(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＦ-Ａｇに特異的に結合する部分ヒト化モノクローナル抗体(ｍＡｂ)又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメントであって、前記モノクローナル抗体は、以下に示すＨ３Ｌ３抗体、及びＨ２ａＬ２ａ抗体から選択される；
（Ｉ）以下に示すＨ３配列を含む重鎖及びＬ３配列を含む軽鎖を有するＨ３Ｌ３抗体：
EVQLVESGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVKQAPGQGLEWIGFISPNTDYTEYNQKFRDKATMTADTSISTAYMELSRLRSDDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTLTVSS(配列番号９)(Ｈ３配列)；
DVVMTQSPLSLPVTLGQPASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQRPGQSPRLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYYCFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK(配列番号１２)(Ｌ３配列)；
（II）以下に示すＨ２ａ配列を含む重鎖及びＬ２ａ配列を含む軽鎖を有するＨ２ａＬ２ａ抗体：
QVQLVQSGAEVKKPGSSVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTITADKSTSTAYMELSSLRSEDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTVTVS(配列番号１３)(Ｈ２ａ配列)；
DIVMTQSPLSLPVTPGEPASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQKPGQSPQLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYYCFQGSHVPFTFGSGTKVDIK(配列番号１５)(Ｌ２ａ配列)。
【請求項２】
前記ｍＡｂがヒトＩｇＧ定常領域を含む、請求項１に記載のｍＡｂ又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメント。
【請求項３】
前記ｍＡｂ又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメントが、化学療法剤、毒素及び放射性同位元素からなる群より選択される物質と結合している、請求項１に記載のｍＡｂ又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメント。
【請求項４】
ＴＦ-Ａｇを発現する癌細胞を含む癌を、予防及び／又は治療するために個体に投与される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のｍＡｂ又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメント。
【請求項５】
請求項１に記載の部分ヒト化ｍＡｂ又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメントを含む医薬組成物。
【請求項６】
インビトロ細胞培養物であって、当該細胞培養物中の細胞が、請求項１に記載の部分ヒト化ｍＡｂ又はそのＴＦ−Ａｇ結合フラグメントを発現している、細胞培養物。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、2014年4月18日に出願された米国仮出願61/981,240に基づく優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に包含される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、該して、トムゼン-フリーデンライヒ(Thomsen-Friedenreich：TF)ヒト腫瘍抗原を認識するヒト化抗体及び、前記モノクローナル抗体を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
発癌中、細胞表面上の炭水化物構造の生合成に変化が起こり、タンパク質又は脂質のいずれかに結合した複数の異なる炭水化物が、腫瘍関連抗原であると考えられてきた。Thomsen-Friedenreich(TF)二糖(Galβ1-3GalNAcα)は、典型的には、セリン又はトレオニン残基へのＯ結合型である。TF-Ag(Ｔ抗原としても知られる)は、膵臓、結腸及び胸で見られるものを含む、複数のヒト癌腫と関連しており、これに基づいて、pan-carcinomaマーカーと称されてきた。TF-Agは、大きいグリカン鎖の伸長によって、正常な成体組織では、免疫系から隠されている。癌では、細胞の糖鎖付加機構が崩壊し、これらの鎖のトランケーション及びTF抗原の暴露をもたらす可能性がある。TF-Agを標的にできる新しいモノクローナル抗体及びその抗体フラグメントが望まれており、本開示はこれらを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、TF+癌を治療するための様々な実施形態における組成物及び方法を含む。複数の実施形態において、本開示は、TF-Agに特異的に結合する部分的にヒト化されたモノクローナル抗体(mAb)又はそのフラグメントを含む。前記mAb又はそのフラグメントは、重鎖と軽鎖を含み、ここで、重鎖は以下から成る群より選択される配列を含む：
EVQLVESGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTMTADTSISTAYMELSRLRSDDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTLVTVSS (配列番号７) (H1)；
EVQLLESGAELKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTLTADKSSSTAYMELSSLTSEDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTVTVSS (配列番号８) (H2)；及び
EVQLVESGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVKQAPGQGLEWIGFISPNTDYTEYNQKFRDKATMTADTSISTAYMELSRLRSDDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTLTVSS (配列番号９) (H3)、
及びそれらの組み合わせ。
【０００５】
前記軽鎖は、以下からなる群より選択される配列を含む：
DVVMTQSPLSLPVTLGQPASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWFQQRPGQSPRLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYYCFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK (配列番号１０) (L1)；
L2DIVMTQTPLSLPVTLGQPASISRSSQTIVYSNGNTYLEW  FQQRPGQSPRLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYY  CFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK (配列番号１１) (L2)； 及び
DVVMTQSPLSLPVTLGQPASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQRPGQSPRLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYYCFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK (配列番号１２) (L3)；
及びそれらの組み合わせ。
【０００６】
さらなるバージョン、H2、H3、L2及びL3が作製され、試験された。これらは以下を含む。
【０００７】
重可変領域 H2a：
QVQLVQSGAEVKKPGSSVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTITADKSTSTAYMELSSLRSEDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTVTVS (配列番号１３)
【０００８】
重可変領域 H3a：
EGQLLESGAELAKPGASVKMSCKASGYTFTTYWMHWVKKRPGQGLEWIGFISPNTDYTEYNQKFRDKATLTADKSSTTAYMQLSSLTSDDSAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTLTVSS (配列番号１４)
【０００９】
軽可変領域 L2a：
DIVMTQSPLSLPVTPGEPASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQKPGQSPQLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYYCFQGSHVPFTFGSGTKVDIK (配列番号１５)
【００１０】
軽可変領域 L3a：
ELVMTQTPLSLPVNLGDQASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQKPGQSPKLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEADDLGVYYCFQGSHVPFTFGSGTKLEIK (配列番号１６)
【００１１】
本開示に含まれる重鎖と軽鎖の組み合わせは、以下の通りである：H1-L1；H1-L2；H1-L2a；H1-L3；H1-L3a；H2-L1；H2-L2；H2-L2a；H2-L3；H2-L3a；H3-L1；H3-L2；H3-L2a；H3-L3；H3-L3a；H2a-L1；H2a-L2；H2a-L2a；H2a-L3；H2a-L3a；H3a-L1；H3a-L2；H3a-L2a；H3a-L3；及びH3a-L3a
【００１２】
複数の実施形態において、前記mAbは、ヒトIgG定常領域を含む。複数の実施形態において、前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントは、化学療法剤、毒素及び放射性同位元素からなる群より選択される剤に結合している。
【００１３】
別の側面では、本開示は、個体において癌を予防及び／又は治療するための方法を含み、ここで、前記癌は、TF-Agを発現する癌細胞を含んでいる。当該方法は、前記個体に、上述した１以上のmAb又はフラグメントを投与することを含み、ここで、前記個体における前記癌細胞の増殖、生存、又は転移、あるいはそれらの組み合わせは、投与後に阻害される。
【００１４】
別の側面では、前記部分的ヒト化mAb又はそのフラグメントを含む医薬組成物が提供される。
【００１５】
別の側面では、本開示は、インビトロ細胞培養物を提供し、当該細胞培養物中の細胞は、前記部分的にヒト化されたmAb又はそのフラグメントを発現している。
【００１６】
別の側面では、本開示は、前記mAb及びそのTF-Ag結合フラグメントをコードするポリヌクレオチド配列、そのようなポリヌクレオチドを含む発現ベクター、及びそのような発現ベクターを含むインビトロ細胞培養物を提供する。複数の実施形態において、前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントは、２以上の発現ベクターによってコードされる。
【００１７】
複数の実施形態において、前記mAb及びそのTF-Ag結合フラグメントを作製する方法が提供され、これは通常、インビトロ細胞培養物中で、前記mAb又はTF-Ag結合フラグメント、あるいはそれらの組み合わせを発現させること、mAb又はTF-Ag結合フラグメント、あるいはそれらの組み合わせを、前記細胞培養物から分離することを含む。
【００１８】
前記mAb及びそのTF-Ag結合フラグメントを含むキットも提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
［図１］図１は、本開示に含まれる、JAA-F11重可変及び３つのVH変異体(H1、H2、H3)領域のアミノ酸配列アライメントを提供する。太字は、JAA-F11と、設計されたヒト化Ｈ鎖との間の同一アミノ酸を示し、太字で影付きのアミノ酸は、設計されたヒト化鎖とマウスJAA-F11との間の違いを示す。太字のイタリック体で示された７２位のアラニンは、立体的なクラッシュを避けるために保持されたマウス残基である。相補性決定領域(CDR)はイタリック体で示される。ナンバリングは、カバット(Kabat)システムに従う。mJAAF11配列は、配列番号１７である。H1配列は配列番号７；H2配列は配列番号８；H3配列は配列番号９である。
【００２０】
［図２］図２は、mJAA-F11軽可変(JAA-F11VH)及び３つのVL変異体(L1、L2、L3)領域のアミノ酸配列アライメントを示す。太字は、マウスアミノ酸又は前記マウス配列と同一のアミノ酸を示し、太字で影付きのアミノ酸は、設計されたヒト化JAA-F11変異体とマウスJAA-F11との間の違いを示す。太字のイタリック体で示された５１位のロイシンは、立体的なクラッシュを避けるために保持されたマウス残基である。mJAAF11配列は、配列番号１７である。L1配列は配列番号１０；L2配列は配列番号１１；L3配列は配列番号１２である。
【００２１】
［図３］TF-Ag-BSAに対するhJAA-F11及びキメラ抗体それぞれの結合を評価するための、ELISAによるmJAA-F11阻害を使用した相対的親和性の測定。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。
【００２２】
［図４］１０種の乳癌細胞株に対する、hJAA-F11、キメラ及びマウスJAA-F11(50μg/mL)の結合。前記細胞株は、三種陰性(HCC 70、BT 549、MDA-MB-231、MDA-MB-468、DU 4475)、ER/PR-陽性(HCC 1419、AU 565、MDA-kb2)、HER2-陽性(CAMA-1、HCC 1428)のものを含む。上記試験細胞株全てについて、hJAA-F11、キメラ又はマウスJAA-F11(50μg/mL)への結合は、TF-Agネガティブコントロール骨髄腫のものと比べて有意に(p≦0.05)高かった(スチューデントＴ検定)。各エラーバーは、±１の標準偏差を表す。
【００２３】
［図５］キメラ抗体と、H3L3以外のヒト化JAA-F11抗体は、わずかではあるが(〜6〜11% )、統計的に有意な腫瘍細胞増殖阻害を示した。細胞増殖の増強は見られなかった。2又は1 ug/mlでは、いずれの抗体でも有意な結果は見られなかった。
【００２４】
［図６Ａ］TF-Ag陽性ヒト乳癌細胞株(BT549)に対する、マウスの、キメラの、及び４つのhJAA-F11構築物(コンストラクト)のADCC活性。結果は、細胞の溶解100%に対する、抗体処理細胞における細胞溶解の％として表される。H2L2及びH3L3は、ヒト細胞株で全てのケースにおいて、キメラ又はマウス抗体より統計的に大きいADCC活性を示した(p＜0.05)。これは、ドナー１とドナー２由来のPBMCでの全ての実験(４以上の独立した実験)の代表的な平均値である。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。
【００２５】
［図６Ｂ］TF-Ag陽性ヒト乳癌細胞株(BT549)に対する、マウスの、キメラの、及び４つのhJAA-F11構築物のADCC活性（ドナー１由来のPBMC）。結果は、細胞の溶解100%に対する、抗体処理細胞における細胞溶解の％として表される。H2L2及びH3L3は、ヒト細胞株で全てのケースにおいて、キメラ又はマウス抗体より統計的に大きいADCC活性を示した(p＜0.05)。これは、少なくとも３つの独立した実験の平均値である。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。
【００２６】
［図６Ｃ］TF-Ag陽性ヒト乳癌細胞株(BT549)に対する、マウスの、キメラの、及び４つのhJAA-F11構築物のADCC活性（ドナー２由来のPBMC）。結果は、細胞の溶解100%に対する、抗体処理細胞における細胞溶解の％として表される。H2L2及びH3L3は、ヒト細胞株で全てのケースにおいて、キメラ又はマウス抗体より統計的に大きいADCC活性を示した(p＜0.05)。これは、少なくとも３つの独立した実験の平均値である。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。
【００２７】
［図６Ｄ］4T1 TF-Ag陽性マウス乳癌細胞株に対する、マウスの、キメラの、及び３つのhJAA-F11構築物のADCC活性。結果は、細胞の溶解100%に対する、抗体処理細胞における細胞溶解の％として表される。H3L3とキメラは、マウス抗体より統計的に大きなADCC活性を示した(p＜0.05)。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。ADCCは、ドナー３由来のPBMCを用いて一度のみ行われた。
【００２８】
［図７］ヒト化、キメラ及びマウスのJAA-F11は、補体依存性細胞傷害(CDC)を誘導しない。ヒトHCC 1428乳癌細胞株に対するマウスの、キメラの及び２つのhJAA-F11構築物のCDC活性が試験された。結果は、細胞の溶解100%に対する、抗体処理細胞における細胞溶解の％として表される。ポジティブコントロール：試薬キット中に含まれるLDH陽性細胞は溶解を示した。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。
【００２９】
［図８］表面結合測定のための、酵素免疫測定法を使用した、マウスの、キメラの、及び４つのhJAA-F11抗体の内部移行。内部移行は、３７℃又は４℃で、抗体とマウス4T1乳癌細胞をインキュベーションすることによって分析した。予想された通り、そのパターンは、図２０でH3L3のために示されるADCCパターンと反対であったが、H2L2がADCCを誘導し、内部移行することは予想されていなかった。マウス、H2L2、キメラAb、H2L3、及びH1L1は、有意に内部移行した(p＜0.05)。エラーバーは、±１の標準誤差を表す。
【００３０】
［図９］4T1腫瘍担持マウスにおいて、hJAA-F11抗体の免疫局在性を示すMicroPET画像。
【００３１】
［図１０］4T1腫瘍担持マウスにおいて、甲状腺での遊離124ヨウ素の局在性を示すMicroPET画像。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本開示は、TF-Agを特異的に認識する、特徴的なヒト化モノクローナル抗体(mAb)及びそのフラグメント、前記mAbを作製する方法、及び前記mAbを予防及び／又は治療目的のため、及び画像診断のために使用する方法を含む。この開示によって提供されるmAbのアミノ酸配列は、ATCCカタログ番号CRL-2381の下に寄託されたハイブリドーマによって製造されたmAb中のアミノ酸配列を変更して、当該mAbのフレームワーク領域が、マウス及びヒトの免疫グロブリン(Ig)配列両方を、特異性を維持し、免疫原性を低下させるガイド方法で組み入れるようにする、新規なアプローチを使用して開発された。前記ハイブリドーマは、JAA-F11として知られているmAbを産生する。マウスのフレームワーク領域の前後関係で、JAA-F11配列中に導入された変化は、３つの異なる重可変鎖及び３つの異なる軽可変鎖のアンサンブルをもたらし、これらを組み合わせて２５種の異なるmAbを製造することができ、これらのmAbは、TF-Agを発現する癌細胞を含む多様な任意の癌と戦うのに適している。さらに、前記mAbは、個体において、異なる抗癌メカニズムを優先的に誘発するのに特に適する望ましい特性を有する。例えば、重鎖と軽鎖の選択によって、本開示は、増強された抗体依存性細胞傷害、又は補体依存性細胞傷害、又はmAbの内部移行の刺激を提供する。
【００３３】
本開示の実施形態は、JAA-F11 mAbに由来するCDR配列を含む。これらは以下の通りである：VH鎖；CDR1：SGYTFTTYWMH；(配列番号１)；CDR2：FISPNTDYTEYNQKFRD；(配列番号２)；CDR3：RSFIGYNFDFWGQGT；(配列番号３)；及びVL鎖：CDR1：CRSSQTIVYSNGNTYLEW；(配列番号４)；CDR2：KVSNRFSGVPD；(配列番号５)；及びCDR3：CFQGSHVPFTGSG；(配列番号６)
【００３４】
前記CDR配列は、修飾されたフレームワーク配列の前後に置かれる。結果として、前記mAbと、そのTF-Ag結合フラグメントは、以下から選択される重鎖：
H1  - EVQLVESGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTMTADTSISTAYMELSRLRSDDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTLVTVSS (配列番号７)；
H2 - EVQLLESGAELKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTLTADKSSSTAYMELSSLTSEDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTVTVSS (配列番号８)；
H3 - EVQLVESGAEVKKPGASVKVSCKASGYTFTTYWMHWVKQAPGQGLEWIGFISPNTDYTEYNQKFRDKATMTADTSISTAYMELSRLRSDDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTLTVSS (配列番号９)、及びそれらの組み合わせ；
及び以下からなる群より選択される軽鎖
L1 - DVVMTQSPLSLPVTLGQPASIS  CRSSQTIVYSNGNTYLEW  FQQRPGQSPRLLIY KVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYY  CFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK (配列番号１０)；
L2 - DIVMTQTPLSLPVTLGQPASIS  CRSSQTIVYSNGNTYLEW  FQQRPGQSPRLLIY  KVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYY  CFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK (配列番号１１)；
L3 - DVVMTQSPLSLPVTLGQPASIS  CRSSQTIVYSNGNTYLEW  YLQRPGQSPRLLIY  KVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYY  CFQGSHVPFTFGSG  TKLEIK (配列番号１２)及び、それらの組み合わせ；
を含む。
【００３５】
前述の配列に加えて、以下の重鎖と軽鎖が作られ、特定の組み合わせで試験された。
【００３６】
重可変領域 H2a：
QVQLVQSGAEVKKPGSSVKVSCKASGYTFTTYWMHWVRQAPGQGLEWMGFISPNTDYTEYNQKFRDRVTITADKSTSTAYMELSSLRSEDTAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTVTVS (配列番号１３)
【００３７】
重可変領域 H3a：
EGQLLESGAELAKPGASVKMSCKASGYTFTTYWMHWVKKRPGQGLEWIGFISPNTDYTEYNQKFRDKATLTADKSSTTAYMQLSSLTSDDSAVYYCARSFIGYNFDFWGQGTTLTVSS (配列番号１４)
【００３８】
軽可変領域 L2a：
DIVMTQSPLSLPVTPGEPASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQKPGQSPQLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDVGVYYCFQGSHVPFTFGSGTKVDIK (配列番号１５)
【００３９】
軽可変領域 L3a:
ELVMTQTPLSLPVNLGDQASISCRSSQTIVYSNGNTYLEWYLQKPGQSPKLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEADDLGVYYCFQGSHVPFTFGSGTKLEIK (配列番号１６)
【００４０】
本開示は、前述の配列を含むか又はそれからなるアミノ酸配列を含むmAb及びそのTF-Ag結合フラグメントを包含する。複数の実施形態において、前記開示は、mAb及びそのTF-Ag結合フラグメントを含み、ここで、前記フレームワークとCDR配列は、配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１０、配列番号１１、配列番号１２、配列番号１３、配列番号１４、配列番号１５、及び配列番号１６からなる。
【００４１】
このように、以下の２５の重鎖と軽鎖の組み合わせが、本開示に包含される：H1-L1；H1-L2；H1-L2a；H1-L3；H1-L3a；H2-L1；H2-L2；H2-L2a；H2-L3；H2-L3a；H3-L1；H3-L2；H3-L2a；H3-L3；H3-L3a；H2a-L1；H2a-L2；H2a-L2a；H2a-L3；H2a-L3a；H3a-L1；H3a-L2；H3a-L2a；H3a-L3；及びH3a-L3a
複数の実施形態において、本開示は、H1L1、H2L2、H3L3、H2L3、H2a及びL2a、及びH3a及びL3aの組み合わせを含んでいる、mAb及びそのTF-Ag結合フラグメントを含む。本開示では、以下に記載するＨ鎖とＬ鎖の組み合わせの結果に加えて、H2a-L2aとH3aL3aが作られ試験され、これらの２つの組み合わせの結果は、H2-L2とH3-L3で報告されたものと、それぞれ同様であった。H2a-L2aとH3a-L3aの組み合わせは、サブクローニング法の結果として作られ、酵素免疫測定法(EIA)で最も高い反応性によって決定される、TF-Agに対するさらに増強された結合特性を有しているさらなるサブクローンの選択を可能にする。これらのうち、内部移行のために最も良いものは、H2L2及びH2aL2aであり、他方、ADCCのために最も良いものは、H2L2、H2aL2a、H3L3及びH3aL3aである。
【００４２】
代表的なVH及びVL配列を、さらに図１及び２に記載する。特に、図１は、本開示に含まれるJAA-F11重可変及び３つのVH変異体(H1、H2、及びH3)領域のアミノ酸配列アライメントを提供する。太字は、JAA-F11と、設計されたヒト化Ｈ鎖との間の同一アミノ酸を示す；太字で影付きのアミノ酸は、設計されたヒト化鎖とマウスJAA-F11との間の違いを示す。太字のイタリック体で示された７２位のアラニンは、立体的なクラッシュを避けるために保持されたマウス残基である。CDRはイタリック体で示される。ナンバリングは、カバット(Kabat)システムに従う。このように、本明細書に記載されるmAbは「ヒト化」と呼ばれるが、それらは特定のマウス残基を含み、それゆえ部分的ヒト化とみなすことができることが認識されるであろう。
【００４３】
図２は、mJAA-F11軽可変(JAA-F11VH)及び３つのVL変異体(L1、L2、L3)領域のアミノ酸配列アライメントを示す。太字は、マウスアミノ酸又は前記マウス配列と同一のアミノ酸を示し、太字で影付きのアミノ酸は、設計されたヒト化JAA-F11変異体とマウスJAA-F11との間の違いを示す。太字のイタリック体で示された５１位のロイシンは、立体的なクラッシュを避けるために保持されたマウス残基である。図１及び２から、本開示により提供される、ヒト化Ｈ及びＬ鎖が、JAA-F11マウス抗体との違い及びそれぞれの間の違いを含むが、特定のマウスアミノ酸は、ヒト化mAbの特異性を維持するために保持されていることが理解できる。
【００４４】
本明細書で開示されるヒト化mAbのフラグメントも、本発明に含まれる。適切な抗体フラグメントの例には、Fab、Fab'、F(ab')2、ScFv及びFvフラグメントが含まれる。様々な技術が、抗体フラグメントの産生のために開発されており、それらはこの開示の範囲内に含まれる。複数の実施形態において、mAb又はそのフラグメントは、組換え発現ベクターによって宿主細胞で製造される。本開示は、本明細書に記載されるアミノ酸配列をコードする全てのポリヌクレオチド配列、そのようなポリヌクレオチド配列を含む発現ベクター、そのような発現ベクターを含むインビトロ細胞培養物を含む。複数の実施形態において、前記細胞培養物は、真核細胞である。複数の実施形態において、前記細胞培養物は、哺乳類細胞である。複数の実施形態において、前記細胞はCHO細胞である。本開示によって、前記mAb及び／又はそのTF-Ag結合フラグメントを含むキット、及び／又は前記mAb及び／又はそのTF-Ag結合フラグメントを発現している細胞培養物が、提供される。一般に、前記キットは、前記mAb及び／又はそのTF-Ag結合フラグメント、又はそれらを発現する細胞を含む一以上の密閉容器を含む。治療的及び／又は画像診断目的のために、前記mAb及び／又はTF-Ag結合フラグメントを使用するための説明書が、前記キットに含まれてもよい。
【００４５】
複数の実施形態において、本開示は、前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントを作製する方法を含み、これは、前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントをコードする発現ベクターあるいは他のポリヌクレオチド配列を含む細胞を培養し、前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントの発現を可能にすること、及び、前記細胞培養物から前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントを分離することを含む。前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントをコードするヌクレオチド配列は、その多くが当該分野で知られている及び／又は市販されている、任意の適切な発現ベクターを使用して発現することができる。一実施形態において、前記重鎖と軽鎖は、プラスミド等の単一の発現ベクターで発現される。別の実施形態では、前記重鎖と軽鎖は、同じ細胞中の異なるプラスミドで発現され、その後発現された重鎖と軽鎖は、従来のmAb構造を形成する。前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントは、従来技術を使用して単離及び／又は精製されることができ、本開示の利点を有する。
【００４６】
別の側面では、本開示は、個体において癌細胞の増殖を阻害する、及び／又は個体において癌細胞の転移を阻害する方法を提供し、前記癌細胞はTF-Ag分子を発現している。前記方法は、前記個体に、治療量のヒト化mAb及び／又はそのフラグメントを投与することを含み、前記投与は、TF-Ag発現癌細胞の増殖を阻害及び／又は転移を阻害する。複数の実施形態において、本発明の方法の実施は、腫瘍の体積を減少させ、及び／又は転移性病巣、又は二次腫瘍の形成を減少させた。複数の実施形態において、前記方法は、その必要性がある個体のために提供される。複数の実施形態において、前記必要性のある個体は、癌と診断されるか、癌を有する疑いがあるか、又は癌を発症するあるいは再発するリスクを有している。複数の実施形態において、治療的有効量のmAb又はそのTF-Ag結合フラグメントが使用される。本明細書で使用される用語「治療的有効」は、投与されるmAb又はそのTF-Ag結合フラグメントの量が、TF+癌細胞の増殖、生存及び／又は転移を阻害するのに十分な量であることを意味する。
【００４７】
様々な実施形態において、前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは、TF-Ag発現細胞への結合を経て癌細胞への化学療法剤の局在化を可能にするために、化学療法剤と結合されてもよい。そのような抗体複合体の作製に有用な化学療法剤には、酵素的に活性な毒素及びそのフラグメントが含まれる。適切な酵素的活性毒素には、ジフテリアＡ鎖、ジフテリア毒素の非結合活性フラグメント、エキソトキシンＡ鎖(緑膿菌由来)、リシンＡ鎖、アブリンＡ鎖、モデクシン(modeccin)Ａ鎖、αサルシン、シナアブラギリ(Aleurites fordii)タンパク質、ジアンチン(dianthin)タンパク質、フィトラカ・アメリカナ(Phytolaca americana)タンパク質(PAPI、PAPII、及びPAP-S)、ニガウリ(momordica charantia)阻害剤、クルシン、 クロチン 、サパオナリア・オフィシナリス(sapaonaria officinalis)阻害剤、ゲロニン、ミトゲリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン及びトリコテセンが含まれる。前記化学療法剤は、任意の適切な化学結合アプローチによって、前記mAb又はそのTF-Ag結合フラグメントに共有結合していてもよい。複数の実施形態において、前記化学療法剤は、前記mAb又はTF-Ag結合フラグメントとの融合タンパク質のセグメントを含むことができる。
【００４８】
別の側面では、本開示は、個体において、転移性病巣、腫瘍、その組み合わせを同定する方法を提供し、ここで、前記転移性病巣又は腫瘍は、TF-Ag発現細胞を含む。前記方法は、前記個体に、ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントを投与するステップ(前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは検出可能な標識に結合されている)、及び、前記検出可能標識を検出して、転移性病巣、腫瘍、又はその組み合わせを同定するステップを含む。このように、前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは、放射性薬剤等の検出可能標識と複合化されていてもよい。JAA-F11 mAbが結合する細胞を画像化し、又は選択的に破壊し得るように、種々の放射性アイソトープが、JAA-F11 mAbとの結合のために利用可能である。TF-Agを発現している細胞の選択的破壊のために、JAA-F11 mAbは、高放射性の原子、In111、At211、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi212、P32、Pb212及びLuの放射性アイソトープ等に結合されてもよい。
【００４９】
ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントを、転移性病巣又は腫瘍においてTF-Agを発現している細胞を同定するために用いる場合、それらは、シンチグラフィー検査のための放射性原子、例えばTc99m(準安定テクネチウム-99)、I123又は核磁気共鳴(NMR)画像処理(磁気共鳴画像処理又は「MRI」としても知られる)のためのスピン標識、I123、I131、I124、F19、C13、N15、O17又はガドリニウム(III)又はマンガン(II)等を含んでよい。
【００５０】
標識されたヒト化mAb及び／又はそのフラグメントを、転移性疾患を有すると診断された、又はその疑いのある患者に注入して転移性病巣及び/又は腫瘍を同定できる。そのような画像処理からの情報は、患者の疾患状態の診断又は進行度診断のために使用できる。用いられる標識は、使用される画像処理システムにより選択できる。例えば、インジウム111、テクネチウム99又はヨウ素131を、プレイナースキャン又は単一光子放射型コンピュータ断層法(SPECT)のために使用できる。フッ素19、ヨウ素123及びヨウ素124等の陽電子放射標識を陽電子放射型断層法に使用できる。ガドリニウム(III)又はマンガン(II)等の常磁性イオンを磁気共鳴画像処理(MRI)に使用できる。個人の特定の組織内への標識の局在化により、TF-Agを発現している細胞を含む転移病巣又は腫瘍の位置を特定することが可能となる。特定の位置でのバックグラウンドよりも高い標識濃度により、転移細胞の存在の特定が可能となる。好ましい実施形態では、標識されたヒト化mAb及び／又はそのフラグメントの投与後、適切な時間を置き、非結合ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントを前記個体から排除させて、バックグラウンド標識が大きく低下するようにする。
【００５１】
結合性又は非結合性のヒト化mAb及び／又はそのフラグメントを含む治療製剤を、薬学的に許容されるキャリア、賦形剤又は安定剤と混合することにより(レミントンの医薬化学第１６版、Osol., A. Ed(1980))、凍結乾燥製剤又は水溶液の形態で調製してもよい。許容されるキャリア、賦形剤又は安定剤は、用いられる投与量及び濃度でレシピエントにとって無毒であり、ホスフェート、シトレート及び他の有機酸等のバッファー；アスコルビン酸及びメチオニンを含む抗酸化剤；保存剤(オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド；ヘキサメトニウムクロライド；ベンザルコニウムクロライド、ベンゼトニウムクロライド；フェノール、ブチル又はベンジルアルコール；メチル又はプロピルパラベン等のアルキルパラベン；カテコール；レゾルシノール；シクロヘキサノール；3-ペンタノール；及びm-クレゾール等)；低分子量(約10残基未満)ポリペプチド；血清アルブミン、ゼラチン又は免疫グロブリン等のタンパク質；ポリビニルピロリドン等の親水性ポリマー；グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン又はリジン等のアミノ酸；グルコース、マンノース、あるいはデキストリンを含む、単糖、二糖、及び他の炭水化物；EDTA等のキレート剤；スクロース、マンニトール、トレハロース又はソルビトール等の糖；ナトリウム等の塩形成対イオン；金属錯体(例えばZn-タンパク質錯体)；及び/又はTWEEN(登録商標)、PLURONICS(登録商標)又はポリエチレングリコール(PEG)等の非イオン性界面活性剤を含む。前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは、医薬組成物中で他の化学療法剤と併用されてもよい。
【００５２】
前記ヒト化mAb及び／又はそのTF-結合フラグメントは、非経口、皮下、腹腔内、肺内及び鼻内を含む任意の適切な手段により投与されてもよい。非経口注入には、筋内、静脈内、動脈内、腹腔内、リンパ内又は皮下投与が含まれる。加えて、前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは、パルス注入により、例えば抗体の投与量を減少させつつ適切に投与し得る。好ましくは、投与は注射により、最も好ましくは、投与が短時間のものか慢性的なものかに幾分依存して、静脈内又は皮下注射により行われる。ある実施態様では、前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは、乳、結腸、前立腺、卵巣、膀胱又は他のTF Ag+癌を有すると診断された、又はその疑いのある個体に投与されて、癌細胞の転移を阻害するか、又はその増殖を阻害する。
【００５３】
化学療法剤、免疫抑制剤及び/又はサイトカイン等の他の化合物も投与できる。かかる併用投与には、別個の製剤又は単一医薬製剤を用いる同時投与が含まれ得、また、いずれかの順番での連続投与であって、好ましくは両方(又は全ての)活性剤が同時にその生物学的活性を発揮する期間があるものも含まれ得る。
【００５４】
前記ヒト化mAb及び／又はそのフラグメントは、ヒト又は他の動物に、前記治療法に従って、TF-Agを発現している細胞の転移及び/又は増殖を阻害するのに十分な量で投与されてもよい。薬学上許容されるキャリア又は希釈剤の形態及び特徴は、組み合わされる活性成分の量、投与の経路及び他の周知の変動要素(個体のサイズや疾患ステージ等)により決定されることが当業者に認識されるであろう。
【００５５】
［実施例１］
以下の実施例は、本開示のヒト化mAbの作製及び使用、及びmAbの物理的及び機能的特性を記載する。
【００５６】
ヒト化JAA-F11の設計及び構築
【００５７】
マウスJAA-F11可変領域の配列を検証した後、CDRが、TF-Agへの特異性及び親和性を維持するために定義された。包括的なCDRがそれぞれ、配列及び構造的変異に基づいて、Kabatら[139]及びChothiaら[141]の両方に従って定義された。２つのアミノ酸は、両方が、６Å以下離れた原子のペアを含む場合、タンパク質構造中で互いに接触しているとみなされる[138]。マウスJAA-F11のＸ線結晶解析及び計算炭水化物スレッディング(threading)研究[142]は、結合サイトから５〜６Å以内のアミノ酸残基を同定した。立体配座構造に重要なこれらのアミノ酸並びに軽鎖のL23及びL88位の２つのシステイン残基は、JAA-F11ヒト化で使用されるCDRの最終的な包括定義に含まれた。
【００５８】
ヒトフレームワークの選択
【００５９】
３つの異なるアプローチが、重及び軽JAAF11可変領域鎖のためのヒトアクセプター抗体フレームワークの選択のために適用された。重鎖の３つの変異体(H1、H2、H3)及び軽鎖の３つの変異体(L1、L2、L3)が設計された。３つの重鎖(VH)のいずれもが、３つの軽鎖(VL)のいずれともペアを作ることができ、合計で９つのhJAA-F11 VH/VL組み合わせ変異体を作り出すことができる。
【００６０】
これらの変異体を作り出すために、BLASTサーチが行われ、ヒト免疫グロブリン配列に対してmJAA-F11(マウス抗体)のVHとVL配列が別々に比較された。上位１０の最も相同性の高いヒトVH及びVL配列を、Seaview配列アライメントプログラムを使用して、mJAA-F11の対応可変領域と整列させた。
【００６１】
第一変異体H1とL1のために、上位１０の最も相同性の高いヒトIgG可変配列における各位置で最も頻繁にみられるアミノ酸に基づいて、フレームワーク領域のアミノ酸配列が選択された。変異体H2とL2のために、フレームワーク領域のアミノ酸配列が、以下のように選択された：前記上位１０のヒト配列のいずれかにおけるアミノ酸が、マウス免疫グロブリン中の対応アミノ酸と一致した場合は、そのアミノ酸が選択され、残りの位置では、ヒト配列中で最も頻繁にみられるアミノ酸が選択された。第三の変異体H3とL3について、フレームワーク領域のアミノ酸配列は、各CDRの両側に３つのマウスアミノ酸を含み、配列の残りは、前記上位１０のヒト配列で最も頻繁にみられるアミノ酸からなる。
【００６２】
キメラJAA-F11も構築され、これはヒト定常領域に結合した全マウスJAA-F11可変領域からなる。前記キメラは、正確なマウス可変領域がクローン化され、配列決定されたことを検証するために、及び、ヒト化JAA-F11抗体を評価する際のポジティブコントロールとして使用するために作られた。前記キメラは、ヒト定常領域を有しながら、マウスJAA-F11と同じ結合特性を維持することが予期される。
【００６３】
hJAA-F11のモデルの評価
【００６４】
最初に提案されたhJAA-F11構築物が、結合サイトに対する立体配座効果について評価された。前記３つの重鎖変異体(H1、H2、H3)が７２位でアルギニンのアラニン置換を有すると、潜在的に周囲のアミノ酸と深刻な立体相互作用を生じうる。軽鎖変異体(L1、L2、L3)の５１位のロイシンが、アルギニンで置換されると、周囲のアミノ酸側鎖と立体的クラッシュをもたらしうる。図１及び図２に示されるように、アルギニン残基が除去され、元のマウスのJAA-F11フレームワーク残基、アラニン 72(VH)及びロイシン 51(VL)で置換された。マウスJAA-F11重及び軽可変アミノ酸配列と、hJAA-F11構築物とのアライメント比較が、図１及び２に示される。当業者は、他のH及びL配列と比べて、H2a、H3a、L2a、及びL3a中に存在するアミノ酸配列の差異を認識できるであろう。
【００６５】
hJAA-F11変異体の免疫原性予測
【００６６】
我々のヒト化変異体(CDRグラフト)のT20スコアを用いた予測免疫原性は、非常に低いと見込まれる(表１)。T20スコアは、モノクローナル抗体可変領域配列の「ヒト類似性」を測定するために使用される。この採点システムは、Gaoらによって開発され[Monoclonal antibody humanness score and its applications. 2013. BMC Biotechnology、13:55]、38,000を超えるヒト抗体配列のデータベースを使用する。この方法では、このデータベースのタンパク質BLASTが行われ、テストヒト化Abが、これらのヒト配列と比較された。前記ヒト化抗体は、上位２０のヒトAb BLASTマッチと比較され、これらの配列との類似性がスコア化された。可能性のある最も高いスコアは100(最もヒトに近い)である。
【００６７】
この方法の検証は、Gaoらがヒトに臨床的に使用されてきた９０を超える抗体にこの免疫原性採点方法を試験した際に示され、８０を超えるFR＆CDR配列のT20スコアを有する抗体は、免疫原性ではなく、８５を超えるFR配列のみのT20スコアは、免疫原性ではないことが見出された。現在のhJAA-F11変異体のT20値を使用すると、非常に低い免疫原性が患者において予想される。これは、CDRグラフト抗体が、よりヒト的であり、キメラより免疫原性が低いと予期されること、H1L1変異体が、最もヒトに近いCDRグラフト変異体であること、及び、全ての前記hJAA-F11変異体が、低い免疫原性を有すると予測されることを示す。
【００６８】
【表１】
0006740135.tif 000002
【００６９】
ヒト化及びキメラJAA-F11変異体の発現と産生
【００７０】
完全IgG1とκ遺伝子を含むプラスミドを製造するために、前記hJAA-F11及びキメラのVHとVL遺伝子が、ヒトIgG1重鎖定常領域(6307 pAH)とヒトκ軽鎖定常領域(6714 pAN)をそれぞれ含む２つの異なる哺乳類の発現ベクターでクローン化された。6307 pAH及び6714 pAN発現ベクター中のクローン化VHとVL領域それぞれの正確な配列と配向が、シークエンシングによって検証された。
【００７１】
CHO-K1細胞の中に、２種類のベクターを安定に共トランスフェクションした後、抗菌性G418を使用するネオマイシン耐性及びキメラ又はhJAA-F11の発現に基づいて、hJAA-F11又はキメラを発現している安定なクローンが選択された。確立した技術の使用として、ELISAを使用して、抗TF-Ag抗体のためにhJAA-F11候補のスクリーニングが行われた。TF-Agに最も高い反応性を示した各ヒト化JAA-F11 H/L組み合わせ変異体とキメラJAA-F11の共トランスフェクションによるクローンが、本明細書に記載されるさらなる性質決定のために選択された。ヒト化JAA-F11構築物とキメラJAA-F11が、タンパク質Ａカラムクロマトグラフィーによって個々に培養上清から精製された。キメラ抗体、並びにH1L1、H2L2、H3L3及びH2L3、H2aL3a、及びH3aL3aが製造された。本開示により、当業者は、本開示に包含される残りの抗体Ｈ鎖とＬ鎖の組み合わせを容易に製造することができる。
【００７２】
グリカンアレイによる化学的特異性分析
【００７３】
最初のスクリーニングの後、hJAA-F11及びキメラJAA-F11変異体の化学的特異性が、機能性グライコミクスコンソーシアム(Consortium for Functional Glycomics)によるグリカンアレイを使用して決定された。これらのデータは、マウスJAA-F11から得られたデータと比較された。グリカンアレイ分析は、レクチンと抗体のグリカン結合反応性を測定するための間接免疫蛍光法である。初期のグリカンアレイは、マウスJAA-F11の化学的特異性を実証するために利用された。この方法は、610の異なるグリカンを有する抗体候補の反応性を分析するために使用された。hJAA-F11 H1L1、H2L2、H3L3、及びキメラ抗体は、マウス抗体と同じ優れた結合特異性を示し、これには、Galβ1-3GalNAc-α(TF-Ag)結合構造への結合の制限や、α2-3シアル酸付加構造との結合の欠如が含まれる。前記グリカンアレイは、610のグリカンから、ヒト化抗体、キメラ、マウスJAA-F11のみが、TF-Ag及び４つの他のTF-Ag含有サッカライド構造に結合することを示す。試験した440又は610のサッカライドのうち、マウスJAA-F11、キメラ及びhJAA-F11構築物が結合する４つのさらなるサッカライドは、JAA-F11を用いる腫瘍ターゲティングに関し、生物学的に問題があってはならない。Neu5Acα2-6(Galβ1-3)GalNAcβ、GlcNAcβ1-6(Galβ1-3)GalNAcβ及びGalβ1-4GlcNAcβ1-6(Galβ1-3)GalNAcβ(非置換)は、癌又は他の疾患状態において、排出液の中から見出されただけであった。Neu5Acβ2-6 Galβ1-3GalNAcは、天然構造ではなく、ヒト中にはない。
【００７４】
ヒト化JAA-F11構築物の特異性は、キメラ及びマウス抗体と比べると、同じか向上しているようにさえ見える。例えば、H2L3は、TF-Agへの何らかの増築部分との、統計的に(ANOVAでP＜0.05)わずかな結合を示し、H1L1とH2L2は、二糖を、GalNAcのC-6ヒドロキシルに付加させず、これは他の抗体と統計的に異なる(p＜0.05)。
【００７５】
アレイ上の600を超えるネガティブ・サッカライドとの結合の欠如は、これら全ての抗体について見込みのあるターゲティング能力を示す。密接に関連するサッカライドで、結合しないものの重要な例は、Galβ1-3GalNAc-ベータ結合構造であり、これは、前記抗体が腫瘍組織に結合し、中枢神経系GM1ガングリオシド、NK細胞のアシアロ-GM1、糖脂質のGD1又は末梢神経組織のアシアロGM1(これらはベータ結合)に結合しないことを示す。正常組織へのTF-Agの周知の伸長は、Gal上にGlcNAcβ1-3を付加し、GlcNAcβ1-3Galβ1-3GalNAcα-Sp8を形成するβ1-3N-アセチルグルコサミニル-トランスフェラーゼによって、又は、Neu5Acα2-3Galβ1-3GalNAcを形成する2-3シアリルトランスフェラーゼ(シアリル-TF)によって、又はNeu5Ac2-3Galβ1-3(Neu5Acα2-6)GalNAcを形成する第二シアリルトランスフェラーゼ(ジシアリル-TF)で実施され、これらは全て、マウス、キメラあるいはヒト化JAA-F11に結合しない。それゆえ、正常組織結合は、JAA-F11又はhJAA-F11構築物では予期されない。
【００７６】
相対的親和性分析
【００７７】
前記４つのhJAA-F11及びキメラ抗体のTF-Agへの相対的結合親和性は、酵素免疫測定法において、当該ヒト化抗体と競合するマウス抗体の能力を比べることによって決定された。この分析では、3μgの各ヒト化Abが、段階的に希釈したマウス抗TF-Ag抗体(mJAA-F11)と混合される。TF-Ag被覆プレートへのヒト抗TF-Agの結合は、種特異的抗-ヒトIgGを使用して測定される。1μgのhJAA-F11を50%阻害するのに必要なマウスmJAA-F11の量は、相対的親和性の目安と推定され、見なされる。阻害のために必要なマウス抗体の量が多いほど、抗体の相対的親和性が高い。
【００７８】
結果を図３及び表２と表３にまとめる。表２は、様々な抗体にとって、1μgのこのヒト化抗体と競合するのに必要なマウスJAA-F11の50%阻害濃度(IC50)を示す。H2L2は、マウス抗体のIC50 2.31μgを有し、複数の抗体の中で、TF-Agへの最も高い相対的親和性を示す。表３は、互いのANOVA−Tukey post-hoc検定に対する各抗体のために計算されたｐ値を示す。各hJAA-F11及びキメラ抗体と比較した際、有意に近かった(p＝0.057)H2L3を除いて、H2L2抗体のこの向上した親和性の差は統計的に有意である(p＜0.05)ことが分かる(表３)。H2L3は、H1L1、H2L2、H3L3及びキメラ抗体とは有意に異ならない。H1L1、H3L3及びキメラ抗体の相対的親和性は、互いに有意に異ならない。
【００７９】
【表２】
0006740135.tif 000003
【００８０】
【表３】
0006740135.tif 000004
【００８１】
hJAA-F11の生物学的反応性、特異性及び活性の分析
【００８２】
３種のhJAA-F11及びキメラJAA-F11抗体は、ヒト腫瘍細胞株に結合する。
【００８３】
hJAA-F11及びキメラJAA-F11抗体の、様々なヒト乳腺腫瘍細胞株への結合が、ホールセルELISAを用いて評価された。TF-Ag陽性マウスの乳癌4T1細胞株は、ポジティブコントロールとして役立ち、P3-X63-Ag8骨髄腫細胞株は、TF-Agネガティブコントロールとして役立った。分析は、３つの異なる日に行われ、３〜４種の細胞株が、コントロール細胞株を用いた四重試験で一度に分析された。hJAA-F11又はキメラJAA-F11(50μg/mL)による相対的結合が、TF-Agネガティブコントロール骨髄腫の相対的結合より有意に高い場合(p≦0.05)、細胞株は陽性とみなされた。結果を図４に示す。
【００８４】
試験した癌細胞株は、異なるサブグループの乳癌、ホルモン受容体陽性又は陰性、Her2-陽性又は陰性、及び三種陰性からなる。試験したエストロゲン受容体(ER)とプロゲステロン受容体(PR)陽性細胞株は、CAMA-1及びHCC-1428であった。２つのHer2/neu受容体陽性細胞株である、HCC-1419及びAU-565を試験した。試験した三種陰性の乳癌(TNBC)細胞株は、HCC-70、MDA-MB-231、MDA-MB-468、DU-4475、及びBT-549であった。一つの細胞株、MDA-kb2は、アンドロゲン受容体を発現するが、エストロゲン受容体陰性である。これらの乳癌細胞株は、マウスJAA-F11を用いて従前に試験され、全てTF-Ag発現が陽性であった。本開示において、結果は、hJAA-F11及びキメラJAA-F11抗体が、試験した１０種の乳癌細胞株すべてに結合することを示し、これらの細胞株上のTF-Agの発現を確認する。様々な乳癌サブグループの中で、TNBC患者を治療するための標的療法は現在ない。得られたデータは、侵襲性TNBCの標的化におけるTF-Agの治療的役割及び、受容体の状態にかかわらず、乳癌患者の治療及び生存を増加させるためのhJAA-F11抗体の使用を示す。表４に、乳癌の種類と試験した各細胞株のTF-Agの発現をまとめる。
【００８５】
【表４】
0006740135.tif 000005
【００８６】
ヒト化JAA-F11は、インビトロで癌細胞の増殖を阻害する
【００８７】
いくつかの抗-TF-Ag抗体は、腫瘍細胞の増殖を引き起こすことを示したので、細胞増殖に対する様々な構築物の効果を決定することは重要であった。代謝活性を測定するMTT分析が、トリチウム標識化チミジン直接増殖分析の代わりとして選択された。抗体無しのコントロールと比較した、ヒト化、キメラ、及びマウスJAA-F11抗体の、癌細胞増殖に対する効果が、4 ug/mlの抗体で、既知の方法により測定された。データを図５に示す。キメラ抗体、及びH3L3以外のヒト化JAA-F11抗体は、わずかな(6〜11%)、しかし統計的に有意な腫瘍細胞増殖の阻害を引き起こした。細胞増殖の増強は観察されなかった。
【００８８】
ヒト化JAA-F11はADCCを誘導する
【００８９】
抗体依存性細胞傷害(ADCC)が、以下の適応を伴う標準技術による乳酸脱水素酵素(LDH)遊離アッセイに基づくCytoTox 96非放射性細胞傷害性アッセイ(Promega社、マディソン、ウィスコンシン州)を使用して、ヒト乳腺腫瘍細胞株について行われた。エフェクターとターゲットの比100：1で、ヒト化抗体と4T1マウス乳癌細胞を使用するために、新鮮なヒト末梢血単核球がEDTA抗凝固処理全血から単離された。LDHの遊離が、細胞傷害性を数量化するために使用された。
【００９０】
図６Ａは、マウス、キメラ、H1L1及びH3L3抗体によって亢進されたADCCの量を、ヒト乳癌細胞株、BT549と比較して示す。実験は、４回以上繰り返された。全ての実験において、H2L2及びH3L3は、ヒト細胞株中のキメラあるいはマウス抗体のどちらよりも有意に高い(p＜0.5)ADCCを示した。TF-Agを有するBT549及びHCC70標的細胞の20%より多くが、100：１のエフェクター対ターゲット(E：T)比で、200μg/mLのH2L2とH3L3抗体によって溶解された。同様に、マウス4T1細胞株の全ての実験において、試験した全ての抗体は10%未満のADCCを誘導したが、H3L3抗体は、キメラあるいはマウス抗体のどちらよりも有意に高い(p＜0.05)ADCCを示した。これは、現時点でH2L2及びH3L3抗体が、免疫療法の最良の選択肢であることを示す。その一方、マウスJAA-F11は、どの試験でも、統計的に有意なADCC能を示さなかった。３個体のPBMCドナーから得られたADCCの結果を、図６Ｂ、６Ｃ、及び６Ｄに示す。
【００９１】
ヒト化JAA-F11はCDCを誘導しない
【００９２】
補体依存性細胞傷害(CDC)を媒介するhJAA-F11とキメラ抗体の能力が、標的細胞としてヒト乳癌細胞HCC-1428細胞を使用する乳酸脱水素酵素(LDH)遊離試験によって測定された。試薬キット付属のLDHポジティブコントロールが、ポジティブコントロールとして使用され、溶解を示した。マウスJAA-F11、キメラ、H1L1、H3L3、H2L3抗体は、図７に示すように溶解を生じさせず、補体依存性細胞傷害を誘導しなかった。
【００９３】
ヒト化JAA-F11は癌細胞内へ内部移行する
【００９４】
ヒト化及びキメラJAA-F11の4T1乳腺腫瘍細胞への内部移行が、２つの方法、4℃か37℃のどちらかで細胞をインキュベートした後、表面結合を測定し比較する酵素免疫測定法と、LAMP-1(リソソーム膜タンパク質、リソソームマーカー)と、核染色のためのDAPI染色を用いる免疫蛍光顕微鏡法で測定された。酵素免疫測定法では、図８に示すように、マウス、H2L2、キメラ、H2L3、及びH1L1抗体は、それぞれ0.001、0.002、0.001、0.002、及び0.014のｐ値で有意に内部移行した。しかしながら、H3L3抗体は、有意な内部移行を示さず(p＝0.16)、これはH3L3が、キメラあるいはマウスJAA-F11より優位に高い(p＜0.5)ADCCを示したことを予期させる。
【００９５】
免疫蛍光実験では、酵素免疫測定法に一致して、マウス、キメラ、H2L2、H2L3抗体は、内部移行とLAMP-1との共局在を示し、H3L3は、内部移行のない膜染色を示した。このデータは、表面酵素免疫測定法を使用して得られたものを確証した。一つは、細胞表面上の抗体の存在が、ADCC機能に必要であるため、より高いADCC活性を示した抗体は、より少ない内部移行を示すであろうことを予期させる。内部移行アッセイは、hJAA-F11、キメラ及びmJAA-F11について行われた。H3L3は、低量の内部移行を示すが、相対的に高いADCCを有し、この予想との一致を示した。H1L1、H2L3、キメラ及びmJAA-F11は全て、統計的に有意な内部移行を示し、ADCCを十分に発揮しなかった。予期していない結果がH2L2抗体について観察され、これはH3L3と同様に高いADCCを誘導したが、キメラ及び他のヒト化抗体と比べて最も高い内部移行率活性を示した。
【００９６】
免疫蛍光内部移行実験が、最初に5μg/mLの抗体を使用して行われ、0.1μg/mL濃度の抗体を使用して繰り返され、内部移行する抗体は、この低い濃度でさえ内部移行した。上記データは、内部移行の高いパーセンテージ、及びこの内部移行の速い速度に起因して、キメラ、H2L2及びH2L3構築物が、抗体薬物複合体として使用できる可能性を有することを示す。グリカン特異性、相対的親和性、内部移行、ADCC、及びCDCデータを以下の表５にまとめる。
【００９７】
【表５】
0006740135.tif 000006
【００９８】
MicroPETイメージング
【００９９】
MicroPETイメージングが、それぞれ124ヨウ素-hJAA-F11 H2L2抗体、及び遊離の124ヨウ素を注射された１匹のマウスで連続的に実施された。画像処理は、24、48、72、96、168、及び192時間の時点で行われた。図９は、異なる時点における、124ヨウ素-hJAA-F11 H2L2抗体を注射されたマウスの冠状像を示し、図１０は、遊離124ヨウ素を注射されたコントロールマウスである。放射標識された抗体の腫瘍による取り込みが、注射後24、48、72、及び96時間目に観察された。抗体の取り込みは、４８時間目に脾臓で見られた(図９)。遊離124ヨウ素のみを受けた、4T1 TF-Ag陽性腫瘍を有するネガティブコントロールマウスは、研究を通じて甲状腺以外のいかなる組織又は腫瘍にも局在しないことを示した(図１０)。
【０１００】
完全マウスJAA-F11は、乳癌患者における受動液性免疫療法及び薬物複合体療法への可能性を有する。しかしながら、ヒトにおけるマウス抗体の使用は、患者におけるヒト抗マウス抗体(HAMA)応答の発生と、短い半減期によって制限されることが示されているので、マウスJAA-F11抗体の免疫原性を低減させ、より長い時間、循環に残ることを可能にするために、ヒト化が望ましい。
【０１０１】
結果に関する前述の説明から、本開示が、とりわけ、マウスJAA-F11 mAbのヒト化への新規なアプローチの説明、マウス、キメラ、ヒト化JAA-F11抗体の間の比較と対比を提供することが認識されるであろう。mJAA-F11は、CDRグラフティングによって一部ヒト化された。当業者によって認識されるように、伝統的に、CDRグラフティングによるヒト化は、単一のヒト抗体アクセプターフレームワークを使用する[Jones, et al. Replacing the complementarity-determining regions in a human antibody with those from a mouse.  1986.  Nature 321: 522-525]。このように、ヒトフレームワーク配列は、既存のヒト生殖系列遺伝子から選択される。これに対して、本開示では、３つの新規で異なるアプローチが、重及び軽JAAF11可変領域鎖用のヒトアクセプター抗体フレームワークを選択するために使用され、重鎖の３つの変異体(H1、H2、H3)及び軽鎖の３つの変異体(L1、L2、L3)を産生する。上述のように、３つの重鎖(VH)はいずれも、３つの軽鎖(VL)のいずれともペアを組むことができ、合計９つのhJAA-F11 VH/VL組み合わせ変異体を作り得る。全マウス可変領域及びヒトIgG1とκ定常領域を有するキメラJAA-F11が産生され、コントロールとして使用された。
【０１０２】
一つの懸念は、CDRとFR領域を定義するのに使用されるアプローチが、ヒト化抗体の免疫原性を低減するかどうかであった。Gaoらによって開発され[Monoclonal antibody humanness score and its applications. 2013. BMC Biotechnology, 13:55]、患者に使用されてきた90の抗体の分析で検証されたT20スコア法が、ヒト化JAA-F11変異体の免疫原性を予測するために使用された。ヒト化JAA-F11変異体のT20スコアは全て、キメラJAA-F11(＜85)より高く(改良され)(＞85)、これは、本方法の３つ全てによる重・軽可変鎖のヒト化が、キメラ変異体より免疫原性の低いhJAA-F11変異体を作り出したことを示す。
【０１０３】
我々は、マウスJAA-F11をヒト化し、５つの抗体(キメラと、４つhJAA-F11構築物：H1L1、H2L2、H3L3、H2L3)を、CHO-K1細胞を使用して製造した。このように、本開示の利益の下、当業者は、他の４つの可能性のあるVHとVL組み合わせを作成し、使用できるであろう。
【０１０４】
CDR-グラフティングによる抗体ヒト化は、親和性の低下あるいは抗原結合の消失をもたらす可能性があり、これは、CDR立体構造及び抗原結合サイトが、ヒト化抗体のいくつかのフレームワークアミノ酸残基における変化によってネガティブな影響を受けていることに起因する可能性がある。CDRは、フレームワーク領域と他のCDRと相互作用する残基で構成されている。CDRアミノ酸と連続的な近傍アミノ酸との相互作用に加えて、抗原結合に直接的又は間接的に影響を与え得るいくつかのフレームワーク残基は、バーニアゾーン(Vernier zone)残基とVL/VHインターフェースの残基を含む。バーニアゾーン残基は、ループ構造の立体構造の土台を提供するCDRの基礎となるβ-シートフレームワーク中の残基である。軽鎖上のバーニア残基は、2、4、35、36、46、48、49、64、67、69、71位にあり、重鎖上では、2、27、28、29、30、47、48、49、67、69、71、73、78、93、94、103位で特定されている。VL/VHインターフェースの残基は、Chothia及び共同研究者によって特定され[Chothia C, et al.  The packing of variable domains.  1989. J. Mol. Biol. 186:651-63]、軽鎖の34、36、38、44、46、87、89、91、96、98位に、及び重鎖の35、37、39、45、47、91、93、95、100-100K、103位にある。
【０１０５】
我々は、ヒトFR及びCDRを選択するために本開示で使用されたアプローチが、キメラ及びマウスJAA-F11と比べて、TF-Agへのヒト化JAA-F11の親和性をネガティブに変化させないことを示した。CDRを定義する際、TF-Agへの親和性と特異性が維持されることを保証するために、結合サイトの5Å〜6Å内の残基が含まれた。これらの残基は、重鎖上のH31、H32、H33、H35、H50、H52、H53、H54、H95、H96、H97、H98、H100位、及び、軽鎖上のL27d、L28、L30、L32、L34、L50、L89、L91、L92、L96位にある。しかしながら、相対的親和性の研究から、全てのヒト化抗体がTF-Agへの親和性を維持するのに対して、我々は抗体間の親和性の差を観察した。相対的親和性の研究は、H2L2抗体が、最も高い親和性を有する抗体であり、次がH2L3抗体であることを明らかにした。H2L2抗体は、抗体の中でも、TF-Agへの相対的親和性が最も高く、1 mgのH2L2抗体を阻害するために2 mgを超えるマウス抗体が必要である。H2L3抗体も、有意ではないものの、H1L1及びキメラ抗体より高い親和性を有し、他方、H1L1、H3L3及びキメラ抗体のTF-Agへの相対的親和性は、互いに有意に異ならない。
【０１０６】
親和性のこれらの向上は、異なるヒト化変異体間の複数の残基の変化に起因しうる。変異体間の違いを、以下の表６Ａ及び６Ｂに挙げる。
【表６Ａ】
0006740135.tif 000007
【表６Ｂ】
0006740135.tif 000008
【０１０７】
上述のように、抗原結合に影響するフレームワーク残基は、バーニアゾーンとVL/VHインターフェース残基を含む。ヒト化構築物を比較すると、本開示のmAbは、結合サイトの立体構造に重要と思われるバーニアゾーン及びVL/VHインターフェース残基のほとんどを保持するが、いくつかの変化が生じ、免疫原性のより少ないヒト化変異体を生み出す。バーニアゾーン中あるいはVH/VLインターフェース中に存在する変化したアミノ酸、及びCDRに対し４アミノ酸(連続的)内のアミノ酸に起こった変化は、アスタリスクによって示される。３つの構築物間で異なる重鎖配列上の４つのバージニアゾーン位、48、67、69、73位が存在する。H2は、８つの位置、5、11、69、73、75、82b、83、85位で、マウス残基を保持するが、H1及びH3構築物とは異なる。これらの８残基のうち、２つはバーニアゾーン残基で、69と73位である。同時に、H2とH1は、２つのバーニアゾーン位、すなわち残基48と67に置換を有し、一方H3ではマウス残基が維持されている。H1L1とH3L3間で親和性に差が無いため、このことは、H3で維持されるが、H1で変化している48及び67のバーニアゾーン位が、親和性差に寄与していない可能性を示唆する。しかしながら、H2は、H1及びH3とは異なり、69及び73位でマウスバーニアゾーン残基を保持し、これらの２つのバーニアゾーン位における変化が、親和性の違いに寄与している可能性を示唆する。CDR2の基礎にあるこれらの２つのバーニアゾーン残基は、H1及びH3と比較して増強したH2結合を有するかもしれない。ヒト化構築物間のアミノ酸差の中で、69及び108位は結合サイトに一番近い。H2の69位のアミノ酸は(マウス抗体のように)ロイシンであり、他方、他のヒト化構築物は両方、メチオニンを有する。H2とマウス抗体間の違いのうち、38、48、66、67、109のアミノ酸変化が、CDRに最も近く、親和性にも影響を与える可能性がある。
【０１０８】
H2L2は、H2L3より高い親和性を有するので、L2とL3の比較は、この違いの理由をさらに説明するのに役立つかもしれない。VL/VH残基に変化はなく、バーニア位2及び36を除いて、軽鎖上のバーニアゾーン残基のほとんどが３つのヒト化構築物内で維持されていた。マウス抗体と同様のL3とは異なり、高親和性L2は、バーニア位36でチロシンではなくフェニルアラニンを有する。36と37位のアミノ酸は、それらが結合サイトの５Å内であり、GalNAcの還元末端におけるα結合要求の維持に重要であることが発見された24〜35位のアミノ酸の一部であるため、立体構造に好ましい影響を与える可能性がある。
【０１０９】
多くの正常組織は、TF-Agと同一ではないが、非常に類似した構造、例えば、中枢神経系内、NK細胞上、及び末端神経組織で通常みられるGalβ1-3GalNAc-β連結構造を有し、それゆえ、精細な特異性の維持は、このヒト化の重要な特徴である。hJAA-F11 H1L1、H2L2、H3L3、及びキメラ抗体は、Galβ1-3GalNAc-α(TF-Ag)連結構造への結合の制限、及びグリカンアレイに基づくα2-3シアル酸付加構造との結合の欠損を含むマウス抗体と比べて、抗原結合の精細な特異性は同じか又は向上していた。ヒト化JAA-F11構築物の特異性は、600を超える異なる糖に対して試験した際、同じかあるいは向上しているようにさえ見える。マウスJAA-F11及び全てのヒト化構築物は、５つの糖だけ、TF-Ag、GlcNAcに1-6結合した１つのさらなる糖を含む３種の三糖(２番目がNeuAcで、三番目がGlcNAc)、あるいは２つのさらなる糖GalGlcNAcがGalNAcに1-6結合したものと、反応する。例えば、キメラ及びマウス抗体と比較した際、H2L3は、JAA-F11に結合する４つの他の糖全てと弱い結合を示したが、H1L1とH2L2は、JAA-F11と結合する四糖に結合しない。JAA-F11に結合するこれらの４つの他の糖は、正常な組織上に発現していることは知られていないが、標的構造への増加した特異性が常に望まれている。これは、ヒトの治療におけるこれら全ての抗体の標的能力の可能性を実証する。H2L3は、他の構築物と比較して、４つの糖のうち３つへの弱い結合によって示されるように増加した結合特異性を有するので、H2とH3の間の違いがこの違いをもたらしているかもしれない。親和性のセクションですでに論じられてきた変異体間の違いは、この向上した特異性の理由となるかもしれない。H2L3は、NeuAcα2-6(TF-Ag)及び GlcNAcβ2-6(TF-Ag)へのその低下した結合の点で、H2L2とは異なる。
【０１１０】
理論により拘束されることは意図しないが、H1L1とH2L2が、四糖に全く結合しない理由は、H3L3及びマウス抗体と比較して、これらの抗体間の共有された違いに関係している可能性があると考えられる。H1及びH2は両方、48位にメチオニンを有し、これはどちらもバーニアゾーン位であり、CDRの４アミノ酸内に連続的に存在する。このメチオニンは、マウス及びH3抗体ではイソロイシンである。
【０１１１】
本開示では、全細胞EIAの結果が、三種陰性乳癌細胞株に結合するhJAA-F11及びキメラJAA-F11抗体の能力を強調する。得られたデータは、全ての乳癌、しかし現在これらのタイプの癌の標的療法が存在しないため、特に侵襲性三種陰性乳癌(TNBC)を標的とするTF-Agの潜在的な治療上の役割を示唆する。
【０１１２】
TF-Agと結合するいくつかのレクチンと抗体は、TF-Ag発現腫瘍細胞の増殖の増加を引き起こす。これは、通常は、レクチン又は抗体が、還元末端におけるα及びβアノマー両方(増殖を引き起こす)、あるいはαアノマー(抑制性)だけと、結合するかどうかに関係があると考えられている。マウスJAA-F11は、αアノマーに結合するだけで、腫瘍細胞の増殖を引き起こさなかったのに対し、ヒト化構築物が腫瘍細胞にこの効果を有するかどうか決定することは重要である。ヒト化JAA-F11及びキメラ抗体は、インビトロで癌細胞の増殖を引き起こさず、それどころか、マウスJAA-F11の効果と同様に、マウス4T1とヒト癌細胞増殖のわずか(6〜11%)だが有意な抑制が観察された。
【０１１３】
ADCCは、抗体が腫瘍細胞を除去する主要なメカニズムの一つであり、且つ、抗体を癌治療に利用するのに重要であるため、ADCCを誘導するヒト化JAA-F11変異体の能力が試験された。ADCC活性は、複数のしかし全てではないヒト化構築物で観察され、且つ、３個体のPBMCで観察された。H2L2及びH3L3抗体の両方が、マウス4T1及びヒト乳癌細胞株の両方でキメラ又はマウス抗体のいずれかより有意に高いADCCを誘導し、これは、現時点において、H2L2及びH3L3抗体が、直接受動免疫療法の好ましい選択肢である可能性を示す。マウスJAA-F11は、どの試験でも、統計的に有意なADCC能力を示さなかった。抗体が腫瘍細胞を殺すために使用するもう一つのエフェクター機能はCDCである。ヒト化、キメラ及びマウスJAA-F11抗体はどれもCDCを誘導しなかったが、CDC活性のこの欠如は、免疫療法としてのその使用を除外しない。実際にハーセプチンは通常量のCDCのみを誘導することが発見されたが、これはその作用機序の一つではない。リツキサンのデータは、実際に、補体結合が、NK細胞結合を阻害し、有効性を低下させることを示す。
【０１１４】
抗体は、潜在的に、細胞内に、抗体薬物複合体の形で、薬物又は毒素を運ぶために使用されることができる。それゆえ、我々はヒト化JAA-F11変異体が、癌細胞上のTF-Agに結合した後、内部移行する能力を評価した。マウスJAA-F11は、１時間以内に内部移行することがすでに分かっている。酵素免疫測定法を使用して、我々は、マウス、H2L2、キメラ、H2L3、及びH1L1抗体が、マウス4T1乳癌細胞中に有意に内部移行する一方、H3L3抗体が有意に内部移行しないことを明らかにした。生細胞蛍光顕微鏡法は、酵素免疫測定法から得られた結果を確認した。我々は、より高いADCC活性を示した抗体は、より低い内部移行を示すと予想し、両方の内部移行アッセイから得られた結果は、H3L3抗体が、マウス又はキメラ抗体のどちらかより高いADCCを示すが、内部移行は多くないという、この予測との一致を示す。しかしながら、H2L2は、ADCCアッセイにおいて良い結果を示すにもかかわらず、良く内部移行する。同じ抗体でこれらの両方が生じるメカニズムはまだ理解されていないが、一つの可能性は、CHO細胞中の異なる生産速度が、異なるフコシル化速度をもたらしうることであり、それゆえ、H2L2のフコシル化がより少ない場合、それがたとえ内部移行するとしても細胞表面上にある時間の間は、ADCCについてより良い結果を示すのかもしれない。これらの結果は、キメラ、H2L2及びH2L3構築物が、抗体薬物複合体として使用できる可能性を有することを示す。
【０１１５】
マウス124I-JAA-F11抗体は、マウスのTF-Ag乳腺腫瘍に局在することが示された。標識JAA-F11抗体は、4T1腫瘍に少なくとも２０日間、及びヒト三種陰性乳腺腫瘍に２４日間結合したままであり、これは、JAA-F11が、転移を見つけるために、及びTF-Ag担持腫瘍を治療するために使用できることを示唆する。ヨウ素-124標識ヒト化抗体が、マウスにおけるヒト乳腺腫瘍に局在するかどうかを試験するために、最も高い親和性を有するヒト化抗体である、H2L2変異体(内部移行し、ADCCを実施する)が利用された。イメージングは、優先的な腫瘍取り込みを明らかにし、甲状腺と脾臓における取込みも伴なったが、これは後の実験で、冷ラビット免疫グロブリンを用いてブロックされた。MicroPETイメージングは、放射標識されたヒト化抗体が、２４時間以内に腫瘍に取り込まれ、９６時間まで観察できることを明らかにした。患者におけるそのような放射能局在は、転移を見つけるために使用でき、且つ、直接受動免疫療法又は抗体薬物複合体療法のいずれかの前に、特定の患者においてオフターゲットの結合があるかどうかを決定するのにも使用できる。
【０１１６】
Thomsen-Friedenreich抗原(TF-Ag)は、乳癌を含む複数のヒト癌腫の80%以上に存在する。それは、腫瘍接着と転移において機能的役割を有し、それゆえ、TF-Agを標的とする抗体の能力は、癌細胞を殺傷するため及び転移を阻害するための免疫治療薬としての、抗体薬物複合体としての、潜在的用途を示唆する。TF-Agに対して独特の高い特異性を有するJAA-F11抗体は、胸及び他の癌を治療するための受動的抗TF-Ag応答に大きな可能性を有している。我々のヒト化アプローチにおいて、我々はこの独特の特異性を維持し、且つ、それをヒト化JAA-F11変異体により増強させた可能性がある。
【０１１７】
［実施例２］
この実施例は、ここに記載する結果を得るために使用された材料と方法を説明する。
【０１１８】
JAA-F11 CDRをあらかじめ予測した。我々は、重鎖及び軽鎖可変領域の両方のアミノ酸配列を確認するために、マウスJAA-F11抗体のクローニングと配列決定を行った。
【０１１９】
ヒトにおいて治療的有用性を有するためには、抗体は、その標的抗原への特異性を維持すべきであり、同時に抗-マウス免疫反応を生じるべきではない。我々は、マウスJAA-F11のCDRを保持して、TF-Agαへの特異性と親和性を維持できるように、CDRグラフティング法を選択した。CDRは、Chothia及びKabat法、並びに、Ｘ線結晶構造及びコンピュータ糖質スレッディング法を使用して、選択された。
【０１２０】
重及び軽JAAF-11可変領域鎖のそれぞれについてのヒトアクセプター抗体フレームワークを選択するために、全非冗長性ヒト(ホモサピエンス)ジェンバンクデータベースに対して、Protein BLAST[登録商標](BLASTP)サーチが、blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PAGE=Proteinsで行われ、マウスJAA-F11に対して最も相同的なヒト抗体が同定された。全ての非ホモサピエンスタンパク質配列、ヒト化抗体及びファージディスプレイ配列は、BLASTPの結果から排除された。JAA-F11の重及び軽可変鎖配列のそれぞれに対して、得られた上位１０の最も相同的な配列が、ヒト化JAA-F11(hJAA-F11)の潜在的なヒトアクセプター抗体フレームワークとして選択された。マウスJAA-F11可変重又は軽領域配列と、１０の潜在的ヒトアクセプター可変重又は軽フレームワーク配列を整列させるために、SeaView配列アライメントプログラムが使用された。
【０１２１】
３つの重(H1、H2、及びH3)及び３つの軽(L1、L2、及びL3)可変領域が、１０の最も類似するヒト免疫グロブリン配列のプロテインBLASTセレクションから構築された。マウスJAA-F11由来の最終CDRがその後、３つの異なる方法の一つによってヒトフレームワーク領域上にグラフトされ、３つの異なる重鎖及び３つの異なる軽鎖が作製された。第一の方法では、(ａ)重H1と軽L1 FR配列が、前記上位１０の選択されたヒトFR配列の中の各サイトで、最も頻繁に発生するヒトアミノ酸を含むようにデザインされた。第二の方法では、(ｂ)重H2と軽L2が、各サイト内の前記上位１０の選択されたヒトFR配列の中の、最も頻繁に発生するヒトアミノ酸を含むようにデザインされ、もしあるアミノ酸が、マウスJAA-F11内で見られるものと一致する前記上位１０のヒトFRのいずれかに存在しなければ、その後、前記アミノ酸は、マウスJAA-F11内と同様に維持された。第三の方法では、(ｃ)重H3又は軽L3内で、マウスJAA-F11のCDR1、CDR2及びCD3の前後３つのFR残基が、維持され、残りの残基は、変異体H1又はL1内と同様、ヒト配列中で最も頻繁に見られるアミノ酸であった。デザインされたこれらの重可変鎖のいずれか一つは、同様にデザインされた軽可変鎖のいずれかとペアを組むことができる(例えば、H1/L1、H1/L2、H1L3、H2L1、H2L3など)。
【０１２２】
キメラJAA-F11も構築され、その中では全マウスJAA-F11可変領域が、ヒトIgG1定常領域に付着されている。これは、ヒト定常領域を持ちながらマウス抗体の元の特異性と親和性を有するベースラインを提供するためであり、ヒト化変異体を評価するためのポジティブコントロールとして使用するためである。
【０１２３】
hJAA-F11のモデルの評価
【０１２４】
様々なhJAA-F11構築物が、立体配座効果のために評価された。簡単に説明すると、提案された様々なhJAA-F11構築物の重及び軽可変鎖配列を、JAA-F11配列とともに整列した。周囲のアミノ酸と重大な立体相互作用を引き起こす可能性がある各ヒト化変異体のフレームワーク中のアミノ酸残基が除去され、元のマウスJAA-F11フレームワーク残基で置換された。
【０１２５】
T20スコアを使用したhJAA-F11変異体の免疫原性予測
【０１２６】
ヒト化あるいは完全ヒト抗体は、ヒトへの使用に非免疫原性であり安全であると考えられているものの、完全ヒト及びヒト化抗体の免疫原性が、複数の患者において報告されている。選択された配列が低免疫原性であるかどうかを決定するために、免疫原性分析が、T20スコア法によって行われた。GaOらによって開発された、T20スコア分析計が、38000を超えるヒト抗体配列のデータベースを使用して、モノクローナル抗体可変領域配列の「ヒト類似性」を計算する。
【０１２７】
この方法では、プロテインBLASTサーチが行われ、試験用ヒト化Abが、まず、これら全てのヒト配列と比較される。前記ヒト化抗体は、その後、上位２０のヒトAb BLASTマッチと比較され、これらの配列に対する類似性が採点される。ヒト化抗体のT20スコアは、上位２０のマッチドヒト配列の同一性パーセントの平均から得られる。可能性のある最も高いスコアは100(最もヒトに近い)である。患者における免疫原性とこの方法の関係のコンセプトの証明として、Gaoらは、臨床使用のために、又は臨床開発の様々なステージ(マウス、キメラ(マウス由来)、ヒト化(n＝22)、及び完全ヒト抗体配列)のどちらかで承認された、T20スコアを有する９０を超える抗体のインビボでの患者免疫原性結果を比較し、８０を超えるFR＆CDR配列のT20スコアを有するAbが免疫原性ではなく、FR配列のみのT20スコアを使用する場合は、85を超えるものが免疫原性ではないことを見い出した。ヒト化JAA-F11変異体のT20スコアは、abanalyzer.lakepharma.com/でT20カットオフ・ヒトデータベースを使用して計算された。
【０１２８】
コドン最適化と遺伝子合成
ヒト化JAA-F11 VH及びVL変異体アミノ酸配列のデザイン後、対応するヌクレオチド配列が、モンゴルキヌゲネズミ(Cricetulus griseus：CHO)細胞タンパク質生成用のコドン使用最適化のために手動で選択され、合成され、一般的なクローニングベクターであるpUC57プラスミド中に挿入された。
【０１２９】
哺乳類発現ベクター中のhJAA-F11及びキメラJAA-F11可変重(VH)及び軽(VL)遺伝子のサブクローニングと配列決定
hJAA-F11 VH遺伝子は、サブクローンされ、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター及びアンピシリン(Amp)及びヒスチジノールデヒドロゲナーゼ(hisD)カセットのコントロール下で、ヒトIgG1重鎖リーダー／定常領域を含む発現ベクター(pAH6307)内に挿入された。VL遺伝子は、ヒトCMVプロモータ及びネオマイシン・ホスホトランスフェラーゼ(neoR)カセットのコントロール下で、ヒトκ軽鎖リーダー／定常領域を含む発現ベクター(pAN 6714)内に挿入された。同様に、キメラJAA-F11 VH及びVLが発現され、続く分析においてポジティブコントロールとして使用された。
【０１３０】
ヒト化及びキメラJAA-F11変異体の発現と生成
【０１３１】
CHO-K1細胞中への共トランスフェクション
【０１３２】
付着性チャイニーズハムスター卵巣(CHO-K1；ATCC #CCL-61、マナッサス、バージニア州)細胞が、トランスフェクション前の18時間、10%ウシ胎児血清(FCS；Hyclone)補充Ham’s F12培地(Corning Cellgro、マナッサス、バージニア州)中で、加湿空気中37℃・5%の二酸化炭素(CO2)で培養され、50〜80%培養密度で収集された。哺乳類6307 pAH(VH)及び6714 pAN(VL)発現ベクターが、エレクトロポレーション(Gene Pulser System(Bio-Rad、ハーキュリーズ、カリフォルニア州)でCHO-K1細胞中に共トランスフェクトされた。簡単に説明すると、各プラスミド(VH及びVL)は、PvuI制限酵素(Promega、マディソン、ウィスコンシン州)を使用して直線化され、5μgの各プラスミドが、0.4 cmエレクトロポレーション・キュベット(Bio-Rad、ハーキュリーズ、カリフォルニア州)中総容積500μLのコールドHam’s F12培地(Corning Cellgro、マナッサス、バージニア州)中の5×106 CHO-K1細胞に添加された。前記混合物を含むキュベットは、960μFと250 mVでエレクトロポレートされた。前記トランスフェクション混合物は、その後、予熱された非選択培地(10% FCS補充Ham’s F12)で、1×105細胞／mLの濃度まで希釈された。その後、200μLが、ウェル当たり1×104細胞密度で、96ウェル組織培養プレート(BD Bioscience、サンノゼ、カリフォルニア州)に蒔かれた。トランスフェクトされた細胞は、組織培養インキュベーター中で37℃・5%CO2でインキュベートされた。72時間目に、96ウェル組織培養プレートから非選択培地が除去され、700μg/mL G418(Gibco, Life Techologies、グランドアイランド、ニューヨーク州)、5 mMのヒスチジノール(Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)及び10mMのHEPESバッファー(Corning Cellgro、マナッサス、バージニア州)を含む200μLのHam’s F12(＋10% FCS)選択培地に置き換えられ、コロニーを最大３週間成長させた。プラスミド6307 pAH及び6714 pANをトランスフェクトされたCHO-K1細胞は増殖し続け、他方、トランスフェクトなしのCHO-K1細胞は増殖しないであろう。次の１４〜２１日間、２〜４日ごとに、死細胞の残屑を除くために選択培地が交換され、抵抗性細胞のコロニーが選択培地中で増殖された。
【０１３３】
酵素結合免疫測定法(ELISA)による培養上清の分析
【０１３４】
選択後１４〜２１日の間、96ウェルプレートからCHO-K1培養上清が収集され、酵素結合免疫測定法(ELISA)によって抗体が分析された。簡単に説明すると、コーティングバッファー(0.1 M Na2CO3、pH 9.6)中の1.25μg/mLのTF-Ag-BSA複合物で被覆され、TBS-brij(pH 7.2)で５回洗浄されたImmulon 1 B-培地結合96ウェルマイクロタイタープレート(単数又は複数)(Thermo Scientific、ミルフォード、マサチューセッツ州)に、100μLの培養上清を添加した。無菌PBS中の精製マウスJAA-F11(1 mg/mL)の1：500希釈物も、各プレート上の２〜３ウェルに添加され、ポジティブコントロールとしての役目を果たした。37℃での２時間のインキュベーション後、プレートは５回洗浄され、1%  BSA-PBSTバッファー中の抗-ヒトIgG-アルカリホスファターゼ複合二次抗体(1：10,000)(Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)100μLが、トランスフェクト細胞用の各ウェルに添加され、他方、1% BSA-PBSTバッファー中の抗-マウスIgG-アルカリホスファターゼ複合二次抗体(Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)の1：1000希釈物が、マウスJAA-F11コントロールウェルのために使用された。室温で１時間のインキュベーション後、プレートは５回洗浄され、その後100μLのホスファターゼ基質(p-ニトロフェニルリン酸(pNPP))(Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)が、各ウェルに添加された。室温での１時間のインキュベーション後、プレートがプレートリーダーを使用して405nmで読み取られ、TF-Agに対するIgG抗体の存在がスクリーニングされた。ブランクとして、HAM’s F12(＋10% FCS)培地が、一次抗体インキュベーション中に使用され、二次抗体インキュベーションと基質のインキュベーションがその後に行われた。
【０１３５】
安定なクローンの発生と製造
【０１３６】
選択後１４〜２１日目の抗-TF-Ag抗体の最初のスクリーニングが始まった後、最も高い吸光度測定値を有する１０〜１２のクローンが選択され、増殖のため24-ウェル組織培養プレートに移された。これらのクローンの培養上清が、その後ELISAで分析された。クローンがTF-Agに反応する抗体をなお産生していることを確認するために、最も高い吸光度測定値を示した４つのクローンが、T25組織培養フラスコに移され、増殖され、ELISAによって抗-TF-Ag抗体のために再度スクリーニングされた。これらの４つのクローンは、その後T75組織培養フラスコに移され、増殖され、抗-TF-Ag抗体のために再スクリーニングされ、細胞は液体窒素中で冷凍保存された。最も高い抗-TF-Ag結果を有するクローンがその後さらに増殖され、その細胞株が安定であることを確認するために２〜３回継代培養された。
【０１３７】
上記のようにして得られた最も良いクローンから、各hJAA-F11重鎖及び軽鎖組み合わせが安定な個々の細胞クローンが、限界希釈によるサブクローニングを通じて生成された。簡単に説明すると、細胞はT75組織培養フラスコ中で集密になるまで増殖され、収集され、カウントされ、選択培地中の96-ウェルプレートの各ウェル中に0.3細胞／ウェル希釈で蒔かれた。前記プレートは７〜１０日後、顕微鏡下で注意深く検査され、細胞の単一フォーカスを示したウェルがマークされ、十分な増殖密度が見られるまでモニターされた。これらのマークされたウェルの上清が、ELISAによって抗-TF-Ag抗体について試験された。最も高い吸光度測定値を示した４つのクローンが、親クローンを得るために上述のようにして増殖された。最も高い吸光度を示したサブクローンが増殖され、T200 NuncTM細胞培養トリプルフラスコ(Thermo Fisher Scientific, Inc.)中で上清の製造のために使用された。
【０１３８】
各ヒト化変異体JAA-F11をトリプルフラスコ培養フラスコ中で製造するために、細胞は１リットルの培養上清を回収する前に３週間培養された。キメラJAA-F11を産生するクローンが、ヒト化JAA-F11変異体と同じ方法で処理された。
【０１３９】
ヒト化及びキメラJAA-F11変異体の精製
【０１４０】
ヒト化及びキメラJAA-F11変異体上清が、プロテインＡ-セファロース[登録商標]4B、ファストフローアフィニティカラム(Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)を使用して精製された。前記プロテインＡカラムを準備するために、バッファーＡ(0.02 M NaH2PO4、0.15 M NaCl、pH 8.0)中の樹脂の１：１の懸濁液が、カラム内に注がれた。カラムが安定した後、20カラム容量(CV)のバッファーＡで洗浄した。死細胞又は残屑を除去するために、１リットルのCHO-K1細胞培養上清が3500rpmで３０分間遠心分離され、その後濾過された。濾過された上清は、プロテインＡカラムに充填され、1 mL/minの流速で重力によって滴下された。カラムはその後10CVのバッファーＡで洗浄された。抗体は、3CVのバッファーＢ(0.2 M Na2HPO4、0.1 M クエン酸、pH 3.9)を使用してプロテインＡカラムから溶出された。溶出液は、抗体に対する低pHの影響を最小化するために、0.1M NaOHで注意深く中和された。プロテインＡカラムは、20〜30CVのバッファーＡで再平衡化され、2〜8℃で貯蔵された。各カラムは、同じ抗体のために最大５回まで使用された。精製された抗体は、1Xリン酸緩衝食塩水(PBS)又はフェノールレッドを含む又は含まないRPMI培地(続くアッセイで必要)のどちらかに対して、4℃で一晩透析された(Slide-A-Lyzer Dialysis Cassette；Thermo Scientific)。透析後、抗体は、0.22μmフィルター(Corning)でろ過され、タンパク質濃度が、以下に詳述するバイオ・ラッド(Bio-Rad)プロテインアッセイで測定された。抗体は、4℃で貯蔵され、ELISAを使用してTF-Agへの結合を調べた。
【０１４１】
バイオ・ラッド(Bio-Rad)プロテインアッセイ
【０１４２】
抗体濃度が、ブラッドフォード(Bradford)色素結合法に基づくバイオ・ラッドプロテインアッセイを使用して測定された。簡単に説明すると、色素試薬は、蒸留水で１：４の比に希釈され、ワットマン(Whatman)ろ紙#1を使用して濾過された。既知のタンパク質標準(1.44 mg/mLガンマグロブリン、Bio-Rad、ハーキュリーズ、カリフォルニア州)の連続希釈とヒト化抗体サンプルが、1X PBSバッファーを使用して調製された。10μLの各標準及びサンプル溶液が、マイクロタイタープレートのウェル内に三つ組みで置かれた。200μLの希釈された色素試薬が、その後マルチチャネルピペットを使用して全てのウェルに添加され、泡を作ることなく、ピペットのアップダウン操作で完全に混合された。前記プレートは、室温で少なくとも５分から１時間インキュベートされた。吸光度がその後、プレートリーダーで595nmで読みとられた(Bio-Tek Instruments)。
【０１４３】
ヒト化及びキメラJAA-F11抗体の化学的特異性及び親和性の分析
【０１４４】
化学的特異性の決定
【０１４５】
様々なhJAA-F11構築物及びキメラhJAA-F11の化学的特異性が、プリントグリカンアレイを使用して決定された。これは、マウスJAA-F11について以前得られたデータと比較された。グリカンアレイは、間接免疫蛍光法であり、機能性グライコミクス・コンソーシアム・ウェブサイトに記載されている。各構築物は、610の異なるグリカンとの反応性について分析された。簡単に説明すると、プリントされたアレイは、連続的に、抗体とインキュベートされ、洗浄され、FITCで標識された二次抗体とインキュベートされた。洗浄後、Perkin Elmer Microscanarray XL4000でイメージが読まれ、tiffファイル画像が貯蔵され、Imagene V.6画像解析ソフトウェアを使用して画像解析が行われた。各結合グリカンの相対的結合が表され、オリジナルのグリカンTF-Agの結合を基準として正規化された。ANOVAを使用して、相対的結合能力の比較と統計解析が行われた。
【０１４６】
相対的親和性の決定
【０１４７】
TF-Agに対するhJAA-F11の相対的親和性結合が、マウスJAA-F11抗体及びキメラJAA-F11抗体を用いる競合阻害ELISAを使用して分析された。簡単に説明すると、3μg/mLのhJAA-F11又はキメラJAA-F11が、1.25 ug/mLのTF-Agで被覆された96-ウェルプレート(Thermo Scientific、ミルフォード、マサチューセッツ州)上で、様々な濃度のマウスJAA-F11(10、8、6、4、2 ug/mL)の存在下でインキュベートされた。結合抗体は、抗-ヒトIgG二次抗体及び基質とのインキュベーションによって検出され、吸光度測定値は、これらの材料と方法で記載したようにして得られた。3μg/mLのヒト化又はキメラ抗体の結合を50%まで阻害するのに必要なマウス抗体の量が測定され、比較された。阻害に必要なマウス抗体の量が多いほど、抗体の相対的親和性も高い。ヒト化抗体及びキメラ抗体それぞれの相対的親和性が、ANOVAを使用して比較された。
【０１４８】
hJAA-F11の生物学的効率の分析
【０１４９】
ヒト乳腺腫瘍細胞株の結合の評価
【０１５０】
hJAA-F11の、様々なヒト乳腺腫瘍細胞株への結合が、全細胞ELISAを用いて分析された。TF-Ag担持マウス乳癌4T1細胞株が、ポジティブコントロールとして役立つ一方、JAA F11ハイブリドーマを産生する融合パートナーであるP3-X63-Ag8骨髄腫(ATCC番号：CRL-1580)細胞株は、TF-抗原ネガティブコントロールとして役立つ。陽性結合は、スチューデントＴ検定を使用して、各細胞株との各抗体の反応性と、骨髄腫細胞株とその抗体の反応性を比較することによって決定された。データを標準化するために、試験細胞株の吸光度測定値を骨髄腫細胞の吸光度測定値で割ることによって、各細胞株への結合が表された。
【０１５１】
細胞調製
【０１５２】
4T1乳腺腫瘍と骨髄腫細胞株が、非酵素的Cellstripper(Mediatech, Inc. バージニア州、USA)を使用して収集された。細胞の凝集を防止するために、培地、バッファー及び試薬は使用前にあらかじめ温められた。接着細胞のために、培地は培養容器から取り除かれ、細胞は、カルシウムとマグネシウムを含まない1Xダルベッコリン酸緩衝食塩水(DPBS)(Mediatech Inc., Cellgro)ですすがれた。5 mLの細胞解離溶液が、各フラスコに添加され、その後37℃で１０分間インキュベートされた。前記フラスコは、細胞を取り除くためにタップされた。非接着骨髄腫細胞のために、前記フラスコは十分にタップされ、培養上清は1000×Gで１０分間遠心分離された。細胞ペレットは、細胞解離溶液中で再懸濁され、37℃で１０分間インキュベートされた。インキュベーション後、20 mLの1X DPBSが、細胞に添加され、凝集塊を除去するために繰り返しピペットが使用された。細胞懸濁液はその後、1000×Gで１０分間遠心分離された。上清がデカントされ、ペレットは5 mL DPBS中で再懸濁された。細胞は、トリパンブルー染色とヘモサイトメーターを使用してカウントされた。細胞は希釈され、1×106生細胞/mLが得られた。200μLの細胞懸濁液(2×105細胞)が、5 mLのポリスチレンチューブ内に入れられた(四つ組)。200μLの4%ホルムアルデヒド溶液が、各チューブに添加され、1500×Gで10分間遠心分離される前に、室温で20分間インキュベートされた。上清が注意深く一度でデカントされ、細胞はDPBS中で洗浄され、続いて遠心分離と上澄み除去が行われた。200μLのPBS-tween 1% BSA(w/v)が、各チューブに添加され、4℃で一晩又は最大で２週間貯蔵された。
【０１５３】
細胞の酵素免疫測定
【０１５４】
200μLの50μg/mLマウスJAA-F11、hJAA-F11又はキメラJAA-F11抗体が、四つ組にて、試験した異なる細胞株を含むチューブに添加され、37℃で２時間インキュベートされた。200μLの1X PBS-0.1% Tween 20-1% BSAで処理された１セットのチューブが、試験された各細胞株のネガティブコントロールとして使用された。前記チューブは、3 mLの洗浄バッファー(1X PBS Tween、アジド不含)で３回洗浄され、その後、1500×Gで１０分間遠心分離された。上清は洗浄と洗浄の間に、注意深くデカントされた。PBS-Tween-1% BSA中の、200μLの抗-マウスIgG(γ鎖-特異的)西洋わさびペルオキシダーゼ二次抗体(1：1000、Sigma-Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)又は抗-ヒトIgG(γ鎖-特異的)西洋わさびペルオキシダーゼ二次抗体(1：2000、Sigma Aldrich、セントルイス、ミズーリ州)が、それぞれのチューブに添加され、その後、室温(RT)で１時間インキュベートされた。インキュベーション後、チューブは、デカントされ、３回洗浄され、洗浄と洗浄の間に1500×Gで遠心分離された。200μLのO-フェニレンジアミン二塩酸塩基質(OPD；Sigma、セントルイス、ミズーリ州)溶液が、その後各チューブに添加され、室温で１時間インキュベートされた。インキュベーション後、反応は、100μLの停止液(1N H2SO4)の添加によって停止され、1500×Gで１０分間遠心分離された。次に、200μLの上清が、各チューブから取り除かれ、マイクロタイタープレートのそれぞれのウェルに移された。吸光度が、マイクロプレートリーダー(Microplate Autoreader, Model EL311, Bio-Tek Instruments, Inc.)を使用して490nmで読まれ、非反応OPD基質がブランクとして使用された。様々な細胞株について、それぞれの平均ブランク(PBS-Tween-1%BSAのみを含むチューブ)が、それらのそれぞれの平均ODから差し引かれ、最終的な光学測定値が得られた。各実験は３回繰り返された。
【０１５５】
インビトロにおける癌細胞増殖に対するhJAA-F11の影響
【０１５６】
癌細胞増殖に対するヒト化及びキメラJAA-F11抗体の影響を試験するために、インビトロ 3-[4,5-ジメチルチアゾール-2-イル]-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド(チアゾールブルー、MTT)増殖分析が行われた。4T1マウス乳腺腫瘍細胞及びヒト乳腺腫瘍細胞が、JAA-F11、ヒト化及びキメラJAA-F11の量を変化させて(4、2、及び1μg/mL)、96-ウェルプレートに、再現数１０で、1×104細胞／ウェルにて播かれた。この細胞密度で蒔かれると、細胞は７２時間目に、増殖曲線の直線部分にある。抗体を含まない培地中で増殖された細胞は、正常増殖コントロールとして使用された。培地単独はブランクとして使用された。37℃・68時間の細胞増殖後、10μLのテトラゾリウム塩MTT(5 mg/ml)が、各ウェルに添加され、プレートはさらに４時間の間インキュベーターに戻された。インキュベーションの終わりに、得られた各ウェル中のホルマザン生成物が、120μLのジメチルスルホキシド(DMSO、Fisher Scientific)を添加することによって、可溶化され、各ウェルの吸光度がその後570nmで測定された(MicroplateAutoreader, Model EL311, Bio-Tek Instruments, Inc.)。
【０１５７】
抗体依存性細胞傷害活性アッセイ
【０１５８】
hJAA-F11抗体のエフェクター機能を試験するために、抗体依存性細胞傷害活性(ADCC)及び補体依存性細胞傷害性(CDC)アッセイが行われた。
【０１５９】
ADCCは、エフェクター細胞としてヒト末梢血単核球(PBMC)を、標的細胞としてヒト乳腺腫瘍細胞株を使用して(エフェクター対ターゲット(E：T)比は100：1)、乳酸脱水素酵素(LDH)遊離試験(CytoTox 96非放射性細胞傷害アッセイ；Promega、マディソン、ウィスコンシン州)によって測定された。
【０１６０】
PBMCが、Ficoll-Paqueを使用する密度勾配遠心分離によって全血から調製された。purple-top EDTAバキュテナー中に収集された全血は、等容積の温めた無菌DPBSと混合された。20 mLの希釈血液は、その後穏やかに、50 mLのコニカルチューブ内のFicoll-Paque Plus (GE Healthcare)15 mL上に、積層された。サンプルは、ノーブレーキで、室温にて３０〜４０分間1300rpmで遠心分離された。次に、PBMC層が集められ、無菌PBSがPBMCに添加され、総溶液は40 mLとなった。混合物はその後、混入したFicoll及び血小板/血漿タンパク質を除去するために、18℃〜22℃で１０分間、1000rpmで遠心分離された。上清が、廃棄され、細胞は新しい無菌PBS中で再懸濁され、遠心分離工程が繰り返された。細胞が、RPMI 1640培養液(10% FCS)中で再懸濁され、血球計数器とトリパンブルーを使用してカウントされた。
【０１６１】
標的細胞(1×104；30μl)とPBMC(1×106；30μl)が、96-ウェルＵ底プレート中に添加され、組織培養インキュベーター中で、hJAA-F11又はキメラ抗体(200μg/mL；30μL)とともに、37℃で１７時間インキュベートされた。１７時間のインキュベーションが完了する４５分前に、10μLの溶解液(×10)が、標的細胞最大LDH遊離コントロール(標的細胞と培地)及び容積補正コントロール(培地のみ)を含むウェルに添加された。インキュベーションの終わりに、プレートは1000rpmで４分間遠心分離された。その後、50μLのアリコートが、全てのウェルから新しい平底96-ウェルプレートに移された。次に、50μLの再構成された基質混合物が、これらのウェルそれぞれに添加された。プレートはホイルで覆われ、室温で３０分間インキュベートされた。各ウェルに50μLの停止液を添加して反応を停止し、マイクロプレートリーダー(MicroplateAutoreader, Model EL311, Bio-Tek Instruments, Inc.)を使用して490nmで吸光度を記録した。細胞傷害性は、以下の式を使用して計算した。
細胞傷害性(％)＝100×[(E - SE)]／[(M - SE)]
各コンディションについて、基質の吸光度が測定される。コンディションは以下の通りである；Ｅは実験ウェル、ＳＥは抗体コントロール無しの自発性遊離(エフェクター細胞及びPBSとともにインキュベートされた標的細胞)、Ｍは10Xの溶解液で溶解された標的細胞で測定された最大遊離。
【０１６２】
補体依存性細胞傷害性(CDC)アッセイ
【０１６３】
CDCが、標的細胞集団として、HCC 1428乳腺腫瘍細胞(ATCC[登録商標] CRL-2327、マナッサス、バージニア州)を使用する乳酸脱水素酵素(LDH)遊離試験(CytoTox 96非放射性細胞傷害アッセイ；Promega、マディソン、ウィスコンシン州)によって測定された。試薬キットにより提供される、ウシ心臓LDHを含むLDH陽性サンプルが、ポジティブコントロールとして使用された。細胞傷害性のバックグラウンドレベルのため、ウサギ、仔ウサギ、及びモルモットの補体と比較した後、凍結乾燥したモルモット血清(CL3112, Cedarlane Laboratories, バーリントン、ノースカロライナ州)を、補体源として使用し、製造者の説明書に従って再構成した。アッセイで使用した最適な細胞濃度は、ウェルあたり1×104細胞/50μLであった。使用された抗体は、フェノールレッドフリー- RPMI培地に対して透析された。実験ウェルでは、50μLのHCC 1428細胞懸濁液、20μLの補体希釈液(1：20の最終希釈)、及び30μLの抗体(100μg/mLの最終濃度)が、丸底96-ウェル培養プレート中の、各ウェル内で混合された(４セット)。標的細胞と補体を含み、抗体を含まないコントロールウェルが、補体源として使用される血清によって媒介される細胞傷害性及びLDHの自発性遊離を検査するために含まれた。前記プレートは、４分間1000rpmで遠心分離され、その後、5%の二酸化炭素と共に、37℃で２時間インキュベートされた。２時間のインキュベーションが完了する４５分前に、10μLの溶解液(×10)が、標的細胞最大LDH遊離コントロール及び容積補正コントロールを含むウェルに添加された。
【０１６４】
インキュベーションの終わりに、プレートは1000rpmで４分間遠心分離された。その後、50μLのアリコートが、全てのウェルから新しい平底96-ウェルプレートに移された。次に、50μLの再構成された基質混合物が、各ウェルに添加された。プレートはホイルで覆われ、室温で３０分間インキュベートされた。各ウェルに50μLの停止液を添加して反応を停止し、その後マイクロプレートリーダー(MicroplateAutoreader, Model EL311, Bio-Tek Instruments, Inc.)を使用して490nmで吸光度を記録した。細胞傷害性は、以下の式を使用して計算した。
細胞傷害性(％)＝100×[(E - SE)]／[(M - SE)]
各コンディションについて、基質の吸光度が測定される。コンディションは以下の通りである；Ｅは実験ウェルの吸光度、ＳＥは補体を含むが抗体を含まない自発性遊離(補体及び培地とともにインキュベートされた標的細胞)、Ｍは10Xの溶解液で溶解された標的細胞のもの。
【０１６５】
細胞内部移行アッセイ
【０１６６】
4T1乳腺腫瘍細胞へのヒト化及びキメラJAA-F11の内部移行が、２つの方法、２種類の温度(4℃と37℃)によるインキュベーションで測定された、表面結合を使用する酵素免疫測定法と、免疫蛍光顕微鏡法で分析された。
【０１６７】
内部移行の酵素免疫測定法
【０１６８】
マウス4T1乳癌細胞株が、JAA-F11、hJAA-F11又はキメラJAA-F11の内部移行についてテストされた。５０万(5×105)細胞が、6-ウェルプレートの６つのウェル全てに播かれ、集密(コンフルエンス)になるまで増殖された。試験する各抗体のために２つのプレートが用意された。培地が各プレートから取り除かれ、1 mLの抗体(200μg/mL)が、各プレートの３つのウェルに添加され、PBS希釈液1 mLが、残りの３つのウェルに添加された。１セットのプレートが、内部移行を可能にするために37℃でインキュベートされ、他のプレートは、4℃でインキュベートされた。１時間のインキュベーション後、培地は取り除かれ、ウェルはフェノールレッドフリーRPMI培地1 mLで４回洗浄された。次に、1 mLの2%パラホルムアルデヒドが、各ウェルに添加され、プレートは室温で２０分間、細胞を固定するためにインキュベートされた。プレートはその後、フェノールレッドフリーRPMI培地で４回洗浄された。次に、1% BSA/PBS中の、抗-マウス又は抗-ヒトIgG(γ鎖特異的)アルカリホスファターゼ二次抗体(1：5000、Sigma、セントルイス、ミズーリ州)1 mLが添加され、プレートは37℃で１時間インキュベートされた。プレートはその後、フェノールレッドフリーRPMI培地で４回洗浄され、1 mLのp-ニトロフェニルリン酸基質(pNPP)が添加され、暗所で１時間インキュベートされた。１時間のインキュベーション後、各ウェルから200μLが96-ウェルプレートのそれぞれのウェルに移され、吸光度がマイクロプレートリーダー(MicroplateAutoreader, Model EL311, Bio-Tek Instruments, Inc.)を使用して405nmで記録された。非反応基質が、ブランクとして使用された。三つ組のウェルが平均され、培地単独ブランクの平均光学密度が、抗体を含むウェルから引かれた。内部移行％は、以下の式を使用して計算された：
内部移行％＝100＊[1-(37℃サンプル−37℃ブランク)／(4℃サンプル−4℃ブランク)]
【０１６９】
免疫蛍光顕微鏡法
【０１７０】
この方法では、4T1乳癌細胞が、２つの6-ウェル組織培養プレートのウェルのカバーガラス上に、10% FCS RPMI 1640培地中、3×105細胞密度で播かれ、37℃にて5% CO2で２４時間インキュベートされた。培地がプレートから除去され、無血清RPMI 1640培地中で希釈された試験抗体(5μg/mL)1.5 mLが、それぞれのウェルに添加された。抗体の表面結合を行うため、両方のプレートが２０分間、4℃で静置された。２０分間のインキュベーション後、カバーガラスは、プレートの１つから、新しい6-ウェルプレートに移された。抗体希釈物が、第二プレートから取り除かれ、予熱された無血清RPMI 1640培地が添加され、プレートは組織培養インキュベーター中で37℃にて１時間インキュベートされた。第一プレートのカバーガラスを氷冷5% BSA/PBSで２回洗浄し、1X PBSで１度すすぎ、その後4%のパラホルムアルデヒド溶液(Affymetrix)を用いて室温で１５分間固定した。37℃・１時間のインキュベーション後、第二プレートのカバーガラスは、新しい6-ウェルプレートに移され、洗浄され、すすがれ、固定された。
【０１７１】
1X PBS中での３回の洗浄に続いて、両方のプレートの細胞が、PBS中の0.1% Triton X-100、0.1% デオキシコール酸ナトリウムを用いて、室温で１０分間透過処理された。次に、細胞は1X PBSで３回すすがれ、その後、室温で３０分間、5% BSA/PBS中でインキュベートされた。カバーガラスはその後、室温で１時間、5% BSA/PBS中1μg/mLの希釈で、ウサギ抗-リソソーム膜プロテイン１(LAMP1；Abcam, 24170)抗体とともにインキュベートされた。カバーガラスはその後1X PBSで３回すすがれ、5% BSA/PBS中1：500の希釈にて、抗-マウスIgG-Alexa 647及び抗-ウサギIgG Alexa 488(マウス JAA-F11 カバーガラス)及び抗-ヒトIgG-Alexa 647及び抗-ウサギIgG Alexa 488(キメラ及びhJAA-F11)二次抗体(Molecular Probes、Invitrogen)とともにインキュベートされた。抗-ウサギIgG Alexa 488二次抗体は、抗-LAMP 1抗体を検出するために使用された。カバーガラスは、暗所にて室温で１時間インキュベートされた。インキュベーションに続いて、細胞は暗所にて1X PBSで３回すすがれた。カバーガラスは、顕微鏡スライド上のDAPI培地とSlowfade Gold試薬(Molecular Probes, Life Technologies)上に細胞と共に下向きに置かれ、ネイルポリッシュでシールされた。細胞は、AxioImager蛍光顕微鏡(Zeiss)で分析された。画像を取り込み、AxioVision Release 4.8.2ソフトウェアを使用して解析した。
【０１７２】
TF-Ag担持乳腺腫瘍の検出に関するヒト化JAA-F11の有効性をテストするためのインビボ研究
【０１７３】
上記インビトロ生物学的研究から得られたH2L2ヒト化JAA-F11抗体を使用して、ヨウ素124標識ヒト化抗体がマウスのTF-Ag乳腺腫瘍に集まるかどうかテストするために、免疫局在性研究が、マウスで行われた。
【０１７４】
hJAA-F11(H2L2)抗体の124ヨウ素標識
【０１７５】
ヒト化JAA-F11抗体の124ヨウ素標識が、ボルトン・ハンター法を用いて実施された。ヨウ素化前に、ヒト化抗体は、まず水溶性ボルトン・ハンター試薬(Sulfo-SHPP)(Thermo Scientific、ロックフォード、イリノイ州、米国)を使用して修飾された。簡単に説明すると、1.9 mgのhJAA-F11抗体が、修飾バッファー(200 mMホウ酸バッファー、pH 9.0)中に溶解された。5 mgの水溶性ボルトン・ハンター試薬が、使用直前に1 mLの修飾バッファー中に溶解された。100μLの水溶性ボルトン・ハンター試薬溶液が、その後抗体サンプルに添加され、定期的に混合しながら、３時間氷上でインキュベートされた。非反応水溶性ボルトン・ハンター試薬は、リン酸緩衝食塩水(PBS：0.1 M リン酸ナトリウム、150 mM 塩化ナトリウム)に対して透析することによって除去された。この中間ステップにおいて、ヒト化抗体は、抗体のリジンのいくつかに付着したリンカーを含み、２週間安定である。
【０１７６】
修飾されたhJAA-F11抗体は、その後、Chizzonite間接標識法[158]を使用して標識された。簡単に説明すると、Pierceプレコートヨウ素化チューブ(Thermo Fisher、ロックフォード、イリノイ州、米国)を、1 mLの高トリスヨウ素化バッファー(0.125 M Tris-HCl、pH 6.8、0.15 M NaCl)であらかじめ湿らせた。前記バッファーはデカントされ、その後100μLの高トリスヨウ素化バッファーが前記チューブの底に直接添加され、続いて0.02 M NaOH溶液中のヨウ化ナトリウム124Iが280μL(4.59 milliCurie)添加された(IBA Molecular、リッチモンド、バージニア州)。最初のカウントは、放射性同位元素キャリブレーターCRC 12(Capintec)を使用して行われた。pHが７で中性であることを確認するために、混合物のpHが測定された。室温による６分間の活性化後、活性ヨウ化物が、先に修飾されたhuJAA-F11溶液に添加された。９分間のインキュベーション期間後、50μLのスカベンジングバッファー(トリスヨウ素化バッファー中、10 mgチロシン/mL；25 mM Tris、pH 7.5、0.4 M NaCl)と前記混合物が５分間インキュベートされた。スカベンジングバッファーの目的は、バッファー中のチロシンと反応する遊離ヨウ素を取り除くことである。
【０１７７】
1 mLのTris/NaCl/EDTAバッファー(25 mM Tris-HCl、pH 7.5、0.4 M NaCl、5 mM EDTA、0.05%アジ化ナトリウム)が、その後前記反応混合物に添加された。サンプルはその後、Tris/NaCl/EDTAバッファーであらかじめ平衡化された10 mLの脱塩カラムに添加された。サンプルチューブは、0.5 mLのTris/NaCl/EDTAバッファーで洗浄され、洗浄液が前記カラムに添加された。前記サンプルは、それぞれTris/NaCl/EDTAバッファーを使用して、500μLの１５のフラクションに溶出され、放射活性について試験された。放射標識の効率は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって、最も高い活性を有するフラクションについて測定された。放射標識された抗体は、標識化から２時間以内に動物に注射された。標識ヒト化JAA-F11が、そのTF-Ag反応性を維持することを確認するために、放射免疫測定法も行われた。
【０１７８】
動物と腫瘍モデル
【０１７９】
この研究で使用した動物は、動物実験委員会(IACUC)の規則に従って、室内で飼育され、利用された。全てのプロトコルは、バッファローにある大学のIACUCによって承認された。4T1マウス乳癌細胞は、７〜８週齢のメスのBalb/Cマウスに、0.1 mL D-PBS中の5×104細胞を、右乳頭の１つの下に皮下注射することによって、移植された。マウスは２つのグループに分けられ、[124I]-hJAA-F11(n=13)及び遊離124124(n=7)を、腫瘍移植の１０〜１４日後に、尾の静脈に注射され、その後、体内分布研究及びマイクロ-PET画像法にかけられた。２グループそれぞれから１匹のマウスが、研究を通して撮像され、観察された。全てのマウスは、標識抗体の注射後、及び全研究を通して、甲状腺-遮断レジメンとして、0.2 g/Lのヨウ化カリウム水を投与された。
【０１８０】
体内分布研究
【０１８１】
マウスは、放射標識抗体の注射後、72、96、168及び192時間目に、腹腔内に0.1 mLのペントバルビタールナトリウム(Fatal Plus)を注射することによって屠殺された。各時点で、標識抗体を投与された３匹のマウス及び遊離のヨウ素を投与された２匹のマウスが屠殺された。血液、筋肉、脾臓、肺、腎臓、心臓、肝臓、小及び大腸、胃、脳、皮膚、腫瘍組織、骨、尾、食道、甲状腺及び卵巣が回収され、あらかじめ計量された5 mLのポリプロピレンチューブ内に入れられた。これらのチューブは、再計量され、各組織／臓器の実重量が算出された。全てのチューブは蓋をされ、放射活性が、ガンマカウンタを使用して測定された。各組織による放射活性取込みは、付属書２の式の通り、組織１ｇあたりの注射量のパーセント(%ID/g)として計算された。
【０１８２】
micro-PET画像法
【０１８３】
２つのグループそれぞれの１匹のマウスにおける標識抗体の局在化が、既知の技術を使用して、注射後24、48、72、96、168、及び192時間目に、microPETカメラ、Focus 120[登録商標](Siemens Concorde Microsystems)を使用するmicroPET画像法によって測定された。簡単に説明すると、スキャンの前に、マウスは、O2/イソフルラン(1%−3%イソフルラン)で麻酔され、その後マイクロPETスキャナーのガントリー内で腹臥位で撮像された。放射スキャンウィンドウは、350と750 keVの間に設定された。スキャンは、各マウスに３０分間行われた。
【０１８４】
放射免疫測定法
【０１８５】
放射標識抗体の免疫反応性を測定するために、放射免疫測定法(RIA)が行われた。マイクロタイタープレートは、コーティングバッファー中1.25μg/mLのTF-Ag-BSA複合体100μLで被覆された。前記バッファーは、ウェルから取り除かれ、1% BSA/PBS-Tweenで洗浄された。1% BSA/PBS-Tween中の放射標識hJAA-F11の連続希釈液100μLが、前記ウェルに添加され、室温で１時間結合が行われた。インキュベーション後、マルチチャネルピペットを使用して手動で３回、1% BSA/PBS-Tweenを使用して、前記ウェルを洗浄することによって、非結合抗体が除去された。室温で３０分間、200μLの1M 酢酸/0.15M NaClバッファー(pH 2.4)とインキュベートすることによって、プレートから結合hJAA-F11が除去された。インキュベーション後、各ウェルからの100μL溶液を別のポリプロピレン試験管に添加し、ガンマカウンタを使用して放射活性を測定した。
【０１８６】
本発明は、特定の実施形態を通じて説明されてきたが、通常の変更は当業者に明らかであり、そのような変更は本発明の範囲内であることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【配列表】
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