JP2023544769A - 多重特異性抗体の構築のためのビルディングブロックの合理的選択 - Google Patents
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Abstract
複数の標的を同時に認識することができる単一の抗体ベースのコンストラクトを生成する能力は、多くの治療薬候補を臨床に進めるために最も重要である。これはしばしば、広範なタンパク質設計が行われ、その成功の度合いが様々であることを意味する。多重特異性抗体コンストラクトの場合、選択すべき複数のモジュールがあり、多くの場合、複数の抗原結合成分も同様に存在する。本明細書に記載されるのは、共通軽鎖の選択を含む、抗原結合成分を適切な形態で最適に対合させるための新しい方法の発見である。
Description
本発明は、バイオ医薬品の技術分野に関する。特に、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを作製する方法、及びそのようなコンストラクトのための最適な多重特異性モジュールを選択する方法に関する。
二重特異性抗体(バイスペシフィック)は、今日、モノクローナル抗体(mAb)によって支配されている技術分野において、興味深い新世代の高分子治療薬である1、2。バイスペシフィックの決定的な特徴は、同じ又は異なる標的上に位置する2つのエピトープを認識する能力である。この二重認識能力は従来のmAbの機能性を拡張し、腫瘍細胞を破壊するための免疫細胞の動員、別個の細胞表面受容体の架橋、又は組織特異性の増強などの多様な用途を可能にする1、3。例えば、Amgenの二重特異性T細胞エンゲージャー(BiTE(登録商標))は、T細胞表面のCD3エピトープと腫瘍関連抗原4、5の両方に結合し、免疫学的に活性なT細胞と標的腫瘍細胞とを連結する橋として効果的に作用する。これまでに100以上の二重特異性の形態が報告されており、開発中が85以上、FDAの承認を受けたのは3例である1、6、7。一般に、バイスペシフィックは次の3つのカテゴリーに分類することができる:i)断片融合(例えば、タンデムscFv及びDART)、ii)IgG融合(例えば、IgG-scFv及びDVD-Ig)、及びiii)IgG様分子(例えば、ヘテロFc)7、8。断片融合及びIgG融合は、精製及び安定な細胞株生成に有利な単純な操作された構成(1つ又は2つのポリペプチド鎖のみ)を示すが、これらの形態は低収率で、且つ望ましくない安定性プロファイルを示すことが多い。対照的に、IgG分子の天然構造を模倣するIgG様バイスペシフィック(例えば、ヘテロFc)は、安定性がより高く、より優れた細胞産生を示す。さらに、それらは、おそらく血清中の良好な半減期プロファイルと、免疫原性の低い可能性のために、臨床試験において最も代表的な二重特異性の形態の1つである1。しかしながら、これらの形態では、鎖の数が多い(3~4)ために、誤対合した種が重大な汚染物質となり、それらを除去するために複数の精製工程を必要とし、最終精製収率を大きく低下させ得る。
操作IgG様二重特異性抗体において、複数の重鎖(HC)及び軽鎖(LC)は2つの異なるエピトープの認識を可能にするために、単一の分子に組み立てられる。したがって、IgG様バイスペシフィックを開発するための課題は、正しい鎖対合を確実にすることである。4本鎖ヘテロFcの場合、同じ細胞におけるこれらの鎖の共発現は、誤対合IgG種の9つの可能な組み合わせをもたらし得る9、10。過去数年間に、ノブ・イントゥ・ホール11、鎖交換操作ドメイン12及び電荷対変異(CPM)13、14を含むいくつかの戦略が、HC/HC及びHC/LC対合の問題に対処するために開発されている。HC/LCエンジニアリングでは、ほとんどの場合、その理論的根拠は、非同族よりも同族のHC/LC対合に有利に働くように鎖界面を操作することである。しかしながら、最良のエンジニアリング努力にもかかわらず、配列多様性(相補性決定領域(CDR)、フレームワーク、及びLCアイソタイプ)が、これらのエンジニアリングツールをHC/LC対合に厳格なプラットフォームとして適用した場合に、その成功をしばしば制限する。
これらの困難を克服するために、共通の軽鎖(cLC)の使用は、特定のHCとLCとの間の対合を駆動する必要性を回避するので、魅力的である。しかしながら、異なるHCと対合させた場合に異なるエピトープへの所望の結合プロファイルを維持するcLCの特定はいずれも困難であり、薬物開発プロセスの初期にかなりの投資を必要とすることが多い15。一般に、cLCを有する抗体を発見するために、2つの方法が最も一般的に使用される。第1は、多様なHC配列からなるが、LCは1つ又は少数のみからなるディスプレイライブラリーのスクリーニングを含む。或いは、ユニバーサルLCを発現するマウスを、所望の標的のそれぞれについて免疫する16、17。いずれの方法も利用可能なLCを制限するので、これらのcLC抗体は多くの場合、標的親和性を最適化するために、主にHCにおいて、大規模な操作を必要とする準最適の結合親和性を示す。対照的に、通常のmAbにおいて、HC及びLCの両方を最適化の対象とすることができる。さらに、抗体-抗原複合体の構造は、抗体/エピトープ相互作用の多くがHC駆動型であり、稀にLCがいかなる生産的相互作用も行わない場合があることを明らかにしている18。したがって、いくつかのLCが、標的結合親和性を保持しながら、非同族のHCと対合するのに好適であり得る。同族HC及び非同族HCとともに、このようなLCで組み立てられたcLCヘテロFcは、同族HC/LCアームにおける天然の親和性を保持するので、最適化の必要性は少ない。
治療用抗体の開発は通常、選択された抗原によるヒト化動物モデルの免疫化から始まり19、20、リードmAbの同定及び単離に至る。これらのmAbは、とりわけ、標的特異性、結合親和性、異種間反応性、収率、安定性、及び免疫原性なしなどの設計目標を満たすように選択されるが、バイスペシフィックのためのビルディングブロックとなるものに必要とされる特性についてはほとんど知られていない。多くの場合、これには、全ての親mAbの組み合わせを評価するために、何百というバイスペシフィックの経験的試験を必要とされ、タイムライン及びリソースの増加につながる。
したがって、バイスペシフィック及びマルチスペシフィックを作製するためのリードmAbの合理的選択を容易にする2つのハイスループットスクリーニング方法が必要とされている。本出願は、競合及び非競合連鎖選択性評価(CSA)を記載する。競合CSA(cCSA)を用いて、HC及びLCが効果的にヘテロFc分子に組み立てられるmAbを、2つのFab間の交差対合がほとんど生じないか又は最小限に抑えられた状態で選択する。非競合CSA(ncCSA)は、費用対効果の高い方法でcLCを同定するための強力なツールである。
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一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一実施形態では、複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
一実施形態では、哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(「MDCK」)、バッファローラット肝臓細胞(「BRL」)、ヒト胚細胞(「W138」)、ヒトヘパトーマ細胞(「Hep G2」)、マウス乳癌(「MMT」)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される。
一実施形態では、発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、第1の抗原及び第2の抗原に対する各多重特異性抗体コンストラクトの結合親和性は、Octet、Forte Bio、Carterra LSA、SPR及びフローサイトメトリーを使用して測定される。
一実施形態では、各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングする工程であって、各抗原に結合するCDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングする工程であって、各抗原に結合するCDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一実施形態では、複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択される。
一実施形態では、哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(「MDCK」)、バッファローラット肝臓細胞(「BRL」)、ヒト胚細胞(「W138」)、ヒトヘパトーマ細胞(「Hep G2」)、マウス乳癌(「MMT」)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される。
一実施形態では、発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合は、液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)、Caliper、HPLC SEC、SDS-PAGE、及びマイクロチップキャピラリー電気泳動(「MCE」)からなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングし、各抗原に結合する複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングし、各抗原に結合する複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において異なるモジュールの各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において異なるモジュールの各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
一実施形態では、哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(「MDCK」)、バッファローラット肝臓細胞(「BRL」)、ヒト胚細胞(「W138」)、ヒトヘパトーマ細胞(「Hep G2」)、マウス乳癌(「MMT」)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される。
一実施形態では、発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、第1の抗原及び第2の抗原に対する各多重特異性抗体コンストラクトの結合親和性は、Octet、Forte Bio、Carterra LSA、SPR及びフローサイトメトリーを使用して測定される。
一実施形態では、各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生産された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生産された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
一実施形態では、哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(「MDCK」)、バッファローラット肝臓細胞(「BRL」)、ヒト胚細胞(「W138」)、ヒトヘパトーマ細胞(「Hep G2」)、マウス乳癌(「MMT」)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される。
一実施形態では、発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合は、液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)、Caliper、HPLC SEC、SDS-PAGE、及びマイクロチップキャピラリー電気泳動(「MCE」)からなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
別段の指示がない限り、一連の要素に先行する「少なくとも」という用語は、一連のあらゆる要素を指すと理解すべきである。当業者であれば、単なる通例的な実験により、本明細書に記載される本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識するか又は確認することができるであろう。そのような均等物は、本発明に包含されることが意図されている。
用語「及び/又は」は、本明細書のいずれの箇所で使用される場合でも、「及び」、「又は」及び「前記用語によって接続される要素の全て又は任意の他の組み合わせ」の意味を含む。
用語「約」又は「略」は、本明細書で使用する場合、所与の値又は範囲の±20%以内、好ましくは±15%以内、より好ましくは±10%以内及び最も好ましくは±5%以内を意味する。
本明細書及びそれに続く特許請求の範囲の全体において、文脈上他の意味が要求されない限り、「含む(comprise)」という用語、並びに「含む(comprises)」及び「含む(comprising)」などのバリエーションは、述べられる整数若しくは工程、又は整数若しくは工程の群を含むことを意味するが、任意の他の整数若しくは工程、又は整数若しくは工程の群を除外することを意味するものではないことを理解されたい。本明細書で使用する場合、用語「含む」は、用語「含有する」若しくは「包含する」又は本明細書で使用する場合にはときに用語「有する」と置き換えることができる。
本明細書で使用する場合、「~からなる」は、請求項の要素で特定されていない要素、工程又は成分は全て除外する。本明細書で使用する場合、「~から実質的になる」は、請求項の基本的及び新規の特徴に実質的に影響を及ぼさない材料又は工程を除外しない。
本明細書では、各場合において、「含む」、「~から実質的になる」及び「~からなる」という用語のいずれかは、他の2つの用語のいずれかに置き換えられてもよい。
本明細書で使用する場合、用語「抗原結合タンパク質」は、1つ又は複数の標的抗原に特異的に結合するタンパク質を指す。抗原結合タンパク質には、抗体及びその機能的断片を含めることができる。「機能的抗体断片」とは、完全長の重鎖及び/又は軽鎖に存在するアミノ酸の少なくとも一部を欠くが、それでもなお抗原に特異的に結合することができる、抗体の一部である。機能的抗体断片としては、Fab断片、Fab’断片、F(ab’)2断片、Fv断片、Fd断片、及び相補性決定領域(CDR)断片が挙げられるが、これらに限定されず、また、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、又はラクダ科の動物などの任意の哺乳動物源に由来するものとすることができる。機能的抗体断片は、標的抗原の結合について、インタクトな抗体と比肩することができ、断片は、インタクトな抗体の改変(例えば、酵素的又は化学的切断)によって生成され得るか、又は組換えDNA技術又はペプチド合成を使用して新規に合成され得る。
抗原結合タンパク質はまた、単一のポリペプチド鎖又は複数のポリペプチド鎖に組み込まれた1つ又は複数の機能的抗体断片を含むタンパク質を含むこともできる。例えば、抗原結合タンパク質としては、単鎖Fv(scFv)、ダイアボディ(例えば、欧州特許第404,097号明細書、国際公開第93/11161号パンフレット、及びHollinger et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,Vol.90:6444-6448,1993を参照);細胞内抗体;ドメイン抗体(単一VL若しくはVHドメイン、又はペプチドリンカーによって結合した2つ以上のVHドメイン;Ward et al.,Nature,Vol.341:544-546,1989を参照);マキシボディ(Fc領域に融合した2つのscFv、Fredericks et al.,Protein Engineering,Design & Selection,Vol.17:95-106,2004、及びPowers et al.,Journal of Immunological Methods,Vol.251:123-135,2001を参照);トリアボディ;テトラボディ;ミニボディ(CH3ドメインに融合したscFv;Olafsen et al.,Protein Eng Des Sel.,Vol.17:315-23,2004を参照);ペプチボディ(Fc領域に付着した1つ又は複数のペプチド、国際公開第00/24782号パンフレットを参照);線状抗体(相補的軽鎖ポリペプチドとともに一対の抗原結合領域を形成する一対のタンデムFdセグメント(VH-CH1-VH-CH1)、Zapata et al.,Protein Eng.,Vol.8:1057-1062,1995を参照);小モジュラー免疫薬(米国特許出願公開第20030133939号明細書を参照);及び免疫グロブリン融合タンパク質(例えば、IgG-scFv、IgG-Fab、2scFv-IgG、4scFv-IgG、VH-IgG、IgG-VH、及びFab-scFv-Fc)が挙げられるが、これらに限定されない。
「多重特異性」とは、抗原結合タンパク質が、2つ以上の異なる抗原に特異的に結合することができることを意味する。「二重特異性」とは、抗原結合タンパク質が、2つの異なる抗原に特異的に結合することができることを意味する。本明細書で使用する場合、抗原結合タンパク質は、類似の結合アッセイ条件下で、他の無関係なタンパク質に対するその親和性と比較して、標的抗原に対して有意に高い結合親和性を有し、その結果、その抗原を識別することができる場合に、標的抗原に「特異的に結合する」。抗原に特異的に結合する抗原結合タンパク質は、平衡解離定数(KD)≦1×10-6Mを有し得る。抗原結合タンパク質は、KDが≦1×10-8Mである場合に「高親和性」をもって抗原に特異的に結合する。
親和性は様々な技術を使用して決定され、その一例は、親和性ELISAアッセイである。様々な実施形態では、親和性は、表面プラズモン共鳴アッセイ(例えば、BIAcore(登録商標)によるアッセイ)によって決定される。この方法を使用して、会合速度定数(ka、単位:M-1s-1)及び解離速度定数(kd、単位:s-1)を測定することができる。次いで、平衡解離定数(KD、単位:M)を、運動速度定数の比(kd/ka)から算出することができる。いくつかの実施形態では、親和性は、Rathanaswami et al.Analytical Biochemistry,Vol.373:52-60,2008に記載されているような結合平衡除外法(KinExA)などの速度論的方法によって決定される。KinExAアッセイを用いて、平衡解離定数(KD、単位:M)及び会合速度定数(ka、単位:M-1s-1)を測定することができる。解離速度定数(kd、単位:s-1)は、これらの値(KD×ka)から算出することができる。他の実施形態では、親和性は、平衡/溶液法によって決定される。ある特定の実施形態では、親和性は、FACS結合アッセイによって決定される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質は、kd(解離速度定数)によって測定される結合親和力が、約10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8、10-9、10-10s-1以下(値が低いほど結合親和力が高いことを示す)、及び/又はKD(平衡解離定数)によって測定される結合親和性が、約10-9、10-10、10-11、10-12、10-13、10-14、10-15、10-16M以下(値が低いほど結合親和性が高いことを示す)などの望ましい特性を示す。
本明細書で使用する場合、「結合ドメイン」と互換的に使用される「抗原結合ドメイン」という用語は、抗原と相互作用し、その抗原に対する特異性及び親和性を抗原結合タンパク質に付与するアミノ酸残基を含有する抗原結合タンパク質の領域を指す。
本明細書で使用する場合、「CDR」という用語は、抗体可変配列内の相補性決定領域(「最小認識単位」又は「超可変領域」とも呼ばれる)を指す。3つの重鎖可変領域CDR(CDRH1、CDRH2及びCDRH3)及び3つの軽鎖可変領域CDR(CDRL1、CDRL2及びCDRL3)が存在する。「CDR領域」という用語は、本明細書で使用する場合、単一の可変領域に存在する3つのCDR(すなわち、3つの軽鎖CDR又は3つの重鎖CDR)の群を指す。2つの鎖の各々におけるCDRは、通常、フレームワーク領域によって整列させられ、標的タンパク質の特異的エピトープ又はドメインと特異的に結合する構造を形成する。N末端からC末端まで、天然に存在する軽鎖可変領域及び重鎖可変領域は両方とも、通常、以下のこれらの要素の順序:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3及びFR4と一致する。これらのドメインの各々において位置を占めるアミノ酸に番号を割り当てるための付番方式が考案されている。この付番方式は、Kabat Sequences of Proteins of Immunological Interest(1987 and 1991,NIH,Bethesda,MD)又はChothia & Lesk,1987,J.Mol.Biol.196:901-917;Chothia et al.,1989,Nature 342:878-883に定義されている。所与の抗体の相補性決定領域(CDR)及びフレームワーク領域(FR)は、このシステムを使用して同定され得る。
本発明の多重特異性抗原結合タンパク質のいくつかの実施形態では、結合ドメインは、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、単鎖可変断片(scFv)、又はナノボディを含む。一実施形態では、両方の結合ドメインがFab断片である。別の実施形態では、1つの結合ドメインはFab断片であり、他方の結合ドメインはscFvである。
抗体をパパインで消化すると、「Fab」断片と呼ばれる2つの同じ抗原結合性断片(その各々が単一の抗原結合部位を有する)及び残部の「Fc」断片(免疫グロブリン定常領域を含有する)が産生される。Fab断片は、可変ドメイン、並びに軽鎖の定常ドメイン及び重鎖の第1の定常ドメイン(CH1)の全てを含有する。このように、「Fab断片」は、1つの免疫グロブリン軽鎖(軽鎖可変領域(VL)及び定常領域(CL))並びに1つの免疫グロブリン重鎖のCH1領域及び可変領域(VH)から構成される。Fab分子の重鎖は、別の重鎖分子とジスルフィド結合を形成することができない。Fc断片は炭水化物を示し、抗体の1つのクラスを別のクラスから識別する多くの抗体エフェクター機能(結合補体及び細胞受容体など)に関与する。「Fd断片」は、免疫グロブリン重鎖に由来するVHドメイン及びCH1ドメインを含む。Fd断片は、Fab断片の重鎖成分を表す。
「Fab’断片」は、CH1ドメインのC末端に、抗体ヒンジ領域に由来する1つ又は複数のシステイン残基を有するFab断片である。
「F(ab’)2断片」は、ヒンジ領域で、重鎖間のジスルフィド架橋によって連結されている2つのFab’断片を含む二価の断片である。
「Fv」断片は、抗体由来の完全抗原認識及び結合部位を含有する最小の断片である。この断片は、緊密な非共有会合での、1つの免疫グロブリン重鎖可変領域(VH)及び1つの免疫グロブリン軽鎖可変領域(VL)の二量体からなる。この構成において、各可変領域の3つのCDRが相互作用して、VH-VL二量体の表面に抗原結合部位を規定する。単一の軽鎖又は重鎖の可変領域(又は抗原に特異的な3つのCDRのみを含むFv断片の半分)は、抗原を認識し、結合する能力を有するが、VH及びVLの両方を含む結合部位全体よりも親和性は低い。
「単鎖可変抗体断片」又は「scFv断片」は、抗体のVH領域及びVL領域を含み、これらの領域は、単一のポリペプチド鎖に存在し、任意選択により、Fvが抗原結合のための所望の構造を形成することを可能にするペプチドリンカーを、VH領域とVL領域の間に含む(例えば、Bird et al.,Science,Vol.242:423-426,1988;及びHuston et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,Vol.85:5879-5883,1988を参照)。
本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の特定の実施形態では、結合ドメインは、所望の抗原に特異的に結合する抗体又は抗体断片の免疫グロブリン重鎖可変領域(VH)及び免疫グロブリン軽鎖可変領域(VL)を含む。
本明細書において「可変ドメイン」(軽鎖の可変領域(VL)、重鎖の可変領域(VH))と互換的に使用される「可変領域」は、抗体の抗原への結合に直接関与する、免疫グロブリン軽鎖及び免疫グロブリン重鎖のそれぞれにおける領域を指す。上記のように、可変軽鎖領域及び可変重鎖領域は、同じ一般構造を有し、各領域は4つのフレームワーク(FR)領域を含み、それらの配列は、広範に保存され、3つのCDRによって連結されている。フレームワーク領域は、β-シート構造を採用し、CDRは、ベータ-シート構造を連結するループを形成し得る。各鎖中のCDRは、フレームワーク領域によってそれらの三次元構造中に保持され、他方の鎖のCDRとともに抗原結合部位を形成する。
標的抗原に特異的に結合する結合ドメインは、a)これらの抗原に対する既知の抗体、又はb)抗原タンパク質若しくはその断片を使用する新規な免疫化法により、ファージディスプレイにより、又は他の常法により得られる新規な抗体若しくは抗体断片に由来するものとすることができる。多重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインの起源である抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、組換え抗体、ヒト抗体、又はヒト化抗体とすることができる。ある特定の実施形態では、結合ドメインの起源である抗体は、モノクローナル抗体である。これらの及び他の実施形態では、抗体は、ヒト抗体又はヒト化抗体であり、IgG1型、IgG2型、IgG3型、又はIgG4型のものとすることができる。
「モノクローナル抗体」(又は「mAb」)という用語は、本明細書で使用する場合、実質的に均質な抗体の集団から得られる抗体を指し、すなわち、集団を構成する個々の抗体は、わずかな量で存在し得る可能性のある天然の変異以外は同一である。モノクローナル抗体は特異性が高く、通常、様々なエピトープに対する様々な抗体を含むポリクローナル抗体製剤とは対照的に、個別の抗原部位又はエピトープに対するものである。モノクローナル抗体は、当該技術分野において知られる任意の技術を使用して、例えば、免疫化スケジュールの完了後にトランスジェニック動物から採取した脾臓細胞を不死化することによって産生することができる。脾臓細胞は、当該技術分野において知られる任意の技術を使用して、例えば、脾臓細胞を骨髄腫細胞と融合してハイブリドーマを産生することによって不死化することができる。ハイブリドーマを産生する融合手順において使用するための骨髄腫細胞は、好ましくは非抗体産生性であり、融合効率が高く、酵素が欠損しているため、所望の融合細胞(ハイブリドーマ)のみの増殖を支持するある特定の選択培地の中では増殖が不可能である。マウス融合における使用に好適な細胞株の例としては、Sp-20、P3-X63/Ag8、P3-X63-Ag8.653、NS1/1.Ag 4 1、Sp210-Ag14、FO、NSO/U、MPC-11、MPC11-X45-GTG 1.7及びS194/5XXO Bulが挙げられ、ラット融合において使用される細胞株の例としては、R210.RCY3、Y3-Ag 1.2.3、IR983F及び4B210が挙げられる。細胞融合に有用な他の細胞株は、U-266、GM1500-GRG2、LICR-LON-HMy2及びUC729-6である。
いくつかの例では、動物(例えば、ヒト免疫グロブリン配列を有するトランスジェニック動物)を標的抗原で免疫化し、免疫化した動物から脾臓細胞を採取し、採取した脾臓細胞を骨髄腫細胞株に融合し、それにより、ハイブリドーマ細胞を生成し、ハイブリドーマ細胞からハイブリドーマ細胞株を樹立し、標的抗原に結合する抗体を産生するハイブリドーマ細胞株を同定することによって、ハイブリドーマ細胞株が産生される。
ハイブリドーマ細胞株によって分泌されたモノクローナル抗体は、当該技術分野において知られる任意の技術、例えば、プロテインA-Sepharose、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、又はアフィニティークロマトグラフィーなどを使用して精製することができる。ハイブリドーマ又はmAbsをさらにスクリーニングして、例えば、標的抗原を発現している細胞に結合する能力、標的抗原リガンドが、そのそれぞれの受容体への結合をブロック若しくは妨害する能力、又は受容体のいずれもを機能的にブロックする能力など、特定の性質を有するmAbsを、例えば、cAMPアッセイを使用して同定することができる。
いくつかの実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインは、ヒト化抗体に由来するものであり得る。「ヒト化抗体」は、領域(例えば、フレームワーク領域)が、対応するヒト免疫グロブリン由来の領域を含むように改変された抗体を指す。一般に、ヒト化抗体は、最初に非ヒト動物で作られたモノクローナル抗体から産生することができる。典型的には、抗体の非抗原認識部分に由来する、このモノクローナル抗体のある特定のアミノ酸残基は、対応するアイソタイプのヒト抗体における対応する残基と相同となるように改変される。ヒト化は、例えば、種々の方法を用いて、齧歯類可変領域の少なくとも一部をヒト抗体の対応する領域に置換することにより行うことができる(例えば、米国特許第5,585,089号明細書及び米国特許第5,693,762号明細書、Jones et al.,Nature,Vol.321:522-525,1986;Riechmann et al.,Nature,Vol.332:323-27,1988;Verhoeyen et al.,Science,Vol.239:1534-1536,1988を参照)。別の種において生成された抗体の軽鎖可変領域及び重鎖可変領域のCDRを、コンセンサスヒトFRにグラフト化することができる。コンセンサスヒトFRを作り出すために、複数のヒト重鎖アミノ酸配列又はヒト軽鎖アミノ酸配列に由来するFRを整列させて、コンセンサスアミノ酸配列を同定することができる。
本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインの起源とすることができる標的抗原に対して生成される新規な抗体は、完全ヒト抗体とすることができる。「完全ヒト抗体」は、ヒト生殖系列の免疫グロブリン配列に由来するか、又はそれを示す、可変領域及び定常領域を含む抗体である。完全ヒト抗体の産生を実施するために提供される1つの具体的な手段は、マウス体液性免疫系の「ヒト化」である。内因性のIg遺伝子が不活性化されたマウスに、ヒト免疫グロブリン(Ig)遺伝子座を導入することは、任意の所望の抗原で免疫化することができる動物であるマウスにおいて、完全ヒトモノクローナル抗体(mAb)を産生させる一手段である。完全ヒト抗体を使用すると、マウスのmAb又はマウス由来のmAbを治療剤としてヒトに投与することによって生じることがあり得る免疫原性及びアレルギー性の応答を最小化することができる。
完全ヒト抗体は、内因性の免疫グロブリンの産生がなく、ヒト抗体のレパートリーを産生することができるトランスジェニック動物(通常はマウス)を免疫化することによって産生することができる。この目的のための抗原は、通常、6つ以上の連続アミノ酸を有し、任意選択により、担体にコンジュゲートされる(ハプテンなど)。例えば、Jakobovits et al.,1993,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:2551-2555、Jakobovits et al.,1993,Nature 362:255-258及びBruggermann et al.,1993,Year in Immunol.7:33を参照されたい。そのような方法の一例では、トランスジェニック動物は、マウスの免疫グロブリン重鎖及び免疫グロブリン軽鎖をコードする内因性のマウス免疫グロブリン遺伝子座を無能化し、ヒト重鎖タンパク質及び軽鎖タンパク質をコードする遺伝子座を含有するヒトゲノムDNAの大型断片をマウスゲノムに挿入することによって作製される。次いで、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の完全補体より少ない補体を有する部分的に修飾された動物を交雑して、所望の免疫系修飾を全て有する動物を得る。免疫原が投与されると、これらのトランスジェニック動物は、その免疫原に免疫特異性があるが、可変領域を含めて、マウスのアミノ酸配列ではなく、ヒトのアミノ酸配列を有する抗体を産生する。そのような方法の追加詳細については、例えば、国際公開第96/33735号パンフレット及び国際公開第94/02602号パンフレットを参照されたい。ヒト抗体を作製するためのトランスジェニックマウスに関連するさらなる方法は、米国特許第5,545,807号明細書、米国特許第6,713,610号明細書、米国特許第6,673,986号明細書、米国特許第6,162,963号明細書、米国特許第5,939,598号明細書、米国特許第5,545,807号明細書、米国特許第6,300,129号明細書、米国特許第6,255,458号明細書、米国特許第5,877,397号明細書、米国特許第5,874,299号明細書、及び米国特許第5,545,806号明細書、PCT公報の国際公開第91/10741号パンフレット、国際公開第90/04036号パンフレット、国際公開第94/02602号パンフレット、国際公開第96/30498号パンフレット、国際公開第98/24893号パンフレット、並びに欧州特許第546073B1号明細書及び欧州特許出願公開第546073A1号明細書に記載されている。
本明細書中で「HuMab」マウスと称される上記のトランスジェニックマウスは、内因性のミュー及びカッパ鎖遺伝子座を不活化する標的変異とともに、再配列されていないヒト重鎖(ミュー及びガンマ)及びカッパ軽鎖免疫グロブリン配列をコードするヒト免疫グロブリン遺伝子ミニ遺伝子座を含有する(Lonberg et al.,1994,Nature 368:856-859)。したがって、マウスは、マウスIgM又はカッパの発現の引下げを示し、且つ免疫化に応答して、導入されたヒト重鎖及び軽鎖導入遺伝子は、クラススイッチ及び体細胞変異を受けて、高親和性ヒトIgGカッパモノクローナル抗体を生成する(Lonberg et al.,前掲;Lonberg and Huszar,1995,Intern.Rev.Immunol.13:65-93;Harding and Lonberg,1995,Ann.N.Y Acad.Sci.764:536-546)。HuMabマウスの作製は、Taylor et al.,1992,Nucleic Acids Research 20:6287-6295;Chen et al.,1993,International Immunology 5:647-656;Tuaillon et al.,1994,J.Immunol.152:2912-2920;Lonberg et al.,1994,Nature 368:856-859;Lonberg,1994,Handbook of Exp.Pharmacology 113:49-101;Taylor et al.,1994,International Immunology 6:579-591;Lonberg and Huszar,1995,Intern.Rev.Immunol.13:65-93;Harding and Lonberg,1995,Ann.N.Y Acad.Sci.764:536-546;Fishwild et al.,1996,Nature Biotechnology 14:845-851に詳細に記載されており、これらの文献は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、米国特許第5,545,806号明細書、米国特許第5,569,825号明細書、米国特許第5,625,126号明細書、米国特許第5,633,425号明細書、米国特許第5,789,650号明細書、米国特許第5,877,397号明細書、米国特許第5,661,016号明細書、米国特許第5,814,318号明細書、米国特許第5,874,299号明細書、及び米国特許第5,770,429号明細書、並びに米国特許第5,545,807号明細書、国際公開第93/1227号パンフレット、国際公開第92/22646号パンフレット、及び国際公開第92/03918号パンフレットを参照されたい(これらの全ての開示は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる)。こうしたトランスジェニックマウスにおけるヒト抗体の生成に利用される技術は、国際公開第98/24893号パンフレット及びMendez et al.,1997,Nature Genetics 15:146-156においても開示されており、これらの文献は参照により本明細書に組み込まれる。
ヒト由来抗体は、また、ファージディスプレイ技術を使用して生成することができる。ファージディスプレイは、例えば、Dower et al.,国際公開第91/17271号パンフレット、McCafferty et al.,国際公開第92/01047号パンフレット、及びCaton and Koprowski,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:6450-6454(1990)に記載されており、これらの各文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ファージ技術によって生成される抗体は、通常、細菌において、抗原結合断片、例えばFv又はFab断片として生成され、したがってエフェクター機能を欠く。エフェクター機能は、2つの戦略のうち1つによって導入することができる。断片を操作して、必要に応じて、哺乳動物細胞内で発現する完全な抗体にすることも、エフェクター機能をトリガーすることができる第2の結合部位を有する多重特異性抗体断片にすることもできる。通常、抗体のFd断片(VH-CH1)及び軽鎖(VL-CL)は、PCRによって別々にクローン化され、コンビナトリアルファージディスプレイライブラリーにおいてランダムに組換えられ、その後、特定の抗原に結合するために選択することができる。抗体断片はファージ表面に発現し、Fv又はFab(したがって抗体断片をコードするDNAを含有するファージ)の抗原結合による選択は、パニングと呼ばれる手順である抗原結合及び再増幅を数ラウンド行うことによって実現される。抗原に特異的な抗体断片は濃縮され、最終的に単離される。ファージディスプレイ技術はまた、「ガイデッドセレクション(guided selection)」と呼ばれる、齧歯類モノクローナル抗体のヒト化のためのアプローチにおいて使用することができる(Jespers,L.S.,et al.,Bio/Technology 12,899-903(1994)を参照)。このために、マウスモノクローナル抗体のFd断片は、ヒト軽鎖ライブラリーと組み合わせて提示され得、次いで、得られたハイブリッドFabライブラリーは、抗原を用いて選択され得る。これにより、マウスFd断片は、選択を誘導するテンプレートを提供する。続いて、選択されたヒト軽鎖は、ヒトFd断片ライブラリーと組み合わされる。得られたライブラリーの選択により、完全なヒトFabが得られる。
ある特定の実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質は抗体である。本明細書で使用する場合、用語「抗体」は、2つの軽鎖ポリペプチド(それぞれ約25kDa)及び2つの重鎖ポリペプチド(それぞれ約50~70kDa)を含む四量体免疫グロブリンタンパク質を指す。用語「軽鎖」又は「免疫グロブリン軽鎖」は、アミノ末端からカルボキシル末端までに、単一の免疫グロブリン軽鎖可変領域(VL)及び単一の免疫グロブリン軽鎖定常ドメイン(CL)を含むポリペプチドを指す。免疫グロブリン軽鎖定常ドメイン(CL)は、カッパ(κ)又はラムダ(λ)とすることができる。「重鎖」又は「免疫グロブリン重鎖」という用語は、アミノ末端からカルボキシル末端までに、単一の免疫グロブリン重鎖可変領域(VH)、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン1(CH1)、免疫グロブリンヒンジ領域、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン2(CH2)、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン3(CH3)及び任意選択により、免疫グロブリン重鎖定常ドメイン4(CH4)を含むポリペプチドを指す。重鎖は、ミュー(μ)、デルタ(Δ)、ガンマ(γ)、アルファ(α)及びイプシロン(ε)として分類され、抗体のアイソタイプを、それぞれIgM、IgD、IgG、IgA及びIgEと定義する。IgGクラス抗体及びIgAクラス抗体は、サブクラス、すなわち、IgG1、IgG2、IgG3及びIgG4並びにIgA1及びIgA2に、それぞれさらに分けられる。IgG抗体、IgA抗体、及びIgD抗体の重鎖は、3つのドメイン(CH1、CH2及びCH3)を有し、IgM抗体及びIgE抗体の重鎖は、4つのドメイン(CH1、CH2、CH3及びCH4)を有する。免疫グロブリン重鎖定常ドメインは、サブタイプを含む任意の免疫グロブリンアイソタイプ由来であり得る。抗体鎖は、CLドメインとCH1ドメインとの間(すなわち、軽鎖と重鎖との間)、及び抗体重鎖のヒンジ領域間の、ポリペプチド間ジスルフィド結合を介して連結されている。
特定の実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質は、ヘテロ二量体の抗体(本明細書では「ヘテロ免疫グロブリン」又は「ヘテロIg」と互換的に使用される)であり、これは2つの異なる軽鎖及び2つの異なる重鎖を含む抗体を指す。
ヘテロ二量体の抗体は、任意の免疫グロブリン定常領域を含むことができる。「定常領域」という用語は、本明細書で使用する場合、可変領域以外の抗体の全てのドメインを指す。定常領域は、抗原の結合に直接には関与しないが、種々のエフェクター機能を発揮する。上記のように、抗体は、その重鎖の定常領域のアミノ酸配列に応じて、特定のアイソタイプ(IgA、IgD、IgE、IgG及びIgM)及びサブタイプ(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、IgA2)に分けられる。軽鎖定常領域は、例えば、カッパ型又はラムダ型の軽鎖定常領域、例えば、5つの抗体アイソタイプ全てに見出されるヒトのカッパ型又はラムダ型の軽鎖定常領域とすることができる。
ヘテロ二量体の抗体の重鎖定常領域は、例えば、アルファ型、デルタ型、イプシロン型、ガンマ型又はミュー型の重鎖定常領域、例えば、ヒトのアルファ型、デルタ型、イプシロン型、ガンマ型又はミュー型の重鎖定常領域とすることができる。いくつかの実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、IgG1、IgG2、IgG3又はIgG4免疫グロブリン由来の重鎖定常領域を含む。一実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、ヒトIgG1免疫グロブリン由来の重鎖定常領域を含む。別の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、ヒトIgG2免疫グロブリン由来の重鎖定常領域を含む。
用語「抗体コンストラクト」は、その構造及び/又は機能が抗体、例えば完全長又は完全免疫グロブリン分子の構造及び/又は機能に基づく分子を指す。したがって、抗体コンストラクトは、その特異的な標的又は抗原に結合することができる。さらに、本発明による抗体コンストラクトは、標的結合を可能にする抗体の最小限の構造要件を含む。この最小限の要件は、例えば、少なくとも3つの軽鎖CDR(すなわち、VL領域のCDR1、CDR2及びCDR3)及び/又は3つの重鎖CDR(すなわち、VH領域のCDR1、CDR2及びCDR3)、好ましくは6つ全てのCDRの存在により定義され得る。本発明によるコンストラクトが基づく抗体には、例えば、モノクローナル抗体、組換え抗体、キメラ抗体、脱免疫化抗体、ヒト化抗体及びヒト抗体が含まれる。「多重特異性抗体コンストラクト」は、2つ以上の抗原に結合するか、又は単一の抗原の複数のエピトープに結合することができる抗体コンストラクトである。
「抗体コンストラクトモジュール」は、抗体コンストラクトの全体的な設計を指し、VH、VHH、VL、(s)dAb、Fv、Fd、Fab、Fab’、F(ab’)2又は「r IgG」(「半抗体」)などの完全長抗体の断片を含むことできる。本発明による抗体コンストラクトモジュールはまた、scFv、ジ-scFv又はビ(ス)-scFv、scFv-Fc、scFv-ジッパー、scFab、Fab2、Fab3、ダイアボディ、一本鎖ダイアボディ、タンデムダイアボディ(Tandab’s)、タンデムジ-scFv、タンデムトリ-scFv、以下の:(VH-VL-CH3)2、(scFv-CH3)2、((scFv)2-CH3+CH3)、((scFv)2-CH3)又は(scFv-CH3-scFv)2のような構造により例示される「ミニボディ」、トリアボディ又はテトラボディなどのマルチボディ、及び、他のV領域又はドメインと無関係に抗原又はエピトープに特異的に結合する、VHH、VH又はVLであり得る1つの可変ドメインのみを含むナノボディ又は単一可変ドメイン抗体などの単一ドメイン抗体などの、抗体バリアントとも呼ばれる抗体の改変された断片であってもよい。「多重特異性抗体コンストラクトモジュール」は、2つ以上の抗原に結合するか、又は単一の抗原の複数のエピトープに結合する抗体コンストラクトモジュールである。非限定的な例を図7に示す。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
明確にするために、「多重特異性抗体コンストラクト」は1つの特定の分子を指し、一方「多重特異性抗体コンストラクトモジュール」は多重特異性抗体コンストラクトの全体的な設計を指す。例えば、各抗体コンストラクトエレメントは、相互に、及び任意のFc領域に関係して位置する。したがって、ある特定の実施形態では、本発明の多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fc部分を含む。そのようなFc部分は、ホモ二量体又はヘテロ二量体であり得る。そのようなFc部分はまた、単鎖Fc(「scFc」)であってもよく、又は代わりに、2つの別個のポリペプチドによって形成されてもよい。
一実施形態では、本開示の多重特異性抗体はDuobody(商標)である。Duobodyは、DuoBody(商標)テクノロジープラットフォーム(Genmab A/S)によって、例えば、国際公開第2008/119353号パンフレット、国際公開第2011/131746号パンフレット、国際公開第2011/147986号パンフレット、及び国際公開第2013/060867号パンフレット、Labrijn A F et al.,PNAS,110(13):5145-5150(2013)、Gramer et al.,mAbs,5(6):962-973(2013)、並びにLabrijn et al.,Nature Protocols,9(10):2450-2463(2014)に記載されているように作製することができる。この技術を使用して、2つの重鎖及び2つの軽鎖を含有する第1の単一特異性抗体の半分を、2つの重鎖及び2つの軽鎖を含有する第2の単一特異性抗体の半分と組み合わせることができる。得られるヘテロ二量体は、第1の抗体に由来する1つの重鎖及び1つの軽鎖と、第2の抗体に由来する1つの重鎖及び1つの軽鎖とを対にして含有する。両方の単一特異性抗体が異なる抗原の異なるエピトープを認識する場合、得られるヘテロ二量体は二重特異性抗体である。
DuoBody(商標)プラットフォームについては、単一特異性抗体のそれぞれは、重鎖中に単一の点変異を有する重鎖定常領域を含む。これらの点変異により、得られる多重特異性抗体の重鎖間では、変異のない単一特異性抗体のいずれかの重鎖間よりも、強い相互作用が可能になる。各単一特異性抗体の単一の点変異は、重鎖定常領域の重鎖中の366位、368位、370位、399位、405位、407位又は409位(EU付番)の残基とすることができる(国際公開第2011/131746号パンフレットを参照)。さらに、単一の点変異は、1つの単一特異性抗体の中で、他方の単一特異性抗体に対して異なる残基に位置する。例えば、1つの単一特異性抗体は、変異F405L(EU付番;405位の残基でのフェニルアラニンからロイシンへの変異)、又はF405A、F405D、F405E、F405H、F405I、F405K、F405M、F405N、F405Q、F405S、F405T、F405V、F405W及びF405Yの変異のうち1つを含むことができ、他方の単一特異性抗体は、変異K409R(EU付番;409位の残基でのリシンからアルギニンへの変異)を含むことができる。単一特異性抗体の重鎖定常領域は、IgG1、IgG2、IgG3又はIgG4のアイソタイプ(例えば、ヒトIgG1アイソタイプ)とすることができ、DuoBody(商標)技術によって生成される多重特異性抗体は、改変されて、Fc媒介性エフェクター機能を変化(例えば、低減)させ、且つ/又は半減期を改善することができる。Duobody(商標)を作製する一方法は、以下を含む:(i)単一の一致する点変異(すなわち、K409Rと、F405L(又はF405A、F405D、F405E、F405H、F405I、F405K、F405M、F405N、F405Q、F405S、F405T、F405V、F405W及びF405Yの変異のうちの1つ)(EU付番))を重鎖中に含有する2つの親IgG1を個別に発現させる工程;(ii)インビトロにて許容酸化還元条件下で親IgG1を混合して、半分子の組換えを可能にする工程;(iii)還元剤を除去して、鎖間ジスルフィド結合を再酸化させる工程;及び(iv)クロマトグラフィー又は質量分析(MS)による方法を使用して、交換効率及び最終産物を分析する工程(Labrijn et al.,Nature Protocols,9(10):2450-2463(2014)を参照)。
多重特異性抗体を作製する別の例示的な方法は、ノブ・イントゥ・ホール技術(Ridgway et al.,Protein Eng.,9:617-621(1996);国際公開第2006/028936号パンフレット)によるものである。多重特異性抗体を作製するための主要な欠点であるIg重鎖の誤対合の問題は、この技術において、IgG中の重鎖の界面を形成する選択されたアミノ酸を変異させることによって低減される。2つの重鎖が直接的に相互作用する重鎖内の位置で、小さい側鎖(ホール)を有するアミノ酸が一方の重鎖の配列に導入され、大きい側鎖(ノブ)を有するアミノ酸が他方の重鎖の、相手として相互作用する残基の位置に導入される。いくつかの例では、本開示の抗体は、多重特異性抗体を優先的に形成するために、2つのポリペプチド間の界面で相互作用する選択されたアミノ酸を変異させることによって重鎖が改変された免疫グロブリン鎖を有する。多重特異性抗体は、同じサブクラス又は異なるサブクラスの免疫グロブリン鎖から構成され得る。一例では、gp120及びCD3に結合する多重特異性抗体は、T366W(EU付番)変異を「ノブ鎖」に含み、T366S、L368A、Y407V(EU付番)の変異を「ホール鎖」に含む。ある特定の実施形態では、例えば、Y349C変異を「ノブ鎖」に導入し、E356C変異又はS354C変異を「ホール鎖」に導入することによって、追加の鎖間ジスルフィド架橋が重鎖間に導入される。ある特定の実施形態では、R409D、K370Eの変異が「ノブ鎖」に導入され、D399K、E357Kの各変異が「ホール鎖」に導入される。他の実施形態では、Y349C、T366Wの変異が鎖の一方に導入され、E356C、T366S、L368A、Y407Vの変異が相手側の鎖に導入される。いくつかの実施形態では、Y349C、T366Wの変異が一方の鎖に導入され、S354C、T366S、L368A、Y407Vの変異が相手側の鎖に導入される。いくつかの実施形態では、Y349C、T366Wの各変異が一方の鎖に導入され、S354C、T366S、L368A、Y407Vの変異が相手側の鎖に導入される。さらに他の実施形態では、Y349C、T366Wの変異が一方の鎖に導入され、S354C、T366S、L368A、Y407Vの変異が相手側の鎖に導入される(全てEU付番)。
多重特異性抗体を作製するさらに別の方法は、CrossMab技術である。CrossMabは、2つの完全長抗体の各半分で構成されるキメラ抗体である。この技術は、鎖を正しく対合させるために、次の2つの技術を組み合わせている:(i)2つの重鎖間の正しい対合に有利なノブ・イントゥ・ホール;及び(ii)軽鎖の誤対合を回避する非対称を導入するための、2つのFabのうち一方の重鎖と軽鎖との間の交換。Ridgway et al.,Protein Eng.,9:617-621(1996);Schaefer et al.,PNAS,108:11187-11192(2011)を参照されたい。CrossMabは、2つ以上の標的を標的とするために、又は2:1形態などの1つの標的に対して二価性を導入するために、2つ以上の抗原-結合ドメインを組み合わせることができる。
特定の重鎖とその同族の軽鎖との会合を促進するために、重鎖及び軽鎖の両方は、相補的アミノ酸置換を含有し得る。本明細書で使用する場合、「相補的アミノ酸置換」とは、一方の鎖における正荷電アミノ酸への置換と、他方の鎖における負荷電アミノ酸置換とを対にすることを指す。例えば、いくつかの実施形態では、重鎖は、荷電アミノ酸を導入するために少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、対応する軽鎖は、荷電アミノ酸を導入するために少なくとも1つのアミノ酸置換を含み、重鎖に導入される荷電アミノ酸は、軽鎖に導入されるアミノ酸の反対の電荷を有する。ある特定の実施形態では、1つ又は複数の正荷電残基(例えば、リシン、ヒスチジン又はアルギニン)を、第1の軽鎖(LC1)に導入することができ、1つ又は複数の負荷電残基(例えば、アスパラギン酸又はグルタミン酸)を、対になる重鎖(HC1)に、LC1/HC1の結合界面で導入することができ、一方、1つ又は複数の負荷電残基(例えば、アスパラギン酸又はグルタミン酸)を、第2の軽鎖(LC2)に導入することができ、1つ又は複数の正荷電残基(例えば、リシン、ヒスチジン又はアルギニン)を、対になる重鎖(HC2)に、LC2/HC2の結合界面で導入することができる。静電相互作用は、界面で反対に荷電した残基(極性)が引き合うため、LC1をHC1と対合させ、且つLC2をHC2と対合させるように誘導する。界面で同じ荷電残基(極性)を有する重鎖/軽鎖の対(例えば、LC1/HC2及びLC2/HC1)は、反発し、結果として所望しないHC/LCの対合が抑制される。
これらの及び他の実施形態では、重鎖のCH1ドメイン又は軽鎖のCLドメインは、野生型IgGアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、野生型IgGアミノ酸配列中の1つ又は複数の正荷電アミノ酸が、1つ又は複数の負荷電アミノ酸で置換される。或いは、重鎖のCH1ドメイン又は軽鎖のCLドメインは、野生型IgGアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、野生型IgGアミノ酸配列中の1つ又は複数の負荷電アミノ酸が、1つ又は複数の正荷電アミノ酸で置換される。いくつかの実施形態では、F126、P127、L128、A141、L145、K147、D148、H168、F170、P171、V173、Q175、S176、S183、V185及びK213から選択されるEU位置でのヘテロ二量体の抗体中の第1の及び/又は第2の重鎖のCH1ドメインにおける1つ又は複数のアミノ酸は、荷電アミノ酸で置換される。ある特定の実施形態では、負荷電又は正荷電のアミノ酸で置換するのに好ましい残基はS183(EU付番方式)である。いくつかの実施形態では、S183は正荷電アミノ酸で置換される。代替的な実施形態では、S183は負荷電アミノ酸で置換される。例えば、一実施形態では、S183は、第1の重鎖において負荷電アミノ酸(例えば、S183E)で置換され、S183は、第2の重鎖において正荷電アミノ酸(例えば、S183K)で置換される。
軽鎖がカッパ軽鎖である実施形態では、F116、F118、S121、D122、E123、Q124、S131、V133、L135、N137、N138、Q160、S162、T164、S174及びS176から選択される位置(カッパ軽鎖におけるEU及びKabat付番)の、ヘテロ二量体の抗体中の第1の及び/又は第2の軽鎖のCLドメインにおける1つ又は複数のアミノ酸は、荷電アミノ酸で置換される。軽鎖がラムダ軽鎖である実施形態では、T116、F118、S121、E123、E124、K129、T131、V133、L135、S137、E160、T162、S165、Q167、A174、S176及びY178から選択される位置(ラムダ鎖におけるKabat付番)の、ヘテロ二量体の抗体中の第1の及び/又は第2の軽鎖のCLドメインにおける1つ又は複数のアミノ酸は、荷電アミノ酸で置換される。いくつかの実施形態では、負荷電又は正荷電のアミノ酸で置換するのに好ましい残基は、カッパ軽鎖又はラムダ軽鎖のいずれかのCLドメインのS176(EU及びKabat付番方式)である。ある特定の実施形態では、CLドメインのS176は、正荷電アミノ酸で置換される。代替的な実施形態では、CLドメインのS176は、負荷電アミノ酸で置換される。一実施形態では、S176は、第1の軽鎖において正荷電アミノ酸(例えば、S176K)で置換され、S176は、第2の軽鎖において負荷電アミノ酸(例えば、S176E)で置換される。
CH1ドメイン及びCLドメインにおける相補的アミノ酸置換に加えて、又はその代替として、ヘテロ二量体の抗体中の軽鎖及び重鎖の可変領域は、荷電アミノ酸を導入するために1つ又は複数の相補的アミノ酸置換を含有していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ヘテロ二量体の抗体中の重鎖のVH領域又は軽鎖のVL領域は、野生型IgGアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、野生型IgGアミノ酸配列中の1つ又は複数の正荷電アミノ酸が、1つ又は複数の負荷電アミノ酸で置換される。或いは、重鎖のVH領域又は軽鎖のVL領域は、野生型IgGアミノ酸配列とは異なるアミノ酸配列を含み、野生型IgGアミノ酸配列中の1つ又は複数の負荷電アミノ酸は、1つ又は複数の正荷電アミノ酸で置換される。
VH領域内のV領域界面残基(すなわち、VH領域及びVL領域のアセンブリを媒介するアミノ酸残基)には、Kabatの1位、3位、35位、37位、39位、43位、44位、45位、46位、47位、50位、59位、89位、91位及び93位が含まれる。VH領域中のこれらの界面残基のうち1つ又は複数は、荷電(正荷電又は負荷電)アミノ酸で置換することができる。ある特定の実施形態では、第1の及び/又は第2の重鎖のVH領域中のKabat39位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸、例えば、リシンに置換される。代替的な実施形態では、第1の及び/又は第2の重鎖のVH領域中のKabat39位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸、例えば、グルタミン酸に置換される。いくつかの実施形態では、第1の重鎖のVH領域中のKabat39位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸に置換され(例えば、G39E)、第2の重鎖のVH領域中のKabat39位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸に置換される(例えば、G39K)。いくつかの実施形態では、第1の及び/又は第2の重鎖のVH領域中のKabat44位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸、例えば、リシンに置換される。代替的な実施形態では、第1の及び/又は第2の重鎖のVH領域中のKabat44位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸、例えば、グルタミン酸に置換される。ある特定の実施形態では、第1の重鎖のVH領域中のKabat44位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸に置換され(例えば、G44E)、第2の重鎖のVH領域中のKabat44位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸に置換される(例えば、G44K)。
VL領域内のV領域界面残基(すなわち、VH領域及びVL領域のアセンブリを媒介するアミノ酸残基)には、Kabatの32位、34位、35位、36位、38位、41位、42位、43位、44位、45位、46位、48位、49位、50位、51位、53位、54位、55位、56位、57位、58位、85位、87位、89位、90位、91位及び100位が含まれる。VL領域中の1つ又は複数の界面残基は、荷電アミノ酸、好ましくは、同族の重鎖のVH領域に導入されたものと反対の電荷を有するアミノ酸で置換することができる。いくつかの実施形態では、第1の及び/又は第2の軽鎖のVL領域中のKabat100位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸、例えば、リシンに置換される。代替的な実施形態では、第1の及び/又は第2の軽鎖のVL領域中のKabat100位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸、例えば、グルタミン酸に置換される。ある特定の実施形態では、第1の軽鎖のVL領域中のKabat100位のアミノ酸は、正荷電アミノ酸に置換され(例えば、G100K)、第2の軽鎖のVL領域中のKabat100位のアミノ酸は、負荷電アミノ酸に置換される(例えば、G100E)。
一実施形態では、第1のFc領域は、409位及び392位に対応する残基に負に荷電したアミノ酸を含み、第2のFc領域は399位及び356位に対応する残基に正に荷電したアミノ酸を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
一実施形態では、第1のFc領域は、K/R409D及びK392Dの変異を含み、第2のFc領域は、D399K及びE356Kの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
一実施形態では、第1のFc領域は、409位、439位及び392位に対応する残基に負に荷電したアミノ酸を含み、第2のFc領域は399位及び356位に対応する残基に正に荷電したアミノ酸を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
一実施形態では、第1のFc領域は、K/R409D、K439D及びK392Dの変異を含み、第2のFc領域は、D399K及びE356Kの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
一実施形態では、一方のFc領域は、F405L、F405A、F405D、F405E、F405H、F405I、F405K、F405M、F405N、F405Q、F405S、F405T、F405V、F405W又はF405Yの変異を含み、他方のFc領域は、K409R変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。一実施形態では、一方のFc領域は、T366W変異を含み、他方のFc領域は、T366S、L368A、Y407Vの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。一実施形態では、一方のFc領域は、K/R409D及びK370Eの変異を含み、他方のFc領域は、D399K及びE357Kの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
特定の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、392位及び409位に対応する残基に負荷電アミノ酸(例えば、K392D及びK409Dの置換)を含む第1のFc領域、及び356位及び399位に対応する残基に正荷電アミノ酸(例えば、E356K及びD399Kの置換)を含む第2のFc領域を含む。他の特定の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、392位、409位及び439位に対応する残基に負荷電アミノ酸(例えば、K392D、K409D及びK439Dの置換)を含む第1のFc領域、及び356位及び399位に対応する残基に正荷電アミノ酸(例えば、E356K及びD399Kの置換)を含む第2のFc領域を含む。他の特定の実施形態では、ヘテロ二量体の抗体は、392位、409位及び370位に対応する残基に負荷電アミノ酸(例えば、K392D、K409D及びK370Dの置換)を含む第1のFc領域、及び356位、399位及び357位に対応する残基に正荷電アミノ酸(例えば、E356K、D399K及びD357Kの置換)を含む第2のFc領域を含む。
一実施形態では、一方のFc領域は、Y349C変異を含み、他方のFc領域は、E356C又はS354Cの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。一実施形態では、一方のFc領域は、Y349C及びT366W変異を含み、他方のFc領域は、E356C、T366S、L368A及びY407Vの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。一実施形態では、一方のFc領域は、Y349C及びT366W変異を含み、他方のFc領域は、S354C、T366S、L368A、Y407Vの変異を含む(ここで、アミノ酸残基の付番は、Kabatに記載のEUインデックスに従う)。
ある特定の実施形態では、本発明のヘテロ二量体の抗体は、第1の重鎖及び第2の重鎖、並びに第1の軽鎖及び第2の軽鎖を含み、第1の重鎖は、アミノ酸置換を183位(EU)、392位(EU)及び409位(EU)に含み、第2の重鎖は、アミノ酸置換を183位(EU)、356位(EU)及び399位(EU)に含み、第1の及び第2の軽鎖は、アミノ酸置換を176位(EU)に含み、アミノ酸置換は前記の各位置に荷電アミノ酸を導入する。関連する実施形態では、第1の軽鎖の176位(EU)のセリンがリシンで置換され、第2の軽鎖の176位(EU)のセリンがグルタミン酸で置換され、第1の重鎖の183位(EU)のセリンがグルタミン酸で置換され、第1の重鎖の392位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第1の重鎖の409位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第2の重鎖の183位(EU)のセリンがリシンで置換され、第2の重鎖の356位(EU)のグルタミン酸がリシンで置換され、且つ/又は第2の重鎖の399位(EU)のアスパラギン酸がリシンで置換される。
ある特定の実施形態では、本発明のヘテロ二量体の抗体は、第1の重鎖及び第2の重鎖、並びに第1の軽鎖及び第2の軽鎖を含み、第1の重鎖は、アミノ酸置換を183位(EU)、392位(EU)、409位(EU)及び439位(EU)に含み、第2の重鎖は、アミノ酸置換を183位(EU)、356位(EU)及び399位(EU)に含み、第1の及び第2の軽鎖は、アミノ酸置換を176位(EU)に含み、アミノ酸置換は前記の各位置に荷電アミノ酸を導入する。関連する実施形態では、第1の軽鎖の176位(EU)のセリンがリシンで置換され、第2の軽鎖の176位(EU)のセリンがグルタミン酸で置換され、第1の重鎖の183位(EU)のセリンがグルタミン酸で置換され、第1の重鎖の392位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第1の重鎖の409位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第1の重鎖の439位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第2の重鎖の183位(EU)のセリンがリシンで置換され、第2の重鎖の356位(EU)のグルタミン酸がリシンで置換され、且つ/又は第2の重鎖の399位(EU)のアスパラギン酸がリシンで置換される。
ある特定の実施形態では、本発明のヘテロ二量体の抗体は、第1の重鎖及び第2の重鎖、並びに第1の軽鎖及び第2の軽鎖を含み、第1の重鎖は、アミノ酸置換を44位(Kabat)、183位(EU)、392位(EU)及び409位(EU)に含み、第2の重鎖は、アミノ酸置換を44位(Kabat)、183位(EU)、356位(EU)及び399位(EU)に含み、第1の及び第2の軽鎖は、アミノ酸置換を100位(Kabat)及び176位(EU)に含み、アミノ酸置換は前記の各位置に荷電アミノ酸を導入する。関連する実施形態では、第1の重鎖の44位(Kabat)のグリシンがグルタミン酸で置換され、第2の重鎖の44位(Kabat)のグリシンがリシンで置換され、第1の軽鎖の100位(Kabat)のグリシンがリシンで置換され、第2の軽鎖の100位(Kabat)のグリシンがグルタミン酸で置換され、第1の軽鎖の176位(EU)のセリンがリシンで置換され、第2の軽鎖の176位(EU)のセリンがグルタミン酸で置換され、第1の重鎖の183位(EU)のセリンがグルタミン酸で置換され、第1の重鎖の392位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第1の重鎖の409位(EU)のリシンがアスパラギン酸で置換され、第2の重鎖の183位(EU)のセリンがリシンで置換され、第2の重鎖の356位(EU)のグルタミン酸がリシンで置換され、且つ/又は第2の重鎖の399位(EU)のアスパラギン酸がリシンで置換される。
本明細書で使用する場合、「Fc領域」という用語は、インタクトな抗体のパパイン消化によって生成され得る免疫グロブリン重鎖のC末端領域を指す。免疫グロブリンのFc領域は、一般に、2つの定常ドメイン、すなわちCH2ドメイン及びCH3ドメインを含み、任意選択により、CH4ドメインを含む。ある特定の実施形態では、Fc領域は、IgG1、IgG2、IgG3又はIgG4免疫グロブリン由来のFc領域である。いくつかの実施形態では、Fc領域は、ヒトIgG1又はヒトIgG2免疫グロブリン由来のCH2ドメイン及びCH3ドメインを含む。Fc領域は、C1q結合、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)、及び貪食などのエフェクター機能を保持し得る。他の実施形態では、Fc領域は、本明細書にさらに詳細に記載されるように、エフェクター機能を低減又は排除するように修飾される場合がある。
本発明の抗原結合タンパク質のいくつかの実施形態では、Fc領域のカルボキシル末端に位置する結合ドメイン(すなわち、カルボキシル末端の結合ドメイン)はscFvである。ある特定の実施形態では、scFvは、ペプチドリンカーによって連結された重鎖可変領域(VH)と軽鎖可変領域(VL)とを含む。可変領域は、VH-VL又はVL-VHの向きで、scFv内に配置され得る。例えば、一実施形態では、scFvは、N末端からC末端までに、VH領域、ペプチドリンカー及びVL領域を含む。別の実施形態では、scFvは、N末端からC末端までに、VL領域、ペプチドリンカー及びVH領域を含む。scFvのVH領域及びVL領域は、1つ又は複数のシステイン置換を含有して、VH領域とVL領域との間にジスルフィド結合の形成を可能にすることができる。そのようなシステインのクランプは、抗原-結合性配置における2つの可変ドメインを安定化させる。一実施形態では、VH領域中の44位(Kabat付番)及びVL領域中の100位(Kabat付番)は、それぞれシステイン残基で置換される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
複数のベクターを同じ哺乳動物細胞にトランスフェクトする限り、CDRを同じベクター又は異なるベクターにクローニングすることができる。CDRのベクターへのクローニングには、VHフレームワークへのCDRHの挿入とVLフレームワークへのCDRLの挿入が含まれる。このようにして形成されたVH及びVLは、次いで、リンカーを介して互いに融合してscFvを形成し得、又はCH1及びCL定常領域に融合し得る。
次いで、作製されたベクターを哺乳動物宿主細胞にトランスフェクトし、1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールを発現させる。しかしながら、この特定のモジュールの多くの異なるタイプの多重特異性抗体コンストラクトが、それらを形成する複数のFab断片及び/又はscFv断片が原因で産生される。
上記の方法を用いて、いずれかの抗原に結合することができる共通の軽鎖を同定する。これらの軽鎖の供給源は、第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDR、第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDR、又は完全に異なる第3の抗原に結合することによって同定されたFab及び/若しくはscFv断片に由来するCDRのいずれかであり得る。この場合、重鎖CDRは抗原への結合の大部分を担い、軽鎖CDRの役割はより受動的である。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングする工程であって、各抗原に結合するCDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングする工程であって、各抗原に結合するCDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
複数のベクターを同じ哺乳動物細胞にトランスフェクトする限り、CDRを同じベクター又は異なるベクターにクローニングすることができる。CDRのベクターへのクローニングには、VHフレームワークへのCDRHの挿入とVLフレームワークへのCDRLの挿入が含まれる。このようにして形成されたVH及びVLは、次いで、リンカーを介して互いに融合してscFvを形成し得、又はCH1及びCL定常領域に融合し得る。
次いで、作製されたベクターを哺乳動物宿主細胞にトランスフェクトし、1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールを発現させる。しかしながら、この特定のモジュールの多くの異なるタイプの多重特異性抗体コンストラクトが、それらを形成する複数のFab断片及び/又はscFv断片が原因で産生される。
上記の方法を用いて、特定のモジュール中の各抗原に結合する最適な結合対を同定する。
一実施形態では、複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一実施形態では、複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において異なるモジュールの各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において異なるモジュールの各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
複数のベクターを同じ哺乳動物細胞にトランスフェクトする限り、CDRを同じベクター又は異なるベクターにクローニングすることができる。CDRのベクターへのクローニングには、VHフレームワークへのCDRHの挿入とVLフレームワークへのCDRLの挿入が含まれる。このようにして形成されたVH及びVLは、次いで、リンカーを介して互いに融合してscFvを形成し得、又はCH1及びCL定常領域に融合し得る。
次いで、作製されたベクターを哺乳動物宿主細胞にトランスフェクトし、ここで、複数のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールが発現されるが、抗原結合部分は同じCDRを有する(1つの抗原結合部分のための6つのCDR、他の抗原結合部分のための6つのCDR、しかし、特定のモジュールには複数の抗原結合部分が存在し得る;図7を参照)。
上記の方法を用いて、cLCを利用する抗原結合部分に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを同定する。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
複数のベクターを同じ哺乳動物細胞にトランスフェクトする限り、CDRを同じベクター又は異なるベクターにクローニングすることができる。CDRのベクターへのクローニングには、VHフレームワークへのCDRHの挿入とVLフレームワークへのCDRLの挿入が含まれる。このようにして形成されたVH及びVLは、次いで、リンカーを介して互いに融合してscFvを形成し得、又はCH1及びCL定常領域に融合し得る。
次いで、作製されたベクターを哺乳動物宿主細胞にトランスフェクトし、ここで、複数のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールが発現されるが、抗原結合部分は同じCDRを有する(1つの抗原結合部分のための6つのCDR、他の抗原結合部分のための6つのCDR、しかし、特定のモジュールには複数の抗原結合部分が存在し得る;図7を参照)。
上記の方法を用いて、抗原結合部分に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを同定する。
一実施形態では、多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む。
一実施形態では、哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(「MDCK」)、バッファローラット肝臓細胞(「BRL」)、ヒト胚細胞(「W138」)、ヒトヘパトーマ細胞(「Hep G2」)、マウス乳癌(「MMT」)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される。
一実施形態では、発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、第1の抗原及び第2の抗原に対する各多重特異性抗体コンストラクトの結合親和性は、Octet、Forte Bio、Carterra LSA、SPR及びフローサイトメトリーを使用して測定される。
一実施形態では、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合は、液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)、Caliper、HPLC SEC、SDS-PAGE、及びマイクロチップキャピラリー電気泳動(「MCE」)からなる群から選択される方法によって決定される。
一実施形態では、各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される。特定の実施形態では、アフィニティータグは、ポリHis(ヘキサHisなど)、ストレプトアビジン、FLAG、HA(ヘマグルチニンインフルエンザウイルス)、及びmycタグからなる群から選択される。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングし、各抗原に結合する複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングし、各抗原に結合する複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)第1の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)第2の抗原に特異的に結合する3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)第1の抗原にも又は第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する重鎖CDR及び(c)(iii)の軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの第1の抗原及び第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと(c)(iii)の同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の結合親和性を比較する工程
を含む方法を対象とする。
一態様では、本発明は、多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)第1の抗体Fab断片又はscFv及び第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合するCDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、哺乳動物宿主細胞は、HEK293細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法を対象とする。
ある特定の実施形態では、scFvは、そのアミノ末端で、ペプチドリンカーを介してFc領域のカルボキシル末端(例えば、CH3ドメインのカルボキシル末端)に融合されるか、又はそうでなければ連結される。したがって、一実施形態では、得られる融合タンパク質が、N末端からC末端までに、CH2ドメイン、CH3ドメイン、第1のペプチドリンカー、VH領域、第2のペプチドリンカー、及びVL領域を含むように、scFvがFc領域に融合される。別の実施形態では、得られる融合タンパク質が、N末端からC末端までに、CH2ドメイン、CH3ドメイン、第1のペプチドリンカー、VL領域、第2のペプチドリンカー、及びVH領域を含むように、scFvがFc領域に融合される。「融合タンパク質」は、2つ以上の親タンパク質又はポリペプチドに由来するポリペプチド成分を含むタンパク質である。通常、融合タンパク質は、1つのタンパク質由来のポリペプチド配列をコードするヌクレオチド配列が、異なるタンパク質由来のポリペプチド配列をコードするヌクレオチド配列と一緒にインフレームに付加され、任意選択によりリンカーによって、その配列から分離される、融合遺伝子から発現する。この融合遺伝子は、その後、組換え宿主細胞によって発現されて、単一の融合タンパク質を産生することができる。
「ペプチドリンカー」とは、1つのポリペプチドを別のポリペプチドに共有結合させる約2~約50アミノ酸のオリゴペプチドを指す。ペプチドリンカーは、scFvにおいてVHドメインとVLドメインとを連結するために使用される。ペプチドリンカーはまた、scFv、Fab断片、又は他の機能的抗体断片をFc領域のアミノ末端又はカルボキシル末端に連結して、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質を作り出すために使用することができる。好ましくは、ペプチドリンカーは、少なくとも5アミノ酸長である。ある特定の実施形態では、ペプチドリンカーは、約5アミノ酸長~約40アミノ酸長である。他の実施形態では、ペプチドリンカーは、約8アミノ酸長~約30アミノ酸長である。さらに他の実施形態では、ペプチドリンカーは、約10アミノ酸長~約20アミノ酸長である。好ましくは、必ずしもというわけではないが、ペプチドリンカーは、20の標準的なアミノ酸の中のアミノ酸、特に、システイン、グリシン、アラニン、プロリン、アスパラギン、グルタミン、及び/又はセリンを含む。ある特定の実施形態では、ペプチドリンカーは、グリシン、セリン及びアラニンなど、立体障害のない大多数のアミノ酸で構成される。したがって、いくつかの実施形態において好ましいリンカーには、ポリグリシン、ポリセリン、及びポリアラニン、又はこれらのうちいずれかの組み合わせが含まれる。いくつかの例示的なペプチドリンカーとしては、以下に限定されないが、ポリ(Gly)2~8(配列番号22~26、30及び51)、特に(Gly)3(配列番号22)、(Gly)4(配列番号23)、(Gly)5(配列番号24)、(Gly)6(配列番号25)及び(Gly)7(配列番号26)、並びにポリ(Gly)4Ser(配列番号48)、ポリ(Gly-Ala)2~4(配列番号33~35)及びポリ(Ala)2~8(配列番号36~42)が挙げられる。ある特定の実施形態では、ペプチドリンカーは(GlyxSer)nであり、ここで、x=3又は4であり、n=2、3、4、5又は6である(配列番号29、31、32及び43~50)。そのようなペプチドリンカーとしては、「L5」(GGGGS又は「G4S」;配列番号27)、「L9」(GGGSGGGGS;又は「G3SG4S」;配列番号28)、「L10」(GGGGSGGGGS;又は「(G4S)2」;配列番号29)、「L15」(GGGGSGGGGSGGGGS;又は「(G4S)3」;配列番号31)、及び「L25」(GGGGSGGGGSGGGGSGGGGSGGGGS;又は「(G4S)5」;;配列番号32)が挙げられる。いくつかの実施形態では、scFv中でVH領域とVL領域とを連結しているペプチドリンカーは、L15又は(G4S)3リンカー(配列番号31)である。これらの及び他の実施形態では、カルボキシル末端の結合ドメイン(例えば、scFv又はFab)をFc領域のC末端に連結しているペプチドリンカーは、L9若しくはG3SG4Sリンカー(配列番号28)又はL10(G4S)2リンカー(配列番号29)である。
本発明の多重特異性抗原結合タンパク質に使用することができるペプチドリンカーの他の特定の例としては、(Gly)5Lys(配列番号1);(Gly)5LysArg(配列番号2);(Gly)3Lys(Gly)4(配列番号3);(Gly)3AsnGlySer(Gly)2(配列番号4);(Gly)3Cys(Gly)4(配列番号5);GlyProAsnGlyGly(配列番号6);GGEGGG(配列番号7);GGEEEGGG(配列番号8);GEEEG(配列番号9);GEEE(配列番号10);GGDGGG(配列番号11);GGDDDGG(配列番号12);GDDDG(配列番号13);GDDD(配列番号14);GGGGSDDSDEGSDGEDGGGGS(配列番号15);WEWEW(配列番号16);FEFEF(配列番号17);EEEWWW(配列番号18);EEEFFF(配列番号19);WWEEEWW(配列番号20);及びFFEEEFF(配列番号21)が挙げられる。
本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質の重鎖定常領域又はFc領域は、抗原結合タンパク質のグリコシル化及び/又はエフェクター機能に影響する1つ又は複数のアミノ酸置換を含んでいてもよい。免疫グロブリンのFc領域の機能の1つは、免疫グロブリンがその標的に結合するときに免疫系に伝達することである。これは、一般に「エフェクター機能」と呼ばれる。伝達は、抗体依存性細胞傷害(ADCC)、抗体依存性細胞貪食(ADCP)及び/又は補体依存性細胞障害(CDC)につながる。ADCC及びADCPは、免疫系の細胞の表面のFc受容体へのFc領域の結合を介して媒介される。CDCは、補体系のタンパク質、例えばC1qと、Fcとの結合を介して媒介される。いくつかの実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質は、ADCC活性、CDC活性、ADCP活性を含むエフェクター機能、及び/又は抗原結合タンパク質のクリアランス若しくは半減期を増強するために、定常領域に1つ又は複数のアミノ酸置換を含む。エフェクター機能を増強することができる例示的なアミノ酸置換(EU付番)としては、以下に限定されないが、E233L、L234I、L234Y、L235S、G236A、S239D、F243L、F243V、P247I、D280H、K290S、K290E、K290N、K290Y、R292P、E294L、Y296W、S298A、S298D、S298V、S298G、S298T、T299A、Y300L、V305I、Q311M、K326A、K326E、K326W、A330S、A330L、A330M、A330F、I332E、D333A、E333S、E333A、K334A、K334V、A339D、A339Q、P396L、又は上記のもののいずれかの組み合わせが挙げられる。
他の実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質は、エフェクター機能を低減するために、定常領域に1つ又は複数のアミノ酸置換を含む。エフェクター機能を低減することができる例示的なアミノ酸置換(EU付番)としては、以下に限定されないが、C220S、C226S、C229S、E233P、L234A、L234V、V234A、L234F、L235A、L235E、G237A、P238S、S267E、H268Q、N297A、N297G、V309L、E318A、L328F、A330S、A331S、P331S、又は上記のいずれかの組み合わせが挙げられる。
グリコシル化は、抗体、特にIgG1抗体のエフェクター機能の要因となり得る。したがって、いくつかの実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質は、結合タンパク質のグリコシル化のレベル又はタイプに影響を及ぼす1つ又は複数のアミノ酸置換を含んでいてもよい。ポリペプチドのグリコシル化は、典型的には、N結合型又はO結合型のいずれかである。N結合は、アスパラギン残基の側鎖への炭水化物部分の結合を指す。トリペプチド配列のアスパラギン-X-セリン及びアスパラギン-X-トレオニン(Xは、プロリン以外のあらゆるアミノ酸である)は、アスパラギン側鎖への炭水化物部分の酵素的結合のための認識配列である。ゆえに、ポリペプチド中にこれらのトリペプチド配列のいずれかが存在すると、潜在的なグリコシル化部位が作り出される。O結合型グリコシル化は、糖であるN-アセチルガラクトサミン、ガラクトース又はキシロースのうち1つの、ヒドロキシアミノ酸、最も一般的にはセリン又はトレオニンへの結合を指すが、5-ヒドロキシプロリン又は5-ヒドロキシリシンを使用することもできる。
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質のグリコシル化は、1つ又は複数のグリコシル化部位を、例えば、結合タンパク質のFc領域に付加することによって増加される。抗原結合タンパク質へのグリコシル化部位の付加は、上記のトリペプチド配列のうち1つ又は複数を含有するようにアミノ酸配列を改変することによって簡便に実現することができる(N結合型グリコシル化部位の場合)。改変は、1つ又は複数のセリン残基若しくはトレオニン残基の、開始配列への付加又は開始配列による置換によってなされることもできる(O結合型グリコシル化部位の場合)。容易にするために、抗原結合タンパク質アミノ酸配列は、DNAレベルでの変化によって、特に、所望のアミノ酸に翻訳されるコドンが生成されるように、予め選択された塩基の位置で標的ポリペプチドをコードするDNAを変異させることによって、改変することができる。
本発明はまた、炭水化物構造が改変されて、エフェクター活性が改変されている多重特異性抗原結合タンパク質分子、例えば、フコシル化がないか又は減少して、ADCC活性の向上を示す抗原結合タンパク質の産生も包含する。フコシル化を減少させる又は排除する様々な方法が当該技術分野において知られている。例えば、ADCCエフェクター活性は、抗体分子のFcγRIII受容体への結合によって媒介され、これは、CH2ドメインのN297残基でのN結合型グリコシル化の炭水化物構造に依存することが示されている。非フコシル化抗体は、高い親和性でこの受容体に結合し、FcγRIII媒介性エフェクター機能を天然のフコシル化抗体よりも効率的に誘発する。例えば、アルファ-1,6-フコシルトランスフェラーゼ酵素がノックアウトされているCHO細胞における非フコシル化抗体の組換え産生は、ADCC活性が100倍増加した抗体を生じる(Yamane-Ohnuki et al.,Biotechnol Bioeng.87(5):614-22,2004を参照)。同様の効果は、フコシル化経路におけるアルファ-1,6-フコシルトランスフェラーゼ酵素又は他の酵素の活性を低下させることによって、例えば、siRNA若しくはアンチセンスRNA処理、酵素をノックアウトするような細胞株の操作、又は選択的グリコシル化阻害剤を用いる培養によって、達成することができる(Rothman et al.,Mol Immunol.26(12):1113-23,1989を参照)。いくつかの宿主細胞株、例えばLec13又はラットハイブリドーマYB2/0細胞株は、より低いフコシル化レベルを有する抗体を天然に産生する(Shields et al.,J Biol Chem.277(30):26733-40,2002及びShinkawa et al.,J Biol Chem.278(5):3466-73,2003を参照)。例えば、GnTIII酵素を過剰発現する細胞において抗体を組換え産生することによる、二分された糖鎖レベルの増加もADCC活性を増加させることが判明している(Umana et al.,Nat Biotechnol.17(2):176-80,1999を参照)。
他の実施形態では、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質のグリコシル化は、1つ又は複数のグリコシル化部位を、例えば、結合タンパク質のFc領域から除去することによって、低減又は排除される。N結合型グリコシル化部位を排除又は改変するアミノ酸置換により、抗原結合タンパク質のN結合型グリコシル化を低減又は排除することができる。ある特定の実施形態では、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質は、N297Q、N297A、又はN297GなどのN297位(EU付番)での変異を含む。特定の一実施形態では、本発明の多二重特異性抗原結合タンパク質は、N297G変異を有するヒトIgG1抗体由来のFc領域を含む。N297変異を含む分子の安定性を向上させるために、分子のFc領域はさらに操作されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、Fc領域における1つ又は複数のアミノ酸は、二量体状態でジスルフィド結合形成を促進するためにシステインで置換される。したがって、IgG1 Fc領域のV259、A287、R292、V302、L306、V323、又はI332(EU付番)に対応する残基は、システインで置換され得る。好ましくは、残基の特定の対が、互いにジスルフィド結合を優先的に形成するようにシステインで置換され、このため、ジスルフィド結合のスクランブルが制限又は防止される。好ましい対としては、以下に限定されないが、A287C及びL306C、V259C及びL306C、R292C及びV302C、並びにV323C及びI332Cが挙げられる。特定の実施形態では、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質は、R292C及びV302Cに変異を有するヒトIgG1抗体由来のFc領域を含む。このような実施形態では、Fc領域は、N297G変異も含む場合がある。
例えば、サルベージ受容体結合エピトープの組み込み又は付加による(例えば、適切な領域の変異による、又はエピトープをペプチドタグに組み込み、続いて、例えば、DNA若しくはペプチド合成によって、いずれかの末端又は中央で抗原結合タンパク質に融合させることによる;例えば、国際公開第96/32478号パンフレットを参照)、或いはPEG又は他の水溶性ポリマー、例えば、多糖ポリマーなどの分子の付加による、血清半減期を延長するための本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の修飾もまた望ましい場合がある。サルベージ受容体結合エピトープは、好ましくは、Fc領域の1つ又は2つのループ由来の任意の1つ又は複数のアミノ酸残基が抗原結合タンパク質中の類似の位置に移入される領域を構成する。より一層好ましくは、Fc領域の1つ又は2つのループ由来の3つ以上の残基が移入される。さらにより好ましくは、エピトープはFc領域(例えば、IgG Fc領域)のCH2ドメインから採取され、抗原結合タンパク質のCH1、CH3、若しくはVH領域、又は2つ以上のそのような領域に移入される。或いは、エピトープはFc領域のCH2ドメインから採取され、抗原結合タンパク質のCL領域若しくはVL領域、又はその両方に移入される。Fc変異体及びそれらのサルベージ受容体との相互作用の説明については、国際出願の、国際公開第97/34631号パンフレット及び国際公開第96/32478号パンフレットを参照されたい。
本発明は、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質及びその成分をコードする、1つ又は複数の単離された核酸を含む。本発明の核酸分子には、単鎖及び二本鎖の両方の形態のDNA及びRNA、並びに対応する相補的配列が含まれる。DNAには、例えば、cDNA、ゲノムDNA、化学的に合成されたDNA、PCRによって増幅されたDNA及びそれらの組み合わせが含まれる。本発明の核酸分子には、完全長遺伝子又はcDNA分子並びにそれらの断片の組み合わせが含まれる。本発明の核酸は、優先的にはヒト供給源に由来するが、本発明には非ヒト種に由来するものも含まれる。
免疫グロブリン又はその領域(例えば、可変領域、Fc領域など)又は目的のポリペプチド由来の該当するアミノ酸配列は、直接タンパク質配列解析法によって決定することができ、好適なコードヌクレオチド配列は普遍コドン表に従ってデザインすることができる。或いは、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の結合ドメインの起源となり得る、モノクローナル抗体をコードするゲノムDNA又はcDNAは、従来の手順を使用して(例えば、モノクローナル抗体の重鎖及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り)、そのような抗体を産生する細胞から単離し、配列決定することができる。
本明細書において「単離されたポリヌクレオチド」と互換的に使用される「単離された核酸」は、天然に存在する供給源から単離された核酸の場合、核酸が単離された生物のゲノムに存在する隣接遺伝子配列から分離されている核酸である。例えば、PCR産物、cDNA分子又はオリゴヌクレオチドなど、鋳型から酵素的に、又は化学的に合成された核酸の場合、このようなプロセスから得られる核酸は、単離された核酸であると理解される。単離された核酸分子は、別個の断片の形態の核酸分子、又はより大きな核酸コンストラクトの成分としての核酸分子を指す。好ましい一実施形態では、核酸は、不純にする内因性物質を実質的に含まない。核酸分子は、好ましくは、実質的に純粋な形態で、且つ標準的な生化学的方法(例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,2nd ed.,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,NY(1989)に概説されているもの)によるその成分ヌクレオチド配列の同定、操作、及び回収を可能にする量又は濃度で、少なくとも1回単離されたDNA又はRNAから誘導されている。このような配列は、好ましくは、通常、真核生物遺伝子に存在する内部非翻訳配列又はイントロンによって中断されないオープンリーディングフレームの形態で提供及び/又は構築される。非翻訳のDNAの配列は、オープンリーディングフレームから5’側又は3’側に存在することができ、この場合、これは、コード領域の操作又は発現を妨害しない。特に明記しない限り、本明細書に記載される任意の単鎖ポリヌクレオチド配列の左側末端は、5’末端であり、二本鎖ポリヌクレオチド配列の左側方向は、5’方向と呼ばれる。新生RNA転写産物の5’から3’への産生の方向は、転写方向と呼ばれ、RNA転写産物の5’末端の5’側にあるRNA転写産物と同じ配列を有するDNA鎖上の配列領域は、「上流配列」と呼ばれ、RNA転写産物の3’末端の3’側にあるRNA転写産物と同じ配列を有するDNA鎖上の配列領域は、「下流配列」と呼ばれる。
本発明はまた、中程度にストリンジェントな条件下、より好ましくは高度にストリンジェントな条件下で、本明細書に記載されるポリペプチドをコードする核酸にハイブリダイズする核酸も含む。ハイブリダイゼーション条件の選択に影響する基本パラメータ及び好適な条件を考案するためのガイダンスは、Sambrook,Fritsch,and Maniatis(1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.,chapters 9 and 11;及びCurrent Protocols in Molecular Biology,1995,Ausubel et al.,eds.,John Wiley & Sons,Inc.,sections 2.10 and 6.3-6.4)によって示されており、例えば、DNAの長さ及び/又は塩基組成に基づいて当業者が容易に決定することができる。中程度にストリンジェントな条件を達成する一方法が、5×SSC、0.5%SDS、1.0mM EDTA(pH8.0)を含有する予洗溶液、約50%ホルムアミド、6×SSCのハイブリダイゼーションバッファ、約55℃のハイブリダイゼーション温度(又は他の類似のハイブリダイゼーション溶液、例えば、約42℃のハイブリダイゼーション温度による、約50%ホルムアミドを含有するもの)、及び0.5×SSC、0.1%SDS中の約60℃の洗浄条件の使用を含む。一般に、高度にストリンジェントな条件は、およそ68℃、0.2×SSC、0.1%SDSで洗浄すること以外は上記のようなハイブリダイゼーション条件として定義される。SSPE(l×SSPEは、0.15M NaCl、10mM NaH2PO4、及び1.25mM EDTA、pH7.4である)は、ハイブリダイゼーション緩衝液及び洗浄緩衝液中のSSC(l×SSCは、0.15M NaCl及び15mMクエン酸ナトリウムである)に置換することができ、ハイブリダイゼーションが完了した後、15分間洗浄を行う。当然のことながら、当業者に知られており、以下にさらに説明されるように、ハイブリダイゼーション反応及び二本鎖の安定性を決定する基本原理を適用することにより、所望の程度のストリンジェンシーを達成するために必要に応じて、洗浄温度及び洗浄塩濃度を調節することができる(例えば、Sambrook et al.,1989を参照)。核酸を未知の配列の標的核酸へとハイブリダイズする場合、ハイブリッド長はハイブリダイズする核酸の長さであると仮定する。既知の配列の核酸がハイブリダイズされる場合、ハイブリッド長は、両核酸の配列を整列させ、最適な配列相補性の領域又は領域群を同定することによって決定することができる。50塩基対長未満であると予想されるハイブリッドのハイブリダイゼーション温度は、ハイブリッドの融解温度(Tm)より5~10℃低くなければならず、ここで、Tmは、以下の式に従って決定される。18塩基対長未満のハイブリッドの場合、Tm(℃)=2(A+T塩基の数)+4(G+C塩基の数)。18塩基対長を超えるハイブリッドの場合、Tm(℃)=81.5+16.6(log10[Na+])+0.41(%G+C)-(600/N)、(式中、Nはハイブリッド中の塩基の数であり、[Na+]はハイブリダイゼーション緩衝液中のナトリウムイオンの濃度である)(1×SSCの[Na+]=0.165M)。好ましくは、このようなハイブリダイズする核酸の各々は、少なくとも15ヌクレオチド(又はより好ましくは少なくとも18ヌクレオチド、若しくは少なくとも20ヌクレオチド、若しくは少なくとも25ヌクレオチド、若しくは少なくとも30ヌクレオチド、若しくは少なくとも40ヌクレオチド、又は最も好ましくは少なくとも50ヌクレオチド)の長さ、或いはそれがハイブリダイズする本発明の核酸の長さの少なくとも25%(より好ましくは少なくとも50%、又は少なくとも60%、又は少なくとも70%、及び最も好ましくは少なくとも80%)である長さを有し、且つそれがハイブリダイズする本発明の核酸と、少なくとも60%の配列同一性(より好ましくは少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%、及び最も好ましくは少なくとも99.5%)を有する。ここで、配列同一性は、上でより詳細に記載されているように、ハイブリダイズする核酸の配列を、重複及び同一性が最大となり、配列ギャップが最小になるように整列させたときの、当該核酸の配列を比較することによって決定される。
本明細書に記載される抗原結合タンパク質のバリアントは、ポリペプチドをコードするDNAにおけるヌクレオチドの部位特異的な変異誘発により、カセット若しくはPCR変異誘発、又は当該技術分野において周知の他の技術を使用して、変異体をコードするDNAを産生し、その後、本明細書に概説するように、細胞培養物中で組換えDNAを発現させることによって調製することができる。しかし、約100~150個までの残基を有するバリアントCDRを含む抗原結合タンパク質は、確立された技術を使用してインビトロ合成によって調製することができる。バリアントは、典型的には、天然の類似体と同様の定性的生物学的活性、例えば抗原への結合を示す。このようなバリアントは、例えば、抗原結合タンパク質のアミノ酸配列内の残基の欠失及び/又は挿入及び/又は置換を含む。欠失、挿入及び置換の任意の組み合わせを行って、最終コンストラクトに至るのであるが、但し、最終コンストラクトは所望の特性を保持するものとする。アミノ酸の変化はまた、グリコシル化部位の数又は位置を変化させるなど、抗原結合タンパク質の翻訳後プロセスを改変する場合もある。ある特定の実施形態では、抗原結合タンパク質変異体は、エピトープ結合に直接関与するアミノ酸残基を修飾する目的で調製される。他の実施形態では、本明細書に記載の目的のため、エピトープ結合に直接関与しない残基、又はエピトープ結合に何ら関与しない残基の修飾が望ましい。CDR領域及び/又はフレームワーク領域のいずれかにおける変異誘発が企図される。抗原結合タンパク質のアミノ酸配列における有用な修飾をデザインするために、当業者は共分散分析技術を使用することができる。例えば、Choulier,et al.,Proteins 41:475-484,2000;Demarest et al.,J.Mol.Biol.335:41-48,2004;Hugo et al.,Protein Engineering 16(5):381-86,2003;Aurora et al.、米国特許出願公開第2008/0318207A1号明細書;Glaser et al.、米国特許出願公開第2009/0048122A1号明細書;Urech et al.、国際公開第2008/110348A1号パンフレット;Borras et al.、国際公開第2009/000099A2号パンフレットを参照されたい。共分散分析によって決定されるそのような改変は、抗原結合タンパク質の効力、薬物動態学的、薬力学的及び/又は製造可能性の特性を改善することができる。
本発明はまた、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の1つ又は複数の成分(例えば、可変領域、軽鎖、重鎖、修飾された重鎖、及びFd断片)をコードする1つ又は複数の核酸を含むベクターを含む。「ベクター」という用語は、タンパク質コード情報を宿主細胞に移入するために使用される任意の分子又は実体(例えば、核酸、プラスミド、バクテリオファージ又はウイルス)を指す。ベクターの例としては、以下に限定されないが、プラスミド、ウイルスベクター、非エピソーム哺乳動物ベクター及び発現ベクター、例えば、組換え発現ベクターが挙げられる。「発現ベクター」又は「発現コンストラクト」という用語は、本明細書で使用する場合、特定の宿主細胞において作動可能に連結されるコード配列の発現に必要な、所望のコード配列及び適切な核酸制御配列を含有する組換えDNA分子を指す。発現ベクターは、転写、翻訳に影響を及ぼすか又はそれを制御し、且つイントロンが存在する場合、それに作動可能に連結されたコード領域のRNAスプライシングに影響を及ぼす配列を含むことができるが、これに限定されない。原核生物での発現に必要な核酸配列には、プロモーター、任意選択によりオペレーター配列、リボソーム結合部位、及び場合によりその他の配列が含まれる。真核細胞は、プロモーター、エンハンサー、並びに終結シグナル及びポリアデニル化シグナルを利用することが知られている。分泌シグナルペプチド配列もまた、任意選択により発現ベクターによってコードされ、目的のコード配列に作動可能に連結されることが可能であり、これにより、所望の場合、細胞から目的のポリペプチドがより容易に単離されるように、組換え宿主細胞に発現ポリペプチドを分泌させることができる。特定の実施形態では、シグナルペプチドは、MDMRVPAQLLGLLLLWLRGARC(配列番号52)、MAWALLLLTLLTQGTGSWA(配列番号53)、MTCSPLLLTLLIHCTGSWA(配列番号54)、MEAPAQLLFLLLLWLPDTTG(配列番号55)、MEWTWRVLFLVAAATGAHS(配列番号56)、METPAQLLFLLLLWLPDTTG(配列番号57)、METPAQLLFLLLLWLPDTTG(配列番号58)、MKHLWFFLLLVAAPRWVLS(配列番号59)、及びMEWSWVFLFFLSVTTGVHS(配列番号60)からなる群から選択される。
通常、本発明の多重特異性抗原タンパク質を産生するために宿主細胞中で使用される発現ベクターは、プラスミド維持のための配列、並びに多重特異性抗原結合タンパク質の成分をコードする外因性ヌクレオチド配列のクローン化及び発現のための配列を含有する。集合的に「隣接配列」と呼ばれるこのような配列は、ある特定の実施形態において、典型的には、以下のヌクレオチド配列:プロモーター、1つ又は複数のエンハンサー配列、複製起点、転写終結配列、ドナー及びアクセプタースプライス部位を含有する完全イントロン配列、ポリペプチド分泌のためのリーダー配列をコードする配列、リボソーム結合部位、ポリアデニル化配列、発現されるべきポリペプチドをコードする核酸を挿入するためのポリリンカー領域、並びに選択マーカーエレメントのうち1つ又は複数を含む。これらの配列の各々を以下に記載する。
任意選択により、ベクターは、「タグ」コード配列、すなわち、ポリペプチドコード配列の5’末端又は3’末端に位置するオリゴヌクレオチド分子を含有することができ、このオリゴヌクレオチドタグ配列は、ポリHis(ヘキサHisなど)、ストレプトアビジン、FLAG、HA(ヘマグルチニンインフルエンザウイルス)、myc、又は市販の抗体が存在する別の「タグ」分子をコードする。このタグは、通常、ポリペプチドが発現すると、ポリペプチドに融合され、宿主細胞からのポリペプチドの親和性精製又は検出のための手段としての役目をすることができる。親和性精製は、例えば、タグに対する抗体を親和性マトリックスとして使用するカラムクロマトグラフィーによって実現することができる。任意選択により、その後、ある特定の切断用ペプチダーゼを使用するなどの様々な手段によって、精製されたポリペプチドからタグを除去することができる。
隣接配列は、同族性(すなわち、宿主細胞と同一の種及び/又は株に由来する)、異種性(すなわち、宿主細胞の種又は株以外の種に由来する)、ハイブリッド(すなわち、2つ以上の供給源に由来する隣接配列の組み合わせ)、合成、又は天然とすることができる。したがって、隣接配列の供給源は、任意の原核生物若しくは真核生物、任意の脊椎動物若しくは無脊椎動物、又は任意の植物とすることができるが、但し、その隣接配列が宿主細胞機構において機能し、且つ宿主細胞機構によって活性化され得るものとする。
本発明のベクターに有用な隣接配列は、当該技術分野においてよく知られた複数の方法のいずれかによって得ることができる。通常、本明細書において有用な隣接配列は、マッピング及び/又は制限エンドヌクレアーゼ消化によって事前に同定されているであろうから、適切な制限エンドヌクレアーゼを使用し、適切な組織源から単離することができる。場合により、隣接配列の全ヌクレオチド配列は既知であり得る。この場合、隣接配列は、核酸合成又はクローン化の常法を使用して合成することができる。
隣接配列の全てが既知であるか、又はその一部のみが既知であるかを問わず、ポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)を使用して、且つ/又は同じ若しくは別の種に由来するオリゴヌクレオチド及び/若しくは隣接配列断片などの好適なプローブを用いてゲノムライブラリーをスクリーニングすることによって、隣接配列を得ることができる。隣接配列が不明である場合、隣接配列を含有するDNAの断片を、例えば、コード配列又は1つ若しくは複数の別の遺伝子を含有し得るDNAの大型断片から単離することができる。単離は、制限エンドヌクレアーゼ消化によって適切なDNA断片を産生し、続いてアガロースゲル精製、Qiagen(登録商標)カラムクロマトグラフィー(Chatsworth,CA)、又は当業者に知られた他の方法を使用して単離することにより実現することができる。この目的を達成するのに適した酵素の選択は、当業者には容易に分かるであろう。
複製起点は、通常、市販のものを購入した原核生物発現ベクターの一部であり、その起点は、宿主細胞におけるベクターの増幅に役立つ。選択したベクターが複製起点部位を含有しない場合、既知の配列に基づいて化学的に合成し、ベクターにライゲートしてもよい。例えば、プラスミドpBR322(New England Biolabs,Beverly,MA)に由来する複製起点は、ほとんどのグラム陰性菌に適しており、様々なウイルス性の起点(例えば、SV40、ポリオーマ、アデノウイルス、水疱性口内炎ウイルス(VSV)、又はパピローマウイルス、例えば、HPV若しくはBPV)が哺乳動物細胞におけるベクターのクローン化に有用である。一般に、複製起点成分は哺乳動物発現ベクターには必要でない(例えば、SV40起点は、ウイルス初期プロモーターも含有するという理由でのみ、使用されることが多い)。
転写終結配列は、典型的には、ポリペプチドコード領域の3’末端側に位置し、転写を終結させる働きをする。通常、原核細胞における転写終結配列は、G-Cに富む断片とそれに続くポリT配列である。この配列はライブラリーから容易にクローン化されるか、又はベクターの一部として、市販品を購入する場合さえあるが、既知の核酸合成の方法を使用して容易に合成することもできる。
選択マーカー遺伝子は、選択培養培地中で増殖させた宿主細胞の生存及び増殖に必要なタンパク質をコードする。典型的な選択マーカー遺伝子は、(a)原核生物の宿主細胞に、抗生物質又は他の毒素、例えば、アンピシリン、テトラサイクリン又はカナマイシンに対する耐性を付与するタンパク質;(b)細胞の栄養要求性欠損を補完するタンパク質;又は(c)複合培地又は限定培地からは利用不能の重要な栄養素を供給するタンパク質をコードする。特異的選択マーカーは、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子及びテトラサイクリン耐性遺伝子である。有利なことには、ネオマイシン耐性遺伝子もまた、原核生物の宿主細胞及び真核生物の宿主細胞の両方における選択に使用することができる。
他の選択遺伝子を使用して、発現される遺伝子を増幅してもよい。増幅は、増殖又は細胞生存に重要なタンパク質の産生に必要とされる遺伝子が、組換え細胞の累代の染色体内でタンデムに反復されるプロセスである。哺乳動物細胞に好適な選択マーカーの例としては、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)及びプロモーターレスチミジンキナーゼ遺伝子が挙げられる。哺乳動物細胞形質転換体を、この形質転換体のみが唯一、ベクター中に存在する選択遺伝子によって生存するように適合されている選択圧下に置く。選択圧は、培地中の選択剤の濃度が連続的に増加する条件下で形質転換された細胞を培養することによって課され、それにより、選択遺伝子と、本明細書中に記載される多重特異性抗原結合タンパク質の1つ又は複数の成分などの別の遺伝子をコードするDNAとの両方の増幅を導く。その結果、増幅されたDNAから多量のポリペプチドが合成される。
リボソーム結合部位は、通常、mRNAの翻訳開始に必要であり、シャイン・ダルガーノ配列(原核生物)又はコザック配列(真核生物)によって特徴付けられる。このエレメントは、典型的には、プロモーターの3’側、及び発現されることになるポリペプチドのコード配列の5’側に位置する。ある特定の実施形態では、1つ又は複数のコード領域は、内部リボソーム結合部位(IRES)に作動可能に連結され得、単一のRNA転写産物から2つのオープンリーディングフレームの翻訳を可能にする。
真核生物の宿主細胞発現系においてグリコシル化が所望されるなどの場合には、グリコシル化又は収率を向上させるために、種々のプレ配列又はプロ配列を操作することができる。例えば、特定のシグナルペプチドのペプチダーゼ切断部位を改変するか、又はプロ配列を付加することができ、これもグリコシル化に影響し得る。最終タンパク質産物は-1位(成熟タンパク質の最初のアミノ酸に対して)に、発現に付随する1つ又は複数の追加のアミノ酸を有する場合があり、これは、完全には除去されていなくてもよい。例えば、最終タンパク質産物は、アミノ末端に結合した、ペプチダーゼ切断部位に見出される1つ又は2つのアミノ酸残基を有し得る。代わりに、いくつかの酵素切断部位を使用すると、酵素が成熟ポリペプチド内のこのような領域で切断する場合、所望のポリペプチドがわずかに切断された形態を生じ得る。
本発明の発現ベクター及びクローニングベクターは、通常、宿主生物によって認識され、ポリペプチドをコードする分子に作動可能に連結されたプロモーターを含有する。「作動可能に連結された」という用語は、本明細書で使用する場合、所与の遺伝子の転写及び/又は所望のタンパク質分子の合成を指令することができる核酸分子が産生されるように、2つ以上の核酸配列が連結されていることを指す。例えば、タンパク質コード配列に「作動可能に連結された」ベクター中の制御配列は、タンパク質コード配列の発現が制御配列の転写活性と適合する条件下で行われるように、タンパク質コード配列にライゲートされる。より具体的には、プロモーター及び/又はエンハンサー配列(シス作用性転写制御エレメントの任意の組み合わせを含む)は、それが適切な宿主細胞又は他の発現系においてコード配列の転写を刺激又は調節する場合、そのコード配列に作動可能に連結されている。
プロモーターは、構造遺伝子(一般に、約100~1000bp以内)の開始コドンの上流(すなわち5’側)に位置し、構造遺伝子の転写を制御する非転写配列である。通常、プロモーターは、2つのクラス:誘導性プロモーター及び構成的プロモーターの一方に分類される。誘導性プロモーターは、栄養素の有無又は温度の変化などの培養条件の何らかの変化に応じ、その制御下で、DNAからの転写レベルの増加を開始する。一方、構成的プロモーターは、それが作動可能に連結されている遺伝子を均一に、すなわち遺伝子発現に対する制御をほとんど又は全く行わずに転写する。種々の潜在的宿主細胞によって認識される多数のプロモーターがよく知られている。好適なプロモーターは、供給源DNAから制限酵素消化によりプロモーターを除去し、所望のプロモーター配列をベクターに挿入することによって、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の、例えば、重鎖、軽鎖、修飾された重鎖、又は他の成分をコードするDNAに作動可能に連結される。
酵母宿主とともに使用するのに好適なプロモーターも当該技術分野においてよく知られている。酵母エンハンサーは、酵母プロモーターとともに使用されるのが有利である。哺乳動物宿主細胞とともに使用するのに好適なプロモーターはよく知られており、以下に限定されないが、ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス、アデノウイルス(アデノウイルス2型など)、ウシパピローマウイルス、トリ肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルス、及び最も好ましくはシミアンウイルス40(SV40)などのウイルスのゲノムから得られるものが挙げられる。他の好適な哺乳動物プロモーターとしては、異種哺乳動物プロモーター、例えば、熱ショックプロモーター及びアクチンプロモーターが挙げられる。
対象となり得るさらなるプロモーターとしては、以下に限定されないが、SV40初期プロモーター(Benoist and Chambon,1981,Nature 290:304-310);CMVプロモーター(Thornsen et al.,1984,Proc.Natl.Acad.U.S.A.81:659-663)、ラウス肉腫ウイルスの3’側の長い末端反復に含まれるプロモーター(Yamamoto et al.,1980,Cell 22:787-797)、ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagner et al.,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:1444-1445);メタロチオネイン遺伝子由来のプロモーター及び調節配列(Prinster et al.,1982,Nature 296:39-42);並びにベータ-ラクタマーゼプロモーターなどの原核生物プロモーター(Villa-Kamaroff et al.,1978,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.75:3727-3731);又はtacプロモーター(DeBoer et al.,1983,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.80:21-25)が挙げられる。組織特異性を示し、トランスジェニック動物で利用されている以下の動物転写制御領域も対象となる:膵腺房細胞において活性であるエラスターゼI遺伝子制御領域(Swift et al.,1984,Cell 38:639-646;Ornitz et al.,1986,Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol.50:399-409;MacDonald,1987,Hepatology 7:425-515);膵ベータ細胞において活性であるインスリン遺伝子制御領域(Hanahan,1985,Nature 315:115-122);リンパ細胞において活性である免疫グロブリン遺伝子制御領域(Grosschedl et al.,1984,Cell 38:647-658;Adames et al.,1985,Nature 318:533-538;Alexander et al.,1987,Mol.Cell.Biol.7:1436-1444);精巣、***、リンパ球及び肥満細胞において活性であるマウス***腫瘍ウイルス制御領域(Leder et al.,1986,Cell 45:485-495);肝臓において活性であるアルブミン遺伝子制御領域(Pinkert et al.,1987,Genes and Devel.1:268-276);肝臓において活性であるアルファ-フェトプロテイン遺伝子制御領域(Krumlauf et al.,1985,Mol.Cell.Biol.5:1639-1648;Hammer et al.,1987,Science 253:53-58);肝臓において活性であるアルファ1-アンチトリプシン遺伝子制御領域(Kelsey et al.,1987,Genes and Devel.1:161-171);骨髄細胞において活性であるベータ-グロビン遺伝子制御領域(Mogram et al.,1985,Nature 315:338-340;Kollias et al.,1986,Cell 46:89-94);脳内のオリゴデンドロサイト細胞において活性であるミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域(Readhead et al.,1987,Cell 48:703-712);骨格筋において活性であるミオシン軽鎖-2遺伝子制御領域(Sani,1985,Nature 314:283-286);並びに視床下部において活性である性腺刺激放出ホルモン遺伝子制御領域(Mason et al.,1986,Science 234:1372-1378)。
エンハンサー配列をベクターに挿入し、高等真核生物によって、多重特異性抗原結合タンパク質の成分(例えば、軽鎖、重鎖、修飾された重鎖、Fd断片)をコードするDNAの転写を増加させることができる。エンハンサーは、プロモーターに作用して転写を増加させる、通常、約10~300bp長のDNAのシス作用性エレメントである。エンハンサーは、方向及び位置に比較的依存せず、転写単位に対して5’側及び3’側の双方の位置にて見出されている。哺乳動物遺伝子から入手可能な複数のエンハンサー配列が知られている(例えば、グロビン、エラスターゼ、アルブミン、アルファ-フェト-タンパク質、及びインスリン)。しかしながら、通常、ウイルス由来のエンハンサーが使用される。当該技術分野において公知のSV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、ポリオーマエンハンサー及びアデノウイルスエンハンサーは、真核生物プロモーターの活性化のための例示的な増強エレメントである。エンハンサーは、ベクターにおいてコード配列の5’側又は3’側のいずれに位置してもよいが、典型的には、プロモーターから5’側の部位に位置する。適切な天然又は異種性のシグナル配列(リーダー配列又はシグナルペプチド)をコードする配列を発現ベクターに組み込んで、細胞外への抗体の分泌を促進することができる。シグナルペプチド又はリーダーの選択は、抗体が産生されることになる宿主細胞の型に依存し、異種性のシグナル配列が天然のシグナル配列に取って代わることができる。シグナルペプチドの例は、上に記載されている。哺乳動物宿主細胞において機能する他のシグナルペプチドとして、米国特許第4,965,195号明細書に記載されるインターロイキン-7(IL-7)のシグナル配列;Cosman et al.,1984,Nature 312:768に記載されるインターロイキン-2受容体のシグナル配列;欧州特許第0367 566号明細書に記載されるインターロイキン-4受容体シグナルペプチド;米国特許第4,968,607号明細書に記載されるI型インターロイキン-1受容体シグナルペプチド;欧州特許第0 460 846号明細書に記載されるII型インターロイキン-1受容体シグナルペプチドが挙げられる。
提供される発現ベクターは、市販のベクターなどの出発ベクターから構築してもよい。そのようなベクターは、所望の隣接配列の全てを含有していてもしていなくてもよい。本明細書に記載される隣接配列のうち1つ又は複数がベクターに最初から存在していない場合、それらを個々に取得してベクターにライゲートしてもよい。隣接配列の各々を取得するために使用される方法は、当業者によく知られている。発現ベクターを宿主細胞に導入し、それにより、本明細書に記載される核酸によってコードされる融合タンパク質を含むタンパク質を産生することができる。
ある特定の実施形態では、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質の異なる成分をコードする核酸を、同じ発現ベクターに挿入してもよい。そのような実施形態では、軽鎖及び重鎖が同じmRNA転写産物から発現されるように、配列内リボソーム侵入部位(IRES)により、単一のプロモーターの制御下で、2つの核酸が分離されてもよい。代わりに、2つの核酸は、軽鎖及び重鎖が2つの別個のmRNA転写産物から発現されるように、2つの別個のプロモーターの制御下にあってもよい。
同様に、IgG-scFv多重特異性抗原結合タンパク質については、軽鎖をコードする核酸は、修飾された重鎖(重鎖及びscFvを含む融合タンパク質)をコードする核酸と同じ発現ベクターにクローン化されてもよく、その場合、2つの核酸は単一のプロモーターの制御下にあってIRESによって分離されるか、又は2つの核酸は2つの別個のプロモーターの制御下にある。IgG-Fab多重特異性抗原結合タンパク質については、3つの成分の各々をコードする核酸は、同じ発現ベクターにクローン化されてもよい。いくつかの実施形態では、IgG-Fab分子の軽鎖をコードする核酸、及び第2のポリペプチド(C末端のFabドメインのもう半分を含む)をコードする核酸は、1つの発現ベクターにクローン化され、一方、修飾された重鎖(重鎖及びFabドメインの半分を含む融合タンパク質)をコードする核酸は、第2の発現ベクターにクローン化される。ある特定の実施形態では、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質の全ての成分は、同じ宿主細胞集団から発現される。例えば、1つ又は複数の成分が別個の発現ベクターにクローン化される場合でも、宿主細胞に両方の発現ベクターを同時トランスフェクトして、1つの細胞が多二重特異性抗原結合タンパク質の全ての成分を産生するようにする。
ベクターが構築され、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質の成分をコードする1つ又は複数の核酸分子が、1つ又は複数のベクターの適切な部位に挿入された後、完成したベクターは、増幅及び/又はポリペプチド発現に好適な宿主細胞に挿入することができる。したがって、本発明は、多重特異性抗原結合タンパク質の成分をコードする1つ又は複数の発現ベクターを含む、単離された宿主細胞を包含する。「宿主細胞」という用語は、本明細書で使用する場合、核酸で形質転換されているか、又は形質転換されることが可能であり、それにより、目的の遺伝子を発現する細胞を指す。この用語には、目的の遺伝子が存在する限り、親細胞の子孫の形態又は遺伝的構造が元の親細胞と同一であるか否かにかかわらず、親細胞の子孫が含まれる。好ましくは少なくとも1つの発現制御配列(例えば、プロモーター又はエンハンサー)に作動可能に連結された、本発明の単離された核酸を含む宿主細胞は、「組換え宿主細胞」である。
抗原結合タンパク質の発現ベクターの選択された宿主細胞への形質転換は、トランスフェクション、感染、リン酸カルシウム共沈、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、リポフェクション、DEAE-デキストラン媒介トランスフェクション、又は他の既知の技術を含む周知の方法によって実現することができる。選択される方法は、ある程度、使用される宿主細胞の型に応じることになる。これらの方法及び他の好適な方法は、当業者にはよく知られており、例えば、前出のSambrook et al.,2001に示されている。
宿主細胞は、適切な条件下で培養されると抗原結合タンパク質を合成し、抗原結合タンパク質はその後、(宿主細胞がそれを培地に分泌する場合は)培養培地から、又は(それが分泌されない場合は)それを産生する宿主細胞から直接的に、採取することができる。適切な宿主細胞の選択は、所望の発現レベル、活性(グリコシル化又はリン酸化など)に望ましいか又は必要であるポリペプチドの修飾、及び生物学的に活性な分子へのフォールディングの容易さなどの様々な要因に依存することになる。
例示的な宿主細胞には、原核生物、酵母、又は高等真核生物細胞が含まれる。原核生物の宿主細胞としては、グラム陰性微生物又はグラム陽性微生物などの真正細菌、例えば、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、例えば、エシェリキア属(Escherichia)、例えば、大腸菌(E.coli)、エンテロバクター属(Enterobacter)、エルウィニア属(Erwinia)、クレブシエラ属(Klebsiella)、プロテウス属(Proteus)、サルモネラ属(Salmonella)、例えば、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、セラチア属(Serratia)、例えば、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)、及びシゲラ属(Shigella)、並びにバチルス属(Bacillus)、例えば、枯草菌(B.subtilis)及びB.リケニフォルミス(B.licheniformis)、シュードモナス属(Pseudomonas)及びストレプトミセス属(Streptomyces)が挙げられる。真核生物の微生物、例えば、糸状菌又は酵母は、組換えポリペプチドに好適なクローニング宿主又は発現宿主である。サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、又は一般的なパン酵母は、下等真核生物宿主微生物の中で最も一般的に使用される。しかしながら、ピキア属(Pichia)、例えば、P.パストリス(P.pastoris)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、クルイベロミセス属(Kluyveromyces)、ヤロウイア属(Yarrowia)、カンジダ属(Candida)、トリコデルマ・レーシア(Trichoderma reesia)、アカパンカビ(Neurospora crassa)、シュワニオミセス属(Schwanniomyces)、例えば、シュワニオミセス・オクシデンタリス(Schwanniomyces occidentalis)、並びに糸状菌、例えば、ニューロスポラ属(Neurospora)、ペニシリウム属(Penicillium)、トリポクラジウム属(Tolypocladium)及びアスペルギルス属(Aspergillus)宿主、例えば、A.ニデュランス(A.nidulans)、A.ニガー(A.niger)などの複数の他の属、種及び株が、ここで一般に利用可能であり、有用である。
グリコシル化された抗原結合タンパク質の発現のための宿主細胞は、多細胞生物由来とすることができる。無脊椎動物細胞の例には、植物細胞及び昆虫細胞が含まれる。多くのバキュロウイルスの株及び変異体、並びにツマジロクサヨトウ(Spodoptera frugiperda)(イモムシ)、ネッタイシマカ(Aedes aegypti)(蚊)、ヒトスジシマカ(Aedes albopictus)(蚊)、キイロショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)(ミバエ)及びカイコ(Bombyx mori)などの宿主由来の、対応する昆虫の許容宿主細胞が同定されている。このような細胞のトランスフェクションのための種々のウイルス株、例えば、オートグラファ・カリフォルニカ(Autographa californica)NPVのL-1変異体、及びカイコ(Bombyx mori)NPVのBm-5株が公に入手可能である。
脊椎動物宿主細胞もまた好適な宿主であり、このような細胞からの抗原結合タンパク質の組換え産生は常法となっている。発現のための宿主として利用可能な哺乳動物細胞株は、当該技術分野においてよく知られており、以下に限定されないが、アメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type Culture Collection:ATCC)から入手可能な不死化細胞株、例えば、以下に限定されないが、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、例えば、CHOK1細胞(ATCC CCL61)、DXB-11、DG-44、及びチャイニーズハムスター卵巣細胞/-DHFR(CHO、Urlaub et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:4216,1980);SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(COS-7、ATCC CRL 1651);ヒト胚腎臓株(293細胞又は懸濁培養での増殖用にサブクローン化された293細胞、(Graham et al.,J.Gen Virol.36:59,1977));ベビーハムスター腎臓細胞(BHK、ATCC CCL 10);マウスセルトリ細胞(TM4、Mather,Biol.Reprod.23:243-251,1980);サル腎臓細胞(CV1 ATCC CCL 70);アフリカミドリザル腎臓細胞(VERO-76、ATCC CRL-1587);ヒト頸癌細胞(HELA、ATCC CCL 2);イヌ腎臓細胞(MDCK、ATCC CCL 34);バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A、ATCC CRL 1442);ヒト肺細胞(W138、ATCC CCL 75);ヒト肝癌細胞(Hep G2、HB 8065);マウス***腫瘍(MMT 060562、ATCC CCL51);TRI細胞(Mather et al.,Annals N.Y Acad.Sci.383:44-68,1982);MRC 5細胞又はFS4細胞;哺乳動物骨髄腫細胞、及び多くの他の細胞株が挙げられる。別の実施形態では、それ自体の抗体は作製しないが、異種性抗体を作製及び分泌する能力を有するB細胞系統由来の細胞株を選択することができる。いくつかの実施形態では、CHO細胞が、本発明の多重特異性抗原結合タンパク質を発現するのに好ましい宿主細胞である。
多重特異性抗原結合タンパク質の産生のために、宿主細胞は上記の核酸又はベクターで形質転換又はトランスフェクトされ、プロモーターの誘導、形質転換体の選択、又は所望の配列をコードする遺伝子の増幅に適するように改変された従来の栄養培地中で培養される。加えて、選択マーカーによって分離された転写単位の複数のコピーを有する新規なベクター及びトランスフェクトされた細胞株は、抗原結合タンパク質の発現に特に有用である。したがって、本発明はまた、本明細書に記載される多重特異性抗原結合タンパク質を調製する方法であって、本明細書に記載される1つ又は複数の発現ベクターを含む宿主細胞を、当該1つ又は複数の発現ベクターによってコードされる多重特異性抗原結合タンパク質の発現を可能にする条件下にて培養培地中で培養する工程と、培養培地から多重特異性抗原結合タンパク質を回収する工程とを含む方法を提供する。
本発明の抗原結合タンパク質を産生するために使用される宿主細胞は、様々な培地中で培養することができる。ハムF10(Sigma)、最小必須培地(MEM、Sigma)、RPMI-1640(Sigma)及びダルベッコ改変イーグル培地(DMEM、Sigma)などの市販の培地は、宿主細胞を培養するのに適している。さらに、Ham et al.,Meth.Enz.58:44,1979;Barnes et al.,Anal.Biochem.102:255,1980;米国特許第4,767,704号明細書;米国特許第4,657,866号明細書;米国特許第4,927,762号明細書;米国特許第4,560,655号明細書;若しくは米国特許第5,122,469号明細書;国際公開第90103430号パンフレット;国際公開第87/00195号パンフレット;又は米国再発行特許第30,985号明細書に記載されている培地のいずれかを、宿主細胞の培養培地として使用することができる。これらの培地のうちいずれかは、必要に応じて、ホルモン及び/又は他の増殖因子(インスリン、トランスフェリン、又は上皮増殖因子など)、塩(塩化ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、及びリン酸塩など)、緩衝液(HEPESなど)、ヌクレオチド(アデノシン及びチミジンなど)、抗生物質(ゲンタマイシン(商標)薬物など)、微量元素(通常、マイクロモル範囲の最終濃度で存在する無機化合物として定義される)、並びにグルコース又は同等のエネルギー源を補充することができる。他に必要な任意の栄養補助物質もまた、当業者に公知の適切な濃度で含めてもよい。温度及びpHなどの培養条件は、発現のために選択された宿主細胞で以前に使用されたものであり、当業者には明らかであろう。
宿主細胞を培養すると、多重特異性抗原結合タンパク質は、細胞内、細胞膜周辺腔内で産生されること、又は培地中に直接分泌されることが可能である。抗原結合タンパク質が細胞内で産生される場合、第1の工程として、粒状の破片である宿主細胞又は溶解した断片を、例えば、遠心分離又は限外濾過によって除去する。二重特異性抗原結合タンパク質は、例えば、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、陽イオン若しくは陰イオン交換クロマトグラフィー、又は好ましくは、親和性リガンドとして目的の抗原又はプロテインA若しくはプロテインGを使用するアフィニティークロマトグラフィーを使用して精製することができる。プロテインAは、ヒトγ1、γ2又はγ4重鎖に基づくポリペプチドを含むタンパク質を精製するために使用することができる(Lindmark et al.,J.Immunol.Meth.62:1-13,1983)。プロテインGは、全てのマウスアイソタイプ及びヒトγ3に推奨されている(Guss et al.,EMBO J.5:15671575,1986)。親和性リガンドが結合するマトリックスは、ほとんどの場合、アガロースであるが、他のマトリックスも利用可能である。制御細孔ガラス又はポリ(スチレンジビニル)ベンゼンなどの機械的に安定なマトリックスは、アガロースを用いて実現することができるよりも、流速を速く、処理時間を短くすることが可能である。タンパク質がCH3ドメインを含む場合、Bakerbond ABX(商標)樹脂(J.T.Baker,Phillipsburg,N.J.)が精製に有用である。回収されるべき特定の多重特異性抗原結合タンパク質に応じて、エタノール沈殿、逆相HPLC、クロマトフォーカシング、SDS-PAGE、及び硫酸アンモニウム沈殿などのタンパク質精製のための他の技術もまた可能である。
材料及び方法
プラスミドの構築
抗体HC及びLC遺伝子をTwist Bioscienceにより合成し、次いで、ゴールデンゲートアセンブリ法を用いて哺乳動物一過性発現ベクターに個々にクローニングした30。タンパク質の異質性を減少させるために、全てのHCを、非グリコシル化変異及び新規の操作されたジスルフィド結合を有するヒトIgG1スキャホールド(IgG1-SEFL2)を用いて構築した31。HCヘテロ二量体化を必要とするヘテロFcについて、電荷対変異(CPM)をFc領域に導入した。サンガーによるシーケンシング確認の後、トランスフェクショングレードのDNAをQiagen Maxiプラスミド精製キットを用いて調製し、次いで、モノクローナル抗体及びハイブリッドIgG(非同族HC/LC対)については1:1(HC:LC)、4本鎖ヘテロFcについては1:1:1:1(HC1:LC1:HC2:LC2)、及びcLCヘテロFc(3本鎖ヘテロFc)については2:1:1(cLC:HC1:HC2)の比で混合した。
プラスミドの構築
抗体HC及びLC遺伝子をTwist Bioscienceにより合成し、次いで、ゴールデンゲートアセンブリ法を用いて哺乳動物一過性発現ベクターに個々にクローニングした30。タンパク質の異質性を減少させるために、全てのHCを、非グリコシル化変異及び新規の操作されたジスルフィド結合を有するヒトIgG1スキャホールド(IgG1-SEFL2)を用いて構築した31。HCヘテロ二量体化を必要とするヘテロFcについて、電荷対変異(CPM)をFc領域に導入した。サンガーによるシーケンシング確認の後、トランスフェクショングレードのDNAをQiagen Maxiプラスミド精製キットを用いて調製し、次いで、モノクローナル抗体及びハイブリッドIgG(非同族HC/LC対)については1:1(HC:LC)、4本鎖ヘテロFcについては1:1:1:1(HC1:LC1:HC2:LC2)、及びcLCヘテロFc(3本鎖ヘテロFc)については2:1:1(cLC:HC1:HC2)の比で混合した。
細胞培養及びタンパク質発現
全てのタンパク質を、社内の改良されたプロトコル(Ref Grace’s paper)を用いて、ヒト胎児腎臓HEK293-6E細胞(NRC-BRI)の懸濁液中で一過性に発現させた。簡潔に記載すると、細胞を、0.1% Kolliphor P188(Sigma)、25μg/ml G418(Gibco)及び6mM L-グルタミン(Invitrogen)を含むFreeStyle F-17培地(Thermo Fisher)中で維持した。
最適なトランスフェクションのために、細胞をトランスフェクションの26時間前に継代し、1ml当たり2×106個の生細胞密度を達成した。
細胞1mlあたり、0.5μgのDNAを、100μlのFreeStyle F-17培地中で1.5μlのPEImax試薬(Polysciences)と10分間複合化し、次いで細胞培養物に添加した。トランスフェクションの1日後、細胞培養物にトリプトンN1溶液(Organotechnie)及びグルコース(Thermo Fisher)をそれぞれ2.5g/L及び4.5g/Lの最終濃度となるように加えた。3日後、3.75mMバルプロ酸ナトリウム(MP Biomedicals)を加えて、タンパク質発現を増強した。トランスフェクション後6日目に、馴化培地を精製のために回収した。
全てのタンパク質を、社内の改良されたプロトコル(Ref Grace’s paper)を用いて、ヒト胎児腎臓HEK293-6E細胞(NRC-BRI)の懸濁液中で一過性に発現させた。簡潔に記載すると、細胞を、0.1% Kolliphor P188(Sigma)、25μg/ml G418(Gibco)及び6mM L-グルタミン(Invitrogen)を含むFreeStyle F-17培地(Thermo Fisher)中で維持した。
最適なトランスフェクションのために、細胞をトランスフェクションの26時間前に継代し、1ml当たり2×106個の生細胞密度を達成した。
細胞1mlあたり、0.5μgのDNAを、100μlのFreeStyle F-17培地中で1.5μlのPEImax試薬(Polysciences)と10分間複合化し、次いで細胞培養物に添加した。トランスフェクションの1日後、細胞培養物にトリプトンN1溶液(Organotechnie)及びグルコース(Thermo Fisher)をそれぞれ2.5g/L及び4.5g/Lの最終濃度となるように加えた。3日後、3.75mMバルプロ酸ナトリウム(MP Biomedicals)を加えて、タンパク質発現を増強した。トランスフェクション後6日目に、馴化培地を精製のために回収した。
ProA磁気ビーズを用いたハイスループットタンパク質精製
KingFisher(登録商標)Flexシステム(Thermo Fisher)を、磁気ProAビーズ(GE Life Sciences)を用いたハイスループットタンパク質精製に使用した。簡潔に記載すると、24ウェルディープブロック中の4mlのHEK293-6E細胞をタンパク質発現のためにトランスフェクトし、続いて、100μlの磁気ProAビーズを添加し、1日後に採取した。次いで、ビーズを回収し、24ディープウェル磁気ヘッドを用いてKingFisher精製を行った。PBSで3回、Milli-Q水で2回洗浄した後、タンパク質を500μlの100mM酢酸ナトリウム(pH3.6)で10分間溶出し、次いで、10μlの3Mトリス(pH11.0)を添加することによって直ちに中和した。
KingFisher(登録商標)Flexシステム(Thermo Fisher)を、磁気ProAビーズ(GE Life Sciences)を用いたハイスループットタンパク質精製に使用した。簡潔に記載すると、24ウェルディープブロック中の4mlのHEK293-6E細胞をタンパク質発現のためにトランスフェクトし、続いて、100μlの磁気ProAビーズを添加し、1日後に採取した。次いで、ビーズを回収し、24ディープウェル磁気ヘッドを用いてKingFisher精製を行った。PBSで3回、Milli-Q水で2回洗浄した後、タンパク質を500μlの100mM酢酸ナトリウム(pH3.6)で10分間溶出し、次いで、10μlの3Mトリス(pH11.0)を添加することによって直ちに中和した。
ProA及び陽イオン交換クロマトグラフィーによる2段階精製
40mlのHEK293-6E細胞において発現したタンパク質を、ProAアフィニティーキャプチャー(1mlのHiTrap MabSelect SuRe、GE Life Sciences)を用いて精製し、100mMの酢酸ナトリウム(pH3.6)で溶出した後、直ちに、前述のように、5mlのHiTrap脱塩カラム(GE Life Sciences)を用いて、10mMの酢酸ナトリウム、150mMのNaCl(pH5.2)へ緩衝液交換を行った32。
40mlのHEK293-6E細胞において発現したタンパク質を、ProAアフィニティーキャプチャー(1mlのHiTrap MabSelect SuRe、GE Life Sciences)を用いて精製し、100mMの酢酸ナトリウム(pH3.6)で溶出した後、直ちに、前述のように、5mlのHiTrap脱塩カラム(GE Life Sciences)を用いて、10mMの酢酸ナトリウム、150mMのNaCl(pH5.2)へ緩衝液交換を行った32。
イオン交換クロマトグラフィーのために、ProA溶出液(1.5~1.8ml)を20mlの20mM MES(pH6.2)で希釈し、1mlの陽イオン交換カラム(SP-HP HiTrap、GE Life Sciences)に1ml/分でロードした。カラムを8カラム容量の同じ緩衝液により1ml/分で洗浄し、0.4ml/分で40カラム容量にわたって0~400mM NaClの線形勾配でタンパク質を溶出した。90%以上の純度の画分(SEC及びMSにより測定)をプールし、その濃度をMultiscan GOマイクロプレートリーダー(Thermo Fisher)を用いて測定した33。
非還元SDS-PAGE
ProA精製試料を分析するために、還元剤の非存在下で、1~2μgのタンパク質をNovex 4~20%トリス-グリシンゲル(Invitrogen)にロードした。各ゲルには、PageRuler染色済みタンパク質ラダー10~250kD(Thermo Fisher)が含まれた。150Vで1時間泳動させた後、InstantBlueクマシータンパク質染色試薬(Expedeon)を用いてゲルを染色し、Milli-Q水で簡単に洗浄し、次いで、Gel Docシステム(Bio-Rad)で画像化した。
ProA精製試料を分析するために、還元剤の非存在下で、1~2μgのタンパク質をNovex 4~20%トリス-グリシンゲル(Invitrogen)にロードした。各ゲルには、PageRuler染色済みタンパク質ラダー10~250kD(Thermo Fisher)が含まれた。150Vで1時間泳動させた後、InstantBlueクマシータンパク質染色試薬(Expedeon)を用いてゲルを染色し、Milli-Q水で簡単に洗浄し、次いで、Gel Docシステム(Bio-Rad)で画像化した。
液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)によるタンパク質質量分析
タンパク質種の定量を、多少の変更を加えて前述したように、高分解能LC-MSシステムで行った34。簡潔に記載すると、約15μgの各精製試料を非還元LC-MSによって分析し、試料の完全性を維持し、鎖対合情報を保持した。LC-MSシステムは、Agilent 6224 ESI-TOF質量分析計に接続されたAgilent 1290 Infinity II UPLCから構成された。クロマトグラフィー分離には、70℃に加熱したZorbax RRHD 300SB-C8 2.1×50mm、1.8μm UPLCカラムを用い、流量0.5ml/分で行った。MS法は、0.7スペクトル/秒を取得するm/z[1000-7000]を走査する。得られたスペクトルを合計し、次いで、Agilent Mass Hunter Qualitative Analysisソフトウェア(バージョンB.07.00)又はProtein MetricsのIntact Programモジュールを使用してデコンボリューションした。Excelベースのツールを使用して、様々な正しい種及び誤対合した種のインタクト質量及び強度を算出した。4本鎖ヘテロFcの場合、以下の種を算出する:4つの固有の鎖を有するIgG種、HCヘテロ二量体を有するが1つのLCの2×を有するIgG種、HCホモ二量体を有するIgG種、及び1/2 Ab種。
タンパク質種の定量を、多少の変更を加えて前述したように、高分解能LC-MSシステムで行った34。簡潔に記載すると、約15μgの各精製試料を非還元LC-MSによって分析し、試料の完全性を維持し、鎖対合情報を保持した。LC-MSシステムは、Agilent 6224 ESI-TOF質量分析計に接続されたAgilent 1290 Infinity II UPLCから構成された。クロマトグラフィー分離には、70℃に加熱したZorbax RRHD 300SB-C8 2.1×50mm、1.8μm UPLCカラムを用い、流量0.5ml/分で行った。MS法は、0.7スペクトル/秒を取得するm/z[1000-7000]を走査する。得られたスペクトルを合計し、次いで、Agilent Mass Hunter Qualitative Analysisソフトウェア(バージョンB.07.00)又はProtein MetricsのIntact Programモジュールを使用してデコンボリューションした。Excelベースのツールを使用して、様々な正しい種及び誤対合した種のインタクト質量及び強度を算出した。4本鎖ヘテロFcの場合、以下の種を算出する:4つの固有の鎖を有するIgG種、HCヘテロ二量体を有するが1つのLCの2×を有するIgG種、HCホモ二量体を有するIgG種、及び1/2 Ab種。
結合親和性の特徴付け
可溶性抗原に対する精製抗体(二重特異性又はモノクローナル)の結合親和性(KD平衡解離定数)を測定するために、抗体をまずビオチン化ポリクローナル捕捉抗体(Jackson Immuno Research)を用いてストレプトアビジンSAXバイオセンサーチップに捕捉し、次いで、各可溶性抗原の希釈系列でインキュベートした。このアッセイ形式は、二価抗体が固定化され、バイオセンサーチップ上にあり、各可溶性抗原の同じ連続希釈に対して試験されるように選択された。したがって、測定された定量的KD親和性は、一価の1:1結合相互作用を示し、直接比較することができる。実験は、ForteBio Octet HTX装置において、27℃及び1000RPMで標準的な5Hzデータ取得速度を有する96チップモードを用いて行った。Genedata Screener V16ソフトウェアを使用して、生のOctet結合データを、インストールしたSPR速度曲線フィッティングパッケージを用いて処理し、1:1結合モデルにグローバルに適合させて、会合速度定数(ka)及び解離速度定数(kd)を決定した。次いで、平衡解離定数(KD)をkd/kaの比として算出した。
可溶性抗原に対する精製抗体(二重特異性又はモノクローナル)の結合親和性(KD平衡解離定数)を測定するために、抗体をまずビオチン化ポリクローナル捕捉抗体(Jackson Immuno Research)を用いてストレプトアビジンSAXバイオセンサーチップに捕捉し、次いで、各可溶性抗原の希釈系列でインキュベートした。このアッセイ形式は、二価抗体が固定化され、バイオセンサーチップ上にあり、各可溶性抗原の同じ連続希釈に対して試験されるように選択された。したがって、測定された定量的KD親和性は、一価の1:1結合相互作用を示し、直接比較することができる。実験は、ForteBio Octet HTX装置において、27℃及び1000RPMで標準的な5Hzデータ取得速度を有する96チップモードを用いて行った。Genedata Screener V16ソフトウェアを使用して、生のOctet結合データを、インストールしたSPR速度曲線フィッティングパッケージを用いて処理し、1:1結合モデルにグローバルに適合させて、会合速度定数(ka)及び解離速度定数(kd)を決定した。次いで、平衡解離定数(KD)をkd/kaの比として算出した。
結果
抗体可変領域の多様性は、連鎖選択性評価の理論的根拠を提供する
IgG分子は、エピトープを認識する2つの断片抗原結合(Fab)領域と、細胞表面の受容体と相互作用する断片結晶化可能(Fc)領域から構成される(図1A)。Fab領域では、2つの主要な接触点がHC/LC相互作用を媒介する:VH/VLドメイン及びCH1/CLドメイン。抗体は、CH1/CL界面をほとんど保存するが(LCカッパ/ラムダ多様性のみが考慮される)、VH-VL界面は可変性が高く、各抗体に固有である。実際、ここでは、フレームワーク(FW)と相補性決定領域(CDR)の両方が界面全体で直接係合している(図1A)。VH/VL界面の本来の特性をさらに評価するために、様々な関連する治療標的に対して生成されたAbの6つのx線構造を分析した。これらの6つの構造にわたって、約100(94~112)個の残基がHC/LC界面(1,620~1,880Å2の埋込み表面積)に介在し、それらの40%超がVH/VL界面に位置し、CDRは全体の約20%を占めると算出された(図1B)。全ての6つのCDRの中で、HC中のCDR-H2及びCDR-H3並びにLC中のCDR-L3は最も接触する残基を有し、全体的なHC/LC相互作用の15%超を占めている。CDR-H3及びCDR-L3は、抗体標的特異性の主要な決定因子であるため、可変性が高く、低い配列同一性(それぞれ11.1%及び23.3%(図1C))を示す。多様性の高いCDRがHC/LC相互作用に寄与し得るという事実のために、他より好ましいHC/LC対及び界面が存在する可能性があると仮定された。さらに、VH/VL相互作用は、報告によれば、第四次IgG構造のアセンブリ中の第一段階であるので21、22、好ましいVH/VL対は、同族HC/LC対合をプライミングするための鍵であり得る。したがって、正しいHC/LC対合が4本鎖ヘテロFcのアセンブリにとって重要であるので、非同族よりも同族HC/LC対合に高い優先性を示す親mAbが理想的なビルディングブロックとして機能し得ることが合理的に説明された。同時に、非特異的であることが示された鎖(すなわち、無差別なLC)は、cLCを探索する機会を提供する。したがって、抗体の配列の本来の特性を深く理解することにより、設計目標により適したバイスペシフィックの作製が容易になり得る。
抗体可変領域の多様性は、連鎖選択性評価の理論的根拠を提供する
IgG分子は、エピトープを認識する2つの断片抗原結合(Fab)領域と、細胞表面の受容体と相互作用する断片結晶化可能(Fc)領域から構成される(図1A)。Fab領域では、2つの主要な接触点がHC/LC相互作用を媒介する:VH/VLドメイン及びCH1/CLドメイン。抗体は、CH1/CL界面をほとんど保存するが(LCカッパ/ラムダ多様性のみが考慮される)、VH-VL界面は可変性が高く、各抗体に固有である。実際、ここでは、フレームワーク(FW)と相補性決定領域(CDR)の両方が界面全体で直接係合している(図1A)。VH/VL界面の本来の特性をさらに評価するために、様々な関連する治療標的に対して生成されたAbの6つのx線構造を分析した。これらの6つの構造にわたって、約100(94~112)個の残基がHC/LC界面(1,620~1,880Å2の埋込み表面積)に介在し、それらの40%超がVH/VL界面に位置し、CDRは全体の約20%を占めると算出された(図1B)。全ての6つのCDRの中で、HC中のCDR-H2及びCDR-H3並びにLC中のCDR-L3は最も接触する残基を有し、全体的なHC/LC相互作用の15%超を占めている。CDR-H3及びCDR-L3は、抗体標的特異性の主要な決定因子であるため、可変性が高く、低い配列同一性(それぞれ11.1%及び23.3%(図1C))を示す。多様性の高いCDRがHC/LC相互作用に寄与し得るという事実のために、他より好ましいHC/LC対及び界面が存在する可能性があると仮定された。さらに、VH/VL相互作用は、報告によれば、第四次IgG構造のアセンブリ中の第一段階であるので21、22、好ましいVH/VL対は、同族HC/LC対合をプライミングするための鍵であり得る。したがって、正しいHC/LC対合が4本鎖ヘテロFcのアセンブリにとって重要であるので、非同族よりも同族HC/LC対合に高い優先性を示す親mAbが理想的なビルディングブロックとして機能し得ることが合理的に説明された。同時に、非特異的であることが示された鎖(すなわち、無差別なLC)は、cLCを探索する機会を提供する。したがって、抗体の配列の本来の特性を深く理解することにより、設計目標により適したバイスペシフィックの作製が容易になり得る。
連鎖選択性評価スクリーニング法の説明
IgG様バイスペシフィックの開発を容易にするために、HC/LC選択性を評価するハイスループットスクリーニングプロセスCSA(図2A)が想定される。
抗体HCはLCに結合したときにのみ分泌されるので21、22、所与のHC/LC対の発現レベル量は、HC/LC対合効率と相関し得る。2つの親抗体パネル(抗標的A及び抗標的B)から出発して、ハイスループットCSAを2つの異なるシナリオ(競合及び非競合)で展開して、ヘテロFc(4本の鎖)のアセンブリにおける特異性を評価し、cLCヘテロFc(3本の鎖)の無差別LCをそれぞれ同定した(図2A及び2B)。cCSA実験は4つの異なる鎖(2×HC及び2×LC)の共発現シナリオを模倣し、抗標的A親抗体と抗標的B親抗体との間の全ての可能な組み合わせをもたらす。発現したヘテロFcを、ProAビーズを含む馴化培地から精製し、正しいHC/LC対合の割合を、高分解能液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)によって定量した(図2B及び15)。4つのヘテロFc種のうち2つは同じMWを示し得、そのうちの1つは、両LC(LCA及びLCB)が反対の非同族HCとの完全な交差対を有するシナリオを表すことは注目に値する(図2B)。このLC-MSはそのような種を区別することができないが、LCのこのスクランブルは限られたタンパク質分解の後でもめったに見られず、LC-MSによって検出される正確なMWが正しいHC/LC対合を示すことを強く示唆する。正しい種の割合の高さは、非同族よりも同族HC/LC対合の優先性を示す指標である。高レベルの正しい種を有する抗体の組み合わせは、正しい/特異的なHC/LC対合を必要とするバイスペシフィックのための最適なビルディングブロックとして選択される(図2B)。ncCSA実験に関しては、抗標的A由来の各単一HCが抗標的B由来の各LCと1:1の比で対合し、逆もまた同様である。ProA捕捉によって測定される高い発現レベル(HC/LC同族対に匹敵するか又はそれ以上)は、LCが良好に対合し、非同族HCが折り畳まれて分泌されることを示す(図2B)。対照的に、低い発現レベルは、これらの鎖のVH/VL界面がそれらの同族界面に特異的であり、結果として他のものに適応できないことを示唆する。次に、同じProA精製材料を使用し、ForteBio Octetにより結合親和性を特徴付けるために、第2のハイスループット工程を組み込んだ。このプロトコルにより、迅速(5週間未満)且つ効率的なツールによって、cLC二重特異性抗体のビルディングブロックとして使用することができる稀で価値のあるLCをスクリーニングし同定することが可能になる。
IgG様バイスペシフィックの開発を容易にするために、HC/LC選択性を評価するハイスループットスクリーニングプロセスCSA(図2A)が想定される。
抗体HCはLCに結合したときにのみ分泌されるので21、22、所与のHC/LC対の発現レベル量は、HC/LC対合効率と相関し得る。2つの親抗体パネル(抗標的A及び抗標的B)から出発して、ハイスループットCSAを2つの異なるシナリオ(競合及び非競合)で展開して、ヘテロFc(4本の鎖)のアセンブリにおける特異性を評価し、cLCヘテロFc(3本の鎖)の無差別LCをそれぞれ同定した(図2A及び2B)。cCSA実験は4つの異なる鎖(2×HC及び2×LC)の共発現シナリオを模倣し、抗標的A親抗体と抗標的B親抗体との間の全ての可能な組み合わせをもたらす。発現したヘテロFcを、ProAビーズを含む馴化培地から精製し、正しいHC/LC対合の割合を、高分解能液体クロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)によって定量した(図2B及び15)。4つのヘテロFc種のうち2つは同じMWを示し得、そのうちの1つは、両LC(LCA及びLCB)が反対の非同族HCとの完全な交差対を有するシナリオを表すことは注目に値する(図2B)。このLC-MSはそのような種を区別することができないが、LCのこのスクランブルは限られたタンパク質分解の後でもめったに見られず、LC-MSによって検出される正確なMWが正しいHC/LC対合を示すことを強く示唆する。正しい種の割合の高さは、非同族よりも同族HC/LC対合の優先性を示す指標である。高レベルの正しい種を有する抗体の組み合わせは、正しい/特異的なHC/LC対合を必要とするバイスペシフィックのための最適なビルディングブロックとして選択される(図2B)。ncCSA実験に関しては、抗標的A由来の各単一HCが抗標的B由来の各LCと1:1の比で対合し、逆もまた同様である。ProA捕捉によって測定される高い発現レベル(HC/LC同族対に匹敵するか又はそれ以上)は、LCが良好に対合し、非同族HCが折り畳まれて分泌されることを示す(図2B)。対照的に、低い発現レベルは、これらの鎖のVH/VL界面がそれらの同族界面に特異的であり、結果として他のものに適応できないことを示唆する。次に、同じProA精製材料を使用し、ForteBio Octetにより結合親和性を特徴付けるために、第2のハイスループット工程を組み込んだ。このプロトコルにより、迅速(5週間未満)且つ効率的なツールによって、cLC二重特異性抗体のビルディングブロックとして使用することができる稀で価値のあるLCをスクリーニングし同定することが可能になる。
競合CSA法を用いた低交差対合抗体組み合わせの同定
cCSA法を検証するために、2つの親抗体パネル(8つの抗標的AAb(A1~A8)及び4つの抗標的BAb(B1~B4))を選択した。重-重鎖対合を駆動するために変異を導入し、各標的由来の抗体を組み合わせ、評価のために32の組み合わせを得た。馴化培地からの分泌IgGを精製した後、組み合わせ及び親mAbの発現レベルをA280によって測定した(図3A及び16)。特に、親mAbは、50~250mg/Lの範囲の発現レベルの大きい変動を示した。驚くべきことに、抗体の組み合わせのほとんどは、少数の例外(A3×B1、A3×B3、A3×B4及びA6×B1)(これらは、低発現親A3及びB1に関連し得る)を除いて100mg/Lより高いレベルで発現した。構築され分泌された種が正しいHC/LC対合を有するかどうかを同定するために、非還元LC-MSを用いてProA精製タンパク質を分析した(図3Bに例示)。ProAビーズによる精製のために分子のFc領域を使用することによって、HC含有分子のみが選択され、他のすべての種(例えば、LC二量体)は廃棄される。LC-MS分析は、2対の同族HC/LCが正しく対合されているかどうかを確認することができないが、各種が4つの鎖のそれぞれのコピーを有するかどうかは決定することができる。決定的ではないが、これはヘテロFcの構築及び生成に必要な条件である。したがって、これらの3つの可能なHC/LCシナリオのそれぞれの割合を算出した:1×HCA+1×HCB+1×LCA+1×LCB、1×HCA+1×HCB+2×LCA+0×LCB及び1×HCA+1×HCB+0×LCA+2×LCB(全て、HCヘテロ二量体を含む)(図3C)。2つの組み合わせ(A2×B3及びA4×B3)は、2つのLC間のMW差が小さい(<60Da)ため、LC-MS分析において失敗したが、他の30の組み合わせの全てで、IgG種の定量に成功した。さらに、Abの組み合わせにおけるFc CPMはHCヘテロ二量体化を増強するために配置されたが、少量のホモ二量体及び/又は1/2 Abがなお存在した(図8)。しかし、本研究の焦点はHC/LC対合にあるため、これらの種はさらなる分析から除外した。興味深いことに、データは、試験した分子の約半分(17/32)において、検出された所望の種(1×HCA+1×LCA+1×HCB+1×LCB)の割合がProA精製試料中に存在する全種の50%以上であったことを示した(図3C)。驚くべきことに、2つの組み合わせ(A6×B3及びA6×B4)では、正しい生成物の割合は75%超であった。対照的に、残りの13種の組み合わせのProA精製試料は目的の種を含有する割合が50%未満であり、これらの組み合わせのうちの5種(A1×B1、A2×B1、A3×B2、A4×B1及びA7×B1)は、所望の種を含有する割合は25%未満であった(図3C)。ほとんどの場合に(23/32)、望ましくない生成物(1×HCA+1×HCB+2×LCA+0×LCB及び1×HCA+1×HCB+0×LCA+2×LCB)において1/2のLCのみが出現しており、LCのいずれか一方が過剰発現しているか、又はLCA及びLCBが発現及び分子構築の間に競合し、他方の完全又は部分的抑制をもたらしている可能性があることが示唆された(図3C)。したがって、この情報を用いて、cCSA法は、単一細胞における発現時のヘテロFcの正しいアセンブリを可能にする本来の特性を有する親mAbの好適な組み合わせを効率的にスクリーニングし、同定することができる。これにより、より有望な特性を有する候補に努力を向けながら、候補を除外することが可能になり、時間及びリソースを節約することができる。
cCSA法を検証するために、2つの親抗体パネル(8つの抗標的AAb(A1~A8)及び4つの抗標的BAb(B1~B4))を選択した。重-重鎖対合を駆動するために変異を導入し、各標的由来の抗体を組み合わせ、評価のために32の組み合わせを得た。馴化培地からの分泌IgGを精製した後、組み合わせ及び親mAbの発現レベルをA280によって測定した(図3A及び16)。特に、親mAbは、50~250mg/Lの範囲の発現レベルの大きい変動を示した。驚くべきことに、抗体の組み合わせのほとんどは、少数の例外(A3×B1、A3×B3、A3×B4及びA6×B1)(これらは、低発現親A3及びB1に関連し得る)を除いて100mg/Lより高いレベルで発現した。構築され分泌された種が正しいHC/LC対合を有するかどうかを同定するために、非還元LC-MSを用いてProA精製タンパク質を分析した(図3Bに例示)。ProAビーズによる精製のために分子のFc領域を使用することによって、HC含有分子のみが選択され、他のすべての種(例えば、LC二量体)は廃棄される。LC-MS分析は、2対の同族HC/LCが正しく対合されているかどうかを確認することができないが、各種が4つの鎖のそれぞれのコピーを有するかどうかは決定することができる。決定的ではないが、これはヘテロFcの構築及び生成に必要な条件である。したがって、これらの3つの可能なHC/LCシナリオのそれぞれの割合を算出した:1×HCA+1×HCB+1×LCA+1×LCB、1×HCA+1×HCB+2×LCA+0×LCB及び1×HCA+1×HCB+0×LCA+2×LCB(全て、HCヘテロ二量体を含む)(図3C)。2つの組み合わせ(A2×B3及びA4×B3)は、2つのLC間のMW差が小さい(<60Da)ため、LC-MS分析において失敗したが、他の30の組み合わせの全てで、IgG種の定量に成功した。さらに、Abの組み合わせにおけるFc CPMはHCヘテロ二量体化を増強するために配置されたが、少量のホモ二量体及び/又は1/2 Abがなお存在した(図8)。しかし、本研究の焦点はHC/LC対合にあるため、これらの種はさらなる分析から除外した。興味深いことに、データは、試験した分子の約半分(17/32)において、検出された所望の種(1×HCA+1×LCA+1×HCB+1×LCB)の割合がProA精製試料中に存在する全種の50%以上であったことを示した(図3C)。驚くべきことに、2つの組み合わせ(A6×B3及びA6×B4)では、正しい生成物の割合は75%超であった。対照的に、残りの13種の組み合わせのProA精製試料は目的の種を含有する割合が50%未満であり、これらの組み合わせのうちの5種(A1×B1、A2×B1、A3×B2、A4×B1及びA7×B1)は、所望の種を含有する割合は25%未満であった(図3C)。ほとんどの場合に(23/32)、望ましくない生成物(1×HCA+1×HCB+2×LCA+0×LCB及び1×HCA+1×HCB+0×LCA+2×LCB)において1/2のLCのみが出現しており、LCのいずれか一方が過剰発現しているか、又はLCA及びLCBが発現及び分子構築の間に競合し、他方の完全又は部分的抑制をもたらしている可能性があることが示唆された(図3C)。したがって、この情報を用いて、cCSA法は、単一細胞における発現時のヘテロFcの正しいアセンブリを可能にする本来の特性を有する親mAbの好適な組み合わせを効率的にスクリーニングし、同定することができる。これにより、より有望な特性を有する候補に努力を向けながら、候補を除外することが可能になり、時間及びリソースを節約することができる。
低交差対合抗体組み合わせは、4本鎖ヘテロFCを作製するための良好な候補である
上記のcCSA法では、組み合わせの半分超(17/32)が、高レベル(≧50%)の所望の種(1×HCA+1×LCA+1×HCB+1×LCB)を示した(図3C)。しかしながら、このハイスループット法が正しい同族HC/LC対合を真に予測するかどうかを評価するために、32個のヘテロFcをスケールアップし、ProA後に陽イオン交換クロマトグラフィー(CIEX)を続ける2段階精製を行うこととした。目的は、所望の種の最終収率を定量化することだけでなく、CIEX工程における分離プロファイルを研究することであった。32個のヘテロFcから、SEC及びLC-MSによって決定されるように、11個を90%超の最終純度で首尾よく精製した(図4A及び図8)。興味深いことに、これらのヘテロFcのビルディングブロックである親mAbの最終収率は、得られる二重特異性分子の収率と相関するようである。実際、最も高いタンパク質収率を示すヘテロFcのA1×B3、A1×B4、A4×B3及びA8×B3は全て、高発現親mAbのA1、A4及びA8の少なくとも1つを含有する(図4A)。最終的な検証のために、90%超のLC-MS純度を有する最終プールを、同族HC/LC対合を評価するために重要な標的A及び標的Bに対する結合について評価した。それぞれの標的に対する二重特異性分子中の各アームの親和性は、親mAbの親和性と同等であり(図17)、11個のヘテロFcの全てが両方のアームにおいて正しいHC/LCを有することが確認された。
上記のcCSA法では、組み合わせの半分超(17/32)が、高レベル(≧50%)の所望の種(1×HCA+1×LCA+1×HCB+1×LCB)を示した(図3C)。しかしながら、このハイスループット法が正しい同族HC/LC対合を真に予測するかどうかを評価するために、32個のヘテロFcをスケールアップし、ProA後に陽イオン交換クロマトグラフィー(CIEX)を続ける2段階精製を行うこととした。目的は、所望の種の最終収率を定量化することだけでなく、CIEX工程における分離プロファイルを研究することであった。32個のヘテロFcから、SEC及びLC-MSによって決定されるように、11個を90%超の最終純度で首尾よく精製した(図4A及び図8)。興味深いことに、これらのヘテロFcのビルディングブロックである親mAbの最終収率は、得られる二重特異性分子の収率と相関するようである。実際、最も高いタンパク質収率を示すヘテロFcのA1×B3、A1×B4、A4×B3及びA8×B3は全て、高発現親mAbのA1、A4及びA8の少なくとも1つを含有する(図4A)。最終的な検証のために、90%超のLC-MS純度を有する最終プールを、同族HC/LC対合を評価するために重要な標的A及び標的Bに対する結合について評価した。それぞれの標的に対する二重特異性分子中の各アームの親和性は、親mAbの親和性と同等であり(図17)、11個のヘテロFcの全てが両方のアームにおいて正しいHC/LCを有することが確認された。
全体として、このデータはcCSA実験とよく一致する(図4E)。11個の首尾よく精製されたヘテロFcから、LC-MSによって予測された正しいHC/LC対合の割合は、8分子で高く(50%以上正しいHC/LC種、A1×B3、A1×B4、A3×B3、A4×B2、A4×B4、A6×B2、A6×B4及びA8×B3)、A7×B4は良好であり(47.4%正しい種)、A2×B3及びA4×B3は不明であった(鎖間のMW差が小さいため不定)。最も重要なことに、CSAによる低HC/LC対合を示した分子はいずれも、CIEXによって精製することができなかった(図3C及び4A)。実際、cCSAによって決定された正しい種の割合は、良好なヘテロFcをもたらすAbの組み合わせを予測した(ROC AUC 0.80、図4B)。さらに、cCSAによって予測されたHC/LC対合の割合と最終収率との間の相関を構築することも試みた。図4Cに示すように、cCSAによる正しいHC/LC対合が50%未満の組み合わせ(12/13)の大部分は、後のCIEX精製中に失敗した。1つの例外はA7×B4分子であり、47.4%の対合を示しながら、適切な分離を伴うCIEXプロファイルを示した(図4D)。興味深いことに、CIEXは、cCSAによって予測された50%以上の正しいHC/LC対合を有する17分子のうち9分子を精製することができなかった(図4C)。実際、この現象を説明するために、本発明者らは、cCSA実験において69.4%の正しい対合を示したA8×B4ヘテロFcの例を選択した。この分子は、2つの異なる種(1×HCA+1×HCB+1×LCA+1×LCB及び1×HCA+1×HCB+2×LCA+0×LCB)間の分解能が観察されないように、誤対合した種を隠す良好な形状のピークを示す(図4D)。したがって、cCSA法は、本来のVH/VL界面に基づいて高性能のヘテロFc分子を予測することができるが、cCSAによってスクリーニングされない特性(例えば、イオン交換クロマトグラフィーカラムの分離プロファイルに影響を及ぼす特性)もまた、ヘテロFcを選択する際に重要な役割を果たす。
非競合CSA法による共通LCのスクリーニング
上記に示すように、いくつかのLCは、好ましくはそれらの同族HCと対合するが、他のLCは非同族HCに効率的に結合することもできる。得られた非同族HC/LC対が結合を保持する場合、そのようなLCは、共通LC(cLC)として機能することができる。ncCSA法は、親mAbがそのようなLCを提供するかどうかを評価するための日和見的アプローチとして想定される(図2B)。この方法の有効性を実証するために、8種の抗標的A親mAb、4種の抗標的B親mAb、及び10種の抗標的C親mAbを含む2つの二重特異性プログラム(A×B及びC×B)を選択した。図9に示すように、抗標的Bの各LCは、抗標的A又は抗標的Cの各mAb由来の個々のHCと対合した。一方、抗標的Bの各HCを、異なる抗標的A又は抗標的Cの各mAb由来の個々のLCと組み合わせた。得られた144種の非同族HC/LC対を、293 6Eにおいて、22種の親mAb(対照)とともに発現させ、ProAビーズで精製し、続いて、非還元SDS PAGEゲル及びA280定量法を用いて分析した(図10)。これらの144種の非同族HC/LC対(図5A及び図9)についてのProA収率のさらなる分析は、144種の組み合わせのうちの38種(26.4%)のみが発現レベルの有意な減少(対照に対して50%以下)を示したことを示し、HC/LC対内の全体的な広範な無差別の挙動を示唆する。残りの106種の組み合わせのうち、68(47.2%)のHC/LC非同族対合分子は、対応する親mAb対照よりも高い発現レベルを示した(図5A)。しかし、多くのLCは広く無差別ではなかった。2つの例を詳しく見ることが、この現象を説明するのに役立つ。LC-B1~4をHC-A7と対合させた場合、タンパク質発現は、同族LC-A7(対照)と比較して有意に低かった(図5B)。対照的に、HC-A8と対合した同じ抗標的BのLCの発現レベルは、同族LC-A8(対照)と同等か又はそれより高い。したがって、抗標的B LCはHC-A8に関して無差別であるが、HC-A7に対しては無差別でないことを示唆し、HCがLC交差対合の決定に果たしている役割を強調している。
上記に示すように、いくつかのLCは、好ましくはそれらの同族HCと対合するが、他のLCは非同族HCに効率的に結合することもできる。得られた非同族HC/LC対が結合を保持する場合、そのようなLCは、共通LC(cLC)として機能することができる。ncCSA法は、親mAbがそのようなLCを提供するかどうかを評価するための日和見的アプローチとして想定される(図2B)。この方法の有効性を実証するために、8種の抗標的A親mAb、4種の抗標的B親mAb、及び10種の抗標的C親mAbを含む2つの二重特異性プログラム(A×B及びC×B)を選択した。図9に示すように、抗標的Bの各LCは、抗標的A又は抗標的Cの各mAb由来の個々のHCと対合した。一方、抗標的Bの各HCを、異なる抗標的A又は抗標的Cの各mAb由来の個々のLCと組み合わせた。得られた144種の非同族HC/LC対を、293 6Eにおいて、22種の親mAb(対照)とともに発現させ、ProAビーズで精製し、続いて、非還元SDS PAGEゲル及びA280定量法を用いて分析した(図10)。これらの144種の非同族HC/LC対(図5A及び図9)についてのProA収率のさらなる分析は、144種の組み合わせのうちの38種(26.4%)のみが発現レベルの有意な減少(対照に対して50%以下)を示したことを示し、HC/LC対内の全体的な広範な無差別の挙動を示唆する。残りの106種の組み合わせのうち、68(47.2%)のHC/LC非同族対合分子は、対応する親mAb対照よりも高い発現レベルを示した(図5A)。しかし、多くのLCは広く無差別ではなかった。2つの例を詳しく見ることが、この現象を説明するのに役立つ。LC-B1~4をHC-A7と対合させた場合、タンパク質発現は、同族LC-A7(対照)と比較して有意に低かった(図5B)。対照的に、HC-A8と対合した同じ抗標的BのLCの発現レベルは、同族LC-A8(対照)と同等か又はそれより高い。したがって、抗標的B LCはHC-A8に関して無差別であるが、HC-A7に対しては無差別でないことを示唆し、HCがLC交差対合の決定に果たしている役割を強調している。
共通LCヘテロFC候補を特定する結合分析
よく発現する非同族Abの組み合わせは、cLCバイスペシフィックを構築するための有望な候補であるが、発現レベルのみでは機能についての洞察を提供しない。機能的バイスペシフィックを選択するために、選択された無差別LC(ncCSAアッセイにおいて、同族対照に対して50%以上の発現レベルを示す(図5A))を、HC二量体化を促進するために、Fc CPMを含有する同族HC及び非同族HCの両方を有するヘテロFc形態に組み立てた(図5C)。これらのcLCヘテロFcをハイスループット結合アッセイで評価して、両方の標的への結合を可能にする候補を同定した。HEK293-6E細胞を用いた4mLディープウェルブロック(DWB)中でのハイスループット発現後、cLCヘテロFcをProAにより精製した。106分子中92分子(86.8%)の収率は約100mg/Lであり、これは親mAbに匹敵し(図3A及び図11)、14のcLCヘテロFc(13.2%)のみが60mg/L未満のProA収率を示した(図5D及びE)。cLC B1を有する全ての分子は著しく低い発現を示し、このLCが、これらのバイスペシフィックの全体的な発現において制限因子として作用し得ることを示唆した(図5D)。実際、41.6mg/LのB1抗体のProA収率は、これらのバイスペシフィックの生成のためのビルディングブロックとして使用された全ての親mAbの中で最も低かった(図3A)。A3及びA6親mAbもまた、比較的低いProA回収(それぞれ、60.3及び69.3mg/L)を示したが、これらの2つのビルディングブロックを含有するcLCヘテロFcは、B1以外の任意のB親と組み合わせた場合、許容されるタンパク質収率を示し、この場合、非同族HCが発現レベルを救済した可能性があることを示唆する(図5D)。別の重要な観察は、cLCヘテロFc(A×B及びC×B)もまた、ProA精製直後に4本鎖ヘテロFcsよりも全体的に正しい対合の約2倍の増加を示し、これらの分子の生成レベルにおけるHC/LC対合の影響を強調していることである(図12)。
よく発現する非同族Abの組み合わせは、cLCバイスペシフィックを構築するための有望な候補であるが、発現レベルのみでは機能についての洞察を提供しない。機能的バイスペシフィックを選択するために、選択された無差別LC(ncCSAアッセイにおいて、同族対照に対して50%以上の発現レベルを示す(図5A))を、HC二量体化を促進するために、Fc CPMを含有する同族HC及び非同族HCの両方を有するヘテロFc形態に組み立てた(図5C)。これらのcLCヘテロFcをハイスループット結合アッセイで評価して、両方の標的への結合を可能にする候補を同定した。HEK293-6E細胞を用いた4mLディープウェルブロック(DWB)中でのハイスループット発現後、cLCヘテロFcをProAにより精製した。106分子中92分子(86.8%)の収率は約100mg/Lであり、これは親mAbに匹敵し(図3A及び図11)、14のcLCヘテロFc(13.2%)のみが60mg/L未満のProA収率を示した(図5D及びE)。cLC B1を有する全ての分子は著しく低い発現を示し、このLCが、これらのバイスペシフィックの全体的な発現において制限因子として作用し得ることを示唆した(図5D)。実際、41.6mg/LのB1抗体のProA収率は、これらのバイスペシフィックの生成のためのビルディングブロックとして使用された全ての親mAbの中で最も低かった(図3A)。A3及びA6親mAbもまた、比較的低いProA回収(それぞれ、60.3及び69.3mg/L)を示したが、これらの2つのビルディングブロックを含有するcLCヘテロFcは、B1以外の任意のB親と組み合わせた場合、許容されるタンパク質収率を示し、この場合、非同族HCが発現レベルを救済した可能性があることを示唆する(図5D)。別の重要な観察は、cLCヘテロFc(A×B及びC×B)もまた、ProA精製直後に4本鎖ヘテロFcsよりも全体的に正しい対合の約2倍の増加を示し、これらの分子の生成レベルにおけるHC/LC対合の影響を強調していることである(図12)。
次いで、迅速な結合スクリーニングのために、これらの一段階精製試料をForteBio Octetによって評価した。残留不純物による干渉を最小限にするために、cLCヘテロFc分子を、Fc領域を介してビオチン化抗ヒトIgG Fcポリクローナル抗体を有するストレプトアビジン光ファイバーバイオセンサーに最初に捕捉し、可溶性抗原A、B又はCをインキュベーションのためにロードした。予想どおり、全てのcLCヘテロFcは、親mAbに匹敵する親和性で、同族HC/LCアームを介してそれらのそれぞれの標的への結合を示した(図5F)。2cLCヘテロFc(A2×B4及びC4×B3)はまた、標的A又は標的Cを認識する非同族HC/LCアームを介して検出可能な結合を示した(図5F)。A2×B4の場合、B4 LCは両方のHC(A2及びB4)と対合し、一方、C4×B3の場合、HC(C4及びB3)は両方ともB3 LCと対合した。注目すべきことに、これらのcLCは両方とも標的Bに対して生成された。この非標準結合は、親mAbに典型的に観察される1桁のnM結合よりも低いが(図13)、ncCSA法が非同族HCとの高効率の対合を可能にする固有の構造的特徴を有するLCを同定する新たな機会をどのように提供するかを示している(図5G)。さらに、迅速な結合分析は、新たなエピトープへの結合も保持する稀なcLCを明らかにすることができる。IgG様バイスペシフィックの製造可能性は、多くの場合、mAbの生産レベルを下回る生産レベルで困難であるので23、これらのcLCヘテロFcの発現及び精製特性を調ベた。治療候補に必要とされるスケール及び精製プロセスをよりよく模倣するために、これらの2つの分子を250mLのHEK293-6E細胞中で発現させ、ProA、続くCIEXを用いた2段階精製に供し、95%超の純度目標を満たした。特に、ProAによるタンパク質分泌のレベルは、親mAbと比較した場合、これらの2cLCヘテロFcについて2倍を超えて高かった(図14)。より重要なことに、これらのcLCヘテロFcは、親mAbに匹敵するか、又はそれより高い最終収率を示し(図6A)、全てが所望の種の97%を超える純度を示した(図14)。さらに、これらのバイスペシフィックは、不純物から容易に分離される正しい種を有する好ましいCIEXプロファイルを示した(図6B)。次いで、結合アッセイを、十分に精製したcLCヘテロFcを用いて繰り返し、それぞれの抗原に対する親和性を確認した。最初に観察されたように(図5F)、これらの2つの分子は、抗原Bに対する同族アームにおける結合特性を保持しながら、抗原A又は抗原Cに対し、それらの非同族HC/LCアームを介して結合親和性を示した(図6C及びS7)。これらのcLCヘテロFcについて測定された親和性を検証するために、非同族HC及びLCから構成される2つのハイブリッドIgG(それぞれHC-A2/LC-B4及びHC-C4/LC-B3)を発現させ、精製した。ハイブリッド分子の非同族アームを介した抗原A及び抗原Cに対する同等の親和性(図6D)は、cLCヘテロFc結合をさらに確認した。ハイブリッドIgGの結合シグナルは、cLCヘテロFcの非同族アームで観察されたシグナルよりも約2倍高く、これらの分子に存在する結合部位の数と一致する(それぞれ2対1)。さらに、それらのいずれも抗原Bへの結合を保持しないようであるので、ハイブリッドIgGの結合能力はほとんどがHC CDRによって駆動され、LCによっては駆動されないことが示唆される。逆に、cLCヘテロFcにおける同族アームによる抗原A又は抗原Cへの非特異的結合の可能性も排除するために、B4及びB3の親mAbに対する結合を試験した。図6Eに示すように、B4及びB3の各mAbはこれらの抗原に結合せず、非同族アームについて検出される結合は同族アームと抗原A又は抗原Cとの間の非特異的相互作用に由来せず、cLC単独の結果でもないことをさらに示した。
まとめると、ncCSA法は、mAb様生産性を示す非同族HCと対合したmAbのプールから2つの稀なLCを首尾よく同定し、一方、この非同族HC/LCアーム中のHCが結合活性を保持することを可能にした。
本出願内で引用される全ての参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。
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4.Wolf,E.,Hofmeister,R.,Kufer,P.,Schlereth,B.& Baeuerle,P.A.BiTEs:bispecific antibody constructs with unique anti-tumor activity.Drug Discov Today 10,1237-1244(2005).
5.Kantarjian,H.et al.Blinatumomab versus Chemotherapy for Advanced Acute Lymphoblastic Leukemia.N Engl J Med 376,836-847(2017).
6.Brinkmann,U.& Kontermann,R.E.The making of bispecific antibodies.MAbs 9,182-212(2017).
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14.Dillon,M.et al.Efficient production of bispecific IgG of different isotypes and species of origin in single mammalian cells.MAbs 9,213-230(2017).
15.Shiraiwa,H.et al.Engineering a bispecific antibody with a common light chain:Identification and optimization of an anti-CD3 epsilon and anti-GPC3 bispecific antibody,ERY974.Methods 154,10-20(2019).
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19.Bruggemann,M.et al.Human antibody production in transgenic animals.Arch Immunol Ther Exp(Warsz)63,101-108(2015).
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21.Feige,M.J.et al.An unfolded CH1 domain controls the assembly and secretion of IgG antibodies.Mol Cell 34,569-579(2009).
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23.Qiong Wang,Y.C.,Jaeyoung Park ,Xiao Liu,Yifeng Hu,Tiexin Wang,& Betenbaugh,K.M.a.M.J.Design and Production of Bispecific Antibodies.Antibodies(2019).
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27.Saphire,E.O.et al.Crystal structure of a neutralizing human IGG against HIV-1:a template for vaccine design.Science 293,1155-1159(2001).
28.Scapin,G.et al.Structure of full-length human anti-PD1 therapeutic IgG4 antibody pembrolizumab.Nat Struct Mol Biol 22,953-958(2015).
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32.Yoo,D.,Provchy,J.,Park,C.,Schulz,C.& Walker,K.Automated high-throughput protein purification using an AKTApurifier and a CETAC autosampler.J Chromatogr A 1344,23-30(2014).
33.Winters,D.,Chu,C.& Walker,K.Automated two-step chromatography using an AKTA equipped with in-line dilution capability.J Chromatogr A 1424,51-58(2015).
34.Spahr,C.S.et al.Discovery,characterization,and remediation of a C-terminal Fc-extension in proteins expressed in CHO cells.MAbs 10,1291-1300(2018).
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15.Shiraiwa,H.et al.Engineering a bispecific antibody with a common light chain:Identification and optimization of an anti-CD3 epsilon and anti-GPC3 bispecific antibody,ERY974.Methods 154,10-20(2019).
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22.Feige,M.J.& Buchner,J.Principles and engineering of antibody folding and assembly.Biochim Biophys Acta 1844,2024-2031(2014).
23.Qiong Wang,Y.C.,Jaeyoung Park ,Xiao Liu,Yifeng Hu,Tiexin Wang,& Betenbaugh,K.M.a.M.J.Design and Production of Bispecific Antibodies.Antibodies(2019).
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25.Van Blarcom,T.et al.Productive common light chain libraries yield diverse panels of high affinity bispecific antibodies.MAbs 10,256-268(2018).
26.Feige,M.J.,Hendershot,L.M.& Buchner,J.How antibodies fold.Trends Biochem Sci 35,189-198(2010).
27.Saphire,E.O.et al.Crystal structure of a neutralizing human IGG against HIV-1:a template for vaccine design.Science 293,1155-1159(2001).
28.Scapin,G.et al.Structure of full-length human anti-PD1 therapeutic IgG4 antibody pembrolizumab.Nat Struct Mol Biol 22,953-958(2015).
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33.Winters,D.,Chu,C.& Walker,K.Automated two-step chromatography using an AKTA equipped with in-line dilution capability.J Chromatogr A 1424,51-58(2015).
34.Spahr,C.S.et al.Discovery,characterization,and remediation of a C-terminal Fc-extension in proteins expressed in CHO cells.MAbs 10,1291-1300(2018).
Claims (36)
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)前記第1の抗原にも前記第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
前記ベクターは1つのタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する前記重鎖CDR及び(c)(iii)の前記軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの前記第1の抗原及び前記第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の前記発現レベル及び(f)(ii)の前記結合親和性を比較する工程
を含む方法。 - 前記複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株HEK293-6E(「HEK293-6E」)、ヒト胎児腎臓株HEK293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(“MDCK”)、バッファローラット肝臓細胞(“BRL”)、ヒト胚細胞(“W138”)、ヒトヘパトーマ細胞(“Hep G2”)、マウス乳癌(“MMT”)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の抗原及び前記第2の抗原に対する各多重特異性抗体コンストラクトの結合親和性は、Octet、Forte Bio、Carterra LSA、SPR及びフローサイトメトリーを使用して測定される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)前記第1の抗原にも前記第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
前記ベクターは多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する前記重鎖CDR及び(c)(iii)の前記軽鎖CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、前記哺乳動物宿主細胞は、HEK293-6E細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの前記第1の抗原及び前記第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記同じ軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の前記発現レベル及び(f)(ii)の前記結合親和性を比較する工程
を含む方法。 - 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む、請求項9に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)前記2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングする工程であって、各抗原に結合する前記CDRを含む複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の前記発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法。 - 前記複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ(ここで、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRとを含む)は、少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも3つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも4つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも5つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも6つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも7つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも8つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;少なくとも9つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせ;及び少なくとも10の抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択される、請求項11~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株HEK293-6E(「HEK293-6E」)、ヒト胎児腎臓株HEK293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(“MDCK”)、バッファローラット肝臓細胞(“BRL”)、ヒト胚細胞(“W138”)、ヒトヘパトーマ細胞(“Hep G2”)、マウス乳癌(“MMT”)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される、請求項11~15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合は、液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)、Caliper、HPLC SEC、SDS-PAGE、及びマイクロチップキャピラリー電気泳動(「MCE」)からなる群から選択される方法によって決定される、請求項11~16のいずれか一項に記載の方法。
- 各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される、請求項11~17のいずれか一項に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)複数の少なくとも2つの抗体Fab断片、scFv、又はそれらの組み合わせを得る工程であって、各Fab断片及びscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)前記2つの複数のCDRを、多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードするベクターにクローニングする工程であって、各抗原に結合する複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、前記哺乳動物宿主細胞は、HEK293-6E細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合と、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDRと3つの軽鎖CDRの最適な対合を特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法。 - 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択される、請求項19に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)前記第1の抗原にも前記第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
前記ベクターは複数のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する前記重鎖CDR及び(c)(iii)の前記軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において前記異なるモジュールの各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)各多重特異性抗体コンストラクトの前記第1の抗原及び前記第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の前記発現レベル及び(f)(ii)の前記結合親和性を比較する工程
を含む方法。 - 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株HEK293-6E(「HEK293-6E」)、ヒト胎児腎臓株HEK293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(“MDCK”)、バッファローラット肝臓細胞(“BRL”)、ヒト胚細胞(“W138”)、ヒトヘパトーマ細胞(“Hep G2”)、マウス乳癌(“MMT”)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される、請求項21又は22に記載の方法。
- 前記発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される、請求項21又は22に記載の方法。
- 前記第1の抗原及び前記第2の抗原に対する各多重特異性抗体コンストラクトの結合親和性は、Octet、Forte Bio、Carterra LSA、SPR又はフローサイトメトリーを使用して測定される、請求項21又は22に記載の方法。
- 各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される、請求項21又は22に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)ベクターに
(i)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、
(ii)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRのCDR、及び
(iii)
(a)前記第1の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、
(b)前記第2の抗原に特異的に結合する前記3つの軽鎖CDRのCDR、及び
(c)前記第1の抗原にも前記第2の抗原にも特異的に結合しない3つの軽鎖CDRのCDR
からなる群から選択される3つの軽鎖CDR
をクローニングする工程であって、
前記ベクターは複数のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する前記重鎖CDR及び(c)(iii)の前記軽鎖CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、前記哺乳動物宿主細胞は、HEK293-6E細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280測定を用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)Octetを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトの前記第1の抗原及び前記第2の抗原に対する結合親和性を測定する工程、
(g)第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記軽鎖CDRの対合に最適なモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDRと(c)(iii)の前記同じ軽鎖CDRの対合に最適なモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の前記発現レベル及び(f)(ii)の前記結合親和性を比較する工程
を含む方法。 - 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む、請求項27に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)前記第1の抗体Fab断片又はscFv及び前記第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
前記ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する前記CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程;
(e)各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、並びに(ii)生成された正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法。 - 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記哺乳動物宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(「CHO」)細胞、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(「COS-7」)、ヒト胎児腎臓株HEK293-6E(「HEK293-6E」)、ヒト胎児腎臓株HEK293(「HEK293」)、ベビーハムスター腎臓細胞(「BHK」)、マウスセルトリ細胞(「TM4」)、サル腎臓細胞(「CV1」)、アフリカミドリザル腎臓細胞(「VERO-76」)、ヒト子宮頸癌細胞(「HELA」)、イヌ腎臓細胞(“MDCK”)、バッファローラット肝臓細胞(“BRL”)、ヒト胚細胞(“W138”)、ヒトヘパトーマ細胞(“Hep G2”)、マウス乳癌(“MMT”)、TRI細胞、MRC 5細胞、及びFS4細胞からなる群から選択される、請求項29又は30に記載の方法。
- 前記発現レベルは、A280測定、SDS-PAGE、マイクロチップキャピラリー電気泳動(MCE)、ブラッドフォードアッセイ、及びビシンコニン酸(BCA)アッセイからなる群から選択される方法によって決定される、請求項29~31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合は、液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)、Caliper、HPLC SEC、SDS-PAGE、及びマイクロチップキャピラリー電気泳動(「MCE」)からなる群から選択される方法によって決定される、請求項29~32のいずれか一項に記載の方法。
- 各多重特異性抗体コンストラクトは、プロテインA、ラムダ及びカッパ樹脂、並びにアフィニティータグ精製によって精製される、請求項29~33のいずれか一項に記載の方法。
- 多重特異性抗体コンストラクトを選択するための方法であって、
(a)第1の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第1の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(b)第2の抗体Fab断片又はscFvを得る工程であって、各Fab断片又はscFvは、第2の抗原に特異的に結合する3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRを含む、工程;
(c)前記第1の抗体Fab断片又はscFv及び前記第2の抗体Fab断片又はscFvのCDRをベクターにクローニングする工程であって
前記ベクターは2つ以上のタイプの多重特異性抗体コンストラクトモジュールをコードし、各抗原に結合する前記CDRを含む異なるモジュールの複数の多重特異性抗体コンストラクトをコードする複数のベクターが生成される、工程;
(d)哺乳動物宿主細胞において各多重特異性抗体コンストラクトを発現させる工程であって、前記哺乳動物宿主細胞は、HEK293-6E細胞及びCHO細胞からなる群から選択される、工程;
(e)プロテインAクロマトグラフィーを用いて、各多重特異性抗体コンストラクトを精製する工程;
(f)(i)A280を用いて各多重特異性抗体コンストラクトの発現レベルを測定する工程、及び(ii)液体クロマトグラフィー-質量分析(「LC-MS」)を用いて、正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を算出する工程
(ここで、工程(f)(i)及び(f)(ii)は同時に、又は任意の順序で実施することができる);並びに
(g)第1の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールと、第2の抗原に特異的に結合する前記3つの重鎖CDR及び3つの軽鎖CDRの対合に最適な多重特異性抗体コンストラクトモジュールを特定するために、各多重特異性抗体コンストラクトについて、(f)(i)の発現レベル及び(f)(ii)の正しい及び正しくない多重特異性抗体コンストラクトモジュール種の割合を比較する工程
を含む方法。 - 前記多重特異性抗体コンストラクトモジュールは、Fab/FabヘテロFc、scFab/scFabヘテロFc、Fab/scFvヘテロFc、Fab/Fab-scFvヘテロFc、Fab/scFv-FabヘテロFc、Fab/FabヘテロFc-scFv、IgG-Fab、scFab-Fc-Fab、IgG-scFv、scFv-IgG、及びFab-scFv-Fcからなる群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを含む、請求項35に記載の方法。
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