マルチドメインタンパク質治療薬を製造するための統合的手法
本発明は、初期スクリーニング工程に治療および/または製剤化および/または製造上の要件を組み込む、治療用タンパク質薬剤開発の方法を提供する。この手法は、所望の治療特性を備えると決定されたドメインの複数の様々な変異体をスクリーニングすることにより、所望の治療および/または製剤化特性を備える1以上の変異体を同定し、同定したドメイン変異体を用いて、完全なマルチドメインタンパク質を構築することを含む。本発明はまた、製剤におけるマルチドメインタンパク質の貯蔵寿命を決定する方法も提供する。この方法は、アンフォールディングにより、溶液中のタンパク質の凝集を招く当該タンパク質のドメインの熱変性および/または再生曲線を決定することを含む。この方法は、変性/再生曲線に基づき、マルチドメインタンパク質の貯蔵寿命を評価する。本発明はまた、マルチドメインタンパク質を操作することにより、それらの治療および/または製剤化特性を改善する方法も提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
マルチドメインタンパク質を作製する方法であって、
(a)予め定めた特定の結合特異性を有する複数のタンパク質ドメインの各々についてpIおよび/またはTmを決定するステップと、
(b)そのpIおよび/またはTmに基づき、1以上のタンパク質ドメインを選択するステップと、
(c)ステップ(b)で選択した1以上のドメインと1以上の他のドメインを用いてマルチドメインタンパク質を構築するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項2】
選択したタンパク質ドメインの各々が、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記マルチドメインタンパク質が抗体であり、前記予め定めた結合特異性が標的に対する結合特異性である、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記複数のタンパク質ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記抗原結合ドメインの少なくともいくつかが、標的の様々なエピトープに結合する、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記抗原結合ドメインが、標的を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより得られる、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記抗原結合ドメインが、複数のモノクローナル抗体を消化することにより得られる、請求項4に記載の方法。
【請求項8】
選択した各抗原結合ドメインを抗体定常領域ドメインと組合わせることにより、マルチドメインタンパク質を作製する、請求項4〜7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記ステップ(c)の前に、
(i)複数の抗体定常領域ドメインの各々について、pIおよび/またはTmを決定するステップと、
(ii)そのpIおよび/またはTmに基づき、抗体定常領域ドメインを選択するステップと、
をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
複数のタンパク質ドメインが抗体定常領域ドメインであり、かつ、予め定めた結合特異性が、Fcリガンドに対する結合特異性である、請求項3に記載の方法。
【請求項11】
選択した各定常領域ドメインを抗原結合ドメインと組合わせることにより、マルチドメインタンパク質を作製する、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
マルチドメインタンパク質を選択する方法であって、
(a)予め定めた特定の結合特異性を有する複数のマルチドメインタンパク質の各々について、マルチドメインタンパク質内の1以上のドメインのpIおよび/またはTmを決定するステップと、
(b)上記1以上のドメインのpIおよび/またはTmに基づき、1以上のマルチドメインタンパク質を選択するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項13】
前記マルチドメインタンパク質が抗体であり、前記予め定めた結合特異性が標的に対する結合特異性である、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記1以上のドメインが、抗原結合ドメインである、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記抗原結合ドメインの少なくともいくつかが、標的の様々なエピトープに結合する、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記複数のマルチドメインタンパク質が、標的を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより得られる、請求項14または15に記載の方法。
【請求項17】
選択したマルチドメインタンパク質の抗原結合ドメインが、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項18】
前記1以上のタンパク質ドメインが、Fcドメインである、請求項13に記載の方法。
【請求項19】
選択したマルチドメインタンパク質の抗体定常領域ドメインが、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記pIおよび/またはTmが、様々なpH値、様々な温度、様々なせん断応力、および様々な凍結/解凍サイクルからなる群より選択される1以上の様々な条件下で決定される、請求項1または12に記載の方法。
【請求項21】
予め定めた抗原をターゲッティングする1以上の抗体を作製する方法であって、
(a)予め定めた閾値レベルを超える、抗原に対する結合アフィニティーを呈示する複数の抗原結合ドメインを同定するステップと、
(b)同定した各抗原結合ドメインについて、TmおよびpI値を決定するステップと、
(c)決定したTmおよびpI値に基づき、1以上の抗原結合ドメインを選択するステップと、
(d)ステップ(c)で選択した抗原結合ドメインと定常領域ドメインを含む抗体を構築するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項22】
選択した抗原結合ドメインの各々が、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記複数の抗原結合ドメインが、標的を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより得られる、請求項21または22に記載の方法。
【請求項24】
前記複数の抗原結合ドメインが、標的に結合する複数のモノクローナル抗体を消化することにより得られる、請求項21または22に記載の方法。
【請求項25】
前記抗原結合ドメインの少なくともいくつかが、標的の様々なエピトープに結合する、請求項22〜24のいずれか1項に記載の方法。
【請求項26】
前記ステップ(d)の前に、
(i)複数の抗体定常領域ドメインの各々についてpIおよび/またはTmを決定するステップと、
(ii)そのpIおよび/またはTmに基づき、抗体定常領域ドメインを選択するステップと、
をさらに含む、請求項21に記載の方法。
【請求項27】
選択した抗体定常領域ドメインの各々が、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
抗体を操作することにより、抗体の血清半減期、補体固定、Fc受容体結合および抗原依存的細胞傷害性からなる群より選択される1以上の生物活性を有意に低減することなく、1以上の治療および/または製剤化特性を改善する方法であって、抗体において1以上のアミノ酸を置換および/または挿入することを含み、その際、上記アミノ酸置換および/または挿入が、抗体の1以上の治療および/または製剤化特性を改善するようなものである、上記方法。
【請求項29】
前記1以上の製剤化特性が、安定性、溶解性および粘性からなる群より選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記1以上の治療特性が、非特異的毒性および生体分布からなる群より選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項31】
前記安定性が、Tmを特徴付けることにより決定され、非特異的毒性、生体分布、溶解性および粘性が、pIを特徴付けることにより決定される、請求項29または30に記載の方法。
【請求項32】
操作した抗体のTmを高くする、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
操作した抗体のpIを高くする、請求項31に記載の方法。
【請求項34】
操作した抗体のpIを低くする、請求項31に記載の方法。
【請求項35】
前記アミノ酸置換が、抗体の血清半減期、補体固定、Fc受容体結合および抗原依存的細胞傷害性からなる群より選択される1以上の生物活性をさらに改善するようなものである、請求項28に記載の方法。
【請求項36】
溶液中のマルチドメインタンパク質の長期安定性を評価する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質の溶液を用意するステップであって、その際、マルチドメインタンパク質は、アンフォールディングにより、マルチドメインタンパク質の凝集を招くドメインを含む、ステップと、
(b)上記マルチドメインタンパク質溶液を少なくとも50℃の温度に加熱するステップと、
(c)上記ドメインが変性するか否かを決定するステップと、
(d)マルチドメインタンパク質中のドメインが、ステップ(c)で変性しないと決定された場合、溶液中で長期安定性を有するものとして上記マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項37】
前記ステップ(c)において、50℃未満の温度に冷却すると、前記ドメインがリフォールディングするか否かを決定し、マルチドメインタンパク質中のドメインが、ステップ(c)でリフォールディングすると決定された場合、溶液中で長期安定性を有するものとして上記マルチドメインタンパク質を分類することをさらに含む、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項36または37に記載の方法。
【請求項39】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項38に記載の方法。
【請求項41】
熱変性曲線を作製することにより、前記ステップ(b)および(c)を実施する、請求項36〜40のいずれか1項に記載の方法。
【請求項42】
示差走査熱量測定を用いて、前記熱変性曲線を作製する、請求項41に記載の方法。
【請求項43】
アンフォールディングにより、溶液中のマルチドメインタンパク質の凝集を引き起こす1以上のドメインをマルチドメインタンパク質において同定する方法であって、
(a)上記溶液を少なくとも50℃の温度に加熱することにより、1以上のドメインを変性させるステップと、
(b)上記1以上のドメインが、50℃未満の温度への冷却時に、リフォールディングするか否かを決定するステップと、
(c)上記ステップ(b)において冷却時にリフォールディングしない1以上のドメインを同定し、これによって、アンフォールディングにより、溶液中のマルチドメインタンパク質の凝集を引き起こす1以上のドメインを同定するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項44】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項43に記載の方法。
【請求項45】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項43または44に記載の方法。
【請求項46】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項43または44に記載の方法。
【請求項47】
熱変性/再生曲線を作製することにより、前記ステップ(a)および(b)を実施する、請求項43〜46のいずれか1項に記載の方法。
【請求項48】
示差走査熱量測定を用いて、前記熱変性/再生曲線を作製する、請求項47に記載の方法。
【請求項49】
長期安定性が改善されるようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、該マルチドメインタンパク質は、アンフォールディングにより、溶液中のマルチドメインタンパク質の凝集を引き起こすドメインを含んでおり、
(a)上記ドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換することにより、上記ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質の溶液を少なくとも50℃の温度に加熱するステップと、
(c)上記マルチドメインタンパク質中の改変ドメインがステップ(b)において変性するか否かを決定するステップと、
(d)上記改変ドメインが、ステップ(c)で変性しないと決定された場合、長期安定性が改善されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項50】
前記ステップ(c)において、50℃未満の温度に冷却すると、前記改変ドメインがリフォールディングするか否かを決定し、上記改変ドメインがステップ(c)でリフォールディングすると決定された場合、溶液中で長期安定性を有するものとして上記マルチドメインタンパク質を分類することをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項51】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項49または50に記載の方法。
【請求項52】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項49または50に記載の方法。
【請求項53】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項49または50に記載の方法。
【請求項54】
熱変性曲線を作製することにより、前記ステップ(b)および(c)を実施する、請求項50〜53のいずれか1項に記載の方法。
【請求項55】
示差走査熱量測定を用いて、前記熱変性曲線を作製する、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
改善された溶解性および/または低下した粘性を有するようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、上昇したpIを有すると決定された場合、溶解性および/または粘性が改善されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項57】
請求項56に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項58】
非特異的毒性が低減されるようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、低下したpIを有すると決定された場合、非特異的毒性が低減されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項59】
請求項58に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項60】
肝毒性が低減されるようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、低下したpIを有すると決定された場合、非特異的毒性が低減されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項61】
請求項60に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項62】
特異的生体分布を有するようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、低下したpIを有すると決定された場合、細胞内局在化が低減したものとして、あるいは、上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、上昇したpIを有すると決定された場合、細胞内および/または脈管外局在化が増大したものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項63】
請求項62に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項64】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項56、58、60および61のいずれか1項に記載の方法。
【請求項65】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項56、58、60および62のいずれか1項に記載の方法。
【請求項66】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項56、58、60および62のいずれか1項に記載の方法。
【請求項67】
等電点電気泳動により、前記ステップ(b)を実施する、請求項56、58、60、61および64〜66のいずれか1項に記載の方法。
【請求項68】
前記改変が、K338、A339、K340、G341、Q342、R344、E345、R355、E356、E357、M358、T359、K360、N361、Q362、L365、T366、K370、N390、Y391、K392、T393、T394、V397、L398、D399、S400、D401、F405、K409、L410、D413およびK414(番号付けは、Kabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項66に記載の方法。
【請求項69】
前記アミノ酸置換が、K338を任意の非荷電残基に;K338D;K338E;A339D;A339E;A339K;A339R;K340 を任意の非荷電残基に;K340D;K340E;G314D;G314E;G314K;G314R;Q342D;Q342E;Q342K;Q342R;R344を任意の非荷電残基に;R344D;R344E;E345を任意の非荷電残基に;E345K;E345R;R355を任意の非荷電残基に;R355D;R355E;E356を任意の非荷電残基に;E356K;E356R;E357を任意の非荷電残基に;E357K;E357R;M358D;M358E;M358K;M358R;T359D;T359E;T359K;T359R;K360を任意の非荷電残基に;K360D;K360E;N361D;N361E;N361K;N361R;Q362D;Q362E;Q362K;Q362R;L365D;L365E;L365K;L365R;T366D;T366E;T366K;T366R;K370を任意の非荷電残基に;K370D;K370E;N390D;N390E;N390K;N390R;Y391D;Y391E;Y391K;Y391R;K392を任意の非荷電残基に;K392D;K392E;T393D;T393E;T393K;T393R;T394D;T394E;T394K;T394R;V397D;V397E;V397K;V397R;L398D;L398E;L398K;L398R;D399を任意の非荷電残基に;D399K;D399R;S400D;S400E;S400K;S400R;D401を任意の非荷電残基に;D401K;D401R;F405D;F405E;F405K;F405R;K409を任意の非荷電残基に;K409D;K409E;L410D;L410E;L410K;L410R;D413を任意の非荷電残基に;D413K;D413R;K414を任意の非荷電残基に;K414D;およびK414E(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
請求項64〜69のいずれか1項に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項71】
Fcドメインを含む操作されたマルチドメインタンパク質であって、該FcドメインはpIが上昇または低下するように改変されている、前記マルチドメインタンパク質。
【請求項72】
前記改変が、K338、A339、K340、G341、Q342、R344、E345、R355、E356、E357、M358、T359、K360、N361、Q362、L365、T366、K370、N390、Y391、K392、T393、T394、V397、L398、D399、S400、D401、F405、K409、L410、D413およびK414(番号付けは、Kabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項71に記載の方法。
【請求項73】
前記アミノ酸置換が、K338を任意の非荷電残基に;K338D;K338E;A339D;A339E;A339K;A339R;K340 を任意の非荷電残基に;K340D;K340E;G314D;G314E;G314K;G314R;Q342D;Q342E;Q342K;Q342R;R344を任意の非荷電残基に;R344D;R344E;E345を任意の非荷電残基に;E345K;E345R;R355を任意の非荷電残基に;R355D;R355E;E356を任意の非荷電残基に;E356K;E356R;E357を任意の非荷電残基に;E357K;E357R;M358D;M358E;M358K;M358R;T359D;T359E;T359K;T359R;K360を任意の非荷電残基に;K360D;K360E;N361D;N361E;N361K;N361R;Q362D;Q362E;Q362K;Q362R;L365D;L365E;L365K;L365R;T366D;T366E;T366K;T366R;K370を任意の非荷電残基に;K370D;K370E;N390D;N390E;N390K;N390R;Y391D;Y391E;Y391K;Y391R;K392を任意の非荷電残基に;K392D;K392E;T393D;T393E;T393K;T393R;T394D;T394E;T394K;T394R;V397D;V397E;V397K;V397R;L398D;L398E;L398K;L398R;D399を任意の非荷電残基に;D399K;D399R;S400D;S400E;S400K;S400R;D401を任意の非荷電残基に;D401K;D401R;F405D;F405E;F405K;F405R;K409を任意の非荷電残基に;K409D;K409E;L410D;L410E;L410K;L410R;D413を任意の非荷電残基に;D413K;D413R;K414を任意の非荷電残基に;K414D;およびK414E(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記pIを低下させた、請求項71に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項75】
前記改変が、A339、G341、Q342、E345、E356、E357、M358、T359、N361、Q362、L365、T366、N390、Y391、T393、T394、V397、L398、D399、S400、D401、F405、L410およびD413(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項74に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項76】
前記アミノ酸置換が、A339K;A339R;G314K;G314R;Q342K;Q342R;E345を任意の非荷電残基に;E345K;E345R;E356を任意の非荷電残基に;E356K;E356R;E357を任意の非荷電残基に;E357K;E357R;M358K;M358R;T359K;T359R;N361K;N361R;Q362K;Q362R;L365K;L365R;T366K;T366R;N390K;N390R;Y391K;Y391R;T393K;T393R;T394K;T394R;V397K;V397R;L398K;L398R;D399を任意の非荷電残基に;D399K;D399R;S400K;S400R;D401を任意の非荷電残基に;D401K;D401R;F405K;F405R;L410K;L410R;D413を任意の非荷電残基に;D413K;およびD413R(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、請求項75に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項77】
前記pIを上昇させた、請求項71に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項78】
前記改変が、K338、A339、K340、G341、Q342、R344、R355、M358、T359、K360、N361、Q362、L365、T366、K370、N390、Y391、K392、T393、T394、V397、L398、S400、F405、K409、L410、およびK414(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項77に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項79】
前記改変が、K338を任意の非荷電残基に;K338D;K338E;A339D;A339E;K340 を任意の非荷電残基に;K340D;K340E;G314D;G314E;Q342D;Q342E;R344を任意の非荷電残基に;R344D;R344E;R355を任意の非荷電残基に;R355D;R355E;M358D;M358E;T359D;T359E;K360を任意の非荷電残基に;K360D;K360E;N361D;N361E;Q362D;Q362E;L365D;L365E;T366D;K370を任意の非荷電残基に;K370D;K370E;N390D;N390E;Y391D;Y391E;K392を任意の非荷電残基に;K392D;K392E;T393D;T393E;T394D;T394E;V397D;V397E;L398D;L398E;S400D;S400E;F405D;F405E;K409を任意の非荷電残基に;K409D;K409E;L410D;L410E;K414を任意の非荷電残基に;K414D;およびK414E(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項78に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項1】
マルチドメインタンパク質を作製する方法であって、
(a)予め定めた特定の結合特異性を有する複数のタンパク質ドメインの各々についてpIおよび/またはTmを決定するステップと、
(b)そのpIおよび/またはTmに基づき、1以上のタンパク質ドメインを選択するステップと、
(c)ステップ(b)で選択した1以上のドメインと1以上の他のドメインを用いてマルチドメインタンパク質を構築するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項2】
選択したタンパク質ドメインの各々が、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記マルチドメインタンパク質が抗体であり、前記予め定めた結合特異性が標的に対する結合特異性である、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記複数のタンパク質ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記抗原結合ドメインの少なくともいくつかが、標的の様々なエピトープに結合する、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記抗原結合ドメインが、標的を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより得られる、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記抗原結合ドメインが、複数のモノクローナル抗体を消化することにより得られる、請求項4に記載の方法。
【請求項8】
選択した各抗原結合ドメインを抗体定常領域ドメインと組合わせることにより、マルチドメインタンパク質を作製する、請求項4〜7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記ステップ(c)の前に、
(i)複数の抗体定常領域ドメインの各々について、pIおよび/またはTmを決定するステップと、
(ii)そのpIおよび/またはTmに基づき、抗体定常領域ドメインを選択するステップと、
をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
複数のタンパク質ドメインが抗体定常領域ドメインであり、かつ、予め定めた結合特異性が、Fcリガンドに対する結合特異性である、請求項3に記載の方法。
【請求項11】
選択した各定常領域ドメインを抗原結合ドメインと組合わせることにより、マルチドメインタンパク質を作製する、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
マルチドメインタンパク質を選択する方法であって、
(a)予め定めた特定の結合特異性を有する複数のマルチドメインタンパク質の各々について、マルチドメインタンパク質内の1以上のドメインのpIおよび/またはTmを決定するステップと、
(b)上記1以上のドメインのpIおよび/またはTmに基づき、1以上のマルチドメインタンパク質を選択するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項13】
前記マルチドメインタンパク質が抗体であり、前記予め定めた結合特異性が標的に対する結合特異性である、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記1以上のドメインが、抗原結合ドメインである、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記抗原結合ドメインの少なくともいくつかが、標的の様々なエピトープに結合する、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記複数のマルチドメインタンパク質が、標的を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより得られる、請求項14または15に記載の方法。
【請求項17】
選択したマルチドメインタンパク質の抗原結合ドメインが、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項14〜16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項18】
前記1以上のタンパク質ドメインが、Fcドメインである、請求項13に記載の方法。
【請求項19】
選択したマルチドメインタンパク質の抗体定常領域ドメインが、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記pIおよび/またはTmが、様々なpH値、様々な温度、様々なせん断応力、および様々な凍結/解凍サイクルからなる群より選択される1以上の様々な条件下で決定される、請求項1または12に記載の方法。
【請求項21】
予め定めた抗原をターゲッティングする1以上の抗体を作製する方法であって、
(a)予め定めた閾値レベルを超える、抗原に対する結合アフィニティーを呈示する複数の抗原結合ドメインを同定するステップと、
(b)同定した各抗原結合ドメインについて、TmおよびpI値を決定するステップと、
(c)決定したTmおよびpI値に基づき、1以上の抗原結合ドメインを選択するステップと、
(d)ステップ(c)で選択した抗原結合ドメインと定常領域ドメインを含む抗体を構築するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項22】
選択した抗原結合ドメインの各々が、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記複数の抗原結合ドメインが、標的を用いて発現ライブラリーをスクリーニングすることにより得られる、請求項21または22に記載の方法。
【請求項24】
前記複数の抗原結合ドメインが、標的に結合する複数のモノクローナル抗体を消化することにより得られる、請求項21または22に記載の方法。
【請求項25】
前記抗原結合ドメインの少なくともいくつかが、標的の様々なエピトープに結合する、請求項22〜24のいずれか1項に記載の方法。
【請求項26】
前記ステップ(d)の前に、
(i)複数の抗体定常領域ドメインの各々についてpIおよび/またはTmを決定するステップと、
(ii)そのpIおよび/またはTmに基づき、抗体定常領域ドメインを選択するステップと、
をさらに含む、請求項21に記載の方法。
【請求項27】
選択した抗体定常領域ドメインの各々が、少なくとも50℃のTmおよび少なくとも6.5のpI、または少なくとも50℃のTmおよび6.5未満のpIを有する、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
抗体を操作することにより、抗体の血清半減期、補体固定、Fc受容体結合および抗原依存的細胞傷害性からなる群より選択される1以上の生物活性を有意に低減することなく、1以上の治療および/または製剤化特性を改善する方法であって、抗体において1以上のアミノ酸を置換および/または挿入することを含み、その際、上記アミノ酸置換および/または挿入が、抗体の1以上の治療および/または製剤化特性を改善するようなものである、上記方法。
【請求項29】
前記1以上の製剤化特性が、安定性、溶解性および粘性からなる群より選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記1以上の治療特性が、非特異的毒性および生体分布からなる群より選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項31】
前記安定性が、Tmを特徴付けることにより決定され、非特異的毒性、生体分布、溶解性および粘性が、pIを特徴付けることにより決定される、請求項29または30に記載の方法。
【請求項32】
操作した抗体のTmを高くする、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
操作した抗体のpIを高くする、請求項31に記載の方法。
【請求項34】
操作した抗体のpIを低くする、請求項31に記載の方法。
【請求項35】
前記アミノ酸置換が、抗体の血清半減期、補体固定、Fc受容体結合および抗原依存的細胞傷害性からなる群より選択される1以上の生物活性をさらに改善するようなものである、請求項28に記載の方法。
【請求項36】
溶液中のマルチドメインタンパク質の長期安定性を評価する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質の溶液を用意するステップであって、その際、マルチドメインタンパク質は、アンフォールディングにより、マルチドメインタンパク質の凝集を招くドメインを含む、ステップと、
(b)上記マルチドメインタンパク質溶液を少なくとも50℃の温度に加熱するステップと、
(c)上記ドメインが変性するか否かを決定するステップと、
(d)マルチドメインタンパク質中のドメインが、ステップ(c)で変性しないと決定された場合、溶液中で長期安定性を有するものとして上記マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項37】
前記ステップ(c)において、50℃未満の温度に冷却すると、前記ドメインがリフォールディングするか否かを決定し、マルチドメインタンパク質中のドメインが、ステップ(c)でリフォールディングすると決定された場合、溶液中で長期安定性を有するものとして上記マルチドメインタンパク質を分類することをさらに含む、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項36または37に記載の方法。
【請求項39】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項38に記載の方法。
【請求項40】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項38に記載の方法。
【請求項41】
熱変性曲線を作製することにより、前記ステップ(b)および(c)を実施する、請求項36〜40のいずれか1項に記載の方法。
【請求項42】
示差走査熱量測定を用いて、前記熱変性曲線を作製する、請求項41に記載の方法。
【請求項43】
アンフォールディングにより、溶液中のマルチドメインタンパク質の凝集を引き起こす1以上のドメインをマルチドメインタンパク質において同定する方法であって、
(a)上記溶液を少なくとも50℃の温度に加熱することにより、1以上のドメインを変性させるステップと、
(b)上記1以上のドメインが、50℃未満の温度への冷却時に、リフォールディングするか否かを決定するステップと、
(c)上記ステップ(b)において冷却時にリフォールディングしない1以上のドメインを同定し、これによって、アンフォールディングにより、溶液中のマルチドメインタンパク質の凝集を引き起こす1以上のドメインを同定するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項44】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項43に記載の方法。
【請求項45】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項43または44に記載の方法。
【請求項46】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項43または44に記載の方法。
【請求項47】
熱変性/再生曲線を作製することにより、前記ステップ(a)および(b)を実施する、請求項43〜46のいずれか1項に記載の方法。
【請求項48】
示差走査熱量測定を用いて、前記熱変性/再生曲線を作製する、請求項47に記載の方法。
【請求項49】
長期安定性が改善されるようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、該マルチドメインタンパク質は、アンフォールディングにより、溶液中のマルチドメインタンパク質の凝集を引き起こすドメインを含んでおり、
(a)上記ドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換することにより、上記ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質の溶液を少なくとも50℃の温度に加熱するステップと、
(c)上記マルチドメインタンパク質中の改変ドメインがステップ(b)において変性するか否かを決定するステップと、
(d)上記改変ドメインが、ステップ(c)で変性しないと決定された場合、長期安定性が改善されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項50】
前記ステップ(c)において、50℃未満の温度に冷却すると、前記改変ドメインがリフォールディングするか否かを決定し、上記改変ドメインがステップ(c)でリフォールディングすると決定された場合、溶液中で長期安定性を有するものとして上記マルチドメインタンパク質を分類することをさらに含む、請求項49に記載の方法。
【請求項51】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項49または50に記載の方法。
【請求項52】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項49または50に記載の方法。
【請求項53】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項49または50に記載の方法。
【請求項54】
熱変性曲線を作製することにより、前記ステップ(b)および(c)を実施する、請求項50〜53のいずれか1項に記載の方法。
【請求項55】
示差走査熱量測定を用いて、前記熱変性曲線を作製する、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
改善された溶解性および/または低下した粘性を有するようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、上昇したpIを有すると決定された場合、溶解性および/または粘性が改善されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項57】
請求項56に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項58】
非特異的毒性が低減されるようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、低下したpIを有すると決定された場合、非特異的毒性が低減されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項59】
請求項58に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項60】
肝毒性が低減されるようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、低下したpIを有すると決定された場合、非特異的毒性が低減されたものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項61】
請求項60に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項62】
特異的生体分布を有するようにマルチドメインタンパク質を操作する方法であって、
(a)マルチドメインタンパク質のドメイン内の1以上のアミノ酸残基を置換および/または挿入することにより、該ドメインを改変して、改変ドメインを作製するステップと、
(b)上記改変ドメインのpIを決定するか、または上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質のpIを決定するステップと、
(c)上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、低下したpIを有すると決定された場合、細胞内局在化が低減したものとして、あるいは、上記改変ドメインまたは上記改変ドメインを含むマルチドメインタンパク質が、ステップ(b)で、上昇したpIを有すると決定された場合、細胞内および/または脈管外局在化が増大したものとして、上記改変ドメイン含有マルチドメインタンパク質を分類するステップと、
を含む、上記方法。
【請求項63】
請求項62に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項64】
前記マルチドメインタンパク質が抗体である、請求項56、58、60および61のいずれか1項に記載の方法。
【請求項65】
前記ドメインが、抗原結合ドメインである、請求項56、58、60および62のいずれか1項に記載の方法。
【請求項66】
前記ドメインが、定常領域ドメインである、請求項56、58、60および62のいずれか1項に記載の方法。
【請求項67】
等電点電気泳動により、前記ステップ(b)を実施する、請求項56、58、60、61および64〜66のいずれか1項に記載の方法。
【請求項68】
前記改変が、K338、A339、K340、G341、Q342、R344、E345、R355、E356、E357、M358、T359、K360、N361、Q362、L365、T366、K370、N390、Y391、K392、T393、T394、V397、L398、D399、S400、D401、F405、K409、L410、D413およびK414(番号付けは、Kabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項66に記載の方法。
【請求項69】
前記アミノ酸置換が、K338を任意の非荷電残基に;K338D;K338E;A339D;A339E;A339K;A339R;K340 を任意の非荷電残基に;K340D;K340E;G314D;G314E;G314K;G314R;Q342D;Q342E;Q342K;Q342R;R344を任意の非荷電残基に;R344D;R344E;E345を任意の非荷電残基に;E345K;E345R;R355を任意の非荷電残基に;R355D;R355E;E356を任意の非荷電残基に;E356K;E356R;E357を任意の非荷電残基に;E357K;E357R;M358D;M358E;M358K;M358R;T359D;T359E;T359K;T359R;K360を任意の非荷電残基に;K360D;K360E;N361D;N361E;N361K;N361R;Q362D;Q362E;Q362K;Q362R;L365D;L365E;L365K;L365R;T366D;T366E;T366K;T366R;K370を任意の非荷電残基に;K370D;K370E;N390D;N390E;N390K;N390R;Y391D;Y391E;Y391K;Y391R;K392を任意の非荷電残基に;K392D;K392E;T393D;T393E;T393K;T393R;T394D;T394E;T394K;T394R;V397D;V397E;V397K;V397R;L398D;L398E;L398K;L398R;D399を任意の非荷電残基に;D399K;D399R;S400D;S400E;S400K;S400R;D401を任意の非荷電残基に;D401K;D401R;F405D;F405E;F405K;F405R;K409を任意の非荷電残基に;K409D;K409E;L410D;L410E;L410K;L410R;D413を任意の非荷電残基に;D413K;D413R;K414を任意の非荷電残基に;K414D;およびK414E(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、請求項68に記載の方法。
【請求項70】
請求項64〜69のいずれか1項に記載の方法により生産されたマルチドメインタンパク質。
【請求項71】
Fcドメインを含む操作されたマルチドメインタンパク質であって、該FcドメインはpIが上昇または低下するように改変されている、前記マルチドメインタンパク質。
【請求項72】
前記改変が、K338、A339、K340、G341、Q342、R344、E345、R355、E356、E357、M358、T359、K360、N361、Q362、L365、T366、K370、N390、Y391、K392、T393、T394、V397、L398、D399、S400、D401、F405、K409、L410、D413およびK414(番号付けは、Kabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項71に記載の方法。
【請求項73】
前記アミノ酸置換が、K338を任意の非荷電残基に;K338D;K338E;A339D;A339E;A339K;A339R;K340 を任意の非荷電残基に;K340D;K340E;G314D;G314E;G314K;G314R;Q342D;Q342E;Q342K;Q342R;R344を任意の非荷電残基に;R344D;R344E;E345を任意の非荷電残基に;E345K;E345R;R355を任意の非荷電残基に;R355D;R355E;E356を任意の非荷電残基に;E356K;E356R;E357を任意の非荷電残基に;E357K;E357R;M358D;M358E;M358K;M358R;T359D;T359E;T359K;T359R;K360を任意の非荷電残基に;K360D;K360E;N361D;N361E;N361K;N361R;Q362D;Q362E;Q362K;Q362R;L365D;L365E;L365K;L365R;T366D;T366E;T366K;T366R;K370を任意の非荷電残基に;K370D;K370E;N390D;N390E;N390K;N390R;Y391D;Y391E;Y391K;Y391R;K392を任意の非荷電残基に;K392D;K392E;T393D;T393E;T393K;T393R;T394D;T394E;T394K;T394R;V397D;V397E;V397K;V397R;L398D;L398E;L398K;L398R;D399を任意の非荷電残基に;D399K;D399R;S400D;S400E;S400K;S400R;D401を任意の非荷電残基に;D401K;D401R;F405D;F405E;F405K;F405R;K409を任意の非荷電残基に;K409D;K409E;L410D;L410E;L410K;L410R;D413を任意の非荷電残基に;D413K;D413R;K414を任意の非荷電残基に;K414D;およびK414E(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、請求項72に記載の方法。
【請求項74】
前記pIを低下させた、請求項71に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項75】
前記改変が、A339、G341、Q342、E345、E356、E357、M358、T359、N361、Q362、L365、T366、N390、Y391、T393、T394、V397、L398、D399、S400、D401、F405、L410およびD413(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項74に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項76】
前記アミノ酸置換が、A339K;A339R;G314K;G314R;Q342K;Q342R;E345を任意の非荷電残基に;E345K;E345R;E356を任意の非荷電残基に;E356K;E356R;E357を任意の非荷電残基に;E357K;E357R;M358K;M358R;T359K;T359R;N361K;N361R;Q362K;Q362R;L365K;L365R;T366K;T366R;N390K;N390R;Y391K;Y391R;T393K;T393R;T394K;T394R;V397K;V397R;L398K;L398R;D399を任意の非荷電残基に;D399K;D399R;S400K;S400R;D401を任意の非荷電残基に;D401K;D401R;F405K;F405R;L410K;L410R;D413を任意の非荷電残基に;D413K;およびD413R(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、請求項75に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項77】
前記pIを上昇させた、請求項71に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項78】
前記改変が、K338、A339、K340、G341、Q342、R344、R355、M358、T359、K360、N361、Q362、L365、T366、K370、N390、Y391、K392、T393、T394、V397、L398、S400、F405、K409、L410、およびK414(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項77に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【請求項79】
前記改変が、K338を任意の非荷電残基に;K338D;K338E;A339D;A339E;K340 を任意の非荷電残基に;K340D;K340E;G314D;G314E;Q342D;Q342E;R344を任意の非荷電残基に;R344D;R344E;R355を任意の非荷電残基に;R355D;R355E;M358D;M358E;T359D;T359E;K360を任意の非荷電残基に;K360D;K360E;N361D;N361E;Q362D;Q362E;L365D;L365E;T366D;K370を任意の非荷電残基に;K370D;K370E;N390D;N390E;Y391D;Y391E;K392を任意の非荷電残基に;K392D;K392E;T393D;T393E;T394D;T394E;V397D;V397E;L398D;L398E;S400D;S400E;F405D;F405E;K409を任意の非荷電残基に;K409D;K409E;L410D;L410E;K414を任意の非荷電残基に;K414D;およびK414E(番号付けはKabatに記載されるEUインデックスに従う)からなる群より選択される、1以上のアミノ酸残基での置換を含む、請求項78に記載の操作されたマルチドメインタンパク質。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図2】
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【図5】
【図6】
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【図16】
【図17】
【図18A】
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【図19】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【公表番号】特表2009−500344(P2009−500344A)
【公表日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−519615(P2008−519615)
【出願日】平成18年6月30日(2006.6.30)
【国際出願番号】PCT/US2006/025590
【国際公開番号】WO2007/005612
【国際公開日】平成19年1月11日(2007.1.11)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(504333972)メディミューン,エルエルシー (108)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年6月30日(2006.6.30)
【国際出願番号】PCT/US2006/025590
【国際公開番号】WO2007/005612
【国際公開日】平成19年1月11日(2007.1.11)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(504333972)メディミューン,エルエルシー (108)
【Fターム(参考)】
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