JP5806110B2 - 中和プロタンパク質コンベルターゼズブチリシンケクシン9型(pcsk9)変形物及びその使用 - Google Patents

中和プロタンパク質コンベルターゼズブチリシンケクシン9型(pcsk9)変形物及びその使用 Download PDF

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Description

(関連出願)
本願は、2008年4月23日に出願された米国仮出願61/125,304号(その全体が、参照により、本明細書に組み込まれる。)の優先権を主張する。
(発明の分野)
本発明は、プロタンパク質コンベルターゼズブチリシンケクシン9型の変形物(及びこれに関連する分子)及び様々な疾患を治療するために前記変形物(及びこれに関連する分子)を使用する方法に関する。
プロタンパク質コンベルターゼズブチリシンケクシン9型(PCSK9)は、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質のレベルの制御に関与するセリンプロテアーゼである(Horton et al., 2007;Seidah and Prat, 2007)。インビトロ実験は、HepG2細胞へのPCSK9の添加は細胞表面LDLRのレベルを低下させることを示している(Benjannet et al., 2004;Lagace et al., 2006;Maxwell et al., 2005;Park et al., 2004)。マウスを用いた実験は、PCSK9タンパク質レベルを増加させることが肝臓中のLDLRタンパク質のレベルを減少させる(Benjannet et al., 2004;Lagace et al., 2006;Maxwell et al., 2005;Park et al., 2004)が、PCSK9ノックアウトマウスは肝臓中のLDLRの増加したレベルを有する(Rashid et al., 2005)ことを示した。さらに、血漿LDLの増加又は減少したレベルの何れかをもたらす様々なヒトPCSK9変異が同定されている(Kotowski et al., 2006;Zhao et al., 2006)。PCSK9は、LDLRタンパク質と直接相互作用し、LDLRとともに細胞内に取り込まれ、エンドソーム経路全体を通じてLDLRと同時に免疫蛍光を発する(Lagace et al., 2006)ことが示されている。PCSK9によるLDLRの分解は観察されておらず、細胞外LDLRタンパク質レベルを低下させる機序は不明である。
PCSK9は、セリンプロテアーゼのズブチリシン(S8)ファミリー中のプロホルモン−プロタンパク質コンベルターゼである(Seidah et al., 2003)。ヒトは、S8AとS8Bサブファミリーに分けることができる9つのプロホルモン−プロタンパク質コンベルターゼを有する(Rawlings et al, 2006)。フューリン、PC1/PC3、PC2、PACE4、PC4、PC5/PC6及びPC7/PC8/LPC/SPC7は、サブファミリーS8Bに分類される。マウスフューリン及びPC1由来の異なるドメインの結晶及びNMR構造は、ズブチリシン様proドメイン及び触媒ドメイン並びに触媒ドメインのすぐC末端のPドメインを明らかにする(Henrich et al, 2003;Tangrea et al, 2002)。このサブファミリー内のアミノ酸配列の類似性に基づいて、7つのメンバー全てが類似の構造を有すると予想される(Henrich et al., 2005)。SKI−1/S1P及びPCSK9は、サブファミリーS8Aに分類される。これらのタンパク質との配列比較は、ズブチリシン様proドメイン及び触媒ドメインの存在も示唆する(Sakai et al., 1998;Seidah et al., 2003;Seidah et al, 1999)。これらのタンパク質では、触媒ドメインに対してC末端のアミノ酸配列は、より可変的であり、Pドメインの存在を示唆しない。
プロホルモン−プロタンパク質コンベルターゼはチモーゲンとして発現され、多段階工程を経て成熟する。この過程におけるproドメインの機能は2つある。まず、proドメインはシャペロンとして作用し、触媒ドメインの適切な折り畳みのために必要とされる(Ikemura et al, 1987)。触媒ドメインが折り畳まれたら、proドメインと触媒ドメインの間で自己触媒が起こる。この最初の切断反応の後に、proドメインは触媒ドメインに結合された状態を保ち、その後、proドメインはそこで触媒活性の阻害剤として作用する(Fu et al, 2000)。状態が正しければ、proドメイン内の部位において、成熟は、第二の自己触媒現象とともに進行する(Anderson et al, 1997)。この第二の切断現象が起こった後に、proドメインと触媒ドメインは解離し、活性なプロテアーゼを与える。
PCSK9チモーゲンの自己触媒がGln152とSer153の間で起こり(VFAQ/SIP)(Naureckiene et al, 2003)、細胞からのその分泌のために必要とされることが示されている(Seidah et al,2003)。PCSK9のproドメイン内の部位での第二の自己触媒現象は、観察されなかった。精製されたPCSK9は、非還元SDS−PAGEによって分離され得る2つの種(17Kdにproドメイン及び65Kdに触媒+C末端ドメイン)から構成される。PCSK9は、その阻害的proドメインなしに単離されておらず、PCSK9の触媒活性の測定は変動する(Naureckiene et al, 2003;Seidah et al, 2003)。
Horton他、2007年 Seidah and Prat、2007年 Benjannet他、2004年 Lagace他、2006年 Maxwell他、2005年 Park他、2004年 Rashid他、2005年 Kotowski他、2006年 Zhao他、2006年 Seidah他、2003年 Rawlings他、2006年 Henrich他、2003年 Tangrea他、2002年 Henrich他、2005年 Sakai他、1998年 Seidah他、1999年 Ikemura他、1987年 Fu他、2000年 Anderson他、1997年 Naureckiene他、2003年
幾つかの実施形態において、本発明は、PCSK9変形物及び/又はその使用を含む。
幾つかの実施形態において、PCSK9変形物は、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)に結合するPro/Catドメイン又はその断片及びLDLR活性に対して不活性なVドメインを含み得る中和PCSK9変形物であり得る。不活性なVドメインは、LDLRの分解をもたらさない。
幾つかの実施形態において、本発明は、PCSK9変形物(又は中和変形物)をコードする核酸分子を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、PCSK9変形物をコードする本明細書中に開示されている核酸分子を含む宿主細胞を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、PCSK9変形物をコードする本明細書中に開示されている核酸分子を含むベクターを含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、少なくとも1つの中和PCSK9変形物(又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列)と並びに医薬として許容される担体及び/又は賦形剤とを含む医薬組成物を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、患者中の上昇した血清コレステロールレベルと関連する症状を治療又は予防する方法を含む。幾つかの実施形態において、前記方法は、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つの有効量を、患者中の上昇した血清コレステロールレベルと関連する症状の治療又は予防を必要としている患者に投与することを含み得る。
幾つかの実施形態において、本発明は、患者中のLDLRへの内在性PCSK9の結合を阻害する方法を含む。幾つかの実施形態において、前記方法は、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つの有効量を、LDLRへの内在性PCSK9の結合の阻害を必要としている対象に投与することを含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、対象中の上昇した血清コレステロールと関連する症状を治療又は予防する方法を含む。幾つかの実施形態において、前記方法は、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つの有効量を、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質の利用可能性を上昇させる因子と同時に又は順次に、上昇した血清コレステロールと関連する症状の治療又は予防を必要としている対象に投与することを含み得る。
幾つかの実施形態において、本発明は、対象中の血清コレステロールを低下させる方法を含む。幾つかの実施形態において、前記方法は、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つの有効量を、対象に投与することを含み得る。
幾つかの実施形態において、本発明は、対象中の血清コレステロールを低下させる方法を含む。幾つかの実施形態において、前記方法は、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つの有効量を、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質の利用可能性を上昇させる因子と同時に又は順次に、対象に投与することを含み得る。
幾つかの実施形態において、本発明は、高コレステロール血症の治療用医薬の製造における、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つの使用を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、医薬として使用するための、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つを含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、高コレステロール血症の治療において使用するための、本明細書に開示されている化合物(例えば、中和PCSK9変形物及び/又は中和PCSK9変形物をコードする核酸配列を含む。)の少なくとも1つを含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)に結合するPro/Catドメイン又はその断片及びLDLR活性に対して不活性なVドメインを含む医薬組成物を含む。不活性なVドメインは、LDLRの分解をもたらさない。医薬組成物は、医薬として許容される担体又は希釈剤をさらに含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)に結合するPro/Catドメイン又はその断片及びLDLR活性に対して不活性なVドメインを含む医薬組成物を含む。不活性なVドメインは、LDLRの分解をもたらさない。pro/catドメインは、コレステロール関連疾患の治療のために十分な量で存在する。
PCSK9の成熟形態のアミノ酸配列を図示しており、proドメインに下線が付されている。 PCSK9のアミノ酸及び核酸配列を図示しており、proドメインには下線が付され、シグナル配列は太字で記載されている。 PCSK9のアミノ酸及び核酸配列を図示しており、proドメインには下線が付され、シグナル配列は太字で記載されている。 PCSK9のアミノ酸及び核酸配列を図示しており、proドメインには下線が付され、シグナル配列は太字で記載されている。 PCSK9のアミノ酸及び核酸配列を図示しており、proドメインには下線が付され、シグナル配列は太字で記載されている。 様々な生物からのPCSK9の配列に対する比較である。(図1Cから1E中の全ての「O」は、実際には「Q」である。)。 図1Cの続きである。 図1Dの続きである。 別のPCSK9タンパク質の別のCatドメインとの、配列番号3のPCSK9タンパク質のCatドメインの並置である。 別のPCSK9タンパク質の別のCatドメインとの、配列番号3のPCSK9タンパク質のCatドメインの並置である。 別のPCSK9タンパク質の別のCatドメインとの、配列番号3のPCSK9タンパク質のCatドメインの並置である。 LDLRのアミノ酸配列に対する並置及びコンセンサス配列である。 図1Iに示されているLDLRのアミノ酸配列に対する並置及びコンセンサス配列の続きである。 LDLRのアミノ酸配列に対する並置及びコンセンサス配列である。 図1Kに示されているLDLRのアミノ酸配列に対する並置及びコンセンサス配列の続きである。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質に対するコンセンサス配列の一実施形態を図示する。 PCSK9タンパク質に対するコンセンサス配列の一実施形態を図示する。 ヒトPCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 ヒトPCSK9タンパク質の一実施形態を図示する。 a)標識されていない完全長PCSK9、b)PCSK9の標識されていない残基31から447又はc)PCSK9の標識されていないVドメイン(残基450から692)と競合した、LDLRとビオチン標識された完全長PCSKとの間の結合アッセイの結果を図示するグラフである。 LDLの取り込み対するPCSK9の残基31から447の活性の結果を図示するグラフである。 LDLの取り込み対するPCSK9の残基31から447の活性の結果を図示するグラフである。 LDLRタンパク質レベル及びPCSK9の取り込みに対する、完全長PCSK9対PCSK9の残基31から447(Pro/Cat断片)の効果を比較するウェスタンブロットの図示である。ゲルの左側に見ることができるように、完全長PCSK9(FLPC9)はLDLRの減少をもたらすのに対して、PCSK9の残基31から447(中和PCSK9変形物として機能するPro/Cat断片)はLDLRの減少をもたらさない。 PCSK9及びLDLRのEGFa部分の構造の図解である。 PCSK9及びLDLRの構造モデルの図解である。 別の視点からのPCSK9及びLDLRの構造モデルの図解である。 LDLの取り込みに対するPCSK9の残基31から447のD374Y変形物(Pro/Catドメインの別の変形物の一例)の活性の結果を図示するグラフである。 PCSK9の残基31から447のD374Y変形物を含んだ競合アッセイの結果を図示するグラフである。
プロタンパク質コンベルターゼズブチリシンケクシン9型(PCSK9)は、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質のレベルの制御に関与するセリンプロテアーゼである。原型のPCSK9はインビボにおいてLDLRに結合し、LDLRの分解に関与していると考えられている。
利用可能なLDLRの低下はLDLRとLDL間でのより少ない結合をもたらし、次いで、これは、対象の血清中により多くのLDLをもたらして、血清コレステロールの増加をもたらすので、これは問題であり得る。
完全長PCSK9タンパク質は、シグナル配列(一般に、アミノ酸1から30)、N末端proドメイン(「Pro」ドメイン、一般に、アミノ酸31から152)、ズブチリシン様触媒ドメイン(「Cat」ドメイン、一般に、アミノ酸153から446)、ループ領域(一般に、アミノ酸447から453)及びC末端ドメイン(「V」ドメイン、一般に、アミノ酸454から692)を含む。
本発明の幾つかの実施形態は、PCSK9(又はその変形物)がLDLRに結合する能力は、PCSKが利用可能なLDLRの量を効果的に分解又は低下する能力から分離できるという発見に関する。Pro及び/又はCatドメインの一部はPCSK9への結合に関与しているのに対して、VドメインはLDLRの効果的な分解にとって重要であることが発見された。さらに、Pro及び/又はCatドメインの活性部分を含むPCSK9の変形物は、原型のPCSK9がLDLRに結合するのを遮断するために使用することができる。従って、幾つかの実施形態において、本発明は、原型のPCSK9がLDLRに結合するのを遮断することができるが、それ自体はLDLRを効果的に分解しない中和PCSK9変形物に関する。幾つかの実施形態において、本発明は、活性なPro/Catドメインをなお含み、及び機能的なVドメインを欠如する(従って、対象中で、LDLRを効果的に低下させる能力を欠如する)PCSK9の変形物を含む。この変形物は、原型のPCSK9がLDLRに結合するのを妨げるために又は低下させるために使用することができる。次いで、これは、対象中のLDLRのレベルを効果的に上昇させ、血清中のLDLのより低いレベルをもたらすことができる。
本発明の幾つかの実施形態は、中和PCSK9変形物(例えば、活性なPro/Catドメイン及び不活性なVドメインを含む変形物)を使用することによって、LDLRがLDLを囲い込むというその有益な役割を実行することを可能にしながら、原型のPCSK9がLDLRに結合し、LDLRを分解するのを競合的に遮断及び妨害する中和PCSK9変形物がもたらされ得るという発見に関する。従って、PCSK9の中和変形物は対象中の血清LDLを低下させるために使用することができる。従って、幾つかの実施形態において、本発明は、LDLRがLDLに結合し、LDLに対して作用することをなお可能にしながら、LDLRに結合し、原型のPCSK9がLDLRに結合するのを妨げることができる中和PCSK9変形物(又はその使用)を含む。
本発明の幾つかの実施形態は、中和PCSK9変形物(例えば、活性なPro/Catドメイン及び不活性なVドメインを含む変形物)を使用することによって、LDLRのリサイクル(例えば、飲食作用によって細胞内へ取り込まれた後、形質膜へ戻される。)を可能にしながら、原型のPCSK9がLDLRに結合し、LDLRを分解するのを競合的に遮断及び妨害する中和PCSK9変形物がもたらされ得るという発見に関する。従って、幾つかの実施形態において、本発明は、LDLRのリサイクルをなお可能にしながら、LDLRに結合し、原型のPCSK9がLDLRに結合するのを妨げることができる中和PCSK9変形物(又はその使用)を含む。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、PCSK9のPro及び/若しくはCatドメインの一部若しくは全部を含み、PCSK9のPro及び/若しくはCatドメインの一部若しくは全部からなり、又はPCSK9のPro及び/若しくはCatドメインの一部若しくは全部から実質的になる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物はVドメインの一部又は全部を含まない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを有さない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、不活性なVドメインを有する。当業者によって理解されるように、これらの実施形態の幾つかは、高コレステロール血症におけるように、対象中の血清コレステロールを低下させることが望まれる状況において有益であり得る。中和PCSK9変形物は、上昇した血清コレステロールレベルを有する対象、上昇した血清コレステロールレベルのリスクを有する対象又は血清コレステロールレベルの低下が有益であり得る対象を治療するための様々な方法及び組成物において使用することができる。従って、血清コレステロールの増加を低下させ、維持し、又は妨げるための様々な方法及び技術も、本明細書中に記載されている。
典型的なヒトPCSK9アミノ酸配列が、配列番号1及び3として挙げられている。典型的なヒトPCSK9コード配列は、図1A(下線が付されているタンパク質の「プロ」ドメインを図示する。)及び図1B(太字のシグナル配列及び下線が付されたproドメインを図示する。)において、配列番号2として表されている。PCSKのさらなる変形物(又はPCSK9のCatドメイン)が、図1Cから1Hに示されている。PCSK9タンパク質の構造は、2つのグループによって最近解決された(Cunningham et al., Nature Structural & Molecular Biology, 2007, and Piper et al., Structure, 15:1−8,2007)(何れも、参照により、全体が本明細書に組み込まれる。)。
便宜のため、以下の節は、本明細書において使用される用語の様々な意味を全般的に概観する。この論述に続いて、中和PCSK9変形物に関する一般的な態様が論述されており、その後に、具体的な例が論述されている。
定義及び実施形態
前記一般的な記述及び以下の詳細な説明は何れも例示的及び説明的なものに過ぎず、特許請求の範囲に記載されている本発明を限定するものではないことを理解しなければならない。本願において、単数形の使用は、特に別段の記載がなければ、複数形を含む。この開示において、「又は」の使用は、別段の記載がなければ、「及び/又は」を意味する。さらに、「含んでいる」という用語並びに「含む」及び「含まれた」などのその他の形式の使用は、限定的なものではない。また、「要素」又は「成分」などの用語は、特に別段の記載がなければ、一つのユニットを含む要素及び成分並びに2以上のサブユニットを含む要素及び成分の両方を包含する。また、「部分」という用語の使用は、構成部分の一部又は構成部分の全体を含み得る。
本明細書で使用される見出しは、整理を目的とするものに過ぎず、記載されている主題を限定するものと解釈すべきではない。特許、特許出願、論説、書物及び論文などの(但し、これらに限定されない。)、本願に引用されている全ての文献又は文献の一部は、あらゆる目的のために、その全体が、参照により、本明細書に明示的に組み込まれる。本開示において使用される場合、以下の用語は、別段の記載がなければ、以下の意味を有するものと理解しなければならない。
「プロタンパク質コンベルターゼズブチリシンケクシン9型」又は「PCSK9」という用語は、配列番号1及び/又は3に記載されているポリペプチド又はその断片、並びに対立遺伝子変形物、スプライス変形物、誘導体変形物、置換変形物及び/又は挿入変形物(N末端メチオニンの付加を含む。)、融合ポリペプチド及び種間相同体を含む(但し、これらに限定されない。)関連ポリペプチドを表す。関連するタンパク質の例は、図1Cから1Hに記載されている。幾つかの実施形態において、PCSK9ポリペプチドは、リーダー配列残基、標的化残基、アミノ末端メチオニン残基、リジン残基、タグ残基及び/又は融合タンパク質残基などの(但し、これらに限定されない。)末端残基を含む。「PCSK9」は、FH3、NARC1、HCHOLA3、プロタンパク質コンベルターゼズブチリシン/ケクシン9型及び神経アポトーシス制御コンベルターゼ1とも称されている。PCSK9遺伝子は、分泌性スブチラーゼファミリーのプロテイナーゼKサブファミリーに属するプロタンパク質コンベルターゼタンパク質をコードする。「PCSK9」という用語は、プロタンパク質及びプロタンパク質の自己触媒後に生成される産物の両方を表す。自己触媒された産物のみが引用されている場合には、タンパク質は、「切断された」又は「プロセッシングされた」PCSK9と称され得る。不活性形態のみが引用されている場合には、タンパク質は、PCSK9の「不活性」、「プロ型」又は「プロセッシングを受けていない」形態と称され得る。本明細書において使用されるPCSK9という用語には、変異D374Y、D374H、S127R、F216L、R46L、R237W、L253F、A443T、H553R及びその他などの天然に存在する対立遺伝子も含まれる(Kotowski IK et al., A spectrum of PCSK9 alleles contributes to plasma levels of low−density lipoprotein cholesterol, AmJ.Hum.Genet.2006;78:410−422)。PCSK9という用語は、グリコシル化、PEG化されたPCSK9配列、そのシグナル配列が切断されたPCSK9配列、触媒ドメインからそのproドメインが切断されているが、触媒ドメインから隔てられていないPCSK9配列(例えば、図1A及び1B)など、PCSK9アミノ酸配列の翻訳後修飾を取り込んだPCSK9分子も包含する。
「PCSK9活性」という用語は、PCSK9のあらゆる生物学的効果を含む。幾つかの実施形態において、PCSK9活性は、基質若しくは受容体と相互作用し、又は基質若しくは受容体に結合するPCSK9の能力を含む。幾つかの実施形態において、PCSK9活性は、LDL受容体(LDLR)に結合するPCSK9の能力によって表される。幾つかの実施形態において、PCSK9は、LDLRに結合し、LDLRを含む反応を触媒する。幾つかの実施形態において、PCSK9活性は、LDLRの利用可能性を変化させる(例えば、低下させる)PCSK9の能力を含む。幾つかの実施形態において、PCSK9活性は、対象中のLDLの量を増加させるPCSK9の能力を含む。幾つかの実施形態において、PCSK9活性は、LDLへの結合に利用可能なLDLRの量を減少させるPCSK9の能力を含む。幾つかの実施形態において、「PCSK9活性」は、PCSK9シグナル伝達から生じるあらゆる生物活性を含む。典型的な活性には、LDLRへのPCSK9の結合、LDLR又は他のタンパク質を切断するPCSK9酵素活性、PCSK9作用を促進するLDLR以外のタンパク質へのPCSK9の結合、APOB分泌を変化させるPCSK9(Sun X−M et al, “Evidence for effect of mutant PCSK9 on apoliprotein B secretion as the cause of unusually severe dominant hypercholesterolemia”, Human Molecular Genetics 14:1161−1169, 2005 and Ouguerram K et al, “Apolipoprotein B100 metabolism in autosomal−dominant hypercholesterolemia related to mutations in PCSK9, Arterioscler thromb Vase Biol.24:1448−1453, 2004)、肝臓の再生及び神経細胞の分化におけるPCSK9の役割(Seidah NG et al, “The secretory proprotein convertase neural apoptosis−regulated convertase 1(NARC−I):Liver regeneration and neuronal differentiation”PNAS 100:928−933, 2003)及び肝臓のグルコース代謝におけるPCSK9の役割(Costet et al., “Hepatic PCSK9 expression is regulated by nutritional status via insulin and sterol regulatory element−binding protein 1c” J.Biol.Chem.281(10):6211−18,2006)が含まれるが、これらに限定されない。PCSK9活性は、本明細書中に定義されている「活性なPro/Catドメイン」又は「不活性なVドメイン」という用語とは異なり得る。
本明細書において使用される「高コレステロール血症」という用語は、コレステロールレベルが所望のレベルを上回って上昇している症状を表す。幾つかの実施形態において、これは、血清コレステロールレベルが上昇していることを表す。幾つかの実施形態において、所望のレベルは、当業者に公知である(及び、本明細書に記載され、又は引用されている)様々な「リスク因子」を考慮に入れる。
「ポリヌクレオチド」又は「核酸」という用語は、一本鎖及び二本鎖ヌクレオチドポリマーの両方を含む。ポリヌクレオチドを含むヌクレオチドは、リボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチド又はヌクレオチドの何れかの種類の修飾された形態であり得る。前記修飾には、ブロモウリジン及びイノシン誘導体などの塩基修飾、2’,3’−ジデオキシリボースなどのリボース修飾並びにホスホロチオアート、ホスホロジチオアート、ホスホロセレノアート、ホスホロジセレノアート、ホスホアニロチオアート、ホスホルアニラダート及びホスホロアミダートなどのヌクレオチド間結合修飾が含まれる。
「オリゴヌクレオチド」という用語は、200又はそれ以下のヌクレオチドを含むポリヌクレオチドを意味する。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは、10から60塩基の長さである。他の実施形態において、オリゴヌクレオチドは、12、13、14、15、16、17、18、19又は20から40ヌクレオチド長である。オリゴヌクレオチドは、例えば、変異体遺伝子の構築において使用するために、一本鎖又は二本鎖であり得る。オリゴヌクレオチドは、センス又はアンチセンスオリゴヌクレオチドであり得る。オリゴヌクレオチドは、検出アッセイのために、放射性標識、蛍光標識、ハプテン又は抗原性標識などの標識を含むことができる。オリゴヌクレオチドは、例えば、PCRプライマー、クローニングプライマー又はハイブリッド形成プローブとして使用することができる。
「単離された核酸分子」は、単離されたポリヌクレオチドがその中に自然の状態で見出されるポリヌクレオチドの全部若しくは一部を伴っていない、又は自然の状態で連結されていないポリヌクレオチドに連結されているゲノムのDNA又はRNA、mRNA、cDNA又は合成起源又はこれらの幾つかの組み合わせを意味する。この開示において、あるヌクレオチド配列「を含む核酸分子」は完全な状態の染色体を包含しないことを理解すべきである。指定された核酸配列を「含む」単離された核酸分子は、指定された配列に加えて、最大10個の若しくは最大20個の他のタンパク質若しくはその一部に対するコード配列を含むことができ、又は引用されている核酸配列のコード領域の発現を調節する作用可能に連結された制御配列を含むことができ、及び/又はベクター配列を含むことができる。
別段の記載がなければ、本明細書中に論述されているあらゆる一本鎖ポリヌクレオチド配列の左側末端が5’末端であり、二本鎖ポリヌクレオチド配列の左手の方向が5’方向と称される。新生RNA転写物の5‘から3’への付加の方向は、転写方向と称される。RNA転写物の5’末端に対して5’である、RNA転写物と同じ配列を有するDNA鎖上の配列領域は、「上流配列」と称される。RNA転写物の3’末端に対して3’である、RNA転写物と同じ配列を有するDNA鎖上の配列領域は、「下流配列」と称される。
「調節配列」という用語は、調節配列が連結されているコード配列の発現及びプロセッシングに影響を及ぼすことができるポリヌクレオチド配列を表す。このような調節配列の性質は、宿主生物に依存し得る。特定の実施形態において、原核生物に対する調節配列には、プロモーター、リボソーム結合部位及び転写終結配列が含まれ得る。例えば、真核生物に対する調節配列には、転写因子に対する認識部位の1つ又は複数を含むプロモーター、転写強化配列及び転写終結配列が含まれ得る。「調節配列」には、リーダー配列及び/又は融合対配列が含まれ得る。
「ベクター」という用語は、宿主細胞中にタンパク質コード情報を伝達するために使用されるあらゆる分子又は実体(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)を意味する。
「発現ベクター」又は「発現構築物」という用語は、宿主細胞の形質転換に適しており、並びに核酸配列に作用可能に連結された1つ又はそれ以上の異種のコード領域の発現を(宿主細胞と一緒に)誘導し及び/又は調節する核酸配列を含有するベクターを表す。発現構築物には、転写、翻訳に影響を及ぼし又は調節し、イントロンが存在する場合には、作用可能に連結されているコード領域のRNAスプライシングに影響を及ぼす配列が含まれ得るが、これらに限定されない。
本明細書において使用される「作用可能に連結された」とは、この用語が適用される成分が、適切な条件下でその固有の機能を発揮できる関係にあることを意味する。例えば、タンパク質のコード配列に「作用可能に連結された」ベクター中の調節配列は、調節配列の転写活性と適合的な条件下で、タンパク質コード配列の発現が達成されるように、タンパク質コード配列に連結されている。
「宿主細胞」という用語は、核酸配列で形質転換されており、又は核酸配列で形質転換されることができ、これにより、目的の遺伝子を発現する細胞を意味する。この用語は、目的の遺伝子が存在する限り、子孫が元の親細胞と形態的に同一であるかどうか、又は元の親細胞と遺伝的組成が同一であるかどうかを問わず、親細胞の子孫を含む。
「形質移入」という用語は、細胞による外来又は外因性DNAの取り込みを意味し、外因性DNAが細胞膜内に導入された場合に、細胞は「形質移入され」ている。多数の形質移入技術が本分野において周知であり、本明細書中に開示されている。例えば、「Graham et al., 1973, Virology 52:456;Sambrook et al., 2001, Molecular Cloning:A Laboratory Manual、上記;Davis et al., 1986, Basic Methods in Molecular Biology, Elsevier;Chu et al, 1981, Gene 13:197」を参照されたい。このような技術は、適切な宿主細胞中に1つ又はそれ以上の外因性DNA部分を導入するために使用することができる。
「形質転換」という用語は、細胞の遺伝的特徴の変化を表し、新しいDNA又はRNAを含有するように修飾された場合に、細胞は形質転換されている。例えば、形質移入、形質導入又は他の技術を介して新しい遺伝物質を導入することによって、その固有状態から遺伝的に修飾されている場合に、細胞は形質転換されている。形質移入又は形質導入後に、細胞の染色体中に物理的に統合することによって、形質転換されているDNAは細胞のDNAと組み換えることができ、又は複製されずに、エピソーム要素として一過性に維持されることができ、又はプラスミドとして独立に複製することができる。形質転換されているDNAが細胞の***とともに複製されるときに、細胞は、「安定に形質転換された」と考えられる。
「ポリペプチド」若しくは「タンパク質」という用語は、原型のタンパク質、すなわち、天然に存在する非組換え細胞によって産生されたタンパク質のアミノ酸配列を有する高分子を意味し、又は「ポリペプチド」若しくは「タンパク質」は、遺伝子操作された細胞若しくは組換え細胞によって産生され、原型のタンパク質のアミノ酸配列を有する分子又は原型配列の1つ若しくはそれ以上のアミノ酸からの欠失、付加及び/又は置換を有する分子を含む。この用語は、1つ又はそれ以上のアミノ酸が天然に存在する対応するアミノ酸及びポリマーの化学的類縁体であるアミノ酸ポリマーも含む。具体的には、「ポリペプチド」及び「タンパク質」という用語は、PCSK9タンパク質又は変形物の1つ又はそれ以上のアミノ酸からの欠失、付加及び/又は置換を有する中和PCSK9変形物又は配列を具体的に包含する。「ポリペプチド断片」という用語は、完全長の原型タンパク質と比べて、アミノ末端の欠失、カルボキシル末端の欠失及び/又は内部欠失を有するポリペプチドを表す。このような断片は、原型のタンパク質と比べて、修飾されたアミノ酸も含有し得る。幾つかの実施形態において、断片は約5から500アミノ酸長である。例えば、断片は、少なくとも5、6、7、8、9、10、10から14、14から20、20から50、50から70、70から100、100から110、110から150、150から200、200から250、250から300、300から350、350から400又は400から450アミノ酸長であり得る。
「単離されたタンパク質」という用語は、対象タンパク質が(1)通常一緒に見出される少なくとも幾つかの他のタンパク質を含まない、(2)同じ源からの(例えば、同じ種からの)他のタンパク質を実質的に含まない、(3)異なる種からの細胞によって発現されている、(4)自然の状態で一緒に存在するポリヌクレオチド、脂質、炭水化物又は他の物質の少なくとも約50%から分離されている、(5)自然の状態で一緒に存在しないポリペプチドと、(共有又は非共有的相互作用によって)作用可能に結合されている、又は(6)自然の状態で存在しないことを意味する。典型的には、「単離されたタンパク質」は、ある試料の少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約25%又は少なくとも約50%を占める。ゲノムDNA、cDNA、mRNA若しくは合成起源の他のRNA又はこれらのあらゆる組み合わせが、このような単離されたタンパク質をコードし得る。好ましくは、単離されたタンパク質は、その治療的、診断的、予防的な研究又はその他の使用を妨害する、その天然環境中に見出されるタンパク質又はポリペプチド又は他のきょう雑物質を実質的に含まない。
「アミノ酸」という用語は、本分野におけるその通常の意味を含み、天然に存在するアミノ酸と天然に存在しないアミノ酸の両方を含む。
ポリペプチドの「変形物」(例えば、中和PCSK9変形物)は、別のポリペプチド配列と比べて、アミノ酸配列中に1つ又はそれ以上のアミノ酸残基が挿入され、欠失され、及び/又は置換されているアミノ酸配列を含む。変形物は、融合タンパク質を含む。
「同一性」という用語は、配列を並置及び比較することによって決定される、2つ若しくはそれ以上のポリペプチド分子又は2つ若しくはそれ以上の核酸分子の配列間の関係を表す。「%同一性」とは、比較されている分子中のアミノ酸又はヌクレオチド間の同じ残基のパーセントを意味し、比較されている分子のうち最も小さなサイズに基づいて計算される。これらの計算のために、ある種の数学的モデル又はコンピュータプログラム(すなわち、「アルゴリズム」)によって、好ましくは、(ギャップが存在する場合)並置中のギャップが割り当てられる。並置された核酸又はポリペプチドの同一性を計算するために使用することができる方法には、「Computational Molecular Biology,(Lesk,A.M.,ed.),1988,New York:Oxford University Press;Biocomputing Informatics and Genome Projects,(Smith,D.W.,ed.),1993,New York:Academic Press;Computer Analysis of Sequence Data,Part I,(Griffin,A.M.,and Griffin,H.G.,eds.),1994,New Jersey:Humana Press;von Heinje,G.,1987,Sequence Analysis in Molecular Biology,New York:Academic Press;Sequence Analysis Primer,(Gribskov,M. and Devereux,J.,eds.),1991,New York:M. Stockton Press;及びCarillo et al.,1988,SIAMJ.Applied Math.,48:1073」に記載されているものが含まれる。
%同一性を計算する際には、比較されている配列は、配列間で最大の合致を与えるように通例並置される。%同一性を測定するために使用することができるコンピュータプログラムの一例は、GAPを含むGCGプログラムパッケージである(Devereux et al., 1984, Nucl.Acid Res.12:387;Genetics Computer Group, University of Wisconsin, Madison, WI)。コンピュータアルゴリズムGAPは、%配列同一性を測定すべき2つのポリペプチド又はポリヌクレオチドを併置するために使用される。配列は、それぞれのアミノ酸又はヌクレオチドの最適な合致が得られるように並置される(アルゴリズムによって決定される「合致したスパン」)。ギャップオープニングペナルティ(3×平均対角として計算される。「平均対角」は、使用されている比較行列の対角の平均である。「対角」は、この比較行列による各完全なアミノ酸の合致に対して割り当てられるスコア又は数である。)及びギャップ伸長ペナルティー(通常、ギャップオープニングペナルティの1/10である。)並びにPAM250又はBLOSUM62などの比較行列が、アルゴリズムとともに使用される。幾つかの実施形態において、標準的な比較行列も、アルゴリズムによって使用される(PAM250比較行列に関して、Dayhoff et al.,1978,Atlas of Protein Sequence and Structure,5:345−352;BLOSUM62比較行列に関して、Henikoff et al.,1992,Proc.Natl.Acad.Sci U.S.A.89:10915−10919を参照)。
GAPプログラムを用いてポリペプチド又はヌクレオチド配列に対する%同一性を測定する際に使用することができるパラメータの例は、以下のとおりである。
・アルゴリズム:Needleman et al.,1970,J.Mol.Biol.,48:443−453
・比較行列:Henikoff et al.,1992,上記から得られるBLOSUM62
・ギャップペナルティー:12(但し、末端ギャップに対するペナルティーはなし)
・ギャップ長ペナルティー:4
・類似性の閾値:0
2つのアミノ酸配列を並置するためのある種の並置スキームは、2つの配列の短い領域の合致のみをもたらす場合があり得、2つの完全長配列の間には有意な関係が存在しなくても、この小さな並置された領域は極めて高い配列同一性を有し得る。従って、標的ポリペプチドの連続するアミノ酸の少なくとも50又は他の数値を包含する並置をもたらすことが所望されるのであれば、選択された並置法(GAPプログラム)を調整することができる。
本明細書において使用される、20の慣用(例えば、天然に存在する)アミノ酸及びそれらの略号は、慣用的な用法に従う。「Immunology−A Synthesis(2nd Edition,E.S. Golub and D. R. Gren,Eds.,Sinauer Associates,Sunderland,Mass.(1991))」(あらゆる目的のために、参照により、本明細書に組み込まれる。)を参照されたい。20の慣用アミノ酸の立体異性体(例えば、D−アミノ酸)、α、α−二置換されたアミノ酸、N−アルキルアミノ酸、乳酸及び他の非慣用アミノ酸などの非天然アミノ酸も、ポリペプチドに対する適切な成分であり得る。非慣用アミノ酸の例には、4−ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタミン酸、ε−N,N,N−トリメチルリジン、ε−N−アセチルリジン、O−ホスホセリン、N−アセチルセリン、N−ホルミルメチオニン、3−メチルヒスチジン、5−ヒドロキシリジン、σ−N−メチルアルギニン並びに他の類似のアミノ酸及びイミノ酸(例えば、4−ヒドロキシプロリン)が含まれる。本明細書において使用されるポリペプチドの表記法では、標準的な用法と慣習に従って、左手方向がアミノ末端方向であり、右手方向がカルボキシ末端方向である。
同様に、別段の記載がなければ、一本鎖ポリヌクレオチド配列の左手側末端が5’末端であり、二本鎖ポリヌクレオチド配列の左手方向が5’方向と称される。新生RNA転写物の5‘から3’方向への付加は、転写の方向と称される。RNAと同じ配列を有し、及びRNA転写物の5’末端に対して5’であるDNA鎖上の配列領域は、「上流配列」と称される。RNAと同じ配列を有し、及びRNA転写物の3’末端に対して3’であるDNA鎖上の配列領域は、「下流配列」と称される。
保存的アミノ酸置換は、生物系内での合成ではなく、通例、化学的なペプチド合成によって通例取り込まれる天然に存在しないアミノ酸残基を包含することができる。これらには、ペプチド模倣物及びアミノ酸部分の他の逆転又は反転された形態が含まれる。
天然に存在する残基は、共通の側鎖特性に基づいて、クラスに分類され得る。
1)疎水性:ノルロイシン、Met、Ala、Val、Leu、Ile;
2)中性親水性:Cys、Ser、Thr、Asn、Gln;
3)酸性:Asp、Glu;
4)塩基性:His、Lys、Arg;
5)鎖の方向性に影響を与える残基:Gly、Pro及び
6)芳香族:Trp、Tyr、Phe。
例えば、非保存的置換は、これらのクラスの1つの一員を別のクラスの一員で交換することを含み得る。このような置換された残基は、例えば、非ヒトPCSK9タンパク質と相同であるPCSK9タンパク質の領域中に、又は分子の非相同領域中に導入することができる。
PCSK9タンパク質又はその変形物に対して変化を施す上で、ある種の実施形態に従えば、アミノ酸の疎水性親水性指数を検討し得る。各アミノ酸は、その疎水性及び電荷特性に基づいて疎水性親水性指標を割り当てられている。疎水性親水性指標は、イソロイシン(+4.5)、バリン(+4.2)、ロイシン(+3.8)、フェニルアラニン(+2.8)、システイン/シスチン(+2.5)、メチオニン(+1.9)、アラニン(+1.8)、グリシン(−0.4)、トレオニン(−0.7)、セリン(−0.8)、トリプトファン(−0.9)、チロシン(−1.3)、プロリン(−1.6)、ヒスチジン(−3.2)、グルタミン酸(−3.5)、グルタミン(−3.5)、アスパラギン酸(−3.5)、アスパラギン(−3.5)、リジン(−3.9)及びアルギニン(−4.5)である。
タンパク質に対する相互作用性生物機能を付与する上での疎水性親水性アミノ酸指標の重要性は、本分野において理解されている。Kyte et al,J.Mol.Biol.,157:105−131(1982)。ある種のアミノ酸は、類似の疎水性親水性指標又はスコアを有する他のアミノ酸で置換され、なお類似の生物活性を保持できることが知られている。疎水性親水性指標に基づいて変化させる際には、幾つかの実施形態において、疎水性親水性指標が±2以内であるアミノ酸の置換が含まれる。幾つかの実施形態において、±1以内であるアミノ酸の置換が含まれ、幾つかの実施形態において、±0.5以内であるアミノ酸の置換が含まれる。
類似アミノ酸の置換は、本事例のように、それによって作製される生物学的に機能的なタンパク質又はペプチドを免疫学的実施形態において用いることを意図する場合には特に、親水性に基づいて効果的に実施できることも当分野では理解されている。幾つかの実施形態においては、その隣接アミノ酸の親水性によって支配される、タンパク質の局所的な最大平均親水性は、その免疫原性及び抗原性、すなわち、タンパク質の生物学的特性と相関がある。
以下の親水性値がこれらのアミノ酸残基に割り当てられている:アルギニン(+3.0)、リジン(+3.0)、アスパラギン酸(+3.0±1)、グルタミン酸(+3.0±1)、セリン(+0.3)、アスパラギン(+0.2)、グルタミン(+0.2)、グリシン(0)、トレオニン(−0.4)、プロリン(−0.5±1)、アラニン(−0.5)、ヒスチジン(−0.5)、システイン(−1.0)、メチオニン(−1.3)、バリン(−1.5)、ロイシン(−1.8)、イソロイシン(−1.8)、チロシン(−2.3)、フェニルアラニン(−2.5)及びトリプトファン(−3.4)。類似の親水性値に基づいて変化させる際には、幾つかの実施形態において、その親水性値が±2以内であるアミノ酸の置換が含まれ、幾つかの実施形態において、±1以内であるアミノ酸の置換が含まれ、幾つかの実施形態において、±0.5以内であるアミノ酸の置換が含まれる。親水性に基づいて、一次アミノ酸配列からエピトープを特定することもできる。これらの領域は、「エピトープコア領域」とも称される。
アミノ酸置換の例が表1に示されている。
Figure 0005806110
Figure 0005806110
「誘導体」という用語は、アミノ酸(又は核酸)の挿入、欠失又は置換以外の化学的修飾を含む分子を表す。幾つかの実施形態において、誘導体は、ポリマー、脂質又は他の有機若しくは無機部分との化学的結合などの(但し、これらに限定されない。)共有修飾を含む。幾つかの実施形態において、化学的に修飾された中和PCSK9変形物は、化学的に修飾されていない中和PCSK9変形物より大きな循環半減期を有することができる。幾つかの実施形態において、化学的に修飾された中和PCSK9変形物は、所望の細胞、組織及び/又は臓器に対する改善された標的誘導能力を有し得る。幾つかの実施形態において、誘導体中和PCSK9変形物は、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコール又はポリプロピレングリコールなど(但し、これらに限定されない。)、1つ又はそれ以上の水溶性ポリマー付着を含むように共有的に修飾される。例えば、米国特許第4,640,835号、米国特許第4,496,689号、同第4,301,144号、米国特許第4,670,417号、米国特許第4,791,192号及び米国特許第4,179,337号を参照されたい。幾つかの実施形態において、誘導体中和PCSK9変形物は、モノメトキシ−ポリエチレングリコール、デキストラン、セルロース又は他の炭水化物をベースとするポリマー、ポリ−(N−ビニルピロリドン)−ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシド共重合体、ポリオキシエチル化されたポリオール(例えば、グリセロール)及びポリビニルアルコール並びにこのようなポリマーの混合物などの(但し、これらに限定されない。)1つ又はそれ以上のポリマーを含む。
幾つかの実施形態において、誘導体は、ポリエチレングリコール(PEG)サブユニットで共有的に修飾されている。幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の水溶性ポリマーは、1つ又はそれ以上の特定の位置で、例えば、誘導体のアミノ末端で結合されている。幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の水溶性ポリマーは、誘導体の1つ又はそれ以上の側鎖に無作為に付着されている。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物に対して治療能力を向上させるためにPEGが使用される。幾つかの実施形態において、分子の治療能力を向上させるためにPEGが使用される。ある種のこのような方法が、例えば、米国特許第6,133,426号(参照により、あらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。)に論述されている。
ペプチド類縁体は、テンプレートペプチドの特性と類似の特性を有する非ペプチド薬として、医薬産業において一般的に使用されている。非ペプチド化合物のこれらの種類は、「ペプチド模倣物(“peptide mimetics”又は“peptidomimtics”」と称されている。「Fauchere,J.Adv. Drug Res.15:29(1986);Veber and Freidinger TINS p.392(1985);及びEvans et al.J.Med. Chem.,30:1229(1987)」(あらゆる目的のために、参照により、本明細書に組み込まれる。)。このような化合物は、しばしば、コンピュータ化された分子モデリングの助けを借りて開発される。治療的に有用なペプチドと構造的に類似するペプチド模倣物は、類似の治療効果又は予防効果を生じさせるために使用し得る。一般に、ペプチド模倣物は、ヒト抗体などの模範ポリペプチド(すなわち、生化学的特性又は薬理学的活性を有するポリペプチド)と構造的に類似するが、本分野で周知の方法によって、−CHNH−、−CHS−、−CH−CH−、−CH=CH−(シス及びトランス)、−COCH−、−CH(OH)CH−及び−CHSO−から選択される結合によって必要に応じて置換された1つ又はそれ以上のペプチド結合を有する。コンセンサス配列の1つ又はそれ以上のアミノ酸を同種のD−アミノ酸で体系的に置換すること(例えば、L−リジンに代えてD−リジン)は、幾つかの実施形態において、より安定なペプチドを作製するために使用し得る。さらに、コンセンサス配列又は実質的に同一なコンセンサス配列変動を含む拘束されたペプチドは、本分野で公知の方法によって、例えば、ペプチドを環状化する分子内ジスルフィド架橋を形成することができる内部システイン残基を付加することによって、作製され得る(Rizo and Gierasch Ann.Rev.Biochem.61:387(1992)、参照により、あらゆる目的のために、本明細書に組み込まれる。)。
ポリペプチド、核酸、宿主細胞などの生物学的物質に関連して本明細書を通じて使用される「天然に存在する」という用語は、自然の状態で見出される物質又は自然の状態で見出される物質の形態を表す。
「組換え中和PCSK9変形物」は、組換え技術を用いて、すなわち、本明細書中に記載されている組換え核酸の発現を通じて作製されたタンパク質である。組換えタンパク質を作製するための方法及び技術は、本分野において周知である。
「中和PCSK9変形物」という用語は、完全長ヒトPCSK9と競合的にLDLRに会合及び/又は結合するPCSK9変形物を表す。中和PCSK9変形物は、野生型PCSK9(例えば、配列番号3)と比べて、系からLDLRを分解又は除去する低下した能力も有する。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを欠如する(例えば、PCSK9タンパク質は不活性なVドメインを有する。)。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、完全に機能的なVドメインを欠如する類似の変形物と比べて、LDLRを分解し又は系からLDLRを排出する低下した能力を有する。別の方法で表現すると、中和PCSK9変形物は、LDLRの分解を直接又は間接に低下させる能力を有し、従って、系内のLDLRレベルを維持又は増加させる。
「pro」又は「proドメイン」は、PCSK9のproドメインの少なくとも一部を表すために使用される。幾つかの実施形態において、PCSK9のproドメインは、(例えば、Catドメインの適切な折り畳みを可能にすることによって直接又は間接的に)LDLRへのPCSK9の結合に関与している。proドメインの正確な最初の残基及び最後の残基は具体的な実施形態に基づいて変動し得るが、proドメインは、配列番号3の残基61から152及びその変形物を少なくとも含む。幾つかの実施形態において、proドメインは、配列番号3のアミノ酸31から152又はその変形物を含む。proドメインの変形物は、配列番号3の対応するproドメイン及び/又はコンセンサス配列(例えば、図1Cから1Eに示されている。)と50%又はそれ以上の(例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100パーセント同一であり得る。
「Cat」又は「catドメイン」は、PCSK9の触媒ドメインの少なくとも一部を表すために使用される。幾つかの実施形態において、「catドメイン」は、LDLRへのPCSK9の結合に関与している。Catドメインの正確な最初の残基及び最後の残基は具体的な実施形態に基づいて変動し得るが、Catドメインは少なくとも残基153から381を含み、幾つかの実施形態において、配列番号3の少なくとも残基153から455及びその変形物を含む。Catドメインの変形物は、配列番号3の対応するCatドメインと50%又はそれ以上(例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100%)同一であり得る。幾つかの実施形態において、catドメインは、配列番号3(及びその変形物)の残基153から始まり、配列番号3(及びその変形物)の残基447、448、449、450、451、452又は453の何れか1つで終わり得る。従って、Catドメインは、配列番号3(及びその変形物)の残基153から447、153から448、153から449、153から450、153から451、153から452、153から453若しくは153から454及び/又は(例えば、図1Cから1H及び図1Rから1R、配列番号9、11、13、15及び30(図1Fから1Hは、Catドメインの例を示す。)に示されている)コンセンサス配列を含み得る。
「Pro/Cat」又は「Pro/Catドメイン」という用語は、LDLRへの結合に関与するPCSK9の区画を表すために使用される。「Pro/Catドメイン」は、ProドメインとCatドメインの両方を含むことは必要としない。特に、「Pro/Catドメイン」と称される何らかの物は、CatドメインなしのProドメイン又はProドメインなしのCatドメインを含み得る。この用語は、ProドメインとCatドメインの両方を含むPCSK9タンパク質も包含するが、これらのドメインの両方が存在する必要があるときには、「Proドメイン及びCatドメイン」という用語又は類似の用語が一般に使用される。幾つかの実施形態において、pro/catドメインは、配列番号3(及びその変形物)の残基31又は61から始まり、配列番号3(及びその変形物)の残基447、448、449、450、451、452又は453の何れか1つで終わり得る。従って、幾つかの実施形態において、Pro/Catドメインは、配列番号3(及びその変形物)の残基31から447、31から448、31から449、31から450、31から451、31から452、31から453、61から447、61から448、61から449、61から450、61から451、61から452及び61から453並びに/又は配列番号4、5、6、7、8、24から29及び/若しくは31並びに/又は(例えば、図1Cから1E及び1Rから1R配列番号9及び30(並びにCatドメインに関して、FからH、配列番号11、13及び15)に示されている)コンセンサス配列を含み得る。もちろん、「pro/cat」ドメインは、上記されているpro又はcat領域も単純に含み得る。幾つかの実施形態において、pro/catドメインの変形物は、配列番号3の対応するpro/catドメインと50%又はそれ以上(例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100%)同一であり得る。幾つかの実施形態において、pro/catドメインは、pro/catドメインの保存された区画と少なくとも50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99%又はそれ以上同一である。幾つかの実施形態において、(図1Cから1Eに示されている)100%保存されたpro/catドメインの区画はpro/cat変形物中で保存されているのに対して、残りの位置は変化され得る。幾つかの実施形態において、これらの残りの位置の変化は、配列番号3の対応するpro/catドメインと50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100%同一であるpro/cat変形物をもたらし得る。幾つかの実施形態において、可変位置は、図1Cから1E及び図1Rから1Rでは、コンセンサス配列中の空間若しくは間隙として、又は図1Fから1Hでは、(並びに/又は配列番号9、11、13、15及び30中の「Xaa」として示されている)非特異的アミノ酸として示されている位置である。
当業者によって理解されるように、添付の図面(1Cから1H及び1Iから1L)に示されている配列の並置は、(様々な中和PCSK9変形物を含む)幾つかの実施形態において、機能的なPro、Cat、Pro/Cat又はLDLRドメイン若しくはタンパク質を得るために保存され得る残基及び変化され得る残基(及び、どのようにしてそれらを変化させ得るか)を表している。幾つかの実施形態において、コンセンサス配列中の空間によって表される区画は保存が必要とされないアミノ酸であり、これらの位置では、あらゆるアミノ酸を使用することができ、又はアミノ酸を全く使用しないことができる(例えば、これらの位置では、変動は容易に許容され得る。)。幾つかの実施形態において、「+」によって表される区画は、あらゆるアミノ酸を用いて同様に変化させることができる。幾つかの実施形態において、「+」によって表される区画は、保存的置換であり又は配列表中の(又は配列並置に関する様々な生物中の)位置に対して注記されている置換である。本明細書に記載されているように、様々なコンセンサス配列が図1Cから1Lの中に開示されている。従って、図面中に明示的に特定されているコンセンサス配列の他のコンセンサス配列も本明細書中に開示されている。
「V」又は「Vドメイン」という用語は、LDLRの効果的な分解に関わっているPCSK9タンパク質の区画を表すために使用される。Vドメインの正確な最初の残基及び最後の残基は具体的な実施形態に基づいて変動し得るが、Vドメインは、配列番号3の残基455から682及びその変形物を少なくとも含む。幾つかの実施形態において、Vドメインは、残基457から679、454から692、457から692、457から682、455から692、455から679、454から682又は454から679を少なくとも含む。Vドメインの変形物は、配列番号3の対応するVドメインと55%又はそれ以上(例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100%)同一であり得る。単にpro/catドメインのc末端上にアミノ酸配列が存在するという理由で、その配列はVドメイン又は活性なドメインとならない。活性なVドメインは、LDLRに関して上記の機能も有する。当業者によって理解されるように、不活性なVドメインは、活性なVドメインより可能なドメイン、配列及び構造のより広い範囲を包含する。上記Vドメインの機能を達成しないあらゆるタンパク質又はPCSK9タンパク質の欠如を、不活性なVドメインとして特徴付けることができる。
「ループ」という用語は、VドメインとCatドメインの間の区画を表すために使用される。この区画は、あらゆる実施形態において、明示的に動員される必要はない。ループの正確な最初の残基及び最後の残基は具体的な実施形態に基づいて変動し得るが、ループは、配列番号3の残基447から453及びその変形物を含み得る。ループの変形物は、配列番号3のループと0%又はそれ以上(例えば、0から10、10から20、20から30、30から40、40から50、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99、99%)同一であり得る。幾つかの実施形態において、CatドメインへVドメインを接続するあらゆる構造又は区画をループ区画と考えることができる。幾つかの実施形態において、ループドメインは、ループドメインとして明示的に表記されておらず、単に、Catドメイン又はVドメインの何れかの一部である。
「LDLR分解性」という用語は、完全なPCSK9タンパク質の一部のとき、Vドメイン(又はその準部分)がLDLRの分解を促進する能力を表す。本開示に照らして、当業者によって理解されるように、VドメインのLDLR分解能力は直接的な役割である必要はない。特に、Vドメインを欠如するPCSK9変形物によって、LDLRが分解されることが可能であり得る。従って、VドメインのLDLR「を分解する役割」又は「能力」は、PCSK9タンパク質のこの区画がLDLRの効果的な分解に関わっていることを表す。Vドメインの除去は、全ての可能な変数及び環境下で、全てのLDLRの分解を完全に妨げる必要はない(実施例中で以下に明記されているように、幾つかの環境では、完全には妨げない。)。
「完全に機能的なLDLR分解性」又は「完全に機能的なLDLR分解」という用語は、配列番号3のアミノ酸450の後に野生型Vドメインを有するPCSK9タンパク質から生じるLDLR分解の量を表す。従って、「完全に機能的なLDLR分解性Vドメイン」は、野生型PCSK9(例えば、配列番号3)と等しい及び/又はこれより大きな速度でLDLRを分解する。LDLR分解に対して完全に機能的でない、不活性なVドメインを有し、又は完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを欠如するタンパク質は、野生型PCSK9より低く効果的にLDLRを分解する。従って、例えば、野生型PCSK9の90%効果的であるに過ぎないPCSK9の変形物は、完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを欠如するものとして、又は不活性なVドメインを有するものとして特定することができる。Vドメインを欠如するPCSK9変形物は、完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを欠如するものとして又は不活性なVドメインを有するものとして記載することもできる。完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを欠如し、不活性なVドメインを有し、又はVドメインを欠如するPCSK9タンパク質は、野生型PCSK9(配列番号3)に比べて100%未満効果的であり、例えば、野生型PCSK9タンパク質の99から90、90から80、80から70、70から60、60から50、50から40、40から30、30から20、20から10、10から5、5から1、1から0.1、0.1から0.01、0.01から0.001、0.001から0.0001及び0.0001から0%効果的であるPCSK9タンパク質が含まれる。当業者によって理解されるように、VドメインがLDLR分解に関して完全には機能的でない限り、中和PCSK9変形物はVドメインの一部又は全部を含有することができる。Vドメインの機能性は、例えば、除去、点変異、挿入、欠失などの様々なアプローチによって調整することができる。
「活性なProドメイン」、「活性なPro/Catドメイン」又は「活性なCatドメイン」において使用される「活性な」という用語は、タンパク質がLDLRに結合することができることを表す。
「不活性なVドメイン」において使用される「不活性な」という用語は、問題の分子が、野生型PCSK9中のVドメインと同等に効果的にLDLR分解において機能するPCSK9Vドメインを有さないことを表す。不活性なVドメインは、Vドメインの配列が存在することを必要としない。幾つかの実施形態において、Vドメインタンパク質配列を欠如していれば、中和PCSK9変形物は不活性なVドメインを有する。
「不活性なVドメインを有する」という用語は、何れかの区画が存在する場合、Vドメインの区画が完全長PCSK9タンパク質中のドメインと同程度にLDLR分解において効果的ではないことを表す。これは、Vドメインの何れかの一部が実際に存在することを必要としない。従って、Vドメイン全体を欠如するPCSK9タンパク質も、「不活性なVドメインを有する」と特定することができる。上述のように、この定義は、不活性なVドメインを有するタンパク質がLDLR分解能の完全な不存在を呈することを要求しない。不活性なVドメインを有するPCSK9タンパク質は、野生型PCSK9(配列番号3)と比べて100%未満効果的である。このような有効性のより低いレベルの例には、例えば、野生型PCSK9タンパク質の99から90、90から80、80から70、70から60、60から50、50から40、40から30、30から20、20から10、10から5、5から1、1から0.1、0.1から0.01、0.01から0.001、0.001から0.0001及び0.0001から0%効果的であるVドメインを有するPCSK9タンパク質が含まれる。不活性な又は不活化されたVドメインの非限定的な例には、例えば、Vドメインを欠如するタンパク質(例えば、Vドメイン全体がPCSK9タンパク質が存在しない。)、PCSK9タンパク質(例えば、配列番号3)の末端(c末端)から14又はそれ以上のアミノ酸が欠如しているタンパク質、Vドメインが不適切に折り畳まれたタンパク質(野生型PCSK9と比べて、例えば、C679X変異)が含まれる。
「アミノ酸###から###の全体を欠如する」という用語は、その中で規定されている正確なアミノ酸全体がタンパク質に存在しないことを表す。アミノ酸配列又は範囲の準部分が存在し得る。例えば、タンパク質が「配列番号Xのアミノ酸10から100の全体を欠如する」場合、配列番号Xのアミノ酸10から99又は11から100は存在し得るが、10から100は存在から除外されている。
「配列番号Xのアミノ酸###に隣接して付着された」という用語は、付着されている(又はされていない)ものが特定のアミノ酸(###)に直接隣接して付着されている(又はされていない)ことを表す。用語が否定的文脈(例えば、除外として)で使用されている場合には、前記用語は、アミノ酸###が存在する場合、問題の項目がそれに隣接して付着されていないことを表す。しかしながら、この用語の使用は、その否定的文脈において使用された場合に、アミノ酸###が実際に存在することを示唆又は要求するものではない。一例として、「配列番号Xのアミノ酸9に隣接して付着された配列番号Xのアミノ酸10から100の全体を欠如する」という用語は、配列番号Xのアミノ酸10から100の91アミノ酸の全部が(アミノ酸9が存在する場合)配列番号Xのアミノ酸9に隣接する位置から喪失していることを表す。従って、アミノ酸11から100が存在し、アミノ酸9に隣接して付着されることができ、アミノ酸10から99が存在し、アミノ酸9に隣接して付着されることができ、又はアミノ酸10から100が存在し、配列番号3のアミノ酸8若しくは11の何れかに付着させることができる。除外の上記種類に関しては、アミノ酸9が存在する必要はないことが注目される。従って、(アミノ酸9が存在せず、アミノ酸9に隣接するアミノ酸が存在し得ないので)配列番号Xのアミノ酸1から5も上記記述を充足する。さらに、明示的に記載されていなければ、特定のアミノ酸「に隣接する」位置は、表記されているアミノ酸より大きな位置のみである。従って、当該アミノ酸が9であれば、9に隣接する唯一の位置は10である(従って、位置8は、この定義において、位置9に「隣接する」とは考えられない。)。換言すれば、隣接するとは、カルボキシ方向のアミノ酸にのみ適用され、アミノ方向には適用されない。
「変形物中の適切な位置における」という用語において使用される「適切な位置における」という用語は、変形物中に、適切な位置が存在することを表す。例えば、「中和PCSK9変形物は位置30にシステインを有する」という用語は、その変形物が位置30にアミノ酸を有していること、及びそれがシステインであることを表す。この用語が別の配列番号を参照して使用される場合、変形物が、その別の配列番号と、記載されている様式で類似している(又はしていない)ことを表す。この用語が除外として使用される場合、上の定義に記載されているように、その位置自体は変形物中に存在する必要はないが、存在しているのであれば、その位置は記載されている項目ではない。
「標的」という用語は、中和PCSK9変形物によって結合されることができる分子又は分子の一部を表す。
「中和PCSK9変形物」に関して使用される場合、「競合する」又は「競合的」という用語は、LDLRに対するa)原型のPCSK9とb)PCSK9変形物間の競合を表す。ある中和PCSK9変形物が原型のPCSK9と競合するかどうかを決定するために、競合的結合アッセイの多数の種類、例えば、固相直接又は間接ラジオイムノアッセイ(RIA)、固相直接又は間接酵素イムノアッセイ(EIA)、サンドイッチ競合アッセイ(例えば、Stahli et al., 1983, Methods in Enzymology 9:242−253参照);固相直接ビオチン−アビジンEIA(例えば、Kirkland et al, 1986, J.Immunol.137:3614−3619参照)、固相直接標識アッセイ、固相直接標識サンドイッチアッセイ(例えば、Harlow and Lane, 1988, Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press);I−125標識を用いた固相直接標識RIA(例えば、Morel et al, 1988,Molec.Immunol.25:7−15参照);固相直接ビオチン−アビジンEIA(例えば、Cheung, et al., 1990, Virology 176:546−552参照);及び直接標識RIA(Moldenhauer et al., 1990, Scand.J.Immunol.32:77−82参照)を使用することができる。
本明細書において使用される「実質的に純粋な」とは、分子の記載されている種が存在している主要な種であること、すなわち、モル濃度ベースで、同じ混合物中の他の何れの個別の種よりも豊富に存在することを意味する。幾つかの実施形態において、実質的に純粋な分子は、対象種が存在する全ての高分子種の少なくとも50%(モル濃度を基礎とする。)を占める組成物である。他の実施形態において、実質的に純粋な組成物は、組成物中に存在する全ての高分子種の少なくとも80%、85%、90%、95%又は99%を含む。他の実施形態において、慣用の検出法によって、きょう雑種を組成物中に検出することができず、従って、組成物が単一の検出可能な高分子種からなる実質的均一状態になるまで対象種が精製される。
「因子」という用語は、本明細書において、化学的化合物、化学的化合物の混合物、生物学的高分子又は生物学的材料から作製された抽出物を表すために使用される。
本明細書において使用される「標識」又は「標識された」という用語は、検出可能なマーカーの取り込みを表す。例には、放射線標識されたアミノ酸の取り込み又は印が付されたアビジン(例えば、光学的又は比色測定法によって検出できる蛍光マーカー又は酵素活性を含有するストレプトアビジン)によって検出可能なビオチン部分のポリペプチドへの付着が含まれる。幾つかの実施形態において、標識又はマーカーは、治療用でもあり得る。ポリペプチド及び糖タンパク質を標識する様々な方法が本分野において公知であり、使用することが可能である。ポリペプチドに対する標識の例には、以下のものが含まれるが、これらに限定されない。放射性同位体又は放射性核種(例えば、H、14C、15N、35S、90Y、99Tc、111In、125I、131I)、蛍光性標識(例えば、FITC、ローダミン、ランタニドリン光物質)、酵素標識(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ)、化学発光、ビオチニル基、二次レポーターによって認識される所定のポリペプチドエピトープ(例えば、ロイシンジッパー対配列、二次抗体に対する結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグ)。幾つかの実施形態において、立体障害の可能性を低減するために、標識は、様々な長さのスペーサーアームによって付着される。
本明細書において使用される「生物学的試料」という用語には、生物又は以前に生物であった物から得られる物質のあらゆる量が含まれるが、これらに限定されない。このような生物には、ヒト、マウス、サル、ラット、ウサギ及び他の動物が含まれるが、これらに限定されない。このような物質には、血液、血清、尿、細胞、臓器、組織、骨、骨髄、リンパ節及び皮膚が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書において使用される「薬剤組成物」(又は因子又は薬物)という用語は、患者に適切に投与された場合に、所望の治療効果を誘導することができる、化学的化合物、組成物、因子又は薬物を表す。薬剤組成物は、成分の2以上の種類を必ずしも必要としない。
「治療的有効量」という用語は、哺乳動物中の治療的応答を生じさせることが決定された中和PCSK9変形物の量を表す。このような治療的有効量は、当業者によって容易に確定される。
本明細書において使用される「調節物質」という用語は、分子の活性又は機能を変化又は改変させる物質である。例えば、調節物質は、調節物質の不存在下で観察される活性又は機能の規模と比べて、分子のある種の活性又は機能の規模の増加又は減少を引き起こすことができる。幾つかの実施形態において、調節物質は、分子の少なくとも1つの活性又は機能の規模を減少させる阻害剤である。分子のある種の典型的な活性及び機能には、結合親和性、酵素活性及びシグナル伝達が含まれるが、これらに限定されない。ある種の典型的な阻害剤には、タンパク質、ペプチド、抗体、ペプチボディ、炭水化物又は小有機分子が含まれるが、これらに限定されない。ペプチボディは、例えば、米国特許第6,660,843号(国際特許公開WO01/83525に対応する。)に記載されている。
「患者」と「対象」という用語は互換的に使用され、ヒト及び非ヒト動物対象並びに以前に診断された疾患を有する対象、以前に認識された疾患を持たない対象、医学的な手当てを受けた対象、疾患を発症するリスクを有する対象などが含まれる。
「治療する」及び「治療」という用語は、治療的処置、予防的処置及び対象が疾患又は他のリスク因子を発症するリスクを低減する適用が含まれる。治療は、疾患の完全な治癒を必要とするものではなく、症候及び/又は伏在するリスク因子を低減させる実施形態を包含する。
「予防する」という用語は、事象の確率を100%除去することを必要とするものではない。むしろ、「予防する」という用語は、化合物又は方法の存在下で、事象の発生の確率が低下されることを表す。
「原型のFc」という用語は、単量体形態であれ又は多量体形態であれ、完全な抗体の消化から生じた非抗原結合断片の配列を含む分子又は配列を表す。原型のFcの元の免疫グロブリン源は、好ましくは、ヒト起源であり、あらゆる免疫グロブリンであり得るが、IgG1及びIgG2が好ましい。原型のFcは、共有(すなわち、ジスルフィド結合)及び非共有会合によって二量体又は多量体形態へ連結され得る単量体ポリペプチドから構成される。原型のFc分子の単量体サブユニット間の分子間ジスルフィド結合の数は、クラス(例えば、IgG、IgA及びIgE)又はサブクラス(例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgA1、IgGA2)に応じて、1から4の範囲である。原型のFcの一例は、IgGのパパイン消化から生じるジスルフィド結合された二量体である(Ellison et al.(1982), Nucleic Acids Res.10:4071−9)参照)。本明細書において使用される「原型のFc」という用語は、単量体、二量体及び多量体形態を包括する。
「Fc変形物」という用語は、原型のFcから修飾されているが、サルベージ受容体FcRnに対する結合部位をなお含む分子又は配列を表す。国際特許公開WO97/34631(1997年9月25日に公開)及びWO96/32478は、典型的なFc変形物及びサルベージ受容体との相互作用を記載しており、参照により、本明細書に組み込まれる。従って、「Fc変形物」という用語は、非ヒトの固有のFcからヒト化された分子又は配列を含む。さらに、PCSK9の融合分子にとって必要とされない構造的な特徴又は生物学的活性を与えるので、原型のFcは除去可能な部位を含む。従って、「Fc変形物」という用語は、(1)ジスルフィド結合の形成、(2)選択された宿主細胞との不適合性、(3)選択された宿主細胞中での発現に際するN末端の不均一性、(4)グリコシル化、(5)補体との相互作用、(6)サルベージ受容体以外のFc受容体への結合又は(7)抗体依存性細胞性細胞傷害(ADCC)に影響を及ぼし、又はこれらに関与する1つ又はそれ以上の原型のFc部位又は残基を欠如する分子又は配列を含む。Fc変形物は、本明細書の以下でさらに詳しく記載されている。
「Fcドメイン」という用語は、上に定義されている原型のFc及びFc変形物分子及び配列を包含する。Fc変形物及び原型のFcと同様に、「Fcドメイン」という用語は、単量体又は多量体形態の分子(完全な抗体から消化されたか、又は他の手段によって産生されたかを問わない。)を含む。幾つかの実施形態において、Fcドメインは、(例えば、Fcドメインと中和PCSK9変形物間の共有結合を介して)中和PCSK9変形物に会合され得る。
Fcドメイン又はFcドメインを含む分子に対して適用される「多量体」という用語は、共有的に、非共有的に、又は共有的相互作用と非共有的相互作用の両方によって会合された2つ又はそれ以上のポリペプチド鎖を有する分子を表す。IgG分子は、典型的には、二量体を形成し、IgMは五量体、IgDは二量体、及びIgAは単量体、二量体、三量体又は四量体を形成する。多量体は、Fcの固有のIg源の配列及び生じる活性を活用することによって、又はこのような原型のFcを(以下に定義されているように)誘導体化することによって形成することができる。
Fcドメイン又はFcドメインを含む分子に対して適用される「二量体」という用語は、共有的に又は非共有的に会合された2つのポリペプチド鎖を有する分子を表す。
組換えDNA、オリゴヌクレオチド合成及び組織培養及び形質転換(例えば、電気穿孔、リポフェクション)のための標準的な技術を使用することができる。酵素反応及び精製技術は、製造業者の仕様に従って、又は本分野で一般的に実施されるように、又は本明細書中に記載されているように実施することができる。前記技術及び手技は、本分野において周知の慣用の方法に従って、並びに本明細書を通じて引用及び論述されている様々な一般的な、及びより具体的な参考文献に記載されているように、一般に実施することができる。例えば、「Sambrook et al, Molecular Cloning:A Laboratory Manual(2d ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y.(1989))」(参照により、あらゆる目的のために本明細書中に組み込まれる。)を参照されたい。特別な定義が与えられていなければ、本明細書中に記載されている分析化学、合成有機化学並びに医学及び薬剤化学に関連して使用される命名法並びにこれらの研究手技及び技術は、本分野において周知であり、一般的に使用されるものである。化学合成、化学分析、医薬の調製、製剤化及び送達及び患者の治療のための標準的な技術を使用することができる。
中和PCSK9変形物
幾つかの実施形態において、本明細書中に提供されている中和PCSK9変形物は、原型のPCSK9がLDLRに結合するのを阻害することができる。幾つかの実施形態において、この遮断は、インビボでのLDLRの分解の減少をもたらし、これにより、対象中の血清LDLの低下をもたらす。
上述されているように、PCSK9がLDLRへ結合する能力及び野生型PCSK9がLDLRを効果的に分解する能力は、PCSK9タンパク質の2つの異なる区画によるものであるように見受けられる。以下の実施例に記載されているように、PCSK9がLDLRを効果的に分解する能力はPCSK9のVドメインに連結されるように見受けられる。従って、幾つかの実施形態において、完全に機能的なLDLR分解性Vドメインを欠如する(又は不活性なVドメインを有する)PCSK9の変形物は、LDLR分解の量を有害に増加させずに系又は対象中に導入することができる。さらに、本明細書に記載されているように、LDLRへのPCSK9の結合はPCSK9のPro及び/又はCatドメインの区画によって媒介される。従って、Pro及び/又はCatドメインの十分な区画を含有する中和PCSK9変形物は、LDLRへなお結合し、LDLRへの結合に関して原型のPCSK9と競合することができる。幾つかの実施形態において、変形物が完全に機能的なLDLR分解性Vドメインも欠如する(又は不活性なVドメインを有する)場合には、PCSK9変形物は原型のPCSK9を遮断するのみならず、LDLR分解を低下させ、これにより、LDLRの利用可能性を増加させ、次いで、血清中のLDLの量を減少させながら遮断する。従って、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は活性なPro/Catドメイン及び不活性なVドメインを有するPCSK9タンパク質である。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、PCSK9のPro及び/若しくはCatドメインを含み、PCSK9のPro及び/若しくはCatドメインからなり、又はPCSK9のPro及び/若しくはCatドメインから実質的になる。幾つかの実施形態において、変形物はシグナル配列(例えば、配列番号3のアミノ酸1から30)を含む。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸31から447(又はアミノ酸31から447の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸31から447(又はアミノ酸31から447の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸31から447(又はアミノ酸31から447の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸153から374(又はアミノ酸153から374の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸153から374(又はアミノ酸153から374の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸153から374(又はアミノ酸153から374の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸31から374(又はアミノ酸31から374の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸31から374(又はアミノ酸31から374の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸31から374(又はアミノ酸31から374の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸153から454(又はアミノ酸153から454の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸153から454(又はアミノ酸153から454の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸153から454(又はアミノ酸153から454の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸31から449(又はアミノ酸31から449の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸31から449(又はアミノ酸31から449の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸31から449(又はアミノ酸31から449の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸153から381(又はアミノ酸153から381の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸153から381(又はアミノ酸153から381の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸153から381(又はアミノ酸153から381の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸31から381(又はアミノ酸31から381の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸31から381(又はアミノ酸31から381の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸31から381(又はアミノ酸31から381の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸153から382(又はアミノ酸153から382の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸153から382(又はアミノ酸153から382の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸153から382(又はアミノ酸153から382の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3のアミノ酸31から382(又はアミノ酸31から382の変形物)を含み、配列番号3のアミノ酸31から382(又はアミノ酸31から382の変形物)からなり、又は実質的に配列番号3のアミノ酸31から382(又はアミノ酸31から382の変形物)からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3の位置31、61若しくは153の何れかから始まり、及び配列番号3(又はその変形物の)位置374、381、382、447、448、449、450、451、452、453、454若しくは455の何れかで終わるアミノ酸を含み、これらからなり、又は実質的にこれらからなる。幾つかの実施形態において、変形物は、配列番号3の関連する区画(例えば、上記されている区画の何れか)に対して、少なくとも50%同一、例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又はそれ以上同一であり得る。幾つかの実施形態において、変形物は、配列番号3の関連する区画に対して、少なくとも70%の相同性、例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又はそれ以上の相同性を有し得る。
幾つかの実施形態において、Vドメインは、完全に除去され得る。幾つかの実施形態において、Vドメインの区画が除去又は改変され得る。前記区画は、中和PCSK9変形物が著しくLDLRを分解するのを妨げるのに十分であり得る。
幾つかの実施形態において、変形物はVドメインの一部又は全部を欠如する。幾つかの実施形態において、Vドメインは不活性であり、LDLRの分解の野生型レベルを許容しない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、Vドメインを完全に欠如する。幾つかの実施形態において、変形物は、配列番号3の残基447から692、448から692、449から692、450から692、451から692、452から692、453から692又は454から692を欠如する。幾つかの実施形態において、上記喪失している区域の何れもが変形物中に存在し得るが、配列番号3の前に位置するアミノ酸と直接隣接して配置されていない。従って、例えば、配列番号3の453から692、454から692、450から692又は447から692は変形物中に存在することができるが、それぞれ、配列番号3のアミノ酸452、453、449又は446の後に位置しない。幾つかの実施形態において、少なくとも配列番号3のC末端から最後の14アミノ酸が喪失しており(又は配列番号3中のアミノ酸と異なっており)、これにより、不活性なVドメインを作出する。例えば、不活性なVドメインを作製するために、14から16、16から20、20から25、25から30、30から40、40から50、50から60、60から70、70から80、80から90、90から100、100から120、120から140、140から160、160から200、200から220、220から225アミノ酸をVドメインのC末端部分から欠失させることができる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は点変異を含む。幾つかの実施形態において、点変異は、LDLRへの増加した結合親和性を有するD374Y点変異である。幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の他の点変異も、中和PCSK9変形物中に含まれる。例えば、I474V、R273W、H87N、A103D、G308R、S376G、D480G、R499C、D374X(Xは、Y、A、H、R、E、F、K、Lであり得る。)、Y142X、C679X、R46L、L253F、A443T、A53V、H553R、Q619P、E670G及び「Kotowski IK et al., Am.J.Hum.Genet.2006;78:410−422」(参照により、本明細書に組み込まれる。)に開示されているものなど。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物を作製するために、上記pro及び/又はcatドメイン中の上記変動(変異を含む。)の何れにも、Vドメインの上記変動(変異を含む。)及び長さの何れをも含め又は除外することができる。従って、例えば、中和変形物は、上記pro及び/又はcat領域の何れか1つ(例えば、配列番号3(又はその変形物)の331から454、31から447、31から449、153から374、153から454及び31から374)をも有しながら、それぞれ、配列番号3の位置452、453、449又は446の次に位置した配列番号3(又はその変形物)の残基453から692、454から692、450から692又は447から692を欠如し得る。さらに、本明細書に開示されている中和PCSK9変形物の何れもが、(イソロイシンの代わりに)474にバリンを、(グルタミン酸の代わりに)670にグリシンを、及び/又は(グリシンの代わりに)620にグルタミン酸を含み得る。幾つかの実施形態において、野生型PCSK9タンパク質は、Genbank配列NM 174936に定義されている配列である。他のSNP変形物は、「Kotowski IK et al.,Am.J.Hum.Genet.2006;78:410−422」に見出すことができ、R46L、A53V、L253F、R237W、A443T、I474V、Q619P、E670G及びその他を含む。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9タンパク質の変形物は、保存されている位置及びPCSK9配列間で変動する位置を決定するために、様々なPCSK配列を互いに比較することによって選択される。幾つかの実施形態において、様々な生物間で保存されているpro及び/又はcatドメイン中のアミノ酸は保存されるのに対して、2つ又はそれ以上の種にわたって保存されていないアミノ酸は、変動させることができる。このような変形物は、結合に関して、原型のPCSK9となお競合するpro及び/又はcatドメインをなお有し得る。様々な生物のPCSK9タンパク質間の配列並置の例は、図1Cから1Eに見出すことができる。当業者によって理解されるように、コンセンサス配列中の空間は、対応する位置で比較される他のアミノ酸の何れかで、又は、幾つかの実施形態において、あらゆるアミノ酸で充填することができる。図1Fから1Hは、catドメインのみの並置の別の系列を図示する(図中の上の配列は、配列番号3から得られたものである((配列番号3の)アミノ酸1から153及び(配列番号3の)アミノ酸321から454)。当業者によって理解されるように、コンセンサス配列中の空間は、対応する位置で比較される他のアミノ酸の何れかで、又は、幾つかの実施形態において、あらゆるアミノ酸で充填することができる。図1Cから1H中の配列と配列番号3との間の類似性に鑑みれば、本発明は、上記pro及び/又はcatドメインの何れもが、中和PCSK9変形物(同定されたコンセンサス配列の何れの1つをも含有する変形物を含む。)中で、所望されるとおりに機能できることを想定する。従って、幾つかの実施形態において、異なるPCSK9配列間で変動する何れの位置も、中和PCSK9変形物において変化させることができる位置であり得る。幾つかの実施形態において、位置は、並置中で記載されている他のアミノ酸へ変化させる。幾つかの実施形態において、位置は、異なるアミノ酸へ変化される。図1Cから1E中のヒトPCSK9配列は、配列番号3に似ているが、配列の末端に一連の余分なアミノ酸(グリシン、その後にプロリン、その後に、8個のヒスチジンなど)を含むことが注目される。様々な実施形態において、グリシン又はプロリンは存在することができ、又は存在しないことができるが、ヒスチジンは、ヒスチジンタグの単なる一部であり、並置の必要な一部ではなく、又は並置中のタンパク質の何れでもない。従って、コンセンサス配列は、その中のヒスチジンの何れをも有する必要がない(これらは、タンパク質の構造的要素ではないので、幾つかの実施例において、8つ全てが除去され得る。)。幾つかの実施形態において、図1Cから1E中のラット配列は、図1Eに示されている他の配列と全く同様に、その末端に、グリシン、その後にプロリン、その後に8つのヒスチジンを有する。PCSK9配列のさらなる実施形態が、図1Mから1S、配列番号25から31に見出すことができる。
上述されているように、添付の図面(1Cから1H)中に示されているコンセンサス配列は、幾つかの実施形態において、機能的なPro/Catドメインを得るために保存され得る残基、及び変化させることができる残基(及び、それらをどのようにして変化させることができるか)を示している。幾つかの実施形態において、空間によって表されたコンセンサス配列中の区域は保存が必要とされないアミノ酸であり、これらの位置では、あらゆるアミノ酸を使用することができ、又はアミノ酸を全く使用しないことができる(例えば、これらの位置では、変動は容易に許容され得る。)。幾つかの実施形態において、「+」によって表される区画は、あらゆるアミノ酸を用いて同様に変化させることができる。幾つかの実施形態において、「+」によって表される区画は、保存的置換であり又は配列表中の(又は配列並置に関する様々な生物中の)位置に対して注記されている置換である。
図1Cから1Eでは、3つ以上のアミノ酸配列が並置されているので、コンセンサス配列は、Pro/Catドメインがその機能性を失うことなく変動させることができる各アミノ酸位置に空間を示していない。従って、この並置では、幾つかの実施形態に対して、明示的に表記されているコンセンサス配列中の特定のアミノ酸として表記されているアミノ酸でさえ変動させることが可能であり、機能的なPro/Catドメインをなおもたらし得る。例えば、幾つかの実施形態において、(図1Cから1E中の)コンセンサス中の特定のアミノ酸が割り振られているが、様々な生物間で変動するアミノ酸位置を改変することが可能である。従って、幾つかの実施形態において、(例えば、図1Cから1Eに示されているように)、生物間で保存されているアミノ酸位置が、中和PCSK9変形物中で保存されているが、他のアミノ酸位置(様々な生物間で異なるアミノ酸位置)は、コンセンサス配列の特定の位置に表記されているアミノ酸とは異なるアミノ酸で置換することができる。幾つかの実施形態において、コンセンサス配列中のアミノ酸を置換するアミノ酸はあらゆるアミノ酸(又は不存在)であり、図1Cから1E中に示されている異なる配列中に出現するアミノ酸に限定する必要はない。幾つかの実施形態において、アミノ酸の変化は、示されている様々なアミノ酸配列中のその位置に示されているアミノ酸の少なくとも1つと同じであるアミノ酸に対する。幾つかの実施形態において、1つの位置に対して並置されたアミノ酸が異なるが、保存されていれば、コンセンサス配列中のアミノ酸位置は、保存された特性(例えば、極性)を有するあらゆるアミノ酸であり得る。幾つかの実施形態において、種の1つ又はそれ以上の間で同一であるアミノ酸が中和PCSK9変形物中に存在するのに対して、他の位置における他のアミノ酸の1つ又はそれ以上は変動する。幾つかの実施形態において、図1Cから1Eにおいて、様々な生物間で同一でない1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110又はそれ以上のアミノ酸を、他のあらゆるアミノ酸によって置換することができる。幾つかの実施形態において、図面中に挙げられている種の全てにわたって同一であるアミノ酸が同じに保たれているのに対して、他の位置のアミノ酸は変動させることが可能であり、これらのアミノ酸の最大0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%が別のアミノ酸へ変化される。幾つかの実施形態において、図面に示されている保存されたアミノ酸は、別のアミノ酸によって変化され、又は置換され得る。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物を作製する際に、様々な生物の様々なPCSK9タンパク質間で保存されているVドメイン中のアミノ酸は変化されるのに対して、1つ又はそれ以上の種にわたって保存されていないアミノ酸は保存され、これにより、Vドメインが活性でない(すなわち、不活性である)タンパク質を作製する。様々な動物から得られるPCSK9間でのこの比較の例は、図1Cから1Eに見出すことができる。従って、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物を作製するために、pro及び/又はcatドメイン中の保存されたアミノ酸が維持され得るようにしながら、PCSK9のVドメイン中の保存されたアミノ酸の何れをも変化させることができる。幾つかの実施形態において、アミノ酸は、並置中で記載されている他のアミノ酸へ変化される。幾つかの実施形態において、アミノ酸は異なるアミノ酸へ変化される。
幾つかの実施形態において、LDLRへのPCSK9の結合において重要である残基が、pro及び/又はcatドメイン中で維持される。例えば、断片配列内に存在するのであれば、LDLRとLDLの間又はLDLRとPCSK9の間の結合表面の一部として本明細書中で同定された残基又は結合表面の作製に関与している残基並びにArg194及びPhe379など、「PCSK9によるLDLの認識のための分子的基礎(PNAS、105:1820−1825,2008)」に論述されている残基が維持される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも残基194から379を含む。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、PCSK9の1つ又はそれ以上の生物学的活性を阻害し、妨害し、又は調節することができる。一実施形態において、中和PCSK9変形物は、LDLRへの結合に関して、原型のPCSK9と競合する。 幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、LDLRへの原型のPCSK9の結合を少なくとも1%の低下させる、例えば、LDLRへの原型のPCSKの結合を1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%の低下させる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、原型のPCSK9のLDLRへの結合の遮断に関して、1μM未満、1000nMから100nM、100nMから10nM、10nMから1nM、1000pMから500pM、500pMから200pM、200pM未満、200pMから150pM、200pMから100pM、100pMから10pM、10pMから1pMのIC50を有する。このIC50は、LDLRへの原型のPCSK9とLDLRへの中和PCSK9変形物との間で測定することができる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、C679X及び/又はQ554E点変異を含まない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物はHisタグを含まない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物はGSTタグを含まない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、該変形物中の対応する位置に、配列番号3の残基453を含む。幾つかの実施形態において、PCSK9変形物は、タンパク質から除去された残基453から692の全体を有さない。例えば、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、残基31から453を含む。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3の447、448、449、450、451及び452(又はこれらの幾つかの組み合わせ)などの残基を欠如する。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、これらの位置において、一切のアミノ酸を欠如する。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3に関して上に特定されている特異的な位置において、対応するアミノ酸を欠如する。幾つかの実施形態において、明示的に述べられている場合、中和PCSK9変形物は、2008年8月22日に出願された米国特許出願第12/197093号(参照により、その全体及び特に、抗原結合タンパク質及びPCSK9タンパク質及びその変形物に関する開示に関して本明細書に組み込まれる。)に開示されているPCSK9変形物を除外することができる。例えば、明示的に述べられている場合、中和PCSK9変形物は、hisタグあり又はなしに、PCSK9 ProCat31から449及び/又はPCSK9 ProCat31から454などのPCSK9タンパク質/変形物を除外することができる。幾つかの実施形態において、明示的に述べられている場合、中和PCSK9変形物は、(Hisタグ又はGSTタグを有する)残基1から452(Fan et al., American Chemical Society, “Self−Association of Human PCSK9 Correlates with its LDLR−Degrading Activity”に定義されているように配列を付番)、残基1から454及び1から681、219から692(「Benjannet et al., Journal of Biological Chemistry, “NARC−1/PCSK9 and Its Natural Mutants,”279:48865−48875, 2004に定義されている配列の付番);残基219から692「Benhannet et al., J. of Biol.Chemistry,“The Proprotein Convertase(PC) PCSK9 is Inactivated by Furin and/or PC5/6A,”281(41):30561−30572(2006)」に定義されている配列の付番;残基1から452及び423から692(「Fan et al., Biochemistry,“Self−Assoication of Human PCSK9 Correlates with its LDLR−Degrading Activity,”47:1631−1639 2008」に定義されている配列の付番);残基1から455、1から454及び/又は残基31から454(「Nassoury et al., Traffic,“The Cellular Trafficking of Secretory Proprotein Convertase PCSK9 and its Dependence on the LDLR,” 8:718−732, 2007」によって定義されている配列の付番);WO2007/128121中のあらゆるC末端欠失;残基1から454(「Zhang et al., PNAS, “Structural Requirements for PCSK9−mediated degradation of the low−density lipoprotein Receptor,”105:13045−13050, 2008)」によって定義されている配列の付番);残基1から425、1から453、1から694、31から453及び1から507(「Naureckiene S. et al., Archives of Biochemistry and Biophysics, “Functional Characterization of Narc1, a Novel Proteinase Related to Proteinase K”, 420:55−67, 2003」によって定義されている配列の付番);残基31から451及び/又は残基53から451(以下のもの:P155G、W156L、N157K、L158A、I161A、R194A、D238A、D374Y、S386Aなど、Hisタグあり又はなしのこれらの何れかの変形物を含む。)(「Bottomley et al., J. of Biological Chemistry, “Structural and Biochemical Characterization of the Wild Type PCSK9/EGF−AB Complex and Natural FH mutants,” 284:1313−23, 2008」に定義されている配列の付番);58アミノ酸の第8エキソンのフレーム内欠失、例えば、残基395から452の欠失(「Schmidt et al., DNA and Cell Biology,“A Novel Splicing Variant of Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin Type 9”, 27:183−189, 2008」に記載されているように、1から394及び453から末端までを保持している。);並びに/又は残基1から692(ヒト)、1から691(ラット)、1から316(ラット)、1から390(ラット)、1から390(S385A、ラット)、1から425(ラット)、1から453(ラット)、1から507(ラット)、31から691(ラット)、148から691(ラット)、1から691(ラット、場合によって存在する31から147の欠失、場合によって存在する148から425の欠失、場合によって存在する219から395の欠失、ヒスチジン225−>トリプトファン、セリン385−>アラニン、又はヒスチジン225−>トリプトファン、及びセリン385−>アラニンを含む。)、1から142及び/若しくは1から679(「Bingham et al., Cytometry A., “Proapoptotic effects of NARC1(=PCSK9), the gene encoding a novel serine proteinase,”69(11):1123−31, 2006」に定義されている配列の付番)からなるPCSK9変形物を除外し得る。上記参考文献の各々の開示全体が、特に、様々なPCSK9配列の開示及びその考察に関して、参照により、本明細書に組み込まれる。幾つかの実施形態において、上記変形物の何れか1つ又はそれ以上が、有用な中和PCSK9変形物の群内に包含される。幾つかの実施形態において、上記の何れか又は全てが、医薬として許容される担体とともに若しくはその中に組み合わされることができ、又は医薬の調製のために使用することができる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、NM−174936又はgi31317306のcDNA配列中のpro/catドメインと異なるpro/catドメインを有する。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、以下の位置:474、620又は670の少なくとも1つに点変異を含む。幾つかの実施形態において、点変異は、Val474Iso、Gly670Glu及び/又はGlu620Glyである。
ビヒクル
「ビヒクル」という用語は、治療用タンパク質に共有的に又は非共有的に結合された場合に、分解を抑制し、及び/若しくは半減期を増加させ、毒性を低下させ、免疫原性を低下させ、又は治療用タンパク質の生物学的活性を増加させる分子を表す。典型的なビヒクルには、Fcドメイン(例えば、原型のFc、Fc変形物、Fcドメイン、多量体及び二量体を含む。);及び直鎖ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリリジン、デキストランなど);分岐鎖ポリマー(例えば、1981年9月15日に、Denkenwalter他に付与された米国特許第4,289,872号;1993年7月20日にTamに付与された米国特許第5,229,490号;1993年10月28日に公開されたFrechet他によるWO93/21259参照);脂質;コレステロール基(ステロイドなど);炭水化物若しくはオリゴ糖;又はサルベージ受容体に結合するあらゆる天然若しくは合成の、タンパク質、ポリペプチド若しくはペプチドが含まれる。ビヒクルは、米国特許第6,660,843号(参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。)中にさらに記載されている。幾つかの実施形態において、複数のビヒクルが使用される(例えば、各末端のFc又は末端のFc及び他方末端又は側鎖のPEG基)。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、上記ビヒクルの何れかの1つ又はそれ以上に、組み合わされ、会合され、混合され又は結合される。
別のビヒクルは、サルベージ受容体に結合することができる、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、抗体、抗体断片又は小分子(例えば、ペプチド模倣化合物)である。例えば、1998年4月14日にPresta他に付与された米国特許第5,739,277号に記載されているポリペプチドをビヒクルとして使用することができる。ペプチドは、FcRnサルベージ受容体への結合に関して、ファージディスプレイによっても選択することができる。このようなサルベージ受容体結合化合物も、「ビヒクル」の意味の中に含まれ、本発明の範囲に属する。このようなビヒクルは、(例えば、プロテアーゼによって認識される配列を回避することによる)増加した半減期及び(例えば、抗体のヒト化において発見されたように、非免疫原性配列を優先することによる)減少した免疫原性に関して選択されるべきである。
上述されているように、ポリマービヒクルも使用することができる。ビヒクルとして有用な化学的部分を付着するための様々な手段が現在利用可能であり、例えば、「N−Terminally Chemically Modified Protein Compositions and Methods」という名称の特許協力条約(「PCT」)国際公開WO96/11953(参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。)を参照されたい。このPCT公報は、とりわけ、タンパク質のN末端への水溶性ポリマーの選択的な付着を開示している。
幾つかの実施形態において、ポリマービヒクルは、ポリエチレングリコール(PEG)である。PEG基は、あらゆる都合のよい分子量のものであり得、直鎖又は分岐であり得る。PEGの平均分子量は、好ましくは、約2キロダルトン(「kD」)から約100kDa、より好ましくは、約5kDaから約50kDaの範囲である。PEG基は、PEG部分上の反応性基(例えば、アルデヒド、アミノ、チオール又はエステル基)を通じた、本発明の化合物上の反応性基(例えば、アルデヒド、アミノ又はエステル基)へのアシル化又は還元的アルキル化を介して、一般に、中和PCSK9変形物へ付着される。
幾つかの実施形態において、合成ペプチドのPEG化のための有用な戦略は、溶液中での共役結合の形成を通じて、ペプチドとPEG部分(それぞれ、他方に対して相互に反応性である特殊な官能性を有する。)を組み合わせることを含む。ペプチドは、旧来の固相合成を用いて容易に調製することができる。ペプチドは、特定の部位において、適切な官能基を用いて「予め活性化」される。前駆体は、PEG部分と反応させる前に、精製され、完全に性質決定される。PEGとのペプチドの連結は、通常、水相内で行われ、逆相分析用HPLCによって容易にモニターすることができる。PEG化されたペプチドは、調製用HPLCによって容易に精製し、分析用HPLC、アミノ酸分析及びレーザー脱離質量分析法によって性質決定することができる。
多糖ポリマーは、タンパク質修飾のために使用することができる水溶性ポリマーの別の種類である。デキストランは、α1から6結合によって主に結合されたグルコースの個々のサブユニットから構成された多糖ポリマーである。デキストラン自体は、多くの分子量範囲で入手可能であり、約1kDから約70kDの分子量で容易に入手可能である。デキストランは、単独で又は別のビヒクル(例えば、Fc)と組み合わせてビヒクルとして使用するための適切な水溶性ポリマーである。例えば、WO06/11953及びWO96/05309を参照されたい。治療用又は診断用免疫グロブリンに連結されたデキストランの使用は報告されており、例えば、欧州特許公開0315456号(参照により、本明細書中に組み込まれる。)を参照されたい。約1kDから約20kDのデキストランを使用することができる。
別の実施形態において、ビヒクルは、治療用タンパク質の分解を抑制し、及び/若しくは半減期を増加させ、毒性を低下させ、免疫原性を低下させ、又は生物学的活性を増加させることが知られている又はこのように考えられている非Fcペプチド又はポリペプチドである。このようなタンパク質ビヒクルの例には、トランスサイレチン又はHSAタンパク質融合物が含まれる。これらのビヒクルは、PCSK9変形物へ融合することができる。
リンカー
全ての「リンカー」基は、場合によって存在する。存在する場合、リンカーは主としてスペーサーとしての役割を果たすので、リンカーの化学的構造は重要ではない。リンカーは、ペプチド結合によって一緒に連結されたアミノ酸から構成され得る。従って、幾つかの実施形態において、リンカーは、ペプチド結合によって連結された1から20個のアミノ酸から構成され、アミノ酸は天然に存在する20のアミノ酸から選択される。当業者によって十分に理解されるように、これらのアミノ酸の幾つかはグリコシル化され得る。幾つかの実施形態において、1から20個のアミノ酸は、グリシン、アラニン、プロリン、アスパラギン、グルタミン及びリジンから選択される。幾つかの実施形態において、リンカーは、グリシン及びアラニンなど、立体的に妨害されないアミノ酸の大半から構成される。幾つかの実施形態において、リンカーは、ポリグリシン(特に、(Gly)、(Gly))、ポリ(Gly−Ala)及びポリアラニンである。リンカーの他の具体例は、(Gly)Lys(Gly);(Gly)ASnGlySer(Gly);(Gly)Cys(Gly);及びGlyProAsnGlyGlyである。
上記命名法を説明するために、例えば、(Gly)Lys(Gly)は、Gly−Gly−Gly−Lys−Gly−Gly−Gly−Glyを意味する。GlyとAlaの組み合わせも好ましい。ここに示されているリンカーは例示であり、これよりずっと長くすることがであり、他の残基を含むことができる。
非ペプチドリンカーも可能である。例えば、−NH−(CH−C(O)(s=2から20)などのアルキルリンカーを使用することができる。これらのアルキルリンカーは、低級アルキル(例えば、C−C)、低級アシル、ハロゲン(例えば、Cl、Br)、CN、NH、フェニルなどのあらゆる非立体妨害基によってさらに置換され得る。典型的な非ペプチドリンカーは、PEGリンカーであり、100から5000kD、例えば、100から500kDの分子量を有する。ペプチドリンカーは、上に記載されているのと同様の様式で、誘導体を形成するために変化させることができる。
誘導体
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物(及び/又はビヒクル)は誘導体化される。このような誘導体は、化合物の溶解度、吸収、生物学的半減期などを改善し得る。あるいは、この部分は、化合物のあらゆる望ましくない副作用などを除去又は減弱し得る。幾つかの実施形態において、前記部分は、全体としての分子にさらなる特性を付加することができる。典型的な誘導体は、本明細書中に提供されている。
中和PCSK9変形物又はその一部分は環状である。例えば、ペプチド部分は、ジスルフィド結合の形成によって環状化し得る、2つ又はそれ以上のCys残基を(例えば、リンカー中に)含有するように修飾され得る。
中和PCSK9変形物は架橋され、又は分子間で架橋が可能なようにされる。例えば、ペプチド部分は、1つのCys残基を含有するように修飾することができ、これにより、同様の分子と分子間ジスルフィド結合を形成することができる。化合物は、そのC末端を通じて架橋することもできる。
1つ又はそれ以上のペプチジル[−C(O)NR−]連結(結合)は、非ペプチジル連結によって置換される。典型的な非ペプチジル連結は、−CH−カルバマート[−CH−OC(O)NR−]、ホスホナート、−CH−スルホンアミド[−CH−S(O)NR−]、尿素[−NHC(O)NH−]、−CH−第二級アミン及びアルキル化されたペプチド[−C(O)NR−(Rは、低級アルキルである。)]である。
N末端は、誘導体化される。典型的には、N末端は、アシル化され、又は置換されたアミンへ修飾され得る。典型的なN末端誘導体基には、−NRR(−NH以外)、−NRC(O)R、−NRC(O)OR、−NRS(O)、−NHC(O)NHR、スクシンイミド又はベンジルオキシカルボニル−NH−(CBZ−NH−)(R及びRは、それぞれ独立に、水素又は低級アルキルであり、フェニル環はC−Cアルキル、C−Cアルコキシ、クロロ及びブロモからなる群から選択される1から3個の置換基で置換され得る。)が含まれる。
遊離のC末端は、誘導体化される。典型的には、C末端は、エステル化又はアミド化される。例えば、中和PCSK9変形物に(NH−CH−CH−NHを付加するために、本分野において記載された方法を使用することができる。同様に、中和PCSK9変形物に、−NHを付加するために、本分野で記載されている方法を使用することができる。典型的なC末端誘導体基には、例えば、−C(O)R(Rは、低級アルコキシ又は−NR(R及びRは、独立に、水素又はC−Cアルキル(好ましくは、C−Cアルキル)である。)が含まれる。
ジスルフィド結合は、別の(好ましくは、より安定な)架橋部分(例えば、アルキレン)と置換される。例えば、「Bhatnagar et al.(1996), J.Med.Chem.39:3814−9;Alberts et al.(1993) Thirteenth Am.Pep.Symp., 357−98」を参照されたい。1つ又はそれ以上の各アミノ酸残基が修飾される。以下で詳しく記載されているように、様々な誘導体化剤が選択された側鎖又は末端残基と特異的に反応することが知られている。
リジン残基及びアミノ末端残基は、コハク酸又は他のカルボン酸無水物と反応させることができ、これはリジン残基の電荷を反転させる。α−アミノ含有残基を誘導体化するための他の適切な試薬には、メチルピコリンイミダート;ピリドキサルリン酸;ピリドキサル;クロロ水素化ホウ素(chloroborohydride);トリニトロベンゼンスルホン酸;O−メチルイソ尿素;2,4−ペンタンジオン;及びグリオキシラートとのトランスアミナーゼ触媒された反応などのイミドエステルが含まれる。アルギニン残基は、フェニルグリオキサール、2,3−ブタンジオン、1,2−シクロヘキサンジオン及びニンヒドリンなどの、幾つかの慣用試薬のあらゆる1つ又は組み合わせとの反応によって修飾することができる。アルギニン残基の誘導体化は、グアニジン官能基の高いpKの故に、アルカリ条件で反応を行う必要がある。さらに、これらの試薬は、リジンの基及びアルギニンのεアミノ基と反応させることができる。チロシン残基の特異的な修飾は広く研究されており、芳香族ジアゾニウム化合物又はテトラニトロメタンとの反応によって、チロシン残基中にスペクトル標識を導入することに特に関心が持たれる。最も一般的には、それぞれ、O−アセチルチロシル種及び3−ニトロ誘導体を形成するために、N−アセチルイミダゾール及びテトラニトロメタンが使用される。カルボキシル側鎖基(アスパラギン酸又はグルタミン酸)は、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリニル−(4−エチル)カルボジイミド又は1−エチル−3−(4−アゾニア−4,4−ジメチルペンチル)カルボジイミドなどのカルボジイミド(R’−N=C=N−R’)との反応によって、選択的に修飾され得る。さらに、アスパラギン酸及びグルタミン酸残基は、アンモニウムイオンとの反応によって、アスパラギン及びグルタミン残基へ転化され得る。グルタミン及びアスパラギン残基は、対応するグルタミン酸及びアスパラギン酸残基へ脱アミド化され得る。あるいは、これらの残基は、弱酸性条件下で脱アミド化される。システイン残基は、ジスルフィド結合を除去するために、又は逆に架橋を安定化するために、アミノ酸残基又は他の部分によって置換され得る。例えば、「Bhatnagar et al.(1996), J.Med.Chem.39:3814−9」を参照されたい。
二官能性因子での誘導体化は、ペプチド又はその機能的誘導体を架橋して、水に不溶性の支持体マトリックス又は他の高分子ビヒクルにするのに有用であり得る。一般的に使用される架橋剤には、例えば、1,1−ビス(ジアゾアセチル)−2−フェニルエタン、グルタルアルデヒド、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(例えば、4−アジドサリチル酸とのエステル)、3,3’−ジチオビス(スクシンイミジルプロピオナート)などのジスクシンイミジルエステル及びビス−N−マレイミド−1,8−オクタンなどの二官能性マレイミドを含むホモ二官能性イミドエステルが含まれる。メチル−3−[(p−アジドフェニル)ジチオ]プロピオイミダートなどの誘導体化剤は、光の存在下で架橋を形成することができる光活性化可能な中間体を与える。あるいは、臭化シアン活性化された炭水化物並びに米国特許第3,969,287号;米国特許第3,691,016号;米国特許第4,195,128号;米国特許第4,247,642号;米国特許第4,229,537号;及び米国特許第4,330,440号に記載されている反応性基質などの水に不溶性の反応性マトリックスが、タンパク質の固定化のために使用される。
炭水化物(オリゴ糖)基は、タンパク質中のグリコシル化部位であることが知られている部位へ付着させることができる。一般に、O結合型オリゴ糖はセリン(Ser)又はスレオニン(Thr)残基へ付着されるのに対して、N結合型オリゴ糖は、配列Asn−X−Ser/Thr(Xは、プロリンを除くあらゆるアミノ酸であり得る。)の一部である場合、アスパラギン(Asn)残基に付着される。Xは、好ましくは、プロリン以外の天然に存在する19のアミノ酸の1つである。N結合型及びO結合型オリゴ糖の構造並びにそれぞれの型に見出される糖残基は異なる。両者の上に一般に見出される糖の1つの種類は、N−アセチルノイラミン酸(シアル酸と称される。)である。シアル酸は、通常、N結合型及びO結合型オリゴ糖の両者の末端残基であり、その負電荷のために、グリコシル化された化合物に酸性特性を付与し得る。このような部位は、中和PCSK9変形物のリンカー中に取り込まれることが可能であり、(例えば、CHO、BHK、COSなどの哺乳動物細胞中での)ポリペプチド化合物の組換え産生の間に、細胞によってグリコシル化され得る。しかしながら、このような部位は、本分野において公知の合成又は半合成手法によって、さらにグリコシル化することができる。
他の可能な修飾には、プロリン及びリジンの水酸化、セリン又はスレオニン残基の水酸基のリン酸化、Cys中の硫黄原子の酸化、リジン、アルギニン及びヒスチジン側鎖のα−アミノ基のメチル化が含まれる。Creighton, Proteins:Structure and Molecule Properties(W.H. Freeman & Co., San Francisco),pp.79−86(1983)。
幾つかの実施形態において、PEG化の部位として、中和PCSK9変形物中にシステイン、アルギニン及び/又はリジンを導入することができる。
中和PCSK9変形物は、DNAレベルでも変化させることができる。化合物のあらゆる部分のDNA配列を、選択された宿主細胞とより適合的なコドンへ変化させることができる。制限部位を除去するために、又はサイレント制限部位を含めるためにコドンを置換することができ、これは選択された宿主細胞中でのDNAのプロセッシングを補助することができる。前記配列変化の何れかを含めるために、ビヒクル、リンカー及びペプチドDNA配列を修飾することができる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、親ポリペプチドのアミノ酸配列と比べて、グリコシル化合部位の数及び/又は種類が変化を受けているグリコシル化を含む。幾つかの実施形態において、タンパク質変形物は、原型のタンパク質より多数の又は少数のN結合型グリコシル化部位を含む。N結合型グリコシル化部位は、配列:Asn−X−Ser又はAsn−X−Thr(Xと表記されているアミノ酸残基は、プロリンを除くあらゆるアミノ酸残基であり得る。)によって特徴付けられる。この配列を作製するためのアミノ酸残基の置換は、N結合型炭水化物鎖を付加するための新たな候補部位を与える。あるいは、この配列を除去する置換は、既存のN結合型炭水化物鎖を除去する。1つ又はそれ以上のN結合型グリコシル化部位(典型的には、天然に存在するもの)が除去され、及び1つ又はそれ以上の新しいN結合型部位が作製されているN結合型炭水化物鎖の再構成も提供される。さらなる好ましい変形物には、親アミノ酸配列と比べて、1つ又はそれ以上のシステイン残基が欠失され、又は別のアミノ酸(例えば、セリン)に置換されているシステイン変形物が含まれる。システイン変形物は、原型のタンパク質より少ないシステイン残基を一般に有し、対を形成していないシステインから生じた相互作用を最小化するために、通例、偶数を有する。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は抗体の少なくとも一部と会合される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は抗体融合タンパク質の一部である。当業者によって理解されるように、融合タンパク質は、様々な抗体配列を含むことができる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は完全長抗体に融合される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物はLDLRに結合する抗体に融合されることによって、中和PCSK9変形物がその標的に誘導される可能性をさらに増加させる。非中和抗体融合物も、本発明の一態様を形成する。この実施形態において、PCSK9変形物に融合された非中和抗体は、PCSK9変形物の半減期を増加させるという機能を発揮し得る。
幾つかの実施形態において、上述されているように、中和PCSK9変形物は、Fcドメインなどの抗体の断片に融合される。幾つかの実施形態において、融合タンパク質は、Fcドメインを含み、Fcドメインからなり、又は実質的にFcドメインからなる。幾つかの実施形態において、融合タンパク質は、原型のFc領域を含み、原型のFc領域からなり、又は実質的に原型のFc領域からなる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物に付着又は融合される抗体又はその結合断片はLDLRに結合する。
幾つかの実施形態において、抗体融合物を含む本明細書中に開示されている中和PCSK9変形物の何れもが、このようなタンパク質配列をコードする核酸配列から作製され得る。従って、これらの化合物を含む核酸配列、ベクター及び細胞も、本明細書において想定される。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物はLDLR変形物に結合する。幾つかの実施形態において、LDLRの変形物は、ヒトLDLRと少なくとも50%同一である。LDLRの変形物は、当業者に公知であることが注目される(例えば、BrownMS他、“Calcium cages, acid baths and recycling receptors” Nature 388:629−630, 1997)。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、ヘテロ接合の家族性高コレステロール血症(LDLRの機能喪失変形物が存在する。)中の有効LDLRのレベルを上昇させることができる。3つの典型的なLDLR配列が、図1Iから1Lに示されている(マウス、カニクイザル及びヒトアミノ酸配列)。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、図1Iから1L中の配列の少なくとも1つを含むタンパク質に結合する。幾つかの実施形態において、原型のPCSK9変形物は、図1Iから1L中のコンセンサス配列を含み、図1Iから1L中のコンセンサス配列からなり、又は図1Iから1L中のコンセンサス配列から実質的になるLDLR変形物に結合する。幾つかの実施形態において、LDLR変形物は、図1Iから1L中のコンセンサス配列中で特定されている保存されたアミノ酸残基の各々を含む。当業者によって理解されるように、コンセンサス配列中の空間は、対応する位置で比較される他のアミノ酸の何れかで、又は、幾つかの実施形態において、あらゆるアミノ酸で充填することができる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、LDLRに結合し、PCSK9の他の変形物に結合するのを遮断する。PCSK9のこれらの変形物は、図1A中に図示されているPCSK9の形態と、少なくとも50%、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から99%又はそれ以上の%同一性である。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、位置474での変形物などのヒト変形物である。幾つかの実施形態において、474位のアミノ酸は(他のヒトにおけるように)バリン又は(カニクイザル及びマウスにおけるように)スレオニンである。
幾つかの実施形態において、PCSK9の外側のアミノ酸を自由に変異させる一方、PCSK9の外側のアミノ酸を保存的に変化させるPCSK9の変形物が想定される。幾つかの実施形態において、PCSK9とLDLR間の結合表面上の残基を変化させず、又は保存的にのみ変化させる一方、PCSK9表面の残り又は該タンパク質の内側の残基を自由に又は保存的に変化させるPCSK9の変形物が想定される。様々な中和PCSK9変形物が、本明細書及び上記の節に論述されている。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3(及びその変形物)の残基31又は61から始まり、配列番号3(及びその変形物)の残基447、448、449、450、451、452及び453の何れか1つで終わる配列を有するタンパク質を含む。従って、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、配列番号3(及びその変形物)の残基31から447、31から448、31から449、31から450、31から451、31から452、31から453、61から447、61から448、61から449、61から450、61から451、61から452及び61から453並びに/又は(例えば、図1Cから1E、図1Rから1R(配列番号30)及び図FからH(Catドメインに関して)に示された)コンセンサス配列を含み得る。幾つかの実施形態において、変形物は、特定の配列長にわたって、配列番号3のpro/catドメインと50%又はそれ以上(例えば、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100%)同一であり得る。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、pro/catドメインの保存された区画と少なくとも50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99%又はそれ以上同一である。幾つかの実施形態において、(例えば、図1Cから1Eに示されているように)100%保存されている中和PCSK9変形物中のpro/catドメインの区画が存在するのに対して、残りの位置は変化され得る。幾つかの実施形態において、これらの残りの位置の変化は、配列番号3の対応するpro/catドメインと50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99又は99から100%同一である中和PCSK9変形物中のpro/cat変形物をもたらし得る。
さらに、当業者は、活性又は構造にとって重要である類似のポリペプチド中の残基を同定する構造−機能研究を検討することができる。このような比較に照らして、類似のタンパク質中の活性又は構造にとって重要であるアミノ酸残基に対応する、タンパク質中のアミノ酸残基の重要性を予測することができる。当業者は、このような予測された重要なアミノ酸残基に対して、化学的に類似のアミノ酸置換を選ぶことができる。
当業者は、三次元構造及びその構造に関連するアミノ酸配列を分析することもできる。このような情報に照らして、当業者は、その三次元構造に関して、タンパク質断片のアミノ酸残基の並置を予測することができる。幾つかの実施形態において、タンパク質の表面上に存在すると予想されるアミノ酸残基は他の分子との重要な相互作用に関与し得るので、当業者は、このような残基に対して急激な変化が起こらないように選択することができる。さらに、当業者は、それぞれの所望されるアミノ酸残基に単一のアミノ酸置換を含有する変形物を作製し、検査することができる。次いで、当業者に公知の活性アッセイを用いて又は本明細書中に開示されている実施例に記載されているように、変形物をスクリーニングすることができる。このような変形物は、適切な変形物についての情報を収集するために使用することができる。例えば、あるアミノ酸残基への変化が、破壊された活性、望ましくないように低下された活性又は不適切な活性をもたらすことを発見した場合には、このような変化を有する変形物は避けることができる。換言すれば、このような定型的実験から収集された情報に基づいて、当業者は、単独で、又は他の変異と組み合わせて、さらなる置換が回避されるべきアミノ酸を容易に決定することができる。
多数の科学文献が、二次構造の予測をテーマとしている。「Moult J., Curr.Op. in Biotech., 7(4):422−427(1996), Chou et al., Biochemistry, 13(2):222−245(1974);Chou et al., Biochemistry, 113(2):211−222(1974);Chou et al., Adv.Enzymol.Relat.AreasMol.Biol., 47:45−148(1978);Chou et al., Ann.Rev.Biochem., 47:251−276及びChou et al., Biophys.J., 26:367−384(1979)」を参照されたい。さらに、二次構造の予測を補助するために、現在、コンピュータプログラムが利用可能である。二次構造を予測する1つの方法は、相同性のモデル化に基づいている。例えば、30%を上回る配列同一性を有する又は40%を上回る類似性を有する2つのポリペプチド又はタンパク質は、しばしば、類似の構造的トポロジーを有する。タンパク質構造データベース(PDB)の最近の発展は、ポリペプチド又はタンパク質の構造内に存在する可能性がある折り畳みの数など、二次構造の増大した予測可能性をもたらした。「Holm et al., Nucl.Acid.Res., 27(1):244−247(1999)」を参照されたい。
二次構造を予測するさらなる方法には、「スレディング(threading)」(Jones, D., Curr.Opin.Struct.Biol., 7(3):377−87(1997);Sippl et al, Structure, 4(1):15−19(1996))、「プロファイル分析」(Bowie et al, Science, 253:164−170(1991);Gribskov et al, Meth.Enzym., 183:146−159(1990);Gribskov et al, Proc.Nat.Acad.Sci.USA, 84(13):4355−4358(1987))及び「進化的連関(evolutionary linkage)」(Holm,上記(1999)及びBrenner, 上記(1997)参照)が含まれる。
ある種の実施形態によれば、アミノ酸置換は、(1)タンパク質分解に対する感受性を低下させるアミノ酸置換、(2)酸化に対する感受性を低下させるアミノ酸置換、(3)タンパク質複合体を形成させるために結合親和性を変化させるアミノ酸置換、(4)結合親和性を変化させるアミノ酸置換及び/又は(4)このようなポリペプチドに対して他の物理化学的若しくは機能的特性を付与若しくは修飾するアミノ酸置換である。ある種の実施形態によれば、単一又は複数のアミノ酸置換(幾つかの実施形態において、保存的なアミノ酸置換)は、天然に存在する配列中に(幾つかの実施形態において、分子間接触を形成するドメイン外のポリペプチドの部分中に)作製され得る。幾つかの実施形態において、保存的アミノ酸置換は、親配列の構造的特徴を典型的には実質的に変化させない場合があり得る(例えば、置換アミノ酸は、親配列中に生じるヘリックスを切断する傾向がないようにすべきであり、又は親配列を特徴付ける二次構造の他の種類を崩壊させる傾向がないようにすべきである。)。本分野で認められるポリペプチド二次及び三次構造の例は、「Proteins, Structures and Molecular Principles (Creighton, Ed., W. H. Freeman and Company, New York(1984));Introduction to Protein Structure (C. Branden & J. Tooze, eds., Garland Publishing, New York,N.Y.(1991));及びThornton et al, Nature, 354:105(1991)」(それぞれ、参照により、本明細書中に組み込まれる。)中に記載されている。
幾つかの実施形態において、中度に厳格な又は厳格な条件下において、ある中和PCSK9変形物をコードする核酸配列が配列番号3のタンパク質をコードする核酸配列の何れかに選択的にハイブリッド形成することができれば、中和PCSK9変形物(又はこれをコードする核酸配列)は変形物である。一実施形態において、適切な中度に厳格な条件は、5×SSC;0.5%SDS、1.0mMEDTA(pH8.0)の溶液中での事前洗浄、50℃、−65℃、5×SSC、一晩でのハイブリッド形成、又は種間相同性の場合には、0.5×SSCを用いた45℃でのハイブリッド形成、次いで、0.1%SDSを含有する2×、0.5×及び0.2×SSCの各々とともに、20分間、65℃で2回の洗浄を含む。このようなハイブリッド形成DNA配列も、コード縮重のために、ハイブリッド形成DNA配列によってコードされる変形物及びこれらの核酸配列によってコードされるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列と同様に、本発明の範囲に属する。幾つかの実施形態において、適切な高い厳格な条件が使用され、0.1×SSC中における約65℃でのハイブリッド形成を含む。幾つかの実施形態において、適切な高い厳格な条件には、65℃で15分間の0.1×SSPE及び0.2%SDS中での洗浄が含まれる。幾つかの実施形態において、適切な高い厳格な条件には、42℃の31%v/vから50%v/vホルムアミド及び0.01Mから0.15M塩及び60℃で0.1×SCC、0.5%w/vSDSの洗浄条件が含まれる。このようなハイブリッド形成DNA配列も、コード縮重のために、ハイブリッド形成DNA配列によってコードされる変形物及びこれらの核酸配列によってコードされるアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列と同様に、本発明の範囲に属する。
この文脈において引用される「選択的にハイブリッド形成する」という用語は、検出可能に及び選択的に結合することを意味する。このようなポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド及びこれらの断片は、非特異的な核酸への検出可能な結合の多量を最小化するハイブリッド形成及び洗浄条件下で、核酸鎖に選択的にハイブリッド形成する。本分野において公知であるように、及び本明細書に論述されているように、選択的なハイブリッド形成条件を達成するために、高い厳格度条件を使用することができる。一般に、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド及び断片と目的の核酸配列との間の核酸配列相同性は、少なくとも80%であり、より典型的には、好ましくは、少なくとも85%、90%、95%、99%及び100%の増大する相同性を有する。2つのアミノ酸配列の間に部分的な又は完全な同一性が存在する場合には、2つのアミノ酸配列は相同的である。例えば、85%の相同性は、最大の合致が得られるように、2つの配列が並置される場合にアミノ酸の85%が同一であることを意味する。合致を最大化する上で(合致されている2つの配列の何れかの中に)ギャップが許容される。5又はそれ以下のギャップ長が好ましく、2又はそれ以下がさらに好ましい。これに代えて及び好ましくは、本明細書においてこの用語が使用される場合には、変異データマトリックス及び6又はそれ以上のギャップペナルティーを使用するプログラムALIGNを用いて、(標準偏差単位で)5より多くの並置スコアを有すれば、2つのタンパク質配列(又は少なくとも30アミノ酸長の、これらから得られるポリペプチド配列)は相同である。「Dayhoff, M. O., in Atlas of Protein Sequence and Structure, pp.101−110(Volume 5, National Biomedical Research Foundation(1972))及びこの巻に対する補遺2、pp.1から10」を参照されたい。ALIGNプログラムを用いて最適に並置された場合に、2つの配列又はその一部のアミノ酸が50%超の又は50%に等しい同一性であれば、2つの配列又はその一部は、より好ましく相同的である。本明細書において、「対応する」という用語は、参照ポリヌクレオチド配列の全て若しくは一部に対して、ポリヌクレオチド配列が相同的である(すなわち、同一であり、厳格に進化的に関連していない。)こと、又はポリペプチド配列が参照ポリペプチド配列と同一であることを意味するために使用される。これに対して、「相補的な」という用語は、本明細書において、相補的配列が参照ポリヌクレオチド配列の全部又は一部に対して相同的であることを意味するために使用される。例として、ヌクレオチド配列「TATAC」は参照配列「TATAC」に対応し、参照配列「GTATA」に対して相補的である。
例えば、「保存的アミノ酸置換」は、当該位置のアミノ酸残基の極性又は電荷に対して殆ど又は全く効果が存在しないように、原型のアミノ酸残基を非原型の残基で置換することを含み得る。さらに、「アラニンスキャンニング突然変異導入」及び「アルギニンスキャニング突然変異導入」に関して以前に記載されているように、ポリペプチド中の何れの原型の残基もアラニン及び/又はアルギニンで置換され得る。
所望のアミノ酸置換(保存的であるか、又は非保存的であるかを問わない。)は、このような置換が所望される時点で、当業者によって決定することができる。幾つかの実施形態において、本明細書中に記載されているように、PCSK9の重要な残基を同定するために、又は中和PCSK9変形物の親和性を増加若しくは減少させるために、アミノ酸置換を使用することができる。
中和PCSK9変形物に対する抗体
幾つかの実施形態において、本明細書に記載されている配列又は中和PCSK9変形物の何れかに対する抗体を作製し、使用することができる。これらの抗体は、原型のPCSK9より中和PCSK9変形物に対して選択的である。幾つかの実施形態において、抗体は、PCSK9のPro/Catドメインから実質的になる中和PCSK9変形物に結合する。幾つかの実施形態において、抗体は、野生型PCSK9よりこの中和PCSK9変形物に対して選択的である。
当業者によって理解されるように、中和PCSK9変形物に対する抗体を産生させ、次いで、原型のPCSK9に結合しない(又は原型のPCSK9に対する抗体と同じ程度には効果的に結合しない)抗体を同定することによって、前記抗体を作製することができる。幾つかの実施形態において、前記抗体は、ヒトPCSK9に対する抗体のKより少なくとも1、1から10、10から50又は50から100%優れたKで中和PCSK9変形物に結合する。幾つかの実施形態において、前記抗体は、原型のPCSK9に対する抗体のKより少なくとも2から5、5から10、10から50、50から100、100から1000、1000から10,000、10,000から100,000又は100,000から10優れたKで中和PCSK9変形物に結合する。当業者によって理解されるように、中和PCSK9変形物は野生型PCSK9タンパク質と構造的に異なり得る(及び不存在でさえあり得る)不活性なVドメインを有するので、このような選択的抗体は、本開示が与えられれば、容易に実現することができる。幾つかの実施形態において、上記抗体を作製するために、中和PCSK9変形物とともにアジュバントが使用される。
当業者によって理解されるように、前記抗体は、不注意に原型のPCSK9も検出することなく、中和PCSK9変形物の量を選択的に観察するために使用することができる。
細胞株及び中和PCSK9変形物の発現
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は細胞株中で発現させることができる。幾つかの実施形態において、適切な哺乳動物宿主細胞の形質転換のために、特定の中和PCSK9変形物をコードする配列を使用することができる。ある実施形態によれば、形質転換は、例えば、ポリヌクレオチドをウイルス中に(又はウイルスベクター中に)パッケージし、ウイルス(又はベクター)で又は米国特許第4,399,216号、米国特許第4,912,040号、米国特許第4,740,461号及び米国特許第4,959,455号(これらの特許は、あらゆる目的のために、参照により、本明細書に組み込まれる。)によって例示されているような、本分野において公知の形質移入手法によって宿主細胞を形質導入することを含む、宿主細胞中にポリヌクレオチドを導入するためのあらゆる公知の方法により得る。幾つかの実施形態において、使用される形質転換手法は、形質転換されるべき宿主に依存し得る。哺乳動物細胞中に異種のポリヌクレオチドを導入するための方法は本分野において周知であり、デキストランによって媒介された形質移入、リン酸カルシウム沈殿、ポリブレンによって媒介される形質移入、プロトプラスト融合、電気穿孔、リポソーム中のポリヌクレオチドの封入化及びDNAの核内への直接的微量注入が含まれるが、これらに限定されない。
発現のための宿主として利用可能な哺乳動物細胞株が本分野において周知であり、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、HeLa細胞、ベビーハムスター腎臓(BHK)細胞、サル腎臓細胞(COS)、ヒト肝細胞癌細胞(例えば、HepG2)及び多数の他の細胞株など(但し、これらに限定されない。)、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)から入手可能な多くの不死化された細胞株が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、何れの細胞株が高い発現レベルを有するかを決定することを通じて、細胞株を選択することができる。哺乳動物宿主細胞のための適切な発現ベクターは周知である。
幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上のタンパク質セグメントを含むポリペプチドをコードするポリヌクレオチド分子を発現させるために、様々な発現ベクター/宿主系の何れをも使用することができる。このような系には、組換えバクテリオファージ、プラスミド又はコスミドDNA発現ベクターで形質転換された細菌などの微生物;酵母発現ベクターで形質転換された酵母;ウイルス発現ベクター(例えば、バキュロウイルス)に感染した昆虫細胞系;ウイルス発現ベクター(例えば、カリフラワーモザイクウイルス、CaMV、タバコモザイクウイルス、TMV)で形質移入された若しくは細菌発現ベクター(例えば、Ti又はpBR322プラスミド)で形質転換された植物細胞系;又は動物細胞系が含まれるが、これらに限定されない。
幾つかの実施形態において、1つ若しくはそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドは、酵母中で組換え的に発現される。ある種のこのような実施形態は、製造業者の指示書に従って、市販の発現系、例えば、Pichia Expression System(Invitrogen, San Diego, CA)を使用する。幾つかの実施形態において、このような系は、分泌を誘導するために、プレプロα配列に依存する。幾つかの実施形態において、挿入物の転写は、メタノールによる誘導に際して、アルコールオキシダーゼ(AOX1)プロモーターによって駆動される。
幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の中和PCSK9変形物を含む分泌されたポリペプチドは、酵母増殖培地から精製される。幾つかの実施形態において、酵母増殖培地からポリペプチドを精製するために使用される方法は、細菌及び哺乳動物細胞上清からポリペプチドを精製するために使用される方法と同じである。
幾つかの実施形態において、1つ若しくはそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドをコードする核酸は、pVL1393(PharMingen, San Diego,CA)などのバキュロウイルス発現ベクター中にクローニングされる。幾つかの実施形態において、このようなベクターは、sF9無タンパク質培地中でスポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)細胞を感染させ、組換えポリペプチドを作製するために、製造業者の指示(PharMingen)に従って使用することができる。幾つかの実施形態において、ポリペプチドは、ヘパリン−セファロースカラム(Pharmacia)を用いて、このような培地から精製及び濃縮される。
幾つかの実施形態において、1つ若しくはそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドは、昆虫系中で発現される。ポリペプチド発現のためのある種の昆虫系が当業者に周知である。1つのこのような系において、スポドプテラ・フルギペルダ細胞中又はトリコプルシア(Trichoplusia)の幼虫内で外来遺伝子を発現させるためのベクターとして、オートグラファ・カリフォルニカ(Autographa californica)核多角体病ウイルス(AcNPV)が使用される。幾つかの実施形態において、ポリペプチドをコードする核酸分子は、ウイルスの不可欠でない遺伝子中に、例えば、ポリヘドリン遺伝子内に挿入し、その遺伝子に対するプロモーターの制御下に置くことができる。幾つかの実施形態において、核酸分子を首尾よく挿入することによって、不可欠でない遺伝子は不活性になる。幾つかの実施形態において、その不活化は検出可能な特徴をもたらす。例えば、ポリヘドリン遺伝子の不活化は、外被タンパク質を欠如したウイルスの産生をもたらす。
幾つかの実施形態において、エス・フルギペルダ細胞又はトリコプルシアの幼虫を感染させるために、組換えウイルスを使用することができる。例えば、「Smith et al., J. Virol., 46:584(1983);Engelhard et al, Proc.Nat.Acad.Sci.(USA), 91:3224−7(1994)」を参照されたい。
幾つかの実施形態において、細菌細胞中で作製された1つ若しくはそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドは、細菌中で、不溶性封入体として産生される。幾つかの実施形態において、このような封入体を含む宿主細胞は、遠心によって収集され、0.15MNaCl、10mMTris、pH8、1mMEDTA中で洗浄され、室温で15分間、0.1mg/mLリゾチーム(Sigma,St.Louis,MO)で処理される。幾つかの実施形態において、可溶化液は音波処理によって清澄化され、細胞破砕物は、12,000ラgでの10分間の遠心によって沈降される。幾つかの実施形態において、ポリペプチドを含有する沈降物は、50mMTris、pH8及び10mMEDTA中に再懸濁され、50%グリセロールに重層され、6000×gで30分間遠心される。幾つかの実施形態において、その沈降物は、Mg++及びCa++を含まない標準的なリン酸緩衝化生理的食塩水溶液(PBS)中に再懸濁され得る。幾つかの実施形態において、変性SDSポリアクリルアミドゲル中に再懸濁された沈降物を分画することによって、ポリペプチドはさらに精製される(例えば、Sambrook et al.,上記参照)。幾つか実施形態において、タンパク質を可視化するために、0.4MKCl中にこのようなゲルを浸漬させることが可能であり、タンパク質は切り出され、SDSを欠如するゲル走行緩衝液中に電気溶出することができる。ある種の実施形態によれば、グルタチオン−S−転写酵素(GST)融合タンパク質は、細菌中で、可溶性タンパク質として産生される。幾つかの実施形態において、このようなGST融合タンパク質は、GSTPurification Module(Pharmacia)を用いて精製される。
幾つかの実施形態において、ある種のポリペプチド、例えば、1つ又はそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドを「再折り畳み」させることが望ましい。幾つかの実施形態において、このようなポリペプチドは、本明細書中に論述されているある種の組換え系を用いて作製される。幾つかの実施形態において、所望の三次構造を形成させるために、及び/又はジスルフィド結合を生成させるために、ポリペプチドは、「再折り畳みされ」及び/又は酸化される。幾つかの実施形態において、このような構造及び/又は結合は、ポリペプチドのある種の生物活性に関連している。幾つかの実施形態において、再折り畳みは、本分野において公知の多数の手法の何れを用いても達成される。典型的な方法には、カオトロピック剤の存在下で、典型的には7を上回るpHに、可溶化されたポリペプチド剤を曝露させることが含まれるがこれに限定されない。典型的なカオトロピック剤は、グアニジンである。幾つかの実施形態において、再折り畳み/酸化溶液は、還元剤及びその還元剤の酸化された形態も含有する。幾つかの実施形態において、還元剤及びその酸化された形態は、ジスルフィドシャフリングが起こることを可能にする特定の酸化還元電位を生成する比で存在する。幾つかの実施形態において、このようなシャフリングは、システイン架橋の形成を可能とする。典型的な酸化還元対には、システイン/シスタミン、グルタチオン/ジチオビスGSH、塩化第二銅、ジチオスレイトールDTT/ジチアンDTT及び2−メルカプトエタノール(bME)/ジチオ−bMEが含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、再折り畳みの効率を増加させるために、共溶媒が使用される。典型的な共溶媒には、グリセロール、様々な分子量のポリエチレングリコール及びアルギニンが含まれるが、これらに限定されない。
幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドは、実質的に精製される。ある種のタンパク質精製技術が、当業者に公知である。幾つかの実施形態において、タンパク質精製は、非ポリペプチド画分からポリペプチド画分を粗分画することを含む。幾つかの実施形態において、ポリペプチドは、クロマトグラフィー技術及び/又は電気泳動技術を用いて精製される。典型的な精製法には、硫酸アンモニウムを用いた沈殿;PEGを用いた沈殿;免疫沈降;熱変性後の遠心;アフィニティークロマトグラフィー(例えば、プロテインA−セファロース)、イオン交換クロマトグラフィー、排除クロマトグラフィー及び逆相クロマトグラフィー;ゲルろ過;ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーなどの(但し、これらに限定されない。)クロマトグラフィー;等電点電気泳動;ポリアクリルアミドゲル電気泳動並びにこのような技術及び他の技術の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、ポリペプチドは、高速タンパク質液体クロマトグラフィーによって、又は高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)によって精製される。幾つかの実施形態において、精製工程を変化させ、又はある種の工程を省略することが可能であるが、実質的に精製されたポリペプチドを調製するための適切な方法をなおもたらす。
幾つかの実施形態において、ポリペプチド調製物の精製度を定量する。精製度を定量するためのある種の方法が、当業者に公知である。ある種の典型的な方法は、調製物の特異的結合活性を測定すること及びSDS/PAGE分析によって調製物内のポリペプチドの量を評価することを含むが、これらに限定されない。ポリペプチド調製物の精製の量を評価するためのある種の典型的な方法は、調製物の結合活性を計算すること、調製物の結合活性を当初抽出物の結合活性と比較することを含む。幾つかの実施形態において、このような計算の結果は、「精製倍数」と表現される。結合活性の量を表すために使用される単位は、実施される具体的なアッセイに依存する。
幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の中和PCSK9変形物を含むポリペプチドは、部分的に精製される。幾つかの実施形態において、部分的精製は、より少ない精製工程を使用することによって、又は同じ一般的な精製スキームの異なる形態を使用することによって達成することができる。例えば、幾つかの実施形態において、HPLC装置を用いて実施される陽イオン交換カラムクロマトグラフィーは、低圧クロマトグラフィー系を用いる同じ技術より大きな「精製倍数」を一般にもたらす。幾つかの実施形態において、より低い精製度をもたらす方法は、ポリペプチドの総回収において、又はポリペプチドの結合活性の維持において利点を有し得る。
ある種の事例では、ポリペプチドの電気泳動的移動は、SDS/PAGEの異なる条件とともに、(時に著しく)変動し得る。例えば、「Capaldi et al., Biochem.Biophys.Res.Comm., 76:425(1977)」を参照されたい。異なる電気泳動条件下において、精製された又は部分的に精製されたポリペプチドの見かけの分子量は異なり得ることが理解される。
治療的使用及び医薬組成物の例
ある種の事例において、PCSK9活性は、多数のヒトの病状と相関する。例えば、ある種の事例において、高すぎる又は低すぎるPCSK9活性は、高コレステロール血症などのある種の症状と相関する。従って、ある種の事例において、PCSK9活性を調節することは治療的に有用であり得る。
幾つかの実施形態において、少なくとも1つの原型のPCSK9活性(例えば、LDLRへの原型のPCSK9の結合)を調節するために、中和PCSK9変形物が使用される。このような方法は、上昇した血清コレステロールレベルと関連する、又は上昇したコレステロールレベルが関連する疾患を治療し、及び/又は予防し、及び/又は疾患のリスクを低減することができる。
当業者によって理解されるように、本開示に照らして、変動したコレステロール、LDL若しくはLDLRレベルと関連し、変動したコレステロール、LDL若しくはLDLRレベルを伴い、又は変動したコレステロール、LDL若しくはLDLRレベルによって影響を受け得る疾患は、中和PCSK9変形物の様々な実施形態によって対処することができる。中和PCSK9変形物は、様々な治療用途において使用することができる。例えば、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、本明細書中にさらに記載されているように、高コレステロール血症などのコレステロール関連疾患(又は「血清コレステロール関連疾患」)など、PCSK9と関連する症状を治療するのに有用である。本明細書中に記載されている中和PCSK9変形物の幾つかは、PCSK9活性と関連する結果、症候及び/又は病変を治療する上で有用である。
幾つかの実施形態において、(「血清コレステロール関連疾患」を含む)「コレステロール関連疾患」には、例えば、上昇した総血清コレステロール、上昇したLDL、上昇したトリグリセリド、上昇したVLDL及び/又は低HDLを呈し得る以下のもの:高コレステロール血症、心臓病、メタボリックシンドローム、糖尿病、冠状動脈性心臓病、卒中、心血管疾患、アルツハイマー病及び脂質異常症全般の何れか1つ又はそれ以上が含まれる。単独での、又は1つ若しくはそれ以上の他の薬剤と組み合わせた中和PCSK9変形物を用いて治療することができる原発性及び続発性脂肪異常症の幾つかの非限定的な例には、メタボリックシンドローム、糖尿病、家族性複合型高脂血症、家族性高トリグリセリド血症、家族性高コレステロール血症(ヘテロ接合型高コレステロール血症、ホモ接合型高コレステロール血症、家族性アポリポタンパク質B−100欠損、多遺伝子性高コレステロール血症);レムナント除去病(remnant removal disease)、肝リパーゼ欠乏症、以下のもの:暴食、甲状腺機能低下症、エストロゲン及びプロゲスチン療法を含む薬物、β遮断薬及びチアジド利尿薬;ネフローゼ症候群、慢性腎不全、クッシング症候群、原発性胆汁性肝硬変、糖原病、肝臓癌、胆汁鬱滞、末端肥大症、膵島細胞腫、成長ホルモン単独欠損症並びにアルコール誘発性高トリグリセリド血症の何れかに続発する脂肪異常症が含まれる。中和PCSK9変形物は、例えば、冠動脈性心臓病、冠動脈疾患、末梢動脈疾患、卒中(虚血性及び出血性)、狭心症又は心血管疾患及び急性冠動脈症候群、心筋梗塞などのアテローム性動脈硬化疾患を予防又は治療する上でも有用であり得る。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、致命的でない心臓発作、致命的な及び致命的でない卒中、心臓手術のある種類、心不全のための入院、心臓病を有する患者における胸部痛及び/又は以前の心臓発作、以前の心臓手術など確立された心臓病による心血管現象及び/又は閉塞した動脈の徴候を有する胸部痛のリスクを低下させる上で有用である。幾つかの実施形態において、PCSK9の中和PCSK9変形物及び方法は、再発性の心血管現象のリスクを低下させるために使用することができる。
当業者に理解されるように、スタチンの使用を通じて一般に対処可能な(治療可能な又は予防可能な)疾病又は疾患にも、本発明の中和PCSK9変形物の適用が有益であり得る。さらに、幾つかの実施形態において、コレステロール合成の抑制又は増加したLDLR発現が有益であり得る疾患又は疾病も、中和PCSK9変形物の様々な実施形態によって治療することができる。さらに、当業者によって理解されるように、中和PCSK9変形物の使用は、糖尿病の治療に特に有用であり得る。糖尿病は冠動脈性心疾患に対するリスク因子であるのみならず、インシュリンはPCSK9の発現を増加させる。すなわち、糖尿病を有する人々は、(高いPCSK9レベルと関連し得る)上昇した血漿脂質レベルを有し、血漿脂質レベルを低下させること又はそのレベルの活性を調節することが有益であり得る。これは、Costet et al.(“Hepatic PCSK9 Expression is Regulated by Nutirtional Status via Insulin and Sterol Regulatiory Element−binding Protein 1C”, J.Biol.Chem., 281:621−6218, 2006)(これらの全体が、参照により、本明細書に組み込まれる。)中にさらに詳しく、一般的に論述されている。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、糖尿病、腹部大動脈瘤、アテローム性動脈硬化症及び/又は末梢血管疾患を有する者に、その血清コレステロールレベルをより安全な範囲まで低下させるために投与される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、本明細書中に記載されている疾患の何れかを発症するリスクを有する患者に投与される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、喫煙し、高血圧を有し、又は若年心臓発作の家族歴を有する対象に投与される。
幾つかの実施形態において、対象が2004NCEP治療目標において中度のリスク又はそれより高いリスクを有する場合に、中和PCSK9変形物が投与される。幾つかの実施形態において、対象のLDLコレステロールレベルが160mg/dLより大きければ、中和PCSK9変形物が対象に投与される。幾つかの実施形態において、対象のLDLコレステロールレベルが130より大きければ(及び、2004NCEP治療目標に従って、対象が、中度のリスク又はやや高いリスクを有すれば)、中和PCSK9変形物が投与される。幾つかの実施形態において、対象のLDLコレステロールレベルが100より大きければ(及び、2004NCEP治療目標に従って、対象が、高いリスク又は極めて高いリスクを有すれば)、中和PCSK9変形物が投与される。幾つかの実施形態において、対象のLDLコレステロールレベルが、90mg/dL未満又は80mg/dL未満又は70mg/dL未満の最終目標に到達しなければ、中和PCSK9変形物が投与される。幾つかの実施形態において、対象が他の脂質改変治療計画及び薬物に対して耐えられず、又は耐性を有する場合に、中和PCSK9変形物が投与される。
ある患者の個別の特性に応じて、医師は、適応症及び目標脂質レベルを基礎として、適切な治療を選択することができる。高脂血症の治療に指針を与えるための十分に受け入れられている1つの基準は、「成人の高い血液コレステロールの検出、評価及び治療に関する全米コレステロール教育プログラム(NCEP)専門部会の第三次報告」(成人治療パネルIII)、最終報告、国立衛生研究所、NIH公開番号02−5215(2002)(Third Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation, and Treatment of the High Blood Cholesterol in Adults (Adult Treatment Panel III) Final Report, National Institutes of Health, NIH Publication No. 02−5215 (2002)」であり、その印刷された刊行物の全体が、参照により、本明細書に組み込まれる。
幾つかの実施形態において、PCSK9に対する中和PCSK9変形物は、異常に高いレベル又は正常なレベルからPCSK9活性(PCSK9の分解)の量を減少させるために使用される。幾つかの実施形態において、PCSK9に対する中和PCSK9変形物は、高コレステロール血症を治療若しくは予防するために、並びに/又は高コレステロール血症及び/若しくは他のコレステロール関連疾患(本明細書中に記載されているものなど)に対する医薬の調製において使用される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、PCSK9活性が正常である高コレステロール血症などの症状を治療又は予防するために使用される。このような症状において、例えば、正常を下回るPCSK9活性の低下は、治療効果を提供することができる。
幾つかの実施形態において、2以上の中和PCSK9変形物が、原型のPCSK9活性を調節するために使用される。
幾つかの実施形態において、1つ又はそれ以上の中和PCSK9変形物の治療的有効量及び別の治療剤を投与することを含む、高コレステロール血症などのコレステロール関連疾患を治療する方法が提供される。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、単独で投与される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも1つの他の治療剤の投与前に投与される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも1つの他の治療剤の投与と同時に投与される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも1つの他の治療剤の投与後に投与される。他の実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも1つの他の治療剤の投与前に投与される。(中和PCSK9変形物とは別の)治療剤には、少なくとも1つの他のコレステロール降下(血清及び/又は総身体コレステロール)剤が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、治療剤は、LDLRの発現を増加させ、血清HDLレベルを増加させ、血清LDLレベルを低下させ、又はトリグリセリドレベルを低下させることが観察されている。典型的な薬剤には、スタチン(アトロバスタチン、セリバスタチン、フルバスタチン、ロバスタチン、メバスタチン、ピタバスタチン、プラバスタチン、ロスバスタチン、シンバスタチン)、ニコチン酸(ナイアシン)(NIACOR, NIASPAN(徐放性ナイアシン)、SLO−NIACIN(徐放性ナイアシン))、フィブリン酸(LOPID(ゲムフィブロジル)、TRICOR(フェノフィブラート)、胆汁酸封鎖剤(QUESTRAN(コレスチラミン)、コレセベラム(WELCHOL)、COLESTID(コレスチポール))、コレステロール吸収阻害剤(ZETIA(エゼチミブ))、スタチンとニコチン酸の組み合わせ(ADVICOR(LOVASTATIN及びNIASPAN)、吸収阻害剤とのスタチンの組み合わせ(VYTORIN(ZOCOR及びZETIA)及び/又は脂質修飾剤が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、PPARαアゴニスト、PPARα/γアゴニスト、スクアレン合成酵素阻害剤、CETP阻害剤、降圧剤、抗糖尿病薬(スルホニル尿素、インシュリン、GLP−1類縁体、DDPIV阻害剤など)、ApoB調節物質、MTP阻害剤及び/又は閉塞性動脈硬化症治療と組み合わされる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、スタチン、オンコスタチンMのようなある種のサイトカイン、エストロゲン及び/又はベルベリンなどのある種の植物成分のような、対象中のLDLRタンパク質のレベルを増加させる薬剤と組み合わされる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、(ある種の抗精神病薬、ある種のHIVプロテアーゼ阻害剤、高フルクトース、スクロース、コレステロール又はある種の脂肪酸などの食事性因子並びにRXR、RAR、LXR、FXRに対するある種の核受容体アゴニスト及びアンタゴニストなど)、対象中の血清コレステロールレベルを増加させる薬剤と組み合わされる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、スタチン及び/又はインシュリンなどの、対象中のPCSK9のレベルを増加させる薬剤と組み合わされる。2つの組み合わせは、中和PCSK9変形物によって、他の薬剤の望ましくない副作用を軽減させることを可能とし得る。当業者によって理解されるように、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、他の薬剤/化合物と組み合わされる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物及び他の薬剤は、同時に投与される。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物と他の薬剤は同時に投与されず、中和PCSK9変形物は薬剤が投与される前又は後に投与される。幾つかの実施形態において、対象は、予防の同じ期間、疾患の発症及び/又は治療の期間の間に、中和PCSK9変形物及び(LDLRのレベルを増加させる)他の薬剤の両方を服用する。
医薬組成物は、組み合わせ療法において(すなわち、他の薬剤と組み合わせて)投与することができる。幾つかの実施形態において、組み合わせ療法は、少なくとも1つの抗コレステロール剤と組み合わせた、中和PCSK9変形物を含む。薬剤には、インビトロで合成的に調製された化学的組成物、抗体、抗原結合領域並びにこれらの組み合わせ及び連結物が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、薬剤は、アゴニスト、アンタゴニスト、アロステリック調節物質又はトキシンとして作用することができる。幾つかの実施形態において、薬剤は、その標的(例えば、受容体又は酵素の活性化又は阻害)を阻害又は刺激するように作用することにより、LDLRの増加した発現を促進し、又は血清コレステロールレベルを減少させることができる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、コレステロール低下(血清及び/又は総コレステロール)剤を用いた治療前、同時に及び後に投与することができる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、高コレステロール血症、心臓病、糖尿病及び/又はコレステロール関連疾患の何れかの開始を予防又は軽減するために、予防的に投与することができる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、既存の高コレステロール血症症状の治療のために投与することができる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、疾患及び/又は疾患に伴う症候の開始を遅延させる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、コレステロール関連疾患の何れか1つの何れかの症候又はその一部を欠如する対象に提供される。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、高コレステロール血症などの様々なコレステロール関連疾患を治療するための特定の治療剤とともに使用される。幾つかの実施形態において、症状及び治療の所望されるレベルに照らして、2つ、3つ又はそれ以上の薬剤を投与することができる。幾つかの実施形態において、同じ製剤中に含めることによって、このような薬剤を一緒に与えることができる。幾つかの実施形態において、このような薬剤及び中和PCSK9変形物は、同じ製剤中に含めることによって一緒に与えることができる。幾つかの実施形態において、このような薬剤は、別々に調合し、治療キット中に含めることによって一緒に与えることができる。幾つかの実施形態において、このような薬剤及び中和PCSK9変形物は、別々に調合し、治療キット中に含めることによって一緒に与えることができる。幾つかの実施形態において、このような薬剤は別々に与えることができる。幾つかの実施形態において、遺伝子療法によって投与された場合に、タンパク質剤及び/又は中和PCSK9変形物をコードする遺伝子を同じベクター中に含めることができる。幾つかの実施形態において、タンパク質剤及び/又は中和PCSK9変形物をコードする遺伝子は、同じプロモーター領域の調節下であり得る。幾つかの実施形態において、タンパク質剤及び/又は中和PCSK9変形物をコードする遺伝子は、別々のベクター中に存在し得る。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物を含む医薬組成物は、医薬として許容される希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、防腐剤及び/又は補助剤と組み合わされる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物及び少なくとも1つのさらなる治療剤の治療的有効量を含む医薬組成物は、医薬として許容される希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、防腐剤及び/又は補助剤と一緒に組み合わされる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも1つの炎症用治療剤とともに使用することができる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、少なくとも1つの免疫疾患用治療剤とともに使用することができる。炎症及び免疫疾患用の典型的な治療剤には、シクロオキシゲナーゼ1型(COX−1)及びシクロオキシゲナーゼ2型(COX−2)阻害剤、38kDa***促進因子活性化タンパク質キナーゼ(p38−MAPK)の小分子調節物質、炎症経路に関与している細胞内分子の小分子調節物質(このような細胞内分子が、jnk、IKK、NF−κB、ZAP70及びlckが含まれるが、これらに限定されない。)が含まれるが、これらに限定されない。ある種の典型的な炎症用治療剤は、例えば、「CA.Dinarello & L.L.Moldawer Proinflammatory and Anti−Inflammatory Cytokines in Rheumatoid Arthritis:A Primer for Clinicians Third Edition (2001) Amgen Inc.Thousand Oaks, CA」中に記載されている。
幾つかの実施形態において、薬剤組成物は、2以上の異なる、中和PCSK9変形物を含む。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、2以上の中和PCSK9変形物を含み、前記中和PCSK9変形物は2以上のエピトープを結合する。幾つかの実施形態において、様々な中和PCSK9変形物は、PCSK9への結合に関して、互いに競合しない。
幾つかの実施形態において、許容される製剤材料は、好ましくは、使用される投薬量及び濃度で服用者に対して有毒でない。幾つかの実施形態において、製剤材料は、皮下及び/又は静脈内投与用である。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、例えば、組成物のpH、浸透圧、粘度、透明度、色、等張性、匂い、組成物の無菌性、安定性、溶解又は放出、吸着又は浸透の速度を修飾し、維持し、又は保持するための製剤材料を含有することができる。幾つかの実施形態において、適切な製剤材料には、アミノ酸(グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン又はリジンなど);抗菌剤;抗酸化剤(アスコルビン酸、亜硫酸ナトリウム又は亜硫酸水素ナトリウム)、緩衝液(ボラート、バイカーボナート、Tris−HCl、シトラート、ホスファート又は他の有機酸);増量剤(マニトール又はグリシンなど);キレート剤(エチレンジアミン四酢酸(EDTA)など);錯化剤(カフェイン、ポリビニルピロリドン、β−シクロデキストリン又はヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンなど);充填剤;単糖;二糖;及び他の炭水化物(グルコース、マンノース又はデキストリンなど);タンパク質(血清アルブミン、ゼラチン又は免疫グロブリンなど);着色剤、着香剤及び希釈剤;乳化剤;親水性ポリマー(ポリビニルピロリドンなど);低分子量ポリペプチド;塩形成対イオン(ナトリウムなど);防腐剤(ベンズアルコニウムクロリド、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロルヘキシジン、ソルビン酸又は過酸化水素など);溶媒(グリセリン、プロピレングリコール又はポリエチレングリコールなど);糖アルコール(マニトール又はソルビトールなど);懸濁剤;界面活性剤又は湿潤剤(プルロニック、PEG、ソルビタンエステル、ポリソルベート20、ポリソルベート80などのポリソルベート、トリトン、トロメタミン、レシチン、コレステロール、チロキサパールなど);安定性増強剤(スクロース又はソルビトールなど);等張性増強剤(アルカリ金属ハロゲン化物、好ましくは、塩化ナトリウム又はカリウム、マニトールソルビトールなど);送達ビヒクル;希釈剤;賦形剤及び/又は医薬補助剤が含まれるが、これらに限定されない。(Remington’s Pharmaceutical Sciences, 18th Edition, A.R. Gennaro, ed., Mack Publishing Company(1995))。
上述されているように、幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物及び/又は治療用分子は、本分野において公知の半減期延長ビヒクルに連結される。このようなビヒクルには、ポリエチレングリコール、グリコーゲン(例えば、中和PCSK9変形物のグリコシル化)及びデキストランが含まれるが、これらに限定されない。このようなビヒクルは、例えば、米国特許出願第09/428,082号(現在、米国特許第6,660,843号)及び国際特許公開WO99/25044号(これらは、あらゆる目的のために、参照により、本明細書に組み込まれる。)に記載されている。
幾つかの実施形態において、最適な医薬組成物は、例えば、意図される投与経路、送達形式及び所望の投薬量に応じて、当業者により決定され得る。例えば、「Remington’s Pharmaceutical Sciences、上記」を参照されたい。幾つかの実施形態において、このような組成物は、PCSK9変形物の物理的状態、安定性、インビボ放出の速度及びインビボ除去の速度に影響を及ぼし得る。
幾つかの実施形態において、医薬組成物中の主要なビヒクル又は担体は、水性又は非水性であり得る。例えば、幾つかの実施形態において、非経口投与用の組成物中で一般的な他の材料を補充することが可能な、適切なビヒクル又は担体は、注射用水、生理的食塩水溶液又は人工脳脊髄液であり得る。幾つかの実施形態において、生理的食塩水は、等張のリン酸緩衝化生理的食塩水を含む。幾つかの実施形態において、中性の緩衝化された生理的食塩水又は血清アルブミンと混合された生理的食塩水は、さらなる典型的なビヒクルである。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、約pH7.0から8.5のTris緩衝液又は約pH4.0から5.5の酢酸緩衝液を含み、これらは、ソルビトール又は適切なその代替物を含み得る。幾つかの実施形態において、所望の純度を有する選択された組成物を、凍結乾燥されたケーキ又は水溶液の形態の、場合によって使用される製剤化剤(Rmington’s Pharmaceutical Sciences、上記)と混合することによって、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えた又は加えない、中和PCSK9変形物を含む組成物を保存のために調製することができる。さらに、幾つかの実施形態において、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えた又は加えない、中和PCSK9変形物を含む組成物は、スクロースなどの適切な賦形剤を用いて、凍結乾燥物質として調合され得る。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、非経口送達のために選択することができる。幾つかの実施形態において、組成物は、吸入又は経口などの消化管を通じた送達のために選択され得る。医薬として許容されるこのような組成物の調製は、当業者の能力の範疇に属する。
幾つかの実施形態において、製剤成分は、投与の部位に許容され得る濃度で存在する。幾つかの実施形態において、生理的pHに又は僅かにこれより低いpHに、典型的には、約5から約8のpH範囲内に組成物を維持するために、緩衝液が使用される。
幾つかの実施形態において、非経口投与が想定されている場合には、治療的組成物は、医薬として許容されるビヒクル中に、さらなる治療剤を加えて又は加えずに、所望の中和PCSK9変形物を含む、非経口的に許容される無発熱物質水溶液の形態であり得る。幾つかの実施形態において、非経口注射用ビヒクルは、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えて又は加えずに、中和PCSK9変形物が適切に防腐された無菌等張溶液として調合されている無菌蒸留水である。幾つかの実施形態において、調製物は、注射可能な微小球体、生物腐食可能な粒子、ポリマー性化合物(ポリ乳酸又はポリグリコール酸など)、ビーズ又はリポソームなど、産物の制御放出又は徐放(産物は、その後、デポ注射を介して送達され得る。)を与えることができる因子を加えた所望の分子の製剤を含むことができる。幾つかの実施形態において、ヒアルロン酸を使用することも可能であり、循環中での持続的な期間を促進するという効果を有し得る。幾つかの実施形態において、所望の分子を導入するために、インプラント可能な薬物送達装置を使用することができる。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、吸入のために調合することができる。幾つかの実施形態において、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えた又は加えない、中和PCSK9変形物は、乾燥した吸入用粉末として調合することができる。幾つかの実施形態において、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えた又は加えない、中和PCSK9変形物を含む吸入溶液は、エアロゾル送達のための噴射剤とともに調合することができる。幾つかの実施形態において、溶液は霧状化され得る。経肺投与は、化学的に修飾されたタンパク質の経肺送達を記載するPCT出願PCT/US94/001875中にさらに記載されている。
幾つかの実施形態において、製剤は経口的に投与できることが想定される。幾つかの実施形態において、この様式で投与される、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えた又は加えない、中和PCSK9変形物は、錠剤及びカプセルなどの固体剤形の配合において慣用される担体とともに又は担体なしに調合され得る。幾つかの実施形態において、カプセルは、生物学的利用可能性が最大化され、及び前全身分解が最小化されるときに、消化管内の地点で製剤の活性な部分を放出するように設計することができる。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物及び/又はあらゆるさらなる治療剤の吸収を促進するために、少なくとも1つの更なる因子を含めることができる。幾つかの実施形態において、希釈剤、着香剤、低融点の蝋、植物油、潤滑剤、懸濁剤、錠剤崩壊剤及び結合剤も使用し得る。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、錠剤の製造に適した無毒の賦形剤との混合物中に、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えて又は加えずに、中和PCSK9変形物の有効量を含むことができる。幾つかの実施形態において、無菌水又は別の適切なビヒクル中に錠剤を溶解させることによって、単位投薬形態で溶液を調製することができる。幾つかの実施形態において、適切な賦形剤には、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム若しくは重炭酸ナトリウム、ラクトース若しくはリン酸カルシウムなどの不活性な希釈剤、又はデンプン、ゼラチン若しくはアラビアゴムなどの結合剤、又はステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸若しくはタルクなどの潤滑剤が含まれるが、これらに限定されるものではない。
徐放又は制御送達製剤中に、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えて又は加えずに、中和PCSK9変形物を含む製剤など、さらなる医薬組成物が当業者に自明である。幾つかの実施形態において、リポソーム担体、生体内分解性微粒子又は多孔性ビーズ及びデポ注射などの様々な他の徐放又は制御送達手段を調合するための技術も当業者に公知である。例えば、医薬組成物の送達用の多孔性ポリマー微粒子の制御放出について記載しているPCT出願PCT/US93/00829を参照。幾つかの実施形態において、徐放調製物は、成型された製品、例えばフィルム又はマイクロカプセルの形態の半透過性ポリマーマトリックスを含み得る。徐放マトリックスには、ポリエステル、ヒドロゲル、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号及び欧州特許第058,481号)、L−グルタミン酸とγエチル−L−グルタミン酸の共重合体(Sidman et al.,Biopolymers,22:547−556(1983))、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリラート)(Langer et al.,J.Biomed.Mater.Res.,15:167−277(1981)及びLanger,Chem.Tech.,12:98−105(1982))、エチレン酢酸ビニル(Langer et al.,上記)又はポリ−D(−)−3−ヒドロキシ酪酸(欧州特許第133,988号)が含まれ得る。幾つかの実施形態において、徐放組成物は、リポソームも含み得、これは、本分野で公知の幾つかの方法の何れによっても調製することが可能である。例えば、Eppstein et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82:3688−3692(1985);欧州特許第036,676号;欧州特許第088,046号及び欧州特許第143,949号を参照されたい。
インビボ投与のために使用されるべき医薬組成物は、通例、無菌である。幾つかの実施形態において、これは、無菌ろ過膜を通じたろ過によって達成することができる。幾つかの実施形態において、組成物が凍結乾燥される場合には、この方法を用いた無菌化は、凍結乾燥及び再構成の前又は後の何れかにおいて実施し得る。幾つかの実施形態において、非経口投与用組成物は、凍結乾燥された形態で、又は溶液中に保存し得る。幾つかの実施形態において、非経口組成物は、一般的に、無菌アクセスポートを有する容器中に、例えば、皮下注射針によって突き刺すことが可能なストッパーを有する静脈内溶液袋又は容器中に配置される。幾つかの実施形態において、医薬組成物は無菌である。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、原型のPCSK9のある量がインビボにおいて、ヒトの中で結合するのを低下させるために、少なくとも中和PCSK9変形物の十分量を含む。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、「コレステロール関連疾患」(「血清コレステロール関連疾患を含む。」の症候を低減するために、少なくとも中和PCSK9変形物の十分量を含む。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、少なくとも1つの原型のPCSK9活性(例えば、LDLRへの原型のPCSK9の結合)を調節するために、少なくとも中和PCSK9変形物の十分量を含む。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、本明細書に開示されているコレステロール関連疾患の何れか1つ又はそれ以上を治療するために十分な中和PCSK9変形物のある量を少なくとも含む。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、成体男性及び/又は女性のコレステロール関連疾患の症候を治療するのに十分な中和PCSK9変形物のある量を少なくとも含む。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物の前記量は、10と250kgの間の重量の成体男性を治療する(例えば、その症候を低減する)のに少なくとも十分である。幾つかの実施形態において、前記量は、コレステロール関連疾患の少なくとも何れか1つの症候を弱めるために、対象中のLDLRのレベルを上昇させるために、又は対象中のLDLのレベルを低下させるために、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195又は200kgの対象を治療するのに少なくとも十分である。幾つかの実施形態において、医薬組成物中に存在する中和PCSK9変形物の量は、ある検出可能な量によって、対象中のLDLRのレベルを上昇するのに少なくとも十分である。幾つかの実施形態において、対象中のLDLRのレベルは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100%上昇される。幾つかの実施形態において、対象中のLDLRのレベルは、治療されていない健康な対象に比べて、及び/又はコレステロール関連疾患を有する治療されていない対象に比べて、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90又は100倍増加される。さらに別の実施形態において、中和PCSK9変形物は、所望のレベルで、対象中のLDLRのレベルを維持するのに十分である。適切なレベルは、対象の保健医療従事者によって決定され得、対象の身体的状態並びに健康上の問題及び関心事の具体的な側面を考慮に入れることができる。
幾つかの実施形態において、医薬組成物中に存在する中和PCSK9変形物の量は、インビボで原型のPCSK9の活性の有意な量を遮断するのに少なくとも十分である。幾つかの実施形態において、前記量は、原型のPCSK9の活性の少なくとも1%を遮断するのに十分であり、例えば、原型のPCSK9の少なくとも1、1から10、10から20、20から30、30から40、40から50、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99、99から100%が、医薬組成物中に存在するPCSK9の前記量によって遮断される。
幾つかの実施形態において、医薬組成物中に存在する中和PCSK9変形物の前記量は、対象中の血清LDLを低下させるのに少なくとも十分である。幾つかの実施形態において、前記量は、対象中の血清LDLの前記量を血清LDLの固有のレベルの少なくとも1%(例えば、前記対象に対する、コレステロール関連疾患を有する対象に対する又は健康な対象に対する血清LDLのレベルの少なくとも1、1から10、10から20、20から30、30から40、40から50、50から60、60から70、70から80、80から90、90から95、95から98、98から99、99から100%)低下させるのに十分である。
幾つかの実施形態において、医薬組成物中に存在する中和PCSK9変形物の量は有意な量である。幾つかの実施形態において、対象に与えられるべき医薬の用量中に存在する中和PCSK9変形物の量は、少なくとも1ngであり、例えば、前記量は少なくとも1、10、20、50、100、500、1000、10,000、10、10、10、10、10、1010又は1011ナノグラム(前記数字のあらゆる2つの間に定義されるあらゆる量及び前記数字の何れかを上回るあらゆる量を含む。)である。幾つかの実施形態において、前記量は単一の丸薬中に存在する。幾つかの実施形態において、前記量は複数の丸薬中に存在する。幾つかの実施形態において、投与される中和PCSK9変形物の量は、約1から500mg、50から400mg又は100から300mgである。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、錠剤又は丸薬などの固体形態中に含まれる。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物の前記量は、少なくとも1時間、本明細書中に記載されている最終目標(又は量)の何れかを達成するのに十分な投薬量である。幾つかの実施形態において、前記量は、少なくとも1時間、例えば、1、2、3、4、5,6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23又は24時間、コレステロール関連疾患を治療するのに十分である。幾つかの実施形態において、存在する中和PCSK9変形物の前記量は、少なくとも1日間、本明細書中に記載されている最終目標の何れかを達成するのに十分である。従って、幾つかの実施形態において、投薬量は1日1回量である。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は相対的に純粋である。幾つかの実施形態において、医薬として許容される担体又は希釈剤及び中和PCSK9変形物を別にして、組成物中には、他に何も存在しない。幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物を含む化合物は、少なくとも0.01%の中和PCSK9変形物(対重量)である。幾つかの実施形態において、化合物の少なくとも1×10−8、1×10−7、1×10−6、1×10−5、0.0001、0.001、0.01、0.1、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、98、99又は100%が中和PCSK9変形物である。幾つかの実施形態において、前記パーセントは、前記%の何れか2つの間に定義される範囲である。
当業者によって理解されるように、存在する中和PCSK9変形物の前記量を記載する上記パラメータの何れもが、他のパラメータの何れかと組み合わせることができる。例えば、インビボで遮断される原型のPCSK9の%に関するパラメータの何れもが、対象に対して供給される具体的な重量の何れに対しても組み合わせることができる。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、対象に対して有害である成分を含まない。
幾つかの実施形態において、医薬組成物は、50mMリン酸ナトリウム及び/又は50mM塩化ナトリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、リン酸ナトリウム及び/又は塩化ナトリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は細胞可溶化液を含有しない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は細胞培地を含有しない。幾つかの実施形態において、医薬組成物はBS3(ビス[スルホスクシンイミジル]スベラート)を含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物はギ酸カリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物はPEG3350を含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は0.2Mギ酸カリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は20%PEG3350を含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は50mMTrisを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は4mMEDTAを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は0.01から2%TritonX−100を含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は0.5デオキシコール酸ナトリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は0.1から2%ドデシル硫酸ナトリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は10から20%グリセロールを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は1MNDSBを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は1から20mM塩化カルシウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物はKHPO/NaOHを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物はクエン酸及びリン酸ナトリウムを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物はNaHPO及びNaOHを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、上記成分の2つ又はそれ以上の組み合わせを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、上記成分の3つ又はそれ以上の組み合わせを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、上記成分の4つ又はそれ以上の組み合わせを含まない。幾つかの実施形態において、医薬組成物は、上記成分の1つ又はそれ以上を含む。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物は、イー・コリ(E.coli)中で作製されない。幾つかの実施形態において、本明細書中に開示されている中和PCSK9変形物の何れもが、自己プロセッシングされた又は自己切断されたタンパク質である。幾つかの実施形態において、本明細書中に開示されている中和PCSK9変形物の何れもが、プロセッシングされた又は切断されたタンパク質である。
幾つかの実施形態において、医薬組成物が調合された後、溶液、懸濁液、ゲル、エマルジョン、固体として、又は脱水若しくは凍結乾燥された粉末として、無菌容器中に保存され得る。幾つかの実施形態において、このような製剤は、即時使用形態で、又は投与前に再構成される形態(例えば、凍結乾燥された)形態の何れかで保存し得る。
幾つかの実施形態において、単回投薬投与単位を製造するためのキットが提供される。幾つかの実施形態において、キットは、乾燥されたタンパク質を有する第一の容器と、水性製剤を有する第二の容器の両方を含有し得る。幾つかの実施形態において、単一及び/又は複数チャンバーの予め充填された注射器(例えば、液体注射器及び凍結乾燥注射器(lyosyringe))を含有するキットが含まれる。
幾つかの実施形態において、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えて又は加えずに、中和PCSK9変形物を含む医薬組成物の治療的に使用されるべき有効量は、例えば、治療的な文脈及び目的に依存する。従って、当業者は、ある種の実施形態に従って、分子が送達された際に、少なくとも1つの追加の治療剤を加えて又は加えずに中和PCSK9変形物が使用されている適応症、投与の経路及びサイズ(体重、体表面又は臓器サイズ)及び/又は患者の症状(年齢及び一般的な健康)に一部依存して、治療用の適切な投薬レベルが変動することを理解する。幾つかの実施形態において、医師は、最適な治療効果を得るために、投薬量を滴定し、投与の経路を修飾し得る。幾つかの実施形態において、典型的な投薬量は、上述の要因に応じて、約0.1μg/kgから最大約100mg/kg又はそれ以上の範囲であり得る。幾つかの実施形態において、投薬量は、0.1μg/kgから最大約100mg/kg又は1μg/kgから最大約100mg/kg又は5μg/kgから最大約100mg/kgの範囲であり得る。
幾つかの実施形態において、投薬の頻度は、使用される製剤中の中和PCSK9変形物及び/又は何れかのさらなる治療剤の薬物速度学的パラメータを考慮に入れる。幾つかの実施形態において、医師は、所望の効果を達成する投薬量に到達するまで、組成物を投与する。幾つかの実施形態において、従って、組成物は、単回用量として、経時的に2つ若しくはそれ以上の用量(所望の分子の同じ量を含有してもよく、含有しなくてもよい。)として、又はインプラント装置若しくはカテーテルを介した連続注入として投与され得る。適切な投薬量をさらに精密化することは、当業者によって日常的に行われており、当業者によって日常的に行われる作業の範疇に属する。幾つかの実施形態において、適切な投薬量は、適切な用量応答データの使用を通じて確認し得る。幾つかの実施形態において、投与の量及び頻度は、取得されるべき所望のコレステロールレベル(血清及び/又は総)及び対象の現在のコレステロールレベル、LDLレベル及び/又はLDLRレベルを考慮に入れることができ、これらの全ては当業者に周知の方法によって取得することができる。
幾つかの実施形態において、医薬組成物の投与経路は、公知の方法に従い、例えば、経口的に、静脈内、腹腔内、脳内(実質内)、脳室内、筋肉内、皮下、眼内、動脈内、門脈内、又は病変内経路による注射を通じて、徐放系によって又はインプラント装置によって行われる。幾つかの実施形態において、組成物は、ボーラス注射によって、又は注入により連続的に、又はインプラント装置によって投与され得る。幾つかの実施形態において、組成物は、これらの経路の何れかを介した投与のために設計される。
幾つかの実施形態において、組成物は、その上に所望の分子が吸収又は封入されている膜、スポンジ又は別の適切な材料の移植を介して、局所的に投与することができる。幾つかの実施形態において、インプラント装置が使用される場合、装置は、何れかの適切な組織又は臓器中に移植することができ、所望の分子の送達は、拡散、時間指定放出型大量瞬時投与又は継続的投与を介して行われ得る。
幾つかの実施形態において、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えて又は加えずに、中和PCSK9変形物を含む医薬組成物をエキソビボ様式で使用することが望ましい場合があり得る。このような事例では、患者から取り出された細胞、組織及び/又は臓器は、少なくとも1つのさらなる治療剤を加えて又は加えずに、中和PCSK9変形物を含む医薬組成物に曝露され、この後、細胞、組織及び/又は臓器は、続いて、患者中に戻されて移植される。
幾つかの実施形態において、中和PCSK9変形物及び/又は何れかのさらなる治療剤は、ポリペプチドを発現及び分泌するために、本明細書に記載されている方法などの方法を用いて、遺伝子操作されたある種の細胞を移植することによって送達することができる。幾つかの実施形態において、このような細胞は、動物又はヒトの細胞であり得。自己、異種(heterologous)又は異種(xenogeneic)であり得る。幾つかの実施形態において、細胞は不死化され得る。幾つかの実施形態において、免疫学的応答の確率を減少させるために、細胞を封入して、周囲組織の浸潤を回避することができる。幾つかの実施形態において、典型的には、封入材料は、タンパク質産物の放出を可能にするが、患者の免疫系によって又は周囲組織由来の他の有害な因子によって、細胞の破壊を妨げる生態適合性の半透性ポリマー性封鎖又は膜である。
(以下の実施例に示されているように)PCSK9活性を著しく中和する中和PCSK9変形物の能力に基づいて、これらの中和PCSK9変形物は、高コレステロール血症などのPCSK9によって媒介される活性から生じる症候及び症状を治療及び予防する上で治療効果を有する。
(実施例)
実施される実験及び達成された結果を含めて、以下の実施例は、例示の目的でのみ提供されるものであり、本発明を限定するものと解釈してはならない。
LDL受容体への中和PCSK9変形物の結合の実証−LDLR競合アッセイ
本実施例は、LDLRへの結合に関して、中和PCSK9変形物が完全長PCSK9と競合する能力に関する。
緩衝液A(100mMカコジル酸ナトリウム、pH7.4)中に希釈されたヤギ抗LDL受容体抗体(R&D Systems)の2μg/mLで、透明な96ウェルプレート(Nunc)を一晩被覆した。緩衝液Aでプレートを完全に洗浄し、次いで、緩衝液B(緩衝液A中の1%ミルク)で2時間ブロッキングした。洗浄後、緩衝液C(10mMCaClが補充された緩衝液B)中に希釈されたLDL受容体(R&D Systems)の2.0μg/mLとともに、プレートを1.5時間温置した。この温置と同時に、緩衝液C中に希釈された、ビオチン化された野生型ヒトPCSK9(hPCSK9)100ng/mLを、同じく緩衝液C中に希釈されたビオチン化されていない競合タンパク質(例えば、PCSK9の31から447(配列番号3)、完全長PCSK9及びPCSK9のVドメイン、残基450から692)の様々な濃度とともに又は緩衝液Cのみ(対照)とともに温置した。LDL受容体を含有するプレートを洗浄した。ビオチン化されたPCSK9/競合タンパク質混合物をプレートに移し、室温で1時間温置した。緩衝液C中の500ng/mLのストレプトアビジン−HRP(Biosource)、続いて、TMB基質(KPL)とともに温置することによって、LDL受容体へのビオチン化されたPCSK9の結合を検出した。650nmでの吸光度を測定した。
結果が、図2に示されている。中和PCSK9変形物(配列番号3のアミノ酸31から447)及び完全長PCSK9(flPCSK9)の両方が、固定化されたLDLRへの結合に関して、ビオチン標識された完全長PCSK9に対して競合した。Vドメインタンパク質は、競合しなかった。このデータは、LDLRへの結合のために、(配列番号3の)アミノ酸31から447のみが必要とされることを示している。
細胞のLDL取り込みに対する中和PCSK9変形物の効果
本実施例は、ある中和PCSK9変形物がLDLの取り込みに影響を及ぼす能力に関する。10%ウシ胎児血清(FBS)が補充されたDMEM培地(Mediatech, Inc)中に、5x10細胞/ウェルの濃度で、96ウェルプレート(Costar)にHepG2細胞を播種し、37℃(5%CO)で、一晩温置した。翌日、細胞をPBSで2回洗浄した。野生型PCSK9又は中和PCSK9変形物(配列番号3の31から447)の1:2系列希釈を作製し(1.6μg/mLから50μg/mLの範囲にわたる。)、細胞に添加した。BODIPY−LDL(Invitrogen)の6μg/mLの添加及び37℃(5%CO)での3時間の温置後、PBSで、細胞を完全に洗浄した。最後に、480から520nm(励起)及び520から600nm(発光)で、Safire (TECAN)によって、細胞に付随する蛍光シグナルを検出した。
異なる日に実施された同じデザインの2つの別個の実験に相当する結果が、図3A及び3Bに示されている。図から観察できるとおり、培地に添加されたPCSK9レベルの増加に伴って、細胞からの蛍光が減少することから明らかなように、(H8ヒスチジン精製タグを有する)完全長PCSK9は、培養された細胞中への標識されたLDLの取り込みを遮断した。これに対して、中和PCSK9変形物は、細胞にLDLを取り込ませる。
中和PCSK9変形物の細胞効果のウェスタンブロット分析
本実施例は、中和PCSK9変形物の存在の細胞効果に関する。
10%ウシ胎児血清(FBS)を加えたDMEM培地中に、37℃で、集密状態になるまで、6ウェルプレート中のHepG2細胞を増殖させる。エンドソームの酸性化を阻害するために、100μMクロロキンで、幾つかの細胞を30分間前処理した。次いで、37℃で4時間、1%FBSを加えたDMEM750μL中の、ビヒクル(PBS、50μL未満)、完全長PCSK9(50μg/mL、0.65μM)又は中和PCSK9変形物(配列番号3の31から447)(30μg/mL、0.65μM)で、細胞を処理した。PBSで細胞を3回洗浄し、溶解緩衝液(125mMTris、2mMCaC1、1%triton X−100、pH8.5)を用いて、完全細胞可溶化液を調製した。SDSPAGEによって、細胞上清タンパク質50μgを分離し、ウサギ抗ヒトLDLRポリクローナル抗体(RDI−PRO61099, Fitzgerald Industries International Inc.)を用いて、LDLRレベルを測定した。PCSK9の約14kDaproドメインを検出する抗ヒトPCSK9モノクローナル抗体によって、細胞に付随する組換えPCSK9を検出した。シグナルを検出するために、HRPが連結された二次抗体(Santa Cruz Biotechnology Inc.)及びECL(GE Healthcare)を使用した。(Veh=ビヒクル(PBS)、FL=完全長、PC9=PCSK9)。
結果が、図4に示されている。図から明らかなように、完全長PCSK9とは異なり、中和PCSK9変形物(配列番号3の31から447)は、細胞に付随したが、LDLRの分解を引き起こさなかった。
当業者によって理解されるように、上記実施例から得られたデータは、中和PCSK9変形物(例えば、配列番号3の31から447)はLDLRに結合できるが、LDLの結合及び細胞によるLDLの取り込みを抑制せず、LDLRの分解を引き起こさないことを示している。さらに、中和PCSK9変形物(配列番号3の31から447)は、LDLRのリサイクルを可能にし、LDLRの正常な機能を抑制する。
本結果に鑑みれば、中和PCSK9変形物は、細胞表面のLDLRに結合して、LDLRとの完全長(野生型)PCSK9の相互作用を抑制することができることが明らかである。中和PCSK9変形物は正常なLDLR機能を保持しているので、内在性の完全長PCSK9の効果からLDLRを保護する治療薬として作用する。
コレステロール関連疾患を治療するための中和PCSK9変形物の使用
((血清コレステロールなどの)コレステロールの低下が有益であり得る)コレステロール関連疾患を呈するヒト患者に、中和PCSK9変形物の治療的有効量を投与する。治療の間の定期的な時点で、疾患の症候が沈静化したかどうかを測定するために、患者をモニターする。治療後に、中和PCSK9変形物を用いた治療を受けている患者は、治療をされていない患者と比べて、低下した血清コレステロールレベルを有することが見出される。
高コレステロール血症を治療するための中和PCSK9変形物の使用
高コレステロール血症の症候を呈するヒト患者に、中和PCSK9変形物の治療的有効量を投与する。治療の間の定期的な時点で、血清コレステロールレベル(総コレステロールとして、またはより特異的にLDLコレステロールとして)が低下したかどうかを測定するために、ヒト患者をモニターする。治療後に、中和PCSK9変形物を用いた治療を受けている患者は、治療を受けていない関節炎患者と比べて、低下した血清コレステロールレベルを有することが見出される。
冠動脈心疾患及び/又は再発性心血管現象を予防するための中和PCSK9変形物の使用
冠動脈心疾患を発症するリスクを有するヒト患者を特定する。単独で、スタチン(例えば、シンバスタチン)と同時に又は順次に、中和PCSK9変形物の治療的有効量を患者に投与する。治療の間の定期的な時点で、患者の総血清コレステロールレベルが変化するかどうかを測定するために、ヒト患者をモニターする。予防的治療を通じて、中和PCSK9変形物を用いた治療を受けている患者は、治療を受けていない患者と比べて、低下した血清コレステロールを有しており、これにより、冠動脈心疾患又は再発性心血管現象に対するリスクを低減することが見出される。
高コレステロール血症を予防するための中和PCSK9変形物の使用
家族歴分析及び/又はライフスタイル及び/又は現在のコレステロールレベルを介して、高コレステロール血症を発症するリスクを呈するヒト患者を同定する。中和PCSK9変形物の治療的有効量を対象に定期的に(例えば、週1回)投与する。治療の間の定期的な時点で、血清コレステロールレベルが減少したかどうかを測定するために、患者をモニターする。治療後に、中和PCSK9変形物を用いた予防的治療を受けている対象は、治療されていない対象と比べて、低下した血清コレステロールレベルを有することが見出される。
PCSK9に対するマウスモデル
本実施例は、様々な中和PCSK9変形物を検査するためのマウスモデルをどのようにして作製するかについて記載する。ヒトPCSK9を過剰発現するマウスを作製するために、尾静脈投与を介して、3週齢のWTC57B1/6マウスにアデノ随伴ウイルス(AAV)の様々な濃度を注射し、ヒトPCSK9を発現するように組換え的に修飾して、マウス中のLDL−コレステロールの測定可能な増加を与える正確な力価を測定した。ヒトPCSK9を発現するこの特定のウイルスを用いて、ウイルスの4.5×1012pfuが循環血液中に約40mg/dLのLDLコレステロールレベル(WTマウス中のLDLの正常なレベルは、約10mg/dLである。)をもたらすことが測定された。これらの動物中のヒトPCSK9レベルは、約13μg/mLであることが見出された。この注射基準を用いて、マウスの集団を作製した。
注射から1週後に、LDLコレステロールレベルに関して、マウスを評価した。
様々な中和PCSK9変形物を検査して、それらがどの程度有効であり、何れの変形物がインビボで機能するかを測定するために、実施例8から得られたマウスを使用することができる。
単回瞬時大量注射で尾静脈注射を介して、又はAAVによって誘導される過剰発現によって、中和PCSK9変形物を投与することができる。次いで、中和PCSK9変形物投与から24及び48時間後に、動物の亜群(n=6から7)を安楽死させ得る。次いで、LDLレベルを調べ、様々な対照(例えば、野生型PCSK9、水又は無関係のタンパク質注射、及びpro/catドメイン)と場合によって比較することができる。より低い血清LDLレベルを有するマウスをもたらす完成したPCSK9変形物が、血清LDLレベルを低下させる上で有効であり得る変形物である。
LDLREGFaドメインは、PCSK9の触媒ドメインに結合する
本実施例は、2.9オングストロームの分解能で(以下の実施例に記載されている条件)、LDLREGFaドメイン(293から334)に結合したPCSK9Pro/Cat(31から454)の解明された結晶構造を示す。
EGFaに結合されたPCSK9の構造の図解が図5に示されている。結晶構造(及び図5中のその図解)は、LDLRのEGFaドメインがPCSK9の触媒ドメインに結合することを明らかにする。さらに、PCSK9とEGFaの相互作用は、図5に図解されている構造中の残基D374とS153の間であるPCSK9の表面を横切って起こるように見受けられる。
LDLREGFaドメインとの相互作用界面の特異的なコアPCSK9アミノ酸残基は、EGFaドメインの5オングストローム以内にあるPCSK9残基と定義された。コア残基は、以下のとおりである。S153、I154、P155、R194、D238、A239、I369、S372、D374、C375、T377、C378、F379、V380及びS381。
LDLREGFaドメインとの相互作用界面の境界PCSK9アミノ酸残基は、EGFaドメインから5ないし8オングストロームにあるPCSK9残基と定義した。境界残基は、以下のとおりである。W156、N157、L158、E159、H193、E195、H229、R237、G240、K243、D367、1368、G370、A371、S373、S376及びQ382。下線が付されている残基は、PCSK9の中に殆ど又は完全に埋もれている。
当業者によって理解されるように、本実施例から得られる結果は、PCSK9とEGFaがどこで相互作用するかを示す。従って、これらの残基の何れかと相互作用し、又はこれらの残基の何れかを封鎖する中和PCSK9変形物は、原型のPCSK9とLDLRのEGFaドメイン(及び/又は全般的にLDLR)との間の相互作用を阻害するのに有用であり得る。幾つかの実施形態において、PCSK9に結合されたときに、上記残基の何れかと相互作用し、若しくは上記残基の何れかを封鎖する中和PCSK9変形物又は上記残基の15から8、8、8から5又は5オングストローム以内にある中和PCSK9変形物は、LDLRへのPCSK9結合の有用な阻害を与えると想定される。
LDLRとPCSK9の構造的相互作用
PCSK9 Pro/Cat31から454/EGFa複合体構造を用いて、LDLRの完全長の状態に結合された完全長PCSK9タンパク質のモデルを作製した。完全長PCSK9の構造(Piper, D.E. et al.The crystal structure of PCSK9:a regulator of plasma LDL−cholesterol.Structure 15, 545−52 (2007))を複合体由来のPCSK9 Pro/Cat31から454上に重ね合わせ、低pH立体構造でのLDLRの構造(Rudenko, G. et al.Structure of the LDL receptor extracellular domain at endosomal pH.Science 298, 2353−8(2002))を複合体由来のEGFaドメイン上に重ね合わせた。モデルの図解は、図6及び7に示されている。PCSK9 Pro/Cat31から454/EGFa複合体由来のEGFaドメインが、枠内に囲まれている。図は、PCSK9に近接して横たわる直近のEGFa結合ドメインの外側にあるLDLRの領域を示している。
タンパク質試料の発現及び精製
本実施例は、PCSK9タンパク質/変形物の様々な実施形態を作製し、精製する幾つかの方法を記載する(LDLREGFaドメインを含む。)。N末端ミツバチメリチンシグナルペプチド、その後にHisタグを有するPCSK9タンパク質/変形物(例えば、PSCK931−692N533A、PCSK9 449TEV及びPCSK9 Pro/Cat31−454)を、バキュロウイルスに感染したHi−5昆虫細胞中で発現させた。ニッケルアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー及びサイズ排除クロマトグラフィーによって、PCSK9タンパク質を精製した。TEVプロテアーゼを用いた切断による精製の間に、メリチン−Hisタグを除去した。PCSK9 Pro/Cat(31から449及びVドメイン(450から692)試料)を作製するために、構築物PCSK9 449TEVを使用した。この構築物は、PCSK9残基449と450の間に挿入されたTEVプロテアーゼ切断部位を有していた。
GST融合タンパク質として、イー・コリ中で、LDLREGFaドメイン(293から334)を発現させた。イオン交換クロマトグラフィー、グルタチオンセファロースアフィニティークロマトグラフィー及びサイズ排除クロマトグラフィーによって、EGFaドメインを精製した。PreScissionプロテアーゼを用いた切断によって、精製の間に、GSTタンパク質を除去した。
複合体の形成及び結晶化
本実施例は、上記構造調査の実施例において使用された複合体及び結晶をどのようにして作製したかを記載する。
EGFaドメインの1.2モル濃度過剰をPCSK9 31−454と混合することによって、PCSK9 31−454/EGFa複合体を作製した。PCSK9 31−454/EGFaドメイン複合体を0.2Mギ酸カリウム、20%PEG3350中に結晶化した。
データ収集及び構造決定
本実施例は、データの組みをどのようにして収集し、上記構造調査実施例に関してどのようにして構造を決定するかを記載する。
PCSK9 31−454/EGFaデータの組みは、Berkeley Advanced Light Source beamline5.0.2において収集した。全てのデータの組みは、denzo/scalepack又はHKL2000(Otwinowski, Z., Borek, D., Majewski, W. & Minor, W. Multiparametric scaling of diffraction intensities.Acta Crystallogr A 59, 228−34 (2003))を用いて処理した。
単位セルサイズa=b=70.6、c=321.8オングストロームを有する空間群P622中で、PCSK9/EGFaドメインの結晶を成長させ、2.9オングストロームの解像度になるように回折した。PCSK9 Pro/Catを最初の検索モデルとして使用し、プログラムMOLREPを用いた分子置換によって、PCSK9/EGFaドメインの構造を解明した。電子密度地図の分析は、EGFaドメインに対する明瞭な電子密度を示した。LDLREGFaドメインを手動でフィッティングし、Quantaによるモデル構築及びcnxによる精緻化を複数回行って、モデルを改善した。
コア相互作用界面アミノ酸は、PCSK9対タンパク質から5オングストローム未満又は5オングストロームに等しい少なくとも1つの原子を有する全てのアミノ酸残基として決定された。ファンデルワールス半径+水によって媒介される可能な水素結合内の原子を考慮するためのコア領域カットオフ距離として5オングストロームを選択した。境界相互作用界面アミノ酸は、PCSK9対タンパク質から8オングストローム未満又は8オングストロームに等しいが、コア相互作用リスト中に含まれない少なくとも1つの原子を有する全てのアミノ酸残基として決定された。8オングストローム未満又は8オングストロームに等しいものが、伸長したアルギニンアミノ酸の長さを考慮するための境界領域カットオフ距離として選択された。これらの距離の基準に合致するアミノ酸は、プログラムPyMOLを用いて計算された(DeLano, W.L. The PyMOL Molecular Graphics System.(Palo Alto, 2002))。
上記実施例に論述されている結晶構造に対する座標が、2008年1月9日に出願された米国仮特許出願第61/010630号(参照により、その全体が組み込まれる。)の表35.2に示されている。図面中に図示されたPCSK9の構造の関連する領域若しくは残基(EGFaがPCSK9と相互作用する場所から15、15から8、8、8から5、5オングストローム又はそれ以下の領域又は残基を含む。)及び/又は前記座標から得られる前記構造上の対応するそれらの位置と相互作用する中和PCSK9変形物も想定される。
さらなる中和PCSK9変形物
この実施例は、細胞のLDL取り込みを変化させ(図8)、LDLRへの結合に関して完全長PCSK9と競合する(図9)中和PCSK9変形物(配列番号3の31から447)中のD374Y点変異の能力を記載する。
従ったプロトコールは、完全長D374Y PCSK9、D374Y点変異を有する中和PCSK9変形物(配列番号3のアミノ酸31から447)及び完全長野生型hPCSK9を使用したことを除き、中和PCSK9変形物(配列番号3のアミノ酸31から447)の存在下でのLDLの取り込みに関して上に概述されているプロトコールと一般的に類似していた。結果が、図8に示されている。
上記実験の他に、LDLRは、LDLR抗体(2μg/mL)を介して、ELISAプレート中でも捕捉された。この後に、ビオチン−WT PCSK9(100ng/mL)及びビオチン化されていない完全長D374YPCSK9、Vドメイン(Vドメイン)及びD374YPro/Cat(31−447)の様々な濃度をプレートに添加した。結合されたビオチン−PCSK9をストレオプトアビジン−HRPによって検出した。結果が図9に示されており、LDLRへの結合に関して、D374YPro/Catドメイン及びD374Y完全長PCSK9が完全長WTPCSK9と競合する能力を示す。
図8及び9に示されている結果から明らかなように、中和PCSK9変形物は、PCSK9の他の形態の存在下で起こる取り込みに関して、LDLの取り込みの量を増加させるようにも働く。
参照による組み込み
特許、特許出願、論文、教科書など、本明細書中に引用されている全ての参考文献及びそれらの中に引用されている参考文献の全体が、参照により、本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれた参考文献中に与えられている定義又は用語の何れもが本明細書に与えられている用語及び論述と異なる程度まで、本発明の用語及び定義が優越する。
均等物
前記明細書は、当業者が本発明の実施を可能にするのに十分であると考えられる。前述の記載及び実施例は、本発明のある種の好ましい実施形態を詳述する。しかしながら、前記述が本文中でどれほど詳細に記載されているとしても、本発明は、多くの様式で実施され得ることが理解される。

Claims (47)

  1. 低密度リポタンパク質受容体(LDLR)に結合するPro/Catドメイン又はその断片;及び
    LDLRの分解をもたらさない、LDLR活性に対して不活性なVドメイン、
    を含む、中和PCSK9変形物であって、中和PCSK9変形物が配列番号3のアミノ酸453〜692を欠如する、中和PCSK9変形物。
  2. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸61〜374を含み、及び中和PCSK9変形物が、配列番号3のアミノ酸453〜アミノ酸692に規定されたタンパク質配列を欠如する、請求項1に記載の中和PCSK9変形物。
  3. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸31〜374を含む、請求項1に記載の中和PCSK9変形物。
  4. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸61〜446を含む、請求項1に記載の中和PCSK9変形物。
  5. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸31〜449を含み、及びVドメインが少なくとも配列番号3の最後の14のアミノ酸を欠如する、請求項1に記載の中和PCSK9変形物。
  6. 請求項1〜5の何れか一項に記載の中和PCSK9変形物をコードする核酸分子。
  7. 前記核酸分子が調節配列に作用可能に連結されている、請求項6に記載の核酸分子。
  8. 請求項6に記載の核酸分子を含むベクター。
  9. 請求項6に記載の核酸分子を含む宿主細胞。
  10. 請求項8に記載のベクターを含む宿主細胞。
  11. 請求項1〜5の何れか一項に記載の少なくとも1つの中和PCSK9変形物の有効量と、医薬として許容される賦形剤とを含む医薬組成物。
  12. さらなる活性因子をさらに含む、請求項11に記載の医薬組成物。
  13. 前記さらなる活性因子が、放射性同位体、放射性核種、毒素又は治療基及び化学療法基からなる群から選択される、請求項12に記載の医薬組成物。
  14. 上昇した血清コレステロールを伴う症状を治療又は予防するための、請求項11に記載の医薬組成物。
  15. 前記症状が高コレステロール血症である、請求項14に記載の医薬組成物。
  16. LDLRへのPCSK9の結合を阻害するための、請求項11に記載の医薬組成物。
  17. 低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質の利用可能性を上昇させる因子と同時に又は順次に提供される、上昇した血清コレステロールを伴う症状を治療又は予防するための、請求項11に記載の医薬組成物。
  18. LDLRタンパク質の利用可能性を上昇させる因子がスタチンを含む、請求項17に記載の医薬組成物。
  19. スタチンが、アトロバスタチン、セリバスタチン、フルバスタチン、ロバスタチン、メバスタチン、ピタバスタチン、プラバスタチン、ロスバスタチン、シンバスタチン及びこれらの幾つかの組み合わせからなる群から選択される、請求項18に記載の医薬組成物。
  20. 血清コレステロールを低下させるための、請求項11に記載の医薬組成物。
  21. 低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質の利用可能性を上昇させる因子と同時に又は順次に提供される、血清コレステロールを低下させるための、請求項11に記載の医薬組成物。
  22. 高コレステロール血症の治療用医薬の製造における、請求項1〜5の何れか一項に記載の中和PCSK9変形物の使用。
  23. 医薬として使用するための、請求項1〜5の何れか一項に記載の中和PCSK9変形物。
  24. 高コレステロール血症の治療において使用するための、請求項1〜5の何れか一項に記載の中和PCSK9変形物。
  25. 中和PCSK9変形物に連結された抗体又はその断片をさらに含む、請求項1に記載の中和PCSK9変形物。
  26. 抗体又はその断片が抗体のFcドメインを含む、請求項25に記載の中和PCSK9変形物。
  27. 抗体の断片が抗体のFcドメインからなる、請求項26に記載の中和PCSK9変形物。
  28. 請求項1〜5、23及び24〜27の何れか一項に記載の少なくとも1つの中和PCSK9変形物を含み、前記中和PCSK9変形物が、コレステロール関連疾患を治療するのに有効な量で存在する、医薬組成物。
  29. 有効な量がヒト中のLDLのレベルを低下させるのに有効な量を含む、請求項28に記載の医薬組成物。
  30. 有効な量がヒト中での低密度リポタンパク質受容体(LDLR)タンパク質の利用可能性を上昇させる量を含む、請求項28に記載の医薬組成物。
  31. 上昇が少なくとも5%である、請求項30に記載の医薬組成物。
  32. 上昇が少なくとも20%である、請求項30に記載の医薬組成物。
  33. 上昇が少なくとも50%である、請求項30に記載の医薬組成物。
  34. 上昇が少なくとも100%である、請求項30に記載の医薬組成物。
  35. 上昇が少なくとも300%である、請求項30に記載の医薬組成物。
  36. ヒトが100kgの男性である、請求項30に記載の医薬組成物。
  37. ヒトが50kgの男性である、請求項30に記載の医薬組成物。
  38. 低密度リポタンパク質受容体(LDLR)に結合するPro/Catドメイン又はその断片、及びLDLR活性に対して不活性なVドメイン〔前記不活性なVドメインは、LDLRの分解をもたらさない〕を含む中和PCSK9変形物;及び
    医薬として許容される担体又は希釈剤
    を含む医薬組成物であって、前記中和PCSK9変形物が配列番号3のアミノ酸453〜アミノ酸692に規定された配列を欠如する、医薬組成物。
  39. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸61〜374を含み、及び中和PCSK9変形物が、配列番号3のアミノ酸453〜アミノ酸692に規定されたタンパク質配列を欠如する、請求項38に記載の医薬組成物。
  40. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸31〜374を含む、請求項38に記載の医薬組成物。
  41. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸61〜446を含む、請求項38に記載の医薬組成物。
  42. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸31〜449を含み、及びVドメインが少なくとも配列番号3の最後の14のアミノ酸を欠如する、請求項38に記載の医薬組成物。
  43. Pro/Catドメインが配列番号3のアミノ酸31〜447からなる、請求項38に記載の医薬組成物。
  44. 低密度リポタンパク質受容体(LDLR)に結合するPro/Catドメイン又はその断片、及びLDLR活性に対して不活性なVドメインを含み、前記不活性なVドメインがLDLRの分解をもたらさず、前記pro/catドメインがコレステロール関連疾患の治療に十分な量で存在する、請求項38に記載の医薬組成物。
  45. Pro/Catドメインが配列番号9又は30中のPro/Catドメインのアミノ酸配列を含む、請求項44に記載の医薬組成物。
  46. Catドメインが配列番号9、11、13、15又は30のアミノ酸配列の少なくとも1つのCatドメインのアミノ酸配列を含む、請求項44に記載の医薬組成物。
  47. Pro/Catドメインが配列番号9又は30中のPro/Catドメインのアミノ酸配列からなる、請求項44に記載の医薬組成物。
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