1RAP抗体を含む組成物または製剤の使用を提供する。さらなる実施形態において、本薬剤は、IL1RAP媒介性疾患の個体に有効量の薬剤を投与することを含む、IL1RAP媒介性疾患を治療、予防または阻害するための方法で使用する。特定の実施形態において、薬剤は、有効量の少なくとも1つの追加治療剤、または治療をさらに含む。
さらなる実施形態において、薬剤は、IL1RAP媒介性疾患を治療、阻害または予防するために薬剤の有効な量を対象に投与することを含む、対象のIL1RAP媒介性疾患を治療、阻害または予防する際に使用する。
IL1RAP媒介性の疾患または状態の予防または治療のため、本開示の組成物および製剤に含まれる抗IL1RAP抗体の適切な投与量(単独でまたは1つ以上の他の追加治療剤と併用して使用される場合)は、治療される特定の疾患または状態、疾患の重症度および経過、抗体が予防目的または治療目的で投与されるか否か、患者に投与された薬歴、患者の病歴および抗体に対する応答、および主治医の裁量に依存するだろう。本明細書に記載の組成物および製剤に含まれる抗IL1RAP抗体は、一度に、または一連の治療にわたって患者に適切に投与することができる。本明細書では、様々な時点にわたる単回投与または複数回投与、ボーラス投与、およびパルス注入を含むが、これらに限定されない様々な投薬スケジュールが企図される。
疾患の種類および重症度に応じて、本開示の製剤中約1μg/kg〜15mg/kgの抗IL1RAP抗体は、例えば、1回以上の個別投与によるかまたは持続注入によるかを問わず、ヒト対象に投与するための初回の候補投与量である。一般に、抗体の投与量は、約0.05mg/kg〜約10mg/kgの範囲である。いくつかの実施形態において、約0.5mg/kg、2.0mg/kg、4.0mg/kgまたは10mg/kg(またはこれらの任意の組み合わせ)の1つ以上の用量を患者に投与することができる。
投与量の投与は、対象の状態に応じて、数日以上にわたって維持することができ、例えば、当技術分野で知られている方法によって決定されるように、IL1RAP媒介性疾患が十分に治療されるまで投与を続けることができる。いくつかの実施形態において、高い初回負荷量が投与され、その後、1回以上の低用量が投与され得る。しかしながら、他の投与計画が有用な場合がある。投与量投与の治療効果の進行は、従来の技法およびアッセイによって監視することができる。
したがって、本開示方法のいくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体の投与は、約1mg/kg〜約100mg/kgの1日投与量を含む。いくつかの実施形態において、抗IL1RAP抗体の投与量は、少なくとも約1mg/kg、少なくとも約5mg/kg、少なくとも約10mg/kg、少なくとも約20mg/kg、または少なくとも約30mg/kgでの1日投与量を含む。
さらに、本開示の抗IL1RAP抗体は、IL1RAPを検出するためのアッセイ法において使用され得る。ヒトIL1RAPに高い親和性で結合するそれらの能力により、本明細書に開示される抗IL1RAP抗体は、広範囲のアッセイ方法および方式に適切である。抗IL1RAP抗体は、IL1RAPの検出および定量化のために、競合結合アッセイ、直接および間接サンドイッチアッセイ、免疫沈降アッセイ、ならびに酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)など、いずれかの既知のアッセイ方法で使用できることが企図される(Sola,1987,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques,pp.147−158,CRC Press,Inc.を参照)。したがって、いくつかの実施形態において、本開示は、生体試料のIL1RAPのレベルを検出するための方法を提供し、本方法は、本明細書に開示されるような抗IL1RAP抗体と試料とを接触させる段階を含む。さらに、いくつかの実施形態において、生体試料中のIL1RAPのレベルを検出する方法を使用して、例えばヒト対象からの生体試料におけるIL1RAP媒介性の状態または疾患を検出および/または診断することができることが企図される。
本開示の様々な特徴および実施形態は、下記の代表的な実施例で示され、これらは、例示を意図するものであり、限定するものではない。当業者は、特定の実施例が、その後に続く特許請求の範囲でより完全に説明されるように、本発明の例示にすぎないことを容易に理解するであろう。本出願に記載されている全ての実施形態および特徴は、その中に含まれる全ての実施形態と互換性があり、組み合わせ可能であると理解されるべきである。
実施例1:IL1RAPポリペプチドの生成
本実施例は、本開示の抗IL1RAP抗体を誘発およびスクリーニングする際に抗原として使用される様々なIL1RAPポリペプチド構築物の調製を例示する。
hu−IL1RAPの細胞外ドメインは、Wang et al.,Nat.Immunol.,11:905−912(2010)の構造情報に基づいて、完全長の個々のドメイン(すなわち、D1、D2、D3)として組換え精製された。発現構築物のアミノ酸配列境界は、上記の表1および添付の配列表で提供される。全ての組換えIL1RAPポリペプチド構築物は、精製および検出の目的で、下記の「GGGS−V5−6XHis」C末端タグを有した。GGGSGKPIPNPLLGLDSTHHHHHH(配列番号319)。個々のドメイン(例えば、D1、D1D2、D3)の構築物は、精製および検出の目的で、下記の「GGGS−V5−Avi−6XHis」C末端タグ(「Avi」タグも含む)を有した。GGGSGKPIPNPLLGLDSTGLNDIFEAQKIEWHEHHHHHH(配列番号320)。
IL1RAP構築物タンパク質は、製造業者のプロトコルに従って、Expi293F細胞(Thermo Fisher Scientific、米国マサチューセッツ州ウォルサム)で発現させた。5日後に細胞を採取し、清澄化した上清に20mMイミダゾールpH7.5を補充し、20mM Tris−HCl、150mM NaCl(TBS)、20mMイミダゾールpH7.5で平衡化したHisTrap FF粗カラム(GE Healthcare、米国イリノイ州シカゴ)に適用した。タンパク質は、20CV勾配で100%TBS、500mMイミダゾールpH7.5に溶出した。タンパク質を含む溶出画分をプールし、タンパク質の分子量に応じて、Superdex75またはSuperdex200増加カラム(GE Healthcare、米国イリノイ州シカゴ)に充填した。単量体タンパク質を含むピーク画分をプールし、1XPBS、pH7.5または25mM HEPES、150mM NaCl(HBS)、pH8.0に保存した。
実施例2:ハイブリドーマ法を使用した抗ヒトIL1RAP抗体の生成、さらなる特性評価のためのスクリーニングおよび選択
この実施例は、マウスハイブリドーマ技術を使用して抗hu−IL1RAP抗体を生成する方法、ならびにさらなる特性評価のために抗体をスクリーニングおよび選択する方法を例示する。
免疫および融合:Balb/c、Swiss Webster、およびSJ/Lマウスを、50μg/マウスの使用で、hu−IL1RAPの膜型細胞外ドメインを含む配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチド構築物(表1を参照)で免疫した。初回免疫に続いて、下記の3つの異なるIL1RAP免疫原のその後の追加免疫が、抗IL1RAP抗体の好適な力価を誘導するのに必要なスケジュールおよび期間で、マウスに投与された。25μg/マウスの配列番号3ポリペプチド(hu−M−IL1RAP)、25μg/マウスの配列番号9ポリペプチド(mo−M−IL1RAP)、または25μg/マウスの配列番号6ポリペプチド(hu−M−IL1RAP−D3)。アジュバントMagic Mouse(Creative Diagnostics、ニューヨーク州シャーリー)を全ての免疫に使用した。力価は、以下に記載されるようにELISAによって決定された。力価に基づいて選択されたマウスには、融合前にアジュバントなしで最終の追加免疫を与えた。1日後、脾臓を採取し、標準プロトコルに従って処理した。標準プロトコルに従って、PEGを使用して、脾細胞を骨髄腫P3X63Ag8.653細胞(アメリカンタイプカルチャーコレクションCRL 1580)と融合させ、標準的な技法を使用して96ウェルプレートに約50,000骨髄腫細胞/ウェルで播種し、得られたコロニーのクローン性を最大化した。親ハイブリドーマは、AH(アザセリン+ヒポキサンチン)を補充した選択培地を使用して選択された。
ELISAアッセイ:培養の12〜14日後、ハイブリドーマ上清を収集し、配列番号3のhu−M−IL1RAP細胞外ドメインでコーティングされた96ウェルプレートを用いたELISAによる一次スクリーニングに供した。ELISAアッセイは、一般に、Baker et al.,Trends Biotechnol.,20:149−156(2002)に記載されているように実施した。簡潔に述べると、96ウェルMAXISORP(登録商標)平底プレート(Thermo Fisher Scientific、マサチューセッツ州ウォルサム、カタログ番号439454)を、50μL/ウェルのタンパク質を用いて、コーティング緩衝液(0.05Mカーボネート緩衝液、pH9.6またはホスフェート緩衝生理食塩水、PBS)中1μg/mLの濃度で、4℃で一晩コーティングした。コーティング溶液を除去した後、ホスフェート緩衝生理食塩水(PBS)pH7.4(ELISA希釈液)に1%ウシ血清アルブミン(BSA)を含む200μLのアッセイ/ブロッキング溶液を添加し、室温で攪拌しながら1時間または4℃で攪拌せずに一晩、インキュベーションすることにより、非特異的結合をブロッキングした。次にプレートを300μLのPBS、0.05%TWEEN(登録商標)−20(洗浄緩衝液)で3回洗浄した。個々のハイブリドーマクローン(または指示濃度の精製抗体)からの100μLの培養上清を各ウェルに添加し、続いて撹拌しながら室温で1時間インキュベーションした。プレートを洗浄緩衝液で3回洗浄した後、西洋ワサビペルオキシダーゼに結合した50μL/ウェルのヤギ抗マウスIgG Fc(Bethyl Laboratories、米国テキサス州モントゴメリー、カタログ番号A90−131P)を1:3,000希釈で、または西洋ワサビペルオキシダーゼに結合したヤギ抗マウスIgG(H+L)(Jackson ImmunoResearch,Inc.、米国ペンシルベニア州ウェストグローブ、カタログ番号109−035−088)をELISA希釈液の1:10,000希釈で、添加した。プレートを室温で1時間撹拌しながらインキュベーションし、洗浄緩衝液で6回洗浄し、50μL/ウェルのテトラメチルベンジジン(TMB)マイクロウェルペルオキシダーゼ基質(Scytek Laboratories,Inc.、米国ユタ州ローガン、カタログ番号TM1999)を添加して3〜10分間発色させた。50μL/ウェルの2N HSO(Sigma−Aldrich Corporation、米国ミズーリ州セントルイス、カタログ番号258105)で酸性化することにより、酵素による発色を停止させた。プレートは、SpectraMax i3Xプレートリーダー(Molecular Devices LLC、米国カリフォルニア州サンノゼ)を使用して450nmの波長で分析した。
この一次ELISAアッセイスクリーニングは、配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチドおよび配列番号6のhu−M−IL1RAP−D3ポリペプチドで免疫された3匹のSwiss Websterマウスによって生成されたハイブリドーマから合計470の抗ヒトIL1RAPバインダーを同定した。これらの470個の親ハイブリドーマを24ウェルプレートに増殖させ(expand)、上記の通りに確認のELISAスクリーニングを実行した結果、315個のhu−IL1RAPバインダーを確認した。
ハイブリドーマのHEK−Blue細胞ブロッキングアッセイ、サブクローニングおよび精製のためのスクリーニング
hu−M−IL1RAP結合が陽性であることが確認された315個のハイブリドーマは、以下に記載されるHEK−Blue細胞ブロッキングアッセイを使用して、IL−1媒介性IL1R1/IL1RAPおよびIL−33媒介性ST2/IL1RAPのシグナル伝達経路を阻害する能力についてさらに特性評価された。
HEK Blue細胞株:この実施例および次の実施例に記載するHEK−Blue細胞株は、元の親系統としてHEK−293細胞株(ヒト胎児腎臓上皮細胞)を使用する。IL−1α、IL−1β、およびIL−33による刺激に応答するHEK−Blue IL−1/IL−33センサー細胞は、インビボGen(インビボGen、米国カリフォルニア州サンディエゴ、カタログ番号hkb−il33)から入手した。これらのIL−1/IL−33センサー細胞は、IL−33受容体ST2を発現するヒトST2遺伝子を用いたHEK−Blue IL−1βセンサー細胞(インビボGen、カタログ番号hkb−il1b)の安定したトランスフェクションによって生成された。HEK−Blue IL−1β細胞は、NF−κB/AP−1 SEAP(分泌型胚性アルカリホスファターゼ)レポーター遺伝子を発現し、不活性化TNF−α応答を含み、SEAP産生がIL−1またはIL−33経路の活性化を示すことを確実にする。HEK−Blue IL−1/IL−33応答性細胞は、製造業者のガイドラインに従って維持した。簡潔に述べると、細胞は、10%ウシ胎児血清(FBS)(Atlanta Biologicals,Inc.、米国ジョージア州フラワリー・ブランチ)、100IU/mLペニシリンおよび100μg/mLストレプトマイシンを補充したDMEM(Corning,Inc.、米国ニューヨーク州コーニング)からなる標準成長培地で維持した。成長培地には、SEAPをコードするプラスミドを維持するために100μg/mLゼオシン、IL−1特異性を維持するために200μg/mLハイグロマイシンB、およびST2をコードするプラスミドを維持するために100μg/mLブラスチシジンをさらに補充した。
HEK−Blue SEAPアッセイ:HEK−Blue IL−1/IL−33応答性センサー細胞は、IL−1α、IL−1β、またはIL−33刺激が生じた全てのHEK−Blue SEAPアッセイに使用された。アッセイで使用されるアゴニストの半数効果濃度(EC50)の推定値を提供するために、全アッセイに先立って8ポイントの段階希釈系列からなるアゴニストの用量応答曲線が生成された。実験使用の24時間前に、使用時に最低80%の集密度になる濃度で細胞を96ウェル平底プレートに播種した。所望のアゴニストを最終容積200μLまで細胞に加え、細胞を37℃、5%COで24時間インキュベーションした。SEAP産生は、SEAP検出アッセイを使用して定量化した。SEAP検出媒体QUANTI−Blue(インビボGen)を使用して、様々な指示条件で、一般製造業者のガイドラインによって、SEAPのレベルを決定した。具体的には、20μLの細胞培養上清(アゴニスト添加の24時間後に収集)を130μLのQUANTI−Blue検出培地に添加した。反応を37℃で1時間進行させ、その時点で、SoftMax Proソフトウェア(Molecular Devices)と共にSpectraMax(Molecular Devices)分光光度計を使用して、波長650nmでの吸光度を測定した。生アッセイデータは、GraphPad Prism7ソフトウェアを用いて分析し、アッセイでアゴニストEC50値の非線形回帰決定を実施した。
ハイブリドーマ細胞培養上清(SN)の未精製抗hu−IL1RAP抗体のHEK−Blue SEAPアッセイは、上記のように実施されたが、以下の改変が加えられた。抗hu−IL1RAP抗体を含む未精製のハイブリドーマ細胞培養SNを、50μLの最終容量の4倍でHEK−Blue IL−1/IL−33細胞に添加した。細胞および抗体を含有するハイブリドーマ細胞培養SNは、37℃、5%COで1時間インキュベーションした。1時間の抗体インキュベーションに続いて、アゴニストを、細胞および抗体を含むウェルに、所望濃度の4倍で、200μLの総量内で最終的な所望濃度の1倍になるように添加した。阻害率は、試料(この場合、抗hu−IL1RAP抗体を含むハイブリドーマ細胞培養SN)から得られた値から陰性対照から得られた吸光度値を差し引くことによって算出した。次に、陰性対照で調整した試料を使用して、陽性対照(抗体を含むハイブリドーマ細胞培養SNの不在下でのみアゴニストに曝露した細胞)に対する比率を決定した。
精製ハイブリドーマ由来の抗hu−IL1RAP抗体を使用して実施されたHEK−Blue SEAPアッセイは、ハイブリドーマ細胞培養SNを用いた上記のアッセイと同様に実施された。簡潔に述べると、抗体は、37℃、5%COで1時間、標準成長培地中、アゴニストの不在下で、細胞とインキュベーションした。1時間のインキュベーション後、推定EC50濃度の目的のアゴニストを最終容量200μLまで添加し、実験をさらに24時間進行させた。陰性対照(NC)は、成長培地のみに曝露された細胞を表す一方、陽性対照(PC)は、アゴニストのみに曝露された細胞を表す(アンタゴニストまたは対照抗体の不在下)。
抗体(以下の実施例に記載されるFabを含む)の半数阻害濃度(IC50)を決定するために、7点段階希釈系列を使用した(指示濃度で開始)。前述のアゴニスト用量応答曲線と同様に、GraphPad Prism 7ソフトウェアを使用して非線形回帰分析を実施し、アッセイ結果からIC50値を決定した。
下記の市販のヒトサイトカインをHEK−Blueアッセイのアゴニストとして使用した。IL−1α(Gibco/Thermo Fisher Scientific)、IL−1β(インビボGen、米国カリフォルニア州サンディエゴ)およびIL−33(インビボGen、またはPeproTech US、米国ニュージャージー州ロッキーヒル)。
ELISAスクリーニングおよびHEK−Blue細胞ブロッキングアッセイの結果を使用して、サブクローニングおよび精製のために15個の親ハイブリドーマ系統のパネルを選択した。選択したハイブリドーマおよびHEK−Blue細胞ブロッキングアッセイの結果を以下の表3に示す。
Figure 2021533829
ハイブリドーマのサブクローニングおよび精製:サブクローニングは、ELISAスクリーニングによって確認されたサブクローンを用いた標準限界希釈によって実施された(上記の通り)。サブクローンは、無血清培地で30mLの培養物にスケールアップされた。抗体は以下のように精製した。細胞を除去するために300gで10分間遠心分離し、孔径0.22μmのフィルターで濾過することにより、上清培地を清澄化した。清澄化した上清培地を、PBS緩衝液で平衡化したPOROS MabCapture A樹脂(Thermo Fisher Scientific、米国マサチューセッツ州ウォルサム)と混合し、穏やかに回転させながら室温で1.5時間インキュベーションした。インキュベーション後、スラリーをカラムに充填し、樹脂を、0.5M NaClを含む20カラム容量(CV)のPBS緩衝液で洗浄した。IgG分子は、3CVの0.1M酢酸、0.15M NaClで溶出した。溶離液を1M MOPS、pH7.0でpH5.2にすばやく中和し、PD−10脱塩カラム(GE Healthcare)を使用して緩衝液をPBS緩衝液に交換した。
精製ハイブリドーマ抗体の特性評価
ELISAアッセイ:ELISAアッセイ(上記の通り)を使用して、15個の親ハイブリドーマから得られた精製抗体がhu−M−IL1RAPポリペプチドおよび可溶性hu−S−IL1RAPポリペプチド(配列番号7)に結合できることを確認し、ならびにマウスmo−M−IL1RAPポリペプチド(配列番号9)、およびカニクイザルcyno−M−IL1RAPポリペプチド(配列番号8)に対する交差反応性の程度を決定した。ハイブリドーマから精製された15個の抗体の段階希釈を20nMから試験し、それぞれのEC50を以下の表4に示すように算出した。
Figure 2021533829
結合ドメインマッピング:15個の精製抗体の結合ドメインマッピングは、アッセイプレート上に1μg/mlでコーティングされた下記のIL1RAPポリペプチド構築物を用いて、上記のELISAアッセイを使用して実行された。hu−M−IL1RAP、hu−M−IL1RAP−D1、hu−M−IL1RAP−D1D2、およびhu−M−IL1RAP−D3。15mAbを10nMの濃度で試験し、ELISAアッセイの結果を以下の表5に示す。
Figure 2021533829
HEK−Blueアッセイ:15個の親ハイブリドーマに由来する精製抗hu−IL1RAP抗体を試験して、上記のHEK−Blueアッセイを使用してIL1R1/IL1RAPおよびST2/IL1RAP経路のIL−1βおよびIL−33媒介性活性化をブロッキングする能力を決定した。全てのmAbについて用量応答を実行し、IL−1βおよびIL−33媒介性活性化の阻害度の決定を、100nMの抗体濃度で、アゴニストのみに曝露した細胞から得られた最大シグナルのパーセンテージとして算出した。これらのHEK−Blueアッセイの結果を以下の表6に示す。
Figure 2021533829
表6のHEK−Blueアッセイ結果に示されているように、試験した全ての抗体のうち、ハイブリドーマ11C5由来のmAbのみが、100nMの濃度で、IL−1βおよびIL−33活性化経路の両方を完全ブロッキングまたはほぼ完全ブロッキングする活性を示した(それぞれ、99%および93%)。
OCTET結合親和性:11C5ハイブリドーマ(以下、「11C5(Hy)」)から精製したmAbのhu−M−IL1RAPおよびcyno−M−IL1RAPポリペプチド構築物への結合親和性をOCTET(登録商標)Bio−Layer Interferometry(BLI)結合分析(Pall ForteBio USA、米国カリフォルニア州フリーモント)を使用して測定した。BLI実験方式は、溶液中のIL1RAP抗原を用いて抗体をバイオレイヤー表面に固定化する。配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチド、配列番号8のcyno−M−IL1RAPポリペプチド、またはハイブリドーマ11C5から精製されたmAbを、それぞれ最終容量200μLに、実験緩衝液(0.01%Tween−20を含むPBS緩衝液)で希釈した。全試料を黒色の96ウェルプレートに入れ、25℃で実験を実施した。ハイブリドーマ11C5から精製したmAbを最終濃度35nMに希釈し、抗マウスIgG Fcキャプチャー(AMC)バイオセンサー(Pall ForteBio)に固定化した。分析対象を0.9〜25nMの範囲で実験緩衝液で段階希釈した。バイオセンサーは、実験を開始する前に、25℃の実験緩衝液中で10分間平衡化した。
動態実験は、段階名、溶液、および時間が列挙されている下記の段階で実施した。ベースライン(緩衝液−60秒)、充填(抗体−200秒)、ベースライン2(緩衝液−最小120秒)、結合(分析対象−200〜300秒)および解離(緩衝液−1000秒)。分析対象の会合および固定化抗体からの抗原の解離から生じるBLIシグナルは、OCTET(登録商標)データ分析ソフトウェア(Pall ForteBio)を使用して分析した。最初に、参照ウェル(実験ウェルと同じ段階を経たが、結合段階の分析対象を含まないバイオセンサー)を使用して、記録された全てのトレースに対して参照減算を実施し、次に全てのトレースを結合段階の開始に合わせた。各分析対象とのmAb 11C5(Hy)のKを算出するために、結合および解離の段階全体を1:1結合モデルでGlobal fit(4個の分析対象濃度トレースの最小値)に使用した。このOCTET BLI分析の結果を以下の表7に示す。
Figure 2021533829
要約:ハイブリドーマ11C5、11C5(Hy)に由来する精製抗M−IL1RAP抗体は、上記のアッセイにおけるその優れた特性に基づいて、さらなる特性評価と親和性成熟のために選択された。すなわち、11C5(Hy)mAbは、IL1RAPのドメイン3(D3)に結合し、ELISAで決定された場合、hu−M−IL1RAP、hu−S−IL1RAP、およびcyno−M−IL1RAPポリペプチドに等しくよく結合し、HEK−Blueアッセイで決定された場合、IL−1βおよびIL−33活性化経路の両方を完全ブロッキングまたはほぼ完全ブロッキングする活性を示す。しかしながら、11C5(Hy)mAbは、配列番号9のマウス−M−IL1RAPポリペプチドと交差反応しない。
実施例3:選択された抗ヒトIL1RAP抗体の配列決定
本実施例は、ハイブリドーマに由来する抗hu−IL1RAP抗体の配列の決定を例示する。
下記のプロトコルを使用して、選択したハイブリドーマから抗体の重鎖断片および軽鎖断片をコードする遺伝子を同定、クローン化、および配列決定した。
目的のハイブリドーマを、標準ハイブリドーマ培地(DMEM/F12、10%FBS、1%Glutamax、1%pen/strep)において、80%超の生存率で、7〜10日間、T75フラスコで1〜3x10の密度まで成長させた。培養物から1〜300万個の細胞を15mL falconチューブに300gで5分間ペレット化した。ペレット細胞を5mLの氷冷PBSに再懸濁して洗浄した。300gで5分間遠心分離した後、PBSを除去し、細胞を再懸濁し、1mLのTRIZOL試薬(Life Technologies、米国カリフォルニア州カールズバッド)に溶解した。細胞の完全な溶解を確実にするために、溶解物を20G1ゲージ針(BD 305175)を備えた1mLシリンジに20回通した。TRIZOL/細胞懸濁液を直ちにドライアイスで凍結し、処理するまで−80℃で保存した。
Direct−zol RNA Miniprep Plusキット(Zymo Research、米国カリフォルニア州アービン)を使用して溶解物から全RNAを単離し、5μgの全RNAを使用して、SMARTer RACE5’キット(タカラバイオ、日本)を使用して、5’−RACE対応ハイブリドーマcDNAを生成した。下記のマウスVファミリー特異的可変領域プライマーを使用して、cDNAから重鎖および軽鎖の特異的遺伝子断片を増幅した。TCTTGTCCACCTTGGTGCTGCTGGCCGG(配列番号321)、およびTTTGTCCACCGTGGTGCTGCTGGCTGGT(配列番号322)。下記のマウスVカッパファミリーに特異的な可変領域プライマー、GATCAGTCCAACTGTTCAGGACGCC(配列番号323)、またはマウスVラムダファミリーに特異的な可変領域プライマー、ACACTCAGCACGGGACAAACTCTTCTCCACAGT(配列番号324)、ACACTCTGCAGGAGACAGACTCTTTTCCACAGT(配列番号325)、およびACACTCAGCACGGGACAAACTCTTCTCCACATG(配列番号326)は、5’−RACE PCR反応においてキットに含まれるユニバーサルプライマーと組み合わせて使用された。
PCR産物を精製し、In−Fusionクローニングキット(タカラバイオ、日本)を使用してpRACEにクローニングした。両鎖は、M13順方向およびM13逆方向のプライマーを備えたSangerシーケンサーを使用して配列決定された。
ハイブリドーマ11C5に由来するmAbについて決定された軽鎖および重鎖の可変ドメインアミノ酸配列のVおよびVは、上記の表2に列挙され、添付の配列表にそれぞれ配列番号257および279として提供される。
さらに、ハイブリドーマ10A11、9D5、8H1、および13D8に由来するmAbについて決定されたVおよびVの配列を表2に列挙し、添付の配列表にそれぞれ配列番号311、312、313、314、315、316、317、および318として提供される。
実施例4:11C5ハイブリドーマ由来の抗Hu−IL1RAP mAbによるIL−1、IL−33、およびIL−36刺激性細胞内シグナル伝達の阻害
この実施例は、HEK−Blue細胞ブロッキングアッセイで決定されたように、11C5、11C5(Hy)に由来する精製抗hu−IL1RAP mAbが、IL−1α、IL−1β、IL−33、およびIL−36α、IL−36β、およびIL−36γ刺激性細胞内シグナル伝達をブロッキングすることができることを例示する。簡潔に述べると、HEK−Blue IL−1/IL−33センサー細胞、またはIL−36受容体IL1RL2で一過性トランスフェクションされたHEK−Blue IL−33センサー細胞を使用して、11C5(Hy)がIL−1、IL−33、およびIL−36依存性シグナル伝達経路をブロッキングするか否かを決定した。これらのHEK−Blue細胞株は両方ともNF−κB/AP−1 SEAPレポーター遺伝子を発現しており、簡単なSEAP検出アッセイにより、IL−1、IL−33、またはIL−36の活性化を監視することができる。
材料および方法
HEK−Blue細胞:この実施例で使用されるHEK−Blue IL−1/IL−33センサー細胞は、上記の実施例2に記載されている。HEK−Blue IL−33センサー細胞(インビボGen、カタログ番号hkb−hil33)は、HEK−Blue IL−1/IL−33細胞に類似しているが、IL−1およびTNF−αの両応答がブロッキングされた。HEK−Blue IL−33細胞は、製造業者のガイドラインによって、前述の標準成長培地を使用し、1X HEK−Blue Selection抗生物質(インビボGen、カタログ番号hb−sel)を補充して、SEAP、ST2、およびIL−33の特異性をコードするプラスミドを維持した。
IL−36受容体によるHEK−Blue IL−33細胞の一過性トランスフェクション。IL−36受容体をコードするヒトIL1RL2遺伝子を含むプラスミドは、AvantGen(カスタムオーダー)によって生成された。HEK−Blue IL−33センサー細胞は、製造業者のガイドラインに従って、LyoVec(インビボGen)を使用して一過性トランスフェクションされた。簡潔に述べると、トランスフェクションの24時間後に最低80%の集密度を生じる濃度で、標準成長培地に懸濁した細胞にLyoVec−DNA複合体を直接添加し、すぐに96ウェル平底プレートに播種した。トランスフェクションの24時間後、細胞を標準的なHEK−Blue SEAPアッセイで使用した。
HEK−Blue SEAPアッセイ。HEK−Blue IL−1/IL−33細胞は、IL−1またはIL−33刺激が生じた全てのHEK−Blue SEAPアッセイに使用され、上記の実施例2に記載されている。IL−36刺激によるアッセイでは、IL−36受容体であるIL1RL2を一過性発現するHEK−Blue IL−33細胞を使用した。これらの一過性トランスフェクションされたHEK−Blue IL−33センサー細胞は、IL−36α、IL−36β、およびIL−36−γによる刺激に応答する。ヒトIL−36α、IL−36β、およびIL−36γのサイトカインをN末端配列から切断して、完全に成熟なサイトカインを産生した。前述のように、アゴニストEC50およびアンタゴニスト抗体IC50の値が得られた。陰性対照(NC)は成長培地のみに曝露された細胞を表す一方、陽性対照(PC)はアゴニストのみに曝露された細胞を表す(アンタゴニスト抗体または対照抗体がない場合)。
結果
11C5(Hy)mAbをHEK−Blue IL−1/IL−33細胞と1時間インキュベーションした後、以前にEC55〜60とほぼ同等であると決定された濃度でIL−1α(図1A)またはIL−1β(図1B)を添加した。11C5(Hy)mAbは強いブロッキング活性を示し、IL−1αおよびIL−1βのIC50は、それぞれ4.7E−09Mおよび1.0E−09Mに相当した。100nMの抗体濃度では、それぞれの陽性(PC)および陰性(NC)対照と比較した場合、ほぼ完全な阻害(IL−1αおよびIL−1βでそれぞれ94%および99%)が観察された。
同様のアッセイを実施して、IL−33で刺激されたHEK−Blue IL−1/IL−33細胞におけるブロッキング効力および有効性を決定した(図1C)。IL−1ブロッキングアッセイで観察されたように、11C5(Hy)はIL−33刺激時に強いブロッキング活性を示し(IC50=3.71E−09M)、試験抗体の最大濃度(100nM)でほぼ完全なブロッキング(93%)が観察された。
HEK−Blue IL−36応答性細胞(すなわち、IL−36受容体IL1RL2を一過性発現するIL−33細胞)を11C5(Hy)と1時間インキュベーションした後、IL−36α(図1D)、IL−36β(図1E)またはIL−36γ(図1F)で刺激した。100nMの11C5(Hy)抗体濃度で、IL−36依存性シグナル伝達のほぼ完全な阻害、具体的には、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γのそれぞれ98%、98%、および99%の阻害が観察された。IC50値は、IL−36α、IL−36β、IL−36γでそれぞれ2.52E−09M、9.81E−10M、および6.65E−10Mであった。
HEK−BlueアッセイにおけるmAb 11C5(Hy)のIC50値および%阻害は、以下の表8に要約する。
Figure 2021533829
上記の表8の結果に示されているように、精製されたハイブリドーマ由来抗体11C5(Hy)は、HEK Blue細胞ブロッキングアッセイにおいて、全6つのサイトカイン(IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36βおよびIL−36γ)の刺激時に全3つの目的経路(IL−1、IL−33、およびIL−36)を強くブロッキングすることができる。
実施例5:抗IL1RAP mAb 11C5(Hy)のヒト化、キメラ、およびC59変異体型の調製
この実施例は、ハイブリドーマ11C5に由来するマウス抗IL1RAP mAb 11C5(Hy)のヒト化およびキメラ型の調製を例示する。さらに、この実施例は、59番目の重鎖システイン残基を一連の代替アミノ酸、すなわちC59A、C59S、C59T、C59V、およびC59Yで置換した、11C5(Hy)mAbのマウス、ヒト化およびキメラ変異体の調製を例示する。
マウス抗IL1RAP 11C5可変領域配列のヒト化
配列番号257のマウス11C5(Hy)抗体軽鎖可変領域(V)配列および配列番号279の重鎖可変領域(V)配列を、ヒト生殖系列抗体配列に対して整列させた。ヒト生殖系列カッパ軽鎖(遺伝子ID−V遺伝子:IGKV1−NL1*01、J遺伝子:IGKJ4*02)およびヒト生殖系列重鎖(遺伝子ID−V遺伝子:IGHV3−7*03、J遺伝子:IGHJ4*03)は、最も近縁のヒトフレームワークとして同定された。マウス11C5(のHy)のVおよびVドメイン、最も近縁のヒト生殖系列配列、およびヒト化h11C5のアミノ酸配列アラインメントは、は、図2に示す。
マウス11C5(Hy)軽鎖および重鎖の相補性決定領域(CDR)を、同定された最も近縁の軽鎖および重鎖のヒトフレームワークにそれぞれグラフティングし、ヒト化抗体クローン(以下、「h11C5」と呼ぶ)を生成した。マウス11C5(Hy)V配列(配列番号257)におけるCDR−L1の24〜34番目、CDR−L2の50〜56番目およびCDR−L3の89〜97番目をヒトカッパ軽鎖フレームワークアクセプターにグラフティングした。マウス11C5(Hy)V配列(配列番号279)におけるCDR−H1の31〜35番目、CDR−H2の50〜65番目、およびCDR−H3の95〜102番目をヒト重鎖フレームワークアクセプターにグラフティングした。マウス11C5(Hy)軽鎖のフレームワーク領域2の48番目も、この位置が、V−V相互作用界面の一部であるか、CDR構造を調整し、抗原に適合するように微調整することができる「バーニア」ゾーンとして作用するフレームワーク残基であると見出されたため(例えば、Foote et al.,J.Mol.Biol.,224:4887−499(1992)を参照)、ヒトカッパ軽鎖フレームワークアクセプターにグラフティングした。
については5’隣接制限酵素部位としてAgeI、3’隣接制限酵素部位としてKpnI、Vについては5’隣接制限酵素部位としてAgeI、3’隣接制限酵素部位としてBstEIIを用いて、ヒト化可変ドメイン配列をDNA断片として合成した。h11C5の軽鎖発現プラスミドは、完全ヒトカッパ軽鎖定常領域を含むpRKプラスミドにおいて、AgeI−KpnI断片を合成h11C5 V DNA断片と置換することによって得られた。h11C5の重鎖発現プラスミドは、完全ヒトIgG1重定常ドメインを含むpRKプラスミドにおいて、AgeI−BstEII断片を合成h11C5 V DNA断片と置換することによって得られた。
ヒト化h11C5抗体との比較のために、マウス11C5(Hy)VおよびV配列のDNA断片を上記のように合成した。マウス11C5(Hy)の軽鎖および重鎖、または11C5のキメラ型(マウスVおよびVドメイン、ならびにヒトCLおよびCH1〜CH3ドメインを含む)を発現するプラスミドは、それぞれマウスIgG2aまたはヒトIgG1定常ドメインを保有するpRKプラスミドに合成DNA断片をクローニングすることによって構築された。
抗IL1RAP11C5の重鎖Cys59変異体の生成
マウス11C5(Hy)のVのCDR−H2配列には、59番目(Cys59)に不対システイン残基が含まれており、これは抗体のさらなる治療開発において主な易罹病性であり得る。この易罹病性を除去するため、アラニン(A)、セリン(S)、スレオニン(T)、バリン(V)またはチロシン(Y)のいずれかを用いて、59番目のシステイン(C)がアミノ酸置換された一連のVドメイン配列の変異体を合成した。置換は、システイン(アラニン、セリン、スレオニン、およびバリン)とのアミノ酸側鎖の類似性に基づいて、または59番目(チロシン)の最も近縁の生殖系列配列に基づいて選択された。マウス11C5(「11C5(Hy)」)、キメラ11C5(「c11C5」)、およびヒト化11C5(「h11C5」)の各V配列に即して生成された一連のCys59 mAb変異体は、5’隣接制限酵素部位としてAgeI、3’隣接制限酵素部位としてBstEIIを用いてDNA断片として合成された。Cys59変異体の重鎖発現プラスミドは上記のように生成された。
11C5(Hy)由来のマウス、キメラおよびヒト化抗IL1RAP mAbおよびそれらのCys59変異体の組換え型の生成
組換えIgG分子の発現は、Expi293F発現システム(Life Technologies、米国カリフォルニア州カールズバッド)を使用して、製造業者の指示に従って実施した。トランスフェクション反応では、重鎖と軽鎖のプラスミドの比率を1対1に保ち、トランスフェクション細胞を6日間培養してから採取した。
組換えIgG分子は下記のプロトコルで精製された。上清培地は、300gで10分間遠心分離して細胞を除去し、孔径0.22μmのフィルターで濾過することにより、清澄化した。清澄化した上清培地を、PBS緩衝液で平衡化したPOROS MabCapture A樹脂(Thermo Scientific)と混合し、穏やかに回転させながら室温で1.5時間インキュベーションした。インキュベーション後、スラリーをカラムに充填し、樹脂を、0.5M NaClを含む20カラム容量のPBS緩衝液で洗浄した。次に、組換えIgG分子を3カラム容量の0.1M酢酸、0.15M NaClで溶出した。溶離液を1M MOPS、pH7.0でpH5.2にすばやく中和し、PD−10カラム(GE)で緩衝液をPBS緩衝液に交換した。
11C5(Hy)由来のマウス、キメラおよびヒト化抗IL1RAP mAbおよびそれらのCys59変異体の組換え型の結合親和性
11C5(Hy)に由来するマウス(「m11C5」)、キメラ(「c11C5」)、およびヒト化(「h11C5」)の組換え型mAbの配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチドに対する結合親和性は、OCTET Bio−Layer Interferometry(BLI)結合分析(Pall ForteBio)によって測定した。
実験方式では、抗体がバイオレイヤー表面に固定化されており、抗原IL1RAPが溶液中に存在した。組換えhu−M−IL1RAPおよび全ての11C5変異体を、実験緩衝液(0.01%Tween−20を含むPBS緩衝液)で希釈した(それぞれ最終容量200μL)。全試料を黒色の96ウェルプレートに入れ、25℃で実験を実施した。マウスおよびキメラ11C5変異体(35nM)は、抗マウスIgG Fcキャプチャー(AMC)バイオセンサー(Pall ForteBio)に固定化された。抗ヒトIgG Fcキャプチャー(AHC)バイオセンサー(Pall ForteBio)は、ヒト化11C5変異体(35nM)に使用した。hu−M−IL1RAP分析対象溶液は、実験緩衝液で1〜81nMの範囲で段階希釈した。バイオセンサーは、実験開始前に、25℃の実験緩衝液中で10分間平衡化した。
動態実験は、段階名、溶液、および時間が列挙されている下記の段階で実施した。ベースライン(緩衝液−60秒)、充填(抗体−200秒)、ベースライン2(緩衝液−最小120秒)、結合(分析対象−200〜300秒)および解離(緩衝液−1000秒)。
分析対象の結合および固定化抗体からの解離から得られたBLIシグナルを、Octet Data Analysisソフトウェア(Pall ForteBio)を使用して分析した。最初に、参照ウェル(実験ウェルと同じ段階を経たが、結合段階の分析対象を含まないバイオセンサー)を使用して、記録された全てのトレースに対して参照減算を実施し、次に全てのトレースを結合段階の開始に合わせた。hu−M−IL1RAPとの各11C5変異体のKを算出するために、結合および解離の段階全体を1:1結合モデルでGlobal fit(4個の分析対象濃度トレースの最小値)に使用した。算出されたK値を以下の表9に列挙する。
Figure 2021533829
実施例6:ヒト化11C5の非特異的結合評価
この実施例は、ヒト化11C5(h11C5)が非特異的結合を示さないことを示すバキュロウイルス(BV)粒子ELISAアッセイを例示する。
下記のプロトコルを使用して、Hotzel et al.,mAbs,4(6):753−760(2012)に記載されているプロトコルに従って、h11C5のバキュロウイルス(BV)粒子への非特異的結合を評価した。簡潔に述べると、BV粒子を96ウェルELISAプレートに2.5%懸濁液として4℃で一晩コーティングした。次に、プレートを、1%BSA、0.05%Tween−20を含むPBSで室温で1時間ブロッキングした。段階希釈したh11C5抗hu−IL1RAP抗体をプレートに1時間添加し、結合抗体を西洋ワサビペルオキシダーゼに結合したヤギ抗ヒトIgG(Jackson ImmunoResearch)で検出した後、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン基質(Thermo Fisher Scientific)および2N硫酸を添加した。450nmでの吸光度を測定し、参照抗体と比較した。
結果:図3のプロットに示されているように、h11C5抗体は450nmで検出可能なBV ELISAシグナルを示さず、BV粒子への非特異的結合がないことを示している。
実施例7:11C5に基づくマウス、キメラ、およびヒト化抗IL1RAP抗体の機能アッセイ
この実施例は、IL−1、IL−33、およびIL−36刺激性細胞内シグナル伝達を阻害するそれぞれの能力を決定するため、実施例4および5に記載の組換えマウス、キメラ、およびヒト化抗IL1RAP抗体の細胞ブロッキングアッセイを例示する。
材料および方法
細胞株およびHEK−Blueアッセイ。この実施例7で使用される細胞株およびHEK−Blueアッセイは、上記の実施例2および4に記載されている。
初代ヒト肺線維芽細胞および関連アッセイ。初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)は市販されており、Lonza(カタログ番号CC−2512)から入手した。細胞は、正常な(無病)提供ヒト組織から単離され、製造業者によって凍結保存された。細胞は、製造業者が推奨する一般的なガイドラインを使用して解凍および維持された。PHLFは、使用前に熱不活化(56℃で30分間)された2%ヒトAB血清(Corning)、7.5mM Glutamax(Gibco)、 100IU/mLペニシリンおよび100μg/mLストレプトマイシンを補充したFibroLife Basal Medium(LifeLine)からなる成長培地で維持された。実験使用の前日、PHLFを平底の96ウェルプレートに、使用日に約80〜85%の集密度になる濃度で播種した。
抗体ブロッキングアッセイで使用する前に、アゴニストEC50は、以下の改変を加えながら、HEK−Blue細胞について実施例2に記載されているのと同様の様式(manner)でアゴニスト用量応答曲線を実施することによって決定された。PHLF成長培地のみ(最終容量200μL)を含むウェルのPHLFにアゴニストを添加した後、細胞を組織培養インキュベーター(37℃、5%CO)に4時間戻した。次に、組織培養上清を収集し、4℃で1〜3日間保存した。IL−8(ヒト)AlphaLISA検出キット(Perkin Elmer)を使用して、収集した上清に存在するIL−8のレベルを定量化した。アッセイは、製造業者のガイドラインの指示通りに実施された。EnVision−Alpha Reader(Perkin Elmer)を使用して取得した生データは、GraphPad Prismソフトウェアを使用して分析し、非線形回帰分析(曲線適合)、Sigmoidal、4PLを使用して補間を実施し、Xはlog(濃度)であり、重量は「重量×1/Y」により定義する。次に、標準的な非線形回帰分析を使用して、補間データを分析した。
細胞ブロッキングアッセイは、実施例4の通りであるがIC50値を得るのに役立つ様式で、PHLFの使用を具体的に説明するように改変を加えて、実施された。簡潔に述べると、c11C5_C59Y、または適切な抗体対照(例えば、Hu IgG1対照)を37℃で1時間PHLFと共にインキュベーションした後、アゴニスト(IL−1αまたはIL−36β)を添加した。実験をさらに4時間(37℃、5%CO)進行させ、細胞培養上清を収集し、上記のようにIL−8の定量を実施した。
初代ヒト単球および関連アッセイ。「アンタッチド」としても知られる、負の免疫磁気選択によって単離された初代ヒト単球(PHMO)は市販されており、STEMCELL Technologiesから入手した。単球は、一般的な製造業者のガイドラインに従って解凍され、実施例4に記載されるように標準成長培地で維持された。抗体ブロッキングアッセイでは、PHMOをアッセイの前日に80,000/ウェルで平底の96ウェルプレートに播種した。抗体c11C5_C59Y、または適切な抗体アイソタイプ対照(Hu IgG対照)を、5%CO、37℃で1時間PHMOと共にインキュベーションした後、目的のアゴニスト(例えば、IL−1β)を添加した。全ウェルの最終容量は200μLであり、陽性対照(PC)は成長培地およびアゴニストのみを示し、陰性対照(NC)はPHMOおよび成長培地のみを示す。
アゴニスト添加の24時間後に組織培養上清を収集し、ELISAアッセイを実施して存在するIL−6のレベルを決定できるまで−80℃で保存した。ヒトIL−6 ELISAキット(Thermo Fisher Scientific)を使用して、上清中のIL−6のレベルを定量化した。生データ分析および補間は、GraphPad Prismソフトウェアおよび非線形回帰分析を使用して実施した。抗体ブロッキングアッセイの前に、アゴニスト用量応答曲線を生成して、実施例2に一般的に記載されているように、PHMOの使用を具体的に説明するように改変して、上記のようにEC50値を決定した。抗体IC50値も同じ様式で決定した。
初代ヒトNK細胞および関連アッセイ。負の免疫磁気選択によって単離された初代ヒトNK細胞は、STEMCELL Technologies(カナダ、バンクーバー)から購入した。実験使用日に、NK細胞は、一般的な製造業者のガイドラインに従って下記の改変を加えて解凍した。細胞は、0.05mg/mL DNAse I(STEMCELL Technologies)を補充したRPMI(Corning)からなる解凍培地で解凍した。解凍後、実験使用前に、細胞に最低1時間の回復時間(37℃、5%CO)を与え、使用前に熱不活化(56℃で30分間)した10%ヒトAB血清(Corning)、1mMピルビン酸ナトリウム(Corning Cellgro)、2mM Glutamax(Gibco)、および1X MEM非必須アミノ酸(Gibco)を補充したRPMI(Corning)からなるNK成長培地で維持した。
抗体ブロッキングアッセイで実験使用前に、アゴニストEC50は、以下の改変を加えながら、実施例2にHEK−Blue細胞について記載されているのと同様の様式でアゴニスト用量応答曲線を実施することによって決定された。NK細胞を丸底96ウェルプレートに50,000/ウェルで播種した。NK成長培地のみ(最終容量200μL)に懸濁したNK細胞にアゴニストを添加した後、細胞を組織培養インキュベーター(37℃、5%CO)に24時間戻した。NK成長培地のみを含む標準的な陰性対照(NC)に加えて、陽性対照(PC)は、IL−33(指定濃度)および0.1ng/mLのIL−12の両方を含むNK成長培地で構成されていた。追加の「IL−12のみ」の対照も含まれた。
アゴニスト添加の24時間後に組織培養上清を収集し、4℃で1〜3日間保存した。上清に存在するIFN−γのレベルは、製造業者のガイドラインに従って、ヒトIFN−γ ELISAキット(Invitrogen/Thermo Fisher Scientific)を使用して決定された。非線形回帰分析は、最終EC50値を得るために、GraphPad Prism7ソフトウェアを用いて実施した。
抗体ブロッキングアッセイを同様に実施したが、実施例2に一般的に記載されるようにIC50値を得るのに役立つ様式で、上記に詳述したように、NK細胞の使用を具体的に説明するように改変された。簡潔に述べると、c11C5_C59Y、または適切な抗体アイソタイプ対照(Hu IgG対照)をNK細胞と共に37℃で1時間インキュベーションした後、アゴニスト(IL−33+IL−12、またはIL−12のみ)を添加した。実験をさらに24時間(37℃、5%CO)進行させ、細胞培養上清を収集し、上記のようにIFNγの定量を実施した。
結果
組換えヒト化11C5(「h11C5」)のブロッキング効力および有効性を決定するために、HEK−Blue IL−1/IL−33ブロッキングアッセイを実施した。元のマウスハイブリドーマに由来する抗体(「11C5(Hy)」)および組換えマウスエフェクターレス型(「m11C5」)もアッセイし、ヒト化の結果としてブロッキング活性の潜在的な損失、およびエフェクターレスヒトIgGアイソタイプ対照(「Hu IgG1対照」)を評価した。
ヒト化は、IL−1β(図4A)およびIL−33(図4B)で刺激された両細胞においてブロッキング活性のわずかな損失をもたらした。ヒト化抗体h11C5は、100nMの(IC50=0.705nM)で完全な阻害を示したm11C5、ハイブリドーマ由来11C5(のHy)の組み換え型と比較して、IL−1β刺激性細胞を用いて98%阻害(IC50=3.12nm)を実証した。同様に、IL−33刺激性細胞の場合、100nMのh11C5は、m11C5で観察された96%の阻害(IC50=2.25nM)と比較して、80%の阻害(IC50=24.0nM)を示した。図4Cおよび4Dに示されるように、h11C5のIL−1βおよびIL−33ブロッキング活性は、C59の易罹病性を除去する11C5_C59Y変異体によって部分的に回復した。h11C5_C59Yについては、IL−1βブロッキング活性のIC50は1.03nMに改善し、IL−33ブロッキング活性のIC50は3.75nMに改善した。
要約すると、ハイブリドーマ由来の抗Hu IL1RAP抗体である11C5(Hy)は、IL−1およびIL−33依存性経路をブロッキングする能力がわずかに低減するだけでヒト化に成功し、V領域のC59Y置換によって部分的に回復した。
これまでに利用されたHEK−Blue細胞株は、IL−1、IL−33、またはIL−36経路の活性化を評価するための迅速かつ簡単な方法を提供したが、これらのような細胞株は、インビボで起こり得るものを表していない可能性がある。したがって、本発明者らは初代ヒト細胞を利用して11C5のブロッキング活性を評価しようとした。ヒト肺線維芽細胞は、IL−1受容体(IL1R1)およびそれに関連する共受容体であるIL1RAPを発現することが知られている。さらに、それらは自然免疫応答および炎症性免疫応答の両方に寄与すると考えられている(Suwara,Green et al.,2014)。11C5抗体が初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)のIL−1シグナル伝達を阻害する程度を決定するために、HEK−Blue細胞株アッセイに利用される一般的な実験アプローチを改変して、PHLFの特定の技術的要件を説明した。さらに、エフェクターレスN297G変異(「c11C5_C59Y」)を特徴とする11C5抗体の組換えキメラ型をアッセイで使用した。
図4Eに示されるように、c11C5_C59Yは、HEK−Blueアッセイ(図1Aを参照)のIL−1α刺激性活性で観察されたように、PHLFにおいてIL−1α媒介性IL−8産生の著しく類似したブロッキング活性を実証し、両場合で約4nMのIC50が観察された(PHLFsにおける100nMのc11C5_C59YでIC50 3.96nMおよび87%阻害)。
IL−1経路は気道の炎症に寄与すると考えられており、ヒト単球はIL−1に応答することが知られている(Sims and Smith 2010)。図4Fに示されるように、初代ヒト単球(PHMO)がc11C5_C59Yの存在下でIL−1βで刺激された場合、IL−6産生の100%阻害が観察され、IC50は0.733nMであった。これは、c11C5_C59YがPHMOにおけるIL−1β媒介性シグナル伝達を完全ブロッキングすることができることを実証している。
喘息の症状に対するIL−33経路の役割および寄与は十分に考証されている(例えば、Sims and Smith,Nat.Rev.Immunol.,10(2):89−102(2010)、Garlanda et al.,Immunity,39(6):1003−1018(2013)、Saluja et al.,Clin.Transl.Allergy,5:33(2015)を参照)。c11C5_C59Yが初代ヒト細胞のIL−33経路をブロッキングすることができるか否かを確認する(ascertain)ために、ヒトNK細胞を使用してアッセイを実行した。IL−12は、NK細胞によるST2(IL−33受容体)の発現を刺激することが知られており、一般的なNK刺激因子とみなされ、IFN−γの産生および増殖を増加させ、ならびに細胞傷害を増強する(例えば、Liew et al.,Nat.Rev.Immunol.,16(11);676−689(2016),Granzin et al.,Front.Immunol.,8:458(2017)を参照)。IL−12の存在下で、IL−33で刺激された初代ヒトNK細胞は、IFN−γを産生する一方、IL−12のみに曝露されたNK細胞は検出可能なIFN−γを産生しない。
c11C5_C59YがヒトNK細胞のIL−33/IL−12シグナル伝達をブロッキングする程度を決定するために、c11C5_C59Yまたはエフェクターレスアイソタイプ対照抗体(「IgG対照」)をヒトNK細胞と共に1時間インキュベーションした後、24時間IL−33/IL−12刺激をした。図4Gに示すように、IFN−γ産生は、対照抗体とインキュベーションしたヒトNK細胞において検出可能であったが、c11C5_C59Yと共にインキュベーションしたNK細胞ではNC値近くのレベルまで低減し、2.90nMのIC50および100nMでの87%阻害であった。
気道上皮、上皮細胞および免疫細胞のクロストーク、ならびに上皮細胞と線維芽細胞との相互作用は、免疫炎症および喘息におけるそれらの役割についてますます注目を集めている(例えば、Lambrecht and Hammad(2012);Nowarski et al.,Cell,168(3):362−375(2017)を参照)。気管支上皮細胞は、ウイルスまたは細菌の感染およびタバコの煙への曝露などの損傷またはストレスに続いて、IL−1およびIL−36などの炎症性サイトカインの産生に寄与することが知られている。さらに、肺線維芽細胞は、IL−1およびIL−36に応答して炎症反応を誘導することが知られている(例えば、Suwara et al.,Mucosal Immunol.,7(3):684−693(2014);Bassoy et al.,Immunol.Rev.,281(1):169−178(2018)を参照)。図4Hに示されるように、c11C5_C59Yは、PHLFのIL−36β刺激をブロッキングすることが示され、NC群のPHLFに匹敵するレベル(100%阻害)にIL−8産生を低減させることが見出され、0.28nMのIC50であった。
以下の表10に要約されるc11C5_C59Yの結果を含む本実施例7の結果によって示されるように、ハイブリドーマ由来の抗hu−IL1RAP抗体、11C5(Hy)に基づく組換え抗体は、HEK−Blue細胞株および初代ヒト細胞の両方において、IL−1、IL−33およびIL−36シグナル伝達をブロッキングすることができる。さらに、初代ヒト細胞アッセイは、HEK−Blue細胞株アッセイの使用をさらに検証する。
Figure 2021533829
実施例8:ファージライブラリーパニングを使用したヒト化抗IL1RAP抗体の親和性成熟
この実施例は、ヒトIL1RAPへの結合を改善するために、ヒト化抗IL1RAP抗体h11C5の親和性成熟に使用されるファージライブラリー構築およびパニング技法を例示する。
ヒト化11C5C59Y/A43S親和性成熟NNKライブラリーの構築
hu−IL1RAPに対するh11C5_C59Y抗体の結合親和性をさらに改善するために、親和性成熟プロセスを実行した。ライブラリーの構築を開始する前に、アラニン(A)からセリン(S)への置換(A43S)がh11C5_C59Y軽鎖のフレームワーク領域2に導入された。A43S置換は、ヒト化プロセスによるV−V相互作用界面の変更の潜在的な影響を最小限に抑えるために導入された(Foote et al.,J.Mol.Biol.,224:487−499(1992))。したがって、ファージライブラリーは、h11C5_C59Y/A43S変異体を親配列として使用することに基づいて構築された。ファージライブラリーは、全20個のアミノ酸をコードするNNK縮重コドンを使用して軽鎖または重鎖CDR残基のいずれかの残基ランダム化を用いて、一価Fabファージディスプレイ用のFab−amber方式で構築された(Brenner et al.,Proc.Natl,Acad.Sci.USA,89(12):5381−5383(1992))。変異誘発オリゴヌクレオチドは、3つの軽鎖または重鎖CDRのそれぞれのCDR残基に1つのNNK変異を適用するように設計された。したがって、ライブラリーの各メンバーは、軽鎖または重鎖の各CDRに1つずつ、3つのNNK縮重コドンを保有する。次に、合成変異誘発オリゴヌクレオチドを使用して、クンケル変異誘発を用いて軽鎖または重鎖ライブラリーを構築した(Kunkel et al.,Methods Enzymol.,154:367−382(1987))。得られたライブラリーDNAは、E.coli XL1細胞に電気穿孔し、約1.3×10の形質転換体を得た。
配列番号3(2μg/mL)のhu−M−IL1RAPポリペプチド構築物を、Maxisorpプレート上4℃で一晩コーティングした。第1パニングラウンドでは、プレートおよびファージライブラリーを0.05%TWEEN(登録商標)20および1%BSAを含むPBS緩衝液で1時間(プレート)または30分(ファージライブラリー)ブロッキングした。プレートをWash Buffer(0.05%TWEEN(登録商標)20を含むPBS緩衝液)で洗浄し、ブロッキングされたファージライブラリーと共に振とうしながら2時間インキュベーションした。非特異的に結合したファージは、Wash Bufferで激しく洗浄することにより除去した。特異的に結合したファージを0.1N HClで溶出し、1/10体積/体積の1.3M Tris塩基を使用して中和した。非特異的相互作用は、1/10体積/体積の1%BSAを添加することにより阻害された。
第2パニングラウンドは、ブロッキング段階にSUPERBLOCK(商標)PBS緩衝液(Pierce)および0.05%TWEEN(登録商標)20を使用したことを除いて、1回目と同一であった。
第3〜5のパニングラウンドでは、ファージライブラリーをブロッキング緩衝液(ラウンド3で1%BSAを含むPBS緩衝液、ラウンド4および5でSUPERBLOCK(商標)PBS緩衝液(Pierce)および0.05%TWEEN(登録商標)20)で30分間インキュベーションし、次に低濃度のビオチン化hu−M−IL1RAPで1時間インキュベーションした。Hu−M−IL1RAPに結合したファージを、ブロッキングされたニュートラアビジンでコーティングしたプレートに捕捉し、Wash Bufferで十分に洗浄し、ラウンド1および2と同じ様式で溶出および中和した。最終選択ラウンドでは、1000倍の非ビオチン化hu−M−IL1RAPが競合相手として添加され、選択厳密性が増した。
NGSを使用して親和性成熟ライブラリーから配列を抽出するために、ファージミド二本鎖DNAを、最初のファージライブラリー(非選別ライブラリー)ならびに第2および第3ラウンドの溶液選択(選別ライブラリー)からファージミドを保有するE.coli XL−1細胞から単離した。精製されたDNAをテンプレートとして使用し、Illumina 16sライブラリー調製プロトコル(Illumina,Inc.、米国カリフォルニア州サンディエゴ)を使用してVおよびV領域のアンプリコンを生成した。配列決定アダプターおよびデュアルインデックスバーコードは、Illumina Nextera XT Index Kit(Illumina,Inc.)を使用して追加された。Illumina MiSeqでの配列決定用の調製において、アダプターを連結したアンプリコンを、MiSeq Reagent Kit v3(600サイクル)(Illumina,Inc.)を使用して、標準Illuminaライブラリー変性および試料充填プロトコルに供した。ペアエンド配列決定は、200塩基対〜300塩基対の挿入サイズでアンプリコンの全長をカバーするように実施した。
h11C5_C59Y/A43S親和性成熟ライブラリーのNGSデータ分析
ペアエンド配列決定データは、最初に、ペアエンドアセンブラPANDAseq(例えば、Masella et al.,BMC Bioinformatics,13:31(2012)を参照)を使用してアセンブルし、完全なアンプリコンを得た。次に、同定されたアンプリコンについて品質管理(QC)を実施し、各アンプリコンが配列の挿入または欠失および終止コドンがないことを確認し(check)、各CDR配列は、最大1つのNNK変異のみを保有し、非NNK変異はなかった。位置特異的重み行列は、ランダム化された全ての位置の全変異頻度を算出することによって生成された。各変異の濃縮比は、前述のように、選別試料の所与の位置での所与の変異頻度を、非選別試料のまったく同じ変異の頻度で割ることによって算出した(Koenig et al.,J.Biol.Chem.,290(36):21773−27896(2015))。NGSデータの分析により、hu−M−IL1RAPに対して高い親和性を保持する抗IL1RAP抗体をもたらす、6つのCDRのそれぞれにおける広範囲のアミノ酸置換が同定され、これらを以下の表11に列挙する。
Figure 2021533829
親和性成熟ライブラリーからのNGSデータをさらに分析すると、以下の表12に示すように、最も高い親和性改善を示すと予測されるアミノ酸置換を有する変異体h11C5抗体の選択サブセットの濃縮比および予測される親和性改善が得られた。
Figure 2021533829
親和性成熟VまたはV領域を有するFab変異体のBiacore分析
高い濃縮比で親和性成熟VまたはVライブラリーから同定された変異は、単一、二重、または三重の変異として、8XHisタグを含む哺乳動物Fab発現構築物にクローニングするために選択され、Fabタンパク質を生成した。親和性成熟VまたはV領域をコードするプラスミドを、HC:LCの1:1比率を使用して、20〜30mL発現用にExpi293F細胞(Thermo Fisher Scientific)にトランスフェクションした。Fabタンパク質は、上清を1Xリン酸緩衝生理食塩水pH7.2(PBS)で1.5倍に希釈し、10mMイミダゾールを添加し、バッチモードで2時間樹脂に結合することにより、HisPur Ni−NTAカラムで精製した。インキュベーション後、スラリーをカラムに充填し、樹脂を20カラム容量(CV)のPBS+20mMイミダゾールで洗浄した。組換えFab分子は、5CV PBS+250mMイミダゾールで溶出した。精製Fabは、PD10脱塩カラム(GE Healthcare)を使用してPBSに緩衝液交換された。
表面プラズモン共鳴(SPR)分析を使用して、BIACORE(商標)8K機器を使用して、VまたはV領域のいずれかに選択された単一、二重、および三重の変異を含む精製Fabのhu−M−IL1RAPに対する結合親和性を決定した。簡潔に述べると、HBS−EP緩衝液(0.01M HEPES pH7.4、0.15M NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤P20)へのBiotin CAPture試薬(GE Healthcare)の1:4希釈液を2μL/分の流速でチップに適用した。動態測定では、5nMのビオチン化hu−M−IL1RAPを10μL/分で捕捉し、第2フローセル(FC2)で約50の応答ユニットに達した。FC1は参照として保持された。次に、Fabタンパク質を含むHBS−P緩衝液(0.01M HEPES pH7.4、0.15M NaCl、0.005%界面活性剤P20)の低(0.31nM)から高(20nM)までの2倍段階希釈液を25℃または37℃のいずれかで注入した(流速:10μL/分)。センサーグラムは記録され、BIACORE(登録商標)8K評価ソフトウェア(バージョン1.1.1.7442)を用いたデータ分析の前に、参照および緩衝液の減算が行われた。結合率(kon)および解離率(koff)は、単純な1対1のラングミュア結合モデルを使用して算出された。平衡解離定数(K)は、koff/konの比率として算出された。
結果
親和性成熟Fab変異体のBiacore親和性の結果を以下の表13に要約する。変異体の多くは、改善された結合親和性を示した。親配列にA51YおよびW92I変異を導入した変異体K13は、h11C5_C59Y/A43Sの入力親Fabよりも9倍親和性を改善した。
Figure 2021533829
Figure 2021533829
親和性が改善されたVおよびV領域変異体の組み合わせのFabタンパク質
最も改善されたK値を示すFab変異体は、VおよびV領域の両変異体を含む変異体を生成するために、V領域(K10、K13、およびK17)およびV領域(H2およびH3)変異体から選択された。得られる組み合わせ変異体のBIACORE(商標)SPR分析を上記のように実施し、結果を以下の表14に要約する。Fab変異体K10/H2、K13/H2、およびK13/H3の組み合わせは、h11C5_C59Y/A43Sの入力親Fabよりも約12〜13倍改善された親和性を示した。
Figure 2021533829
実施例9:親和性成熟抗IL1RAP抗体のアッセイ
この実施例は、Fabおよび完全長IgG形態の両方で、実施例8に記載の親和性成熟ヒト化抗IL1RAP抗体変異体の機能活性を特性評価するために使用される細胞ブロッキングアッセイを例示する。
材料および方法
細胞株およびHEK−Blueアッセイ。この実施例9の細胞株およびHEK−Blue関連アッセイは、実施例2に記載されているように実行された。
完全長h11C5 IgG変異体の産生。重鎖または軽鎖をコードするプラスミドを、30mL発現用に1:1比率のHC:LCを使用して、Expi293F細胞(Thermo Fisher Scientific)にトランスフェクションした。IgGは、HiTrap MabSelect SuReカラム(GE Healthcare)を用いて、上清をカラムに流し、20カラム容量(CV)のPBS+500mM NaClで洗浄し、20CVのPBSで平衡化することにより精製した。IgGは、5CVの0.1M酢酸+150mM NaCl、pH3.0で溶出し、すぐに0.2CVの1.0M MOPS、pH7で中和した。IgGは、2XPBS、pH6.5でS200調製等級サイジングカラム(GE Healthcare)を使用したゲル濾過によってさらに精製された。
結果
実施例8の親和性成熟Fab変異体、および変異体抗体の完全長IgG型を用いたHEK−Blueアッセイ(実施例4および7で使用された通り)を実行して、観察されたhu−M−IL1RAPに対する結合親和性の改善が、IL−1、IL−33、およびIL−36シグナル伝達活性のブロッキングの改善と相関したか否かを決定した。図5A、5B、および5Cに示されるように、実施例8で最大の親和性の改善を示す9つのFab変異体(すなわち、K10、K13、K17、K10/H2、K10/H3、K13/H2、K13/H3、K17/H2、K17/H3)は、HEK−Blueアッセイにおいて、h11C5_C59Y/A43Sの親Fabと比べて、IL−1、IL−33、およびIL−36シグナル伝達活性の阻害の増加も示した。9つの親和性成熟Fab変異体の効力(IC50)および100nMでの%阻害を以下の表15に要約する。
Figure 2021533829
同じ親和性成熟変異体も、エフェクターレスN297G変異を有する完全長IgG抗体としてアッセイされた。図5Dおよび5Fに示されるように、同様の結果が、IL−1βまたはIL−36αで刺激されたHEK−Blue IL−1/IL−33細胞またはIL−33細胞(IL−36受容体のIL1RL2を一過性発現する)をそれぞれ利用するアッセイで観察された。しかしながら、図5Eに示されるように、全部ではないがほとんどの変異体は、IL−33で刺激されたHEK−Blue IL−1/IL−33細胞に対してブロッキング活性の増加を示した。完全長IgG親和性成熟変異体の効力(IC50)および100nMでの%阻害を以下の表16に要約する。
Figure 2021533829
実施例10:h11C5変異体のpH依存性結合
この実施例は、pH6およびpH7.4でのhu−IL1RAPおよびcyno−IL1RAPの結合における、実施例9の親和性成熟h11C5変異体のいくつかの動態を例示する。インビボでの11C5変異体の半減期を延長するために、本発明者らは、pH6で(中性pHでの親和性を変化させずに)新生児Fc受容体であるFcRnに対するh11C5の親和性を高めようとした。投与されると、IgGは最初に細胞に内部移行し、その後エンドソームで処理される(例えば、Kuo et al.,MAbs,3(5),422−430(2011)を参照。エンドソームの酸性化は、IgG Fc断片のFcRnへの結合、低pHでの高親和性相互作用を促進する(例えば、Roopenian et al.,Nature Reviews Immunology,7(9),715−725(2007)を参照。複合体として細胞表面に輸送された後、中性pHでのFcに対するFcRnの親和性が低いため、IgGは放出されて循環に戻る。このリサイクルプロセスは、IgGを分解から保護し、それによってインビボでの長い半減期に寄与する。
低pHでFcRnに対するIgGの親和性を高める変異は、抗体を細胞表面に再循環させて循環に戻すことにより、インビボでの治療用抗体の半減期を延ばし得る。しかしながら、IL1RAPによる治療用分子の標的媒介性薬物動態(TMDD)は、FcRnによるリサイクルを妨げる可能性がある。酸性pHでIL1RAPへの解離速度定数(「koff」)が比較的速いh11C5変異体は、TMDDからの干渉を制限し、FcRn結合を増強する変異から最も恩恵を受け得る。
実施例9のどのh11C5変異体が低pHでTMDDを回避する確率が最も高いかを決定するために、pH7.4およびpH6でIL1RAPに結合するh11C5変異体の動態を測定した。実施例9のh11C5変異体、K17/H2(または「YKD」)は、試験された4つの11C5変異体のうち、pH6で最も速いkoffを有する。これは、YKDが標的媒介性薬物動態(TMDD)を回避する確率が最も高く、したがってFcRn結合変異から最も恩恵を受け得ることを示唆している。
材料および方法
pH7.4およびpH6でのh11C5 IgG変異体のBIACORE SPR分析:pH7.4でhu−M−IL1RAP(配列番号3)およびcyno−M−IL1RAP(配列番号8)に結合する4つのh11C5 IgG変異体のBIACORE(商標)SPR分析を実施例8に記載されているように実施し、0.6nMのビオチン化hu−M−IL1RAPまたは1.8nMのcyno−M−IL1RAPのいずれかをチップ上に捕捉し、低(0.103nM)から高(10nM)までの11C5 IgGの3倍段階希釈を37℃で分析対象として注入した。11C5変異体をpH6でhu−M−IL1RAPおよびcyno−M−IL1RAPに結合する場合、方法は、pH6ランニング緩衝液(10mM MES pH6、150mM NaCl、0.005%(重量/体積)P20)の使用を除いて、pH7.4での結合と同一であり、該緩衝液はBiotin CAPture試薬(GE Healthcare)を1:4に希釈するためにも使用された。
結果
pH7.4およびpH6でのBIACORE SPR分析結果は、表17に要約され、ここで、Kは測定された見かけの親和性であり(IgGがこの方式での分析対象であるとする)、koffは解離速度定数である。
Figure 2021533829
pH6でのh11C5変異体YKDのより速い解離速度定数(すなわち、「YISに対するkoff(6)比」の最大値)は、この変異体が標的媒介性薬物動態(TMDD)を回避する確率がおそらく最も高いことを示唆している。h11C5−IL1RAP複合体がエンドソームに内在化され処理される場合、YKD変異体は他のh11C5変異体と比べて最も速くIL1RAPから解離するであろう。次に、FcRnは遊離のh11C5に結合し、それを細胞表面に送達し、薬物を放出して循環に戻すことができる。したがって、h11C5変異体YKDは、中性pHではなく酸性pHでFcRnに対する親和性を高める、Fc領域の付加的変異から最も恩恵を受ける可能性がある。
実施例11:YTE変異を有するh11C5変異体の生成
この実施例は、低pHでIgG Fc断片のFcRnへの結合をより高い親和性で促進するh11C5変異体を生成する方法、および変異体をさらに特性評価する方法を例示する。
材料および方法
YTE変異を有する抗体の生成:FcRnに対するFc断片の親和性を高めることが知られているYTE三重変異M252Y/S254T/T256E(Euインデックスによる付番、YTE)(例えば、Dall’ Acqua et al.,J Immunol 169(9):5171−5180(2002)を参照)は、実施例9および10に記載のh11C5変異体のFc部分にYKDおよびYISを遺伝子合成によって導入され、YKD/YTEおよびYIS/YTEを生成した。組換え抗体YKD/YTEおよびYIS/YTEは、実施例5に記載されているように生成した。
YTE置換を有する11C5 IgG変異体のBIACORE SPR分析:pH7.4および37℃でのhu−M−IL1RAPおよびcyno−M−IL1RAPに対する変異体h11C5抗体のYIS、YIS/YTE、YKD、およびYKD/YTEのBIACORE(商標)SPR結合分析は、実施例10に記載されているように実施した。
pH6.0および7.4でのFcRn結合のアッセイ:ヒトFcRnおよびcyno FcRnに対するYKDおよびYKD/YTEの結合親和性を決定するために、BIACORE(商標)8K機器を用いたSPR測定を実施した。簡潔に述べると、シリーズSセンサーチップCAPを使用して、結合測定のためにビオチン化ヒトFcRnまたはcyno FcRnを捕捉した。HBS−EP緩衝液(0.01M HEPES pH7.4、0.15M NaCl、3mM EDTA、0.005%界面活性剤P20)へのBiotin CAPture試薬(GE Healthcare、カタログ番号28−9202−34)の1:4希釈液を2μL/分の流速でチップに適用した。10nMのビオチン化ヒトFcRn(Acro biosystems、カタログ番号FCN−H52W7)またはcyno FcRn(Acro biosystems、カタログ番号FCM−C5284)を10μL/分で捕捉し、第2フローセル(FC2)で約50の応答ユニットに達した。最初のフローセル(FC1)は参照として保持された。次に、YKDまたはYKD/YTE IgGを含むMES緩衝液(10mM MES pH6.0、150mM NaCl、0.005%界面活性剤P20)またはHBS−P緩衝液(0.01M HEPES pH7.4、0.15M NaCl、0.005%界面活性剤P20)の低(1.37nM)から高(1000nM)濃度までの3倍段階希釈液を25℃で30μL/分の流速で注入した。センサーグラムは記録され、BIACORE(登録商標)8K評価ソフトウェア(バージョン1.1.1.7442)により評価する前に、参照および緩衝液の減算が行われた。
YTE変異を有するh11C5変異体の非特異的結合を決定するためのバキュロウイルス(BV)ELISA:YIS/YTEおよびYKD/YTEの非特異的結合は、1%BSAを含むPBS(0.05%Tween−20なし)でブロッキングされたプレートを除いて、実施例6に記載されているようにBV ELISAによって評価された。
結果
YTE変異を有する抗体の生成:YTE置換を有するFc断片が生成され、そのアミノ酸配列が表2に列挙され、添付の配列表に配列番号327として提供される。
YTE変異を有するh11C5変異体のBIACORE SPR分析:YKD/YTEおよびYIS/YTEをそれらの親分子YKDおよびYISとそれぞれ比較する結合結果を表18に要約する。
Figure 2021533829
は測定された見かけの親和性(IgGがこの実験方式での分析対象であるとする)であり、koffは解離速度定数である。hu−M−IL1RAPまたはcyno−M−IL1RAPのいずれかに対するYKD/YTEおよびYIS/YTEの親和性は、2倍以内であるK値比(「KYTE/K親」)によって示されるように、それぞれの親分子の親和性よりも有意に相違しない。したがって、YTE置換の追加はIL1RAPへの結合に影響を及ぼさないと結論付けられる。
pH6.0および7.4でのFcRn結合のアッセイ:SPR測定を使用して、pH値6.0および7.4でのhu−FcRnおよびcyno−FcRnに対するYKDおよびYKD/YTEの結合親和性を決定した。平衡解離定数(K)値は、定常状態分析を使用して算出され、pH6.0およびpH7.4でのYKDとYKD/YTE間のヒトFcRnおよびcyno FcRnの結合を比較した。表19に示すように、結果は、YKD/YTEがpH6.0ではヒトFcRnおよびcyno FcRnの結合を明らかに改善するが、pH7.4では改善しないことを示している。
Figure 2021533829
h11C5 YTE変異体の非特異的結合を決定するためのバキュロウイルス(BV)ELISA:表20に示すように、YIS/YTE抗体もYKD/YTE抗体も、450nmの上記培地対照抗体試料で検出可能なBV ELISA吸光度シグナルを示さなかった。したがって、YTE変異の導入により、BV粒子への非特異的結合は導入されていない。
Figure 2021533829
実施例12:YTE変異を有する抗ヒトIL1RAP抗体のブロッキング活性の細胞アッセイ
この実施例は、実施例11に記載のYTE変異を含む変異体抗ヒトIL1RAP抗体を使用したHEK−Blueレポーターおよび初代細胞アッセイにおいて、IL−1、IL−33、およびIL−36経路の機能阻害を例示する。
方法および材料
細胞株およびHEK−Blueレポーター細胞アッセイ:細胞株およびHEK−Blueレポーターアッセイは、実施例2および4に記載されているように実行した。
初代ヒトNK細胞および関連アッセイ:アゴニスト用量応答および抗体ブロッキングアッセイを含む、初代ヒトNK細胞および関連アッセイは、実施例7で先に記載および考察されている。この実施例の抗体ブロッキングアッセイは、使用するブロッキング抗体、すなわちYKD/YTEおよびYKD(実施例11に記載)を除いて、同じ様式で実施された。陰性および陽性対照は実施例7に記載されている。阻害率は、指示抗体濃度を使用して得られた値から陰性対照で得られた値を差し引くことによって算出した。次に、陰性対照調整値を使用して、陽性対照に対する比率を決定した。陰性対照値を補間できなかった場合(例えば、検出の閾値未満)、阻害率は、陽性対照単独に対する指示抗体濃度を使用して得られた値の比率を反映する。ヒトサイトカインIL−33およびIL−12は購入した(Peprotech)。
初代ヒト肺線維芽細胞および関連アッセイ:使用した初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)および関連アッセイは、実施例7に記載された通りであった。陽性対照は、アゴニスト単独(IL−1αまたはIL−36β)の存在下でのPHLFを表す。抗体ブロッキングアッセイは、EC55に近いアゴニスト濃度またはそれより高い濃度で実施した。陰性対照は、アゴニストまたは抗体に曝露されていないPHLFを表す。阻害率は、初代ヒトNK細胞アッセイについて上記のように算出された。完全に成熟したサイトカインを産生するように処理されたヒトIL−36βは、社内で生成した。ヒトIL−1αは購入した(Gibco)。
初代ヒト単球および関連アッセイ:下記を除いて、実施例7に記載されているように単球アッセイを実行した。単球を96ウェルプレートに播種し、実験使用前に3時間の回復時間(37℃、5%CO)を与えた。
ヒト表皮ケラチノサイトおよび関連アッセイ:複数の新生児***から単離されたヒト表皮ケラチノサイト(HEKnプール)は、Thermo Fisher Scientific(カタログ番号13401)から入手した。HEKn細胞は、一般的な製造業者のガイドラインに従って解凍および継代培養され、1%ヒトケラチノサイト成長サプリメント(HKGS)(カタログ番号S−001−5)および1xペニシリン−ストレプトマイシン溶液(Corning、カタログ番号30−002−CI)を補充したEpiLife(登録商標)培地(カタログ番号M−EPI−500−CA)で維持された。抗体ブロッキングアッセイでは、HEKn細胞を解凍し、80%の集密度に達するまで培養した。次に、細胞を平底の96ウェルプレートに10,000/ウェルで播種し、37℃、5%COで一晩(約18時間)インキュベーションした。一晩のインキュベーション後、HEKn細胞を、11C5−YKD、11C5−YKD/YTE、または適切な抗体アイソタイプ対照(IgG対照)の溶液に曝露し、37℃、5%COで1時間インキュベーションし、続いてアゴニストを添加した(EC60でIL−36β)。陽性対照条件(PC)には、細胞、成長培地、およびアゴニスト(IL−36β)が含まれた。陰性対照条件(NC)には、細胞および成長培地のみが含まれた。アゴニスト添加の24時間後に組織培養上清を収集し、ELISAを実施してIL−8のレベルを決定するまで−80℃で保存した。ヒトIL−8ELISAキット(Invitrogen/Thermo Fisher Scientific)を使用し、製造業者の推奨によって、上清中のIL−8のレベルを定量化した。抗体ブロッキングアッセイの前に、アゴニストおよびアンタゴニストの用量応答曲線を生成して、実施例5に記載されているように、EC50およびIC50を(それぞれ)決定した。
好塩基球細胞アッセイ:下記のプロトコルは、PCT公開第WO2016/077381A1号に記載されているアッセイ方法から改変され、該号は参照により本明細書に組み込まれる。PBMCは、ヘパリンナトリウム(Stemcell Tech)で収集された末梢全血から単離された。血液をPBSで1:1に希釈した。30mLの希釈血を15mLのFicoll Paque Premium(GE Healthcare 17−5442−03)に重層し、試料をブレーキなしで、20℃で20分間400gで回転させた。PBMC含有層を50mLチューブに移し、50mL PBSで2回洗浄した。洗浄したPBMCをPBSに再懸濁し、2,000万細胞/mLに希釈し、v底96ウェルプレートの1ウェル当たり100万細胞(50μL)で播種した。PBSで4×最終濃度で段階希釈した抗体溶液25μLをウェルに添加し、プレートを37℃、5%COでインキュベーションした。60分後、4×最終濃度で25μLのIL−33(Peprotech 200−33)を含むPBSをウェルに添加した(最終容量100μL)。細胞を5%CO、37℃で20分間インキュベーションした後、100μLの予熱したPhosflow Fix Buffer I(BD 557870)を添加した。プレートを37℃、5%COで10分間インキュベーションした後、500gで5分間遠心分離した。上清を廃棄し、細胞をFACS緩衝液(PBS+0.5%BSA+0.05%アジ化ナトリウム)に再懸濁した。プレートを500gで5分間遠心分離し、上清を廃棄した。プレートを短時間ボルテックスすることにより、細胞ペレットを残留量に再懸濁し、100μLの氷冷Phosflow Perm Buffer II(BD 558052)を各ウェルにゆっくりと加えた。プレートをPerm Buffer IIに−20℃で一晩保存した。翌日、プレートを500gで5分間回転させ、細胞をFACS緩衝液で2回洗浄した。下記の抗体を用いて細胞を50μL FACS緩衝液で室温で1時間染色した。抗CD123 FITC(Ebiosciences 11−1239−42、1:10希釈)、抗ホスホp38 PE(Cell Signaling Technology 6908S、1:50に希釈)、抗HLA−DR BV421(Biolegend 307636、1:20に希釈)、および抗CD203c APC(Biolegend 324610 1:200)。一部のウェルでは、アイソタイプ対照(Cell Signaling Technology 4752S)を抗ホスホ−p38 PE抗体の代わりに使用して、ホスホ−p38陽性に染色された集団のゲーティングを促進した。細胞をFACS緩衝液で2回洗浄し、FACS緩衝液に再懸濁し、CytoFLEXフローサイトメーター(Beckman Coulter)で読み取った。Ultracompビーズ(ThermoFisher 01−2222−41)を使用して補正対照を調製し、細胞と並行して実行した。Flowjoソフトウェア(BD)を使用して、CD123+HLADR−好塩基球でホスホ−p38染色を分析した。CD203c染色は、CD123+HLADR−に基づいてゲーティングされた好塩基球の同一性を検証するために使用した。CD123+HLADR−好塩基球からの%ホスホ−p38陽性データをGraphPad Prism 7ソフトウェアを使用して分析し、アッセイにおける抗体IC50値を決定した。アゴニストの用量応答は、抗体の用量応答と並行して実行した。抗体用量応答でインキュベーションした細胞は、実験前に基づいて推定EC50でアゴニストで刺激した。陽性対照は、推定EC50でアゴニストで処理し、抗体溶液の代わりにPBSで処理した。陰性対照は、抗体およびアゴニスト溶液の両方の代わりにPBSで処理した。データは平均±SDとしてプロットされ、濃度ごとに2回繰り返す。
CD4 T細胞アッセイ:下記のプロトコルは、Komai−Koma et al.,Immunobiology,221(3):412−417(2016)に記載されている方法に基づいている。平底96ウェルプレートを4℃で一晩、100μLの3μg/mL抗CD3抗体(Invitrogen16−0037−85)でコーティングした。PBMCは、上記のようにヘパリンナトリウム(Stemcell Tech)で収集された末梢全血から単離された。CD4+T細胞は、製造業者の指示に従って、ネガティブセレクション(Miltenyi Biotec 130−096−533)を使用してPBMCから単離された。単離後、細胞を500,000細胞/mLでT細胞培地(RPMI−1640、5%熱不活化ヒトA/B血清、100U/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシン、1xMEM非必須アミノ酸、1mMピルビン酸ナトリウム)に再懸濁した。抗CD3コーティングプレートをPBSで1回洗浄し、1ウェル当たり50,000個のCD4+細胞(100μL)を添加した。抗体をT細胞培地で最終濃度の4倍に段階希釈し、50μLの抗体溶液を各ウェルに添加した。プレートを37℃、5%COでインキュベーションした。1時間後、IL−33(Peprotech 200−33)およびIL−12(Peprotech 200−12)を最終濃度の4倍で含む50μLのT細胞培地を各ウェルに添加し(合計200μL、最終濃度10ng/mL IL−12)、プレートをインキュベーターに戻した。72時間後、T細胞上清中のIFN−γレベルを従来のIFN−γ ELISAキット(Invitrogen88−7316−88)を使用して測定した。GraphPad Prism 7ソフトウェアを使用してデータを補間および分析し、アッセイにおける抗体IC50値を決定した。アゴニストの用量応答は、抗体の用量応答と並行して実行した。抗体用量応答でインキュベーションした細胞は、実験前に基づいて推定EC50でアゴニストで刺激した。陽性対照は、推定EC50でアゴニストで処理し、抗体溶液の代わりにT細胞培地で処理した。陰性対照は、抗体およびIL−33の代わりにT細胞培地で処理した一方、IL−12の最終濃度は10ng/mLのままであった。阻害率は、ピーク抗体濃度での応答低減を総応答の大きさで割ったものとして算出した:%阻害=100%*(陽性対照−処理抗体)/(陽性対照−陰性対照)。データは平均±SEMとしてプロットされ、抗体濃度ごとに3回繰り返す。
結果
HEK−BlueアッセイにおけるIL−1、IL−33およびIL−36経路の機能阻害:h11C5変異体YKDのブロッキング効力および有効性がYTE変異の添加によって変化しないことを確認するために、HEK−Blue IL−1/IL−33/IL−36ブロッキングアッセイにおけるYKDおよびYKD/YTEによる機能阻害の比較を実施例2および4に記載されているように実行した。図6A、6B、および6Cに示されるように、YKD(「11C5−YKD」)およびYKD/YTE(「11C5−YKD/YTE」)は、IL−1β、IL−33、およびIL−36βで刺激された細胞で同様のブロッキング活性を示した。IL1βで刺激された細胞では、YKDおよびYKD/YTEは同一効力(IC50=0.51nM)を有し、100nMでそれぞれ97%および98%のほぼ完全阻害であった。IL−33で刺激されたHEK−Blue細胞の場合、YKDおよびYKD/YTEの両方が約3nM(11C5−YKD IC50=3.15nM、11C5−YKD/YTE IC50=3.3nM)の効力を示し、100nM(YKDおよびYKD/YTEに対してそれぞれ95%および97%の阻害)でほぼ完全に阻害された。最後に、HEK−Blue細胞をIL−36βで刺激すると、両分子は0.9nM(IC50)の効力で阻害し、100nMで98%以上の阻害であった。要約すると、ヒト化変異体抗hu−IL1RAP抗体のYKDおよびYKD/YTEは、HEK−Blue IL−1、IL−33、およびIL−36のアッセイにおいて、同等の効力およびSEAP産生のほぼ完全なブロッキングを示した。
YKD/YTEおよびYKDは、初代細胞でIL−1、IL−33およびIL−36の活性化を阻害する。実施例7で考察したように、HEK−Blueレポーター細胞株は、IL−1、IL−33およびIL−36経路の活性化後、11C5変異体のブロッキング活性を決定するために迅速なアッセイを提供することができる。h11C5変異体のブロッキング活性のさらなる特性評価は、初代ヒト細胞実験を使用して、より生理学的に関連性のあるアッセイで実行された。実施例7に記載される初代細胞アッセイに加えて、本実施例は、ヒト表皮ケラチノサイト(HEKn)、好塩基球およびCD4 T細胞を利用する機能阻害アッセイを含む。
ヒト単球(PHMO)およびPHLFでのアッセイを利用して、YKDおよびYKD/YTEが初代ヒト細胞のIL−1経路をブロッキングするのに同等の効力および有効性を有することを確認した。図7に示されるように、初代ヒト単球(PHMO)がYKDまたはYKD/YTEの存在下でIL−1βで刺激された場合、IL−6産生の完全阻害が観察された。両抗体が同様の効力を示した(YKDおよびYKD/YTEについて、それぞれIC50=63PMおよび158pM)。PHLFは、YKD/YTE、YKD、またはアイソタイプ対照の存在下でIL−1α(EC55)で刺激した。図8のプロットに示されているように、いずれかのh11C5抗体変異体の存在は、IL−1αで刺激されたPHLFにおいて、IL−8産生のほぼ完全な阻害(YKD/YTEおよびYKDについて、それぞれ98%および99%)をもたらし、同様のIC50値が2抗体について観察された(YKD/YTEおよびYKDについて、それぞれIC50=6.47nMおよび9.10nM)。要するに、アッセイ結果は、YKD/YTEおよびYKDが同等の効力および有効性を示すことを実証し、IL−1βで刺激されたPHMOにおけるIL−6産生の完全阻害およびIL−1αで刺激されたPHLFにおけるIL−8産生の完全ブロッキングを含む。
HEKn細胞およびPHLFでのアッセイを使用して、YKD/YTEおよびYKDがIL−36経路のブロッキングにおいて同等の効力および有効性を示したことを確認した(verify)。IL−36受容体およびその受容体アクセサリータンパク質(IL1RAP)は、ヒトケラチノサイトで発現することが知られている(例えば、Ding et al.,Oncotarget,9(2)2895−2901(2017)を参照)。IL−36βで刺激されたHEKn細胞はIL−8を産生し、これは標準ELISAにより上清で検出することができる。YKD/YTEおよびYKDがIL−36βで刺激されたHEKn細胞でIL−8産生をブロッキングすることができるか否かを決定するために、HEKn細胞をYKD/YTE、YKD、またはアイソタイプ対照(IgG対照)の段階希釈でインキュベーションした。図9に示されるように、YKDおよびYKD/YTEの両方は、IL−8産生の完全な阻害(100%)を示した。両変異体は、YKDおよびYKD/YTEについて、それぞれ1.39nMおよび1.16nMのIC50値で、同様の効力を示した。図10に示されるように、YKD/YTEおよびYKDが、IL−36βで刺激されたPHLFにおけるIL−8産生をブロッキングする能力について試験された場合、両方ともIL−8産生の完全な阻害を示した。さらに、両抗体変異体は、同様の阻害効力を有した(YKD/YTEおよびYKDについて、それぞれIC50=0.50nMおよび0.39nM)。要約すると、YKD/YTEおよびYKDは、IL−36βで刺激されたHEKn細胞およびIL−36βで刺激されたPHLFにおいて、IL−8産生のブロッキングに同等の有効性および効力を有する。
アッセイにより、YKD/YTEが初代ヒトNK細胞、好塩基球、CD4+T細胞のIL−33経路をブロッキングすることができることも確認された。実施例7に記載されるように、IL−12の存在下でIL−33で刺激された初代ヒトNK細胞は、検出可能なIFN−γを産生しないIL−12のみに曝露されたNK細胞とは異なり、IFN−γを産生する。図11に示すように、IFN−γはアイソタイプ対照抗体とインキュベーションしたNK細胞の上清で検出可能であったが、ヒトNK細胞をYKD/YTEまたはYKDで処理すると、ほぼ全てのIFN−γ産生がブロッキングされた(YKD/YTEおよびYKDについて、それぞれ96%および97%の阻害)。2つの抗体で観察されたIC50値は、YKD/YTEで1.32nM、YKDで2.93nMであった。好塩基球は、喘息患者の肺において数の増加が観察されている(例えば、Schwartz et al.,European Journal of Pharmacology,778:90−95(2016)を参照)。YKD/YTEは、好塩基球のIL−33刺激をブロッキングする能力について試験した。PBMCのIL−33刺激は、好塩基球でp38MAPKのリン酸化をもたらした。推定EC50でIL−33による刺激の20分後、PBMCはYKD/YTEと1時間インキュベーションした。図12の結果によって示されるように、YKD/YTEは、好塩基球でp38リン酸化を本質的に完全ブロッキングし(99%阻害)、アゴニストEC56で41nMのIC50であった。CD4+T細胞におけるYKD/YTEの有効性および効力を調べるために、CD4+T細胞をIL−33およびIL−12で共刺激し、IFN−γ産生をアッセイした。CD4+T細胞は、10ng/mLのIL−12および推定EC50のIL−33による刺激後、YKD/YTEと1時間インキュベーションした。図13で示されるように、YKD/YTEは、IFN−γ産生をほぼ完全にブロッキングし(89%阻害)、アゴニストEC34で44nMのIC50であった。要約すると、YKD/YTEおよびYKDは、IL−33で刺激された初代ヒトNK細胞で同様のブロッキング効力および有効性を示した。さらに、YKD/YTEは、好塩基球におけるIL−33誘導性のp38MAPKのリン酸化を完全にブロッキングし、IL−33刺激性CD4+T細胞におけるIFN−γ産生をほぼ完全にブロッキングした。
したがって、この実施例12の結果は、YKD/YTEおよびYKDが、細胞株(HEK−Blueレポーター細胞株)および記載された全ての初代ヒト細胞アッセイにおいて、IL−1、IL−33およびIL−36活性化をブロッキングしたことを実証する。結果には、PHLFおよびPHMOにおけるIL−1活性化のほぼ完全なまたは完全なブロッキング、NK細胞、好塩基球およびCD4 T細胞におけるIL−33活性化、ならびにPHLFおよびHEKnにおけるIL−36活性化が含まれる。さらに、YKD/YTEおよびYKDは、実施された全ての機能アッセイで同等の有効性および効力を示した。
実施例13:抗ヒトIL1RAP抗体変異体の細胞傷害性の欠如
この実施例は、抗体依存性細胞傷害(ADCC)、補体依存性細胞傷害(CDC)、および抗体依存性細胞食作用(ADCP)のアッセイを例示し、該アッセイは、抗ヒトIL1RAP抗体のYKD/YTE、11C5−N297G、およびYKDの細胞傷害性の欠如を実証する。
材料および方法
試薬:アッセイで使用した抗体は、下記の通りである。YKD/YTE(実施例11に記載)、YKD(実施例8に記載)、11C5−N297G(実施例5および7に記載されているように、N297G変異を含む親11C5分子)、11C5野生型(親和性を高めるN297G変異およびYKD変異を欠く親11C5分子)、アイソタイプ対照hIgG1(N297G)および細胞傷害活性を有することが知られている陽性対照抗体としての抗CD20抗体、リツキシマブ(Genentech、カリフォルニア州サウスサンフランシスコ)。下記の細胞株を利用した。:ジャーカット、ダウディおよびTHP−1(ATCC、バージニア州マナッサス)。PBMC、初代ヒト好中球、および初代ヒト単球は、Stemcell Technologiesから入手した。ジャーカット細胞株は、その有意なIL1RAP発現のため対照として使用された。CD20を発現するダウディ細胞株は、追加の陽性対照として使用され、抗CD20抗体であるリツキシマブの標的細胞株として機能した。
ADCCアッセイ:YKD/YTEおよび関連分子がADCC活性を示すか否かを決定するために、単球、好中球、またはジャーカット細胞からなる標的細胞のエフェクター細胞としてNK細胞を使用した。8:1のエフェクター:標的(E:T)比をアッセイに適用した。標的細胞は、CellTrace Violet染色(Invitrogen)で標識した。標識後、標的細胞(96ウェルプレートの1ウェル当たり1×10細胞)を4つの異なる濃度で指示抗体と混合した後、さらにNK細胞(96ウェルプレートの1ウェル当たり8x10細胞)とRPMI完全培地で混合した。反応は37℃で5時間進行した。インキュベーション後、細胞をPBSで1回洗浄し、次いで、ヨウ化プロピジウム(PI)(Life Technologies)で15分間染色した。次に、CytoFLEXフローサイトメーター(Beckman Coulter)およびFlowjoソフトウェア(BD)を使用して細胞を分析した。細胞死は、CellTrace Violetで染色された生きた標的細胞集団内のPI染色細胞のパーセンテージに基づいて算出された。
CDCアッセイ:YKD/YTEおよび関連分子がCDC活性を示したかどうかを決定するために、Quidelの正常なヒト血清(カタログ番号A113、カリフォルニア州サンディエゴ)を細胞傷害エフェクターとして使用し、血清の20%をアッセイ培地に適用した。標的細胞(ヒト単球、好中球およびジャーカット細胞)は、CellTrace Violet染色で標識した。標識後、標的細胞(1ウェル当たり5×10細胞、96ウェルプレート)を4つの異なる濃度で指示抗体と混合した後、AIM−V培地CTS(商標)(カタログ番号0870112−DK、Life Technologies)で通常のヒト血清(最終濃度20%)とさらに混合した。反応物を37℃で1時間インキュベーションした。インキュベーション後、細胞をPBSで1回洗浄し、次いで、PIで15分間染色した。ADCCアッセイについて前述したように、フローサイトメトリーを使用して細胞試料を分析し、細胞死(細胞傷害)の割合を決定した。
ADCPアッセイ:ADCP活性がYKD/YTEおよび関連分子に存在するか否かを確認するために、ヒトTHP−1由来マクロファージ細胞をエフェクター細胞として使用し、標的細胞はヒト単球、好中球、ジャーカット細胞またはダウディ細胞で構成された。THP−1細胞をホルボールミリステートアセテート(PMA)(Sigma Aldrich)で2日間処理した後、IFN−γ(50ng/ml)およびリポ多糖(LPS)(Sigma Aldrich)でさらに刺激した。ADCP反応のE:T比は2:1であった。標的細胞(ヒト単球、好中球、ジャーカット細胞またはダウディ細胞)をCellTrace Violet染色で標識し、THP−1細胞をPKH26標識キット(カタログ番号PKH26PCL−1KT、Sigma)で標識した。標識後、標的細胞(96ウェルプレートの1ウェル当たり5×10細胞)を4つの異なる濃度で指示抗体と組み合わせた後、さらにTHP−1由来マクロファージ細胞(96ウェルプレートの1ウェル当たり1×10細胞)とRPMI完全培地で混合した。反応物を37℃で5時間インキュベーションした。インキュベーション後、CellTrace Violetの蛍光(標的細胞を同定するためのPB450チャネル)およびPKH26蛍光(THP−1由来マクロファージエフェクター細胞を同定するためのPEチャネル)について、フローサイトメトリーによって細胞を分析した。細胞の食作用は、二重蛍光性の細胞、すなわち、PB450チャネルおよびPEチャネルの両方で観察される蛍光によって示される。食作用率は、標識された標的細胞上で二重蛍光を発する細胞の数として算出される。
結果
IL1RAPは、好中球および単球などのヒト血液細胞で発現するため、YKD/YTEなどの抗IL1RAP抗体がADCC、CDC、またはADCP活性を示す程度を決定することは、さらなる臨床開発にとって重要であり、これらのそれぞれが、インビボで細胞傷害を引き起こし得る。YKD/YTEのADCC、CDC、またはADCP活性の程度を決定するためのアッセイは、上記のように実施された。表21(下記)に要約されているように、抗IL1RAP抗体、11C5−N297G、YKD、YKD/YTEは、アッセイで細胞傷害活性を示さなかった。(「+」は陽性の細胞傷害性を示し、「−」は細胞傷害性がないことを示す)。
Figure 2021533829
表21の結果に示されているように、YKD/YTE、11C5−N297G、およびYKDは、ヒト単球および好中球、またはジャーカット細胞に及ぼす細胞傷害効果を示さなかった。エフェクター機能を無効にするN297G変異を欠く親分子11C5野生型は、CDCまたはADCPアッセイで測定した場合、細胞傷害性を示さなかったが、ADCCアッセイではいくらか弱い活性を示した。3つのアッセイにおいて、陽性対照抗体のリツキシマブは予想レベルの細胞傷害活性を示した(データは示していない)。要約すると、抗IL1RAP抗体のYKD/YTE、11C5−N297G、およびYKDは、ADCC、CDC、およびADCP活性を評価するアッセイによって決定された細胞傷害活性を示さなかった。
実施例14:変異体抗ヒトIL1RAP抗体の薬物動態
この実施例は、カニクイザルで実施されたYKDおよびYKD/YTEの薬物動態(PK)を特性評価する研究を例示し、YKD/YTEは、FcRnへの結合親和性を改善するFc領域の変更を伴うYKDの変異体である。研究1および2は、広い用量範囲にわたる抗体のPKを特性評価し、潜在的な標的媒介性クリアランス機構を定量化するために、1〜40mg/kg範囲の単回静脈内(IV)用量でのYKDのPKを調べた。研究3は、YKDの薬物動態に及ぼすYTE変異の影響を決定するために、カニクイザルで3〜40mg/kg範囲の単回静脈内IV投与で変異体YKD/YTEのPKを調べた。
材料および方法
研究デザインおよび薬物動態サンプリング計画:カニクイザルでのYKDのPKを調べるために、2つの研究(1および2)を実行した。YKD/YTEのPKを調べるために、追加研究3を実行した。全ての研究はIV投与を利用した。試験品は、pH5.5の200mMアルギニンスクシネートで製剤化された。各動物の橈側皮静脈を介して下記の時点で採血した。投与前、10分、2時間、8時間、および第1、2、4、7、10、14、17、21、24、28日目。PK試料を血清に処理した。研究デザインの要約を表22(下記)に示す。
Figure 2021533829
薬物濃度を測定するための生物分析アッセイ:サル血清中のIL1RAP特異的抗体の濃度は、50〜0.78ng/mLの作業範囲で7つの標準から生成された検量線、さらに0.2%サル血清マトリックスのゼロ標準を使用して較正されたELISAアッセイを使用して測定された。QC試料は、0.2%サル血清で40ng/mL、8ng/mL、および2ng/mLの濃度で調製した。ヒトIL1RAPタンパク質の細胞外ドメイン(配列番号3)をマイクロタイタープレート上にコーティングした後、投与試料、較正標準、および品質管理試料から抗IL1RAP抗体を捕捉するために使用した。捕捉された抗IL1RAP抗体は、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)と結合したヤギ抗ヒトIgGポリクローナル抗体によって検出された。発色基質のテトラメチルベンジジン(TMB)を添加してHRPと反応させた。次に、酸性溶液で反応を停止し、各ウェルに捕捉された抗IL1RAP量に比例する吸光度シグナルを得た。重み4パラメーターロジスティック(4PL)モデルを使用して、較正標準のシグナル強度およびそれぞれの名目濃度を適合し、較正方程式を生成した。方程式を使用して、各試料の抗IL1RAP濃度を、重複測定の平均から算出した。
薬物動態分析の方法:研究1と2のデータを組み合わせて、YKDのPKパラメーターを推定した。研究3からのデータを使用して、YKD−YTEのPKパラメーターを推定した。コンパートメントモデリングおよびパラメーター推定は、PK/PDモデリングソフトウェアADAPT Vを使用して行った(D’Argenio,D.Z.et al.,ADAPT 5 User’s Guide:Pharmacokinetic/Pharmacodynamic Systems Analysis Software,Biomedical Simulations Resource,Los Angeles,CA.(2009))。各用量群について、群平均濃度−時間プロファイルが最初に生成され、次に、複数の用量群からの群平均濃度−時間プロファイルを様々な候補モデル構造に同時に適合させた。両性別のデータを組み合わせて、目視検査での有意な性差の欠如に基づいて、群平均濃度−時間プロファイルを算出した。分析的に報告可能な全てのPKデータは、コンパートメントデータ分析に含まれていた。
モデルの選択は、アキアケ情報量基準(Akiake Information criterion)(AIC)を使用して進められた。パラメーターは、最尤推定法(D’Argenio,D.Z.,et al.,ADAPT 5 User’s Guide:Pharmacokinetic/Pharmacodynamic Systems Analysis Software,Biomedical Simulations Resource,Los Angeles,CA.(2009))を使用して推定された。図14Aに示される非線形2コンパートメントモデルは、群平均データを最もよく説明することが見出された。
結果
YKDおよびYKD/YTEの群平均血清濃度の時間プロファイルをそれぞれ図14Bおよび図14Cに示す。両抗体について、濃度は高用量に対して低用量でより急速に低下し、おそらく標的IL1RAPへの結合により、1〜40mg/kgの用量範囲にわたって非線形PKが示唆された。群平均データは、上記で説明され、図14Aに示されるように、非線形2コンパートメントモデルに適合された。抗ヒトIL1RAP抗体のYKDおよびYKD−YTEについて得られたPKパラメーターの推定値を表23(下記)に要約する。
Figure 2021533829
変異体抗hu−IL1RAP抗体YKDの線形クリアランス(CL)およびt1/2は、それぞれ6.3mL/日/kgおよび7.4日であった。これらの値は、カニクイザルのIgG1について予想範囲内であった。抗hu−IL1RAP抗体変異体YKD/YTEは、YKDと比較して、CL(4.9mL/日/kg)の減少およびt1/2(11.9日)の増加を示し、YKD/YTE変異体がカニクイザルのYKDと比べてPK特性を改善したことを実証している。
実施例15:抗ヒトIL1RAP抗体のエピトープ残基マッピング
この実施例は、h11C5変異体K13/H3(または「YIS」)およびK17/H3(または「YKS」)の結合に重要なヒトIL1RAP残基を同定するために、ファージディスプレイ技術を次世代シーケンシング(NGS)と組み合わせて使用する方法を例示する。ヒトIL1RAP変異体のライブラリーがファージ上に提示され、ライブラリーはYIS、YKS、または参照抗体に対するファージパニングに供された。抗体への結合を保持するヒトIL1RAP変異体を保有するファージを精製し、ヒトIL1RAP配列をNGSによって得た。YISまたはYKS結合には有害であるが、参照抗体結合には有害ではないヒトIL1RAPの変異が同定され、エピトープ残基として定義された。
材料および方法
Ser21からLys350までのヒトIL1RAPのアミノ酸配列(配列番号1)を選択して、ファージに提示させた。実施例2(上記)の表5に記載されているように、11C5は、ヒトIL1RAPのドメイン3に結合する。したがって、ヒトIL1RAPの変異体を提示するファージライブラリーは、IL1RAPのドメイン3(配列番号1のLys238〜Lys350)のみで全20個のアミノ酸をコードするNNK縮重コドンを使用した残基ランダム化によって構築された。変異誘発オリゴヌクレオチドが、ライブラリーの各メンバーのヒトIL1RAPドメイン3残基で1つのNNK変異のみが起こることを可能にするように設計されたことを除いて、変異誘発は実施例8に記載されているように実行された。得られたライブラリーDNAは、E.coli XL1細胞に電気穿孔し、約4.6×10個の形質転換体を得た。
1μg/mLの変異体抗体のYIS、YKS、またはヒトIL1RAPドメイン1(配列番号4)に結合する参照抗体がMaxisorpプレート上にコーティングされたことを除いて、ファージパニングの第1ラウンドは実施例8に記載されているように実施した。ヒトIL1RAPドメイン1に結合する参照抗体は、ヒトIL1RAPの一般的な折り畳みに有害であるが、ヒトIL1RAPドメイン3への11C5抗体の結合に必ずしも有害ではない変異を同定するプロセスにおいて対照として役立つ。
ブロッキングされたファージライブラリーを、減少濃度のビオチン化YIS、YKS、または参照抗体と1時間インキュベーションしたことを除いて、ファージパニングの第2〜第4ラウンドは実施例8に記載されているように実施した。抗体に結合したファージをブロッキングされたニュートラアビジンでコーティングしたプレートに捕捉し、Wash Bufferで十分に洗浄し、ラウンド1と同じ様式で溶出および中和した。
初期ファージライブラリー(非選別試料)の配列およびパニングのラウンド2〜4(選別試料)は、NGSに対してヒトIL1RAPドメイン3アンプリコンが生成されたことを除いて、実施例8に記載のNGSを使用して抽出された。
NGSの後、ペアエンド配列決定データアセンブリおよび配列読み取りデータの品質管理が、実施例8に記載されているように実行された。ファージパニングのラウンド2〜4の読み取りデータは、データ分析用に共にプールされた。位置重み行列は、ランダム化された全ての位置の全変異頻度を算出することによって生成された。各変異の濃縮比は、実施例8に記載されるように、選別試料の所与の位置での所与の変異の頻度を、非選別試料のまったく同じ変異の頻度で割ることによって算出した。
結果
NGSデータを使用して、YISまたはYKSの結合に関してヒトIL1RAPドメイン3の各アミノ酸位置での置換の影響を分析した。ゼロ未満の濃縮比は、YIS、YKS、または参照抗体の結合に有害なアミノ酸置換を示した。NGSデータはさらに、参照抗体結合に有害ではないがYISまたはYKSの結合に有害であるヒトIL1RAPドメイン3残基の置換にフラグを立てるために使用された。多数のフラグ付き置換が観察されたヒトIL1RAPドメイン3残基位置は、残基ランダム化がドメイン3に適用され、ヒトIL1RAPドメイン1に結合する参照抗体に影響を及ぼさないため、YISまたはYKS結合エピトープの一部である可能性があった。
図15に示すように、同定されたIL1RAPエピトープ残基がヒトIL−1β、IL−1R1およびIL1RAP三元複合体(PDB:3O4O)の結晶構造にマッピングされると、それらの分布はクラスター化され、IL1RAPと、IL−1βおよびIL−1R1の二元複合体との結合界面に位置付けされる。したがって、本実施例のエピトープデータは、YISまたはYKSなどの本開示の抗hu−IL1RAP抗体の結合が、どのように三元複合体の形成をブロッキングし、それによって下流の細胞内シグナル伝達事象を阻害できるかについての構造的説明を提供する。さらに、IL1RAPとIL−33/ST2(Gunther et al.,Immunity,47:510−523(2017))またはIL−36/IL1RL2(Yi et al.,The Journal of Biological Chemistry,291(32):16597−16609(2016))との間の構造的相互作用の全般的類似性を考慮して、本実施例のエピトープデータは、YISおよびYKSなどの本開示の抗IL1RAP抗体がこれらの2つの経路もブロッキングする能力についての構造的説明の可能性も裏付けている。
表24は、ヒトIL1RAPドメインの3つの位置で観察されたフラグ付き置換の相対数を示す(+++:9個以上のフラグ付き置換、++:6〜8個のフラグ付き置換、+:3〜5個のフラグ付き置換、−:3個未満のフラグ付き置換)。フラグ付き置換の数が多い残基は、エピトープの一部である可能性が高いとみなされた。
Figure 2021533829
Figure 2021533829
表24に列挙された結果によって実証されるように、主にD3ドメイン内の243〜255番目、257〜268番目および333〜336番目でヒトIL1RAP残基に結合する高親和性抗体11C5のエピトープ。これらの部位のほとんどが、IL1RAPドメイン3の表面に群がっている(図15を参照)。これらの不連続残基は、本明細書に開示されるように、抗体、11C5、およびその変異体のエピトープであると結論付けられる主要なパッチにマッピングされる。
実施例16:代理抗マウスIL1RAP抗体の生成
この実施例は、抗mu−IL1RAP抗体を生成するためのマウスハイブリドーマ技術の使用、抗mu−IL1RAP抗体14F4の特性評価、およびインビボマウス研究のためのこの代理抗体の使用方法を例示する。
材料および方法
免疫化および融合:IL1RAPノックアウトマウス(The Jackson Laboratory、品番003284)を25μg/免疫/マウスのmu−M−IL1RAP−D3(残基境界がK239〜T368であるmu−IL1RAPドメイン3)で3回免疫した(配列番号337)。mu−M−IL1RAP(C末端6xヒスチジンタグと融合した細胞外部分)(配列番号9)とmu−M−IL1RAP−D3(配列番号337)の1:1混合物を用いて、各マウスに合計25μg/免疫/マウスで5回以降の免疫を与えた。Sigma Adjuvant System(Sigma−Aldrich)を全ての免疫に使用した。次に、マウスに、アジュバントを含まないmu−M−IL1RAPおよびmu−M−IL1RAP−D3の1:1混合物を25μg/マウスで最終追加免疫を与えた。3日後、脾臓を採取し、標準プロトコルに従って処理した。標準プロトコルに従って、PEGを使用して脾細胞を骨髄腫Sp2/0細胞(ATCC)と融合し、96ウェルプレートに播種した。親ハイブリドーマは、ヒポキサンチン−アミノプテリン−チミジンを補充した選択培地を使用して選択された。
ELISAアッセイ:培養の12〜14日後、ハイブリドーマ上清を収集し、1μg/mL mu−M−IL1RAPを含むPBSでコーティングされた96ウェルプレートを用いたELISAによる一次スクリーニングに供した。ハイブリドーマ上清(65μL/ウェル)をコーティングプレートで少なくとも1時間室温でインキュベーションし、プレートを洗浄緩衝液(0.05%Tween−20を含むPBS)で3回洗浄した。ヤギ抗マウス−Fc−HRP二次(Jackson Immunoresearch、PBSで1:5000に希釈)を添加し(65μL/ウェル)、室温で1時間インキュベーションした。洗浄緩衝液で3回洗浄した後、1−Step Ultra TMB ELISA基質展開液(Thermo Pierce Scientific、65μL/ウェル)を添加し、室温で20分間インキュベーションした。展開剤を消光せずに650nmでの吸光度を読み取った。
一次ELISAスクリーンで陽性であった親ハイブリドーマを、ヒポキサンチン−チミジンを含む培地で24ウェルプレートに増殖させ、1μg/mLでコーティングされたmu−M−IL1RAPを使用して実施例2に記載されているように確認のELISAスクリーンを実行した。目的のハイブリドーマクローンを、0.5細胞/ウェルの密度で限定希釈を使用してサブクローン化し、細胞ペレットを使用して、各抗体クローンの重鎖および軽鎖配列を決定した(以下に記載)。
14F4の配列決定および組換え産生:ハイブリドーマ由来の抗mu−IL1RAP抗体の配列決定は、実施例3に記載されているように実施した。組換え抗mu−IL1RAP抗体14F4は、実施例5に記載されているように生成された。
組換え14F4結合mu−IL1RAPのBIACORE SPR分析:表面プラズモン共鳴(SPR)分析を使用し、BIACORE(商標)8K機器を使用してmu−IL1RAPに対する14F4の結合親和性を決定した。動態測定では、組換え14F4をHBS−P緩衝液(0.01M HEPES pH7.4、0.15M NaCl、0.005%界面活性剤P20)で10μg/mLに希釈し、第2フローセル(FC2)に10μL/分で抗マウスチップ(GE Healthcare)に捕捉した。FC1は参照として保持された。次に、低(0.14nM)から高(100nM)までmu−M−IL1RAPを含むHBS−Pの3倍段階希釈液を37℃で注入した(流速:30μL/分)。60mM塩酸(流速:90μL/分)を使用して各分析対象を注入する前に、チップを2回再生した。センサーグラムは記録され、BIACORE(登録商標)8K評価ソフトウェア(バージョン1.1.1.7442)によるデータ分析前に、参照および緩衝液の減算が行われた。結合率(kon)および解離率(koff)は、単純な1対1のラングミュア結合モデルを使用して算出された。平衡解離定数(K)は、koff/konの比率として算出された。
組換え14F4の非特異的結合を決定するためのBV ELISA:非特異的結合の程度を決定するために14F4を使用して、実施例11に詳述されるようにBV ELISAを実施した。
IL1RAPの特異的結合活性のアッセイ:hu−IL1RAPおよびmu−IL1RAPの異なるドメインに対する14F4の特異性を決定するために、ELISAを実施例2で前述したように使用し、個別に下記のタンパク質を用いて1μg/mLでコーティングした。mu−M−IL1RAP(配列番号337)、mu−M−IL1RAP−D1D2(ドメイン1〜2、S21〜P237)(配列番号338)、hu−M−IL1RAP(配列番号3)、hu−M−IL1RAP−D1(ドメイン1、S21〜Q133)(配列番号4)、およびhu−M−IL1RAP−D3(ドメイン3、K238〜T367)(配列番号6)。組換え14F4を10nMの濃度でアッセイした。
結果
抗mu−IL1RAP抗体の生成:IL1RAPノックアウトマウスの免疫およびその後の脾細胞の採取に続いて、mu−M−IL1RAP(配列番号9)への結合について、(PEG融合を介して生成された)親ハイブリドーマをELISAによってスクリーニングした。一次ELISAアッセイスクリーニングにより、ハイブリドーマから合計17の抗マウスIL1RAPバインダーが同定され、24ウェルプレートに増殖させた後、ELISAによってmu−M−IL1RAPに結合することがさらに確認された。実施例2に記載されるように(データは示さず)HEK−Blue SEAPアッセイで全17個の上清をスクリーニングした後、全3つの経路(IL−1、IL−33、およびIL−36)をブロッキングする能力に基づいて14F4を選択した。クローン14F4は、ハイブリドーマ細胞からVおよびV領域の配列決定、組換え発現および精製のために選択された。
mu−IL1RAPへの組換え14F4の結合の動態:表25に示すように、組換え14F4は、K=0.219nMでmu−M−IL1RAP(配列番号9)に結合する。
Figure 2021533829
非特異的結合のBV ELISAの結果:表26に示すように、組換え14F4は、培地対照よりも大きなBV ELISAシグナルを示さず、14F4がBV粒子に非特異的結合しないことを示唆している。
Figure 2021533829
IL1RAPの特異的結合活性のアッセイ:表27に示すように、組換え抗mu−IL1RAP抗体である14F4は、ヒトIL1RAPへの結合を示さないが、mu−M−IL1RAP(配列番号9)とmu−M−IL1RAP−D1D2(配列番号338)間で同等の結合を示し、14F4がマウスIL1RAPのドメイン1またはドメイン2のいずれかに特異的に結合することを示唆している。
Figure 2021533829
実施例17:代理抗マウスIL1RAP抗体14F4のIL1RAPブロッキング活性の細胞アッセイ
この実施例は、抗mu−IL1RAP代理抗体の14F4が、マウス細胞株または初代マウス細胞の全3つの経路(IL−1媒介性、IL−33媒介性、およびIL−36媒介性)をブロッキングする能力を例示する。
材料および方法
NIH−3T3細胞および関連アッセイ:マウス線維芽細胞株NIH−3T3は購入した(ATCC CRL−1658)。NIH−3T3細胞は、10%ウシ胎児血清(FBS、Atlanta Biologicals)、100IU/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシン、1X非必須アミノ酸(Gibco 11140−050、100X溶液)および1X Glutamax(Gibco 35050−61、100X溶液)を補充したDMEM(Corning 10−013−CV)からなる標準成長培地を利用して、製造業者のガイドラインに従って培養で維持した。マウスIL−1β(Peprotech)およびIL−36α(BioLegend)は購入した。
抗体ブロッキングアッセイおよびアゴニスト用量応答曲線は、本実施例の条件を説明するためにいくつかの改変を加えて、実施例7に記載されたのと同様の様式で実施された。要するに、実験使用の前日、NIH−3T3細胞を平底の96ウェルプレートに、使用日に約80〜85%の集密度になる濃度で播種した。アッセイの日に、代理抗体14F4またはアイソタイプ対照をNIH−3T3細胞と1時間インキュベーションし(37℃、5%CO)、続いてアゴニスト(IL−1βまたはIL−36α)を添加した。実験をさらに24時間進行させた(37℃、5%CO)。細胞培養上清を収集し、IL−6産生のレベルをELISA(Thermo Fisher Scientific)によって製造業者のガイドラインに従って決定した。記載された全ての抗体ブロッキングアッセイでは、NIH−3T3細胞を、EC85以上のアゴニスト濃度で刺激した。陽性対照は、成長培地およびアゴニスト単独(抗体が存在しない)とNIH−3T3細胞で構成される一方、陰性対照試料は、成長培地単独(アゴニスト刺激および抗体の不在下)とNIH−3T3細胞で構成された。
J774−Dual細胞および関連アッセイ:J774−Dual細胞は、マウスJ774.1マクロファージ様細胞株に由来した。これらの細胞は、NF−κBレポーター遺伝子である分泌型胚性アルカリホスファターゼ(SEAP)を発現するように操作されている。J774−Dual細胞は市販されており、インビボGen(カタログ番号j774d−nfis)から入手した。J774−Dual細胞を一般的な製造業者のガイドラインに従って解凍し、10%熱不活化ウシ胎児血清(56℃で30分)、100μg/ml Normocin(インビボGen(カタログ番号ant−nr−1)、1xペニシリン−ストレプトマイシン溶液を含み、選択抗生物質ブラストサイジン(インビボGenカタログ番号ant−bl−1))およびゼオシン(インビボGenカタログ番号ant−zn−1)を補充したDMEM(2mM L−グルタミン、3.7g/L炭酸水素ナトリウム、4.5g/Lグルコース、および1.0mMピルビン酸ナトリウム)を含む細胞培養培地で維持した。抗体ブロッキングアッセイでは、J774−Dual細胞を、選択抗生物質(ブラストサイジンおよびゼオシン)を含まない細胞培養培地で、細胞が80%の集密度に達するまで培養した。次に、細胞を平底の96ウェルプレートに50,000/ウェルで播種し、37℃、5%COで一晩(約18時間)インキュベーションした。アゴニスト(EC55のマウスIL−33、PeproTech、カタログ番号1209434)を添加する前に、14F4をJ774−Dual細胞と1時間インキュベーションした。細胞をさらに37℃、5%COで24時間インキュベーションした。上清中のSEAP産生は、実施例2に記載のSEAP検出アッセイを使用して定量化した。陽性対照条件(PC)には細胞、成長培地、およびアゴニスト(IL−33)が含まれ、陰性対照条件(NC)には細胞および成長培地のみが含まれた。データはGraphPad Prism7ソフトウェアを使用して分析し、非線形回帰分析を実施してアゴニストEC50値を決定した。抗体ブロッキングアッセイの前に、アゴニストおよびアンタゴニストの用量応答曲線を生成して、実施例5に記載されているように、EC50およびIC50を(それぞれ)決定した。
初代マウス胚性線維芽細胞および関連アッセイ:初代マウス胚性線維芽細胞(初代MEF)はLonza(カタログ番号M−FB−481)から入手した。これらの初代細胞は、交尾後14日目および15日目のCD−1マウス胚から分離され、培養で増殖させた後、製造業者によって凍結保存される。細胞を解凍し、製造業者が提供するガイドラインに従って、10%の熱不活化ウシ胎児血清(Atlanta Biologicals、カタログ番号S11150H)、10IUペニシリン、および10μg/mLストレプトマイシン(Corning、カタログ番号30−002−CI)を補充した4.5g/Lのグルコース、L−グルタミン、およびピルビン酸ナトリウム(Corning、カタログ番号10−013−CV)とDMEMを使用して培養を維持した。マウスIL−36βはBiolegend(カタログ番号554506)から入手した。
アゴニスト用量応答曲線および抗体ブロッキングアッセイは、以下に言及する改変を加えて、実施例7に記載されているように実施した。簡潔に述べると、初代MEFを平底の96ウェルプレートに15,000細胞/ウェルの密度で前述の成長培地に播種した。細胞を37℃、5%COで一晩インキュベーションした。一晩のインキュベーション後、14F4またはアイソタイプ対照を、37℃、5%COで1時間、初代MEFとインキュベーションした。これに続いて、所定濃度のアゴニスト(マウスIL−1βまたはIL−36β)を添加した。各ウェルの最終容量は200μLであり、抗体ブロッキングアッセイはアゴニストEC70以上で実施された。
アゴニスト刺激後、細胞を37℃、5%COで21時間インキュベーションした。続いて、プレートを遠沈し、上清を収集し、製造業者のガイドラインに従って、市販のマウスIL−6 ELISAキット(Invitrogen/Thermo Fisher Scientificカタログ番号88−7064−88)を使用して、分泌されたマウスIL−6のレベルを決定した。陽性対照ウェルは、成長培地にアゴニストを含む細胞から構成され、陰性対照ウェルは、成長培地のみを含む細胞から構成された。データ解析は、アゴニストEC50およびアンタゴニストIC50値を決定するために、非線形回帰(曲線適合)を用いて、Graphpad Prism7ソフトウェアを使用して実施した。
結果
代理抗マウスIL1RAP抗体の14F4(実施例16に記載されるように調製された)は、マウスモデルにおけるインビボ有効性を実証するために選択された。インビボ研究の前に、14F4は、マウス細胞株および初代細胞アッセイを使用して、全3つのIL1RAP媒介性経路(IL−1、IL−36およびIL−33)をブロッキングする有効性についてインビトロでアッセイされた。
NIH−3T3細胞株を使用して、14F4がインビトロでマウスIL−1およびIL−36経路をブロッキングすることができるか否かを決定した。NIH−3T3細胞は、IL−1刺激に応答することが知られており、したがってIL1RAPを発現する(例えば、Smeets et al.,Arthritis and Rheumatism,52(7):2202−2211(2005)を参照)。NIH−3T3細胞は、上記のようにIL−1βで刺激され、14F4に曝露されてIL1−β刺激をブロッキングするか、アイソタイプ対照抗体に曝露された。IL−6産生は、アイソタイプ対照抗体に曝露された細胞、および陽性対照細胞の上清で測定された。表28(下記)に示すように、抗マウスIL1RAP抗体14F4を投与されたNIH−3T3細胞は、陽性対照と比較して、IL−6の検出レベルでほぼ完全な低減(98%阻害)を示した。14F4は、IC50=1.36nMでIL−1β誘導性IL−6産生を阻害し、これは、実施例12で記載したHEK−BlueアッセイでYKD/YTE(IC50=0.51nM)で観察された効力に近い。
NIH−3T3細胞は、IL−36に応答し、IL−36αによる刺激時に用量依存的にIL−6を分泌することも見出された(データは示していない)。観察された最大のIL−6産生は、NIH−3T3細胞がIL−1βまたはIL−36αで刺激されたかどうかにかかわらず同様であった。表28に示すように、IL−36αで刺激されたNIH−3T3細胞を使用して実行された14F4ブロッキングアッセイは、IL−6産生の100%阻害をもたらした。さらに、14F4はIL−1β刺激後に観察された効力よりも大きな効力でIL−36α誘導性IL−6産生を阻害することができ(IC50=0.18nM)、16.7nMで14F4による完全な阻害が観察された。実施例12に記載されるように、14F4のナノモル以下の阻害効力は、IL−36HEK−Blueアッセイにおいて抗ヒトIL1RAP抗体YKD/YTEについて観察された効力に匹敵する。要約すると、代理抗mu−IL1RAPマウス抗体14F4は、マウス細胞株NIH−3T3でIL−1およびIL−36誘導性IL−6産生を効果的に阻害し、抗hu−IL1RAP抗体のYKD/YTEで観察されたのと同等の効力をインビトロで実証した。
マクロファージ様J774−Dual細胞株を使用して、14F4がインビトロでマウスIL−33刺激性経路をブロッキングすることができるか否かを決定した。IL−33およびその受容体IL1R1は、マクロファージを含む多くの免疫細胞で広く発現している。IL−33による活性化ST2シグナル伝達は、マクロファージにおけるNF−κBの活性化をもたらす(例えば、Kakkar et al.,Nature Reviews.Drug Discovery,7(10),827−840(2008)を参照)。表28に示すように、14F4はIL−33で刺激されたJ774細胞でブロッキング活性を示し、2μMで97%阻害(IC50=6.6nM)であった。IL−33刺激によるこの阻害効力は、実施例12のHEK−Blueアッセイ(IC50=3.30nM)に記載されている抗ヒトIL1RAP抗体YKD/YTEで観察された効力と同様である。
代理抗体である14F4がIL−1およびIL−36刺激性経路をブロッキングする能力は、初代MEFで決定された。初代MEFは、IL−1刺激に応答してIL−6を産生する能力を有し、IL1RAPの発現を示唆する(例えば、Nold−Petry et al.,Journal of Biological Chemistry,284(38):25900−25911(2009)を参照)。これらの初代マウス線維芽細胞はIL1RAPを発現し、マウス胚性線維芽細胞株NIH−3T3はIL−36刺激に応答するため、初代MEFもIL−36刺激に応答するはずであると考えられた。実際、IL−36βで刺激すると、初代MEFは用量依存的にIL−6を分泌した(データは示していない)。表28に示されるように、14F4は、IC50が6.1nMの陽性対照と比較して、IL−1β刺激性IL−6産生の本質的に完全な阻害を示す。同様に、IL−36β刺激性IL−6産生を0.094nMのIC50値で完全に阻害した。結論として、14F4は、IL−1経路と比較してIL−36の効力がはるかに高いにもかかわらず、初代MEFのIL−1経路およびIL−36経路の両方を完全にブロッキングする能力を有する。
Figure 2021533829
要約すると、14F4を使用した上記結果は、IL1RAP阻害を通してIL−1、IL−33、およびIL−36経路を同時にブロッキングすることの有効性および効果を決定するため、マウスインビボ研究用の代理抗体として使用することを裏付けている。
実施例18:代理抗マウスIL1RAP抗体のインビボ有効性
この実施例は、マウス代理抗体14F4が、少なくとも2つのIL−1ファミリー経路の機能的インビボブロッキング剤であり、喘息のマウスモデルで誘導されるより複雑な表現型の機能的ブロッキング剤でもあることを例示する。
材料および方法
インビボマウスモデル研究における研究用プロトコルは、表29に要約されている。
Figure 2021533829
動物および畜産:雌のBALB/cAnNHsdマウスをEnvigoから購入し、6〜13週齢で使用した。マウスには、照射Harlan Teklad global18%タンパク質のげっ歯類用食餌を与え、自由に摂水させた。動物は、1時間当たり60回の完全換気でトウモロコシ穂軸の寝床を備えたInnovive使い捨て換気ケージで飼育された。環境は70°±2°Fの温度範囲および30〜70%の湿度範囲に制御された。全ての動物実験は、Explora’s Institutional Animal Care and Use Committee(カリフォルニア州サンディエゴ)によって承認された動物管理使用プロトコルに従って実施された。
インビボ治療:経鼻投与(i.n.)治療のため、マウスを3〜4%イソフルラン(VetOne、アイダホ州ボイシ)で麻酔し、マイクロピペットで投与された溶液35μlを鼻孔から吸入させた。2.5%の2,2,2−トリブロモエチルアルコール溶液(Sigma Aldrich、ミズーリ州セントルイス)の麻酔用量を投与した後、両側開胸術または頸椎脱臼(単回IL−1β接種のみ)により、マウスを安楽死させた。
データ分析:全てのインビボ研究では、GraphPad Prism8ソフトウェアをデータおよび統計分析に使用した。マン−ホイットニー検定は、サイトカインまたはHDMの接種が生物学的応答に統計的に有意な増加を引き起こしたか否かを決定するために、IgG対照投与され接種されていないマウスとIgG対照投与され接種されたマウスで実施された。有意性を決定した後、IgG対照投与され接種されたマウスと14F4投与され接種されたマウスで、マン−ホイットニー検定を実施した。
A.単回サイトカイン接種モデルおよび関連アッセイ:単回IL−1β接種の研究プロトコルは、Gabrielsson et al.,European Journal of Pharmaceutical Sciences:Official Journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences,67:144−159(2015)に基づいて改変した。−1日目に、1kgの平均群体重当たり30mgのIgG対照または14F4を総量100〜200μlでマウスに腹腔内(i.p.)投与した。0日目に、マウスにD−PBSまたは50ng IL−1βを総量100μlで腹腔内接種した。接種の2時間後、マウスを安楽死させ、心臓穿刺により採血し、BD Microtainer血清分離チューブ(BD Biosciences)に入れた。少なくとも30分後、チューブを9,300×gで5分間遠心分離し、血清を収集し、−80℃で保管した。マウス血清IL−6濃度は、市販のIL−6 ELISAキット(Invitrogen/ThermoFisher Scientificカタログ番号88−7064−88)により、製造業者の指示に従って測定した。血清試料は、アッセイ用に1:5に希釈した。
単回IL−36α接種の研究プロトコルは、Ramadas et al.,PloS One,7(9):e45784(2012)に基づいて改変した。−1日目に、単回IL−1β接種研究と同様に、マウスに抗体を腹腔内投与した。0日目に、マウスにD−PBSまたは10ngのIL−36αを総量35μlで経鼻接種した。1日目に、マウスを安楽死させた。気管支肺胞洗浄(BAL)は、気管を切開し、20Gの平滑末端針または18Gのカテーテルシースを挿入し、1mLのシリンジを使用して0.8mLのHBSS/2mM EDTA緩衝液を注入および回収することによって実施した。この手順を3回実施した。BAL液の細胞型数を決定するために、BAL液を365×gで10分間遠心分離した。上清を除去した後、2mLの1X Lysing Buffer(BD Biosciences、カタログ番号555899)を細胞に添加して、任意の赤血球細胞を溶解した。2分後、5mLのD−PBS/2%FBS緩衝液を添加して反応を停止した。細胞を365×gで5分間遠心分離した。上清を除去した後、細胞をHBSS/2mM EDTAに再懸濁し、96ウェル丸底プレートに移し、570×gで2分間遠心分離し、上清を除去した。全ての染色段階は、氷上および暗所で実施した。死細胞を染色するために、25μlのLIVE/DEAD Fixable Far Red Dead Cell Stain Kit(1:1000希釈、ThermoFisher)を追加した。15〜20分後、25μlの抗CD16/32(2.4G2、BD Biosciences)を含むFACS染色緩衝液を細胞に添加し、Fc受容体結合をブロッキングした。15分後、次いで、抗体を含む50μlのBrilliant Stain Buffer(BD Biosciences)をウェルに添加することにより細胞を染色した。抗体は全て1:200希釈で使用した。下記の抗体は、Tonbo Biosciences(カリフォルニア州サンディエゴ)から購入した。Ly6G−FITC(1A8)およびCD11b−APC(M1/70)。下記の抗体はBD Biosciencesから購入した。SiglecF−PE(E50−2440)およびCD11c−BV785(N418)。Ly6C−PerCp−Cyanine5.5(HK1.4)はThermoFisherから購入した。30分後、細胞をFACS緩衝液で2〜3回洗浄した。洗浄後、細胞をFACS緩衝液に再懸濁した後、CytoFlexフローサイトメーターで分析した。FlowJo10ソフトウェアを使用してデータを分析した。細胞をゲーティングし、死細胞および肺胞マクロファージ(SiglecFCD11c)を除外した後、マーカーの発現に基づいて細胞型を定義した。好酸球(SiglecFCD11cLy6G)、好中球(Ly6G+LY6CCD11b+SiglecFCD11c)、および単球(LY6C+Ly6GCD11bSiglecFCD11c)。BAL液の細胞型数を算出するため、得られた全細胞のうちの各細胞型のパーセンテージに全細胞数を乗じた。全細胞数は、Guava easyCyte 5HTシステムフローサイトメーター(EMD Millipore、マサチューセッツ州ビレリカ)を使用し、製造業者の指示に従ってViaCountアッセイを使用して得られた。
B.複数回IL−1βサイトカイン接種モデルおよび関連アッセイ:複数回IL−1β接種の研究プロトコルは、Kim et al.,American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine,196(3):283−297(2017)に基づいた。−1日目および2日目に、単回IL−1β接種研究と同様に、マウスに抗体を腹腔内投与した。0、1、および2日目に、マウスにD−PBSまたは30ngのIL−1βを総量35μlのD−PBSで経鼻接種した。3日目に、マウスを安楽死させた。BALは前述のように実施した。左、中、下、および後ろの大静脈肺葉を2.0mLチューブに収集し、瞬間凍結し、その後のタンパク質ケモカイン/サイトカイン分析用に−80℃で保管した。BALの細胞分析は、細胞をLIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit(1:250希釈、ThermoFisher)で染色したこと、および下記の抗体を除いて、全て1:200希釈で、前述のように実施した。Ly6G−FITC(Tonbo Biosciences、1A8)、SiglecF−PE(BD Biosciences、E50−2440)、Ly6C−PerCp−Cyanine5.5(ThermoFisher、HK1.4)、CD11b−APC−Cy7(BD Biosciences、M1/70)、CD11c−BV785(Biolegend、N418)、CD3−PE−Cy7(Biolegend、17A2)、CD4−BV605(BD Biosciences、RM4−5)、CD19−BV650(BD Biosciences、1D3)、T1/ST2−BV421(BD Biosciences、U29−93)およびMHCクラスII−APC(ThermoFisher、M5/114.15.2)。FlowJo10ソフトウェアを使用してデータを分析した。細胞をゲーティングし、死細胞および肺胞マクロファージ(CD11c+SiglecF)を除外した後、次のマーカーの発現に基づいて、BALの下記細胞型を定義した。好中球(Ly6G+Ly6C+CD11b)、好酸球(SiglecFCD11cLy6G)、樹状細胞(CD11cMHCIILy6GSiglecF)、単球(LY6CLy6GCD11bSiglecF)、CD4 T細胞(CD3CD4CD19CD11bLy6GSiglecF)、T1−ST2CD4 T細胞(CD3CD4T1/ST2CD19CD11bLy6GSiglecF)、CD8 T細胞(CD3CD4CD19CD11bLy6GSiglecF)、およびB細胞(CD19MHCIICD3CD11bLy6GSiglecF)。BALの細胞数は上記のように算出した。肺ケモカイン/サイトカインタンパク質分析では、Protease and Phosphatase Inhibitor Cocktail(ThermoFisher Scientific、カタログ番号78443)を含むTissue Extraction Reagent I(ThermoFisher Scientific、カタログ番号FNN0071)で、TissuelyserII(QIAGEN)を使用して、25Hzで2分間を3サイクルで肺試料をホモジナイズした。ホモジネートを9,300×g、4℃で10分間遠心分離した。組織溶解物(上清)のタンパク質量は、Pierceビシンコニン酸(BCA)タンパク質アッセイ(ThermoFisher Scientific、カタログ番号23227)で定量化した。溶解物は、サイトカインアッセイ用に−80℃で保存した。サイトカイン測定に上清を使用した。200μgの総タンパク質肺溶解物におけるマウスサイトカインおよびケモカインのレベル(CXCL1、CXCL2、IFNγ、IL−10、IL−12、IL−1α、IL−1β、IL−2、IL−25、IL−4、IL−5、IL−6、IL−13、IL−17A、IL−33、TNFα、およびTSLP)を、マウスカスタムProcartaPlex17−plexキット(Invitrogen/Thermo Fisher Scientific、カタログ番号PPX−17−MXCE4AT)を使用して、製造業者の指示に従って測定した。
C.急性ハウスダストダニ(HDM)喘息モデルおよび関連アッセイ:急性ハウスダストダニ(HDM)喘息モデルは、Piyadasa et al.,Biology Open,5(2):112−121(2016)に基づいた。−1、2、6、9、および13日目に、マウスにIgG対照または14F4を30mg/kgで腹腔内投与した。0〜3、6〜10、13、および14日目に、マウスに生理食塩水または25μg HDM(Stallergenes Greer、ノースカロライナ州レノア、カタログ番号XPB82D3A.5)を経鼻接種した。15日目に、マウスを安楽死させ、前述のように血液から血清を収集した。マウス抗体の血清濃度は、HDM特異的IgE(Chondrex、ワシントン州レドモンド、カタログ番号3037)およびHDM特異的IgG1(Chondrex、カタログ番号3034)キットを製造業者の指示に従って使用して測定した。HDM特異的IgEの場合は1:4に、HDM特異的IgG1測定の場合は1:12に、血清試料を希釈した。
結果
実施例17の結果によって示されるように、マウス代理抗体14F4は、インビトロ細胞アッセイにおいて全3つのIL−1ファミリー経路をブロッキングすることができる。14F4がインビボでこれらの経路をブロッキングすることができるか否かを決定するために、本実施例18は、短時間の薬力学的(PD)アッセイで個々の経路をブロッキングする14F4の能力を試験した。以前の研究は、IL−1ファミリーサイトカインがインビボで投与された場合に急性効果を有することを実証した(例えば、Gabrielsson et al.,European Journal of Pharmaceutical Sciences:Official Journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences,67:144−159(2015)、Ramadas et al.,PloS One,7(9):e45784(2012)を参照)。同様に、図16Aおよび16Bに表される結果によって示されるように、IL−1βを全身接種されたマウスは、PBSを接種されたマウスと比較して、血清IL−6レベルの急速な増加で応答した(図16A)。IL36αを接種されたマウスは、PBSを接種されたマウスと比較して、肺気腔への好中球の急速な流入で応答した(図16B)。14F4による処理は、これらの観察された免疫応答の両方に影響を及ぼした。図16Aに示されるように、接種前に14F4を投与されたマウスは、血清IL−6レベルのIL−1β誘導性増加に強い阻害を示した(88%阻害)。さらに、図16Bに示されるように、接種前に14F4を投与されたマウスは、肺気腔におけるIL−36α誘導性の好中球流入の減少(100%阻害)を示した。これらの結果は、14F4がインビボでIL−1およびIL−36シグナル伝達経路をブロッキングする能力を有することを強く示唆している。
本実施例の研究は、14F4がヒト喘息に見られる複雑な表現型をブロッキングする能力を有するか否かを決定するためにも使用した。以前の研究では、4日間にわたって1日1回IL−1βを接種されたマウスは、肺気腔の好中球、マクロファージ、およびリンパ球の数が増加したことが示されている(例えば、Kim et al.,American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine,196(3):283−297(2017)を参照)。IL−1β誘導性の好中球の流入は、重度の制御不能なヒト喘息患者に見られるものと同様に、ステロイド耐性であることが示されている。図17A〜17Eのプロットで表される結果によって示されるように、3日間にわたってIL−1βを接種されたマウスでは、肺気腔で、好中球(図17A)、CD4 T細胞(図17B)、T1−ST2 CD4 T細胞(図17C)、単球(図17D)、および樹状細胞(図17E)が有意に増加した。図18A〜18Cに表されるプロットによって示されるように、複数回IL−1β接種も、肺組織において、炎症性サイトカインIL−1β(図18A)およびIL−17A(図18B)、ならびに好中球を誘引するケモカインCXCL1(図18C)のレベルを増加させた。CXCL2、IFN−γ、IL−10、IL−12、IL−1α、IL−2、IL−25、IL−4、IL−5、IL−6、IL−13、IL−33、TNF−αのレベル、およびTSLPは、複数回IL−1β接種後に、検出限界を下回っているか、上方調節されていなかった(データは示していない)。14F4による処理は、IL−1β接種マウスで観察されたこれらの効果を減少させた。図17A〜17Eに示されるように、3日間にわたってIL−1βを接種され、14F4で処理されたマウスでは、肺気腔で、好中球(74%阻害)(図17A)、CD4 T細胞(75%阻害)(図17B)、T1−ST2CD4 T細胞(76%阻害)(図17C)、単球(58%阻害)(図17D)、および樹状細胞(64%阻害)(図17E)の数が減少した。図18A〜18Cに示されるように、14F4処理により、肺組織で、IL−1β(88%阻害)(図18A)、IL−17A(89%阻害)(図18B)、およびCXCL1(68%阻害)(図18C)のレベルが有意に減少した。これらの結果は、14F4が、数日にわたって発症する、より複雑な免疫応答をブロッキングする能力を有することを強く示唆している。
14F4が還元主義のサイトカイン接種モデルで複雑な免疫表現型をブロッキングする能力を有することを決定した後、関連する複雑なヒトアレルゲンであるハウスダストダニ(HDM)によって誘導される喘息のような表現型をブロッキングする14F4の能力をさらに試験した(例えば、Nials et al.,Disease Models&Mechanisms,1(4−5):213−220(2008)を参照)。図19Aおよび19Bに示すように、以前の研究と同様に(例えば、Piyadasa et al.,Biology Open,5(2):112−121(2016)を参照)、HDMを接種したマウスは、生理食塩水を接種したマウスと比較して、HDM特異的IgE(図19A)およびIgG1(図19B)のレベルが有意に上昇した。しかしながら、HDMを接種し14F4で処理したマウスは、IgG対照で処理したマウスと比較して、HDM特異的IgE(64%阻害)(図19A)およびHDM特異的IgG1(70%阻害)(図19B)で有意な減少を示した。これらの結果は、IL−1ファミリーのシグナル伝達をブロッキングすると、喘息のような表現型の発症を部分的にブロッキングすることができる可能性があることを示している。
本発明の前述の開示は、明確化および理解の目的で例および例示としていくらか詳細に説明されてきたが、本明細書に記載の実施例、説明、および実施形態を含む本開示は、例示を目的とし、本開示を制限するものとして解釈されるべきではない。本明細書に記載の実施例、説明、および実施形態に対して様々な改変または変更を行うことができ、本開示および添付の特許請求の範囲の精神および視野内に含まれるべきであることは当業者には明らかであろう。さらに、当業者は、本明細書に記載されているものと同等な多くの方法および手順を認識するであろう。そのような全ての同等物は、本開示の範囲内にあると理解されるべきであり、添付の特許請求の範囲によって網羅される。
本発明の追加の実施形態は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
そのような個々の出版物、特許、特許出願、または他の文書がそれぞれ参照により、その全体をあらゆる目的で本明細書に組み込むために個別具体的に示され、本明細書にその全体が記載されたかのような場合と同程度に、本明細書で言及される全ての出版物、特許出願、特許、または他の文書の開示は、あらゆる目的でその全体が参照により明示的に組み込まれる。矛盾する場合は、規定用語を含む本明細書が優先されるであろう。

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Claims (79)

  1. (i)第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、および第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/または(ii)第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)を含む抗IL1RAP抗体であって、
    (a)HVR−L1が、アミノ酸配列RASENIXXNXX(配列番号10)を含み、式中、7番目のXが、YまたはWであり、8番目のXが、S、H、K、L、M、N、Q、R、またはYであり、10番目のXが、L、A、G、I、M、N、Q、S、T、V、またはYであり、11番目のXが、A、G、N、S、またはTであり、
    (b)HVR−L2が、アミノ酸配列GXXNXAD(配列番号36)を含み、式中、2番目のXが、A、D、E、F、G、H、I、K、L、M、N、Q、R、S、T、V、W、またはYであり、3番目のXが、K、G、またはNであり、5番目のXが、L、F、H、W、またはYであり、
    (c)HVR−L3が、アミノ酸配列XXFXTXPRT(配列番号62)を含み、式中、1番目のXが、QまたはSであり、2番目のXが、HまたはSであり、4番目のXが、W、A、F、G、H、I、K、L、M、V、またはYであり、6番目のXが、T、I、またはVであり、
    (d)HVR−H1が、アミノ酸配列XXXXXXX(配列番号77)を含み、式中、1番目のXが、F、A、D、E、G、H、I、K、M、N、P、Q、R、S、T、W、またはYであり、2番目のXが、S、E、G、K、P、Q、R、またはTであり、3番目のXが、N、D、E、G、K、Q、またはRであり、4番目のXが、Y、A、D、E、H、S、またはVであり、5番目のXが、A、N、またはSであり、6番目のXが、M、V、またはWであり、7番目のXが、SまたはGであり、
    (e)HVR−H2が、アミノ酸配列TXXXXXXXXYXLXDVKG(配列番号140)を含み、式中、2番目のXが、V、A、N、またはSであり、3番目のXが、TまたはSであり、4番目のXが、E、D、N、T、またはVであり、5番目のXが、G、I、P、T、またはVであり、6番目のXが、G、D、E、F、H、I、K、L、M、N、P、Q、R、T、V、W、またはYであり、7番目のXが、D、A、E、G、H、K、N、P、Q、R、またはSであり、8番目のXが、YまたはWであり、9番目のXが、N、A、G、P、またはRであり、11番目のXが、C、A、D、F、R、S、T、V、またはYであり、13番目のXが、D、S、またはWであり、
    (f)HVR−H3が、アミノ酸配列XXDXXPYFXDY(配列番号202)を含み、式中、1番目のXが、A、G、S、またはTであり、2番目のXが、H、I、L、M、N、Q、またはVであり、4番目のXが、R、A、D、E、I、M、N、Q、またはSであり、5番目のXが、W、またはFであり、9番目のXが、F、L、M、またはWである、抗IL1RAP抗体。
  2. (a)HVR−L1が、配列番号11〜35から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (b)HVR−L2が、配列番号37〜61から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (c)HVR−L3が、配列番号63〜76から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (d)HVR−H1が、配列番号78〜120から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (e)HVR−H2が、配列番号141〜201から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (f)HVR−H3が、配列番号203〜225から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の抗体。
  3. (a)HVR−L1が、配列番号11のアミノ酸配列を含み、
    (b)HVR−L2が、配列番号37のアミノ酸配列を含み、
    (c)HVR−L3が、配列番号63のアミノ酸配列を含み、
    (d)HVR−H1が、配列番号78のアミノ酸配列を含み、
    (e)HVR−H2が、配列番号141、184、185、186、187、188、189、190、および191から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (f)HVR−H3が、配列番号203のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の抗体。
  4. (a)HVR−L1が、配列番号11、13、および23から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (b)HVR−L2が、配列番号37、38、45、49、54、および61から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (c)HVR−L3が、配列番号63、67、69、70、71、75、および76から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (d)HVR−H1が、配列番号78、81、90、92、および118から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (e)HVR−H2が、配列番号141、144、149、153、172、181、191、194、195、196、197、198、199、200、および201から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (f)HVR−H3が、配列番号203、214、215、220、および222から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の抗体。
  5. 前記抗体が、相補性決定領域CDR−L1、CDR−L2、CDR−L3、CDR−H1、CDR−H2、およびCDR−H3を含み、
    (a)CDR−L1が、アミノ酸配列RASENIXXNXX(配列番号10)を含み、式中、7番目のXが、YまたはWであり、8番目のXが、S、H、K、L、M、N、Q、R、またはYであり、10番目のXが、L、A、G、I、M、N、Q、S、T、V、またはYであり、11番目のXが、A、G、N、S、またはTであり、
    (b)CDR−L2が、アミノ酸配列GXXNXAD(配列番号36)を含み、式中、2番目のXが、A、D、E、F、G、H、I、K、L、M、N、Q、R、S、T、V、W、またはYであり、3番目のXが、K、G、またはNであり、5番目のXが、L、F、H、W、またはYであり、
    (c)CDR−L3が、アミノ酸配列XXFXTXPRT(配列番号62)を含み、式中、1番目のXが、QまたはSであり、2番目のXが、HまたはSであり、4番目のXが、W、A、F、G、H、I、K、L、M、V、またはYであり、6番目のXが、T、I、またはVであり、
    (d)CDR−H1が、アミノ酸配列XXXXX(配列番号121)を含み、式中、1番目のXが、N、D、E、G、K、Q、またはRであり、2番目のXが、Y、A、D、E、H、S、またはVであり、3番目のXが、A、N、またはSであり、4番目のXが、M、V、またはWであり、5番目のXが、SまたはGであり、
    (e)CDR−H2が、アミノ酸配列TXXXXXXXXYXLXDVKG(配列番号140)を含み、式中、2番目のXが、V、A、N、またはSであり、3番目のXが、TまたはSであり、4番目のXが、E、D、N、T、またはVであり、5番目のXが、G、I、P、T、またはVであり、6番目のXが、G、D、E、F、H、I、K、L、M、N、P、Q、R、T、V、W、またはYであり、7番目のXが、D、A、E、G、H、K、N、P、Q、R、またはSであり、8番目のXが、YまたはWであり、9番目のXが、N、A、G、P、またはRであり、11番目のXが、C、A、D、F、R、S、T、V、またはYであり、13番目のXが、D、S、またはWであり、
    (f)CDR−H3が、アミノ酸配列DXXPYFXDY(配列番号226)を含み、式中、2番目のXが、R、A、D、E、I、M、N、Q、またはSであり、3番目のXが、W、またはFであり、7番目のXが、F、L、M、またはWである、請求項1に記載の抗体。
  6. (a)CDR−L1が、配列番号11〜35から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (b)CDR−L2が、配列番号37〜61から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (c)CDR−L3が、配列番号63〜76から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (d)CDR−H1が、配列番号122〜139から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (e)CDR−H2が、配列番号141〜201から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (f)CDR−H3が、配列番号227〜239から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項5に記載の抗体。
  7. (a)CDR−L1が、配列番号11のアミノ酸配列を含み、
    (b)CDR−L2が、配列番号37のアミノ酸配列を含み、
    (c)CDR−L3が、配列番号63のアミノ酸配列を含み、
    (d)CDR−H1が、配列番号122のアミノ酸配列を含み、
    (e)CDR−H2が、配列番号141、184、185、186、187、188、189、190、および191から選択されるアミノ酸配列を含み、
    (f)CDR−H3が、配列番号227のアミノ酸配列を含む、請求項5に記載の抗体。
  8. 前記抗体が、
    配列番号240のアミノ酸配列を含む第1の軽鎖フレームワーク領域(FR−L1)、
    配列番号241のアミノ酸配列を含む第2の軽鎖フレームワーク領域(FR−L2)、
    配列番号242のアミノ酸配列を含む第3の軽鎖フレームワーク領域(FR−L3)、
    配列番号243のアミノ酸配列を含む第4の軽鎖フレームワーク領域(FR−L4)、
    配列番号249のアミノ酸配列を含む第1の重鎖フレームワーク領域(FR−H1)、
    配列番号250のアミノ酸配列を含む第2の重鎖フレームワーク領域(FR−H2)、
    配列番号251のアミノ酸配列を含む第3の重鎖フレームワーク領域(FR−H3)、
    配列番号252のアミノ酸配列を含む第4の重鎖フレームワーク領域(FR−H4)を含む、請求項1に記載の抗体。
  9. 前記抗体が、
    配列番号244のアミノ酸配列を含む第1の軽鎖フレームワーク領域(FR−L1)、
    配列番号245または246のアミノ酸配列を含む第2の軽鎖フレームワーク領域(FR−L2)、
    配列番号247のアミノ酸配列を含む第3の軽鎖フレームワーク領域(FR−L3)、
    配列番号248のアミノ酸配列を含む第4の軽鎖フレームワーク領域(FR−L4)、
    配列番号253のアミノ酸配列を含む第1の重鎖フレームワーク領域(FR−H1)、
    配列番号254のアミノ酸配列を含む第2の重鎖フレームワーク領域(FR−H2)、
    配列番号255のアミノ酸配列を含む第3の重鎖フレームワーク領域(FR−H3)、
    配列番号256のアミノ酸を含む第4の重鎖フレームワーク領域(FR−H4)を含む、請求項1に記載の抗体。
  10. 前記抗体が、配列番号257、258、もしくは259から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および/または配列番号279、285、もしくは290から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体。
  11. 前記抗体が、配列番号257に対して少なくとも90%の同一性を有する軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および/または配列番号279に対して少なくとも90%の同一性を有する重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体。
  12. 前記抗体が、配列番号258もしくは259に対して少なくとも90%の同一性を有する軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および/または配列番号285もしくは290に対して少なくとも90%の同一性を有する重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体。
  13. 前記抗体が、配列番号257〜278から選択される軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、請求項10に記載の抗体。
  14. 前記抗体が、配列番号279〜310から選択される重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、請求項10に記載の抗体。
  15. 前記抗体が、
    配列番号259の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号290の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号268の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号268の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号297の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号270の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、または
    配列番号270の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、請求項10に記載の抗体。
  16. 前記抗体が、配列番号328、329、330、もしくは331から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する軽鎖(LC)アミノ酸配列、および/または配列番号332、333、334、335、もしくは336から選択される配列に対して少なくとも90%の同一性を有する重鎖(HC)アミノ酸配列を含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の抗体。
  17. 前記抗体が、配列番号328〜331から選択される軽鎖(LC)アミノ酸配列を含む、請求項14に記載の抗体。
  18. 前記抗体が、配列番号332〜336から選択される重鎖(HC)アミノ酸配列を含む、請求項14に記載の抗体。
  19. 前記抗体が、
    配列番号328の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号332の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、または
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列を含む、請求項14に記載の抗体。
  20. 抗IL1RAP抗体であって、
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号37の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号191の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号203の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号191の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号215の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号195の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号203の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号191の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号215の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号69の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号195の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号203の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号70の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号191の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号215の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)、または
    配列番号11の第1の軽鎖超可変領域(HVR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖超可変領域(HVR−L2)、配列番号70の第3の軽鎖超可変領域(HVR−L3)、ならびに/もしくは配列番号78の第1の重鎖超可変領域(HVR−H1)、配列番号195の第2の重鎖超可変領域(HVR−H2)、および配列番号203の第3の重鎖超可変領域(HVR−H3)を含む、抗IL1RAP抗体。
  21. 抗IL1RAP抗体であって、
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号37の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号191の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号227の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号191の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号229の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号195の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号227の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号63の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号191の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号229の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号69の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号195の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号227の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)、
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号70の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号191の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号229の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)、または
    配列番号11の第1の軽鎖相補性決定領域(CDR−L1)、配列番号54の第2の軽鎖相補性決定領域(CDR−L2)、配列番号70の第3の軽鎖相補性決定領域(CDR−L3)、ならびに/もしくは配列番号122の第1の重鎖相補性決定領域(CDR−H1)、配列番号195の第2の重鎖相補性決定領域(CDR−H2)、および配列番号227の第3の重鎖相補性決定領域(CDR−H3)を含む、抗IL1RAP抗体。
  22. 抗IL1RAP抗体であって、
    配列番号259の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号290の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号268の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号268の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号269の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号297の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、
    配列番号270の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号307の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、または
    配列番号270の軽鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列、および配列番号298の重鎖可変ドメイン(V)アミノ酸配列を含む、抗IL1RAP抗体。
  23. 抗IL1RAP抗体であって、
    配列番号328の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号332の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号329の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号330の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号335の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号336の重鎖(HC)アミノ酸配列、
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号333の重鎖(HC)アミノ酸配列、または
    配列番号331の軽鎖(LC)アミノ酸配列、および配列番号334の重鎖(HC)アミノ酸配列を含む、抗IL1RAP抗体。
  24. 前記抗体が、1×10−8M以下、1×10−9M以下、1×10−10M以下、または1×10−11M以下の結合親和性でヒトIL1RAPに結合し、必要に応じて、前記結合親和性が、配列番号3のhu−M−IL1RAPポリペプチドに対する平衡解離定数(K)によって測定される、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  25. 前記抗体が、IL−1刺激性シグナル、IL−33刺激性シグナル、および/またはIL−36刺激性シグナルを、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%減少させ、必要に応じて、前記シグナルの減少が、細胞ブロッキングアッセイによって測定される、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  26. 前記抗体が、IL−1刺激性シグナル、IL−33刺激性シグナル、およびIL−36刺激性シグナルを少なくとも95%、または少なくとも99%減少させる、請求項25に記載の抗体。
  27. 前記IL−1、IL−33、および/またはIL−36刺激性シグナルが、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γから選択されるアゴニストによって刺激される、請求項25に記載の抗体。
  28. 約EC50のアゴニスト濃度で、前記抗体が、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、請求項25に記載の抗体。
  29. 前記抗体が、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γアゴニストのうちの1つ以上がその同族受容体に結合することによって開始される細胞内シグナルを少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも99%、または100%減少させ、必要に応じて、前記細胞内シグナルの減少が、細胞ブロッキングアッセイによって測定される、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  30. 前記抗体が、IL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、およびIL−36γアゴニストが結合することによって開始される前記細胞内シグナルを少なくとも95%、または少なくとも99%減少させる、請求項29に記載の抗体。
  31. 約EC50のIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γの濃度で、前記抗体が、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、請求項29に記載の抗体。
  32. 約EC50のIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36β、および/またはIL−36γの濃度で、前記抗体が、5nM以下のIC50を有する、請求項31に記載の抗体。
  33. 前記抗体が、初代ヒト肺線維芽細胞(PHLF)からのIL8のIL−1α、IL−1β、および/またはIL−36β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−1α、IL−1β、および/またはIL−36βの濃度で、前記抗体が、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  34. 前記抗体が、初代ヒト単球からのIL6のIL−1β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−1β濃度で、前記抗体が、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  35. 前記抗体が、ヒトナチュラルキラー(NK)細胞からのINF−γのIL−33刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC50のIL−33濃度で、前記抗体が、10nM以下、5nM以下、または1nM以下のIC50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  36. 前記抗体が、ヒト表皮ケラチノサイト(HEKn)からのIL8のIL−36β刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC60のIL−36β濃度で、前記抗体が、10nM以下、5nM以下、または2nM以下のIC50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  37. 前記抗体が、好塩基球でIL−33刺激性リン酸化を阻害し、必要に応じて、約EC56のIL−33濃度で、前記抗体が、75nM以下、50nM以下、または45nM以下のIC50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  38. 前記抗体が、CD4+T細胞からINF−γのIL−33刺激性放出を阻害し、必要に応じて、約EC34のIL−33濃度で、前記抗体が、75nM以下、50nM以下、または45nM以下のIC50を有する、請求項1〜23のいずれか1項に記載の抗体。
  39. 前記抗体が、ヒトIL1RAPのドメイン3内の1つ以上のアミノ酸残基に特異的に結合し、ドメイン3が、配列番号1または3のアミノ酸配列の238〜367番目を含む、請求項1〜38のいずれか1項に記載の抗体。
  40. 前記抗体が、配列番号1または3のアミノ酸配列の243〜255番目、257〜268番目、および/または333〜336番目に特異的に結合する、請求項1〜39のいずれか1項に記載の抗体。
  41. 前記抗体が、ヒトIL1RAPのドメイン1またはドメイン2内のアミノ酸残基に結合せず、必要に応じて、ドメイン1およびドメイン2が、配列番号1または3のアミノ酸配列の21〜237番目を含む、請求項1〜40のいずれか1項に記載の抗体。
  42. 前記抗体が、配列番号8のカニクイザルIL1RAPポリペプチドと交差反応する、請求項1〜41のいずれか1項に記載の抗体。
  43. 前記抗体が、配列番号9のマウスIL1RAPポリペプチドと交差反応する、請求項1〜42のいずれか1項に記載の抗体。
  44. 前記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項1〜43のいずれか1項に記載の抗体。
  45. 前記抗体が、組換え抗体である、請求項1〜43のいずれか1項に記載の抗体。
  46. 前記抗体が、キメラ抗体である、請求項1〜43のいずれか1項に記載の抗体。
  47. 前記抗体が、ヒト化抗体またはヒト抗体である、請求項1〜43のいずれか1項に記載の抗体。
  48. 前記抗体が、抗体断片であり、必要に応じて、F(ab’)、Fab’、Fab、Fv、単一ドメイン抗体(VHH)、単一アーム抗体、およびscFvからなる群から選択される、請求項1〜47のいずれか1項に記載の抗体。
  49. 前記抗体が、クラスIgGの完全長抗体であり、必要に応じて、前記クラスIgG抗体が、IgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4から選択されるアイソタイプを有する、請求項1〜47のいずれか1項に記載の抗体。
  50. 前記抗体が、Fc領域変異体であり、必要に応じて、前記Fc領域変異体が、エフェクター機能を変えるか、または半減期を変え、必要に応じて、前記半減期が、少なくとも7日、少なくとも8日、少なくとも9日、少なくとも10日、少なくとも11日以上に増加する、請求項49に記載の抗体。
  51. 前記Fc領域変異体が、YTE変異のセットを含み、必要に応じて、前記YTE変異が、M252Y、S254T、およびT256Eのアミノ酸置換を含む、請求項50に記載の抗体。
  52. 前記Fc領域変異体が、エフェクター機能を低下させる、かつ/またはエフェクターレス抗体をもたらす、請求項50に記載の抗体。
  53. 前記Fc領域変異体が、297番目にアミノ酸置換を含み、必要に応じて、前記297番目のアミノ酸置換が、N297Gである、請求項52に記載の抗体。
  54. 前記抗体が、免疫複合体であり、必要に応じて、前記免疫複合体が、IL1RAP媒介性の状態または疾患を治療するための治療剤を含み、必要に応じて、前記治療剤が、がん治療のための化学療法剤または細胞毒性剤である、請求項1〜43のいずれか1項に記載の抗体。
  55. 前記抗体が、多重特異性抗体、必要に応じて二重特異性抗体である、請求項1〜43のいずれか1項に記載の抗体。
  56. 前記抗体が、免疫グロブリン足場または免疫グロブリンフレームワーク以外の足場、必要に応じて代替タンパク質足場および人工ポリマー足場から選択される足場にグラフティングされたCDRを含む合成抗体である、請求項1〜55のいずれか1項に記載の抗体。
  57. 請求項1〜56のいずれか1項に記載の抗体と同じエピトープに特異的に結合する抗IL1RAP抗体。
  58. 前記抗体が、IL1RAPのドメイン3内の1つ以上のアミノ酸残基に特異的に結合し、ドメイン3が、配列番号1または3のアミノ酸配列の238〜367番目を含む、抗IL1RAP。
  59. 前記抗体が、配列番号1または3のアミノ酸配列の243〜255番目、257〜268番目、および/または333〜336番目に特異的に結合する、請求項58に記載の抗体。
  60. 請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体をコードする単離されたポリヌクレオチド。
  61. シグナルペプチド(SP)をコードするヌクレオチド配列をさらに含む、請求項60に記載のポリヌクレオチド。
  62. 前記ポリヌクレオチドが、軽鎖および重鎖をコードする、請求項60に記載のポリヌクレオチド。7
  63. 前記ポリヌクレオチドが、哺乳動物細胞における前記抗体の至適発現のために選択された1つ以上のコドンを含むポリヌクレオチド配列を含む、請求項60に記載のポリヌクレオチド。
  64. 前記ポリヌクレオチド配列が、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞における前記抗体の至適発現のために選択された1つ以上のコドンを含む、請求項60に記載のポリヌクレオチド。
  65. 請求項60〜64のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含むベクター。
  66. 請求項65に記載のベクターを含む単離された宿主細胞。
  67. 請求項60〜64のいずれか1項に記載のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
  68. 請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体を発現する単離された宿主細胞。
  69. 前記宿主細胞が、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、骨髄腫細胞(例えば、Y0、NS0、Sp2/0)、サル腎細胞(COS−7)、ヒト胚性腎臓系統(293)、ベビーハムスター腎細胞(BHK)、マウスセルトリ細胞(例えば、TM4)、アフリカミドリザル腎細胞(VERO−76)、ヒト子宮頸がん細胞(HELA)、イヌ腎細胞、ヒト肺細胞(W138)、ヒト肝細胞(Hep G2)、マウス乳腺腫瘍細胞、TRI細胞、MRC5細胞、およびFS4細胞から選択される、請求項68に記載の宿主細胞。
  70. 抗体を産生する方法であって、抗体が産生されるように、請求項66〜69のいずれか1項に記載の宿主細胞を培養することを含む、方法。
  71. 請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体を産生するハイブリドーマ。
  72. 請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物。
  73. 前記組成物が、IL−1、IL−33、IL−36、および/またはIL1RAP媒介性の疾患または状態を治療するための治療剤をさらに含み、必要に応じて、前記治療剤が、化学療法剤である、請求項72に記載の医薬組成物。
  74. 対象のIL1RAP媒介性疾患を治療する方法であって、治療有効量の請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体、または治療有効量の請求項72に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含む、方法。
  75. 対象におけるIL−1、IL−33、および/またはIL−36のシグナル伝達によって媒介される疾患を治療する方法であって、治療有効量の請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体または治療有効量の請求項72に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含む、方法。
  76. 対象におけるIL−1α、IL−1β、IL−33、IL−36α、IL−36βおよび/またはIL−36γ刺激性シグナル伝達によって媒介される疾患を治療する方法であって、治療有効量の請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体または治療有効量の請求項72に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含む、方法。
  77. 前記疾患が、にきび、急性膵炎、急性重症潰瘍性大腸炎、成人発症型スティル病、加齢性黄斑変性症(AMD)、気道過敏性、気道炎症、アレルギー性結膜炎、アレルギー性鼻炎、アレルギー、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、アナフィラキシー、関節炎痛、喘息、アテローム性動脈硬化症、アトピー性皮膚炎、アトピー性湿疹、自己免疫性血管炎、ベーチェット病、骨がん、脳がん、乳がん、悪液質/食欲不振、軟骨損傷、脳虚血、慢性疲労症候群、慢性閉塞性肺疾患、クロストリジウム関連疾患、結腸がん、うっ血性心不全、結膜炎、冠動脈バイパス移植、冠動脈再狭窄、クローン病、糖尿病、糖尿病性黄斑浮腫、糖尿病性網膜症、ドライアイ疾患、子宮内膜症、好酸球関連胃腸障害、好酸球性食道炎、家族性寒冷自己炎症性症候群、家族性地中海熱、発熱、線維筋痛症、線維性障害、食物アレルギー、汎発性膿疱性乾癬、緑内障、糸球体腎炎、痛風性関節炎、移植片対宿主疾患、蠕虫感染、出血性ショック、化膿性汗腺炎、痛覚過敏、高IgD症候群、高尿酸血症、特発性肺線維症(IPF)、がん関連痛、感染症、炎症性腸疾患(IBD)、緊張に起因する炎症状態、角膜移植に関連する炎症性眼疾患、炎症性疼痛、インフルエンザ、腸がん、虚血、若年性関節炎、川崎病、腎臓がん、レーバー先天性黒内障、肝臓がん、肝疾患、肺がん、マックル−ウェルズ症候群、多発性骨髄腫、多発性硬化症、筋骨格痛、骨髄性および他の白血病、心筋機能不全、筋障害、鼻ポリープ、新生児発症多系統炎症性疾患、神経毒性、非感染性結膜炎、非小細胞肺がん、整形外科手術、骨関節炎、骨粗鬆症、疼痛、掌蹠膿疱症、膵臓がん、パーキンソン病、歯周病、末梢血管疾患、リウマチ性多発筋痛症、ポリープ状脈絡膜血管症(PCV)、早産、前立腺がん、原虫感染症、乾癬、乾癬性関節炎、壊疽性膿皮症、再灌流傷害、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、再狭窄、網膜剥離、網膜色素変性症、未熟網膜症(ROP)、関節リウマチ、敗血症性ショック、鎌状赤血球貧血、放射線療法による副作用、副鼻腔炎、皮膚がん、睡眠障害、捻挫、シュタルガルト病、胃がん、側頭下顎関節疾患、TNF受容体関連周期性症候群、移植拒絶、外傷、外傷性眼損傷、2型糖尿病、潰瘍性大腸炎、およびブドウ膜炎から選択される、請求項74〜77のいずれか1項に記載の方法。
  78. 対象の喘息を治療する方法であって、治療有効量の請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体、または治療有効量の請求項73に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含む、方法。
  79. 対象のがんを治療する方法であって、治療有効量の請求項1〜59のいずれか1項に記載の抗体、または治療有効量の請求項73に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含み、必要に応じて、前記がんが、乳がん、結腸直腸がん、非小細胞肺がん、膵臓がんから選択される、方法。
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