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JP6408915B2 - 二重抗原誘導型の二部分機能相補 - Google Patents

二重抗原誘導型の二部分機能相補 Download PDF

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Description

本発明は、ポリペプチドセットおよびその使用に関する。特に、本発明は、それらの各々が、抗原「A」に結合する標的化部分「T」および機能ドメイン断片「F」を含む2つのポリペプチドを含むポリペプチドセットであって、前記2つのポリペプチドが、その表面において(その表面上で)「A」を有する基質の非存在下では、互いと会合せず、「F」が二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が機能的となるポリペプチドセットに関する。さらに、前記セットの医療および診断的使用についても記載される。なおさらに、本発明は、前記ポリペプチドセットをコードする(1つまたは複数の)核酸分子にも関する。本発明はまた、前記ポリペプチドセットをコードする(1つまたは複数の)核酸分子のヌクレオチド配列を含むベクターにも関する。さらに、本発明は、前記ポリペプチドセットを含む医薬組成物にも関する。なおさらに、本発明は、前記ポリペプチドセットを含むキットにも関する。
近年、in vitro試験ならびに前臨床試験および早期臨床試験における、腫瘍の免疫療法のための二特異性抗体構築物の目覚ましい有効性について報告する、多数の画期的な論考を見る。今日、かなりの数の異なる二特異性構築物であって、サイズ、組成、薬物動態特性、および直接新生物性細胞を消失させるかまたは免疫エフェクター細胞を腫瘍細胞の溶解に動員する能力が異なる二特異性構築物が利用可能である。
抗体ベースのがん免疫戦略は、標的構造に対するそれらの優れた感受性および特異性に起因して、高度に有望な治療選択肢である。
抗体のモジュール式の構造機能的な組織化は、遺伝子操作による広範な操作を可能とする。異なる免疫グロブリン様ドメインは、特異的ドメインに関連する機能的な特色を失わずに分離および/または接合することができる。なおさらに、それらは、異種タンパク質ドメインと組み合わせ、連結することができるが、また、非ペプチド性部分とも組み合わせ、連結することもできる。したがって、従来の抗体の天然の限界を伴わずに、融合構築物を、合理的な形で開発することが可能である。
新規の生物学的および/または薬学的特性を伴う、抗体ベースの融合タンパク質を創成することができる。意図される適用に応じて、副作用(阻害性突然変異)を軽減するかまたは治療的有効性(活性化突然変異)を増強する突然変異誘発により、ADCC(抗体依存性細胞媒介性細胞傷害作用)およびCDC(補体依存性細胞傷害作用)を誘発するFcドメインの能力を改変する有望な取組みがなされている。抗体の抗原結合ドメインを検討すると、遺伝子操作により可能となる新たな適用は、なおより多様となる。
抗体の重鎖(V)および軽鎖(V)の抗原認識可変ドメインは、抗原結合能力を保存しながら、遺伝子操作を介して、ペプチドリンカーにより接合することができる。このような抗原結合単鎖可変断片(scFv)は、組織透過能が高く、血清滞留時間が短い、低分子の抗体サロゲートであって、臨床造影手順および放射線療法ならびに他の適用のための抗体サロゲートとして用いることができる。重要なことは、これらのscFv部分は、新規の組換え治療剤の開発における抗原特異的モジュールとして容易に使用しうることである。
近年の報告は、抗腫瘍治療における組換え二特異性抗体の並外れた潜在的可能性を指し示す。このような二特異性抗体は、2つの抗原であって、それらのうちの一方は腫瘍が発現させるが、他方は通例免疫細胞上で見出される抗原を認識する。抗腫瘍治療における大半の二特異性抗体は、一方で、腫瘍に関連する系統マーカーを標的化し、他方で、T細胞受容体の非可変分子であるCD3ε/CD3複合体を標的化し、これにより、T細胞を動員して、腫瘍を破壊する[MuellerおよびKontermann、Bispecific antibodies for cancer immunotherapy: Current perspectives. BioDrugs、2010、24(2):89〜98]。
抗体の構造および機能を操作するための広範な選択肢にもかかわらず、このような抗体ベースの試薬の治療的有効性は、対象とされる抗原の性質、腫瘍内および腫瘍関連組織内の抗原への接近可能性、ならびに所望の細胞死誘導機能を誘発または媒介する抗体の傾向により制約されている。
例えば、患者を、致命的な機能を伴う組織上でもまた発現する抗原を指向する二特異性構築物で処置する場合、重度の副作用が観察される。リンパ腫の場合の未知数の個別に突然変異した細胞表面分子およびモノクローナルのB細胞受容体またはT細胞受容体を除き、形質転換細胞をその健常な前駆細胞から識別する腫瘍特異的抗原は利用可能でないので、これは、深刻な問題である。
二特異性抗体の使用に基づく治療概念は通例、エフェクター細胞の動員に依拠するので、ツール(二特異性構築物)の有効性が大きくなるほど、副作用の生じる可能性が高くなり、非形質転換組織上における抗原のわずかな発現でもなお、制御不能のオフターゲット作用を引き起こしうると考えられる。
2008年に、SCIENCEは、単鎖二特異性T細胞動員(BiTE)抗体であるMT103/ブリナツモマブの臨床的有効性について、それが、再発したかまたは標準的な免疫化学療法に対して不応性であるリンパ腫患者のうちの約80%において、モノクローナル抗体であるリツキシマブについて報告された血清レベルより約5桁低い血清レベルで寛解を誘導するという最初の報告を公表した(Bargou, R.ら、Science 321、974〜977、2008)。急性リンパ性白血病(ALL)におけるこの公表および確認的な第II相試験についてのその後の報告は、全身性の毒性およびほとんどまたは全く認められない治療活性に起因して、そのときまでほぼ20年間にわたり深刻な崩壊状態にあった、二特異性抗体の新時代における先駆けとなった。主に、このSCIENCEの論考を受けて、二特異性抗体は再び、35を超える異なるフォーマットが有効である急成長分野となった(Reichert、Drug Discov Today. 17(2012)954〜963)。これらのフォーマットは、サイズが異なり、抗原に対するアフィニティー、安定性、エフェクター細胞(大半はT細胞)を動員する能力、および薬物動態特性について最適化されている。構築物のアフィニティーまたはアビディティーは、多様な技法を用いるアフィニティー成熟により、または単に複数のscFVドメインを直列に接合して多価構築物を創出することにより操作される。1つの標的分子ではなく、2つの標的分子を対象とすることにより、結合能の増強を提示するようにデザインされた、三特異性抗体もなお報告されている。フォーマットの安定性は、自然発生の抗体を模倣し、血清中半減期の延長およびプロテアーゼによるタンパク質分解性消化からの保護などの薬物動態特性を同時に増強するために、免疫グロブリン様のドメインを付加することにより最適化することができる。なおさらに、フォーマットの安定性は、作製を最適化することにより増強することもできる。scFVドメインを共有結合的に接合するのに使用されるリンカー配列は、凝集物をもたらすことが多いので、機能的な薬物を創成するために、容易にリアセンブルしうる2つまたは3つのポリペプチドをまず作製する作製ラインが確立されている。このような技法では、方向付けられたジスルフィド架橋または架橋形成試薬を使用して、2つの異なるポリペプチドを共有結合的に接合する。他の技法では、ロイシンジッパードメイン、Fcドメインなどのヘテロ二量体化ドメインまたはホモ二量体化ドメイン、およびノブイントゥーホール(knob into hole)技術(例えば、WO2007/062466を参照されたい)など、他の技法を活用する。なおさらに、抗原を検出するためのいわゆるオープンサンドイッチイムノアッセイでは、抗原の結合により安定化させうるVとVとの相互作用も用いられている(Ueda、Nature Biotechnology 14(1996)、1714〜1718; Ohmuro-Matsuyama(2012)、Detection of Protein Phosphorylation by Open-Sandwich Immunoassay、Integrative Proteomics、Dr. Hon-Chiu Leung(編)、ISBN:978-953-51-0070-6;WO2004/016782/EP−A11536005)。
しかし、当技術分野において記載されている二特異性/三特異性構築物および二価構築物または多価構築物は、欠点も有する。第1に、標的分子として対象とされうる真に特異的な腫瘍抗原が存在しないことである。実際、これまでのところ対象とされている標的抗原は、腫瘍と非悪性細胞とにより共有される分化抗原であるため、二特異性抗体フォーマットが強力であるほど、付随する損傷も重度となる。その結果、先行技術の二特異性または三特異性フォーマットは、悪性細胞を非悪性細胞から識別することができない。この点で、いずれかの標的分子を発現させる細胞を破壊するための免疫細胞を動員するには、一般に1つの標的分子の結合で十分であるため、標的細胞への高いアビディティーによる結合のために開発された三特異性構築物は、高度のオフターゲット作用を付与するとわかる場合がある。したがって、三特異性構築物では、特異性と引き換えに、アビディティーを増強している。近年の多重パラメータ解析は、異常な抗原署名の発現のために、腫瘍細胞を、それらのそれぞれの元の非形質転換組織から弁別しうることを指し示している。今日、これらの知見は、世界保健機構(WHO)による造血系新生物についての分類システムの不可欠のパートを構成し、また、他の起源のがん細胞およびがん幹細胞またはがん誘発細胞にも当てはまる。したがって、併せて悪性状態を意味する抗原の組合せを同時に発現させる細胞を標的化することが有利であろう。先行技術により開示されている抗体のうちのいずれも、標的抗原の組合せを発現させる細胞を、単一の抗原陽性細胞から識別することが可能でない。第2に、例えば、完全CD3モジュール(例えば、抗Cd3 scFv)を用いる二特異性抗体技術の主要な問題は、標的細胞上の標的抗原への結合に関わりなく、T細胞を刺激またはあらかじめ刺激するこれらのタンパク質の固有の能力であり、これまでのところ観察されている多くの副作用は、逸脱したT細胞機能と関連すると考えられる。
したがって、当技術分野では、がん処置における、より特異的な処置選択肢が必要とされており、特に、がん細胞を、高度な特異性で、副作用を低減して同定し、かつ/または消失させる方途の改善が必要とされている。
同種幹細胞移植、すなわち、別の提供者から得られる幹細胞の患者への移植の分野でも、同様の必要が認められている。再発したかもしくは不応性である白血病または別の血液疾患を患う患者は、ドナーからの健常な造血細胞の移植と組み合わせて、(悪性造血細胞を消失させるために)化学療法/照射により処置することができる。悪性細胞の消失が不完全である場合、腫瘍は、移植により提供された健常な細胞の存在にもかかわらず、存続する悪性レシピエント細胞から再び成長する可能性がある。結果として、腫瘍処置および同種移植を受けている患者における生存率は、著明に減殺される。
しかし、存続する悪性細胞を高度な特異性で消失させる(そして、同様に、を同定する)ことは、困難であり、このため、多様な試みにもかかわらず、この問題に対する妥当な解決法は見出されていない。したがって、当技術分野では、他の細胞に対する副作用を最小限として、このような悪性レシピエント細胞を特異的に同定し、かつ/または消失させる方途の改善を提供することが必要とされている。
コンディショニング治療(放射線/化学療法)のすぐ後に施される移植片(同種幹細胞)は、造血を置きかえ、再構成しうる。移植片は、骨髄または刺激された末梢血細胞から採取され、新たに作り出される血液細胞の供給源である、約1パーセントの造血幹細胞を含有する。加えて、移植片は通常、膨大な数の免疫細胞、とりわけ、獲得免疫系の一部であるTリンパ球であり、これらのT細胞が白血病性細胞に対する免疫攻撃をかける場合には極めて有益でありうるTリンパ球も含有する。この状況は、十分に記載されており、移植片対白血病効果として知られている。他の面ではまた、T細胞を患者に対して方向付ける逸脱した免疫応答であって、移植片対宿主病として知られている免疫応答も、高頻度で観察される。
移植片対宿主病を最小化するために、移植片は通例、HLA(ヒト白血球抗原)またはMHC(主要組織適合性複合体)に基づいて選択される。ドナーとレシピエントとの間で抗原が緊密に適合するほど、重度の移植片対宿主病の確率は低くなる。しかし、多くの患者には、完全に適合する移植片を見出すことはできない。これらの場合には、1つなおまたは複数のHLA分子が異なる骨髄幹細胞または末梢血幹細胞が使用される。これらの臨床状況は、移植後における、T細胞系を厳格に制御下に保つ厳格な免疫抑制レジメンを要請する。
したがって、特殊な種類の細胞を特異的に同定し、かつ/または消失させる方途の改善を提供することが本発明の一目的である。なおさらに、2つの特異的抗原の特異的な組合せをそれらの細胞表面において有する細胞を特異的に同定し、かつ/または消失させる方途の改善を提供することも、本発明の目的である。さらに、がん性細胞を特異的に同定し、かつ/または消失させる方途の改善を提供することも、本発明の目的である。さらに、(1)特定の由来の細胞(レシピエントまたはドナーに由来する細胞など、組織移植または細胞移植の状況にある細胞)、および(2)特殊な細胞型または細胞系統に属する細胞(造血細胞など)を特異的に同定し、かつ/または消失させる方途の改善を提供することも、本発明の目的である。
本発明の目的は、
(i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
(ii)機能ドメインFの断片F1
を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体またはポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
ならびに
(i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2、および
(ii)前記機能ドメインFの断片F2
を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体またはポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
を含み、
前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において、またはその表面上で有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において、またはその細胞表面上で保有する細胞の非存在下では、互いと会合せず、
前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となる、
ポリペプチドセットにより解決される。
本発明の目的はまた、
(i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
(ii)機能ドメインFの断片F1
を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体またはポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
ならびに
(i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2、および
(ii)前記機能ドメインFの断片F2
を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体またはポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
を含み、
前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
(a)前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、もしくは前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、または
(b)前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、もしくは前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含み、
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において、またはその表面上で有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において、またはその細胞表面上で保有する細胞の非存在下では、互いと会合せず、
前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となる、
ポリペプチドセットによっても解決される。
本発明の目的はまた、
(i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
(ii)機能ドメインFの断片F1
を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体またはポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
ならびに
(i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2、および
(ii)前記機能ドメインFの断片F2
を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体またはポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
を含み、
前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
(c)前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、もしくは前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、
(d)前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞の非存在下では、互いと会合しないか、または
(e)前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、もしくは前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含み、
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞の非存在下では、互いと会合せず、
前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となり、基質または細胞の非存在下において、互いに、前記ポリペプチドP1およびP2、特に、前記断片F1およびF2の解離定数Kが、10−8M〜10−2Mの範囲である、
ポリペプチドセットによっても解決される。
本発明はさらに、以下の項目にも関する。
1.(i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
(ii)機能ドメインFの断片F1
を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体またはポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
ならびに
(i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2、および
(ii)前記機能ドメインFの断片F2
を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体またはポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
を含み、
前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞の非存在下では、互いと会合せず、
前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となる、
ポリペプチドセット。
2.抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞が、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導するのに対し、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有するわけではない細胞は、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導しない、項目1に従うポリペプチドセット。
3.前記標的化部分T1が、免疫グロブリンモジュール、好ましくはVドメインへと連結されたVドメインを含む免疫グロブリンモジュールI1、より好ましくは抗体のscFv(単鎖変異体断片)を含む免疫グロブリンモジュールI1、またはラマ抗体、ラクダ抗体、もしくはサメ抗体の可変ドメインVHを含む免疫グロブリンモジュールを含み、
かつ/あるいは前記標的化部分T2が、免疫グロブリンモジュール、好ましくはVドメインへと連結されたVドメインを含む免疫グロブリンモジュールI2、より好ましくは抗体のscFv(単鎖変異体断片)を含む免疫グロブリンモジュールI2、またはラマ抗体、ラクダ抗体、もしくはサメ抗体の可変ドメインVHを含む免疫グロブリンモジュールを含むか、
あるいは前記標的化部分T1および/または前記標的化部分T2が、それぞれ、前記抗原A1または抗原A2のアプタマーまたは天然リガンドを含む、
項目1または2に従うポリペプチドセット。
4.前記抗原A1および/または前記抗原A2が、腫瘍細胞の表面上または腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞の表面上で発現する抗原、好ましくは血液系腫瘍細胞の表面上で発現する抗原、または非血液系腫瘍細胞の表面上で発現する抗原である、項目1〜3のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
5.抗原A1と抗原A2との組合せが、がん性細胞だけで見出され、がん性でない細胞では見出されず、好ましくは、抗原A1と抗原A2との組合せが、ある種のがんのがん性細胞に特異的である、項目1〜4のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
6.前記抗原A1が、MHC抗原、好ましくはHLA−A、HLA−B、HLA−C、HLA−DQ、HLA−DR、もしくはHLA−DMのうちのいずれかの対立遺伝子変異体、より好ましくはMHCクラスI分子の対立遺伝子変異体、より好ましくはHLA−A1、HLA−A2、HLA−A3、HLA−A25、HLA−B7、HLA−B8、HLA−B35、HLA−B44、HLA−Cw3、HLA−Cw4、およびHLA−Cw7からなる群から選択される対立遺伝子変異体であり、かつ/または前記抗原A2が、ある種の細胞型もしくは細胞系統に特異的な抗原である、項目1〜5のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
7.前記機能ドメインFが、免疫グロブリンモジュール、好ましくは抗体のscFv(単鎖変異体断片)、または蛍光分子、好ましくはGFPもしくはGFP変異体、または生物発光を媒介することが可能な分子、好ましくはGaussiaルシフェラーゼである、項目1〜6のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
8.前記機能ドメインFが、担体分子、好ましくはペプチドもしくは炭水化物分子である担体分子、またはアフィニティータグ、好ましくはFLAGタグ、mycタグ、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)タグ、ヘマグルチニン(HA)タグ、ポリヒスチジン(His)タグ、およびマルトース結合タンパク質(MBP)タグからなる群から選択されるアフィニティータグに特異的に結合するドメインである、項目1〜7のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
9.前記機能ドメインFが、放射性化合物に特異的に結合するドメイン、それ自体ではヒト細胞の細胞膜を透過することが可能ではなく、前記細胞の細胞膜と会合するとヒト細胞へと内部移行される毒素分子に特異的に結合するドメイン、蛍光分子に特異的に結合するドメイン、または生物発光を媒介することが可能な分子に特異的に結合するドメインである、項目1〜8のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
10.前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含み、好ましくは、前記抗体が、抗CD3抗体であるか、または前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含み、好ましくは、前記抗体が、抗CD3抗体である、項目1〜9のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
11.腫瘍を患っている患者の処置における使用のため、または腫瘍を患っている患者における診断的使用のための、好ましくは腫瘍を患っており、同種組織移植もしくは同種細胞移植を受けているか、またはこのような移植を受けることを意図する患者の処置における使用のため、あるいは腫瘍を患っており、同種組織移植もしくは同種細胞移植を受けているか、またはこれを受けることを意図する患者における診断的使用のためであり、好ましくは、前記患者へと投与される、項目1〜10のうちのいずれかに従うポリペプチドセット。
12.項目1〜11のうちのいずれかに従うポリペプチドセットまたはポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つをコードする核酸分子または核酸分子セット。
13.項目12に従う核酸分子のヌクレオチド配列、または項目12に従う核酸分子セットの核酸分子のうちの1つの配列を含むベクター。
14.項目1〜11のうちのいずれかに従うポリペプチドセット、または項目12に従う核酸分子/核酸分子セット、または項目13に従うベクターを含む医薬組成物であって、薬学的に許容される担体をさらに含むことが好ましい医薬組成物。
15.項目1〜11のうちのいずれかに従うポリペプチドセットを含むキット。
前記抗原A1は、細胞表面分子であることが好ましい。前記抗原A2は、細胞表面分子であることが好ましい。前記抗原A1は、細胞の悪性状態に特異的であることが好ましい。前記抗原A2は、ある種の細胞型もしくは細胞系統に特異的であるか、または細胞の悪性状態に特異的であることが好ましい。前記抗原A1は、悪性細胞型に特異的であることが好ましい。前記抗原A2は、悪性細胞型に特異的であることが好ましい。
一態様では、本発明は、本明細書で規定および記載されるポリペプチドセットであるが、抗原A1が、抗原A2と同じであるポリペプチドセットに関する。よって、このようなポリペプチドセットP1およびP2では、F1断片を標的化部分T1へと連結することができ、F2断片を標的化部分T2へと連結することができる一方で、T1およびT2のいずれもが、同じ抗原に特異的に結合する。この文脈では、標的化部分T1が結合する抗原A1上のエピトープは、標的化部分T2が結合する抗原A2上のエピトープと同じエピトープの場合もあり、異なるエピトープの場合もある。抗原A1上のエピトープが、抗原A2上のエピトープと同じである場合、ポリペプチドP1は、P2内に含まれる標的化部分と同一な標的化部分を含みうる。本発明のこの態様はまた、Fドメインを破壊されたポリペプチドセットP1およびP2は、オフターゲット作用を提示しない(例えば、CD3提示T細胞があらかじめ活性化されることがなく、よって、例えば、従来の二特異性抗体と比較して毒性特性および/または副作用が小さい)利点にも基づく。
一実施形態では、前記断片F1と前記断片F2とは、併せて、前記機能ドメインFである。
一実施形態では、前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とは、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞の非存在下では、互いへと共有結合的に連結されない。
一実施形態では、前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とは、互いへと共有結合的に連結されない。
前記ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる前記断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVは、特に、治療的介入を必要とする対象、すなわち、治療および/または診断を必要とする対象へと投与される場合、互いと会合しない。したがって、本明細書で提供される医薬手段または診断手段は、本明細書で規定される「ポリペプチドセット」内に含まれる2つのポリペプチドP1およびP2を、非会合形態で含む。前記2つのポリペプチドの会合は、in vivoにおける前記基質または細胞の存在下で生じる。前記基質または細胞の存在下では、安定化剤(例えば、本明細書で記載されるCD3、HIS、またはDIGなどの、例えば、抗原)により、前記2つのポリペプチドの会合を(さらに)安定化させることができる。それらは、前記基質もしくは細胞の非存在下では、互いと会合せず、かつ/または前記基質もしくは細胞の非存在下では、二量体化しないことが好ましい。それらは、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、断片F1および断片F2の会合および/または二量体化を安定化させる薬剤が存在する場合でもなお、すなわち、前記ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、前記断片F1および断片F2が、安定化剤/P1(F1)/P2(F2)三量体複合体(例えば、抗原/VH/VL三量体複合体)中に存在する場合でもなお、前記基質もしくは細胞の非存在下では、互いと会合せず、かつ/または前記基質もしくは細胞の非存在下では、二量体化しないことがより好ましい。
具体的な一実施形態では、前記ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる前記断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVは、好ましくは、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、断片F1および断片F2の会合および/または二量体化を安定化させる薬剤により媒介される相互作用により(例えば、抗原を媒介する相互作用により)互いと会合し、かつ/または三部分複合体構成へと二量体化する。しかし、この会合および/または二量体化は、前記基質または細胞の存在下だけで生じることが最も好ましい。
例えば、ロイシンジッパーおよび/または免疫グロブリンCH3もしくはFc断片などの定常ドメインが、ヘテロ二量体化およびホモ二量体化する場合のアフィニティー強度は、約10−8〜10−11Mの範囲の解離定数Kであると推定される(例えば、Zhu(1997)、Protein Sci. 6、781〜8; Plueckthun(1997)、Immunotech. 3、83〜105を参照されたい)。このKの範囲は、前記基質または細胞の非存在下で、本発明の前記ポリペプチドP1およびP2、特に、前記断片F1およびF2の会合および/または二量体化が生じうる場合のKを明らかに下回る。よって、一実施形態では、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVが、前記基質または細胞の非存在下で、互いと会合および/または二量体化する場合のKは、例えば、ロイシンジッパーおよび/または免疫グロブリンCH3もしくはFc断片などの定常ドメインのヘテロ二量体化およびホモ二量体化のKを上回るKによるに過ぎない。前記基質または細胞の存在下では、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVが、互いと会合し、かつ/または二量体化する場合のKは、例えば、ロイシンジッパーおよび/または免疫グロブリンCH3もしくはFc断片などの定常ドメインのヘテロ二量体化およびホモ二量体化のKの範囲であるか、またはこの範囲をなお下回ることが想定される。
例えば、単離VHドメインおよび単離VLドメインの相互作用強度は一般に、低アフィニティーである。比色分光分析、蛍光分光分析、もしくは紫外線差分光分析、および/または円偏光二色性法を用いて、10−9〜10−6Mの解離定数Kが決定されている(例えば、Woern、JMB(2001)305、989〜1010;Plueckthun(1992)、Immunological Reviews、130号を参照されたい)。表面プラズモン共鳴法(SPR biosensor BIAcoreまたはBIAcore 2000、Pharmacia)および抗HEL抗体系(抗鶏卵白リゾチーム抗体HyHEL10)を用いて、Ueda(同上)およびOhmuro-Matsuyama(同上)は、単離VHドメインおよび単離VLドメインが、全く二量体化しない(K<10/M、検出限界を下回る)ことを見出した。しかし、コグネイト抗原の存在下では、VHペプチドとVLペプチドとの会合が著明に増強され(Ka:約10/M)、抗原/VH/VL三量体複合体の解離速度は目覚ましく低減され、抗原を1.4μMとしたときのKの計算値は、約2.73×10−5±1.43×10−6/秒であった。よって、本発明の文脈では、前記基質または細胞の非存在下で、本発明の前記ポリペプチドP1およびP2、特に、前記断片F1およびF2の会合および/または二量体化が生じうる場合のKは、例えば、Woern(同上)、Plueckthun(1992;同上)、Ueda(同上)、およびOhmuro-Matsuyama(同上)の文脈で推定されている、単離VHドメインおよび単離VLドメインのKまたはKの範囲であるか、またはこれをなお上回る、特に、Woern(同上)、Plueckthun(1992;同上)、Ueda(同上)、およびOhmuro-Matsuyama(同上)の文脈で推定されている、抗原/VH/VL三量体複合体のKまたはKの範囲を上回るKによるに過ぎないことが特に想定される。前記基質または細胞の存在下では、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVが、互いと会合し、かつ/または二量体化する場合のKは、例えば、Woern(同上)、Plueckthun(1992;同上)、Ueda(同上)、およびOhmuro-Matsuyama(同上)の文脈で推定されている、単離VHドメインおよび単離VLドメインのKまたはKの範囲を(はるかに)下回るK、好ましくは、Plueckthun(同上)、Ueda(同上)、およびOhmuro-Matsuyama(同上)の文脈で推定されている、抗原/VH/VL三量体複合体のKまたはKの範囲であるか、またはこれをなお下回るKであることが想定される。
一態様では、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVは、前記基質または細胞の非存在下では会合せず、かつ/または前記基質もしくは細胞の非存在下では、二量体化しない。たとえ、それらが、前記基質または細胞の非存在下で互いと会合し、かつ/または二量体化してもそれは、10−8Mを上回る、好ましくは10−6Mを上回る、より好ましくは10−5Mを上回る、より好ましくは10−4Mを上回るKによるに過ぎない。別の態様では、たとえ、それらが、前記基質または細胞の非存在下で互いと会合し、かつ/または二量体化してもそれは、10−8M〜10−2M、好ましくは10−7M〜10−3M、より好ましくは10−6M〜10−3M、なおより好ましくは10−5M〜10−3Mの範囲のKによるに過ぎない。別の態様では、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、その中に含まれる断片F1および断片F2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVは、前記基質または細胞の存在下では、会合し、かつ/または前記基質または細胞の存在下では、二量体化する。特に、それらは、前記基質または細胞の存在下では、10−6Mを下回る、好ましくは10−7Mを下回る、より好ましくは10−8Mを下回る、より好ましくは10−9Mを下回るKで互いと会合し、かつ/または二量体化する。それらはまた、前記基質または細胞の存在下では、10−11M〜10−6M、より好ましくは10−11M〜10−7M、なおより好ましくは10−11M〜10−8Mの範囲のKで互いと会合することも可能であり、かつ/または二量体化することも可能である。
好ましい実施形態では、上記は、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2、ならびに/または、特に、断片F1および断片F2の会合および/または二量体化を安定化させる薬剤が存在する場合でもなお当てはまる。例えば、本発明に従うこのような安定化剤は、例えば、本明細書で記載されるCD3、HIS、またはDIGなどの抗原であって、例えば、抗体のVおよびVを含みうるドメインF(F1およびF2のそれぞれ、またはF2およびF3のそれぞれ)に結合することが可能な抗原でありうる。
本発明の文脈では、そして、特に、上記の文脈では(すなわち、前記薬剤ならびに/または前記基質もしくは細胞ならびに/または前記抗原A1およびA2に関する文脈では)、「存在」することとは、特に、0.01μM〜1mMの範囲の濃度、0.1〜500μMの範囲の濃度、0.1〜300μMの範囲の濃度、0.1〜100μMの範囲の濃度、1〜500μMの範囲の濃度、10〜500μMの範囲の濃度で存在することを意味する。本発明の文脈では、そして、特に、上記の文脈では(すなわち、前記薬剤ならびに/または前記基質もしくは細胞ならびに/または前記抗原A1およびA2に関する文脈では)、「非存在」であることとは、特に、上記の範囲を下回る濃度、または1mM、500μM、300μM、100μM、10μM、1μM、0.1μM、0.01μM、0.001μM、もしくは1nMを下回る濃度で存在することを意味し、低値であるほど好ましい。
当業者は、特に、P1およびP2の二量体化、より特定すると、その中に含まれるF1およびF2の二量体化、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVの二量体化のKをたやすく測定することができる。それぞれの測定法の例は、x線結晶構造解析;核磁気共鳴(NMR);等温熱量測定(ITC);クライオ電子顕微鏡法(CEM);質量分析(MS);表面プラズモン共鳴(SPR)である。このような方法は、例えば、Protein Surface Recognition: Approaches for Drug Discovery: Approaches for the Inhibition of Protein-Protein Interactions for Drug Discovery(Ernest Giralt、Mark Peczuh、Xavier Salvatella編、John Wiley & Sons;2010年11月12日)において記載されている。それぞれの測定法のさらなる例は、円偏光二色性解析;小帯域ゲル濾過クロマトグラフィー;蛍光ゲル遅延;沈降平衡;蛍光極性化アッセイ;ブロットオーバーレイ解析またはファーウェスタンブロット解析;アフィニティーキャピラリー電気泳動解析;蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)であり、このような方法は、例えば、Protein Interactions: Methods and Applications:261(Methods in Molecular Biology);Haian Fu(編);Humana Press;1(2004年3月23日)において記載されている。本発明に従う、Kを測定する好ましい方法は、蛍光相関分光分析(FCS)である。この方法は、例えば、Douglas Magde(Physical Review Letters 29、11、1972、S.705〜708ページ)において記載されている。
特定の一態様では、本明細書で言及されるKは、4〜38℃、好ましくは4〜20℃(例えば、10℃)、もしくは20〜38℃(例えば、30℃)の温度、および/または4.5〜8のpH(例えば、7のpH)(i)に適用されるKであるか、(ii)これらにおけるKであるか、または(iii)これらにおいて測定されるKである。
本発明の文脈における「会合しない」とは、特に、ドメインFの機能に関して、機能的に会合しないこと、すなわち、F1およびF2が機能的なFを形成することを可能としないことを意味する。よって、本発明の一態様では、P1とP2とは、F1およびF2により機能ドメインFが形成されない限りにおいて、互いと結合(例えば、共有結合的に)しうる。しかし、P1とP2とは、分離されていることが好ましい。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、分子である。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、タンパク質性である。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、非タンパク質性である。
一実施形態では、前記標的化部分T1は、前記抗原A1と非共有結合的に結合する。
一実施形態では、前記標的化部分T2は、前記抗原A2と非共有結合的に結合する。
一実施形態では、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質が、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導するのに対し、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において有するわけではない基質は、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導しない。
一実施形態では、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞が、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導するのに対し、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有するわけではない細胞は、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導しない。この文脈では、「二量体化を誘導する」とは、特に、「並置およびその後の二量体化を可能とする」を意味する。
一実施形態では、前記標的化部分T1は、免疫グロブリンモジュールを含み、かつ/または前記標的化部分T2は、免疫グロブリンモジュールを含む。
一実施形態では、前記標的化部分T1は、Vドメインへと連結されたVドメインを含む、免疫グロブリンモジュールI1、好ましくは、抗体のscFv(単鎖変異体断片)、抗体のFabもしくはF(ab’)(例えば、Fcドメインの、例えば、追加の部分を伴う)、または完全抗体を含む、免疫グロブリンモジュールI1を含む。
および/または前記標的化部分T2は、Vドメインへと連結されたVドメインを含む、免疫グロブリンモジュールI2、好ましくは、抗体のscFv(単鎖変異体断片)、抗体のFabもしくはF(ab’)(例えば、Fcドメインの、例えば、追加の部分を伴う)、または完全抗体を含む、免疫グロブリンモジュールI2を含む。
一実施形態では、前記標的化部分T1および/または前記標的化部分T2は、ラマ抗体、ラクダ抗体、またはサメ抗体の可変ドメインVHを含む、免疫グロブリンモジュールを含む。
一実施形態では、前記標的化部分T1および/または前記標的化部分T2は、それぞれ、前記抗原A1または抗原A2のアプタマーまたは天然リガンドである。
一実施形態では、前記標的化部分T1および/または前記標的化部分T2は、抗体のFvまたはscFv((単鎖)変異体断片)を含む。
一実施形態では、標的化部分T1およびT2内に含まれる免疫グロブリンモジュールは、
(i)配列番号78および79(CDR1および3)ならびにDAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号75〜77(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗HLA−A2抗体のVドメイン;
(ii)配列番号83および84(CDR1および3)ならびにDDS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号80〜82(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗HLA−Cw6抗体のVドメイン;
(iii)配列番号88および89(CDR1および3)ならびにWAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号85〜87(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗EpCAM抗体のVドメイン;
(iv)配列番号93および94(CDR1および3)ならびにSAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号90〜92(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗Her2抗体のVドメイン;
(v)配列番号98および99(CDR1および3)ならびにDAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号95〜97(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗EGFR1抗体のVドメイン;
(vi)配列番号103および104(CDR1および3)ならびにSAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号100〜102(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CEA抗体のVドメイン;
(vii)配列番号107および108(CDR1および3)ならびにLAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号105および106(CDR1および2)ならびにCDR3もしくは配列番号132〜134(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD45抗体のVドメイン;
(viii)配列番号112および113(CDR1および3)ならびにYTS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号109〜111(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD138抗体のVドメイン;ならびに
(ix)配列番号158および159(CDR1および3)ならびにDAS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号155〜157(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD19抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む。
さらに好ましい実施形態では、標的化部分T1および/またはT2内に含まれる免疫グロブリンモジュールは、
(i)配列番号52を含むVドメインおよび/または配列番号51を含むVドメインを含む、抗HLA−A2抗体のVドメイン;
(ii)配列番号54を含むVドメインおよび/または配列番号53を含むVドメインを含む、抗HLA−Cw6抗体のVドメイン;
(iii)配列番号56を含むVドメインおよび/または配列番号55を含むVドメインを含む、抗EpCAM抗体のVドメイン;
(iv)配列番号58を含むVドメインおよび/または配列番号57を含むVドメインを含む、抗Her2抗体のVドメイン;
(v)配列番号60を含むVドメインおよび/または配列番号59を含むVドメインを含む、抗EGFR1抗体のVドメイン;
(vi)配列番号62を含むVドメインおよび/または配列番号61を含むVドメインを含む、抗CEA抗体のVドメイン;
(vii)配列番号64を含むVドメインおよび/または配列番号63を含むVドメインを含む、抗CD45抗体のVドメイン;ならびに
(viii)配列番号66を含むVドメインおよび/または配列番号65を含むVドメインを含む、抗CD138抗体のVドメイン;
(ix)配列番号153を含むVドメインおよび/または配列番号152を含むVドメインを含む、抗CD19抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む。
さらに好ましい実施形態では、標的化部分T1および/またはT2内に含まれる免疫グロブリンモジュールは、配列番号67〜74および154のうちのいずれか1つを含むVドメインを含む。
一実施形態では、ポリペプチドP1は、一般構造F1−T1を有し、かつ/またはポリペプチドP2は、一般構造F2−T2を有する。F断片とT部分とは、リンカーで隔てる(例えば、F1−リンカー−T1および/またはF2−リンカー−T2)こともでき、かつ/または(1つまたは複数の)さらなるアミノ酸ストレッチ1および/もしくは2で挟む(ストレッチ−F1−(リンカー)−T1−ストレッチ2および/またはストレッチ1−F2−(リンカー)−T2−ストレッチ2)こともできる。上記の一般構造は、ポリペプチドのN末端〜C末端、すなわち、N−F1−T1−Cおよび/またはN−F2−T2−C、N−F1−リンカー−T1−Cおよび/またはN−F2−リンカー−T2−C、ならびにN−ストレッチ1−F1−(リンカー)−T1−ストレッチ2−Cおよび/またはN−ストレッチ1−F2−(リンカー)−T2−ストレッチ2−Cであることが好ましい。標的化部分が、FvまたはscFvなどの免疫グロブリンモジュールIであるか、またはこれを含む場合、ポリペプチドP1は、一般構造F1−VH1−VL1を有することが可能であり、かつ/もしくはポリペプチドP2は、一般構造F2−VH2−VL2を有することが可能であるか、またはポリペプチドP1は、一般構造F1−VL1−VH1を有することが可能であり、かつ/もしくはポリペプチドP2は、一般構造F2−VL2−VH2を有することが可能である。これらの場合にはまた、F断片とT部分とは、リンカーで隔てる(例えば、F1−リンカー−VH/VL1−VL/VH1および/またはF2−リンカー−VH/VL2−VL/VH2)こともでき、かつ/または(1つまたは複数の)さらなるアミノ酸ストレッチ1および/もしくは2で挟む(ストレッチ1−F1−(リンカー)−VH/VL1−VL/VH1−ストレッチ2および/またはストレッチ1−F2−(リンカー)−VH/VL2−VL/VH2−ストレッチ2)こともできる。この場合にはまた、上記の一般構造は、ポリペプチドのN末端〜C末端、すなわち、N−F1−VH/VL1−VL/VH1−Cおよび/またはN−F2−VH/VL2−VL/VH2−C、N−F1−リンカー−VH/VL1−VL/VH1−Cおよび/またはN−F2−リンカー−VH/VL2−VL/VH2−C、ならびにN−ストレッチ1−F1−(リンカー)−VH/VL1−VL/VH1−ストレッチ2−Cおよび/またはN−ストレッチ1−F2−(リンカー)−VH/VL2−VL/VH2−ストレッチ2−Cであることも好ましい。リンカーはまた、VHとVLとの間またはVLとVHとの間にも存在させることができる。
上記のリンカー、特に、Vドメインの間のリンカーは、1〜25アミノ酸、好ましくは12〜20アミノ酸、好ましくは12〜16または15〜20アミノ酸を含みうる。上記のリンカーは、1つまたは複数の(GS)モチーフおよび/または(GS)モチーフ、特に、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または6つの(GS)モチーフおよび/または(GS)モチーフ、好ましくは3つまたは4つの(GS)モチーフおよび/または(GS)モチーフ、より好ましくは3つまたは4つの(GS)モチーフを含みうる。
一実施形態では、前記免疫グロブリンモジュールI1と前記断片F1とは、1〜12アミノ酸、好ましくは3〜12アミノ酸を含むリンカーにより隔てられており、かつ/または前記免疫グロブリンモジュールI2と前記断片F2とは、1〜12アミノ酸、好ましくは3〜12アミノ酸を含むリンカーにより隔てられている。
一実施形態では、I1のVドメインは、12〜25アミノ酸を含むリンカー、好ましくは配列(GS)もしくは(GS)または(GS)もしくは(GS)を伴うリンカーにより、I1のVドメインへと連結されており、かつ/またはI2のVドメインは、12〜25アミノ酸を含むリンカー、好ましくは配列(GS)もしくは(GS)または(GS)もしくは(GS)を伴うリンカーにより、I2のVドメインへと連結されている。
言及した通り、上記のリンカーは、(GS)モチーフおよび/または(GS)モチーフを含みうる。代替的なリンカーは、GEGTSTGSGGSGGSGGADモチーフからなるか、またはこれを含みうる。当業者は、さらなる苦労を伴わずに、当技術分野で知られているさらなる(ペプチド)リンカーを見出し、用いることができる。
前記さらなるアミノ酸ストレッチ1および/または2は、1〜200、1〜100、1〜70、1〜65、1〜50、1〜25、または1〜20アミノ酸からなるか、またはこれを含みうる。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、腫瘍細胞の表面上または腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞の表面上で発現する抗原、好ましくは血液系腫瘍細胞の表面上で発現する抗原、より好ましくは急性骨髄性白血病細胞、慢性骨髄性白血病細胞、急性リンパ性白血病細胞、慢性リンパ性白血病細胞、リンパ腫細胞、骨髄増殖性症候群細胞、骨髄異形成細胞、より好ましくは骨髄腫細胞からなる群から選択される細胞の表面上で発現する抗原であるか、または前記抗原A1および/または前記抗原A2は、非血液系腫瘍細胞の表面上で発現する抗原、好ましくは腎細胞がん細胞、膀胱がん細胞、肺がん細胞、中皮腫細胞、前立腺がん細胞、脳がん細胞、骨がん細胞、肉腫細胞、軟組織がん細胞、卵巣がん細胞、子宮頸がん細胞、乳がん細胞、子宮内膜がん細胞、子宮がん細胞、胚細胞腫瘍細胞、肛門がん細胞、直腸がん細胞、結腸がん細胞、小腸がん細胞、胃がん細胞、消化管間質腫瘍細胞、肝がん細胞、膵臓がん細胞、胆管がん細胞、胆嚢がん細胞、頭頸部がん細胞、下咽頭がん細胞、喉頭がん細胞、食道がん細胞、皮膚がん細胞、好ましくは黒色腫細胞、小児がん細胞、内分泌腫瘍細胞、カルチノイド腫瘍細胞、胸腺腫細胞、甲状腺がん細胞、膵島細胞腫瘍細胞、副腎細胞腫瘍細胞、神経内分泌腫瘍細胞、および原発不明がん(原発不明のがん)の細胞からなる群から選択される細胞である。このようながんについての詳細な情報は、「Cancer Medicine」、JF Holland、E Frei(編)、Mcgraw-Hill Professional、8版(2010)およびこの文献中で引用されている参考文献など、関連文献において見出すことができる。
一実施形態では、抗原A1と抗原A2との組合せは、血液細胞または血液細胞の前駆体細胞上だけで、好ましくは1種類の血液細胞上だけで見出される。
一実施形態では、抗原A1と抗原A2との組合せは、標的、特に、がん性細胞上だけで見出され、標的細胞でない細胞上、特に、がん性でない細胞上では見出されない(または無視できる程度でだけ見出される)。好ましい実施形態では、抗原A1と抗原A2との組合せは、ある種のがんのがん性細胞に特異的である。
一実施形態では、抗原A1と抗原A2との組合せは、ある種の細胞、好ましくはある種のがん細胞を、他の任意の細胞から弁別する。
この文脈では、「ある種のがん」とは、がんが形成される器官と同じ器官を特徴とする種類のがん、または(異常な)抗原A1とA2との対と同じ対を特徴とすることが好ましい種類のがんを意味しうる。
一実施形態では、抗原A1と抗原A2との組合せは、腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞である前駆細胞/前駆体細胞上で見出され、腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞でない前駆細胞/前駆体細胞上では見出されない。
一実施形態では、前記抗原A1は、細胞の悪性状態に特異的な抗原であり、前記抗原A2は、前記細胞の細胞型または細胞系統に特異的な抗原である。
一実施形態では、
a)抗原A1は、EpCAM(上皮細胞接着分子)であり、抗原A2は、CD10(表面抗原分類10)、HER2/neu(ヒト表皮成長因子受容体2)、VEGF−R(血管内皮成長因子受容体)、EGFR(表皮成長因子受容体;また、HER1(ヒト表皮成長因子受容体1)またはErbB1とも呼ばれる)、もしくはMDR(多剤耐性タンパク質)であるか、または
b)抗原A1は、MCSP(黒色腫に関連するコンドロイチン硫酸プロテオグリカン)であり、抗原A2は、メラノフェリンもしくはEpCAMであるか、または
c)抗原A1は、CA125(がん抗原125/炭水化物抗原125)であり、抗原A2は、CD227(PEM(多型性上皮ムチン)もしくはMUC1(ムチン−1))であるか、または
d)抗原A1は、CD56であり、抗原A2は、CD140b(PDGFRβ(血小板由来成長因子受容体ベータ))もしくはGD3ガングリオシドであるか、または
e)抗原A1は、EGFRであり、抗原2は、HER2であるか、または
f)抗原A1は、PSMA(前立腺特異的膜抗原)であり、抗原2は、HER2であるか、または
g)抗原1は、シアリルルイスであり、抗原2は、EGFRであるか、または
h)抗原1は、CD44であり、抗原2は、ESA(上皮表面抗原)(CD326、EpCAM)、CD24、CD133、MDR(多剤耐性タンパク質)、もしくはCD117であるか、または
i)抗原1は、CD34であり、抗原2は、CD19、CD79a、CD2、CD7、HLA−DR(ヒト白血球抗原DR)、CD13、CD117、CD33、もしくはCD15であるか、または
j)抗原1は、CD33であり、抗原2は、CD19、CD79a、CD2、CD7、HLA−DR(ヒト白血球抗原DR)、CD13、CD117、もしくはCD15であるか、または
k)抗原1は、MUC1であり、抗原2は、CD10、CEA、もしくはCD57であるか、または
l)抗原1は、CD38であり、抗原2は、CD138であるか、または
m)抗原1は、CD24であり、抗原2は、CD29もしくはCD49fであるか、または
n)抗原1は、炭酸脱水素酵素IXであり、抗原2は、アクアポリン、好ましくはアクアポリン2である。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、HLA−A(HLA−A:主要組織適合性複合体クラスIA[ヒト(Homo sapiens)];Gene ID:3105、2013年1月13日更新;DAQB−90C11.16−002;第6染色体;NC_000006.11(29910247〜29913661);HLA−A2について:1.mRNA=LOCUS:NM_001242758=バージョンNM_001242758.1、GI:337752169=GenBank:AY191309.1 PRI 13−JAN−2013;2.タンパク質=P79495[UniParc]、最終改定日:1997年5月1日、バージョン1;HLA−Cw6について:mRNA=LOCUS HUMMHCCW6A=GenBank:VERSION:M28160.1、GI:531197PRI(18−AUG−1994);タンパク質=Q29963[UniParc]、最終改定日:2003年8月22日、バージョン2);EpCAM(EPCAM:上皮細胞接着分子[ヒト(Homo sapiens)];また、ESA;KSA;M4S1;MK−1;DIAR5;EGP−2;EGP40;KS1/4;MIC18;TROP1;EGP314;HNPCC8;TACSTD1としても知られている;Gene ID:4072、2013年1月6日更新;mRNA=VERSION:NM_002354.2、GI:218505669PRI 06−JAN−2013;タンパク質=P16422[UniParc]、最終改定日:2007年11月13日、バージョン2);CD45(PTPRC:タンパク質チロシンホスファターゼ、受容体型C[ヒト(Homo sapiens)];また、LCA;LY5;B220;CD45;L−CA;T200;CD45R;GP180としても知られている;Gene ID:5788、2013年1月13日更新;mRNA=VERSION:NM_002838.4、GI:392307006 PRI 13−JAN−2013;タンパク質=P08575−1=アイソフォーム1、最終改定日:2003年7月19日、バージョン2;タンパク質=P08575−2=アイソフォーム2);Her2(ERBB2:v−erb−b2:赤芽球性白血病ウイルス性がん遺伝子相同体2、神経/膠芽腫由来がん遺伝子相同体(トリ)[ヒト(Homo sapiens)];また、NEU;NGL;HER2;TKR1;CD340;HER−2;MLN 19;HER−2/neuとしても知られている;Gene ID:2064、2013年1月13日更新;mRNA転写物変異体1=VERSION:NM_004448.2、GI:54792095、PRI 06−JAN−2013;mRNA転写物変異体2=VERSION:NM_001005862.1、GI:54792097、PRI 06−JAN−2013;タンパク質=P04626−1=アイソフォーム1、最終改定日:1987年8月13日、バージョン1;タンパク質=P04626−2=アイソフォーム2;タンパク質=P04626−3=アイソフォーム3;タンパク質=P04626−4=アイソフォーム4);EGFR(EGFR:表皮成長因子受容体[ヒト(Homo sapiens)];また、ERBB;HER1;mENA;ERBB1;PIG61としても知られている;Gene ID:1956、2013年1月13日更新;mRNA転写物変異体1=VERSION:NM_005228.3、GI:41327737、PRI 13−JAN−2013;mRNA転写物変異体2=VERSION:NM_201282.1、GI:41327731、PRI 13−JAN−2013;mRNA転写物変異体3=VERSION:NM_201283.1、GI:41327733、PRI 13−JAN−2013;mRNA転写物変異体4=VERSION:NM_201284.1、GI:41327735、PRI 13−JAN−2013;タンパク質=P00533−1=アイソフォーム1、最終改定日:1997年11月1日、バージョン2;タンパク質=P00533−2=アイソフォーム2;タンパク質=P00533−3=アイソフォーム3;タンパク質=P00533−4=アイソフォーム4);CD138(SDC1:シンデカン1[ヒト(Homo sapiens)];Gene ID:6382、2013年1月6日更新;mRNA転写物変異体1=VERSION:NM_001006946.1、GI:55749479、PRI 06−JAN−2013;mRNA転写物変異体2=VERSION:NM_002997.4、GI:55925657、PRI 06−JAN−2013;タンパク質=P18827[UniParc]、最終改定日:2009年5月5日、バージョン3);CEA(CEACAM5:がん胎児抗原関連細胞接着分子5[ヒト(Homo sapiens)];また、CEA;CD66eとしても知られている;Gene ID:1048、2013年1月13日更新;mRNA=VERSION:NM_004363.2、GI:98986444、PRI 13−JAN−2013;P06731、最終改定日:2011年1月11日、バージョン3);およびCD19(CD19CD19分子[ヒト(Homo sapiens)];また、B4;CVID3としても知られている;Gene ID:930、2013年1月5日更新;mRNA転写物1=VERSION:NM_001178098.1、GI:296010920、PRI 06−JAN−2013;mRNA転写物2=VERSION:NM_001770.5、GI:296010919、PRI 06−JAN−2013;タンパク質=P15391[UniParc]、最終改定日:2007年11月13日、バージョン6)からなる群から選択される。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、MHC抗原、好ましくはHLA−A、HLA−B、HLA−C、HLA−DQ、HLA−DR、またはHLA−DMのうちのいずれかの対立遺伝子変異体、より好ましくはMHCクラスI分子の対立遺伝子変異体、より好ましくはHLA−A1、HLA−A2、HLA−A3、HLA−A25、HLA−B7、HLA−B8、HLA−B35、HLA−B44、HLA−Cw3、HLA−Cw4、HLA−Cw6、およびHLA−Cw7からなる群から選択される対立遺伝子変異体である。
一実施形態では、前記抗原A1は、HLA−A2である。
一実施形態では、前記抗原A1および/または前記抗原A2は、CD45、アクアポリン、好ましくはアクアポリン2、スカベンジャー受容体クラスBメンバー1(SCARB1)、CD34、CD33、CD138、CD15、CD1a、CD2、CD3、CD4、CD5、CD8、CD20、CD23、CD31、CD43、CD56、CD57、CD68、CD79a、CD146、シナプトフィジン、CD56、CD57、ニコチン性アセチルコリン受容体、筋特異的キナーゼ(MUSK)、電位依存性カルシウムチャネル(P/Q型)、電位依存性カリウムチャネル(VGKC)、N−メチル−D−アスパラギン酸受容体(NMDA)、TSH(甲状腺刺激ホルモン)受容体、アンフィフィシン、HepPar−1、ガングリオシドGQ1B、ガングリオシドGD3、ガングリオシドGM1およびグリコホリンAからなる群から選択される。
好ましい実施形態では、前記抗原A1は、MHC抗原であり、前記抗原A2は、ある種の細胞型または細胞系統に特異的な抗原である。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、免疫グロブリンモジュール、好ましくは抗体のscFv(単鎖変異体断片)、より好ましくは抗体のFv(変異体断片)、または蛍光分子、好ましくは二分子蛍光相補分子、より好ましくはGFPもしくはGFP変異体、または生物発光を媒介することが可能な分子、好ましくはルシフェラーゼ分子、より好ましくはGaussiaルシフェラーゼである。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、抗体のFv(変異体断片)である。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、抗原に特異的に結合するか、またはこれに特異的に結合することが可能である。具体的な態様では、前記抗原は、ヒト免疫系の細胞上に存在する抗原でありうる。好ましい実施形態では、前記結合は、前記ヒト免疫系の細胞を活性化させる。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、T細胞動員ドメイン、好ましくはCD2、CD3、CD5、T細胞受容体、またはCD28に特異的に結合するT細胞動員ドメイン、より好ましくはCD3εに特異的に結合するT細胞動員ドメイン、NK細胞(ナチュラルキラー細胞)動員ドメイン、好ましくはCD1a、CD16a、またはCD56に特異的に結合するNK細胞動員ドメイン、マクロファージ細胞動員ドメイン、好ましくはCD16a、CD32a、CD32b、CD89、またはCD64に特異的に結合するマクロファージ細胞動員ドメイン、単球動員ドメイン、好ましくはCD32a、CD32b、CD64、またはCD89に特異的に結合する単球動員ドメイン、顆粒球動員ドメイン、好ましくはCD16b、CD32a、CD32b、CD64、またはCD89に特異的に結合する顆粒球動員ドメイン、好中性顆粒球動員ドメイン、好ましくはCD89(FcαRI)に特異的に結合する好中性顆粒球動員ドメイン、または活性化好中性顆粒球、単球、および/もしくはマクロファージ動員ドメイン、好ましくはCD64(FcγRI)に特異的に結合する活性化好中性顆粒球、単球、および/もしくはマクロファージ動員ドメインである。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、診断用化合物または治療用化合物へと連結された抗原に特異的に結合するドメインである。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、担体分子またはアフィニティータグに特異的に結合するドメインである。前記担体分子は、診断用化合物または治療用化合物へと連結することが好ましい。前記アフィニティータグは、診断用化合物または治療用化合物へと連結することが好ましい。
前記アフィニティータグは、FLAGタグ、mycタグ、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)タグ、ヘマグルチニン(HA)タグ、ポリヒスチジン(His)タグ、ジゴキシゲニン(DIG)タグ、およびマルトース結合タンパク質(MBP)タグからなる群から選択されることが好ましい。
前記担体分子は、ペプチドまたは炭水化物分子であることが好ましい。好ましい実施形態では、前記機能ドメインFは、担体分子、好ましくは診断用化合物または治療用化合物へと連結された担体分子に特異的に結合するドメインであり、前記担体分子は、ゼラチン、イヌリン、デキストラン、およびヒドロキシエチルデンプンからなる群から選択される。
一実施形態では、前記治療用化合物は、放射性化合物、好ましくは90Y、177Lu、131I、32P、10B、または213Biを含む放射性化合物である。一実施形態では、前記治療用化合物は、毒素である。前記毒素は、炭疽菌(B. anthracis)浮腫因子、炭疽菌(B. anthracis)致死因子、ウェルシュ菌(C. perfringens)イオタ毒素、ボツリヌス菌(C. botulinum)C2毒素、C.ディフィシレ(C. difficile)ADPリボシルトランスフェラーゼ、ジフテリア菌(C. diphtheriae)ジフテリア毒素の断片A、ブルクホルデリア(Burkolderia)属種の志賀毒素(サブユニットA)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)13株pfoA毒素のペルフリンゴリシンO、リシンA鎖、植物RIPであるブーガニン、ヒトRNアーゼ3リボヌクレアーゼ(RNアーゼAファミリー3)、および炭疽菌致死因子のエンドペプチダーゼからなる群から選択されることが好ましい。本発明に従う毒素のさらなる非限定的な例は、配列番号160〜168からなる群から選択されるアミノ酸配列であるかまたはこれらを含む毒素である。
一実施形態では、前記診断用化合物は、放射性化合物、好ましくは99mTc、111In、82Rb、または201Tlを含む放射性化合物である。一実施形態では、前記診断用化合物は、蛍光化合物、好ましくはGFP、GFP変異体、またはFITC(イソチオシアン酸フルオレセイン)、PE(フィコエリトリン)、Alexa Fluor色素(AlexaFluor488または関連の色素など)、またはシアニン色素(Cy3(インドカルボシアニン)もしくはCy5(インドジカルボシアニン)または関連の色素など)などの蛍光低分子化合物であり、一実施形態では、前記診断用化合物は、生物発光を媒介することが可能な分子、好ましくはルシフェラーゼ分子、より好ましくはGaussiaルシフェラーゼである。
一実施形態では、前記断片F1は、抗体のVドメインを含み、前記断片F2は、同じ抗体のVドメインを含み、好ましくは、前記抗体は、抗CD3抗体、より好ましくは抗CD3ε抗体もしくは抗His抗体もしくは抗DIG抗体であるか、または前記断片F1は、抗体のVドメインを含み、前記断片F2は、同じ抗体のVドメインを含む、好ましくは、前記抗体は、抗CD3抗体、より好ましくは抗CD3ε抗体もしくは抗His抗体もしくは抗DIG抗体である。
別の実施形態では、それぞれがF1およびF2断片内に含まれるか、またはそれぞれがF2およびF1断片内に含まれるVドメインおよびVドメインはまた、同じ抗原に特異的(そして同じエピトープまたは異なるエピトープに特異的)であるか、または異なる抗原に特異的な、2つの異なる抗体のVドメインおよびVドメインでもありうる。これは、例えば、新たな特異性を創出する(例えば、ファージディスプレイ法により)場合に使用されることが想定される。
別の実施形態では、Fドメイン内に含まれる免疫グロブリンモジュールは、
(i)配列番号18〜20(CDR1〜3)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号15〜17(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(ii)配列番号24〜26(CDR1〜3)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号21〜23(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iii)配列番号30〜32(CDR1〜3)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号27〜29(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iv)配列番号36および37(CDR1および3)ならびにDTS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号33〜35(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(v)配列番号41および42(CDR1および3)ならびにYTN(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号38〜40(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;ならびに
(vi)配列番号46および47(CDR1および3)ならびにKVS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号43〜45(CDR1〜3)を含むVドメインを含む、抗His抗体のVドメイン;
(vii)配列番号50および131(CDR1および3)ならびにYSS(CDR2)を含むVドメイン、ならびに/または配列番号48および49(CDR1および2)ならびにA(CDR3)を含むVドメインを含む、抗DIG抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む。
別の好ましい実施形態では、Fドメイン内に含まれる免疫グロブリンモジュールは、
(i)配列番号2を含むVドメインおよび/または配列番号1を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(ii)配列番号4を含むVドメインおよび/または配列番号3を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iii)配列番号6を含むVドメインおよび/または配列番号5を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iv)配列番号8を含むVドメインおよび/または配列番号7を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(v)配列番号10を含むVドメインおよび/または配列番号9を含むVドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;ならびに
(vi)配列番号12を含むVドメインおよび/または配列番号11を含むVドメインを含む、抗His抗体のVドメイン;
(vii)配列番号14を含むVドメインおよび/または配列番号30を含むVドメインを含む、抗DIG抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、毒素分子、好ましくはそれ自体ではヒト細胞の細胞膜を透過することが可能ではなく、好ましくは、前記細胞の細胞膜と会合するとヒト細胞へと内部移行する毒素分子であって、好ましくは、前記細胞の細胞膜との前記会合が、2つの分子、好ましくは前記細胞膜と会合する2つの分子から形成されるヘテロ二量体に特異的に結合することにより媒介され、好ましくは、前記2つの分子が、本明細書で記載されるポリペプチドP1およびP2である毒素分子に特異的に結合するドメインである。一実施形態では、前記機能ドメインFは、細菌性2成分A−B毒素のA成分(活性成分)に特異的に結合するドメインである。一実施形態では、前記機能ドメインFは、炭疽菌(B. anthracis)浮腫因子、炭疽菌(B. anthracis)致死因子、ウェルシュ菌(C. perfringens)イオタ毒素、ボツリヌス菌(C. botulinum)C2毒素、C.ディフィシレ(C. difficile)ADPリボシルトランスフェラーゼ、ジフテリア菌(C. diphtheriae)ジフテリア毒素の断片A、ブルクホルデリア(Burkolderia)属種の志賀毒素(サブユニットA)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)13株pfoA毒素のペルフリンゴリシンO、リシンA鎖、植物RIPであるブーガニン、ヒトRNアーゼ3リボヌクレアーゼ(RNアーゼAファミリー3)、および炭疽菌致死因子のエンドペプチダーゼからなる群から選択される毒素に特異的に結合するドメインである。本発明に従う毒素のさらなる非限定的な例は、配列番号160〜168からなる群から選択されるアミノ酸配列であるかまたはこれらを含む毒素である。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、蛍光分子、好ましくはそれ自体ではヒト細胞の細胞膜を透過することが可能ではない蛍光分子に特異的に結合するドメインである。前記蛍光分子は、GFPもしくはGFP変異体、またはFITC(イソチオシアン酸フルオレセイン)、PE(フィコエリトリン)、Alexa Fluor色素(AlexaFluor488または関連の色素など)、またはシアニン色素(Cy3(インドカルボシアニン)もしくはCy5(インドジカルボシアニン)または関連の色素など)などの蛍光低分子化合物であるか、またはこれを含む分子であることが好ましい。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、生物発光を媒介することが可能な分子、好ましくはルシフェラーゼ分子、より好ましくはGaussiaルシフェラーゼに特異的に結合するドメインである。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、蛍光分子、好ましくは二分子蛍光相補分子、より好ましくはGFP、またはYFP、CFP、Venus、もしくはCeruleanなどのGFP変異体である。
本発明に従うポリペプチドセット内に含まれる特定のポリペプチドP1またはP2の例は、配列番号114〜129および197からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むポリペプチドである。
一般に、本発明は、任意の所望されない細胞集団の処置または消失およびこの所望されない細胞集団に随伴する任意の障害または疾患の処置または防止に関する。この目的で、本発明のポリペプチドセットは用いられる。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットは、腫瘍もしくはがんを患っている患者の処置における使用のため、または腫瘍もしくはがんを患っている患者における診断的使用のためのポリペプチドセット、好ましくは腫瘍もしくはがんを患っており、同種組織移植もしくは同種細胞移植を受けているか、またはこのような移植を受けることを意図する患者の処置における使用のため、あるいは腫瘍もしくはがんを患っており、同種組織移植もしくは同種細胞移植を受けているか、またはこれを受けることを意図する患者における診断的使用のためのポリペプチドセットであって、好ましくは、前記患者へと投与されるポリペプチドセットである。
処置または診断される腫瘍の例は、それらの腫瘍細胞またはがん細胞について、抗原A1および/またはA2に関する本明細書の上記の腫瘍である。
一実施形態では、前記処置は、場合によって、同じ細胞型のドナーの組織/細胞または同じ細胞型をもたらすドナーの前駆体細胞のレシピエントへの移植の後において、またはこれと並行して、ある種の細胞型、好ましくはがん性細胞型のレシピエントの組織/細胞、またはある種の細胞型、好ましくはがん性細胞型をもたらすレシピエントの前駆体細胞の消失を伴う。
一実施形態では、本発明のポリペプチドセットは、造血系新生物に対する、例えば、HLA抗原が不適合の同種移植状況における使用のためのポリペプチドセット、特に、この不適合状況の治療的利用における使用のためのポリペプチドセットである。この例示的な状況では、レシピエントのHLAハプロタイプ(HLApatient)由来および造血系統(CD45)由来の二重の情報は、もっぱら、患者の白血病性芽球上および他の造血細胞上で提示される。レシピエント由来の他の全ての細胞は、レシピエントのハプロタイプは発現させるが、造血系統抗原CD45は発現させない(例えば、レシピエントの非造血細胞は、HLA−A2については陽性であるが、CD45については陰性である)。同様に、全てのドナーの造血細胞は、ドナーのHLAハプロタイプ分子を発現させ、これは、患者はHLA−A2について陽性であるが、ドナーはHLA−A2について陽性でない不適合移植の状況では、ドナーの造血細胞が、CD45陽性ではあるが、HLA−A2陰性であることを意味する。結果として、本発明はまた、患者はHLA−A2について陽性であるが、ドナーはHLA−A2について陽性でない場合において、HLA−A2を指向する二分子相補単鎖抗体構築物と、造血系統マーカーであるCD45に特異的であり、全ての血液系新生物を含めた、患者の全ての造血細胞を特異的に標的化する第2の構築物とに関する。よって、第1のポリペプチドP1は、F1抗CD3のV断片(例えば、断片F1)へと融合させた、患者のHLAを指向する単鎖可変断片抗体構築物(標的化部分T1)を含みうる。第2のポリペプチドP2は、F2抗CD3−FvのVスプリット断片(断片F2)へと融合させた、造血系統マーカーに特異的な単鎖可変断片構築物(例えば、CD45;標的化部分T2)を含みうる。
一実施形態では、前記消失は、免疫系の細胞、毒素、または放射性化合物による、前記レシピエントの組織/細胞または前記レシピエントの前駆体細胞の破壊を伴う。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットは、同種組織移植または同種細胞移植を受けている患者における診断的使用のためのポリペプチドセットであり、前記患者は、腫瘍を患う患者であることが好ましい。
一実施形態では、前記診断的使用は、レシピエントの異なる細胞型または細胞系統の細胞、およびドナーの同じまたは異なる種類または細胞系統の細胞の間における、レシピエントのある種の細胞型の細胞または細胞系統の特異的検出を伴う。
一実施形態では、前記診断的使用は、悪性でないレシピエント細胞、およびドナー細胞の間における、悪性細胞であるレシピエント細胞の特異的検出を伴う。一実施形態では、前記ポリペプチドセットを、患者へと投与する。
前記患者は、哺乳動物、より好ましくはヒトであることが好ましい。
一実施形態では、前記投与を、ボーラス投与または連続投与により行う。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットのポリペプチドP1およびP2を並行して投与する。別の実施形態では、前記ポリペプチドセットのポリペプチドP1およびP2を逐次的に投与する。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットのポリペプチドP1またはP2のうちの一方を、ボーラス投与により投与するのに対し、他の一方は、連続投与により投与する。
一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり0.5μg/m〜1日当たり500μg/mの範囲、好ましくはポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり5μg/m〜1日当たり200μg/mの範囲、より好ましくはポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり10μg/m〜1日当たり80μg/mの範囲にある。
一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり0.05μg/m〜1日当たり0.5μg/mの範囲にある。
一実施形態では、投与されるポリペプチドP1の量は、投与されるポリペプチドP2の量と異なる。
一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり0.5μg/m〜1日当たり50μg/mの範囲にある。一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり50μg/m〜1日当たり100μg/mの範囲にある。一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり100μg/m〜1日当たり200μg/mの範囲にある。一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり200μg/m〜1日当たり300μg/mの範囲にある。一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり300μg/m〜1日当たり400μg/mの範囲にある。一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり400μg/m〜1日当たり500μg/mの範囲にある。一実施形態では、投与されるポリペプチドの量は、ポリペプチドP1もしくはポリペプチドP2またはポリペプチドP1およびP2の各々について、1日当たり500μg/m〜1日当たり1mg/mの範囲にある。
投与されるポリペプチドP1およびP2の量を導出するためのさらなる基準点はまた、二特異性抗体構築物により実行される研究(例えば、Bargou Rら、Tumor regression in cancer patients by very low doses of a T cell-engaging antibody. Science. 2008;321(5891):974〜7;およびTopp MSら、Targeted therapy with the T-cell-engaging antibody blinatumomab of chemotherapy-refractory minimal residual disease in B-lineage acute lymphoblastic leukemia patients results in high response rate and prolonged leukemia-free survival. J Clin Oncol. 2011、29:2493〜8)を照会することによっても得ることができる。
一実施形態では、前記投与は、少なくとも12時間にわたるか、または少なくとも1日間にわたるか、または少なくとも2日間にわたるか、または少なくとも3日間にわたるか、または少なくとも4日間にわたるか、または少なくとも5日間にわたるか、または少なくとも6日間にわたるか、または少なくとも7日間にわたるか、または少なくとも8日間にわたるか、または少なくとも9日間にわたるか、または少なくとも10日間にわたるか、または少なくとも11日間にわたるか、または少なくとも12日間にわたるか、または少なくとも13日間にわたるか、または少なくとも14日間にわたるか、または少なくとも15日間にわたるか、または少なくとも16日間にわたるか、または少なくとも17日間にわたるか、または少なくとも18日間にわたるか、または少なくとも19日間にわたるか、または少なくとも20日間にわたるか、または少なくとも21日間にわたるか、または少なくとも22日間にわたるか、または少なくとも23日間にわたるか、または少なくとも24日間にわたるか、または少なくとも25日間にわたるか、または少なくとも26日間にわたるか、または少なくとも27日間にわたるか、または少なくとも28日間にわたるか、または少なくとも29日間にわたるか、または少なくとも30日間にわたるか、または少なくとも5週間にわたるか、または少なくとも6週間にわたり連続的に行う。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットまたは前記ポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つの前記投与を、静脈内で、好ましくは静脈内注射により行う。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットまたは前記ポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つの前記投与を、皮下で、好ましくは皮下注射により行う。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットを、免疫調節薬および/またはステロイド、好ましくはプレドニゾロンもしくはプレドニゾンからなる群から選択される1つまたは複数の薬物と組み合わせて投与する。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットを、放射性化合物、好ましくは抗原、担体分子、またはアフィニティータグへと連結された放射性化合物と組み合わせて投与し、この場合、前記放射性化合物、前記抗原、前記担体分子、または前記アフィニティータグには、前記機能ドメインFが特異的に結合する。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットを、毒素、好ましくは抗原、担体分子、またはアフィニティータグへと連結された毒素と組み合わせて投与し、この場合、前記毒素、前記抗原、前記担体分子、または前記アフィニティータグには、前記機能ドメインFが特異的に結合する。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットを、蛍光分子、好ましくは抗原、担体分子、またはアフィニティータグへと連結された蛍光分子と組み合わせて投与し、この場合、前記フルオロフォア、前記抗原、前記担体分子、または前記アフィニティータグには、前記機能ドメインFが特異的に結合する。
一実施形態では、前記機能ドメインFは、前記ポリペプチドセットが投与される前記患者の免疫系により外来として認識されない抗原に特異的に結合するドメインである。
一実施形態では、上記の2つのポリペプチドセット(第1のポリペプチドセットおよび第2のポリペプチドセット)を、同時に、または逐次的に投与する。好ましい一実施形態では、前記第1のポリペプチドセットは、前記第2のポリペプチドセットとは異なる断片F1およびF2を有する。好ましい一実施形態では、前記第1のポリペプチドセットは、前記第2のポリペプチドセットと同じ断片F1およびF2を有する。好ましい一実施形態では、前記第1のポリペプチドセットの標的化部分T1およびT2は、前記第2のポリペプチドセットの標的化部分T1およびT2のそれぞれと同じ抗原に結合する。好ましい一実施形態では、前記第1のポリペプチドセットの標的化部分T1およびT2は、前記第2のポリペプチドセットの標的化部分T1およびT2と異なる抗原に結合する。
一実施形態では、前記患者は、前記ポリペプチドセットによる処置の前に、好ましくは化学療法、放射線療法、または手術による腫瘍の除去であるがん処置を受けているか、または前記ポリペプチドセットによる処置と並行して、好ましくは化学療法、放射線療法、または手術による腫瘍の除去であるがん処置を受ける。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットまたは前記ポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つは、原核生物または真核生物の発現系により産生されているか、または新規のペプチド合成により作製される。
一実施形態では、前記ポリペプチドセットまたは前記ポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つは、前記患者へと導入される核酸からのタンパク質発現により、前記患者内で創成される。
アレルギー疾患または自己免疫疾患を患う患者は多い。これらの場合のうちの多くにおいて、B細胞のクローン集団は、患者の組織またはアレルゲンとの複合体が発現させる抗原と反応する、逸脱した抗体を産生し、アナフィラキシー反応を引き起こす。いずれの場合でも、逸脱したB細胞クローンを特異的に消失させることが望ましい。
この目的のために、コンビナトリアル系を、一方のアーム(P1またはP2、特に、T1またはT2)が、B細胞関連抗原(例えば、CD19、CD20、CD38、またはCD138)を認識し、他方のアーム(それぞれ、P2またはP1、特に、T2またはT1)が、自己免疫疾患を引き起こす抗体が結合するアレルゲンまたは基質となるように改変することができる。これらの2つの構築物が、CD19(CD20、CD38、またはCD138)陽性であり、表面上でクロノタイプ抗体を同時に提示するB細胞に結合すると、接合された抗CD3 VHとVLとは、相互作用し、B細胞上に正確にCD3結合部位を再構成しうる。このアレルゲン特異的または抗原特異的アセンブリーは、標的B細胞クローンの枯渇を最終的に結果としてもたらすであろう。
よって、本発明に従う、前記抗原A1およびA2のうちのいずれかはまた、B細胞、特に、自己免疫障害を引き起こすB細胞の表面上のクロノタイプ抗体でもありうる。
この文脈では、例えば、前記抗原A1およびA2のうちの一方は、CD19であることが可能であり、他の一方は、B細胞、特に、自己免疫障害を引き起こすB細胞の表面上のクロノタイプ抗体でありうる。
本発明のこの態様に従うと、前記標的化部分T1およびT2のうちのいずれか1つは、B細胞の表面上のクロノタイプ抗体に結合し、かつ/またはクロノタイプ抗体に結合すると、自己免疫障害を引き起こすことが可能なアレルゲンまたは基質を含みうる。前記標的化部分T1およびT2のうちのいずれか1つの中に含まれる、アレルゲンの非限定的な例は、例えば、イヌの体毛アレルゲン、ネコの体毛アレルゲン(例えば、Fel d1、Feld d1A、Feld d1B)、もしくはモルモットの体毛アレルゲンなどの体毛アレルゲン、または例えば、カバノキアレルゲン、雑草アレルゲン、花粉アレルゲンなどの花粉アレルゲンである。さらなる非限定的な例は、ダニアレルゲン(例えば、Tyr p 2、Der P1、Der f 2)、ネコアレルゲン(例えば、Fel d 1、Feld d1A、Feld d1B)、ラッカセイアレルゲン(例えば、コングルチン7)、腐朽菌アレルゲン(例えば、Alt a 1)、イヌアレルゲン(例えば、Can f 1)、スプルーのコムギアレルゲン(例えば、アルファ/ベータ−グリアジン)、チャバネゴキブリアレルゲン(例えば、Bla g 1.02変異体アレルゲン)、カバノキアレルゲンまたは(主要な)花粉アレルゲン(例えば、Cyn d 1、Pha a 1、Dac g 3、Phl p 2、Phl p 1、Profilin、Bet v 1−L、Bet v 1−A)、主要なリンゴアレルゲン(例えば、Mal d 1)、牛乳アレルゲン(例えば、アルファ−ラクトアルブミン、アルファ−S1−カゼイン)、鶏卵アレルゲン(例えば、リゾチームC、オボアルブミン)、およびウマアレルゲン(例えば、ラセリン、Equ c 1)などである。前記標的化部分T1およびT2のうちのいずれか1つの中に含まれる、さらなる非限定的で好ましいアレルゲンの例は、ヒト骨髄腫細胞系U266抗体であるIgE−NDに対する抗原である。前記標的化部分T1およびT2のうちのいずれか1つの中に含まれる、さらなる非限定的で好ましいアレルゲンの例は、配列番号169〜195からなる群から選択されるアミノ酸配列であるかまたはこれを含むアレルゲンである。
この文脈では、本発明はまた、本明細書で記載されるポリペプチドセットにも関し、特に、上記の態様における、
(i)自己免疫障害;および
(ii)過敏性障害
からなる群から選択される障害の処置または防止における使用のための、本明細書で記載されるポリペプチドセットにも関する。
本発明に従って処置または防止される自己免疫障害の非限定的な例は、
(i)アレルギー性障害;
(ii)多発性硬化症;
(iii)乾癬;
(iv)全身性エリテマトーデス;
(v)シェーグレン症候群;
(vi)関節リウマチ;
(vii)特発性血小板減少性紫斑病;
(viii)糖尿病;
(xi)血管炎;
(x)クローン病;および
(xi)アミロイドーシス
からなる群から選択される。
本発明に従って処置または防止される過敏性障害の非限定的な例は、アレルギー(クームス−ゲル分類に従うI型過敏性反応)、抗体依存性細胞傷害反応(II型過敏性反応)、免疫複合体疾患(III型過敏性反応)、遅延型過敏症(IV型過敏性反応)、および受容体媒介性自己免疫疾患(V型過敏性反応)からなる群から選択される。
好ましい実施形態では、前記自己免疫障害または過敏性障害は、同種幹細胞移植に随伴するか、またはこれにより誘発される(すなわち、クームス−ゲル分類に従うI型〜V型過敏性障害のうちのいずれかである)。
病原体(例えば、ウイルスなどの、例えば、HIV、EBV、CMV)に感染した多くの細胞は、それらの細胞表面上で、病原体によりコードされるタンパク質を発現させる。よって、本発明に従う、前記抗原A1およびA2のうちのいずれかはまた、例えば、細胞の表面上の、HIVタンパク質、EBVタンパク質、またはCMVタンパク質など、このような病原体によりコードされるタンパク質でもありうる。この文脈では、本発明はまた、感染性疾患、例えば、ウイルス性の感染性疾患の処置または防止における使用のための、本明細書で記載されるポリペプチドセットにも関する。病原体によりコードされるタンパク質の特定の例は、http://www.uniprot.org/uniprot/から得ることができ、HIV gp120(Q78706);EBV LMP−2(P13285);CMV gB(P06473);HBV HBS(Q9JG36);HCV E1(C4B751);HCV E2(Q6TRB1);ヒトアデノウイルスC種血清型2のHAdV−2(P03276)である。
本発明の目的はまた、上記の実施形態で規定したポリペプチドセットまたはポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つをコードする核酸分子または核酸分子セットによっても解決され、この場合、前記核酸分子または前記核酸分子セットの核酸分子は、細菌細胞または真核細胞によりコードされる(1つまたは複数の)ポリペプチドの分泌を媒介する輸出シグナルを含むことが好ましい。
本発明に従う核酸分子または核酸分子セットの非限定的な例は、配列番号135〜150および196のうちのいずれか1つに描示されているヌクレオチド配列のうちの1つまたは複数を含む。
本発明の目的はまた、上記で規定した核酸分子のヌクレオチド配列または上記で規定した核酸分子セットの核酸分子のうちの1つの配列を含むベクターによっても解決される。
本発明の目的はまた、前記核酸/核酸セットまたは前記ベクターを含む細胞によっても解決される。
本発明の目的はまた、上記で規定したポリペプチドセット、または上記で規定した核酸分子/核酸分子セット、または上記で規定したベクターを含み、薬学的に許容される担体をさらに含むことが好ましい医薬組成物によっても解決される。
本発明の目的はまた、上記で規定したポリペプチドセット、および/または本発明に従う核酸分子もしくは核酸分子セット、および/または本発明に従うベクターを含むキットによっても解決される。
一実施形態では、前記キットに含まれる前記ポリペプチドセットのポリペプチドは、単一のバイアルに含有される。
好ましい一実施形態では、前記キットに含まれる前記ポリペプチドセットのポリペプチドは、個別のバイアルに含有される。
一実施形態では、前記キットに含まれる前記ポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つまたは複数を凍結乾燥させる。
一実施形態では、前記キットに含まれる前記ポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つまたは複数を溶解させる。
本発明の目的はまた、
(i)腫瘍もしくはがんを患っており、かつ/または同種細胞移植もしくは同種組織移植を受けている患者;
(ii)自己免疫障害を患っている患者;あるいは
(iii)過敏性障害を患っている患者
を処置するための方法によっても解決される。
前記方法は、
−ポリペプチドセットを得るステップであって、前記ポリペプチドセットが、
(i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
(ii)機能ドメインFの断片F1
を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体またはポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
ならびに
(i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2であって、前記抗原A2が、ある種の細胞型または細胞系統に特異的な細胞表面分子である標的化部分T2、および
(ii)機能ドメインFの断片F2
を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体またはポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
を含み、
前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質、より具体的には、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞の非存在下では、互いと会合せず、
前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となるステップと、
−前記ポリペプチドセットを前記患者へと投与するステップと
を含みうる。
このような処置法では、前記ポリペプチドセットは、上記の実施形態で規定したポリペプチドセットである。
本発明の目的はまた、細胞移植または組織移植を受けている患者を処置するための、上記のポリペプチドセットを用いる方法によっても解決される。
本発明の目的はまた、上記の実施形態で規定したタンパク質セットの、上記で規定し、記載した疾患または障害を患う患者、例えば、がんを患い、かつ/または細胞移植または組織移植を受けている患者を処置するための、医薬を製造するための使用によっても解決される。
本明細書で用いられる「ポリペプチド」という用語は、30を超えるアミノ酸を含有するアミノ酸の直線状の分子鎖を指す。場合によって、ポリペプチドには、1つまたは複数のジスルフィド結合を組み入れることもでき、ポリペプチドを化学修飾することもできる。なおさらに、場合によって、非タンパク質性のエレメント(フルオロフォア、RNAアプタマー、DNAアプタマー、または低分子など)を、前記アミノ酸の直線状の分子鎖へと接合することもできる。このようなポリペプチドは、任意の知られている方法により作製することができる。ポリペプチドは、例えば、前記ポリペプチドをコードする核酸から発現させることにより創成することもでき、固相合成法により合成することもでき、既存の分子をコンジュゲーションまたは連結することにより、例えば、化学的連結により作製することもできる。
「ポリペプチドP1」という用語は、(i)抗原に特異的に結合する標的化部分と、(ii)機能ドメインの断片であって、前記断片自体または前記ポリペプチドP1自体のいずれも前記機能ドメインの機能に関して機能的でない断片とを含むポリペプチドを指すのに用いられる。「ポリペプチドP2」という用語は、(i)抗原に特異的に結合する標的化部分と、(ii)機能ドメインの断片であって、前記断片自体または前記ポリペプチドP2自体のいずれも前記機能ドメインの機能に関して機能的でない断片とを含むポリペプチドを指すのに用いられる。
本明細書で用いられる「ドメイン」という用語は、ポリペプチドの全体またはポリペプチドの一部分のアミノ酸配列を組み入れたアミノ酸の直線状の分子鎖を指す。場合によって、ドメインには、1つまたは複数のジスルフィド結合を組み入れることもでき、ドメインを化学修飾することもできる。なおさらに、場合によって、ドメインは、非タンパク質性のエレメント(フルオロフォアなど)を含みうる。しかし、一実施形態では、「ドメイン」という用語は、化学修飾されているか、または(1つまたは複数の)非タンパク質性のエレメントを含む化合物を含まない。
本明細書で用いられる「機能ドメイン」とは、ある種の結合パートナーもしくは抗原への特異的結合、ある種の受容体の特異的な活性化、毒性作用の媒介、または適切な波長の光により励起されたときの蛍光発光など、ある種の機能を果たすことが可能なドメインである。
「機能ドメインF」という用語はまた、非タンパク質性の化合物も包含することを意図することが好ましい。しかし、一実施形態では、「機能ドメインF」という用語は、タンパク質性化合物またはその機能的パートを指す。
本明細書で用いられる「ドメインの断片」という用語は、ドメインの一部には対応するが、ドメインの全体には対応しない、アミノ酸の直線状の分子鎖を指す。場合によって、ドメインの断片には、1つまたは複数のジスルフィド結合を組み入れることもでき、ドメインの断片を化学修飾することもできる。なおさらに、場合によって、ドメインは、非タンパク質性のエレメントまたはこのような非タンパク質性のエレメントの一部を含みうる。
「断片F1」という用語は、機能ドメインの断片を指すのに用いられる。「断片F2」という用語は、機能ドメインの断片を指すのに用いられる。
本明細書で用いられる、対になる略号:P1、P2;T1、T2;F1、F2;A1、A2;およびI1、I2は、それぞれ、異なるポリペプチド、標的化部分、断片、抗原、および免疫グロブリンモジュールを指示することを意図する。それらは、それぞれ、第1のポリペプチド、第2のポリペプチド;第1の標的化部分、第2の標的化部分;第1の断片、第2の断片;第1の抗原、第2の抗原;および第1の免疫グロブリンモジュール、第2の免疫グロブリンモジュールと同義である。
本明細書で用いられる「部分」という用語は、ポリペプチドの全体またはポリペプチドの一部分のアミノ酸配列を組み入れたアミノ酸の直線状の分子鎖を指す。場合によって、部分には、1つまたは複数のジスルフィド結合を組み入れることもでき、部分を化学修飾することもできる。なおさらに、場合によって、部分は、非タンパク質性のエレメント(オリゴヌクレオチドなど)を含みうる。しかし、一実施形態では、「部分」という用語は、化学修飾されているか、または(1つまたは複数の)非タンパク質性のエレメントを含む化合物を含まない。
「標的化部分T1」という用語は、抗原、例えば、抗原A1に特異的に結合する部分を指すのに用いられる。「標的化部分T2」という用語は、抗原、例えば、抗原A2に特異的に結合する部分を指すのに用いられる。
本明細書で用いられる「リンカー」とは、ポリペプチド内のアミノ酸の配列であって、前記ポリペプチドの2つのパートまたは前記ポリペプチドに含まれる2つのドメインを接合する配列である。
本発明で用いられる「核酸分子」という用語は、30を超えるヌクレオチドからなる直線状の分子鎖を規定する。この用語は、cDNAまたはゲノムDNAなどのDNAおよびRNAを包含する。
本明細書で用いられる「構築物」という用語は、1つまたは複数の組換えヌクレオチド配列を含む核酸分子を指す。この用語はまた、組換えヌクレオチド配列から発現させるポリペプチド、または人工的に作製された分子もしくは組換え分子であって、同じタンパク質内で天然には見出されない2つ以上のアミノ酸配列を含む分子であるポリペプチドも包含する。
相互作用パートナーもしくは抗原に特異的に結合する、または相互作用パートナーもしくは抗原を特異的に結合する分子またはドメインの文脈において本発明で用いられる「〜に特異的に結合する(specifically binds to)」または「〜を特異的に結合する(specifically binds)」という用語は、分子またはドメインが、好ましくは非共有結合的結合により、前記相互作用パートナーもしくは抗原に結合するか、または、好ましくは非共有結合的結合により、前記相互作用パートナーもしくは抗原を結合することが可能であり、相互作用パートナーまたは抗原の構造と類似する構造を伴う他の任意の相互作用パートナーまたは抗原と交差反応しないかまたは本質的に交差反応しないことを意味する。
抗原(抗原A1またはA2など)に特異的に結合する標的化部分(標的化部分T1またはT2など)の文脈では、「〜に特異的に結合する」という用語は、前記標的化部分が、前記抗原に特異的に結合することが可能な状況、または前記標的化部分が、実際にそれに結合する状況を指すことを意図する。
T細胞動員ドメイン、NK細胞動員ドメイン、マクロファージ細胞動員ドメイン、単球動員ドメイン、顆粒球動員ドメイン、好中性顆粒球動員ドメイン、または活性化好中性顆粒球、単球、および/もしくはマクロファージ動員ドメインの文脈では、抗原もしくは分子「に特異的に結合すること」または抗原もしくは分子「に特異的に結合する」という用語は、それぞれのドメインが、前記抗原もしくは分子に特異的に結合することが可能な状況、またはそれぞれのドメインが、実際にそれに結合する状況を指すことを意図する。
抗原、分子、化合物、担体分子、またはアフィニティータグ「に特異的に結合する」ドメインである機能ドメインの文脈では、「〜に特異的に結合する」という用語は、前記機能ドメインが、前記抗原、分子、化合物、担体分子、もしくはアフィニティータグに特異的に結合することが可能な状況、または前記機能ドメインが、実際にそれに結合する状況を指すことを意図する。
機能ドメイン「が特異的に結合する」毒素、フルオロフォア、抗原、担体分子、またはアフィニティータグの文脈では、この用語は、前記機能ドメインが、前記毒素、フルオロフォア、抗原、担体分子、もしくはアフィニティータグに特異的に結合することが可能な状況、または前記機能ドメインが、実際にそれに結合する状況を指すことを意図する。
本出願において用いられる分子または抗原は、それを、前記細胞型/前記細胞系統の細胞は発現させるが、他の細胞型または他の細胞系統の細胞は発現させない(または無視できる程度でだけ発現させる)場合、「ある種の細胞型または細胞系統に特異的」である。いくつかの実施形態では、分子または抗原は、それを、前記細胞型/前記細胞系統の細胞が発現させ、前記細胞型/前記細胞系統の細胞以外で前記抗原を同様に発現させる他の細胞型または他の細胞系統の細胞は少数に限る一方で、前記細胞型/前記細胞系統の細胞以外の大半の他の細胞型または他の細胞系統の細胞は前記抗原を発現させない(または無視できる程度でだけ発現させる)場合も、「ある種の細胞型または細胞系統に特異的」である。「ある種の細胞型または細胞系統に特異的」という用語はまた、他の細胞型/他の細胞系統の細胞においてもまた、わずかであるが検出可能な前記分子の発現がありうるという意味で、前記細胞型/前記細胞系統の細胞が、他の細胞型/他の細胞系統の細胞より大きな割合で、または高比率もしくは高量で、前記分子または抗原を発現させることも意味しうる。ある種の細胞型または細胞系統についてのマーカーの文脈において本明細書で用いられる「マーカー」という用語は、上記の細胞型または細胞系統の細胞のそれぞれに特異的な分子または抗原を指す場合がある。
本明細書で用いられる「アプタマー」という用語は、特異的な標的分子に高いアフィニティーで結合する、オリゴ核酸(RNAまたはDNAなど)またはペプチド性分子もしくは非ペプチド性分子からなる低分子化合物を指す。
本明細書で用いられる「担体分子」という用語は、本発明に従うポリペプチドセットを投与される患者の免疫系により外来として認識されないか、または本発明に従うポリペプチドセットを投与される患者による免疫反応を引き起こさないか、もしくは弱い免疫反応を引き起こすにとどまる分子または分子の一部を指す。このような「担体分子」には、抗体などの別の分子を結合させるか、または結合させることが可能であることが好ましい。ある種の実施形態では、担体分子を、第2の分子または第2の分子の一部、例えば、フルオロフォアまたは毒素へと、共有結合的に、または非共有結合的に接合する。
「MHC」という用語は、T細胞への抗原提示に要請され、また、急速な移植片拒絶の一因ともなる細胞表面分子を含む分子群をコードする遺伝子のセットである、主要組織適合性複合体を指す。ヒトでは、MHCに、遺伝子であるHLA−A、HLA−B、HLA−C、HLA−DP、HLA−HQ、およびHLA−DRが含まれる。本出願では、この用語は、主要組織適合性複合体の遺伝子のほか、これらの遺伝子によりコードされる遺伝子産物を指すのにも用いられる。「HLA」という用語は、ヒト白血球抗原を指す。本明細書で用いられる「HLA」とは、「MHC」のヒト形態である。
本明細書で用いられる「対立遺伝子変異体」という用語は、染色体の同じ遺伝子座を占有する2つ以上の代替的な遺伝子の形態のうちのいずれかを意味する。例えば、HLA−A1、HLA−A2、およびHLA−A3は、HLA−Aの対立遺伝子変異体のうちの3つである。本明細書ではまた、対立遺伝子変異体という用語を、遺伝子の対立遺伝子変異体によりコードされるタンパク質を意味するのにも用いる。
本明細書で用いられる「抗原」という用語は、抗体または抗体の抗原結合パートが特異的に結合するか、または特異的に結合することが可能なことが知られている分子を指す。その最も広い意味で、「抗原A1」とは、上記で規定した抗原を指す。その最も広い意味で、「抗原A2」とは、上記で規定した抗原を指す。「抗原A1」および「抗原A2」という呼称は、「抗原A1」と「抗原A2」との弁別を可能とするために選び出されている。「MHC抗原」とは、また、主要組織適合性複合体にも属する分子である抗原である。MHC抗原には、MHCクラスI抗原(ヒトでは、抗原であるHLA−A、HLA−B、およびHLA−C)、およびMHCクラスII抗原(ヒトでは、抗原であるHLA−DP、HLA−DQ、およびHLA−DR)が含まれる。細胞が「抗原を保有する」または「抗原をその細胞表面において保有する」という語句は、細胞が、前記細胞の細胞表面に存在し、前記細胞の外部に由来する抗体にアクセス可能な抗原を発現させる状況を指すことを意図する。基質が「抗原をその表面において有する」という語句は、前記抗原が、前記基質の表面に存在し、前記基質へと適用された抗体にアクセス可能な状況を指すことを意図する。
本明細書で用いられる「細胞の悪性状態に特異的な抗原」という用語は、ある種の細胞型の悪性細胞(悪性B細胞である腫瘍細胞など)は、その細胞表面において保有するが、悪性でない同じ細胞型の細胞(非悪性B細胞など)は、その細胞表面において保有しない(または無視できる程度でだけ保有する)抗原を指す。
本明細書で用いられる「悪性細胞型に特異的な抗原/分子」という用語は、ある種の細胞型の悪性細胞(悪性B細胞である腫瘍細胞など)は、その細胞表面において保有するが、悪性でない同じ細胞型の細胞(非悪性B細胞など)または他の細胞型の細胞(T細胞または肝細胞など)は、その細胞表面において保有しない(または無視できる程度でだけ保有する)抗原/分子を指す。いくつかの実施形態では、「悪性細胞型に特異的な抗原/分子」という用語は、ある種の細胞型の悪性細胞(悪性B細胞である腫瘍細胞など)は、その細胞表面において保有するが、悪性でない同じ細胞型の細胞(非悪性B細胞など)は、その細胞表面において保有せず(または無視できる程度でだけ保有し)、そのある種の細胞型以外で少数の他の細胞型の細胞だけがそれらの細胞表面において保有する一方で、大半の他の細胞型の細胞は保有しない(または無視できる程度でだけ保有する)抗原/分子を指す。「悪性細胞型に特異的な抗原/分子」という用語はまた、悪性でない同じ細胞型の細胞においてもまた、わずかであるが検出可能な前記分子の発現がありうるという意味で、前記ある種の細胞型の悪性細胞が、悪性でない同じ細胞型の細胞より大きな割合で、または高比率もしくは高量で、前記抗原/分子を発現させることも意味しうる。ある種の細胞の悪性状態または悪性細胞型についてのマーカーの文脈において本明細書で用いられる「マーカー」という用語は、上記のある種の細胞の悪性状態または悪性細胞型のそれぞれに特異的な分子または抗原を指す場合がある。
本明細書で用いられる「免疫グロブリンドメイン」という用語は、抗体鎖の球状領域から本質的になるドメインを指す。免疫グロブリンドメインは、それらが、抗体分子の免疫グロブリンフォールド特徴を保持するという点で特徴付けられる。IgG、IgE、またはIgMなどの免疫グロブリンは、多様な数の重鎖および軽鎖からなる。各重鎖および軽鎖は、定常領域および可変領域を含有する。各軽鎖可変領域(V)および各重鎖可変領域(V)は、また、「相補性決定領域」または「CDR」とも呼ばれる3つの超可変領域を含有する。CDRは、主に免疫グロブリンの抗原への結合の一因となる。
「V」または「Vドメイン」という用語は、互換的に用いられ、抗体の免疫グロブリン重鎖可変領域を指す。「V」または「Vドメイン」という用語は、互換的に用いられ、抗体の免疫グロブリン軽鎖可変領域を指す。
本明細書で用いられる「免疫グロブリンモジュール」という用語は、1つまたは複数の、好ましくは2つ以上の免疫グロブリンドメインを含み、抗原に結合することが可能な分子、分子の一部、または分子アセンブリーを指す。「免疫グロブリンモジュール」は、1つまたは複数の、好ましくは2つ以上の免疫グロブリンドメインのアミノ酸配列を組み入れたアミノ酸の直線状の分子鎖を含むことが好ましい。場合によって、「免疫グロブリンモジュール」は、1つまたは複数の、好ましくは2つ以上のジスルフィド結合を含む。「免疫グロブリンモジュール」という用語には、抗体の「単鎖変異体断片」を含むか、またはこれからなる、分子または分子の一部が包含される。「免疫グロブリンモジュール」という用語にはまた、ラマ抗体、ラクダ抗体、またはサメ抗体のVHドメインを含むか、またはこれからなる、分子または分子の一部も包含される。
「免疫グロブリンモジュールI1」という用語は、Vドメインへと連結されたVドメインを含む免疫グロブリンモジュールを指すのに用いられる。前記免疫グロブリンモジュールI1の前記Vドメインと前記Vドメインとは、同じ抗体に由来することが好ましい。前記免疫グロブリンモジュールI1の前記Vドメインと前記Vドメインとは、二量体を形成することが好ましい。前記二量体は、抗原に特異的に結合することが可能であることが好ましい。前記抗原は、例えば、抗原A1でありうる。一実施形態では、前記「免疫グロブリンモジュールI1」は、抗原、例えば、抗原A1に特異的に結合することが可能な、抗体の「単鎖変異体断片」を含む。
「免疫グロブリンモジュールI2」という用語は、Vドメインへと連結されたVドメインを含む免疫グロブリンモジュールを指すのに用いられる。前記免疫グロブリンモジュールI2の前記Vドメインと前記Vドメインとは、同じ抗体に由来することが好ましい。前記免疫グロブリンモジュールI2の前記Vドメインと前記Vドメインとは、二量体を形成することが好ましい。前記二量体は、抗原に特異的に結合することが可能であることが好ましい。前記抗原は、例えば、抗原A2でありうる。一実施形態では、前記「免疫グロブリンモジュールI2」は、抗原、例えば、抗原A2に特異的に結合することが可能な、抗体の「単鎖変異体断片」を含む。
ドメインへと連結されたVドメインを含む免疫グロブリンモジュールの構築物内では、Vドメインを、対応するVドメインのN末端側またはC末端側に配置することができる。当業者は、VドメインおよびVドメインのどの配置が、特異的な単鎖変異体断片ドメインにより適するのかを決定することが可能である。
本明細書で用いられる「Fv」および「変異体断片」という用語は、完全な抗原認識部位および結合部位を含有する、最小限の抗体断片である抗体の断片を指す。この領域は、緊密な非共有結合的会合下にある1つの重鎖可変領域と1つの軽鎖可変領域とによる二量体(V−V二量体)からなる。この構成では、VドメインとVドメインとは、V−V二量体の表面上において抗原結合特異性を伴う抗原結合部位を併せて規定する。
「scFv」、「単鎖Fv」、および「単鎖変異体断片」という用語は互換的に用いられ、従来の二本鎖抗体の重鎖(V)可変領域と軽鎖(V)可変領域とが接合されて、一本鎖を形成する、抗体または抗体の一部分を指示することを意図する。適正なフォールディングおよび活性の結合部位の創出を可能とする2つの鎖の間にリンカーを挿入することが典型的である。
本明細書で用いられる「ラマ抗体」という用語は、ラマに由来する抗体または抗体の一部を指す。本明細書で用いられる「ラクダ抗体」という用語は、ラクダに由来する抗体または抗体の一部を指す。本明細書で用いられる「サメ抗体」という用語は、サメに由来する抗体または抗体の一部を指す。ラマ抗体、ラクダ抗体、およびサメ抗体は、単一のドメインであるVH(VおよびV鎖ではなく)により構成される抗原結合部分を有する。
本明細書で用いられる「T細胞動員ドメイン」という表現は、T細胞の細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指すことを意図する。前記T細胞動員ドメインが前記抗原に結合すると、前記T細胞を活性化させることが好ましい。同様に、「NK細胞動員ドメイン」という表現は、ナチュラルキラー細胞の細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指す。前記NK細胞動員ドメインが前記抗原に結合すると、前記ナチュラルキラー細胞を活性化させることが好ましい。「マクロファージ細胞動員ドメイン」という表現は、マクロファージ細胞の細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指す。前記マクロファージ細胞動員ドメインが前記抗原に結合すると、前記マクロファージ細胞を活性化させることが好ましい。「単球動員ドメイン」という表現は、単球の細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指す。前記単球動員ドメインが前記抗原に結合すると、前記単球を活性化させることが好ましい。「顆粒球動員ドメイン」という表現は、顆粒球の細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指す。前記顆粒球動員ドメインが前記抗原に結合すると、前記顆粒球を活性化させることが好ましい。「好中性顆粒球動員ドメイン」という表現は、好中性顆粒球の細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指す。前記好中性顆粒球動員ドメインが前記抗原へと結合すると、前記好中性顆粒球を活性化させることが好ましい。「活性化好中性顆粒球、単球、および/またはマクロファージ動員ドメイン」という表現は、活性化好中性顆粒球、単球および/またはマクロファージの細胞表面上で存在する抗原に特異的に結合するドメインを指す。前記活性化好中性顆粒球、単球、および/またはマクロファージ動員ドメインが前記抗原へと結合すると、前記単球および/またはマクロファージを活性化させることが好ましい。
本明細書で用いられる「生物発光を媒介することが可能な分子」という用語は、(1つまたは複数の)適切な基質の存在下で、生物発光を引き起こす反応を触媒する酵素活性を有する分子(または分子の機能的パート)を指す。この用語は、ホタルルシフェラーゼまたはGaussiaルシフェラーゼなどのルシフェラーゼを包含する。
本明細書で用いられる「GFP変異体」という用語は、オワンクラゲ(Aequorea victoria)に由来する緑色蛍光タンパク質のアミノ酸配列から、蛍光の増大または異なる色の蛍光を結果としてもたらす改変を導入することにより誘導されるアミノ酸配列を有する分子を指す。この用語は、とりわけ、YFP(黄色蛍光タンパク質)、CFP(シアン蛍光タンパク質)、Venus(Nagai Tら、A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications. Nat Biotechnol.、2002年1月;20(1):87〜90)、Cerulean(S72A置換、Y145A置換、およびH148D置換により増強されたCFP)を包含することを意図する。
「増強GFP」(そして、同様に、「増強YFP」、「増強CFP」)は、Kainら(1995)、Biotechniques 19(4):650〜55で報告されている通り、「ヒト化」されたGFP(YFP、CFP)を指す。「ヒト化」とは、ヒト細胞内でタンパク質を発現させるために、コドンを最適化するように、GFP(YFP、CFP)の核酸配列にもたらされた変化を指す。
本明細書で用いられる「二分子蛍光相補分子」という用語は、それら自体では蛍光性ではないが、2つの断片の間でヘテロ二量体化すると、蛍光発光が可能な二量体を形成する2つの断片としてもたらされうる蛍光分子を指す。
本明細書で用いられる「治療用化合物」という用語は、疾患または疾患状態を防止するか、処置するか、緩和するか、または治癒させるのに適した化合物を指す。「治療用化合物」とは、細胞内に入ると、その細胞の死を引き起こすことが可能な化合物であることが好ましい。いくつかの実施形態では、治療用化合物は、致命的な細胞構造を損傷させるか、または致命的な細胞過程を遮断する化学物質または放射性化合物でありうる。
本明細書で用いられる「診断用化合物」という用語は、臨床検査室または生化学検査室もしくは医療診断検査室において用いられる方法などの一般的な検出法により検出されうる化合物、例えば、蛍光化合物、放射性化合物、または生物発光を媒介する分子を指す。
「前駆細胞/前駆体細胞」という用語は、出生後の動物/ヒトにおいて見出され、1つまたは複数の特殊な細胞型へと分化する潜在的可能性を有することが典型的な、未成熟細胞、未分化細胞、または部分的に分化した細胞を指すことを意図する。「腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞」という用語は、腫瘍細胞を発生させるように特性を変化させた(例えば、それらの増殖挙動または遺伝子発現パターンに関して)前駆細胞/前駆体細胞を指示する。このような腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞の例は、例えば、白血病性前駆体細胞または白血病性前駆細胞である。
本明細書で用いられる「がん」という用語は、悪性細胞、細胞群、または悪性新生物を指す。この用語は、がん腫、肉腫、リンパ腫、白血病、胚細胞腫瘍、および芽細胞腫を含むことを意図する。「がん性細胞」とは、がんの一部であるかまたはがんに由来する細胞である。「腫瘍」という用語は、「がん」という用語と互換的に用いられる。
本明細書で用いられる「血液系腫瘍」という用語は、血液系または造血系(骨髄細胞、造血細胞、および成熟血液細胞の前駆体細胞など)のがんを指す。いくつかの実施形態では、「血液系腫瘍」という用語は、血液系新生物を指す。本明細書で用いられる「非血液系腫瘍」という用語は、血液系腫瘍ではない腫瘍を指す。
本明細書で用いられる「同種組織移植または同種細胞移植を受けている患者」という用語は、患者が、別の患者から得られた移植細胞または移植組織を施されるかまたは施されている状況を指す。この側面に関して好ましい状況は、HLA抗原が不適合の状況である。投与されるポリペプチドの量の文脈において本明細書で用いられる「μg/m」という単位は、前記ポリペプチドを投与される患者の体表面1平方メートル当たりのある量のポリペプチド(ペプチドは、静脈内注射または皮下注射など、任意の適正な投与経路により投与することができる)を指す。例えば、「ポリペプチドP1について、投与されるポリペプチドの量は、1日当たり50μg/mである。」という表現は、1日当たりに投与されるポリペプチドP1の量が、ポリペプチドP1を投与される患者の体表面1平方メートル当たり50μgである状況を指すことを意図する。体表面が2mの患者の場合なら、これは、1日当たり100μgのポリペプチドP1を投与することを意味するであろう。
本発明者らは驚くべきことに、本発明に従うポリペプチドセットにより、上記で指摘した先行技術の問題を克服することができ、上記の目的を達成しうることを見出した。なおさらに、本発明者らは驚くべきことに、本発明に従うポリペプチドセットにより、2つの抗原の特異的な組合せを伴う細胞を、高度な特異性で、副作用を低減して同定し、かつ/または消失させうることも見出した。
あらかじめ形成されたF単位(例えば、抗CD3単位)を用いないことは、本発明のコンビナトリアル戦略の1つの利点である。F1とCD3 VおよびCD3 Vとは、それらの二量体化を安定化させる薬剤(例えば、例えば、CD3、HIS、またはDIGなどのドメインFに結合することが可能な抗原)の存在下でもなお、それ自体ではヘテロ二量体化せず、このために、機能的なFドメインを結果としてもたらさない(例えば、T細胞を刺激しない)。もっぱら、相補性構築物であるP1およびP2の両方が、所与の細胞の表面上で同時に結合する状況下において、2つの成分であるF1およびF2は、Fドメイン(例えば、CD3結合部位)を再構成する。したがって、Fドメインの機能(例えば、T細胞の活性化)は、必要とされる場所において正確に生じ、全身的には生じない。よって、本発明のコンビナトリアル戦略は、例えば、通常の二特異性抗体戦略と比較して、毒性作用が低いと仮定することができる。これはまた、付属の実施例によって、特に、HLA−A2陽性マウスが、HLA−A2反応性構築物を注入した後で任意の臨床作用を受けなかった、同種移植のin vivoモデルによっても証拠立てられる。
特に、あらかじめ規定された抗原署名を発現させる細胞をタグ付けするため、各々が抗原結合単鎖可変断片(scFv)および抗体の可変軽鎖(VL)ドメインまたは可変重鎖(VH)ドメインからなる2つの単鎖ポリペプチドを、最終的な二部分(二分子)構築物(二分子/三特異性抗体構築物)の一部としてデザインした。これらの2つのハイブリッド断片が、単一の細胞の表面において、それらのそれぞれの抗原に結合すると、VLドメインとVHドメインとは、互いと相互作用して、元の抗原結合部位を再構成し、これにより、所望の要件を満たす。
言及した通り、細胞表面上でおける両方の標的抗原の結合が機能的なヘテロ二量体化に必須であることは、本発明のポリペプチドセットの1つの利点である。2つの相補性パートのセルフアセンブリーおよび一方のアームだけのその抗原への結合の後に続くT細胞刺激は除外することができ、これにより、VまたはVの結合自体のアフィニティーは低く、V/Vヘテロ二量体は、抗原の非存在下で急速に解離する傾向があることを示す公表データも裏付けられる(Colman、1987、Nature 326、358〜363; Amit、1986、Science 233、747〜753; Law、2002、Int Immunol 14、389〜400; Ueda、1996、Nat Biotechnol 14、1714〜1718)。
当技術分野でよく知られているホモ二量体化ドメインまたはヘテロ二量体化ドメイン(ロイシンジッパー、Fcドメイン、ノブイントゥーホールなど)とは対照的に、VHとHLとの相互作用のアフィニティーは低い。しかし、VH/VL相互作用は、特異的抗原に結合した後で安定化されうることが示されている。理論に束縛されることなく述べると、本発明に従うVH/VL相互作用は、両方の断片が、例えば、標的細胞の表面上でおいて、それらのコグネイトの標的抗原に既に結合した後の状況だけにおいて生じる。これもまた理論に束縛されることなく述べると、オンターゲットの同時的な結合の後、構築物は、抗原との三量体の複合体を形成しうるように、緊密に近接する。こうしてオンターゲットで相補された本発明の三特異性ヘテロ二量体は、抗CD3が再構成されれば、ドメインFの機能に関して機能的となる、例えば、T細胞を腫瘍細胞の破壊へと動員および刺激する。
本発明の構築物であるP1およびP2の1つの利点、例えば、誘発される免疫応答のコンビナトリアル性以外に、本発明の文脈では、驚くべきことに、Fドメインを破壊された二分子構築物、例えば、scFv−抗CD3は、オフターゲット作用を提示しないことも見出された。
本発明に従うポリペプチドセット、特に、その中に含まれるポリペプチドP1およびP2は、BiTE構築物などの従来の二特異性構築物と比較して安定性を増大させ、かつ/または保管寿命(特に、4℃における)を改善した、さらなる利点を有する。これらの従来の二特異性構築物は、凝集する傾向がある(特に、4℃において)。
本発明のポリペプチドであるP1およびP2、より特定すると、その中に含まれるF1およびF2、より特定すると、その中に含まれうるVおよびVは、それらの疎水性界面に起因して、アルブミンに結合することが可能なことが想定される。これは、滞留時間の改善;すなわち、例えば、in vivoにおけるバイオアベイラビリティーの増大であるが、また、血清試料中または血液試料中などの、in vitroにおけるバイオアベイラビリティーの増大をもたらす。
本発明に従うポリペプチドセットは、第1のポリペプチドP1および第2のポリペプチドP2を含む。第1のポリペプチドP1は、機能ドメインFの断片F1へと融合させた第1の標的化部分T1(抗原A1に特異的に結合することが可能である)を含む(図1Aの上図を参照されたい)。第2のポリペプチドP2は、機能ドメインFの第2の断片F2へと連結された第2の標的化部分T2(抗原A2に特異的に結合することが可能である)を含む(図1Aの下図を参照されたい)。重要なことは、機能ドメインのそれぞれの断片F1およびF2は、それら自体では非毒性であり、2つのポリペプチドP1とP2との間でパートナー形成がなされない限り、生物学的機能を果たすことは不可能なことである。ポリペプチドP1およびP2の両方が、抗原A1およびA2の両方を発現させる単一の細胞の表面においてそれらの抗原に同時に結合すると、機能ドメインFの断片F1およびF2は、併せて緊密に近接し、それらはヘテロ二量体化し、これにより、所望の生物学的機能を相補する(図1Bを参照されたい)。他方で、抗原A1だけ(図1C)もしくは抗原A2だけ(図1D)を発現させるか、または抗原のうちのいずれも発現させない細胞は、生物学的機能の相補を引き起こさない。したがって、生物学的機能は、抗原A1およびA2の両方をそれらの細胞表面において有する細胞の存在下で、ポリペプチドP1およびP2の両方が、このような細胞へと同時的に結合したときに限り、高度な特異性で達成される。機能ドメインFの性質に応じて、抗原A1およびA2の両方を発現させる細胞の特異的な同定/検出または消失など、異なる目的を達成することができる。
例示的な一実施形態では、本発明の原理は、腫瘍細胞の特異的な消失に適用される。
新規の組織病理学的解析およびフローサイトメトリー解析は、造血系新生物およびがんならびに多様な由来の他のがん幹細胞について知られている通り、単一の表面マーカーによってではなく、異常な抗原の組合せ/プロファイルの発現によって、腫瘍細胞を検出し、それらの非形質転換対応物と弁別しうることを明らかにしている。したがって、単一の抗原では、ある種の腫瘍細胞を特異的に同定するのに十分でない可能性があるのに対し、2つの抗原の特異的な組合せは、腫瘍細胞を他の任意の種類の細胞から識別することを可能としうる。
例えば、本発明に従うポリペプチドセットは、それらの細胞表面における抗原であるCD33およびCD19の同時的な発現を特徴とするがん細胞を特異的に消失させるのに用いることができる。この抗原の組合せは、ある種の急性白血病細胞上で見出され、これらの細胞を、それらの細胞表面においてCD33またはCD19を保有しうるが、それらの細胞表面においてCD33およびCD19の両方を保有するわけではない、他の任意の細胞(非悪性細胞など)から弁別する。(Ossenkoppeleら、Review of the relevance of aberrant antigen expression by flow cytometry in myeloid neoplasms. Br J Haematol 2011、153(4):421〜36)。
CD33およびCD19の両方をそれらの細胞表面において保有するこれらの白血病性細胞を特異的に消失させるために、第1のポリペプチドP1の第1の標的化部分T1は、CD33に特異的な単鎖可変断片(scFv)でありうる。機能ドメインFの断片F1としては、抗CD3抗体の軽鎖可変ドメインVを選び出すことができる。第2のポリペプチドP2の第2の標的化部分T2は、CD19に特異的なscFvでありうる。機能ドメインFの断片F2としては、この抗CD3抗体の重鎖可変ドメインVを選び出すことができる。抗CD3抗体の軽鎖可変ドメインVおよび重鎖可変ドメインVの各々は、それら自体では非毒性であり、また、ポリペプチドP1とP2との間でパートナー形成がなされない限り、それらの生物学的機能(すなわちCD3抗原に効果的に結合する機能)を果たすことも不可能である。
CD33およびCD19の両方をその細胞表面上で有する白血病性細胞の存在下では、ポリペプチドP1およびP2の両方がその細胞に同時に結合する。結果として、機能群Fの断片F1およびF2(すなわち、この抗CD3抗体のFvである抗CD3可変ドメインの重鎖および軽鎖)は、併せて緊密に近接し、それらはヘテロ二量体化し、これにより、所望の生物学的機能を相補し、P1とP2との二量体がCD3に特異的に結合することを可能とする。
CD3とは、T細胞の表面上で存在する細胞表面分子である。この分子は、T細胞シグナル伝達複合体の一部であり、CD3特異的抗体が結合した後のT細胞の表面上でおけるCD3分子の架橋形成により、T細胞の活性化がもたらされる。CD3抗原をT細胞の表面上で動員することにより、ポリペプチドP1およびP2のヘテロ二量体は、T細胞を動員し、それらを活性化することが可能となる。結果として、細胞傷害性T細胞応答の典型的なエフェクター機構が誘発され、細胞溶解:細胞傷害性タンパク質であるパーフォリン、グランザイム、およびグラニュライシンを含有する溶解性顆粒の放出がもたらされる。パーフォリンは、これを介してグランザイムが侵入し、アポトーシスを誘導しうる小孔を、標的細胞の膜内に形成する。これらの効果により、CD33抗原およびCD19抗原の両方をそれらの細胞表面において保有する白血病性細胞の特異的な破壊がもたらされる。
白血病性細胞以外の細胞は、CD33抗原およびCD19抗原の両方をそれらの細胞表面において有するわけではない。したがって、それらは、ポリペプチドP1およびP2の両方を動員することが可能でなく、CD3結合能の相補およびCD3陽性Tリンパ球の動員も達成されない。結果として、白血病性細胞以外の細胞は影響を受けず、精密な特異性を伴う悪性細胞の破壊が達成される。
これは、従来の二特異性抗体とは顕著に対照的である。T細胞を動員し、CD33を発現させる細胞に対する特異性を有する従来の二特異性構築物であれば、全てのCD33陽性細胞の破壊を媒介するであろう。CD33は、多くの骨髄細胞および骨髄前駆細胞上で発現する骨髄系統マーカーであるので、これらの細胞を破壊すれば、長期にわたり持続する無形成が結果としてもたらされ、おそらくは患者の死亡が結果としてもたらされるであろう。T細胞を動員し、CD19陽性細胞に対する特異性を有する従来の二特異性構築物であれば、CD19抗原をそれらの細胞表面において保有する全ての細胞の消失をもたらすであろう。CD19は、Bリンパ球のかなりのサブセット上で発現する。これらの細胞の破壊であれば、重度の免疫系の欠損をもたらすであろう。したがって、CD33およびCD19を表面上で同時に発現させる白血病性細胞を消失させる以外に、CD33およびCD19に対する特異性を伴う従来の二特異性抗体を適用すれば、骨髄細胞およびBリンパ球の実質的なサブセットの消失がもたらされるであろう。
したがって、従来の二特異性抗体が、消失させる細胞上の1つの抗原だけを認識するのに対し、本発明に従うエフェクターの活性化は、同定する/消失させる細胞の表面上でおける、2つの特異的抗原の同時的な認識を要請する。その結果、本発明は、特異性の著明な改善および副作用の低減を達成する。
当業者には、本発明の原理内では、上記の例示的な実施形態に対する多様な変更が可能なことが明らかである。
例えば、上記の例示的な実施形態で記載した手法は、同定する/消失させる細胞上に同時に存在するが、他の細胞型上には同時に存在しない、抗原A1およびA2のそれぞれに特異的に結合する適切な標的化部分T1およびT2を単に選び出すことにより、CD33およびCD19陽性急性白血病細胞以外の、他の種類の腫瘍細胞の同定/消失にも容易に適合させることができる。上記で引用した通り、全てのではないにせよ、多くのがん細胞は(また、がん細胞の前駆細胞/前駆体細胞も)、それ自体では通常の組織上で広く発現するが、非生理学的組合せで発現する場合は悪性表現型を示す、多数の細胞表面分子を発現させる。例えば、CD34は、造血幹細胞についてのマーカーであり、CD7は、リンパ系細胞のサブセット上で検出することができる。しかし、CD34とCD7との組合せは、悪性腫瘍と強く関連し、2つの抗原の異常な共発現は、かなりの比率の急性骨髄性白血病において検出することができる(Ossenkoppeleら、Review of the relevance of aberrant antigen expression by flow cytometry in myeloid neoplasms. Br J Haematol 2011、153(4):421〜36.)。同様に、卵巣がん幹細胞についても、CD44とCD117との異常な共発現が記載されており、膵臓がん誘発細胞についても、CD44およびCD24との異常な共発現が記載されており、結腸がん幹細胞および乳がん幹細胞においても、EpCAMとCD44との組合せが記載されている(Natasha Y. Frank、Tobias Schatton、Markus H. Frank; The therapeutic promise of the cancer stem cell concept. J Clin Invest. 2010; 120:41〜50)。CD24およびCD29のほか、CD24およびCD49fの発現も、乳がんに特異的であることが見出されている(Vassilopoulos Aら、Identification and characterization of cancer initiating cells from BRCA1 related mammary tumours using markers for normal mammary stem cells. Int J Biol Sci 2008; 4:133〜142)。なおさらに、骨髄腫を示すCD38およびCD138など、抗原の発現レベルが高度な組合せは、多数の悪性腫瘍を示す。
上記で列挙したがん特異的抗原の組合せおよび科学文献から知られる組合せに加えて、特異的な腫瘍細胞上で同時に発現するが、他の細胞上では発現しない2つの抗原のさらなる組合せも、当業者は、簡単に導出することができる。
第1に、当業者は、それぞれの細胞型の悪性状態に特異的な抗原を、適切な細胞型マーカーまたは細胞系統マーカーと組み合わせることにより、ある種のがんに特異的な抗原の組合せに到達することができる。例えば、炭酸脱水素酵素IXは、腎細胞がんおよび腎細胞がんの転移と強く関連するマーカーであり、これにより、腎細胞の悪性状態についてのマーカーを表す。しかし、この膜に存在するマーカーはまた、通常の腸管細胞上でも発現する。アクアポリンなどの腎臓系統マーカーを、第2の抗原として選択することにより、結果としてもたらされる2つの抗原の組合せは、腎細胞がん細胞および腎細胞がんの転移から結果としてもたらされる細胞に特異的であるのに対し、非悪性腎細胞(炭酸脱水素酵素IXを発現させない)または腸管に由来する細胞(アクアポリンを発現させない)のいずれも、選択される抗原対を特徴としない。
多様な細胞型の悪性状態のマーカーについての詳細な情報、および多数の細胞型または細胞系統のマーカーについての詳細な情報は、文献資料およびウェブベースの資料(詳細については、下記を参照されたい)から入手可能であるか、または簡単な実験(下記を参照されたい)により得ることができる。
細胞の悪性状態のマーカーの例には、上皮細胞および乳管型乳がん細胞についてのE−カドヘリン;類上皮悪性腫瘍、ならびに卵巣がん細胞、腺がん細胞、および乳がん細胞についてのCa−125;乳がん細胞についてのHer−2/neu;乳がん細胞についての大嚢胞症液タンパク質(gross cystic disease fluid protein)(BRST−2タンパク質);肺がん細胞および乳がん細胞についてのBCA−225(乳がん関連糖タンパク質);膵臓がん細胞、胆管がん細胞、および腸管がん細胞についてのCA 19−9(炭水化物抗原19−9);結腸直腸がん細胞についてのCEA;gist(消化管間質腫瘍)細胞(ならびに骨髄細胞およびマスト細胞)についてのCD117(c−kit);リード−スタンバーグ細胞(ならびにKi−1活性化T細胞およびB細胞)についてのCD30;上皮がん細胞についての上皮抗原(BER−EP4)、上皮膜抗原、および上皮関連抗原(MOC−31);多様ながん細胞についての表皮成長因子受容体(HER1);多様ながん細胞についての血小板由来成長因子受容体(PDGFR)アルファ;黒色腫細胞についての黒色腫関連マーカー/Mart1/Melan−A;がん幹細胞集団および他の細胞集団についてのCD133;腺がん細胞についてのTAG72(腫瘍関連gp 72)が含まれる。
1つの/複数の細胞の悪性状態のマーカーのさらなる例には、EpCAM、CD19、HER−2、HER−3、HER−4、PSMA、MUC−1(ムチン)、MUC2、MUC3、MUC4、MUC5AC、MUC5B、MUC7、Lewis−Y、CD20、CD33、CD44v6、Wue−1、形質細胞抗原、(膜結合)IgE、黒色腫コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(MCSP)、STEAP、メソテリン、前立腺幹細胞抗原(PSCA)、sTn(シアリルTn抗原)、FAP(線維芽細胞活性化抗原)、EGFRvIII、Igα、Igβ、MT−MMP、Cora抗原、EphA2、L6およびCO−29、CCR5、βHCG、ガングリオシドGD3、9−O−アセチル−GD3、GM2、Globo H、フコシルGM1、ポリSA、GD2、炭酸脱水素酵素IX(MN/CA IX)、ソニックヘッジホッグ(Shh)、CCR8、TNF−アルファ前駆体、A33抗原、Ly−6、デスモグレイン4、E−カドヘリンネオエピトープ、胎児型アセチルコリン受容体、CD25、II型ミュラー管抑制物質(MIS)受容体、エンドシアリン、SAS、CD63、TF抗原、CD7、CD22、Igα(CD79a)、Igβ(CD79b)、G250、gp100、F19抗原、およびEphA2が含まれる。
ある種の細胞型/細胞系統または少数の細胞型/細胞系統に特異的な抗原(細胞型マーカー/細胞系統マーカー)の例には、造血細胞についてのCD45;内皮細胞、幹細胞、および間質細胞についてのCD34;骨髄細胞についてのCD33;形質細胞および上皮細胞のサブセットについてのCD138;上皮、骨髄、およびリード−スタンバーグ細胞についてのCD15;胸腺皮質細胞およびランゲルハンス細胞についてのCD1a;胸腺細胞、T細胞、およびナチュラルキラー(NK)細胞についてのCD2;T細胞についてのCD3;ヘルパーT細胞についてのCD4;T細胞、B細胞のサブセット、および胸腺がん細胞についてのCD5;細胞傷害性T細胞についてのCD8;B細胞についてのCD20;活性化B細胞についてのCD23;内皮細胞についてのCD31;T細胞、骨髄細胞、B細胞のサブセット、組織球、および形質細胞についてのCD43;NK細胞についてのCD56;神経内分泌細胞、およびNK細胞についてのCD57;マクロファージについてのCD68;B細胞および形質細胞についてのCD79a;内皮細胞系統についてのCD146;肺細胞についてのサーファクタントタンパク質;神経内分泌細胞についてのシナプトフィジン、CD56、またはCD57;筋細胞についてのニコチン性アセチルコリン受容体または筋特異的キナーゼ(MUSK);筋細胞およびニューロンについての電位依存性カルシウムチャネル(P/Q型)または電位依存性カリウムチャネル(VGKC)またはN−メチル−D−アスパラギン酸受容体(NMDA);甲状腺についてのTSH(甲状腺刺激ホルモン)受容体;筋細胞についてのアンフィフィシン;肝細胞につてのHepPar−1;神経細胞についてのガングリオシドGQ1B、GD3、またはGM1;ならびに赤血球生成細胞系統細胞についてのグリコホリンAが含まれる。
本発明の目的で、対象の細胞型または細胞系統に対する特異性が不完全な抗原に依拠することが有利でありうる状況があることに注意されたい。例えば、対象の細胞型/細胞系統上でもっぱら見出され、他の任意の細胞型/細胞系統上では見出されない抗原が、知られていない状況、または抗原の専一的特異性を確認することが可能でない状況ではまた、対象の細胞型/細胞系統以外に、1つまたは複数の他の細胞型/細胞系統上に存在する抗原も検討することができる。同様の検討は、細胞の悪性状態のマーカー、なおまたは2つの抗原の組合せの特異性にも当てはまる。したがって、例えば、本発明の目的で、対象の細胞だけに特異的なのではなく、また、1つまたは複数の(少数の)他の悪性細胞の細胞型/細胞系統/種類にも特異的な2つの抗原の組合せを選択する状況もある。
第2に、当業者は、簡単な実験により、ある種のがんに特異的な抗原の組合せに到達することができる。これは、(1)消失させる腫瘍細胞上の表面抗原を決定するステップと、(2)これらの腫瘍細胞表面抗原間で、他の細胞型上では同時に存在しない(または、いくつかの実施形態では、少数の他の細胞型だけに存在する)2つの抗原を同定するステップとを含みうる。
それぞれの種類のがんについて、刊行された文献(例えば、David J. Dabbs、Diagnostic immnohistochemistry、Churchill Livingstone、3版(2010);またはF LinおよびJ Prichard、Handbook of Practical Immnohistochemistry: Frequently Asked Questions、Springer、New York、1版(2011)を参照されたい)から、このような情報が既に利用可能でありうるため、消失させる腫瘍細胞上の表面抗原を決定する実験が必要でない場合もあることが多い。ウェブベースの資料を介して、なおより広範な情報も利用可能である。例えば、米国国立がん研究所(NCI)のCancer Genome Anatomy Project(CGAP)は、多様な正常細胞、前がん細胞、およびがん細胞の遺伝子発現プロファイルを、体系的に決定している(Strausberg RL. The Cancer Genome Anatomy Project: building a new information and technology platform for cancer research. Molecular Pathology of Early Cancer、1999、(Srivastava, S.、Henson, D.E.、Gazdar, A.編、IOS Press)、365〜370ページ)。CGAPのイニシアチブにより作成される資料は、自由に利用可能であり(http://cgap.nci.nih.gov/)、全てのCGAPデータおよび必要な解析ツールへのアクセスを包含する。同様に、米国国立がん研究所のCancer Genome Characterization Initiative(CGCI)も、異なる腫瘍に関与するゲノム変化を特徴付けるためのツール、例えば、第2世代の配列決定を用いるエクソーム解析およびトランスクリプトーム解析を含めた、ゲノムの特徴付けの方法に焦点を当てている。CGCIにより作成されるデータは、一般にアクセス可能なデータベース(http://cgap.nci.nih.gov/cgci.html)を介して利用可能である。したがって、多くの場合、対象の腫瘍細胞上の、知られている多様な細胞表面タンパク質の存在または非存在についての情報は、これらの一般にアクセス可能なデータベースを単にチェックすることにより、導出することができる。次いで、所望の場合、以下で記載される方法に従う、腫瘍細胞/腫瘍組織の免疫細胞化学解析/免疫組織化学解析による第2のステップにおいて、この情報を検証することができる。
対象の腫瘍細胞/腫瘍組織が発現させるタンパク質について入手可能な情報がない場合、当業者は、腫瘍細胞/腫瘍組織上の抗原の特徴付けを、抗体パネルを伴う免疫細胞化学法/免疫組織化学法により実行することができる(例えば、F LinおよびJ Prichardによる、「Handbook of Practical Immnohistochemistry: Frequently Asked Questions」、Springer、New York、1版(2011);またはE HarlowおよびD Laneによる、「Using Antibodies: A Laboratory Manual」、Cold Spring Harbor Laboratory Press(1998)を参照されたい)。略述すると、腫瘍から単離した組織学的調製物または細胞を、潜在的表面抗原を指向する第1の抗体と共にインキュベートし、洗浄するステップの後、第1の抗体のFcドメインを指向する第2の抗体によるインキュベーションを行う。標的化された抗原の発現を視覚化するために、この第2の抗体を、フルオロフォアまたはHRP(西洋ワサビペルオキシダーゼ)などの酵素で標識する。細胞の表面抗原についてのハイスループットの抗原プロファイリングを目的として用いうる抗体パネルは、多数の製造元から市販されている。
加えて、Becton,Dickinson & CompanyのFACS(蛍光活性化細胞分取)ベースのハイスループットアレイ技術であるBD FACS(商標)CAP(Combinational Antibody Profile)など、細胞表面におけるタンパク質の発現を同定するおよび解析するための、ハイスループットのプロテオミクスによる細胞の特徴付けにとりわけ専用のツールが市販されている。
上記の免疫細胞化学解析/免疫組織化学解析/プロテオミクス解析に先立って(または、場合によっては、置きかえて)、腫瘍細胞のゲノムワイド遺伝子発現プロファイリングまたは対象の腫瘍細胞/腫瘍組織が発現させるタンパク質についての質量分析を行うことができる。例えば、腫瘍細胞のゲノムワイド遺伝子発現プロファイリングを実行して、多様な細胞表面分子の発現についてチェックすることができ、次いで、腫瘍細胞の細胞表面上でおけるこのような抗原の存在を、上記の抗体ベースの染色法を介して確認することができる。
(がん)細胞の表面抗原を特徴付ける手法についてのさらなる情報は、関与の科学文献(例えば、Zhou J、Belov L、Huang PY、Shin JS、Solomon MJ、Chapuis PH、Bokey L、Chan C、Clarke C、Clarke SJ、Christopherson RI. Surface antigen profiling of colorectal cancer using antibody microarrays with fluorescence multiplexing. J Immunol Methods. 2010;355:40〜51;またはCarter P、Smith L、Ryan M. Identification and validation of cell surface antigens for antibody targeting in oncology. Endocr Relat Cancer. 2004;11:659〜87)において入手可能である。
次の段階では、当業者は、腫瘍細胞の細胞表面抗原間で、他の細胞型では同時に発現しない2つの抗原の組合せを同定することができる。
文献または一般に利用可能なデータベースが、他の細胞型に由来する抗原の存在または非存在についての詳細な情報を既に提供している場合があることが多い。
多様な細胞型における多様な細胞表面分子の発現については、過去数十年間にわたり、体内のほとんどの細胞型についての免疫表現型検査および遺伝子発現プロファイリングにより、研究者が体系的に研究している。例えば、360を超える「表面抗原分類」抗原(またはCD抗原)の発現についての詳細な情報が、印刷物(例えば、Zola H、Swart B、Nicholson I、およびVoss Eによる、「Leukocyte and Stromal Cell Molecules: The CD Markers」、John Wiley & Sons、1版(2007))およびオンラインデポジトリー(例えば、www.hcdm.org/MoleculeInformation/tabid/54/Default.aspx)において入手可能であり、これには、抗原の組織分布および発現レベルについての情報のほか、抗原反応性抗体およびこれらの抗体が結合するエピトープについての情報が含まれる。
なおさらに、化学コミュニティーにより作成される大量のゲノムデータへのアクセスを提供する、一般に利用可能なデータベースが存在する。例えば、米国のNational Center for Biotechnology Information(NCBI)のGene Expression Omnibus(GEO)プラットフォーム(Barrett Tら、NCBI GEO: archive for functional genomics data sets--10 years on. Nucleic Acids Res. 2011;39(データベース特集号):D1005-10)は、マイクロアレイ、次世代配列決定、および他の形態のハイスループットの機能的ゲノムデータの膨大なコレクションを収蔵し、これらへのアクセスをもたらし、この情報に容易にアクセスするためのウェブベースのインターフェースおよびアプリケーションもさらに提供している(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)。
対象の腫瘍細胞以外の他の細胞型を収載しないと考えられるこれらの資料を介して、2つの抗原の対を同定したら、当業者は、P1およびP2ポリペプチド構築物をさらに開発するための、抗原の組合せの適切性を容易に検証することができる。同定された2つの抗原の組合せが、腫瘍細胞以外の他の細胞型では実際に同時には発現しないことのこのような検証を、2つの抗原に対する抗体により分類された細胞型および/または組織の(最適な程度に大きな)コレクションについての、免疫組織化学解析/免疫細胞化学解析により実行することができる。任意の種類の細胞および組織は、ATCC(American Type Culture Collection)から得ることができ、病理学教室からも得ることができ、大学および研究機関と関連する組織バンクからも得ることができる。適切な抗原の組合せは、もっぱら腫瘍細胞を染色し、健常な組織または健常な細胞は染色しない(すなわち、腫瘍細胞は、対の抗体の両方で染色されるが、他の組織/細胞は抗体の両方で染色されるわけではない)抗体の対として規定される。
多くの状況では、最も高度な特異性(好ましくは絶対的な特異性)が当然ながら所望されるが、低度な特異性が受容可能な状況があることに注意されたい。例えば、ポリペプチドセットを診断目的で用いる場合、他の細胞型または組織とのある程度の交差反応性は受容可能でありうる(とりわけ、充実性腫瘍の場合、さらなる位置情報が、腫瘍細胞を交差反応細胞から弁別する一助となるので)。なおさらに、ポリペプチドセットを治療目的で用いる場合もまた、処置される患者における疾患の重症度および交差反応性の影響を受ける細胞型/組織に応じて、他の細胞型または組織とのある程度の交差反応性は受容可能でありうる。移植環境の文脈(下記を参照されたい)では、低度な特異性が受容可能でありうる他の状況が生じうる。
適切な抗原の組合せについての手がかりを、文献または公表のデータベースから導出できない場合、他の細胞型に由来する腫瘍細胞の細胞表面抗原の存在/非存在を、簡単な実験によりチェックすることができる。この目的のために、上記で指摘された供給源から得られる様々な細胞型および/または組織を、プロテオミクスによる細胞の特徴付け、免疫細胞化学解析/免疫組織化学解析、および/または遺伝子発現プロファイリングにかけることができる(多様な異なる治療状況または診断状況に適合させうる、多様な本発明に従う構築物をデザインするために用いうるデータを得るためには、非腫瘍細胞/腫瘍組織についてのこのような解析を一度だけ実行しなければならないことに注意されたい)。得られた結果を、対象の腫瘍細胞の細胞表面抗原についての情報と比較したら、対象の腫瘍細胞以外の他の任意の細胞上には存在しない2つの抗原の組合せを容易に同定することができる。
腫瘍細胞に特異的な2つの抗原の対を同定する、同様の体系的な手法はまた、ゲノムワイド遺伝子発現プロファイリングに続いて、免疫組織化学に依拠する、Balagurunathanによる近年の刊行物(Yoganand Balagurunathan、Gene expression profiling-based identification of cell-surface targets for developing multimeric ligands in pancreatic cancer. Mol Cancer Ther 2008;7.3071〜3080)においても記載されている。この論考の著者らは、DNAマイクロアレイを用いて、相当数の膵臓がん検体および通常の組織試料について、mRNA遺伝子発現プロファイルのデータベースを作成した。細胞表面分子をコードする遺伝子についての発現データは、腫瘍細胞上で優先的に発現するが、通常の組織内では発現しない遺伝子の組合せを同定するための、多変量規則ベースの計算法により解析した。次いで、膵臓の腫瘍組織についての標準的な免疫組織化学法および通常の組織マイクロアレイを用いて、腫瘍特異的な抗原の組合せを構成する抗原の異常な共発現を確認した。
対象の腫瘍細胞に特異的なこのような抗原の組合せを同定および検証したら、ポリペプチドP1およびポリペプチドP2の構築物を、標準的なタンパク質操作法および分子生物学法により操作することができる(例えば、G HowardおよびM Kaser、Making and Using Antibodies: A Practical Handbook、CRC Press、1版(2006); Sambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、New York(2001)を参照されたい)。
多くの細胞表面分子について、特異的なモノクローナル抗体が特徴付けられており、したがって、たやすく利用可能である。したがって、多くの場合、当業者は、同定された抗原の組合せの抗原に特異的なモノクローナル抗体のハイブリドーマ細胞に対してアクセスすることができる。所与の抗原に特異的な抗体パネルから選び出すための選択肢を有するので、当業者は、抗原を発現させる細胞の、エフェクター細胞からの距離を最小化するために、膜に近接するエピトープに結合する反応性抗体を選び出すことができる(Bluemel C、Hausmann S、Fluhr P、Sriskandarajah M、Stallcup WB、Baeuerle PA、Kufer P. Epitope distance to the target cell membrane and antigen size determine the potency of T cell-mediated lysis by BiTE antibodies specific for a large melanoma surface antigen. Cancer Immunol Immunother.2010年8月;59(8):1197〜209)。このような抗体が、同定された抗原の組合せの抗原の一方または両方に対して利用可能でない場合は、抗原に対するモノクローナル抗体を、標準的な技法により創成することができる(例えば、G HowardおよびM Kaser、Making and Using Antibodies: A Practical Handbook、CRC Press、1版(2006))。なおさらに、多様な業者が、特製のモノクローナル抗体およびハイブリドーマ細胞を創成するための完全なサービスを提供している。
対象のモノクローナル抗体の可変ドメインをコードするDNAまたはmRNAは、PCR増幅またはクローニング(Orlandi R、Gussow PT、Jones: Cloning immunoglobulin variable domains for expression by the polymerase chain reaction. Proc Natl Acad Sci U S A 1989、86(10):3833〜3837; Wang Z、Raifu M、Howard M、Smith L、Hansen D、Goldsby R、Ratner D: Universal PCR amplification of mouse immunoglobulin gene variable regions: the design of degenerate primers and an assessment of the effect of DNA polymerase 3' to 5'exonuclease activity. J Immunol Methods 2000、233(1〜2):167〜177; Essono S、Frobert Y、Grassi J、Cremino C、Boquet D: A general method allowing the design of oligonucleotide primers to amplify the variable regions from immunoglobulin cDNA. J Immunol Methods 2003、279:251〜266; G HowardおよびM Kaser、Making and Using Antibodies: A Practical Handbook、CRC Press、1版(2006))により、ハイブリドーマから得ることもでき、それぞれの抗体の可変断片のDNAの配列を含む既に確立されているベクターから得ることもできる。配列は、多くの配列が寄託されている公表データベースから抽出しうることが多く、次いで、多様な市販のサービスプロバイダー(例えば、Creative Biolabs、Shirley、USA)により提供される遺伝子合成により構築物を創成することもなお可能である。
ポリペプチドP1の構築物を形成するために、同定された抗原対の第1の抗原に特異的な抗体の可変断片Fvをコードする配列(または、場合によって、その配列に由来する単鎖可変断片の配列)を、第1の標的化部分(T1)に用い、適切なリンカー(例えば、12アミノ酸未満をコードする)を介して、機能ドメイン(例えば、抗CD3抗体のVドメイン)の第1の断片F1をコードする配列へと連結する。同様に、ポリペプチドP2の構築物を形成するために、同定された抗原対の第2の抗原に特異的な抗体の可変断片Fvをコードする配列(または、場合によって、その配列に由来する単鎖可変断片の配列)を、第2の標的化部分(T2)に用い、適切なリンカーを介して、機能ドメイン(例えば、抗CD3抗体のVドメイン)の第2の断片F2をコードする配列へと連結する。
本発明に従うポリペプチドP1またはP2の任意の構築物については、構築物を具体的な必要に適合させるために、構築物または構築物を形成するために用いられる配列に対する修飾を検討する。例えば、ヒトにおけるその免疫原性を低減するかまたは消失させる形で、構築物を修飾することができる。配列がマウス抗体などの非ヒト親抗体に由来する場合は、親抗体の抗原結合特性を保持するかまたは実質的に保持しながら、ヒトにおける免疫原性の低減を結果としてもたらす(当業者には「ヒト化」抗体/構築物として知られている)、配列への修飾を実行することができる。
当業者には、本出願において記載されている実施形態および変更に応じるための、上記の手順の多様な改変および適合が明らかである。
標的化部分T1およびT2が特異的に結合する抗原に関する変更に加えて、多様な他の修飾も可能である。例えば、標的化部分T1および/またはT2としての単鎖変異体断片(scFv)ではなく、他の種類の一価抗体または抗体様の構造を使用することもできる。例えば、ラマ、ラクダ、またはサメ抗体に由来する抗体/抗体様の構造を用いることができる。ラマ抗体、ラクダ抗体、およびサメ抗体は、単一のドメインにより構成される抗原結合部分(VおよびV鎖ではなく)を有するので、結果としてもたらされるポリペプチドP1またはP2ははるかに小型であり、このため、腫瘍組織へと良好に浸透しうる。
さらに、多くの腫瘍関連抗原は、細胞表面結合受容体であるので、標的化部分T1および/またはT2の単鎖Fvは、このような細胞表面結合受容体の天然リガンドまたは人工リガンドで置きかえることができる。これらの天然リガンドまたは人工リガンドなどの抗体は、標的受容体に対する優れた特異性を付与する。代替的に、標的化部分T1および/またはT2は、アプタマーでもありうる。
なおさらに、標的化部分の抗原に対する結合アフィニティーを増強するために、標的化部分を、グリコシル化または他の種類の翻訳後修飾もしくは化学修飾により多量体化および/または改変することもでき、部位指向突然変異誘発またはファージディスプレイ選択過程を介して最適化することもできる。
なおさらに、断片F1およびF2(すなわち、上記の例示的な実施形態における、抗CD3 FvのV断片およびV断片)は、2つの断片の相補に対して異なる生物学的効果を結果としてもたらす、異なる機能ドメインFの断片で置きかえることができる。抗CD56、抗CD1a、または抗CD16aの断片を用いることにより、ナチュラルキラー細胞を動員し、活性化させることができる。抗CD16の断片を用いることにより、ナチュラルキラー細胞、好中性多型核白血球、単球、およびマクロファージを動員し、活性化させることができる。抗CD32a、抗CD32b、抗CD89、抗CD16a、または抗CD64の断片を用いることにより、マクロファージを動員し、活性化させることができる。抗CD32a、抗CD32b、抗CD64、または抗CD89の断片を用いることにより、単球を動員し、活性化させることができる。抗CD16b、抗CD89、抗CD32a、抗CD32b、または抗CD64の断片を用いることにより、顆粒球を動員し、活性化させることができる。なおさらに、抗CD3と代替的に、抗CD2、抗CD5、抗CD28、または抗TCR(T細胞受容体)の断片を用いることによってもまた、T細胞を動員し、活性化することができる。抗体の結合を介するエフェクター細胞の動員および活性化に関するさらなる情報またはさらなる選択肢は、公表された文献、例えば、Roland E. Kontermann(編)による「Bispecific Antibodies」、Springer Berlin Heidelberg、1版(2011)から入手可能である。
さらなる選択肢は、2つの断片が相補するとエフェクター細胞上で抗原に結合するが、エフェクター細胞のこの抗原への結合が、前記エフェクター細胞の活性化を引き起こさない、機能ドメインFの断片F1およびF2を伴うポリペプチドセットP1およびP2を用いることである。次いで、このポリペプチドセット(「第1のポリペプチドセット」)を、相補すると、同じエフェクター細胞上の第2の異なる抗原に結合するが、ここでもまた、エフェクター細胞のこの抗原への結合が、エフェクター細胞の活性化を引き起こさない、機能ドメインFの断片を伴う第2のポリペプチドセットと組み合わせて用いる(例えば、患者へと投与する)。第1のポリペプチドセットおよび第2のポリペプチドセットが結合する抗原は、エフェクター細胞上で、2つの抗原のうちの1つだけが結合しても、エフェクター細胞の活性化を結果としてもたらさないが、エフェクター細胞上で抗原の両方が同時に結合すれば、エフェクター細胞の活性化がもたらされるように選び出す。これは、(1)エフェクター細胞上で、個別には機能せず、第2の抗原の共刺激を要請する抗原を用いうる利点、および(2)ある種の細胞(がん細胞など)を他の細胞から差別化する特異性を決定付ける異なる抗原の数を、2つの異なる抗原(第1のポリペプチドセットと第2のポリペプチドセットとは、それぞれ、同じ標的化部分T1およびT2を有する)から、4つの異なる抗原(第1のポリペプチドセットと第2のポリペプチドセットとは、標的化部分を共有しない)まで増大させうる利点を有する。
同様の効果は、標的化部分は異なるが、機能ドメインは同じ2つのポリペプチドセットにより達成することができる。これらのポリペプチドセットは、通常は各ポリペプチドセット自体でエフェクター細胞を活性化させることを可能とするエフェクター細胞抗原を指向する機能ドメインを有するようにデザインする。しかし、いずれのポリペプチドセットも、有効なエフェクター細胞の活性化を引き起こすには余りに低すぎる濃度で用いる。ポリペプチドセットの両方が同時に存在する(例えば、患者へと同時的に投与するとき)場合、各ポリペプチドセット自体はエフェクター細胞を活性化することが可能ではない(その低濃度に起因して)が、ポリペプチドセットの両方の組合せはエフェクター細胞を活性化することが可能である(2つのポリペプチドセットの効果が相乗作用的に作用し、これにより、2つのポリペプチドセットにより引き起こされる効果の合計は、エフェクター細胞を活性化させるのに十分であるため)。
エフェクター細胞の動員/活性化に対する別の代替法として述べると、二特異性抗体構築物について十分に確立されている「前処理」法(Cancer Imaging and Therapy with Bispecific Antibody Pretargeting. Goldenberg DM、Chatal JF、Barbet J、Boerman O、Sharkey RM. Update Cancer Ther. 2007年3月;2(1):19〜31)を追求することもできる。この目的のために、F1およびF2を、抗原に特異的な抗体のV断片およびV断片、担体分子(すなわち、前記ポリペプチドセットが投与される患者の免疫系により外来として認識されない分子/分子の一部、またはそれが投与される患者による免疫反応を引き起こさないか、もしくは弱い免疫反応を引き起こすにとどまる分子)、またはアフィニティータグで置換する。ポリペプチドP1およびP2の投与に続き(またはこれと同時に)、前記抗原、担体分子、またはアフィニティータグへとカップリングされた治療用化合物または診断用化合物を投与する。ポリペプチドP1およびポリペプチドP2のいずれも、抗原A1およびA2の両方をそれらの表面に保有する細胞だけに結合する。結果として、これらの細胞だけにおいて、機能的な相補により、前記抗原、担体分子、またはアフィニティータグを介して、治療用化合物または診断用化合物を動員することが可能な結合部位の創成がもたらされる。この手法は、毒素もしくは放射性物質などの治療用化合物または診断用化合物の正確な投与および投薬の可能性と組み合わせて、標的細胞の専一的対象化を可能としながら、抗原を発現させないかまたは抗原のうちの1つだけを発現させる細胞には影響を及ぼさない。
適切な担体分子は、例えば、ペプチドまたは炭水化物分子でありうる。担体分子は、代謝的に不活性で、血中に残存し、それらが十分に低分子である場合は、腎臓を介して消失する、一般的な血漿増量剤である、ゼラチン、デキストラン、またはヒドロキシエチルデンプンでありうることが好ましい。代替的に、担体分子は、糸球体クリアランスを決定するために臨床で日常的に用いられる、代謝的な不活性分子であるイヌリンでありうる(そして、加えて、イヌリンを特異的に認識する抗体も存在する)。
適切なアフィニティータグは、例えば、Flagタグ、mycタグ、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)タグ、ヘマグルチニン(HA)タグ、ポリヒスチジン(His)タグ、またはマルトース結合タンパク質(MBP)タグ、ジゴキシゲニン(DIG)タグでありうる。
抗原、担体分子、またはアフィニティータグへとカップリングさせた治療用化合物は、例えば、放射性化合物または毒素でありうる。
適切な放射性化合物は、例えば、90Y、177Lu、131I、32P、10B、または213Biを含む化合物である。放射性化合物へと連結された抗原、担体分子、またはアフィニティータグが、第1の抗原および第2の抗原の両方を発現させる細胞へと動員されると、放射能の腫瘍部位への蓄積がもたらされ、腫瘍細胞/腫瘍組織の特異的な破壊が結果としてもたらされる。
代替的に、抗原、担体分子、またはアフィニティータグへとカップリングさせた治療用化合物は、例えば、あらかじめ細胞表面に結合しなければ細胞膜を越えることが可能でない毒性化合物でありうる。
この前提条件は、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)、ボツリヌス菌(C. botulinum)、C.ディフィシレ(C. difficile)、炭疽菌(B. anthracis)など、多数の病原性細菌に由来する、古典的なAB毒素のA成分により満たされる。AB毒素とは、内部細胞機能に干渉する2成分のタンパク質複合体である。A成分とは、「活性」成分(すなわち、膜を透過すると細胞を死滅させる)であるが、それ自体では細胞膜を越えることが可能でない。B成分とは、それ自体は非毒性であるが、成分Aの取込みおよび膜透過に不可欠な「結合」成分である。
例えば、炭疽菌(Bacillus anthracis)の防御抗原(PA)とは、活性炭疽菌外毒素の浮腫因子および致死因子(LF)の取込みを媒介する、古典的な毒素のB成分である。LF自体は、膜を透過せず、このため、その病原能を発揮できないので、PA成分を伴わないLFは、非毒性である(Pezard C、Berche P、Mock M.「Contribution of individual toxin components to virulence of Bacillus anthracis」、1991 Infect. Immun. 59(10):3472)。しかし、細胞表面分子に結合すると、LFは内部移行され、細胞に対して高度に毒性となる。
ポリペプチドP1とポリペプチドP2とが二量体化すると、機能ドメインFの機能が再構成される。再構成された機能ドメインの、毒素へとカップリングさせた抗原、担体分子、またはアフィニティータグとの相互作用を介して、毒素は、標的細胞の細胞膜へと動員され、細胞へと組み込まれ、細胞を死滅させる。
大半は抗体様のドメインまたは天然のリガンドである標的化部分を、毒素成分へとカップリングさせた、いわゆる抗毒素において既に広く用いられている(例えば、Immunotoxins for targeted cancer therapy. Kreitman RJ、AAPS J. 2006年8月18日;8(3):E532〜51を参照されたい)ので、当業者が、この原理を、本発明の目的へと適合させることは容易である。例には、ジフテリア毒素に基づく抗毒素(一部のT細胞リンパ腫の処置について、FDAにより承認されている、デニロイキンディフチトクス(米国における商標名:Ontak)など)または炭疽菌(B. anthracis)致死因子に基づく抗毒素(Pastan I、Hassan R、FitzGerald DJ、Kreitman RJ(2007)。「Immunotoxin treatment of cancer」。Annu. Rev. Med. 58:221〜37)が含まれる。
AB毒素の適切なA成分は、例えば、炭疽菌(B. anthracis)浮腫因子、炭疽菌(B. anthracis)致死因子、ウェルシュ菌(C. perfringens)イオタ毒素、ボツリヌス菌(C. botulinum)C2毒素、C.ディフィシレ(C. difficile)ADPリボシルトランスフェラーゼジフテリア菌(C. diphtheriae)ジフテリア毒素断片Aでありうる。
代替的に、治療用化合物は、例えば、細胞内に入ると毒性であり、あらかじめ細胞表面に結合しなくとも、それ自体で細胞膜を越えることが可能な細胞傷害性化合物でありうる。この場合には、治療用化合物をカップリングさせる抗原、担体分子、またはアフィニティータグを、結果としてもたらされるコンジュゲート(すなわち、抗原/担体分子/アフィニティータグへと連結された治療用化合物)が、細胞表面へとあらかじめ結合しなければ、このコンジュゲートが、細胞膜を越え、細胞に侵入することを阻止するように選択する(適切な担体分子は、例えば、ヒドロキシエチルデンプン担体でありうる)。したがって、このようなコンジュゲートは、それらの細胞表面にあらかじめ結合しなければ、細胞に侵入しないが、細胞表面に結合すると、このようなコンジュゲートは細胞へと内部移行され、毒性化合物が細胞を死滅させる。コンジュゲートは、本発明のポリペプチドセットの存在下で、抗原A1およびA2の両方をそれらの細胞表面において同時に発現させる細胞へと動員されない限り、細胞に結合しない。このような細胞は、ポリペプチドP1およびP2の両方に結合し、これらを動員し、再構成された機能ドメインは、抗原/担体分子/アフィニティータグに特異的に結合し、これらを動員し、この結果、治療用化合物の内部移行がもたらされる。その結果、抗原A1およびA2の両方をそれらの細胞表面において保有する細胞の特異的な殺滅が達成される。この文脈において用いられうる細胞傷害性化合物には、例えば、アウリスタチン、リシン、サポニン、ブリドイン1、ブーガニン、ゲロニン、ヤマゴボウ抗ウイルスタンパク質(PAP)、抗葉酸、ビンカアルカロイド、アントラサイクリン、カリケアマイシン、リボヌクレアーゼ、アブリン、モデクシン、またはリステリオリシンOが含まれる。
抗原、担体分子、またはアフィニティータグへとカップリングさせた診断用化合物は、例えば、放射性化合物、フルオロフォア、または生物発光を媒介することが可能な化合物でありうる。
適切な放射性化合物は、例えば、99mTc、111In、82Rb、または201Tlを含む化合物である。このような化合物は、臨床においてよく知られている医療用造影手順により検出される。
代替的に、GFP(緑色蛍光タンパク質)またはGFP変異体(例えば、BFP(青色蛍光タンパク質)、CFP(シアン蛍光タンパク質)、またはYFP(黄色蛍光タンパク質))などの蛍光化合物を診断用化合物として用いることもでき、FITC(イソチオシアン酸フルオレセイン)もしくはPE(フィコエリトリン)、Alexa Fluor色素(例えば、Molecular Probesにより販売されているAlexaFluor488および関連色素など)、またはシアニン色素(Cy3(インドカルボシアニン)もしくはCy5(インドジカルボシアニン)または関連の色素など)などの蛍光低分子化合物を診断用化合物として用いることもできる。
代替的に、ルシフェラーゼ、例えば、Gaussiaルシフェラーゼ(Chopra A. Gaussia princeps luciferase. Molecular Imaging and Contrast Agent Database (MICAD)[オンラインのデータベース]。Bethesda(MD):National Library of Medicine(US)、NCBI;2004〜2012. http://micad.nih.gov.から入手可能である)など、生物発光を媒介することが可能な化合物を、診断用化合物として用いることもできる。in vivoにおける造影のためのGaussiaルシフェラーゼの使用は、十分に確立されている(例えば、Santos EBら、Sensitive in vivo imaging of T cells using a membrane-bound Gaussia princeps luciferase. Nat Med. 2009年3月;15(3):338〜44. Epub 2009年2月15日;またはInoue Yら、Gaussia luciferase for bioluminescence tumor monitoring in comparison with firefly luciferase. Mol Imaging. 2011年10月1日;10(5):377〜85. doi:10.2310/7290.2010.00057. Epub 2011年4月26日を参照されたい;さらなる詳細についてはまた、下記も参照されたい)。
なおさらに、断片F1およびF2(すなわち、上記の例示的な実施形態における、抗CD3 FvのV断片およびV断片)を、治療用化合物または診断用化合物に特異的な抗体のV断片およびV断片で置きかえることもできる(すなわち、この場合には、機能ドメインFを、治療用化合物または診断用化合物に直接結合させることが可能である)。この場合、「前処理」法の文脈において上記の同じ治療用化合物および診断用化合物を検討することができる。
さらに、断片F1およびF2(すなわち、上記の例示的な実施形態における、抗CD3 FvのV断片およびV断片)は、それら自体では生物学的に不活性であるが、2つの断片が会合し、機能的な相補がなされ、これにより、抗原A1およびA2の両方を保有する細胞の特異的な同定が可能となると、それらの機能(すなわち、蛍光または生物発光を媒介するそれらの能力)を取り戻す、蛍光化合物または生物発光化合物の断片で置きかえることもできる。
当技術分野では、この文脈において用いられうる、GFP(緑色蛍光タンパク質)、GFP誘導体(YFP(黄色蛍光タンパク質)およびCFP(シアン蛍光タンパク質)、Venus(Nagai Tら、A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications. Nat Biotechnol. 2002年1月;20(1):87〜90)、またはCerulean(S72A置換、Y145A置換、およびH148D置換により増強されたCFP)など)が含まれるがこれらに限定されない、多数の蛍光の分子がよく知られ、特徴付けられている。これらの分子については、二分子蛍光相補(BiFC)と呼ばれる過程において緊密に近接する状況下でセルフアセンブルするスプリット断片が記載されている。
例えば、GFP、CFP、Venus、M153T置換を伴うVenus、またはCeruleanは、アミノ酸155の後でスプリットしうる(すなわち、例えば、断片F1が、GFPのアミノ酸1〜155を含みうるのに対し、断片F2は、GFPのアミノ酸156〜245を含みうるか、またはこの逆が成り立つ)。代替的に、YFPまたはVenusは、アミノ酸173の後でスプリットしうる。スプリットGFPおよびスプリットGFP変異体についてのさらなる詳細は、Kerppola TK.、Visualization of molecular interactions using bimolecular fluorescence complementation analysis: characteristics of protein fragment complementation. Chem Soc Rev. 2009;38:2876〜86において見出すことができる。
生物発光を媒介し、この文脈において用いられうる分子の例は、スプリットルシフェラーゼでありうる。活性とされる共因子を要請せず、青色光を発する反応において、基質である腔腸動物ルシフェリン(セレンテラジン)の酸化を触媒する、ガウシア・プリンケプス(Gaussia princeps)のルシフェラーゼ、またはGaussiaルシフェラーゼの誘導体(Remy IおよびMichnick S、A highly sensitive protein-protein interaction assay based on Gaussia luciferase. Nature Methods-3、977〜979(2006))が特に適する。例えば、断片F1が、GaussiaルシフェラーゼのN末端〜Gly−93の断片を含みうるのに対し、断片F2は、GaussiaルシフェラーゼのGlu−94〜C末端の断片を含みうるか、またはこの逆が成り立つ(詳細については、Remy IおよびMichnick S、Nature Methods、2006を参照されたい)。in vivoにおけるGaussiaスプリットルシフェラーゼ系の適用は、確立されており(Lukerら、In vivo imaging of ligand receptor binding with Gaussia luciferase complementation. Nature Medicine 2011、doi:10.1038/nm.2590)、当業者による、本発明の目的への簡単な適合が可能である。
がん細胞が組織に浸潤し、全ての形質転換細胞の完全な消失が治癒の前提条件である場合、腫瘍病変の生体内造影は、極めて重要である。一部の臨床環境では既に利用されている蛍光または生物発光の手術中における使用(van Dam GMら、Intraoperative tumor-specific fluorescence imaging in ovarian cancer by folate receptor-α targeting: first in-human results. Nat Med. 2011年9月18日;17(10):1315〜9; Lukerら、In vivo imaging of ligand receptor binding with Gaussia luciferase complementation. Nature Medicine 2011、doi:10.1038/nm.2590)と同様に、手術部位において播種性がん細胞を探索する外科医は、対象とされる抗原プロファイルを異常に発現させる細胞を検出するために、標的化部分へと融合させたスプリットGFPもしくはスプリットGFP誘導体およびレーザー支援マルチスペクトル蛍光カメラシステムを用いうる。
相補スプリットルシフェラーゼを検出するためには、ルシフェリンまたはセレンテラジンでありうるルシフェラーゼ基質の適用が必須である。セレンテラジンは、ATPに依存せずに光を発し、in vivoにおける造影およびin vivoにおける適用について十分に確立されているため、セレンテラジンが好ましい。外科医は、腫瘍をポリペプチドP1およびP2でタグ付けして、非毒性量のセレンテラジンを静脈内注射した後、がん細胞を視覚化することが可能であろう。
別の例示的な実施形態では、造血系腫瘍を患い、別の者(ドナー)からの健常な造血細胞の移植を施された患者の文脈において、本発明の原理を適用する。この場合、健常な造血細胞をドナーから移植した後で、残存するレシピエントの悪性造血細胞を特異的に消失させる(または検出する)ために、本発明に従うポリペプチドセットを用いることができる。
造血系腫瘍を患う患者における悪性造血細胞を破壊するために、患者を、化学療法および/または放射線療法にかけることができる。その後、患者には、ドナーからの健常な造血細胞の移植を施す。
移植片拒絶または移植片対宿主病の危険性を最小化するために、MHC(主要組織適合性複合体)分子の同じセットを有するドナーからの組織/細胞(例えば、骨髄)の移植が通例では好ましい。しかし、MHC分子のセットが同じドナー(「HLA同一ドナー」)を同定できないことが多い。したがって、MHC変異体のセット内に1つまたは2つの不適合を伴う移植片、最大で3つの不適合を伴う非関連臍帯血、またはハプロタイプの一致する移植片を使用することが多くなりつつある。したがって、レシピエントの細胞が発現させるMHC分子のセットと、ドナーの細胞が発現させるMHC分子のセットの間に、少なくとも1つの顕著な差違があることが一般的である。
本発明のこの例示的な実施形態に従う移植では、それらのHLA変異体のうちの少なくとも1つに関してレシピエント細胞とは異なるドナー細胞を用いる。これは、レシピエント細胞の細胞表面には存在するがドナー細胞の細胞表面には存在しない、少なくとも1つの「弁別抗原」があることを意味する。例えば、患者(すなわち、レシピエント)がHLA−A2陽性であるのに対し、ドナーはHLA−A2陰性である場合、弁別抗原は、HLA−A2でありうる。
化学療法/放射線療法にもかかわらず、レシピエントの個々の悪性造血細胞は、根絶を免れる可能性がある。存続する悪性造血細胞はレシピエント細胞であるので、それらは、レシピエント細胞をドナー細胞から差別化する弁別抗原を保有する。同時に、それらは、造血系統由来の細胞であり、このため、CD45など、この細胞系統のマーカーを、それらの細胞表面に有する。患者の白血病性芽球および他の造血細胞は、弁別抗原(この場合、HLA−A2)と、造血細胞系統のマーカー(この場合、CD45)とを同時に提示する唯一の細胞である。本発明に従うポリペプチドセットは、これらの細胞を特異的に消失させるために、この事実を利用する。
この目的のために、第1のポリペプチドP1の第1の標的化部分T1は、レシピエント細胞上だけに存在する弁別抗原(この場合、HLA−A2)に特異的なscFvでありうる。機能ドメインFの断片F1としては、CD3ε特異的抗体の軽鎖(V)可変領域を選び出すことができる。第2のポリペプチドP2の第2の標的化部分T2は、CD45に特異的な単鎖可変断片(scFv)でありうる。機能ドメインFの断片F2としては、前記CD3ε特異的抗体の重鎖(V)可変領域を選び出すことができる。(当然ながら、CD3ε特異的抗体の重鎖(V)可変領域を断片F1として用い、前記CD3ε特異的抗体の軽鎖(V)可変領域を断片F2として用いることも同様に可能である。当業者に明らかである通り、これは、一般的な原理であり、断片F1に用いられる断片と断片F2に用いられる断片とを切り換えることが一般に可能である。)Vの非存在下では、CD3ε特異的抗体のVがCD3εを動員することは可能でなく、Vの非存在下では、CD3ε特異的抗体のVがCD3εを動員することも可能でない。したがって、P1またはP2のいずれも、それ自体でCD3εに結合することが可能ではない。
しかし、弁別抗原(例えば、HLA−A2)およびCD45抗原の両方が単一の細胞上に存在する場合、それらのそれぞれが抗原へと結合すると、2つのポリペプチドP1とP2とは緊密に近接する。結果として、対合していなかったVドメインとVドメインとはアセンブルし、ポリペプチドP1とポリペプチドP2とのヘテロ二量体化を結果としてもたらし、CD3εに結合することが可能なVドメインおよびVドメインからの、機能的な可変抗体断片Fvの形成を結果としてもたらす(図2を参照されたい)。
結果として、T細胞は、CD3εを介して動員され、活性化し、HLA−A2およびCD45の両方をその細胞表面上で保有する細胞を、細胞傷害性T細胞応答により、特異的に消失させる。
当業者は、本発明の原理内では、この例示的な実施形態に対する多様な変更が可能なことを理解する。
例えば、ポリペプチドP2では、造血細胞系統マーカーCD45を認識するscFv断片を、異なる細胞系統または細胞型のマーカーを認識するscFv断片で置きかえることができる、すなわち、標的化部分T2は、造血細胞系統以外の細胞系統、またはある種の細胞型に特異的な抗原に特異的に結合するドメインでありうる(この文脈において用いられうる多様な細胞系統マーカーおよび細胞型マーカーの詳細なリストについては、David J. Dabbs、Diagnostic immnohistochemistry、Churchill Livingstone、3版(2010);またはF LinおよびJ Prichard、Handbook of Practical Immnohistochemistry: Frequently Asked Questions、Springer、New York、1版(2011)を参照されたい)。ポリペプチドセットを、代替的な細胞系統マーカー/細胞型マーカーへと適合させるには、ポリペプチドP2の標的化部分T2を、所望の代替的な細胞系統マーカー/細胞型マーカーに対する結合特異性を有する標的化部分で置きかえれば十分である。
例えば、転移性腎細胞がん(RCC)の状況ならば、当業者は、発現が腎細胞に制約された細胞表面タンパク質についての情報のための上記で引用したデータベースを照会しうるであろう。他の多くの分子の間で、当業者は、アクアポリンファミリーのある種のメンバーの発現が、腎細胞および赤血球に限定されることを知るであろう。この情報を得たら、当業者は、腎細胞および赤血球に限定されるアクアポリンファミリーメンバーを認識するポリペプチドP2であって、CD3ε特異的抗体の重鎖(V)可変領域へと融合させたポリペプチドP2を構築することになる。腎細胞がんを患う患者が、HLA A2陽性であり、健常なドナーからの腎臓移植片がHLA A2陰性である場合、患者を処置する医師は、2つの構築物(抗CD3(V)へと融合させた抗アクアポリン、および前記CD3ε特異的抗体の軽鎖(V)へと融合させた抗HLA A2)を使用しうる。この場合には、前記アクアポリンとHLA A2とを同時に発現させる全ての細胞は、腎細胞がん細胞および転移性組織である細胞および組織であるT細胞による溶解のためにタグ付けされる。健常なドナーにより提供された腎細胞は、HLA A2陰性であり、攻撃されることはない。赤血球は、個体発生過程と共にHLAの発現を失い、このため、HLA分子をそれらの表面上で保有しないので、大量のアクアポリンを発現させるにもかかわらず、攻撃を免れる。ここでもまた、従来の、アクアポリンを対象とする非相補二特異性抗体であれば、ドナーおよびレシピエントに由来する全ての腎細胞の殺滅のほか、赤血球の殺滅も媒介するであろう。HLA A2陽性患者におけるHLA A2を対象とする二特異性抗体は、赤血球を除くあらゆるレシピエント細胞が、HLA A2を発現させ、再度標的化されたT細胞により攻撃されうるので、致死性となる可能性が極めて高いであろう。
別の例は、肝細胞がん(HCC)である。肝細胞は、大部分が、リポタンパク質のトラフィキングを含めた、多数の代謝性過程に関与する。この目的のために、肝細胞は、高比重リポタンパク質(HDL)の受容体(スカベンジャー受容体クラスBメンバー1、SCARB1)をそれらの表面上で発現させる。SCARB1を腫瘍細胞の表面上で発現させるHCCおよび転移を患うHLA A2陽性患者の処置は、前記CD3ε特異的抗体の重鎖(V)可変領域へと融合させた、SCARB1を対象とするscFvドメインを含むポリペプチドP2構築物およびポリペプチドP1(前記CD3ε特異的抗体の軽鎖(V)へと融合させた抗HLA A2 scFv)、ならびに健常なHLA A2陰性ドナーからの肝細胞の移植により達成することができる。この場合には、全ての肝細胞ならびにSCARB1およびHLA A2の両方を発現させる肝細胞由来の悪性細胞を、Tリンパ球による溶解のためにタグ付けすることになる。HLA A2を欠くドナー肝細胞のほか、HLA A2を発現させる正常なSCARB1陰性ドナー細胞も溶解を免れる。SCARB1の発現はまた、副腎におけるステロイド合成に関与する細胞についても報告されているので、これらの細胞もまた、方向転換されたT細胞により破壊され、アジソン病を結果としてもたらす可能性が極めて高いであろう。
ある種の細胞型または細胞系統または少数の細胞型/細胞系統に特異的な多様なマーカーが知られている(例のリストについては、上記を参照されたい)。系統マーカー、分化抗原、および組織マーカーのほか、それらの組織分布についての一層の情報は、公表されている情報源(例えば、David J. Dabbs、Diagnostic immnohistochemistry、Churchill Livingstone、3版(2010);またはF LinおよびJ Prichard、Handbook of Practical Immnohistochemistry: Frequently Asked Questions、Springer、New York、1版(2011)を参照されたい)および公表データベース(European Bioinformatics Institute (EBI)のGene Expression Atlas(http://www.ebi.ac.uk/gxa/);またはGene Expression Omnibus(GEO)プラットフォーム(上記を参照されたい)など)から容易にアクセス可能である。なおさらに、このようなマーカーは、当業者が、抗原の腫瘍特異的組合せの同定について上記の同様の方法を用いて、簡単に同定および/または検証することができる。
ある種の好ましい実施形態では、ある種の細胞型または細胞系統に対する特異性が不完全な抗原を用いる(すなわち、複数の細胞型または細胞系統に存在するが、好ましくは少数の細胞型または細胞系統だけに存在する抗原を用いる)。いくつかの実施形態では、他の細胞型/他の細胞系統においてもまた、わずかであるが検出可能な前記分子の発現がありうるという意味で、前記細胞型/前記細胞系統が、他の細胞型/他の細胞系統より大きな割合で、または高比率もしくは高量で発現させる抗原を用いる。
上記の例示的な実施形態で用いられたHLA−A2(レシピエント細胞がこのHLA抗原について陽性であり、ドナー細胞がこれについて陰性である限りにおいて用いられた)以外に、概念を、他の任意のHLAハプロタイプへとさらに適合させることもできる。可能なHLA抗原には、とりわけ、HLA A1、HLA A2、HLA A3、HLA A25、HLA B7、HLA B8、HLA B35、HLA B44、およびHLA Cw3、HLA Cw4、HLA Cw6、HLA Cw7が含まれる。ポリペプチドセットを、代替的なHLA抗原へと適合させるには、ポリペプチドP1の標的化部分T1を、所望の代替的なHLA抗原に対する結合特異性を有する標的化部分で置きかえることで十分である。標的化部分T1の適切な選び出しにより、当然ながらまた、ドナー細胞を特異的に消失させることも可能である。
なおさらに、アセンブルするとCD3εに結合することが可能なドメインを形成するVドメインおよびVドメイン(すなわち、ポリペプチドP1およびP2それぞれの断片F1および断片F2)ではなく、VドメインおよびVドメインを、アセンブルすると、結果としてもたらされる二量体に異なる機能を付与するドメイン/断片で置きかえることもできる。この点で、2つの細胞表面抗原の特異的な組合せにより同定される腫瘍細胞の消失/検出に関する例示的な実施形態について上記の全ての変更は同様に適用可能である。例えば、アセンブルすると、相補機能ドメインは、T細胞以外のエフェクター細胞の結合/活性化を媒介する場合もあり、「前処理」法へと適合する場合もあり、治療用化合物または診断用化合物に結合する場合もあり、蛍光分子/生物発光を媒介することが可能な分子を形成する場合もある。
腫瘍細胞を特異的に消失させるための本発明の原理の適用に関する例示的な実施形態において上記の、断片F1およびF2を選び出すための多様な選択肢、ならびに標的化部分T1またはT2を選び出すための多様な選択肢も、当然ながら、同様に検討されうる。
記載した例示的な実施形態および変更から、当業者には、上記の本発明の原理は、腫瘍細胞または細胞移植後において残存する悪性レシピエント細胞の高度に特異的な同定/消失に用いうるだけでなく、また、それを他の種類の細胞から弁別する、2つの抗原の特異的な組合せを保有する他の任意の種類の細胞の同定/消失にも用いうることが明らかであろう。
以下では、図面に言及する。
本発明の原理を示す図である。図1A:抗原ならびにポリペプチドP1およびP2のデザインを示す図である。図1B:細胞が、抗原1および2の両方を、その細胞表面上で発現させる場合、ポリペプチドP1とポリペプチドP2とが、この細胞の表面に同時的に結合すると、P1とP2とが緊密に近接し、断片F1とF2との会合を引き起こし、相補によるドメインFの生物学的機能が回復することを示す図である。抗原A1(図1C)または抗原A2(図1D)だけが細胞表面上で存在する場合、生物学的機能の回復は生じない。 本発明の原理を示す図である。図1A:抗原ならびにポリペプチドP1およびP2のデザインを示す図である。図1B:細胞が、抗原1および2の両方を、その細胞表面上で発現させる場合、ポリペプチドP1とポリペプチドP2とが、この細胞の表面に同時的に結合すると、P1とP2とが緊密に近接し、断片F1とF2との会合を引き起こし、相補によるドメインFの生物学的機能が回復することを示す図である。抗原A1(図1C)または抗原A2(図1D)だけが細胞表面上で存在する場合、生物学的機能の回復は生じない。 造血系新生物に対する、HLA抗原が不適合の同種移植環境における本発明の例示的な実施形態を示す図である。この状況では、レシピエントのHLAハプロタイプ(HLApatient)由来および造血系統(CD45)由来の二重の情報は、もっぱら、患者の白血病性芽球上および他の造血細胞上で提示される。第1のポリペプチドP1は、抗CD3のV断片(断片F1)へと融合させた、患者のHLAを指向する単鎖可変断片抗体構築物(標的化部分T1)を含む。第2のポリペプチドP2は、抗CD3 FvのVスプリット断片(断片F2)へと融合させた、造血系統マーカーであるCD45に特異的な単鎖可変断片構築物(標的化部分T2)を含む。 CD45:造血細胞に特異的な抗原。HLApatient:患者細胞に特異的なHLA抗原、すなわち、患者細胞(=細胞移植のレシピエントの細胞)の表面上では存在するが、ドナー細胞の表面には存在しない、ヒトMHCの対立遺伝子変異体。αCD45 scFv:CD45に対する結合特異性を伴うscFv。αHLApatient scFv:HLApatientに対する結合特異性を伴うscFv。CD3(V):CD3に対する結合特異性を伴う抗体の免疫グロブリン重鎖可変領域。CD3(V):CD3に対する結合特異性を伴う抗体の免疫グロブリン軽鎖可変領域。 2つの構築物が、それらのαCD45 scFvおよびαHLApatient scFvのそれぞれを介して、CD45抗原およびHLApatient抗原の両方を保有する細胞へと結合すると、CD3(V)のCD3(V)とのアセンブリーにより、CD3に対する結合特異性を伴う抗体の機能的な相補がもたらされ、これにより、それらの細胞表面におけるCD3分子を介して、T細胞の特異的な動員および活性化が可能となる。 図4〜9で描示される実験において用いられる構築物を示す図である。(構築物85がFlagタグを有するのに対し、構築物71はmycタグを有するという事実により、構築物85は、構築物71と異なる。構築物75がFlagタグを有するのに対し、構築物82はmycタグを有するという事実により、構築物75は、構築物82と異なる。)VCD3:抗CD3抗体の重鎖可変領域;VCD3:抗CD3抗体の軽鎖可変領域;VA2:抗HLA−A2抗体の重鎖可変領域;VA2:抗HLA−A2抗体の軽鎖可変領域;V45:抗CD45抗体の重鎖可変領域;V45:抗CD45抗体の軽鎖可変領域;L18、L7、L15、L6、L19:それぞれ、18、7、15、6、19アミノ酸のリンカー。 図4〜9で描示される実験において用いられる構築物を示す図である。(構築物85がFlagタグを有するのに対し、構築物71はmycタグを有するという事実により、構築物85は、構築物71と異なる。構築物75がFlagタグを有するのに対し、構築物82はmycタグを有するという事実により、構築物75は、構築物82と異なる。)VCD3:抗CD3抗体の重鎖可変領域;VCD3:抗CD3抗体の軽鎖可変領域;VA2:抗HLA−A2抗体の重鎖可変領域;VA2:抗HLA−A2抗体の軽鎖可変領域;V45:抗CD45抗体の重鎖可変領域;V45:抗CD45抗体の軽鎖可変領域;L18、L7、L15、L6、L19:それぞれ、18、7、15、6、19アミノ酸のリンカー。 アッセイ系を対比するのに用いられる、従来のタンデム二特異性単鎖scFv構築物を示す図である。略述すると、CD3およびHLA A2に対する特異性を伴う二特異性抗体構築物を、表示される通りにHLA A2陽性およびCD45陽性骨髄腫細胞系であるU266と、HLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させた末梢血単核細胞)との共培養物に対して滴定し、T細胞によるインターロイキン2の産生を決定した。それらのそれぞれのFlagタグまたはMycタグにより異なる、2つのFvCD3−HLA−A2構築物85および71について、実質的なT細胞刺激能を検出した(構築物のドメイン構造については、図3を参照されたい。)。HLA−A2−CD3構成における二特異性タンデムFv構築物は、それほど有効でなく、HLA−A2またはCD3を対象とする単鎖構築物は、T細胞を全く刺激しなかった。陽性対照は、非特異的PHA−L(フィトヘマグルチニン)刺激を用いて実施する。 本発明に従う相補構築物の対を用いる場合は、精密で高度に特異的であるが、2つの構築物の対のうちの1つだけを個別に用いる場合は精密で高度に特異的ではない、T細胞刺激能を示す図である。略述すると、VCD3−scFvHLA−A2(構築物42)、VCD3−scFvCD45(V−V)(構築物45)、およびVCD3−scFvCD45(V−V)(構築物55)を、個別に、または構築物42と構築物45とを組み合わせて、または構築物42と構築物55とを組み合わせて、記載したU266とT細胞との共培養物に対して滴定した。42/45または42/55の組合せについては、高いT細胞刺激能が実証されたが、これらの構築物のうちの1つだけを個別に施した場合の活性は微小であった。これらの結果は、T細胞の動員機能を再構成または相補するためには、FvCD3のVドメインとVドメインとが協働しなければならないことを示す。重要なことは、scFvCD45の標的化部分を(V−V)構成から(V−V)構成へと切り換えうることから、構築物のモジュール式の特徴により、標的化部分の、所望の特異性を伴う別の標的化部分による置きかえが可能となることが明らかに指し示されることである。アッセイ系は、IL2を産生するようにT細胞を刺激することがなかった、単鎖構築物であるCD45(V−V)およびCD45(V−V)の使用と対比した。 3つの競合的遮断実験のうちの第1の実験を示す図である。二特異性タンデム構築物であるFvCD3−HLA−A2(構築物71)を、記載したU266とT細胞との共培養物へと施し、Tリンパ球によって誘導されるIL2産生により、刺激機能を決定した。T細胞による刺激機能は、HLA A2分子上の標的化されたエピトープを占有する単鎖構築物(構築物4(100倍濃度))により遮断された。HLA A2特異的な単鎖構築物またはCD3特異的な単鎖構築物(構築物4(100倍濃度)または構築物36(9倍濃度))によるT細胞の内因性刺激は、除外された。PHA−Lは、陽性対照として用いた。 競合的エピトープ遮断実験において、「三ドメイン構築物」(すなわち、本発明に従う構築物)はまず、単一の細胞の表面に結合して、二量体化し、T細胞の動員機能を相補しなければならないことを示す図である。略述すると、構築物42および45を、U266細胞とHLA−A2陰性Tリンパ球との共培養物へと施し、T細胞のIL2産生により、刺激能を決定した。HLA A2分子上またはCD45分子上のエピトープを、構築物4または46(いずれも100倍濃度)により競合的に遮断する実験状況では、T細胞による刺激機能が無効化された。これらの結果は、T細胞の動員機能を回復または相補するためには、2つのそれぞれの「三ドメイン構築物」が、細胞の表面に同時に結合しなければならないことを明らかに指し示す。いずれの構築物(42、45、4、46および36)による内因性の刺激活性も、異なる濃度を用いて除外した。 構築物42と55との組合せについての、図7と類似の実験を示す図である。ここでもまた、HLA A2分子上またはCD45分子上の抗原エピトープの競合的遮断により、2つの「三ドメイン構築物」の組合せによるT細胞刺激能が無効化された。重要なことは、これらの結果からもまた、標的化モジュールを、適切な特異性を伴う別のモジュールで容易に置きかえうることが示されることである。より重要なことは、構築物42のV−V−V構成および構築物55のV−V−V構成が、HLA A2抗原およびCD45抗原の両方を発現させる基質にあらかじめ結合することのない構築物の、ホモ二量体化もしくはヘテロ二量体化またはセルフアセンブリーを妨げることである。 CD3−scFvHLA−A2構築物およびVCD3−scFvCD45(V−V)構築物の両方(「両方の構築物」)を含む試料中のHLA A2陰性T細胞によるU266細胞の溶解を示す図である。2つの構築物のうちの1つだけを含む対照試料中では、著明な溶解が観察されなかった。 ポリペプチドのオンターゲットの回復を示す図である。各々が、CD3特異的抗体(断片F1およびF2)の可変軽鎖ドメイン(V)または可変重鎖ドメイン(V)へと融合させた特異的な単鎖可変抗体断片(scFv、V−V)からなる、2つの個別のポリペプチド(P1およびP2)が、標的細胞上のそれらのそれぞれの抗原に結合することにより、T細胞を動員するための、V/Vヘテロ二量体化および機能的なCD3結合部位の形成が可能となる。 CD3 V/V二量体化により、T細胞が動員され、二重抗原拘束されることを示す図である。全てのHLA−A2陽性およびCD45陽性であるU266骨髄腫細胞、T細胞前リンパ球性白血病(T−PLL)の初代細胞、およびTHP−1急性骨髄性白血病細胞を、HLA−A2陰性ドナー末梢血単核細胞(PBMC)およびポリペプチドで表示される通りプローブした。T細胞の動員を、反応性インターロイキン2(IL−2)産生(A)および標的細胞の溶解(B)により評価したことを示す図である。二特異性タンデムscFv(CD3(V−V)−HLA−A2(V−V)抗体を、陽性対照として用いたことを示す図である(C)。THP−1細胞上におけるポリペプチドの結合が、表示される通り、過剰なscFvCD45阻害剤(左)およびscFvHLA−A2阻害剤(右)(標的細胞上の個々の抗原エピトープを遮断する)により競合的に遮断されることを示す図である。ドナーPBMCによる反応性IL2産生について探索したことを示す図である(D)。単独または二重の抗原陰性細胞系であるRAJIおよびKMS−12−BMを、ポリペプチドでプローブした。PHA−Lは、PBMCに対する非特異的な刺激対照として用いた。 CD3 V/V二量体化により、T細胞が動員され、二重抗原拘束されることを示す図である。全てのHLA−A2陽性およびCD45陽性であるU266骨髄腫細胞、T細胞前リンパ球性白血病(T−PLL)の初代細胞、およびTHP−1急性骨髄性白血病細胞を、HLA−A2陰性ドナー末梢血単核細胞(PBMC)およびポリペプチドで表示される通りプローブした。T細胞の動員を、反応性インターロイキン2(IL−2)産生(A)および標的細胞の溶解(B)により評価したことを示す図である。二特異性タンデムscFv(CD3(V−V)−HLA−A2(V−V)抗体を、陽性対照として用いたことを示す図である(C)。THP−1細胞上におけるポリペプチドの結合が、表示される通り、過剰なscFvCD45阻害剤(左)およびscFvHLA−A2阻害剤(右)(標的細胞上の個々の抗原エピトープを遮断する)により競合的に遮断されることを示す図である。ドナーPBMCによる反応性IL2産生について探索したことを示す図である(D)。単独または二重の抗原陰性細胞系であるRAJIおよびKMS−12−BMを、ポリペプチドでプローブした。PHA−Lは、PBMCに対する非特異的な刺激対照として用いた。 in vivoにおける条件付けCD3 V/V相補による標的化治療を示す図である(A)。1.25×10個のCMV特異的HLA−A2陰性ドナーT細胞および表示される通りポリペプチド(0.5μg)と併せた5×10個のTHP−1急性白血病性細胞(腫瘍細胞:T細胞比=40/1)を腹腔内注射した後におけるマウス(群1つ当たりのn=6)の生存を示す図である(B)。カスパーゼ3の活性化を、in vitroで、表示される通り、ドナーT細胞およびポリペプチド(3nM)を伴う共培養後の、HLA−A2/CD45二重陽性THP−1およびCD45陽性であるがHLA−A2陰性であるバイスタンダー細胞におけるフローサイトメトリーにより評価した。二特異性タンデムscFv(CD3(V−V)−HLA−A2(V−V))抗体を、陽性対照として用いた。 in vivoにおける条件付けCD3 V/V相補による標的化治療を示す図である(A)。1.25×10個のCMV特異的HLA−A2陰性ドナーT細胞および表示される通りポリペプチド(0.5μg)と併せた5×10個のTHP−1急性白血病性細胞(腫瘍細胞:T細胞比=40/1)を腹腔内注射した後におけるマウス(群1つ当たりのn=6)の生存を示す図である(B)。カスパーゼ3の活性化を、in vitroで、表示される通り、ドナーT細胞およびポリペプチド(3nM)を伴う共培養後の、HLA−A2/CD45二重陽性THP−1およびCD45陽性であるがHLA−A2陰性であるバイスタンダー細胞におけるフローサイトメトリーにより評価した。二特異性タンデムscFv(CD3(V−V)−HLA−A2(V−V))抗体を、陽性対照として用いた。 EGFRおよびEpCAMを指向するポリペプチドにより、T細胞が、がん細胞の破壊に動員されることを示す図である。EGFRおよびEpCAM二重陽性ヒト結腸がん細胞系であるCOLO−206Fおよび黒色腫細胞系であるFM−55(EGFR陽性であるがEpCAM陰性)を、表示される通り、EGFRに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EGFR(V−V))およびEpCAMに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EpCAM(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、標的細胞における反応性インターフェロン−γ(IFNγ)の産生(A)およびカスパーゼ3の活性化(B)により評価した。 HLA−A2およびCEAを指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト結腸がん細胞系であるCOLO−206F、黒色腫細胞系であるFM−55、および卵巣がん細胞系であるOVCARを、表示される通り、HLA−A2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))およびCEAに特異的なポリペプチド(CD3(V)−CEA(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 HLA−A2およびEGFRを指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト細胞系であるCOLO−206F、FM−55、およびOVCARを、表示される通り、HLA−A2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))およびEGFRに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EGFR(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 HLA−A2およびHer2を指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト細胞系であるCOLO−206F、FM−55、およびOVCARを、表示される通り、HLA−A2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))およびHer2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−Her2(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 CD45およびHLA−A2を指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。この実験では、抗CD45による標的化部分および抗HLA−A2による標的化部分のためのスプリット抗CD3断片(CD3(V)およびCD3(V))を、図5、7〜9、11,12、14〜16において用いられる、CD45ポリペプチドおよびHLA−A2ポリペプチドと比較して交換した。ヒト骨髄腫細胞系であるU266を、表示される通り、CD45に特異的なポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V))およびHLA−A2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))の存在下において、PBMCによりプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 EGFRおよびEpCAMを指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト結腸がん細胞系であるCOLO−206FおよびCX−1、ならびに卵巣がん細胞系であるOVCARを、表示される通り、EpCAMに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EpCAM(V−V))およびEGFRに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EGFR(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 Her2およびEpCAMを指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト卵巣がん細胞系であるOVCARを、表示される通り、EpCAMに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EpCAM(V−V))、およびHer2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−Her2(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 CD45およびCD138を指向するポリペプチドにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト骨髄腫細胞系であるAMO−1を、表示される通り、CD45に特異的なポリペプチド(上パネルのCD3(V)−CD45(V−V)、下パネルのCD3(V)−CD45(V−V))およびCD138に特異的なポリペプチド(上パネルのCD3(V)−CD138(V−V)、下パネルのCD3(V)−CD138(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 単一の抗原(CD138)を、CD138を指向するポリペプチドで標的化することにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト骨髄腫細胞系であるAMO−1を、表示される通り、CD138に特異的なポリペプチド(CD3(V)−CD138(V−V)およびCD3(V)−CD138(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 単一の抗原(CD45)を、CD45を指向するポリペプチドで標的化することにより、T細胞が、腫瘍細胞の破壊に方向転換されることを示す図である。ヒト骨髄腫細胞系であるAMO−1およびU266を、表示される通り、CD45に特異的なポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V)およびCD3(V)−CD45(V−V))の存在下において、PBMCでプローブした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 細胞表面上の単一の抗原を指向して、抗原上の2つの異なるエピトープ(上方)または同じエピトープ(下方)を標的化する、2つのポリペプチドのオンターゲットの回復を示す図である。2つの個別のポリペプチド(P1およびP2)の、標的細胞上の同じ抗原上のそれらのそれぞれのエピトープへの結合である。2つの異なるエピトープを標的化するには、各ポリペプチドの標的化部分は、特異的な単鎖可変抗体断片(scFv)からなる。同じエピトープを標的化するには、各ポリペプチドの標的化部分は、同じ単鎖可変抗体断片(scFv)からなる。標的化部分を、ペプチドリンカーを介して、CD3特異的抗体(断片F1およびF2)の可変軽鎖ドメイン(V)または可変重鎖ドメイン(V)へと融合させ、V/Vヘテロ二量体化およびT細胞を動員するための機能的なCD3結合部位の形成(機能ドメイン)を可能とする。 ポリペプチドパートのキットにより、異なるエフェクター経路を用いて、標的細胞を死滅させる可能性を示す図である。この目的のために、抗CD3モジュール(F1およびF2)を、抗HIS(ヘキサ−ヒスチジン)モジュールで置きかえ、ポリペプチド1および2の同時的な結合の後、ヘキサ−ヒスチジン結合部位を相補し、これにより、ヒスチジンで標識されたペイロード(例えば、HISでタグ付けされた毒素)に結合させる。ポリペプチドP1の標的化部分T1(V−V)は、HLA−A2に特異的に結合し、ポリペプチドP2の標的化部分T2(V−V)は、CD45に特異的に結合する。ポリペプチドP1の断片F1は、ヘキサヒスチジンタグに対する抗体のVドメインを含み、ポリペプチドP2の断片F2は、同じ抗体のVドメインを含む。ヒト骨髄性白血病細胞系であるTHP−1を、表示のポリペプチドと組み合わせて、ヒスチジン(His)でタグ付けした0.01μg/mlのウェルシュ菌(Clostridium perfringens)イオタ毒素成分Iaでプローブした。培養物中で48時間後、alamarBlue(登録商標)アッセイを用いて、細胞生存率を測定した。結果は、その組合せでプローブした細胞については、アッセイバックグラウンドに照らした生存率の低減を示すが、個々のポリペプチドでプローブした細胞については、アッセイバックグラウンドに照らした生存率の低減を示さない。対照のTHP−1細胞は、毒素を伴わない培養物中で同時に成長させた。試料は、2連として試行および解析した。 ヒスチジン(His)でタグ付けされた志賀毒素サブユニットAを0.01μg/mlの濃度で用いて、HLA−A2およびCD45を指向するポリペプチドであって、Hisタグに対するスプリット抗体を含むポリペプチドは、腫瘍細胞を死滅させることを示す図である。実験環境は、図24における環境と同じであった。 ヒスチジン(His)でタグ付けされた志賀毒素サブユニットAを0.1μg/mlの濃度で用いて、HLA−A2およびCD45を指向するポリペプチドであって、Hisタグに対するスプリット抗体を含むポリペプチドは、腫瘍細胞を死滅させることを示す図である。実験環境は、図24/25における環境と同じであった。 ジゴキシゲニン(DIG)に特異的な抗体のVおよびVであり、ジゴキシゲニンで標識された西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)分子を用いて、EGFRおよびEpCAMを指向するポリペプチドであって、F1およびF2を伴う機能ドメインFを含むポリペプチドは、腫瘍細胞をマーキングすることを示す図である。ポリペプチドP1の標的化部分T1(V−V)は、EGFRに特異的に結合し、ポリペプチドP2の標的化部分T2(V−V)は、EpCAMに特異的に結合する。ポリペプチドP1の断片F1は、ジゴキシゲニンに対する抗体のVドメインを含み、ポリペプチドP2の断片F2は、同じ抗体のVドメインを含む。ヒト結腸がん細胞系であるColo−206Fを、まず、表示のポリペプチドでプローブした後、ジゴキシゲニンで標識されたHRPでプローブした。試料は、Invitrogen(商標)ELISA Kitを用いて解析し、BioRADマイクロプレートリーダーにより吸光度を読み取った。解析のために、色素原のブランク試料(ジゴキシゲニン−HRPを伴わない)を、0に設定した。試料は、2連として試行および解析した。 CD45およびHLA−CW6を指向するポリペプチドは、T細胞を、患者細胞の破壊に方向転換することを示す図である。知られているHLAハプロタイプを伴う初代患者細胞を用いた。A51=MDS(骨髄異形成症候群)を伴う患者の細胞であって、HLA−Cw6ハプロタイプについてホモ接合性の細胞。A49=同種骨髄移植後における患者の細胞であって、HLA−Cw6ハプロタイプについてヘテロ接合性の細胞。患者細胞を、表示される通り、CD45に特異的なポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V))およびHLA−Cw6に特異的なポリペプチド(CD3(V)−HLA−CW6(V−V))の存在下において、健常なPBMCと共に、30時間にわたりインキュベートした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 EGFRおよびEpCAMを指向するポリペプチドは、T細胞を、患者初代がん細胞の破壊に方向転換することを示す図である。A44腫瘍細胞は、転移性膵臓がんを伴う48歳男性患者の悪性腹水から回収した。患者の腫瘍細胞を、表示される通り、EpCAMに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EpCAM(V−V))およびEGFRに特異的なポリペプチド(CD3(V)−EGFR(V−V))の存在下において、30時間にわたり、患者自身のPBMC(静脈切開術により回収された)と共にインキュベートした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 CD45およびHLA−A2を指向するポリペプチドは、CMVに拘束されるCD8+T細胞を、腫瘍細胞の破壊に方向転換することを示す図である。ヒト腫瘍細胞であるTHP−1およびU266を、表示される通り、HLA−A2に特異的なポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))およびCD45に特異的なポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V))の存在下において、30時間にわたり、HLA−A2陰性健常ドナーに由来する、CMVに拘束されるT細胞と共にインキュベートした。二特異性タンデムscFv(CD3(V−V)×HLA−A2(V−V))抗体を、陽性対照として用いた。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価した。試料は、2連として試行および解析した。 アレルゲン特異的なポリペプチドおよび細胞型特異的なポリペプチドからなるポリペプチドパートのキットにより、自己免疫障害または過敏性障害を引き起こすB細胞クローンを消失させる原理理念を示す図である。第1のポリペプチドP1は、その標的化部分において、アレルゲン(例えば、Betv−1A、Der−f2、コングルチン−7、Can−f1、Feld−d1)を有する。第2のポリペプチドP2は、その標的化部分において、細胞表面タンパク質(例えば、CD19、CD138、CD38)を標的化する特異的な単鎖可変抗体断片(scFv、V−V)を有する。両方の標的化部分を、CD3特異的抗体の可変軽鎖ドメイン(V)または可変重鎖ドメイン(V)(断片F1およびF2)へと融合させる。
以下では、本明細書、付属の実施例、および図面のほか、(部分的に)特許請求の範囲においてもまた言及される、ある種の(ヒト)遺伝子またはタンパク質に言及する。本明細書の下記では、対応する(例示的な)遺伝子受託番号が提示される。また、本明細書の別の箇所のほか、付属の実施例でも、さらなる受託番号が提示される。
CD45:Gene ID:5788、2013年1月13日更新、3版。タンパク質=P08575−1=アイソフォーム1、最終改定日:2003年7月19日。バージョン2
CD34:タンパク質:P28906−1/2、最終改定日:1998年7月15日。バージョン2。
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CD138:Gene ID:6382、2013年1月6日更新、4版。タンパク質=P18827[UniParc]。最終改定日:2009年5月5日。バージョン3。
CD15:Gene ID:2526、2013年1月5日更新
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シナプトフィジン:
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筋特異的キナーゼMUSK:
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電位依存性カルシウムチャネル(P/Q型):
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電位依存性カリウムチャネル(VGKC):
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TSHR:Gene ID:7253、2013年1月4日更新、アイソフォームLong[UniParc]。最終改定日:2005年3月29日。バージョン2。チェックサム:D2EE9CEBFD64A65F、P16473−1/2/3、アイソフォーム1〜3
アンフィフィシン:
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大嚢胞症液タンパク質15;Gene ID:5304、2012年12月30日更新
CD117:Gene ID:3815、2013年1月6日更新
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血小板由来成長因子受容体PDGFRアルファ:
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黒色腫関連マーカー/Mart1:
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CD133:Gene ID:8842、2013年1月13日更新;アイソフォーム1(AC133〜1)(S2)[UniParc]。最終改定日:1998年6月1日。バージョン1。チェックサム:D21CBC05ADB2DEDF、O43490−1/2/3/4/5/6/7、アイソフォーム1〜7
以下では、本発明を例示するために示されるものであり、これを限定するために示されるものではない例に言及する。
組換え抗体構築物のクローニング
ハイブリドーマ細胞に由来し、抗CD3抗体、抗CD45抗体、および抗HLA A2抗体それぞれの可変ドメインをコードするDNA配列を、分子生物学の標準的な方法(例えば、Sambrookら、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、New York(2001)を参照されたい)により、図3に描示される抗体構築物を創成するのに用いた。組換えタンパク質が発現したときに同定および精製を容易にする、異なるアフィニティータグ(Mycタグ、Flagタグ、Hisタグ)を保有するように構築物をデザインした。構築物のドメイン配置、アフィニティータグ、およびリンカーの詳細については、図3を参照されたい。
pelBリーダーは、細菌において発現するタンパク質を細菌性ペリプラズムへと方向付けるアミノ酸配列をコードする。リーダー配列は、細菌性酵素により切断され、タンパク質を単離することができる。
組換え抗体の発現および精製
ペリプラズムタンパク質の発現:
適切な原核生物発現ベクターを用いて、組換え抗体構築物を、大腸菌(E. coli)TG1株のペリプラズム中で発現させた。0.1%のブドウ糖および100μg/mlのアンピシリンを組み入れた2×TY培地2リットルに、形質転換されたTG1の一晩にわたる培養物20mlを接種し、37℃で指数増殖期(OD600:0.8〜0.9)まで成長させた。抗体断片は、ラクトースプロモーターの制御下にあるので、タンパク質発現は、1mMのIPTGを添加した後、RT(室温)で振とうしながら、さらに3時間にわたりインキュベートすることにより、誘導した。細胞は、2,750×gおよび4℃で10分間にわたり遠心分離することにより採取し、100mlの適切な緩衝液中に再懸濁させた。50μg/mlの新たに溶存させたリゾチーム[Roche Diagnostics]を添加し、氷上で25分間にわたりインキュベートすることにより、細胞溶解を実施した。その後、10mMのMgSOを添加して、スフェロプラストを安定化させ、細胞を、6,200×gおよび4℃で10分間にわたり遠心分離した。最後に、ペリプラズムタンパク質を含有する、得られた上清を、PBSに対して4℃で一晩にわたり透析し、上記で言明した通り、15分間にわたり再度遠心分離した。その後、組換えタンパク質を、Ni−NTA−IMAC(ニッケルニトリロ三酢酸固定化金属アフィニティークロマトグラフィー)により精製した。
固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC):
組換えタンパク質をHisタグで精製するために、固定化ニッケルニトリロ三酢酸(NTA)アガロースビーズ[Qiagen]により、IMACを実施した。第1に、1mlのNi−NTAアガロースカラムを、20mMのイミダゾールを伴う約10mlの滅菌PBSまたはリン酸ナトリウム緩衝液で平衡化する必要があった。次いで、細胞質中の発現から沈殿させたか、またはペリプラズム中の発現から透析した粗タンパク質を、カラムへと徐々に適用した。約20mlの適切なIMAC用洗浄緩衝液(20〜35mMのイミダゾールを含有するリン酸ナトリウム緩衝液)で洗浄した後、タンパク質が流動物中にもはや検出されなくなるまで、結合したタンパク質を、250mMのイミダゾールを組み入れたリン酸ナトリウム緩衝液を伴う500μlの画分中で、カラムから溶出させた。
回収された全ての洗浄画分および溶出画分を、10μlずつの各試料を90μlの1×ブラッドフォード溶液へと添加することによって定性的ブラッドフォードアッセイにより、タンパク質の存在について調べた。SDS−PAGE解析により精製過程の検証を実施した。この目的で、溶出した画分を、粗タンパク質画分、流動画分、および洗浄画分と並行して、還元条件にかけた。最後に、比色反応により決定された陽性画分を、ピーク画分およびマイナー画分へとプールし、4℃で一晩にわたりPBSに対して透析した。刺激アッセイで使用するためには、精製されたタンパク質を滅菌濾過する必要があり、それらの濃度を決定した。加えて、タンパク質を定量化した後、2μgのさらに用いられる画分もまた、還元条件下および非還元条件下でSDS−PAGEおよびウェスタンブロット法により解析した。
実施例2の代替法では、GenScript(Piscataway、NJ、USA)により、(V)CD3−EGFR(V−V)、(V)CD3−CEA(V−V)、(V)CD3−Her2(V−V)、(V)CD3−HLA−A2(V−V)、(V)CD3−HLA−CW6(V−V)(V)CD3−CD138(V−V)、(V)抗Dig−EGFR(V−V)、(V)抗His−HLA−A2(V−V)、(V)CD3−CEA(V−V)、(V)CD3−EpCAM(V−V)、(V)抗Dig−EpCAM(V−V)、(V)抗His−CD45(V−V)、(V)CD3−CD45(V−V)をコードするDNAを合成し、タンパク質を作製および単離した。DNAは、大腸菌(E.coli)における発現(ベクターE3)のためにコドンを最適化し、発現を最適化し、2リットルの標準的なLB培地中で成長させ、タンパク質は、Ni−HiTrapカラムによりワンステップで、封入体またはペリプラズム(pelBリーダー)から得た。細菌性内毒素は、1×リン酸緩衝生理食塩液(PBS)5リットルに対する透析により除去した。濃度は、ウシ血清アルブミン(BSA)を基準物質とするブラッドフォードタンパク質アッセイにより測定した。純度は、クーマシーブルー染色SDS−PAGEゲルに対する濃度測定解析により推定した。アリコートは、−80℃または+4℃で保存した。保存緩衝液として、1×PBS、5%のグリセロール、0.5%のラウロイルサルコシンナトリウム、pH7.4を用いた。
細胞培養法
細胞の培養:
哺乳動物細胞を、T75組織培養フラスコ内の20mlの適切な培養培地中、5%のCOを伴う37℃で培養した。2〜3日ごとに細胞を分けた。接着細胞を、1×トリプシン−EDTAで引きはがすことがまず必要であった。生体染色液、エオシン、またはトリパンブルーを用いて、細胞をカウントした。保存のために、コンフルエンシーが60〜80%の細胞を、450×gで5分間にわたり遠心分離することにより採取し、10%のDMSOを伴うFCS中に再懸濁させ、Cryovial中でアリコート分割し、−80℃の温度へと徐々に凍結させた。細胞は、水浴中37℃で素早く融解させ、5mlの培地へと注意深く添加した。DMSOを除去するために、細胞を再度遠心分離し、新鮮な培地中に再懸濁させ、組織培養フラスコへと移した。
末梢血単核細胞(PBMC)の調製:
リンパ球および単球を含むPBMCは、Ficollベースのリンパ球分離溶液であるLSM 1077(PAA Laboratories、Pasching、Austria)を用いる密度遠心分離により、健常ヒトドナーの軟膜からあらかじめ単離した。それにもかかわらず、これらのPBMCは、使用時において、不均一な細胞集団として現れたので、残存する赤血球、顆粒球、および血小板からの分離を以下の通りに繰り返した。融解させたPBMCであって、10%のFCSおよびPen−Strepを含有する30mlのRPMI 1640培地中に再懸濁させたPBMCを、10mlのLSM 1077上に注意深く積み重ね、制動を伴わずに、800×gで5分間にわたり遠心分離した。上部相を廃棄した後、中間相内で濃縮されたPBMCを、清浄な試験管へと移し、30mlの培地中に再懸濁させ、450×gで5分間にわたり遠心分離した。直径10cmの組織培養プレート内で、一晩にわたり、PBMCを培養して、単球のプレートへの接着を可能とすることにより、単球を除去した。最後に、溶液中に残存するPBMCを採取した。
実施例3の代替法では、転移性膵臓がんを伴う患者に由来する原発性ヒトがん細胞を患者の腹水バッグから抽出した(図29)。回収された新鮮な悪性腹水を伴う4リットルを、2リットルのガラスボトル内に4℃で一晩にわたり保存した。翌日、ガラスの底部から細胞ペレットを、1×PBS中で洗浄し、培養培地(200μMのl−グルタミン、10%の熱不活化FBS、ペニシリン(200U/mL)、ストレプトマイシン(200μg/mL)、およびピルビン酸ナトリウム(1mM)(Gibco(登録商標))を補充したDMED)中に再懸濁させた。接着細胞は、36℃、5%CO、湿度90%のインキュベーター内で培養した。同じ日、腹水を、患者から回収し、PBMC抽出のために、20mlの末梢血を回収した。白血病性初代細胞は、適合同種幹細胞移植の32日後において再発した、T細胞前リンパ球性白血病(T−PLL)を伴う71歳の男性患者から得た(図11A)。白血病性T−PLL細胞は、患者の末梢血から、PBMCとして抽出した。試料を取り出したとき、日常的な臨床診断法によれば、患者は、その血球数中に>90%の白血病性芽球を有した。全ての患者は、University hospital of Wuerzburgの倫理委員会により承認されている説明同意文書に署名した。
実施例3の代替法では、サイトメガロウイルス(CMV)特異的ヒトT細胞の創成:略述すると、樹状細胞(DC)は、HLA−A0201陰性でB0702+であるドナーのPBMCに由来するプラスチック接着単球から創成した。GM−CSF/IL4含有DC培地(Cellgenix)中で72時間にわたる培養の後、IL4(100ng/ml)、GM−CSF(800IU/ml)、LPS(10ng/ml)、およびIFNγ(100U/ml)に加えて、2.5ug/mlのCMV pp65に由来するペプチドTPRVTGGGを含有する培地中でDCを成熟させた。16時間後、DCに照射(30Gy)し、5%のAB血清およびIL21(10ng/ml)を含有する培地中、1:4の比で、CD45RO、CD57ナイーブCD8T細胞と共に共インキュベートした。10〜12日目における評価の前、培養の3、5、および7日目に、新鮮な培地、IL7、およびIL15を添加した。細胞は、Cellgenix DC培地中で培養した。PAA製のヒトAB血清を用いた。全ての実験を通して、1つの単一のバッチを用いた。IL4、IL7、IL15、IL21は、PeprotechまたはCellgenixから購入した(結果は同一であった)。GM−CSFは、Gentaurから購入した。LPS(大腸菌(E.coli)O:15)は、Sigmaから購入した。HLA−B0702拘束CMV特異的ペプチドTPRVTGGGは、jptから購入した。in vivo実験のために、APC標識したMHC−マルチマー(Immudex)を用いて、CMV特異的T細胞をさらに精製した。室温でMHCマルチマー染色を実施した後、抗APCビーズ(Miltenyi)により、MHC−マルチマー+ T細胞の単離を行った。
機能アッセイ
フローサイトメトリー:
抗体融合タンパク質の抗原提示腫瘍細胞および/またはTリンパ球への結合をフローサイトメトリーにより調べた。この目的で、2.5〜5×10個の細胞を、10μg/mlのscFvまたは96ウェルV字型プレート上にウェル1つ当たり100μlずつの適切な緩衝液(PBS+ウシ血清アルブミンまたは他の許容される緩衝液など)中で滴定された0.004〜4μg/mlの融合タンパク質と共に、4℃で2時間にわたりインキュベートした。150μlの適切な緩衝液で3回洗浄した後、細胞を、FITCコンジュゲート抗Hisタグまたは抗Flagタグまたは抗mycタグ抗体と共にRTで30分間にわたりインキュベートし、2回再度洗浄した。バックグラウンド染色についてゲーティングし、調べるため、さらに、1つは非染色細胞とし、1つは、タンパク質を伴わない、FITCコンジュゲート抗Hisタグ抗体で染色した細胞とする、各細胞型の試料2つずつを調製した。最後に、細胞を、500μlの適切な緩衝液中に再懸濁させ、FACS試験管へと移し、フローサイトメトリーにより解析した。
PBMC刺激アッセイ:
細胞ベースの刺激アッセイにおいて、組換えタンパク質の刺激特性を調べた。こうして、誘導されるIL−2放出との関連で、PBMCへの刺激を測定することにより、二特異性抗体および「三ドメイン構築物」により媒介されるT細胞活性化を決定した。
構築物の刺激活性の測定:
CD45陽性/HLA A2骨髄腫細胞系であるU266を、ウェル1つ当たり100μlの培養培地中に細胞105個の密度で、平底96ウェル細胞培養プレートに播種した。滴定された刺激性タンパク質を、表示される通りにウェル1つ当たり100μlずつの培地中に添加し、37℃および5%のCO2で1時間にわたりプレインキュベートして、十分な結合を確保した。次いで、前日に融解させて単離した非刺激PBMCを、表示の密度で添加し、37℃および5%のCOで24時間にわたりインキュベートした。最後に、プレートを、450×gで5分間にわたり遠心分離して、ELISAによりIL−2を定量化するために、細胞非含有上清を採取した。
IL−2サンドイッチELISA:
刺激活性についての指標として、二特異性抗体により誘導されるT細胞活性化を、IL−2放出との関連で測定した。PBMCにより刺激したら、上清中に分泌されるIL−2の濃度を、IL−2サンドイッチELISAにより決定した。
第1に、96ウェルELISAプレートを、ウェル1つ当たり400ng/100μlのマウス抗ヒトIL−2抗体により、4℃で一晩にわたりコーティングした後、非特異的結合部位を、適切な遮断緩衝液により、RTで2時間にわたり飽和させた。その間、1,000pg/mlのIL−2最大濃度で始める、IL−2基準物質の1:2による希釈系列を、希釈用試薬中2連で調製した。次いで、IL−2を含有する上清を、10%のFCSおよびPen−Strep(ペニシリン−ストレプトマイシン)を含有するRPMI 1640培地中で1:3に希釈した。希釈した上清および基準物質の両方を、ELISAプレートへと移し、RTで2時間にわたりインキュベートした。その後、IL−2を、ウェル1つ当たり17.5ng/100μlのビオチニル化ヤギ抗ヒトIL−2抗体と共に、RTで2時間にわたりインキュベートすることにより検出した。最後に、希釈用試薬中で1:200に希釈したHRPコンジュゲートストレプトアビジンを、ウェル1つ当たり100μlずつ添加して、RTで20分間にわたりインキュベートした。各プレートは、TMB基質溶液を用いて現像した。バックグラウンドシグナルを達成するために、各プレート上で少なくとも2つずつのウェルを、希釈用試薬または培地だけと検出抗体にTMBを加えてインキュベートした。各インキュベーションステップの間、プレートを、0.05%のTween−20を含有するPBSで3回洗浄し、PBSだけで1回洗浄した。
各基準試料の吸光度シグナルを、IL−2濃度に対してプロットすることにより、7点の検量線を作成した。したがって、各上清のIL−2の量は、GraphPad Prism(登録商標)を用いて、単相指数関数連関(one phase exponential association)のための非線形回帰式で近似された検量線を内挿することにより決定することができた。
IFN−γ ELISA(実施例4の代替法):
100μlの細胞培養物上清中で、製造元のプロトコールに従って、ヒトIFN−γ ELISAキット(Invitrogen(商標))を用いて、IFN−γ濃度を測定した。略述すると、50μLのインキュベーション緩衝液を、プレコーティングされた96ウェルプレートの各ウェルへと添加した。50μLのStandard Diluent Bufferを、ゼロウェルへと添加した。50μLの基準物質および試料を各ウェルへと添加した。50μLのビオチニル化Hu IFN−γ Biotin Conjugate溶液を、各ウェルへと添加した。プレートの側面を静かにタッピングして、混合した。プレートを、プレートカバーで覆い、室温で1時間30分にわたりインキュベートした。溶液をウェルから完全に吸引し、液体を廃棄した。ウェルを4回洗浄した。100μLのストレプトアビジン−HRP作業溶液を、各ウェルへと添加した。プレートを、プレートカバーで覆い、室温で45分間にわたりインキュベートした。溶液をウェルから完全に吸引し、液体を廃棄した。100μLのStabilized Chromogenを、各ウェルへと添加した。ウェル内の液体は、青色に変わった。暗所内、室温で15〜30分間にわたりインキュベートした。100μLのStop Solutionを、各ウェルへと添加した。プレートの側面を静かにタッピングして、混合した。ウェル内の溶液は、青色から黄色へと変化した。各ウェルの吸光度は、BioRadプレートリーダーにより450nmで読み取った。
細胞傷害作用アッセイ:
HLA−A2/CD45陽性細胞系であるU266または骨髄腫細胞系であるU266を、350μlのPBS中に10μMのCFSE(Invitrogen Vybrant CFDA SE Cell Tracer Kit)により、暗所内、室温(RT)で10分間にわたり標識した。標識化反応は、5mlのウシ胎仔血清(FCS)の添加後、RTで1分間にわたるインキュベーションにより停止させた。2回洗浄の後、CFSE標識した標的細胞を、アッセイ培地中に再懸濁させ、1:10(2ml中に5×10個のU266および5×10個のPBMC)の比で、HLA−A2陰性の健常ドナーに由来する末梢血単核細胞(PBMC)、および表示される通り27nMの抗体構築物と共に共インキュベートした。Tritonで処理された試料を陽性対照(100%の溶解)として用い、抗体構築物を伴わない試料を陰性対照(0%の溶解)として用いた。24時間後、アポトーシス細胞を7AAD染料(Biozol、RTで10分間にわたる)で視覚化し、CFSEで標識されたU266細胞の特異的溶解%を、フローサイトメトリー法を使用して計算した。
カスパーゼ3アッセイ(実施例4の代替法):
標的細胞をT細胞と共に共インキュベート(腫瘍細胞:T細胞比を2:1とする)した後に、特異的なポリペプチドを伴うかまたは伴わずに、4時間にわたり染色を実施した。まず、HLA−A2およびCD45についての表面染色を実施した後、固定および透過(Fix+Perm、BD Biosciences)を実施した。次いで、活性化カスパーゼ3抗体を30分間にわたり添加した(BD Biosciences)。細胞を、1×PBS+5%のヒト血清(HS、PAA Laboratories)で洗浄し、BD−FACS Canto−II上で解析した。特異的アポトーシス%を、(実験値%−自発的放出%)/(100%−自発的放出%)×100として計算した。
alamarBlueアッセイ(実施例4の代替法):
alamarBlue(登録商標)アッセイ(Abd Serotec)を用いて、毒素への曝露後における細胞の増殖および生存率を測定した。略述すると、細胞を、ウェル(96ウェルプレート)1つ当たり100μlの細胞培養培地中で成長させた。解析するために、ウェル1つ当たり10μlずつのalamarBlueを添加し、インキュベーター内で30〜120分間にわたりインキュベートした。吸光度は、BioRadプレートリーダーにより、570nMおよび600nMで読み取った。ブランクには、培地だけを用いた。異なるポリペプチド群間における細胞増殖の低減差パーセントは、毒素を伴わない培養物中の細胞成長を対照として用いて、製造元により指示される通りに計算した。
ジゴキシゲニンアッセイ(実施例4の代替法):
まず、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP、Sigma−Aldrich Chemie gmbH)を、モル比1/3のジゴキシゲニンNHSエステル(Sigma−Aldrich Chemie gmbH)で標識した。Dig−HRPを、Micro Bio−Spin(商標)クロマトグラフィーカラム(BioRad)で清浄化し、暗所内、4℃で保存した。まず、Colo−206F細胞を、表示された多様な濃度のポリペプチドと共に、90分間にわたりインキュベートした。細胞をPBSで洗浄し、Dig−HRPを伴う細胞培養培地中に再懸濁させ、30分間にわたりインキュベートした。その後、細胞をPBSで2回洗浄し、50μlのPBS中に再懸濁させた。50μLのStabilized Chromogen(Invitrogen(商標))を、暗所内、室温で15〜30分間にわたり添加した。50μLのStop Solutionを添加し、BioRadプレートリーダーにより、450nmで吸光度を読み取った。
マウス(実施例4の代替法):
in vivo実験(図12A)用のHLA.A2トランスジェニック免疫欠損マウス(NodScid IL−2rg −/−HLA.A2/B2m tg;株番号:14570、The Jackson Laboratory、Bar Harbor、Maine、USA)は、欧州ガイドラインに従って、本発明者らの公認の動物施設(ZEMM、Center for experimental molecular medicine、University hospital Wuerzburg)において維持した。6〜10週齢の雌マウスを、群1つ当たりのマウス6匹ずつの5群(n=30)へと分けた。5×10個のTHP−1細胞、1.25×10個のCMV特異的なCD8+T細胞(腫瘍細胞:T細胞比:40/1)、および0.5μgのポリペプチドを、表示される通りに腹腔内(i.p)注射した。注射の後、マウスを、毎日の目視によりモニタリングした。13日目に、マウス1匹当たり1.16×10個のCMV特異的CD8+T細胞による2回目の注射を施し、ポリペプチドの注射を、週3日繰り返した。体重の増大が80%を超えるか、または施設のガイドラインに従って瀕死であると考えられる場合は、動物を屠殺した。
実施例5〜9または図4〜11において用いられる構築物のドメイン構造、アフィニティータグ、およびリンカーまたはポリペプチドを、図3に示す。図4〜30において用いられるこれらの構築物および全ての構築物またはポリペプチドは、実施例1および2において記載されている通りに調製した。実施例5〜9における細胞培養アッセイおよび機能アッセイ、ならびに図4〜30による培養アッセイ、機能アッセイ、およびin vivo研究は、実施例3および4において記載されている通りに実行した。
CD45およびHLA A2陽性骨髄腫標的細胞系であるU266を、健常ドナーに由来するHLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させたPBMC(末梢血単核細胞))、ならびに、量を変化させる、表示(番号:85、82、75および71)のHLA A2およびCD3二特異性抗体構築物と共に共インキュベートした。PHA−L(フィトヘマグルチニン、T細胞の非特異的刺激を引き起こすレクチン;1μg/mlの最終濃度)を、陽性対照として用い、HLA A2に対する特異性を伴う単鎖scFv構築物(番号:4)、またはCD3に対する特異性を伴う単鎖scFv構築物(番号:36)を調査した。T細胞によるIL2(インターロイキン2)産生を、ELISA法により測定した。構築物を伴わない実験状況では、IL2産生が見出されなかった。得られたデータを、図4に描示する。
CD45およびHLA A2陽性骨髄腫標的細胞系であるU266を、健常ドナーに由来するHLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させたPBMC)と共に共インキュベートし、量を変化させる「三ドメイン構築物」を、個別に(番号:42、45、55;図3に描示されている構築物を指す番号)、または組合せ(42+45または42+55)で添加した。PHA−LおよびCD45に対する特異性を伴う単鎖scFv構築物(番号:46および17)は、対照として施した。T細胞によるIL2産生を、ELISA法により測定した。構築物を伴わない実験状況では、IL産生が見出されなかった。得られたデータを、図5に描示する。
CD45およびHLA A2陽性骨髄腫標的細胞系であるU266を、健常ドナーに由来するHLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させたPBMC)、ならびに単独(番号:71;27nM)の、またはHLA A2上の抗原性エピトープを遮断する単鎖scFv構築物(番号:4;構築物71の濃度と比較して100倍の過剰、すなわち、2700nM)、もしくはCD3上の抗原性エピトープを遮断する単鎖scFv構築物(番号:36;構築物71の濃度と比較して9倍の過剰、すなわち、243nM)と組み合わせたHLA A2およびCD3二特異性抗体構築物と共に共インキュベートした。T細胞によるIL2産生を、ELISA法により測定し、PHA−Lを、対照として施す。得られたデータを、図6に描示する。
CD45およびHLA A2陽性骨髄腫標的細胞系であるU266を、健常ドナーに由来するHLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させたPBMC)、および構築物42と45との組合せと共に共インキュベートした。T細胞による刺激機能は、HLA A2に特異的な単鎖構築物(番号:4)、またはCD45に特異的な単鎖構築物(番号:46)により遮断した。T細胞による刺激機能の相補を、構築物42および45を個別にアッセイすることにより、またはCD3を指向する単鎖scFv構築物(番号:36)アッセイすることにより調べた。T細胞によるIL2産生を、ELISA法により測定し、PHA−Lを、対照として施す。構築物の濃度は、別段に指し示さない限り、27nMとした(「9×」とは、243nMの濃度を指し示し、「100×」とは、2700nMの濃度を指し示す)。得られたデータを、図7に描示する。
CD45およびHLA A2陽性骨髄腫標的細胞系であるU266を、健常ドナーに由来するHLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させたPBMC)、および構築物42と55との組合せと共に共インキュベートした。T細胞による刺激機能は、HLA A2に特異的な単鎖構築物(番号:4)、またはCD45に特異的な単鎖構築物(番号:46)により遮断した。T細胞による刺激機能の相補を、構築物42および55を個別にアッセイすることにより、またはCD3を指向する単鎖scFv構築物(番号:36)アッセイすることにより調べた。T細胞によるIL2産生を、ELISA法により測定し、PHA−Lを、対照として施す。構築物の濃度は、別段に指し示さない限り、27nMとした(「9×」とは、243nMの濃度を指し示し、「100×」とは、2700nMの濃度を指し示す)。得られたデータを、図8に描示する。
前出の実施例の結果は、2つの構築物(42+45)または(42+55)は、その後、T細胞の動員機能を相補するためには、まず、単一の細胞の表面でそれらのリガンドに結合しなければならないことを明らかに裏付けている。
CD3−scFvHLA A2(27ナノモル)もしくはV−scFvCD45(27ナノモル)またはこれらの構築物両方の組合せ(各々27ナノモルずつ)の存在下における、CD45およびHLA A2陽性骨髄腫標的細胞系であるU266の、HLA A2陰性T細胞(単球を枯渇させたPBMC)による溶解を、フローサイトメトリーベースの技法を用いて決定した。溶解パーセントは、アポトーシス性U266細胞を、全U266細胞により除して、バックグラウンドのアポトーシスを減じることにより計算した。得られたデータを、図9に描示する。
最終的な二部分構築物の一部として、各々が、抗原結合単鎖可変断片(scFv)と、T細胞活性化抗CD3抗体の可変軽鎖(V)ドメインまたは可変重鎖(V)ドメインとからなる、2つのポリペプチドをデザインした(図10)。これらの2つのポリペプチドが、それらのそれぞれの抗原に、単一の細胞の表面上で結合すると、VドメインとVドメインとが互いと相互作用して、元の抗CD3結合部位を再構成する。こうしてオンターゲットで形成された三特異性ヘテロ二量体は、T細胞を、腫瘍細胞の破壊に、動員および刺激する。
この情況は、in vitroにおいて、Tリンパ球が、2つの異なるポリペプチドと共にインキュベートされた標的細胞と直面するとき、完全に検証される。原理の実証として述べると、主要組織適合性抗原であるHLA−A2および造血系統マーカーCD45を、第1の抗原および第2の抗原として標的としたが、U266骨髄腫細胞、T細胞系統の前リンパ球性白血病(T−PLL)を伴う患者に由来する初代細胞、およびTHP−1急性骨髄白血病性芽球上では、これらのいずれもが発現する(図11)。記載したV/V間相互作用に起因して、本三特異性ヘテロ二量体は、インターロイキン2(IL−2)を分泌し(図11a)、標識された腫瘍細胞をナノモル濃度で溶解させる(図11b)ように、T細胞を強力に刺激し、細胞傷害作用の有効性は、陽性対照として使用した二特異性T細胞活性化抗体の細胞傷害作用の有効性(図11A、左パネル)(Mack、1995、Proc Natl Acad Sci 92、7021〜7025)と酷似する。ポリペプチドを、互いに対して個別に添加したところ、それらは、標的細胞を溶解させるようにTリンパ球を誘導しなかった。これらの結果は、標的抗原に対する十分なアフィニティーを付与するには、VドメインおよびVドメインのいずれもが要請されることを指し示す構造データと符合する(図11A、B)(Colman、1987、Nature 326、358〜363; Amit、1986、Science 233、747〜753)。なおさらに、結果は、VアームまたはVアームの潜在的なホモ二量体化が結果としてもたらす生物学的効果は、測定可能であるが無視できることを明らかにする。
/Vヘテロ二量体化が生じるには、まず2つの分子がそれらの抗原に標的細胞の表面上で結合しなければならないことを裏付けるために、HLA−A2およびCD45に特異的な単鎖可変断片を用いて、標的上のそれぞれのエピトープを遮断した。図11cにおいて示される通り、大きな過剰で存在する場合、これらの阻害剤は、2つのポリペプチドが、T細胞を誘発することを、用量依存的に阻止した。さらに、標的細胞を存在させなかった場合(データは示さない)、またはCD45だけを発現させる標的細胞(RAJI細胞、図11D)、もしくは標的分子のいずれも発現させない標的細胞(KMS−12−BM、図11D)をプローブした場合も、T細胞は刺激されなかった。
in vivoにおける概念実証のために、同種ドナー幹細胞(HLA−A2陰性、CD45陽性)に、生着し、造血を再構成する可能性を与えるには、HLA−A2およびCD45陽性である患者の全ての遺残白血病性細胞および造血細胞を消失させなければならない、同種不適合幹細胞移植モデル(図2を参照されたい)によった。二部分構築物の特異性を調べるために、事実上全ての有核細胞上でヒトHLA−A2トランス遺伝子を発現させる免疫欠損マウスを用いたが、問題は、HLA−A2陽性であるがCD45陰性であるマウス組織が、付随する損傷を受けるのかどうかであった。ヒト抗マウス免疫反応性を回避するため、サイトメガロウイルス(CMV)に対する特異性について選択された、HLA−A2陰性ドナーに由来するCD8 Tリンパ球を伴うかまたは伴わずに、THP−1細胞を腹腔内注射した。腹腔内腫瘍は、ポリペプチドを施されないマウス、およびT細胞を伴わずに単一種類の分子または両方のポリペプチドの組合せで処置されたマウスにおいて、急速に発症した。全ての場合において、致死性播種性疾患が、3〜4週間以内に発症した(図12A)。これとは著しく対照的に、T細胞および両方のポリペプチドの注射の繰り返しで処置された全ての腫瘍保有マウスは、注射部位に触知可能な腫瘍を伴ったが、31日目の実験終了時まで生存した。これらの結果は、二部分構築物が、T細胞を、in vivoにおいて標的分子(HLA−A2およびCD45)の両方を同時に発現させる腫瘍細胞におけるそれらの特異性に関わりなく、真に方向転換させることを明らかに示す。余談として述べると、HLA−A2に対してT細胞を動員する二特異性抗体であれば、T細胞を、全てのHLA−A2陽性マウス組織に対して方向転換させることにより、大きな破壊をもたらすであろう。同様に、CD45結合二特異性抗体であれば、ドナーに由来するTHP−1白血病性芽球およびT細胞を含めた、全ての造血細胞の溶解を媒介したであろう。しかし、本発明者らの環境では、HLA−A2特異的ポリペプチドのHLA−A2トランスジェニック動物への注射により、明らかな毒性が引き起こされることはなかった。
バイスタンダーに対する可能な毒性をさらに検討するために、本発明者らは、THP−1細胞およびHLA−A2陰性であるがCD45陽性である単球(後者は健常なバイスタンダーコンパートメントを表す)についての高感度のアポトーシスアッセイを使用した。図12Bに描示する通り、本発明者らは、同じウェル内で、ポリペプチドまたは二特異性陽性対照とドナーT細胞との組合せにより処置された、THP−1細胞では、カスパーゼ3の活性化を観察したが、単球では、カスパーゼ3の活性化を観察しなかった。T細胞および個々のポリペプチドと共に培養されたTHP−1細胞には影響が見られなかった。これらの観察もまた、もっぱら二重の抗原陽性標的集団ではアポトーシスが惹起されるのに対し、HLA−A2陰性のバイスタンダー細胞は免れることを明らかに示す。これらの実験は、HLA不適合幹細胞移植を伴う白血病患者の切迫した臨床状況を極めて正確にモデル化している。弁別的なHLA分子とCD45とを用いるコンビナトリアル法は、ドナーのT細胞を、骨髄およびリンパ系の両方に由来する白血病性芽球に対して再度標的化することにより、所望の移植片対白血病効果を増強することを目的とする。
充実性腫瘍へと挑むために、本発明者らは、上皮細胞接着分子(EpCAM)抗原および表皮成長因子受容体(EGFR)抗原を、コンビナトリアル法の標的とした。いずれの抗原も、多様ながん腫において過剰発現し、第II相臨床試験および第III相臨床試験で広範に研究されている。EGFRの発現が、細胞増殖と密接に関連するのに対し、EpCAMは、事実上全ての単層上皮の基底外側表面に存在し、近年では、Wnt経路内のシグナル伝達タンパク質と同様に作用することが見出されている(Maetzel、2009、Nat Cell Biol 11、162〜171)。図13aが例示する通り、2つのポリペプチドは、インターフェロン−γ(IFNγ)の、共インキュベートされるドナーリンパ球からの放出を誘発し、二重陽性がん細胞系であるCOLO−206Fのアポトーシスを、ナノモル濃度で媒介する(図13a、b)が、これは、組合せで施される場合に限り、いずれかのパート単独で施される場合には当てはまらない。神経上皮組織の子孫細胞として、黒色腫細胞系であるFM−55は、EpCAMを欠き、したがって、ポリペプチドに対して完全に耐性であった(図13a、b)。EGFRおよびEpCAMの発現は、増殖性がん細胞では広く重複するが、例えば、それぞれ、EGFR抗原またはEpCAM抗原だけを発現させる、肝臓および膵臓の非増殖性上皮細胞は、2方面攻撃に対してそれほど感受性でないか、またはこれから保護されるはずである。臨床試験では、高アフィニティーのEpCAMモノクローナル抗体の肝毒性および膵毒性は、用量制限的となっていることが注目に値する(総説については、Munz、2010、Cancer Cell Int 10:44を参照されたい)。
異なるポリペプチドの組合せを用い、異なるヒト細胞系における多様な細胞表面抗原を標的化する、広範なin vitro実験により、二部分機能相補戦略についてのさらなる検証を実施した。
HLA A2陽性ヒト腫瘍細胞系であるFM−55(黒色腫)、Colo−206F(結腸がん)、およびOVCAR(卵巣がん)を、健常ドナーに由来するHLA−A2陰性PBMC、HLA−A2(CD3(V)−HLA−A2(V−V))に対するポリペプチド、およびCEA(CD3(V)−CEA(V−V))、EGFR(CD3(VH)−EGFR(VH−VL))、またはHer2(CD3(V)−Her2(V−V))を標的化する第2のポリペプチドと共に共インキュベートした。リンパ球によるIL2またはIFN−γの産生は、ELISA法により測定した。これらのデータは、(i)特異的な抗原の組合せ、抗原署名は、多様な由来(皮膚組織、神経上皮組織、胃組織、および卵巣組織)のがん腫上で発現しうること、(ii)抗原署名は、抗原署名に特異的なポリペプチドセットを用いる本発明者らの二部分機能相補戦略により接近可能であることを裏付ける。得られたデータを、図14、15、および16に描示する。
それらの元の抗体ドメインをオンターゲットで回復してT細胞を動員するための、それらの特異的な相補能力を保持する機能ドメインの交換可能性を裏付けるために、ポリペプチドセットの断片F1と断片F2とを、互いと交換した。したがって、CD45およびHLA−A2の標的抗原に対するポリペプチドセットを用いた。CD45に対するポリペプチドは、断片F1としてのCD3(V)を有し、HLA−A2に対するポリペプチドは、断片F2としてのCD3(V)を有した。CD45およびHLA−A2陽性骨髄腫細胞系であるU266を、健常ドナーに由来するHLA−A2陰性T細胞、ならびに量を変化させるCD45に対するポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V))およびHLA−A2に対するポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))と共に共インキュベートした。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価し、ELISA法により測定した。ポリペプチドを伴わない実験状況では、IFNγ産生が見出されなかった。得られたデータを、図17に描示する。
がんの抗体療法のための標的として既に用いられている抗原(EGFR、EpCAM、およびHer2)(Her2は、乳がんにおけるトラスツズマブの標的であり、EGFRは、結腸直腸がんにおけるセツキシマブの標的であり、EpCAMは、新生物性腹水を処置するためのカツマキソマブの標的である)のセットを標的化することにより、二部分機能相補戦略についてさらに調べた。EGFR、EpCAM、およびHer2陽性細胞(Colo−206F、CX−1、およびOVCAR)を、健常ドナーに由来するPBMC、ならびにEGFRに対するポリペプチド(CD3(V)−EGFR(V+V))、EpCAMに対するポリペプチド(CD3(V)−EpCAM(V+V))、およびHer2に対するポリペプチド(CD3(V)−Her2(V+V))の組合せと共に共インキュベートした。リンパ球刺激機能の相補は、反応性IFNγの産生により評価し、ELISA法により測定した。ポリペプチドを伴わない実験状況では、IFNγ産生が見出されなかった。得られたデータを、図18および19に描示する。
臨床と密接に相関する抗原の組合せについて調べるため、CD45とCD138との組合せを用いて、ヒト多発性骨髄腫(MM)細胞を標的化した。ヒトMM細胞の大部分は、CD45およびCD138に陽性である。CD45に対するT細胞動員二特異性抗体であれば、患者の全ての造血細胞を死滅させるであろうし、CD138に対するT細胞動員二特異性抗体であれば、多様な通常の組織(上皮細胞、内皮細胞、栄養膜細胞、および消化管の腺細胞;The Human Protein Atlas、Version: 10.0、アトラスの改定:2012年9月12日)におけるその発現のために、重度の副作用を引き起こすであろう。これに対し、CD45とCD138との組合せは、もっぱら形質細胞上およびMM細胞上で見出され、したがって、標的化療法のための良好な抗原署名である。CD45およびCD138陽性ヒト多発性骨髄腫細胞系であるAMO−1を、健常ドナーに由来するPBMC、ならびにCD45に対するポリペプチド(CD3(V)−CD45(V+V))とCD138に対するポリペプチド(CD3(V)−CD138(V+V))との組合せと共に共インキュベートした。リンパ球刺激機能の相補は、反応性IFNγの産生により評価し、ELISA法により測定した。単独のポリペプチドを伴う実験状況またはポリペプチドを伴わない実験状況では、IFNγ産生が見出されなかった。得られたデータを、図20に描示する。
二部分機能相補戦略のさらなる適用は、細胞表面上の単一の抗原を標的化し、単一の抗原陽性腫瘍細胞を死滅させることである。機能的な抗CD3結合部位を伴うT細胞動員二特異性抗体の1つの主要な欠陥は、非特異的なT細胞活性化およびサイトカインの放出により引き起こされる重度の副作用である(Linke, R.ら、Catumaxomab: clinical development and future directions. MAbs 2、129〜136(2010))。本二部分機能相補戦略の利点は、T細胞活性化抗CD3機能ドメインが回復されるのは、標的細胞上に限るという事実である。標的細胞を伴わなければ、T細胞活性化ドメインは存在しない。CD45およびCD138陽性ヒト多発性骨髄腫細胞であるAMO−1およびU266を、健常ドナーに由来するPBMC、ならびに単一の標的抗原であるCD138に対するポリペプチド(CD3(V)−CD138(V+V)+CD3(V)−CD138(V+V))またはCD45に対するポリペプチド(CD3(V)−CD45(V+V)+CD3(V)−CD45(V+V))の組合せと共に共インキュベートした。リンパ球刺激機能の相補は、反応性IFNγの産生により評価し、ELISA法により測定した。単独のポリペプチドを伴う実験状況またはポリペプチドを伴わない実験状況では、IFNγ産生が見出されなかった。得られたデータを、図21および22に描示する。図23では、標的抗原A1上の2つの異なるエピトープ(上方)または同じエピトープ(下方)を標的化するポリペプチドセットを用いることにより、単一抗原法を例示する。
本実施例は、ペイロード送達の標的化のために、機能相補戦略をさらに洗練させることができ、異なるエフェクター経路により、標的細胞を死滅させることが可能なことを裏付ける例である。結合したポリペプチドセットのF1断片とF2断片とをオンターゲットで相補することにより、新たに形成される抗体結合部位を、それが特異的な任意の分子に結合させることができる。HISタグ付けされたペイロードを標的細胞へと正確に方向付けるために、抗HIS(ヘキサ−ヒスチジン)抗体のV断片およびV断片を用いた。ポリペプチド1(抗His(V)−CD45(V−V)およびポリペプチド2(抗His(V)−HLA−A2(V−V)の、それらの特異的な標的抗原であるCD45およびHLA−A2への同時的な結合の後、ヒスチジンで標識されたペイロードに高アフィニティーで結合するヘキサ−ヒスチジンの結合部位を、オンターゲットで相補する。ペイロードは、本実施例で施される、HISタグ付けされた毒素でありうる。CD45およびHLA−A2陽性細胞であるTHP−1を、CD45に対するポリペプチド(抗His(V)−CD45(V−V))およびHLA−A2に対するポリペプチド(抗His(V)−HLA−A2(V−V))と組み合わせた、ヒスチジン(His)タグ付けされたウェルシュ菌(Clostridium perfringens)イオタ毒素成分Ia(図24)またはヒスチジン(His)タグ付けされた志賀毒素サブユニットA(図25、26)と共に共インキュベートした。hisタグ付けされた毒素の結合の相補およびその後の標的細胞の殺滅は、alamarBlue(登録商標)アッセイを用いて細胞生存率を測定することにより評価した。用いられたポリペプチドの最高濃度(80nM)では、細胞生存率の低減として測定される、標的細胞の殺滅における明確な差違が、両方のポリペプチドの組合せを伴う実験状況において、単独のポリペプチドによる実験状況と比較して見出された。
二部分機能相補戦略の汎用性、柔軟性、および交換可能性をさらに裏付けるために、抗ジゴキシゲニン抗体のV断片およびV断片を用いて、ジゴキシゲニンで標識されたHRP(西洋ワサビペルオキシダーゼ)により、二重抗原陽性細胞を同定およびマーキングした。EGFRおよびEpCAM陽性Colo−206F細胞を、EGFRに対するポリペプチド(抗Dig(V)−EGFR(V+V))およびEpCAMに対するポリペプチド(抗Dig(V)−EpCAM(V+V))と共に共インキュベートした。ジゴキシゲニン−HRPによるColo−206F細胞の標識化によって指し示される抗ジゴキシゲニンの機能ドメインのオンターゲットの相補を、標準的なELISAキット(Invitrogen(商標))を用いてペルオキシダーゼ活性を測定することにより評価した。Dig−HRPにより標識された標的細胞の明確な差違は、両方のポリペプチドの組合せを伴う実験状況において、単独のポリペプチドと比較して見出された。得られたデータを、図27に描示する。
ヒト白血球抗原(HLA)を、二重抗原に拘束される二部分機能相補のための一方のアームとして用いて、ポリペプチドの機能ドメインを、抗HLA−Cw6抗体のV断片およびV断片と交換することにより、このハプロタイプ戦略をさらに検証した。HLA−Cw6陽性初代患者PBMCを、健常ドナーに由来するHLA−Cw6陰性PBMC、CD45に対するポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V))およびHLA−Cw6に対するポリペプチド(CD3(V)−HLA−Cw6(V−V))と共に共インキュベートした。リンパ球によるIFNγ産生は、ELISA法により測定した。これらのデータは、HLA−A2以外のハプロタイプを伴う患者の造血細胞を、1つの標的化ドメイン(抗HLA−A2、図5、7〜9、11〜12)を、別の標的化ドメイン(抗HLA−Cw6)で単に交換することにより標的化しうることを裏付ける。得られたデータを、図28に描示する。
単離されたばかりの初代患者がん細胞および臨床または臨床試験でがん治療のために既に用いられている抗原標的(EGFR、EpCAM、CEA、およびHer2)を用いて、二重抗原誘導型二部分機能相補戦略を、in vitroの患者アッセイにおいてさらに検証した。転移性膵臓がんを伴う48歳の男性患者の悪性細胞を、患者自身の末梢血リンパ球ならびにEGFRに対するポリペプチド(CD3(V)−EGFR(V+V))、EpCAMに対するポリペプチド(CD3(V)−EpCAM(V+V))、Her2に対するポリペプチド(CD3(V)−Her2(V+V))、CEAに対するポリペプチド(CD3(V)−CEA(V−V))、およびHLA−A2に対するポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))の組合せと共に共インキュベートした。リンパ球刺激機能の相補は、反応性IFNγの産生により評価し、ELISA法により測定した。ポリペプチドを伴わない実験状況では、IFNγ産生が見出されなかった。これらのデータは、患者自身の免疫細胞を用いてその悪性形質転換細胞を標的化し、死滅させる、この戦略の潜在的可能性を裏付ける。得られたデータを、図29に描示する。
高度に濃縮されたCD3/CD8陽性CMV拘束T細胞集団を用いて、その特異性に関わりなく、任意のT細胞が、本相補戦略により二重抗原陽性腫瘍細胞を死滅させるためのエフェクター細胞として用いられうることを示した。CD45およびHLA−A2陽性U266細胞およびTHP−1細胞を、HLA−A2陰性健常ドナーに由来するサイトメガロウイルス(CMV)特異的T細胞、ならびに量を変化させるCD45に対するポリペプチド(CD3(V)−CD45(V−V))およびHLA−A2に対するポリペプチド(CD3(V)−HLA−A2(V−V))と共に共インキュベートした。二特異性タンデムscFv(CD3(V−V)×HLA−A2(V−V))抗体を、陽性対照として用いた。T細胞の動員は、反応性IFNγの産生により評価し、ELISA法により測定した。単独のポリペプチドを伴う実験状況またはポリペプチドを伴わない実験状況では、IFNγ産生が見出されなかった。得られたデータを、図30に描示する。同じ凍結アリコートバッチに由来する細胞であるCMV特異的T細胞およびTHP−1細胞を、in vivoマウスモデルに用いた(図12A)。
この例示は、二部分機能相補戦略により、アレルゲン/自己免疫特異的なB細胞クローンを標的化する潜在的可能性を描示する。合成アレルゲンを標的化部分として用いることにより、ポリペプチドへと連結されたアレルゲンは、アレルゲン特異的なB細胞クローンの表面上で発現する、そのクロノタイプのB細胞受容体に特異的に結合するであろう。二部分戦略の第2のアームでは、その後の標的細胞の殺滅を伴う、後続のエフェクタードメインの相補を、アレルゲン特異的なB細胞クローンへと拘束する、B細胞特異的なポリペプチド(CD19、CD20、CD38、CD138)を用いる。この戦略の最終目標は、他の特異性を伴うB細胞またはFc−受容体を介して、疾患の一因となる抗体に結合する、B細胞以外の細胞(例えば、マスト細胞または好塩基球)を温存し(図31の下方)ながら、アレルギー疾患または自己免疫疾患を引き起こすB細胞クローンを消失させる(図31の上方)ことである。
本明細書、特許請求の範囲、および/または付属の図面で開示される本発明の特色は、個別に、かつ、その任意の組合せで、本発明をその多様な形態で実現するための材料でありうる。
本発明は以下を提供する。
[1]
(i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
(ii)機能ドメインFの断片F1
を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体または前記ポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
ならびに
(i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2、および
(ii)前記機能ドメインFの断片F2
を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体または前記ポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
を含み、
前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその表面において有する基質の非存在下では、互いと会合せず、
前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となる、
ポリペプチドセット。
[2]
前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞の非存在下では、互いと会合しない、請求項1に記載のポリペプチドセット。
[3]
抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞が、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導するのに対し、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有するわけではない細胞は、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導しない、請求項1または2に記載のポリペプチドセット。
[4]
前記基質または細胞の非存在下において、互いに、前記ポリペプチドP1およびP2の解離定数K が、10 −8 M〜10 −2 Mの範囲、10 −7 M〜10 −3 Mの範囲、もしくは10 −6 M〜10 −3 Mの範囲であり、かつ/または前記基質または細胞の存在下において、互いに、前記ポリペプチドP1およびP2の解離定数K が、10 −6 Mを下回るか、10 −7 Mを下回るか、10 −8 Mを下回るか、もしくは10 −9 Mを下回る、請求項1から3のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[5]
前記抗原A1および/または前記抗原A2が、腫瘍細胞の表面上または腫瘍前駆細胞/腫瘍前駆体細胞の表面上で発現する抗原である、請求項1から4のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[6]
前記抗原が、血液系腫瘍細胞の表面上または非血液系腫瘍細胞の表面上で発現する、請求項5に記載のポリペプチドセット。
[7]
抗原A1と抗原A2との組合せが、がん性細胞だけで見出され、がん性でない細胞では見出されない、請求項1から6のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[8]
抗原A1と抗原A2との組合せが、ある種のがんのがん性細胞に特異的である、請求項7に記載のポリペプチドセット。
[9]
前記抗原A1が、MHC抗原であり、
かつ/または前記抗原A2が、ある種の細胞型または細胞系統に特異的な抗原である、
請求項1から8のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[10]
前記MHC抗原が、HLA−A、HLA−B、HLA−C、HLA−DQ、HLA−DR、またはHLA−DMのうちのいずれかの対立遺伝子変異体である、請求項9に記載のポリペプチドセット。
[11]
前記MHC抗原が、MHCクラスI分子の対立遺伝子変異体である、請求項9または10に記載のポリペプチドセット。
[12]
前記MHC抗原が、HLA−A2、HLA−Cw6、HLA−A1、HLA−A3、HLA−A25、HLA−B7、HLA−B8、HLA−B35、HLA−B44、HLA−Cw3、HLA−Cw4、およびHLA−Cw7からなる群から選択される対立遺伝子変異体である、請求項9から11のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[13]
前記ある種の細胞型または細胞系統に特異的な抗原が、
CD45;CD34;CD33;CD138;CD15;CD1a;CD2;CD3;CD4;CD5;CD8;CD20;CD23;CD31;CD43;CD56;CD57;CD68;CD79a;CD146;サーファクタントタンパク質;シナプトフィジン;CD56;CD57;ニコチン性アセチルコリン受容体;筋特異的キナーゼMUSK;電位依存性カルシウムチャネル(P/Q型);電位依存性カリウムチャネル(VGKC);N−メチル−D−アスパラギン酸受容体(NMDA);TSH;アンフィフィシン;HepPar−1;ガングリオシドGQ1B、GD3、またはGM1;およびグリコホリンA
からなる群から選択される、請求項9から12のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[14]
前記抗原A1およびA2のうちのいずれかが、
HLA−A2;HLA−Cw6;EpCAM;CD45;Her2;EGFR;CD138;CEA;CD19;E−カドヘリン;Ca−125;Her−2/neu;大嚢胞症液タンパク質;BCA−225;CA 19−9;CD117;CD30;上皮抗原BER−EP4、上皮膜抗原および上皮関連抗原MOC−31;表皮成長因子受容体HER1;血小板由来成長因子受容体PDGFRアルファ;黒色腫関連マーカー/Mart1/Melan−A;CD133;TAG72;ならびにB細胞の表面上のクロノタイプ抗体
からなる群から選択される、請求項1から13のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[15]
(i)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EpCAMであり、他の一方が、EGFR、HER2/neu、CD10、VEGF−R、もしくはMDRであるか、
(ii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、MCSPであり、他の一方が、メラノフェリンもしくはEpCAMであるか、
(iii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CA125であり、他の一方が、CD227であるか、
(iv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD56であり、他の一方が、CD140bもしくはGD3ガングリオシドであるか、
(v)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EGFRであり、他の一方が、HER2であるか、
(vi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、PSMAであり、他の一方が、HER2であるか、
(vii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、シアリルルイスであり、他の一方が、EGFRであるか、
(viii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD44であり、他の一方が、ESA、CD24、CD133、MDR、もしくはCD117であるか、
(ix)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD34であり、他の一方が、CD19、CD79a、CD2、CD7、HLA−DR、CD13、CD117、CD33、もしくはCD15であるか、
(x)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD33であり、他の一方が、CD19、CD79a、CD2、CD7、HLA−DR、CD13、CD117、もしくはCD15であるか、
(xi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、MUC1であり、他の一方が、CD10、CEA、もしくはCD57であるか、
(xii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD38であり、他の一方が、CD138であるか、
(xiii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD24であり、他の一方が、CD29、もしくはCD49fであるか、
(xiv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、炭酸脱水素酵素IXであり、他の一方が、アクアポリン2であるか、
(xv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、EpCAMであるか、
(xvi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、CD45であるか、
(xvii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、EGFRであるか、
(xviii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、Her2であるか、
(xix)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、CEAであるか、
(xx)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EpCAMであり、他の一方が、CEAであるか、
(xxi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD45であり、他の一方が、CD138であるか、
(xxii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EGFRであり、他の一方が、CEAであるか、
(xxiii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、Her2であり、他の一方が、CEAであるか、または
(xxiv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD19であり、他の一方が、B細胞の表面上のクロノタイプ抗体である、
請求項1から14のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[16]
前記標的化部分T1および/もしくはT2が、免疫グロブリンモジュールを含むか、または
前記標的化部分T1および/もしくはT2が、それぞれ、前記抗原A1もしくは抗原A2のアプタマーもしくは天然リガンドを含む、
請求項1から15のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[17]
前記標的化部分T1が、V ドメインへと連結されたV ドメインを含むか、またはラマ抗体、ラクダ抗体、もしくはサメ抗体の可変ドメインV Hを含む、免疫グロブリンモジュールI1を含み、かつ/あるいは
前記標的化部分T2が、V ドメインへと連結されたV ドメインを含むか、またはラマ抗体、ラクダ抗体、もしくはサメ抗体の可変ドメインV Hを含む免疫グロブリンモジュールI2を含む、
請求項16に記載のポリペプチドセット。
[18]
前記免疫グロブリンモジュールI1が、抗体のscFv(単鎖変異体断片)、Fab、もしくはF(ab’) 、または完全抗体を含み、かつ/あるいは
前記免疫グロブリンモジュールI2が、抗体のscFv(単鎖変異体断片)、Fab、もしくはF(ab’) 、または完全抗体を含む、
請求項17に記載のポリペプチドセット。
[19]
前記免疫グロブリンモジュールが、
(i)配列番号78および79(CDR1および3)ならびにDAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号75〜77(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗HLA−A2抗体のVドメイン;
(ii)配列番号83および84(CDR1および3)ならびにDDS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号80〜82(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗HLA−Cw6抗体のVドメイン;
(iii)配列番号88および89(CDR1および3)ならびにWAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号85〜87(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗EpCAM抗体のVドメイン;
(iv)配列番号93および94(CDR1および3)ならびにSAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号90〜92(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗Her2抗体のVドメイン;
(v)配列番号98および99(CDR1および3)ならびにDAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号95〜97(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗EGFR1抗体のVドメイン;
(vi)配列番号103および104(CDR1および3)ならびにSAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号100〜102(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CEA抗体のVドメイン;
(vii)配列番号107および108(CDR1および3)ならびにLAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号105および106(CDR1および2)ならびにCDR3もしくは配列番号132〜134(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD45抗体のVドメイン;
(viii)配列番号112および113(CDR1および3)ならびにYTS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号109〜111(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD138抗体のVドメイン;ならびに
(ix)配列番号158および159(CDR1および3)ならびにDAS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号155〜157(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD19抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む、請求項16から18のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[20]
前記免疫グロブリンモジュールが、
(i)配列番号52を含むV ドメインおよび/または配列番号51を含むV ドメインを含む、抗HLA−A2抗体のVドメイン;
(ii)配列番号54を含むV ドメインおよび/または配列番号53を含むV ドメインを含む、抗HLA−Cw6抗体のVドメイン;
(iii)配列番号56を含むV ドメインおよび/または配列番号55を含むV ドメインを含む、抗EpCAM抗体のVドメイン;
(iv)配列番号58を含むV ドメインおよび/または配列番号57を含むV ドメインを含む、抗Her2抗体のVドメイン;
(v)配列番号60を含むV ドメインおよび/または配列番号59を含むV ドメインを含む、抗EGFR1抗体のVドメイン;
(vi)配列番号62を含むV ドメインおよび/または配列番号61を含むV ドメインを含む、抗CEA抗体のVドメイン;
(vii)配列番号64を含むV ドメインおよび/または配列番号63を含むV ドメインを含む、抗CD45抗体のVドメイン;ならびに
(viii)配列番号66を含むV ドメインおよび/または配列番号65を含むV ドメインを含む、抗CD138抗体のVドメイン;
(ix)配列番号153を含むV ドメインおよび/または配列番号152を含むV ドメインを含む、抗CD19抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む、請求項16から19のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[21]
前記免疫グロブリンモジュールが、配列番号67〜74および154のうちのいずれか1つを含むVドメインを含む、請求項16から20のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[22]
前記標的化部分T1およびT2のうちのいずれか1つが、B細胞の表面上のクロノタイプ抗体に結合するアレルゲンまたは基質を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[23]
前記機能ドメインFが、免疫グロブリンモジュール、または蛍光分子、または生物発光を媒介することが可能な分子であるか、またはこれを含む、請求項1から22のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[24]
前記機能ドメインFが、抗体のFv(変異体断片)またはscFv(単鎖変異体断片)である、請求項23に記載のポリペプチドセット。
[25]
前記機能ドメインFが、担体分子またはアフィニティータグに特異的に結合するドメインである、請求項1から24のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[26]
前記担体分子が、ペプチドまたは炭水化物分子である、請求項25に記載のポリペプチドセット。
[27]
前記アフィニティータグが、FLAGタグ、mycタグ、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)タグ、ヘマグルチニン(HA)タグ、ポリヒスチジン(His)タグ、ジゴキシゲニン(DIG)タグ、およびマルトース結合タンパク質(MBP)タグからなる群から選択される、請求項26に記載のポリペプチドセット。
[28]
前記機能ドメインFが、放射性化合物に特異的に結合するドメイン、それ自体ではヒト細胞の細胞膜を透過することが可能ではなく、前記細胞の細胞膜と会合するとヒト細胞へと内部移行される毒素分子に特異的に結合するドメイン、蛍光分子に特異的に結合するドメイン、または生物発光を媒介することが可能な分子に特異的に結合するドメインである、請求項1から27のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[29]
前記断片F1が、抗体のV ドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のV ドメインを含むか、または前記断片F1が、抗体のV ドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のV ドメインを含む、請求項1から28のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[30]
前記断片F1が、抗CD3抗体、抗His抗体、もしくは抗DIG抗体のV ドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のV ドメインを含むか、または前記断片F1が、抗CD3抗体、抗His抗体、もしくは抗DIG抗体のV ドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のV ドメインを含む、請求項1から29のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[31]
前記免疫グロブリンモジュールが、
(i)配列番号18〜20(CDR1〜3)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号15〜17(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(ii)配列番号24〜26(CDR1〜3)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号21〜23(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iii)配列番号30〜32(CDR1〜3)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号27〜29(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iv)配列番号36および37(CDR1および3)ならびにDTS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号33〜35(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(v)配列番号41および42(CDR1および3)ならびにYTN(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号38〜40(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;ならびに
(vi)配列番号46および47(CDR1および3)ならびにKVS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号43〜45(CDR1〜3)を含むV ドメインを含む、抗His抗体のVドメイン;
(vii)配列番号50および131(CDR1および3)ならびにYSS(CDR2)を含むV ドメイン、ならびに/または配列番号48および49(CDR1および2)ならびにA(CDR3)を含むV ドメインを含む、抗DIG抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む、請求項23から30のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[32]
前記免疫グロブリンモジュールが、
(i)配列番号2を含むV ドメインおよび/または配列番号1を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(ii)配列番号4を含むV ドメインおよび/または配列番号3を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iii)配列番号6を含むV ドメインおよび/または配列番号5を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(iv)配列番号8を含むV ドメインおよび/または配列番号7を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;
(v)配列番号10を含むV ドメインおよび/または配列番号9を含むV ドメインを含む、抗CD3抗体のVドメイン;ならびに
(vi)配列番号12を含むV ドメインおよび/または配列番号11を含むV ドメインを含む、抗His抗体のVドメイン;
(vii)配列番号14を含むV ドメインおよび/または配列番号30を含むV ドメインを含む、抗DIG抗体のVドメイン
からなる群から選択されるVドメインを含む、請求項23から31のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[33]
ポリペプチドP1およびP2のうちのいずれかが、配列番号114〜129および197からなる群から選択されるアミノ酸配列であるか、またはこれを含む、請求項1から32のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[34]
がんおよび/もしくは腫瘍を患っている患者の処置における使用のため、またはがんおよび/もしくは腫瘍を患っている患者における診断的使用のための、請求項1から33のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[35]
がんおよび/または腫瘍を患っており、同種組織移植もしくは同種細胞移植を受けているか、またはこのような移植を受けることを意図する患者の処置における使用のため、あるいはがんおよび/または腫瘍を患っており、同種組織移植もしくは同種細胞移植を受けているか、またはこれを受けることを意図する患者における診断的使用のための、請求項34に記載のポリペプチドセット。
[36]
前記患者へと投与するためのものである、請求項34または35に記載のポリペプチドセット。
[37]
(i)自己免疫障害;および
(ii)過敏性障害
からなる群から選択される障害の処置または防止における使用のための、請求項1から33のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[38]
前記自己免疫障害が、
(i)アレルギー性障害;
(ii)多発性硬化症;
(iii)乾癬;
(iv)全身性エリテマトーデス;
(v)シェーグレン症候群;
(vi)関節リウマチ;
(vii)特発性血小板減少性紫斑病;
(viii)糖尿病;
(xi)血管炎;
(x)クローン病;および
(xi)アミロイドーシス
からなる群から選択される、請求項37に記載のポリペプチドセット。
[39]
前記過敏性障害が、アレルギー(クームス−ゲル分類に従うI型過敏性反応)、抗体依存性細胞傷害反応(II型過敏性反応)、免疫複合体疾患(III型過敏性反応)、遅延型過敏症(IV型過敏性反応)、または受容体媒介性自己免疫疾患(V型過敏性反応)である、請求項37に記載のポリペプチドセット。
[40]
前記自己免疫障害または過敏性障害が、同種幹細胞移植に随伴するか、またはこれにより誘発される、請求項39に記載のポリペプチドセット。
[41]
感染性疾患の処置または防止における使用のための、請求項1から33のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
[42]
請求項1から33のいずれか一項に記載のポリペプチドセットまたはポリペプチドセットのポリペプチドのうちの1つをコードする核酸分子または核酸分子セット。
[43]
配列番号135〜150および196のうちのいずれか1つに描示されているヌクレオチド配列を含む、請求項42に記載の核酸分子または核酸分子セット。
[44]
請求項42もしくは43に記載の核酸分子のヌクレオチド配列、または請求項42もしくは43に記載の核酸分子もしくは核酸分子セットのうちの1つの配列を含むベクター。
[45]
請求項1から33のいずれかに記載のポリペプチドセット、または請求項42もしくは43に記載の核酸分子/核酸分子セット、または請求項44に記載のベクターを含む医薬組成物であって、薬学的に許容される担体をさらに含むことが好ましい医薬組成物。
[46]
請求項1から33のいずれかに記載のポリペプチドセット、請求項42もしくは43に記載の核酸分子もしくは核酸分子セット、または請求項44に記載のベクターを含むキット。

Claims (20)

  1. (i)抗原A1に特異的に結合する標的化部分T1、および
    (ii)機能ドメインFの断片F1
    を含む第1のポリペプチドP1であって、前記断片F1自体または前記ポリペプチドP1自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP1、
    ならびに
    (i)抗原A2に特異的に結合する標的化部分T2、および
    (ii)前記機能ドメインFの断片F2
    を含む第2のポリペプチドP2であって、前記断片F2自体または前記ポリペプチドP2自体のいずれも前記ドメインFの機能に関して機能的でないポリペプチドP2
    を含み、
    前記抗原A1が、前記抗原A2と異なり、
    前記ポリペプチドP1と前記ポリペプチドP2とが、抗原A1およびA2の両方を細胞表面において有する細胞の非存在下では、互いと会合せず、
    前記ポリペプチドP1の前記断片F1が、前記ポリペプチドP2の前記断片F2と二量体化すると、結果としてもたらされる二量体が、前記ドメインFの機能に関して機能的となり、
    ここで、前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含むか、または前記断片F1が、抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗体のVドメインを含む、
    ポリペプチドセット。
  2. 抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有する細胞が、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導するのに対し、抗原A1およびA2の両方をその細胞表面において保有していない細胞は、前記ポリペプチドP1の断片F1の、前記ポリペプチドP2の断片F2との二量体化を誘導しない、請求項1に記載のポリペプチドセット。
  3. 前記細胞の非存在下において、互いに、前記ポリペプチドP1およびP2の解離定数K、1−6M〜10−3Mの範囲である、請求項1または2に記載のポリペプチドセット。
  4. 前記細胞の存在下において、互いに、前記ポリペプチドP1およびP2の解離定数K、1−7Mを下回るか、10−8Mを下回るか、もしくは10−9Mを下回る、請求項1または2に記載のポリペプチドセット。
  5. 前記抗原A1および/または前記抗原A2が、腫瘍細胞の表面上、癌幹細胞の表面上または腫瘍前駆細胞の表面上で発現する抗原である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  6. 抗原A1と抗原A2との組合せが、がん性細胞だけで見出され、がん細胞でない細胞では見出されない、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  7. 抗原A1と抗原A2との組合せが、ある種のがんのがん性細胞に特異的である、請求項6に記載のポリペプチドセット。
  8. 前記抗原A1が、HLA−A2、HLA−Cw6、HLA−A1、HLA−A3、HLA−A25、HLA−B7、HLA−B8、HLA−B35、HLA−B44、HLA−Cw3、HLA−Cw4、およびHLA−Cw7からなる群から選択される対立遺伝子変異体であるMHC抗原であり、
    かつ/または前記抗原A2が、CD45;CD34;CD33;CD138;CD15;CD1a;CD2;CD3;CD4;CD5;CD8;CD20;CD23;CD31;CD43;CD56;CD57;CD68;CD79a;CD146;サーファクタントタンパク質;シナプトフィジン;CD56;CD57;ニコチン性アセチルコリン受容体;筋特異的キナーゼMUSK;電位依存性カルシウムチャネル(P/Q型);電位依存性カリウムチャネル(VGKC);N−メチル−D−アスパラギン酸受容体(NMDA);TSH;アンフィフィシン;HepPar−1;ガングリオシドGQ1B、GD3、またはGM1;およびグリコホリンAからなる群から選択されるある種の細胞型または細胞系統に特異的な抗原である、
    請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  9. 前記抗原A1およびA2のうちのいずれかが、
    HLA−A2;HLA−Cw6;EpCAM;CD20;CD33;CD38;CD45;Her2;EGFR;CD138;CEA;CD19;PSMA;E−カドヘリン;Ca−125;Her−2/neu;大嚢胞症液タンパク質;BCA−225;CA 19−9;CD117;CD30;上皮抗原BER−EP4、上皮膜抗原および上皮関連抗原MOC−31;表皮成長因子受容体HER1;血小板由来成長因子受容体PDGFRアルファ;黒色腫関連マーカー/Mart1/Melan−A;CD133;TAG72;アクアポリン2ならびにB細胞の表面上のクロノタイプ抗体
    からなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  10. (i)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EpCAMであり、他の一方が、EGFR、HER2/neu、CD10、VEGF−R、もしくはMDRであるか、
    (ii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、MCSPであり、他の一方が、メラノフェリンもしくはEpCAMであるか、
    (iii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CA125であり、他の一方が、CD227であるか、
    (iv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD56であり、他の一方が、CD140bもしくはGD3ガングリオシドであるか、
    (v)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EGFRであり、他の一方が、HER2であるか、
    (vi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、PSMAであり、他の一方が、HER2であるか、
    (vii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、シアリルルイスであり、他の一方が、EGFRであるか、
    (viii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD44であり、他の一方が、ESA、CD24、CD133、MDR、もしくはCD117であるか、
    (ix)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD34であり、他の一方が、CD19、CD79a、CD2、CD7、HLA−DR、CD13、CD117、CD33、もしくはCD15であるか、
    (x)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD33であり、他の一方が、CD19、CD79a、CD2、CD7、HLA−DR、CD13、CD117、もしくはCD15であるか、
    (xi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、MUC1であり、他の一方が、CD10、CEA、もしくはCD57であるか、
    (xii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD38であり、他の一方が、CD138であるか、
    (xiii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD24であり、他の一方が、CD29、もしくはCD49fであるか、
    (xiv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、炭酸脱水素酵素IXであり、他の一方が、アクアポリン2であるか、
    (xv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、EpCAMであるか、
    (xvi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、CD45であるか、
    (xvii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、EGFRであるか、
    (xviii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、Her2であるか、
    (xix)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、HLA−A2であり、他の一方が、CEAであるか、
    (xx)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EpCAMであり、他の一方が、CEAであるか、
    (xxi)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD45またはCD38であり、他の一方が、CD138であるか、
    (xxii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、EGFRであり、他の一方が、CEAであるか、
    (xxiii)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、Her2であり、他の一方が、CEAであるか、または
    (xxiv)前記抗原A1およびA2のうちの一方が、CD19であり、他の一方が、B細胞の表面上のクロノタイプ抗体である、
    請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  11. 前記標的化部分T1および/もしくはT2が、免疫グロブリンモジュールを含むか、または
    前記標的化部分T1および/もしくはT2が、それぞれ、前記抗原A1もしくは抗原A2のアプタマーもしくは天然リガンドを含む、
    請求項1〜10のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  12. 前記標的化部分T1が、Vドメインへと連結されたVドメインを含むか、またはラマ抗体、ラクダ抗体、もしくはサメ抗体の可変ドメインVHを含む、免疫グロブリンモジュールI1を含み、かつ/あるいは
    前記標的化部分T2が、Vドメインへと連結されたVドメインを含むか、またはラマ抗体、ラクダ抗体、もしくはサメ抗体の可変ドメインVHを含む免疫グロブリンモジュールI2を含む、
    請求項11に記載のポリペプチドセット。
  13. 前記免疫グロブリンモジュールI1に含まれるVドメインへと連結されたVドメインが、抗体のscFv(単鎖変異体断片)、Fab、もしくはF(ab’)、または完全抗体に含まれ、かつ/あるいは
    前記免疫グロブリンモジュールI2に含まれるVドメインへと連結されたVドメインが、抗体のscFv(単鎖変異体断片)、Fab、もしくはF(ab’)、または完全抗体に含まれる、
    請求項12に記載のポリペプチドセット。
  14. 前記標的化部分T1およびT2のうちのいずれか1つが、B細胞の表面上のクロノタイプ抗体に結合するアレルゲンまたは基質を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  15. 前記機能ドメインFが、免疫グロブリンモジュールであるか、またはこれを含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  16. 前記機能ドメインFが、抗体のFv(変異体断片)である、請求項15に記載のポリペプチドセット。
  17. 前記断片F1が、抗CD3抗体、抗His抗体、もしくは抗DIG抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗CD3抗体、抗His抗体、もしくは抗DIG抗体のVドメインをそれぞれ含むか、または前記断片F1が、抗CD3抗体、抗His抗体、もしくは抗DIG抗体のVドメインを含み、前記断片F2が、同じ抗CD3抗体、抗His抗体、もしくは抗DIG抗体のVドメインをそれぞれ含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  18. ポリペプチドP1およびP2のうちのいずれかが、配列番号114〜129および197からなる群から選択されるアミノ酸配列であるか、またはこれを含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載のポリペプチドセット。
  19. 請求項1から18のいずれかに記載のポリペプチドセットを含む医薬組成物。
  20. 請求項1から18のいずれかに記載のポリペプチドセットを含むキット。
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