RO119721B1 - Antagonişti ai factorului de creştere al celulelor vasculare endoteliale - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la utilizarea antagoniştilor factorului de creştere al celulelor vasculare endoteliale umane (hVEGF), la prepararea unui medicament, pentru tratarea şi diagnosticarea cancerului. ŕ

Description

Invenția se referă la utilizarea antagoniștilor factorului de creștere al celulelor vasculare endoteliale (VEGF), în diagnosticarea și tratamentul cancerului.

Este cunoscut faptul că cele două componente celulare principale ale sistemului vascular sunt celulele endoteliale și cele ale mușchiului neted. Celulele endoteliale formează căptușeala suprafeței interioare a tuturor vaselor sanguine și constituie o interfață netrombogenică între sânge și țesut. în plus, celulele endoteliale sunt un component important în dezvoltarea noilor vase capilare și a vaselor sanguine. Astfel, celulele endoteliale proliferează în timpul angiogenezei, sau neovascularizării, care însoțește creșterea tumorilor și metastaza, și în cursul unor boli și tulburări ne-neoplazice.

S-a raportat că diferite polipeptide de origine naturală provoacă proliferarea celulelor endoteliale. Printre aceste polipeptide se află factorii de creștere a fibroblastelor acide sau bazice (FCF). Burgess și Maciag, Recenzii Anuale de Biochimie (Annual Rev. Biochem.), 58:575 (1989), factorul de creștere a celulelor endoteliale obținut din trombocite (PD-ECGF), Ishikawa și colab., Natura (Nature) 131:557 (1989) și factorul de creștere vascular endotelial (VEGF), Leung și colab., Știința (Science) 246:1306 (1989); Ferrara și Henzel, Comunicări de Cercetare de Biochimie și Biofizică (Biochem. Biophys. Res. Commun.) 161:851 (1989); Tischer și colab., Comunicări de Cercetare de Biochimie și Biofizică (Biochem. Biophys. Res. Commun.) 165:1198 (1989); Ferrara și colab., PCT WO 90/13649 (publicat în 15 Noiembrie 1990); Ferrara și colab., Cerere de Brevet US 07/360,229.

VEGF a fost identificat inițial în medii condiționate cu celule foliculare sau folicularstelate din hipofiza bovină. Analizele biochimice indică faptul că VEGF-ul bovin este o proteină dimeră cu o masă moleculară aparentă de aproximativ 45.000 Daltoni și cu o specificitate mitogenă aparentă pentru celulele vasculare endoteliale. ADN-ul care codifică VEGF bovin a fost izolat prin sortarea unei biblioteci cADN preparată din astfel de celule, folosind ca matriță de hibridizare oligonucleotide bazate pe secvența de^a capătul amino-terminal al proteinei.

VEGF uman a fost obținut prin screeningul inițial a unei biblioteci cADN preparată din celule umane, folosind drept matriță de hibridizare cADN de VEGF bovin. Un cADN astfel identificat codifică o proteină cu 165 de aminoacizi care este mai mult de 95% omoloagă cu VEGF-ul bovin, la care proteină ne vom referi drept VEGF uman (hVEGF). Activitatea mitogenă a VEGF-ului uman a fost confirmată prin exprimarea cADN din VEGF uman în celule gazdă de mamifere. Mediile condiționate cu celule transfectate cu cADN din VEGF uman au provocat proliferarea de celule endoteliale capilare, pe câtă vreme celulele de control nu au provocat proliferarea de celule endoteliale capilare, Leung și colab., Știința (Science) 246:1306 ΓΪ989).

RO 119721 Β1

VEGF nu numai că stimulează proliferarea celulelor endoteliale vasculare, ci induce 1 și permebilitatea vasculară și angiogeneza. Angiogeneza, care implică formarea de noi vase de sânge din endoteliu preexistent, este o componentă importantă a unei serii de boli și de 3 tulburări incluzând creșterea și metastaza tumorilor, artrită reumatică, psoriazis, ateroscleroză, retinopatie diabetică, fibroplazie retrolentală, glaucom neovascular, hemangioame, res- 5 pingerea imună a țesutului transplantat al corneei și a altor țesuturi, precum și a inflamației cronice. 7 în cazul creșterii tumorilor, angiogeneza pare să fie crucială pentru trecerea de la hiperplazie la neoplazie și pentru furnizarea de nutrienți tumorii solide în creștere. Folkman 9 și colab., Natura (Nature), 339:58 (1989). De asemenea, angiogeneza permite contactul tumorii cu patul vascular al gazdei, ceea ce poate constitui o cale pentru metastaza celulelor 11 tumorii. Dovada rolului angiogenezei în metastaza tumorilor este oferită, de exemplu, de studiile care indică o corelație între numărul și densitatea vaselor microscopice în secțiunile his- 13 tologice ale carcinomului uman invaziv al sânului și prezența efectivă a metastazelor distanțate. Weidner și colab., Revista de Medicină a Noii Anglii (New. Engl. J. Med.) 324; 1 (1991). 15

Având în vedere rolul dezvoltării celulelor vascular endoteliale și al angiogenezei, precum și rolul acestor procese în multe boli și tulburări, este de dorit să existe o cale de a 17 reduce sau inhiba unul sau mai multe din efectele biologice ale VEGF. De asemenea, este de dorit să existe un mod de detectare a prezenței VEGF în condiții normale și patologice, 19 și mai ales în cancer.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a utiliza un antagonist hVEGF în diag- 21 nosticarea și tratarea cancerului.

Utilizare, conform invenției a unui antagonist hVEGF care este un anticorp anti-VEGF 23 la prepararea unui medicament pentru tratarea cancerului.

Prezenta invenție furnizează antagoniști ai VEGF, incluzând: (a) anticorpi și variante 25 ale acestora care sunt capabili de legare specifică la hVEGF, la un receptor al hVEGF, sau la un complex care conține hVEGF asociat cu un receptor al hVEGF, (b) receptor al hVEGF 27 și variante ale acestuia și (c) variante ale hVEGF.

Antagoniștii inhibă activitatea mitogenă, angiogenă sau activitatea biologică de altă 29 natură a hVEGF și astfel sunt utilizabili pentru tratamentul bolilor și tulburărilor caracterizate prin neovascularizare excesivă nedorită, incluzând de exemplu tumori, și mai ales tumori 31 solide maligne, artrită reumatică, psoriazis, ateroscleroză, retinopatii diabetice și de altă natură, fibroplazie retrolentală, glaucom neovascular, hemangioame, hiperplazii tiroide 33 (incluzând boala lui Grave), transplanturi de cornee sau de alte țesuturi, și a inflamației cronice. Antagoniștii sunt utili de asemenea, pentru tratata bolilor sau tulburărilor 35 caracterizate prin permeabilitate vasculară excesivă și nedorită cum ar fi edeme legate de tumori cerebrale, hidroperitoneu legat de malignități, sindromul lui Meigs, inflamații pul- 37 monare, sindrom nefrotic, efuzie pericardiacă (ca cea legată de pericardită) și efuzie pleurală. 39

Alte aplicații sunt bazate pe faptul că antagoniștii VEGF sunt anticorpi monoclonali multispecifici, care sunt capabili de atașare la (a) epitopi ne-hVEGF, cum ar fi epitopul unei 41 proteine implicate în trombogeneză sau tromboliză, sau antigenul unei celule superficiale a unei tumori și la (b) hVEGF, receptor al hVEGF, sau un complex conținând hVEGF în aso- 43 ciație cu un receptor al hVEGF.

în alte aplicații, antagoniștii VEGF sunt conjugați cu o grupare citotoxică. 45

Se dă în continuare descrierea următoarelor figuri:

- fig. 1 prezintă efectul anticorpilor monoclonali anti-hVEGF (A4.6.1 sau B2.6.2) sau 47 a unui anticorp al factorului de creștere anti-hepatocitic inert (anti-HGF) asupra legării de hVEGF a anticorpilor monoclonali anti-hVEGF; 49

- fig. 2 prezintă efectul anticorpilor monoclonali anti-VEGF (A4.6.1 sau B2.6.2) sau

RO 119721 Β1 un anticorp inert anti-HGF asupra activității biologice a hVEGF în culturi de celule endoteliale capilare din cortex adrenal (ACE) bovin,

- fig. 3 prezintă efectul anticorpilor monoclonali anti-VEGF (A4.6.1, B2.6.2, sau A2.6.1) asupra legării hVEGF de celule ACE bovine:

- fig. 4 prezintă efectul tratamentului cu anticorpi monoclonali A4.6.1 anti-hVEGF asupra vitezei de creștere a tumorilor NEG55 în șoareci;

- fig. 5 arată efectul tratamentului cu anticorpi monoclonali A4.6.1 anti-hVEGF asupra dimensiunii tumorilor NEG55 în șoareci după cinci săptămâni de tratament;

- fig. 6 arată efectul tratamentului cu anticorpi monoclonali A4.6.1 anti-uFCV (VEGF Ab) asupra creșterii tumorilor SK-LMS-1 în șoareci;

- fig. 7 arată efectul schimbării dozelor de tratament cu anticorpi monoclonali A4.6.1 anti-uFCV (VEGF Ab) asupra creșterii tumorilor A673 în șoareci;

- fig. 8 arată efectul anticorpului monoclonal A4.6.1 anti-hVEGF asupra creșterii și supraviețuirii celulelor glioblastomice NEG55 (G55) în cultură;

- fig. 9 arată efectul anticorpului monoclonal A4.6.1 anti-hVEGF asupra creșterii și supraviețuirii celulelor rabdomiosarcomice A673 în cultură;

- fig. 10 arată efectul anticorpului monoclonal A4.6.1 anti-hVEGF asupra chemotaxiei celulelor endoteliale umane induse de lichidul sinovial.

Termenul “hVEGF folosit aici se referă la factorul de creștere a celulelor endoteliale vasculare umane cu 165 de aminoacizi și la factorii înrudiți de creștere a celulelor endoteliale vasculare umane cu 121-, 189- și 206- aminoacizi descriși de Leung și colab., Știința (Science) 246:1306 (1989) și de Houck și colab., Endocrinologie Moleculară (Mol. Endocrin.)^: 1806 (1991) împreună cu formele alele naturale și formele prelucrate ale acestor factori de creștere.

Prezenta invenție furnizează antagoniști ai hVEGF care sunt capabili de a inhiba una sau mai multe dintre activitățile biologice ale hVEGF, cum ar fi activitatea mitogenă și angiogenă. Antagoniștii hVEGF acționează prin împiedicarea legării hVEGF-ului cu receptori celulari, prin dezactivarea sau omorârea celulelor care au fost activate de hVEGF sau prin împiedicarea activării celulare endoteliale după legarea hVEGF de un receptor celular. Toate aceste puncte de intervenție ale unui antagonist al hVEGF vor fi considerate echivalente pentru scopul prezentei invenții. Astfel, în domeniul invenției sunt incluși anticorpii, și de preferință, anticorpi monoclonali, sau fragmente ale acestora, care se leagă de hVEGF, de receptori ai hVEGF, sau de un complex care cuprinde hVEGF asociat cu un receptor al hVEGF. De asemenea, sunt incluse în domeniul invenției fragmentele și variantele secvențelor de aminoacizi ai hVEGF care se leagă de receptorul hVEGF-ului, dar care nu prezintă aceeași activitate biologică cu hVEGF-ul original. De asemenea, sunt incluse în domeniul invenției fragmentele și variantele secvențelor de aminoacizi ai receptorului hVEGF-ului care se pot lega de hVEGF.

Termenul de “receptor al hVEGF-ului sau “hVEGF folosit aici se referă la un celular pentru hVEGF, de obicei un receptor aflat la suprafața celulelor endoteliale vasculare, precum și variante ale acestuia care își mențin abilitatea de a lega hVEGF. In mod tipic, receptorii hVEGF-ului și variantele lor care sunt antagoniști ai hVEGF-ului vor fi în formă izolată, nu încorporați în membrana celulară sau fixați la suprafața celulei, cum poate fi cazul în natură. Un exemplu de receptor al hVEGF este tirozin kinaza asemănătoare cu fms (fit), un receptor transmembrană din familia tirozin kinazei. DeVries și colab., Știința (Science), 255:989 (1992); Shibova și colab., Oncogenul (Oncogene) 5.: 519 (1990). Receptorul flț cuprinde un domeniu extracelular, un domeniu transmembrană și un domeniu intracelular cu activitate de tirozin kinază. Domeniul extracelular este implicat în legarea hVEGF, pe câtă

RO 119721 Β1 vreme domeniul intracelular este implicat în transmiterea semnalului. 1

Un alt exemplu de receptor al hVEGF-ului este receptorul flk-1 (cunoscut și drept KDR). Matthews și colab., Lucrările Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) 3 88:9026 (1991); Terman și colab., Oncogenul(Oncogene) .6:1677 (1991); Terman și colab. Comunicări de Cercetare de Biochimie și Biofizică (Biochem. Biophys. Res. Corn.) 187.: 1579 5 (1992).

Legarea hVEGF de receptorul flț are ca rezultat formarea a cel puțin doi complecși 7 cu greutate moleculară ridicată, care au greutățile moleculare de 205.000 și 300.000 Daltoni.

Se crede că, respectiv, complexul de 300.000 Daltoni este un dimer care conține două mole- 9 cule de receptor legate de o singură moleculă de hVEGF.

Variantele de hVEGFr-ului sunt incluse, de asemenea, în domeniul prezentei invenții. 11 Exemple reprezentative sunt formele reduse ale unui receptor din care s-au eliminat porțiunile transmembrană și citoplasmică ale receptorului și proteinele fuzionate în care 13 polimeri non-hVEGFr sau polipeptide sunt conjugate cu hVEGFr sau, de preferință, forme trunchiate ale acestuia. Un exemplu de astfel de polipeptidă non-hVEGFr este o 15 imunoglobulină. în acest caz, de exemplu, domeniul extracelular al hVEGFr este înlocuit cu domeniul Fv al catenei ușoare sau (preferabil) grele a unei imunoglobuline, cu capătul C- 17 terminal al domeniului extracelular al receptorului, legat covalent de capătul amino al fragmentului CH1, articulației CH2 sau de alt fragment al catenei grele. Astfel de variante 19 sunt preparate la fel ca și cunoscuții imunoadezoni. Vezi de exemplu, Gascoigne și colab., Lucrările Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) J34:2936 (1987); Capon și 21 colab., Natura (Nature) 337:525 (1989); Aruffo și colab., Celula (Cell) 61.:1303 (1990); Ashkenazi și colab., Lucrările Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) 23 88:10535 (1991); Bennett și colab., Revista de Chimie Biologică (J. Biol. Chem.) 266:23060 (1991). In alte cazuri, hVEGFr este conjugat cu un polimer neproteic cum ar fi polietilenglicol 25 (PEG) (vezi de exemplu Davis și colab., US 4179337; Goodson și colab., BioTehnologia (BioTechnology) 8: 343-346 (1990); Abuchowski și colab., Revista de Chimie Biologică (J. 27

Biol. Chem.) 252:3578 (1977), Abuchowski și colab., Revista de Chimie Biologică (J. Biol. Chem.) 252:3582 (1977) sau carbohidrați (vezi de exemplu, Marshall și colab., Arhivele de 29 Biochimie și Biofizică (Arch. Biochem. Biophvs.)167:77 (1975)). Aceasta servește la extinderea perioadei biologice de înjumătățire a hVEGFr și micșorează posibilitatea ca 31 receptorul să fie imunogen în mamiferele cărora le este administrat. hVEGFr este folosit practic în același mod ca și anticorpii hVEGF-ului, luând în considerație afinitatea 33 antagonistului și valența sa pentru hVEGF.

Domeniul extracelular al receptorului hVEGF, fie de sine stătător, fie legat cu o poli- 35 peptidă imunoglobulinică sau altă polipeptidă suport, este deosebit de util ca antagonist al hVEGF, în virtutea capacității sale de a sechestra hVEGF de la suprafața celulei, prezent 37 în gazdă, dar nu legat de hVEGFr.

De asemenea, hVEGFr și variantele sale sunt utile ca probe de sortare pentru identi- 39 ficarea agoniștilor și a antagoniștilor hVEGF-ului. De exemplu, celule gazdă transfectate cu ADN care codifică hVEGFr (de exemplu, flțsau flk1) supraexprimă polipeptidă receptoare 41 pe suprafața celulei, făcând astfel de celule gardo recombinante, ideale pentru analiza capacității de legare la hVEGFr a unui compus test (de exemplu o moleculă mică, o peptidă 43 lineară sau ciclică, sau o polipeptidă). hVEGFr și proteinele de fuziune ale hVEGFr, cum ar fi hVEGFr-lgG pot fi folosiți în mod asemănător. De exemplu, proteina de fuziune este legată 45 de un suport imobilizat și se măsoară capacitatea unui compus test de a înlocui hVEGF marcat radioactiv în domeniul proteinei de fuziune provenit din hVEGFr. 47

Termenul “recombinant folosit pentru hVEGF, receptor al hVEGF, anticorpi monoclonali sau alte proteine, se referă la proteine exprimate de ADN recombinant exprimat într-o 49 celulă gazdă. Celula gazdă poate fi procariot (de exemplu, o celulă bacteriană ca E. coli) sau eucariotă (de exemplu o, drojdie sau celulă de mamifer). 51

RO 119721 Β1

Anticorpi monoclonali antagoniști

Termenul “anticorp monoclonal, în accepția prezentei invenții, se referă la un anticorp obținut dintr-o populație de anticorpi de considerabilă omogenitate, adică anticorpii separați care alcătuiesc populația sunt identici din punct de vedere al specificității și afinității, cu excepția unor posibile mutații petrecute în mod natural, care pot fi prezente în cantități infime. Trebuie luat în considerație că, ca urmare a unor astfel de mutații petrecute pe cale naturală, o compoziție de anticorpi monoclonali, conformă invenției, va cuprinde în majoritate anticorpi capabili de legare specifică cu hVEGF, hVEGFr sau cu un complex conținând hVEGF împreună cu hVEGFr (“complex hVEGF-hVEGFr), dar poate conține și mici cantități de alți anticorpi.

Astfel, adjectivul “monoclonal indică însușirea anticorpului de a fi obținut dintr-o populație practic omogenă de anticorpi și nu trebuie interpretat ca cerința de producere a anticorpului printr-o metodă anume. De exemplu, anticorpii monoclonali din invenție pot fi preparați folosind metoda hibridomului descrisă inițial de Kohler și Milstein, Natura (Nature) 256:495 (1975), sau pot fi preparați prin metoda ADN-ului recombinant. Cabilly și colab., US 4816567.

în metoda hibridomului, un șoarece, sau un alt animal gazdă adecvat, este imunizat cu antigen pe cale subcutanată, intraperitonală, sau intramusculară pentru a exprima limfocite care produc, sau au capacitatea de a produce, anticorpi care se vor atașa în mod specific la proteina(ele) folosită pentru imunizare. Alternativ, limfocitele pot fi imunizate in vitro. Limfocitele sunt apoi fuzionate cu celule mielomice folosind un agent de cuplare adecvat cum ar fi polietilenglicol, ca să formeze o celulă hibridom. Goding, Anticorpi monoclonali; Principii și Aplicații (Monoclona] Antibodies: Principles and Practice) pp. 59-103 (Academic Press, 1986).

Antigenul poate fi hVEGF, hVEGFr, sau complexul hVEGF-hVEGFr.

Antigenul poate fi un fragment sau o porțiune al oricăruia dintre hVEGF sau hVEGFr cu unul sau mai multe reziduuri de aminoacid care participă la legarea hVEGF de unul din receptorii săi. De exemplu, imunizarea cu partea extracelulară a unui hVEGFr (adică o polipeptidă a unui hVEGFr fără domenii transmembrană sau intracelular) va fi deosebit de folositoare pentru producerea anticorpilor antagoniști pentru hVEGFr, pentru că numai partea extracelulară este implicată în legarea hVEGF.

Anticorpii monoclonali capabili de a lega complexul hVEGF-hVEGFr sunt folositori, mai ales dacă nu se leagă de hVEGF și hVEGFr neasociați (necomplexați). Astfel de anticorpi se leagă numai de celulele care suferă activarea imediată de către hVEGF și, în consecință, nu sunt sechestrați de hVEGF sau hVEGFr liberi, cum se întâmplă de obicei în mamifere. Astfel de anticorpi se leagă la un epitop care acoperă unul sau mai multe puncte de contact între receptor și hVEGF. Astfel de anticorpi au fost produși pentru alți complecși ligand-receptor și pot fi produși aici în același mod. Acești anticorpi nu trebuie, și nu pot, să neutralizeze sau să inhibe o activitate biologică a hVEGF sau hVEGFr neasociați, fie că anticorpii sunt, sau nu, capabili de a se atașa de hVEGF sau hVEGFr neasociat.

Celulele hibridoma preparate astfel sunt însămânțate și crescute într-un mediu de cultură adecvat care conține de preferință una sau mai multe substanțe care inhibă creșterea sau supraviețuirea celulelor mielomice originare nefuzionate. De exemplu, dacă celulelor originare mielomice le lipsește enzima hipoxantin guanin fosforibozil transferază (HGPRT sau HPRT), mediul de cultură pentru celulele hibridoma va conține de obicei hipoxantină, aminopterină și timidină (mediu HAT), substanțe care împiedică creșterea celulelor cu deficiență de HGPRT.

Celulele mielomice preferate sunt cele care fuzionează eficient, care mențin un nivel înalt de exprimare a anticorpului de către celulele producătoare de anticorpi, și sunt sensibile

RO 119721 Β1 la un mediu cum ar fi mediul HAT. Dintre acestea, liniile de celule mielomice preferate sunt 1 liniile mielomice murinice, cum ar fi cele obținute din tumorile șoarecilor MOPC-21 și MPC-11 care pot fi procurate de la Centrul de Distribuire a Celulelor al Institutului Salk, din San 3 Diego, California, SUA, celule SP-2 care pot fi obținute de la American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, SUA, și celule P3X63Ag8U.I descrise de Yelton și colab., 5 Subiecte Curente în Imunologia Microbiologică (Curr. Top. Microbiol. Immunol.) 81:1(1978).

Liniile de celule mielomice umane și heteromielomice umane-șoarece pentru producerea 7 anticorpilor monoclonali umani au fost, de asemenea, descrise. Kozbor, Revista de Imunologie (J. immunol.) 133:3001 (1984). Brodeur și colab., Metode și aplicații ale 9

Producției de Anticorpi Monoclonali (Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications), pp 51-63 (Marcel Dekker, Inc., New York 1987). 11

Mediul de cultură în care cresc celulele hibridoma este testat pentru producerea de anticorpi monoclonali direcționați împotriva antigenului. De preferință, specificitatea legării 13 anticorpilor monoclonali produși de celulele hibridoma este determinată prin imunoprecipitare sau printr-un test de legare in vitro, cum ar fi radioimunotest (RIA) ori testul de imunoabsor- 15 bant legat de enzimă (ELISA). Anticorpii monoclonali din invenție sunt cei care imunoprecipită preferențial hVEGF, hVEGFr, sau complexul hVEGF-hVEGFr, sau care se 17 leagă preferențial de cel puțin unul dintre acești antigeni într-un test de legare, și care sunt capabili să inhibe o activitate biologică a hVEGF. 19

După identificare celulelor hibridoma care produc anticorpi antagoniști cu specificitatea, afinitatea și activitatea dorite, clonele pot fi subclonate prin metode de diluare limitată 21 și pot fi create prin metodele standard. Goding, Anticorpi monoclonali; Principii și Aplicații (Monoclonal Antibodies; Principles and Practice) pp. 59-104 (Academic Press, 1986). Medii 23 de cultură adecvate pentru acest scop includ, de exemplu, mediul Eagle modificat de Dulbecco sau mediul RPMI-1640. In plus, celulele hibridoma pot fi crescute in vivo ca hidro- 25 peritoneu în animale.

Anticorpii monoclonali secretați de subclone sunt separați în mod corespunzător din 27 mediul de cultură, fluid hidroperitoneic sau serum prin metode acceptate de purificare a imunoglobulinelor, cum ar fi, de exemplu, A-Sefaroză pentru proteine, cromatografie pe hi- 29 droxiapatită, electroforeză de gel, dializă, sau cromatografie de afinitate.

ADN-ul care codifică anticorpii monoclonali din invenție se separă cu ușurință și se 31 secvențează folosind metode tradiționale (de exemplu, prin folosirea de indicatori oligonucleotidici care sunt capabili de legare specifică cu genele care codifică cafenele grele și 33 ușoare ale anticorpilor murinici). Celulele hibridoma din invenție se folosesc drept sursă preferată de astfel de ADN. Odată izolat, ADN-ul poate fi pus în vectori de exprimare, care 35 apoi sunt transfectați în celule gazdă cum ar fi celulele COS de simieni, celule din ovar de Hamster chinezesc (CHO), sau celule mielomice care nu produc de la sine proteina 37 imunoglobulina, pentru a obține sinteza anticorpilor monoclonali în celulele gazdă recombinante. 39

ADN-ul poate fi, după dorință, modificat pentru a schimba genul de imunoglobulina produs prin exprimare. De exemplu, forme umanizate ale anticorpilor murinici sunt produse 41 prin înlocuirea unei regiuni determinante complementare (CDR) a domeniului variabil al anticorpului murinic cu regiunea corespunzătoare a unui anticorp uman. în unele aplicații, anu- 43 mite reziduuri de aminoacizi din regiunea structurală (FR) a anticorpului murinic sunt înlocuite cu reziduurile corespunzătoare de aminoacizi din anticorpul uman. Carter și colab., 45 Lucrările Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) 89:4285 (1992); Carter și colab., BioTehnologia (BioTechnology) 10:163 (1992). Forme himerice ale anticorpilor 47 murinici sunt produși, de asemenea, prin înlocuirea cu secvența codificatoare pentru anumite domenii catenare grele și ușoare constante a secvențelor murinice omoloage. Cabilly și 49

RO 119721 Β1 1 colab., US 4816567; Morrison și colab., Lucrările Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) 81:6851 (1984).

Anticorpii incluși în materialul invenției includ anticorpii varianți, cum ar fi anticorpi himerici (cum ar fi cei “umanizați) și anticorpi hibrizi conținând lanțuri imunoglobulinice capabile de legarea hVEGF, hVEGFr sau a complexului hVEGF-hVEGFr și a unui epitop nehVEGF.

Anticorpii prezenți includ toate speciile de origine ca și clasele (de exemplu Fab, F(ab')₂ și Fv) și subclasele de imunoglobuline (de exemplu IgA, IgD, IgE, IgG și IgM), precum și fragmentele de anticorpi, atâta vreme cât sunt capabili de a lega hVEGF, hVEGFr sau complexul hVEGF-hVEGFr și sunt capabile de antagonizare a unei activități biologice a hVEGF.

într-o aplicație preferențială a invenției, anticorpul monoclonal va avea afinitate pentru antigenul imunizant de cel puțin 10⁹ litri/mol, măsurată de exemplu prin analiza Scatchard a lui Munson & Polard, Biochimie Analitică (Anal. Biochem.) 107:220 (1980). De asemenea, anticorpul monoclonal va inhiba de regulă activitatea mitogena sau angiogenă a hVEGF cel puțin cam 50%, de preferință mai mult de 80% și optim mai mult decât 90%, măsurat, de exemplu, printr-un test in vitro de supraviețuire sau proliferare a celulelor, ca cel descris în exemplul 2.

Pentru unele aplicații terapeutice și de diagnostic, este de dorit ca anticorpii monoclonali să nu reacționeze cu toate formele moleculare ale hVEGF. De exemplu, poate fi de dorit un anticorp monoclonal care este capabil să se lege specific de secvența cu 165 de aminoacizi a hVEGF, dar nu de secvențele cu 121- sau cu 189- de aminoacizi ale polipeptidei hVEGF. Astfel de anticorpi se identifică cu ușurință prin teste ELISA comparate sau prin imunoprecipitare comparată a diferitelor polipeptide ale hVEGF.

Conjugați cu porțiuni citotoxice în unele aplicații este dorită asigurarea unei porțiuni citotoxice conjugată cu un anticorp monoclonal specific pentru hVEGF sau pentru hVEGFr. în aceste aplicații, citotoxina servește la neutralizarea sau la uciderea celulelor care exprimă sau leagă hVEGF sau receptorul său. Conjugatul este ghidat către celulă de către regiunea capabilă de legare cu hVEGF, hVEGFr sau cu complexul hVEGF-hVEGFr. Astfel, anticorpii monoclonali capabili de legare cu hVEGF, hVEGFr sau cu complexul hVEGF-hVEGFr sunt conjugați cu citotoxine. De asemenea hVEGFr este conjugat cu o citotoxina. Deși în mod optim anticorpii monoclonali sunt ei înșiși (fără citotoxina) capabili de a neutraliza activitatea hVEGF, în această aplicație tot ce se cere de la anticorpul monoclonal este de a se lega de hVEGF, hVEGFr, sau de complexul hVEGF-hVEGFr. _x

De obicei, citotoxina este o citotoxina proteică, de exemplu toxine de difterie, ricin sau Pseudomonas, deși în cazul anumitor clase de imunoglobuline, domeniul Fc a anticorpului monoclonal însuși poate fi folosită pentru furnizarea citotoxinei (de exemplu, în cazul anticorpilor lgG2, care sunt capabili de fixarea complementului și de participare la citotoxicitatea celulară dependentă de anticorpi (ADCC)). Citotoxina, însă, nu trebuie să aibă caracter de proteină și poate conține agenți chemoterapeutici folosiți până acuma, de exemplu, la tratarea tumorilor.

De obicei, citotoxina este legată de un anticorp monoclonal sau de un fragment al acestuia printr-o legătură de amidă a scheletului de bază din interiorul (sau înlocuind o parte sau întreaga structură) domeniului Fc al anticorpului. în cazul în care funcția de ghidare este îndeplinită de hVEGFr, partea citotoxică este substituită în oricare regiune a receptorului care nu participă la legarea hVEGF; de preferință, partea citotoxică înlocuiește sau este substituită la suprafața regiunilor transmembrană și/sau citoplasmică ale receptorului. Poziția optimă de substituire va fi determinată prin experiențe de rutină și ησ necesită calificare i specială. Conjugații care sunt fuziuni de proteine, sunt exprimați cu ușurință în culturi de

RO 119721 Β1 celule recombinante prin exprimarea unei gene care codifică conjugatul. Alternativ, 1 conjugatele sunt realizate prin legarea covalentă a porțiunii citotoxice cu catena laterală a unui reziduu de aminoacid sau capătul carboxi a anticorpului sau receptorului, folosind 3 metode cunoscute per se, cum ar fi schimbul de disulfură sau cuplarea printr-o legătură tioesterică folosind, de exemplu, iminotiolat și metil-4-mercaptobutirmadat. 5

Conjugați cu alte fragmente

Anticorpii monoclonali și hVEGFr care sunt antagoniști ai hVEGF pot fi conjugați și 7 cu substanțe care nu pot fi strict clasificate drept citotoxine de sine stătătoare, dar care intensifică activitatea prezentelor compoziții. De exemplu, anticorpi monoclonali sau rhVEGF, 9 capabili de legarea hVEGF, hVEGFr, sau a complexului hVEGF-hVEGFr, sunt fuzionați cu polipeptide heteroloage, cum ar fi secvențe virale, cu receptori celulari, cu citokine cum ar 11 fi TNF, interferoni, sau interleukine, cu polipeptide cu activitate de procoagulant și cu alte polipeptide cu activitate biologică sau imunologică. Astfel de fuziuni se efectuează ușor prin 13 metode recombinante. De obicei, astfel de polipeptide ne-imunoglobulinice înlocuiesc domeniul(iile) constant(e) ale unui anticorp anti-hVEGF sau anti-complex hVEGF-hVEGFr, sau 15 înlocuiesc domeniul transmembrană și/sau intracelular al unui hVEGFr. Alternativ, ele pot înlocui domeniul variabil al unei poziții de legare de antigen a unuia din anticorpii anti-hVEGF 17 descriși aici.

în aplicații preferențiale, astfel de polipeptide neimunoglobulinice sunt legate de, sau 19 înlocuiesc, domeniul constant al unuia din anticorpii descriși aici. Bennet și colab. Revista de Chimie Biologică (J. Biol. Chem.) 266:23060-23067 (1991). Alternativ, ei pot înlocui Fv-ul 21 unuia din anticorpii prezenți, în vederea creării un anticorp himeric polivalent care conține cel puțin o poziție rămasă, recertoare de antigen cu specificitate pentru hVEGF, pentru 23 hVEGFr, sau pentru complexul hVEGF-hVEGFr și o poziție receptoare de antigen surogat cu o funcție sau o specificitate distinctă de cea a anticorpului inițial. 25

Anticorpi heterospecifici

Anticorpi monoclonali capabili de a lega hVEGF, hVEGFr, sau complexul hVEGF- 27 hVEGFr, trebuie doar să conțină o singură poziție receptoare pentru epitopii enumerați, tipic un singur complex catenă ușoară-catenă grea sau un fragment al acestuia. Astfel de 29 anticorpi însă pot avea, în mod opțional, și domenii de legare antigen capabile de a lega un epitop care nu se află în niciunul dintre hVEGF, hVEGFr sau complexul hVEGF-hVEGFr. De 31 exemplu, înlocuirea secvenței corespunzătoare de aminoacizi sau reziduurile de aminoacizi ale unui anticorp nativ anti-hVEGF, anti-hVEGFr sau anti-complex hVEGF-hVEGFr cu 33 reziduurile determinante de specificitate și, dacă este necesar, de schelet, ale unui anticorp specific pentru antigeni diferiți de hVEGF, hVEGFr, sau de complexul hVEGF-hVEGFr, va 35 crea un anticorp polispecific care conține o poziție de legare de antigen cu specificitate pentru antigenul care nu este hVEGF, hVEGFr sau complex hVEGF-hVEGFr. Acești 37 anticorpi sunt cel puțin bivalenți, dar pot fi polivalenți, depinzând de numărul de poziții de legare de antigen pe care le posedă clasa de anticorpi aleasă. De exemplu, anticorpii din 39 clasa IgM vor fi polivalenți.

în aplicații preferențiale ale invenției, astfel de anticorpi sunt capabili de legarea unui 41 epitop hVEGF sau hVEGFr și fie : (a) o polipeptidă activă în coagularea sanguină, cum ar fi proteina C sau factor de țesut, (b) o proteină citotoxică cum ar fi factorul de necroză 43 tumorală (TNF), sau (c) un receptor de suprafață celular non-hVEGFr, cum ar fi receptorul CD4 sau HER-2 (Maddon și colab., Celula (Ceti) 4.2:93 (1985); Coussens și colab., Știința 45 (Science) 230:1137 (1985)). Anticorpi heterospecifici, multivalenți sunt preparați prin cotransformarea unei celule gazdă cu ADN care codifică cafenele grea și ușoară ale ambilor 47 anticorpi și prin recuperarea ulterioară, prin cromatografie de imunoafinitate sau un procedeu asemănător, proporția de anticorpi exprimați cu proprietățile dorite de legare a antigenului. 49 Alternativ, astfel de anticorpi se prepară prin recombinarea in vitro a anticorpilor monospecifici. 51

RO 119721 Β1

Anticorpi monovalenți

Anticorpii monovalenți capabili de legare cu hVEGFr sau cu complexul hVEGFhVEGFr sunt deosebit de utili ca antagoniști ai hVEGF. Fără a limita invenția la un anumit mecanism de activitate biologică, se crede că activarea receptorilor celulari ai hVEGF are loc printr-un mecanism în care legarea hVEGF de receptori celulari ai hVEGF induce agregarea receptorilor și la rându-i activează acțiunea kinazei receptoare intracelulare. Din cauză că anticorpii monovalenți ai receptorului anti-hVEGF nu pot induce o astfel de agregare și deci nu pot activa receptorul hVEGF prin acest mecanism, ei sunt antagoniștii ideali ai hVEGF.

Trebuie remarcat, totuși, că acești anticorpi trebuie ghidați către poziția de legare de hVEGF a receptorului sau trebuie să fie capabili să interfere pe altă cale cu legarea hVEGF la receptorul hVEGF, cum ar fi prin împiedicare sferică a accesului hVEGF la receptor. După cum se descrie în prezenta invenție, chiar anticorpi anti-hVEGF care nu pot interfera cu legarea hVEGF sunt folositori când sunt conjugați cu porțiuni ne-imunoglobulinice, de exemplu, citotoxine.

Metodele de preparare a anticorpilor monovalenți sunt binecunoscute în domeniu. De exemplu, una din metode implică exprimarea recombinantă a catenei ușoare a imunoglobulinei și a catenei grele modificate. Catena grea este trunchiată, în general, într-un punct oarecare din regiunea Fc ca să împiedice interlegarea catenei grele. Alternativ, reziduurile cisteinice semnificative sunt înlocuite cu un alt reziduu de aminoacizi sau eliminate ca să se împiedice interlegarea. Metodele in vitro sunt, de asemenea, potrivite pentru prepararea anticorpilor monovalenți. De exemplu, fragmentele Fab se prepară prin ruperea enzimatică a anticorpului intact.

Utilizări pentru diagnostic

Pentru aplicațiile de diagnostic, anticorpii sau hVEGFr din invenție vor fi de obicei marcați cu o porțiune detectabilă. Partea detectabilă poate fi oricare parte ce poate produce, direct sau indirect, un semnal detectabil. De exemplu, partea detectabilă poate fi un izotop radioactiv, cum ar fi ³H, ¹⁴C, ³²P, ³⁶S sau ¹²⁶l, un compus fluorescent sau chemiluminescent, cum ar fi tiocianatul de fluoresceină, rodamină, sau luciferină; markeri izotopici radioactivi, cum ar fi, de exemplu ¹²⁶l, ³²P, ¹⁴C, sau ³H, sau o enzimă, cum ar fi fosfatază alcalină, betagalactozidază sau peroxidază de hrean. Orice metodă cunoscută în domeniu poate fi aplicată pentru conjugarea separată a anticorpului sau a hVEGFr la porțiunea detectabilă, incluzând metodele descrise de Hunter și colab. Natura (Nature) 144:945 (1962); David și colab., Biochimie (Biochemistry) 13.: 1014 (1974); Pain și colab. Revista de Metode Imunologice (J. Immunol. Meth.) 4.0:219 (1981); și Nygren, Revista de Histochimie și Citochimie (J. Histochem. and Cytochem.) J3C):407 (1982).

Anticorpii și receptorii din prezenta invenție pot fi folosiți în orice metodă de testare cunoscută, cum ar fi testele de legare competitivă, testele de intercalare directe și indirecte, și testele de imunoprecipitare. Zola, Anticorpi Monoclonali: Manual de metode (Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniaues), pp. 147-158 (CRC Press, Inc.,1987). Testele de legare competitivă se bazează pe capacitatea unui martor marcat (care poate fi hVEGF sau o parte cu reacție imunologică a acestuia) de a concura cu substanța de analizat din probă (hVEGF) pentru legarea de o cantitate limitată de anticorp. Cantitatea de hVEGF din proba este invers proporțională cu cantitatea de martor care se atașează de anticorpi sau de receptori. Pentru ușurarea măsurării cantității de martor legat, se insolubilizează anticorpii sau receptorii înainte sau după competiție, astfel încât martorul și substanța de analizat legați de anticorpi sau receptori pot fi separați cu ușurință de martorul sau substanța de analizat care rămân nelegați.

RO 119721 Β1

Testele sandwich implică folosirea a doi anticorpi sau receptori, fiecare fiind capabil 1 de a se lega la o diferită porțiune imunogenă, sau epitop, al proteinei de detectat. într-un test sandwich, substanța de analizat din probă este legată de un prim anticorp sau receptor imo- 3 bilizat pe un suport solid, iar apoi un al doilea anticorp se leagă de substanța de analizat, formând astfel un complex insolubil din trei părți. David & Greene, US 4376110. Al doilea anti- 5 corp sau receptor poate fi el însuși marcat cu o porțiune detectabilă (test sandwich direct) sau poate fi măsurat prin folosirea unui anticorp anti-imunoglobulinic care este marcat cu o 7 parte detectabilă (test sandwich indirect). De exemplu, unul din tipurile de test de intercalare este un test ELISA, în care caz partea detectabilă este o enzimă. 9

Prezenții anticorpi sau receptorul este folositor, de asemenea, pentru evidențierea in vivo, pentru care un anticorp sau un hVEGFr, marcați cu o porțiune detectabilă, este admi- 11 nistrat unui pacient, de preferință direct în sânge, și prezența și poziția anticorpului sau receptorului marcat este determinată în pacient. Această metodă de evidențiere este folosi- 13 toare, de exemplu, în stabilirea etapelor și a tratamentului neoplasmului. Anticorpul sau hVEGFr este marcat, în mamifere, cu orice porțiune detectabilă prin rezonanță magnetică 15 nucleară, prin radiologie, sau prin altă metodă de detectare cunoscută în domeniu.

Variante antagoniste ale h VEGF 17

Pe lângă anticorpii descriși aici, alți antagoniști utili ai hVEGF includ fragmente și variante de secvențe de aminoacizi ai hVEGF original care se leagă de receptorul hVEGF- 19 ului, dar care nu prezintă activitatea biologică a hVEGF-ului original. De exemplu, astfel de antagoniști includ fragmente și variante de secvențe de aminoacizi care conțin un domeniu 21 al hVEGF care se leagă de receptor, dar cărora le lipsește domeniul care conferă activitate biologică sau care nu reușesc să activeze receptorii celulari ai hVEGF, cum ar fi în cazul 23 unui fragment sau al unei variante al unei secvențe de aminoacizi căreia îi lipsește capacitatea de inducere a agregării sau activării receptorilor celulari ai hVEGF. Termenul 25 “domeniu care leagă receptori se referă la secvențele de aminoacizi din hVEGF care sunt implicate în legarea receptorului hVEGF-ului. Termenul “domeniu cu activitate biologică sau 27 “domeniu care conferă activitatea biologică” se referă la o secvență de aminoacizi din hVEGF care conferă o anumită activitate biologică a factorului, cum ar fi activitate mitogenă 29 sau angiogenă.

Observația că hVEGF pare să fie capabil de a forma un complex cu două sau mai 31 multe molecule de hVEGFr la suprafața unei celule sugerează că hVEGF are cel puțin două poziții discrete pentru legarea la hVEGFr și că se leagă de astfel de receptori celulari în mod 33 secvențial, întâi la o poziție și apoi la cealaltă, înainte ca activarea să aibă loc, în același mod ca hormonul de creștere, prolactina și alte asemenea substanță (vezi, de exemplu Cunnin- 35 gham, Știința (Science), 254:821 (1991); de Vos și colab., Știința (Science), 255:306 (1992); Fuh și colab., Știința (Science), 256:1677 (1992)). în consecință, variantele antagoniste ale 37 hVEGF sunt selecționate astfel, încât una dintre pozițiile care leagă receptori ai hVEGF (de obicei poziția implicată în legarea inițială a hVEGF de rhVEGF) rămâne neschimbată (sau, 39 dacă este modificată, este schimbată ca să intensifice legarea), în timp ce a doua poziție a hVEGF de legare a receptorului este modificată de obicei prin substituție(i) neconser- 41 vativă(e) sau îndepărtarea(rile) reziduului de aminoacid ca să facă această poziție inactivă.

Domeniile care leagă receptori în hVEGF și domeniile care leagă hVEGF în hVEGFr 43 sunt determinate prin metode cunoscute în domeniu, incluzând studii de raze X, analize mutaționale și studii de legare a anticorpilor. Metodele mutaționale includ tehnicile de muta- 45 geneză aleatoare de saturație cuplată cu selecția mutanților de evadare, și mutageneză de inserare. O altă strategie potrivită pentru identificarea domeniilor care leagă receptori în 47 liganzi este cunoscută drept mutageneză de baleiere cualanină (Ala). Cunningham și colab., Știința (Science), 244:1081-1985 (1989). Această metodă implică identificarea regiunilor 49

RO 119721 Β1 care conțin catene laterale de aminoacizi încărcați. Reziduurile încărcate din fiecare regiune I care au fost identificate (de exemplu, Arg, Asp, His, Lys și Glu) sunt înlocuite (câte o regiune | pentru fiecare moleculă mutantă) cu Ala și se testează legarea receptorului de către liganzii astfel obținuți pentru a se determina importanța acelei regiuni pentru legarea de receptori. O altă metodă eficientă pentru localizarea domeniilor care leagă receptorii este folosirea anticorpilor neutralizatori anti-hVEGF. Kim și colab., Factori de Creștere, 2=53 (1992). De obicei, se folosește o combinație a acestor metode și a altor metode similare pentru localizarea domeniilor implicate în legarea de receptori.

Termenul “variantă a secvenței de aminoacizi folosit cu privire la hVEGF se referă la polipeptide care au secvențe de aminoacizi diferite într-o măsură oarecare de secvența de aminoacizi a formelor originare ale hVEGF. De obicei, variantele secvențelor antagoniste de aminoacizi vor poseda o omologie de cel puțin 70% cu cel puțin unul din domeniile care leagă receptori a unui hVEGF nativ și de preferință vor fi cel puțin cam 80%, sau, încă mai bine, cel puțin aproximativ 90% omologi cu un domeniu care leagă receptori dintr-un hVEGF nativ. Variantele secvenței de aminoacizi prezintă substituții, deleții, și/sau inserții în anumite poziții în secvența de aminoacizi a hVEGF originar, astfel încât variantele își păstrează capacitatea de a se lega de receptorul hVEGF-ului (și astfel concurează cu hVEGF nativ pentru legarea de receptorul hVEGF-ului) dar nu induc unul sau mai multe dintre efectele biologice ale hVEGF, cum ar fi proliferarea celulelor endoteliale, angiogeneză sau permeabilitate vasculară.

“Omologie este definită ca procentul de reziduuri din varianta secvenței de aminoacizi care sunt identice cu reziduurile din secvența de aminoacizi a unui domeniu care leagă receptori ai unui hVEGF nativ după alinierea secvențelor și introducerea de hiaturi, dacă e necesar, pentru atingerea procentajului maxim de omologie. Metodele și programele de calculator pentru aliniere sunt binecunoscute în domeniu. Un astfel de program este “Align-2, creat de Genentech, Inc., care a fost înregistrat cu documentația pentru folosire, la Biroul Drepturilor de Autor al Statelor Unite, Washington, DC 20559, în 10 decembrie 1991. Variantele substituite sunt cele care au cel puțin unul dintre reziduurile de aminoacizi dintr-o secvență originară îndepărtată și un aminoacid diferit inserat în locul său în aceeași poziție. Substituțiile pot fi unice, în care numai unul dintre aminoacizii din moleculă a fost înlocuit, sau pot fi multiple, când doi sau mai mulți aminoacizi au fost înlocuiți în aceeași moleculă.

Variantele de inserție sunt cele cu unul sau mai mulți aminoacizi inserați în imediata vecinătate a unui aminoacid într-o anumită poziție din secvența originară. în imediata vecinătate a unui aminoacid înseamnă că este legat fie de gruparea funcțională α-carboxi sau aamino a unui aminoacid.

Variantele de deleție sunt cele în care unul sau mai multe reziduuri de aminoacizi au fost îndepărtați dintr-o secvență nativă. De obicei, variantele de deleție vor avea una sau două secvențe de aminoacizi îndepărtate dintr-o anume regiune a moleculei.

Fragmentele și variantele secvențelor de aminoacizi ale hVEGF se prepară cu ușurință prin metode cunoscute în domeniu, cum ar fi prin mutageneză direcționată de poziție a ADN-ului care codifică factorul originar. ADN-ul mutat este inserat într-un vector de expresie adecvat și celulele gazdă sunt apoi transfectate cu vectorul recombinant. Celulele gazdă recombinante și crescute într-un mediu de cultură adecvat, și fragmentul dorit sau varianta dorită a secvenței de aminoacizi exprimată în celulele gazdă este apoi recuperată din cultura de celule recorabinante prin cromatografie sau alte metode de purificare.

Alternativ, fragmentele și variantele de aminoacizi ale hVEGF se prepară in vitro, de exemplu, prin proteoliza hVEGF-ului nativ, sau prin sinteză, folosind metode standard de sinteză a peptidelor în fază solidă, descrise de Merrifield, Revista Societății Americane de Chimie (J. Am. Chem. Soc.), 85:2149 [1963]), deși pot fi folosite și alte metode echivalente de

RO 119721 Β1 sinteză chimică cunoscute în domeniu. Sinteza în fază solidă este inițiată la capătul de 1 carbon al peptidei prin cuplarea unui ot-aminoacid protejat la o rășină corespunzătoare. Aminoacizii sunt cuplați de lanțul peptidic folosind metode binecunoscute în domeniu pentru 3 formarea legăturilor peptidice.

Utilizări terapeutice 5

Pentru aplicațiile terapeutice, antagoniștii din invenție se administrează unui mamifer, de preferință ființă umană, în forme de dozare acceptabile din punct de vedere farmaceutic, 7 incluzând cele care pot fi administrate ființelor umane, intravenos ca injecție sau prin infuzie continuă în cursul unei perioade de timp, pe cale intramusculară, intraperitonală, intra-cere- 9 brospinală, subcutanată, intra-articulară, intrasinovială, intratecală, orală, locală, sau prin inhalare. Antagoniștii pot fi administrați în mod corespunzător pe cale intratumorală, peri- 11 tumorală, intraleziune sau perileziune, pentru exercitarea efectelor atât locale, cât și sistemice. Este de așteptat ca modul intraperitonal să fie deosebit de util, de exemplu, 13 pentru tratamentul tumorilor ovariene. Aceste forme de dozaj acoperă purtători acceptabili din punct de vedere farmaceutic care sunt inerent netoxici și neterapeutici. Exemple de 15 astfel de purtători includ schimbători de ioni, alumină, stearat de aluminiu, lecitină, proteine din ser, cum ar fi albumină din ser uman, substanțe tampon cum ar fi fosfați, glicină, acid 17 sorbic, sorbat de potasiu, amestecuri parțiale în gliceride ale acizilor grași vegetali saturați, apă, săruri, sau electroliți cum ar fi sulfatul de protamină, fosfat monoacid de sodiu, fosfat 19 acid de potasiu, clorură de sodiu, săruri de zinc, silice coloidală, trisilicat de magneziu, polivinil pirolidonă, substanțe bazate pe celuloză și polietilen glicol. Purtători pentru formele 21 externe locale și de gel ale antagoniștilor includ polizaharide cum ar fi carboximetilceluloză sau metilceluloza cu sodiu, polivinil pirolidonă, poliacrilat, polimeri bloc ai polioxietilenei cu 23 polioxipropilenă, polietilenglicol, și alcooli de grozamă. Pentru toate formele de administrare se folosesc metodele convenționale adecvate de concentrare. Aceste forme includ, de 25 exemplu, microcapsule, nanocapsule, lipozomi, plasturi, inhalatori, vaporizatoare nazale, tablete sublinguale și preparate cu eliberare continuă. Antagoniștii vor fi formulați de obicei 27 în aceste vehicule la concentrații de aproximativ 0,1 mg/ml până la 100 mg/ml.

Exemple adecvate de preparate cu eliberare continuă includ matrici semipermeabile 29 din polimeri solizi hidrofobici care conțin antagoniștii, matrici care sunt sub formă de produse fasonate, cum ar fi pelicule sau microcapsule. Exemple de matrici pentru alimentare 31 continuă includ poliesteri, hidrogeluri (de exemplu poli(2-hidroxietil-metacrilat) descrise de Langer și colab., Revista de Cercetare a Materialelor Biomedicale (J. Biomed. Mater. 33 Res.)l5:167 (1981) și de Langer, Tehnologie Chimică (Chem. Tech.) 12:98-105 (1982), sau polialcool vinilic, polilactide (US 3773919), copolimeri ai acidului L-glutamic cu gama L- 35 glutamat de etil (Sidman și colab., Biopolimeri (Biopolymers) 22:547 (1983)), acetat de etilen-vinil nedegradabil (Langer și colab., prezentată mai sus), copolimeri degradabili de 37 acid lactic-acid glicolic cum ar fi Lupron Depot™ (microsfere injectabile compuse din copolimeri acid lactic-acid glicolic și acetat de leuprolidă), și acid poli-D-(-)-3-hidroxibutiric. 39 In timp ce polimeri cum ar fi etilenă-acetat de vinii și acid lactic-acid glicolic- permit punerea în libertate a moleculelor timp de peste 100 de zile, anumiți hidrogeli pun în libertate proteine 41 pentru perioade de timp mai scurte. Când antagoniștii peptidici încapsulați rămân în corp pentru timp îndelungat, ei se pot de natura sau agrega ca urmare a expunerii la umiditate 43 la 37’C, având ca rezultat pierderea activității biologice și schimbări potențiale de imunogenicitate. Se pot concepe strategii raționale de stabilizare în funcție de mecanismul 45 implicat. De exemplu, dacă se determină că mecanismul de agregare este formarea de legături intermoleculare S-S prin schimb tio-disulfură, se poate atinge stabilizarea prin 47 modificarea reziduurilor sulfhidrice, liofilizare din soluție acidă, controlul conținutului de apă, folosirea de adaosuri adecvate și crearea de compoziții matriciale speciale de polimeri. 49

RO 119721 Β1

Compozițiile de antagoniști ai hVEGF cu eliberare controlată includ, de asemenea, | anticorpi antagoniști și hVEGFr blocați lipozomal. Lipozomii care conțin antagoniști se pre- | pară prin metode cunoscute în domeniu, cum sunt descrise în Epstein și colab., Lucrările Academiei Naționale de Științe ale SUA (Proc. Nat. Acad. Sci. USA) 82:3688 (1985), Hwang și colab. Lucrările Academiei Naționale de Științe ale SUA (Proc. Nat. Acad. Sci. USA) 72:4030 (1980); US 4485045; US 4544545. De obicei, lipozomii sunt de tip mic (aproximativ 200-800 Angstroms) unilamelar în care conținutul de lipide este mai mare de, aproximativ 30 moli% colesterol, raportul dorit fiind ajustat pentru optima terapie HRG. Lipozomi cu timp de circulație sporit sunt prezentați în US 5013556.

O altă utilizare a prezentei invenții cuprinde încorporarea unui antagonist al hVEGF în articole finite. Astfel de articole pot fi folosite în modularea creșterii celulelor endoteliale și în angiogeneză. în plus, cu aceste articole se poate modula extinderea tumorilor și metastaza.

Pentru prevenirea sau tratamentul bolilor, doza potrivită va depinde de tipul bolii ce trebuie tratată, după cum s-a arătat mai sus, de severitatea și cursul bolii, dacă anticorpii sunt administrați în scopuri preventive sau terapeutice, tratamente anterioare, istoria clinică a pacientului și răspunsul la antagonist, și de preferință, doctorului curant. Antagonistul se administrează pacientului o singură dată sau în cursul unei cure de tratament.

Antagoniștii hVEGF-ului sunt utilizați pentru tratarea diferitelor boli și tulburări neoplasmice sau ne-neoplasmice. Neoplasmele și afecțiunile înrudite care sunt tratabile includ carcinomul sânului, carcinomul pulmonar, carcinomul gastric, carcinomul esofagului, carcinomul colorectal, carcinomul hepatic, carcinomul ovarian, tecome, arrhenoblastome, carcinoame cervicale, carcinoame endomitrice, hiperplazii endomitrice, endometrioză, fibrosarcomuri, coriocarcinoame, cancerul capului și al gâtului, carcinom nasofaringial, carcinomul laringelui, hepatoblastom, sarcomul lui Kaposi, melanom, carcinoamele pielii, hemangiom, hemangiom cavernos, hemangioblastom, carcinomul pancreasului, retinoblastom, astrocitom, glioblastom, Schwannom, oligodendrogliom, leiomiosarcom, carcinom al căilor urinare, carcinomul tiroidian, tumoarea lui Wilm, carinom al celulei renale, carcinomul prostatei, proliferare vasculară anormală asociată cu facomatoze, edem (cum ar fi cel asociat cu tumori cerebrale) și sindromul lui Meigs.

Stările ne-neoplazice ce pot fi tratabile includ artrită reumatică, psoriazis, ateroscleroză, retinopatii diabetice și de alt tip, fibroplazie retroletală, glaucom neovascular, hiperplazie tiroidiană (incluzând boala lui Grave), transplanturi de cornee sau de alte țesuturi, inflamație cronică, inflamație pulmonară, sindrom nefrotic, preeclampsie, hidroperitonită, efuzie pericardiacă (ca cea asociată cu pericardită) și efuzie pleurală.

în funcție de tipul și de severitatea bolii, doza inițială sugerată este de aproximativ 1 /pg/kg până la 15 mg/kg de antagonist care poate fi administrată pacientului fie în una sau mai multe doze separate, fie prin infuzie continuă. O doză zilnică tipică poate fi între aproximativ 1 pg/kg și 100 mg/kg sau mai mult, depinzând de factorii menționați mai sus. Pentru administrări repetate în câteva zile sau mai mult, tratamentul se repetă până are loc suprimarea dorită a simptomelor bolii. Alte doze pot fi totuși folosite. Progresul tratamentului este determinat cu ușurință prin metode și teste convenționale, incluzând, de exemplu, evidențierea radiografică a tumorilor.

Conform altor aplicații ale invenției, eficacitatea antagonistului în prevenirea sau tratamentul bolii poate fi îmbunătățită prin administrarea antagonistului în serie sau în combinație cu alt agent care este eficientă în aceste scopuri, cum ar fi factor de necroză a tumorii (FGF), un anticorp capabil de a inhiba sau neutraliza activitatea angiogenă a factorului de

RO 119721 Β1 creștere a fibroblastului acid sau bazic (FCF) sau a factorului de creștere a hepatocitelor 1 (HGF), un anticorp capabil de a inhiba sau neutraliza activitățile coagulante ale factorului de țesut, proteinei C, sau proteinei S (vezi Esmon și colab., Publicația de Brevete PCT 3 WO 91/01753, publicată în 21 februarie 1991), sau cu unul sau mai mulți agenți terapeutici convenționali cum ar fi, de exemplu, agenți de alchilare, antagoniști ai acidului folie, anti- 5 metaboliți ai metabolismului acidului nucleic, antibiotice, analogi pirimidinici, 5-fluoruracil, nucleotide purinice, amine, aminoacizi, nucleotide triazolice, sau corticosteroizi. Acești alți 7 agenți pot fi prezenți în compoziția administrată sau pot fi administrați separat. De asemenea, antagonistul se pretează la administrare în serie sau în combinație cu tratamente 9 radiologice, care fie implică radiație sau administrarea de substanțe radioactive.

într-una din aplicații, se atacă vascularizarea tumorii prin terapie combinatorie. Se 11 administrează unul sau mai mulți antagoniști ai hVEGF, pacienților cu tumori în doze eficace terapeutic determinate, de exemplu, prin observarea necrozei tumorii sau a focarelor metas- 13 tazice, dacă există. Acest tratament este continuat până nu se mai observă nici un efect benefic sau examinarea clinică nu indică nici o urmă de tumoare sau de focare metastazice. 15 TNF este apoi administrat, separat sau în combinație cu un agent auxiliar, cum ar fi alfa, beta, sau gama interferon, anticorp anti-HER2, heregulină, anticorp anti-heregulină, factor 17 D, interleukină-1 (IL-1), interleukină-2 (IL-2), factor de stimulare a coloniilor macrofage de granulocite (GM-CSF), sau agenți care provoacă coagularea microvasculara în tumori, cum 19 ar fi anticorp anti-proteină C, anticorp anti-proteină S, sau proteină ligand C4b (vezi Esmon și colab., Publicația de Brevete PCT WO 91/01753, publicată în 21 februarie 1991), sau 21 căldură sau radiație.

întrucât agenții auxiliari vor avea eficacități diferite, este de dorit să se compare influ- 23 ența lor asupra tumorii prin sortare matricială în mod convențional. Administrarea antagonistului hVEGF-ului și a TNF este repetată până la obținerea efectului clinic scontat. 25 Alternativ, agonistul(știi) hVEGF-ului sunt administrați împreună cu TNF și, dacă se dorește, agent(ți) auxiliar(i). în cazurile în care tumorile solide se află în membre sau alte locuri ce pot 27 fi izolate de circuitul general, agenții terapeutici descriși aici sunt sdministrați tumorii sau organului separat. în alte aplicații, se administrează pacientului un antagonist al FGF sau al 29 factorului de creștere bazat pe trombocite (PDGF), cum ar fi un anticorp neutralizator antiFGF sau anti-PDGF, în conjuncție cu un antagonist al hVEGF. Tratamentul cu antagoniști 31 ai hVEGF este întrerupt în mod optim în timpul perioadelor de vindecare a rănilor sau în care se urmărește neovascularizarea. 33

Alte utilizări _%

Anticorpii anti-hVEGF din invenție sunt folosiți, de asemenea, drept agenți de purifi- 35 care de afinitate. în acest proces, anticorpii împotriva hVEGF sunt imobilizați pe un suport potrivit, cum ar fi o rășină Sephadex sau hârtie de filtru, prin metode binecunoscute în dome- 37 niu. Anticorpul imobilizat e pus în contact apoi cu o probă care conține hVEGF-ul de purificat și apoi se spală suportul cu un solvent adecvat care va îndepărta practic tot materialul din 39 probă cu excepția hVEGF care este legat de anticorpul imobilizat. La sfârșit, suportul este spălat cu un alt solvent adecvat, cum ar fi tampon de glicină, cu pH 5,0, care va detașa 41 hVEGF de anticorp.

Următoarele exemple sunt prezentate doar ca ilustrare și nu încearcă să pună nici 43 o limită invenției.

Exemplul 1. Prepararea anticorpilor monoclonali Anti-hVEGF 45

Pentru obținerea hVEGF conjugat cu hemocianină de limpetă gaură de cheie¹ (KLH)pentru imunizare, s-a amestecat hVEGF recombinant (165 de aminoacizi). Leung și 47 colab., Știința (Science) 246:1306 (1989), cu KLH în proporție de 4:1 în prezență de gluta

RO 119721 Β1 raldehidă 0,05% și amestecul a fost incubat la temperatura camerei timp de 3 h, cu agitare ușoară. Amestecul a fost apoi dializat cu soluție salină tamponată cu fosfat (PBS) la 4*C peste noapte.

Șoareci Balb/c au fost imunizați de patru ori la fiecare două săptămâni prin injecții intraperitonale cu 5 pg de hVEGF conjugat cu 20 pg de KLH, și au fost neinjectate cu aceeași doză de hVEGF conjugat cu KLH patru zile înainte de fuzionarea celulelor.

Celule din splina șoarecilor imunizați au fost folosite cu celule mielomice P3X 63 Ag 8U.I. Yelton și colab., Subiecte Actuale în Imunologie și Microbiologie (Curr. Top. Microbiol. Immunol.) 81:1 (1978). utilizând polietilenglicol (PEG) 35% după cum a fost descris. Yarmush.și colab., Lucrările Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) 77:2899 (1980). Liniile hibridoma au fost selectate în mediu HAT.

Supernatanți din culturile de celule de hibridom au fost testate pentru producerea de anticorpi anti-hVEGF prin analiză ELISA folosind plăci de microtitrare acoperite cu hVEGF. Anticorpul legat de hVEGF în fiecare compartiment a fost determinat cu imunoglobulină IgG anti șoarece din capră conjugată cu alcalinfosfatază și substratul fosfat de p-nitrofenil cromogen. Harlow & Lane. Anticorpi; Manual de Laborator (Antibodies; A Laboratory Manual p. 597 (Laboratorul Cold Spring Harbor, 1988). Celulele de hibridom astfel identificate ca producând anticorpi anti-hVEGF au fost subclonate prin diluție limitativă și două dintre aceste clone, desemnate A4.6.1 și B2.6.2, au fost selecționate pentru studii ulterioare.

Exemplul 2. Caracterizarea anticorpilor monoclonali Anti-hVEGF

A. Specificitate pentru antigeni

Specificitățile de legare ale anticorpilor monoclonali anti-hVEGF produși de celulele hibridoma A4.6.1 și B2.6.2 au fost determinate prin ELISA. Anticorpii monoclonali au fost adăugați în compartimentele plăcii de microtitrare acoperite în prealabil cu hVEGF, FGF, HGF, sau factor de creștere epidermică (EGF). Anticorpii legați au fost măsurați cu imunoglobulină IgG anti-șoarece din capră conjugată cu peroxidază. Rezultatele acestor teste au confirmat că anticorpii monoclonali produși de celulele hibridom A4.6.1 și B2.6.2 se leagă de hVEGF, dar nu se detectează legarea de ceilalți factori de creștere.

B. Cartarea epitopilor

O ELISA de legare competitivă a fost folosită pentru a decide dacă anticorpii produși de hibridoamele A4.6.1 și B2.6.2 se leagă de același epitop (poziție) sau de epitopi diferiți din hVEGF. Kim și colab., Imunologie Infecțioasă (Infect. Immun.) 57.:944 (1989). Anticorpi antihVEGF individuali nemarcați (A4.6.1 sau B2.6.2) sau anticorp neutru anti-HGF (izotip IgGI) au fost adăugați în compartimentele plăcilor de microtitrare acoperite în prealabil cu hVEGF. Apoi au fost adăugați anticorpi monoclonali biotinilați anti-hVEGF (BÎO-A4.6.1 sau BÎO-B2.6.2). Raportul de anticorp biotinilat față de anticorp nemarcat a fost de 1:1000. Legarea anticorpilor biotinilați a fost evidențiată prin adăugarea de peroxidază conjugată cu avidină, urmată de diclorhidrat de o-fenilendiamină și apă oxigenată. Reacția de culoare care indică cantitatea de anticorp biotinilat legat, a fost determinată prin măsurarea densității optice (D.O.) la o lungime de undă de 495 nm.

După cum se arată în fig. 1, în fiecare caz, legarea anticorpului anti-hVEGF biotinilat a fost inhibată de anticorpul nemarcat corespunzător, dar nu de celălalt anticorp nemarcat anti-hVEGF sau de anticorpul anti-HGF. Aceste rezultate indică faptul că anticorpii monoclonali produși de celulele hibridoma A4.6.1 și B2.6.2 se leagă de epitopi diferiți în hVEGF.

C. Determinarea izotipurilor

Izotipurile anticorpilor monoclonali anti-hVEGF, produse de celule hibridom A4.6.1 și B2.6.2 au fost determinate prin ELISA. Probe din mediul de cultură (supernatantul) în care __creștea-fiecare dintre celulele hibridoma au fost adăugate în compartimentele plăcilor de microtitrare acoperite în prealabil cu hVEGF. Anticorpii monoclonali anti-hVEGF captivi au

RO 119721 Β1 fost incubați cu imunoglobuline anti-șoarece din capră, conjugate cu fosfataze alcaline speci-1 fice pentru diferite izotipuri, și legarea anticorpilor conjugați de anticorpii monoclonali antihVEGF a fost determinată prin adăugarea de fosfat de p-nitrofenil. Reacția de culoare a fost3 măsurată la 405 nm cu un cititor de plăci ELISA.

Prin această metodă, izotipul anticorpilor monoclonali produs de celulele hibridom 5 A4.6.1 și B2.6.2 a fost determinat ca fiind IgGI.

D. Afinitatea de legare7

Afinitățile pentru hVEGF ale anticorpilor monoclonali anti-hVEGF produși de celulele hibridom A4.6.1 și B2.6.2 au fost determinate prin teste de legare competitivă. O 9 concentrație suboptimă de anticorp monoclonal, măsurată în prealabil, a fost adăugată unor probe care conțineau 20.000 - 40.000 cpm ¹²⁶l-hVEGF (1 -2 ng) și diferite cantități cunoscute 11 de hVEGF nemarcat (1-1.000 ng). După o oră la temperatura camerei, s-au adăugat 100 pl de antiser iganti-șoarece de capră (Pal—Freez, Rogers, AR SUA) și amestecurile au fost 13 incubate pentru încă o oră la temperatura camerei. Complecșii de anticorpi și proteină legată (complecșii imuni) au fost precipitați prin adăugarea de 500 μΙ de polietilen glicol 6% (PEG, 15 greutate moleculară 8000) la 4°C, urmat de centrifugarea la 2000 x G pentru 20 min. la 4*C. Cantitatea de ¹²⁵i-hVEGF legată de anticorpul anti-hVEGF monoclonal în astfel de probe a 17 fost determinată prin măsurarea materialului sub formă de pelete într-un contor gama.

Constantele de afinitate au fost calculate pe baza datelor prin analiză Scatchard. Afi- 19 nitatea anticorpului monoclonal anti-hVEGF produs de hibridomul A4.6.1 a fost calculată ca fiind l,2xl0⁹ l/mol. Afinitatea anticorpului monoclonal anti-hVEGF produs de hibridomul B2.6.2 21 a fost calculată ca fiind 25xl0⁹l/mol.

E. Inhibarea activității mitogene a hVEGF 23

Celule endoteliale capilare din cortex adrenal bovin (ACE). Ferrara și colab., Lucrările

Academiei Naționale de Științe (Proc. Nat. Acad. Sci.) 84;5773 (1987) au fost însămânțate 25 la o densitate de 10⁴ celule/ml în 12 plăci compartimentate, și fiecărui compartiment i s-au adăugat 2,5 ng/ml hVEGF în prezența sau în absența diferitelor concentrații de anticorpi 27 monoclonali anti-hVEGF produși de celulele hibridom A4.6.1 sau B2.6.2, sau un anticorp monoclonal inactiv. După 5 zile de cultură, celulele din fiecare compartiment au fost 29 numărate cu un contor Coulter. Drept probă martor, celulele ACE au fost cultivate în absență hVEGF adăugat. 31

După cum se arată în fig. 2, ambii anticorpi monoclonali anti-uVEGE au inhibat capacitatea hVEGF-ului adăugat pentru a menține creșterea sau supraviețuirea celulelor ACE 33 bovine. Anticorpul monoclonal produs de hibridomul A4.6.1 a inhibat complet activitatea mitogenă a hVEGF (inhibare de peste 90%), pe câtă vreme anticorpul monoclonal produs 35 de hibridomul B2.6.2 a inhibat doar parțial activitatea mitogenă a hVEGF.

F. Inhibarea legării hVEGF ' 37

Celule ACE bovine au fost însămânțate la o densitate de 2,5 x 10⁴ celule/0,5 ml/ compartiment în plăci de microtitrare cu 24 de compartimente în mediul Eagle modificat de 39 Dulbecco (DMEM) care conținea 10% ser de vițel, glutamină 2 mM și 1 ng/ml factor de creștere a fibroblastului bazic. După cultivarea peste noapte, celulele au fost spălate o dată 41 cu tampon de legare (volume egale de DMEM și mediu F12 plus HEPES 25 mM și 1% albumină din ser bovin) la 4’C. 43 ¹²⁵l-hVEGF de 12.000 cpm (aproximativ 5 x 10⁴cpm/ng/ml) a fost incubat timp de 30 min cu 5 pg de anticorp monoclonal anti-hVEGF produs de hibridomul A4.6.1, B2.6.2, sau 45 A2.6.1 (volum total 250 μΙ), iar apoi amestecurile au fost adăugate peste celulele ACE bovine din plăcile de microtitrare. După incubarea celulelor timp de 3 h la 4°C, celulele au 47 fost spălate de 3 ori cu tampon de legare la 4’C, solubilizate prin adăugarea de 0,5 ml NaOH 0,2 N și măsurate cu un contor gama. 49

După cum se arată în fig. 3 (sus), anticorpii monoclonali anti-hVEGF produși de celulele hibridom A4.6.1 și B2.6.2 au inhibat legarea hVEGF de celulele ACE bovine. Din contră, 51

RO 119721 Β1 anticorpii monoclonali anti-hVEGF produși de hibridomul A2.6.1 nu au avut nici un efect observabil asupra legării hVEGF de celulele ACE bovine. în concordanță cu rezultatele obținute în testele de proliferare a celulelor descrise mai sus, anticorpul monoclonal produs de hibridomul A4.6.1 a inhibat legarea hVEGF într-o mai mare măsură decât anticorpul monoclonal produs de hibridomul B2.6.2.

După cum se arată în fig. 3 (jos), anticorpul monoclonal produs de hibridomul A4.6.1 a inhibat complet legarea hVEGF de celulele ACE bovine la un raport molar de hVEGF cu anticorp de 1:250.

G. Inter-reactivitatea cu alte izoforme ale VEGF

Pentru a determina dacă anticorpul monoclonal anti-hVEGF produs de hibridomul A4.6.1 reacționează cu formele hVEGF-ului cu 121- sau cu 189- de aminoacizi, anticorpului i-a fost testată capacitatea de a imunoprecipita aceste polipeptide.

Celulele umane 293 au fost transfectate cu vectori care cuprindeau secvența codificatoare de nucleotide a polipeptidelor hVEGF-ului cu 121- și cu 189- de aminoacizi așa cum a fost descris. Leung și colab., Știința (Science) 246:1306 (1989). Două zile după transfecție, celulele au fost transferate într-un mediu fără cisteină sau metionină. Celulele au fost incubate 30 min în acel mediu, apoi s-au adăugat mediului 100 pCi/ml din fiecare din ³⁵S-metionină și ³⁵S-cisteină, și celulele au fost incubate pentru două ore. Marcarea a fost îndepărtată prin transferarea celulelor într-un mediu fără ser și incubare pentru trei ore. Mediile de cultură a celulelor au fost recoltate, și celulele au fost lizate prin incubarea în tampon de liză (NaCI 150 mM, NP40 1%, 0,5% deoxicolat, 0,1% dodecil sulfat de sodiu (SDS), Tris 50 mM, pH 8,0) timp de 30 min. Resturile de celule au fost îndepărtate din lizate prin centrifugare la 200 x G timp de 30 min.

Probe de 500 de pl din mediile de cultură a celulelor și lizate celulare au fost incubate cu 2 pl anticorp din hibridomul A4.6.1 (2,4 mg/ml) timp de 1 h la 4°C, iar apoi au fost incubate cu 5 pl de imunoglobulină IgG anti-șoarece din iepure pentru 1 h la 4’C. Complecșii imuni ai hVEGF marcat cu ³⁶S și de anticorp monoclonal anti-hVEGF au fost precipitați cu Sepharose cu proteină A (Pharmacia), iar apoi supusă electroforezei de gel cu SDS -12% poliacrilamidă în condiții de reducere. Gelul a fost expus unui film de raze X pentru analiza proteinelor imunoprecipitate și marcate radioactiv prin autoradiografie.

Rezultatele acestei analize au indicat că anticorpul monoclonal produs de hibridomul A4.6.1 era inter-reactiv atât cu forma hVEGF cu 121 de aminoacizi, cât și cu cea conținând 189 de aminoacizi.

Exemplul 3. Prepararea Proteinei de Fuziune Receptor ți VEGF-IgG

Secvențele de nucleotide și care codifică aminoacizii receptorului de hVEGF fit au fost prezentate de Shibuya și colab., Oncogenul (Oncogene), 5:519-524 (1990). Secvența care codifică a domeniului extracelular al receptorului de hVEGF flț a fost fuzionată cu secvența care codifică catena grea a IgGI uman printr-un proces cu două etape.

Mutageneza situs-direcționată a fost folosită pentru introducerea restricției BstBI în ADN codificator de fit la poziția 5' a codonului pentru aminoacidul 759 din flț și pentru transformarea poziției unice de restricție BstEII în plasmida pBSSK'FC. Bennet și colab., Revista de Chimie Biologică (J. Biol. Chem.) 266:23060-23067 (1991), într-o poziție BstBI. Plasmida modificată a fost digestată cu EcoRI și cu BstBI, iar fragmentul mare de plasmida ADN rezultat a fost legat cu un fragment EcoRI-BstBI al ADNului flț care codifică domeniul extracelular (aminoacizii 1-758) a receptorului hVEGF flț.

Produsul rezultat a fost digestat cu Clal și Notl pentru a genera un fragment de aproximativ 3,3 kb, care este inserat apoi în poziția donare multiplă a vectorutante^xprimare de mamifer pHEBO2 (Leung și colab., Neuronul (Neuron) 8:1045 (1992) prin ligare. Capetele

RO 119721 Β1 fragmentului de 3,3 kb sunt modificate, de exemplu prin adăugarea de liganzi, pentru a se 1 obține inserarea fragmentului în vector în orientarea corectă pentru exprimare.

Celule gazdă de mamifere (de exemplu celule CEN4 (Leung $/colab., prezentat mai 3 sus) sunt transfectate cu plasmida pHEBO2 care conține flț inclus prin electroporare. Celulele transfectate sunt cultivate într-un mediu care conține aproximativ 10% ser fetal 5 bovin, glutamină 2 ml și antibiotice, iar la o confluență de aproximativ 75% sunt transferate într-un mediu fără ser. Mediul este condiționat timp de 3-4 zile înaintea recoltării, iar proteina 7 de fuziune flț-lgG este purificată din mediul condiționat prin cromatografie pe o matrice cu afinitate pentru proteina A, în principiu după cum a fost descris de Bennet și colab., Revista 9 de Chimie Biologică (J. Biol. Chem.) 266:23060-23067 (1901).

Exemplul 4. Inhibarea creșterii tumorilor cu antagoniști ai h VEGF 11

Diferite linii de celule de tumori umane care cresc în culturi au fost testate prin ELISA pentru producerea de hVEGF. Liniile de celule tumorale ovariene, pulmonare, ale colonului, 13 gastrice, ale sânului și cerebrale au fost găsite că produc hVEGF. Pentru studiile ulterioare au fost folosite trei linii de celule care au produs hVEGF: NEG 55 (numită, de asemenea, și 15 G55) (linia de celule de gliom uman obținută de la dr. M. Westphal, Secția de Neurochirurgie, Spitalul Universitar Eppendor, Hamburg, Germania, numită și G55), A-673 17 (linia de celule de rabdomiosarcom obținută de la Colecția Americană de Tipuri de Culturi (ATCC), Rockville, Maryland SUA 20852 ca linia de celule numărul CRL 1598) SK-LMS-1 19 (linia de celule leiomiosarcomice obținută de la ATCC drept linia de celule HTB 88).

Șoareci femele Bej/nud în vârstă de șase până la zece săptămâni (Laboratorul 21 Charles River, Wilmington, Massachusetts SUA) au fost injectați subcutanat cu 1 - 5 x IO⁶ celule tumorale în 100-200 /xl PBS. La diferite intervale după ce creșterea tumorii a fost sta- 23 bilită, șoarecii au fost injectați intraperitonal o dată sau de două ori pe săptămână cu diferite doze de anticorp monoclonal A4.6.1 anti-hVEGF, un anticorp monolclonal neutru anti-gpl20 25 (5B6), sau PBS. Dimensiunea tumorii a fost măsurată în fiecare săptămână, iar la sfârșitul studiului tumorile au fost extirpate și cântărite. 27

Efectul asupra creșterii tumorilor NEG 55 în șoareci a diferitelor cantități de anticorp monoclonal anti-hVEGF A4.6.1 este prezentat în fig. 4 și 5. Fig. 4 arată că șoarecii tratați 29 cu 25 pg sau 100 pg de anticorp monoclonal anti-hVEGF A4.6.1 începând la o săptămână după inocularea celulelor NEG 55 au avut o viteză de creștere a tumorilor semnificativ mai 31 scăzută în comparație cu șoarecii tratați fie cu anticorpul neutru, fie cu PBS. Fig. 5 arată că cinci săptămâni după inocularea celulelor NEG 55, dimensiunea tumorilor în șoarecii tratați 33 cu anticorpul anti-hVEGF A4.6.1 a fost aproximativ 50% (în cazYil șoarecilor tratați cu doze de 25 g de anticorp) până la 85% (în cazul șoarecilor tratați cu doze de 100 g de anticorp) 35 mai mică decât dimensiunea tumorilor tratate cu anticorpul neutru sau cu PBS.

Efectul tratamentului cu anticorp monoclonal anti-hVEGF A4.6.1 asupra creșterii 37 tumorilor SK-LMS-1 în șoareci este prezentat în fig. 6. Cinci săptămâni după inocularea celulelor SK-LMS-1, dimensiunea medie a tumorilor în șoarecii tratați cu anticorp anti-hVEGF 39 A4.6.1 a fost cu aproximativ 75% mai mică decât dimensiunea tumorilor în șoareci tratați cu anticorp neutru sau PBS. 41

Efectul tratamentului cu anticorp monoclonal anti-hVEGF A4.6.1 asupra creșterii tumorilor A673 în șoareci este prezentat în fig. 7. Patru săptămâni după inocularea celulelor 43 A673, dimensiunea tumorilor în șoarecii tratați cu anticorpul anti-hVEGF A4.6.1 a fost aproximativ 60% (în cazul șoarecilor tratați cu doze de 10 /ng de anticorp) până la peste 90% (în 45 cazul șoarecilor tratați cu doze de 50-400/pg de anticorp) mai mică decât dimensiunea tumorilor tratate cu anticorpul neutru sau cu PBS. 47

RO 119721 Β1

Exemplul 5. Analiza efectului direct al anticorpului anti-hVEGF asupra celulelor tumorale în culturi

Celulele de glioblastom uman NEG55 sau celulele A673 de rabdomiosarcom au fost însămânțate cu o densitate de 7 x 10³ celule/compartiment în plăci cu mai multe compartimente (12 compartimente/placă) în mediu F12/DMEM care conține 10% ser fetal de vițel, glutamină 2 mM și antibiotice. Culturilor de celule li s-a adăugat apoi anticorp anti-hVEGF A4.6.1 până la concentrația finală de 0 - 20,0/pg anticorp/ml. După cinci zile, celulele care creșteau în compartimente au fost disociate prin expunere la tripsină și numărate într-un contor Coulter.

Fig. 8 și 9 prezintă rezultatele acestor studii. După cum se vede, anticorpul antihVEGF A4.6.1 nu a avut un efect semnificativ asupra creșterii în cultură a celulelor NEG55 sau A673. Aceste rezultate indică faptul că anticorpul anti-hVEGF A4.6.1 nu este citotoxic și sugerează viguros că efectele anti-tumorale ale anticorpului se datorează inhibării neovascularizării mijlocite de VEGF.

Exemplul 6. Efectul anticorpului Anti-hVEGF asupra chemotaxiei celulelor endoteliale

Chemotaxia celulelor endoteliale și a altor celule, incluzând monocite și limfocite, joacă un rol important în patogeneza artritei reumatice. Migrarea și proliferarea celulelor endoteliale însoțesc angiogeneza care are loc în sinoviul reumatic. Țesut vascularizat (pannus) invadează și distruge cartilajul articulației.

Pentru a decide dacă antagoniștii hVEGF intervin în acest proces, noi am testat efectul anticorpului anti-hVEGF A4.6.1 asupra chemotaxiei celulelor endoteliale stimulate de lichid sinovial din pacienți cu artrită reumatică. Drept martor, am testat și efectuat anticorpului anti-hVEGF A4.6.1 asupra chemotaxiei celulelor endoteliale stimulate de lichid sinovial din pacienți cu osteoartrită (angiogeneza care are loc în artrita reumatică nu are loc în osteoartrită).

Chemotaxia celulei endoteliale a fost testată cu camere Boyden modificate conform metodelor publicate. Thompson și colab., Cercetări asupra Cancerului (Cancer Res.), 51:2670 (1991); Phillips și colab., Lucrări de Medicină Biologică Experimentală (Proc. Exp. Biol. Med.), 197:458 (1991). Cam 10⁴ celule endoteliale din vena ombilicală umană au fost lăsate să adere de filtre (dimensiumea porilor 0,8 μ) acoperite cu gelatină în microcamere cu multiple compartimente (48) în mediu de cultură care conține 0,1% ser fetal bovin. După cam două ore, camerele au fost răsturnate și probe (fluid sinovial de artrită reumatică, fluid sinovial de osteoartrită, FGF bazic (bFCF) (adus la concentrație finală de 1 pg/ml) sau PBS) au fost adăugate în compartimente împreună cu anticorp anti-hVEGF A4.6.1 (adus la concentrație finală de 10 pg/ml). După două până la patru ore, celulele care au migrat au fost colorate și numărate.

Fig. 10 arată rezultatele mediate ale acestor studii. Valorile prezentate în coloana marcată «Lichid Sinovial (Syn. Fluid) și indicate în josul paginii pentru probele martor sunt numerele medii de celule endoteliale care au migrat în prezența lichidului sinovial, bFCF, sau PBS. Valorile din coloana marcată.”Lichid sinovial + mAB VEGF sunt numerele medii de celule endoteliale care au migrat în prezența fluidului sinovial la care s-a adăugat anticorp anti-hVEGF A4.6.1. Valorile din coloana marcată “% Suprimare indică procentul de reducere a migrării celulelor endoteliale provocate de fluidul sinovial care a fost produsă de adăugarea de anticorp anti-hVEGF. După cum se vede, anticorpul anti-hVEGF a inhibat semnificativ (53,40 inhibiție procentuală medie) capacitatea lichidului sinovial din artrită reumatică, dar nu și a (13,64 inhibiție procentuală medie) lichidului sinovial din osteoartrită, de a provoca migrarea celulelor endoteliale.

Claims (11)

1. Revendicări 1

   1. Utilizare a unui antagonist hVEGF care este un anticorp anti-VEGF la prepararea 3 unui medicament pentru tratarea cancerului.
2. 2. Utilizare conform revendicării 1, în care anticorpul este un anticorp anti-hVEGF. 5
3. 3. Utilizare conform revendicării 1 sau 2, în care anticorpul este un anticorp monoclonal.7
4. 4. Utilizare conform oricăreia din revendicările 1...3, în care anticorpul este umanizat.
5. 5. Utilizare conform oricăreia din revendicările precedente, în care anticorpul este uti-9 lizat în cantitate suficientă pentru a reduce mărimea tumorii.
6. 6. Utilizare conform revendicări 5, în care tumoarea este o tumoare malignă solidă. 11
7. 7. Utilizare conform revendicării 5 sau 6, în care anticorpul reduce mărimea tumorii prin inhibarea neovascularizării mediate de VEGF.13
8. 8. Utilizare conform oricăreia din revendicările precedente, în care anticorpul este cuplat la o grupare citotoxică.15
9. 9. Utilizare conform revendicării 8, în care gruparea citotoxică este o citotoxină proteică sau un domeniu Fc al anticorpului monoclonal.17
10. 10. Utilizare conform oricăreia din revendicările precedente, în care medicamentul este formulat într-un mod care să permită să fie administrat în serie sau în combinație cu alt19 agent pentru tratarea cancerului.
11. 11. Utilizare conform oricăreia din revendicările precedente, în care medicamentul 21 este formulat într-un mod care să permită să fie administrat în serie sau în combinație cu tratamente radiologice.23