JP6728055B2 - Il−15部分とポリマーとのコンジュゲート - Google Patents

Il−15部分とポリマーとのコンジュゲート Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第119条(e)に基づき、2014年4月3日に出願された米国仮特許出願第61/974,914号明細書に対する優先権の利益を主張するものであり、その開示は参照により本明細書に援用される。
特に、本発明の1つ又は複数の実施形態は、概して、IL−15部分(即ち、少なくとも何らかのヒトIL−15と同様の活性を有する部分)と水溶性非ペプチドポリマーとを含むコンジュゲートに関する。加えて、本発明は、(特に)コンジュゲートを含む組成物、コンジュゲートの合成方法、及び組成物の投与方法に関する。
インターロイキン−15(「IL−15」)は、Grabsteinら[Grabstein et al.(1994)Science 264:965−968]によって初めて報告された多面的サイトカインである。162アミノ酸前駆体として分泌されるヒトIL−15は、29アミノ酸リーダー配列と19アミノ酸プロ配列とを含む;従って成熟タンパク質は114アミノ酸長である。4本のα−ヘリックス束のサイトカインファミリーに属するIL−15はヘテロ三量体受容体に結合し、ここでユニークなαサブユニット(IL−15Rα)はIL−15に受容体特異性を付与し、及びこの受容体のβ及びγサブユニットは1つ以上の他のサイトカイン受容体と共通する特徴を有する。Giri et al.(1995)EMBO J.14:3654−3663。
サイトカインとしては、IL−15は自然免疫系及び適応免疫系の両方に効果を及ぼす。DiSabitino et al.(2011)Cytokine Growth Factor Rev.22:19−33。自然免疫系(これは外来性の侵入者から宿主を全般的に防御する)に関して、IL−15は、他の特性の中でも特に、ナチュラルキラー細胞(「NK細胞」)及びナチュラルキラーT細胞(「NK−T細胞」)の発生を生じさせ、且つそれらの生存を維持する。自然免疫系におけるその役割と一致して、NK細胞は侵入病原体を特異的に攻撃することはない;むしろ、NK細胞は易感染性宿主細胞(腫瘍細胞又はウイルス感染細胞など)を破壊する。NK−T細胞は免疫調節性サイトカイン、特にインターフェロン−γを産生し、これにより免疫応答の全般的な活性化がもたらされる。
適応免疫系(これは特定の病原体と最初に遭遇した後、当該の特異的な外来性の侵入者から宿主を防御する)に関して、IL−15は免疫調節性サイトカイン産生ヘルパーT細胞の維持に必要である。重要なことに、IL−15は「抗原を経験した」メモリーT細胞の長期維持も支え、メモリーT細胞は急激に複製する能力を有するため、宿主に侵入する特定の外来性病原体に再曝露したときに一層迅速で強力な免疫応答を生じさせる。
最後に、自然免疫系及び適応免疫系内でのその特異的な役割にも関わらず、IL−15は、免疫系の両カテゴリーにわたって重要で広範な効果を及ぼす。詳細には、IL−15は、免疫系の両カテゴリーに関連する幾つもの細胞型(樹状細胞、好中球、好酸球、肥満細胞、CD4+ T細胞、及びB細胞を含む)のアポトーシス(又は細胞死)を阻害し又は低減する。
IL−15は、宿主にとって外来性(又は「非自己」)に見える細胞と闘うことのできる免疫系内の多くの細胞の増殖及び維持を刺激するため、癌罹患者の治療におけるIL−15の利用が提案されている。Steel et al.(2012)Trends Pharmacol.Sci.33(1):35−41。例えば、IL−15ベースの作動薬が骨髄腫の治療に提案されている。Wong et al.(2013)OncoImmunology 2(11),e26442:1−3。加えて、IL−15薬物療法がHIV感染症などのウイルス感染症罹患者の治療に提案されている。
幾つもの疾患の罹患者の治療に利用し得るその可能性にも関わらず、IL−15ベースの治療法は幾つもの難題に直面している。例えば、IL−15は急速に除去され、生理的条件下で比較的不安定である。幾つかの手法において、IL−15をIL−15受容体αサブユニットと複合体化することによりこれらの制約を解消する試みがなされている。しかしながら、かかる手法は、複数の細胞型で発現するIL−15受容体αを介してユニークに起こる望ましいシグナル伝達を無効にし得る。比較的低分子量(5kDa)の炭酸スクシンイミジル末端ポリマーとの遊離不可能なペグ化が報告されているが、これはIL−15の生物学的活性が著しく改変される結果となった。Pettit et al.(1997)J.Biol.Chem.272(4):2312−2318。
Grabstein et al.(1994)Science 264:965−968 Giri et al.(1995)EMBO J.14:3654−3663 DiSabitino et al.(2011)Cytokine Growth Factor Rev.22:19−33 Steel et al.(2012)Trends Pharmacol.Sci.33(1):35−41 Wong et al.(2013)OncoImmunology 2(11),e26442:1−3 Pettit et al.(1997)J.Biol.Chem.272(4):2312−2318
しかしながら、これらのコンジュゲートにも関わらず、改良された特性及びプロファイルを有するIL−15の新規コンジュゲートが依然として求められている。従って、特に、本発明の1つ又は複数の実施形態は、本明細書に記載するとおりのかかるコンジュゲート並びにコンジュゲートを含む組成物及び関連する方法に関し、これらは新規で、且つ当該技術分野では全く提案されたことのないものであると考えられる。
従って、本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供される。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供され、IL−15部分の残基は遊離可能な連結を介して水溶性ポリマーと共有結合している。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供され、IL−15部分の残基は遊離不可能な連結を介して水溶性ポリマーと共有結合しており、好ましくは水溶性ポリマーは5,000ダルトンより高い重量平均分子量を有する。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供され、IL−15部分は、ジスルフィド結合に関与しないシステイン残基を含まない。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供され、IL−15部分はヒトIL−15と比較して追加のシステイン残基を有し、水溶性ポリマーがその追加のシステイン残基に共有結合している。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、分枝鎖状水溶性ポリマーに共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供される。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供され、IL−15部分のアミンがアミド連結以外の連結を介して水溶性ポリマーに共有結合している。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供され、IL−15部分のアミンがアミン連結を介して水溶性ポリマーに共有結合している。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、組成物であって、本明細書に記載されるとおりのコンジュゲートを薬学的に許容可能な賦形剤と共に含む組成物が提供される。
本発明の1つ又は複数の実施形態では、コンジュゲートの送達方法であって、IL−15の残基と水溶性ポリマーとのコンジュゲートを含む組成物を患者に皮下投与するステップを含む方法が提供される。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
水溶性ポリマーに共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲート。
(項目2)
前記水溶性ポリマーに共有結合した前記IL−15部分が、遊離可能な連結を介して共有結合している、項目1に記載のコンジュゲート。
(項目3)
前記水溶性ポリマーに共有結合した前記IL−15部分が、安定な連結を介して共有結合している、項目1に記載のコンジュゲート。
(項目4)
前記水溶性ポリマーが分枝鎖状水溶性ポリマーである、項目1〜3のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目5)
前記水溶性ポリマーが、ポリ(アルキレンオキシド)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリオキサゾリン、及びポリ(アクリロイルモルホリン)からなる群から選択されるポリマーである、項目1〜4のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目6)
前記水溶性ポリマーがポリ(アルキレンオキシド)である、項目5に記載のコンジュゲート。
(項目7)
前記ポリ(アルキレンオキシド)がポリ(エチレングリコール)である、項目6に記載のコンジュゲート。
(項目8)
前記ポリ(エチレングリコール)が、ヒドロキシ、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、置換アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルキノキシ、アリールオキシ及び置換アリールオキシからなる群から選択されるエンドキャップ部分で末端がキャップされている、項目7に記載のコンジュゲート。
(項目9)
前記水溶性ポリマーが、約500ダルトン〜約100,000ダルトンの範囲の重量平均分子量を有する、項目1〜7のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目10)
前記コンジュゲートが、前記IL−15部分の残基のアミン基に共有結合している、項目1〜10のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目11)
1個、2個、3個又は4個の水溶性ポリマーが前記IL−15部分の残基に結合している、項目1〜10のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目12)
1個、2個又は3個の水溶性ポリマーが前記IL−15部分の残基に結合している、項目1〜10のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目13)
1個又は2個の水溶性ポリマーが前記IL−15部分の残基に結合している、項目1〜10のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目14)
1個の水溶性ポリマーが前記IL−15部分の残基に結合している、項目1〜10のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
(項目15)
水溶性ポリマーに共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートであって、前記水溶性ポリマーが、共有結合する前には、N−ヒドロキシスクシンイミジル基を有するポリマー試薬である、コンジュゲート。
(項目16)
項目1〜15のいずれか一項に記載のコンジュゲートと、薬学的に許容可能な賦形剤とを含む医薬組成物。
(項目17)
項目16に記載の医薬組成物を個人に投与するステップを含む方法。
(項目18)
コンジュゲート形成条件下で、IL−15部分をポリマー試薬と接触させるステップを含むコンジュゲートの作製方法。
IL−15と20K PEG2−ru−NHSとのコンジュゲーション反応混合物のSDS−PAGEゲルである。 IL−15と40K PEG2−ru−NHSとのコンジュゲーション反応混合物のSDS−PAGEゲルである。 マウスに樹立したB16F10皮下腫瘍におけるIL−15(非コンジュゲート形態)、コンジュゲートrIL−15、又はビヒクル対照の投与後のパーセント体重変化を示すプロットである。
本発明の1つ又は複数の実施形態を詳細に説明する前に、この発明は、特定のポリマー、合成方法、IL−15部分などに限定されず、従って異なり得ることが理解されるべきである。
本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、単数形「a」、「an」、及び「the」が、文脈上特に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含むことは注記されるべきである。従って、例えば、「ポリマー(a polymer)」と言うとき、それは単一のポリマー並びに2つ以上の同じ、又は異なるポリマーを含み、「任意選択の賦形剤(an optional excipient)」と言うとき、それは単一の任意選択の賦形剤並びに2つ以上の同じ、又は異なる任意選択の賦形剤を指すなどする。
本発明の1つ又は複数の実施形態の説明及び特許請求においては、以下の専門用語を下記の定義に従い用いるものとする。
「PEG」、「ポリエチレングリコール」、及び「ポリ(エチレングリコール)」は、本明細書で使用されるとき同義であり、任意の非ペプチド性水溶性ポリ(エチレンオキシド)を包含する。典型的には、本発明に従い使用されるPEGは、以下の構造「−(OCHCH−」(式中、(n)は2〜4000である)を含む。本明細書で使用されるとき、PEGはまた、末端酸素が例えば合成変換中に置換されたかどうかに応じて、「−CHCH−O(CHCHO)−CHCH−」、及び「−(OCHCHO−」も含む。本明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて、用語「PEG」には、様々な末端基又は「エンドキャップ」基などを有する構造が含まれることに留意しなければならない。用語「PEG」はまた、過半数の、すなわち50%を超える−OCHCH−の反復サブユニットを含むポリマーも意味する。具体的な形態に関して、PEGは、様々な分子量、並びに「分枝鎖状」、「直鎖状」、「フォーク型」、「多官能性」などの構造又は幾何形状のうちのいずれをとってもよく、これについては以下にさらに詳細に記載される。
用語「エンドキャップされた」及び「末端がキャップされた」は、本明細書では同義的に用いられ、ポリマーの末端又は終点がエンドキャップ部分を有することを指す。典型的には、必須ではないが、エンドキャップ部分はヒドロキシ基又はC1〜20アルコキシ基、より好ましくはC1〜10アルコキシ基、さらにより好ましくはC1〜5アルコキシ基を含む。従って、エンドキャップ部分の例としては、アルコキシ(例えば、メトキシ、エトキシ及びベンジルオキシ)、並びに、アリール、ヘテロアリール、シクロ、ヘテロシクロなどが挙げられる。エンドキャップ部分には、ポリマー中の末端単量体の1個又は複数の原子が含まれ得ることに留意しなければならない[例えば、CHO(CHCHO)−及びCH(OCHCH−におけるエンドキャップ部分「メトキシ」]。加えて、前述の各々の飽和型、不飽和型、置換型、及び非置換型が想定される。さらに、エンドキャップ基はシランであってもよい。エンドキャップ基はまた、有利には検出可能標識も含み得る。ポリマーが検出可能標識を含むエンドキャップ基を有する場合、ポリマー及び/又はそのポリマーが結合している部分(例えば、活性薬剤)の量又は位置を、好適な検出器を用いて決定することができる。かかる標識としては、限定なしに、蛍光剤、化学発光剤、酵素標識に用いられる部分、比色(例えば、色素)、金属イオン、放射性部分などが挙げられる。好適な検出器としては、光度計、フィルム、分光計などが挙げられる。エンドキャップ基はまた、有利にはリン脂質も含み得る。ポリマーがリン脂質を含むエンドキャップ基を有する場合、ポリマー及び得られるコンジュゲートに固有の特性が付与される。例示的なリン脂質としては、限定なしに、ホスファチジルコリンと称されるクラスのリン脂質から選択されるものが挙げられる。具体的なリン脂質としては、限定なしに、ジラウロイルホスファチジルコリン、ジオレイルホスファチジルコリン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジステロイルホスファチジルコリン、ベヘノイルホスファチジルコリン、アラキドイルホスファチジルコリン、及びレシチンからなる群から選択されるものが挙げられる。エンドキャップ基はまた、ポリマー(並びにそれに結合するあらゆるもの、例えばIL−15部分)が目的の範囲に選択的に局在することができるように、標的部分も含み得る。
本明細書に記載されるとおりのポリマーに関して「天然に存在しない」とは、そのままの状態としては自然界に見ることのできないポリマーを意味する。しかしながら、天然に存在しないポリマーは、全体としてのポリマー構造が自然界に見られない限りにおいて、1つ又は複数の天然に存在する単量体又は単量体セグメントを含み得る。
「水溶性ポリマー」にあるような用語「水溶性の」ポリマーは、室温で水に対して可溶性の任意のポリマーである。典型的には、水溶性ポリマーは、ろ過後の同じ溶液により伝達される光(例えば波長600nmのもの)の少なくとも約75%、より好ましくは少なくとも約95%を伝達する。水溶性ポリマーは、重量基準で、好ましくは水に対して少なくとも約35%(重量)溶解することができ、より好ましくは水に対して少なくとも約50%(重量)溶解することができ、さらにより好ましくは水に対して約70%(重量)溶解することができ、さらにより好ましくは水に対して約85%(重量)溶解することができる。しかしながら、最も好ましくは、水溶性ポリマーは水に対して約95%(重量)溶解することができ、又は水に対して完全に溶解することができる。
水溶性ポリマー、例えばPEGに関連した分子量は、数平均分子量又は重量平均分子量のいずれとしても表すことができる。特に指示されない限り、本明細書で分子量と言うときは全て、重量平均分子量を指す。数平均及び重量平均のいずれの分子量の測定も、ゲル浸透クロマトグラフィー法又は他の液体クロマトグラフィー法を用いて計測することができる。また、分子量の値を計測するための他の方法を用いて、例えば、末端基分析を用いるか、若しくは束一的性質(例えば、凝固点降下、沸点上昇、若しくは浸透圧)を計測することにより数平均分子量を決定してもよく、又は、光散乱法、超遠心法若しくは粘度測定法を用いることにより重量平均分子量を決定してもよい。本発明のポリマーは、典型的には多分散系であり(すなわち、ポリマーの数平均分子量と重量平均分子量とが等しくない)、好ましくは約1.2未満、より好ましくは約1.15未満、さらにより好ましくは約1.10未満、なおさらにより好ましくは約1.05未満、及び最も好ましくは約1.03未満の低い多分散性値を有する。
用語「活性の」、「反応性の」、又は「活性化された」は、特定の官能基と併せて使用されるとき、別の分子上の求電子剤又は求核剤と容易に反応する反応性官能基を指す。これは、反応させるために強力な触媒又は極めて非現実的な反応条件が必要な基(すなわち、「非反応性の」、又は「不活性の」基)と対比される。
本明細書で使用されるとき、用語「官能基」又はその任意の同義語は、その保護型並びに無保護型を包含することが意図される。
用語「スペーサー部分」、「連結」、及び「リンカー」は、本明細書では、例えば高分子剤の末端とIL−15部分又はIL−15部分の求電子剤若しくは求核剤との相互接続部分を場合により連結するために用いられる結合又は原子若しくは原子集合を指して用いられる。スペーサー部分は、加水分解に対して安定であってもよく、又は生理的に加水分解可能か、若しくは酵素分解可能な連結を含んでもよい。文脈上特に明確に指示されない限り、スペーサー部分は化合物の任意の2つの要素間に場合により存在する(例えば、IL−2部分の残基と水溶性ポリマーとを含む提供のコンジュゲートは、直接的にも、又はスペーサー部分を介して間接的にも結合することができる)。
「アルキル」は炭化水素鎖を指し、典型的には約1〜15個の範囲の原子長さである。かかる炭化水素鎖は、必須ではないが好ましくは飽和しており、分枝鎖状であっても、又は直鎖状であってもよく、但し典型的には直鎖状が好ましい。例示的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、3−メチルペンチルなどが挙げられる。
「低級アルキル」は、1〜6個の炭素原子を含むアルキル基を指し、直鎖状であっても、又は分枝鎖状であってもよく、メチル、エチル、n−ブチル、i−ブチル、及びt−ブチルにより例示されるとおりである。
「シクロアルキル」は、飽和又は不飽和の環状炭化水素鎖を指し、架橋、縮合、又はスピロ環化された化合物を含み、好ましくは3〜約12個の炭素原子、より好ましくは3〜約8個の炭素原子で構成される。「シクロアルキレン」は、環式環系における任意の2個の炭素で鎖を結合させることによりアルキル鎖に挿入されたシクロアルキル基を指す。
「アルコキシ」は、−OR基であって、式中、Rがアルキルか、又は置換アルキル、好ましくはC1〜6アルキル(例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシなど)である−OR基を指す。
例えば「置換アルキル」にあるような用語「置換された」は、限定はされないが、アルキル、C3〜8シクロアルキル、例えば、シクロプロピル、シクロブチルなど;ハロ、例えば、フルオロ、クロロ、ブロモ、及びヨード;シアノ;アルコキシ、低級フェニル;置換フェニル;などの1つ又は複数の干渉しない置換基で置換された部分(例えば、アルキル基)を指す。「置換アリール」は、1つ又は複数の干渉しない基を置換基として有するアリールである。フェニル環に対する置換について、置換基はいかなる配向(すなわち、オルト、メタ、又はパラ)であってもよい。
「干渉しない置換基」は、分子中に存在するとき、典型的にはその分子中に含まれる他の官能基との反応性を有しない基である。
「アリール」とは、1つ又は複数の芳香環であって、各々が5個又は6個の中心炭素原子であるものを意味する。アリールは、ナフチルにおけるように縮合していることも、又はビフェニルにおけるように縮合していないこともある複数のアリール環を含む。アリール環はまた、1つ又は複数の環状炭化水素、ヘテロアリール、又は複素環式環と縮合していても、又は縮合していなくともよい。本明細書で使用されるとき、「アリール」にはヘテロアリールが含まれる。
「ヘテロアリール」は、1〜4個のヘテロ原子、好ましくは硫黄、酸素、若しくは窒素、又はそれらの組み合わせを含むアリール基である。ヘテロアリール環はまた、1つ又は複数の環状炭化水素、複素環式環、アリール環、又はヘテロアリール環と縮合していてもよい。
「複素環」又は「複素環式」とは、5〜12個の原子、好ましくは5〜7個の原子の1つ又は複数の環であって、不飽和特性又は芳香族特性を伴うことも、又は伴わないこともあり、且つ炭素以外の少なくとも1個の環原子を有する環を意味する。好ましいヘテロ原子としては、硫黄、酸素、及び窒素が挙げられる。
「置換ヘテロアリール」は、1つ又は複数の干渉しない基を置換基として有するヘテロアリールである。
「置換複素環」は、干渉しない置換基から形成された1つ又は複数の側鎖を有する複素環である。
「有機ラジカル」は、本明細書で使用されるとき、アキル(akyl)、置換アルキル、アリール、及び置換アリールを含む。
「求電子剤」及び「求電子基」は、求電子中心、すなわち電子を求引する中心を有し、求核剤と反応することが可能なイオン又はイオン化し得る原子若しくは原子集合を指す。
「求核剤」及び「求核基」は、求核中心、すなわち求電子中心を求引する中心を有するか、又は求電子剤を伴う、イオン又はイオン化し得る原子若しくは原子集合を指す。
「酵素分解性連結」は、1つ以上の酵素によって分解を受ける連結を意味する。
「加水分解性」結合は、生理的条件下で水と反応する(即ち加水分解される)結合である。結合が水中で加水分解し易いかどうかは、2つの中心原子をつなぐ連結の一般的なタイプのみならず、それらの中心原子に結合する置換基にも依存し得る。加水分解に対して不安定な、又は加水分解を受け易い適切な連結としては、限定はされないが、カルボン酸エステル、リン酸エステル、無水物、アセタール、ケタール、アシルオキシアルキルエーテル、イミン、オルトエステル、ペプチド及びオリゴヌクレオチドが挙げられる。「遊離可能な結合」は、生理的条件下において臨床的に有用な速度で開裂する共有結合性の連結であり、例えば及び限定なしに、加水分解性結合及び酵素分解性連結が含まれる。
「加水分解に対して安定な」連結又は結合とは、水中で実質的に安定な、すなわち生理学的条件下で長期間にわたってもいかなる認め得る程度の加水分解も受けない化学結合、典型的には共有結合を指す。加水分解に対して安定な連結の例としては、限定はされないが、以下のもの:炭素−炭素結合(例えば、脂肪族鎖中)、エーテル、アミド、ウレタンなどが挙げられる。概して、加水分解に対して安定な連結とは、生理学的条件下で1日約1〜2%未満の加水分解率を呈するものである。代表的な化学結合の加水分解率については、多くの標準的な化学テキストを参照することができる。
「薬学的に許容可能な賦形剤又は担体」とは、場合により本発明の組成物中に含めることができ、患者に対して何ら有意な毒性の有害作用を引き起こすことのない賦形剤を指す。
「薬理学的な有効量」、「生理学的な有効量」、及び「治療上の有効量」は、本明細書では同義的に用いられ、血流中又は標的組織中に所望のレベルのコンジュゲート(又はそれに対応する非コンジュゲート化IL−15部分)をもたらすのに必要なポリマー−(IL−15)部分コンジュゲートの量を意味する。正確な量は、例えば、特定のIL−15部分、治療組成物の成分及び物理的特性、目的とする患者集団、個々の患者の考慮事項など数多くの要因に依存し、当業者は、本明細書に提供される情報に基づきそれを容易に決定することができる。
「多官能性」は、3個以上の官能基がそこに含まれるポリマーを意味し、ここでそれらの官能基は同じであっても又は異なってもよい。本発明の多官能性ポリマー試薬は、典型的には約3〜100個の官能基を含むことになり、例えば、以下の範囲の1つ以上を満たす個数を含有し得る:3〜50個の官能基;3〜25個の官能基;3〜15個の官能基;3〜10個の官能基。例えば、官能基の個数は、ポリマー骨格内の3、4、5、6、7、8、9及び10個の官能基からなる群から選択することができる。
用語「IL−15部分」は、本明細書で使用されるとき、ヒトIL−15活性を有するペプチド又はタンパク質部分を指す。IL−15部分はまた、ポリマー試薬との反応に好適な少なくとも1つの求電子基又は求核基も有し得る。加えて、用語「IL−15部分」は、コンジュゲート形成前のIL−15部分並びにコンジュゲート形成後のIL−15部分残基の双方を包含する。以下にさらに詳細に説明するとおり、当業者は、任意の所与の部分がIL−15活性を有するかどうかを決定することができる。配列番号1〜3のいずれか1つに対応するアミノ酸配列を含むタンパク質、並びにそれと実質的に相同な任意のタンパク質又はポリペプチドが、IL−15部分である。本明細書で使用されるとき、用語「IL−15部分」には、例えば部位特異的突然変異誘発によって意図的に修飾されたか、又は突然変異によって偶発的に修飾されたかかるペプチド及びタンパク質が含まれる。これらの用語にはまた、1〜6個のさらなるグリコシル化部位を有する類似体、ペプチド又はタンパク質のカルボキシ末端側の終端部に、少なくとも1個のさらなるアミノ酸であって、少なくとも1つのグリコシル化部位を含む1個又は複数のさらなるアミノ酸を有する類似体、及び少なくとも1つのグリコシル化部位を含むアミノ酸配列を有する類似体も含まれる。この用語には、天然の部分及び組換え及び合成的に産生された部分の双方が含まれる。
用語「実質的に相同な」とは、特定の対象配列、例えば突然変異配列が、1つ又は複数の置換、欠失、又は付加だけ基準配列と異なるが、その正味の効果としては、基準配列と対象配列との間に機能上の有害な相違は生じないことを意味する。本発明の目的上、95パーセントより高い相同性、等価な生物活性(必須ではないが等価な生物活性強度)、及び等価な発現特性を有する配列が、実質的に相同であると見なされる。相同性を決定する目的では、成熟配列のトランケーションは無視するものとする。本明細書で用いられる例示的なIL−15部分には、実質的に相同な配列番号1である配列が含まれる。
用語「断片」とは、IL−15部分の一部又は断片のアミノ酸配列を有する任意のタンパク質又はポリペプチドであって、IL−15の生物活性を有するものを意味する。断片には、IL−15部分のタンパク質分解によって産生されたタンパク質又はポリペプチド、並びに当該技術分野においてルーチンの方法による化学合成によって産生されたタンパク質又はポリペプチドが含まれる。
用語「患者」とは、活性薬剤(例えば、コンジュゲート)を投与することにより予防又は治療することのできる病態を患っている、又はそうした病態に罹りやすい生物体を指し、ヒト及び動物の双方を含む。
「任意選択の」、又は「場合により」とは、続いて記載される状況が起こることも、又は起こらないこともあり、従ってその記載は、その状況が起こる場合と、それが起こらない場合とを含むことを意味する。
「実質的に」とは、ほぼ全面的又は完全に、という意味であり、例えば、以下のうちの1つ又は複数を満足する:条件の50%超、51%以上、75%以上、80%以上、90%以上、及び95%以上。
ペプチド中のアミノ酸残基は、以下のとおり略記される:フェニルアラニンはPhe又はFであり;ロイシンはLeu又はLであり;イソロイシンはIle又はIであり;メチオニンはMet又はMであり;バリンはVal又はVであり;セリンはSer又はSであり;プロリンはPro又はPであり;スレオニンはThr又はTであり;アラニンはAla又はAであり;チロシンはTyr又はYであり;ヒスチジンはHis又はHであり;グルタミンはGln又はQであり;アスパラギンはAsn又はNであり;リジンはLys又はKであり;アスパラギン酸はAsp又はDであり;グルタミン酸はGlu又はEであり;システインはCys又はCであり;トリプトファンはTrp又はWであり;アルギニンはArg又はRであり;及びグリシンはGly又はGである。
本発明の1つ又は複数の実施形態について見ると、コンジュゲートであって、水溶性ポリマーと(直接、又はスペーサー部分を介して)共有結合したIL−15部分の残基を含むコンジュゲートが提供される。本発明のコンジュゲートは、以下の特徴のうちの1つ又は複数を有する。
IL−15部分
先述のとおり、このコンジュゲートは、水溶性ポリマーと直接、又はスペーサー部分を介して共有結合したIL−15部分の残基を含む。本明細書で使用されるとき、用語「IL−15部分」は、コンジュゲート形成前のIL−15部分、並びに非ペプチド性水溶性ポリマーと結合した後のIL−15部分を指すものとする。しかしながら、本来のIL−15部分が非ペプチド性水溶性ポリマーと結合すると、ポリマーとの連結に伴い1つ又は複数の共有結合が存在するため、IL−15部分は僅かに変化することが理解されるであろう。多くの場合に、この別の分子と結合して僅かに変化した形態のIL−15部分は、IL−15部分の「残基」と称される。
IL−15部分は、非組換え方法からも、及び組換え方法からも得ることができ、本発明はこの点について限定されない。加えて、IL−15部分は、ヒト供給源にも、動物供給源(昆虫を含む)にも、菌類供給源(イーストを含む)にも及び植物供給源にも由来し得る。
IL−15部分は、Grabsteinらによって記載される手順に従い得ることができる。Grabstein et al.(1994)Science 264:965−968を参照のこと。
IL−15部分は、組換え方法によって誘導することができる。例えば、欧州特許第0772624B2号明細書を参照のこと。
IL−15部分は、例えば、GenScript USA Inc.(Piscataway NJ)及びPeprotech(Rockyhill,NJ)から市販品を購入することができる。
IL−15部分は、細菌[例えば、大腸菌(E.coli)、例えば、Fischer et al.(1995)Biotechnol.Appl.Biotechnol.21(3):295−311を参照]、哺乳動物[例えば、Kronman et al.(1992)Gene 121:295−304を参照]、酵母[例えば、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、例えば、Morel et al.(1997)Biochem.J.328(1):121−129を参照]、及び植物[例えば、Mor et al.(2001)Biotechnol.Bioeng.75(3):259−266を参照]の発現系で発現させることができる。発現は、外因性発現によっても(宿主細胞が天然で所望の遺伝コードを含む場合)又は内因性発現によっても起こり得る。
組換えに基づくタンパク質の調製方法には違いがあり得るが、典型的には、組換え方法には、所望のポリペプチド又は断片をコードする核酸の構築、核酸の発現ベクターへのクローニング、宿主細胞(例えば、植物、細菌、酵母、トランスジェニック動物細胞、又はチャイニーズハムスター卵巣細胞若しくはベビーハムスター腎臓細胞などの哺乳動物細胞)の形質転換、及び核酸の発現による所望のポリペプチド又は断片の産生が関わる。組換えポリペプチドをインビトロで原核生物及び真核生物の宿主細胞において産生し、発現させる方法は、当業者に公知である。
組換えポリペプチドの同定及び精製を促進するため、エピトープタグ又は他の親和性結合配列をコードする核酸配列を、コード配列とインフレームで挿入又は付加し、それにより所望のポリペプチドと、結合に適したポリペプチドとを含む融合タンパク質を産生することができる。融合タンパク質の同定及び精製は、初めに融合タンパク質を含む混合物を、融合タンパク質中のエピトープタグ又は他の結合配列に対する結合部分(例えば、抗体)を有するアフィニティーカラムに通過させ、それによって融合タンパク質をカラム内に結合させることにより行うことができる。その後、カラムを適切な溶液(例えば、酸)で洗浄して結合した融合タンパク質を遊離させることにより、融合タンパク質を回収することができる。組換えポリペプチドはまた、宿主細胞の溶解、ポリペプチドの、例えばイオン交換クロマトグラフィーによる分離、親和性結合手法、疎水性相互作用手法により精製し、その後、MALDI又はウエスタンブロットにより同定し、及びポリペプチドを回収することもできる。組換えポリペプチドを同定及び精製するためのこれらの及び他の方法は、当業者に公知である。しかしながら、本発明の1つ又は複数の実施形態では、IL−15部分は融合タンパク質の形態ではない。
IL−15活性を有するタンパク質の発現に用いられる系に応じて、IL−15部分はグリコシル化されていなくても、又はグリコシル化されていてもよく、いずれも使用することができる。すなわち、IL−15部分はグリコシル化されていなくてもよく、又はIL−15部分はグリコシル化されていてもよい。本発明の1つ又は複数の実施形態では、IL−15部分はグリコシル化されていない。
IL−15部分は、有利には、1つ又は複数のアミノ酸残基、例えば、リジン、システイン及び/又はアルギニンを含む及び/又は置換するように修飾することができ、それによりポリマーがそのアミノ酸の側鎖内の原子と結合し易くなる。IL−15部分の置換の例は、米国特許第6,177,079号明細書に記載される。加えて、IL−15部分は、天然に存在しないアミノ酸残基を含むように修飾することができる。アミノ酸残基及び天然に存在しないアミノ酸残基を付加する方法は、当業者に公知である。J.March,Advanced Organic Chemistry:Reactions Mechanisms and Structure,4th Ed.(New York:Wiley−Interscience,1992)を参照されたい。
加えて、IL−15部分は、有利には、官能基の結合(官能基を含むアミノ酸残基の付加によるものは除く)を含むように修飾することができる。例えば、IL−15部分は、チオール基を含むように修飾することができる。加えて、IL−15部分は、N末端のα炭素を含むように修飾することができる。加えて、IL−15部分は、1つ又は複数の炭水化物部分を含むように修飾することができる。加えて、IL−15部分は、アルデヒド基を含むように修飾することができる。加えて、IL−15部分は、ケトン基を含むように修飾することができる。本発明の一部の実施形態では、IL−15部分は、チオール基、N末端のα炭素、炭水化物、アルデヒド基(adehyde group)及びケトン基のうちの1つ又は複数を含むようには修飾されないことが好ましい。
例示的IL−15部分は、本明細書、文献、並びに例えば米国特許出願公開第2006/0104945号明細書、Pettit et al.(1997)J.Biol.Chem.272(4):2312−2318、及びWong et al.(2013)OncoImmunology 2(11),e26442:1−3に記載される。好ましいIL−15部分には、配列番号1〜3からなる群から選択される配列、及びそれと実質的に相同の配列を含むアミノ酸配列を有するものが含まれる(ここで、配列番号2及び3、及びそれらと実質的に相同の配列が本明細書に提供されるIL−15部分のインビトロ活性基準を満たさない場合であっても、本発明の目的上、それらの配列もまた「IL−15部分」であると理解されることは理解されるであろう)。好ましいIL−15部分は、配列番号1に対応するアミノ酸配列を有する。
場合によっては、IL−15部分は、対応するペプチドの単一の発現が個別の単位として体系付けられる「単量体」形態であり得る。他の場合には、IL−15部分は、2つの単量体形態のタンパク質が互いに会合している「二量体」の形態(例えば、組換えIL−15の二量体)であり得る。
加えて、前駆体形態IL−15をIL−15部分として使用することができる。例示的な前駆体形態のIL−15は配列番号3の配列を有する。
前述の配列のいずれかのトランケート型、ハイブリッド変異体、及びペプチド模倣物もまた、IL−15部分として働き得る。少なくともある程度のIL−15活性を維持する前述のいずれかの生物学的に活性な断片、欠失変異体、置換変異体又は付加変異体もまた、IL−15部分として働き得る。
所与のペプチド、タンパク質部分又はコンジュゲートについて、当該のペプチド、タンパク質部分又はコンジュゲートがIL−15活性を有するかどうかを決定することが可能である。インビトロIL−15活性を決定するための様々な方法が当該技術分野において記載されている。例示的手法はpSTATアッセイに基づく。簡潔に言えば、IL−15依存性CTLL−2細胞がIL−15活性を有する被験物質に曝露された場合、結果として、定量的に計測することのできるチロシン残基694(Tyr694)におけるSTAT5のリン酸化を含むシグナル伝達カスケードが惹起される。アッセイプロトコル及びキットは公知であり、例えば、MSD Phospho(Tyr694)/Total STATa,b全細胞ライセートキット(Meso Scal Diagnostics,LLC、Gaithersburg,MD)(実施例1に関連して使用した)が含まれる;この手法を用いて、5分又は10分の少なくとも一方の時点で少なくとも300ng/mL(より好ましくは少なくとも150ng/mL)のpSTAT5 EC50値を呈する候補IL−15部分が、本発明に関連した「IL−15部分」であると見なされる。しかしながら、本発明で使用されるIL−15部分はより強力である(例えば、5分又は10分の少なくとも一方の時点で150ng/mL未満、例えば5分又は10分の少なくとも一方の時点で1ng/mL未満、さらにより好ましくは0.5ng/mL未満のpSTAT5 EC50値を有する)ことが好ましい。安定した連結を含むコンジュゲートは、10分の時点で少なくとも300ng/mL(より好ましくは少なくとも150ng/mL)のpSTAT5 EC50値を呈することが好ましく、安定した連結を含むコンジュゲートは10分の時点で150ng/mL未満のpSTAT5 EC50値を呈することがより好ましい。
電位測定法、分光測定法、クロマトグラフィー法、及び放射測定法を含めた当該技術分野において公知の他の方法もまた、IL−15機能の評価に用いることができる。一つのかかる別のタイプのアッセイについては、例えば、Ring et al.(2012)Nat.Immunol.13(12):1187−1195を参照のこと。
IL−15部分の活性の計測に関連して用いられるアッセイはまた、本明細書に記載されるコンジュゲートの活性の計測にも用いることができる。しかしながら、所与のコンジュゲートの特性(例えば、遊離可能な連結の取り込み、代謝耐性能力、高い半減期、選択的結合特性など)に起因して、必ずしもコンジュゲートが本明細書で定義されるIL−15部分と同じ活性を呈しなければならないわけではない。
水溶性ポリマー
先に考察したとおり、各コンジュゲートは水溶性ポリマーと結合したIL−15部分を含む。水溶性ポリマーに関して、水溶性ポリマーは非ペプチド性で、非毒性であり、天然には存在せず、且つ生体適合性である。生体適合性に関して、物質は、生体組織に関連して物質を単独で、又は別の物質(例えば、IL−15部分などの活性薬剤)と共に使用すること(例えば、患者への投与)に伴う有益な作用が、臨床医、例えば医師が評価するとき、いかなる有害な作用にも勝る場合に、生体適合性であると見なされる。非免疫原性に関して、物質は、生体内での物質の意図される使用によって望ましくない免疫反応(例えば、抗体の形成)が生じることがない場合か、又は、免疫反応が生じる場合にも、かかる反応が、臨床医の評価で臨床的に有意、又は重要とは見なされない場合に、非免疫原性であると見なされる。非ペプチド性水溶性ポリマーは、生体適合性且つ非免疫原性であることが特に好ましい。
さらに、このポリマーは、典型的には2〜約300個の末端を有するものとして特徴付けられる。かかるポリマーの例としては、限定はされないが、ポリエチレングリコール(「PEG」)、ポリ(プロピレングリコール)(「PPG」)、エチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体などのポリ(アルキレングリコール)、ポリ(オキシエチレン化ポリオール)、ポリ(オレフィンアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ヒドロキシアルキルメタクリルアミド)、ポリ(メタクリル酸ヒドロキシアルキル)、ポリ(サッカライド)、ポリ(α−ヒドロキシ酸)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン(「POZ」)(これについては、国際公開第2008/106186号パンフレットに記載されている)、ポリ(N−アクリロイルモルホリン)、及び前述のいずれかの組み合わせが挙げられる。
水溶性ポリマーは特定の構造に限定されず、直鎖状(例えば、エンドキャップされた、例えばアルコキシPEG又は二官能性PEG)、分枝鎖状又は多腕状(例えば、フォーク型PEG又はポリオール核と結合したPEG)、樹木状(又は星型)の構造であってもよく、各々は、1つ又は複数の分解可能な連結を有することも、又は有しないこともある。さらに、水溶性ポリマーの内部構造は、種々の反復パターンのいずれとして体系付けられてもよく、ホモポリマー、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互トリコポリマー、ランダムトリコポリマー、及びブロックトリコポリマーからなる群から選択することができる。
典型的には、活性化PEG及び他の活性化水溶性ポリマー(すなわち、ポリマー試薬)は、IL−15部分上の所望の部位とのカップリングに適した好適な活性化基により活性化される。従って、ポリマー試薬は、IL−15部分と反応するための反応基を有する。代表的なポリマー試薬及びこうしたポリマーを活性部分とコンジュゲート化するための方法は、当該技術分野において公知であり、Zalipsky,S.ら、“Use of Functionalized Poly(Ethylene Glycols)for Modification of Polypeptides”、「Polyethylene Glycol Chemistry:Biotechnical and Biomedical Applications」所収、J.M.Harris、Plenus Press、New York(1992年)、及びZalipsky(1995年)Advanced Drug Reviews 16:157−182頁にさらに記載されている。IL−15部分のカップリングに好適な例示的活性化基としては、特に、ヒドロキシル、マレイミド、エステル、アセタール、ケタール、アミン、カルボキシル、アルデヒド、アルデヒド水和物、ケトン、ビニルケトン、チオン、チオール、ビニルスルホン、ヒドラジンが挙げられる。
典型的には、コンジュゲート中の水溶性ポリマーの重量平均分子量は、約100ダルトン〜約150,000ダルトンである。しかしながら、例示的範囲としては、5,000ダルトン超〜約100,000ダルトンの範囲、約6,000ダルトン〜約90,000ダルトンの範囲、約10,000ダルトン〜約85,000ダルトンの範囲、10,000ダルトン超〜約85,000ダルトンの範囲、約20,000ダルトン〜約85,000ダルトンの範囲、約53,000ダルトン〜約85,000ダルトンの範囲、約25,000ダルトン〜約120,000ダルトンの範囲、約29,000ダルトン〜約120,000ダルトンの範囲、約35,000ダルトン〜約120,000ダルトンの範囲、及び約40,000ダルトン〜約120,000ダルトンの範囲の重量平均分子量が挙げられる。任意の所与の水溶性ポリマーについて、これらの範囲のうちの1つ又は複数の分子量を有するPEGが好ましい。
水溶性ポリマーについての例示的な重量平均分子量としては、約100ダルトン、約200ダルトン、約300ダルトン、約400ダルトン、約500ダルトン、約600ダルトン、約700ダルトン、約750ダルトン、約800ダルトン、約900ダルトン、約1,000ダルトン、約1,500ダルトン、約2,000ダルトン、約2,200ダルトン、約2,500ダルトン、約3,000ダルトン、約4,000ダルトン、約4,400ダルトン、約4,500ダルトン、約5,000ダルトン、約5,500ダルトン、約6,000ダルトン、約7,000ダルトン、約7,500ダルトン、約8,000ダルトン、約9,000ダルトン、約10,000ダルトン、約11,000ダルトン、約12,000ダルトン、約13,000ダルトン、約14,000ダルトン、約15,000ダルトン、約20,000ダルトン、約22,500ダルトン、約25,000ダルトン、約30,000ダルトン、約35,000ダルトン、約40,000ダルトン、約45,000ダルトン、約50,000ダルトン、約55,000ダルトン、約60,000ダルトン、約65,000ダルトン、約70,000ダルトン、及び約75,000ダルトンが挙げられる。前述のいずれかの総分子量を有する分枝鎖型の水溶性ポリマー(例えば、2つの20,000ダルトンのポリマーを含む40,000ダルトンの分枝鎖状水溶性ポリマー)もまた、使用することができる。1つ又は複数の実施形態において、コンジュゲートは、直接的にも、又は間接的にも、約6,000ダルトン未満の重量平均分子量を有するPEGと結合したPEG部分は有しない。
ポリマーとして用いられるとき、PEGは、典型的には複数の(OCHCH)単量体[又は(CHCHO)単量体、PEGがどのように定義されるかによる]を含む。この説明全体を通じた使用について、反復単位の数は、「(OCHCH」の添え字「n」によって特定される。従って、(n)の値は、典型的には以下の範囲の1つ又は複数のなかに含まれる:2〜約3400、約100〜約2300、約100〜約2270、約136〜約2050、約225〜約1930、約450〜約1930、約1200〜約1930、約568〜約2727、約660〜約2730、約795〜約2730、約795〜約2730、約909〜約2730、及び約1,200〜約1,900。分子量が既知の任意の所与のポリマーについては、ポリマーの総重量平均分子量を反復単量体の分子量で除算することにより、反復単位の数(すなわち、「n」)を決定することが可能である。
本発明での使用に特に好ましいポリマーの一つは、エンドキャップされたポリマー、すなわち、少なくとも1つの末端が下級C1〜6アルコキシ基などの比較的不活性な基で(但し、ヒドロキシル基も用いることができる)キャッピングされたポリマーである。例えば、ポリマーがPEGであるとき、メトキシPEG(一般にmPEGと称される)を使用することが好ましく、このメトキシPEGは、ポリマーの一方の末端がメトキシ(−OCH)基で、それに対し他の末端が、場合により化学修飾されていてもよいヒドロキシル又は他の官能基である直鎖型のPEGである。
本発明の1つ又は複数の実施形態で有用な一形態において、遊離PEG又は非結合PEGは、各末端がヒドロキシル基で終端している直鎖状ポリマー:
HO−CHCHO−(CHCHO)−CHCH−OH
であり、式中、(n)は典型的には0〜約4,000の範囲である。
上記のポリマー、α−、ω−ジヒドロキシルポリ(エチレングリコール)は、簡略な形ではHO−PEG−OHと表すことができ、ここでは−PEG−記号が、以下の構造単位を表し得ることが理解される:
−CHCHO−(CHCHO)−CHCH
式中、(n)は上記に定義されるとおりである。
本発明の1つ又は複数の実施形態で有用な別のタイプのPEGは、メトキシPEG−OH、又は簡略にはmPEGであり、これは一方の末端が比較的不活性なメトキシ基で、それに対し他方の末端がヒドロキシル基である。mPEGの構造は、以下に示すとおりである。
CHO−CHCHO−(CHCHO)−CHCH−OH
式中、(n)は上記のとおりである。
米国特許第5,932,462号明細書に記載されるような多腕状又は分枝鎖状PEG分子もまた、PEGポリマーとして使用することができる。例えば、PEGは以下の構造を有し得る:

式中:
poly及びpolyは、メトキシポリ(エチレングリコール)などのPEG骨格であり(いずれも同じか、又は異なる);
R”は、H、メチル又はPEG骨格などの非反応性部分であり;及び
P及びQは、非反応性の連結である。好ましい実施形態において、分枝鎖状PEGポリマーはメトキシポリ(エチレングリコール)二置換リジンである。使用される具体的なIL−15部分によっては、二置換リジンの反応性エステル官能基がさらに修飾され、IL−15部分内の標的基との反応に好適な官能基を形成してもよい。
加えて、PEGはフォーク型PEGを含むことができる。フォーク型PEGの例は、以下の構造によって表される:

式中:Xは、1個又は複数の原子のスペーサー部分であり、各Zは、一定長の原子鎖によってCHと連結された活性化末端基である。国際公開第99/45964号パンフレットは、本発明の1つ又は複数の実施形態に用いることが可能な様々なフォーク型PEG構造を開示している。Z官能基を分枝鎖状炭素原子と連結する原子鎖はテザー基として働き、例えば、アルキル鎖、エーテル鎖、エステル鎖、アミド鎖及びそれらの組み合わせを含み得る。
PEGポリマーは、カルボキシルなどの反応基が、PEG鎖の末端ではなく、PEGの長さに沿って共有結合するペンダント型PEG分子を含み得る。ペンダント型の反応基はPEGと直接、又はアルキレン基などのスペーサー部分を介して結合することができる。
上述した形態のPEGに加え、ポリマーはまた、上述のポリマーのいずれかを含め、ポリマー中に1つ又は複数の弱い、又は分解可能な連結を含むように調製することもできる。例えば、PEGは、加水分解を受けやすいエステル連結をポリマー中に含むように調製することができる。以下に示されるとおり、この加水分解の結果として、ポリマーがより低い分子量の断片に切断される:
−PEG−CO−PEG−+HO→−PEG−COH+HO−PEG−
ポリマー骨格内の分解可能な連結として、及び/又はIL−15部分との分解可能な連結として有用な、加水分解により分解可能な他の連結としては、カーボネート連結;例えばアミンとアルデヒドとの反応から得られるイミン連結(例えば、Ouchiら(1997年)Polymer Preprints 38(1):582−3頁を参照);例えばアルコールをリン酸基と反応させることによって形成されるリン酸エステル連結;典型的にはヒドラジドとアルデヒドとの反応によって形成されるヒドラゾン連結;典型的にはアルデヒドとアルコールとの間の反応によって形成されるアセタール連結;例えばギ酸塩とアルコールとの間の反応によって形成されるオルトエステル連結;例えばPEGなどのポリマーの末端にあるアミン基と別のPEG鎖のカルボキシル基とによって形成されるアミド連結;例えば末端イソシアネート基を有するPEGとPEGアルコールとの反応から形成されるウレタン連結;PEGなどのポリマーの末端にあるアミン基とペプチドのカルボキシル基とによって形成されるペプチド連結;及び、例えば、例えばポリマーの末端にあるホスホラミダイト基とオリゴヌクレオチドの5’ヒドロキシル基とによって形成されるオリゴヌクレオチド連結が挙げられる。
コンジュゲートのかかる任意選択の特徴、すなわち、1つ又は複数の分解可能な連結を高分子鎖の中に、又はIL−15部分に対して導入することは、コンジュゲートを投与したときの、その最終的な所望の薬理学的特性に対してさらなる制御をもたらし得る。例えば、大型で比較的不活性なコンジュゲート(すなわち、1つ又は複数の高分子量のPEG鎖、例えば約10,000より大きい分子量を有する1つ又は複数のPEG鎖がそこに結合しているもの、この場合、コンジュゲートは本質的に生物活性を有しない)が投与されてもよく、これは加水分解されて、元のPEG鎖の一部を有する生物活性コンジュゲートを生じる。このようにして、時間の経過に伴うコンジュゲートの生物活性が平衡するように、コンジュゲートの特性をより効果的に調整することができる。
コンジュゲートに関連する水溶性ポリマーはまた、「遊離可能」であってもよい。すなわち、水溶性ポリマーは放出され(加水分解、酵素過程、触媒過程又は他の方法のいずれかにより)、それによりコンジュゲート化されていないIL−15部分がもたらされる。ある場合には、遊離可能ポリマーは、インビボで、水溶性ポリマーのいかなる断片も残さずIL−15部分から離れる。別の場合には、遊離可能ポリマーは、インビボで、水溶性ポリマーからの比較的小さい断片(例えば、コハク酸タグ)を残してIL−15部分から離れる。例示的な開裂可能ポリマーには、カーボネート連結を介してIL−15部分に結合するものが含まれる。
当業者は、前述の非ペプチド性水溶性ポリマーに関する考察が、何ら網羅的なものではなく、単に例示に過ぎず、上記の質を有するあらゆるポリマー材料が企図されることを認識するであろう。本明細書で使用されるとき、用語「ポリマー試薬」は、概して、水溶性ポリマーセグメントと官能基とを含み得る分子全体を指す。
上記のとおり、本発明のコンジュゲートは、IL−15部分と共有結合した水溶性ポリマーを含む。典型的には、任意の所与のコンジュゲートについて、1〜3個の水溶性ポリマーが、IL−15活性を有する1つ又は複数の部分と共有結合している。しかしながら、ある場合には、コンジュゲートは、IL−15部分と個々に結合した1、2、3、4、5、6、7、8個又はそれ以上の水溶性ポリマーを有し得る。任意の所与の水溶性ポリマーは、IL−15部分のアミノ酸か、又はIL−15部分が(例えば)糖タンパク質である場合には、IL−15部分の炭水化物と共有結合し得る。炭水化物との結合は、例えば、シアル酸−アジド化学反応を用いる代謝的官能化(metabolic functionalization)[Luchanskyら(2004年)Biochemistry 43(38):12358−12366頁]、又はグリシドールの使用によりアルデヒド基の導入を促進する[Heldtら(2007年)European Journal of Organic Chemistry 32:5429−5433頁]などの他の好適な手法を利用して行ってもよい。
IL−15活性を有する部分とポリマーとの内部の特定の連結は、様々な要因に依存する。かかる要因としては、例えば、用いられる特定の連結の化学的特性、特定のIL−15部分、IL−15部分内の利用可能な官能基(ポリマーと結合するためのものか、又は好適な結合部位に変換されるためのもの)、IL−15部分内における別の反応性官能基の存在などが挙げられる。
本発明のコンジュゲートは、必須ではないが、プロドラッグであってもよく、すなわちこれは、ポリマーとIL−15部分との間の連結が加水分解的に遊離可能で、それにより親部分を放出できることを意味する。例示的な遊離可能な連結としては、カルボン酸エステル、リン酸エステル、チオールエステル、無水物、アセタール、ケタール、アシルオキシアルキルエーテル、イミン、オルトエステル、ペプチド及びオリゴヌクレオチドが挙げられる。かかる連結は、IL−15部分(例えば、タンパク質のカルボキシル基C末端、又はタンパク質中に含まれるセリン又はスレオニンなどのアミノ酸の側鎖ヒドロキシル基、又は炭水化物中の同様の官能基)及び/又はポリマー試薬のいずれかを、当該技術分野で一般的に用いられるカップリング方法を用いて適切に修飾することにより、容易に調製することができる。しかしながら、最も好ましくは、好適に活性化されたポリマーを、IL−15活性を有する部分中に含まれる修飾されていない官能基と反応させることにより容易に形成される加水分解性の連結である。
或いは、加水分解に対して安定な連結、例えば、アミド、ウレタン(カルバメートとしても知られる)、アミン、チオエーテル(スルフィドとしても知られる)、又は尿素(カルバミドとしても知られる)連結もまた、IL−15部分のカップリング用連結として用いることができる。さらに、加水分解に対して安定な連結としては、アミドが好ましい。一手法では、活性化エステルを有する水溶性ポリマーを、IL−15部分のアミン基と反応させて、それによりアミド連結を生じさせることができる。
コンジュゲートは(コンジュゲートされていないIL−15部分と対比されるものとして)、測定可能な程度のIL−15活性を有することも、又は有しないこともある。すなわち、本発明に係るポリマー−IL−15部分コンジュゲートは、修飾されていない親IL−15部分の約0.1%〜約100%の範囲の生物活性を有し得る。ある場合には、ポリマー−IL−15部分コンジュゲートは、修飾されていない親IL−15部分の100%より大きい生物活性を有し得る。好ましくは、IL−15活性をほとんど又は全く有しないコンジュゲートは、ポリマーを部分とつなぐ加水分解可能な連結を含み、そのためコンジュゲート中に活性が欠如している(又は比較的欠如している)こととは関係なしに、加水分解可能な連結が水により誘発されて切断されると、活性な親分子(又はその誘導体)が放出される。かかる活性は、用いられるIL−15活性を有する特定の部分についての既知の活性に応じて、好適なインビボ又はインビトロモデルを用いて測定し得る。
加水分解に対して安定な連結を有し、それがIL−15活性を有する部分をポリマーとカップリングするコンジュゲートについて、このコンジュゲートは、典型的には測定可能な程度の生物活性を有する。例えば、かかるコンジュゲートは、典型的には、コンジュゲートされないIL−15部分の生物活性と比べた以下の割合のうちの1つ又は複数を満足する生物活性を有するものとして特徴付けられる:少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約97%、少なくとも約100%、及び105%超(当該技術分野において周知のものなど、好適なモデルでの測定時)。好ましくは、加水分解に対して安定な連結(例えば、アミド連結)を有するコンジュゲートは、修飾されていない親のIL−15活性を有する部分の生物活性の少なくともある程度を有する。
ここで、本発明に係る例示的なコンジュゲートを説明する。典型的には、かかるIL−15部分は、配列番号1〜3の少なくとも1つに提供される配列と同様のアミノ酸配列を(少なくとも一部において)共有するものと予想される。従って、配列番号1〜3内の特定の位置又は原子が参照されるものの、そうした参照は便宜上に過ぎず、当業者は、IL−15活性を有する他の部分における対応する位置又は原子を容易に決定し得る。特に、天然ヒトIL−15に関して本明細書に提供される説明は、多くの場合に、前述のいずれかの断片、欠失変異体、置換変異体又は付加変異体に適用することができる。
IL−15部分のアミノ基は、IL−15部分と水溶性ポリマーとの間の結合点を提供する。配列番号1〜3に提供されるアミノ酸配列を使用すると、コンジュゲートに利用し得るε−アミノ酸を有する数個のリジン残基が各々にあることは明らかである。さらに、いずれのタンパク質のN末端アミンもまた、結合点として機能することができる。
IL−15部分の利用可能なアミンとの共有結合性の連結を形成するのに有用な好適なポリマー試薬の例は、数多くある。具体例について、対応するコンジュゲートと共に以下の表1に提供する。表中、変数(n)は反復単量体単位の数を表し、「−NH−(IL−15)」は、ポリマー試薬とのコンジュゲート形成後のIL−15部分の残基を表す。表1に示される各ポリマー部分[例えば、(OCHCH又は(CHCHO)]は末端が「CH」基であるが、これは他の基(H及びベンジルなど)に置換されてもよい。
IL−15部分のアミノ基とのポリマー試薬のコンジュゲート形成は、様々な方法で達成することができる。一手法では、IL−15部分が、スクシンイミジル誘導体(又は他の活性化エステル基、この場合、そうした代替的な活性化エステル基を含有するポリマー試薬について記載されるものと同様の手法を用いることができる)により官能化されたポリマー試薬とコンジュゲート化され得る。この手法では、スクシンイミジル誘導体を有するポリマーは、pH7〜9.0の水性媒体中でIL−15部分と結合し得るが、異なる反応条件を用いると(例えば、6〜7などのより低いpH、又は異なる温度及び/又は15℃未満)、結果としてポリマーは、IL−15部分の異なる位置に結合し得る。加えて、アミン末端を有する非ペプチド性水溶性ポリマーを、活性なカルボン酸基を有するIL−15部分と反応させることにより、アミド連結を形成することができる。
例示的コンジュゲートは、以下の構造に包含される

式中:
(n)は、2〜4000の値を有する整数であり;
Xは、スペーサー部分であり;
は、有機ラジカルであり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
例示的コンジュゲートは、以下の構造に包含される:

式中、(n)は2〜4000の値を有する整数であり、及びIL−15は、IL−15部分の残基である。
IL−15部分のポリマー試薬とのコンジュゲート化に有用な別の手法としては、還元的アミノ化を用いることによるIL−15部分の第一級アミンの、ケトン、アルデヒド又はその水和物形態(例えば、ケトン水和物、アルデヒド水和物)で官能化されたポリマー試薬とのコンジュゲート化が典型的である。この手法では、IL−15部分の第一級アミンがアルデヒド又はケトンのカルボニル基(又はそれに対応する水和アルデヒド又はケトンのヒドロキシル含有基)と反応し、それによりシッフ塩基が形成される。ひいては、次にシッフ塩基が、水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤を使用することにより安定なコンジュゲートに還元的に変換され得る。特に、ケトン又はα−メチル分枝鎖アルデヒドで官能化されたポリマーを用いると、及び/又は特定の反応条件下(例えば、低いpH)では、選択的な反応(例えば、N末端における)が可能である。
水溶性ポリマーが分枝鎖型である本発明の例示的コンジュゲートには、水溶性ポリマーが以下の構造に包含されるものが含まれる:

式中、各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数である。
本発明の例示的コンジュゲートは、以下の構造に包含される:

式中:
各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数であり;
Xはスペーサー部分であり;
(b)は、2〜6の値を有する整数であり;
(c)は、2〜6の値を有する整数であり;
は、存在するごとに、独立してH又は低級アルキルであり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
本発明の例示的コンジュゲートは、以下の構造に包含される:

式中:
各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数であり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
本発明の他の例示的コンジュゲートは、以下の構造に包含される:

式中:
各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数であり;
(a)は、0又は1のいずれかであり;
Xは、存在するとき、1つ又は複数の原子を含むスペーサー部分であり;
(b’)は、0又は1〜10の値を有する整数であり;
(c)は、1〜10の値を有する整数であり;
は、存在するごとに、独立してH又は有機ラジカルであり;
は、存在するごとに、独立してH又は有機ラジカルであり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
本発明のさらに別の例示的コンジュゲートは、以下の構造に包含される:

式中:
各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数であり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
遊離可能な連結を含む例示的コンジュゲートには、IL−15部分が、以下の式に包含されるポリマー試薬とコンジュゲート化されるものが含まれる:

式中:
POLYは、第1の水溶性ポリマーであり;
POLYは、第2の水溶性ポリマーであり;
は、第1のスペーサー部分であり;
は、第2のスペーサー部分であり;
αは、イオン化水素原子であり;
は、H又は有機ラジカルであり;
は、H又は有機ラジカルであり;
(a)は、0又は1のいずれかであり;
(b)は、0又は1のいずれかであり;
e1は、存在するとき、第1の電子改変基であり;
e2は、存在するとき、第2の電子改変基であり;及び
(FG)は、活性薬剤のアミノ基と反応してカルバメート連結などの遊離可能な連結を形成することが可能な官能基である。この式中、さらに確定的な構造を有するポリマー試薬が企図される:

式中、POLY、POLY、X、X、R、R、Hα及び(FG)の各々は、先に定義したとおりであり、及びRe1は第1の電子改変基であり;及びRe2は第2の電子改変基である。
さらに別の例示的ポリマー試薬は、以下の式に含まれる:


式中、各構造について、かつ各例において、(n)は、独立して4〜1500の整数である。
これらの遊離可能な連結を提供するポリマー試薬は、米国特許出願公開第2006/0293499号明細書に記載される手順に従い調製することができる。
遊離可能な連結を提供するポリマー試薬を使用して形成される例示的コンジュゲートには、以下の式のものが含まれる:

式中:
POLYは、第1の水溶性ポリマーであり;
POLYは、第2の水溶性ポリマーであり;
は、第1のスペーサー部分であり;
は、第2のスペーサー部分であり;
αは、イオン化水素原子であり;
は、H又は有機ラジカルであり;
は、H又は有機ラジカルであり;
(a)は、0又は1のいずれかであり;
(b)は、0又は1のいずれかであり;
e1は、存在するとき、第1の電子改変基であり;
e2は、存在するとき、第2の電子改変基であり;
は、O又はSであり;
は、O又はSであり;及び
(IL−15)は、IL−15部分の残基である。
例示的コンジュゲートは、以下の構造を有する:


式中、各構造について、かつ各例において、(n)は、独立して4〜1500の整数であり、及びIL−15は、IL−15部分の残基である。
カルボキシル基は、IL−15部分における結合点として機能し得る別の官能基を表す。構造上、コンジュゲートは以下を含み得る:

式中、(IL−15)及び隣接するカルボニル基は、カルボキシル含有IL−15部分に対応し、Xは連結鎖、好ましくはO、N(H)、及びSから選択されるヘテロ原子であり、POLYは、場合により末端にエンドキャップ部分を有する、PEGなどの水溶性ポリマーである。
C(O)−X連結は、末端官能基を有するポリマー誘導体とカルボキシル含有IL−15部分との間の反応から得られる。上記に考察されるとおり、具体的な連結は、利用される官能基のタイプに依存し得る。ポリマーがヒドロキシル基で末端官能化又は「活性化」される場合、結果として得られる連結はカルボン酸エステルとなり、XはOとなる。ポリマー骨格がチオール基で官能化される場合、結果として得られる連結はチオエステルとなり、XはSとなる。特定の多腕状、分枝鎖状又はフォーク型ポリマーが用いられると、C(O)X部分、特にX部分は比較的複雑となり得るとともに、より長い連結構造を含み得る。
ヒドラジド部分を含む水溶性誘導体もまた、カルボニル及びカルボン酸におけるコンジュゲート形成に有用である。IL−15部分がカルボニル部分又はカルボン酸を含まない限りでは、当業者に公知の手法を用いて付加することができる。例えば、カルボニル部分は、カルボン酸(例えば、C末端カルボン酸)を還元することにより、及び/又はグリコシル化若しくは糖化された(この場合、付加される糖がカルボニル部分を有する)形のIL−15部分を提供することにより、導入することができる。カルボン酸を含有するIL−15部分に関して、PEG−ヒドラジン試薬は、カップリング剤(例えば、DCC)の存在下に、IL−15部分と共有結合させることができる[例えば、mPEG−OCHC(O)NHNH+HOC(O)−(IL−15)の結果、mPEG−OCHC(O)NHNHC(O)−IL−15が得られる]。ヒドラジド部分を含有する水溶性誘導体の具体例について、対応するコンジュゲートと共に以下の表2に提供する。加えて、活性化エステルを含有する水溶性ポリマー誘導体をヒドラジン(NH−NH)又はtert−カルバジン酸ブチル[NHNHCOC(CH]と反応させることにより、活性化エステル(例えば、スクシンイミジル基)を含有する任意の水溶性誘導体を、ヒドラジド部分を含むように変換することができる。表中、変数(n)は反復単量体単位の数を表し、「−C(O)−(IL−15)」は、ポリマー試薬とのコンジュゲート形成後のIL−15部分の残基を表す。場合により、ヒドラゾン連結は、好適な還元剤を用いて還元してもよい。表2に示される各ポリマー部分[例えば、(OCHCH又は(CHCHO)]は末端が「CH」基であるが、これは他の基(H及びベンジルなど)に置換されてもよい。
IL−15部分中に含まれるチオール基は、水溶性ポリマーが結合する有効な部位として機能することができる。特に、システイン残基は、IL−15部分がタンパク質であるとき、チオール基を提供する。次に、かかるシステイン残基のチオール基が、チオール基との反応に特異的な活性化PEG、例えば、N−マレイミジルポリマー又は米国特許第5,739,208号明細書及び国際公開第01/62827号パンフレットに記載されるとおりの他の誘導体と反応し得る。加えて、保護基を有するチオールを活性化糖タンパク質のオリゴ糖側鎖に導入し、続いてチオール反応性水溶性ポリマーで脱保護してもよい。
試薬の具体例について、対応するコンジュゲートと共に以下の表3に提供する。表中、変数(n)は反復単量体単位の数を表し、「−S−(IL−15)」は、水溶性ポリマーとのコンジュゲート形成後のIL−15部分残基を表す。表3に示される各ポリマー部分[例えば、(OCHCH又は(CHCHO)]は末端が「CH」基であるが、これは他の基(H及びベンジルなど)に置換されてもよい。
例示的IL−15部分に対応する配列番号1及び2に関して、125位にシステイン残基があることが分かる。従って、例示的チオール結合部位は、125位に位置するシステインである。所与のIL−15部分に関連するいかなるジスルフィド結合も分断しないことが好ましいが、これらのシステイン残基の1つ又は複数の側鎖中のポリマーを結合して、ある程度の活性を維持することが可能であり得る。加えて、従来の合成技法を用いてシステイン残基をIL−15部分に付加することが可能である。例えば、システイン残基の付加については、国際公開第90/12874号パンフレットに記載される手順を参照されたく、かかる手順をIL−15部分に適合させ得る。加えて、従来の遺伝子工学方法を用いてシステイン残基をIL−15部分に導入することもできる。しかしながら一部の実施形態では、追加のシステイン残基及び/又はチオール基を導入しないことが好ましい。
1つ又は複数のマレイミド官能基を有する水溶性ポリマーから形成されたコンジュゲートに関して(マレイミドがIL−15部分のアミン基と反応するか、又はチオール基と反応するかにかかわらず)、対応する1つ又は複数のマレアミド酸型の水溶性ポリマーもまたIL−15部分と反応することができる。一定の条件下(例えば、pH約7〜9且つ水の存在下)では、マレイミド環が「開環」することにより対応するマレアミド酸が形成される。ひいては、マレアミド酸が、IL−15部分のアミン基又はチオール基と反応し得る。例示的なマレアミド酸ベースの反応が、以下に概略的に示される。POLYは水溶性ポリマーを表し、(IL−15)はIL−15部分を表す。
本発明に係る代表的なコンジュゲートは、以下の構造を有し得る:
POLY−L0,1−C(O)Z−Y−S−S−(IL−15)
式中、POLYは水溶性ポリマーであり、Lは任意選択のリンカーであり、Zは、O、NH、及びSからなる群から選択されるヘテロ原子であり、Yは、C2〜10アルキル、C2〜10置換アルキル、アリール、及び置換アリールからなる群から選択され、(IL−15)はIL−15部分である。IL−15部分と反応することができ、結果としてこのタイプのコンジュゲートをもたらすポリマー試薬は、米国特許出願公開第2005/0014903号明細書に記載されている。
先に指摘したとおり、水溶性ポリマーが分枝鎖型である本発明の例示的コンジュゲートは、以下の構造を含む分枝鎖型の水溶性ポリマーを有し得る:

式中、各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数である。
分枝鎖型の水溶性ポリマーを有する例示的コンジュゲートは、以下の試薬を用いて調製することができ:

これにより、以下の構造を有するコンジュゲートが形成される:

式中:
(各構造について)各(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数であり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
さらなる例示的コンジュゲートは、以下の試薬を用いて形成することができ:

これにより、以下の構造を有するコンジュゲートが形成される:

式中:
(各構造について)(n)は、独立して2〜4000の値を有する整数であり;及び
IL−15は、IL−15部分の残基である。
コンジュゲートは、チオール選択的ポリマー試薬を使用して様々な方法で形成することができ、本発明はこの点について限定されない。例えば、IL−15部分−場合により好適な緩衝液(必要であれば、アミンを含有する緩衝液を含む)中にあるもの−がpH約7〜8の水性媒体に入れられ、チオール選択的ポリマー試薬がモル過剰で添加される。そのまま反応を約0.5〜2時間にわたり進め、但し、ペグ化の収率が比較的低いと判断される場合、2時間より長い(例えば、5時間、10時間、12時間、及び24時間の)反応時間が有用であり得る。この手法で使用することのできる例示的なポリマー試薬は、マレイミド、スルホン(例えば、ビニルスルホン)、及びチオール(例えば、オルトピリジニル又は「OPSS」などの官能性チオール)からなる群から選択される反応基を有するポリマー試薬である。
ポリマー試薬に関して、本明細書及びその他に記載されるものは、商業的な供給業者から購入するか、又は市販の出発物質から調製することができる。加えて、ポリマー試薬の調製方法は、文献中に記載がある。
IL−15部分と非ペプチド性水溶性ポリマーとの結合は直接であってもよく、この場合、IL−15部分とポリマーとの間に介在する原子は存在せず、又は結合は間接的であってもよく、この場合、IL−15部分とポリマーとの間に1個又は複数の原子が位置する。間接的な結合に関して、「スペーサー部分」が、IL−15部分の残基と水溶性ポリマーとの間のリンカーとして機能する。スペーサー部分を構成する1個又は複数の原子としては、炭素原子、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、及びそれらの組み合わせのうちの1つ又は複数を挙げることができる。スペーサー部分は、アミド、第二級アミン、カルバメート、チオエーテル、及び/又はジスルフィド基を含むことができる。具体的なスペーサー部分の非限定的な例としては、−O−、−S−、−S−S−、−C(O)−、−C(O)−NH−、−NH−C(O)−NH−、−O−C(O)−NH−、−C(S)−、−CH−、−CH−CH−、−CH−CH−CH−、−CH−CH−CH−CH−、−O−CH−、−CH−O−、−O−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CH−CH−O−、−O−CH−CH−CH−、−CH−O−CH−CH−、−CH−CH−O−CH−、−CH−CH−CH−O−、−O−CH−CH−CH−CH−、−CH−O−CH−CH−CH−、−CH−CH−O−CH−CH−、−CH−CH−CH−O−CH−、−CH−CH−CH−CH−O−、−C(O)−NH−CH−、−C(O)−NH−CH−CH−、−CH−C(O)−NH−CH−、−CH−CH−C(O)−NH−、−C(O)−NH−CH−CH−CH−、−CH−C(O)−NH−CH−CH−、−CH−CH−C(O)−NH−CH−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−、−C(O)−NH−CH−CH−CH−CH−、−CH−C(O)−NH−CH−CH−CH−、−CH−CH−C(O)−NH−CH−CH−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−CH−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−CH−CH−、−CH−CH−CH−CH−C(O)−NH−、−C(O)−O−CH−、−CH−C(O)−O−CH−、−CH−CH−C(O)−O−CH−、−C(O)−O−CH−CH−、−NH−C(O)−CH−、−CH−NH−C(O)−CH−、−CH−CH−NH−C(O)−CH−、−NH−C(O)−CH−CH−、−CH−NH−C(O)−CH−CH−、−CH−CH−NH−C(O)−CH−CH−、−C(O)−NH−CH−、−C(O)−NH−CH−CH−、−O−C(O)−NH−CH−、−O−C(O)−NH−CH−CH−、−NH−CH−、−NH−CH−CH−、−CH−NH−CH−、−CH−CH−NH−CH−、−C(O)−CH−、−C(O)−CH−CH−、−CH−C(O)−CH−、−CH−CH−C(O)−CH−、−CH−CH−C(O)−CH−CH−、−CH−CH−C(O)−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−CH−CH−NH−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−CH−CH−NH−C(O)−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−CH−CH−NH−C(O)−CH−、−CH−CH−CH−C(O)−NH−CH−CH−NH−C(O)−CH−CH−、−O−C(O)−NH−[CH−(OCHCH−、二価シクロアルキル基、−O−、−S−、アミノ酸、−N(R)−、及び前述のいずれかの2つ以上の組み合わせからなる群から選択されるものが挙げられ、式中、Rは、Hか、又は、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、アリール及び置換アリールからなる群から選択される有機ラジカルであり、(h)は0〜6であり、(j)は0〜20である。他の具体的なスペーサー部分は以下の構造を有する:−C(O)−NH−(CH1〜6−NH−C(O)−、−NH−C(O)−NH−(CH1〜6−NH−C(O)−、及び−O−C(O)−NH−(CH1〜6−NH−C(O)−、式中、各メチレンの後ろの添え字の値は構造中に含まれるメチレンの数を示し、例えば、(CH1〜6は、その構造が、1、2、3、4、5又は6個のメチレンを含み得ることを意味する。加えて、上記のスペーサー部分のいずれも、1〜20個のエチレンオキシド単量体単位[すなわち、−(CHCHO)1〜20]を含むエチレンオキシドオリゴマー鎖をさらに含み得る。すなわち、エチレンオキシドオリゴマー鎖は、スペーサー部分の前にも、又は後ろにも、及び場合によっては2個以上の原子を含むスペーサー部分の任意の2個の原子間に、存在することができる。また、オリゴマー鎖は、オリゴマーがポリマーセグメントに隣接し、単にポリマーセグメントの延長部に相当するに過ぎないならば、スペーサー部分の一部とは見なされない。
組成物
コンジュゲートは、典型的には組成物の一部である。概して、組成物は複数のコンジュゲートを含み、必須ではないが、好ましくは各コンジュゲートは同じIL−15部分を含む(すなわち、組成物全体のなかに、ただ1つのタイプのIL−15部分が存在する)。加えて、組成物は、任意の所与のコンジュゲートが2つ以上の異なるIL−15部分からなる群から選択されるある部分を含む複数のコンジュゲートを含み得る(すなわち、組成物全体のなかに、2つ以上の異なるIL−15部分が存在する)。しかしながら、最適には、組成物中の実質的に全てのコンジュゲート(例えば、組成物中の複数のコンジュゲートのうちの85%以上)が、各々、同じIL−15部分を含む。
組成物は、単一のコンジュゲート種(例えば、単一のポリマーが、組成物中の実質的に全てのコンジュゲートについて同じ位置で結合するモノペグ化コンジュゲート)か、又はコンジュゲート種の混合物(例えば、ポリマーの結合が異なる部位で起こるモノペグ化コンジュゲートの混合物、及び/又は、モノペグ化、ジペグ化及びトリペグ化コンジュゲートの混合物)を含み得る。組成物はまた、4、5、6、7、8個又はそれ以上のポリマーが、IL−15活性を有する任意の所与の部分と結合している他のコンジュゲートも含み得る。加えて、本発明は、組成物が複数のコンジュゲートを含み、各コンジュゲートが、1個のIL−15部分と共有結合した1個の水溶性ポリマーを含む場合、並びに1個のIL−15部分と共有結合した2、3、4、5、6、7、8個、又はそれ以上の水溶性ポリマーを含む組成物も含む。
組成物中のコンジュゲートに関して、組成物は、以下の特性のうちの1つ又は複数を満足し、すなわち、組成物中のコンジュゲートの少なくとも約85%が、IL−15部分と結合した1〜4個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約85%が、IL−15部分と結合した1〜3個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約85%が、IL−15部分と結合した1〜2個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約85%が、IL−15部分と結合した1個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約95%が、IL−15部分と結合した1〜5個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約95%が、IL−15部分と結合した1〜4個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約95%が、IL−15部分と結合した1〜3個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約95%が、IL−15部分と結合した1〜2個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約95%が、IL−15部分と結合した1個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約99%が、IL−15部分と結合した1〜5個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約99%が、IL−15部分と結合した1〜4個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約99%が、IL−15部分と結合した1〜3個のポリマーを有する;組成物中のコンジュゲートの少なくとも約99%が、IL−15部分と結合した1〜2個のポリマーを有する;及び組成物中のコンジュゲートの少なくとも約99%が、IL−15部分と結合した1個のポリマーを有する。例えば「x〜y個のポリマー」としてポリマーの範囲を参照するときは、ポリマーの数が、端点を含めてx〜yであることを意図している(すなわち、例えば「1〜3個のポリマー」は、1個のポリマー、2個のポリマー及び3個のポリマーを意図し、「1〜2個のポリマー」は1個のポリマー及び2個のポリマーを意図する等)ことが理解される。加えて、IL−15部分に結合した2つ以上のポリマーを有する所与のコンジュゲートが安定的に結合したポリマーと遊離可能に結合したポリマーとの混合物を有することも企図される(ここでは少なくともポリマーがIL−15部分に安定的に結合しており、且つ少なくとも1つのポリマーがIL−15部分に遊離可能に結合している)。
1つ又は複数の実施形態において、コンジュゲート含有組成物はアルブミンを含まないか又は実質的に含まないことが好ましい。また、組成物が、IL−15活性を有しないタンパク質を含まないか又は実質的に含まないことも好ましい。従って、組成物は85%、より好ましくは95%、及び最も好ましくは99%アルブミン不含であることが好ましい。加えて、組成物は、IL−15活性を有しないタンパク質を85%、より好ましくは95%、及び最も好ましくは99%不含であることが好ましい。組成物中にアルブミンが存在する限りにおいて、本発明の例示的組成物は、IL−15部分の残基をアルブミンに連結するポリ(エチレングリコール)ポリマーを含むコンジュゲートを実質的に含まない。
任意の所与の部分に対するポリマーの所望の数の制御は、適切なポリマー試薬、ポリマー試薬のIL−15部分に対する比、温度、pH条件、及びコンジュゲート形成反応の他の側面を選択することにより実現することができる。加えて、精製手段により、望ましくないコンジュゲート(例えば、4個以上のポリマーが結合したコンジュゲート)の低減又は除去を実現することができる。
例えば、ポリマー−IL−15部分コンジュゲートを精製して、異なるコンジュゲート化種を得る/単離することができる。具体的には、生成混合物を精製して、各IL−15部分につき平均1、2、3、4、5個又はそれ以上の範囲のPEG、典型的には、各IL−15部分につき1、2又は3個のPEGを得ることができる。最終的なコンジュゲート反応混合物の精製方針は、例えば、用いられるポリマー試薬の分子量、特定のIL−15部分、所望の投薬レジメン、1つ又は複数のコンジュゲートの個々の残基活性及びインビボ特性を含め、様々な要因に依存し得る。
必要であれば、ゲルろ過クロマトグラフィー及び/又はイオン交換クロマトグラフィーを用いて分子量が異なるコンジュゲートを単離することができる。すなわち、ゲルろ過クロマトグラフィーを用いると、その分子量の違いに基づき(この違いは、本質的に水溶性ポリマー分の平均分子量に対応する)、ポリマー−対−IL−15部分の比の大きさが異なるもの(例えば、1mer、2mer、3merなど、ここで「1mer」は、1ポリマー対IL−15部分を示し、「2mer」は、2ポリマー対IL−15部分を示す等)が分画される。例えば、35,000ダルトンのタンパク質が、約20,000ダルトンの分子量のポリマー試薬に対してランダムにコンジュゲート化される例示的反応では、結果として得られる反応混合物は、非修飾タンパク質(分子量約35,000ダルトン)、モノペグ化タンパク質(分子量約55,000ダルトン)、ジペグ化タンパク質(分子量約75,000ダルトン)などを含み得る。
この手法を用いることで、異なる分子量を有するPEGと他のポリマー−IL−15部分コンジュゲートとを分離することはできるが、概してこの手法は、IL−15部分中のポリマー結合部位が異なる位置アイソフォームの分離には役立たない。例えば、ゲルろ過クロマトグラフィーを用いると、PEG 1mer、2mer、3merなどの混合物を互いに分離することはできるが、回収したコンジュゲート組成物の各々は、IL−15部分中の異なる反応基(例えば、リジン残基)に結合した1つ又は複数のPEGを含み得る。
このタイプの分離を行うのに好適なゲルろ過カラムとしては、GE Healthcare(Buckinghamshire,UK)から入手可能なSuperdex(商標)カラム及びSephadex(商標)カラムが挙げられる。特定のカラムの選択は、望ましい所望の分画範囲に依存し得る。溶出は、概して、リン酸、酢酸などの好適な緩衝液を使用して行われる。収集された画分は、例えば、(i)タンパク質含量についての280nmの吸光度、(ii)ウシ血清アルブミン(BSA)を標準として使用する色素ベースのタンパク質分析、(iii)PEG含量についてのヨウ素試験(Simsら(1980年)Anal.Biochem、107:60−63頁)、(iv)ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS PAGE)と、続くヨウ化バリウムによる染色、及び(v)高速液体クロマトグラフィー(HPLC)など、様々な異なる方法により分析され得る。
位置アイソフォームの分離は、好適なカラム(例えば、Amersham Biosciences又はVydacなどの企業から市販されているC18カラム又はC3カラム)を使用した逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)を用いる逆相クロマトグラフィーによるか、又はイオン交換カラム、例えば、GE Healthcareから入手可能なSepharose(商標)イオン交換カラムを用いるイオン交換クロマトグラフィーにより行われる。いずれの手法を用いても、同じ分子量を有するポリマー−活性薬剤の異性体(すなわち、位置アイソフォーム)を分離することができる。
組成物は、好ましくはIL−15活性を有しないタンパク質を実質的に含まない。加えて、組成物は、好ましくは他のいかなる非共有結合性の水溶性ポリマーも実質的に含まない。しかしながら、ある状況下では、組成物は、ポリマー−IL−15部分コンジュゲートと非コンジュゲート化IL−15部分との混合物を含み得る。
場合により、本発明の組成物は、薬学的に許容可能な賦形剤をさらに含む。必要であれば、薬学的に許容可能な賦形剤はコンジュゲートに添加され、組成物を形成することができる。
例示的な賦形剤としては、限定なしに、炭水化物、無機塩類、抗菌剤、抗酸化剤、界面活性剤、緩衝剤、酸、塩基、アミノ酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるものが挙げられる。
糖、誘導体化された糖、例えば、アルジトール、アルドン酸、エステル化された糖、及び/又は糖ポリマーなどの炭水化物が、賦形剤として存在し得る。具体的な炭水化物賦形剤としては、例えば:フルクトース、マルトース、ガラクトース、グルコース、D−マンノース、ソルボースなどの単糖類;ラクトース、スクロース、トレハロース、セロビオースなどの二糖類;ラフィノース、メレジトース、マルトデキストリン、デキストラン、デンプンなどの多糖類;及びマンニトール、キシリトール、マルチトール、ラクチトール、キシリトール、ソルビトール(グルシトール)、ピラノシルソルビトール、ミオイノシトール、シクロデキストリンなどのアルジトールが挙げられる。
賦形剤としてはまた、クエン酸、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、一塩基性リン酸ナトリウム、二塩基性リン酸ナトリウム、及びそれらの組み合わせなどの無機塩又は緩衝剤も挙げることができる。
組成物はまた、微生物の繁殖を防止又は抑止するための抗菌剤も含むことができる。本発明の1つ又は複数の実施形態に好適な抗菌剤の非限定的な例としては、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、塩化セチルピリジニウム、クロロブタノール、フェノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀、チメルソール(thimersol)、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
抗酸化剤も同様に組成物中に存在し得る。抗酸化剤を使用すると酸化が防止され、それによりコンジュゲート又は調製物の他の構成成分の劣化が防止される。本発明の1つ又は複数の実施形態での使用に好適な抗酸化剤としては、例えば、パルミチン酸アスコルビル、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、次亜リン酸、モノチオグリセロール、没食子酸プロピル、亜硫酸水素ナトリウム、スルホキシル酸ナトリウムホルムアルデヒド、メタ重亜硫酸ナトリウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
賦形剤として界面活性剤が存在してもよい。例示的な界面活性剤としては、「Tween 20」及び「Tween 80」などのポリソルベート、並びにF68及びF88(双方とも、BASF、Florham Park,NJから入手可能)などのプルロニック;ソルビタンエステル;レシチン及び他のホスファチジルコリンなどのリン脂質、ホスファチジルエタノールアミン(但し、リポソーム形態ではないことが好ましい)、脂肪酸、並びに脂肪酸エステルなどの脂質;コレステロールなどのステロイド;並びにEDTA、亜鉛及び他のかかる好適な陽イオンなどのIL−15レーティング(IL−15lating)剤が挙げられる。
酸又は塩基が組成物中に賦形剤として存在してもよい。使用することのできる酸の非限定的な例としては、塩酸、酢酸、リン酸、クエン酸、リンゴ酸、乳酸、ギ酸、トリクロロ酢酸、硝酸、過塩素酸、リン酸、硫酸、フマル酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される酸が挙げられる。好適な塩基の例としては、限定なしに、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、酢酸アンモニウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、フマル酸カリウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される塩基が挙げられる。
1つ又は複数のアミノ酸は、本明細書に記載される組成物中に賦形剤として存在することができる。この関連における例示的なアミノ酸としては、アルギニン、リジン及びグリシンが挙げられる。
組成物中のコンジュゲート(すなわち、活性薬剤とポリマー試薬との間で形成されるコンジュゲート)の量は、様々な要因によって異なり得るが、最適には、組成物が単位用量容器(例えば、バイアル)に保存されるとき、治療上有効な用量であり得る。加えて、医薬調製物はシリンジに収容されてもよい。治療上有効な用量は、どの量が臨床的に望ましいエンドポイントを生じるかを判断するために、コンジュゲートの量を漸増させながら反復投与することにより実験的に決定することができる。
組成物中の任意の個別の賦形剤の量は、賦形剤の活性及び組成物の特定の必要性によって異なり得る。典型的には、任意の個別の賦形剤についての最適量の決定は、ルーチンの実験を通じて、すなわち、様々な量の賦形剤(低量から高量までの範囲にわたる)を含む組成物を調製して安定性及び他のパラメータを調べ、次にどの時点で有意な副作用なしに最適な効果が得られるかを決定することにより行われる。
しかしながら、概して賦形剤は組成物中に約1%〜約99重量%、好ましくは約5%〜約98重量%、より好ましくは約15〜約95重量%の賦形剤の量で存在し、濃度は30重量%未満が最も好ましい。
これらの前述の医薬賦形剤は、他の賦形剤と共に、「Remington:The Science & Practice of Pharmacy」、第19版、Williams & Williams、(1995年)、「Physician’s Desk Reference」、第52版、Medical Economics、Montvale,NJ(1998年)、及びKibbe,A.H.、「Handbook of Pharmaceutical Excipients」、第3版、American Pharmaceutical Association、Washington,D.C.、2000年に記載されている。
組成物は、あらゆるタイプの製剤、特に注射に適したもの、例えば、再構成することのできる粉末又は親液体並びに液体を包含する。固形組成物の注射前の再構成に好適な希釈剤の例としては、注射用静菌水、水中のデキストロース5%、リン酸緩衝生理食塩水、リンゲル液、生理食塩水、滅菌水、脱イオン水、及びそれらの組み合わせが挙げられる。液状の医薬組成物に関しては、溶液及び懸濁液が想定される。
本発明の1つ又は複数の実施形態の組成物は、必須ではないが、典型的には注射により投与され、従って投与直前には概して液状の溶液又は懸濁液である。医薬調製物はまた、シロップ、クリーム、軟膏、錠剤、粉末などの他の形態をとることもできる。他の投与方法には、肺内、直腸、経皮、経粘膜、経口、髄腔内、腫瘍内、腫瘍周囲、腹腔内、皮下、動脈内なども含まれる。
本発明はまた、本明細書に提供されるとおりのコンジュゲートを、コンジュゲートによる治療に反応性を有する病態を患う患者に対して投与する方法も提供する。この方法は、患者に対し、概して注射により、治療上有効量のコンジュゲート(好ましくは医薬組成物の一部として提供されるもの)を投与することを含む。先述のとおり、コンジュゲートは、注射(例えば、筋肉内、皮下及び非経口)することができる。非経口投与に好適な製剤タイプとしては、特に、即時注射用溶液、使用前に溶媒と混和する乾燥粉末、即時注射用懸濁液、使用前に媒剤と混和する不溶性の乾燥組成物、並びに投与前に希釈する乳剤及び液状濃縮物が挙げられる。
コンジュゲートを投与する方法は(好ましくは医薬組成物の一部として提供する)、場合により、コンジュゲートを特定の範囲に局在させるように実施することができる。例えば、コンジュゲートを含む液体、ゲル及び固形製剤を、罹患範囲(腫瘍内、腫瘍の近傍、炎症範囲内、及び炎症範囲の近傍など)に外科的に植え込んでもよい。好都合には、臓器及び組織はまた、所望の位置がコンジュゲートに対してより良好に曝露されることを確実にするため、画像化され得る。
この投与方法は、本コンジュゲートの投与によって治療又は予防し得る任意の病態の治療に用いることができる。当業者は、具体的なコンジュゲートがどの病態を有効に治療し得るかを理解する。例えば、コンジュゲートは、ある病態に罹患している患者を治療するため単独で使用しても、又は他の薬物療法との併用で使用してもよい。例示的病態としては、限定なしに:メラノーマ、腎癌、非小細胞肺癌、小細胞肺癌、前立腺癌、乳癌、血液癌(hematoligcal cancer)、頭頸部癌、卵巣癌、及び結腸癌が挙げられる。有利には、コンジュゲートは別の活性薬剤の投与前に、それと同時に、又はその後に患者に投与され得る。
実際の投与用量は、対象の年齢、体重、及び全身状態並びに治療下の病態の重症度、医療専門家の判断、及び投与されるコンジュゲートに応じて異なり得る。治療有効量は当業者に公知であり、及び/又は関連する参考書及び文献に記載されている。概して、治療有効量は、約0.001mg〜100mg、好ましくは0.01mg/日〜75mg/日の用量、及びより好ましくは0.10mg/日〜50mg/日の用量の範囲であり得る。所与の用量が、例えば臨床医が適切なエンドポイント(例えば、治癒、退縮、部分退縮など)に達したことを決定するまで、定期的に投与されてもよい。
単位投薬量の任意の所与のコンジュゲート(ここでも、好ましくは医薬調製物の一部として提供されるもの)は、臨床医の判断、患者の必要性などに応じて様々な投薬スケジュールで投与することができる。具体的な投薬スケジュールは、当業者には周知であるか、又はルーチンの方法を用いて実験的に決定することができる。例示的な投薬スケジュールとしては、限定なしに、1日1回、週3回、週2回、週1回、月2回、月1回、及びそれらの任意の組み合わせの投与が挙げられる。臨床的なエンドポイントが達成されると、組成物の投薬は中止される。
本発明は、その好ましい具体的な実施形態に関連して説明されているが、前述の説明並びに以下の実施例は例示を目的としており、本発明の範囲を限定する意図はないことが理解されるべきである。本発明の範囲内における他の態様、利点及び変更は、本発明の係る当該技術分野の当業者には明らかであろう。
本明細書で参照される論文、著作、特許及び他の刊行物は全て、全体として参照により本明細書に援用される。
本発明の実施には、特に指示されない限り、有機合成、生化学、タンパク質精製などの従来技術が用いられ、それらは当該技術分野の範囲内である。かかる方法は文献中に詳しく説明されている。例えば、J.March、「Advanced Organic Chemistry:Reactions Mechanisms and Structure」、第4版(New York:Wiley−Interscience、1992年)、上記を参照のこと。
以下の実施例では、使用される数(例えば、量、温度等)に関する正確性を確保するように努めたが、いくらかの実験誤差及び偏差は考慮しなければならない。特に指示がない限り、温度は摂氏温度であり、圧力は海上気圧又はその近傍におけるものである。以下の例の各々は、当業者が本明細書に記載される実施形態の1つ又は複数を実行するための教示と見なされる。
本実施例で使用される配列番号1のアミノ酸配列に対応する組換えIL−15(「rhIL−15」)を含む水溶液(「ストック溶液」)。
SDS−PAGE分析 試料はInvitrogenゲル電気泳動システム(XCell SureLock Mini−Cell)を使用してドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)によって分析した。試料を試料緩衝液と混合した。次に、調製した試料をNuPAGE Novexプレキャストゲルにロードし、約30分間泳動した。
SEC−HPLC分析 コンジュゲート組成物の特徴付けに関しては、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC−HPLC)分析を用いることが企図される。実行時、SEC−HPLC分析はAgilent 1100 HPLCシステム(Agilent)で行われ得る。試料はShodexタンパク質KW−804カラム(300×8mm、Phenomenex)、及びリン酸ナトリウムと硫酸ナトリウムとからなる移動相、pH7を使用して分析することができる。カラムの流量は0.5ml/分とし得る。溶出タンパク質及びPEG−タンパク質コンジュゲートは、280nm及び220nmのUVを使用して検出することができる。
関連する特徴付けの技法、逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)もまたAgilent 1100 HPLCシステム(Agilent)で行うことができる。試料はZorbax 300SB−C3カラム(3.5μm粒度、150mm×3.0mm、Agilent)、並びに水中0.1%トリフルオロ酢酸(緩衝液A)及びアセトニトリル中0.1%トリフルオロ酢酸(緩衝液B)からなる移動相を使用して分析することができる。カラムの流量は0.3ml/分とし得る。タンパク質及びPEG−タンパク質コンジュゲートは直線勾配で20分かけて溶出することができ、280nmのUVを使用して検出した。
概して、精製は10mMクエン酸ナトリウム(pH2.7)を使用したSP−HPカラムで行うことができる。カラムに対するコンジュゲートの結合を最適化するため、pHは低下させる。コンジュゲートはこの緩衝液中で結合させ、0=500mM NaCl勾配を用いて溶出する。
実施例1
CTLL−2細胞におけるSTAT5リン酸化に基づくrIL−15のIL−15活性の計測
アッセイの前日に、CTLL−2細胞を新鮮成長培地(RPMI 1640+10%FBS+10%T−STIM+2mM L−グルタミン酸塩+1mM ピルビン酸Na)に分けた。アッセイ当日、細胞をアッセイ培地(RPMI 1640+1%FBS+2mM L−グルタミン酸塩+1mM ピルビン酸Na)で少なくとも4時間プレインキュベートし、次にアッセイ培地中50,000細胞/ウェルで96ウェルプレートに入れた。
アッセイ直前に適切な緩衝液中に被験物質の希釈物を調製し、被験物質の各希釈物をCTLL−2細胞の別個のウェルでインキュベートした。次にMSD Phospho(Tyr694)/Total STATa,b全細胞ライセートキット(カタログ番号K15163D、Meso Scal Diagnostics,LLC、Gaithersburg,MD)を使用してSTAT5のリン酸化を決定した。
PeproTechから入手したrIL−15(カタログ番号200−15)は、5分で0.20705ng/mL(2回のランの平均)及び10分で0.08187ng/mLの平均pSTAT5 EC50を呈することによりIL−15活性を実証した。
実施例2
分枝鎖状mPEG−N−ヒドロキシスクシンイミジル誘導体、20kDaによるrIL−15のペグ化

mPEG2−ru−20K−N−ヒドロキシルスクシンイミジル(Hydroxylsuccinimidyl)誘導体、20kDa(「mPEG2−ru−20K−NHS」)
アルゴン下に−80℃で保存したmPEG2−ru−20K−NHSを、窒素パージ下で周囲温度に加温した。mPEG2−ru−20K−NHSのストック溶液(200mg/mL)を2mM HCl中に調製し、約(abound)5:1〜100:1の範囲のmPEG2−ru−20K−NHS対rIL−15のモル比でmPEG2−ru−20K−NHSをrIL−15に添加した。混合物中のrIL−15の最終濃度は0.5mG/mL(0.031mM)であった。最終濃度が100mMに達するように混合物に重炭酸ナトリウム緩衝液(1M、pH8.0)を添加して、コンジュゲート形成を30分間進行させると、[mPEG2−ru−20K]−[rIL−15]コンジュゲートが得られた。30分後、最終濃度が100mMとなるように反応混合物に1M グリシン(pH6.0)を添加してクエンチを達成した。
[mPEG2−ru−20K]−[rIL−15]の典型的なコンジュゲーション生成物プロファイルを図1に提供する。図1に示されるとおり、mPEG2−ru−20K−NHS対rIL−15のモル比が約5:1(レーン3)から、約10:1(レーン4)、約25:1(レーン5)、約50:1(レーン6)、及び約100:1(レーン7)に増加すると、主要生成物(レーン3)としてモノ−PEG−IL−15からジ−、トリ−PEG−IL−15及び高級種へのシフトが生じる。個別的なモノ−、ジ−、トリ−及び高級PEG−IL−15コンジュゲートは、精製して特徴付けることになる。
概して、精製は10mMクエン酸ナトリウム(pH2.7)を使用したSP−HPカラムで行うことができる。カラムに対するコンジュゲートの結合を最適化するため、pHは低下させる。コンジュゲートはこの緩衝液中で結合させ、0=500mM NaCl勾配を用いて溶出する。
実施例3
mPEG2−C2−fmoc−20K−NHSによるrIL−15のペグ化

mPEG−C2−fomc−20K−N−ヒドロキシスクシンイミド誘導体、20kDa(「mPEG2−C2−fmoc−20K−NHS」)
アルゴン下に−80℃で保存したmPEG2−C2−fmoc−20K−NHSを、窒素パージ下で周囲温度に加温した。mPEG2−C2−fmoc−20K−NHSのストック溶液(200mg/mL)を2mM HCl中に調製し、5:1〜100:1の範囲のmPEG2−C2−fmoc−20K−NHS対rIL−15のモル比でmPEG2−C2−fmoc−20K−NHSをrIL−15に添加した。混合物中のrIL−15の最終濃度は0.5mg/mL(0.031mM)であった。最終濃度が100mMに達するように混合物に重炭酸ナトリウム緩衝液(1M、pH8.0)を添加して、コンジュゲート形成を30分間進行させると、[mPEG2−C2−fmoc−20K]−[rIL−15]コンジュゲートが得られた。30分後、最終濃度が100mMとなるように反応混合物に1M グリシン(pH6.0)を添加してクエンチを達成した。次にクエンチした反応混合物のpHを氷酢酸を使用して4.0に調整した後、カラムクロマトグラフィー精製及び特徴付けを行った。
実施例4
mPEG2−CAC−fmoc−20K−NHSによるrIL−15のペグ化

mPEG2−CAC−fmoc−20K−N−ヒドロキシスクシンイミド誘導体、20kDa(「mPEG2−CAC−fmoc−20K−NHS」)
アルゴン下に−80℃で保存したmPEG2−CAC−fmoc−20K−NHSを、窒素パージ下で周囲温度に加温した。mPEG2−CAC−fmoc−20K−NHSのストック溶液(200mg/mL)を2mM HCl中に調製し、5:1〜100:1の範囲のmPEG−CAC−fmoc−20K−NHS対rIL−15のモル比でmPEG2−CAC−fmoc−20K−NHSをrIL−15に添加した。混合物中のrIL−15の最終濃度は0.5mg/mL(0.031mM)であった。最終濃度が100mMに達するように混合物に重炭酸ナトリウム緩衝液(1M、pH8.0)を添加して、コンジュゲート形成を30分間進行させると、[mPEG2−CAC−fmoc−20K]−[rIL−15]コンジュゲートが得られた。30分後、最終濃度が100mMとなるように反応混合物に1M グリシン(pH6.0)を添加してクエンチを達成した。次にクエンチした反応混合物のpHを氷酢酸を使用して4.0に調整した後、カラムクロマトグラフィー精製及び特徴付けを行った。
実施例5
分枝鎖状mPEG−N−ヒドロキシスクシンイミジル誘導体、40kDaによるrIL−15のペグ化

mPEG2−ru−40K−N−ヒドロキシルスクシンイミジル(Hydroxylsuccinimidyl)誘導体、40kDa(「mPEG2−ru−40K−NHS」)
アルゴン下に−80℃で保存したmPEG2−ru−40K−NHSを、窒素パージ下で周囲温度に加温した。mPEG2−ru−40K−NHSのストック溶液(200mg/mL)を2mM HCl中に調製し、5:1〜100:1の範囲のモル比でmPEG2−ru−40K−NHSをrIL−15に添加した。混合物中のrIL−15の最終濃度は0.5mg/mL(0.031mM)であった。最終濃度が100mMに達するように混合物に重炭酸ナトリウム緩衝液(1M、pH8.0)を添加して、コンジュゲート形成を30分間進行させると、[mPEG2−ru−40K−]−[rIL−15]コンジュゲートが得られた。30分後、最終濃度が100mMとなるように反応混合物に1M グリシン(pH6.0)を添加してクエンチを達成した。次にクエンチした反応混合物のpHを氷酢酸を使用して4.0に調整した後、カラムクロマトグラフィー精製及び特徴付けを行った。
[mPEG2−ru−40K]−[rIL−15]のコンジュゲーション生成物プロファイルを図2に提供する。図2に示されるとおり、mPEG2−ru−40K−NHS対rIL−15のモル比が約5:1(レーン2)から、約10:1(レーン3)、約25:1(レーン4)、約50:1(レーン5)、及び約100:1(レーン6)に増加すると、低級ペグ化生成物から高級ペグ化生成物へのシフトが生じる。個別的なコンジュゲートを精製して特徴付けることができる。
実施例6
mPEG2−C2−fmoc−40K−NHSによるrIL−15のペグ化

mPEG−C2−fomc−40K−N−ヒドロキシスクシンイミド誘導体、40kDa(「mPEG2−C2−fmoc−40K−NHS」)
アルゴン下に−80℃で保存したmPEG2−C2−fmoc−40K−NHSを、窒素パージ下で周囲温度に加温した。mPEG2−C2−fmoc−40K−NHSのストック溶液(200mg/mL)を2mM HCl中に調製し、5:1〜100:1の範囲のmPEG−C2−fmoc−40K−NHS対rIL−15のモル比でmPEG2−C2−fmoc−40K−NHSをrIL−15に添加した。混合物中のrIL−15の最終濃度は0.5mg/mL(0.031mM)であった。最終濃度が100mMに達するように混合物に重炭酸ナトリウム緩衝液(1M、pH8.0)を添加して、コンジュゲート形成を30分間進行させると、[mPEG2−C2−fmoc−40K]−[rIL−15]コンジュゲートが得られた。30分後、最終濃度が100mMとなるように反応混合物に1M グリシン(pH6.0)を添加してクエンチを達成した。次にクエンチした反応混合物のpHを氷酢酸を使用して4.0に調整した後、カラムクロマトグラフィー精製及び特徴付けを行った。
この同じ一般的手法に従い、10kDa及び20kDaバージョンのmPEG2−C2−fmoc−40K−N−ヒドロキシスクシンイミド誘導体を使用してコンジュゲートを調製した。
実施例7
mPEG2−CAC−fmoc−40K−NHSによるrIL−15のペグ化

mPEG2−CAC−fmoc−40K−N−ヒドロキシスクシンイミド誘導体、40kDa(「mPEG2−CAC−fmoc−40K−NHS」)
アルゴン下に−80℃で保存したmPEG2−CAC−fmoc−40K−NHSを、窒素パージ下で周囲温度に加温した。mPEG2−CAC−fmoc−40K−NHSのストック溶液(200mg/mL)を2mM HCl中に調製し、5:1〜100:1の範囲のmPEG−CAC−fmoc−40K−NHS対rIL−15のモル比でmPEG2−CAC−fmoc−40K−NHSをrIL−15に添加した。混合物中のrIL−15の最終濃度は0.5mg/mL(0.031mM)であった。最終濃度が100mMに達するように混合物に重炭酸ナトリウム緩衝液(1M、pH8.0)を添加して、コンジュゲート形成を30分間進行させると、[mPEG2−CAC−fmoc−40K]−[rIL−15]コンジュゲートが得られた。30分後、最終濃度が100mMとなるように反応混合物に1M グリシン(pH6.0)を添加してクエンチを達成した。次にクエンチした反応混合物のpHを氷酢酸を使用して4.0に調整した後、カラムクロマトグラフィー精製及び特徴付けを行った。
この同じ一般的手法に従い、10kDa及び20kDaバージョンのmPEG2−CAC−fmoc−40K−N−ヒドロキシスクシンイミド誘導体を使用してコンジュゲートを調製した。これらのさらなる調製では、100:1の試薬:rIL−15モル比を使用し、及び2.7へのpH調整を塩酸で行った後(氷酢酸を使用してpH4.0に調整するのでなく)、精製及び特徴付けを行った。
実施例8
CTLL−2細胞におけるSTAT5リン酸化に基づくrIL−15コンジュゲートのIL−15活性の計測
アッセイの前日に、CTLL−2細胞を新鮮な成長培地[10%FBS、10%T細胞培養添加物(カタログ番号354115、Corning,Inc.,Tewksbury,MA)、2mM L−グルタミン酸塩、及び1mMピルビン酸ナトリウムを補足したRPMI 1640]に分けた。アッセイ当日、細胞をアッセイ培地(1%FBS、2mM L−グルタミン酸塩、及び1mMピルビン酸ナトリウムを補足したRPMI 1640)で少なくとも4時間プレインキュベートし、次に96ウェルプレート中のアッセイ培地に50,000細胞/ウェルでプレーティングした。アッセイ直前に適切な緩衝液中に被験物質の希釈物を調製した。CTLL−2細胞が入ったトリプリケートウェルに25倍被験物質溶液を移すことにより、CTLL−2細胞の刺激を開始した。プレートを37℃、5%COで10分間インキュベートし、細胞溶解によって反応は停止した。MSD Phospho(Tyr694)/Total STATa,b全細胞ライセートキット(カタログ番号K15163D、Meso Scale Diagnostics,LLC、Gaithersburg,MD)を使用して細胞溶解物中のホスホ−STAT5及び総STAT5タンパク質レベルの検出を実施した。10分間の処理後、PeproTechから入手した組換えヒトIL−15(カタログ番号200−15)は、0.063±0.028ng/mLの平均EC50でCTLL−2細胞においてSTAT5リン酸化(phosporylation)を誘導することによりIL−15活性を実証し、これを対照として供した。実施例2、3及び5において調製したコンジュゲートを試験し、10分間の処理後の結果を表4に提供した。
実施例9
B16F10メラノーマ腫瘍におけるrIL−15コンジュゲートの抗腫瘍活性の評価
インビボモデルにおけるrIL−15コンジュゲートの有効性を試験して比較するため、6〜8週齢雌C57BL/6マウスにおいて、100μL容積の血清不含細胞培養培地中1×106細胞mL−1の密度のマウス転移性B16F10メラノーマ細胞を腹部腹後側に皮下注射することによって同系腫瘍を誘導した。マウスにおいては、6〜8日目の終わりまでに約100mmの腫瘍が発達した。マウスを6群に分け、各群が10匹の動物からなった。各群には、表5に示すとおり異なる被験物質を割り当てた。
群A〜群Dは、マウスに0.6mg/kg体重で静脈内注射によって1回のみ投与したrIL−15コンジュゲートに対応し、一方、群Eは、腹腔内注射によって隔日投与した非コンジュゲートIL−15に相当する。群Fはビヒクル対照に相当し、ここではリン酸緩衝生理食塩水を静脈内注射によって投与した。
用量投与後、体重変化及びデジタルノギスによる皮下転移性メラノーマ腫瘍の成長に関してマウスの計測を週3回行った。毎日の臨床徴候もまたモニタした。腫瘍の平均容積が1500mm(即ち、1500mmの平均腫瘍容積)に達したとき、試験エンドポイントに達した。
1500mmの平均腫瘍容積に最初に達した群は群F(ビヒクル対照群)であり、これは試験13日目に起こった。他の全ての群(即ち、群A〜群E)は約24日目に試験エンドポイントに達し、従って腫瘍成長の阻害におけるIL−15及びrIL−15コンジュゲートの両方の有効性が示される。
さらに、非コンジュゲートIL−15及びrIL−15コンジュゲートについて1000mmに達するまでの観察された腫瘍増殖遅延は1.5〜4.5日の範囲であったが、非コンジュゲートIL−15(6用量について毎日0.3mg/kgの投与)の総用量はコンジュゲートrIL−15の単回用量(0.6mg/kgの単回用量の投与)の3倍であったため、少なくともrIL−15コンジュゲートは非コンジュゲートIL−15の約3倍強力であることが示された。表6を参照のこと。
rIL−15コンジュゲートの効力増加に加えて、パーセント体重の低下などの顕著な臨床徴候はなかった。図3として提供されるプロットに、群A〜群Fの各々の投与後のパーセント体重変化を示す。
実施例10
IL−15Rαに対するrIL−15コンジュゲートの受容体親和性
表面プラズモン共鳴(「SPR」)を用いてIL−15及びrIL−15コンジュゲートの親和性を測定した。簡潔に言えば、1:1のNHS:EDC混合物を使用して活性NHSエステルを生じさせることにより、Biacore CM5センサーチップの表面を活性化した。ヤギ抗ヒトFc抗体を10mM酢酸ナトリウム(pH4)中において5分間注入することにより、それを表面に共有結合させた。約8000RUの抗体が表面に結合した。次に残りのNHSエステルをエタノールアミンでクエンチした。
各注入サイクルの開始時に、PBSP中における5分間の注入ステップによってセンサーチップチャネル上にIL−15−Rα−Fcを捕捉した。典型的には、150〜200RUの受容体が表面に結合した。
rIL−15コンジュゲートをPBS(0.05%Tween 20及び0.1mg/ml BSA含有)中10μMに希釈した。3倍段階希釈物を作製し、IL−15Rαで被覆したセンサーチップに注入した。k速度及びk速度を別々に決定することにより親和性を計測し、kとkとの比を用いてK値を計算した。
表7に示されるとおり、IL−15は、3.8pMのIL−Raに対する親和性を有する。この親和性はモノ−PEG種で43pMに低下し、ジ−及びトリ−PEG種で183pMに低下する(種は全て実施例2において調製)。この効果は40kDa PEGでより大きくなる;親和性はモノ−並びにジ−及びトリ−種で2〜4nMに低下し、トリ−PEG種で9.4nMに低下する(種は全て実施例5において調製)。
配列表
配列番号1

配列番号2

配列番号3

Claims (14)

  1. 20,000ダルトン、30,000ダルトンおよび40,000ダルトンからなる群から選択される総重量平均分子量を有する分枝鎖状水溶性ポリマーに遊離可能に共有結合したインターロイキン−15(IL−15)部分を含むコンジュゲートであって、以下の構造

    を含む、コンジュゲート
  2. 前記IL−15部分が、配列番号1〜3、および配列番号1〜3のいずれか1つと95%より高い相同性を有するアミノ酸配列から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のコンジュゲート。
  3. 1個、2個、3個又は4個の分枝鎖状水溶性ポリマーが前記IL−15部分に結合しており、ここで、各結合は、前記分枝鎖状水溶性ポリマーと前記IL−15部分との間の結合である、請求項1または2に記載のコンジュゲート。
  4. 1個、2個又は3個の分枝鎖状水溶性ポリマーが前記IL−15部分に結合しており、ここで、各結合は、前記分枝鎖状水溶性ポリマーと前記IL−15部分との間の結合である、請求項1または2に記載のコンジュゲート。
  5. 1個又は2個の分枝鎖状水溶性ポリマーが前記IL−15部分に結合しており、ここで、各結合は、前記分枝鎖状水溶性ポリマーと前記IL−15部分との間の結合である、請求項1または2に記載のコンジュゲート。
  6. 前記分枝鎖状水溶性ポリマーが、インビボで、前記水溶性ポリマーの断片を残さず前記IL−15部分から離れる、請求項に記載のコンジュゲート。
  7. 前記IL−15部分が、配列番号1のアミノ酸配列を含む、請求項2に記載のコンジュゲート。
  8. 修飾されていないIL−15部分の測定可能な程度のIL−15活性を有する、請求項に記載のコンジュゲート。
  9. インビボ腫瘍動物モデルにおいて評価した場合に腫瘍増殖の阻害に有効である、請求項に記載のコンジュゲート。
  10. 表面プラズモン共鳴によって測定した場合に、IL−15Rαに対するインターロイキン−15の親和性と比較して低下したIL−15Rαに対する親和性を有する、請求項に記載のコンジュゲート。
  11. 請求項1〜のいずれか一項に記載のコンジュゲートと、薬学的に許容可能な賦形剤とを含む医薬組成物。
  12. 療法における使用のために個人に投与されることを特徴とする、請求項11に記載の医薬組成物。
  13. メラノーマ、腎癌、非小細胞肺癌、小細胞肺癌、前立腺癌、乳癌、血液癌、頭頸部癌、卵巣癌、及び結腸癌から選択される病態の治療に使用するための、請求項12に記載の医薬組成物。
  14. 請求項1〜10のいずれかに記載のIL−15水溶性ポリマーコンジュゲートの作製方法であって、コンジュゲート形成条件下で、pH7〜9.0の水性媒体中でIL−15部分をスクシンイミジル基または他の活性化エステル基で官能化したモル過剰の分枝鎖状ポリマー試薬と接触させるステップを含み、前記分枝鎖状ポリマー試薬は、

    の構造を有し、前記分枝鎖状ポリマー試薬は、20,000ダルトン、30,000ダルトンおよび40,000ダルトンから選択される分子量を有する、方法
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