KR102115438B1 - 혈액-뇌 장벽 수송의 안전성을 개선하는 방법 - Google Patents

혈액-뇌 장벽 수송의 안전성을 개선하는 방법 Download PDF

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    • Y10S514/886—

Abstract

본 개시내용은 혈액-뇌 장벽 수용체가 매개하는 혈액-뇌 장벽 수송의 안전성을 개선하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.

Description

혈액-뇌 장벽 수송의 안전성을 개선하는 방법 {METHODS FOR IMPROVING SAFETY OF BLOOD-BRAIN BARRIER TRANSPORT}
발명의 분야
본 발명은 혈액-뇌 장벽 수용체가 매개하는 혈액-뇌 장벽 수송의 안전성을 개선하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
배경
주로 불투과성인 혈액-뇌 장벽 (BBB)에 의해 대형 분자 약물의 뇌 투과가 심하게 제한된다. 이러한 장애를 극복하기 위한 다수의 전략 중에 뇌 모세혈관 내피에서 발현된 내인성 수용체의 트랜스사이토시스(transcytosis) 운송 경로를 이용하는 것이 있다. 뇌로 대형 분자의 수용체-매개 전달을 가능하게 하기 위해 상기 수용체에 대하여 모노클로날 항체와 같은 재조합 단백질이 디자인되었다. BBB 수용체에 대한 친화도가 낮은 항체가 이같은 수용체에 대한 전형적인 고-친화도 항체와 비교하여 회합된 치료 모이어티(moiety)/분자의 BBB 수송 및 CNS 체류를 실질적으로 증가시키는 가능성을 제공한다는 것이 발견되면서, 혈액으로의 역 트랜스사이토시스를 최소화하면서 뇌 흡수를 최대화하고, 또한 치료적 투여 후의 축적 정도를 최대화하기 위한 전략들이 다루어졌다 (문헌 [Atwal et al., Sci. Transl. Med. 3, 84ra43 (2011)]; [Yu et al., Sci. Transl. Med. 25 May 2011: Vol. 3, Issue 84, p. 84ra44]). 그러나, 상기 항체 및 접합체를 투여하는 것의 안전성이 충분히 연구되지 않았다.
상기 항체 및 접합체를 투여하는 것의 안전성이 충분히 연구되지 않았다.
개요
모노클로날 항체는 신경계 질환 또는 중추 신경계 (CNS) 질환의 치료를 위한 치료 잠재력이 크지만, 이의 뇌 내로의 통과가 혈액-뇌 장벽 (BBB)에 의해 제한된다. 과거의 연구는 혈류에서 순환하는 IgG의 매우 작은 백분율 (약 0.1％)이 BBB를 통과하여 CNS 내로 가로지른다는 것을 나타냈고 (문헌 [Felgenhauer, Klin. Wschr. 52: 1158-1164 (1974)]), 이때 항체의 CNS 농도는 강건한 효과를 허용하기에 불충분할 수 있다. CNS 내로 분포되는 항체의 백분율이 BBB 수용체 (즉, 트랜스페린 수용체, 인슐린 수용체, 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8, 글루코스 수송체 1 (Glut1) 등)를 연구함으로써 개선될 수 있었다는 것이 기존에 발견되었다 (예를 들어, WO9502421 참조). 예를 들어, CNS 내의 하나 이상의 원하는 항원을 표적화하도록 항-BBB 수용체 항체가 다중특이적으로 만들어질 수 있거나, 또는 하나 이상의 이종성 분자가 항-BBB 수용체 항체에 커플링될 수 있다; 어떤 경우든, BBB를 가로질러 CNS 내로 치료 분자를 전달하는 것을 항-BBB 수용체 항체가 보조할 수 있다.
그러나, 전통적인 특이적 고-친화도 항체로 BBB 수용체를 표적화하는 것은 일반적으로 BBB 수송에서의 제한된 증가를 초래하였다. 연구된 항-BBB 항체들에 걸쳐, CNS 내로의 항체 흡수의 규모 및 CNS에서의 분포가 BBB 수용체에 대한 이의 결합 친화도에 역으로 관련된다는 것이 출원인에 의해 추후에 발견되었다. 예를 들어, 치료 용량 수준으로 투여된 트랜스페린 수용체 (TfR)에 대한 저-친화도 항체는 친화도가 더 높은 항-TfR 항체와 비교하여 항-TfR 항체의 BBB 수송 및 CNS 체류를 크게 개선시키고, CNS에서의 치료 농도에 더욱 쉽게 도달하는 것을 가능하게 한다 (문헌 [Atwal et al., Sci. Transl. Med. 3, 84ra43 (2011)]). 이같은 BBB 수송의 증거는 TfR 및 아밀로이드 전구체 단백질 (APP) 절단 효소인 β-세크레타제 (BACE1) 양쪽 모두에 결합하는 이중특이적 항체를 사용하여 달성되었다. 본 발명의 방법을 사용하여 조작된 이중특이적 항-TfR/BACE1 항체의 단일 전신 용량은 뇌에서의 유의한 항체 흡수뿐만 아니라, 단일특이적 항-BACE1 단독과 비교하여 뇌 Aβ1-40의 극적으로 저하된 수준을 초래하였고, 이는 BBB 투과가 항-BACE1의 효능에 영향을 미친다는 것을 시사한다. (문헌 [Atwal et al., Sci. Transl. Med. 3, 84ra43 (2011)]; [Yu et al., Sci. Transl. Med. 3, 84ra44 (2011)]).
이러한 데이터 및 실험은 저-친화도 항체 접근법을 사용하여 CNS 내로의 항체 흡수를 증가시키는 것 너머의 여러 원인 메카니즘을 강조하였다. 먼저, 고-친화도 항-BBB 수용체 (BBB-R) 항체 (예를 들어, 항-TfRA)는 뇌 혈관 구조 내의 BBB-R을 신속하게 포화시킴으로써 뇌 흡수를 한정하고, 따라서 뇌 내로 흡수되는 항체의 총량을 저하시키고, 또한 혈관구조로의 이의 분포를 제한한다. 놀랍게도, BBB-R에 대한 친화도를 낮추는 것이 뇌 흡수 및 분포를 개선하고, 이때 혈관구조로부터 CNS 내에 분포된 뉴런 및 연관된 신경망으로의 국소화에서 강건한 변이가 관찰된다. 둘째로, BBB-R에 대한 항체의 전반적인 친화도가 낮고, BBB의 CNS 측 상의 항체의 국소 농도가 CNS 구획 내로의 항체의 급속한 분산으로 인해 비-포화성이기 때문에, BBB-R에 대한 항체의 더 낮은 친화도가 막의 CNS 측으로부터 BBB-R을 통해 BBB의 혈관 측으로 되돌아오는 항체의 능력을 손상시키는 것으로 제안된다. 셋째로, 생체내에서, 그리고 TfR 시스템의 경우에 관찰된 바와 같이, BBB-R에 대한 친화도가 덜한 항체는 BBB-R에 대한 친화도가 더 큰 것들만큼 효율적으로 시스템으로부터 클리어되지 않고, 따라서 친화도가 더 높은 이의 대응물보다 더 높은 순환 농도로 유지된다. 이는 저-친화도 항체의 순환 항체 수준이 친화도가 더 높은 항체보다 더 긴 기간 동안 치료 수준에서 지속되고, 결과적으로 뇌에서의 항체 흡수가 더 긴 기간 동안 개선되기 때문에 유리하다. 또한, 혈장 및 뇌 노출 양쪽 모두에서의 이러한 개선은 임상에서의 투여 빈도를 저하시킬 수 있고, 이는 환자 순응 및 편리뿐만 아니라 항체 및/또는 이에 커플링된 치료 화합물의 임의의 잠재적인 부작용 또는 표적 이탈(off-target) 효과를 줄이는 것에서 잠재적인 이점이 있을 것이다.
상기에서 참조된 연구에서 기술된 저-친화도 BBB-R 항체들은 트랜스페린과 TfR 사이의 천연 결합을 방해하는 것을 피하도록, 따라서 잠재적인 철 수송-관련 부작용을 피하도록 선택/조작되었다. 그럼에도 불구하고, 마우스에서 이러한 항체들 중 몇몇을 투여했을 때, 약간의 두드러진 부작용이 관찰되었다. 실시예에 기술된 바와 같이, 마우스가 급성 임상 증상의 급속한 개시가 동반된 망상적혈구 집단의 강건한 고갈의 1차 반응을 나타냈다. 항-인간 TfR 항체로 처리된 인간 적혈구모세포 세포주 및 1차 골수 세포를 사용한 추가적인 시험관내 연구는 TfR-양성 적혈구의 강건한 고갈이 인간 세포 시스템에서 또한 관찰될 수 있다는 것을 입증하였다 (예를 들어, 실시예 7 참조). 결국은 급성 임상 증상 및 망상적혈구 수준 감소 양쪽 모두로부터 마우스가 회복되었지만, 망상적혈구에 대한 이러한 영향을 피하거나 또는 다른 방식으로 경감시키는 것이 항-TfR 항체가 치료 분자로서 안전하게 사용될 수 있는데 명백하게 바람직하다.
따라서, 본 발명은 치료 농도로 투여된 저-친화도 항-TfR 항체가 제공하는 강화된 BBB 전달, 증가된 CNS 분포 및 CNS 체류를 여전히 유지하는 한편, 항-TfR 투여 시의 망상적혈구 집단의 원치 않는 저하를 크게 저하시키거나 제거하는 조성물 및 방법을 제공한다. 본원에 기술된 결과는 항-TfR 투여에 대한 1차 반응 (강건한 망상적혈구 고갈 및 급성 임상 징후)이 항체의 항체-의존적 세포-매개 세포독성 (ADCC) 활성에 의해 대부분 구동되는 한편, 나머지 망상적혈구 고갈 효과는 보체 경로에 의해 매개된다는 것을 나타낸다. 1차 망상적혈구 고갈 및 나머지 망상적혈구 고갈 양쪽 모두에 대한 항-TfR 항체의 관찰된 효과를 경감시키기 위한 여러 일반적인 접근법이 본원에서 제공되고, 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다.
한 측면에서, ADCC 활성을 저하시키거나 제거하기 위해 항-BBB-R 항체의 이펙터 기능이 저하되거나 제거된다. 또 다른 접근법에서, 항체와 망상적혈구 집단의 상호작용이 이러한 집단에 덜 해롭도록 BBB-R에 대한 항-BBB-R 항체의 친화도가 추가로 줄어든다. 세 번째 접근법은 혈장 내에 존재하는 항-BBB-R 항체의 양을 저하시켜 잠재적으로 해로운 농도의 항체에 대한 망상적혈구 집단의 노출을 저하시키는 것에 관한 것이다. 네 번째 접근법은 항-BBB-R 항체의 투여에 의한 망상적혈구 집단의 임의의 잠재적인 고갈을 피하거나, 줄이거나, 또는 경감시키도록 망상적혈구 집단을 보호하고/하거나, 안정화시키고/시키거나, 보충하는 것을 추구한다.
이펙터 기능 저하 또는 제거는, 본원에 기술된 바와 같이, (i) 항체의 야생형 포유동물 글리코실화의 저하 또는 제거에 의해 (예를 들어, 이같은 글리코실화가 발생할 수 없는 환경에서 항체를 생산함으로써, 항체가 글리코실화될 수 없도록 하나 이상의 탄수화물 부착 지점을 돌연변이시킴으로써, 또는 항체가 글리코실화된 후에 항체로부터 하나 이상의 탄수화물을 화학적으로 또는 효소적으로 제거함으로써); (ii) 항-BBB-R 항체의 Fc 수용체-결합 능력의 저하 또는 제거에 의해 (예를 들어, Fc 영역의 돌연변이에 의해, Fc 영역 내에서의 결실에 의해, 또는 Fc 영역의 제거에 의해); 또는 (iii) 이펙터 기능이 최소이거나 없는 것으로 공지된 항체 이소형(isotype) (즉, IgG4를 포함하지만 이에 한정되지 않음)의 사용에 의해 달성될 수 있다.
항체 보체 활성화를 감소시키는 것은, 본원에 기술된 바와 같이, 항-BBB-R 항체의 C1q 결합 능력의 저하 또는 제거에 의해 (예를 들어, Fc 영역의 돌연변이, Fc 영역 내에서의 결실 또는 Fc 영역의 제거에 의해, 또는 항-BBB-R 항체의 비-Fc 부분을 변형시킴으로써), 또는 다르게는 보체 시스템의 활성화 또는 활성을 억제함으로써 (예를 들어, 하나 이상의 보체 경로 활성화 또는 보체 경로 활성 억제제를 공동-투여함으로써) 달성될 수 있다.
본원에서 예시된 항-TfR 항체와 같이, 항-BBB-R 항체가 망상적혈구 또는 기타 세포 유형 상의 BBB-R에 결합하는 것이 이의 고갈을 촉발할 때, 항체가 망상적혈구 또는 기타 세포 유형 상의 BBB-R에 결합하는 것의 저하는 차례로 항체 투여 시에 관찰된 망상적혈구 또는 기타 세포 유형 고갈량을 감소시켜야 한다. 실제로, 이것이 본원에서 입증되었다 (예를 들어, 도 6b 참조). 본원에 기술된 방법 중 임의의 것을 사용하여, 그리고 실시예에서 기술된 바와 같이, BBB-R에 대한 항-BBB-R 항체의 친화도가 변형될 수 있다.
잠재적으로 해로운 농도의 항체에 대한 망상적혈구 집단의 노출을 저하시키기 위해 혈장 내에 존재하는 항-BBB-R 항체의 양을 저하시키는 것이 여러 방식으로 달성될 수 있다. 한 방법은 혈장 내의 최대 농도는 낮아지지만 충분한 혈청 수준이 효능을 위해 유지되면서 여전히 세포-고갈 부작용의 역치 미만이도록, 잠재적으로는 투여 빈도를 또한 증가시키면서, 단순히 투여되는 항체의 양을 감소시키는 것이다. 투여 변형과 조합될 수 있는 또 다른 방법은 pH 7.4의 혈장 내의 세포 표면 TfR에는 본원에 기술된 바와 같은 바람직하게 낮은 친화도로 결합하지만, 엔도솜 구획 내로 내재화되면, 이러한 구획의 상대적으로 더 낮은 pH (pH 5.5-6.0)에서 TfR에 대한 이같은 결합이 급속하게, 그리고 유의하게 저하되도록, TfR에 대한 결합이 pH-감수성인 항-TfR 항체를 선택 또는 조작하는 것이다. 이같은 해리는 항원-매개 클리어런스로부터 항체를 보호할 수 있거나, 또는 CNS로 배달되거나 BBB를 가로질러 다시 재순환되는 항체의 양을 증가시킬 수 있다 - 어느 경우든, 투여된 항체 용량을 증가시키지 않으면서 항체의 유효 농도가 이같은 pH 감수성을 포함하지 않는 항-TfR 항체와 비교하여 증가된다.
망상적혈구 집단을 보호하고/하거나, 안정화시키고/시키거나, 보충하는 것은 제약학적 방법 또는 물리적 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 항-BBB-R 항체 이외에, 망상적혈구 집단에 대한 항체의 음성 부작용을 경감시키는 하나 이상의 추가적인 치료제가 공동-투여될 수 있다 (동시에 또는 순차적으로). 이같은 치료제의 예는 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 적혈구 (즉, 망상적혈구)의 물리적 대체가, 예를 들어 유사한 세포의 수혈에 의해 또한 가능하고, 이는 혈액형이 유사한 또 다른 개체로부터의 것일 수 있거나 또는 항-BBB-R 항체가 투여되는 대상체로부터 이전에 추출되었을 수 있다.
당업자는 상기 방법들의 임의의 조합이 (i) 항체 및 임의의 접합된 화합물의 CNS 내로의 수송을 최대화할 BBB-R에 대한 바람직하게 낮은 친화도; (ii) 접합된 화합물 (비제한적인 예로서, 항-TfR 항체에서의 제2의 항원-결합 특이성 또는 추가적인 항원-결합 특이성이 포함됨)의 이의 CNS 항원에 대한 친화도 (치료 효과가 있기 위해 CNS 내에 존재할 필요가 있는 화합물의 양과 관련되기 때문임); (iii) 항-BBB-R 항체의 클리어런스율; 및 (iv) 망상적혈구 집단에 대한 영향 사이의 최적의 균형으로 항체 (및/또는 이에 대한 투여량 체계)를 조작하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
항-TfR 항체 투여의 본원에서 인지되는 망상적혈구-고갈 효과가 망상적혈구의 과증식이 문제가 되는 임의의 질환 또는 장애의 치료에서 유용할 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 선천성 적혈구증가증 또는 신생물성 진성 적혈구증가증에서, 예를 들어 망상적혈구의 과다증식으로 인한 상승된 적혈구 수는 혈액 농밀화 및 동반되는 생리학적 증상을 초래한다. 항체의 적어도 부분적인 이펙터 기능이 보존되어 있는 본 발명의 항-TfR 항체의 투여는 CNS 내로의 정상적인 트랜스페린 수송에 영향을 미치지 않으면서 미성숙 망상적혈구 집단의 선택적인 제거를 허용할 것이다. 업계에 잘 알려진 바와 같이, 급성 임상 증상이 최소화될 수 있도록 이같은 항체의 투여가 조절될 수 있다 (즉, 매우 낮은 용량으로 또는 크게 띄워진 간격으로 투여함으로써).
항-TfR/BACE1 및 항-TfR/A베타(Abeta)는 각각 알츠하이머병의 치료를 위한 전도유망하고 신규한 치료 후보물이다. 또한, 수용체 매개 수송 (RMT)을 기초로 하는 이중특이적 표적화 기술은 CNS 질환에 대한 광범위한 잠재적인 치료제에 대한 문을 연다. 본 발명은 망상적혈구의 고갈 없이 치료제의 BBB를 가로지르는 수송 및 CNS 분포를 크게 개선하는, BBB-투과 치료제를 조작하는 방법을 제공한다.
따라서, 첫번째 실시양태에서, 본 발명은 화합물에 커플링되어 있으며 혈액-뇌 장벽 수용체 (BBB-R)에 낮은 친화도로 결합하는 항체를 혈액-뇌 장벽에 노출시켜, 항체가 그에 커플링된 화합물을 혈액-뇌 장벽을 가로질러 수송하는 것을 포함하고, 이때 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는, 대상체에서 혈액-뇌 장벽을 가로질러 화합물을 수송하는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다. 또 다른 측면에서, 이러한 방법은 적혈구 고갈에 대해 대상체를 모니터링하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체 및 커플링된 화합물에 더하여 추가의 화합물이 투여된다. 한 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구 수준 저하의 결여를 담당하거나 또는 이에 기여한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 보체 경로의 활성화 또는 활성을 억제 또는 방지한다 (예를 들어, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121] 참조). 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구를 항체-관련 고갈로부터 보호한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구의 성장, 발달 또는 회복을 지지한다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 동일한 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다.
또 다른 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, BBB는 포유동물에서의 것이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, BBB는 인간에서의 것이다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드(scatchard) 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성(cleavable)이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우(Tau), 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제(kinase) 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제(caspase) 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 화합물이 BBB-R에 낮은 친화도로 결합하는 항체에 커플링됨으로써, 화합물에 대한 CNS의 노출을 증가시키고, 화합물-커플링된 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는, 화합물에 대한 대상체의 CNS의 노출을 증가시키는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다. 또 다른 측면에서, 이러한 방법은 적혈구 고갈에 대해 대상체를 모니터링하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체 및 커플링된 화합물에 더하여 추가의 화합물이 투여된다. 한 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구 수준 저하의 결여를 담당하거나 또는 이에 기여한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 보체 경로의 활성화 또는 활성을 억제 또는 방지한다 (예를 들어, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121] 참조). 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구를 항체-관련 고갈로부터 보호한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구의 성장, 발달 또는 회복을 지지한다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 동일한 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다.
또 다른 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, 항체에 커플링된 화합물이 포유동물에게 투여된다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 친화도가 낮춰지지 않은 전형적인 항체와 커플링된 화합물의 CNS 노출과 비교하여 화합물에 대한 CNS 노출의 증가가 측정된다. 또 다른 측면에서, 투여 후에 혈청에서 발견되는 양에 대한 CNS에서 발견되는 화합물의 양의 비로서 화합물에 대한 CNS 노출의 증가가 측정된다. 또 다른 이같은 측면에서, CNS 노출의 증가는 0.1％를 초과하는 비를 초래한다. 또 다른 측면에서, 커플링된 항체의 부재 하에서의 화합물의 CNS 노출과 비교하여 화합물에 대한 CNS 노출의 증가가 측정된다. 또 다른 측면에서, 영상화에 의해 화합물에 대한 CNS 노출의 증가가 측정된다. 또 다른 측면에서, 간접적인 판독값 예컨대 하나 이상의 생리학적 증상의 변형에 의해 화합물에 대한 CNS 노출의 증가가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 화합물이 BBB-R에 낮은 친화도로 결합하는 항체에 커플링되어, 화합물의 클리어런스가 감소되고, 화합물-커플링된 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는, 대상체에게 투여된 화합물의 클리어런스를 감소시키는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다. 또 다른 측면에서, 이러한 방법은 적혈구 고갈에 대해 대상체를 모니터링하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체 및 커플링된 화합물에 더하여 추가의 화합물이 투여된다. 한 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구 수준 저하의 결여를 담당하거나 또는 이에 기여한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 보체 경로의 활성화 또는 활성을 억제 또는 방지한다 (예를 들어, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121] 참조). 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구를 항체-관련 고갈로부터 보호한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구의 성장, 발달 또는 회복을 지지한다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 동일한 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다.
또 다른 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, 대상체는 포유동물이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 친화도가 낮춰지지 않은 전형적인 항체와 커플링된 화합물의 클리어런스와 비교하여 화합물 클리어런스의 감소가 측정된다. 또 다른 측면에서, 커플링된 항체의 부재 하에서의 화합물의 클리어런스와 비교하여 화합물 클리어런스의 감소가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
화합물이 BBB-R에 낮은 친화도로 결합하는 항체에 커플링되어, 화합물의 CNS에서의 체류가 증가되고, 화합물-커플링된 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는, 대상체에게 투여된 화합물의 CNS에서의 체류를 증가시키는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다. 또 다른 측면에서, 이러한 방법은 적혈구 고갈에 대해 대상체를 모니터링하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체 및 커플링된 화합물에 더하여 추가의 화합물이 투여된다. 한 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구 수준 저하의 결여를 담당하거나 또는 이에 기여한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 보체 경로의 활성화 또는 활성을 억제 또는 방지한다 (예를 들어, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121] 참조). 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구를 항체-관련 고갈로부터 보호한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구의 성장, 발달 또는 회복을 지지한다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 동일한 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다.
또 다른 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, 화합물이 포유동물에게 투여된다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 친화도가 낮춰지지 않은 전형적인 항체와 커플링된 화합물의 CNS 체류와 비교하여 화합물의 CNS 체류의 증가가 측정된다. 또 다른 측면에서, 투여 후의 하나 이상의 시점에 혈청에서 발견되는 양에 대한 CNS에서 발견되는 화합물의 양의 비로서 화합물의 CNS 체류의 증가가 측정된다. 또 다른 이같은 측면에서, CNS 체류의 증가는 투여 후의 하나 이상의 시점에서 0.1％를 초과하는 비를 초래한다. 또 다른 측면에서, 커플링된 항체의 부재 하에서의 화합물의 CNS 체류와 비교하여 화합물의 CNS 체류의 증가가 측정된다. 또 다른 측면에서, 영상화에 의해 화합물의 CNS 체류의 증가가 측정된다. 또 다른 측면에서, 간접적인 판독값 예컨대 하나 이상의 생리학적 증상의 변형에 의해 화합물의 CNS 체류의 증가가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 화합물이 BBB-R에 낮은 친화도로 결합하는 항체에 커플링되고, 화합물에 커플링된 후의 BBB-R에 대한 항체의 친화도가 CNS에서의 화합물의 약동학 및/또는 약역학을 최적화하는 BBB 횡단 화합물 접합 항체의 수송량을 초래하도록 항체가 선택되며, 화합물-커플링된 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는, 대상체에서 CNS에서 효과적이도록 화합물의 약동학 및/또는 약역학을 최적화하는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다. 또 다른 측면에서, 이러한 방법은 적혈구 고갈에 대해 대상체를 모니터링하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체 및 커플링된 화합물에 더하여 추가의 화합물이 투여된다. 한 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구 수준 저하의 결여를 담당하거나 또는 이에 기여한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 보체 경로의 활성화 또는 활성을 억제 또는 방지한다 (예를 들어, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121] 참조). 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구를 항체-관련 고갈로부터 보호한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구의 성장, 발달 또는 회복을 지지한다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 동일한 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다.
또 다른 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, BBB는 포유동물에서의 것이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, BBB는 인간에서의 것이다.
한 측면에서, 최적화는 각각의 항체가 BBB-R에 대한 친화도가 상이한 일련의 항체-화합물 복합체의 생성, 및 CNS에서의 각각의 약동학 및/또는 약역학을 평가하는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 측면에서, 최적화는 CNS 내로 직접적으로 도입되었을 때 또는 커플링된 항-BBB-R 항체의 부재 하에 대상체에게 도입되었을 때의 화합물의 약동학 및/또는 약역학과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 공지된 표준값에 대해 상대적일 수 있다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 BBB-R에 결합하며 화합물에 커플링된 항체로 포유동물을 치료하는 것을 포함하고, 이때 BBB-R에 대한 낮은 친화도를 갖는 항체가 선택됨으로써 항체 및 커플링된 화합물의 CNS 흡수를 개선하며, 화합물-커플링된 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는, 포유동물에서 신경계 장애를 치료하는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다. 또 다른 측면에서, 이러한 방법은 적혈구 고갈에 대해 대상체를 모니터링하는 단계를 추가로 포함한다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체 및 커플링된 화합물에 더하여 추가의 화합물이 투여된다. 한 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구 수준 저하의 결여를 담당하거나 또는 이에 기여한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 보체 경로의 활성화 또는 활성을 억제 또는 방지한다 (예를 들어, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121] 참조). 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구를 항체-관련 고갈로부터 보호한다. 또 다른 이같은 측면에서, 추가의 화합물은 망상적혈구의 성장, 발달 또는 회복을 지지한다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 동일한 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 추가의 화합물은 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구이다.
또 다른 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 한 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 측면에서, 치료는 장애 증상의 축소 또는 제거를 초래한다. 또 다른 측면에서, 치료는 신경계 장애의 호전을 초래한다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 항체의 투여가 비변형 항체의 투여 시에 관찰되는 대상체에서의 적혈구 수준 저하를 감소시키거나 제거하도록 항체의 하나 이상의 성질을 변형시키는 것을 포함하는, BBB-R에 결합하는 항체의 대상체에서의 안전성을 개선하는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 친화도가 변형 (즉, 감소)되지 않은 동일한 이소형의 야생형 항체와 비교하여 항체 친화도의 변형이 측정된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체가 치료 화합물과 커플링된다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, BBB는 포유동물에서의 것이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, BBB는 인간에서의 것이다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 선택 항체의 친화도를 기초로 항체들의 패널로부터 항체가 선택된다. 또 다른 측면에서, 원하는 친화도를 갖도록 항체가 조작된다. 한 이같은 측면에서, 파지 디스플레이, 효모 디스플레이, 무작위 돌연변이유발 및 부위-지정 돌연변이유발을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 임의의 업계에 공지된 단백질 조작 방법을 사용하여 항체가 생성된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 혈액-뇌 장벽 수용체 (BBB-R)에 대한 친화도가 바람직하게 낮은, BBB-R에 대해 특이적인 항체를 선택하는 단계 및 항체의 투여가 비변형 항체의 투여 시에 관찰되는 대상체에서의 적혈구 수준 저하를 감소시키거나 제거하도록 항체의 하나 이상의 성질을 변형시키는 단계를 포함하는, 개선된 안전성으로 BBB를 가로질러 화합물을 수송하는데 유용한 항체를 제조하는 방법을 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 친화도가 변형 (즉, 감소)되지 않은 동일한 이소형의 야생형 항체와 비교하여 항체 친화도의 변형이 측정된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다 . 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 적혈구가 노출되는 항체의 농도를 저하시키도록 항체 투여의 용량 및/또는 빈도가 조절된다. 또 다른 측면에서, BBB-R에 대한 pH-감수성 결합을 포함하도록 항체가 변형된다.
또 다른 측면에서, 항체가 치료 화합물과 커플링된다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, BBB는 포유동물에서의 것이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, BBB는 인간에서의 것이다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 1 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 5 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 50 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, IC50은 약 100 nM 내지 약 100 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM이다. 또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 50 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 선택 항체의 친화도를 기초로 항체들의 패널로부터 항체가 선택된다. 또 다른 측면에서, 원하는 친화도를 갖도록 항체가 조작된다. 한 이같은 측면에서, 파지 디스플레이, 효모 디스플레이, 무작위 돌연변이유발 및 부위-지정 돌연변이유발을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 임의의 업계에 공지된 단백질 조작 방법을 사용하여 항체가 생성된다.
또 다른 측면에서, 화합물에 커플링된 항체가 치료 용량으로 투여된다. 한 이같은 측면에서, 치료 용량은 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R을 포화시키는 용량이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 여전히 치료 수준의 CNS 내로의 BBB를 가로지르는 화합물 전달을 용이하게 하면서 화합물에 커플링된 항체와의 적혈구 상호작용을 최소화하는 용량 및 투여 빈도로 투여된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 혈액-뇌 장벽 수용체 (BBB-R)에 대한 항체의 친화도가 약 5 nM 내지 약 50 μM이고, 적혈구에 대한 하나 이상의 바람직하지 않은 부작용을 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형된, BBB-R에 결합하는 항체를 제공한다. 한 측면에서, BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF 수용체), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1), 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 인간 BBB-R이다. 한 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 TfR 활성을 억제하지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R은 TfR이고, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는다.
또 다른 측면에서, 적혈구는 미성숙 적혈구이다. 또 다른 이같은 측면에서, 미성숙 적혈구는 망상적혈구이다. 또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준 저하에 급성 임상 증상이 동반된다.
또 다른 측면에서, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 저하시키고/시키거나 대상체에서의 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키도록 항체의 하나 이상의 성질이 변형되었다. 한 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 항체의 친화도가 변형, 즉 감소된다. 또 다른 이같은 측면에서, BBB-R에 대한 친화도가 변형 (즉, 감소)되지 않은 동일한 이소형의 야생형 항체와 비교하여 항체 친화도의 변형이 측정된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 Fc 영역의 이펙터 기능이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 동일한 이소형의 야생형 항체의 이펙터 기능과 비교하여 저하 또는 제거되었다. 또 다른 이같은 측면에서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하에 의해 저하 또는 제거된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서의 항체의 생산에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 한 이같은 측면에서, 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 합성으로 항체가 생산된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의해 항체의 글리코실화가 저하된다. 또 다른 이같은 측면에서, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는 또 다른 아미노산으로 대체되도록 항체의 Fc 영역이 위치 297에서의 돌연변이를 포함한다. 또 다른 측면에서, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다.
또 다른 측면에서, 이펙터 기능이 저하 또는 제거되도록 Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, Fc 영역의 하나 이상의 변형에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 Fc 영역 및/또는 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 변형은 Fc 영역의 일부 또는 모두의 제거이다. 또 다른 이같은 측면에서, Fc 영역의 모두 또는 일부의 결실에 의해 또는 보체 경로에 종사하는 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 보체-촉발 기능이 저하 또는 제거된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 Fab 또는 단일쇄 항체로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체에 의한 보체 경로의 활성화를 저하시키거나 제거하도록 항체의 비-Fc 영역이 변형된다. 한 이같은 측면에서, 변형은 C3에 대한 결합을 손상시키는 CH1 영역의 점 돌연변이이다. 한 이같은 측면에서, 이러한 점 돌연변이는 위치 132에서의 것이다 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조).
또 다른 측면에서, 항체가 치료 화합물과 커플링된다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물은 신경계 장애 약물이다. 또 다른 측면에서, 화합물은 영상화제이다. 또 다른 측면에서, 화합물이 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, 항체는 BBB-R의 천연 리간드 중 하나 이상에 대한 BBB-R의 결합을 손상시키지 않는다. 또 다른 이같은 측면에서, 항체는 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 방식으로 TfR에 특이적으로 결합한다. 또 다른 측면에서, BBB는 포유동물에서의 것이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물은 인간이다. 또 다른 이같은 측면에서, 포유동물에 신경계 장애가 있다. 또 다른 이같은 측면에서, 신경계 장애는 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 측면에서, BBB는 인간에서의 것이다.
또 다른 측면에서, 항체의 BBB-R에 대한 IC50은 약 30 nM 내지 약 30 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링되었을 때, 항체의 BBB-R에 대한 친화도는 약 30 nM 내지 약 1 μM이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 친화도가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 친화도 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 IC50이 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 관찰된 IC50 사이이다. 한 측면에서, 스캐차드 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 친화도가 측정된다.
또 다른 측면에서, 항체가 특이적으로 결합하는 BBB-R로부터의 항체의 해리 반감기는 약 30초 내지 약 30분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 20분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 10분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 5분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 3분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 30초 내지 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 약 2분이다. 또 다른 이같은 측면에서, 해리 반감기는 1분 이하이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRA/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물에 커플링된 항체는 TfR에 특이적으로 결합하고, TfR에 대한 해리 반감기가 항-TfRD/BACE1 항체 및 항-TfRE/BACE1 항체에 대해 TfR에 대한 이들 각각의 결합으로부터 관찰된 해리 반감기 사이이다. 또 다른 측면에서, BIACORE 분석을 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다. 또 다른 측면에서, 경쟁 결합 검정, 예컨대 경쟁 ELISA를 사용하여 BBB-R에 대한 항-BBB-R 또는 항-BBB-R/화합물의 해리 반감기가 측정된다.
또 다른 측면에서, 선택 항체의 친화도를 기초로 항체들의 패널로부터 항체가 선택된다. 또 다른 측면에서, 원하는 친화도를 갖도록 항체가 조작된다. 한 이같은 측면에서, 파지 디스플레이, 효모 디스플레이, 무작위 돌연변이유발 및 부위-지정 돌연변이유발을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 임의의 업계에 공지된 단백질 조작 방법을 사용하여 항체가 생성된다.
또 다른 측면에서, 화합물이 항체에 공유결합으로 커플링된다. 한 이같은 측면에서, 링커에 의해 화합물이 항체에 연결된다. 한 이같은 측면에서, 링커는 절단성이다. 또 다른 이같은 측면에서, 링커는 절단성이지 않다. 또 다른 이같은 측면에서, 화합물이 항체에 직접적으로 연결된다. 한 이같은 측면에서, 항체는 다중특이적 항체이고, 화합물은 다중특이적 항체의 한 부분을 형성한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다. 또 다른 이같은 측면에서, 뇌 항원은 베타-세크레타제 1 (BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체는 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합한다. 또 다른 이같은 측면에서, 다중특이적 항체가 표지된다. 또 다른 측면에서, BBB 전달과 동시에 또는 BBB 전달 후에 화합물이 항체로부터 방출되도록 화합물이 항체에 가역적으로 커플링된다.
상기 측면들 중 임의의 것이 단독으로 또는 상기 실시양태와 조합되어 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 신경계 장애를 치료하기 위한 의약의 제조에 있어서, 낮은 친화도로 BBB-R에 결합하며 적혈구 수준을 저하시키지 않는 항체의 용도를 제공한다. 상기 기술된 저-친화도 항-BBB-R 항체 중 임의의 것 또는 본원의 다른 곳에서 기술된 저-친화도 항-BBB-R 항체 중 임의의 것이 이러한 방법에서 사용될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 신경계 장애를 치료하는 데에 사용하기 위한, 낮은 친화도로 BBB-R에 결합하며 적혈구 수준을 저하시키지 않는 항체를 제공한다. 상기 기술된 저-친화도 항-BBB-R 항체 중 임의의 것 또는 본원의 다른 곳에서 기술된 저-친화도 항-BBB-R 항체 중 임의의 것이 이러한 방법에서 사용될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 항체가 그에 커플링된 신경계 장애 약물을 혈액-뇌 장벽을 가로질러 수송하도록 신경계 장애 약물과 커플링된 항-BBB-R 항체를 혈액-뇌 장벽에 노출시키는 것을 포함하고, 이때 항체가 적혈구 수준을 저하시키지 않는, 신경계 장애 약물과 같은 치료 화합물을 혈액-뇌 장벽을 가로질러 수송하는 방법을 제공한다.
본 발명은 포유동물을 혈액-뇌 장벽 수용체 (BBB-R) 및 뇌 항원 양쪽 모두에 결합하는 다중특이적 항체로 치료하는 것을 포함하고, 이때 항-BBB-R BBB-R에 대한 낮은 친화도를 갖는 항체가 선택되어 항-뇌 항원 항체의 뇌 흡수를 개선하며, 항체의 투여가 적혈구 수준을 감소시키지 않는, 포유동물에서 신경계 장애를 치료하는 방법을 추가로 제공한다.
본 발명은 적어도 부분적인 이펙터 기능을 포함하는 항-TfR 항체를 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 대상체에서의 적혈구 수준 상승과 연관되거나 또는 이에 의해 야기되는 질환 또는 장애를 치료하는 방법을 추가로 제공한다. 한 측면에서, 투여 단계는 항체 투여의 급성 임상 증상을 최소화하도록 보정된 용량 및/또는 투여 빈도로 수행된다.
본 발명의 상기 방법 및 조성물 중 임의의 것이 서로 및/또는 본원의 명세서에서 기술된 본 발명의 추가적인 측면과 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 실시양태의 상세한 설명
I. 정의
"혈액-뇌 장벽" 또는 "BBB"는 뇌 모세혈관 혈장 막 내의 치밀 이음부에 의해 형성되어, 분자, 심지어 매우 작은 분자 예컨대 요소 (60 돌턴)의 뇌 내로의 수송을 제한하는 단단한 장벽을 생성하는, 말초 순환계와 뇌 및 척수 (즉, CNS) 사이의 생리학적 장벽을 지칭한다. 뇌 내의 혈액-뇌 장벽, 척수 내의 혈액-척수 장벽, 및 망막 내의 혈액-망막 장벽은 CNS 내의 인접 모세혈관 장벽이며, 본원에서 총괄적으로 혈액-뇌 장벽 또는 BBB로 지칭된다. BBB는 장벽이 모세혈관 내피 세포보다는 뇌실막 세포로 구성되는 혈액-CSF 장벽 (맥락막총)을 또한 포함한다.
"중추 신경계" 또는 "CNS"는 신체 기능을 제어하는 신경 조직의 복합체를 지칭하고, 뇌 및 척수를 포함한다.
"혈액-뇌 장벽 수용체" (본원에서 "BBB-R"로 약칭됨)는 혈액-뇌 장벽을 가로질러 분자를 수송할 수 있는, 뇌 내피 세포 상에 발현된 막횡단 수용체 단백질이다. BBB-R의 예는 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF-R), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1) 및 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 8 (LRP8)이 비제한적으로 포함되는 저밀도 지단백질 수용체, 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 본원에서의 예시적인 BBB-R은 트랜스페린 수용체 (TfR)이다.
"트랜스페린 수용체" ("TfR")는 척추동물에서의 철 흡수에 수반되는 2개의 디술피드-결합 서브유닛 (각각의 겉보기 분자량 약 90,000)으로 구성된 막횡단 당단백질 (분자량 약 180,000)이다. 한 실시양태에서, 본원에서의 TfR은, 예를 들어 문헌 [Schneider et al. Nature 311: 675 - 678 (1984)]에 기재된 바와 같은 아미노산 서열을 포함하는 인간 TfR이다.
본원에서 사용된 바와 같은 "신경계 장애"는 CNS에 영향을 미치고/미치거나 CNS에 병인이 있는 질환 또는 장애를 지칭한다. 예시적인 CNS 질환 또는 장애는 신경병증, 아밀로이드증, 암, 안 질환 또는 장애, 바이러스 또는 미생물 감염, 염증, 허혈, 신경변성 질환, 발작, 행동 장애, 및 리소솜 축적 질환을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 본 출원의 목적을 위해, CNS는 눈을 포함하는 것으로 이해될 것이고, 이는 혈액-망막 장벽에 의해 나머지 신체로부터 정상적으로 격리된다. 신경계 장애의 구체적인 예는 신경변성 질환 (루이소체(Lewy body) 질환, 척수 회백질염후성 증후군, 샤이-드래거(Shy-Draeger) 증후군, 올리브교소뇌 위축, 파킨슨병, 다계통 위축, 선조체흑질 변성, 타우병증 (알츠하이머병 및 핵상 마비를 포함하지만 이에 한정되지 않음), 프리온 질환 (소 해면상 뇌병증, 스크래피(scrapie), 크로이츠펠트-야콥(Creutzfeldt-Jakob) 증후군, 쿠루병, 게르스트만-스트라우슬러-샤잉커(Gerstmann-Straussler-Scheinker) 질환, 만성 소모성 질환, 및 치명적 가족성 불면증을 포함하지만 이에 한정되지 않음), 연수 마비, 운동 뉴런 질환, 및 신경계 이종변성(heterodegenerative) 장애 (카나반(Canavan)병, 헌팅톤(Huntington)병, 뉴런 세로이드-리포푸신증, 알렉산더(Alexander)병, 뚜렛(Tourette) 증후군, 멘케(Menkes) 엉킴털 증후군, 코케인(Cockayne) 증후군, 할러보르덴-스파츠(Halervorden-Spatz) 증후군, 라포라(lafora)병, 레트(Rett) 증후군, 간렌즈핵 변성, 레쉬-니한(Lesch-Nyhan) 증후군, 및 운베리히트-룬트보르크(Unverricht-Lundborg) 증후군을 포함하고 이로 제한되지 않음)를 포함하지만, 이에 한정되지 않음), 치매 (픽병, 및 척수소뇌성 운종실조를 포함하지만 이에 한정되지 않음), 암 (예를 들어, 신체의 다른 곳에서의 암으로부터 초래되는 뇌 전이를 포함하는 CNS의 암)을 포함하고 이로 제한되지 않는다.
"신경계 장애 약물"은 하나 이상의 신경계 장애(들)를 치료하는 약물 또는 치료제이다. 본 발명의 신경계 장애 약물은 항체, 펩티드, 단백질, 하나 이상의 CNS 표적(들)의 천연 리간드, 하나 이상의 CNS 표적(들)의 천연 리간드의 변형 버전, 압타머(aptamer), 억제성 핵산 (즉, 소형 억제성 RNA (siRNA) 및 짧은 헤어핀 RNA (shRNA)), 리보자임, 및 소형 분자, 또는 상기의 것들 중 임의의 것의 활성 단편을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 예시적인 본 발명의 신경계 장애 약물이 본원에서 기술되고, 이는 아밀로이드 전구체 단백질 또는 이의 일부분, 아밀로이드 베타, 베타-세크레타제, 감마-세크레타제, 타우, 알파-시누클레인, 파킨, 헌팅틴, DR6, 프레세닐린, ApoE, 신경교종 또는 기타 CNS 암 마커, 및 뉴로트로핀과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 CNS 항원 또는 표적 분자 자체이거나 또는 특이적으로 이러한 CNS 항원 또는 표적 분자를 인식하고/하거나 이에 작용 (즉, 억제, 활성화 또는 검출)하는 항체, 압타머, 단백질, 억제성 핵산 및 소형 분자, 및 상기의 것들 중 임의의 것의 활성 단편을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 신경계 장애 약물 및 이들이 치료에 사용될 수 있는 장애의 비제한적인 예가 하기 표 1에서 제공된다:
Figure 112019101660907-pat00001
"영상화제"는 이의 존재 및/또는 위치가 직접적으로 또는 간접적으로 검출되도록 허용하는 하나 이상의 성질이 있는 화합물이다. 이같은 영상화제의 예는 검출을 허용하는 표지된 모이어티가 혼입되어 있는 단백질 및 소형 분자 화합물을 포함한다.
"CNS 항원" 또는 "뇌 항원"은 항체 또는 소형 분자로 표적화될 수 있는, 뇌가 포함되는 CNS에서 발현되는 항원이다. 이같은 항원의 예는, 비제한적으로, 베타-세크레타제 1 (BACE1), 아밀로이드 베타 (A베타), 표피 성장 인자 수용체 (EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4 (ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질 (PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2 (LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6 (DR6), 아밀로이드 전구체 단백질 (APP), p75 뉴로트로핀 수용체 (p75NTR), 인터류킨 6 수용체 (IL6R), TNF 수용체 1 (TNFR1), 인터류킨 1 베타 (IL1β) 및 카스파제 6을 포함한다. 한 실시양태에서, 항원은 BACE1이다.
본원에서 사용된 바와 같은 "BACE1"이라는 용어는, 달리 지시되지 않는 한, 영장류 (예를 들어 인간) 및 설치류 (예를 들어, 마우스 및 래트)가 포함되는 임의의 척추동물 공급원으로부터의 임의의 천연 베타-세크레타제 1 (β-부위 아밀로이드 전구체 단백질 절단 효소 1, 막-회합 아스파르트산 프로테아제 2, 메맙신 2, 아스파르틸 프로테아제 2 또는 Asp2로도 칭해짐)를 지칭한다. 이러한 용어는 프로세싱되지 않은 "전장" BACE1, 뿐만 아니라 세포에서의 프로세싱으로부터 초래된 임의 형태의 BACE1을 포함한다. 이러한 용어는 BACE1의 천연 발생 변이체, 예를 들어 스플라이스 변이체 또는 대립유전자 변이체를 또한 포함한다. 예시적인 BACE1 폴리펩티드의 아미노산 서열은 본원에 전문이 참조로 포함된 문헌 [Vassar et al., Science 286:735-741 (1999)]에서 보고된 바와 같은 인간 BACE1, 이소형(isoform) A에 대한 서열이다. 이소형 B, C 및 D를 포함하여 인간 BACE1의 여러 기타 이소형이 존재한다. 본원에 전문이 참조로 포함된 <UniProtKB/Swiss-Prot Entry P56817> 참조.
"항-베타-세크레타제 항체", "항-BACE1 항체", "베타-세크레타제에 결합하는 항체" 및 "BACE1에 결합하는 항체"라는 용어는 항체가 BACE1 표적화에서 진단 및/또는 치료제로서 유용하도록 충분한 친화도로 BACE1에 결합할 수 있는 항체를 지칭한다. 한 실시양태에서, 관련되지 않은 비-BACE1 단백질에 대한 항-BACE1 항체의 결합 정도는, 예를 들어 방사성 면역검정 (RIA)에 의해 측정 시, BACE1에 대한 항체 결합의 약 10％ 미만이다. 특정 실시양태에서, BACE1에 결합하는 항체는 해리 상수 (Kd)가 ≤ 1 μM, ≤ 100 nM, ≤ 10 nM, ≤ 1 nM, ≤ 0.1 nM, ≤ 0.01 nM, 또는 ≤ 0.001 nM (예를 들어 10-8 M 이하, 예를 들어 10-8 M 내지 10-13 M, 예를 들어 10-9 M 내지 10-13 M)이다. 특정 실시양태에서, 항-BACE1 항체는 여러 종 및 이소형으로부터의 BACE1에서 보존되는 BACE1의 에피토프에 결합한다. 한 실시양태에서, 항-BACE1 항체 YW412.8.31가 결합하는 BACE1 상의 에피토프에 결합하는 항체가 제공된다. 다른 실시양태에서, BACE1의 촉매 도메인에 위치하는 BACE1 내의 엑소사이트(exosite)에 결합하는 항체가 제공된다. 한 실시양태에서, BACE1에 결합하는 것에 대해 본원에 전문이 참조로 포함된 문헌 [Kornacker et al., Biochem. 44:11567-11573 (2005)]에서 확인된 펩티드 (즉, 펩티드 1, 2, 3, 1-11, 1-10, 1-9, 1-8, 1-7, 1-6, 2-12, 3-12, 4-12, 5-12, 6-12, 7-12, 8-12, 9-12, 10-12, 4, 5, 6, 5-10, 5-9, 스크램블드(scrambled), Y5A, P6A, Y7A, F8A, I9A, P10A 및 L11A)와 경쟁하는 항체가 제공된다. 예시적인 BACE1 항체 서열이 도 15a-b 및 도 16a-b에서 도시된다. 본원에서의 한 예시적인 항체는 항체 YW412.8.31의 가변 도메인 (예를 들어 15A-B에서와 같음)을 포함한다.
본원에서의 "천연 서열" 단백질은 단백질의 천연 발생 변이체를 포함하여 천연에서 발견되는 단백질의 아미노산 서열을 포함하는 단백질을 지칭한다. 본원에서 사용된 바와 같은 이러한 용어는 이의 천연 공급원으로부터 단리되거나 또는 재조합으로 생산된 바와 같은 단백질을 포함한다.
본원에서의 "항체"라는 용어는 가장 넓은 의미로 사용되고, 구체적으로 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체, 2개 이상의 무손상 항체로부터 형성된 다중특이적 항체 (예를 들어 이중특이적 항체), 및 원하는 생물학적 활성을 나타내는 조건의 항체 단편을 포함한다.
본원에서의 "항체 단편"은 항원에 결합하는 능력을 보유하는 무손상 항체의 일부분을 포함한다. 항체 단편의 예는 업계에 주지되어 있고 (예를 들어, 문헌 [Nelson, MAbs (2010) 2(1): 77-83] 참조), Fab, Fab', F(ab')2, 및 Fv 단편; 디아바디(diabody); 선형 항체; 단일쇄 가변 단편 (scFv)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 단일쇄 항체 분자, 링커가 있는 또는 링커가 없는 (그리고 임의로 직렬인) 경쇄 및/또는 중쇄 항원-결합 도메인의 융합물; 및 항체 단편으로부터 형성된 단일특이적 또는 다중특이적 항원-결합 분자 (Fc 영역이 결여된 다중 가변 도메인으로부터 구축된 다중특이적 항체를 포함하지만, 이에 한정되지 않음)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본원에서 사용된 바와 같은 "모노클로날 항체"라는 용어는 실질적으로 균질한 항체들의 집단으로부터 수득된 항체를 지칭하고, 즉, 집단을 이루는 개별적인 항체들은, 모노클로날 항체의 생산 동안 발생할 수 있는 가능한 변이체들 (이같은 변이체들은 일반적으로 미량으로 존재한다)을 제외하고는, 동일하고/하거나 같은 에피토프에 결합한다. 여러 결정인자 (에피토프)에 대해 지시된 여러 항체를 전형적으로 포함하는 폴리클로날 항체 제제와는 달리, 각각의 모노클로날 항체는 항원 상의 단일 결정인자에 대해 지시된다. 이의 특이성에 더하여, 모노클로날 항체는 이들이 다른 이뮤노글로불린에 오염되지 않도록 합성될 수 있다는 점에서 유리하다. 수식어구 "모노클로날"은 항체들의 실질적으로 균질한 집단으로부터 수득된다는 항체의 특성을 가리키고, 임의의 특정 방법에 의한 항체 생산을 필요로 하는 것으로 해석되어서는 안된다. 예를 들어, 본 발명에 따라 사용될 모노클로날 항체는 문헌 [Kohler et al., Nature, 256:495 (1975)]에 최초로 기술된 하이브리도마 방법에 의해 제조될 수 있거나, 또는 재조합 DNA 방법 (예를 들어, 미국 특허 번호 4,816,567 참조)에 의해 제조될 수 있다. "모노클로날 항체"는, 예를 들어 문헌 [Clackson et al., Nature, 352:624-628 (1991)] 및 문헌 [Marks et al., J. Mol. Biol., 222:581-597 (1991)]에 기술된 기술을 이용하여 파지 항체 라이브러리로부터 또한 단리될 수 있다. 본원에서의 모노클로날 항체의 구체적인 예는 키메라 항체, 인간화 항체 및 인간 항체 (이들의 항원-결합 단편 포함)를 포함한다.
본원에서의 모노클로날 항체는 중쇄 및/또는 경쇄의 일부분은 특정 종으로부터 유래되거나 특정 항체 부류 또는 하위부류에 속하는 항체 내의 상응하는 서열과 동일하거나 상동성인 한편, 쇄(들)의 나머지는 또 다른 종으로부터 유래되거나 또 다른 항체 부류 또는 하위부류에 속하는 항체 내의 상응하는 서열과 동일하거나 상동성인 "키메라" 항체 (이뮤노글로불린), 뿐만 아니라 이같은 항체의 단편 (단, 이들은 원하는 생물학적 활성을 나타냄)을 명확하게 포함한다 (미국 특허 번호 4,816,567; 문헌 [Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:6851-6855 (1984)]). 본원에서 흥미로운 키메라 항체는 비-인간 영장류 (예를 들어, 구세계 원숭이, 예컨대 개코원숭이, 붉은털 원숭이 또는 시노몰구스 원숭이)로부터 유래된 가변 도메인 항원-결합 서열 및 인간 불변 영역 서열을 포함하는 "영장류화" 항체를 포함한다 (미국 특허 번호 5,693,780).
비-인간 (예를 들어, 뮤린(murine)) 항체의 "인간화" 형태는 비-인간 이뮤노글로불린으로부터 유래된 최소 서열을 함유하는 키메라 항체이다. 대부분의 부분에 대해서, 인간화 항체는 인간 이뮤노글로불린 (수용자 항체)이고, 이때 수용자의 초가변 영역으로부터의 잔기가 원하는 특이성, 친화도 및 능력이 있는 마우스, 래트, 토끼 또는 비-인간 영장류와 같은 비-인간 종 (공여자(donor) 항체)의 초가변 영역으로부터의 잔기로 대체된다. 일부 경우에는, 인간 이뮤노글로불린의 프레임워크 영역 (FR) 잔기가 상응하는 비-인간 잔기로 대체된다. 또한, 인간화 항체는 수용자 항체에서 또는 공여자 항체에서 발견되지 않는 잔기를 포함할 수 있다. 이러한 변형은 항체 성능을 추가로 정련시키기 위해 이루어진다. 일반적으로, 인간화 항체는 1개 이상, 전형적으로는 2개의 가변 도메인을 실질적으로 모두 포함할 것이고, 이때 모든 또는 실질적으로 모든 초가변 영역은 비-인간 이뮤노글로불린의 것에 상응하고, 모든 또는 실질적으로 모든 FR은 상기 언급된 FR 치환(들)을 제외하고는 인간 이뮤노글로불린 서열의 것이다. 임의로, 인간화 항체는 이뮤노글로불린 불변 영역의 적어도 일부분, 전형적으로는 인간 이뮤노글로불린의 것을 또한 포함할 것이다. 추가적인 상세사항을 위해, 문헌 [Jones et al., Nature 321:522-525 (1986)]; [Riechmann et al., Nature 332:323-329 (1988)]; 및 [Presta, Curr. Op. Struct. Biol. 2:593-596 (1992)] 참조.
본원에서의 "인간 항체"는 인간 B-세포로부터 수득가능한 항체의 아미노산 서열 구조에 상응하는 아미노산 서열 구조를 포함하는 것이고, 인간 항체의 항원-결합 단편을 포함한다. 면역화 시 내인성 이뮤노글로불린 생산의 부재 하에 인간 항체를 생산할 수 있는 트랜스제닉(transgenic) 동물 (예를 들어, 마우스)에 의한 생산 (예를 들어, 문헌 [Jakobovits et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90:2551 (1993)]; [Jakobovits et al., Nature, 362:255-258 (1993)]; [Bruggermann et al., Year in Immuno., 7:33 (1993)]; 및 미국 특허 번호 5,591,669, 5,589,369 및 5,545,807 참조); 인간 항체 또는 인간 항체 단편을 발현하는 파지 디스플레이 라이브러리로부터의 선별 (예를 들어, 문헌 [McCafferty et al., Nature 348:552-553 (1990)]; [Johnson et al., Current Opinion in Structural Biology 3:564-571 (1993)]; [Clackson et al., Nature, 352:624-628 (1991)]; [Marks et al., J. Mol. Biol. 222:581-597 (1991)]; [Griffith et al., EMBO J. 12:725-734 (1993)]; 미국 특허 번호 5,565,332 및 5,573,905 참조); 시험관내 활성화 B 세포를 통한 생성 (미국 특허 5,567,610 및 5,229,275 참조); 및 인간 항체를 생산하는 하이브리도마로부터의 단리를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 기술에 의해 이같은 항체가 확인 또는 제조될 수 있다.
본원에서의 "다중특이적 항체"는 2개 이상의 상이한 에피토프에 대한 결합 특이성이 있는 항체이다. 예시적인 다중특이적 항체는 BBB-R 및 뇌 항원 양쪽 모두에 결합할 수 있다. 전장 항체 또는 항체 단편 (예를 들어 F(ab')2 이중특이적 항체)로서 다중특이적 항체가 제조될 수 있다. 2개, 3개 또는 이를 초과하는 개수 (예를 들어, 4개)의 기능성 항원 결합 부위가 있는 조작된 항체가 또한 구상된다 (예를 들어, 밀러(Miller) 등의 미국 출원 번호 US 2002/0004587 A1 참조). 전장 항체로서 또는 항체 단편으로서 다중특이적 항체가 제조될 수 있다.
본원에서의 항체는 항원-결합 또는 생물학적 활성이 변경된 "아미노산 서열 변이체"를 포함한다. 이같은 아미노산 변경의 예는 항원에 대한 친화도가 강화된 항체 (예를 들어 "친화도 성숙" 항체), 및 Fc 영역 (존재하는 경우)이 변경된 항체, 예를 들어 항체 의존적 세포독성 (ADCC) 및/또는 보체 의존적 세포독성 (CDC)이 변경 (증가 또는 감소)된 항체 (예를 들어, 프레스타, 엘(Presta, L.)의 WO 00/42072 및 이두오소기(Iduosogie) 등의 WO 99/51642 참조); 및/또는 혈청 반감기가 증가 또는 감소된 항체 (예를 들어, 프레스타, 엘의 WO00/42072 참조)를 포함한다.
"친화도가 변형된 변이체"에는 친화도를 변경 (증가 또는 저하)시키는 모 항체 (예를 들어, 모 키메라, 인간화 또는 인간 항체)의 하나 이상의 치환된 초가변 영역 또는 프레임워크 잔기가 있다. 이같은 치환 변이체를 생성시키는 편리한 방식은 파지 디스플레이를 이용한다. 간략하게, 몇몇 초가변 영역 부위 (예를 들어 6-7개의 부위)가 각각의 부위에서의 모든 가능한 아미노 치환이 생성되도록 돌연변이된다. 이렇게 생성된 항체 변이체가 각각의 입자 내에 패키징된 M13의 유전자 III 생성물에 대한 융합물로서 필라멘트형 파지 입자로부터 1가 방식으로 디스플레이된다. 그 후, 파지에 디스플레이된 변이체를 이의 생물학적 활성 (예를 들어 결합 친화도)에 대해 스크리닝한다. 변형을 위한 후보 초가변 영역 부위를 확인하기 위해, 알라닌 스캐닝 돌연변이유발을 수행하여 항원 결합에 유의하게 기여하는 초가변 영역 잔기를 확인할 수 있다. 별법적으로 또는 추가로, 항체와 이의 표적 사이의 접촉 지점을 확인하기 위해 항원-항체 복합체의 결정 구조를 분석하는 것이 이로울 수 있다. 이같은 접촉 잔기 및 이웃 잔기가 본원에서 상술된 기술에 따른 치환에 대한 후보이다. 이같은 변이체가 생성되면, 변이체들의 패널에 스크리닝을 적용하고, 친화도가 변경된 항체를 추가적인 개발을 위해 선별할 수 있다.
"pH-감수성 항체 변이체"는 제1 pH에서의 표적 항원에 대한 결합 친화도가 상이한 pH에서의 이러한 표적 항원에 대한 것과 상이한 항체 변이체이다. 비제한적인 예로서, 본 발명의 항-TfR 항체는 pH 7.4의 혈장에서는 세포 표면 TfR에 바람직하게 낮은 친화도 (본원에서 기술된 바와 같음)로 결합하지만, 엔도솜 구획 내로 내재화되면, 상대적으로 더 낮은 pH (pH 5.5-6.0)에서 TfR로부터 신속하게 해리되도록, TfR에 대한 결합이 pH-감수성이게 선별 또는 조작될 수 있다; 이같은 해리는 항원-매개 클리어런스로부터 항체를 보호할 수 있고, CNS로 전달되거나 또는 BBB를 가로질러 재활용되는 항체의 양을 증가시킬 수 있다 - 어느 경우든, 항체의 유효 농도가 이같은 pH 감수성을 포함하지 않는 항-TfR 항체에 비해 증가된다 (예를 들어, 문헌 [Chaparro-Riggers et al. J. Biol. Chem. 287(14): 11090-11097]; [Igawa et al., Nature Biotechnol. 28(11): 1203-1208] 참조). 당업자는 특정 BBB-R 및 접합된 화합물에 대해 혈청 pH 및 엔도솜 구획 pH에서의 친화도의 원하는 조합을 쉽게 결정할 수 있다.
본원에서의 항체는 예를 들어 반감기 또는 안정성을 증가시키기 위해 또는 다른 방식으로 항체를 개선하기 위해 "이종성 분자"와 접합될 수 있다. 예를 들어, 항체가 다양한 비-단백질성 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리프로필렌 글리콜, 폴리옥시알킬렌, 또는 폴리에틸렌 글리콜과 폴리프로필렌 글리콜의 공중합체에 연결될 수 있다. 하나 이상의 PEG 분자에 연결된 항체 단편, 예컨대 Fab'는 본 발명의 예시적인 실시양태이다. 또 다른 예에서, 이종성 분자는 치료 화합물 또는 가시화제 (즉, 검출가능한 표지)이고, 항체는 이같은 이종성 분자를 BBB를 가로질러 수송하는데 사용된다. 이종성 분자의 예는 화학 화합물, 펩티드, 중합체, 지질, 핵산 및 단백질을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본원에서의 항체는 Fc 영역 (존재하는 경우)에 부착된 임의의 탄수화물이 존재/부재가 변형되거나 또는 유형이 변형되어 변경된 "글리코실화 변이체"일 수 있다. 예를 들어, 항체의 Fc 영역에 부착된 푸코스가 결여된 성숙형 탄수화물 구조의 항체가 미국 특허 출원 번호 2003/0157108 (프레스타 엘)에 기술되어 있다. US 2004/0093621 (교와 하꼬 고교 컴퍼니 리미티드(Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd))을 또한 참조한다. 항체의 Fc 영역에 부착된 탄수화물에 이분성(bisecting) N-아세틸글루코사민 (GlcNAc)이 있는 항체가 WO 2003/011878 (장-마이레(Jean-Mairet) 등) 및 미국 특허 번호 6,602,684 (우마나(Umana) 등)에 언급되어 있다. 항체의 Fc 영역에 부착된 올리고당에 하나 이상의 갈락토스 잔기가 있는 항체가 WO 1997/30087, 파텔(Patel) 등)에서 보고되었다. 항체의 Fc 영역에 부착된 탄수화물이 변경된 항체에 관한 WO 1998/58964 (라주, 에스(Raju, S.)) 및 WO 1999/22764 (라주, 에스)를 또한 참조한다. 글리코실화가 변형된 항체가 기술된 US 2005/0123546 (우마나 등)을 또한 참조한다. Fc 영역 내의 컨센서스(consensus) 글리코실화 서열 (위치 297-299의 Asn-X-Ser/Thr [식 중, X는 프롤린일 수 없다])의 돌연변이, 예를 들어 이러한 서열의 Asn을 임의의 다른 아미노산으로 돌연변이시키거나, 위치 298에 Pro를 배치하거나, 또는 위치 299를 Ser 또는 Thr 이외의 임의의 아미노산으로 변형시키는 것에 의한 돌연변이는 이러한 위치에서의 글리코실화를 폐지할 것이다 (예를 들어, 문헌 [Fares Al-Ejeh et al., Clin. Cancer Res. (2007) 13:5519s-5527s]; [Imperiali and Shannon, Biochemistry (1991) 30(18): 4374-4380]; [Katsuri, Biochem J. (1997) 323(Pt 2): 415-419]; [Shakin-Eshleman et al., J. Biol. Chem. (1996) 271: 6363-6366] 참조).
본원에 사용된 경우의 "초가변 영역"이라는 용어는 항원 결합을 담당하는 항체의 아미노산 잔기를 지칭한다. 초가변 영역은 "상보성 결정 영역" 또는 "CDR"로부터의 아미노산 잔기 (즉, 경쇄 가변 도메인 내의 24-34 (L1), 50-56 (L2) 및 89-97 (L3) 및 중쇄 가변 도메인 내의 31-35 (H1), 50-65 (H2) 및 95-102 (H3) 잔기; 문헌 [Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991)]) 및/또는 "초가변 루프"로부터의 잔기 (즉, 경쇄 가변 도메인 내의 26-32 (L1), 50-52 (L2) 및 91-96 (L3) 및 중쇄 가변 도메인 내의 26-32 (H1), 53-55 (H2) 및 96-101 (H3) 잔기; 문헌 [Chothia and Lesk J. Mol. Biol. 196:901-917 (1987)])를 포함한다. "프레임워크" 또는 "FR" 잔기는 본원에서 정의된 바와 같은 초가변 영역 내의 잔기 이외의 가변 도메인 잔기이다.
"전장 항체"는 항원-결합 가변 영역, 뿐만 아니라 경쇄 불변 도메인 (CL) 및 중쇄 불변 도메인 CH1, CH2 및 CH3을 포함하는 것이다. 불변 도메인은 천연 서열 불변 도메인 (예를 들어 인간 천연 서열 불변 도메인) 또는 이의 아미노산 서열 변이체일 수 있다.
"네이키드(naked) 항체"는 이종성 분자, 예컨대 세포독성 모이어티, 중합체 또는 방사성 표지에 접합되지 않은 항체 (본원에서 정의된 바와 같음)이다.
항체 "이펙터 기능"은 보체 경로 활성화 이외의 면역계 활성화를 초래하는 항체의 생물학적 활성을 지칭한다. 이같은 활성은 항체의 Fc 영역 (천연 서열 Fc 영역 또는 아미노산 서열 변이체 Fc 영역)에 주로 발견된다. 항체 이펙터 기능의 예는, 예를 들어 Fc 수용체 결합 및 항체-의존적 세포-매개 세포독성 (ADCC)을 포함한다. 한 실시양태에서, 본원에서의 항체는 본질적으로 이펙터 기능이 결여된다. 또 다른 실시양태에서, 본원에서의 항체는 최소 이펙터 기능을 보유한다. 이펙터 기능을 변형시키거나 제거하는 방법이 업계에 주지되어 있고, 이는 이펙터 기능을 담당하는 Fc 영역의 모두 또는 일부분을 제거하는 것 (즉, 본원에 기술되고 업계에 공지된 바와 같이, Fab 단편, 단일쇄 항체 등과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는, Fc 영역의 모두 또는 일부분이 결여된 양식의 항체 또는 항체 단편을 사용함); 이펙터 기능을 제거하도록 하나 이상의 아미노산 위치에서 Fc 영역을 변형시키는 것 (Fc 결합에 영향을 미침: 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 335, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439); 및 항체의 글리코실화를 변형시키는 것 (야생형 포유동물 글리코실화를 허용하지 않는 환경에서 항체를 생산하는 것, 이미 글리코실화된 항체로부터 하나 이상의 탄수화물 기를 제거하는 것, 및 하나 이상의 아미노산 위치 (N297G 및 N297A를 포함하지만 이에 한정되지 않음)에서 항체를 변형시켜 이러한 위치에서 글리코실화되는 항체의 능력을 제거하는 것을 포함하지만, 이에 한정되지 않음)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
항체 "보체 활성화" 기능, 또는 "보체 경로의 활성화"를 가능하게 하거나 촉발하는 항체의 성질은 상호교환가능하게 사용되고, 대상체에서 면역계의 보체 경로에 관여하거나 이를 자극하는 항체의 생물학적 활성을 지칭한다. 이같은 활성은, 예를 들어 C1q 결합 및 보체 의존적 세포독성 (CDC)을 포함하고, 항체의 Fc 부분 및 비-Fc 부분 양쪽 모두에 의해 매개될 수 있다. 보체 활성화 기능을 변형시키거나 제거하는 방법이 업계에 주지되어 있고, 이는 보체 활성화를 담당하는 Fc 영역의 모두 또는 일부분을 제거하는 것 (즉, 본원에 기술되고 업계에 공지된 바와 같이, Fab 단편, 단일쇄 항체 등과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는, Fc 영역의 모두 또는 일부분이 결여된 양식의 항체 또는 항체 단편을 사용하는 것, 또는 C1q 결합에서 수반되는 것으로 공지된 위치 270, 322, 329 및 321과 같이, 보체 성분과의 상호작용 또는 보체 성분을 활성화시키는 능력을 제거하거나 또는 줄이도록 하나 이상의 아미노산 위치에서 Fc 영역을 변형시키는 것), 및 보체 활성화를 담당하는 비-Fc 영역의 일부분을 변형시키거나 제거하는 것 (즉, 위치 132에서 CH1 영역을 변형시킴 (예를 들어, 문헌 [Vidarte et al., (2001) J. Biol. Chem. 276(41): 38217-38223] 참조))을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
중쇄의 불변 도메인의 아미노산 서열에 따라, 전장 항체는 상이한 "부류"로 지정될 수 있다. 전장 항체의 5가지 주요 부류 IgA, IgD, IgE, IgG, 및 IgM이 있고, 이들 중 몇몇은 "하위부류" (이소형), 예를 들어 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA, 및 IgA2로 추가로 나뉠 수 있다. 상이한 항체 부류에 상응하는 중쇄 불변 도메인은 각각 알파, 델타, 엡실론, 감마 및 뮤로 칭해진다. 상이한 이뮤노글로불린 부류들의 서브유닛 구조 및 3차원 형상이 주지되어 있다.
본원에서 사용되는 바와 같은 "재조합 항체"라는 용어는 항체를 코딩하는 핵산을 포함하는 재조합 숙주 세포에 의해 발현된 항체 (예를 들어, 키메라, 인간화 또는 인간 항체, 또는 이의 항원-결합 단편)을 지칭한다. 재조합 항체를 생산하기 위한 "숙주 세포"의 예는 (1) 포유동물 세포, 예를 들어 차이니즈 햄스터 난소 (CHO), COS, 골수종 세포 (Y0 및 NS0 세포 포함), 베이비 햄스터 신장 (BHK), 헬라(Hela) 및 베로(Vero) 세포; (2) 곤충 세포, 예를 들어 sf9, sf21 및 Tn5; (3) 식물 세포, 예를 들어 니코티아나(Nicotiana) 속에 속하는 식물 (예를 들어 니코티아나 타바쿰(Nicotiana tabacum)); (4) 효모 세포, 예를 들어 사카로미세스(Saccharomyces) 속에 속하는 것 (예를 들어 사카로미세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae)) 또는 아스페르길루스(Aspergillus) 속에 속하는 것 (예를 들어 아스페르길루스 니거(Aspergillus niger)); (5) 박테리아 세포, 예를 들어 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli) 세포 또는 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 세포 등을 포함한다.
본원에서 사용되는 경우에, "특이적으로 결합한다" 또는 "~에 특이적으로 결합한다"는 항원에 선택적으로 또는 우선적으로 결합하는 항체를 지칭한다. 결합 친화도는 일반적으로 표준 검정, 예컨대 스캐차드 분석, 또는 표면 플라즈몬 공명 기술 (예를 들어, BIACORE®을 이용함)을 이용하여 결정된다.
기준 항체와 "동일한 에피토프에 결합하는 항체"는 경쟁 검정에서 기준 항체가 이의 항원에 결합하는 것을 50％ 이상만큼 차단하는 항체를 지칭하고, 반대로, 기준 항체는 경쟁 검정에서 항체가 이의 항원에 결합하는 것을 50％ 이상만큼 차단한다. 한 실시양태에서, 항-BACE1 항체는 YW412.8.31이 결합하는 BACE1 에피토프에 결합한다.
본원에서 사용된 바와 같은 "세포독성제"라는 용어는 세포 기능을 억제 또는 방지하고/하거나 세포 사멸 또는 파괴를 야기하는 물질을 지칭한다. 세포독성제는, 방사성 동위원소 (예를 들어, At211, I131, I125, Y90, Re186, Re188, Sm153, Bi212, P32, Pb212 및 Lu의 방사성 동위원소); 화학요법제 또는 약물 (예를 들어, 메토트렉세이트, 아드리아마이신, 빈카 알칼로이드 (빈크리스틴, 빈블라스틴, 에토포시드), 독소루비신, 멜팔란, 미토마이신 C, 클로람부실, 다우노루비신 또는 기타 인터칼레이팅제(intercalating agent)); 성장 억제제; 효소 및 이의 단편 예컨대 뉴클레오티드분해성 효소; 항생제; 독소 예컨대 소형 분자 독소 또는 박테리아, 진균, 식물 또는 동물 기원의 효소적으로 활성인 독소 (이들의 단편 및/또는 변이체 포함)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
작용제, 예를 들어 제약 제제의 "유효량"은 원하는 치료 또는 예방 결과를 달성하는데 효과적인, 이에 필요한 투여량 및 기간의 양을 지칭한다.
본원에서의 "Fc 영역"이라는 용어는 불변 영역의 적어도 일부분을 함유하는 이뮤노글로불린 중쇄의 C-말단 영역을 규정하도록 사용된다. 이러한 용어는 천연 서열 Fc 영역 및 변이체 Fc 영역을 포함한다. 한 실시양태에서, 인간 IgG 중쇄 Fc 영역은 Cys226 또는 Pro230부터 중쇄의 카르복실-말단까지 걸쳐진다. 그러나, Fc 영역의 C-말단 리신 (Lys447)은 존재할 수 있거나 또는 존재하지 않을 수 있다. 본원에서 달리 상술되지 않는 한, Fc 영역 또는 불변 영역에서의 아미노산의 번호매김은 문헌 [Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD, 1991]에 기술된 바와 같은 EU 번호매김 시스템 (EU 지수로 또한 칭해짐)에 따른다.
"프레임워크" 또는 "FR"은 초가변 영역 (HVR) 잔기 이외의 가변 도메인 잔기를 지칭한다. 가변 도메인의 FR은 일반적으로 4개의 FR 도메인으로 이루어진다: FR1, FR2, FR3, 및 FR4. 따라서, HVR 및 FR 서열은 VH (또는 VL)에서 일반적으로 하기의 순서로 나타난다: FR1-H1(L1)-FR2-H2(L2)-FR3-H3(L3)-FR4.
"면역접합체"는 표지 또는 세포독성제를 포함하지만 이에 한정되지 않는 하나 이상의 이종성 분자(들)에 접합된 항체이다. 임의로, 이같은 접합은 링커를 통해 이루어진다.
본원에서 사용된 바와 같은 "링커"는 항-BBB-R 항체를 이종성 분자에 공유결합으로 또는 비-공유결합으로 연결하는 구조이다. 특정 실시양태에서, 링커는 펩티드이다. 다른 실시양태에서, 링커는 화학적 링커이다.
"표지"는 본원에서의 항체에 커플링되고 검출 또는 영상화에 사용되는 마커이다. 이같은 표지의 예는 방사성 표지, 형광단, 발색단, 또는 친화도 태그(tag)를 포함한다. 한 실시양태에서, 표지는 의학적 영상화에 사용되는 방사성 표지, 예를 들어 tc99m 또는 I123, 또는 핵 자기 공명 (NMR) 영상화 (자기 공명 영상화, mri로도 공지됨)를 위한 스핀(spin) 표지, 예컨대 마찬가지로 아이오딘-123, 아이오딘-131, 인듐-111, 플루오린-19, 탄소-13, 질소-15, 산소-17, 가돌리늄, 망가니즈, 철 등이다.
"개체" 또는 "대상체"는 포유동물이다. 포유동물은 가축 (예를 들어, 소, 양, 고양이, 개 및 말), 영장류 (예를 들어, 인간 및 비-인간 영장류 예컨대 원숭이), 토끼, 및 설치류 (예를 들어, 마우스 및 래트)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 특정 실시양태에서, 개체 또는 대상체는 인간이다.
"단리된" 항체는 이의 천연 환경의 성분으로부터 분리된 것이다. 일부 실시양태에서, 예를 들어 전기영동 (예를 들어, SDS-PAGE, 등전 포커싱 (IEF), 모세관 전기영동) 또는 크로마토그래피 (예를 들어, 이온 교환 또는 역상 HPLC) 방법에 의해 결정 시, 95％ 또는 99％를 초과하는 순도로 항체가 정제된다. 항체 순도 평가를 위한 방법의 검토를 위해, 예를 들어 문헌 [Flatman et al., J. Chromatogr. B 848:79-87 (2007)]을 참조한다.
"포장 삽입물"이라는 용어는 치료 제품의 상업적인 포장에 통상적으로 포함되는 설명서를 지칭하도록 사용되고, 이같은 치료 제품의 사용과 관련된 적응증, 용법, 투여량, 투여, 조합 요법, 금기사항 및/또는 경고에 관한 정보를 함유한다.
"제약 제제"라는 용어는 내부에 함유된 활성 성분의 생물학적 활성이 효과적이게 허용하는 형태이고 제제가 투여될 대상체에게 허용가능하게 않게 독성인 추가적인 성분을 함유하지 않는 제제를 지칭한다.
"제약상 허용되는 담체"는 대상체에게 독성이지 않은, 활성 성분 이외의 제약 제제 내의 성분을 지칭한다. 제약상 허용되는 담체는 완충제, 부형제, 안정화제, 또는 방부제를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본원에서 사용되는 경우에, "치료" (및 "치료하다" 또는 "치료하는"과 같은 이의 문법적 변형)은 치료되는 개체의 천연적인 과정을 변경시키려는 시도의 임상적인 개입을 지칭하고, 예방을 위해 또는 임상 병리학의 과정 동안에 수행될 수 있다. 바람직한 치료 효과는 질환 발생 또는 재발을 방지하는 것, 증상 경감, 질환의 임의의 직접적 또는 간접적인 병리학적 결과의 감소, 전이를 방지하는 것, 질환 진행 속도를 감소시키는 것, 질환 상태의 호전 또는 고식, 및 완화 또는 예후 개선을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 항체는 질환 발달을 지연시키는데 또는 질환 진행을 느리게 하는데 사용된다.
II. 조성물 및 방법
A. 항-BBB-R 항체 및 이의 접합체의 생산
BBB-R에 결합하는 항체가 본 발명의 방법 및 제조품에 이용되거나 혼입된다. 항체 생산 또는 스크리닝에 사용될 BBB-R 항원은, 예를 들어 원하는 에피토프를 함유하는 가용성 형태의 BBB-R 또는 이의 일부분 (예를 들어 세포외 도메인)일 수 있다. 별법적으로 또는 추가로, 세포 표면에 BBB-R을 발현하는 세포가 항체를 생성시키는데 또는 항체를 스크리닝하는데 사용될 수 있다. 항체를 생성시키는데 유용한 BBB-R의 기타 형태 및 제제가 당업자에게 명백할 것이다. 본원에서의 BBB-R의 예는 트랜스페린 수용체 (TfR), 인슐린 수용체, 인슐린-유사 성장 인자 수용체 (IGF-R), 저밀도 지단백질 수용체-관련 단백질 1 (LRP1) 및 LRP8 등, 글루코스 수송체 1 (Glut1) 및 헤파린-결합 표피 성장 인자-유사 성장 인자 (HB-EGF)를 포함한다.
본 발명에 따르면, "저친화도" 항-BBB-R (예를 들어 항-TfR) 항체는 이같은 항체가 개선된 CNS (예를 들어, 뇌) 흡수를 나타낸다는 것을 입증하는 본원에서의 데이터를 기초로 선택된다. 이같은 저친화도 항체를 확인하기 위해, 항체 친화도를 측정하기 위한 스캐차드 검정 및 표면 플라즈몬 공명 기술 (예를 들어 BIACORE®를 사용함)이 비제한적으로 포함되는 다양한 검정이 이용가능하다. 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 이러한 항체는 BBB-R 항원에 대한 친화도 (예를 들어, TfR에 대한 것)가 약 5 nM에서 또는 약 20 nM에서 또는 약 100 nM에서 약 50 μM까지 또는 약 30 μM까지 또는 약 10 μM까지 또는 약 1 μM까지 또는 약 500 nM까지이다. 따라서, 예를 들어 스캐차드 분석 또는 BIACORE®에 의해 측정 시, 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM 범위, 또는 약 20 nM 내지 약 30 μM 범위, 또는 약 30 nM 내지 약 30 μM 범위, 또는 약 50 nM 내지 약 1 μM 범위, 또는 약 100 nM 내지 약 500 nM 범위일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 이러한 항체는, 경쟁 결합 분석 또는 BIACORE®에 의해 측정 시, BBB-R 항원으로부터의 해리 반감기 (예를 들어, TfR에 대한 것)가 1분 미만, 2분 미만, 3분 미만, 4분 미만, 5분 미만, 또는 10분 미만 내지 약 20분 또는 약 30분이다.
따라서, 본 발명은 혈액-뇌 장벽 수용체 (BBB-R)에 대한 항체들의 패널로부터 항체를 선별하는 것을 포함하는, 신경계 장애 약물을 혈액-뇌 장벽을 가로질러 수송하는데 유용한 항체를 제조하는 방법을 제공하는데, 이는 이의 BBB-R에 대한 친화도가 약 5 nM에서 또는 약 20 nM에서 또는 약 100 nM에서 약 50 μM까지 또는 약 30 μM까지 또는 약 10 μM까지 또는 약 1 μM까지 또는 약 500 mM까지의 범위이기 때문이다. 따라서, 예를 들어 스캐차드 분석 또는 BIACORE®에 의해 측정 시, 친화도는 약 5 nM 내지 약 50 μM 범위, 또는 약 20 nM 내지 약 30 μM 범위, 또는 약 30 nM 내지 약 30 μM 범위, 또는 약 50 nM 내지 약 1 μM 범위, 또는 약 100 nM 내지 약 500 nM 범위일 수 있다. 당업자가 이해할 바와 같이, 예를 들어 입체 장애로 인해 또는 심지어 1개의 결합 아암(arm)의 제거로 인해 (항체의 원래의 표적 이외의 상이한 항원에 결합하는 하나 이상의 아암으로 항체가 다중특이적이게 만들어진 경우), 이종성 분자/화합물을 항체에 접합하는 것은 종종 표적에 대한 항체의 친화도를 감소시킬 것이다. 한 실시양태에서, BACE1에 접합된 TfR에 대해 특이적인 본 발명의 저친화도 항체는 BIACORE에 의해 측정 시 TfR에 대한 Kd가 약 30 nM이었다. 또 다른 실시양태에서, BACE1에 접합된 TfR에 대해 특이적인 본 발명의 저친화도 항체는 BIACORE에 의해 측정 시 TfR에 대한 Kd가 약 600 nM이었다. 또 다른 실시양태에서, BACE1에 접합된 TfR에 대해 특이적인 본 발명의 저친화도 항체는 BIACORE에 의해 측정 시 TfR에 대한 Kd가 약 20 μM이었다. 또 다른 실시양태에서, BACE1에 접합된 TfR에 대해 특이적인 본 발명의 저친화도 항체는 BIACORE에 의해 측정 시 TfR에 대한 Kd가 약 30 μM이었다.
항체 친화도를 평가하기 위한 한 예시적인 검정은 스캐차드 분석에 의한 것이다. 예를 들어, 락토퍼옥시다제 방법 (문헌 [Bennett and Horuk, Methods in Enzymology 288 pg.134-148 (1997)])을 사용하여 관심 대상인 항-BBB-R 항체를 아이오딘화시킬 수 있다. 방사성 표지된 항-BBB-R 항체를 NAP-5 칼럼을 사용하여 겔 여과에 의해 유리 125I-Na로부터 정제하고, 이의 비활성을 측정한다. 고정된 농도의 아이오딘화 항체 및 감소되는 농도의 일련의 희석된 비표지 항체를 함유하는 50 ㎕의 경쟁 반응 혼합물을 96웰 플레이트 내에 놓는다. 일시적으로 BBB-R을 발현하는 세포를 10％ FBS, 2 mM L-글루타민 및 1× 페니실린-스트렙토마이신이 보충된 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM) (제넨테크(Genentech))로 이루어진 성장 배지에서 37℃, 5％ CO2에서 배양한다. 시그마 세포 해리 용액(Sigma Cell Dissociation Solution)을 사용하여 세포를 접시로부터 탈착시키고, 결합 완충제 (DMEM + 1％ 소 혈청 알부민, 50 mM HEPES, pH 7.2, 및 0.2％ 아지드화나트륨)로 세정한다. 세정된 세포를 50 ㎕ 경쟁 반응 혼합물을 함유하는 96웰 플레이트에 0.2 ㎖의 결합 완충제 내의 200,000개의 세포의 대략적인 밀도로 첨가한다. 세포와의 경쟁 반응에서의 비표지 항체의 최종 농도는 1000 nM에서 시작한 후, 10가지 농도에 대해 1:2 배수의 희석에 의해 감소되어 다양하고, 완충제만 있는 무첨가 샘플을 포함한다. 각각의 농도의 비표지 항체에 대한 세포와의 경쟁 반응이 삼중으로 검정된다. 세포와의 경쟁 반응물을 2시간 동안 실온에서 인큐베이션한다. 2시간 인큐베이션 후, 경쟁 반응물을 필터 플레이트로 옮기고, 결합 완충제로 4회 세정하여, 결합된 아이오딘화 항체로부터 분리시킨다. 필터를 감마 계수기로 계수하고, 문헌 [Munson and Rodbard (1980)]의 피팅(fitting) 알고리즘을 사용하여 결합 데이터를 평가하여, 항체의 결합 친화도를 결정한다.
본 발명의 조성물을 사용하는 예시적인 스캐차드 분석을 하기와 같이 수행할 수 있다. 항-TFRA를 락토퍼옥시다제 방법 (문헌 [Bennett and Horuk, Methods in Enzymology 288 pg.134-148 (1997)])을 사용하여 아이오딘화시켰다. 방사성 표지된 항-TFRA를 NAP-5 칼럼을 사용하여 겔 여과에 의해 유리 125I-Na로부터 정제하였다; 정제된 항-TFRA는 비활성이 19.82 μCi/㎍이었다. 고정된 농도의 아이오딘화 항체 및 감소되는 농도의 일련의 희석된 비표지 항체를 함유하는 50 ㎕의 경쟁 반응 혼합물을 96웰 플레이트 내에 놓았다. 일시적으로 뮤린 TfR을 발현하는 293 세포를 10％ FBS, 2 mM L-글루타민 및 1× 페니실린-스트렙토마이신이 보충된 둘베코 변형 이글 배지 (DMEM) (제넨테크)로 이루어진 성장 배지에서 37℃, 5％ CO2에서 배양하였다. 시그마 세포 해리 용액을 사용하여 세포를 접시로부터 탈착시키고, 결합 완충제 (DMEM + 1％ 소 혈청 알부민, 50 mM HEPES, pH 7.2, 및 0.2％ 아지드화나트륨)로 세정하였다. 세정된 세포를 50 ㎕ 경쟁 반응 혼합물을 함유하는 96웰 플레이트에 0.2 ㎖의 결합 완충제 내의 200,000개의 세포의 대략적인 밀도로 첨가하였다. 세포와의 각각의 경쟁 반응에서의 아이오딘화 항체의 최종 농도는 100 pM (134,000 cpm/0.25 ㎖)이었다. 세포와의 경쟁 반응에서의 비표지 항체의 최종 농도는 1000 nM에서 시작한 후, 10가지 농도에 대해 1:2 배수의 희석에 의해 감소되어 다양하였고, 완충제만 있는 무첨가 샘플을 포함하였다. 각각의 농도의 비표지 항체에 대한 세포와의 경쟁 반응이 삼중으로 검정되었다. 세포와의 경쟁 반응물을 2시간 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 2시간 인큐베이션 후, 경쟁 반응물을 밀리포어 멀티스크린(Millipore Multiscreen) 필터 플레이트로 옮기고, 결합 완충제로 4회 세정하여, 결합된 아이오딘화 항체로부터 분리시켰다. 필터를 왈락 위자드(Wallac Wizard) 1470 감마 계수기 (퍼킨엘머 라이프 앤드 애널리티컬 사이언시즈(PerkinElmer Life 및 Analytical Sciences); 매사추세츠주 월섬)로 계수하였다. 문헌 [Munson and Rodbard (1980)]의 피팅 알고리즘을 사용하여 항체의 결합 친화도를 결정하는 뉴 리간드(New Ligand) 소프트웨어 (제넨테크)를 사용하여 결합 데이터를 평가하였다.
본 발명의 조성물을 사용하는 예시적인 BIACORE® 분석을 하기와 같이 수행할 수 있다. 항-인간 Fc 키트 (비아코어 인크(BiAcore Inc.), 뉴저지주 피츠카타웨이)를 사용하여 25℃에서 BIACORE®-2000 (비아코어 인크, 뉴저지주 피츠카타웨이)을 사용하는 표면 플라즈몬 공명 검정을 사용하여 Kd가 측정되었다. 간략하게, 카르복시메틸화 덱스트란 바이오센서 칩 (CM5, 비아코어 인크)을 공급사의 지시에 따라 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)-카르보디이미드 히드로클로라이드 (EDC) 및 N-히드록시숙신이미드 (NHS)로 활성화시켰다. 항-인간 Fc 항체를 10 mM 아세트산나트륨, pH 4.0로 50 ㎍/㎖로 희석한 후, 5 ㎕/분의 유량으로 주입하여, 약 10000 반응 단위 (RU)의 커플링된 단백질이 달성되었다. 항체 주입 후, 1 M 에탄올아민을 주입하여 미반응 기를 차단하였다. 동역학 측정을 위해, HBS-P 내의 단일특이적 또는 다중특이적 항-TfR 항체 변이체를 약 220 RU에 도달하도록 주입한 후, 25℃에서 약 30 ㎕/분의 유량으로 HBS-P 내의 MuTfR-His의 2배 단계 희석물 (0.61 nM 내지 157 nM)을 주입하였다. 회합 및 해리 센서그램을 동시에 피팅함으로써 단순 일-대-일 랭뮤어(Langmuir) 결합 모델 (BIACORE® 평가 소프트웨어 버전 3.2)을 사용하여 회합 속도 (kon) 및 해리 속도 (koff)를 계산하였다. koff/kon의 비로서 평형 해리 상수 (Kd)를 계산하였다. 예를 들어, 문헌 [Chen et al., J. Mol. Biol. 293:865-881 (1999)] 참조.
또 다른 실시양태에 따르면, 항-인간 Fc 키트 (비아코어 인크, 뉴저지주 피츠카타웨이)를 사용하여 25℃에서 BIACORE®-2000 (비아코어 인크, 뉴저지주 피츠카타웨이)을 사용하는 표면 플라즈몬 공명 검정을 사용하여 Kd가 측정된다. 간략하게, 카르복시메틸화 덱스트란 바이오센서 칩 (CM5, 비아코어 인크)을 공급사의 지시에 따라 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필)-카르보디이미드 히드로클로라이드 (EDC) 및 N-히드록시숙신이미드 (NHS)로 활성화시킨다. 항-인간 Fc 항체를 10 mM 아세트산나트륨, pH 4.0로 50 ㎍/㎖로 희석한 후, 5 ㎕/분의 유량으로 주입하여, 약 10000 반응 단위 (RU)의 커플링된 단백질이 달성된다. 항체 주입 후, 1 M 에탄올아민을 주입하여 미반응 기를 차단한다. 동역학 측정을 위해, HBS-P 내의 항-BBB-R 항체 변이체를 약 220 RU에 도달하도록 주입한 후, 25℃에서 약 30 ㎕/분의 유량으로 HBS-P 내의 BBB-R-His의 2배 단계 희석물 (0.61 nM 내지 157 nM)을 주입한다. 회합 및 해리 센서그램을 동시에 피팅함으로써 단순 일-대-일 랭뮤어 결합 모델 (BIACORE® 평가 소프트웨어 버전 3.2)을 사용하여 회합 속도 (kon) 및 해리 속도 (koff)를 계산한다. koff/kon의 비로서 평형 해리 상수 (Kd)를 계산한다. 예를 들어, 문헌 [Chen et al., J. Mol. Biol. 293:865-881 (1999)] 참조.
BBB-R에 대한 하나 이상의 항체의 친화도에 대한 대리 측정은 BBB-R에 대한 공지된 BBB-R 리간드의 결합을 50％만큼 억제하는데 얼마나 많은 항체가 필요한지의 척도인 이의 절반 최대 억제 농도 (IC50)이다. 소정의 화합물에 대한 IC50을 결정하는 여러 방법이 업계에 공지되어 있다; 통상적인 접근법은 경쟁 결합 검정, 예컨대 실시예에서, 즉 도 1a와 관련하여 본원에서 기술된 것을 수행하는 것이다. 일반적으로, 높은 IC50은 더 많은 항체가 공지된 리간드의 결합을 억제하는데 요구되고, 따라서 이러한 리간드에 대한 항체의 친화도가 비교적 낮다는 것을 가리킨다. 반대로, 낮은 IC50은 더 적은 항체가 공지된 리간드의 결합을 억제하는데 요구되고, 따라서 이러한 리간드에 대한 항체의 친화도가 비교적 높다는 것을 가리킨다.
IC50을 측정하기 위한 예시적인 경쟁적 ELISA 검정은 증가되는 농도의 항-TfR 또는 항-TfR/뇌 항원 (즉, 항-TfR/BACE1, 항-TfR/A베타 등) 변이체 항체가 TfR에 결합하는 것에 대해 비오틴화 TfRA와 경쟁하는데 사용되는 것이다. 4℃에서 철야로 PBS 내의 2.5 ㎍/㎖의 정제된 뮤린 TfR 세포외 도메인으로 코팅된 맥시소프(Maxisorp) 플레이트 (넵튠(Neptune), 뉴저지주)에서 이러한 항-TfR 경쟁 ELISA가 수행되었다. 플레이트를 PBS/0.05％ 트윈(Tween) 20으로 세정하고, PBS 내의 수퍼블록(Superblock) 차단 완충제 (써모 사이언티픽(Thermo Scientific), 뉴햄프셔주 허드슨)를 사용하여 차단하였다. 각각의 개별적인 항-TfR 또는 항-TfR/뇌 항원 (즉, 항-TfR/BACE1 또는 항-TfR/A베타) (1:3 단계 희석)의 적정물을 비오틴화 항-TfRA (0.5 nM 최종 농도)와 합치고, 1시간 동안 실온에서 플레이트에 첨가하였다. 플레이트를 PBS/0.05％ 트윈 20으로 세정하고, HRP-스트렙타비딘 (서던 바이오테크(Southern Biotech), 버밍엄)을 플레이트에 첨가하고, 1시간 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 플레이트를 PBS/0.05％ 트윈 20으로 세정하고, 플레이트에 결합된 비오틴화 항-TfRA를 TMB 기질 (바이오에프엑스 래버러토리즈(BioFX Laboratories), 오윙스 밀스)을 사용하여 검출하였다.
한 실시양태에서, BBB를 가로질러 표지 및/또는 약물 또는 영상화제를 더욱 효율적으로 수송하기 위해 본원에서의 저친화도 항-BBB-R 항체가 표지 및/또는 신경계 장애 약물 또는 영상화제와 커플링된다. 이같은 커플링은 화학적 가교제에 의해 또는 융합 단백질 등을 생성시킴으로써 달성될 수 있다.
공유결합 접합은 직접적일 수 있거나 또는 링커를 통한 것일 수 있다. 특정 실시양태에서, 직접적인 접합은 단백질 융합물의 구축 (즉, BBB-R 항체 및 신경계 장애 약물을 코딩하는 2개의 유전자의 유전자 융합 및 단일 단백질로서의 발현)에 의한 것이다. 특정 실시양태에서, 직접적인 접합은 항-BBB-R 항체의 두 부분 중 하나 상의 반응성 기와 신경계 약물 상의 상응하는 기 또는 수용기 사이의 공유 결합 형성에 의한 것이다. 특정 실시양태에서, 직접적인 접합은 접합될 2개의 분자 중 하나가 적합한 조건 하에 접합될 다른 분자에 대한 공유결합 부착을 형성하는 반응성 기 (비제한적인 예로서, 술프히드릴 기 또는 카르복실 기)를 포함하도록 변형되는 것 (즉, 유전자 변형)에 의한 것이다. 한 비제한적인 예로서, 원하는 반응성 기 (즉, 시스테인 잔기)가 있는 분자 (즉, 아미노산)가 예를 들어 항-BBB-R 항체 내로 도입될 수 있고, 신경계 약물과 디술피드 결합이 형성될 수 있다. 핵산을 단백질에 공유결합으로 접합시키는 방법이 또한 업계에 공지되어 있다 (즉, 광가교; 예를 들어, 문헌 [Zatsepin et al. Russ. Chem. Rev. 74: 77-95 (2005)] 참조). 비-공유결합 접합은, 당업자가 쉽게 이해할 바와 같이, 소수성 결합, 이온 결합, 정전기 상호작용 등을 포함하는 임의의 비-공유결합 부착 수단에 의한 것일 수 있다. 다양한 링커를 사용하여 접합이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 항-BBB-R 항체 및 신경계 약물이 다양한 2관능성 단백질 커플링제 예컨대 대 N-숙신이미딜-3-(2-피리딜디티오) 프로피오네이트 (SPDP), 숙신이미딜-4-(N-말레이미도메틸) 시클로헥산-1-카르복실레이트 (SMCC), 이미노티올란 (IT), 이미도에스테르의 2관능성 유도체 (예컨대 디메틸 아디피미데이트 HCl), 활성 에스테르 (예컨대 디숙신이미딜 수베레이트), 알데히드 (예컨대 글루타르알데히드), 비스-아지도 화합물 (예컨대 비스 (p-아지도벤조일) 헥산디아민), 비스-디아조늄 유도체 (예컨대 비스-(p-디아조늄벤조일-에틸렌디아민), 디이소시아네이트 (예컨대 톨루엔 2,6-디이소시아네이트), 및 비스-활성 플루오린 화합물 (예컨대 1,5-디플루오로-2,4-디니트로벤젠)을 사용하여 접합될 수 있다. 펩티드 결합에 의해 연결된 1개 내지 20개의 아미노산으로 구성된 펩티드 링커가 또한 사용될 수 있다. 특정한 이같은 실시양태에서, 20개의 천연 발생 아미노산으로부터 아미노산이 선택된다. 특정한 다른 이같은 실시양태에서, 글리신, 알라닌, 프롤린, 아스파라긴, 글루타민 및 리신으로부터 아미노산 중 하나 이상이 선택된다. 링커는 뇌로의 전달 시 신경계 약물의 방출을 용이하게 하는 "절단성 링커"일 수 있다. 예를 들어, 산-불안정 링커, 펩티다제(peptidase)-감수성 링커, 광-불안정 링커, 디메틸 링커 또는 디술피드-함유 링커 (문헌 [Chari et al., Cancer Res. 52:127-131 (1992)]; 미국 특허 번호 5,208,020)가 사용될 수 있다.
본원에서의 발명은 시판되는 BMPS, EMCS, GMBS, HBVS, LC-SMCC, MBS, MPBH, SBAP, SIA, SIAB, SMCC, SMPB, SMPH, 술포-EMCS, 술포-GMBS, 술포-KMUS, 술포-MBS, 술포-SIAB, 술포-SMCC, 및 술포-SMPB 및 SVSB (숙신이미딜-(4-비닐술폰)벤조에이트) (예를 들어, 미국 일리노이주 록포드의 피어스 바이오테크놀러지 인크(Pierce Biotechnology, Inc.)로부터 시판됨)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 가교제 시약으로 제조된 접합체를 특별히 구상하지만, 이에 한정되지는 않는다.
신경병증 장애에 대해, 마약성/오피오이드 진통제 (즉, 모르핀, 펜타닐, 히드로코돈, 메페리딘, 메타돈, 옥시모르폰, 펜타조신, 프로폭시펜, 트라마돌, 코데인 및 옥시코돈), 비-스테로이드성 항염증 약물 (NSAID) (즉, 이부프로펜, 나프록센, 디클로페낙, 디플루니살, 에토돌락, 페노프로펜, 플루르비프로펜, 인도메타신, 케토롤락, 메페남산, 멜록시캄, 나부메톤, 옥사프로진, 피록시캄, 술린닥, 및 톨메틴), 코티코스테로이드 (즉, 코르티손, 프레드니손, 프레드니솔론, 덱사메타손, 메틸프레드니솔론 및 트리암시놀론), 항-편두통제 (즉, 수마트립틴, 알모트립탄, 프로바트립탄, 수마트립탄, 리자트립탄, 엘레트립탄, 졸미트립탄, 디히드로에르고타민, 엘레트립탄 및 에르고타민), 아세트아미노펜, 살리실레이트 (즉, 아스피린, 콜린 살리실레이트, 마그네슘 살리실레이트, 디플루니살, 및 살살레이트), 항-경련제 (즉, 카르바마제핀, 클로나제팜, 가바펜틴, 라모트리긴, 프레가발린, 트리아가빈, 및 토피라메이트), 마취제 (즉, 이소플루란, 트리클로로에틸렌, 할로탄, 세보플루란, 벤조카인, 클로로프로카인, 코카인, 시클로메티카인, 디메토카인, 프로폭시카인, 프로카인, 노보카인, 프로파라카인, 테트라카인, 아르티카인, 부피바카인, 카르티카인, 신코카인, 에티도카인, 레보부피바카인, 리도카인, 메피바카인, 피페로카인, 프릴로카인, 로피바카인, 트리메카인, 삭시톡신 및 테트로도톡신), 및 cox-2-억제제 (즉, 셀레콕시브, 로페콕시브, 및 발데콕시브)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 진통제인 신경계 약물이 선택될 수 있다. 현기증을 동반한 신경병증 장애에 대해, 메클리진, 디펜히드라민, 프로메타진 및 디아제팜을 포함하지만 이에 한정되지 않는 항-현기증제인 신경계 약물이 선택될 수 있다. 오심을 동반하는 신경병증 장애에 대해, 프로메타진, 클로르프로마진, 프로클로르페라진, 트리메토벤즈아미드, 및 메토클로프라미드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 항-오심제인 신경계 약물이 선택될 수 있다. 신경변성 질환에 대해, 성장 호르몬 또는 신경영양 인자인 신경계 약물이 선택될 수 있고; 이의 예는 뇌-유래 신경영양 인자 (BDNF), 신경 성장 인자 (NGF), 뉴로트로핀-4/5, 섬유모세포 성장 인자 (FGF)-2 및 기타 FGF, 뉴로트로핀 (NT)-3, 에리트로포이에틴 (EPO), 간세포 성장 인자 (HGF), 표피 성장 인자 (EGF), 형질전환 성장 인자 (TGF)-알파, TGF-베타, 혈관 내피 성장 인자 (VEGF), 인터류킨-1 수용체 길항제 (IL-1ra), 섬모 신경영양 인자 (CNTF), 신경교세포-유래 신경영양 인자 (GDNF), 뉴르투린, 혈소판-유래 성장 인자 (PDGF), 헤레굴린, 뉴레굴린, 아르테민, 페르세핀, 인터류킨, 신경교 세포주-유래 신경영양 인자 (GFR), 과립구-콜로니 자극 인자 (CSF), 과립구-대식세포-CSF, 네트린, 카디오트로핀-1, 헤지호그(hedgehog), 백혈병 억제 인자 (LIF), 미드킨, 플레이오트로핀, 뼈 형태형성 단백질 (BMP), 네트린, 사포신, 세마포린, 및 줄기 세포 인자 (SCF)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
암에 대해, 화학요법제인 신경계 약물이 선택될 수 있다. 화학요법제의 예는 알킬화제 예컨대 티오테파 및 시톡산(CYTOXAN)® 시클로포스파미드; 알킬 술포네이트 예컨대 부술판, 임프로술판 및 피포술판; 아지리딘 예컨대 벤조도파, 카르보쿠온, 메트우레도파 및 우레도파; 알트레타민, 트리에틸렌멜라민, 트리에틸렌포스포르아미드, 트리에틸렌티오포스포르아미드 및 트리메틸올로멜라민을 포함하는 에틸렌이민 및 메틸아멜라민; 아세토게닌 (특히 불라타신 및 불라타시논); 델타-9-테트라히드로칸나비놀 (드로나비놀, 마리놀(MARINOL)®); 베타-라파콘; 라파콜; 콜히친; 베툴린산; 캄프토테신 (합성 유사체 토포테칸 (히캄틴(HYCAMTIN)®), CPT-11 (이리노테칸, 캄프토사르(CAMPTOSAR)®), 아세틸캄프토테신, 스코폴렉틴 및 9-아미노캄프토테신을 포함함); 브리오스타틴; 칼리스타틴; CC-1065 (이의 아도젤레신, 카르제레신 및 비제레신 합성 유사체 포함); 포도필로톡신; 포도필린산; 테니포시드; 크립토파이신 (특히 크립토파이신 1 및 크립토파이신 8); 돌라스타틴; 듀오카르마이신 (합성 유사체인 KW-2189 및 CB1-TM1 포함); 엘류테로빈; 판크라티스타틴; 사르코딕타이인; 스폰기스타틴; 질소 머스타드 예컨대 클로람부실, 클로나파진, 클로로포스파미드, 에스트라무스틴, 이포스파미드, 메클로레타민, 메클로레틸아민 옥시드 히드로클로라이드, 멜파란, 노벤비친, 페네스테린, 프레드니무스틴, 트로포스파미드, 우라실 머스타드; 니트로스우레아 예컨대 카르무스틴, 클로로조토신, 포테무스틴, 로무스틴, 니무스틴 및 라니무스틴; 항생제 예컨대 엔다이인 항생제 (예를 들어, 칼리키아마이신, 특히 칼리키아마이신 감마1I 및 칼리키아마이신 오메가I1 (예를 들어, 문헌 [Agnew, Chem Intl. Ed. Engl., 33: 183-186 (1994)] 참조); 다인마이신 A가 포함되는 다인마이신; 에스페라마이신; 뿐만 아니라 네오카르지노스타틴 발색단 및 관련 색소단백질 엔다이인 항생제 발색단, 아클라시노마이신, 악티노마이신, 오트라마이신, 아자세린, 블레오마이신, 칵티노마이신, 카라비신, 카르미노마이신, 카르지노필린, 크로모마이신, 닥티노마이신, 다우노루비신, 데토루비신, 6-디아조-5-옥소-L-노르류신, 아드리아마이신(ADRIAMYCIN)® 독소루비신 (모르폴리노-독소루비신, 시아노모르폴리노-독소루비신, 2-피롤리노-독소루비신 및 데옥시독소루비신 포함), 에피루비신, 에소루비신, 이다루비신, 마르셀로마이신, 미토마이신 예컨대 미토마이신 C, 미코페놀산, 노갈라마이신, 올리보마이신, 페플로마이신, 포트피로마이신, 푸로마이신, 쿠엘라마이신, 로도루비신, 스트렙토니그린, 스트렙토조신, 투베르시딘, 우베니멕스, 지노스타틴, 조루비신; 항-대사산물 예컨대 메토트렉세이트 및 5-플루로우라실 (5-FU); 엽산 유사체 예컨대 데노프테린, 메토트렉세이트, 프테로프테린, 트리메트렉세이트; 퓨린 유사체 예컨대 플루다라빈, 6-메르캅토퓨린, 티아미프린, 티오구아닌; 피리미딘 유사체 예컨대 안시타빈, 아자시티딘, 6-아자우리딘, 카르모푸르, 시타라빈, 디데옥시유리딘, 독시플루리딘, 에노시타빈, 플록스유리딘; 안드로겐 예컨대 칼루스테론, 드로모스타놀론 프로피오네이트, 에피티오스타놀, 메피티오스탄, 테스토락톤; 항-부신제 예컨대 아미노글루테치미드, 미토탄, 트릴로스탄; 엽산 보충제 예컨대 프롤린산; 아세글라톤; 알도포스파미드 글리코시드; 아미노레불린산; 에닐우라실; 암사크린; 베스트라부실; 비산트렌; 에다트락세이트; 데포파민; 데메콜신; 디아지쿠온; 엘포르니틴; 엘립티늄 아세테이트; 에포틸론; 에토글루시드; 질산갈륨; 히드록시우레아; 렌티난; 로니다이닌; 메이탄시노이드, 예컨대 메이탄신 및 안사미토신; 미토구아존; 미톡산트론; 모피다몰; 니트라에린; 펜토스타틴; 페나메트; 피라루비신; 로속산트론; 2-에틸히드라지드; 프로카르바진; PSK® 다당류 복합체 (JHS 내츄럴 프로덕츠(JHS Natural Products), 미국 오리건주 유진); 라족산; 리족신; 시조피란; 스피로게르마늄; 테누아존산; 트리아지쿠온; 2,2',2"-트리클로로트리에틸아민; 트리코테센 (특히 T-2 독소, 베라쿠린 A, 로리딘 A 및 안귀딘); 우레탄; 빈데신 (엘디신(ELDISINE)®, 필데신(FILDESIN)®); 다카르바진; 만노무스틴; 미토브로니톨; 미토락톨; 피포브로만; 가시토신; 아라비노시드 ("Ara-C"); 티오테파; 탁소이드, 예를 들어 탁솔(TAXOL)® 파클리탁셀 (브리스톨-마이어스 스퀴브 온콜로지(Bristol-Myers Squibb Oncology), 뉴저지주 프린스톤), 파클리탁셀의 크레모포르-프리(Cremophor-free) 알부민-조작 나노입자 제제인 아브락산(ABRAXANE)™ (아메리칸 파마슈티칼 파트너즈(American Pharmaceutical Partners), 일리노이주 샴버그) 및 탁소테레(TAXOTERE)® 도세탁셀 (롱-쁠랑 로러(Rhone-Poulenc Rorer), 프랑스 안토니); 클로람부실; 겜시타빈 (겜자르(GEMZAR)®); 6-티오구아닌; 메르캅토퓨린; 메토트렉세이트; 백금 유사체 예컨대 시스플라틴 및 카르보플라틴; 빈블라스틴 (벨반(VELBAN)®); 백금; 에토포시드 (VP-16); 이포스파미드; 미톡산트론; 빈크리스틴 (온코빈(ONCOVIN)®); 옥살리플라틴; 류코보빈; 비노렐빈 (나벨빈(NAVELBINE)®); 노반트론; 에다트렉세이트; 다우노마이신; 아미노프테린; 이반드로네이트; 토포아이소머라제(topoisomerase) 억제제 RFS 2000; 디플루오로메틸오르니틴 (DMFO); 레티노이드 예컨대 레티노산; 카페시타빈 (젤로다(XELODA)®); 상기 중 임의의 것의 제약상 허용되는 염, 산 또는 유도체; 뿐만 아니라 상기 중 2개 이상의 조합물 예컨대 시클로포스파미드, 독소루비신, 빈크리스틴 및 프레드니솔론의 조합 요법에 대한 약어인 CHOP, 및 5-FU 및 류코보빈과 조합된 옥살리플라틴 (엘록사틴(ELOXATIN)™)으로의 치료 체계에 대한 약어인 FOLFOX를 포함한다.
화학요법제의 이러한 정의에는 암 성장을 촉진할 수 있는 호르몬의 효과를 조절하거나, 저하시키거나, 차단하거나 또는 억제하는 작용을 하고, 종종 전신 또는 온몸 치료 형태인 항호르몬제가 또한 포함된다. 이는 호르몬 자체일 수 있다. 예로는 타목시펜 (놀바덱스(NOLVADEX)® 타목시펜 포함), 에비스타(EVISTA)® 랄록시펜, 드롤록시펜, 4-히드록시타목시펜, 트리옥시펜, 케옥시펜, LY117018, 오나프리스톤, 및 파레스톤(FARESTON)® 토레미펜이 예를 들어 포함되는, 항-에스트로겐 및 선택적인 에스트로겐 수용체 조절인자 (SERM); 항-프로게스테론; 에스트로겐 수용체 하향-조절제 (ERD); 난소를 억제하거나 정지시키는 작용제, 예를 들어 황체화 호르몬-방출 호르몬 (LHRH) 작동제 예컨대 루프론(LUPRON)® 및 엘리가르드(ELIGARD)® 류프롤라이드 아세테이트, 고세렐린 아세테이트, 부세렐린 아세테이트 및 트립테렐린; 기타 항-안드로겐, 예컨대 플루타미드, 닐루타미드 및 비칼루타미드; 및 부신에서 에스트로겐 생산을 조절하는 아로마타제(aromatase) 효소를 억제하는 아로마타제 억제제, 예컨대 4(5)-이미다졸, 아미노글루테티미드, 메게이스(MEGASE)® 메게스트롤 아세테이트, 아로마신(AROMASIN)® 엑세메스탄, 포르메스탄, 파드로졸, 리비소르(RIVISOR)® 보로졸, 페마라(FEMARA)® 레트로졸, 및 아리미덱스(ARIMIDEX)® 아나스트로졸이 포함된다. 또한, 화학요법제의 이같은 정의는 비스포스포네이트 예컨대 클로드로네이트 (예를 들어, 보네포스(BONEFOS)® 또는 오스탁(OSTAC)®), 디드로칼(DIDROCAL)® 에티드로네이트, NE-58095, 조메타(ZOMETA)® 졸레드론산/졸레드로네이트, 포사맥스(FOSAMAX)® 알렌드로네이트, 아레디아(AREDIA)® 팔미드로네이트, 스켈리드(SKELID)® 틸루드로네이트, 또는 악토넬(ACTONEL)® 리세드로네이트; 뿐만 아니라 트록사시타빈 (1,3-디옥솔란 뉴클레오시드 시토신 유사체); 안티센스 올리고뉴클레오티드, 특히 비정상적인 세포 증식에 관련된 신호 전달 경로 내의 유전자, 예컨대, PKC-알파, Raf, H-Ras 및 표피 성장 인자 수용체 (EGF-R)의 발현을 억제하는 것; 백신 예컨대 테라토프(THERATOPE)® 백신 및 유전자 요법 백신, 예를 들어 알로벡틴(ALLOVECTIN)® 백신, 류벡틴(LEUVECTIN)® 백신, 및 박시드(VAXID)® 백신; 루르토테칸(LURTOTECAN)® 토포아이소머라제 1 억제제; 아바렐릭스(ABARELIX)® rmRH; 라파티닙 디토실레이트 (GW572016으로 또한 공지된, ErbB-2 및 EGFR 이중 티로신 키나제 소형 분자 억제제); 및 상기 중 임의의 것의 제약상 허용되는 염, 산 또는 유도체를 포함한다.
암 치료 또는 예방을 위한 신경계 약물로서 선택될 수 있는 화합물의 또다른 군은 항암 이뮤노글로불린 (트라스투주맙, 퍼투주맙, 베바시주맙, 알렘툭수주맙, 세툭시맙, 겜투주맙, 오조가마이신, 이브리투모맙 티욱세탄, 파나투투맙 및 리툭시맙을 포함하지만, 이에 한정되지 않음)이다. 일부 경우에, 토시투모맙 + 131I 방사성 표지, 또는 트라스투주맙 엠타신을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 독성 표지 또는 접합체와 접합된 항체가 원하는 세포 (즉, 암 세포)를 표적화하고 사멸시키는데 사용될 수 있다.
안 질환 또는 장애에 대해, 항-혈관형성 안과용 작용제 (즉, 베바시주맙, 라니비주맙 및 페갑타닙), 안과용 녹내장 작용제 (즉, 카르바콜, 에피네프린, 데메카륨 브로마이드, 아프라클로니딘, 브리모니딘, 브린졸라미드, 레보부놀롤, 티몰롤, 베탁솔롤, 도르졸라미드, 비마토프로스트, 카르테올롤, 메티프라놀롤, 디피베프린, 트라보프로스트 및 라타노프로스트), 탄산 탈수효소 억제제 (즉, 메타졸라미드 및 아세타졸라미드), 안과용 항히스타민제 (즉, 나파졸린, 페닐에프린 및 테트라히드로졸린), 눈 윤활제, 안과용 스테로이드 (즉, 플루오로메톨론, 프레드니솔론, 로테프레드놀, 덱사메타손, 디플루프레드네이트, 리멕솔론, 플로오시놀론, 메드리손 및 트리암시놀론), 안과용 마취제 (즉, 리도카인, 프로파라카인 및 테트라카인), 안과용 항감염제 (즉, 레보플록사신, 가티플록사신, 시프로플록사신, 목시플록사진, 클로람페니콜, 바시트라신/폴리믹신 b, 술파세타미드, 토브라마이신, 아지트로마이신, 베시플록사신, 노르플록사신, 술피속사졸, 겐타마이신, 이독수리딘, 에리트로마이신, 나타마이신, 그라미시딘, 네오마이신, 오플록사신, 트리플루리딘, 강시클로버, 비다라빈), 안과용 항염증제 (즉, 네파페낙, 케토롤락, 플루르비프로펜, 수프로펜, 시클로스포린, 트리암시놀론, 디클로페낙 및 브롬페낙), 및 안과용 항히스타민제 또는 충혈제거제 (즉, 케토티펜, 올로파타딘, 에피나스틴, 나파졸린, 크로몰린, 테트라히드로졸린, 페미롤라스트, 베포타스틴, 나파졸린, 페닐에프린, 네도크로밀, 로독사미드, 페닐에프린, 에메다스틴 및 아젤라스틴)인 신경계 약물이 선택될 수 있다.
발작 장애에 대해, 바르비투레이트 항경련제 (즉, 프리미돈, 메타르비탈, 메포바르비탈, 알로바르비탈, 아모바르비탈, 아프로바르비탈, 알페날, 바르비탈, 브랄로바르비탈 및 페노바르비탈), 벤조디아제핀 항경련제 (즉, 디아제팜, 클로나제팜, 및 로라제팜), 카르바메이트 항경련제 (즉, 펠바메이트), 탄산 탈수효소 억제제 항경련제 (즉, 아세타졸라미드, 토피라메이트 및 조니사미드), 디벤자제핀 항경련제 (즉, 루피나미드, 카르바마제핀, 및 옥스카르바제핀), 지방산 유도체 항경련제 (즉, 디발프로엑스 및 발프로산), 감마-아미노부티르산 유사체 (즉, 프레가발린, 가바펜틴 및 비가바트린), 감마-아미노부티르산 재흡수 억제제 (즉, 트리아가빈), 감마-아미노부티르산 트랜스아미나제 억제제 (즉, 비가바트린), 히단토인 항경련제 (즉, 페니토인, 에토토인, 포스페니토인 및 메페니토인), 다양한 항경련제 (즉, 라코사미드 및 황산마그네슘), 프로게스틴 (즉, 프로게스테론), 옥사졸리딘디온 항경련제 (즉, 파라메타디온 및 트리메타디온), 피롤리딘 항경련제 (즉, 레베티라세탐), 숙신이미드 항경련제 (즉, 에토숙시미드 및 메토숙시미드), 트리아진 항경련제 (즉, 라모트리긴), 및 요소 항경련제 (즉, 페나세미드 및 페네투리드)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 항경련제 또는 항간질제인 신경계 약물이 선택될 수 있다.
리소솜 축적 질환에 대해, 질환에서 손상된 효소 자체이거나 또는 다른 방식으로 이의 활성을 모방하는 신경계 약물이 선택될 수 있다. 리소솜 축적 장애의 치료를 위한 예시적인 재조합 효소의 예는 예를 들어 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0142141에 기재된 것들 (즉, 알파-L-이두로니다제(iduronidase), 이두로네이트-2-술파타제(sulphatase), N-술파타제, 알파-N-아세틸글루코사미니다제(acetylglucosaminidase), N-아세틸-갈락토사민-6-술파타제, 베타-갈락토시다제(galactosidase), 아릴술파타제(arylsulphatase) B, 베타-글루쿠로니다제(glucuronidase), 산 알파-글루코시다제(glucosidase), 글루코세레브로시다제(glucocerebrosidase), 알파-갈락토시다제 A, 헥소사미니다제(hexosaminidase) A, 산 스핑고미엘리나제(sphingomyelinase), 베타-갈락토세레브로시다제(galactocerebrosidase), 베타-갈락토시다제, 아릴술파타제(arylsulfatase) A, 산 세라미다제(ceramidase), 아스파르토아실라제(aspartoacylase), 팔미토일-단백질 티오에스테라제(thioesterase) 1 및 트리펩티딜 아미노 펩티다제 1)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
아밀로이드증에 대해, 베타 세크레타제, 타우, 프레세닐린, 아밀로이드 전구체 단백질 또는 이의 일부분, 아밀로이드 베타 펩티드 또는 이의 올리고머 또는 피브릴, 사멸 수용체 6 (DR6), 고도 당화 최종 생성물에 대한 수용체 (RAGE), 파르킨, 및 헌팅틴으로부터 선택된 표적에 특이적으로 결합하는 항체 또는 기타 결합 분자 (소형 분자, 펩티드, 압타머, 또는 기타 단백질 결합제를 포함하지만 이에 한정되지 않음); 콜린에스테라제(cholinesterase) 억제제 (즉, 갈란타민, 도네페질, 리바스티그민 및 타크린); NMDA 수용체 길항제 (즉, 메만틴), 모노아민 제거제 (즉, 테트라베나진); 에르골로이드 메실레이트; 항콜린작용성 항파킨슨제 (즉, 프로시클리딘, 디펜히드라민, 트리헥실페니딜, 벤즈트로핀, 비페리덴 및 트리헥시페니딜); 도파민작용성 항파킨슨제 (즉, 엔타카폰, 셀레길린, 프라미펙솔, 브로모크립틴, 로티고틴, 셀레길린, 로피니롤, 라사길린, 아포모르핀, 카르비도파, 레보도파, 페르골리드, 톨카폰 및 아만타딘); 테트라베나진; 항염증제 (비-스테로이드성 항염증 약물 (즉, 인도메티신 및 상기 열거된 기타 화합물)을 포함하지만 이에 한정되지 않음); 호르몬 (즉, 에스트로겐, 프로게스테론 및 류프롤라이드); 비타민 (즉, 폴레이트 및 니코틴아미드); 디메볼린; 호모타우린 (즉, 3-아미노프로판술폰산; 3APS); 세로토닌 수용체 활성 조절인자 (즉, 잘리프로덴); 인터페론, 및 글루코코르티코이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 신경계 약물이 선택될 수 있다.
바이러스 또는 미생물 질환에 대해, 항바이러스 화합물 (아다만탄 항바이러스제 (즉, 리만타딘 및 아만타딘), 항바이러스 인터페론 (즉, peg인터페론 알파-2b), 케모카인 수용체 길항제 (즉, 마라비록), 인테그라제(integrase) 가닥 전달 억제제 (즉, 랄테그라버), 뉴라미니다제(neuraminidase) 억제제 (즉, 오셀타미버 및 자나미버), 비-뉴클레오시드 역전사효소 억제제 (즉, 에파비렌즈, 에트라비린, 델라비르딘 및 네비라핀), 뉴클레오시드 역전사효소 억제제 (테노포버, 아바카버, 라미부딘, 지도부딘, 스타부딘, 엔테카버, 엠트리시타빈, 아데포버, 잘시타빈, 텔비부딘 및 디다노신), 프로테아제 억제제 (즉, 다루나버, 아타자나버, 포삼프레나버, 티프라나버, 리토나버, 넬피나버, 암프레나버, 인디나버 및 사퀴나버), 퓨린 뉴클레오시드 (즉, 발라시클로버, 팜시클로버, 아시클로버, 리파비린, 강시클로버, 발강시클로버 및 시도포버), 및 다양한 항바이러스제 (즉, 엔푸버타이드, 포스카르네트, 팔리비주맙 및 포미비어센)를 포함하지만 이에 한정되지 않음), 항생제 (아미노페니실린 (즉, 아목시실린, 암피실린, 옥사실린, 나프실린, 클록사실린, 디클록사실린, 플루콕사실린, 테모실린, 아즐로실린, 카르베니실린, 티카르실린, 메즐로실린, 피페라실린 및 바캄피실린), 세팔로스포린 (즉, 세파졸린, 세팔렉신, 세팔로틴, 세파만돌, 세프트리악손, 세포탁심, 세프포독심, 세프타지딤, 세파드록실, 세프라딘, 로라카르베프, 세포테탄, 세푸록심, 세프프로질, 세파클로르, 및 세폭시틴), 카르바페넴/페넴 (즉, 이미페넴, 메로페넴, 에르타페넴, 파로페넴 및 도리페넴), 모노박탐 (즉, 아즈트레오남, 티게모남, 노르카르디신 A 및 탑톡시닌-베타-락탐, 또 다른 베타-락탐 항생제와 조합된 베타-락타마제(lactamase) 억제제 (즉, 클라불란산, 타조박탐 및 술박탐), 아미노글리코시드 (즉, 아미카신, 겐타마이신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신, 및 파로모마이신), 안사마이신 (즉, 겔다나마이신 및 허비마이신), 카르바세펨 (즉, 로라카르베프), 당펩티드 (즉, 테이코플라닌 및 반코마이신), 매크롤라이드 (즉, 아지트로마이신, 클라리트로마이신, 디리트로마이신, 에리트로마이신, 록시트로마이신, 트롤레안도마이신, 텔리트로마이신 및 스펙티노마이신), 모노박탐 (즉, 아즈트레오남), 퀴놀론 (즉, 시프로플록사신, 에녹사신, 가티플록사신, 레보플록사신, 로메플록사신, 목시플록사신, 노르플록사신, 오플록사신, 트로바플록사신, 그레파플록사신, 스파르플록사신 및 테마플록사신), 술폰아미드 (즉, 마페니드, 술폰아미도크리소이딘, 술파세타미드, 술파디아진, 술파메티졸, 술파닐아미드, 술파살라진, 술피속사졸, 트리메토프림, 트리메토프림 및 술파메톡사졸), 테트라사이클린 (즉, 테트라사이클린, 데메클로사이클린, 독시사이클린, 미노사이클린 및 옥시테트라사이클린), 항신생물 또는 세포독성 항생제 (즉, 독소루비신, 미톡산트론, 블레오마이신, 다우노루비신, 닥티노마이신, 에피루비신, 이다루비신, 플리카마이신, 미토마이신, 펜토스타틴 및 발루비신) 및 다양한 항균 화합물 (즉, 바시트라신, 콜리스틴 및 폴리믹신 B)를 포함하지만 이에 한정되지 않음), 항진균제 (즉, 메트로니다졸, 니타족사니드, 이미다졸, 클로로퀸, 요오도퀴놀 및 파로모마이신), 및 구충제 (퀴닌, 클로로퀸, 아모디아퀸, 피리메타민, 술파독신, 프로구아닐, 메플로퀸, 아토바쿠온, 프리마퀸, 아르테메시닌, 할로판트린, 독시사이클린, 클린다마이신, 메벤다졸, 피란텔 파모에이트, 티아벤다졸, 디에틸카르바마진, 이베르멕틴, 리팜핀, 암포테리신 B, 멜라르소프롤, 에포르니틴 및 알벤다졸을 포함하지만 이에 한정되지 않음)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 신경계 약물이 선택될 수 있다.
허혈에 대해, 혈전용해제 (즉, 유로키나제(urokinase), 알테플라제(alteplase), 레테플라제(reteplase) 및 테넥테플라제(tenecteplase)), 혈소판 응집 억제제 (즉, 아스피린, 실로스타졸, 클로피도그렐, 프라수그렐 및 디피리다몰), 스타틴 (즉, 로바스타틴, 프라바스타틴, 플루바스타틴, 로수바스타틴, 아토르바스타틴, 심바스타틴, 세리바스타틴 및 피타바스타틴), 및 혈압 의약이 예를 들어 포함되는 혈류 또는 혈관 유연성을 개선하는 화합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는 신경계 약물이 선택될 수 있다.
행동 장애에 대해, 비정형적인 항정신병제 (즉, 리스페리돈, 올란자핀, 아프리피프라졸, 퀘티아핀, 팔리페리돈, 아세나핀, 클로자핀, 일로페리돈 및 지프라시돈), 페노티아진 항정신병제 (즉, 프로클로르페라진, 클로르프로마진, 플루페나진, 페르페나진, 트리플루오페라진, 티오리다진 및 메소리다진), 티옥산텐 (즉, 티오틱센), 다양한 항정신병제 (즉, 피모지드, 리튬, 몰린돈, 할로페리돌 및 록사핀), 선택적인 세로토닌 재흡수 억제제 (즉, 시탈로프람, 에스시탈로프람, 파록세틴, 플루옥세틴 및 세르트랄린), 세로토닌-노르에피레프린 재흡수 억제제 (즉, 둘록세틴, 벤라팍신, 데스벤라팍신, 삼환식 항우울제 (즉, 독세핀, 클로미프라민, 아목사핀, 노르트립틸린, 아미트립틸린, 트리미프라민, 이미프라민, 프로트립틸린 및 데시프라민), 사환식 항우울제 (즉, 미르타자핀 및 마프로틸린), 페닐피페라진 항우울제 (즉, 트라조돈 및 네파조돈), 모노아민 옥시다제(oxidase) 억제제 (즉, 이소카르복사지드, 페넬진, 셀레길린 및 트라닐시프로민), 벤조디아제핀 (즉, 알프라졸람, 에스타졸람, 플루라젭탐, 클로나제팜, 로라제팜 및 디아제팜), 노르에피레프린-도파민 재흡수 억제제 (즉, 부프로피온), CNS 자극제 (즉, 펜테르민, 디에틸프로피온, 메탐페타민, 덱스트로암페타민, 암페타민, 메틸페니데이트, 덱스메틸페니데이트, 리스덱스암페타민, 모다피닐, 페몰린, 펜디메트라진, 벤즈페타민, 펜디메트라진, 아르모다피닐, 디에틸프로피온, 카페인, 아토목세틴, 독사프람, 및 마진돌), 항불안제/진정제/수면제 (바르비투레이트 (즉, 세코바르비탈, 페노바르비탈 및 메포바르비탈), 벤조디아제핀 (상기 기술된 바와 같음), 및 다양한 항불안제/진정제/수면제 (즉, 디펜히드라민, 소듐 옥시베이트, 잘레플론, 히드록시진, 클로랄 히드레이트, 아올피뎀, 부스피론, 독세핀, 에스조피클론, 라멜테온, 메프로바메이트 및 에트클로르비놀)를 포함하지만 이에 한정되지 않음), 세크레틴 (예를 들어, 문헌 [Ratliff-Schaub et al. Autism 9: 256-265 (2005)] 참조), 오피오이드 펩티드 (예를 들어, 문헌 [Cowen et al., J. Neurochem. 89:273-285 (2004)] 참조), 및 신경펩티드 (예를 들어, 문헌 [Hethwa et al. Am. J. Physiol. 289: E301-305 (2005)] 참조)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 행동-변형 화합물로부터 신경계 약물이 선택될 수 있다.
CNS 염증에 대해, 염증 자체를 다루는 신경계 약물 (즉, 비-스테로이드성 항염증제 예컨대 이부프로펜 또는 나프록센), 또는 염증의 기저 원인을 치료하는 것 (즉, 항바이러스제 또는 항암제)이 선택될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 다중특이적 항체 (예를 들어 이중특이적 항체)를 생성시키는 것에 의해 "커플링"이 달성된다. 다중특이적 항체는 2개 이상의 상이한 항원 또는 에피토프에 대한 결합 특이성이 있는 모노클로날 항체이다. 한 실시양태에서, 다중특이적 항체는 BBB-R에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원, 예컨대 베타-세크레타제 1 (BACE1) 또는 A베타, 및 본원에서 개시된 기타 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함한다.
이같은 다중특이적/이중특이적 항체가 결합하는 예시적인 뇌 항원은 BACE1이고, 이에 결합하는 예시적인 항체는 본원의 도 9a-b의 YW412.8.31 항체이다.
또 다른 실시양태에서, 뇌 항원은 A베타이고, 예시적인 이같은 항체가 본원에 명확하게 참조로 포함된 WO2007068412, WO2008011348, WO20080156622, 및 WO2008156621에 기술되어 있으며, IgG4 MABT5102A 항체를 포함하는 예시적인 A베타 항원은 각각 도 11a 및 11b의 중쇄 및 경쇄 아미노산 서열을 포함한다.
다중특이적 항체를 제조하는 기술은 상이한 특이성을 지니는 2개의 이뮤노글로불린 중쇄-경쇄 쌍의 재조합 공동-발현 (문헌 [Milstein and Cuello, Nature 305: 537 (1983)], WO 93/08829, 및 문헌 [Traunecker et al., EMBO J. 10: 3655 (1991)] 참조), 및 "놉-인-홀(knob-in-hole)" 조작 (예를 들어, 미국 특허 번호 5,731,168 참조)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 항체 Fc-이종이량체성 분자를 제조하기 위해 정전기 조종(electrostatic steering) 효과를 조작하는 것 (WO 2009/089004A1); 2개 이상의 항체 또는 단편을 가교시키는 것 (예를 들어, 미국 특허 번호 4,676,980, 및 문헌 [Brennan et al., Science, 229: 81 (1985)] 참조); 류신 지퍼를 사용하여 이중특이적 항체를 생산하는 것 (예를 들어, 문헌 [Kostelny et al., J. Immunol., 148(5):1547-1553 (1992)] 참조); 이중특이적 항체 단편을 제조하기 위해 "디아바디(diabody)" 기술을 사용하는 것 (예를 들어, 문헌 [Hollinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90:6444-6448 (1993)] 참조); 및 단일쇄 Fv (sFv) 이량체를 사용하는 것 (예를 들어 문헌 [Gruber et al., J. Immunol., 152:5368 (1994)] 참조); 및 예를 들어 문헌 [Tutt et al. J. Immunol. 147: 60 (1991)]에 기술된 바와 같이 삼중특이적 항체를 제조하는 것에 의해 다중특이적 항체가 또한 제조될 수 있다.
"옥토푸스(Octopus) 항체" 또는 "이중-가변 도메인 이뮤노글로불린" (DVD)을 포함하는, 3개 이상의 기능성 항원 결합 부위가 있는 조작된 항체 또한 본원에 포함된다 (예를 들어 US 2006/0025576A1, 및 문헌 [Wu et al. Nature Biotechnology (2007)] 참조).
본원에서의 항체 또는 단편은 BBB-R (예를 들어 TfR), 뿐만 아니라 뇌 항원 (예를 들어 BACE1)에 결합하는 항원 결합 부위를 포함하는 "이중 작용 FAb" 또는 "DAF"를 또한 포함한다 (예를 들어 US 2008/0069820 참조).
한 실시양태에서, 항체는 항체 단편이고, 다양한 이같은 단편이 상기에서 개시된다. 또 다른 실시양태에서, 항체는 무손상 또는 전장 항체이다. 중쇄의 불변 도메인의 아미노산 서열에 따라, 무손상 항체는 상이한 부류로 지정될 수 있다. 무손상 항체의 5가지 주요 부류 IgA, IgD, IgE, IgG, 및 IgM이 있고, 이들 중 몇몇은 "하위부류" (이소형), 예를 들어 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA, 및 IgA2로 추가로 나뉠 수 있다. 상이한 항체 부류에 상응하는 중쇄 불변 도메인은 각각 α, δ, ε, γ, 및 μ로 칭해진다. 상이한 이뮤노글로불린 부류들의 서브유닛 구조 및 3차원 형상이 주지되어 있다. 한 실시양태에서, 무손상 항체는 이펙터 기능이 결여된다. 또 다른 실시양태에서, 무손상 항체는 이펙터 기능이 저하되었다.
항체를 생성시키는 기술이 공지되어 있고, 예들이 상기에서 본 문서의 정의 섹션에서 제공된다. 한 실시양태에서, 항체는 키메라, 인간화 또는 인간 항체 또는 이의 항원-결합 단편이다.
BBB-R에 대한 항체의 결합을 결정하기 위해 다양한 기술이 이용가능하다. 한 이같은 검정은 인간 BBB-R (및 뇌 항원)에 결합하는 능력을 확인하기 위한 효소 연결 면역흡착 검정 (ELISA)이다. 이러한 검정에 따르면, 항원 (예를 들어 재조합 BBB-R)으로 코팅된 플레이트를 항-BBB-R 항체를 포함하는 샘플과 함께 인큐베이션하고, 관심 항원에 대한 항체의 결합을 결정한다.
한 측면에서, 본 발명의 항체를 이의 항원 결합 활성에 대해, 예를 들어 ELISA, 웨스턴 블롯 등과 같은 공지된 방법에 의해 테스트한다.
전신 투여된 항체의 흡수 및 항체의 기타 생물학적 활성을 평가하기 위한 검정을 실시예에 개시된 바와 같이 또는 관심 대상인 항-CNS 항원 항체에 대해 공지된 바와 같이 수행할 수 있다.
다중특이적 항체가 BACE1에 결합하는 예시적인 검정이 이제 기술될 것이다.
경쟁 검정을 사용하여, BACE1에 결합하는 것에 대해 본원에 기술된 항-BACE1 항체 또는 Fab 중 임의의 것, 예를 들어 YW412.8, YW412.8.31, YW412.8.30, YW412.8.2, YW412.8.29, YW412.8.51, Fab12, LC6, LC9, LC10와 경쟁하는 항체를 확인할 수 있다. 특정 실시양태에서, 이같은 경쟁 항체는 본원에 기술된 항-BACE1 항체 또는 Fab 중 임의의 것, 예를 들어 YW412.8, YW412.8.31, YW412.8.30, YW412.8.2, YW412.8.29, YW412.8.51, Fab12, LC6, LC9, LC10가 결합하는 것과 동일한 에피토프 (예를 들어, 선형 또는 입체형상 에피토프)에 결합한다. 항체가 결합하는 에피토프를 지도화하기 위한 상세한 예시적인 방법이 문헌 [Morris (1996) "Epitope Mapping Protocols", Methods in Molecular Biology vol. 66 (Humana Press, Totowa, NJ)]에서 제공된다.
예시적인 경쟁 검정에서, 고정된 BACE1을 BACE1에 결합하는 표지된 제1 항체 (예를 들어, YW412.8, YW412.8.31, YW412.8.30, YW412.8.2, YW412.8.29, YW412.8.51, Fab12, LC6, LC9, LC10) 및 BACE1에 결합하는 것에 대해 제1 항체와 경쟁하는 능력에 대해 테스트되는 표지되지 않은 제2 항체를 포함하는 용액에서 인큐베이션한다. 제2 항체는 하이브리도마 상청액 내에 존재할 수 있다. 대조군으로서, 고정된 BACE1을 표지된 제1 항체를 포함하지만 표지되지 않은 제2 항체를 포함하지 않는 용액에서 인큐베이션한다. 제1 항체가 BACE1에 결합하는 것을 허용하는 조건 하에서의 인큐베이션 후, 과량의 미결합 항체를 제거하고, 고정된 BACE1과 회합된 표지의 양을 측정한다. 고정된 BACE1과 회합된 표지의 양이 대조군 샘플과 비교하여 테스트 샘플에서 실질적으로 저하되면, 이는 제2 항체가 BACE1에 결합하는 것에 대해 제1 항체와 경쟁 중이라는 것을 가리킨다. 문헌 [Harlow and Lane (1988) Antibodies: A Laboratory Manual ch.14 (Cold Spring Harbㄴor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY)] 참조.
한 측면에서, 생물학적 활성이 있는 항-BACE1 항체를 확인하기 위한 검정이 제공된다. 생물학적 활성은, 예를 들어 BACE1 아스파르틸 프로테아제 활성의 억제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 합성 기질 펩티드를 사용하여 균질한 시분해 형광 HTRF 검정 또는 미세유동 모세관 전기영동 (MCE) 검정에 의해, 또는 APP와 같은 BACE1 기질을 발현하는 세포주에서 생체내에서 평가되는 바와 같이, 생체내에서 및/또는 시험관내에서 이같은 생물학적 활성이 있는 항체가 또한 제공된다.
임의로, 본원에서의 항체 (다중특이적 항체 포함)는 이의 중쇄 및/또는 경쇄를 코딩하는 핵산 서열로 형질전환된 숙주 세포에서 재조합으로 생산된다 (예를 들어, 숙주 세포 또는 숙주 세포들이 이러한 핵산이 내부에 있는 하나 이상의 벡터로 형질전환된 경우). 임의로, 숙주 세포(들)는 포유동물 세포, 예를 들어 차이니즈 햄스터 난소 (CHO) 세포이다.
B. 제약 제제
동결건조 제제 또는 수용액의 형태로, 원하는 정도의 순도를 지니는 항체를 임의적인 제약상 허용되는 담체, 부형제 또는 안정화제 (문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)])와 혼합함으로써 본 발명에 따라 사용되는 항체의 치료 제제가 보관용으로 제조된다. 허용가능한 담체, 부형제 또는 안정화제는 사용된 투여량 및 농도에서 수용자에게 비독성이고, 완충제 예컨대 포스페이트, 시트레이트, 히스티딘 및 기타 유기산; 아스코르브산 및 메티오닌이 포함되는 항산화제; 방부제 (예컨대 옥타데실디메틸벤질 암모늄 클로라이드; 헥사메토늄 클로라이드; 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드; 페놀, 부틸 또는 벤질 알코올; 알킬 파라벤 예컨대 메틸 또는 프로필 파라벤; 카테콜; 레소르시놀; 시클로헥사놀, 3-펜타놀; 및 m-크레졸); 저분자량 (약 10개 미만의 잔기)의 폴리펩티드; 단백질, 예컨대 혈청 알부민, 젤라틴 또는 이뮤노글로불린; 친수성 중합체 예컨대 폴리비닐피롤리돈; 아미노산 예컨대 글리신, 글루타민, 아스파라긴, 히스티딘, 아르기닌 또는 리신; 글루코스, 만노스 또는 덱스트린이 포함되는 단당류, 이당류 및 기타 탄수화물; 킬레이팅제 예컨대 EDTA; 당 예컨대 수크로스, 만니톨, 트레할로스 또는 소르비톨; 염-형성 카운터 이온 예컨대 나트륨; 금속 복합체 (예를 들어, Zn-단백질 복합체); 및/또는 비-이온성 계면활성제 예컨대 트윈(TWEEN)™, 플루로닉스(PLURONICS)™ 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)을 포함한다.
본원에서의 제제는 필요하다면 1개를 초과하는 활성 화합물을 또한 함유할 수 있고, 임의로 이들은 서로 불리하게 영향을 미치지 않는 보완적인 활성이 있다. 이같은 의약들의 유형 및 유효량은, 예를 들어 제제 내에 존재하는 항체의 양, 및 대상체의 임상 파라미터에 좌우된다. 예시적인 이같은 의약들이 하기에서 논의된다.
코아세르베이션(coacervation) 기술에 의해 또는 계면 중합에 의해 예를 들어 제조된 마이크로캡슐, 예를 들어 각각 히드록시메틸셀룰로스 또는 젤라틴-마이크로캡슐 및 폴리-(메틸메타크릴레이트) 마이크로캡슐 내에, 콜로이드성 약물 전달 시스템 (예를 들어, 리포솜, 알부민 마이크로스피어, 마이크로에멀션, 나노입자 및 나노캡슐) 내에, 또는 마크로에멀션 내에 활성 성분들이 또한 포획될 수 있다. 이같은 기술이 예를 들어, 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)]에 개시되어 있다. 하나 이상의 치료제가 항-BBB-R에 커플링된 리포솜 내에 캡슐화될 수 있다 (예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 20020025313 참조).
지속 방출 제제를 제조할 수 있다. 지속 방출 제제의 적절한 예는 항체를 함유하는 고체 소수성 중합체의 반투과성 매트릭스를 포함하고, 이러한 매트릭스는 성형품, 예를 들어 필름 또는 마이크로캡슐의 형태이다. 지속 방출 매트릭스의 예는 폴리에스테르, 히드로겔 (예를 들어, 폴리(2-히드록시에틸-메타크릴레이트) 또는 폴리(비닐알코올)), 폴리락티드 (미국 특허 번호 3,773,919), L-글루탐산과 γ 에틸-L-글루타메이트의 공중합체, 비-분해성 에틸렌-비닐 아세테이트, 분해성 락트산-글리콜산 공중합체 예컨대 루프론 데포(LUPRON DEPOT)™ (락트산-글리콜산 공중합체 및 류프롤리드 아세테이트로 구성된 주사용 마이크로스피어), 및 폴리-D--(-)-3-히드록시부티르산을 포함한다.
생체내에 투여용으로 사용될 제제는 멸균성이어야 한다. 이는 멸균성 여과막을 통한 여과에 의해 용이하게 달성된다.
한 실시양태에서, 제제는 등장성이다.
C. 항-BBB-R 항체의 치료 용도
본 발명의 항-BBB-R 항체 (이를 포함하는 다중특이적 항체가 포함됨)는 다양한 생체내 방법에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 치료 화합물에 커플링된 항-BBB-R 항체 (예를 들어, BBB-R 및 뇌 항원 양쪽 모두에 결합하는 다중특이적 항체)를 BBB에 노출시켜 항체가 그에 커플링된 치료 화합물을 BBB를 가로질러 수송하는 것을 포함하는, 적혈구 집단에 대한 영향을 저하시키거나 제거하면서 혈액-뇌 장벽을 가로질러 치료 화합물을 수송하는 방법을 제공한다. 또 다른 예에서, 본 발명은 뇌 장애 약물에 커플링된 본 발명의 항-BBB-R 항체 (예를 들어, BBB-R 및 뇌 항원 양쪽 모두에 결합하는 다중특이적 항체)를 BBB에 노출시켜 항체가 그에 커플링된 신경계 장애 약물을 적혈구 집단에 대한 영향을 저하시키거나 제거하면서 BBB를 가로질러 수송하는 것을 포함하는, 혈액-뇌 장벽을 가로질러 신경계 장애 약물을 수송하는 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 본원에서의 BBB는 포유동물 (예를 들어, 인간), 예를 들어 알츠하이머병 (AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증 (MD), 다발성 경화증 (MS), 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암, 외상성 뇌 손상 등을 비제한적으로 포함하는 신경계 장애에 걸린 포유동물에서의 것이다.
한 실시양태에서, 신경계 장애는 신경병증, 아밀로이드증, 암 (예를 들어 CNS 또는 뇌를 수반함), 안 질환 또는 장애, 바이러스 또는 미생물 감염, 염증 (예를 들어 CNS 또는 뇌의 염증), 허혈, 척수회백질염후성 질환, 발작, 행동 장애, 리소솜 축적 질환 등으로부터 선택된다.
신경병증 장애는 부적합하거나 제어되지 않은 신경 신호전달 또는 이의 결여를 특징으로 하는 신경계의 질환 또는 이상이고, 만성 통증 (통각성 통증 포함), 신체 조직에 대한 손상에 의해 야기되는 통증 (암-관련 통증, 신경병증성 통증 (신경, 척수, 또는 뇌의 이상에 의해 야기되는 통증), 및 심인성 통증 (전적으로 또는 대부분 정신적인 장애에 관련됨)을 포함함), 두통, 편두통, 신경병증, 및 종종 이같은 신경병증 장애에 동반되는 증상 및 증후군 예컨대 현기증 또는 오심을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
아밀로이드증은 속발성 아밀로이드증, 연령-관련 아밀로이드증, 알츠하이머병 (AD), 경도 인지능력 손상 (MCI), 루이소체 치매, 다운 증후군, 아밀로이드증이 있는 유전성 뇌출혈 (더치(Dutch) 유형); 괌(Guam) 파킨슨-치매 복합증, 뇌 아밀로이드 혈관병증, 헌팅턴병, 진행성 핵상 마비, 다발성 경화증; 크로이츠펠트-야콥 질환, 파킨슨병, 전염성 해면상 뇌병증, HIV-관련 치매, 근위축성 측삭 경화증 (ALS), 봉입체 근염 (IBM), 및 베타아밀로이드 침착에 관련된 안 질환 (즉, 황반 변성, 드루젠(drusen)-관련 시각 신경병증, 및 백내장)을 포함하지만 이에 한정되지 않는, CNS에서의 세포외 단백질성 침착과 연관된 일군의 질환 및 장애이다.
CNS의 암은 하나 이상의 CNS 세포 (즉, 신경 세포)의 이상 증식을 특징으로 하고, 신경신경교종, 다형성 신경교모세포종, 수막종, 성상세포종, 청신경종, 연골종, 희소돌기신경교세포종, 수모세포종, 신경절 신경신경교종, 신경초종, 신경섬유종, 신경모세포종, 및 경막외, 골수내 또는 경막내 종양을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
안 질환 또는 장애는 본원의 목적을 위해 BBB에 의해 격리되는 CNS 장기로 간주되는 눈의 질환 또는 장애이다. 안 질환 또는 장애는 공막, 각막, 홍채 및 모양체의 장애 (즉, 공막염, 각막염, 각막 궤양, 각막 찰과상, 설맹, 아크 아이(arc eye), 타이거슨(Thygeson)의 표층 점상 각막병증, 각막 신생혈관증식, 푹스(Fuchs) 이영양증, 원추각막, 건성 각결막염, 홍채염 및 포도막염), 수정체의 장애 (즉, 백내장), 맥락막 및 망막의 장애 (즉, 망막 박리, 망막 층간 분리, 고혈압 망막병증, 당뇨 망막병증, 망막병증, 미숙아 망막병증, 연령-관련 황반 변성, 황반 변성 (습식 또는 건식), 망막 전막, 색소성 망막염 및 황반 부종), 녹내장, 부유물, 시신경 및 시각 경로의 장애 (즉, 레버(Leber)의 유전성 시각 신경병증 및 시신경 유두 드루젠), 안근육/양안 운동 조절/굴절의 장애 (즉, 사시, 안구운동 마비, 진행성 외 안근마비, 내사시, 외사시, 원시, 근시, 난시, 부동시, 노안 및 안근마비), 시각 장애 및 실명 (즉, 약시, 레버의 선천적 흑내장, 암점, 색맹, 완전색맹, 야맹증, 실명, 강변 실명증 및 소안구증/결손), 충혈안, 아르길 로버트슨(Argyll Robertson) 홍채, 각막진균증, 안구건조증 및 무홍채증을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
CNS의 바이러스 또는 미생물 감염은 급성 또는 만성일 수 있는, 수막염, 뇌염, 척수염, 혈관염 및 농양을 포함하지만 이에 한정되지 않는 CNS 병리생리학을 초래하는, 바이러스 (즉, 인플루엔자, HIV, 폴리오바이러스, 풍진), 박테리아 (즉, 네이세리아(Neisseria) 종, 스트렙토코쿠스(Streptococcus) 종, 슈도모나스(Pseudomonas) 종, 프로테우스(Proteus) 종, 이. 콜라이(E. coli), 에스 아우레우스(S. aureus), 뉴모코쿠스(Pneumococcus) 종, 메닝고코쿠스(Meningococcus) 종, 헤모필루스(Haemophilus) 종, 및 미코박테리움 투베르쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis)) 및 기타 미생물 예컨대 진균 (즉, 효모, 크립토코쿠스 네오포르만스(Cryptococcus neoformans)), 기생충 (즉, 톡소플라스마 곤디이(toxoplasma gondii)) 또는 아메바에 의한 감염을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
CNS의 염증은 물리적 손상 (즉, 사고, 수술, 뇌 외상, 척수 손상, 뇌진탕에 기인하는 손상) 또는 CNS의 하나 이상의 다른 질환 또는 장애 (즉, 농양, 암, 바이러스 또는 미생물 감염)에 기인하거나 이와 관련된 손상일 수 있는 CNS에 대한 손상에 의해 야기되는 염증을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같은 CNS의 허혈은 뇌에서의 이상 혈류 또는 혈관 거동에 관련된 일군의 장애 또는 이에 대한 원인을 지칭하고, 국소성 뇌 허혈, 전체적인 뇌 허혈, 졸중 (즉, 지주막하 출혈 및 뇌내 출혈), 및 동맥류를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
신경변성 질환은 CNS에서의 신경 세포 기능 상실 또는 사멸과 연관된 일군의 질환 및 장애이고, 부신백질 이영양증, 알렉산더 질환, 알퍼(Alper)병, 근위축성 측삭 경화증, 모세혈관 확장성 운동운종실조, 바텐(Batten)병, 코케인 증후군, 피질기저 변성, 아밀로이드증에 의해 야기되거나 이와 연관된 변성, 프리드라이히(Friedreich) 운동실조, 전측두엽 변성, 케네디(Kennedy)병, 다계통 위축, 다발성 경화증, 원발성 측삭 경화증, 진행성 핵상 마비, 척수성 근위축, 횡단 척수염, 레프섬(Refsum)병, 및 척수소뇌성 운종실조를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
CNS의 발작 질환 및 장애는 CNS에서의 부적합하고/하거나 비정상적인 전기 전도를 수반하고, 간질 (즉, 소발작, 무긴장성 발작, 양성 롤란도(Rolandic) 간질, 유아기 결여, 간대성 발작, 복합성 부분 발작, 전두엽 간질, 열성 발작, 영아 연축, 연소성 근간대성 간질, 연소성 결여 간질, 레녹스-가스타우트(Lennox-Gastaut) 증후군, 란다우-클레프너(Landau-Kleffner) 증후군, 드라베트(Dravet) 증후군, 오타하라(Otahara) 증후군, 웨스트(West) 증후군, 근간대성 발작, 미토콘드리아 장애, 진행성 근간대성 간질, 심인성 발작, 반사 간질, 라스무센(Rasmussen) 증후군, 단순 부분 발작, 2차성 전신 발작, 측두엽 간질, 긴장간대성 발작, 긴장성 발작, 정신운동성 발작, 변연계 간질, 부분적-발병 발작, 전신화-발병 발작, 간질 지속증, 복부 간질, 무동성 발작, 자율신경성 발작, 광범위 양측성 간대성 근경련, 월경 간질, 드롭(drop) 발작, 감정적 발작, 초점성 발작, 폭소 발작, 잭슨 행진(Jacksonian March), 라포라(Lafora)병, 운동 발작, 다초점성 발작, 야간 발작, 광감수성 발작, 가성 발작, 감각 발작, 미세 발작, 실반(sylvan) 발작, 금단 발작, 및 시각 반사 발작)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
행동 장애는 고통받는 대상체에 의해 자행되는 이상 행동을 특징으로 하는 CNS의 장애이고, 수면 장애 (즉, 불면증, 반응소실증, 야경증, 24시간 주기 리듬 수면 장애, 및 기면증), 기분 장애 (즉, 우울증, 자살충동을 느끼는 우울증, 불안증, 만성 정동 장애, 공포증, 공황 발작, 강박 장애, 주의력 결핍 과다행동 장애 (ADHD), 주의력 결핍 장애 (ADD), 만성 피로 증후군, 광장공포증, 외상후 스트레스 장애, 조울증), 식이 장애 (즉, 거식증 또는 과식증), 정신병, 발달 행동 장애 (즉, 자폐증, 레트(Rett) 증후군, 아스퍼거(Aspberger) 증후군), 인격 장애 및 정신병적 장애 (즉, 정신분열병, 망상 장애 등)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
리소솜 축적 장애는 일부의 경우에 CNS와 연관되거나 또는 CNS-특이적 증상이 있는 대사 장애이다: 이같은 장애는 테이-삭스(Tay-Sachs)병, 고셰(Gaucher)병, 파브리(Fabry)병, 점액다당류증 (타입 I, II, III, IV, V, VI 및 VII), 글리코겐 축적 질환, GM1-강글리오시드증, 이염색성 백색질형성장애, 파버(Farber)병, 카나반 백색질형성장애, 및 제1형 및 제2형 뉴런 세로이드 리포푸신증, 니만-피크(Niemann-Pick)병, 폼페(Pompe)병, 및 크라베(Krabbe)병을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
또 다른 실시양태에서, 적혈구의 부적합한 과다생산에 관련되거나 이에 의해 야기되는 질환, 또는 적혈구의 과다생산이 질환의 효과인 질환이 적어도 부분적인 이펙터 기능을 보유하는 항-TfR 항체의 본원에서 인지된 망상적혈구-고갈 효과에 의해 예방 또는 치료될 수 있다. 예를 들어, 선천적 또는 신생물성 진성 적혈구증가증에서, 예를 들어 망상적혈구의 과다증식으로 인한 상승된 적혈구 수는 혈액 농밀화 및 동반되는 생리학적 증상을 초래한다 (문헌 [d'Onofrio et al., Clin. Lab. Haematol. (1996) Suppl. 1: 29-34]). 항체의 적어도 부분적인 이펙터 기능이 보존된 본 발명의 항-TfR 항체의 투여는 CNS 내로의 정상적인 트랜스페린 수송에 영향을 미치지 않으면서 미성숙 망상적혈구 집단의 선택적인 제거를 허용할 것이다. 업계에 잘 알려진 바와 같이, 급성 임상 증상이 최소화될 수 있도록 이같은 항체의 투여가 조절될 수 있다 (즉, 매우 낮은 용량으로 또는 크게 띄워진 간격으로 투여함으로써).
한 측면에서, 본 발명의 항체는 증상의 발병 전에 및/또는 질환 또는 장애의 중증도 또는 기간을 평가하기 위해 사용된다. 한 측면에서, 항체는 방사선 촬영, 단층촬영 또는 자기 공명 영상화 (MRI)에 의한 영상화를 포함하여 신경계 장애의 검출 및/또는 영상화를 허용한다.
한 측면에서, 의약으로서 사용하기 위한 본 발명의 저친화도 항-BBB-R 항체가 제공된다. 추가적인 측면에서, 적혈구 (즉, 망상적혈구)를 고갈시키지 않으면서 신경계 질환 또는 장애 (예를 들어, 알츠하이머병)를 치료하는 데에 사용하기 위한 저친화도 항-BBB-R 항체가 제공된다. 특정 실시양태에서, 본원에 기술된 바와 같은 치료 방법에서 사용하기 위한 변형된 저친화도 항-BBB-R 항체가 제공된다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 개체에게 유효량의 항-BBB-R 항체 (임의로 신경계 장애 약물에 커플링됨)를 투여하는 것을 포함하는 신경계 질환 또는 장애에 걸린 개체를 치료하는 방법에서 사용하기 위한, 안전성을 개선하도록 변형된 저친화도 항-BBB-R 항체를 제공한다. 한 이같은 실시양태에서, 이러한 방법은 개체에게 유효량의 하나 이상의 추가적인 치료제를 투여하는 것을 추가로 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 본 발명은 신경계 질환 또는 장애 (예를 들어, 알츠하이머병)의 위험에 처해 있거나 또는 이를 앓고 있는 환자에서 아밀로이드 플라크 형성을 저하시키거나 억제하는 것에서 사용하기 위한, 항체의 안전성을 개선하도록 변형된 항-BBB-R 항체를 제공한다. 상기 실시양태 중 임의의 것에 따른 "개체"는 임의로 인간이다. 특정 측면에서, 본 발명의 방법에서 사용하기 위한 본 발명의 항-BBB-R 항체는 자신과 커플링된 신경계 장애 약물의 흡수를 개선시킨다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 의약의 생산 또는 제조에서의 본 발명의 저친화도 항-BBB-R 항체의 용도를 제공한다. 한 실시양태에서, 이러한 의약은 신경계 질환 또는 장애의 치료를 위한 것이다. 추가적인 실시양태에서, 의약은 신경계 질환 또는 장애에 걸린 개체에게 유효량의 의약을 투여하는 것을 포함하는 신경계 질환 또는 장애의 치료 방법에서 사용하기 위한 것이다. 한 이같은 실시양태에서, 이러한 방법은 개체에게 유효량의 하나 이상의 추가적인 치료제를 투여하는 것을 추가로 포함한다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 알츠하이머병을 치료하는 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 이러한 방법은 알츠하이머병에 걸린 개체에게 BACE1 및 TfR 양쪽 모두 또는 A베타 및 TfR 양쪽 모두에 결합하는 본 발명의 다중특이적 항체를 유효량으로 투여하는 것을 포함한다. 한 이같은 실시양태에서, 이러한 방법은 개체에게 유효량의 하나 이상의 추가적인 치료제를 투여하는 것을 추가로 포함한다. 상기 실시양태 중 임의의 것에 따른 "개체"는 임의로 인간이다.
본 발명의 항-BBB-R 항체는 단독으로 또는 다른 작용제와 조합되어 요법에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 항-BBB-R 항체는 하나 이상의 추가적인 치료제와 공동-투여될 수 있다. 특정 실시양태에서, 추가적인 치료제는 항-BBB-R 항체가 치료하기 위해 사용되는 것과 동일한 신경계 장애 또는 이와 상이한 신경계 장애를 치료하는데 효과적인 치료제이다. 예시적인 추가적인 치료제는 상기 기술된 다양한 신경계 약물, 콜린에스테라제 억제제 (예컨대 도네페질, 갈란타민, 로바스티그민 및 타크린), NMDA 수용체 길항제 (예컨대 메만틴), 아밀로이드 베타 펩티드 응집 억제제, 항산화제, γ-세크레타제 조절인자, 신경 성장 인자 (NGF) 모방체 또는 NGF 유전자 요법, PPARγ 작동제, HMS-CoA 환원효소 억제제 (스타틴), 암파킨, 칼슘 채널 차단제, GABA 수용체 길항제, 글리코겐 신타제(synthase) 키나제 억제제, 정맥내 이뮤노글로불린, 무스카린성 수용체 작동제, 니코틴 수용체 조절인자, 능동성 또는 수동성 아밀로이드 베타 펩티드 면역화, 포스포디에스테라제(phosphodiesterase) 억제제, 세로토닌 수용체 길항제 및 항-아밀로이드 베타 펩티드 항체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 특정 실시양태에서, 1개 이상의 추가의 치료제가 신경계 약물의 하나 이상의 부작용을 경감시키는 이의 능력에 대해 선택된다.
본원에서 예시된 바와 같이, 특정 항-BBB-R 항체는 항-BBB-R 항체로 치료된 대상체에서 망상적혈구 집단에 음성으로 영향을 미치는 부작용이 있을 수 있다. 따라서, 특정 실시양태에서, 망상적혈구 집단에 대한 이같은 음성 부작용을 경감시키는 능력에 대해 선택된 하나 이상의 추가적인 치료제가 본 발명의 항-BBB-R 항체와 공동-투여된다. 이같은 치료제의 예는 적혈구 (즉, 망상적혈구) 집단을 증가시키는 작용제, 적혈구 (즉, 망상적혈구)의 성장 및 발달을 지지하는 작용제, 및 항-BBB-R 항체의 효과로부터 적혈구 집단을 보호하는 작용제를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다; 이같은 작용제는 에리트로포이에틴 (EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산 및 비타민 B12, 뿐만 아니라 적혈구 (즉, 망상적혈구)의 물리적인 대체 (예를 들어, 혈액형이 유사한 또 다른 개체로부터의 것일 수 있거나 또는 항-BBB-R 항체가 투여되는 대상체로부터 이전에 추출되었을 수 있는 유사한 세포의 수혈에 의한 대체)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 경우에, 기존의 적혈구 (즉, 망상적혈구)를 보호하도록 의도되는 작용제는 바람직하게는 항-BBB-R 항체 요법 이전에 또는 이와 동반적으로 대상체에게 투여되는 한편, 적혈구 또는 혈액 세포 집단 (즉, 망상적혈구 또는 망상적혈구 집단)의 재성장/발달을 지지하거나 개시시키도록 의도되는 작용제는 이같은 혈액 세포가 항-BBB-R 항체 치료 후에 보충될 수 있도록 바람직하게는 항-BBB-R 항체 요법과 동반적으로 또는 이러한 요법 후에 투여되된다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
특정한 다른 이같은 실시양태에서, 하나 이상의 추가적인 치료제가 항-BBB-R 항체 투여 시의 보체 경로 활성화를 억제하거나 방지하는 이의 능력에 대해 선택된다. 이같은 치료제의 예는 보체 경로에 결합하거나 또는 이를 활성화시키는 항-BBB-R 항체의 능력을 방해하는 작용제 및 보체 경로와의 하나 이상의 분자성 상호작용을 억제하는 작용제를 포함하지만, 이에 한정되지 않고, 문헌 [Mollnes and Kirschfink (2006) Molec. Immunol. 43:107-121]에서 일반적으로 기술되며, 이의 내용은 명확하게 본원에 참조로 포함된다.
상기 언급된 이같은 조합 요법은 조합 투여 (2가지 이상의 치료제가 동일한 제제 또는 별개의 제제 내에 포함되는 경우), 및 본 발명의 항체가 투여가 추가적인 치료제 및/또는 애주번트의 투여 이전에, 투여와 동시에 및/또는 투여 후에 발생할 수 있는 별개의 투여를 포함한다. 본 발명의 항체는 방사선 요법, 행동 요법, 또는 치료 또는 예방될 신경계 장애에 대해 업계에 공지되어 있고 적합한 기타 요법과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다른 중재 요법과 조합되어 사용될 수도 있다.
본 발명의 항-BBB-R 항체 (및 임의의 추가적인 치료제)는 비경구 투여, 폐내 투여, 및 비내 투여, 그리고 국소 치료용으로 원하는 경우의 병변내 투여를 포함하는 임의의 적절한 수단에 의해 투여될 수 있다. 비경구 주입은 근육내, 정맥내, 동맥내, 복막내, 또는 피하 투여를 포함한다. 투여가 짧은지 또는 장기적인지 여부에 부분적으로 좌우되어, 임의의 적절한 경로에 의해, 예를 들어 주사, 예컨대 정맥내 또는 피하 주사에 의해 투여될 수 있다. 다양한 시점에 걸친 단일 또는 다중 투여, 볼루스(bolus) 투여, 및 펄스(pulse) 주입을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 투여 일정이 본원에서 구상된다.
본 발명의 항체는 모범 의료 지침(good medical practice)에 일치하는 방식으로 제제화, 투약 및 투여된다. 이와 관련하여 고려되는 인자는 치료되는 특정 장애, 치료되는 특정 포유동물, 개별적인 환자의 임상 상태, 장애의 원인, 작용제의 전달 부위, 투여 방법, 투여 일정, 및 의사에게 공지된 기타 인자를 포함한다. 항체는 필수적이지는 않지만, 임의로는, 당해 장애를 예방하거나 치료하는데 또는 항체 투여의 하나 이상의 부작용을 예방하거나, 경감시키거나 호전시키는데 현재 사용되는 하나 이상의 작용제와 함께 제제화된다. 이같은 다른 작용제의 유효량은 제제 내에 존재하는 항체의 양, 장애 또는 치료의 유형, 및 상기 논의된 기타 인자에 좌우된다. 이들은 일반적으로 본원에 기술된 것과 동일한 투여량 및 투여 경로로, 또는 본원에 기술된 투여량의 약 1 내지 99％로, 또는 적합한 것으로 경험적으로/임상적으로 결정된 임의의 투여량 및 임의의 경로로 사용된다.
질환의 예방 또는 치료를 위해, 본 발명의 항체의 적합한 투여량 (단독으로 또는 하나 이상의 다른 추가적인 치료제와 조합되어 사용되는 경우)은 치료될 질환의 유형, 항체 유형, 질환의 중증도 및 경과, 항체가 예방 목적으로 또는 치료 목적으로 투여되는지 여부, 이전 요법, 환자의 임상 병력 및 항체에 대한 반응, 및 담당의의 재량에 좌우될 것이다. 항체는 환자에게 1번에 또는 일련의 치료에 걸쳐 적절하게 투여된다. 질환의 유형 및 중증도에 따라, 예를 들어 1회 이상의 별도의 투여에 의한 것이든지, 또는 연속 주입에 의한 것이든지, 약 1 ㎍/㎏ 내지 15 ㎎/㎏ (예를 들어 0.1 ㎎/㎏-10 ㎎/㎏)의 항체가 환자에게 투여하기 위한 초기 후보 투여량일 수 있다. 한 전형적인 일일 투여량은, 상기 언급된 인자들에 따라, 약 1 ㎍/㎏ 내지 100 ㎎/㎏ 이상의 범위일 수 있다. 수일 이상에 걸친 반복 투여를 위해, 상태에 따라, 질환 증상의 원하는 억제가 일어날 때까지 일반적으로 치료가 지속될 것이다. 항체의 한 예시적인 투여량은 약 0.05 ㎎/㎏ 내지 약 10 ㎎/㎏의 범위일 것이다. 따라서, 약 0.5 ㎎/㎏, 2.0 ㎎/㎏, 4.0 ㎎/㎏ 또는 10 ㎎/㎏ (또는 이들의 임의의 조합)의 1회 이상의 용량이 환자에게 투여될 수 있다. 이같은 용량은 간헐적으로, 예를 들어 매주 또는 3주마다 투여될 수 있다 (예를 들어 환자가 약 2회 내지 약 20회, 또는 예를 들어 약 6회 용량의 항체를 받도록). 초기의 더 높은 로딩(loading) 용량에 이어서 1회 이상의 더 낮은 용량이 투여될 수 있다. 그러나, 기타 투여량 체계가 유용할 수 있다. 항-TfR 항체에 투여에 의한 망상적혈구 집단에 대한 영향을 저하시키는 한 방법은 전반적으로 더 낮은 양의 순환 항체가 혈류 내에 존재하여 망상적혈구와 상호작용하도록 용량의 양 또는 시기를 변형시키는 것이라는 것이 이해될 것이다. 한 비제한적인 예에서, 더 낮은 용량의 항-TfR 항체가 더 높은 용량이 투여되는 것보다 더 큰 빈도로 투여될 수 있다. 사용된 투여량은 CNS에 전달될 필요가 있는 항체의 양 (자체가 항체의 CNS 항원-특이적 부분의 친화도에 관련됨), 이러한 항체의 TfR에 대한 친화도, 그리고 적혈구 (즉, 망상적혈구)-보호, 성장 및 발달-자극, 또는 보체 경로-억제 화합물(들)이 항체와 공동-투여되거나 또는 연속적으로 투여되는지 여부 사이에서 균형을 이룰 수 있다. 본원에서 기술되고 업계에 공지되어 있는 바와 같은 통상적인 기술 및 검정에 의해 이러한 요법의 진행이 쉽게 모니터링된다.
상기 제제 또는 치료 방법 중 임의의 것이 항-BBB-R 항체 대신에 또는 이에 추가로 본 발명의 면역접합체를 사용하여 수행될 수 있는 것으로 이해된다.
D. 제조품
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 기술된 장애의 치료, 예방 및/또는 진단에 유용한 물질을 함유하는 제조품이 제공된다. 이러한 제조품은 용기, 및 용기 상에 있거나 용기와 결합된 표지 또는 포장 삽입물을 포함한다. 적절한 용기는, 예를 들어 병, 바이알, 주사기, IV 용액 백 등을 포함한다. 용기는 유리 또는 플라스틱과 같은 다양한 물질로부터 형성될 수 있다. 용기는 조성물 단독 또는 용태를 치료, 예방 및/또는 진단하는데 효과적인 또 다른 조성물과 조합된 조성물을 보유하고, 멸균성 접근 포트가 있을 수 있다 (예를 들어, 용기는 피하 주사 바늘이 관통가능한 마개가 있는 정맥내 용액 백 또는 바이알일 수 있다). 조성물 내의 하나 이상의 활성 작용제는 본 발명의 항체이다. 표지 또는 포장 삽입물은 조성물이 선택된 용태를 치료하는데 사용된다는 것을 가리킨다. 또한, 제조품은 (a) 본 발명의 항체를 포함하는 조성물이 내부에 함유된 제1 용기; 및 (b) 추가적인 세포독성제 또는 기타 치료제를 포함하는 조성물이 내부에 함유된 제2 용기를 포함할 수 있다. 본 발명의 이러한 실시양태에서의 제조품은 조성물이 특정 용태를 치료하는데 사용될 수 있다는 것을 가리키는 포장 삽입물을 추가로 포함할 수 있다. 별법적으로 또는 추가로, 제조품은 제약상 허용되는 완충제, 예컨대 주사용 정균수 (BWFI), 포스페이트-완충 염수, 링거액 및 덱스트로스 용액을 포함하는 제2 (또는 제3) 용기를 추가로 포함할 수 있다. 이는 기타 완충제, 희석제, 필터, 바늘, 및 주사기를 포함하여 상업적인 관점 및 사용자 관점에서 바람직한 기타 물질을 추가로 포함할 수 있다.
상기 제조품 중 임의의 것이 항-BBB-R 항체 대신에 또는 이에 추가로 본 발명의 면역접합체를 포함할 수 있는 것으로 이해된다
임의로, 제조품은 대상체에서 신경계 장애를 치료하기 위한 설명서가 있는 포장 삽입물을 추가로 포함하고, 이때 이러한 설명서는 본원에서 개시된 바와 같은 항체로의 치료가 이러한 신경계 장애를 치료한다는 것을 가리키고, 항체가 BBB-R에 대한 이의 낮은 친화도로 인해 BBB를 가로지르는 흡수가 개선되었다는 것을 임의로 가리킨다.
본 발명의 효과는 혈액-뇌 장벽 수용체가 매개하는 혈액-뇌 장벽 수송의 안전성을 개선하기 위한 조성물 및 방법을 제공하는 것이다.
도 1a-1e는 실시예 1에 기술된 바와 같은, 항-트랜스페린 수용체 ("TfR") 및 항-TfR/베타-세크레타제 ("BACE1") 변이체의 TfR에 대한 친화도, 뿐만 아니라 마우스에서의 투여 후의 항체 및 Aβ1-40의 농도를 평가하는 실험의 결과를 도시한다. 도 1a의 경쟁적 ELISA 검정 결과는 항-TfR/BACE1 변이체 및 항-TfR 변이체가 TfR에 대한 친화도가 독특하다는 것을 나타낸다. 도 1b 및 1d는 대조군 IgG, 항-BACE1, 또는 항-TfR/BACE1 변이체의 단일 50 ㎎/㎏ 정맥내 주사 후의 야생형 마우스에서의 평균 혈청 및 뇌 항체 농도를 각각 나타낸다 (n = 군 당 6). 도 1c 및 1e는 주사된 항체의 활성의 마커로서, 동일하게 처리된 마우스에서의 Aβ1-40의 혈장 및 뇌 농도를 각각 나타낸다.
도 2a는 전-적혈구모세포 (Pro-EB)에서 호염기성 적혈구모세포 (Baso-EB)로, 다염성 적혈구모세포 (Poly-EB)로, 정염성(orthochromatic) 적혈구모세포 (Ortho-EB)로, 최종적으로 망상적혈구로의 진행을 나타내는, 골수에서의 적혈구 (RBC) 성숙의 개략도이다. 망상적혈구가 골수로부터 순환계로 방출되고, 여기에서 RBC로 성숙된다. 골수에서의 성숙의 후기 단계에서, 적혈구 전구체가 철-함유 단백질 헤모글로빈을 합성하고, 이는 부수적인 TfR 발현 증가를 요구한다. 세포가 망상적혈구 단계를 지나 성숙함에 따라 헤모글로빈 합성 및 세포 증식의 중단과 함께 트랜스페린 수용체가 박리되어, 성숙 RBC는 TfR을 발현하지 않는다. 문헌 [Iacpetta et al., Biochim. Biophys. Acta 687: 204-210 (1982)]로부터의 데이터를 기초로, RBC 성숙의 각각의 세포 단계에 존재하는 TfR의 상대적인 개수가 도면 상부에서 그래프에서 지시된다. 도 2b 및 2c는 실시예 2A에 기술된 바와 같은, 마우스에서의 망상적혈구에 대한 항-TfR 및 항-TfR/BACE1 투여의 영향을 평가하는 실험 결과를 도시한다. 도 2b는 투여 1시간 후의 야생형 마우스의 전혈로부터의 미성숙 망상적혈구 분획 백분율에 대한 정맥 내로 투여된 항-TfRD, 항-TfRD/BACE1 또는 대조군 IgG의 영향을 테스트하는 실험 결과를 도시한다 (n = 군 당 6). 도 2c 는 투여 24시간 후 또는 7일 후의 야생형 마우스의 전혈 내의 총 망상적혈구 수에 대한 정맥 내로 투여된 항-TfRA/BACE1, 항-TfRD/BACE1 또는 대조군 IgG의 영향을 테스트하는 실험 결과를 도시한다 (n = 군 당 6). 모든 데이터는 평균 ± SEM으로 제시된다. 도 2d 및 2e는 대조군 IgG의 단일 50 ㎎/㎏ 정맥내 주사, 또는 항-TfRD/BACE1 (도 2d) 또는 항-TfRA/BACE1 (도 2e)의 5 ㎎/㎏, 25 ㎎/㎏ 또는 50 ㎎/㎏ 주사 후의 야생형 마우스에서의 평균 뇌 A베타1-40 농도를 도시한다 (n = 군 당 6). 도 2f-2h는 5 ㎎/㎏, 25 ㎎/㎏ 또는 50 ㎎/㎏ 용량 수준에서의 대조군과 비교된 항-TfRA/BACE1 및 항-TfRD/BACE1의 약동학을 평가하는 실험 결과를 도시한다. 도 2f는 지시된 시점에서의 뇌 항체 농도의 측정치를 제공한다. 도 2g는 지시된 시점에서의 혈장 항체 농도의 측정치를 제공한다. 도 2h는 지시된 시점에서의 혈장 A베타 수준의 측정치를 제공한다.
도 3a-3e는 실시예 2B에 기술된 바와 같은, 다양한 항-TfR 항체에 의해 망상적혈구 고갈에 대한 이펙터 기능 제거 (도 3a-3c) 또는 보체 기능 제거 (도 3d 및 3e)의 영향을 평가하는 실험 결과를 도시한다. 대조군 IgG와 비교되어, 전혈 내의 총 망상적혈구 수가 지시된 용량의 항체의 정맥내 주사 24시간 후에 야생형 마우스 (도 3a 및 3c), Fcγ-/- (B6.129P2-Fcer1gtm1Rav N12) 마우스 (도 3b), 또는 C3-/- 마우스 (도 3d)로부터 제시된다 (n = 군 당 6). 도 3e 는 항-TfR에 의한 기존에 관찰된 망상적혈구 고갈에 대한 보체 시스템 손상의 효과를 평가하는 실험 결과를 도시한다. 야생형 또는 C3 녹아웃(knockout) 마우스에 50 ㎎/㎏의 대조군 IgG 또는 항-TfRD/대조군 IgG 혼합물을 정맥 내로 투여하였다 (n = 군 당 6).
도 4a 및 4b는 실시예 2B에서 기술된 바와 같은, 일정 범위의 항체 농도에서 마우스 적백혈병 모세포에서 항-TfRA, 항-TfRA/BACE1, 또는 대조군 IgG에 의한 항체-의존적 세포-매개 세포독성 (ADCC) (도 4a) 또는 보체-의존적 세포독성 (CDC) (도 4b)의 유도를 평가하는 시험관내 실험의 결과를 도시한다.
도 5a-5c는 실시예 2C에 기술된 바와 같은, 단일특이적 또는 이중특이적 항-TfR 항체에 의해 Fc 결합 또는 BACE1 결합 제거가 망상적혈구 고갈에 영향을 미치는지 여부를 평가하는 실험 결과를 도시한다. 지시된 F(ab')2 또는 대조군 IgG (도 5a 및 5b) 또는 이중특이적 항체 (도 5c)의 정맥내 주사 24시간 후에 야생형 마우스 (n = 군 당 6)에 대해 총 망상적혈구 수가 제시된다.
도 6a-6c는 실시예 3에 기술된 바와 같은, TfR에 대한 친화도를 저하시키는 것의 망상적혈구 고갈 및 뇌 TfR 발현에 대한 영향을 평가하는 실험 결과를 도시한다. 도 6a 및 6b는 대조군 대조군 IgG에 비교된, 지시된 항-TfR/BACE1 변이체 항체의 정맥내 주사 24시간 후의 야생형 마우스에서의 총 망상적혈구 수를 도시한다. 도 6c는 지시된 용량의 대조군 IgG, 항-TfRA/BACE1, 또는 항-TfRD/BACE1의 정맥내 주사 4일 후의 전체 마우스 뇌 용해물로부터의 웨스턴 블롯(Western blot)에 의한 뇌 TfR 발현 수준의 정량을 나타낸다 (n = 군 당 3). TfR 발현 정량이 액틴에 대해 표준화되었고, 데이터는 평균 ± SEM으로 제시된다.
도 7a-7c는 실시예 4에 기술된 바와 같은, TfR 항체 처리가 혈액-뇌 장벽 투과성에 영향을 미쳤는지 여부를 평가하는 실험 결과를 도시한다. 야생형 마우스에 50 ㎎/㎏의 대조군 IgG 또는 25 ㎎/㎏의 각각의 공동-주사 항체 조합물을 정맥 내로 투여하였다. 정맥내 주사 24시간 후의 뇌에서의 평균 항체 흡수를 일반적인 인간-Fc ELISA (도 7a) 또는 BACE1-엑토도메인 ELISA (도 7b)를 사용하여 측정하였다. 도 7c는 대조군 IgG의 정맥내 주사 또는 항체의 공동-주사 후의 마우스 뇌에서의 Aβ1-40 농도의 정량을 나타낸다 (n = 군 당 6).
도 8a-8f는 실시예 5에 기술된 바와 같은, 처리된 마우스에서의 망상적혈구 수준에 대한 다중 용량의 항-TfRD/BACE1의 영향을 평가하는 실험 결과를 도시한다. 야생형 마우스에 25 ㎎/㎏의 대조군 IgG 또는 항-TfRD/BACE1를 일주일에 1번 정맥 내로 투여하였다. 도 8a 및 8b는 항체의 2회 또는 4회 용량 24시간, 4일 및 7일 후의 관찰된 혈장 및 뇌 항체 농도를 각각 도시한다. 도 8a의 Y축 눈금은 μM인 한편 도 8b의 Y축 눈금은 nM임을 주지하여야 한다. 혈장 (도 8c) 및 뇌 (도 8d)에서의 상응하는 평균 Aβ1-40 농도가 또한 측정되었다. 도 8e는 대조군 IgG 또는 항-TfRD/BACE1의 2차 및 4차 용량 24시간 후 및 4차 용량 7일 후의 마우스에서의 총 망상적혈구 수를 나타낸다. 도 8f는 대조군 IgG 또는 항-TfRD/BACE1의 4회의 매주 용량 후의 전체 마우스 뇌 용해물로부터의 웨스턴 블롯에 의한 뇌 TfR 발현 수준의 정량 결과를 도시하는 그래프를 나타낸다. TfR 발현 정량이 액틴에 대해 표준화되었고, 데이터는 평균 ± SEM으로 제시된다.
도 9a-9b 및 10a-10d는 마우스의 혈액 및 골수 내의 적혈구 하위집단에 대한 무-이펙터(effectorless) 항-TfR/BACE1 항체의 영향을 평가하는 실험 결과를 도시한다. 혈액 (도 9a) 및 골수 (도 9b) 양쪽 모두 내의 Ter119-양성 적혈구 계통의 독특한 집단들이 유동 세포측정법을 사용하여 이들의 TfR 발현 및 세포 크기 (전방 산란 프로파일에 의해 결정됨)에 의해 구별된다 (문헌 [Paniga et al., PLoS One 6, 9 (2011)]). 골수 내의 Ter119-양성 세포 부분집합은 EryA= 대형, TfR-양성 초기 호염기성 적혈구모세포, EryB= 소형, TfR-양성 다염성 적혈구모세포, 및 EryC= TfR-음성 성숙 적혈구로서 규정되었다. 도 9c 및 9d는 대조군 IgG에 비교된 항-TfRD/BACE1 투여 후의 혈액 내의 총 Ter119-양성 적혈구 집단 (망상적혈구 및 적혈구; 9c) 및 TfR-양성 망상적혈구 (9D)의 경과를 나타낸다 (n = 6/군). 도 10a 내지 10d는 항-TfRD/BACE1 또는 대조군 IgG 투여 후의 골수 내의 독특한 적혈구 하위집단들 (EryA, EryB, EryC)의 정량 그래프를 제공한다 (n = 6/군).
도 11a-11b 및 12a-12d는 마우스의 혈액 및 골수 내의 적혈구 집단에 대한 항-TfR/BACE1 항체의 친화도 및 이펙터 기능의 영향을 분석하는 실험 결과를 도시한다. 도 11a-11b는 무-이펙터 항-TfRA/BACE1 (Fc-) 및 항-TfRD/BACE1 (Fc-), 완전 이펙터 기능 항-TfRD/BACE1 (Fc+), 또는 대조군 IgG 투여 후의 혈액 내의 총 Ter119-양성 적혈구 집단 (도 11a) 및 TfR-양성 망상적혈구 집단 (도 11b)의 정량을 나타낸다 (n = 6/군). 도 12a-12d는 무-이펙터 항-TfRA/BACE1 (Fc-) 및 항-TfRD/BACE1 (Fc-), 완전 이펙터 기능 항-TfRD/BACE1 (Fc+), 또는 대조군 IgG 투여 후의 골수 내의 독특한 적혈구 하위집단들 (도 12a의 총 Ter119-양성 적혈구 계통; 도 12b의 EryA; 도 12c의 EryB; 및 도 12d의 EryC)의 정량을 제공한다 (n = 6/군).
도 13a-b 및 도 14a-b는 실시예 7에 기술된 바와 같은, 인간 적혈구모세포 세포주 또는 1차 인간 골수 단핵 세포에서의 항-인간 TfR ("항-hTFR") 항체의 ADCC 활성에 대한 이펙터 기능의 영향을 평가하는 실험 결과를 도시한다.
도 15a-b는 천연 다양성 파지 디스플레이 라이브러리의 나이브 분류로부터 수득된 항-BACE1 클론 YW412.8 및 YW412.8의 친화도-성숙 형태물의 경쇄 및 중쇄 아미노산 서열을 도시한다. 도 15a는 가변 경쇄 (VL) 서열 정렬 (서열 1-6)을 도시한다. 도 13b는 가변 중쇄 (VH) 서열 정렬 (서열 7-8)을 도시한다. 양쪽 도면에서, 각각의 클론의 HVR 서열이 상자 영역에 의해 지시되고, 이때 제1 상자는 HVR-L1 (도 15a) 또는 HVR-H1 (도 15b)을 지시하고, 제2 박스는 HVR-L2 (도 15a) 또는 HVR-H2 (도 15b)를 지시하며, 제3 박스는 HVR-L3 (도 15a) 또는 HVR-H3 (도 15b)을 지시한다.
도 16a-b는 합성 다양성 파지 디스플레이 라이브러리의 나이브 분류로부터 수득된 항-BACE1 클론 Fab 12 및 Fab 12의 친화도-성숙 형태물의 경쇄 및 중쇄 아미노산 서열을 도시한다. 도 16a는 경쇄 서열 정렬 (서열 9-12)을 도시한다. 도 16b는 중쇄 서열 정렬 (서열 13)을 도시한다. 양쪽 도면에서, 각각의 클론의 HVR 서열이 상자 영역에 의해 지시되고, 이때 제1 상자는 HVR-L1 (도 16a) 또는 HVR-H1 (도 16b)을 지시하고, 제2 박스는 HVR-L2 (도 16a) 또는 HVR-H2 (도 16b)를 지시하며, 제3 박스는 HVR-L3 (도 16a) 또는 HVR-H3 (도 16b)을 지시한다.
도 17a-b는 예시적인 항-A베타 항체의 중쇄 (도 17a; 서열 14) 및 경쇄 (도 17b; 서열 15)를 도시한다.
실시예
실시예 1: 저-친화도 항-TfR 항체의 생성 및 특성화
혈액-뇌 장벽 (BBB)을 가로질러 트랜스페린을 수송하는 트랜스페린 수용체 (TfR)의 천연 능력이 혈류로부터 뇌 내로의 이종성 분자의 수송을 허용하도록 연구될 수 있다는 것이 당 분야에서 인지되었다 (예를 들어, WO9502421 참조). 본 출원인은 이전에 이러한 시스템에 대한 중요한 변형을 발전시켰고 (문헌 [Sci. Transl. Med. 3, 84ra43 (2011)]), 즉 항-트랜스페린 수용체 항체 (항-TfR)에 커플링된 이종성 분자의 뇌 내로의 수송 및 뇌에서의 체류가 트랜스페린 수용체에 대한 항-TfR의 친화도를 특정 범위 내에서 감소시키는 것에 의해 실질적으로 강화되었다.
뮤린 TfR에 대한 친화도를 점차적으로 줄이면서 항-TfR 항체들의 패널이 생성되었고, 이들 중 3개 (항-TfRA, 항-TfRD, 및 항-TfRE로 지정됨)는 BACE1에 대해 특이적인 다른 항체 아암이 있는 이중특이적 포맷으로 추가로 변형되었다. 각각의 단일특이적 및 이중특이적 항체를 경쟁 ELISA 검정에서 뮤린 TfR에 대한 이의 친화도에 대해 평가하였다. 간략하게, PBS 내의 2.5 ㎍/㎖의 헥사히스티딘 태그가 부착된 정제된 muTfR (muTfR-His)로 코팅된 맥시소프 플레이트 (넵튠, 뉴저지)에서 4℃에서 철야로 이러한 검정을 수행하였다. 플레이트를 PBS/0.05％ 트윈 20으로 세정하고, PBS 내의 수퍼블록 차단 완충제 (써모 사이언티픽, 뉴햄프셔주 허드슨)를 사용하여 차단하였다. 일련의 1:3 적정 2가 IgG (항-TfRA, 항-TfRD, 항-TfRE) 또는 이중특이적 Ab (항-TfRA/BACE1, 항-TfRD/BACE1, 또는 항-TfRE/BACE1)를 1 nM 비오틴화 항-TfRA와 합치고, 1시간 동안 실온에서 플레이트에 첨가하였다. 플레이트를 PBS/0.05％ 트윈 20으로 세정하고, HRP-스트렙타비딘 (서던바이오테크, 버밍엄)을 플레이트에 첨가하고, 1시간 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 플레이트를 PBS/0.05％ 트윈 20으로 세정하고, 플레이트에 결합된 비오틴화 항-TfRA를 TMB 기질 (바이오에프엑스 래버러토리즈, 오윙스 밀스)을 사용하여 검출하였다. (도 1a). 뮤린 TfR에 대한 각각의 단일특이적 또는 이중특이적 항체의 결합에 대한 관찰된 IC50 값이 표 2에서 제시된다.
Figure 112019101660907-pat00002
마우스에서의 단일 투여 후의 항체 분포를 하기와 같이 수행하였다. 6-8주령의 야생형 암컷 C57B/6 마우스를 모든 연구에 사용하였다. 동물 관리는 기관의 가이드라인을 따랐다. 50 ㎎/㎏의 대조군 IgG, 항-BACE1 또는 항-TfR/BACE1 변이체를 마우스에 정맥내 주사하였다. 총 주사 부피는 250 ㎕를 초과하지 않았고, 필요한 경우 항체를 D-PBS (인비트로젠(Invitrogen))에서 희석하였다. 지시된 시간 후에, 마우스에 D-PBS를 2 ㎖/분의 속도로 8분 동안 관류시켰다. 뇌를 추출하고, 피질 및 해마를 단리하고, 컴플리트 미니(Complete Mini) EDTA-프리 프로테아제 억제제 칵테일 정제 (로슈 디아그노스틱스(Roche Diagnostics))를 함유하는 PBS 내의 1％ NP-40 (칼-바이오켐(Cal-Biochem))에서 균질화시켰다. 균질화된 뇌 샘플을 4℃에서 1시간 동안 회전시킨 후, 14,000 rpm에서 20분 동안 스피닝(spinning)하였다. 뇌 항체 측정을 위해 상청액을 단리하였다. 관류 전에 전혈을 EDTA 마이크로테이너(microtainer) 튜브 (BD 디아그노스틱스(BD Diagnostics))에서 수집하고, 30분 동안 실온에서 가라 앉히고, 5000×g에서 10분 동안 스핑닝시켰다. 혈장의 상부층을 항체 및 마우스 Aβ1-40 측정을 위해 새로운 튜브로 옮겼다.
마우스 혈장 및 뇌 샘플에서의 총 항체 농도를 항-huFc/항-huFc ELISA를 사용하여 측정하였다. NUNC 384웰 맥시소프 이뮤노플레이트 (넵튠, 뉴저지)를 Fc 단편-특이적 폴리클로날 항체인 당나귀 항-인간 IgG의 F(ab')2 단편 (잭슨 이뮤노리서치(Jackson ImmunoResearch), 펜실베니아주 웨스트 그로브)로 4℃에서 철야로 코팅하였다. 플레이트를 PBS, 0.5％ BSA로 1시간 동안 25℃에서 차단하였다. 각각의 항체 (대조군 IgG, 항-BACE1, 및 항-TfR/BACE1 이중특이적 변이체)를 표준물로 사용하여 각자의 항체 농도를 정량하였다. 플레이트를 마이크로 플레이트 세정기 (바이오-텍 인스트루먼츠, 인크(Bio-Tek Instruments, Inc.), 버몬트주 위누스키)를 사용하여 PBS, 0.05％ 트윈-20으로 세정하고, 0.5％ BSA, 0.35 M NaCl, 0.25％ CHAPS, 5 mM EDTA, 0.05％ 트윈-20 및 15 ppm 프로클린(Proclin)® (시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))을 함유하는 PBS에서 희석된 샘플 및 표준물을 2시간 동안 25℃에서 첨가하였다. 결합된 항체를 Fc 특이적 폴리클로날 항체인 양고추냉이 과산화효소-접합 F(ab')2 염소 항-인간 IgG (잭슨 이뮤노리서치)로 검출하였다. 샘플을 3,3',5,5'-테트라메틸 벤지딘 (TMB) (KPL, 인크(KPL, Inc.), 메릴랜드주 게이더스버그)를 사용하여 발색시키고, 멀티스캔 어센트(Multiskan Ascent) 판독기 (써모 사이언티픽, 뉴햄프셔주 허드슨) 상에서 흡광도를 450 nm에서 측정하였다. 4-파라미터 비-선형 회귀 프로그램을 사용하여 표준 곡선으로부터 농도를 결정하였다. 이러한 검정의 정량 하한 (LLOQ: lower limit of quantification)은 혈청에서 3.12 ng/㎖, 뇌에서 12.81 ng/g이었다. 2-꼬리 독립 표본 t-테스트를 사용하여 실험 군들 사이의 차이의 통계 분석을 수행하였다.
결과가 도 1b 및 1d에서 제시된다. 대조군 IgG 및 항-BACE1 항체 양쪽 모두 10일 측정 기간에 걸쳐 뇌 내로의 제한된 흡수가 지속된 한편, 이들의 혈장 농도는 시간에 따른 점진적인 클리어런스에도 불구하고 임의의 테스트된 분자에서 모든 시점에 가장 높았다. 평가된 3개의 항-TfR/BACE1 변이체 중에서, 항-TfRA/BACE1 및 항-TfRD/BACE1 양쪽 모두가 투여 1일 후에 뇌에서 35 내지 40 nM 농도를 나타냈다 (대조군 IgG보다 7-8배 더 높음; 도 1d). 그러나, 뇌에서의 항-TfRA/BACE1의 농도가 제2일 후에 급격히 감소되었고, 제6일에는 대조군 수준으로 돌아갔다. 항-TfRD/BACE1은 뇌 농도가 더욱 점진적으로 하락되면서 항-TfRA/BACE1보다 뇌에서 더 오래 지속되었다; 그러나, 제10일에는 농도가 대조군의 농도와 매칭되었다. 항-TfRE/BACE1은 뇌 내로의 진입이 훨씬 더 중등도였지만 (대조군의 2-3배), 이후의 날들에 걸친 하락이 다른 2개의 항체 변이체보다 훨씬 더 적었다. 3개의 항체 변이체 모두의 혈장 수준 (도 1b)이 경시적으로 하락하였다. 항-TfRA/BACE1은 제4일까지 혈장으로부터 완전히 클리어된 한편, 항-TfRD/BACE1은 제10일까지 전적으로 클리어되었고, 항-TfRE/BACE1은 대조군 IgG 또는 항-BACE1의 수준에 필적하는 수준으로 혈장에서 여전히 지속되었다.
총괄적으로, 이러한 결과들은 TFR에 대한 항체의 친화도의 저하가 뇌에서의 이의 체류를 실제로 개선한다는 기존의 발견과 일관되었는데, 친화도가 가장 높은 사용된 항체 (항-TfRA/BACE1)가 뇌에서 가장 신속하게 클리어되었고, 친화도가 가장 낮은 사용된 항체 (항-TfRE/BACE1)가 뇌에서 가장 길게 지속되었기 때문이다. 그러나, 경시적으로 뇌 내로 수송된 항-TfRD/BACE1의 총량이 항-TfRE/BACE1의 것보다 훨씬 더 컸다는 것이 데이터로부터 또한 분명하였고, 이는 BBB를 가로지르는 수송과 뇌에서의 지속 양쪽 모두를 최대화하는 항-TfRD/BACE1과 항-TfRE/BACE1 사이의 최적의 친화도가 있다는 것을 시사한다.
뇌 및 혈장에서의 수송된 분자의 존재 및 지속은 잠재적인 효능의 유일한 척도이다; 이러한 구획들 내에서의 분자의 활성이 추가로 흥미롭다. 따라서, Aβ1-40 (아밀로이드 전구체 단백질 (APP)에 대한 BACE1 효소 활성의 절단 부산물)의 양을 측정하는 것에 의해 BACE1 효소 활성을 양쪽 구획에서 평가하였다. 간략하게, 항체 처리 및 관류를 상기 언급된 바와 같이 야생형 마우스에서 수행하였다. Aβ1-40 측정을 위해, 뇌 절반을 5M 구아니딘 히드로클로라이드 완충제에서 균질화시키고, 샘플을 3시간 동안 실온에서 회전시킨 후, 신선하게 첨가된 아프로티닌 (20 ㎎/㎖) 및 류펩틴 (10 ㎎/㎖)을 함유하는 PBS 내의 0.25％ 카세인, 5 mM EDTA (pH 8.0)에서 희석하였다 (1:10). 희석된 균질화물을 14,000 rpm에서 20분 동안 스피닝시키고, Aβ1-40 측정을 위해 상청액을 단리하였다. 상기 기술된 바와 같이 혈장을 제조하였다. 상기에 기술된 유사한 절차를 따라 샌드위치 ELISA를 사용하여 혈장 및 뇌 내의 총 마우스 Aβ1-40의 농도를 결정하였다. Aβ1-40 측정을 위한 뇌 절반을 1％ NP-40 (칼-바이오켐)에서 균질화시키고, 1시간 동안 실온에서 회전시킨 후, 14,000 rpm에서 20분 동안 스피닝시켰다. Aβ1-40의 C-말단에 대해 특이적인 토끼 폴리클로날 항체 (밀리포어(Millipore), 매사추세츠주 베드포드)를 플레이트 상에 코팅하고, 비오틴화 항-마우스 Aβ 모노클로날 항체 M3.2 (코반스(Covance), 매사추세츠주 데드햄)를 검출에 사용하였다. 이러한 검정의 LLOQ 값은 혈장에서 1.96 pg/㎖, 뇌에서 39.1 pg/g였다. 2-꼬리 독립 표본 t-테스트를 사용하여 실험 군들 사이의 차이의 통계 분석을 수행하였다.
혈장 및 뇌에 대한 결과가 도 1c 및 1e에서 각각 제시되고, 지시된 시간에 각각의 구획 내에 존재하는 항체의 양과 일관된다 (도 1b 및 1d 참조). 중요하게, 경시적으로 뇌에서 관찰된 Aβ1-40의 양이 항-TfRD/BACE1로 처리된 마우스에서 가장 긴 기간에 걸쳐 가장 낮았다.
실시예 2A: 망상적혈구에 대한 항-TfR 투여의 효과
예상 밖으로, 1 ㎎/㎏ 이상의 모든 용량 수준의 단일특이적 항-TfRA 또는 항-TfRD로 마우스를 처리했을 때, 이중특이적 항-TfRA/BACE1 또는 항-TfRD/BACE1로 처리된 마우스에서는 관찰되지 않은 일반적이지 않은 급성 임상 징후들이 관찰되었다 (표 3 참조).
Figure 112019101660907-pat00003
구체적으로, 단일특이적-처리 마우스들이 처리 5분 이내에 투여-후 졸음증을 나타냈고, 이때 부동성 및 비-반응성이게 된 후 (일부 동물에서는 간헐적인 강직성 운동), 투여 20-25분 후에 초라하게 등을 구부린 외관이 발달되었다. 이같은 관찰된 효과 모두는 치료 후 수시간 이내에 사라졌다. 특정한 단일특이적 항체처리 마우스들은 간헐적으로 소변 내에 혈액이 존재하는 것, 뿐만 아니라 이중특이적-처리 동물에서의 수집과 비교하여 말단 심장혈 수집의 어려움을 기초로 하는 투여 1시간 후에 명백한 저혈압을 제시하는 것으로 또한 나타났다. 마우스 미성숙 적혈구는 TfR을 발현하는 것으로 알려졌고 (도 2a 참조), 말초 혈류에 존재하는 것으로 알려졌으며, 이같은 혈액 세포가 손상되었다면 마우스에서의 관찰된 효과가 설명될 수 있기 때문에, 미성숙 적혈구 (망상적혈구)에 대한 항체 처리의 영향을 마우스에서 연구하였다.
실시예 1에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여 마우스에 단일 1 ㎎/㎏, 5 ㎎/㎏, 또는 50 ㎎/㎏ 항-TfRD 또는 항-TfRD/BACE1 주사, 또는 단일 50 ㎎/㎏ 대조군 IgG 주사를 정맥 내로 투여하고, 전혈 샘플을 투여 1시간 후에 취하고, 포타슘-EDTA-함유 수집관 내에 놓았다. 시스멕스(Sysmex) XT2000iV (시스멕스, 일본 고베)를 사용하여 제조사의 설명서에 따라 이러한 혈액 샘플에서 적혈구 및 망상적혈구 수 및 지수를 결정하였다. 간략하게, 시스멕스는 세포 RNA에 결합하고 생성된 광 산란 특성을 측정하기 위해 형광 폴리메틴 염료를 사용하는 유동 세포측정법에 의해 전체 망상적혈구, 뿐만 아니라 미성숙 망상적혈구 분율 (고 및 중간/중등도 형광 망상적혈구의 합)을 검출 및 분류한다.
투여 1시간 후, 항-TfRD가 테스트된 모든 용량 수준에서 용량과 관계없이 대략적으로 동일한 정도로 망상적혈구 수준을 저하시켰다. 각각의 항-TfRD 투여량 군의 처리된 마우스들은 유사한 중증도 및 침투도의 급성 임상 징후를 또한 나타냈다 (도 2b 참조). 대조적으로, 1 ㎎/㎏ 및 5 ㎎/㎏ 항-TfRD/BACE1-처리 마우스로부터의 혈액 샘플은 대조군 IgG-처리 샘플로부터의 것과 미성숙 망상적혈구 분율이 유사하였다. 50 ㎎/㎏ 항-TfRD/BACE1-처리 마우스는 망상적혈구의 현저한 저하를 나타냈지만 (대조군 양의 약 50％로의 저하) (도 2b), 이러한 저하에 어떠한 급성 임상 징후도 동반되지 않았다. 따라서, 이중특이적 항-TfRD-함유 항체는 단일특이적 항-TfRD보다 망상적혈구 수준에 대한 영향이 더 적었고, 급성 유해 임상 징후를 유발하지 않았다.
TfR에 대한 친화도가 상이한 제2 이중특이적 항체를 추가로 포함하여 실험을 반복하였다. 실시예 1에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여 마우스에 단일 5 ㎎/㎏, 25 ㎎/㎏ 또는 50 ㎎/㎏ 항-TfRA/BACE1 또는 항-TfRD/BACE1 주사, 또는 단일 50 ㎎/㎏ 대조군 IgG 주사를 정맥 내로 투여하고, 혈액 샘플을 투여 24시간 후 및 7일 후에 취하였다. 상기 기술된 바와 같이 전혈에서 망상적혈구 수를 측정하였다. 결과가 도 2c에서 제시된다. 투여 24시간 후에, 항-TfRA/BACE1-처리 마우스 샘플 모두가 유사한 현저한 총 망상적혈구 수 저하를 나타냈다. 25 ㎎/㎏ 및 50 ㎎/㎏ 항-TfRD/BACE1-처리 샘플이 항-TfRA/BACE1-처리 샘플과 유사하게 낮은 망상적혈구 수를 나타냈다. 그러나, 5 ㎎/㎏ 항-TfRD/BACE1-처리 샘플은 투여 24시간 후에 IgG 대조군 샘플과 비교하여 망상적혈구 수의 소소한 저하만을 나타냈다. 투여 7일 후에는, 대조군 수에 비교하여 망상적혈구 수준의 지속적인 저하 (약 50％)를 나타낸 50 ㎎/㎏ 항-TfRD/BACE1 샘플은 제외하고, 모든 군이 정상 수준의 망상적혈구를 나타냈고 (도 2c), 이는 초기 망상적혈구 고갈로부터의 회복을 시사한다. 따라서, 가장 낮은 테스트 용량의 항-TfRD/BACE1만 망상적혈구에 대한 중등도의 영향이 있었고, 모든 다른 테스트 용량은 투여 24시간 후에 망상적혈구의 거의 완전한 손실에 이르렀으며, 이는 항체 친화도 (항-TfRD 대 항-TfRA) 및 용량을 저하시키는 것이 망상적혈구 손실과 관련된 안전성 우려를 약하게 한다는 것을 가리킨다. 그러나, 투여 7일 후에는, 가장 높은 용량의 항-TfRD/BACE1만 망상적혈구 수준에 대한 임의의 측정가능한 영향이 있었던 반면, 모든 다른 테스트 용량은 IgG 대조군 마우스의 수준과 유사한 수준으로 망상적혈구 수의 회복을 나타냈다. 특히, 투여 7일 후의 TfR에 대한 항체의 절대 친화도는 더 긴 시점 동안의 혈류 내의 항체의 지속만큼 중요하지 않았다. TfR에 대한 항-TfRA/BACE1의 훨씬 더 높은 친화도 (표 A)에도 불구하고, 고용량 항-TfRA/BACE1로 처리된 마우스들이 7일에는 망상적혈구 수의 회복을 나타냈고, 이는 항-TfRD/BACE1에 비해 순환으로부터의 이러한 항체의 더 빠른 클리어런스 (실시예 1, 도 1b에서 나타난 바와 같음)와 부합하였다.
망상적혈구 고갈에서 용량 반응이 관찰되었기 때문에, 다양한 용량 수준과 뇌에서 A베타를 저하시키는 관련 능력을 상호관련시키는 것이 가능한지 여부를 결정하기 위해 실험을 수행하였다. 간략하게, 6-8주령의 야생형 암컷 C57B/6 마우스를 모든 연구에 사용하였다. 마우스에 50 ㎎/㎏의 대조군 IgG, 또는 항-TfR/BACE1을 정맥 내로 주사하였다. 총 주사 부피는 250 ㎕를 초과하지 않았고, 필요한 경우 항체를 D-PBS (인비트로젠)에서 희석하였다. 지시된 시간 후에, 마우스에 D-PBS를 2 ㎖/분의 속도로 8분 동안 관류시켰다. 뇌를 추출하고, 피질 및 해마를 단리하고, 컴플리트 미니 EDTA-프리 프로테아제 억제제 칵테일 정제 (로슈 디아그노스틱스)를 함유하는 PBS 내의 1％ NP-40 (칼-바이오켐)에서 균질화시켰다. 균질화된 뇌 샘플을 4℃에서 1시간 동안 회전시킨 후, 14,000 rpm에서 20분 동안 스피닝하였다. 뇌 항체 측정을 위해 상청액을 단리하였다. 관류 전에 전혈을 EDTA 마이크로테이너 튜브 (BD 디아그노스틱스)에서 수집하고, 30분 동안 실온에서 가라 앉히고, 5000×g에서 10분 동안 스핑닝시켰다. 혈장의 상부층을 항체 및 마우스 A베타1-40 측정을 위해 새로운 튜브로 옮겼다.
마우스 혈장 및 뇌 샘플에서의 총 항체 농도를 항-Fc/항-huFc ELISA를 사용하여 측정하였다. NUNC 384웰 맥시소프 이뮤노플레이트 (넵튠, 뉴저지)를 Fc 단편 특이적 폴리클로날 항체인 당나귀 항-인간 IgG의 F(ab')2 단편 (잭슨 이뮤노리서치, 펜실베니아주 웨스트 그로브)로 4℃에서 철야로 코팅하였다. 플레이트를 PBS, 0.5％ BSA로 1시간 동안 25℃에서 차단하였다. 각각의 항체를 표준물로 사용하여 각자의 항체 농도를 정량하였다. 플레이트를 마이크로 플레이트 세정기 (바이오-텍 인스트루먼츠, 인크, 버몬트주 위누스키)를 사용하여 PBS, 0.05％ 트윈-20으로 세정하고, 0.5％ BSA, 0.35M NaCl, 0.25％ CHAPS, 5 mM EDTA, 0.05％ 트윈-20 및 15 ppm 프로클린을 함유하는 PBS에서 희석된 샘플 및 표준물을 2시간 동안 25℃에서 첨가하였다. 결합된 항체를 Fc 특이적 폴리클로날 항체인 양고추냉이 과산화효소-접합 F(ab')2 염소 항-인간 IgG (잭슨 이뮤노리서치)로 검출하고, 3,3',5,5'-테트라메틸 벤지딘 (TMB) (KPL, 인크, 메릴랜드주 게이더스버그)를 사용하여 발색시키고, 멀티스캔 어센트 판독기 (써모 사이언티픽, 뉴햄프셔주 허드슨) 상에서 흡광도를 450 nm에서 측정하였다. 4-파라미터 비-선형 회귀 프로그램을 사용하여 표준 곡선으로부터 농도를 결정하였다. 이러한 검정의 정량 하한 (LLOQ)은 혈청에서 3.12 ng/㎖, 뇌에서 12.81 ng/g이었다. 2-꼬리 독립 표본 t-테스트를 사용하여 실험 군들 사이의 차이의 통계 분석을 수행하였다.
A베타1-40을 뇌 및 혈장에서 또한 검출하였다. 간략하게, 상기 기술된 방법에 따라 마우스를 항체로 처리하고, 관류시켰다. A베타1-40 측정을 위해, 뇌 절반을 5M 구아니딘 히드로클로라이드 완충제에서 균질화시키고, 샘플을 3시간 동안 실온에서 회전시킨 후, 신선하게 첨가된 아프로티닌 (20 ㎎/㎖) 및 류펩틴 (10 ㎎/㎖)을 함유하는 PBS 내의 0.25％ 카세인, 5 mM EDTA (pH 8.0)에서 희석하였다 (1:10). 희석된 균질화물을 14,000 rpm에서 20분 동안 스피닝시키고, A베타1-40 측정을 위해 상청액을 단리하였다. 상기 기술된 바와 같이 혈장을 제조하였다. 상기에 기술된 유사한 절차를 따라 샌드위치 ELISA를 사용하여 혈장 및 뇌 내의 총 마우스 A베타1-40의 농도를 결정하였다. A베타1-40의 C-말단에 대해 특이적인 토끼 폴리클로날 항체 (밀리포어, 매사추세츠주 베드포드)를 플레이트 상에 코팅하고, 비오틴화 항-마우스 A베타 모노클로날 항체 M3.2 (코반스, 매사추세츠주 데드햄)를 검출에 사용하였다. 이러한 검정의 LLOQ 값은 혈장에서 1.96 pg/㎖, 뇌에서 39.1 pg/g였다. 2-꼬리 독립 표본 t-테스트를 사용하여 실험 군들 사이의 차이의 통계 분석을 수행하였다.
항-TfRD/BACE1에 대해 25 및 50 ㎎/㎏ 용량 수준 양쪽 모두에서 뇌 A베타의 강건하고 지속적인 저하가 관찰된 한편 (도 2d), 항-TfRA/BACE1은 3가지 용량 수준 모두에서 뇌 A베타의 강건하지만 급성인 저하를 나타냈다 (도 2e). 이러한 데이터는 말초 및 뇌 양쪽에서의 화합물의 관찰된 약동학과 일관되었다 (도 2f-2h). 이러한 데이터로부터, 항-TfRD/BACE1의 25 ㎎/㎏의 투여량 수준이 이러한 연구에서 뇌 A베타 수준을 유의하게 저하시키는데 충분하다는 것이 명백하였다.
항-TfR 항체 종에 의한 망상적혈구 고갈은 이펙터 기능/항체-의존적 세포-매개 세포독성 (ADCC), 보체-의존적 세포독성 (CDC), 직접적인 표적-매개 용해/세포자멸사, 및/또는 대식세포에 의한 옵소닌화 망상적혈구의 포식작용이 포함되는 다양한 여러 천연 프로세스에 기인할 수 있다. 항-TfR 항체 투여 후의 관찰된 망상적혈구 고갈을 담당하는 메카니즘을 더 잘 이해하기 위해 일련의 실험에 착수하였다.
실시예 2B: 이펙터 기능을 조절하는 것의 영향
TfR에 대한 친화도 및 항체가가 상이한 것에 더하여, 이전 실험에서 사용된 단일특이적 및 이중특이적 항-TfR 항체들은 이들의 이펙터 기능의 정도 면에서 또한 상이하였다. 단일특이적 항-TfR 항체는 CHO 세포에서 생산되었고, 포유동물-유형 글리코실화 및 야생형 이펙터 기능을 지녔다. 이중특이적 항-TfR/BACE1 항체는 업계에 공지된 하기의 방법들 중 하나 이상을 사용하여 Fcγ-수용체와 상호작용하는 능력이 심하게 저하되거나 제거되었다: Fc 영역 내의 돌연변이 N297G 또는 N297A의 존재로 인해 글리코실화를 폐지시킴 (문헌 [Atwal et al., Sci. Transl. Med. 3, 84ra43 (2011)]; [Fares Al-Ejeh et al., Clin. Cancer Res. (2007) 13:5519s-5527s]), 이펙터 기능을 완전히 폐지하는 것으로 공지된 위치 265에서의 아스파르트산 → 알라닌 돌연변이 (D265A)를 함유하도록 항체 Fc 영역이 변형됨 (예를 들어, 미국 특허 번호 7,332,581 참조), 또는 예컨대 이. 콜라이에서 생산하는 것에 의해, 항체를 야생형 포유동물 글리코실화를 방지하는 방식으로 생산함.
실시예 2A에서 수행된 마우스 연구를 이러한 Fc-변형 항체들로, 그리고 또한 Fcγ 수용체 또는 보체 C3이 결여된 상이한 마우스 계통에서 반복하여, 이펙터-구동 ADCC 또는 CDC 각각을 포함하여 망상적혈구 고갈의 잠재적인 메카니즘을 평가하였다; 전혈 샘플을 항체의 정맥내 주사 24시간 후에 총 망상적혈구 수에 대해 평가하였다. 제1 실험에서, 야생형 마우스에 1 ㎎/㎏ 또는 25 ㎎/㎏의 이펙터 기능이 결여된 단일특이적 항-TfRD를 투여하는 것은 망상적혈구 수에 대한 고갈 효과가 완전 이펙터 기능이 있는 항-TfRD 항체와 동일하였다 (도 3a와 도 2b의 비교). 그러나, 이펙터-양성 항-TfRD 항체 (실시예 2A)로 처리된 것과 현저하게 대조적으로, 무-이펙터 항-TfRD 항체로 처리된 마우스에서는 급성 임상 징후가 관찰되지 않았다. 유사하게, 이펙터-양성 항-TfRD가 (이펙터 기능에 의해 촉발될 수 있는 ADCC 메카니즘을 제거하기 위해) Fcγ 수용체가 없는 마우스에게 투여되었을 때, 망상적혈구 수준이 25 ㎎/㎏의 용량 후에 거의 0으로 저하되었지만, 급성 임상 징후는 관찰되지 않았다 (도 3b).
망상적혈구 수준에 대한 이펙터 기능이 결여된 이중특이적 항-TfRD/BACE1 D265A 항체의 영향을 Fcγ 녹아웃 마우스에서 또한 평가하였다 (도 3b). 심지어 항체 이펙터 기능의 완전한 폐지 및 마우스 내의 Fcγ 수용체의 부재도 25 ㎎/㎏의 용량 수준으로 투여되었을 때 망상적혈구 고갈을 경감시키지 않았다. 야생형 마우스에서 무-이펙터 이중특이적 항-TfR/BACE1 항체를 사용한 다른 실험과 일관되게, 처리된 Fcγ 녹아웃 마우스에서 불리한 임상 징후가 관찰되지 않았다.
이펙터 기능의 존재가 급성 임상 증상을 구동시키는데 충분한지 여부를 결정하기 위해, 그리고 망상적혈구 고갈에 대한 이펙터 기능의 기여를 추가로 특성화하기 위해, 저용량 (5 ㎎/㎏)의 무-이펙터 항-TfRD/BACE1 D265A를 등가 용량의 완전 이펙터-양성 항-TfRD/BACE1과 비교하는 실험들을 야생형 마우스에서 반복하였다 (도 3c). 이펙터 기능을 이중특이적 항체 내로 도입했을 때 급성 임상 징후가 관찰되었다. 또한, 강건한 망상적혈구 고갈이 무-이펙터 버전의 항체와 비교하여 더 낮은 용량 수준에서 이펙터-양성 항체로 관찰되었다 (도 3c 및 2c). 이러한 합쳐진 데이터로부터, 이펙터 기능은 망상적혈구 고갈을 구동시키는데 필수적이지 않지만, 이러한 고갈에 명백하게 기여하고, 특히 더 낮은 용량 수준에서 그러하다. 중요하게, 마우스에서 관찰된 급성 임상 증상이 항체의 이펙터 기능에 연결되어, 무-이펙터 항체 또는 Fcγ-녹아웃 마우스 양쪽 모두는 이러한 증상들이 완전하게 경감된다.
보체 케스케이드가 임상 증상 또는 망상적혈구 손실에서 수반되었는지 여부를 결정하기 위해, 보체 C3가 결핍된 마우스 (즉, 정상적인 보체 케스케이드가 결여된 마우스)에서 실험을 다시 수행하였다. 도 3d에 제시된 바와 같이, 이펙터-양성 항-TfRA는 이러한 마우스에서 심한 망상적혈구 고갈 및 강건한 급성 임상 증상 양쪽 모두를 야기하였고, 이는 투여된 항체가 완전한 이펙터 기능을 보유하는 경우에 보체 C3 및 관련된 보체 케스케이드가 관찰된 효과 중 어느 하나를 구동시키는 것에서 주요 역할을 하지 않는다는 것을 가리킨다. 완전한 이펙터 기능의 부재 하에 동일한 결과가 수득될 것인지 여부를 테스트하기 위해, C3 녹아웃 마우스에 무-이펙터 항-TfRD/BACE1 항체를 투여하여, 보체가 나머지 망상적혈구 고갈을 매개하는지를 결정하였다. 결과가 도 3e에서 제시된다. 실제로, C3 녹아웃 마우스에 높은 치료 용량 수준 (50 ㎎/㎏)의 무-이펙터 항-TfR 이중특이적 항체를 투여함으로써 이펙터 기능 및 보체 케스케이드 양쪽 모두가 제거되는 경우에 나머지 망상적혈구 고갈이 구조된다. 따라서, 보체가 마우스에서 무-이펙터 항-TfR 항체의 투여 후에 망상적혈구 고갈 메카니즘으로서 작용하는 것으로 보인다.
시험관내 보체-의존적 세포독성 (CDC) 검정을 또한 수행하였다. 간략하게, 표적 세포로서의 1차 마우스 골수 세포 또는 마우스 적백혈병 림프모세포 (HPA 컬쳐즈(HPA Cultures), 영국) 및 토끼 혈청으로부터 유래된 보체 (EMD 케미컬즈(EMD Chemicals), 뉴저지주 깁스타운)를 사용하여 CDC 검정을 수행하였다. 바이-셀(Vi-Cell)™ (벡맨 쿨터(Beckman Coulter), 캘리포니아주 풀러턴)에 의해 세포를 계수하고 생존율을 결정하였다. 항-TfRA/BACE1, 항-TfRA 또는 음성 또는 양성 대조군 항체 (각각 IgG 또는 항-H2Kb)를 검정 배지 (20 mM HEPES, pH 7.2 및 1％ FBS가 보충된 RPMI-1640 배지)에서 단계적으로 1:4 희석하고, 바닥이 편평한 백색 96웰 조직 배양 플레이트 (코스타(Costar); 코닝(Corning), 매사추세트주 액튼) 내로 배분하였다. 검정 배지에서 1:3 희석된 혈청 보충물 및 표적 세포 (2×105개의 세포/웰)를 첨가한 후, 플레이트를 5％ CO2, 37℃에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 그 후, 일정하게 진탕시키면서 플레이트를 실온에서 10분 동안 방치하였다. 스펙트로맥스(SpectroMax)™ M5 플레이트 판독기로 발광 강도를 측정함으로써 세포 용해 정도를 정량하였다. 샘플 희석물의 발광 값을 항체 농도에 대해 플롯팅(plotting)하였고, 그래프패드(GraphPad)™ (그래프패드 소프트웨어 인크(GraphPad Software Inc.))를 사용하여 용량-반응 곡선을 4-파라미터 모델에 피팅하였다.
흥미롭게, 혈청 보충물의 존재 하의 마우스 세포의 단일특이적 이펙터-기능-적격성 항-TfRA 또는 무-이펙터 이중특이적 항-TfRA/BACE1 처리는 세포의 보체-매개 용해를 초래하지 않은 한편, 항-H2Kb 양성 대조군은 유의한 세포 용해를 나타냈다 (도 4a). 명백하게, 항체의 상이한 이펙터 활성이 CDC 활성을 유발하는 이의 능력에 영향을 미치는 것으로 보이지 않았다. 한 비제한적인 설명은 항-TfR F(ab')2 단편으로 손상되지 않는 메카니즘인 지라 및 간 대식세포에 의한 순환 망상적혈구의 옵소닌화를 통해 보체가 생체내에서 망상적혈구 고갈을 매개할 수 있다는 것이다 (문헌 [Garratty (2008), Transfusion Med. 18(6): 321-334]; [Mantovani et al, (1972) J. Exp. Med. 135: 780-792; Molina et al., (2002) Blood 100 (13): 4544-4549]).
이펙터 기능-매개 항체-의존적 세포-매개 세포독성 (ADCC)과 급성 임상 증상과 망상적혈구 고갈 간의 연결을 지지하는 이전에 기술된 생체내 결과를 확인하기 위해 유사한 시험관내 실험에 또한 착수하였다. 건강한 공여자로부터의 신선하게 단리된 PBMC를 이펙터 세포로, 1차 마우스 골수 세포 또는 마우스 적백혈병 림프모세포 (HPA 컬쳐즈, 영국)를 표적 세포로 사용하여 ADCC 검정을 수행하였다. FcγRIIIA의 잔기 158 위치에서의 동종이형 차이로부터 유래되는 공여자 변동을 최소화하기 위해, 혈액 공여자를 이종접합성 FcγRIIIA 유전자형 (F/V158)을 보유하는 이로 제한하였다. 간략하게, 유니-셉(Uni-Sep) 혈액 분리 튜브 (어큐레이트 케미컬 & 사이언티픽(Accurate Chemical & Scientific); 뉴욕주 웨스터버리)를 사용하여 밀도 구배 원심분리에 의해 PBMC를 단리하였다. 표적 세포를 칼세인 AM (Molecule Probes)의 1.4 mM 용액으로 미리 표지하고, 96웰 둥근 바닥 플레이트 (BD 바이오사이언시즈(BD Biosciences); 캐나다 온타리오주 미시소거)에 4×104개/웰로 시딩(seeding)하였다. 항-TfR/BACE1, 항-TfR 및 대조군 항체의 단계 희석물을 표적 세포를 함유하는 플레이트에 첨가한 후, 37℃, 5％ 이산화탄소에서 30분 동안 인큐베이션하여, 옵소닌화를 허용하였다. 4배 단계 희석 후 항체의 최종 농도는 1,000 내지 0.004 ng/㎖ 범위였다. 인큐베이션 후, 25:1 이펙터 대 표적 세포의 비를 제공하도록 100 ㎕ 검정 배지 내의 1×106개의 PBMC 이펙터 세포를 각각의 웰에 첨가하고, 플레이트를 추가로 3시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 종료 시에 플레이트를 원심분리하고, 상청액에서의 형광 신호를 485 nm에서의 여기 및 520 nm에서의 방출로 스펙트라맥스(SpectraMax)™ M5 마이크로플레이트 판독기를 사용하여 측정하였다. 표적 세포만 함유하는 웰의 신호는 표지된 세포로부터의 칼세인 AM의 자발적인 방출 (자발적인 방출)을 나타낸 반면, 트리톤(Triton)™ X-100으로 용해된 표적 세포를 함유하는 웰은 입수가능한 최대 신호 (최대 용해)를 제공하였다. 항체가 첨가되지 않으면서 표적 및 이펙터 세포를 함유하는 웰에서 항체-의존적 세포성 세포독성 (AICC)을 측정하였다. 특정 ADCC의 정도를 하기와 같이 계산하였다:
％ ADCC =100 × (샘플 신호 - AICC) ÷ (최대 용해 - 자발적인 방출)
샘플 희석물의 ADCC 값을 항체 농도에 대해 플롯팅하였고, 그래프패드™ (그래프패드 소프트웨어 인크)를 사용하여 용량 반응 곡선을 4-파라미터 모델에 피팅하였다.
이러한 검정에서 사용된 항-TfRA는 이펙터 기능이 있는 한편, 검정에서 사용된 항-TfRA/BACE1은 이펙터 기능이 없었다. 도 4b에 제시된 바와 같이, 이펙터 기능이 있는 항체는 ADCC를 유도한 한편, 이펙터 기능이 결여된 항-TfRA/BACE1 항체는 그렇지 않았고, 이는 이전의 마우스 실험 결과와 상호관련되었다. 이러한 데이터는 처리된 마우스에서의 급성 임상 징후가 순환 망상적혈구에 결합하는 이펙터-양성 항체에 의해 활발하게 유발되는 ADCC에 기인하고, 이펙터에 의해 구동된 ADCC가 항체 투여 후의 망상적혈구 고갈에 또한 기여할 수 있다는 생각을 추가로 지지한다 (도 3c).
실시예 2C: Fc 또는 BACE1 결합을 조절하는 것의 영향
Fc 아암 및 BACE1 아암의 역할을 망상적혈구 고갈을 매개하는 것에서 이들이 잠재적으로 수반되는 것에 대해 각각 별도로 시험하였다. 정상적인 글리코실화 및 완전한 이펙터 기능이 있는 야생형 IgG1 Fc 영역이 있는 단일특이적 및 이중특이적 항-TfR을 생성시켰다. 간략하게, 문헌 [Carter, P. (2001) J. Immunol. Methods 248, 7-15]; [Ridgway, J. B., Presta, L. G., and Carter, P. (1996) Protein Eng. 9, 617-621]; [Merchant, A. M., Zhu, Z., Yuan, J. Q., Goddard, A., Adams, C. W., Presta, L. G., and Carter, P. (1998) Nat. Biotechnol. 16, 677-681]; [Atwell, S., Ridgway, J. B., Wells, J. A., and Carter, P. (1997) J. Mol. Biol. 270, 26-35]에 기술된 바와 같이, TfR (홀(hole)) 및 IgG (놉(knob)) 절반 항체를 CHO에서 별도로 발현시키고, 시험관내에서 어닐링(annealing)시켰다. 고정된 펩신으로의 소화에 의해 항-TfR IgG, 항-TfR/IgG 또는 항-TfR/BACE1 항체로부터 F(ab')2 단편을 생성시켰다. 항체를 100 mM 아세트산나트륨, pH 4.2에서 재구성시키고, 고정된 펩신 수지 (0.3 ㎖ 침강 겔//mg IgG)와 함께 철야로 37℃에서 회전시키면서 인큐베이션하였다. 인큐베이션 후, 샘플을 원심분리하여 고정된 펩신을 F(ab')2-소화 혼합물로부터 분리하였다. 그 후, 강력한 양이온-교환 수지인 SP 세파로스 (1 ㎖ 하이트랩(HiTrap)™ 칼럼 (수펠코(Supelco)))을 사용하여 F(ab')2 단편을 정제하였다. 샘플을 50 mM NaOAc pH 5.0에 로딩하고, 20 칼럼 부피에 걸친 0-0.5 M NaCl 구배로 용출시킨 후, 샘플을 PBS, pH 7.4에 대해 투석하였다. 상기와 동일한 절차 및 정맥내 25 ㎎/㎏ 용량의 단일특이적 F(ab')2 또는 정맥내 50 ㎎/㎏ 용량의 이중특이적 또는 대조군 F(ab')2 또는 항체를 사용하여 이러한 항체 및 F(ab')2로 마우스 실험을 수행하였다; 항체/F(ab')2의 정맥내 주사 24시간 후에 전혈 샘플을 총 망상적혈구 수에 대해 평가하였다. 결과가 도 5a-5c에서 제시된다.
항-TfRD F(ab')2의 투여는 망상적혈구 고갈 효과가 항-TfRD 항체의 투여와 매우 유사하였고 (도 5a와 도 3a 및 3b의 비교), 이는 평가된 용량 수준에서 항체의 Fc 부분이 관찰된 망상적혈구 고갈에 필수적이지 않다는 것을 가리킨다. 이중특이적 F(ab')2 분자가 전장 이중특이적 IgG 항체와 비교하여 망상적혈구 고갈의 약간의 약화를 나타냈지만 (도 5b와 도 2c의 비교), 이는 투여 후 24시간의 간격에 걸친 전반적인 항체 노출 저하에 이르는, IgG와 비교하여 F(ab')2의 일반적인 더 빠른 클리어런스 (문헌 [Covell et al., (1986) Cancer Res. 46:3969-3978])에 기인할 가능성이 높다는 것을 주지하여야 한다. 그럼에도 불구하고, 이중특이적 F(ab')2 항체의 투여 후에 관찰된 망상적혈구 고갈은 Fc 영역이 망상적혈구 고갈이 발생하는데 필수적이지 않다는 결론을 추가로 강조한다. BACE1 아암이 결여된 이중특이적 항체 (항-TfRD/대조군 IgG)는 항-TfRD/BACE1과 동일한 정도로 망상적혈구를 고갈시켰고 (도 5c), 이는 BACE1 아암이 망상적혈구 제거에 기여하지 않는다는 것을 입증한다.
실시예 3: 결합 친화도의 추가적인 조작
상기 결과들 중 일부는 망상적혈구 고갈의 관찰된 정도에 친화도 및 용량 성분이 있었음을 시사하였다 (도 2c). 어떻게 친화도 및 용량이 망상적혈구 고갈에 영향을 미치는지를 더 잘 이해하기 위해, 실시예 2에서 수행된 마우스 투여 실험을 추가적인 저-친화도 항-TfR 항체, 구체적으로는 2가지 상이한 용량 수준 (25 ㎎/㎏ 및 50 ㎎/㎏)의 항-TfRE/BACE1로 반복하였다. 어느 테스트 용량의 항-TfRE도 망상적혈구에 대한 영향이 본질적으로 없었던 한편 (도 6a), 유사한 용량의 항-TfRA/BACE1 또는 항-TfRD/BACE1은 망상적혈구를 고갈시켰다. 실시예 1에서 논의된 결과로부터 항-TfRE/BACE1이 항-TfRD/BACE1보다 지속적인 혈장 노출 및 뇌에서의 지속은 더 양호하였지만, 혈액-뇌 장벽을 가로지르는 강건한 수송은 덜하였음이 관찰되었다. 항-TfRD/BACE1 투여가 망상적혈구 고갈을 초래하였지만 항-TfRE/BACE1 투여는 그렇지 않았음을 고려하여, BBB 전달 및 뇌에서의 지속을 희생시키지 않으면서 항체의 안전성 프로파일이 개선될 수 있는지를 보기 위해 TfR에 대한 항-TfRD 및 항-TfRE의 친화도 사이의 친화도를 지니는 변이체 항-TfR를 생성시켰다.
간략하게, 표준 돌연변이유발 기술을 사용하여 각각 항-TfRD 및 항-TfRB 변이체를 표시하는 2개의 점 돌연변이를 항-TfRDb로 지정된 단일 항체 내로 조합하기 위해 부위-지정 돌연변이유발을 이용하였다. 유사하게, 각각 항-TfRD 및 항-TfRC 변이체를 표시하는 2개의 점 돌연변이를 항-TfRDc로 지정된 단일 항체 내로 조합하였다. 양쪽 항체를 실시예 2C에 기술된 바와 같은 놉 & 홀 기술을 사용하여 항-BACE1로 이중특이적 포맷으로 만들었다. 양쪽 항체의 친화도는 TfR에 대한 항-TfRD 및 항-TfRE 항체의 것의 사이였고, 항-TfRDb/BACE1 항체는 항-TfRDc/BACE1 항체보다 TfR에 대한 친화도가 약 3배 더 컸다. 이러한 새로운 변이체들로 마우스 투여/망상적혈구 고갈 실험을 반복하였고, 결과가 도 6b에서 제시된다. 양쪽 변이체가 동일한 용량 수준에서 항-TfRD/BACE1 항체로 관찰된 것보다 현저하게 개선된 (즉, 더 적은) 망상적혈구 고갈을 나타냈고, 투여 24시간 후에 망상적혈구 수준이 대조군-처리 마우스의 것에 가까웠다. 예상대로, 경시적인 새로운 변이체 항체 양쪽 모두의 혈장 항체 농도, 뇌 항체 농도 (최대값 및 경시적인 감소 양쪽 모두), 및 Aβ1-40의 감소가 동일한 용량 수준으로 투여되었을 때의 항-TfRD/BACE1 및 항-TfRE/BACE1의 것 사이였다.
혈액-뇌 장벽에서의 TfR의 발현에 대한 친화도 및 용량의 영향을 또한 시험하였다. 마우스를 단일 용량의 5, 25 또는 50 ㎎/㎏의 항-TfRA/BACE1 또는 항-TfRD/BACE1로 처리하였고, 뇌에서의 TfR 발현을 웨스턴 블롯을 통해 투여 4일 후에 평가하였다. 항체-처리 마우스로부터의 뇌에 추출 전에 PBS를 관류시켰고, 단리된 피질 및 해마를 컴플리트 미니 EDTA-프리 프로테아제 억제제 칵테일 정제 (로슈 디아그노스틱스)를 함유하는 PBS 내의 1％ NP-40 (칼바이오켐)에서 균질화시켰다. 균질화된 뇌를 4℃에서 1시간 동안 회전시킨 후, 14,000 rpm에서 20분 동안 스피닝하였다. 상청액을 단리하고, 동일한 농도의 단백질을 4-12％ 노벡스 비스-트리스(Novex Bis-Tris) 겔 (인비트로젠)에 의해 분리하였다. 막을 항-TfR (인비트로젠) 및 항-액틴 (압캠(Abcam)) 항체와 함께 철야로 4℃에서, 이어서 IR다이(IRDye)® (리-코르 바이오사이언시즈(Li-Cor Biosciences)) 2차 항체와 함께 실온에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 면역블롯을 영상화하고, 오디세이 인프라레드 이미징 시스템(Odyssey Infrared Imaging System)™ 소프트웨어 (Li-Cor Biosciences, Lincoln, NE)를 사용하여 농도계측기에 의해 밴드를 정량하였다. 투여 4일 후에, 더 높은 용량 수준에서 대조군 수준으로부터 약간 낮아졌지만, 항-TfRD/BACE1로 처리된 샘플 3개 모두에서의 TfR 발현이 유사하였다 (도 6c). 대조적으로, 항-TfRA/BACE1 항체의 용량 증가는 투여 4일 후에 혈액-뇌 장벽에서의 TfR 발현에서 현저한 감소를 초래하였다. 따라서, 항-TfR 항체의 친화도를 저하시키는 것은 뇌 TfR 발현에서의 관찰된 용량-의존적 저하를 또한 개선하고, 이는 잠재적으로 항체의 전반적인 안전성 프로파일의 개선에 추가로 기여한다.
실시예 4: BBB 투과성의 평가
뇌 내로의 이종성 분자의 수송을 위해 혈액-뇌 장벽 수송 수용체를 연구하는 것의 우려는 BBB 자체가 손상될 수 있다는 것이다. 따라서, 항-TfR 투여 시의 항체에 대한 BBB의 투과성을 조사하였다. 야생형 마우스에 50 ㎎/㎏의 대조군 IgG, 또는 25 ㎎/㎏의 각각의 지시된 공동-주사 항체 조합물을 정맥 내로 투여하였다. 정맥내 주사 24시간 후의 뇌에서의 평균 항체 흡수를 실시예 1에 따른 일반적인 인간-Fc ELISA를 사용하여 또는 실시예 1에 기술된 것과 유사한 절차에 따라 항-BACE1 특이적 ELISA를 사용하여 평가하였다. BACE1 세포외 도메인이 코트 단백질로서 사용되었고, 양고추냉이 과산화효소-접합 F(ab')2 염소 항-인간 IgG, Fc-특이적 폴리클로날 항체로 검출을 수행하였다. 이러한 검정의 LLOQ 값은 항-BACE1에 대해 2.56 ng/g, 항-TfRD/BACE1에 대해 12.8 ng/g이었다. 실시예 1에 기재된 것과 동일한 절차를 사용하여 투여 후에 뇌 Aβ1-40 수준을 측정하였다.
결과가 도 7a-7c에서 제시된다. 뇌 항체 노출이 대조군 IgG + 항-TfRD/BACE1-처리 마우스에서 가장 높았지만, 항-TfRD-함유 항체 조합물로 처리된 마우스에서도 실질적이었다 (도 7a). 이는 저-친화도 이중특이적 형태의 항-TfRD가 친화도가 더 높은 단일특이적 형태의 항-TfRD보다 뇌에서 더 길게 흡수 및 지속된다는 실시예 1에서의 결과와 상호관련된다. 항-TfR 항체와 공동투여된 항체는 뇌 내로 실질적인 양으로 흡수되지 않았다; 뇌에서 실질적인 양으로 관찰된 유일한 항-BACE1은 항-TfRD에 직접적으로 접합된 것이었다 (도 7b). 유사하게, 뇌에서 관찰된 유일한 항-BACE1 활성은 항-TfRD/BACE1-처리 마우스에서였다 (도 7c). 총괄적으로, 이러한 데이터는 항체에 대한 혈액-뇌 장벽 투과성이 항-TfR 처리에 의해 영향을 받지 않았음을 가리킨다.
실시예 5: 망상적혈구 수준에 대한 다중 투여의 영향
상기 연구들은 단일 용량의 항-TfR 항체 및 결과적인 망상적혈구 수준에 대한 영향 및 부수적인 급성 임상 증상에 초점을 맞췄다. 더 긴 기간에 걸친 다중 투여 후에 상이한 효과가 관찰되는지 여부를 확인하기 위해, 추가적인 연구에 착수하였다. 단일 정맥내 용량 대신에, 마우스에 25 ㎎/㎏ 항-TfRD/BACE1 또는 IgG 대조군을 총 4주 동안 1주일에 1번 정맥내 투여한 것을 제외하고는, 이전의 실시예들에서 기술된 것과 동일한 프로토콜을 사용하였다. 조직/혈액을 2차 주사 1일 후, 4일 후 또는 7일 후, 및 4차 주사 후에 수집하고, 상기 기술된 프로토콜을 사용하여 프로세싱하였다. 또한, 제조사의 설명서에 따라 인테그라(Integra)™ 400 (로슈(Roche), 인디애나주 인디애나폴리스)을 사용하여 비색측정 검정에 의해 혈청 샘플에 대해 직접적인 빌리루빈, 혈청 철, 및 총 및 불포화 철 결합 능력을 결정하였다. 6마리의 마우스를 각각의 시점 및 처리 군에서 사용하였다.
항-TfRD/BACE1에 대한 혈청 항체 농도는 2회 또는 4회 용량 후에 경시적으로 유사하였고, 이는 마우스 혈류에서의 클리어런스가 반복 투여 후에 실질적으로 상이하지 않다는 것을 시사한다 (도 8a). 그러나, 전체적인 항체 노출에서의 약간의 감소가 4차 용량 4일 후에 2차 용량 후의 동일한 시간에 비해 명백하였고, 이는 투여된 인간 IgG 항체에 대한 마우스 항-약물 항체 (ADA)의 발생을 시사한다. 혈청 항체 농도와 유사하게, 뇌 항체 농도가 4차 용량 4일 후에 감소되었지만, 경시적으로 뇌에 존재하는 항체의 지속은 2차 용량 후에 관찰된 것과 매우 유사하였다 (도 8b). A베타1-40의 혈장 (도 8c) 및 뇌 (도 8d) 수준은 2회 또는 4회 용량 후에 혈청 및 뇌에 존재하는 항-TfRD/BACE1의 관찰된 양과 잘 상호관련되었다.
중요하게, 망상적혈구 독성의 악화가 다중 용량 정황에서 관찰되지 않았다. 도 8e에 제시된 바와 같이, 2차 용량 1일 후부터 4차 용량 7일 후까지 절대 망상적혈구 수가 극적으로 개선되었다 (이러한 값들이 대조군 수준으로 회복되거나 또는 이를 초과함). 4주에 적혈구 질량 감소 또는 혈청 철 및 총 철 결합 능력 (혈청 트랜스페린에 대한 대용 파라미터)의 변화의 증거가 없었다. 조직병리학 변화 또는 변경된 염색가능한 철 수준의 증거 또한 어떠한 평가 조직에서도 없었다. 이론에 제한되지 않으면서, 최초의 용량 투여에 의해 유발되고 투여 기간 전반에 지속된 강화된 골수 재생 반응이 4차 용량 후에 관찰된 전체적인 망상적혈구 감소를 호전시키는 것을 담당할 수 있는 것으로 제안된다. 추가로, 반복 투여으로 추정되는 ADA 존재가 전반적인 순환 항체 수준을 추가로 저하시켜, 제4주에 관찰된 망상적혈구 고갈의 경감에 또한 기여하였다. 마지막으로, TfR의 뇌 발현이 4차 용량 1일 후, 4일 후 또는 7일 후에 항-TfRD/BACE1로 처리된 마우스와 대조군 IgG로 처리된 마우스 사이에 상이하지 않았다 (도 8f).
실시예 6: 혈액 및 골수 내의 적혈구 전구 세포에 대한 이펙터-함유 및 무-이펙터 이중특이적 항체의 영향
골수 내의 적혈구 전구 세포 집단에 대한 항체 투여의 영향을 해명하기 위해 추가적인 실험을 수행하였다. 먼저, 항-TfR/BACE1 투여 후의 망상적혈구 손실의 경과를 시험하기 위해, 50 ㎎/㎏의 대조군 IgG 또는 이펙터 기능이 결여된 항-TfRD/BACE1을 200 ㎕ 멸균성 PBS 내의 단일 볼루스로서 정맥 내로 주사하고 나서 1시간 후, 4시간 후, 16시간 후 및 24시간 후에 혈액 및 골수를 단리하였다 (n = 6/군). 투여 후의 지시된 시점에 동물로부터 혈액 및 골수를 수확하였다. 이소플루보란 마취 후에 안와 출혈물을 혈액 추출에 사용하였고, 1개의 대퇴부로부터의 골수를 수확하고, 단일 세포 현탁액을 제조하였다. 그 후, 세포를 70-마이크로미터 세포 여과기를 통해 여과하였다. 세포를 설정 부피의 PBS에서 세정하고 재현탁시켰다. 고정 부피의 세포 현탁액을 고정 농도의 FITC-표지 형광 비드에 첨가하고, 세포 수를 수득하기 위해 샘플 당 5000개의 비드 이벤트를 수집하여 유동 세포측정기 상에서 분석하였다. 유동 세포측정법에 의해 적혈구 집단의 정량적 분석을 결정하였다. 혈액 및 골수 양쪽 모두에서, 별개의 적혈구 집단들이 이들의 Ter119 마커 (뮤린 성숙 적혈구 및 적혈구 전구체 세포 상에서만 발현되는 것으로 결정된 마커) 발현, TfR 발현, 및 측방 산란 프로파일에 의해 게이팅되었다 (문헌 [Paniga et al., "Expression of Prion Protein in Mouse Erythroid Progenitors and Differentiating Murine Erythroleukemia Cells." PLoS One 6, 9 (2011)]에서 인전에 기술된 바와 같음; 도 9a 및 9b). 간략하게, 샘플을 20분 동안 얼음 상에서 항-마우스 Ter119-PE (이바이오사이언스(eBioscience)) 및 비오틴화 항-마우스 TfR와 함께, 이어서 스트렙타비딘-eFluor450 (이바이오사이언스)과 함께 인큐베이션하였다. 샘플을 0.5％ BSA, 2 mM EDTA를 함유하는 PBS로 세정하고, BD LSR 포르테사(Fortessa) 다색 세포 유동측정기 상에 러닝(running)시키고, 플로우조(FlowJo) 소프트웨어 (오레곤주 애슐랜드)를 사용하여 분석하였다.
이펙터 기능이 결여된 항-TfRD/BACE1로의 처리는 대조군 IgG와 비교하여 혈액 내의 총 적혈구 수를 변경시키지 않았지만 (도 9c), 그럼에도 불구하고, 혈액 내의 순환 TfR-발현 망상적혈구를 신속하게, 그리고 유의하게 저하시켰다 (도 9d). 혈액에서의 발견과 대조적으로, 무-이펙터 항-TfRD/BACE1은 TfR-고발현 집단 (EryA 및 EryB 집단) (도 10b-c), 및 TfR-음성 성숙 적혈구 (EryC 집단) (도 10d)을 포함하여, 골수 내의 적혈구 선조 집단 중 어느 것에 대해서도 효과가 없었다 (도 10a-c). 총괄적으로, 이러한 결과들은, 무-이펙터 항-TfRD/BACE1이 단일 투여 후에 골수 내의 적혈구의 다른 하위집단에 영향을 미치지 않으면서 마우스에서 혈액 내의 TfR-발현 망상적혈구만 고갈시킨다는 것을 입증하였다.
혈액 및 골수 양쪽 모두 내의 적혈구 하위집단에 대한 완전 이펙터 기능 항체의 영향을 조사하기 위해, 그리고 친화도가 적혈구 고갈에서 역할을 하는지 여부를 결정하기 위해, 상기와 동일한 주사 및 샘플 수집 과정에 따라 야생형 마우스에게 단일 IV 용량의 25 ㎎/㎏의 항-TfRA/BACE1 (Fc-), 항-TfRD/BACE1 (Fc-), 항-TfRD/BACE1 (Fc+), 또는 대조군 IgG ("Fc-"는 돌연변이 D265A 및 N297G의 존재로 인한 또는 글리코실화 결여로 인한 무-이펙터 항체를 가리키고, "Fc+"는 야생형 이펙터 기능이 있는 항체를 가리킨다)를 제공하였다. 대조군 IgG와 비교하여, 이펙터 기능의 존재 또는 TfR에 대한 친화도는 항체 투여 후에 순환 혈액 내의 성숙 적혈구의 총수에 영향을 미치지 않았다 (도 11a). 이전의 관찰을 확증하여, 무-이펙터 항-TfR/BACE1 항체의 투여는 혈액 내의 TfR-발현 망상적혈구의 신속하고 장기적인 감소를 초래하였다 (도 9d와 도 11b의 비교). 또한, TfR에 대한 친화도가 이중특이적 항체가 망상적혈구 손실을 구동시킨 정도를 변경시키지 않았는데, 항-TfRA/BACE1 (Fc-) 또는 항-TfRD/BACE1 (Fc-) (도 11b)가 투여된 동물들 사이에 망상적혈구 감소의 경과 또는 규모에서의 실질적인 차이가 없었기 때문이다. 그러나, 완전 이펙터 기능 항-TfRD/BACE1 (Fc+)의 투여는 무-이펙터 이중특이적 항체와 비교하여 망상적혈구 손실의 유의한 악화를 초래하였고 (도 11b), 이는 이펙터 기능이 항체 투여 후 망상적혈구 고갈의 중증도에서 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.
골수에서, 어떠한 무-이펙터 (Fc-) 항-TfR 이중특이적 항체도 대조군 IgG와 비교하여 적혈구 총수를 변경시키지 않았다 (도 11a). 그러나, 완전 이펙터 기능 항-TfRD/BACE1 (Fc+)는 투여 24시간 후에 적혈구 총수를 저하시켰다 (도 12a). 구체적으로, TfR 양성 적혈구 전구체 세포 (EryA 및 EryB 집단)이 완전 이펙터 기능의 존재 하에 유의하게, 그리고 강건하게 저하된 한편, 무-이펙터 항-TfR/BACE1 항체는 대조군 IgG와 비교하여 TfR 양성 적혈구 하위집단에 대한 효과가 없었다 (도 12b-c). 흥미롭게, 무-이펙터 항-TfR/BACE1 (Fc-) 항체 및 대조군 IgG와 비교하여 투여 4시간 후 및 16시간 후에 완전 이펙터 기능 항-TfRD/BACE1 (Fc+)의 투여 후에 성숙 적혈구의 수가 일시적으로 증가되었다 (도 12d). 한 비제한적인 설명에서, 이러한 일시적인 증가는 적혈구 전구체 세포 고갈에 반응하여 적혈구 성숙 가속화를 구동시키는 제2 보상 메카니즘에 기인할 수 있다. 총괄적으로, 이러한 데이터는 무-이펙터 항-TfR/BACE1 항체가 골수에서 TfR-양성 적혈구 손실을 경감시킨다는 것을 시사한다.
실시예 7: 적백혈병 세포주 및 1차 골수 단핵 세포에 대한 이펙터-함유 및 무-이펙터 단일특이적 및 이중특이적 항체의 영향
상기 실시예들에서 인간 TfR을 특이적으로 인식하지 않는 항-뮤린 TfR 항체가 사용되었다. 마우스 연구에서 관찰된 망상적혈구 고갈이 뮤린 시스템에 특유하였는지 여부를 확인하기 위해, 인간 TfR에 결합하는 항-TfR을 이용하여 추가적인 실험을 수행하였다.
건강한 인간 공여자로부터의 말초혈 단핵 세포 (PBMC)를 이펙터 세포로 사용하여 ADCC 검정을 수행하였다. 인간 적백혈병 세포주 (HEL, ATCC) 및 1차 인간 골수 단핵 세포 (올셀즈 인크(AllCells, Inc.))를 표적 세포로 사용하였다. FcγRIIIA의 잔기 158 위치에서의 동종이형 차이로부터 잠재적으로 발생할 수 있는 공여자 사이의 가변성을 최소화하기 위해, 제1 실험 세트에서 혈액 공여자를 이종접합성 FcγRIIIA 유전자형 (F/V158)을 보유하는 이로 제한하였다 (도 13a-b). 제2 실험 세트 (도 14a-b)를 위해, F/V158 유전자형 또는 FcγRIIIA V/V158 유전자형을 보유하는 건강한 인간 공여자로부터의 PBMC와 함께, HEL 세포만 표적 세포로 사용하였다. 증가된 NK 세포-매개 ADCC 활성과의 공지된 관련성, 뿐만 아니라 IgG4 항체에 결합하는 능력으로 인해 V/V158 유전자형이 또한 이러한 검정에 포함되었다 (문헌 [Bowles and Weiner, 2005]; [Bruhns et al. 2008]). 제조사의 설명서에 따라 바이-셀® (벡맨 쿨터, 캘리포니아주 풀러턴)에 의해 세포를 계수하고 생존율을 결정하였다.
유니-셉™ 혈액 분리 튜브 (어큐레이트 케미컬 & 사이언티픽; 뉴욕주 웨스터버리)를 사용하여 밀도 구배 원심분리에 의해 PBMC를 단리하였다. 50 ㎕의 검정 완충제 (RPMI-1640 + 1％ BSA 및 100 유닛/㎖ 페니실린 및 스트렙토마이신) 내의 표적 세포를 96웰 둥근바닥 플레이트에 4×104개/웰로 시딩하였다. 테스트 및 대조군 항체 (50 ㎕/웰)의 단계 희석물을 표적 세포를 함유하는 플레이트에 첨가한 후, 37℃, 5％ 이산화탄소에서 30분 동안 인큐베이션하여, 옵소닌화를 허용하였다. 총 10개의 데이터 포인트에 대해 5배 단계 희석 후 항체의 최종 농도는 0.0051 내지 10,000 ng/㎖ 범위였다. 인큐베이션 후, 25:1 이펙터 대 표적 세포의 비를 제공하도록 100 ㎕의 검정 배지 내의 1.0×106개의 PBMC 이펙터 세포를 각각의 웰에 첨가하고, 플레이트를 추가로 4시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션 종료 시에 플레이트를 원심분리하고, 세포독성 검출 키트(Cytotoxicity Detection Kit)™ (로슈 어플라이드 사이언스(Roche Applied Scinece); 인디애나주 인디애나폴리스)를 사용하여 상청액을 락테이트 탈수소효소 (LDH) 활성에 대해 테스트하였다. LDH 반응 혼합물을 상청액에 첨가하고, 일정하게 진탕시키면서 플레이트를 실온에서 15분 동안 인큐베이션하였다. 1 M H3PO4로 반응을 종결시키고, 490 nm에서 스펙트라맥스 플러스(SpectraMax Plus) 마이크로플레이트 판독기를 사용하여 흡광도를 측정하였다 (650 nm에서 측정된 배경값이 각각의 웰에 대해 차감됨). 표적 세포만 함유하는 웰의 흡광도는 배경값에 대한 대조군 (저 대조군)으로서의 역할을 한 반면, 트리톤-X100으로 용해된 표적 세포를 함유하는 웰은 입수가능한 최대 신호 (고 대조군)을 제공하였다. 항체가 첨가되지 않으면서 표적 및 이펙터 세포를 함유하는 웰에서 항체-의존적 세포성 세포독성 (AICC)을 측정하였다. 특정 ADCC의 정도를 하기와 같이 계산하였다:
Figure 112019101660907-pat00004
샘플 희석물의 ADCC 값을 항체 농도에 대해 플롯팅하였고, 소프트맥스 프로(SoftMax Pro)를 사용하여 용량-반응 곡선을 4-파라미터 모델에 피팅하였다.
제1 실험 세트에서, 인간 적백혈병 세포주 (HEL 세포) 또는 1차 인간 골수 단핵 세포를 표적 세포로 사용하여 다양한 항-인간 TfR 구축물의 ADCC 활성을 평가하였다. 항-gD WT IgG1을 음성 대조군으로, 뮤린 항-인간 HLA (부류 I)을 양성 대조군으로 사용하여, 2가 IgG1 이펙터 기능-적격성 항-인간 TfR1 항체 15G11, 및 이펙터 기능을 폐지하는 D265A 및 N297G 돌연변이가 있는 인간 IgG1 포맷의 이전 실시예들에서 사용된 것과 동일한 항-BACE1 아암이 있는 이러한 항체의 이중특이적 형태 (실시예 6 참조)를 ADCC 검정에서 다양한 농도에서 테스트하였다. 결과가 도 13a 및 13b에서 제시된다. 표적으로서의 HEL 세포 (도 13a) 또는 골수 단핵 세포 (도 13b)로, 단일특이적 항-인간 TfR 항체 15G11은 유의한 ADCC 활성을 유발하였다. 이러한 활성은 HEL 세포에서는 양성 대조군 항-인간 HLA 항체의 것과 유사하였고, 골수 단핵 세포에서는 강건하지만 양성 대조군보다 더 낮은 수준이었다. 골수 단핵 세포 실험에서 관찰된 다소 더 낮은 수준은 실험에서 사용된 골수 및 적혈구 계통 PBMC 세포의 이종성 혼합물의 일부만 높은 수준의 TfR을 발현하는 반면, HEL 세포는 클론 세포 집단 전반에 걸쳐 TfR 발현이 일관적으로 높다는 사실에 기인할 수 있다. 크게 대조적으로, 이중특이적 무-이펙터 항-인간TfR/BACE1 항체는, 음성 대조군과 유사하게, HEL 또는 골수 단핵 세포에서 어떠한 ADCC 활성도 나타내지 않았다.
제2 실험 세트에서, 이러한 검정 시스템에서 항체 이소형을 바꾸는 것의 영향을 평가하였다. 모든 표적 세포가 HEL 세포였고, 이펙터 세포는 이종접합성 FcγRIIIa-V/F158 유전자형 또는 동종접합성 FcγRIIIa-V/V158 유전자형을 보유하는 건강한 인간 공여자로부터의 PBMC였다는 것을 제외하고는, ADCC 검정 절차가 상기 기술된 것과 동일하였다. 테스트된 모든 항-인간 TfR은 항-gD와 함께 이중특이적이었고, Ig 골격이 3가지로 상이하였다: 야생형 인간 IgG1, N297G 돌연변이가 있는 인간 IgG1, 및 인간 IgG4. 인간 IgG4 골격의 항-A베타 항체를 또한 테스트하였고, 마우스 항-인간 HLA (부류 I)가 양성 대조군의 역할을 하였다. 결과가 도 14a 및 14b에서 제시된다. 이펙터 세포 활성화와 V/V158 유전자형 사이의 공지된 관련성 (문헌 [Bowles and Weiner 2005])을 기초로 예상된 바와 같이, ADCC 활성이 F/V158 공여자 (~ 25％의 표적 세포가 영향을 받음)에 비교하여 V/V158 공여자 PBMC (~ 45％의 표적 세포가 영향을 받음)에 의해 더욱 강건하게 유발되었다 (도 14a와 도 14b의 비교). 제1 실험 세트로부터의 결과를 되풀이하여, 항-TfR/gD + 야생형 IgG1은 HEL 세포에서 강건한 ADCC를 유도한 한편, 항-TfR/gD + 무-이펙터 IgG1은 HEL 세포에서 어떠한 ADCC 활성도 나타내지 않았다. 명백하게, 100 ng/mL 이상의 농도에서, IgG4 이소형의 항-TfR/gD는 가벼운 ADCC 활성을 나타냈다. 이러한 활성은 항-A베타 IgG4 결과에서 관찰되지 않았고, 이는 TfR 결합이 ADCC 활성에 요구되었음을 가리킨다. 이러한 발견은 IgG4가 최소이지만 측정가능한 이펙터 기능을 지닌다는 이전의 보고 (문헌 [Adolffson et al., J. Neurosci. 32(28):9677-9689 (2012)]; [van der Zee et al. Clin Exp. Immunol. 64: 415-422 (1986))]; [Tao et al., J. Exp. Med. 173:1025-1028 (1991)])와 상호관련된다.
따라서, 마우스에서의 적혈구 계통 세포의 고갈이 TfR- 및 이펙터-기능-의존적 방식으로 발생한다는 본원에서의 발견이 인간 시스템으로 직접적으로 번역될 수 있다. 상기의 발명이 이해를 명확하게 하기 위한 목적으로 설명 및 예로써 약간 상세하게 기술되었지만, 이러한 설명 및 실시예는 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본원에서 인용된 모든 특허 및 과학 문헌의 개시내용은 명백하게 전문이 참조로 포함된다.
SEQUENCE LISTING <110> GENENTECH, INC. et al. <120> METHODS FOR IMPROVING SAFETY OF BLOOD-BRAIN BARRIER TRANSPORT <130> P4908R1 WO <141> 2013-05-20 <150> US 61/763,915 <151> 2013-02-12 <150> US 61/698,495 <151> 2012-09-07 <150> US 61/649,878 <151> 2012-05-21 <160> 15 <210> 1 <211> 108 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> sequence is synthesized <400> 1 Asp Ile Gln Met Thr Gln Ser Pro Ser Ser Leu Ser Ala Ser Val 1 5 10 15 Gly Asp Arg Val Thr Ile Thr Cys Arg Ala Ser Gln Asp Val Ser 20 25 30 Thr Ala Val Ala Trp Tyr Gln Gln Lys Pro Gly Lys Ala Pro Lys 35 40 45 Leu Leu Ile Tyr Ser Ala Ser Phe Leu Tyr Ser Gly Val Pro Ser 50 55 60 Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Thr Ile 65 70 75 Ser Ser Leu Gln Pro Glu Asp Phe Ala Thr Tyr Tyr Cys Gln Gln 80 85 90 Ser Tyr Thr Thr Pro Pro Thr Phe Gly Gln Gly Thr Lys Val Glu 95 100 105 Ile Lys Arg <210> 2 <211> 108 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> sequence is synthesized <400> 2 Asp Ile Gln Met Thr Gln Ser Pro Ser 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Leu Thr Cys Leu 350 355 360 Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu Ser 365 370 375 Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu 380 385 390 Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Arg Leu Thr Val Asp 395 400 405 Lys Ser Arg Trp Gln Glu Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met 410 415 420 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu 425 430 435 Ser Leu Gly <210> 15 <211> 219 <212> PRT <213> Artificial sequence <220> <223> sequence is synthesized <400> 15 Asp Ile Val Met Thr Gln Ser Pro Leu Ser Leu Pro Val Thr Pro 1 5 10 15 Gly Glu Pro Ala Ser Ile Ser Cys Arg Ser Ser Gln Ser Leu Val 20 25 30 Tyr Ser Asn Gly Asp Thr Tyr Leu His Trp Tyr Leu Gln Lys Pro 35 40 45 Gly Gln Ser Pro Gln Leu Leu Ile Tyr Lys Val Ser Asn Arg Phe 50 55 60 Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp 65 70 75 Phe Thr Leu Lys Ile Ser Arg Val Glu Ala Glu Asp Val Gly Val 80 85 90 Tyr Tyr Cys Ser Gln Ser Thr His Val Pro Trp Thr Phe Gly Gln 95 100 105 Gly Thr Lys Val Glu Ile Lys Arg Thr Val Ala Ala Pro Ser Val 110 115 120 Phe Ile Phe Pro Pro Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala 125 130 135 Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe Tyr Pro Arg Glu Ala Lys 140 145 150 Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln 155 160 165 Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu 170 175 180 Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys 185 190 195 Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu Ser Ser Pro Val 200 205 210 Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys 215

Claims (36)

  1. 화합물에 커플링되어 있으며 트랜스페린 수용체(TfR)에 5 nM 내지 50 μM의 친화도로 결합하는 항체를 포함하며, 이로써 항체가 그에 커플링된 화합물을 혈액-뇌 장벽을 가로질러 수송하고, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의하여 항체의 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 저하 또는 제거되거나, 또는 Fc 영역의 변형, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거, 또는 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의하여 동일 이소형의 야생형 항체에 비교하여 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 저하 또는 제거되고, 또한 Fc 영역의 변형 또는 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형이 위치 297에서 야생형 아스파라긴 잔기가 이 위치에서 글리신으로 대체되는 돌연변이가 아닌 것인, 항체를 대상체에게 투여시 대상체에서의 적혈구 수준 저하가 감소 또는 제거되는 것인, 대상체에서 혈액-뇌 장벽을 가로질러 화합물을 수송하여 알츠하이머병(AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증(MD), 다발성 경화증(MS), 근위축성 측삭 경화증(ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 신경계 장애를 치료하기 위한 제약 조성물로,
    여기서 (i) 화합물이 영상화제이거나; (ii) 화합물이 신경 장애를 치료하는 약물이고, 항체, 압타머, 단백질, 펩티드, 억제성 핵산 또는 소형 분자이거나; 또는 (iii) 상기 항체가 다중 특이적 항체이고 상기 화합물이 베타-세크레타제 1(BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체(EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2 (HER2), 타우, 아포지단백질 E4(ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질(PrP), 류신 풍부 반복 키나제(kinase) 2(LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6(DR6), 아밀로이드 전구체 단백질(APP), p75 뉴로트로핀 수용체(p75NTR) 및 카스파제(caspase) 6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 뇌 항원에 특이적으로 결합하는 다중특이적 항체의 한 부분을 형성하는 것인 제약 조성물.
  2. 화합물에 커플링되어 있으며 TfR에 5 nM 내지 50 μM의 친화도로 결합하는 항체를 포함하고, 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향, 대상체에서 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재, 또는 이들 둘다가 감소되도록, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의하여 항체의 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 저하 또는 제거되거나, 또는 Fc 영역의 변형, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거, 또는 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의하여 동일 이소형의 야생형 항체에 비교하여 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 저하 또는 제거되고, 또한 Fc 영역의 변형 또는 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형이 위치 297에서 야생형 아스파라긴 잔기가 이 위치에서 글리신으로 대체되는 돌연변이가 아닌 것인, 대상체에서 알츠하이머병(AD), 졸중, 치매, 근육 이영양증(MD), 다발성 경화증(MS), 근위축성 측삭 경화증(ALS), 낭성 섬유증, 안젤만 증후군, 리들 증후군, 파킨슨병, 픽병, 파제트병, 암 및 외상성 뇌 손상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 신경계 장애를 치료하기 위한 제약 조성물로,
    여기서, 화합물이 신경계 장애 약물이며, (i) 화합물이 항체, 압타머, 단백질, 펩티드, 억제성 핵산 또는 소형 분자이거나; 또는 (ii) 상기 항체가 다중 특이적 항체이고 상기 화합물이 베타-세크레타제 1(BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체(EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2(HER2), 타우, 아포지단백질 E4(ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질(PrP), 류신 풍부 반복 키나제(kinase) 2(LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6(DR6), 아밀로이드 전구체 단백질(APP), p75 뉴로트로핀 수용체(p75NTR) 및 카스파제(caspase) 6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 뇌 항원에 특이적으로 결합하는 다중특이적 항체의 한 부분을 형성하는 것인 제약 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 이펙터 기능이 항체의 글리코실화의 저하, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형, 및 Fc 영역의 변형으로부터 선택된 방법에 의해 저하 또는 제거되는 것인 제약 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거; 및 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형으로부터 선택된 방법에 의해 항체의 글리코실화가 저하되는 것인 제약 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 항체가 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 생산되거나, 또는 항체가 합성으로 생산되는 것인 제약 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 Fc 영역의 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능에 대해 적격인 Fc 영역 또는 비-Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 저하 또는 제거되거나, 변형이 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이; 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이; Fc 영역의 일부를 제거하는 것; 및 CH1 도메인의 위치 132에서의 점 돌연변이로부터 선택되는 것인 제약 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체가 인간인 제약 조성물.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 항체의 Fc 영역이, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는, 글리신이 아닌 또 다른 아미노산으로 대체되도록 위치 297에서의 돌연변이를 포함하는 것인 제약 조성물.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 에리트로포이에틴(EPO), 철분 보충물, 비타민 C, 엽산, 비타민 B12 및 동일한 대상체 또는 또 다른 대상체로부터의 적혈구 또는 망상적혈구로부터 선택되는 추가 제제와 함께 투여하기 위한 제약 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 화합물이 신경계 장애 약물 또는 영상화제인 제약 조성물.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 항체가 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 것인 제약 조성물.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 항체의 TfR에 대한 친화도가 30 nM 내지 30 μM인 제약 조성물.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 항체의 TfR에 대한 친화도가 30 nM 내지 1 μM인 제약 조성물.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물에 커플링된 항체의 TfR에 대한 친화도가 50 nM 내지 1 μM인 제약 조성물.
  15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물에 커플링된 항체의 TfR에 대한 해리 반감기가 30초 내지 5분, 또는 30초 내지 2분인 제약 조성물.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 항체가 다중특이적 항체이고, 화합물이 다중특이적 항체의 한 부분을 형성하는 것인 제약 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 다중특이적 항체가 TfR에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함하는 것인 제약 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 뇌 항원이 베타-세크레타제 1(BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체(EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2(HER2), 타우, 아포지단백질 E4(ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질(PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2(LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6(DR6), 아밀로이드 전구체 단백질(APP), p75 뉴로트로핀 수용체(p75NTR) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 제약 조성물.
  19. 제17항에 있어서, 다중특이적 항체가 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합하거나 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합하는 것인 제약 조성물.
  20. 트랜스페린 수용체(TfR)에 대하여 5 nM 내지 50 μM의 친화도로 결합하는 TfR에 대해 특이적인 항체를 선택하는 단계, 및 망상적혈구 수준에 대한 항체의 영향을 감소시키거나, 대상체에서 급성 임상 증상의 중증도 또는 존재를 저하시키거나, 이들 둘다가 되도록 항체의 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능을 동일 이소형의 야생형 항체에 비교하여 저하시키거나 제거하는 단계를 포함하며, 항체 투여시 대상체에서의 적혈구 수준의 저하가 비변형 항체에 비교하여 감소되거나 제거되는 것이며,
    천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형에 의하여 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 저하 또는 제거되거나, 또는 Fc 영역의 변형, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거, 또는 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형에 의하여 동일 이소형의 야생형 항체에 비교하여 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 저하 또는 제거되고, 또한 Fc 영역의 변형 또는 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형이 위치 297에서 야생형 아스파라긴 잔기가 이 위치에서 글리신으로 대체되는 돌연변이가 아닌 것인,
    개선된 안전성으로 혈액-뇌 장벽을 가로질러 화합물을 수송하는데 유용한 항체를 제조하는 방법으로,
    여기서 (i) 화합물이 영상화제이거나; (ii) 화합물이 신경 장애를 치료하는 약물이고, 항체, 압타머, 단백질, 펩티드, 억제성 핵산 또는 소형 분자이거나; 또는 (iii) 상기 항체가 다중 특이적 항체이고 상기 화합물이 베타-세크레타제 1(BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체(EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2(HER2), 타우, 아포지단백질 E4(ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질(PrP), 류신 풍부 반복 키나제(kinase) 2(LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6(DR6), 아밀로이드 전구체 단백질(APP), p75 뉴로트로핀 수용체(p75NTR) 및 카스파제(caspase) 6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 뇌 항원에 특이적으로 결합하는 다중특이적 항체의 한 부분을 형성하는 것인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 항체의 글리코실화의 저하, 천연적으로 저하 또는 제거된 이펙터 기능을 갖는 이소형으로의 항체 이소형의 변형, 및 Fc 영역의 변형으로부터 선택된 방법에 의해 이펙터 기능이 저하 또는 제거되는 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 항체 상에 이미 존재하는 탄수화물 기의 제거; 및 야생형 글리코실화가 발생하지 않도록 하는 항체의 변형으로부터 선택된 방법에 의해 항체의 글리코실화가 저하되는 것인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 항체가 비-포유동물 세포 생산 시스템에서 생산되거나, 또는 항체가 합성으로 생산되는 것인 방법.
  24. 제22항에 있어서, 항체의 Fc 영역이, 위치 297에서의 야생형 아스파라긴 잔기가 이러한 위치에서의 글리코실화를 방해하는, 글리신이 아닌 또 다른 아미노산으로 대체되도록 위치 297에서의 돌연변이를 포함하는 것인 방법.
  25. 제20항에 있어서, 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능이 Fc 영역의 일부의 결실에 의해 또는 이펙터 기능 또는 보체 활성화 기능에 대해 적격인 Fc 영역을 포함하지 않도록 항체를 조작하는 것에 의해 저하 또는 제거되거나, 변형이 위치 238, 239, 248, 249, 252, 254, 265, 268, 269, 270, 272, 278, 289, 292, 293, 294, 295, 296, 297, 298, 301, 303, 322, 324, 327, 329, 333, 338, 340, 373, 376, 382, 388, 389, 414, 416, 419, 434, 435, 437, 438 및 439로부터 선택된, 하나 이상의 Fc 수용체에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이; 위치 270, 322, 329 및 321로부터 선택된, C1q에 대한 결합을 손상시키는 Fc 영역의 점 돌연변이; Fc 영역의 일부를 제거하는 것; 및 CH1 도메인의 위치 132에서의 점 돌연변이로부터 선택되는 것인 방법.
  26. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 항체의 TfR에 대한 친화도가 30 nM 내지 30 μM, 또는 30 nM 내지 1 μM인 방법.
  27. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 항체를 치료 화합물과 커플링시키는 것을 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 치료 화합물이 신경계 장애 약물인 방법.
  29. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 항체가 TfR에 결합하는 제1 항원 결합 부위 및 뇌 항원에 결합하는 제2 항원 결합 부위를 포함하는 다중특이적 항체인 방법.
  30. 제29항에 있어서, 뇌 항원이 베타-세크레타제 1(BACE1), A베타, 표피 성장 인자 수용체(EGFR), 인간 표피 성장 인자 수용체 2(HER2), 타우, 아포지단백질 E4(ApoE4), 알파-시누클레인, CD20, 헌팅틴, 프리온 단백질(PrP), 류신 풍부 반복 키나제 2(LRRK2), 파킨, 프레세닐린 1, 프레세닐린 2, 감마 세크레타제, 사멸 수용체 6(DR6), 아밀로이드 전구체 단백질(APP), p75 뉴로트로핀 수용체(p75NTR) 및 카스파제 6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  31. 제30항에 있어서, (i) 다중특이적 항체가 TfR 및 BACE1 양쪽 모두에 결합하거나 (ii) 다중특이적 항체가 TfR 및 A베타 양쪽 모두에 결합하는 것인 방법.
  32. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 항체의 TfR에 대한 친화도가 50 nM 내지 1 μM인 방법.
  33. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 항체의 TfR에 대한 해리 반감기가 30초 내지 5분, 또는 30초 내지 2분인 방법.
  34. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 항체가 트랜스페린에 대한 TfR의 결합을 억제하지 않는 것인 방법.
  35. 삭제
  36. 삭제
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