JP7126956B2 - 全細胞蓄積を高めるコンジュゲート - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、その全体が本明細書に援用される、2016年3月15日出願の米国仮特許出願第63/308,457号の利益を請求する。
技術分野
[0002] 本発明は、全細胞内蓄積を高めるコンジュゲート化合物に関する。
[0003] ヒトにおける療法又は造影応用のために分子を送達するための抗体コンジュゲート(AC)の設計は、ある種の悪性腫瘍において臨床効果を実証して、標準的な化学療法又は放射線療法に伴って生じる全身毒性を低下させるほどに十分進歩してきている。
[0004] ACでは、ヒトにおける療法又は造影応用のために薬物のペイロードを癌細胞に対して選択的に送達することの成功が実証されている。しかしながら、AC技術は、放射性同位体又は細胞傷害薬を装備した抗体の形態であっても、改善されてさらに広範に癌を管理するために、より効果的で広く適用可能な医薬品へ開発されることが依然として期待されている。
[0005] 抗体-薬物コンジュゲート(ADC)による細胞内薬物蓄積のための普遍的な礎石は、その細胞内在化経路に依存する。ひとたび標的抗原へ結合したならば、ADCは、内在化されてエンドソーム内に捕捉され、リソソームへ輸送される。リソソームは、数々の消化酵素を含有する、膜に囲まれた細胞内小器官であって、小胞膜融合を介してエンドソームによって輸送されるタンパク質を受容して、活性のある医薬異化産物の放出を生じる。これら異化産物の細胞内蓄積は、細胞傷害性の効力に正相関する。この従属性は、ADCを現在悩ませるものであって、その全能力が発揮されることを妨げている。癌細胞は、薬物流出ポンプの発現を増加させて標的受容体の発現を減少させることによってADCへ対応する。受容体リサイクリング経路と癌細胞によるその利用増加も、内在化ADCの細胞内蓄積を低下させることに関係があるとされてきた。本質的に、この技術分野は、非効率的な細胞内蓄積プロセスに長く依拠しており、この問題に直接取り組んでいる研究はない。したがって、これら細胞内経路における捕捉を回避することは、輸送される薬物の細胞蓄積を改善してADC活性を最大にするのに重要な技術領域なのである。
[0006] 細胞透過性ペプチドによるモノクローナル抗体(mAb)の機能化は、細胞がこの種のACで処理されると、細胞内蓄積の顕著な増加をもたらしてきた。しかしながら、AC細胞蓄積におけるこの進歩は、ほとんどが、他のやり方では抗体が標的とするのに利用し得ない細胞内の特定の分子に、mAbが接近して標的とすることを可能にするためのものである。細胞透過性ペプチドが装備されたACを細胞表面の癌特異的受容体に対する治療用薬剤として利用することを試みた数少ない報告では、いずれも、標的でない細胞又は組織における高い蓄積に悩まされ、標的指向性の送達への応用には限界がある。
[0007] ACをpH感受性ポリマーで機能化することによる最近の進歩は、標的細胞選択性を維持する一方でエンドソームを逃れて細胞質に入るという印象的な能力を示した。しかしながら、これらACによるエスケープの増加が、細胞内蓄積の増加につながるかどうかは、まだ判然としていない。
[0008] 別の最新の進歩は、コンパートメント局在化アミノ酸を有するペプチドを付けることによって、多重選択的標的化を達成するようにACを強化することであった。特に、SV-40ラージT抗原由来の核局在化シグナル(NLS)配列は、以前に合成ペプチドに導入されてタンパク質へコンジュゲートされ、核内へのタンパク質の輸送を指令する能力が実証された。最適化されたNLS配列は長さ25個のアミノ酸であるが、mAb 7G3は、核内移行に十分なNLSのセグメント(下線部)を有する13マーのペプチド(CGYGPKKKRKVGG)へコンジュゲートされた。この短い配列の利点は、それが細胞に透過せず、mAbが細胞選択性の維持を可能にすることである。7G3-NLSを使用して、放射性同位体のカーゴ(cargo)インジウム-111(111In)を核内に送達した。111Inによる分子傷害は、高エネルギー性のオージェ電子の放出によるものである。それらはnm~μmの距離しか移動しないため、核内に送達されれば、より効果的である。残念ながら、細胞傷害性は、標準の111In-7G3に比べて圧倒的ではなく、その証拠から、エンドソーム-リソソーム及び/又はリサイクリング経路における捕捉によって引き起こされる非効果的な核局在化のためであることが示唆された。
[0009] したがって、エンドソーム-リソソーム及び/又はリサイクリング経路における捕捉を回避するのに有効なACを提供することへのニーズが依然として存在する。
[0010] 本記載にしたがって、コール酸(ChAc)又はその変異体を含むコンジュゲート化合物をここに提供するものであり、ChAcは、目的の化合物にコンジュゲートされた核局在化配列(NLS)を含む細胞膜非透過性ペプチドにコンジュゲートされている。
[0011] ある態様では、目的の化合物は、抗体、低分子、オリゴヌクレオチド、アンチセンス、薬物、又はsiRNA分子である。
[0012] 別の態様では、抗体は、モノクローナル又はポリクローナル抗体である。
[0013] さらなる態様では、抗体は、マウス抗体、ヤギ抗体、ヒト抗体、又はウサギ抗体である。
[0014] ある態様では、抗体はヒト化抗体である。
[0015] 別の態様では、抗体は、Fv、F(ab’)、及びF(ab’)から成る群より選択されるエピトープ結合断片を含む。
[0016] さらなる態様では、核局在化配列は、SV40ラージT抗原に由来する。[0017] 別の態様では、細胞膜非透過性ペプチドは、少なくとも1つのスペーサー残基を含む。
[0018] 追加の態様では、細胞膜非透過性ペプチドは、ChAc及び目的の化合物へ結合するための少なくとも1つのシステインを含む。
[0019] さらなる態様では、細胞膜非透過性ペプチドは配列番号1に規定される。
[0020] 別の態様では、目的の化合物は、7G3抗体又は6G7抗体である。
[0021] さらなる態様では、目的の化合物へコンジュゲートされるChAcNLSペプチドの比は、化合物あたり1~21個のペプチドである。
[0022] 別の態様では、本明細書に記載されるコンジュゲート化合物は、それに結合した放射性核種をさらに含む。
[0023] ある態様では、放射性核種は、47Sc、51Cr、52mMn、55Co、58Co、52Fe、56Ni、57Ni、61Cu、62Cu、64Cu、67Cu、66Ga、68Ga、67Ga、72As、77As、89Zr、90Y、94mTc、99mTc、97Ru、105Rh、109Pd、111Ag、110In、111In、113mIn、114mIn、117mSn、121Sn、127Te、142Pr、143Pr、149Pm、151Pm、149Tb、153Sm、157Gd、161Tb、166Ho、165Dy、169Er、169Yb、175Yb、172Tm、177Lu、186Re、188Re、191Pt、197Hg、198Au、199Au、201Tl、203Pb、211At、212Bi、213Bi、11C、75Br、76Br、77Br、82Br、18F、120I、123I、124I、125I、131I、89Sr、及び225Acの少なくとも1つである。
[0024] さらなる態様では、放射性核種は64Cuである。
[0025] 別の態様では、本明細書に記載されるコンジュゲート化合物は、それに結合した低分子毒素をさらに含む。
[0026] ある態様では、低分子毒素は化学療法剤である。
[0027] 別の態様では、低分子毒素は、微小管破壊剤又はDNAアルキル化剤である。
[0028] さらなる態様では、低分子毒素は、ビンブラスチン、エムタンシン、モノメチルアウリスタチンE、又は4,4-ジフルオロ-8-(4-カルボキシフェニル)-1,3,5,7-テトラメチル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン(BODIPY)である。
[0029] 追加の態様では、本明細書に記載されるコンジュゲート化合物は、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を検出するためのものである。
[0030] ある態様では、本明細書に記載されるコンジュゲート化合物は、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を治療するためのものである。
[0031] 本発明でさらに提供されるのは、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を治療するための、本明細書に記載されるようなコンジュゲート化合物の使用である。
[0032] さらに提供されるのは、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を治療するための医薬の製造における、本明細書に記載されるようなコンジュゲート化合物の使用である。
[0033] 本発明で追加的に提供されるのは、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を検出するための、本明細書に記載されるようなコンジュゲート化合物の使用である。
[0034] また提供されるのは、被験者の前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を治療及び/又は検出する方法であって、本明細書に記載されるようなコンジュゲート化合物を前記被験者へ投与することを含む。
[0035] ある態様では、被験者はヒト又はマウスである。
[0036] 以下、添付の図面について言及する。
[0037] 図1Aは、1つの態様によるChAcNLS-7G3の概略図を例解し、ここで下線を施した残基は、核局在化配列NLSに対応し、スペーサー残基は、破線を施し、そしてChAcと7G3への結合に使用されるシステイン(2重下線)についても示す。図1Bは、SDS-PAGEによりタンパク質バンドの移動変化を例証しており、抗体あたりのペプチド数を示す。 [0039] 図2は、7G3、NLS21-7G3、又はChAcNLS21-7G3へ曝露された、(A)TF-1a細胞及び(B)Raji細胞における、ChAcNLS21-7G3の核内移行を例証しており、有意性は黒色の星印で示し、ヨウ化プロピジウム(PI)で染色された単離核、抗マウスFc-AlexaFluor647(抗mFc-AF647)で染色された単離核、及び重ね合わせた単離核の対応する共焦点顕微鏡画像も示し、抗体蓄積のある核は、白色の星印で画像に直接示す。 [0040] 図3は、被験化合物の核内蓄積を例証するものであり、7G3及びmIgG2a免疫コンジュゲートへ曝露された、(A)TF-1a細胞及び(B)Raji細胞由来の核において平均蛍光強度(MFI)を測定しており、(C)ウェスタンブロットでは、7G3(レーン1)、NLS21-7G3(レーン2)、又はChAcNLS21-7G3(レーン3)とともにインキュベートしたTF-1a細胞由来の単離核溶解液を、抗マウスFc抗体(上)又は抗ラミニン抗体(下)でプローブしており、あるいは(D)核マーカーLamp1で染色し、免疫コンジュゲートでチャレンジされた全TF-1a細胞由来の溶解液についてもLamp-1をプローブしている。 [0041] 図4は、ChAcNLS21-7G3の細胞内及び全細胞の蓄積を例証するものであり、(A)は、抗体コンジュゲートに曝露し、PI、抗mFc-AF647で染色し、重ね合わせた、トリプシン処理TF-1a細胞の共焦点顕微鏡画像を示し、陽性の細胞内蓄積は、白色の星印で画像に直接示す;(B)は、7G3、NLS21-7G3、又はChAcNLS21-7G3とともにインキュベートしたTF-1a細胞の、AF647のみで染色した細胞に対する細胞内MFI増加(%)を示す;(C)は、7G3(レーン1)、NLS21-7G3(レーン2)、又はChAcNLS21-7G3(レーン3)とともにインキュベートした、トリプシン処理全TF-1a細胞のウェスタンブロットを示し、下図は、アクチン染色である;そして(D)は、7G3、NLS21-7G3、又はChAcNLS21-7G3に曝露されたTF-1a細胞の全細胞MFIレベルを示し、有意性を星印で示す。 [0042] 図5は、ChAcNLS-7G3内在化を例証しており、(A)は、TF-1a細胞を7G3、NLS21-7G3、又はChAcNLS21-7G3とともにインキュベートした後の短い時点で表面に結合した7G3の(%)を示し、(B)は、インキュベーションに先立ってフィリピンへ曝露した場合のその(%)を示す。 [0043] 図6は、IL-3Rαの内在化及びリサイクリングに対する効果を例証しており、TF-1a細胞でのIL-3Rαの細胞表面発現について、7G3、NLS21-7G3、又はChAcNLS21-7G3とのインキュベーションの後で、早期(左パネル)と後期(右パネル)の時点で、PE-Cy7-抗IL-3Rα抗体(クローン6H6)を用いて評価し、相対的な7G3存在量は、新鮮培地においてのみインキュベートした細胞に対して正規化した蛍光の幾何平均強度として計算した。 [0044] 図7は、64Cu-ChAcNLS3-7G3がTF-1a細胞において放射活性を蓄積することを例証しており、64Cu-7G3によって送達される放射活性の量に対して正規化した、64Cu-ChAcNLS3-7G3及び64Cu-NLS3-7G3によって核(左)及び全細胞(右)へ送達される放射活性の相対増加を示す。 [0045] 図8は、6G7あたりのChAcNLSの増加量で、ChAcNLSで機能化されたmAb 6G7の核内及び細胞蓄積を、非修飾6G7と比較して例証しており、(A)は、ChAcNLS3-6G7の核内蓄積が見られ、(B)は、フローサイトメトリーによって測定される、非コンジュゲート抗体と比較した、全細胞蓄積が見られる。 [0046] 図9は、コンジュゲート7G3抗体及び非コンジュゲート7G3抗体の細胞局在化パターンを例証する。 [0047] 図10は、コンジュゲート7G3抗体及び非コンジュゲート7G3抗体のIL-3Rαへの結合を例証する。 [0048] 図11は、CD123陰性白血病細胞及びCD123陽性白血病細胞における、非コンジュゲート7G3抗体の免疫蛍光追跡を例証する。 [0049] 図12は、vinAC設計のための構造利用解析を例証しており、(A)は、ビンブラスチン作用の分子機序を示す;(B)は、ビンブラスチン-C10-SMCCウェッジのあるα及びβ-チューブリンモノマーのタンパク質2次構造の側面図を示す;(C)は、15nm結合ポケットに挿入されたビンブラスチンを示す;そして(D)は、α及びβ-チューブリン遮断性ビンブラスチンドッキング由来の残基が除去されることを示す。 [0050] 図13は、XTT細胞増殖アッセイによって定量されるMIBC細胞の生存率(%)、ビンブラスチン及びChAcNLSとの反応より産生されるVinACで処理された細胞の生存率(%)を例証する。 [0051] 図14は、MCC架橋剤を介してChAcNLSとコンジュゲートしたT-DM1が、ADC濃度の増加に伴い、そしてT-DM1あたりのChAcNLS数の増加に伴って、用量依存的な殺傷を示したことを例証する。この実証には、非常に高レベルのHer2を発現するSKBR細胞を使用した。 [0052] 図15は、ChAcNLS-T-DM1のIC50が、T-DM1に対して、SKBR3細胞、OE19細胞、及びJIMT1細胞においてそれぞれ100倍、50倍、及び10倍増加したことを例証する。 [0053] 図16は、Her2陰性乳癌細胞株のMCF7において、ChAcNLS-T-DM1が、標的を発現しない細胞に対しては望まれない細胞傷害性を示さないことを例証する。 [0054] 図17は、8%非還元ゲルSDS-PAGEにおいて、増加するMCC対T-DM1比に続くChAcNLSとの2モルの反応が、T-DM1あたりのChAcNLS部分の数の増加をもたらすことを例証しており、レーン1にT-DM1;レーン2にChAcNLS-T-DM1(10×MCC);レーン3にChAcNLS-T-DM1(25×MCC);レーン4にChAcNLS-T-DM1(50×MCC);及びレーン5にChAcNLS-T-DM1(100×MCC)を示す。 [0055] 図18は、SM(PEG)コンジュゲーションによりChAcNLS-T-DM1の望まれない凝集が消失されることを示すヒストグラムであり、構築体を、UV/可視光学密度(550nm/280nm)によって凝集について評価した。
[0056] エンドソームエスケープと細胞内取込みの亢進を連結させるための、急速に内在化する受容体に対して特異的な化合物コンジュゲートの新規設計が提供される。より具体的には、目的の化合物にコンジュゲートされた核局在化配列(NLS)を含む細胞膜非透過性ペプチドにコンジュゲートされたコール酸を含む、コンジュゲート化合物が提供される。
[0057] 本発明において実証されるように、例えば、エンドソーム-リソソーム系内での捕捉から逃れて核内へ移行し、例えば、標的とされるIL-3RαTF-1a白血病細胞内への該化合物の蓄積を増加させる、コンジュゲート化合物が提供される。
[0058] コンジュゲートされる化合物の例としては、限定されるものではないが、抗体、オリゴヌクレオチド、アンチセンス、薬物、又はsiRNA分子が挙げられ、それへの細胞内標的を有し、哺乳動物の生体膜を透過し得ない、低分子又は生体分子も排除されない。
[0059] ある態様では、抗体は、モノクローナル又はポリクローナル抗体である。
[0060] 別の態様では、抗体は、マウス抗体、ヤギ抗体、ヒト抗体、又はウサギ抗体、又はヒト化抗体である。
[0061] また、例えば、Fv、F(ab’)、及び/又はF(ab’)のようなエピトープ結合断片を含み得る抗体が包含される。
[0062] 細胞膜非透過性であって、SV-40ラージT抗原由来の典型的なNLS(下線部)のセグメントを有する13マーのペプチド(CGYGPKKKRKVGG;配列番号1)は、以前、抗CD123(IL-3Rα)抗体(7G3)とそのキメラバージョン(CSL360)にコンジュゲートされたことがある(Leyton et al., 2011, J Nucl Med, 52: 1465-1473)。コンジュゲートされた111Inを輸送するNLS-7G3及びNLS-CSL360を使用して、核移行能が評価された。NLS配列が存在しても、核へ送達される放射活性の比率はきわめて低く、その一方で、大多数の放射活性は細胞表面又は細胞質に留まった(Zerashkian et al., 2014, Nucl Med Biol, 41: 377-383)。したがって、111In-NLSCSL360は、エンドソーム内に捕捉されたままであった。
[0063] 本開示を限定するものではないが、本発明において使用される抗体の1つである7G3抗体は、IL-3Rのα鎖へ結合して、その機能を完全に無効にする。7G3抗体は、骨髄性白血病、濾胞性B細胞リンパ腫のようなリンパ腫を治療すること、又はアレルギーの軽減のために使用し得ると記載されている(WO1997/024373)。
[0064] 本発明において提供されるのは、SV40ラージT抗原由来の核局在化配列(NLS)のセグメントを含有するペプチドCGYGPKKKRKVGG(配列番号1)に結合した、コール酸(ChAc)の付加物(ChAcNLS)である。ある態様では、抗IL-3Rαモノクローナル抗体(mAb)7G3は、ChAcNLSへのコンジュゲーションによって機能化された。液性腫瘍及び固形腫瘍のモデルにおいてin vitro及び/又はin vivo試験を実施して、抗体のような様々な分子カーゴへ結合させるChAcNLS技術が、ChAc成分を欠く類似の修飾Abと比べて、細胞及び腫瘍での保持を高めることが可能であることを実証した。
[0065] したがって、限定されるものではないが、例えば白血病系における7G3のような抗体、又は本明細書に記載されるようにコンジュゲートされる低分子が提供される。
[0066] また、本発明に含まれるのは、限定されるものではないが、47Sc、51Cr、52mMn、55Co、58Co、52Fe、56Ni、57Ni、61Cu、62Cu、64Cu、67Cu、66Ga、68Ga、67Ga、72As、77As、89Zr、90Y、94mTc、99mTc、97Ru、105Rh、109Pd、111Ag、110In、111In、113mIn、114mIn、117mSn、121Sn、127Te、142Pr、143Pr、149Pm、151Pm、149Tb、153Sm、157Gd、161Tb、166Ho、165Dy、169Er、169Yb、175Yb、172Tm、177Lu、186Re、188Re、191Pt、197Hg、198Au、199Au、201Tl、203Pb、211At、212Bi、213Bi、11C、75Br、76Br、77Br、82Br、18F、120I、123I、124I、125I、131I、89Sr、及び225Acより選択される放射性核種へコンジュゲートされる、本明細書に記載される化合物である。加えて、例えばビンブラスチンのような化学療法剤へコンジュゲートされる、本明細書に記載される化合物も包含される。
[0067] したがって、ある態様では、7G3へコンジュゲートされる、新規のコール酸(ChAc)-NLS融合ペプチド(ChAcNLS)(図1A)が提供されるものであり、これは、エンドソーム捕捉を逃れて核へ移行し、それをリザーバとして利用して細胞内蓄積を高めるように、この複合体を機能化する。胆汁酸は、食物脂質への界面活性特性を有しており、これら脂質の腸吸収を促進することが長い間知られているが、それらが細胞膜の標的指向された破壊に適用されたことは一度もなかった。本発明では、ChAcNLSが、mAb(例えば、限定されるものではないが、7G3及び6G7など)に受容体介在性の内在化を操作する能力を付与し、エンドソーム捕捉と分解を細胞特異的な様式で効果的に逃れることができることが実証される。重要なのは、核内での蓄積は、全細胞内蓄積を高めるためのリザーバへ変換されることである。最後に、ChAcNLSがmAbへコンジュゲートされ、この複合体が64Cuで放射性標識されてin vivoで注射される場合、例えば腫瘍へ送達される放射活性の量は、エンドソーム捕捉を逃れることができないバージョンより優れている。図9~図11においてさらに見られるように、ChAcNLSの能力は、明瞭に確立された抗体の細胞内蓄積を高めるように変化させることだけでなく、ChAcNLSは、抗体の親和性及び選択性に影響を及ぼさない。
[0068] 一般に、ChAcNLSのmAbへの結合は制御することができる。例えば、SDS-PAGEゲル上でのタンパク質バンドの移動変化を使用して、抗体あたりのペプチド数を定量した。7G3の重鎖は、予測される50kDa±2kDaに移動した。50倍モル過剰のスルホ-SMCCと反応した7G3は、7G3(ChAcNLS21-7G3)の重鎖(図1B)及び軽鎖あたり、それぞれ8.5±1.8個及び2.6±0.6個のChAcNLSペプチドをもたらした。25:1のスルホ-SMCC:7G3比では、ChAcNLSペプチドは7G3(ChAcNLS12-7G3)に、重鎖及び軽鎖あたり、それぞれ4.3±1.0個及び1.9±0.6個のペプチドが組み込まれた。スルホ-SMCC:7G3比が10:1では、7G3(ChAcNLS3-7G3)あたり3.5±1.5個のChAcNLSのコンジュゲーションをもたらした。7G3あたりの参照NLSペプチドの数が同等であったため、参照NLS-7G3コンジュゲートも産生した。
[0069] ChAcNLS21-7G3は、7G3及びNLS21-7G3と比較して、より高い比率のTF-1a核内に局在化することができた。ChAcNLS21-7G3へ曝露されたTF-1a細胞の陽性核の平均比率は、NLS21-7G3及び7G3と比較して、それぞれ3.6倍及び12.7倍増加した(p≦0.0001;図2A)。AF647陽性核の比率は、ChAcNLS21-7G3、NLS21-7G3、及び7G3について、100個の核あたり、それぞれ60.3±6.7、17.0±1.7、及び5.0±3.0個であった。逆に、IL-3Rα陰性Raji細胞をChAcNLS21-7G3で処理すると、NLS21-7G3及び7G3と比べて、陽性核数の増加は<2~3%であった。これらの結果は、ChAcNLS21-7G3が、核内移行をTF-1a細胞において特異的に改善することを示す(図2B)。
[0070] 抗体あたり3、12、又は21個のChAcNLSペプチドを有するChAcNLS-7G3コンジュゲートはいずれも、その同等のNLS-7G3対照物と比べて、その核内蓄積を少なくとも3倍高めることができた(図3A;p≦0.05)。ChAcNLS21-7G3の核内蓄積も、ChAcNLS21-mIgG2aと比較して、3倍より高かった(p≦0.0001)。ChAcNLS21-7G3は、非修飾7G3と比べて、TF-1a細胞の核内に25倍以上高く蓄積した。IL-3Rα陰性Raji細胞における試験では、ChAcNLS21-7G3及び7G3と比較して、核内蓄積の明らかな増加をもたらさなかった(図3B)。NLS21-7G3及びChAcNLS21-mIgG2aは、非修飾の7G3及びmIgG2aと比べて、TF-1a細胞の核内に約5.0倍高く蓄積する。単離核についてのウェスタンブロットも、7G3及びNLS21-7G3と比べて、ChAcNLS21-7G3で処理されたTF-1a細胞における7G3タンパク質の増加量が5倍以上であることを明らかにした(p≦0.05;図3C)。これらの細胞由来の核は、Lamp1陰性であって、核内でのChAcNLS21-7G3蓄積の増加が、形質膜上あるいは後期エンドソーム又はリソソーム内にある7G3の混在によるものではないことを示した(図3D)。
[0071] TF-1a細胞をChAcNLS21-7G3で処理すると、細胞内AF647陽性細胞の比率を、7G3及びNLS21-7G3と比べて、それぞれ3.1倍及び1.7倍増加させた(図4A;p≦0.0001)。アイソタイプ対照のIgG2a及びNLS21-IgG2aと比較すると、ChAcNLS21-7G3は、その細胞内蓄積をそれぞれ8.6倍及び1.6倍改善した(p≦0.001)。さらに、細胞あたりの細胞内AF647蛍光強度は、他の抗体コンジュゲートより産生される低下した蛍光強度と比較すると、NLS21-7G3で処理されたTF-1a細胞において視覚的に優っていた(図4A)。2次抗体AF647のみとインキュベートした細胞に対して、平均MFIの増加は、7G3及びNLS21-7G3で、それぞれ26%及び38%であった。それに対して、ChAcNLS21-7G3で処理された細胞では、細胞内MFIが69%増加した(図4B)。
[0072] ウェスタンブロットは、ChAcNLS21-7G3で処理されたTF-1a細胞において、7G3の量が、7G3及びNLS21-7G3と比べて、それぞれ4.1倍及び3.1倍増加したことを明らかにした(p≦0.05;図4C)。細胞全体の取込みについては、ChAcNLS21-7G3とともにインキュベートした細胞からの全MFIレベル(核-細胞質-細胞表面)も、7G3及びNLS21-7G3と比べて優れていた(図4D;p≦0.05)。非修飾7G3へ曝露されたTF-1a細胞のMFIレベルは、2次抗体AF647のみで染色した無処理細胞と比べて、52%増加した。しかしながら、NLS21-7G3は、7G3に対して何ら改善をもたらさなかった。逆に、TF-1a細胞のChAcNLS21-7G3処理は、無処理TF-1a細胞と比べて77%増加し、エンドソームエスケープと核内蓄積との送達リンクを生じさせるためのコール酸の中心的な役割をさらに裏付け、全細胞取込みの増強をもたらす。加えて、固定化及び透過処理されたTF-1a細胞をChAcNLS21-7G3で処理すると、細胞表面のIL-3Rαへの結合のみをもたらした(図4D、右パネル)。また、その輸送とは無関係に、荷電ペプチドが固定細胞の核に蓄積する傾向を考慮すれば、上記の結果は、ChAcNLS21-7G3が、きわめてIL-3Rα特異的な細胞蓄積を保有することを支持する。
[0073] ChAcNLS21-7G3で処理されたTF-1a細胞における内在化の動態は、7G3コンジュゲート及びNLS21-7G3コンジュゲートとは異なり、ChAcNLSがその細胞蓄積をどのように高めるかについて機構的な洞察を提供する。予測されたように、TF-1a細胞の表面の7G3(%)は、5分で125.2%±9.1%から60分で42.3%±6.5%へ急速に減少した(図5A)。NLS21-7G3及びChAcNLS21-7G3についても、免疫コンジュゲート代謝の類似したパターンが観測された。7G3コンジュゲートへ長時間曝露されたTF-1a細胞でも、TF-1a細胞の表面での7G3、NLS21-7G3、及びChAcNLS21-7G3の着実な低下をもたらした。しかしながら、TF-1a細胞をフィリピンとともにプレインキュベートすると、抗体コンジュゲートの表面レベル(%)において、はっきりした違いが観測された(図5B)。TF-1a細胞表面の7G3(%)は、5分から10分までに、97.2%±1.9%から68.4%±12.1%へ減少した。NLS21-7G3(%)も、時間時存的な様式で減少した。しかしながら、ChAcNLS21-7G3の量は、全時点を通して比較的安定したままであって、5分で最大値の116.9%±8.2%に、60分で最小値の7.6%±2.8%に達した。
[0074] ChAc介在性のエンドソームエスケープは、IL-3Rαリサイクリングパターンにも変化を引き起こした。7G3、NLS21-7G3、又はChAcNLS21-7G3とインキュベーション後のTF-1a細胞表面には、IL-3Rαの3つの異なるレベルがある(図6)。7G3及びNLS21-7G3による結合は、最初の5分で、IL-3Rα(%)をそれぞれ67.3%±15.2%及び85.4%±13.4%まで減少させた。IL-3Rαレベルは、10分~60分で、それぞれ約75%及び約90%で安定した。対照的に、TF-1a細胞とChAcNLS21-7G3とのインキュベーションは、60分に至っても、約100%のIL-3Rαが細胞表面に存在した。インキュベーション後1~4時間というより長い時点でも、ChAcNLS21-7G3で処理された細胞において、細胞表面のIL-3Rα(%)は、より高いままであった(図6)。しかしながら、インキュベーション後16時間までに、細胞表面IL-3Rαのレベルは、いずれの7G3コンジュゲートへ曝露されたTF-1a細胞においても増加する。図5は、すべての7G3コンジュゲートは内在化され、ChAcNLS21-7G3内在化はコレステロール依存性の機序を介して生じることを示した。しかしながら、細胞表面のIL-3Rαの存在は、ChAcNLS21-7G3による結合後も変化しないままであって(図6)、このことは、ChAcNLSが、細胞内輸送動態におけるスイッチを誘導することを意味する。このスイッチは、分解よりむしろリサイクリングを促進するように思われる。
[0075] 64Cu-ChAcNLS3-7G3は、64Cu-7G3や64Cu-NLS3-7G3よりも効果的にTF-1a細胞の核へ放射活性を送達することができる。さらに、放射活性の全細胞取込み量は、核の放射活性蓄積に比例していた。64Cu-ChAcNLS3-7G3によってTF-1a細胞の核へ送達される放射活性は、64Cu-7G3及び64Cu-NLS3-7G3と比べて、それぞれ8.4倍及び3.2倍増加した(図7;p≦0.001)。64Cu-ChAcNLS3-7G3の全放射活性取込み量は、64Cu-7G3及び64Cu-NLS3-7G3と比べて、それぞれ5.9倍及び4.3倍増加した(図7;p≦0.001)。したがって、核内にリザーバとして蓄積されてその全細胞取込みを増加させるChAcNLS21-7G3の能力と、それが結合カーゴ(即ち64Cu)を送達して、全細胞放射活性取込みを高めるためのリザーバとなる核内への放射活性を高めることも可能であることが実証される。
[0076] したがって、典型的な核局在化配列を有する、短い13アミノ酸のペプチドへのコール酸の付加によって構築される、新規ペプチドChAcNLSが開示される。ChAcNLSは、容易に合成され、水溶性であり、抗体あたり少数でも多数でもコンジュゲートすることができ、望まれない凝集を引き起こさない。ChAcNLS-7G3には、非修飾7G3及びNLS-7G3と比べて優る量で、TF-1a細胞の核内に移行して蓄積する能力がある。重要なことは、IL-3Rα陰性細胞のChAcNLS-7G3による処理は、7G3バックグラウンドレベルと類似した核内移行及び蓄積のレベルを示したことである(図2Bと図3B)。3、12、又は21個のChAcNLSペプチドと結合したChAcNLS-7G3コンジュゲートは、非修飾7G3又はNLS-同等7G3コンジュゲートと比較して、核内蓄積が有意に高い。さらに、ChAcNLS3-7G3の薬物送達作用は64Cuの送達で実証され、これにより核は放射活性リザーバへ変換されて、64Cuの全細胞蓄積を高めた。したがって、ChAcNLSは、例えば7G3を、エンドソーム捕捉から逃れて、例えばTF-1a細胞の核内へ特異的に移行して結合カーゴを蓄積するように機能化するのに強力である。
[0077] ChAcNLSの7G3への付加は、非修飾7G3及びNLS修飾7G3と比べて、IL-3Rα内在化及びリサイクリング動態における変化を引き起こした。ChAcNLS-7G3への結合後、およそ100%のIL-3Rαが細胞表面へ再循環された。逆に、NLS21-7G3及び7G3への結合後は、細胞表面IL-3Rα(%)が早い時点で低下した。インキュベーション後16時間までに、細胞表面IL-3Rαの最初のレベルに戻ったが、これはおそらくは、IL-3Rαの内因性の再発現によるものだったろう。重要なことは、IL-3Rαの利用可能性は、少なくとも結合の早期の間は、限定要因になり得ないので、IL-3Rαリサイクリングは、細胞内取込み増加の付加的な原因であり得ることである。TF-1a細胞をフィリピンへ前もって曝露した場合には、ChAcNLS21-7G3にブロックが観測された。対照的に、7G3及びNLS21-7G3の内在化は、フィリピンによってブロックされなかった。このことは、ChAcNLS21-7G3内在化が、コレステロール依存的な機序を介して生じることを示唆する。
[0078] 本発明では、ChAcNLS21-7G3が、それ自体の全細胞内取込みを、7G3及びNLS21-7G3と比べて、2.2倍高める能力を有することが提供される(図4D)。ChAcNLS3-7G3も、7G3及びNLS3-7G3と比較して、それぞれ5.9倍及び4.3倍多い64Cuを輸送して蓄積することができる(図7)。
[0079] また、64Cuの細胞内取込みを高める、64Cu-ChAcNLS3-7G3の能力も記載される。したがって、ChAcNLSは、抗体のin vivo薬物動態を混乱させるはずがない。本発明で提供されるコンジュゲート化合物は、腫瘍において示されるような、観測された放射活性保持の増加によって、より有効な放射毒性又はより高感度の癌細胞の検出をもたらすことができる。
[0080] したがって、迅速に内在化する受容体を標的とすることによって、他の分子又は抗体に広く適用するための方法が提供される。多様な癌に関係している多くのインターロイキン受容体は、リガンド結合時に迅速なエンドサイトーシスを受ける。例えば、図8では、本発明に包含されるようなコンジュゲート抗体、主に6G7白血病抗体(ChAcNLS3-6G7)の核内蓄積が実証された。本明細書に記載されるようなコンジュゲートの使用は、例えば標的細胞において実際の化学療法分子の蓄積を増加させることができる。
[0081] ある態様では、本明細書に記載されるような抗体-薬物コンジュゲート(ADC)は、3種の成分-モノクローナル抗体(mAb)、架橋剤、及び細胞毒素(例えば低分子化学療法剤)から構成される。例えば、細胞毒素は、架橋剤を介してmAbへコンジュゲートされる。架橋剤は、典型的には、mAb表面のリジンに結合される。
[0082] 本発明には、本明細書に記載されるような抗体-薬物コンジュゲート(ADC)が、例えば、限定されるものではないが、微小管破壊剤(ビンブラスチン、モノメチルアウリスタチンE、又はMMAE、DM1など)及び/又はDNAアルキル化剤などの低分子毒素を含むことが包含される。
[0083] 例えば、癌における光線力学療法の適用に使用される細胞毒素分子である、4,4-ジフルオロ-8-(4-カルボキシフェニル)-1,3,5,7-テトラメチル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン(略して、BODIPY)のような、結合された化学療法分子と一緒にChAcNLSとコンジュゲートされた抗体は、ChAcNLSが腫瘍標的化に干渉しないので、抗体及び化学療法分子の細胞質蓄積の増加をもたらし、より速やかな血液クリアランスと同時により良好な腫瘍取込みを提供する。
[0084] 様々なHER2陽性癌細胞を、増加濃度のT-DM1及びChAcNLS-T-DM1で72時間処理した。細胞増殖を測定するアラマーブルー(登録商標)を使用して、細胞傷害性を測定した。T-DM1は、エムタンシン(トラスツズマブ-DM1)としても知られる、Kadcyla(登録商標)(ロシュ)として市販されている化学療法剤である。細胞と細胞特異的な癌、HER2発現のレベル、及び耐性状態について、以下のように記載する。
Figure 0007126956000001
[0085] 図14に見られるように、ChAcNLS-T-DM1は、増加濃度のChAcNLS-T-DM1でも、増加量のChAcNLS/T-DM1でも、用量依存的な殺傷を有することが実証されている。
[0086] 図15は、ハーセプチン感受性細胞株SKBR3、並びに2種のハーセプチン抵抗性細胞株OE19及びJIMT1において、T-DM1に比べて改善されたChAcNLS-T-DM1の細胞傷害性プロフィールを図示する。
[0087] Her2陰性乳癌細胞株MCF7では、ChAcNLS-T-DM1は、この標的を発現しない細胞に対しては望まれない細胞傷害性を示さない(図16)。
[0088] 13日齢のニワトリ胚において、非特異的な急性・胚毒性についてex ovoで評価した。1匹のニワトリあたり10μgのChAcNLS-SM(PEG)2-T-DM1及び10μgのChAcNLS-MCC-T-DM1(20μgのChAcNLS/抗体をロード)を静脈内に1回注射して、72時間での生存を評価した。等量のT-DM1も注射して、比較用に評価した。結果を表2に表示する。
Figure 0007126956000002
[0089] ChAcNLS-T-DM1のいずれの製剤も、ニワトリ胚に対する急性毒性を有さない。
[0090] 本明細書に記載されるようなコンジュゲートは、抗体の送達を高める手段を提供するだけでなく、ChAcNLSは、抗体のみならず結合した分子ペイロードの送達を高めることができる。ChAcNLSは、増加量の分子ペイロードを核へ送達することができる。
[0091] 本発明にさらに含まれるのは、本明細書に記載されるようなコンジュゲート抗体だけでなく、ホジキンリンパ腫(ホジキン病)及び非ホジキンリンパ腫、並びに睾丸癌を治療するために、他の化学療法薬と併用して使用される、ビンブラスチンのようなさらなる薬物と抗体をコンジュゲートさせることの可能性である。それは、ランゲルハンス細胞組織球症を治療するためにも使用される。図12Aに見られるように、ビンブラスチンの非存在下では、湾曲したαβ-チューブリンヘテロ2量体が微小管に組み立てられて、湾曲状から直線状へのコンホメーション転移を受ける。ビンブラスチンは、その阻害部位(α-及びβ-チューブリンモノマーからの構造要素によって形成される複合部位)へ結合する。ビンブラスチンは、この微小管格子構造を組み立てるのに必要な湾曲状から直線状へのコンホメーション転移を妨げるウェッジを導入することによって、微小管を不安定にする。開示されるのは、ChAcNLSとの抗体-薬物コンジュゲートである。実証されるように、ChAcNLSは、この抗体-薬物コンジュゲートを、標準の抗体-薬物コンジュゲートより5倍以上毒性にすることができる。
[0092] したがって、本明細書に記載されるコンジュゲート化合物は、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、又は結直腸癌を検出又は治療するために使用され得る。
[0093] 本開示は、その範囲を限定するためのものではなく、態様を例解するために示される以下の実施例を参照することによって、より容易に理解されよう。
実施例I
ChAcNLS-7G3の構築
[0094] GYGスペーサー残基及びGGスペーサー残基をそれぞれN末端及びC末端に有するSV-40ラージT抗原由来の核局在化配列を用いて、ChAcNLSを設計した。N末端は、ChAc及び7G3へのコンジュゲーションのためにシステインでキャップした。ChAcNLSのN末端システインとマレイミド誘導体化7G3との反応によって、ChAcNLSとNLSを7G3 mAb又はmIgG2a mAbへコンジュゲートした。マレイミド基は、PBS(pH7.6)中10mg/mLの7G3を、10、25、又は50倍モル過剰のスルホスクシンイミジル-4-(N-マレイミドメチル)-シクロヘキサン-1-カルボキシレート(スルホ-SMCC;VWR、ケベック州、カナダ)と室温で1時間反応させるによって7G3へ導入した。マレイミド誘導体化7G3は、セファデックスG-50(シグマ・アルドリッチ)カラムにて、PBS(pH7.0)で溶出させて精製した。マレイミド-7G3を含有する画分をセントリコンYM-100限外濾過装置(EMD ミリポア、オンタリオ州、カナダ)へ移し、10mg/mLに濃縮してから、これを100倍モル過剰のChAcNLSと4℃にて18時間反応させた。過剰のChAcNLSからChAcNLS-7G3を精製し、PBS(pH7.4)中にて、セントリコンYM-100による限外濾過によって濃縮した。
実施例II
[0095] 細胞のmAbコンジュゲートへの曝露
TF-1a白血病細胞及びRajiバーキットリンパ腫細胞を、アメリカン・タイプ・ティシュー・コレクション(バージニア州マナッサス)より入手した。TF-1a細胞は、フローサイトメトリーによれば、IL-3Rα陽性であり(7G3の111In標識キメラバージョンでは、7.8×10個の受容体/細胞に相当する)、Raji細胞は、IL-3Rα陰性である。1%ペニシリン/ストレプトマイシン、1%非必須アミノ酸、1%ピルビン酸ナトリウム、10%非働化FBS、及び0.2%アンホテリシンBを添加したRPMI 1640培地(Wisent、ケベック州、カナダ)において細胞を培養した。
[0096] 5×10個のTF-1a細胞を、RPMI/10%FBS中200ナノモル/Lの7G3又はmIgG2aコンジュゲートへ37℃にて1時間曝露した。次いで、細胞を氷冷PBSで3回洗浄し、インキュベーション後の処理としてRPMI/10%FBSに37℃にてさらに1時間懸濁させた。これにより、本試験において利用される方法によってモニターされる、抗体コンジュゲートの内在化と細胞内蓄積の評価が可能になった。次いで、細胞を遠心分離して、氷冷PBSで洗浄した。
[0097] 細胞核を単離するために、TF-1a細胞を氷冷PBSで洗浄してから、0.05%NP-40、10ミリモル/L Tris(pH7.5)、10ミリモル/L NaCl、3ミリモル/L MgCl緩衝液に氷上で10分間懸濁させることによって溶解した。次いで、溶解した細胞を80gで5分間遠心分離した。次いで、この核ペレットをNP-40無しで洗浄し、80gでさらに5分間遠心分離した。核を氷冷PBSで3回洗浄した。単離した核をRIPA緩衝液に溶解させた。BCAタンパク質アッセイ試薬(VWR)を使用して、全タンパク質濃度を定量した。10μgのタンパク質を12%SDSゲルのウェルにロードして、180Vで1時間電気泳動した。このゲルをPVDF膜へ100Vで1時間転写した。次いで、このPVDF膜を5%ミルク/TBS/0.1%TweenTM20ブロッキング溶液に1時間入れてから、TBS/0.1%Tween20で3回洗浄を続けた。次いで、この膜を、2μg/mLの西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP;ライフテクノロジーズ)結合抗マウスFcポリクローナル2次抗体を含有する2.5%ミルク/PBS中で室温にて1時間インキュベートした。HRPシグナルは、増強化学発光(バイオラッド)によって明らかにした。確立された核マーカーのラミンA/Cに対するポリクローナルウサギ抗体(サンタクルーズバイオテクノロジー社、テキサス州ダラス)及び形質膜/後期エンドソーム/リソソームマーカーのLamp1(シグマ・アルドリッチ)を、ウェスタンブロットローディング対照と濃度測定のために使用した。ラミンA/C及びLamp1は、核濃縮を判定して、形質膜、後期エンドソーム、又はリソソーム由来の夾雑物が核に含まれていないことを確認するための対照でもあった。核分画効率は、フローサイトメトリーによって、無傷細胞から単離核へのFSC対SSCの変化を評価することによっても決定した。核集団が小さいほど、無傷細胞とは異なることになる。DNAへ結合するヨウ化プロピジウム(PI)で核を5分間染色した後で、その核集団にDNAが含まれていることを確認する分析をした。
[0098] 核内局在化及び蓄積を追跡するために、細胞を7G3又はmIgG2aとともにインキュベートした後で、洗浄と細胞分画の工程を続け、単離核を1%パラホルムアルデヒド/1%ショ糖で氷上にて30分間固定した。次いで、この核を洗浄し、2μg/mLのAlexa Fluor(登録商標)647(AF647;ライフテクノロジーズ、オンタリオ州、カナダ)結合抗マウスFcポリクローナル2次抗体を含有する0.5mL PBSで暗所の室温にて1時間懸濁させた。この核を洗浄してから、10μg/mLのPIで5分間処理後に分析した。共焦点顕微鏡法のために、単離核をSlowFade封入剤(ライフテクノロジーズ)でスライドガラスにマウントして、カバーガラスで覆った。63倍の油浸対物レンズを使用する倒立顕微鏡に連結したFV1000走査型共焦点顕微鏡(オリンパス、東京、日本)ですべての画像を獲得した。PI蛍光は、488nmのアルゴンレーザー及び590nm未満のフィルターで検出した。AF647蛍光は、633nmのヘリウム-ネオンレーザー及び590nm未満のフィルターを使用して検出した。PI及びAF647から蛍光放射を連続的に採取した。2回のライン平均化を伴う1024×1024ピクセルの連続水平光学断面を、全細胞厚を通して0.5μm間隔で撮影した。画像は、同じ日に獲得して、擬似カラー化して重ね合わせた(FluoView;オリンパス)。7G3コンジュゲートの核移行能については、AF647蛍光陽性核の比率によって判定した。フローサイトメトリー評価を使用して、抗体コンジュゲート蓄積を判定したが、これは、CellQuest Proソフトウェア(BD Biosciences)によって定量されるように、AF647のみとインキュベートした核におけるバックグラウンドMFIレベルに対する、幾何平均蛍光強度(MFI)として計算した。
[0099] TF-1a細胞において特異的に蓄積されるChAcNLS-7G3による改善について検討するために、2×10個の細胞を正確に同じ条件下で処理した。次いで、0.25%トリプシン(シグマ・アルドリッチ)及び0.25%EDTAを含有する0.1mLのPBSに細胞を懸濁させ、37℃にて3分間インキュベートし、これを使用して、表面結合性の抗体コンジュゲートを除去した。0.4mLのRPMI/10%FBSの添加によりトリプシンを中和した。次いで、細胞を固定した。この細胞を洗浄してから、0.15%Triton XTMで5分間処理して透過性にした。次いで、この細胞をPBSで洗浄して懸濁させ、AF647及びPIで染色した。加えて、固定細胞上の陽電荷ペプチドによる潜在的な非特異的輸送活性を制御するために、無処理TF-1a細胞も固定して透過性にした。この固定化透過性TF-1a細胞をChAcNLS-7G3で、37℃にて1時間、後処理して、洗浄とAF647抗体及びPIでの染色を続けた。ChAcNLS-7G3の全細胞内取込みについては、トリプシンの添加が無いこと以外は、同じ手順であった。AF647陽性細胞の比率は、共焦点顕微鏡法によって計数することによってデータを獲得した。前方散乱/側方散乱分布及び陽性PI染色によって定量されるように、無傷な固定化透過性細胞集団のMFIを測定することによって、細胞内及び全細胞蓄積を定量した。
[00100] およそ1.5mgの7G3(50mM NaHCO緩衝液(pH7.5)中5μg/μL)を、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸(DOTA;64Cuを錯体化)と反応させた。DOTAコンジュゲートをアミコン超遠心分離フィルター(ミリポア)で精製した。およそ500μgのDOTAコンジュゲートを、スルホ-SMCCと反応させて、先の記載のようにChAcNLS又はNLSへコンジュゲートしてから、遠心分離によって精製した。50μgのDOTA-ChAcNLSコンジュゲートを、8MBqの64CuClと共に、50μLの0.1M酢酸アンモニウム(pH5.5)中に室温にて1時間入れた。放射免疫コンジュゲートをPBCで希釈することによって精製し、アミコン遠心分離フィルターで遠心分離を続けた。100mMクエン酸ナトリウム(pH5.5)で展開させる迅速薄層クロマトグラフィーによって、放射化学的純度を決定した。すべての放射免疫コンジュゲートの最終的な放射化学的純度は、98%より高かった。100ナノモル/Lの放射免疫コンジュゲートを、4×10個のTF-1a細胞へ加えてインキュベートした。次いで、この細胞を洗浄し、全細胞放射活性をγ-カウンターで測定した。次いで、この細胞を分画し、単離核中の放射活性も定量した。
実施例III
ChAcNLS-7G3内在化とIL-3Rαリサイクリング
[00101] TF-1a細胞の細胞表面での7G3及びIL-3Rαの運命をモニターするために、24×10個の細胞を含有する試料を7G3コンジュゲートへ1時間曝露した。次いで、この細胞を洗浄して非結合リガンドを除去し、早期(5分、15分、30分、1時間)又は後期(1時間、2時間、3時間、及び4時間)の時点でのポストインキュベーションを実施した。各時点で、4×10個の細胞アリコートを固定して洗浄したが、透過性にはしなかった。この細胞を、氷上で1時間、AF647を含有するPBSで染色し、細胞表面の7G3レベルについてモニターするか、又は抗IL-3Rα-PE-Cy7 mAb(クローン6H6;BD Biosciences)によって、IL-3Rαの表面発現についてモニターした。6H6は7G3に干渉しない。TF-1a細胞は、5、10、30、60、及び120分間の7G3コンジュゲートへの曝露に先立って、フィリピン(5μg/mL)にも30分間曝露した。PI陰性細胞集団は、非透過性細胞のみが分析されることを確認するためにのみ評価した。
実施例IV
化学療法剤エムタンシンにコンジュゲートしたmAbトラスツズマブ
[00102] ChAcNLS-T-DM1を構築するために、初めに、本明細書の上記と同じ架橋剤を使用して、トラスツズマブの表面リジンへACCUMを架橋結合させた。
[00103] しかしながら、T-DM1をMCCと反応させると、ChAcNLS-T-DM1の有意な凝集があり、「MCC」対「T-DM1」の比が高まるにつれて、ChAcNLS-T-DM1のサイズ増加をもたらした(図17を参照のこと)。MCCが疎水性であるため、副次的なMCCコンジュゲーションが過度の疎水性を導入してその凝集をもたらしたと考えられる。ChAcNLS-MCC-T-DM1を使用するために、サイズ排除クロマトグラフィーを使用して、可溶性モノマーを精製した。したがって、親水性のコンジュゲーション系を使用して、ChAcNLSをT-DM1へ組み込んだ。架橋剤のSM(PEG)(サーモフィッシャー)は、増加比でT-DM1と反応させてから、ChAcNLSへ結合させた。
[00104] 図18は、SM(PEG)コンジュゲーションにより、ChAcNLS-T-DM1の望まれない凝集が消失することを示す。この生成物について、SDS-PAGEによって凝集を、そして可視/UV(550nm/280nm)光学密度比によって沈殿を評価した。濁度については、550nmで濁度を測定し、280nmでタンパク質を測定する。ChAcNLSのコンジュゲーションは、凝集を劇的に低下させる。
[00105] 本発明について、その具体的な態様に関連して記載してきたが、それにはさらなる修飾が可能であり、本願は、本発明が関連する技術分野の公知又は通例の実践内で生じ、先に記載の本発明の本質的な特徴へ適用され得るような、そして以下のような添付の特許請求の範囲内にある、本開示からの展開を含めたあらゆる変形態様、使用、又は適用を網羅することを意図していると理解されたい。

Claims (17)

  1. コール酸(ChAc)又はその変異体を含むコンジュゲート化合物であって、ChAcは、抗体にコンジュゲートされた核局在化配列(NLS)を含む細胞膜非透過性ペプチドにコンジュゲートされており、核局在化配列はSV40ラージT抗原に由来し、細胞膜非透過性ペプチドは配列番号1に規定される、前記コンジュゲート化合物。
  2. 抗体が、モノクローナル又はポリクローナル抗体である、請求項1のコンジュゲート化合物。
  3. 抗体が、マウス抗体、ヤギ抗体、ヒト抗体、又はウサギ抗体である、請求項1又は2のコンジュゲート化合物。
  4. 抗体がヒト化抗体である、請求項1~3のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  5. 抗体が、Fv、F(ab’)、及びF(ab’)から成る群より選択されるエピトープ結合断片を含む、請求項1~4のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  6. 細胞膜非透過性ペプチドが、少なくとも1つのスペーサー残基を含む、請求項1~5のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  7. 細胞膜非透過性ペプチドが、ChAcと抗体へ結合するための少なくとも1つのシステインを含む、請求項1~6のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  8. 抗体が、7G3抗体又は6G7抗体である、請求項1~のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  9. コンジュゲート化合物に結合した放射性核種をさらに含む、請求項1~のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  10. 放射性核種が、47Sc、51Cr、52mMn、55Co、58Co、52Fe、56Ni、57Ni、61Cu、62Cu、64Cu、67Cu、66Ga、68Ga、67Ga、72As、77As、89Zr、90Y、94mTc、99mTc、97Ru、105Rh、109Pd、111Ag、110In、111In、113mIn、114mIn、117mSn、121Sn、127Te、142Pr、143Pr、149Pm、151Pm、149Tb、153Sm、157Gd、161Tb、166Ho、165Dy、169Er、169Yb、175Yb、172Tm、177Lu、186Re、188Re、191Pt、197Hg、198Au、199Au、201Tl、203Pb、211At、212Bi、213Bi、11C、75Br、76Br、77Br、82Br、18F、120I、123I、124I、125I、131I、89Sr、及び225Acのうち少なくとも1つである、請求項のコンジュゲート化合物。
  11. 放射性核種が64Cuである、請求項10のコンジュゲート化合物。
  12. コンジュゲート化合物に結合した低分子毒素をさらに含む、請求項1~のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  13. 低分子毒素が化学療法剤である、請求項12のコンジュゲート化合物。
  14. 低分子毒素が、微小管破壊剤又はDNAアルキル化剤である、請求項12又は13のコンジュゲート化合物。
  15. 低分子毒素が、ビンブラスチン、エムタンシン、モノメチルアウリスタチンE、又は4,4-ジフルオロ-8-(4-カルボキシフェニル)-1,3,5,7-テトラメチル-4-ボラ-3a,4a-ジアザ-s-インダセン(BODIPY)である、請求項12~14のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  16. 前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を検出するための、請求項1~11のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
  17. 前立腺癌、乳癌、肝臓癌、胃癌、結腸癌、膵臓癌、卵巣癌、肺癌、腎臓癌、脳腫瘍、精巣癌、膠芽腫、肉腫、骨癌、頭頚部癌、皮膚癌、リンパ腫、白血病、結直腸癌、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、又はランゲルハンス細胞組織球症を治療するための、請求項1~及び12~15のいずれか1項のコンジュゲート化合物。
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