WO2026014615A1 - Novel glycosylated fc variant with effector function deleted - Google Patents
Novel glycosylated fc variant with effector function deletedInfo
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Abstract
Description
본 발명은 FcγRs 및 C1q에 대한 결합력이 제거되어 작용기 기능이 감소된 신규한 Fc 변이체들에 관한 것이다.The present invention relates to novel Fc variants having reduced effector functions due to abolished binding affinity for FcγRs and C1q.
단백질 치료제들은 질병 타깃들에 아주 높은 특이성과 낮은 부작용과 독성을 보이기 때문에 비특이적인 저분자 화합물 치료제들을 아주 빠른 속도로 대체하여 임상에서 널리 이용되고 있으며, 현재 임상에 이용되고 있는 단백질 치료제들 중 항체 치료제들과 항체 Fc 영역을 융합된 Fc-융합 단백질 치료제들이 주종을 이루고 있다. 치료용 항체는 기존의 저분자 약물에 비해 타깃에 매우 높은 특이성을 보이며, 생체 독성이 낮고 부작용이 적을 뿐만 아니라, 약 3주의 우수한 혈중 반감기를 가지기 때문에 가장 효과적인 암 치료방법 중의 하나로 여겨지고 있다. 실제로 전 세계의 거대 제약회사들과 연구소들에서 암 발병 원인인자를 비롯한 암세포에 특이적으로 결합하여 효과적으로 제거하는 치료용 항체의 연구 개발에 박차를 가하고 있다. 치료용 항체 의약품 개발 기업으로는 로슈, 암젠, 존슨앤존슨, 애보트, 비엠에스 등의 제약 기업이 주를 이루고 있으며, 특히 로슈는 항암 치료 목적의 허셉틴 (Herceptin), 아바스틴 (Avastin), 리툭산 (Rituxan) 등이 대표적 상품으로 이 세 가지 치료용 항체로 2012년 세계시장에서 약 195억 달러의 매출을 달성하는 등 큰 이윤을 창출하고 있을 뿐 아니라, 세계의 항체 의약품 시장을 이끌고 있다. 레미케이드(Remicade)를 개발한 존슨앤존슨 역시 매출의 증가로 세계 항체 시장에서 빠르게 성장해나가고 있으며, 애보트와 비엠에스 등의 제약 기업 역시 개발 막바지 단계의 치료용 항체를 다수 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 이에 따른 결과로 저분자 의약품이 주도권을 가지고 있던 세계 제약 시장에서 질병 타깃에 특이적이고 부작용이 낮은 치료용 항체를 포함한 바이오 의약품이 빠르게 그 자리를 대체해 나가고 있다. 항체는 체액성 및 세포성 면역계 사이의 연결고리를 제공하며, 항체의 Fab 영역이 항원을 인식하는 반면, Fc 도메인 부분은 모든 면역 적격 세포에 의해 차별적으로 발현되는 세포 상의 항체(면역글로불린)에 대한 수용체 (Fc 수용체 또는 FcR)에 결합하며, 결합하는 면역세포 표면에 발현된 FcγR의 종류에 따라 다른 기작을 가진다. 항체 Fc 영역 상의 Fc 수용체 결합 부위가 세포 상의 Fc 수용체 (FcR)에 결합함으로써 Fc 영역을 통해 항체가 세포 표면 상의 Fc 수용체에 결합하면 항체-코팅 입자의 포식 및 파괴, 면역 복합체의 제거, 살세포에 의한 항체-코팅 표적 세포의 용해 (항체-의존적 세포-매개 세포독성, antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity 또는 ADCC), 염증 매개체의 방출, 태반 이동 및 면역글로불린 생성의 제어를 포함하여 중요하고도 다양한 여러 생물학적 반응을 촉발한다 (Deo, Y.M. et al., Immunol. Today 18(3):127-135 (1997)). 이와 같이, Fc 도메인은 면역세포의 모집과 ADCC(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity) 및 ADCP(antibody-dependent cell-mediated phagocytosis)에 결정적인 역할을 하며, 특히, 항체의 작용기 기능(effector function)인 ADCC 및 ADCP 기능은 많은 세포의 표면에 존재하는 Fc 수용체와의 상호작용에 의존한다. 사람의 Fc 수용체는 5가지로 분류되며, 항체가 어떠한 Fc 수용체에 결합되는지에 따라 모집되는 면역세포의 종류가 결정된다. 예를 들어, 항체의 Fc 도메인이 FcγRⅢa와 결합하여 ADCC, FcγRI 또는 FcγRⅡa와 결합하여 ADCP, 그리고 C1q와 결합하여 CDC(complement dependent cytotoxicity)의 작용기 기능을 유발하여 Fab 영역에 결합한 표적 항원으로 독성을 가짐으로써 치료용 항체의 주요한 치료 효과를 담당한다. Protein therapeutics are rapidly replacing non-specific small-molecule compound therapeutics due to their high specificity for disease targets and low side effects and toxicity, and are widely used in clinical practice. Currently, antibody therapeutics and Fc-fusion protein therapeutics that are fused with antibody Fc domains are the main types of protein therapeutics used clinically. Therapeutic antibodies are considered one of the most effective cancer treatments because they show much higher specificity for their targets than existing small-molecule drugs, have low biotoxicity and side effects, and have an excellent blood half-life of approximately three weeks. In fact, major pharmaceutical companies and research institutes around the world are accelerating the research and development of therapeutic antibodies that specifically bind to and effectively eliminate cancer cells, including carcinogens. Companies developing therapeutic antibody drugs include pharmaceutical companies such as Roche, Amgen, Johnson & Johnson, Abbott, and BMS. Roche, in particular, is leading the global antibody drug market with Herceptin, Avastin, and Rituxan, which are representative products for cancer treatment. These three therapeutic antibodies generated approximately $19.5 billion in global sales in 2012, generating significant profits and leading the global antibody drug market. Johnson & Johnson, which developed Remicade, is also rapidly growing in the global antibody market due to increasing sales. Pharmaceutical companies such as Abbott and BMS are also known to have a number of therapeutic antibodies in the final stages of development. As a result, biopharmaceuticals, including therapeutic antibodies that are specific to disease targets and have fewer side effects, are quickly replacing small molecule drugs in the global pharmaceutical market, which had been dominated by small molecule drugs. Antibodies provide a link between the humoral and cellular immune systems. While the Fab region of an antibody recognizes antigens, the Fc domain portion binds to receptors for antibodies (immunoglobulins) on cells (Fc receptors or FcRs) that are differentially expressed by all immunocompetent cells, and have different mechanisms depending on the type of FcγR expressed on the surface of the immune cell to which it binds. When an antibody binds to an Fc receptor (FcR) on the cell surface through the Fc region, the Fc receptor binding site on the antibody Fc domain triggers a variety of important biological responses, including phagocytosis and destruction of antibody-coated particles, clearance of immune complexes, lysis of antibody-coated target cells by killer cells (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, or ADCC), release of inflammatory mediators, control of placental transport, and immunoglobulin production (Deo, Y.M. et al., Immunol. Today 18(3):127-135 (1997)). Thus, the Fc domain plays a crucial role in the recruitment of immune cells and antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) and antibody-dependent cell-mediated phagocytosis (ADCP). In particular, the effector functions of antibodies, namely ADCC and ADCP, depend on the interaction with Fc receptors present on the surface of many cells. Human Fc receptors are classified into five types, and the type of immune cell recruited depends on which Fc receptor an antibody binds to. For example, the Fc domain of an antibody binds to FcγRⅢa to induce ADCC, to FcγRI or FcγRⅡa to induce ADCP, and to C1q to induce CDC (complement-dependent cytotoxicity), which are the effector functions of therapeutic antibodies, causing toxicity to the target antigen bound to the Fab domain.
그러나, 치료학적 맥락에서, 항체의 작용기 기능은 종종 바람직하지 않으며, 숙주 면역 방어를 활성화시킴으로써 안전성 문제 및 원치 않는 부작용을 일으킬 수 있다. 이의 예로, 면역세포와 결합하는 면역관문억제제(Immune checkpoint inhibitor), 면역세포 유도 이중 항체(Bispecific immune cell engager)와 같은 일부 치료용 항체들은 표적하고 있는 면역세포로 면역 작용기작이 나타나 면역세포가 파괴되는 부작용을 가지는 문제가 있어왔다. T-세포와 같이 면역세포 표면에 발현된 면역관문 단백질을 표적하는 면역관문억제제는 Fc 매개 면역 작용기작으로 인해 면역 반응 활성화로 암세포를 제거해야 할 면역세포가 파괴되는 부작용을 가져 항체의 본래 효과를 낮추는 단점이 있다. 또한 FcγR들 중 면역세포 활성 저해 수용체(FcγRⅡb)는 T-세포에 발현되고, 항체 Fc와의 상호작용으로 면역관문억제 항체의 효능을 감소시킨다는 사실이 보고되어 (Bennion et al., Sci Transl Med., 2023), 면역세포 표면과 FcγR의 항체 Fc와의 상호작용은 면역관문 항체의 부작용 발생뿐만 아니라 효능 감소에도 관여하는 것이 알려져 있다. 또한, 한쪽에는 암세포 표면의 항원과 결합하고, 다른 한쪽은 면역세포와 결합하는 항체 치료제로 면역세포를 암세포로 이끌어서 보다 효과적으로 암세포가 제거할 수 있도록 작용하는 항체 치료제인 면역세포 유도 이중 항체는 해당 항체에 Fc 매개 면역 작용기작이 존재할 경우 면역세포가 파괴되어 암세포를 효과적으로 제거하지 못하여 부작용이 나타난다. 또한, 표적 세포에 결합하여 세포의 활성화를 유도하는 작용제 항체나 표적 항원과 리간드의 상호작용을 막는 길항제 항체도 Fc 매개 면역 작용기작으로 인해 표적 세포 및 항원에 독성을 가지게 되어 항체의 본래 효과를 낮추는 문제점이 있다. 아울러, 치료용 또는 진단, 연구용 목적에 따라 단백질이나 화학물과 같은 활성 물질의 반감기를 증가시키고자 Fc 영역을 융합한 Fc-융합 단백질을 개발할 때 Fc 매개 면역 작용기작으로 인한 독성이 나타나는 문제가 있다.However, in a therapeutic context, the effector functions of antibodies are often undesirable, and can cause safety concerns and unwanted side effects by activating host immune defenses. For example, some therapeutic antibodies, such as immune checkpoint inhibitors and bispecific immune cell engagers, have been problematic in that their immune effectors activate the targeted immune cells, resulting in their destruction. Immune checkpoint inhibitors, which target immune checkpoint proteins expressed on the surface of immune cells, such as T cells, have the disadvantage of reducing the antibody's original efficacy due to the side effect of destroying immune cells that should be eliminating cancer cells by activating the immune response due to Fc-mediated immune effectors. In addition, among FcγRs, the immune cell activation inhibitory receptor (FcγRⅡb) is expressed on T cells and has been reported to reduce the efficacy of immune checkpoint inhibitory antibodies by interacting with antibody Fc (Bennion et al., Sci Transl Med., 2023 ). It is known that the interaction of the immune cell surface and FcγR with antibody Fc is involved not only in the occurrence of side effects of immune checkpoint antibodies but also in the reduction of efficacy. In addition, immune cell-directing bispecific antibodies, which are antibody therapeutics that bind to antigens on the surface of cancer cells on one side and bind to immune cells on the other side, guide immune cells to cancer cells so that they can be eliminated more effectively, show side effects when the antibody has an Fc-mediated immune action mechanism, as the immune cells are destroyed and the cancer cells cannot be effectively eliminated. In addition, agonist antibodies that bind to target cells and induce cell activation or antagonist antibodies that block the interaction of the target antigen and the ligand have the problem of lowering the original effect of the antibody because they are toxic to the target cells and antigen due to the Fc-mediated immune action mechanism. In addition, when developing an Fc-fusion protein that fuses the Fc region to increase the half-life of an active substance such as a protein or chemical for therapeutic, diagnostic, or research purposes, there is a problem of toxicity due to the Fc-mediated immune mechanism.
따라서, 항체의 면역 작용기작으로 인한 항체의 목표에서 벗어난 독성(off-target toxicity)을 막고 효과적인 항체 치료 효과를 가지기 위해서는 Fc 매개 면역 작용기작이 제거되는 것이 필수적이다. 이를 위해 항체를 개발할 때 인간 IgG 하위분류 중 FcγR와 가장 결합력이 낮아 매우 낮은 면역 작용기작을 가지는 IgG2 항체가 고려되나, IgG2 항체는 힌지(hinge) 영역의 이황화 결합 교환(exchange)으로 인해 여러 아이소타입(isotype)들이 존재하고, 안정성 감소로 인한 응집(aggregation)이 발생하는 물성 문제가 존재하므로, 그 다음으로 결합력이 낮은 IgG4 항체가 고려되어 현재 임상 개발에 사용 중이다. 이와 관련하여, T-세포에 발현된 면역관문 단백질 PD-1(Programmed cell death-1)을 표적 하는 항-PD-1 항체 (Merck & Co.사의 pembrolizumab(Keytruda), Bristol-Myers Squibb사의 nivolumab(Opdivo), Regeneron사의 cemiplimab(Libtayo))는 모두 인간 IgG4 항체 형태로 FDA 승인을 받아 임상에서 많은 수요를 통해 사용되고 있으며, 펨브로리주맙(pembrolizumab)은 다양한 암 종류에 대해 임상 허가를 받아 2020년 기준 전 세계 의약품 매출 2위로 143억 달러의 매출을 냈고, 니볼루맙(nivolumab)은 8위로 79억 달러의 매출을 냈다. 하지만, IgG4 항체도 모든 FcγRs에 대해 결합력을 가지며, 특히 FcγRI에 대해 수 nM의 강한 결합력을 가지고 있어 다양한 면역 작용기작이 활성화되는 문제가 있어, 항체의 면역 작용기작으로 인해 표적 세포가 파괴되는 것을 방지하기 위해 FcγRs에 대한 결합력이 제거된 Fc를 제작하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 야생형 인간 IgG4는 CH2 영역인 228번째 아미노산이 인간 IgG1과 다르게 세린(serine)으로 존재하고, 유연한 코어 힌지(core hinge)를 통해 사슬 내(intrachain) 이황화 결합이 형성되어 비-공유적(non-covalent) 연결로 인한 half-항체가 생성된다. 이렇게 half-항체 형태로 존재하는 IgG4는 서로 다른 항원을 표적하는 2개의 IgG4의 half-항체 형태가 합쳐지는 Fab-arm 교환(Fab-arm exchange, FAE) 현상이 나타나므로, 이를 방지하기 위해 IgG4의 228번째 아미노산을 인간 IgG1의 228번째 아미노산인 프롤린(proline)으로 치환하면 힌지 영역이 안정화되어 Fab-arm 교환이 나타나지 않아, 해당 S228P 변이체는 IgG4 임상 항체에 범용적으로 적용되어 개발되고 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 S228P 변이체는 야생형 IgG4와 동일한 FcγRs 결합력을 가지고 있어 여전히 면역세포 사멸 부작용/정상세포에 목표에서 벗어난 독성(off-target toxicity) 유발 문제를 가진다. Therefore, in order to prevent off-target toxicity caused by the antibody's immune action mechanism and to have an effective antibody therapeutic effect, it is essential to eliminate the Fc-mediated immune action mechanism. To this end, when developing antibodies, IgG2 antibodies, which have the lowest binding affinity to FcγR among human IgG subclasses and thus a very low immune action mechanism, are considered. However, IgG2 antibodies have multiple isotypes due to disulfide bond exchange in the hinge region, and there is a physical problem that aggregation occurs due to decreased stability. Therefore, IgG4 antibodies with the next lowest binding affinity are considered and are currently being used in clinical development. In this regard, anti-PD-1 antibodies (pembrolizumab (Keytruda) from Merck & Co., nivolumab (Opdivo) from Bristol-Myers Squibb, and cemiplimab (Libtayo) from Regeneron) that target the immune checkpoint protein PD-1 (Programmed cell death-1) expressed on T cells are all human IgG4 antibodies that have received FDA approval and are being used in high demand in clinical trials. Pembrolizumab has received clinical approval for various types of cancer and ranked second in global pharmaceutical sales in 2020, with sales of $14.3 billion, and nivolumab ranked eighth, with sales of $7.9 billion. However, IgG4 antibodies also have binding affinity for all FcγRs, and in particular, have a strong binding affinity of several nM for FcγRI, which causes the activation of various immune action mechanisms. Therefore, active research is being conducted to produce an Fc with eliminated binding affinity for FcγRs to prevent the destruction of target cells due to the immune action mechanism of the antibody. In addition, wild-type human IgG4 has a serine amino acid at position 228 in the CH 2 region, unlike human IgG1, and an intrachain disulfide bond is formed through a flexible core hinge, resulting in the generation of a half-antibody due to a non-covalent linkage. Since IgG4, which exists in the form of a half-antibody, exhibits a phenomenon called Fab-arm exchange (FAE), in which two half-antibody forms of IgG4 targeting different antigens combine, to prevent this, the 228th amino acid of IgG4 is substituted with proline, the 228th amino acid of human IgG1, to stabilize the hinge region and prevent Fab-arm exchange. Therefore, the S228P variant is being developed for general application to IgG4 clinical antibodies. However, this conventional S228P variant has the same binding affinity to FcγRs as the wild-type IgG4, so it still has the problem of causing immune cell death side effects/off-target toxicity to normal cells.
본 발명의 목적은 신규한 인간 항체 Fc 도메인 변이체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a novel human antibody Fc domain variant.
또한, 본 발명의 목적은 작용기 기능이 감소된 항체 또는 이의 단편 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide an antibody or a fragment thereof or a fragment thereof having immunological activity with reduced functional group function.
또한, 본 발명의 목적은 Fc-융합 단백질을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide an Fc-fusion protein.
또한, 본 발명의 목적은 항체 치료제를 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide an antibody therapeutic agent.
또한, 본 발명의 목적은 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer.
또한, 본 발명의 목적은 인간 항체 Fc 도메인 변이체의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for producing a human antibody Fc domain variant.
또한, 본 발명의 목적은 작용기 기능이 감소된 항체 또는 이의 단편의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for producing an antibody or fragment thereof with reduced functional group function.
또한, 본 발명의 목적은 항체의 작용기 기능을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for reducing the functional group function of an antibody.
또한, 본 발명의 목적은 항체 치료제의 제조에 사용하기 위한 용도를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a use for the manufacture of antibody therapeutics.
또한, 본 발명의 목적은 암의 예방 또는 치료 용도를 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a use for preventing or treating cancer.
아울러, 본 발명의 목적은 암 치료 방법을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for treating cancer.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 작용기 기능이 감소된 신규한 인간 항체 Fc 도메인 변이체를 제공한다.To solve the above problem, the present invention provides a novel human antibody Fc domain variant with reduced functional group function.
또한, 본 발명은 상기 신규한 인간 항체 Fc 도메인 변이체를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 제공한다.In addition, the present invention provides an antibody comprising the novel human antibody Fc domain variant or a fragment thereof having immunological activity.
또한, 본 발명은 상기 인간 항체 Fc 도메인 변이체와 단백질 치료제가 융합된 Fc-융합 단백질을 제공한다.In addition, the present invention provides an Fc-fusion protein in which the human antibody Fc domain variant is fused with a protein therapeutic agent.
또한, 본 발명은 상기 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 및 약물 모이어티를 포함하는 항체 치료제를 제공한다.In addition, the present invention provides an antibody therapeutic agent comprising the antibody or a fragment thereof having immunological activity, and a drug moiety.
또한, 본 발명은 상기 인간 항체 Fc 도메인 변이체, 상기항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 또는 상기 항체 치료제를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, comprising the human antibody Fc domain variant, the antibody or a fragment thereof having immunological activity, or the antibody therapeutic agent as an active ingredient.
또한, 본 발명은 상기 인간 항체 Fc 도메인 변이체의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing the human antibody Fc domain variant.
또한, 본 발명은 작용기 기능이 감소된 항체 또는 이의 단편의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing an antibody or fragment thereof with reduced functional group function.
또한, 본 발명은 항체의 작용기 기능을 감소시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for reducing the functional group function of an antibody.
또한, 본 발명은 항체 치료제의 제조에 사용하기 위한, 본 발명의 Fc 도메인 변이체를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편의 용도를 제공한다.The present invention also provides the use of an antibody or an immunologically active fragment thereof comprising an Fc domain variant of the present invention for use in the manufacture of an antibody therapeutic agent.
또한, 본 발명은 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체, 본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 또는 본 발명의 항체 치료제의 암의 예방 또는 치료 용도를 제공한다.Additionally, the present invention provides a use of the human antibody Fc domain variant of the present invention, the antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity, or the antibody therapeutic agent of the present invention for the prevention or treatment of cancer.
아울러, 본 발명은 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체, 본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 또는 본 발명의 항체 치료제를 약학적으로 유효한 양으로 암에 걸린 개체에 투여하는 단계를 포함하는 암 치료 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for treating cancer, comprising administering to a subject suffering from cancer a pharmaceutically effective amount of a human antibody Fc domain variant of the present invention, an antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity, or an antibody therapeutic agent of the present invention.
본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체들은 종래의 Fab-arm 교환 방지 변이체와 상이한 신규한 변이체로서, 모든 인간 FcγRs와 C1q에 결합하지 않으며, 마우스 및 원숭이 FcγRs에도 결합하지 않고, 우수한 혈중 반감기 및 열 안정성을 가지며, 상기 변이를 다른 서브클래스의 IgG에 적용하여도 동일한 효과를 나타내므로, 이를 적용한 항체 변이체를 치료용 항체 또는 Fc-융합단백질 의약품의 항체 Fc 영역에 의한 면역세포/정상세포 사멸 (독성) 방지 용도로 활용할 수 있다.The human antibody Fc domain variants of the present invention are novel variants that are different from conventional Fab-arm exchange-prevention variants, and do not bind to all human FcγRs and C1q, nor to mouse and monkey FcγRs, and have excellent blood half-life and thermal stability. Since the variants exhibit the same effect even when applied to other subclasses of IgG, the antibody variants applied thereto can be utilized for the purpose of preventing immune cell/normal cell death (toxicity) by the antibody Fc region of a therapeutic antibody or Fc-fusion protein drug.
도 1은 Fab-arm 교환 방지, FcγRs 및 C1q 결합력 제거 당화 IgG4 Fc 변이체들 (Stapled Fc-1, Stapled Fc-2, Stapled Fc-3, Stapled Fc-4, Stapled Fc-5)을 정제한 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 1 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after purification of glycosylated IgG4 Fc variants (Stapled Fc-1, Stapled Fc-2, Stapled Fc-3, Stapled Fc-4, Stapled Fc-5) that prevent Fab-arm exchange, abolish FcγRs and C1q binding.
도 2는 정제된 FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST 및 FcγRⅢa-158F-GST의 발현 및 정제 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 2 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after expression and purification of purified FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST, and FcγRⅢa-158F-GST.
도 3은 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 FcγRI, FcγRⅡa-131H, FcγRⅡa-131R, FcγRⅡb, FcγRⅢa-158V 및 FcγRⅢa-158F에 대한 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 3 is a diagram showing the results of ELISA analysis of the binding affinity of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention to FcγRI, FcγRⅡa-131H, FcγRⅡa-131R, FcγRⅡb, FcγRⅢa-158V, and FcγRⅢa-158F.
도 4는 정제된 마우스 FcγRI-GST, 마우스 FcγRⅡb-GST, 마우스 FcγRⅢ-GST 및 마우스 FcγRⅣ-GST의 발현 및 정제 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 4 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after expression and purification of purified mouse FcγRI-GST, mouse FcγRⅡb-GST, mouse FcγRⅢ-GST, and mouse FcγRⅣ-GST.
도 5는 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 마우스 FcγRI, 마우스 FcγRⅡb, 마우스 FcγRⅢ 및 마우스 FcγRⅣ에 대한 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 5 is a diagram showing the binding affinity of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention to mouse FcγRI, mouse FcγRⅡb, mouse FcγRⅢ, and mouse FcγRⅣ analyzed by ELISA.
도 6은 정제된 시노몰구스 원숭이 FcγRI-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb-GST 및 시노몰구스 원숭이 FcγRⅢ-GST의 발현 및 정제 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 6 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after expression and purification of purified cynomolgus monkey FcγRI-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡa-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡb-GST, and cynomolgus monkey FcγRⅢ-GST.
도 7은 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 시노몰구스 원숭이 FcγRI, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb 및 시노몰구스 원숭이 FcγRⅢ에 대한 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 7 is a diagram showing the binding affinity of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention to cynomolgus monkey FcγRI, cynomolgus monkey FcγRⅡa, cynomolgus monkey FcγRⅡb, and cynomolgus monkey FcγRⅢ analyzed by ELISA.
도 8은 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 C1q 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 8 is a diagram showing the C1q binding ability of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention analyzed by ELISA.
도 9는 정제된 FcRn-GST의 발현 및 정제 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 9 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after expression and purification of purified FcRn-GST.
도 10은 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 pH-의존적 FcRn 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 10 is a diagram showing the pH-dependent FcRn binding ability of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention analyzed by ELISA.
도 11은 인간 FcRn 발현 마우스에서 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 혈중 반감기를 in vivo 분석한 도이다.Figure 11 is a diagram showing the in vivo analysis of the blood half-lives of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention in human FcRn expressing mice.
도 12는 본 발명의 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 열 안정성을 DSF로 분석한 도이다.Figure 12 is a diagram showing the thermal stability of the glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants of the present invention analyzed by DSF.
도 13은 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG1 L235C 변이체 (IgG1 L235C)를 정제한 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 13 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after purification of the glycosylated trastuzumab IgG1 L235C variant (IgG1 L235C) of the present invention.
도 14는 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG1 L235C 변이체 (IgG1 L235C)의 FcγRI, FcγRⅡa-131H, FcγRⅡa-131R, FcγRⅡb, FcγRⅢa-158V 및 FcγRⅢa-158F에 대한 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 14 is a diagram showing the binding ability of the glycosylated trastuzumab IgG1 L235C variant (IgG1 L235C) of the present invention to FcγRI, FcγRⅡa-131H, FcγRⅡa-131R, FcγRⅡb, FcγRⅢa-158V, and FcγRⅢa-158F analyzed by ELISA.
도 15는 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG1 L235C 변이체 (IgG1 L235C)의 pH-의존적 FcRn 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 15 is a diagram showing the pH-dependent FcRn binding ability of the glycosylated trastuzumab IgG1 L235C variant (IgG1 L235C) of the present invention analyzed by ELISA.
도 16은 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG1 L235C 변이체 (IgG1 L235C)의 열 안정성을 DSF로 분석한 도이다.Figure 16 is a diagram showing the thermal stability of the glycosylated trastuzumab IgG1 L235C variant (IgG1 L235C) of the present invention analyzed by DSF.
도 17은 트라스트주맙 모델 항체에 도입한 비교용 당화 Fc 변이체를 정제한 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 17 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after purifying a comparative glycosylated Fc variant introduced into a trastuzumab model antibody.
도 18은 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG1 L235C 변이체 (IgG1 LC)의 FcγRI, FcγRIIa-131H, FcγRIIa-131R, FcγRIIb, FcγRIIIa-158V 및 FcγRIIIa-158F에 대한 결합력을 분석한 도이다.Figure 18 is a diagram analyzing the binding affinity of the glycosylated trastuzumab IgG1 L235C variant (IgG1 LC) of the present invention to FcγRI, FcγRIIa-131H, FcγRIIa-131R, FcγRIIb, FcγRIIIa-158V, and FcγRIIIa-158F.
도 19는 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG1 L235C 변이체 (IgG1 LC)의 실시간 세포 사멸 ADCC를 분석한 도이다.Figure 19 is a diagram analyzing real-time cell killing ADCC of the glycosylated trastuzumab IgG1 L235C variant (IgG1 LC) of the present invention.
도 20은 트라스트주맙 모델 항체에 도입한 IgG2 V235C 변이체 (IgG2 VC) 및 IgG3 L235C 변이체 (IgG3 LC)를 정제한 후 SDS-PAGE 분석한 결과를 나타낸 도이다.Figure 20 is a diagram showing the results of SDS-PAGE analysis after purification of the IgG2 V235C variant (IgG2 VC) and IgG3 L235C variant (IgG3 LC) introduced into the trastuzumab model antibody.
도 21은 본 발명의 당화 트라스트주맙 IgG2 V235C 변이체 (IgG2 VC) 및 당화 트라스트주맙 IgG3 L235C 변이체 (IgG3 LC)의 FcγRI, FcγRIIa-131H, FcγRIIa-131R, FcγRIIb, FcγRIIIa-158V 및 FcγRIIIa-158F에 대한 결합력을 ELISA로 분석한 도이다.Figure 21 is a diagram showing the results of ELISA analysis of the binding affinity of the glycosylated trastuzumab IgG2 V235C variant (IgG2 VC) and the glycosylated trastuzumab IgG3 L235C variant (IgG3 LC) of the present invention to FcγRI, FcγRIIa-131H, FcγRIIa-131R, FcγRIIb, FcγRIIIa-158V, and FcγRIIIa-158F.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings and embodiments thereof. However, the following embodiments are provided as examples of the present invention. If a detailed description of a technology or configuration well known to those skilled in the art is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, such detailed description may be omitted, and the present invention is not limited thereby. The present invention is capable of various modifications and applications within the scope of the following claims and equivalents interpreted therefrom.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Additionally, the terminology used in this specification is intended to appropriately express preferred embodiments of the present invention, and may vary depending on the intent of the user or operator, or the customs of the field to which the present invention pertains. Therefore, the definitions of these terms should be determined based on the contents throughout this specification. Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, unless specifically stated otherwise, this does not mean that other components are excluded, but rather that other components may be included.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 통합된다.Unless otherwise defined, all technical terms used in this invention have the same meaning as commonly understood by those skilled in the art. While preferred methods and samples are described herein, similar or equivalent methods are also included within the scope of the present invention. The contents of all publications cited herein as references are incorporated herein by reference.
본 명세서 전반을 통하여, 천연적으로 존재하는 아미노산에 대한 통상의 1문자 및 3문자 코드가 사용될 뿐만 아니라 Aib(α-아미노이소부티르산), Sar(N-methylglycine) 등과 같은 다른 아미노산에 대해 일반적으로 허용되는 3문자 코드가 사용된다. 또한 본 발명에서 약어로 언급된 아미노산은 하기와 같이 IUPAC-IUB 명명법에 따라 기재되었다:Throughout this specification, the conventional one-letter and three-letter codes for naturally occurring amino acids are used, as well as generally accepted three-letter codes for other amino acids, such as Aib (α-aminoisobutyric acid) and Sar (N-methylglycine). Furthermore, amino acids referred to herein by abbreviations are described according to the IUPAC-IUB nomenclature as follows:
알라닌: A, 아르기닌: R, 아스파라긴: N, 아스파르트산: D, 시스테인: C, 글루탐산: E, 글루타민: Q, 글리신: G, 히스티딘: H, 이소류신: I, 류신: L, 리신: K, 메티오닌: M, 페닐알라닌: F, 프롤린: P, 세린: S, 트레오닌: T, 트립토판: W, 티로신: Y 및 발린: V. Alanine: A, arginine: R, asparagine: N, aspartic acid: D, cysteine: C, glutamic acid: E, glutamine: Q, glycine: G, histidine: H, isoleucine: I, leucine: L, lysine: K, methionine: M, phenylalanine: F, proline: P, serine: S, threonine: T, tryptophan: W, tyrosine: Y, and valine: V.
일 측면에서, 본 발명은 야생형(Wild type) 인간 항체 Fc 도메인에서, 카밧의 EU 인덱스(EU Index in Kabat et al)에 따라 넘버링된 231, 232, 234 및 235 위치의 아미노산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 위치의 아미노산이 야생형의 아미노산과 다른 서열로 치환된, 인간 항체 Fc 도메인 변이체에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a human antibody Fc domain variant, wherein an amino acid at any one or more positions selected from the group consisting of amino acids at positions 231, 232, 234 and 235 numbered according to the EU Index in Kabat et al. in a wild type human antibody Fc domain is replaced with a sequence different from that of the wild type.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 231C, 232C, 234C 및 235C로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 아미노산 치환을 포함할 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the invention may comprise one or more amino acid substitutions selected from the group consisting of 231C, 232C, 234C, and 235C.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 A231C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 Stapled Fc-1일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 2의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant Stapled Fc-1 comprising an amino acid substitution of A231C, wherein the variant may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 2.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 P232C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 Stapled Fc-2일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 3의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 4의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant Stapled Fc-2 comprising an amino acid substitution of P232C, wherein the variant may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 4.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 F234C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 Stapled Fc-4일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 5의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 6의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant Stapled Fc-4 comprising an amino acid substitution of F234C, wherein the variant comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 6.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 L235C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 Stapled Fc-5일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 7의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 8의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다. In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant Stapled Fc-5 comprising an amino acid substitution of L235C, wherein the variant may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 8.
일 구현예에서, 인간 항체 (면역글로불린)는 IgA, IgM, IgE, IgD 또는 IgG, 또는 이들의 변형일 수 있으며, IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4일 수 있다.In one embodiment, the human antibody (immunoglobulin) may be IgA, IgM, IgE, IgD or IgG, or a variant thereof, and may be IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4.
일 구현예에서, 인간 항체 (면역글로불린)는 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4, 또는 이의 변형일 수 있으며, 인간화 항체일 수 있고, 트라스트주맙(Trastuzumab), 펨브롤리주맙(Pembrolizumab) 또는 아테졸리주맙(Atezolizumab)일 수 있다.In one embodiment, the human antibody (immunoglobulin) may be IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4, or a variant thereof, may be a humanized antibody, and may be Trastuzumab, Pembrolizumab or Atezolizumab.
일 구현예에서, 인간 항체 (면역글로불린)는 IgG4 또는 이의 변형일 수 있으며, hinge, CH2 및 CH3를 포함하는 야생형 IgG4의 Fc 도메인은 서열번호 9의 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 서열번호 10의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다. In one embodiment, the human antibody (immunoglobulin) may be IgG4 or a variant thereof, and the Fc domain of wild-type IgG4 comprising hinge, CH2 and CH3 may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 10.
본 발명에서, 상기 서열번호 9의 인간 항체 IgG4는 야생형 IgG4의 전체 서열 중 Fc 도메인, 즉, hinge (서열번호 9의 1 내지 12번째 아미노산), CH2 (서열번호 9의 13 내지 122번째 아미노산) 및 CH3 (서열번호 9의 123 내지 229번째 아미노산)를 포함하며, 상기 변이체들은 야생형 IgG4의 CH2의 아미노산이 치환된 변이체이다. 예를 들어, 서열번호 9의 아미노산에서 17번째 아미노산 L이 카밧의 EU 인덱스(EU Index in Kabat et al)에 따라 넘버링되면 235번째 아미노산이며, 이는 Stapled Fc-5 (L235C) 변이체에서 C로 치환된다.In the present invention, the human antibody IgG4 of SEQ ID NO: 9 comprises the Fc domain among the entire sequence of wild-type IgG4, i.e., hinge (amino acids 1 to 12 of SEQ ID NO: 9), CH2 (amino acids 13 to 122 of SEQ ID NO: 9), and CH3 (amino acids 123 to 229 of SEQ ID NO: 9), and the variants are variants in which the amino acid of CH2 of the wild-type IgG4 is substituted. For example, the 17th amino acid L in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9 is the 235th amino acid when numbered according to the EU Index in Kabat et al., and this is substituted with C in the Stapled Fc-5 (L235C) variant.
일 구현예에서, 인간 항체 (면역글로불린)는 IgG1 또는 이의 변형일 수 있으며, hinge, CH2 및 CH3를 포함하는 야생형 IgG1의 Fc 도메인은 서열번호 11의 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 서열번호 12의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다. In one embodiment, the human antibody (immunoglobulin) may be IgG1 or a variant thereof, and the Fc domain of wild-type IgG1 comprising hinge, CH2 and CH3 may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 12.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 L235C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 IgG1 L235C일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 13의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 14의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant IgG1 L235C comprising an amino acid substitution of L235C, wherein the variant may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 14.
일 구현예에서, 인간 항체 (면역글로불린)는 IgG2 또는 이의 변형일 수 있으며, hinge, CH2 및 CH3를 포함하는 야생형 IgG2의 Fc 도메인은 서열번호 15의 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 서열번호 16의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다. In one embodiment, the human antibody (immunoglobulin) may be an IgG2 or a variant thereof, and the Fc domain of a wild-type IgG2 comprising hinge, CH2 and CH3 may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 15 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 16.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 235C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 IgG2 V235C일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 17의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 18의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant IgG2 V235C comprising an amino acid substitution of 235C, wherein the variant may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 17 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 18.
일 구현예에서, 인간 항체 (면역글로불린)는 IgG3 또는 이의 변형일 수 있으며, hinge, CH2 및 CH3를 포함하는 야생형 IgG3의 Fc 도메인은 서열번호 19의 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 서열번호 20의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다. In one embodiment, the human antibody (immunoglobulin) may be IgG3 or a variant thereof, and the Fc domain of wild-type IgG3 comprising hinge, CH2 and CH3 may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 19 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 20.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 L235C의 아미노산 치환을 포함하는 인간 항체 Fc 도메인 변이체 IgG3 L235C일 수 있으며, 상기 변이체는 서열번호 21의 아미노산 서열을 포함할 수 있고, 서열번호 22의 염기 서열을 포함하는 핵산분자로 암호화될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may be a human antibody Fc domain variant IgG3 L235C comprising an amino acid substitution of L235C, wherein the variant may comprise the amino acid sequence of SEQ ID NO: 21 and may be encoded by a nucleic acid molecule comprising the base sequence of SEQ ID NO: 22.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 Fc 감마 수용체(FcγRs)와의 결합력이 감소할 수 있으며, 상기 Fc 감마 수용체는 인간, 마우스(mouse) 또는 원숭이 Fc 감마 수용체(FcγRs)일 수 있고, FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa 또는 FcγRIV일 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may have reduced binding affinity to Fc gamma receptors (FcγRs) compared to a wild-type human antibody Fc domain, wherein the Fc gamma receptors may be human, mouse or monkey Fc gamma receptors (FcγRs), and may be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa or FcγRIV.
일 구현예에서, 상기 인간 FcγR는 FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb 또는 FcγRⅢa일 수 있으며, 상기 FcγRⅡa는 FcγRⅡa-131H 또는 FcγRⅡa-131R일 수 있고, 상기 FcγRⅢa는 FcγRⅢa-158V 또는 FcγRⅢa-158F일 수 있으며; 마우스 FcγR는 마우스 FcγRI, 마우스 FcγRⅡb, 마우스 FcγRⅢ 또는 마우스 FcγⅣ일 수 있으며; 및 원숭이 FcγR는 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb 또는 원숭이 FcγRⅢ일 수 있다.In one embodiment, the human FcγR can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb or FcγRⅢa, wherein the FcγRⅡa can be FcγRⅡa-131H or FcγRⅡa-131R, and the FcγRⅢa can be FcγRⅢa-158V or FcγRⅢa-158F; the mouse FcγR can be mouse FcγRI, mouse FcγRⅡb, mouse FcγRⅢ or mouse FcγⅣ; and the monkey FcγR can be cynomolgus monkey FcγRⅡa, cynomolgus monkey FcγRⅡb or monkey FcγRⅢ.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 C1q와의 결합력이 감소할 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the invention may have reduced binding affinity to C1q compared to a wild-type human antibody Fc domain.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 작용기 기능(effector function)이 감소할 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the invention may have reduced effector function compared to a wild-type human antibody Fc domain.
일 구현예에서, 작용기 기능은 C1q-결합, 보체 활성화, 보체 의존적 세포독성(complement dependent cytotoxicity, CDC), 항체-의존적 세포-매개된 세포독성(antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC), Fc-감마 수용체 결합을 포함하는 Fc-수용체 결합, 단백질 A-결합, 단백질 G-결합, 항체-의존적 세포성 포식작용(antibody-dependent cell-mediated phagocytosis, ADCP), 보체-의존적 세포성 세포독성(complement dependent cell-mediated cytotoxicity, CDCC), 보체-증강 세포독성, 옵소닌화, Fc-함유 폴리펩티드 내재화, 표적 하향조정, ADC 흡수, 아폽토시스의 유도, 세포 사멸, 세포 주기 정지, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 Fc-매개된 작용기 기능일 수 있으며, ADCC 또는 CDC인 것이 바람직하다.In one embodiment, the effector function can be an Fc-mediated effector function selected from C1q-binding, complement activation, complement dependent cytotoxicity (CDC), antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC), Fc-receptor binding including Fc-gamma receptor binding, protein A-binding, protein G-binding, antibody-dependent cell-mediated phagocytosis (ADCP), complement dependent cell-mediated cytotoxicity (CDCC), complement-enhanced cytotoxicity, opsonization, Fc-containing polypeptide internalization, target downmodulation, ADC uptake, induction of apoptosis, cell death, cell cycle arrest, and any combination thereof, preferably ADCC or CDC.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 열 안정성이 증가할 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the invention may have increased thermal stability compared to a wild-type human antibody Fc domain.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 생체 내 반감기(Half-life)가 증가할 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may have an increased in vivo half-life compared to a wild-type human antibody Fc domain.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체의 반감기는 야생형 인간 항체 Fc 도메인과 비교하여 3% 이상, 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 100% 이상 증가되거나, 야생형 Fc 도메인 보다 2배 이상, 3배 이상, 4배 이상, 5배 이상, 6배 이상, 7배 이상, 8배 이상, 9배 이상 또는 10배 이상 증가될 수 있다.In one embodiment, the half-life of the human antibody Fc domain variant of the invention may be increased by at least 3%, at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, or at least 100% compared to a wild-type human antibody Fc domain, or may be increased by at least 2-fold, at least 3-fold, at least 4-fold, at least 5-fold, at least 6-fold, at least 7-fold, at least 8-fold, at least 9-fold, or at least 10-fold compared to a wild-type Fc domain.
일 구현예에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체는 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 pH 5.6 내지 6.5에서 FcRn에 높은 결합 친화력을 가질 수 있으며, 엔도좀 내 약산성 조건일 수 있고, pH 5.8 내지 6.0일 수 있다. 본 발명의 pH 감응성 Fc 변이체는 상기 pH 범위에서 FcRn에 대한 결합 친화도가 야생형 Fc 도메인과 비교하여 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 100% 이상 증가되거나, 야생형 Fc 도메인 보다 2배 이상, 3배 이상, 4배 이상, 5배 이상, 6배 이상, 7배 이상, 8배 이상, 9배 이상, 10배 이상, 20배 이상, 30배 이상, 40배 이상, 50배 이상, 60배 이상, 70배 이상, 80배 이상, 90배 이상 또는 100배 이상 증가일 구현예에서, 본 발명의 Fc 변이체는 pH 7.0 내지 7.8에서 야생형 면역글로불린 Fc 영역에 비해 FcRn에 낮은 결합 친화력을 나타낼 수 있으며, 혈액의 정상 pH 범위일 수 있고, pH 7.2 내지 7.6일 수 있다. 본 발명의 Fc 변이체는 상기 pH 범위에서 FcRn에서 해리(dissociation)되는 정도가 야생형 Fc 도메인과 비교하여 동일하거나 실질적으로 변화되지 않을 수 있다.될 수 있다.In one embodiment, the human antibody Fc domain variant of the present invention may have a higher binding affinity to FcRn at pH 5.6 to 6.5 compared to a wild-type human antibody Fc domain, which may be a slightly acidic condition within the endosome, and may be pH 5.8 to 6.0. In an embodiment, the pH-sensitive Fc variant of the present invention has a binding affinity for FcRn increased by at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, or at least 100% compared to a wild-type Fc domain in the above pH range, or increased by at least 2-fold, at least 3-fold, at least 4-fold, at least 5-fold, at least 6-fold, at least 7-fold, at least 8-fold, at least 9-fold, at least 10-fold, at least 20-fold, at least 30-fold, at least 40-fold, at least 50-fold, at least 60-fold, at least 70-fold, at least 80-fold, at least 90-fold, or at least 100-fold compared to a wild-type Fc domain, the Fc variant of the present invention has lower binding to FcRn compared to a wild-type immunoglobulin Fc region at pH 7.0 to 7.8. It can exhibit affinity, and can be in the normal pH range of blood, and can be pH 7.2 to 7.6. The degree of dissociation from FcRn of the Fc variant of the present invention in the above pH range can be the same or substantially unchanged compared to the wild-type Fc domain.
일 구현예에서, 본 발명의 Fc 도메인 변이체들은 결합하는 세포를 사멸시키지 않기 위한 목적에 이용될 수 있다.In one embodiment, the Fc domain variants of the present invention can be used for the purpose of not killing cells to which they bind.
일 구현예에서, 본 발명의 Fc 도메인 변이체들은 면역세포 혹은 정상세포를 표적화하는 항체에 적용할 수 있다.In one embodiment, the Fc domain variants of the present invention can be applied to antibodies targeting immune cells or normal cells.
일 구현예에서, 본 발명의 Fc 도메인 변이체들은 면역관문억제 항체(Immune checkpoint inhibitor antibody) 또는 면역세포 유도 이중 항체(Bispecific Immune cell engaging bispecific antibody)에 사용될 수 있다.In one embodiment, the Fc domain variants of the present invention can be used in an immune checkpoint inhibitor antibody or a bispecific immune cell engaging bispecific antibody.
본 발명에서, 본 발명의 인간 항체 Fc 영역에서 아미노산의 변이를 포함하는 변이체는 모 항체 Fc 영역을 구성하는 아미노산 변형에 따라 정의되고, 통상의 항체 넘버링은 문헌 [Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991)]에 기재된 EU 인덱스에 따른다(numbering is according to the EU Index in Kabat et al.). In the present invention, a variant comprising a mutation in an amino acid in the human antibody Fc region of the present invention is defined according to the amino acid mutation constituting the parent antibody Fc region, and the conventional antibody numbering is according to the EU Index described in the literature [Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, MD. (1991)].
본 발명에서 사용된, 용어 "Fc 도메인 변이체"는 "Fc 변이체"와 혼용되어 사용될 수 있다.As used in the present invention, the term “Fc domain variant” may be used interchangeably with “Fc variant”.
본 발명에서 사용된, 용어 "야생형 (wild-type) 폴리펩타이드"는 후에 변형되어 유도체를 생산하는 비변형 폴리 펩타이드를 의미한다. 야생형 폴리펩타이드는 자연에서 발견되는 폴리펩타이드 또는 자연에서 발견되는 폴리펩타이드의 유도체 또는 조작된 것일 수 있다. 야생형 폴리펩타이드는 폴리펩타이드 그 자체, 상기 야생형 폴리펩타이드를 포함하는 조성물, 또는 이를 코딩하는 아미노산 서열을 언급하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명에서 사용된 용어 "야생형 항체"는 아미노산 잔기가 변형되어 유도체를 생성하게 되는 비변형된 항체 폴리펩타이드를 의미한다. 상기 용어와 호환적으로, 아미노산 변형이 도입되어 유도체를 생성하게 되는 비변형된 항체 폴리펩타이드를 의미하는 "모(parent) 항체"이 사용될 수 있다.As used herein, the term "wild-type polypeptide" refers to an unmodified polypeptide that is later modified to produce a derivative. A wild-type polypeptide may be a polypeptide found in nature, a derivative of a naturally occurring polypeptide, or an engineered polypeptide. A wild-type polypeptide may refer to the polypeptide itself, a composition comprising the wild-type polypeptide, or an amino acid sequence encoding the same. Accordingly, the term "wild-type antibody" as used herein refers to an unmodified antibody polypeptide into which an amino acid residue has been modified to produce a derivative. Interchangeably with this term, the term "parent antibody" may be used to refer to an unmodified antibody polypeptide into which an amino acid modification has been introduced to produce a derivative.
본 발명에서 사용된, 용어 "아미노산 변형/변이"는 폴리펩타이드 서열의 아미노산의 치환, 삽입 및/또는 결실, 바람직하게는 치환을 의미한다. 본 발명에서 사용된, 용어 "아미노산 치환" 또는 "치환"은 야생형 인간 항체 Fc 도메인의 폴리펩타이드 서열의 특정 위치에서의 아미노산이 다른 아미노산으로 대체되는 것을 의미한다. 예를 들면, A231C 치환을 포함하는 Fc 변이체는 야생형 항체의 Fc 도메인의 아미노산 서열에서 231번째 아미노산 잔기인 알라닌이 시스테인으로 대체된 것을 의미한다.As used herein, the term "amino acid modification/variation" refers to the substitution, insertion, and/or deletion, preferably substitution, of an amino acid in a polypeptide sequence. As used herein, the term "amino acid substitution" or "substitution" refers to the replacement of an amino acid at a specific position in the polypeptide sequence of a wild-type human antibody Fc domain with another amino acid. For example, an Fc variant comprising an A231C substitution refers to a replacement of an alanine at position 231 in the amino acid sequence of the Fc domain of a wild-type antibody with a cysteine.
본 명세서에 사용된 용어 "Fc 변이체"는 야생형 항체 Fc 도메인과 비교하여 하나 이상의 아미노산 잔기의 변형을 포함하는 것을 의미한다. The term “Fc variant” as used herein means one that comprises modifications of one or more amino acid residues compared to a wild-type antibody Fc domain.
본 발명의 Fc 변이체는 야생형 항체 Fc 도메인 (영역 또는 단편)과 비교하여 하나 이상의 아미노산 변형을 포함하며, 그로 인해 아미노산 서열에 있어 차이를 갖는다. 본 발명에 따른 Fc 변이체의 아미노산 서열은 야생형 항체 Fc 도메인의 아미노산 서열과 실질적으로 상동하다. 예를 들면, 본 발명에 따른 Fc 변이체의 아미노산 서열은 야생형 항체 Fc 도메인의 아미노산 서열과 비교하여 약 80% 이상, 바람직하게는 약 90% 이상, 가장 바람직하게는 약 95% 이상의 상동성을 가질 것이다. 아미노산 변형은 분자생물학적 방법을 사용하여 유전적으로 수행될 수 있거나, 또는 효소적 또는 화학적 방법을 이용하여 수행될 수도 있다.The Fc variants of the present invention comprise one or more amino acid modifications compared to a wild-type antibody Fc domain (region or fragment), thereby resulting in differences in amino acid sequence. The amino acid sequence of the Fc variants according to the present invention is substantially homologous to the amino acid sequence of the wild-type antibody Fc domain. For example, the amino acid sequence of the Fc variants according to the present invention will have at least about 80% homology, preferably at least about 90% homology, and most preferably at least about 95% homology to the amino acid sequence of the wild-type antibody Fc domain. The amino acid modifications can be performed genetically using molecular biological methods, or can be performed using enzymatic or chemical methods.
본 발명의 Fc 변이체는 당해 기술분야에 공지된 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명에 따른 인간 항체의 Fc 변이체는 특정 아미노산 변형을 포함하는 폴리펩타이드 서열을 코딩한 후, 원하는 경우, 숙주세포 내로 클로닝되고, 발현 및 검정되는 핵산 형성에 이용된다. 이를 위한 다양한 방법이 문헌 (Molecular Cloning - A Laboratory Manual, 3rd Ed., Maniatis, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 2001; Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons)에 기재되어 있다.The Fc variants of the present invention can be prepared by any method known in the art. In one embodiment, the Fc variants of human antibodies according to the present invention encode a polypeptide sequence comprising a specific amino acid modification, which is then cloned into a host cell, if desired, and used to form a nucleic acid for expression and assay. Various methods for this are described in the literature (Molecular Cloning - A Laboratory Manual, 3rd Ed., Maniatis, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 2001; Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons).
본 발명에 따른 Fc 변이체를 코딩하는 핵산은 단백질 발현을 위해 발현벡터에 삽입될 수 있다. 발현벡터는, 통상 조절 또는 제어(regulatory) 서열, 선별마커, 임의의 융합 파트너, 및/또는 추가적 요소와 작동가능하게 연결된, 즉, 기능적 관계에 놓인 단백질을 포함한다. 적절한 상태에서, 핵산으로 형질전환된 숙주세포, 바람직하게는, 본 발명에 따른 Fc 변이체를 코딩하는 핵산 함유 발현벡터를 배양하여 단백질 발현을 유도하는 방법에 의해 본 발명에 따른 Fc 변이체가 생산될 수 있다. 포유류 세포, 박테리아, 곤충 세포, 및 효모를 포함하는 다양한 적절한 숙주세포가 사용될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 외인성 핵산을 숙주세포에 도입하는 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 사용되는 숙주세포에 따라 달라질 것이다. 바람직하게는, 생산비가 저렴하여 산업적 이용가치가 높은 대장균을 숙주세포로 하여 본 발명에 따른 Fc 변이체를 생산한다.The nucleic acid encoding the Fc variant according to the present invention can be inserted into an expression vector for protein expression. The expression vector typically includes the protein operably linked, i.e., in a functional relationship, with a regulatory sequence, a selectable marker, an optional fusion partner, and/or additional elements. The Fc variant according to the present invention can be produced by a method in which a host cell transformed with the nucleic acid, preferably an expression vector containing the nucleic acid encoding the Fc variant according to the present invention, is cultured under appropriate conditions to induce protein expression. Various suitable host cells can be used, including, but not limited to, mammalian cells, bacteria, insect cells, and yeast. Methods for introducing exogenous nucleic acids into host cells are well known in the art and will vary depending on the host cell used. Preferably, the Fc variant according to the present invention is produced using Escherichia coli, which has low production costs and high industrial utility, as a host cell.
따라서, 본 발명의 범위에는 Fc 변이체를 코딩하는 핵산이 도입된 숙주세포를 단백질 발현에 적합한 조건 하에서 배양하는 단계; 및 숙주세포로부터 발현된 Fc 변이체를 정제 또는 분리하는 단계를 포함하는 Fc 변이체의 제조방법이 포함된다.Accordingly, the scope of the present invention includes a method for producing an Fc variant, comprising the steps of culturing a host cell into which a nucleic acid encoding an Fc variant has been introduced under conditions suitable for protein expression; and purifying or isolating the Fc variant expressed from the host cell.
본 발명에서 사용된, 용어 "FcRn" 또는 "신생아 Fc 수용체"는 IgG 항체 Fc 영역에 결합하는 단백질을 의미하며, 이는 적어도 부분적으로는 FcRn 유전자에 의해 코딩된다. 상기 FcRn은, 이로 제한하는 것은 아니나, 인간, 마우스, 래트, 토끼 및 원숭이를 포함하는 임의의 유기체 유래일 수 있다. 당해 기술분야에 공지된 바와 같이, 기능적 FcRn 단백질은 종종 경쇄 및 중쇄로 불리는 2개의 폴리펩타이드를 포함한다. 경쇄는 베타-2-마이크로글로불린 (β-2-microglobulin)이며, 중쇄는 FcRn 유전자에 의해 코딩된다. 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, FcRn 또는 하나의 FcRn 단백질은 FcRn 중쇄와 베타-2-마이크로글로불린의 복합체를 언급하는 것이다.As used herein, the term "FcRn" or "neonatal Fc receptor" refers to a protein that binds to the Fc region of an IgG antibody and is encoded at least in part by the FcRn gene. The FcRn may be derived from any organism, including, but not limited to, humans, mice, rats, rabbits, and monkeys. As is known in the art, a functional FcRn protein often comprises two polypeptides, referred to as a light chain and a heavy chain. The light chain is beta-2-microglobulin, and the heavy chain is encoded by the FcRn gene. Unless otherwise stated herein, reference to FcRn or an FcRn protein refers to a complex of the FcRn heavy chain and beta-2-microglobulin.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 Fc 도메인 변이체를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to an antibody or an immunologically active fragment thereof comprising an Fc domain variant of the present invention.
일 구현예에서, 상기 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편은 FcγRs에 대한 결합력이 제거되어, 야생형 인간 항체에 비해 Fc 감마 수용체(FcγRs) 또는 C1q와의 결합력이 감소될 수 있다.In one embodiment, the antibody or immunologically active fragment thereof may have reduced binding to Fc gamma receptors (FcγRs) or C1q compared to a wild-type human antibody, such that binding to FcγRs is eliminated.
일 구현예에서, Fc 감마 수용체는 인간, 마우스(mouse) 또는 원숭이 Fc 감마 수용체(FcγRs)일 수 있고, FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa 또는 FcγRIV일 수 있다.In one embodiment, the Fc gamma receptor can be a human, mouse or monkey Fc gamma receptor (FcγR), and can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa or FcγRIV.
일 구현예에서, 상기 인간 FcγR는 FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb 또는 FcγRⅢa일 수 있으며, 상기 FcγRⅡa는 FcγRⅡa-131H 또는 FcγRⅡa-131R일 수 있고, 상기 FcγRⅢa는 FcγRⅢa-158V 또는 FcγRⅢa-158F일 수 있으며; 마우스 FcγR는 마우스 FcγRI, 마우스 FcγRⅡb, 마우스 FcγRⅢ 또는 마우스 FcγⅣ일 수 있으며; 및 원숭이 FcγR는 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb 또는 원숭이 FcγRⅢ일 수 있다.In one embodiment, the human FcγR can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb or FcγRⅢa, wherein the FcγRⅡa can be FcγRⅡa-131H or FcγRⅡa-131R, and the FcγRⅢa can be FcγRⅢa-158V or FcγRⅢa-158F; the mouse FcγR can be mouse FcγRI, mouse FcγRⅡb, mouse FcγRⅢ or mouse FcγⅣ; and the monkey FcγR can be cynomolgus monkey FcγRⅡa, cynomolgus monkey FcγRⅡb or monkey FcγRⅢ.
일 구현예에서, 상기 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편은 야생형 인간 항체에 비해 작용기 기능이 감소될 수 있다.In one embodiment, the antibody or immunologically active fragment thereof may have reduced effector function compared to a wild-type human antibody.
일 구현예에서, 항체는 폴리클로날 항체, 모노클로날 항체, 미니바디(minibody), 도메인 항체, 이중특이적 항체(bispecific antibody), IgG 유사 이중특이항체, 면역세포 유도 이중 항체(Bispecific immune cell engager), 항체 모방체, 키메라 항체, 항체 접합체(conjugate), 인간항체, 인간화 항체(humanized antibody), 이가(bivalent) 항체 또는 양특이성 분자일 수 있으며, 면역학적 활성을 가진 단편은 상기 항체의 Fab, Fd, Fab', dAb, F(ab'), F(ab')2, scFv(single chain fragment variable), Fv, 단일쇄 항체, Fv 이량체, 상보성 결정 영역 단편 또는 디아바디(diabody)일 수 있다.In one embodiment, the antibody can be a polyclonal antibody, a monoclonal antibody, a minibody, a domain antibody, a bispecific antibody, an IgG-like bispecific antibody, a bispecific immune cell engager, an antibody mimetic, a chimeric antibody, an antibody conjugate, a human antibody, a humanized antibody, a bivalent antibody or a bispecific molecule, and the immunologically active fragment can be a Fab, Fd, Fab', dAb, F(ab'), F(ab') 2 , scFv (single chain fragment variable), Fv, a single chain antibody, an Fv dimer, a complementarity determining region fragment or a diabody of the antibody.
항체는 당해 기술분야에서 공지된 다양한 방법으로 분리 또는 정제될 수 있다. 표준 정제방법은 크로마토그래피 기술, 전기영동, 면역, 침강, 투석, 여과, 농축, 및 크로마토포커싱 (chromatofocusing) 기술을 포함한다. 당해 기술분야에 공지된 바와 같이, 예를 들어 박테리아 단백질 A, G, 및 L과 같은 다양한 천연 단백질이 항체와 결합하며, 상기 단백질은 정제에 이용될 수 있다. 종종, 특정 융합 파트너에 의한 정제가 가능할 수 있다. Antibodies can be isolated or purified using a variety of methods known in the art. Standard purification methods include chromatography, electrophoresis, immunoassays, precipitation, dialysis, filtration, concentration, and chromatofocusing. As is known in the art, various natural proteins, such as bacterial proteins A, G, and L, bind to antibodies and can be used for purification. Often, purification using specific fusion partners may be possible.
상기 항체는 전체(whole) 항체 형태일 뿐 아니라 항체 분자의 기능적인 단편을 포함한다. 전체 항체는 2개의 전체 길이의 경쇄(light chain) 및 2개의 전체 길이의 중쇄(heavy chain)를 가지는 구조이며 각각의 경쇄는 중쇄와 다이설파이드 결합(disulfide bond)으로 연결되어 있다. 항체 분자의 기능적인 단편이란 항원 결합 기능을 보유하고 있는 단편을 뜻하며, 항체 단편의 예는 (i) 경쇄의 가변영역(VL) 및 중쇄의 가변영역(VH)과 경쇄의 불변영역(CL) 및 중쇄의 첫 번째 불변 영역(CH1)으로 이루어진 Fab 단편; (ii) VH 및 CH1 도메인으로 이루어진 Fd 단편; (iii) 단일 항체의 VL 및 VH 도메인으로 이루어진 Fv 단편; (iv) VH 도메인으로 이루어진 dAb 단편(Ward ES et al., Nature 341:544-546 (1989)]; (v) 분리된 CDR 영역; (vi) 2개의 연결된 Fab 단편을 포함하는 2가 단편인 F(ab')2 단편; (vii) VH 도메인 및 VL 도메인이 항원 결합 부위를 형성하도록 결합시키는 펩타이드 링커에 의해 결합된 단일쇄 Fv 분자(scFv); (viii) 이특이적인 단일쇄 Fv 이량체(PCT/US92/09965) 및 (ix) 유전자 융합에 의해 제작된 다가 또는 다특이적인 단편인 디아바디(diabody) WO94/13804) 등을 포함한다. The above antibody is not only in the form of a whole antibody, but also includes functional fragments of antibody molecules. A whole antibody has a structure having two full-length light chains and two full-length heavy chains, each light chain being linked to a heavy chain by a disulfide bond. A functional fragment of an antibody molecule means a fragment that possesses an antigen-binding function, and examples of antibody fragments include (i) a Fab fragment consisting of a variable region (VL) of a light chain and a variable region (VH) of a heavy chain and a constant region (CL) of a light chain and a first constant region (CH1) of a heavy chain; (ii) a Fd fragment consisting of a VH and CH1 domain; (iii) an Fv fragment consisting of a VL and VH domain of a single antibody; (iv) dAb fragments consisting of a VH domain (Ward ES et al., Nature 341:544-546 (1989)); (v) isolated CDR regions; (vi) F(ab')2 fragments, which are bivalent fragments comprising two linked Fab fragments; (vii) single-chain Fv molecules (scFv) in which a VH domain and a VL domain are joined by a peptide linker that joins them to form an antigen-binding site; (viii) bispecific single-chain Fv dimers (PCT/US92/09965); and (ix) diabodies, which are multivalent or multispecific fragments produced by gene fusion (WO94/13804).
본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편은 동물 유래 항체, 키메릭 항체, 인간화 항체, 인간 항체, 및 이들의 면역학적 활성을 가진 단편으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 상기 항체는 재조합적 또는 합성적으로 생산된 것일 수 있다.The antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity may be selected from the group consisting of animal-derived antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, human antibodies, and fragments thereof having immunological activity. The antibody may be produced recombinantly or synthetically.
상기 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편은 생체에서 분리된 (생체에 존재하지 않는) 것 또는 비자연적으로 생산(non-naturally occurring)된 것일 수 있으며, 예컨대, 합성적 또는 재조합적으로 생산된 것일 수 있다.The above antibody or fragment having immunological activity may be isolated from a living organism (not existing in a living organism) or non-naturally occurring, for example, may be synthetically or recombinantly produced.
본 발명에서 "항체"라 함은, 면역계 내에서 항원의 자극에 의하여 만들어지는 물질을 의미하는 것으로서, 그 종류는 특별히 제한되지 않으며, 자연적 또는 비자연적(예컨대, 합성적 또는 재조합적)으로 얻어질 수 있다. 항체는 생체 외뿐 아니라 생체 내에서도 매우 안정하고 반감기가 길기 때문에 대량 발현 및 생산에 유리하다. 또한, 항체는 본질적으로 다이머(dimer) 구조를 가지므로 접착능(avidity)이 매우 높다. 완전한 항체는 2개의 전장(full length) 경쇄 및 2개의 전장 중쇄를 가지는 구조이며 각각의 경쇄는 중쇄와 이황화 결합으로 연결되어 있다. 항체의 불변 영역은 중쇄 불변 영역과 경쇄 불변 영역으로 나뉘어지며, 중쇄 불변 영역은 감마(γ), 뮤(μ), 알파(α), 델타(δ) 및 엡실론(ε) 타입을 가지고, 서브클래스로 감마1(γ1), 감마2(γ2), 감마3(γ3), 감마4(γ4), 알파1(α1) 및 알파2(α2)를 가진다. 경쇄의 불변 영역은 카파(κ) 및 람다(λ) 타입을 가진다.In the present invention, "antibody" refers to a substance produced by antigen stimulation within the immune system, and its type is not particularly limited, and can be obtained naturally or non-naturally (e.g., synthetically or recombinantly). Antibodies are highly stable both in vitro and in vivo and have a long half-life, making them advantageous for mass expression and production. In addition, antibodies inherently have a dimer structure, and thus have very high avidity. A complete antibody has a structure with two full-length light chains and two full-length heavy chains, each light chain being linked to a heavy chain by a disulfide bond. The constant region of antibodies is divided into the heavy chain constant region and the light chain constant region. The heavy chain constant region has the gamma (γ), mu (μ), alpha (α), delta (δ), and epsilon (ε) types, and the subclasses are gamma 1 (γ1), gamma 2 (γ2), gamma 3 (γ3), gamma 4 (γ4), alpha 1 (α1), and alpha 2 (α2). The constant region of the light chain has the kappa (κ) and lambda (λ) types.
본 발명에서 용어, "중쇄(heavy chain)"는 항원에 특이성을 부여하기 위해 충분한 가변 영역 서열을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 가변 영역 도메인 VH 및 3개의 불변 영역 도메인 CH1 , CH2 및 CH3과 힌지(hinge)를 포함하는 전장 중쇄 및 이의 단편을 모두 포함하는 의미로 해석된다. 또한, 용어 "경쇄(light chain)"는 항원에 특이성을 부여하기 위한 충분한 가변 영역 서열을 갖는 아미노산 서열을 포함하는 가변 영역 도메인 VL 및 불변 영역 도메인 CL을 포함하는 전장 경쇄 및 이의 단편을 모두 포함하는 의미로 해석된다.In the present invention, the term "heavy chain" is interpreted to mean a full-length heavy chain and fragments thereof, which comprises a variable region domain V H and three constant region domains C H 1 , C H 2 and C H 3 and a hinge, which comprises an amino acid sequence having a sufficient variable region sequence to confer specificity to an antigen. In addition, the term "light chain" is interpreted to mean a full-length light chain and fragments thereof, which comprises a variable region domain V L and a constant region domain C L , which comprises an amino acid sequence having a sufficient variable region sequence to confer specificity to an antigen.
본 발명에서 용어, "Fc 도메인", "Fc 단편" 또는 "Fc 영역"은 Fab 도메인/단편과 함께 항체를 이루며, Fab 도메인/단편은 경쇄의 가변영역(VL) 및 중쇄의 가변영역(VH)과, 경쇄의 불변영역(CL) 및 중쇄의 첫번째 불변 영역(CH1)으로 이루어지고, Fc 도메인/단편은 중쇄의 두 번째 불변 영역(CH2) 및 세 번째 불변 영역(CH3)로 이루어진다.In the present invention, the term "Fc domain", "Fc fragment" or "Fc region" constitutes an antibody together with a Fab domain/fragment, wherein the Fab domain/fragment is composed of a variable region (V L ) of a light chain and a variable region (V H ) of a heavy chain, a constant region (C L ) of a light chain and a first constant region (C H 1) of a heavy chain, and the Fc domain/fragment is composed of a second constant region (C H 2) and a third constant region (C H 3) of a heavy chain.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 코딩하는 핵산분자에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a nucleic acid molecule encoding an Fc domain variant of the present invention, or an antibody comprising the same, or a fragment having immunological activity thereof.
일 측면에서, 본 발명은 상기 핵산분자를 포함하는 벡터, 상기 벡터를 포함하는 숙주세포에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a vector comprising the nucleic acid molecule and a host cell comprising the vector.
본 발명의 핵산분자는 단리된 것이거나 재조합된 것일 수 있으며, 단일쇄 및 이중쇄 형태의 DNA 및 RNA뿐만 아니라 대응하는 상보성 서열이 포함된다. 단리된 핵산은 천연 생성 원천에서 단리된 핵산의 경우, 핵산이 단리된 개체의 게놈에 존재하는 주변 유전 서열로부터 분리된 핵산이다. 주형으로부터 효소적으로 또는 화학적으로 합성된 핵산, 예컨대 PCR 산물, cDNA 분자, 또는 올리고뉴클레오타이드의 경우, 이러한 절차로부터 생성된 핵산이 단리된 핵산분자로 이해될 수 있다. 단리된 핵산분자는 별도 단편의 형태 또는 더 큰 핵산 구축물의 성분으로서의 핵산 분자를 나타낸다. 핵산은 다른 핵산 서열과 기능적 관계로 배치될 때 작동가능하게 연결된다. 예를 들면, 전서열 또는 분비 리더(leader)의 DNA는 폴리펩타이드가 분비되기 전의 형태인 전단백질(preprotein)로서 발현되는 경우 폴리펩타이드의 DNA에 작동가능하게 연결되고, 프로모터 또는 인핸서는 폴리펩타이드 서열의 전사에 영향을 주는 경우 코딩 서열에 작동가능하게 연결되며, 또는 리보솜 결합 부위는 번역을 촉진하도록 배치될 때 코딩 서열에 작동가능하게 연결된다. 일반적으로 작동가능하게 연결된은 연결될 DNA 서열들이 인접하여 위치함을 의미하며, 분비 리더의 경우 인접하여 동일한 리딩 프레임 내에 존재하는 것을 의미한다. 그러나 인핸서는 인접하여 위치할 필요는 없다. 연결은 편리한 제한 효소 부위에서 라이게이션에 의해 달성된다. 이러한 부위가 존재하지 않는 경우, 합성 올리고뉴클레오타이드 어댑터 또는 링커를 통상적인 방법에 따라 사용한다. The nucleic acid molecules of the present invention may be isolated or recombinant, and include DNA and RNA in single-stranded and double-stranded forms, as well as corresponding complementary sequences. An isolated nucleic acid is a nucleic acid that has been separated from the surrounding genetic sequence present in the genome of the organism from which the nucleic acid was isolated, in the case of a nucleic acid isolated from a naturally occurring source. In the case of a nucleic acid synthesized enzymatically or chemically from a template, such as a PCR product, a cDNA molecule, or an oligonucleotide, the nucleic acid resulting from such a procedure may be understood as an isolated nucleic acid molecule. An isolated nucleic acid molecule refers to a nucleic acid molecule in the form of a separate fragment or as a component of a larger nucleic acid construct. A nucleic acid is operably linked when it is placed into a functional relationship with another nucleic acid sequence. For example, the DNA of a pre-sequence or secretory leader is operably linked to the DNA of a polypeptide if the polypeptide is expressed as a preprotein, i.e., the form in which the polypeptide is secreted; a promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence if it influences the transcription of the polypeptide sequence; or a ribosome binding site is operably linked to a coding sequence if it is positioned so as to facilitate translation. Operably linked generally means that the DNA sequences to be linked are contiguous, and in the case of a secretory leader, contiguous and within the same reading frame. However, enhancers need not be contiguous. Linkage is accomplished by ligation at convenient restriction enzyme sites. If such sites do not exist, synthetic oligonucleotide adapters or linkers are used in a conventional manner.
본 발명의 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 코딩하는 단리된 핵산 분자는 코돈의 축퇴성(degeneracy)으로 인하여 또는 상기 이를 발현시키고자 하는 생물에서 선호되는 코돈을 고려하여, 코딩영역으로부터 발현되는 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편의 아미노산 서열을 변화시키지 않는 범위 내에서 코딩영역에 다양한 변형이 이루어질 수 있고, 코딩영역을 제외한 부분에서도 유전자의 발현에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 다양한 변형 또는 수식이 이루어질 수 있으며, 그러한 변형 유전자 역시 본 발명의 범위에 포함됨을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 즉, 본 발명의 핵산 분자는 이와 동등한 활성을 갖는 단백질을 코딩하는 한, 하나 이상의 핵산 염기가 치환, 결실, 삽입 또는 이들의 조합에 의해 변이될 수 있으며, 이들 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 이러한 핵산 분자의 서열은 단쇄 또는 이중쇄일 수 있으며, DNA 분자 또는 RNA(mRNA)분자일 수 있다.The isolated nucleic acid molecule encoding the Fc domain variant of the present invention, or the antibody comprising the same, or the fragment having immunological activity thereof, may undergo various modifications in the coding region within a range that does not change the amino acid sequence of the Fc domain variant expressed from the coding region, or the antibody comprising the same, or the fragment having immunological activity thereof, due to codon degeneracy or in consideration of the codons preferred in the organism to be expressed, and various modifications or alterations may also be made in a portion other than the coding region within a range that does not affect the expression of the gene, and it will be well understood by those skilled in the art that such modified genes are also included in the scope of the present invention. That is, the nucleic acid molecule of the present invention may undergo mutations by substitution, deletion, insertion, or a combination thereof of one or more nucleic acid bases, as long as it encodes a protein having an activity equivalent thereto, and these are also included in the scope of the present invention. The sequence of such a nucleic acid molecule may be single-stranded or double-stranded, and may be a DNA molecule or an RNA (mRNA) molecule.
본 발명에 따른 본 발명의 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 코딩하는 단리된 핵산 분자는 단백질 발현을 위해 발현벡터에 삽입될 수 있다. 발현벡터는, 통상 조절 또는 제어 (regulatory) 서열, 선별마커, 임의의 융합 파트너, 및/또는 추가적 요소와 작동가능하게 연결된, 즉, 기능적 관계에 놓인 단백질을 포함한다. 적절한 상태에서, 핵산으로 형질전환된 숙주세포, 바람직하게는, 본 발명의 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 코딩하는 단리된 핵산 분자 함유 발현벡터를 배양하여 단백질 발현을 유도하는 방법에 의해 본 발명의 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편이 생산될 수 있다. 포유류 세포, 박테리아, 곤충 세포, 및 효모를 포함하는 다양한 적절한 숙주세포가 사용될 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. 외인성 핵산을 숙주세포에 도입하는 방법은 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 사용되는 숙주세포에 따라 달라질 것이다. 바람직하게는, 생산비가 저렴하여 산업적 이용가치가 높은 대장균을 숙주세포로 생산할 수 있다.An isolated nucleic acid molecule encoding an Fc domain variant of the present invention, or an antibody comprising the same, or a fragment thereof having immunological activity, may be inserted into an expression vector for protein expression. The expression vector typically comprises the protein operably linked, i.e., in a functional relationship, with a regulatory sequence, a selectable marker, an optional fusion partner, and/or additional elements. Under appropriate conditions, a host cell transformed with the nucleic acid, preferably an expression vector containing an isolated nucleic acid molecule encoding an Fc domain variant of the present invention, or an antibody comprising the same, or a fragment thereof having immunological activity, may be cultured to induce protein expression, thereby producing an Fc domain variant of the present invention, or an antibody comprising the same, or a fragment thereof having immunological activity. Various suitable host cells may be used, including, but not limited to, mammalian cells, bacteria, insect cells, and yeast. Methods for introducing exogenous nucleic acids into host cells are well known in the art and will vary depending on the host cell used. Preferably, E. coli, which has a low production cost and high industrial utility value, can be produced as a host cell.
본 발명의 벡터는 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 박테리오 파아지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 적합한 벡터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널 및 인핸서 같은 발현 조절 엘리먼트 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 시그널 서열 또는 리더 서열을 포함하며 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 벡터의 프로모터는 구성적 또는 유도성일 수 있다. 상기 시그널 서열에는 숙주가 에쉐리키아속(Escherichia sp.)균인 경우에는 PhoA 시그널 서열, OmpA 시그널 서열 등이, 숙주가 바실러스속(Bacillus sp.)균인 경우에는 α-아밀라아제 시그널 서열, 서브틸리신 시그널 서열 등이, 숙주가 효모(yeast)인 경우에는 MFα 시그널 서열, SUC2 시그널 서열 등이, 숙주가 동물세포인 경우에는 인슐린 시그널 서열, α-인터페론 시그널 서열, 항체 분자 시그널 서열 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 벡터는 벡터를 함유하는 숙주 세포를 선택하기 위한 선택 마커를 포함할 수 있고, 복제 가능한 발현벡터인 경우 복제 기원을 포함한다.The vector of the present invention includes, but is not limited to, a plasmid vector, a cosmid vector, a bacteriophage vector, a viral vector, and the like. A suitable vector may include, in addition to expression control elements such as a promoter, an operator, an initiation codon, a termination codon, a polyadenylation signal, and an enhancer, a signal sequence or a leader sequence for membrane targeting or secretion, and may be manufactured in various ways depending on the purpose. The promoter of the vector may be constitutive or inducible. The signal sequence may include, but is not limited to, a PhoA signal sequence, an OmpA signal sequence, etc. when the host is an Escherichia sp. fungus; an α-amylase signal sequence, a subtilisin signal sequence, etc. when the host is a Bacillus sp. fungus; an MFα signal sequence, a SUC2 signal sequence, etc. when the host is a yeast; and an insulin signal sequence, an α-interferon signal sequence, an antibody molecule signal sequence, etc. when the host is an animal cell. Additionally, the vector may include a selection marker for selecting host cells containing the vector, and, if it is a replicable expression vector, an origin of replication.
본 발명에서 용어, "벡터"는 핵산 서열을 복제할 수 있는 세포로의 도입을 위해서 핵산 서열을 삽입할 수 있는 전달체를 의미한다. 핵산 서열은 외생 (exogenous) 또는 이종 (heterologous)일 수 있다. 벡터로서는 플라스미드, 코스미드 및 바이러스(예를 들면 박테리오파지)를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 당업자는 표준적인 재조합 기술에 의해 벡터를 구축할 수 있다(Maniatis, et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1988; 및 Ausubel et al., In: Current Protocols in Molecular Biology , John, Wiley & Sons, Inc, NY, 1994 등).As used herein, the term "vector" refers to a carrier into which a nucleic acid sequence can be inserted for introduction into a cell capable of replicating the nucleic acid sequence. The nucleic acid sequence may be exogenous or heterologous. Vectors include, but are not limited to, plasmids, cosmids, and viruses (e.g., bacteriophages). Those skilled in the art can construct vectors by standard recombinant techniques (see, e.g., Maniatis, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1988; and Ausubel et al., In: Current Protocols in Molecular Biology, John, Wiley & Sons, Inc., NY, 1994).
일 구현예에서, 상기 벡터의 제작 시, 상기 Fc 도메인 변이체, 또는 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 생산하고자 하는 숙주세포의 종류에 따라 프로모터(promoter), 종결자(terminator), 인핸서(enhancer) 등과 같은 발현조절 서열, 막 표적화 또는 분비를 위한 서열 등을 적절히 선택하고 목적에 따라 다양하게 조합할 수 있다.In one embodiment, when producing the vector, depending on the type of host cell to be produced, the Fc domain variant, or the antibody containing the Fc domain variant, or the fragment having immunological activity thereof, an expression control sequence such as a promoter, terminator, enhancer, etc., a sequence for membrane targeting or secretion, etc. may be appropriately selected and variously combined according to the purpose.
본 발명에서, 용어 "발현 벡터"는 전사되는 유전자 산물 중 적어도 일부분을 코딩하는 핵산 서열을 포함한 벡터를 의미한다. 일부의 경우에는 그 후 RNA 분자가 단백질, 폴리펩타이드, 또는 펩타이드로 번역된다. 발현 벡터에는 다양한 조절서열을 포함할 수 있다. 전사 및 번역을 조절하는 조절서열과 함께 벡터 및 발현 벡터에는 또 다른 기능도 제공하는 핵산 서열도 포함될 수 있다.As used herein, the term "expression vector" refers to a vector containing a nucleic acid sequence encoding at least a portion of a transcribed gene product. In some cases, the RNA molecule is then translated into a protein, polypeptide, or peptide. Expression vectors may contain various regulatory sequences. In addition to regulatory sequences that regulate transcription and translation, vectors and expression vectors may also contain nucleic acid sequences that provide additional functions.
본 발명에서, 용어 "숙주세포"는 진핵생물 및 원핵생물을 포함하며, 상기 벡터를 복제할 수 있거나 벡터에 의해 코딩되는 유전자를 발현할 수 있는 임의의 형질 전환 가능한 생물을 의미한다. 숙주세포는 상기 벡터에 의해 형질감염(transfected) 또는 형질전환(transformed) 될 수 있으며, 이는 외생의 핵산분자가 숙주세포 내에 전달되거나 도입되는 과정을 의미한다.In the present invention, the term "host cell" includes eukaryotes and prokaryotes, and refers to any transformable organism capable of replicating the vector or expressing a gene encoded by the vector. The host cell may be transfected or transformed by the vector, which refers to the process by which an exogenous nucleic acid molecule is transferred or introduced into the host cell.
일 구현예에서, 상기 숙주 세포는 박테리아 또는 동물세포일 수 있으며, 동물 세포주는 CHO 세포, HEK 세포 또는 NSO 세포일 수 있고, 박테리아는 대장균일 수 있다.In one embodiment, the host cell may be a bacterial or an animal cell, the animal cell line may be a CHO cell, a HEK cell, or a NSO cell, and the bacteria may be E. coli.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 인간 Fc 도메인 변이체, 또는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편이 화물 분자에 연결된 융합 단백질에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a fusion protein comprising a human Fc domain variant of the present invention, or an antibody or fragment thereof having immunological activity, linked to a cargo molecule.
일 구현예에서, 화물 분자는 검출제, 치료제, 약물, 펩티드, 성장 인자, 시토카인, 수용체 트랩, 화학 화합물, 탄수화물 모이어티, 효소, 항체 또는 그의 단편, DNA-기재 분자, 바이러스 벡터, 또는 세포독성제; 검출제, 치료제, 약물, 펩티드, 효소, 항체 또는 그의 단편, DNA-기재 분자, 바이러스 벡터, 또는 세포독성제가 로딩된 1종 이상의 리포솜 또는 나노운반체; 또는 1종 이상의 나노입자, 나노와이어, 나노튜브, 또는 양자점일 수 있다.In one embodiment, the cargo molecule can be a detector, a therapeutic agent, a drug, a peptide, a growth factor, a cytokine, a receptor trap, a chemical compound, a carbohydrate moiety, an enzyme, an antibody or a fragment thereof, a DNA-based molecule, a viral vector, or a cytotoxic agent; one or more liposomes or nanocarriers loaded with a detector, a therapeutic agent, a drug, a peptide, an enzyme, an antibody or a fragment thereof, a DNA-based molecule, a viral vector, or a cytotoxic agent; or one or more nanoparticles, nanowires, nanotubes, or quantum dots.
일 구현예에서, 상기 융합 단백질은 작용제(agonist) 항체, 길항제(antagonist) 항체 또는 항체 치료제일 수 있다.In one embodiment, the fusion protein can be an agonist antibody, an antagonist antibody or an antibody therapeutic.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체와 단백질 치료제가 융합된 Fc-융합 단백질에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to an Fc-fusion protein comprising a human antibody Fc domain variant of the present invention and a protein therapeutic agent.
일 구현예에서, 단백질 치료제는 T-세포 조절 폴리펩타이드(T-cell modulatory polypeptide: TMP)인, 면역관문 단백질 또는 면역효능세포 특이적 표적분자, 면역관문억제 항체(Immune checkpoint inhibitor antibody), 면역세포 결합 이중 항체(Bispecific Immune cell engaging bispecific antibody), 작용제 항체 (agonist antibody) 또는 길항제 항체 (antagonist antibody)일 수 있다.In one embodiment, the protein therapeutic agent may be a T-cell modulatory polypeptide (TMP), an immune checkpoint protein or immune effector cell-specific targeting molecule, an immune checkpoint inhibitor antibody, a bispecific immune cell engaging bispecific antibody, an agonist antibody, or an antagonist antibody.
일 구현예에서, 상기 면역효능세포는 이펙터 T 세포, 조절성 T 세포, 자연 살해 (NK) 세포, 자연 살해 T (NKT) 세포, 수지상 세포 또는 B 세포일 수 있다.In one embodiment, the immune effector cell may be an effector T cell, a regulatory T cell, a natural killer (NK) cell, a natural killer T (NKT) cell, a dendritic cell, or a B cell.
일 구현예에서, 면역관문 단백질은 CD27, CD28, CD40, CD122, CD96, CD73, CD47, OX40, GITR, CSF1R, JAK, PI3K 델타, PI3K 감마, TAM, 알기나제, CD137, ICOS, A2AR, B7-H3, B7-H4, BTLA, CTLA-4, LAG3, TIM3, VISTA, CD96, TIGIT, CD122, PD-1, PD-L1 또는 PD-L2일 수 있다.In one embodiment, the immune checkpoint protein can be CD27, CD28, CD40, CD122, CD96, CD73, CD47, OX40, GITR, CSF1R, JAK, PI3K delta, PI3K gamma, TAM, arginase, CD137, ICOS, A2AR, B7-H3, B7-H4, BTLA, CTLA-4, LAG3, TIM3, VISTA, CD96, TIGIT, CD122, PD-1, PD-L1, or PD-L2.
일 구현예에서, 면역관문억제 항체는 아테졸리주맙(atezolizumab), 아벨루맙(avelumab), 더발루맙(durvalumab), 이필리무맙(ipilimumab), IPH4102, IPH43, IPH33, 리릴루맙(lirimumab), 모날리주맙(monalizumab), 니볼루맙(nivolumab), 펨브롤리주맙(pembrolizumab), 및 이들의 유도체 또는 기능성 등가물일 수 있다.In one embodiment, the immune checkpoint inhibitor antibody can be atezolizumab, avelumab, durvalumab, ipilimumab, IPH4102, IPH43, IPH33, lirimumab, monalizumab, nivolumab, pembrolizumab, and derivatives or functional equivalents thereof.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 및 약물 모이어티를 포함하는, 항체 치료제In one aspect, the present invention provides an antibody therapeutic agent comprising an antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity, and a drug moiety.
일 구현예에서, 약물 모이어티는, 면역조절 약물(immunomodulatory drug: IMiD), 면역원성 세포사멸 유도제, 마이크로튜불린(microtubulin) 구조 형성 억제제, 유사분열(meiosis) 억제제, 토포아이소머라아제(topoisomerase) 억제제, DNA 인터컬레이터(DNA intercalators), 독소(toxin), 키메라 항원 수용체(CAR) 세포 치료제, 종양세포붕괴성 약물(oncolytic drug), 면역요법제, 세포 독성제, 혈관신생 억제제, 키나아제 억제제, 공자극 분자 차단제, 부착 분자 차단제, 항-사이토카인 제제, 항-CTLA-4 제제, 항-PD-1 제제, 항-PD-L1 제제, 항-PD-L2 제제, TNF-α 교차-결합 제제, TRAIL 교차-결합 제제, 항-CD27 제제, 항-CD30 제제, 항-CD40 제제, 항-4-1BB 제제, 항-GITR 제제, 항-OX40 제제, 항-TRAILR1 제제, 항-TRAILR2 제제, 타그레틴, 인터페론-알파, 클로베타솔, 페그 인터페론, 프레드니손, 로미뎁신, 벡사로텐, 메토트렉세이트, 트리암시놀론 크림, 항-케모카인, 보리노스타트, 가바펜틴, 사이클로스포린, 라파마이신, FK506, 검출 가능한 표지 또는 리포터, TNF 길항제, 항류마티스제, 근육 이완제, 마약, 비스테로이드성 항염증제(NSAID: non-steroid anti-inflammatory drug), 진통제, 마취제, 진정제, 국소 마취제, 신경근 차단제, 항균제, 건선 치료제, 코르티코스테로이드, 단백 동화 스테로이드, 에리트로포이에틴, 면역화, 면역글로불린, 면역 억제제, 성장 호르몬, 호르몬 대체 약물, 방사성 의약품, 항우울제, 정신병 치료제, 각성제, 천식약, 베타 아고니스트, 흡입 스테로이드, 에피네프린 또는 이의 유사체, 사이토카인, 사이토카인 길항제, PD-1 길항제, 아데노신 A2AR 길항제, CD73 저해제, CTLA-4 저해제, TIM-3 저해제, LAG-3 저해제, 안트라사이클린 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.In one embodiment, the drug moiety is selected from the group consisting of an immunomodulatory drug (IMiD), an immunogenic apoptosis inducer, an inhibitor of microtubulin structure formation, a meiosis inhibitor, a topoisomerase inhibitor, a DNA intercalator, a toxin, a chimeric antigen receptor (CAR) cell therapy, an oncolytic drug, an immunotherapy agent, a cytotoxic agent, an angiogenesis inhibitor, a kinase inhibitor, a costimulatory molecule blocker, an adhesion molecule blocker, an anti-cytokine agent, an anti-CTLA-4 agent, an anti-PD-1 agent, an anti-PD-L1 agent, an anti-PD-L2 agent, a TNF-α cross-linking agent, a TRAIL cross-linking agent, an anti-CD27 agent, an anti-CD30 agent, an anti-CD40 agent, an anti-4-1BB agent, an anti-GITR agent, an anti-OX40 agent, Anti-TRAILR1 agents, anti-TRAILR2 agents, tagretin, interferon-alpha, clobetasol, peginterferon, prednisone, romidepsin, bexarotene, methotrexate, triamcinolone cream, anti-chemokines, vorinostat, gabapentin, cyclosporine, rapamycin, FK506, detectable markers or reporters, TNF antagonists, antirheumatic drugs, muscle relaxants, narcotics, non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), analgesics, anesthetics, sedatives, local anesthetics, neuromuscular blockers, antibacterials, psoriasis medications, corticosteroids, anabolic steroids, erythropoietin, immunization, immunoglobulins, immunosuppressants, growth hormones, hormone replacement drugs, radiopharmaceuticals, antidepressants, antipsychotics, stimulants, asthma medications, beta agonists, inhaled steroids, It may be epinephrine or an analog thereof, a cytokine, a cytokine antagonist, a PD-1 antagonist, an adenosine A2AR antagonist, a CD73 inhibitor, a CTLA-4 inhibitor, a TIM-3 inhibitor, a LAG-3 inhibitor, an anthracycline, or any combination thereof.
일 구현예에서, 상기 항체 치료제는 감소된 작용기 기능을 가질 수 있다.In one embodiment, the antibody therapeutic may have reduced effector function.
일 구현예에서, 항체 치료제는 면역관문억제제(Immune checkpoint inhibitor) 또는 면역세포 유도 이중 항체(Bispecific immune cell engager)일 수 있다.In one embodiment, the antibody therapeutic may be an immune checkpoint inhibitor or a bispecific immune cell engager.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체, 이를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, Fc-융합 단백질 또는 항체 치료제를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, comprising as an active ingredient a human antibody Fc domain variant of the present invention, an antibody comprising the same or a fragment having immunological activity thereof, an Fc-fusion protein or an antibody therapeutic agent.
일 구현예에서, 암은 뇌종양, 흑색종, 골수종, 비소세포성폐암, 구강암, 간암, 위암, 결장암, 유방암, 폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 자궁경부암, 난소암, 대장암, 소장암, 직장암, 나팔관암종, 항문부근암, 자궁내막암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반암종, 중추신경계 종양, 1차 중추신경계 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, the cancer can be any one selected from the group consisting of brain tumor, melanoma, myeloma, non-small cell lung cancer, oral cancer, liver cancer, stomach cancer, colon cancer, breast cancer, lung cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, head or neck cancer, cervical cancer, ovarian cancer, colon cancer, small intestine cancer, rectal cancer, fallopian tube carcinoma, anal cancer, endometrial carcinoma, vaginal carcinoma, vulvar carcinoma, Hodgkin's disease, esophageal cancer, lymphoma, bladder cancer, gallbladder cancer, endocrine cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, soft tissue sarcoma, urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, kidney or ureter cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system tumor, primary central nervous system lymphoma, spinal cord tumor, brainstem glioma, and pituitary adenoma.
일 구현예에서, 본 발명의 조성물은 면역원성 세포사멸 유도제를 추가로 포함할 수 있으며, 면역원성 세포사멸 유도제는 안트라사이클린계열 항암제, 탁산 계열 항암제, 항-EGFR 항체, BK 채널 작용제, 보르테조밉(Bortezomib), 강심성 배당체(cardiac glycoside), 사이클로포스마이드 계열 항암제, GADD34/PP1 저해제, LV-tSMAC, Measles 바이러스, 블레오마이신(bleomycin), 미토잔트론(mitoxantrone) 또는 옥살리플라틴(oxaliplatin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 안트라사이클린 계열 항암제는 다우노루비신(daunorubicin), 독소루비신(doxorubicin), 에피루비신(epirubicin), 이다루비신(idarubicin), 픽산트론(pixantrone), 사바루비신(sabarubicin) 또는 발루비신(valrubicin)일 수 있고, 탁산계열 항암제는 파클리탁셀(paclitaxel) 또는 도세탁셀(docetaxel)일 수 있다.In one embodiment, the composition of the present invention may further comprise an immunogenic apoptosis inducer, wherein the immunogenic apoptosis inducer may be at least one selected from the group consisting of an anthracycline-based anticancer agent, a taxane-based anticancer agent, an anti-EGFR antibody, a BK channel agonist, bortezomib, a cardiac glycoside, a cyclophosphamide-based anticancer agent, a GADD34/PP1 inhibitor, LV-tSMAC, Measles virus, bleomycin, mitoxantrone, or oxaliplatin, and the anthracycline-based anticancer agent may be daunorubicin, doxorubicin, epirubicin, idarubicin, pixantrone, sabarubicin, or It could be valrubicin, and the taxane family of anticancer drugs could be paclitaxel or docetaxel.
본 발명의 약학적 조성물은 단독의 요법으로 이용될 수 있으나, 다른 통상적인 생물학적 요법, 화학 요법 또는 방사 요법과 함께 이용될 수도 있으며, 이러한 병행 요법을 실시하는 경우에는 보다 효과적으로 암을 치료할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention can be used as a single therapy, but can also be used in combination with other conventional biological therapies, chemotherapy, or radiotherapy, and when such combination therapy is performed, cancer can be treated more effectively.
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 화학적 항암 약물(항암제) 등과 함께 투여함으로써, 암세포의 사멸 효과를 통해 종래의 항암제의 암치료 효과를 증가시킬 수 있다. 병용 투여는 상기 항암제와 동시에 또는 순차적으로 이루어질 수 있다. 상기 항암제의 예시에는 DNA 알킬화제(DNA alkylating agents)로 메클로에타민(mechloethamine), 클로람부칠(chlorambucil), 페닐알라닌(phenylalanine), 무스타드(mustard), 사이클로포스파미드(cyclophosphamide), 이포스파미드(ifosfamide), 카르무스틴(carmustine: BCNU), 로무스틴(lomustine: CCNU), 스트렙토조토신(streptozotocin), 부술판(busulfan), 티오테파(thiotepa), 시스플라틴(cisplatin) 및 카보플라틴(carboplatin); 항암 항생제(anti-cancer antibiotics)로 닥티노마이신(dactinomycin: actinomycin D), 플리카마이신(plicamycin) 및 마이토마이신 C(mitomycin C); 및 식물 알카로이드(plant alkaloids)로 빈크리스틴(vincristine), 빈블라스틴(vinblastine), 에토포시드(etoposide), 테니포시드(teniposide), 토포테칸(topotecan) 및 이리도테칸(iridotecan) 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The pharmaceutical composition for preventing or treating cancer of the present invention can increase the cancer treatment effect of conventional anticancer drugs through the cancer cell killing effect by administering it together with a chemical anticancer drug (anticancer agent), etc. The combined administration can be performed simultaneously with or sequentially with the anticancer agent. Examples of the anticancer agent include DNA alkylating agents such as mechloethamine, chlorambucil, phenylalanine, mustard, cyclophosphamide, ifosfamide, carmustine (BCNU), lomustine (CCNU), streptozotocin, busulfan, thiotepa, cisplatin, and carboplatin; Anti-cancer antibiotics include, but are not limited to, dactinomycin (actinomycin D), plicamycin, and mitomycin C; and plant alkaloids include, but are not limited to, vincristine, vinblastine, etoposide, teniposide, topotecan, and iridotecan.
본 발명에서, 용어 "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 암의 발생, 확산 및 재발을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.In the present invention, the term “prevention” means any act of inhibiting or delaying the occurrence, spread, and recurrence of cancer by administering a pharmaceutical composition according to the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어 "치료"란 본 발명의 조성물의 투여로 암세포의 사멸 또는 암의 증세를 호전시키거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 대한의학협회 등에서 제시된 자료를 참조하여 본원의 조성물이 효과가 있는 질환의 정확한 기준을 알고, 개선, 향상 및 치료된 정도를 판단할 수 있을 것이다.The term "treatment" as used herein refers to any action that kills cancer cells or improves or beneficially alters the symptoms of cancer through administration of the composition of the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to accurately determine the criteria for diseases for which the composition of the present invention is effective and determine the degree of improvement, enhancement, and treatment by referencing materials provided by the Korean Medical Association and other sources.
본 발명에서 유효성분과 결합하여 사용된 "치료학적으로 유효한 양"이란 용어는 대상 질환을 예방 또는 치료하는데 유효한 조성물의 약학적으로 허용가능한 염의 양을 의미하며, 본 발명의 조성물의 치료적으로 유효한 양은 여러 요소, 예를 들면 투여방법, 목적부위, 환자의 상태 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 인체에 사용 시 투여량은 안전성 및 효율성을 함께 고려하여 적정량으로 결정되어야 한다. 동물실험을 통해 결정한 유효량으로부터 인간에 사용되는 양을 추정하는 것도 가능하다. 유효한 양의 결정시 고려할 이러한 사항은, 예를 들면 Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed.(2001), Pergamon Press; 및 E.W. Martin ed., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed.(1990), Mack Publishing Co.에 기술되어있다.The term "therapeutically effective amount" used in combination with the active ingredient in the present invention means the amount of a pharmaceutically acceptable salt of the composition effective in preventing or treating the target disease, and the therapeutically effective amount of the composition of the present invention may vary depending on various factors, such as the administration method, the target site, the condition of the patient, etc. Therefore, the dosage for use in humans should be determined as an appropriate amount by taking both safety and efficacy into consideration. It is also possible to estimate the amount used in humans from the effective amount determined through animal testing. Such considerations in determining the effective amount are described, for example, in Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed.(2001), Pergamon Press; and E.W. Martin ed., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed.(1990), Mack Publishing Co.
본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서 사용되는 용어, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 건강상태, 암의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여, 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. The term "pharmaceutically effective amount" as used herein means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment and not causing side effects. The effective dosage level may be determined based on factors including the patient's health condition, cancer type and severity, drug activity and sensitivity to the drug, administration method, administration time, administration route and excretion rate, treatment period, combination or concurrent use of drugs, and other factors well known in the medical field. The composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered singly or in multiple doses. Taking all of the above factors into consideration, it is important to administer an amount that can achieve the maximum effect with the minimum amount without side effects, and this can be easily determined by those skilled in the art.
본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이때 약학적으로 허용 가능한 첨가제로는 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀룰로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니톨, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바 납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당, 덱스트로스, 소르비톨 및 탈크 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 약학적으로 허용 가능한 첨가제는 상기 조성물에 대해 0.1 중량부 내지 90 중량부 포함되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The pharmaceutical composition of the present invention may further comprise a pharmaceutically acceptable additive. At this time, the pharmaceutically acceptable additive may include starch, gelatinized starch, microcrystalline cellulose, lactose, povidone, colloidal silicon dioxide, calcium hydrogen phosphate, lactose, mannitol, maltose, gum arabic, pregelatinized starch, corn starch, powdered cellulose, hydroxypropyl cellulose, Opadry, sodium starch glycolate, carnauba wax, synthetic aluminum silicate, stearic acid, magnesium stearate, aluminum stearate, calcium stearate, sucrose, dextrose, sorbitol, and talc. The pharmaceutically acceptable additive according to the present invention is preferably included in the composition in an amount of 0.1 to 90 parts by weight, but is not limited thereto.
본 발명의 조성물은 또한 생물학적 제제에 통상적으로 사용되는 담체, 희석제, 부형제 또는 둘 이상의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 담체는 조성물을 생체 내 전달에 적합한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc. 에 기재된 화합물, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로스 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 이용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주이용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 당 분야의 적정한 방법으로 또는 Remington's Pharmaceutical Science(Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.The composition of the present invention may also include a carrier, diluent, excipient, or a combination of two or more thereof commonly used in biological preparations. The pharmaceutically acceptable carrier is not particularly limited as long as it is suitable for in vivo delivery of the composition, and examples thereof include compounds described in Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc., saline solution, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and a mixture of one or more of these components. If necessary, other common additives such as antioxidants, buffers, and bacteriostatic agents may be added. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to formulate the composition into a main-use dosage form such as an aqueous solution, suspension, or emulsion, or into pills, capsules, granules, or tablets. Furthermore, it can be preferably formulated according to each disease or ingredient using an appropriate method in the field or the method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science (Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990).
본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 비 경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 주사 제형으로 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다. 본 발명에 따른 조성물의 일일 투여량은 0.0001 ~ 10 ㎎/㎖이며, 바람직하게는 0.0001 ~ 5 ㎎/㎖이며, 하루 일 회 내지 수회에 나누어 투여하는 것이 더욱 바람직하다. The composition of the present invention can be administered parenterally (e.g., intravenously, subcutaneously, intraperitoneally, or locally in the form of an injection) or orally, depending on the intended method, and the dosage range varies depending on the patient's weight, age, sex, health condition, diet, administration time, administration method, excretion rate, and severity of the disease. The daily dosage of the composition according to the present invention is 0.0001 to 10 mg/ml, preferably 0.0001 to 5 mg/ml, and it is more preferable to administer it once or several times a day.
본 발명의 조성물의 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 통상적으로 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 다양한 부형제, 예컨대 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 함께 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성 용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제 등이 포함된다.Liquid preparations for oral administration of the composition of the present invention include suspensions, solutions, emulsions, syrups, etc., and in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives, etc. may be included. Preparations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories, etc.
일 측면에서, 본 발명은 a) 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체를 코딩하는 핵산분자를 포함하는 벡터를 포함하는 숙주세포를 배양하는 단계; 및 b) 숙주세포에 의해 발현된 폴리펩타이드를 회수하는 단계를 포함하는, 인간 항체 Fc 도메인 변이체의 제조방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for producing a human antibody Fc domain variant, comprising the steps of: a) culturing a host cell comprising a vector comprising a nucleic acid molecule encoding the human antibody Fc domain variant of the present invention; and b) recovering a polypeptide expressed by the host cell.
일 측면에서, 본 발명은 a) 본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편을 코딩하는 핵산분자를 포함하는 벡터를 포함하는 숙주세포를 배양하는 단계; 및 b) 숙주세포로부터 발현된 항체를 정제하는 단계를 포함하는 작용기 기능이 감소된 항체 또는 이의 단편의 제조방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for producing an antibody or fragment thereof with reduced functional group function, comprising the steps of: a) culturing a host cell comprising a vector comprising a nucleic acid molecule encoding an antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity; and b) purifying the antibody expressed from the host cell.
일 구현예에서, 항체의 정제는 여과, HPLC, 음이온 교환 또는 양이온 교환, 고속 액체 크로마토그래피(HPLC), 친화도 크로마토그래피, 또는 이들의 조합을 하는 것이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 Protein A를 사용하는 친화 크로마토그래피를 이용할 수 있다.In one embodiment, purification of the antibody may include filtration, HPLC, anion exchange or cation exchange, high performance liquid chromatography (HPLC), affinity chromatography, or a combination thereof, preferably affinity chromatography using Protein A.
일 측면에서, 본 발명은 항체의 Fc 도메인에서 카밧의 EU 인덱스(EU Index in Kabat et al)에 따라 넘버링된 231, 232, 234 및 235 위치의 아미노산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 위치의 아미노산을 야생형의 아미노산과 다른 서열로 치환시키는 단계를 포함하는 항체의 작용기 기능을 감소시키는 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for reducing the functional group function of an antibody, comprising the step of replacing an amino acid at any one or more positions selected from the group consisting of amino acids at positions 231, 232, 234 and 235 numbered according to the EU Index in Kabat et al in the Fc domain of the antibody with a sequence different from that of the wild type amino acid.
일 구현예에서, 상기 치환은 231C, 232C, 234C 및 235C로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 치환일 수 있다.In one embodiment, the substitution may be any one substitution selected from the group consisting of 231C, 232C, 234C and 235C.
일 구현예에서, 인간 항체는 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4일 수 있다.In one embodiment, the human antibody may be IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4.
일 구현예에서, 상기 치환으로 야생형 인간 항체에 비해 Fc 감마 수용체(FcγRs)와의 결합력을 감소시켜 작용기 기능을 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the substitution may reduce effector function by reducing binding to Fc gamma receptors (FcγRs) compared to a wild-type human antibody.
일 구현예에서, Fc 감마 수용체(FcγRs)는 인간, 마우스(mouse) 또는 원숭이 Fc 감마 수용체(FcγRs)일 수 있고, FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa 또는 FcγRIV일 수 있다.In one embodiment, the Fc gamma receptors (FcγRs) can be human, mouse or monkey Fc gamma receptors (FcγRs), and can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa or FcγRIV.
일 구현예에서, 상기 인간 FcγR는 FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb 또는 FcγRⅢa일 수 있으며, 상기 FcγRⅡa는 FcγRⅡa-131H 또는 FcγRⅡa-131R일 수 있고, 상기 FcγRⅢa는 FcγRⅢa-158V 또는 FcγRⅢa-158F일 수 있으며; 마우스 FcγR는 마우스 FcγRI, 마우스 FcγRⅡb, 마우스 FcγRⅢ 또는 마우스 FcγⅣ일 수 있으며; 및 원숭이 FcγR는 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb 또는 원숭이 FcγRⅢ일 수 있다.In one embodiment, the human FcγR can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb or FcγRⅢa, wherein the FcγRⅡa can be FcγRⅡa-131H or FcγRⅡa-131R, and the FcγRⅢa can be FcγRⅢa-158V or FcγRⅢa-158F; the mouse FcγR can be mouse FcγRI, mouse FcγRⅡb, mouse FcγRⅢ or mouse FcγⅣ; and the monkey FcγR can be cynomolgus monkey FcγRⅡa, cynomolgus monkey FcγRⅡb or monkey FcγRⅢ.
일 구현예에서, 상기 치환으로 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 C1q와의 결합력을 감소시켜 작용기 기능을 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the substitution may reduce binding to C1q compared to a wild-type human antibody Fc domain, thereby reducing effector function.
일 구현예에서, 작용기 기능은 C1q-결합, 보체 활성화, 보체 의존적 세포독성(complement dependent cytotoxicity, CDC), 항체-의존적 세포-매개된 세포독성(antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC), Fc-감마 수용체 결합을 포함하는 Fc-수용체 결합, 단백질 A-결합, 단백질 G-결합, 항체-의존적 세포성 포식작용(antibody-dependent cell-mediated phagocytosis, ADCP), 보체-의존적 세포성 세포독성(complement dependent cell-mediated cytotoxicity, CDCC), 보체-증강 세포독성, 옵소닌화, Fc-함유 폴리펩티드 내재화, 표적 하향조정, ADC 흡수, 아폽토시스의 유도, 세포 사멸, 세포 주기 정지, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 Fc-매개된 작용기 기능일 수 있다.In one embodiment, the effector function can be an Fc-mediated effector function selected from C1q-binding, complement activation, complement dependent cytotoxicity (CDC), antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC), Fc-receptor binding including Fc-gamma receptor binding, protein A-binding, protein G-binding, antibody-dependent cell-mediated phagocytosis (ADCP), complement-dependent cell-mediated cytotoxicity (CDCC), complement-enhanced cytotoxicity, opsonization, Fc-containing polypeptide internalization, target downmodulation, ADC uptake, induction of apoptosis, cell death, cell cycle arrest, and any combination thereof.
일 측면에서, 본 발명은 항체의 Fc 도메인에서 카밧의 EU 인덱스(EU Index in Kabat et al)에 따라 넘버링된 231, 232, 234 및 235 위치의 아미노산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 위치의 아미노산을 야생형의 아미노산과 다른 서열로 치환시키는 단계를 포함하는, 작용기 기능이 감소된 항체 또는 이의 단편을 제조하는 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for producing an antibody or fragment thereof with reduced functional group function, comprising the step of replacing an amino acid at any one or more positions selected from the group consisting of amino acids at positions 231, 232, 234 and 235 (numbered according to the EU Index in Kabat et al) in the Fc domain of the antibody with a sequence different from that of the wild type amino acid.
일 구현예에서, 상기 치환은 231C, 232C, 234C 및 235C로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 치환일 수 있다.In one embodiment, the substitution may be any one substitution selected from the group consisting of 231C, 232C, 234C and 235C.
일 구현예에서, 인간 항체는 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4일 수 있다.In one embodiment, the human antibody may be IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4.
일 구현예에서, 상기 치환으로 야생형 인간 항체에 비해 Fc 감마 수용체(FcγRs)와의 결합력이 감소되어 작용기 기능이 감소될 수 있다.In one embodiment, the substitution may result in decreased binding affinity to Fc gamma receptors (FcγRs) compared to a wild-type human antibody, thereby reducing effector function.
일 구현예에서, Fc 감마 수용체(FcγRs)는 인간, 마우스(mouse) 또는 원숭이 Fc 감마 수용체(FcγRs)일 수 있고, FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa 또는 FcγRIV일 수 있다.In one embodiment, the Fc gamma receptors (FcγRs) can be human, mouse or monkey Fc gamma receptors (FcγRs), and can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb, FcγRⅢ, FcγRⅢa or FcγRIV.
일 구현예에서, 상기 인간 FcγR는 FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb 또는 FcγRⅢa일 수 있으며, 상기 FcγRⅡa는 FcγRⅡa-131H 또는 FcγRⅡa-131R일 수 있고, 상기 FcγRⅢa는 FcγRⅢa-158V 또는 FcγRⅢa-158F일 수 있으며; 마우스 FcγR는 마우스 FcγRI, 마우스 FcγRⅡb, 마우스 FcγRⅢ 또는 마우스 FcγⅣ일 수 있으며; 및 원숭이 FcγR는 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb 또는 원숭이 FcγRⅢ일 수 있다.In one embodiment, the human FcγR can be FcγRI, FcγRⅡa, FcγRⅡb or FcγRⅢa, wherein the FcγRⅡa can be FcγRⅡa-131H or FcγRⅡa-131R, and the FcγRⅢa can be FcγRⅢa-158V or FcγRⅢa-158F; the mouse FcγR can be mouse FcγRI, mouse FcγRⅡb, mouse FcγRⅢ or mouse FcγⅣ; and the monkey FcγR can be cynomolgus monkey FcγRⅡa, cynomolgus monkey FcγRⅡb or monkey FcγRⅢ.
일 구현예에서, 상기 치환으로 야생형 인간 항체 Fc 도메인에 비해 C1q와의 결합력이 감소되어 작용기 기능이 감소될 수 있다.In one embodiment, the substitution may result in decreased binding affinity to C1q compared to a wild-type human antibody Fc domain, thereby reducing effector function.
일 구현예에서, 작용기 기능은 C1q-결합, 보체 활성화, 보체 의존적 세포독성(complement dependent cytotoxicity, CDC), 항체-의존적 세포-매개된 세포독성(antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC), Fc-감마 수용체 결합을 포함하는 Fc-수용체 결합, 단백질 A-결합, 단백질 G-결합, 항체-의존적 세포성 포식작용(antibody-dependent cell-mediated phagocytosis, ADCP), 보체-의존적 세포성 세포독성(complement dependent cell-mediated cytotoxicity, CDCC), 보체-증강 세포독성, 옵소닌화, Fc-함유 폴리펩티드 내재화, 표적 하향조정, ADC 흡수, 아폽토시스의 유도, 세포 사멸, 세포 주기 정지, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 Fc-매개된 작용기 기능일 수 있다.In one embodiment, the effector function can be an Fc-mediated effector function selected from C1q-binding, complement activation, complement dependent cytotoxicity (CDC), antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC), Fc-receptor binding including Fc-gamma receptor binding, protein A-binding, protein G-binding, antibody-dependent cell-mediated phagocytosis (ADCP), complement-dependent cell-mediated cytotoxicity (CDCC), complement-enhanced cytotoxicity, opsonization, Fc-containing polypeptide internalization, target downmodulation, ADC uptake, induction of apoptosis, cell death, cell cycle arrest, and any combination thereof.
일 측면에서, 본 발명은 항체 치료제의 제조에 사용하기 위한, 본 발명의 Fc 도메인 변이체를 포함하는 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편의 용도에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to the use of an antibody or an immunologically active fragment thereof comprising an Fc domain variant of the present invention for use in the manufacture of an antibody therapeutic.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체, 본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 또는 본 발명의 항체 치료제의 암의 예방 또는 치료 용도에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to the use of a human antibody Fc domain variant of the present invention, an antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity, or an antibody therapeutic agent of the present invention for the prevention or treatment of cancer.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 인간 항체 Fc 도메인 변이체, 본 발명의 항체 또는 이의 면역학적 활성을 가진 단편, 또는 본 발명의 항체 치료제를 약학적으로 유효한 양으로 암에 걸린 개체에 투여하는 단계를 포함하는 암 치료 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for treating cancer, comprising administering to a subject suffering from cancer a pharmaceutically effective amount of a human antibody Fc domain variant of the present invention, an antibody of the present invention or a fragment thereof having immunological activity, or an antibody therapeutic agent of the present invention.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The present invention is described in more detail through the following examples. However, the following examples are intended only to concretize the content of the present invention and are not intended to limit the present invention.
실시예 1. Fab-arm 교환 방지 및 FcγRs 결합력 제거 IgG4 Fc 변이체 제작Example 1. Production of an IgG4 Fc variant that prevents Fab-arm exchange and eliminates FcγR binding.
야생형 인간 IgG4의 half-항체 형태가 합쳐지는 Fab-arm 교환 현상을 방지하고, 종래의 S228P Fc 변이체의 독성 유발 문제를 회피하기 위한 FcγRs 및 C1q 결합력 제거 Fc 변이체를 제작하기 위해, 본 발명자의 선행 연구 (특허 출원번호 10-2023-0077425)의 FcγRs 결합력 제거 당화 Fc 변이체 SL001(E233C)에서 시스테인(cystein)을 lower 힌지에 도입하여 다양한 Fab-arm 교환 방지 변이체들을 제작하였다 (표 1). In order to prevent the Fab-arm exchange phenomenon in which half-antibody forms of wild-type human IgG4 are combined and to produce FcγRs and C1q-binding ablative Fc variants to avoid the toxicity problem of the conventional S228P Fc variant, various Fab-arm exchange-preventing variants were produced by introducing cysteine into the lower hinge of the FcγRs-binding ablative glycosylated Fc variant SL001 (E233C) from the inventors' previous study (patent application number 10-2023-0077425) (Table 1).
실시예 2. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체의 발현 및 정제Example 2. Expression and purification of glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants.
상기 실시예 1에서 제작한 당화 Fc 변이체들을 모델항체인 Fab-arm 교환 변이체를 가지지 않는 펨브로리주맙(pembrolizumab) 중쇄 유전자에 클로닝하여 발현 백터를 제조하였다. 그 후, Freestyle 293 expression 배양액 (Gibco, 12338-018) 3 ml에 변이체들의 중쇄유전자와 경쇄유전자를 1:1의 비율로 먼저 섞고 PEI:변이체유전자=4:1의 비율로 섞어 상온에서 20 분간 두었다가 전날 2×106cells/ml의 밀도로 계대배양해 놓은 Expi293F 세포에 섞은 뒤, CO2 진탕배양기에서 37 ℃, 125 rpm 및 8 % CO2의 조건으로 7일간 배양하고 원심분리하여 상등액만 취하였다. 상등액은 25× PBS로 평형을 맞춘 후 0.2 μm 시린지 필터로 여과하여 준비하였다. 이 후, 펨브로리주맙 Fc 변이체들이 포함된 배양액에 Protein A resin을 넣어 4℃에서 16시간 교반한 후 스핀 다운(spin down)하여 레진을 회수하고 2 ml PBS로 세척한 뒤, 600 μl의 100 mM 글라이신(glycine) (pH 2.7) 버퍼로 용출하였다. 용출액을 200 μl의 1 M Tris-HCl (pH 8.0)을 이용하여 중화하고 Amicon Ultra-4 centrifugal filter units 30K(Merck Millipore, UFC503096)을 사용하여 버퍼를 교환한 뒤, SDS-PAGE 젤 분석을 통해 당화 항체 펨브로리주맙 Fc 변이체들이 높은 순도로 정제되었음을 확인하였으며, 특히, 야생형 IgG4 항체는 half-항체(75 kDa)가 생성된 반면, 본 발명의 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들은 모두 half-항체가 생성되지 않아 Fab-arm 교환이 방지되는 것을 확인하였다 (도 1).The glycosylated Fc variants produced in Example 1 were cloned into the pembrolizumab heavy chain gene that does not have a Fab-arm exchange variant, which is a model antibody, to produce an expression vector. After that, the heavy chain gene and light chain gene of the variants were first mixed in a 1:1 ratio in 3 ml of Freestyle 293 expression medium (Gibco, 12338-018), and then mixed in a ratio of PEI:variant gene = 4:1, left at room temperature for 20 minutes, and then mixed into Expi293F cells that had been subcultured at a density of 2 × 10 6 cells/ml the previous day, and then cultured for 7 days in a CO 2 shaking incubator at 37 °C, 125 rpm, and 8% CO 2 , and centrifuged to collect only the supernatant. The supernatant was prepared by equilibrating with 25× PBS and filtering through a 0.2 μm syringe filter. Then, Protein A resin was added to the culture medium containing pembrolizumab Fc variants, stirred at 4°C for 16 h, spun down to recover the resin, washed with 2 ml of PBS, and eluted with 600 μl of 100 mM glycine (pH 2.7) buffer. The eluate was neutralized using 200 μl of 1 M Tris-HCl (pH 8.0) and the buffer was exchanged using Amicon Ultra-4 centrifugal filter units 30K (Merck Millipore, UFC503096). Then, it was confirmed through SDS-PAGE gel analysis that the glycosylated antibody pembrolizumab Fc variants were purified with high purity. In particular, while the wild-type IgG4 antibody produced half-antibodies (75 kDa), it was confirmed that the glycosylated pembrolizumab Fc variants of the present invention did not produce half-antibodies, thereby preventing Fab-arm exchange (Fig. 1).
실시예 3. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체의 인간 FcγRs에 대한 결합력 분석Example 3. Binding Ability Analysis of Glycosylated Pembrolizumab IgG4 Fc Variants to Human FcγRs
3-1. 인간 FcγRs 발현 및 정제3-1. Expression and purification of human FcγRs
ELISA를 이용하여 본 발명의 당화 Fc 변이체들의 FcγRs에 대한 결합력을 분석하기 위해, FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST 및 FcγRⅢa-158F-GST를 각각 동물세포 발현용 벡터에 클로닝하고, PEI를 이용해 Expi293F 세포에 트랜스펙션한 뒤, 37℃, 125 rpm, 8% CO2 조건에서 7일간 배양하였다. 배양이 끝난 후, 상등액을 회수하여 25× PBS로 평형을 맞추고 anti-GST 친화도 크로마토그래피를 이용하여 각 수용체 단백질을 정제하였다. 이 후, SDS-PAGE 분석을 수행하여 FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST 및 FcγRⅢa-158F-GST가 고순도로 정제된 것을 확인하였다 (도 2).To analyze the binding affinity of the glycosylated Fc variants of the present invention to FcγRs using ELISA, FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST, and FcγRⅢa-158F-GST were each cloned into an animal cell expression vector, transfected into Expi293F cells using PEI, and cultured for 7 days under conditions of 37 °C, 125 rpm, and 8% CO2. After the culture was completed, the supernatant was collected, equilibrated with 25× PBS, and each receptor protein was purified using anti-GST affinity chromatography. Afterwards, SDS-PAGE analysis was performed to confirm that FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST, and FcγRⅢa-158F-GST were purified with high purity (Fig. 2).
3-2. FcγRs에 대한 결합력 분석3-2. Binding analysis for FcγRs
상기 실시예 2에서 정제한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들의 FcγRs 결합력을 확인하기 위해 ELISA 분석을 진행하였다. 구체적으로, 상기 실시예 3-1에서 정제한 FcγRs-GST (FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST 및 FcγRⅢa-158F-GST)를 0.05 M Na2CO3 pH 9.6에 4 μg/ml로 희석하여 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤 1% 스킴 밀크로 연속 희석된 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들을 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 HRP-Protein L (GenScript, M00098) 50 μl을 이용해 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다.To confirm the FcγR binding ability of the purified glycated pembrolizumab Fc variants from Example 2, ELISA analysis was performed. Specifically, the purified FcγRs-GST (FcγRI-GST, FcγRⅡa-131H-GST, FcγRⅡa-131R-GST, FcγRⅡb-GST, FcγRⅢa-158V-GST, and FcγRⅢa-158F-GST) in Example 3-1 were diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na 2 CO 3 pH 9.6, and 50 μl of each was immobilized in a flat-bottom polystyrene high bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 hours, and then blocked with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 hour. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, 50 μl of glycated pembrolizumab Fc variants serially diluted with 1% skim milk were dispensed into each well and reacted for 1 hour at room temperature. After washing, antibody reaction was performed for 1 hour at room temperature with 50 μl of HRP-Protein L (GenScript, M00098) and washed again. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at 50 μl each to develop color, and the reaction was terminated by adding 50 μl each of 2 M H 2 SO 4. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, Stapled Fc-1 (A231C) 변이체는 야생형 IgG4 항체에 비해 FcγRI을 제외한 모든 FcγRs에 대한 결합력이 감소되었으며, Stapled Fc-2 (P232C) 변이체는 야생형 IgG4 항체와 유사한 FcγRs 결합력을 가지고, Stapled Fc-4 (F234C) 변이체는 FcγRI을 제외한 모든 FcγRs에 대한 결합력이 제거된 것으로 나타났다 (도 3). 특히, Stapled Fc-5 (L235C) 변이체는 모든 FcγRs에 대한 결합력이 제거된 것으로 나타났으며, 종래에 임상에서 사용되던 변이체에서 Fab-arm 교환 방지 및 FcγRs 결합력을 낮춘 선행 S228P/L235E 변이체 (SPLE)보다도 현저하게 낮은 FcγRs 결합력을 가지는 것으로 나타났다 (도 3).As a result, the stapled Fc-1 (A231C) variant showed reduced binding affinity to all FcγRs except FcγRI compared to the wild-type IgG4 antibody, the stapled Fc-2 (P232C) variant showed FcγR binding affinity similar to the wild-type IgG4 antibody, and the stapled Fc-4 (F234C) variant showed eliminated binding affinity to all FcγRs except FcγRI (Fig. 3). In particular, the stapled Fc-5 (L235C) variant showed eliminated binding affinity to all FcγRs, and showed significantly lower FcγR binding affinity than the preceding S228P/L235E variant (SPLE), which was previously used clinically and prevented Fab-arm exchange and reduced FcγR binding affinity (Fig. 3).
실시예 4. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 마우스 FcγRs에 대한 결합력 분석Example 4. Binding Ability of Glycosylated Pembrolizumab IgG4 Fc Variants to Mouse FcγRs
4-1. 마우스 FcγRs의 발현 및 정제4-1. Expression and purification of mouse FcγRs
ELISA를 이용하여 본 발명의 당화 Fc 변이체들의 전임상 동물 모델로 많이 사용되는 마우스의 FcγRs에 대한 결합력을 분석하기 위해, 마우스 FcγRI-GST, 마우스 FcγRⅡb-GST, 마우스 FcγRⅢ-GST 및 마우스 FcγRⅣ-GST를 각각 동물세포 발현용 벡터에 클로닝하고, PEI를 이용해 Expi293F 세포에 트랜스펙션한 뒤, 37℃, 125 rpm, 8% CO2 조건에서 7일간 배양하였다. 배양이 끝난 후, 상등액을 회수하여 1× PBS로 평형을 맞추고 anti-GST 친화도 크로마토그래피를 이용하여 각 수용체 단백질을 정제하였다. 이 후, SDS-PAGE 분석을 수행하여 마우스 FcγRI-GST, 마우스 FcγRⅡb-GST, 마우스 FcγRⅢ-GST 및 마우스 FcγRⅣ-GST가 고순도로 정제된 것을 확인하였다 (도 4).To analyze the binding affinity of the glycosylated Fc variants of the present invention to mouse FcγRs, which are widely used as preclinical animal models, using ELISA, mouse FcγRI-GST, mouse FcγRⅡb-GST, mouse FcγRⅢ-GST, and mouse FcγRⅣ-GST were each cloned into an animal cell expression vector, transfected into Expi293F cells using PEI, and cultured for 7 days under conditions of 37°C, 125 rpm, and 8% CO2 . After the culture was completed, the supernatant was collected, equilibrated with 1× PBS, and each receptor protein was purified using anti-GST affinity chromatography. Thereafter, SDS-PAGE analysis was performed to confirm that mouse FcγRI-GST, mouse FcγRⅡb-GST, mouse FcγRⅢ-GST, and mouse FcγRⅣ-GST were purified with high purity (Fig. 4).
4-2. 마우스 FcγRs에 대한 결합력 분석4-2. Binding analysis for mouse FcγRs
상기 실시예 2에서 정제한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들의 마우스 FcγRs에 대한 결합력을 확인하기 위해 ELISA 분석을 진행하였다. 구체적으로, 상기 실시예 4-1에서 정제한 마우스 FcγRI-GST, 마우스 FcγRⅡb-GST, 마우스 FcγRⅢ-GST 및 마우스 FcγRⅣ-GST를 0.05 M Na2CO3 pH 9.6에 4 μg/ml로 희석하여 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤 1% 스킴 밀크로 연속 희석된 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들을 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 HRP-Protein L (GenScript, M00098) 50 μl을 이용해 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다.To confirm the binding affinity of the purified glycated pembrolizumab Fc variants in Example 2 to mouse FcγRs, ELISA analysis was performed. Specifically, mouse FcγRI-GST, mouse FcγRⅡb-GST, mouse FcγRⅢ-GST, and mouse FcγRⅣ-GST purified in Example 4-1 were diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na 2 CO 3 pH 9.6, and 50 μl of each was immobilized in a flat-bottom polystyrene high bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 hours, followed by blocking with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 hour. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, 50 μl of glycated pembrolizumab Fc variants serially diluted with 1% skim milk were dispensed into each well and reacted for 1 hour at room temperature. After washing, antibody reaction was performed for 1 hour at room temperature with 50 μl of HRP-Protein L (GenScript, M00098) and washed again. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at 50 μl each to develop color, and the reaction was terminated by adding 50 μl each of 2 M H 2 SO 4. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, Stapled Fc-5 (L235C) 변이체는 야생형 IgG4 항체와 종래의 선행 S228P/L235E 변이체 (SPLE)보다 현저하게 낮은 FcγRs 결합력을 가지는 것으로 나타났으며, 특히, 모든 마우스 FcγRs에 대한 결합력이 완전히 제거된 것으로 나타났다 (도 5).As a result, the stapled Fc-5 (L235C) variant was found to have significantly lower FcγR binding affinity than the wild-type IgG4 antibody and the conventional precursor S228P/L235E variant (SPLE), and in particular, the binding affinity to all mouse FcγRs was completely eliminated (Fig. 5).
실시예 5. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 원숭이 FcγRs에 대한 결합력 분석Example 5. Binding Ability of Glycosylated Pembrolizumab IgG4 Fc Variants to Monkey FcγRs
5-1. 시노몰구스 원숭이 FcγRs의 발현 및 정제5-1. Expression and purification of cynomolgus monkey FcγRs
ELISA를 이용하여 본 발명의 당화 Fc 변이체들의 전임상 동물 모델로 많이 사용되는 시노몰구스 원숭이(cynomolgus monkey)의 FcγRs에 대한 결합력을 분석하기 위해, 시노몰구스 원숭이 FcγRI-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb-GST 및 시노몰구스 원숭이 FcγRⅢ-GST를 각각 동물세포 발현용 벡터에 클로닝하고, PEI를 이용해 Expi293F 세포에 트랜스펙션한 뒤, 37℃, 125 rpm, 8% CO2 조건에서 7일간 배양하였다. 배양이 끝난 후, 상등액을 회수하여 25× PBS로 평형을 맞추고 anti-GST 친화도 크로마토그래피를 이용하여 각 수용체 단백질을 정제하였다. 이 후, SDS-PAGE 분석을 수행하여 시노몰구스 원숭이 FcγRI-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb-GST 및 시노몰구스 원숭이 FcγRⅢ-GST가 고순도로 정제된 것을 확인하였다 (도 6).To analyze the binding affinity of the glycosylated Fc variants of the present invention to the FcγRs of cynomolgus monkeys, which are widely used as preclinical animal models, using ELISA, cynomolgus monkey FcγRI-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡa-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡb-GST, and cynomolgus monkey FcγRⅢ-GST were each cloned into an animal cell expression vector, transfected into Expi293F cells using PEI, and cultured for 7 days under conditions of 37°C, 125 rpm, and 8% CO2 . After the culture was completed, the supernatant was collected, equilibrated with 25× PBS, and each receptor protein was purified using anti-GST affinity chromatography. Afterwards, SDS-PAGE analysis was performed to confirm that cynomolgus monkey FcγRI-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡa-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡb-GST, and cynomolgus monkey FcγRⅢ-GST were purified with high purity (Fig. 6).
5-2. 시노몰구스 원숭이 FcγRs에 대한 결합력 분석5-2. Binding analysis to cynomolgus monkey FcγRs
상기 실시예 2에서 정제한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들의 시노몰구스 원숭이 FcγRs에 대한 결합력을 확인하기 위해 ELISA 분석을 진행하였다. 구체적으로, 상기 실시예 5-1에서 정제한 시노몰구스 원숭이 FcγRI-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡa-GST, 시노몰구스 원숭이 FcγRⅡb-GST 및 시노몰구스 원숭이 FcγRⅢ-GST를 0.05 M Na2CO3 pH 9.6에 4 μg/ml로 희석하여 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤 1% 스킴 밀크로 연속 희석된 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들을 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 HRP-Protein L (GenScript, M00098) 50 μl을 이용해 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다.To confirm the binding affinity of the purified glycated pembrolizumab Fc variants in Example 2 to cynomolgus monkey FcγRs, an ELISA analysis was performed. Specifically, cynomolgus monkey FcγRI-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡa-GST, cynomolgus monkey FcγRⅡb-GST, and cynomolgus monkey FcγRⅢ-GST purified in Example 5-1 were diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na 2 CO 3 pH 9.6, and 50 μl of each was immobilized in a flat-bottom polystyrene high bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 hours, followed by blocking with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 hour. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, 50 μl of glycated pembrolizumab Fc variants serially diluted with 1% skim milk were dispensed into each well and reacted for 1 hour at room temperature. After washing, antibody reaction was performed for 1 hour at room temperature with 50 μl of HRP-Protein L (GenScript, M00098) and washed again. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at 50 μl each to develop color, and the reaction was terminated by adding 50 μl each of 2 M H 2 SO 4. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, Stapled Fc-5 (L235C) 변이체는 야생형 IgG4 항체와 종래의 선행 S228P/L235E 변이체 (SPLE)보다 현저하게 낮은 FcγRs 결합력을 가지는 것으로 나타났으며, 특히, 모든 시노몰구스 원숭이 FcγRs에 대한 결합력이 완전히 제거된 것으로 나타났다 (도 7).As a result, the stapled Fc-5 (L235C) variant was found to have significantly lower FcγR binding affinity than the wild-type IgG4 antibody and the conventional precursor S228P/L235E variant (SPLE), and in particular, the binding affinity to all cynomolgus monkey FcγRs was completely eliminated (Fig. 7).
실시예 6. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 인간 C1q에 대한 결합력 분석Example 6. Analysis of binding affinity of glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants to human C1q.
상기 실시예 2에서 정제한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들의 C1q 결합력을 확인하기 위해 ELISA 분석을 수행하였다. 0.05 M Na2CO3 (pH 9.6)에 4 μg/ml로 희석한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들을 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤 1% 스킴 밀크로 연속 희석된 C1q (Quidel, A400) 단백질을 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 항-C1q-HRP (Invitrogen, PA1-84324) 50 μl을 이용해 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4를 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다. To confirm the C1q binding affinity of the purified glycated pembrolizumab Fc variants in Example 2, an ELISA assay was performed. 50 μl of each glycated pembrolizumab Fc variant, diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na 2 CO 3 (pH 9.6), was immobilized in a flat-bottom polystyrene high-bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 h, and then blocked with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 h. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, 50 μl of C1q (Quidel, A400) protein serially diluted with 1% skim milk was dispensed into each well and reacted at room temperature for 1 h. After washing, antibody reaction was performed at room temperature for 1 hour using 50 μl of anti-C1q-HRP (Invitrogen, PA1-84324) and washed again. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at 50 μl each to develop color, and the reaction was terminated by adding 50 μl each of 2 M H 2 SO 4. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, 본 발명의 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들 모두 C1q에 대한 결합력이 없는 것으로 나타났다 (도 8).As a result, it was found that all of the glycosylated pembrolizumab Fc variants of the present invention had no binding affinity to C1q (Fig. 8).
실시예 7. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 생체 내 반감기 분석Example 7. In vivo half-life analysis of glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants.
7-1. 인간 FcRn에 대한 결합력 분석7-1. Binding analysis for human FcRn
본 발명의 당화 Fc 변이체들의 생체 내 반감기에 관여하는 인간 FcRn에 대한 결합력을 확인하기 위해, pH에 따른 ELISA 분석을 진행하였다. 우선, FcRn-GST를 동물세포 발현용 벡터에 클로닝하여 준비하고, PEI를 이용해 Expi293F 세포에 트랜스펙션한 뒤, 37℃, 125 rpm, 8% CO2 조건에서 7일간 배양하였다. 배양이 끝난 후, 상등액을 회수하여 25× PBS로 평형을 맞추고, anti-GST 친화도 크로마토그래피를 이용하여 FcRn-GST를 정제한 뒤, 이의 고순도 정제를 SDS-PAGE 분석으로 확인하였다 (도 9). 또한, 상기 실시예 2에서 정제한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들을 0.05 M Na2CO3 pH 9.6에 4 μg/ml로 희석하여 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤, 상기에서 정제한 FcRn-GST를 1% 스킴 밀크 (pH 6.0/pH 7.4)로 각각 연속 희석하여 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 anti-GST-HRP 컨쥬게이트(Conjugate) (GE Healthcare, RPN1236V)를 50 μl씩 각 웰에 처리하여 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution(Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다.To confirm the binding affinity of the glycosylated Fc variants of the present invention to human FcRn, which is involved in the in vivo half-life, an ELISA analysis according to pH was performed. First, FcRn-GST was cloned into an animal cell expression vector and prepared, and then transfected into Expi293F cells using PEI, and cultured for 7 days under conditions of 37°C, 125 rpm, and 8% CO2 . After the culture was completed, the supernatant was collected, equilibrated with 25× PBS, and FcRn-GST was purified using anti-GST affinity chromatography, and its high purity was confirmed by SDS-PAGE analysis (Fig. 9). In addition, the purified glycated pembrolizumab Fc variants from Example 2 were diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na2CO3 pH 9.6 and 50 μl each were immobilized in a flat-bottom polystyrene high bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 hours, and then blocked with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 hour. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, the purified FcRn-GST was serially diluted in 1% skim milk (pH 6.0/pH 7.4) and 50 μl each was dispensed into each well and reacted at room temperature for 1 hour. After washing, 50 μl of anti-GST-HRP conjugate (GE Healthcare, RPN1236V) was added to each well, and antibody reaction was performed for 1 hour at room temperature, followed by washing again. 50 μl of 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added to develop color, and 50 μl of 2 M H 2 SO 4 was added to terminate the reaction. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, 본 발명의 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들 모두 야생형 IgG4 항체의 FcRn 특성을 유지하는 것으로 나타났으며, 특히 Stapled Fc-5 (L235C) 변이체는 야생형 IgG4 항체보다 pH 6.0에서 FcRn에 대해 현저하게 향상된 결합력을 가지는 것으로 나타나 (도 10), 야생형에 비해 반감기가 증가한 것을 확인하였다. As a result, all of the glycosylated pembrolizumab Fc variants of the present invention were found to maintain the FcRn properties of the wild-type IgG4 antibody, and in particular, the stapled Fc-5 (L235C) variant was found to have a significantly improved binding affinity for FcRn at pH 6.0 than the wild-type IgG4 antibody (Fig. 10), confirming that its half-life was increased compared to the wild-type.
7-2. 인간 FcRn 발현 마우스에서의 7-2. In mice expressing human FcRn in vivoin vivo 반감기 분석Half-life analysis
pH-의존적 인간 FcRn에 대한 결합력이 증가한 것으로 확인된 Stapled Fc-5 (L235C) 변이체와 종래의 변이체 S228P의 in vivo 반감기를 비교 분석하기 위해, 인간 FcRn을 가지는 Tg276 암컷 마우스(female mice)를 이용하여 약동학 분석을 수행하였다. 구체적으로, 각 변이체 당 2마리 또는 3마리의 마우스에 5 mg/kg으로 각 변이체를 포함하는 펨브로리주맙을 각각 i.v. 주입한 뒤, 0.5, 24, 168, 336, 504 및 696 시간 후에 각 마우스에서 채혈하고 1000 × g로 15분 동안 원심분리하여 혈청(serum)을 확보하였다. ELISA를 이용하여 혈청 내 항체 농도를 측정하기 위해, 0.05 M Na2CO3 pH 9.6에 4 μg/ml로 희석한 HER2-His를 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤 각 변이체를 포함하는 펨브로리주맙을 1 μg/ml부터 1% 스킴 밀크로 연속 희석하여 표준 커브 (standard curve)를 만들고, 혈청을 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 고트 항-인간(goat anti-human) IgG H+L (Jackson Immunoresearch, 109-036-003) 50 μl을 이용해 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다. 항체 농도는 표준 커브(standard curve)로 분석하였다.To compare the in vivo half-lives of the stapled Fc-5 (L235C) variant, which was confirmed to have increased binding affinity to human FcRn in a pH-dependent manner, with the conventional variant S228P, a pharmacokinetic analysis was performed using Tg276 female mice harboring human FcRn. Specifically, 2 or 3 mice per variant were injected iv with pembrolizumab containing each variant at 5 mg/kg, and blood samples were collected from each mouse after 0.5, 24, 168, 336, 504, and 696 hours, and serum was obtained by centrifugation at 1000 × g for 15 minutes. To measure serum antibody concentrations using ELISA, 50 μl of HER2-His diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na2CO3 pH 9.6 was immobilized in a flat-bottom polystyrene high-bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 h, and then blocked with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 h. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, pembrolizumab containing each variant was serially diluted from 1 μg/ml with 1% skim milk to create a standard curve, and 50 μl of serum was dispensed into each well and reacted at room temperature for 1 h. After washing, antibody reaction was performed at room temperature for 1 hour with 50 μl of goat anti-human IgG H+L (Jackson Immunoresearch, 109-036-003), and washed again. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at 50 μl each to develop color, and the reaction was terminated by adding 50 μl each of 2 M H 2 SO 4. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek). Antibody concentration was analyzed using a standard curve.
그 결과, Stapled Fc-5 (L235C) 변이체는 기존에 임상에서 사용되던 Fab-arm 교환 방지 변이체인 S228P보다 높은 혈중 반감기를 가지는 것으로 나타났다 (도 11).As a result, the stapled Fc-5 (L235C) variant was found to have a longer blood half-life than the S228P variant, which is a Fab-arm exchange-prevention variant that has been used clinically (Fig. 11).
실시예 8. 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 열 안정성 분석Example 8. Thermal stability analysis of glycosylated pembrolizumab IgG4 Fc variants
상기 실시예 2에서 정제한 당화 펨브로리주맙 IgG4 Fc 변이체들의 온도에 따른 열 안정성을 확인하기 위해 DSF(differential scanning fluorimetry) 분석을 수행하였다. 구체적으로, 1× PBS에 5 μM로 각각 희석한 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체 45 μl 및 200×로 희석한 SYPRO Orange (Invitrogen, S6651) dye 5 μl를 섞어 PCR plate (Thermo Scientific, AB0900W)에 각각 분주하고, 대조군으로 1× PBS도 같은 방법으로 준비하였다 (모든 시료는 triplicate으로 진행함). 시료가 담긴 플레이트에 optically clear sealing film (Thermo Scientific, AB1170)을 부착하고, QuantStudio 3 Real-Time PCR System (Applied Biosystems, A28567)을 이용하여 25℃부터 99.9℃까지 초 당 0.03℃씩 증가시키며 발생하는 형광 세기를 측정하였다. 각 온도에 따른 형광 값은 OriginPro software를 이용하여 볼츠만 모델로 피팅(fitting)한 후 sigmoidal transition curve의 중간점을 구하였다. To confirm the thermal stability of the purified glycated pembrolizumab IgG4 Fc variants according to temperature, differential scanning fluorimetry (DSF) analysis was performed. Specifically, 45 μl of the glycated pembrolizumab Fc variants diluted to 5 μM in 1× PBS and 5 μl of SYPRO Orange (Invitrogen, S6651) dye diluted to 200× were mixed and dispensed onto a PCR plate (Thermo Scientific, AB0900W). 1× PBS was also prepared as a control using the same method (all samples were performed in triplicate). An optically clear sealing film (Thermo Scientific, AB1170) was attached to the plate containing the samples, and the fluorescence intensity was measured while increasing the temperature by 0.03°C per second from 25°C to 99.9°C using a QuantStudio 3 Real-Time PCR System (Applied Biosystems, A28567). The fluorescence values at each temperature were fitted to the Boltzmann model using OriginPro software, and then the midpoint of the sigmoidal transition curve was calculated.
그 결과, 본 발명의 당화 펨브로리주맙 Fc 변이체들은 야생형 IgG4 항체, 종래의 Fab-arm 교환 방지 변이체 (S228P) 및 종래의 선행 변이체 SPLE (S228P/L235E)보다 높은 분해 온도를 가지는 것으로 나타났으며, 특히, Stapled Fc-5 (L235C) 변이체가 가장 높은 분해 온도를 가지는 것으로 나타나 (도 12), 열 안정성이 우수한 것을 확인하였다.As a result, the glycosylated pembrolizumab Fc variants of the present invention were found to have higher decomposition temperatures than the wild-type IgG4 antibody, the conventional Fab-arm exchange prevention variant (S228P), and the conventional leading variant SPLE (S228P/L235E), and in particular, the stapled Fc-5 (L235C) variant was found to have the highest decomposition temperature (Fig. 12), confirming excellent thermal stability.
실시예 9. L235C 도입된 IgG1 Fc 변이체 (당화 트라스트주맙 Fc 변이체)의 발현 및 정제Example 9. Expression and purification of L235C-introduced IgG1 Fc variant (glycosylated trastuzumab Fc variant)
모든 FcγRs 결합력이 제거된 IgG4 Fc 변이체 stapled Fc-5 (L235C)를 IgG4 항체뿐만 아니라 FcγRs 결합력이 높은 IgG1 서브클래스(subclass)에 적용하기 위해, 상기 실시예 1에서와 같이 상기 변이 (L235C)를 트라스트주맙(trastuzumab) 모델 항체에 도입한 Fc 변이체를 제작하였다. 이렇게 제작한 트라스트주맙 L235C 변이체 (IgG1 L235C), 야생형 IgG1 및 종래의 FcγRs 결합력 감소 Fc 변이체 LALA을 상기 실시예 2의 방법과 동일한 방법으로 동물세포에서 발현 및 정제하고, SDS-PAGE 젤 분석을 통해 당화 트라스트주맙 Fc 변이체가 높은 순도로 정제되었음을 확인하였다 (도 13).In order to apply the stapled Fc-5 (L235C), an IgG4 Fc variant with all FcγR binding affinity eliminated, not only to IgG4 antibodies but also to the IgG1 subclass with high FcγR binding affinity, an Fc variant was prepared by introducing the mutation (L235C) into a trastuzumab model antibody as in Example 1. The trastuzumab L235C variant (IgG1 L235C), wild-type IgG1, and the conventional FcγR binding affinity reduced Fc variant LALA prepared in this way were expressed and purified in animal cells using the same method as in Example 2, and it was confirmed through SDS-PAGE gel analysis that the glycosylated trastuzumab Fc variant was purified with high purity (Fig. 13).
실시예 10. 당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체의 FcγRs 결합력 분석Example 10. Analysis of FcγR binding affinity of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants
상기 실시예 9에서 정제한 당화 트라스트주맙 Fc 변이체 (IgG1 L235C)의 FcγRs에 대한 결합력을 상기 실시예 3-2에서와 같이, FcγRs-GST(FcγRI-GST, FcγRIIa-131H-GST, FcγRIIa-131R-GST, FcγRIIb-GST, FcγRIIIa-158V-GST, FcγRIIIa-158F-GST)를 이용하여 ELISA 분석으로 확인하였다.The binding ability of the purified glycosylated trastuzumab Fc variant (IgG1 L235C) in Example 9 to FcγRs was confirmed by ELISA analysis using FcγRs-GST (FcγRI-GST, FcγRIIa-131H-GST, FcγRIIa-131R-GST, FcγRIIb-GST, FcγRIIIa-158V-GST, FcγRIIIa-158F-GST) as in Example 3-2.
그 결과, IgG1 L235C 변이체는 모든 FcγRs에 대한 결합력이 제거된 것으로 나타났으며, 종래에 임상에서 사용되던 LALA 변이체보다도 현저히 낮은 FcγRs 결합력을 가지는 것으로 나타났다 (도 14).As a result, the IgG1 L235C variant was found to have abolished binding affinity to all FcγRs, and was found to have a significantly lower FcγR binding affinity than the LALA variant previously used in clinical practice (Fig. 14).
실시예 11. 당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체의 반감기 분석Example 11. Half-life analysis of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants
상기 실시예 9에서 정제한 당화 트라스트주맙 Fc 변이체 (IgG1 L235C)의 생체 내 반감기에 관여하는 FcRn 결합력을 확인하기 위해 pH에 따른 ELISA 분석을 수행하였다. 구체적으로, 0.05 M Na2CO3 (pH 9.6)에 4 μg/ml로 희석한 HER2-His를 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 웰 마이크로플레이트 (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크 (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST (pH 6.0/pH 7.4) 180 μl로 각각 4 회씩 세척한 뒤, 1% 스킴 밀크 (pH 6.0/pH 7.4)로 희석한 당화 트라스트주맙 항체 50 μl를 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 0.05% PBST (pH 6.0/pH 7.4) 180 μl로 각각 4 회씩 세척한 뒤 1% 스킴 밀크 (pH 6.0/pH 7.4)로 각각 연속 희석된 FcRn-GST를 50 μl 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 anti-GST-HRP 컨쥬게이트 (GE Healthcare, RPN1236V)를 50 μl씩 각 웰에 처리하고 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행한 뒤 세척하였다. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution(Thermo Fisher Scientific, 34028) 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤, 2 M H2SO4를 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer(BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다. To confirm the FcRn binding affinity involved in the in vivo half-life of the purified glycosylated trastuzumab Fc variant (IgG1 L235C) in Example 9, an ELISA assay according to pH was performed. Specifically, HER2-His diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na 2 CO 3 (pH 9.6) was immobilized in 50 μl of a flat-bottom polystyrene high-bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 hours, and then blocked with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 hour. After washing each well four times with 180 μl of 0.05% PBST (pH 6.0/pH 7.4), 50 μl of glycosylated trastuzumab antibody diluted in 1% skim milk (pH 6.0/pH 7.4) was dispensed into each well and incubated for 1 hour at room temperature. After washing each well four times with 180 μl of 0.05% PBST (pH 6.0/pH 7.4), 50 μl of FcRn-GST serially diluted in 1% skim milk (pH 6.0/pH 7.4) was dispensed into each well and incubated for 1 hour at room temperature. After washing, 50 μl of anti-GST-HRP conjugate (GE Healthcare, RPN1236V) was treated to each well and antibody reaction was performed for 1 hour at room temperature, followed by washing. 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at 50 μl each to develop color, and then 2 MH 2 SO 4 was added at 50 μl each to terminate the reaction. The absorbance was then analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, IgG4 Fc 변이체의 변이를 IgG1에 적용한 당화 IgG1 L235C 변이체가 야생형 IgG1 항체 및 LALA보다 pH 6.0에서 현저히 증가한 결합력을 가지는 것으로 나타나 반감기가 증가한 것을 확인하였다 (도 15).As a result, it was confirmed that the glycosylated IgG1 L235C variant, which applied the mutation of the IgG4 Fc variant to IgG1, had a significantly increased binding affinity at pH 6.0 compared to the wild-type IgG1 antibody and LALA, and thus the half-life was increased (Fig. 15).
실시예 12. 당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체의 열 안정성 분석Example 12. Thermal stability analysis of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants
당화 트라스트주맙 Fc 변이체의 온도에 따른 열 안정성을 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 확인하였다.The thermal stability of the glycosylated trastuzumab Fc variant according to temperature was confirmed using the same method as in Example 8.
그 결과, 당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체 (IgG1 L235C)가 야생형 IgG1 및 LALA보다 높은 분해 온도를 가지는 것으로 나타나 (도 16), 열 안정성이 우수한 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variant (IgG1 L235C) had a higher decomposition temperature than wild-type IgG1 and LALA (Fig. 16), indicating excellent thermal stability.
실시예 13. 당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체의 결합 상수 측정Example 13. Measurement of binding constants of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants
13-1. 당화 트라스트주맙 IgG1 L234A/L235A/P329G Fc 변이체의 발현 및 정제13-1. Expression and Purification of Glycosylated Trastuzumab IgG1 L234A/L235A/P329G Fc Variants
IgG1 L235C와 결합력 및 ADCC 활성을 비교하기 위해, 종래의 Fc 변이체인 L234A/L235A/P329G(LALAPG) Fc 변이체를 상기 실시예에서와 같이 트라스트주맙 모델 항체에 도입하여 제작하고, 동물세포에서 발현 및 정제하여 확인하였다. 그 결과 높은 순도의 당화 트라스트주맙 Fc 변이체가 정제되었음을 확인하였다 (도 17).To compare the binding affinity and ADCC activity with IgG1 L235C, the conventional Fc variant, L234A/L235A/P329G (LALAPG) Fc variant, was introduced into the trastuzumab model antibody as in the above example, produced, expressed and purified in animal cells, and confirmed. As a result, it was confirmed that a highly pure glycosylated trastuzumab Fc variant was purified (Fig. 17).
13-2. 결합 상수 측정13-2. Measurement of coupling constants
당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체 (IgG1 LC)의 정량적인 결합력 분석을 위해 결합 상수 측정을 진행하였다. Black 96 웰 플레이트 (Greiner, 655209)에 탈이온수를 분주한 후 FAB2G biosensor (Satorius, 18-5125)를 꽂아 10분 동안 수화하였다. 각 항체 (IgG1 LC, IgG1 WT, IgG1 LALA 및 IgG1 LALAPG)는 1× PBS (pH 7.4)에 희석하여 각 웰에 분주하였다. FcγRI을 제외한 나머지 FcγRs는 5,000 nM부터 2-배 연속 희석하여 각 웰에 분주하고, 참조 웰(reference well)에는 1× PBS (pH 7.4)를 넣었다. Biosensor와 샘플 플레이트를 Octet® R8 (Satorius)에 넣고, 탈이온수 60초 (baseline), 항체 300초 (loading), 1× PBS (pH 7.4) 60초 (baseline), FcγR 30초 (association) 및 1× PBS (pH 7.4) 30초 (dissociation) 동안 반응시켜 결합력을 측정하였다. FcγRI을 측정할 때에는 1× kinetic buffer로 대신하며 500 nM부터 측정하고, dissociation은 300초 동안 결합력을 측정하였다. To quantitatively analyze the binding affinity of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants (IgG1 LC), binding constant measurements were performed. Deionized water was dispensed into a black 96-well plate (Greiner, 655209), and a FAB2G biosensor (Satorius, 18-5125) was inserted and hydrated for 10 minutes. Each antibody (IgG1 LC, IgG1 WT, IgG1 LALA, and IgG1 LALAPG) was diluted in 1× PBS (pH 7.4) and dispensed into each well. The remaining FcγRs, except FcγRI, were serially diluted 2-fold from 5,000 nM and dispensed into each well, and 1× PBS (pH 7.4) was placed into the reference well. The biosensor and sample plate were placed in Octet ® R8 (Satorius), and the binding strength was measured by reacting with deionized water for 60 s (baseline), antibody for 300 s (loading), 1× PBS (pH 7.4) for 60 s (baseline), FcγR for 30 s (association), and 1× PBS (pH 7.4) for 30 s (dissociation). When measuring FcγRI, 1× kinetic buffer was used instead, and the measurement was made from 500 nM, and the binding strength was measured for 300 s of dissociation.
그 결과, 종래의 변이체 LALA는 모든 FcγRs 결합력이 남아있고, LALAPG는 높은 친화도를 가지는 FcγRI에 결합력이 남아있으며 FcγRIIIa에 대한 비특이적(non-specific) 결합력이 남아있는 것으로 나타난 반면, IgG1 L235C는 종래의 변이체 LALA 및 LALAPG보다 결합력이 낮을뿐 아니라 완전히 결합력이 제거된 것으로 나타났다 (도 18). As a result, the conventional mutant LALA was found to have binding affinity to all FcγRs, LALAPG was found to have binding affinity to FcγRI with high affinity and non-specific binding affinity to FcγRIIIa, whereas IgG1 L235C was found to have lower binding affinity than the conventional mutants LALA and LALAPG and to have completely lost binding affinity (Fig. 18).
실시예 14. 당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체의 실시간 ADCC 분석Example 14. Real-time ADCC analysis of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants
당화 트라스트주맙 IgG1 Fc 변이체의 제거된 FcγRs 결합력에 따른 Fc 작용기 기능(effector function) 제거 능력을 확인하기 위해 표적 항원 HER2를 발현하는 SKBR-3를 이용하여 실시간 세포 사멸 ADCC 분석을 진행하였다. SKBR-3 (10,000 cells/well)을 10% FBS (Gibco, 16000-044)가 포함된 RPMI 배지 (Gibco, 11875-093)에 희석하여 E-Plate (Agilent, 300600900)에 넣고 배양하였다. 이 후 건강한 공여자로부터 얻은 전혈에서 Histopaque 1077 (Sigma Aldrich, 10771)을 이용하여 PBMC를 분리하고, 1× PBS로 세척한 뒤 10% FBS가 섞인 RPMI 배지로 희석하였다. E-plate에 PBMC와 각 항체 (IgG1 LC, IgG1 WT, IgG1 LALA, IgG1 LALAPG 및 혈청 IgG)를 처리하고, E-plate를 RTCA 장비에 넣어 37℃, 5% CO2에서 시간을 두고 RTCA Software 1.2 (Agilent)를 통해 실시간 관찰하며 시점에 따라 세포 용해(cytolysis)를 분석하였다. To confirm the ability of glycosylated trastuzumab IgG1 Fc variants to eliminate Fc effector function according to the ablated FcγR binding affinity, a real-time cell death ADCC assay was performed using SKBR-3 expressing the target antigen HER2. SKBR-3 (10,000 cells/well) were diluted in RPMI medium (Gibco, 11875-093) containing 10% FBS (Gibco, 16000-044) and cultured in E-Plate (Agilent, 300600900). PBMCs were isolated from whole blood obtained from healthy donors using Histopaque 1077 (Sigma Aldrich, 10771), washed with 1× PBS, and diluted in RPMI medium containing 10% FBS. PBMCs and each antibody (IgG1 LC, IgG1 WT, IgG1 LALA, IgG1 LALAPG, and serum IgG) were treated on the E-plate, and the E-plate was placed in RTCA equipment and observed in real time using RTCA Software 1.2 (Agilent) at 37℃ and 5% CO2 over time, and cell lysis (cytolysis) was analyzed according to the time point.
그 결과, 상기 실시예 14에서 FcγRs 결합력이 남아있는 것으로 확인된 LALA와 LALAPG는 높은 ADCC를 나타낸 반면, 본 발명의 IgG1 L235C는 ADCC가 제거된 것을 확인하였다 (도 19).As a result, LALA and LALAPG, which were confirmed to have retained FcγR binding affinity in Example 14, showed high ADCC, whereas IgG1 L235C of the present invention was confirmed to have ADCC eliminated (Fig. 19).
실시예 15. L235C 도입된 IgG2 Fc 변이체 및 IgG3 Fc 변이체의 발현 및 정제Example 15. Expression and purification of L235C-introduced IgG2 Fc variants and IgG3 Fc variants.
상기 실시예를 통해 IgG4 Fc와 IgG1 Fc에 도입된 L235C 변이에 의해 모든 FcγRs 결합력이 제거된 것을 확인하였으므로, 해당 변이체가 다른 인간 IgG subclass에서도 FcγRs 결합력 제거 능력이 나타나는지 확인하기 위해, 트라스트주맙 모델 항체에 EU 넘버링 (EU Index in Kabat et al)에 따라 IgG subclass를 align하여 IgG1 235 자리와 동일한 IgG2의 V235 자리와 IgG3 L235 자리에 시스테인(cysteine)을 도입한 IgG2 V235C Fc 변이체 및 IgG3 L235C Fc 변이체를 제작하였다 (표 2). 트라스트주맙 모델 항체에 도입된 IgG2 V235C 변이체와 IgG3 L235C 변이체, 야생형 IgG2 및 IgG3를 Protein G resin을 사용한 방법으로 발현 및 정제하여 확인하였다. Since the above examples confirmed that all FcγR binding affinity was eliminated by the L235C mutation introduced into IgG4 Fc and IgG1 Fc, in order to confirm whether the mutant exhibits the ability to eliminate FcγR binding affinity in other human IgG subclasses, an IgG2 V235C Fc mutant and an IgG3 L235C Fc mutant were produced by introducing cysteine into the V235 position of IgG2 and the L235 position of IgG3, which are identical to the 235 position of IgG1, by aligning the IgG subclasses according to the EU numbering (EU Index in Kabat et al) with the trastuzumab model antibody (Table 2). The IgG2 V235C mutant and the IgG3 L235C mutant introduced into the trastuzumab model antibody, and the wild-type IgG2 and IgG3 were expressed and purified using a Protein G resin, and confirmed.
그 결과, 높은 순도로 야생형 IgG2, 야생형 IgG3, 당화 트라스트주맙 IgG2 V235C Fc 변이체 (IgG2 VC) 및 당화 트라스트주맙 IgG3 L235C Fc 변이체 (IgG3 LC)가 정제되었음을 확인하였다 (도 20).As a result, it was confirmed that wild-type IgG2, wild-type IgG3, glycosylated trastuzumab IgG2 V235C Fc variant (IgG2 VC), and glycosylated trastuzumab IgG3 L235C Fc variant (IgG3 LC) were purified with high purity (Fig. 20).
실시예 16. 당화 트라스트주맙 IgG2 및 IgG3 Fc 변이체의 FcγRs 결합력 ELISA 분석Example 16. ELISA analysis of FcγR binding affinity of glycosylated trastuzumab IgG2 and IgG3 Fc variants
상기 실시예 15에서 정제 후 준비한 당화 트라스트주맙 IgG2 V235C Fc 변이체 (IgG2 VC) 및 당화 트라스트주맙 IgG3 L235C Fc 변이체 (IgG3 LC)의 FcγRs 결합력을 ELISA 분석으로 확인하였다. The FcγR binding affinity of the glycosylated trastuzumab IgG2 V235C Fc variant (IgG2 VC) and the glycosylated trastuzumab IgG3 L235C Fc variant (IgG3 LC) prepared after purification in Example 15 above was confirmed by ELISA analysis.
FcγRs-GST(FcγRI-GST, FcγRIIa-131H-GST, FcγRIIa-131R-GST, FcγRIIb-GST, FcγRIIIa-158V-GST, FcγRIIIa-158F-GST)를 0.05 M Na2CO3 pH 9.6에 4 μg/ml로 희석하여 각각 50 μl씩 flat bottom polystyrene high bind 96 well microplate (Costar, 3590)에 4℃에서 16시간 동안 고정화한 후, 100 μl의 4% 스킴 밀크(skim milk) (GenomicBase, SKI400)로 상온에서 1시간 동안 블로킹하였다. 0.05% PBST 180 μl로 4 회 세척한 뒤 1% 스킴 밀크로 연속 희석된 당화 트라스트주맙 항체를 50 μl씩 각 웰에 분주하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 세척 후 HRP-Protein L (GenScript, M00098) 50 μl을 이용해 상온에서 1시간 동안 항체 반응을 진행하고 다시 세척하였다. 이후 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028)을 50 μl씩 첨가해 발색한 뒤 2 M H2SO4 50 μl씩 첨가하여 반응을 종료시킨 다음 Epoch microplate spectrophotometer (BioTek)을 이용해 흡광도를 분석하였다.FcγRs-GST (FcγRI-GST, FcγRIIa-131H-GST, FcγRIIa-131R-GST, FcγRIIb-GST, FcγRIIIa-158V-GST, FcγRIIIa-158F-GST) were diluted to 4 μg/ml in 0.05 M Na 2 CO 3 pH 9.6, and 50 μl of each was immobilized in a flat-bottom polystyrene high-bind 96-well microplate (Costar, 3590) at 4°C for 16 h, and then blocked with 100 μl of 4% skim milk (GenomicBase, SKI400) at room temperature for 1 h. After washing four times with 180 μl of 0.05% PBST, 50 μl of glycated trastuzumab antibody serially diluted with 1% skimmed milk was dispensed into each well and reacted for 1 hour at room temperature. After washing, antibody reaction was performed for 1 hour at room temperature with 50 μl of HRP-Protein L (GenScript, M00098) and washed again. After color development, 50 μl of 1-Step Ultra TMB-ELISA substrate solution (Thermo Fisher Scientific, 34028) was added at each time, and the reaction was terminated by adding 50 μl of 2 M H 2 SO 4 at each time. The absorbance was analyzed using an Epoch microplate spectrophotometer (BioTek).
그 결과, IgG2 V235C 변이체와 IgG3 L235C 변이체는 야생형 IgG1과 IgG2, IgG3보다 월등히 낮은 FcγRs 결합력을 가지며 모든 FcγRs 결합력이 제거된 것을 확인하였다 (도 21).As a result, it was confirmed that the IgG2 V235C mutant and the IgG3 L235C mutant had significantly lower FcγR binding affinity than the wild-type IgG1, IgG2, and IgG3, and that all FcγR binding affinities were eliminated (Fig. 21).
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