説明

血栓溶解活性を有するADAMTS13含有組成物

本発明は、血栓溶解活性を有するADAMTS13を含む薬学的組成物、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防するための方法、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊する方法に関する。さらに、本発明は、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防するため、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊するための薬学的組成物の調製のための、薬学的有効量のADAMTS13の使用に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本発明は、血栓溶解活性を有するADAMTS13の薬学的有効量を含む薬学的組成物、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防する方法、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊するための方法に関する。さらに、本発明は、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防するため、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊するための薬学的組成物の調製のための、薬学的有効量のADAMTS13の使用に関する。
【背景技術】
【0002】
(発明の背景)
血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)は、種々の程度の組織虚血および梗塞を引き起こし得る血栓性細小血管症、血小板減少および微小血管血栓症によって特徴付けられる障害である。臨床的に、TTP患者は、血小板減少、分裂赤血球(赤血球の断片)および乳酸デヒドロゲナーゼレベルの増加のような症状によって診断される(Moake JL. Thrombotic microangiopathies. N Engl J Med. 2002;347:589−600; Moake JL. von Willebrand factor,ADAMTS−13,and thrombotic thrombocytopenic purpura. Semin Hematol. 2004;41:4−14; Sadler JE,Moake JL,Miyata T,George JN. Recent advances in thrombotic thrombocytopenic purpura. Hematology(Am Soc Hematol Educ Program). 2004:407−423; Sadler JE. New concepts in von Willebrand disease. Annu Rev Med. 2005;56:173−191)。1982年に、Moakeらは、慢性再発性TTPを有する患者の血漿中に、異常に大きいフォン・ビルブラント因子(UL−vWF)マルチマーを見出した(Moake JL,Rudy CK,Troll JH,Weinstein MJ,Colannino NM,Azocar J,Seder RH,Hong SL,Deykin D. Unusually large plasma factor VIII:von Willebrand factor multimers in chronic relapsing thrombotic thrombocytopenic purpura. N Engl J Med. 1982;307:1432−1435)。UL−vWFとTTPとの間の関連は、TTPに罹患する患者のほとんどがvWFを切断する血漿メタロプロテアーゼが不足しているという、Furlanら、およびTsaiおよびLianによる独立した知見によって支持を得た(Furlan M,Robles R,Solenthaler M,Wassmer M,Sandoz P,Laemmle B. Deficient activity of von Willebrand factor−cleaving protease in chronic relapsing thrombotic thrombocytopenic purpura. Blood. 1997;89:3097−3103; Tsai HM,Sussman,II,Ginsburg D,Lankhof H,Sixma JJ,Nagel RL. Proteolytic cleavage of recombinant type 2A von Willebrand factor mutants R834W and R834Q:inhibition by doxycycline and by monoclonal antibody VP−1. Blood. 1997;89:1954−1962; Tsai HM,Lian EC. Antibodies to von Willebrand factor−cleaving protease in acute thrombotic thrombocytopenic purpura. N Engl J Med. 1998;339:1585−1594)。ADAMTSファミリーに属し、ADAMTS13( isintegrin−like nd etalloprotease with hrombopondin type I repeats)と称されるプロテアーゼは、肝臓によって主に産生される190kDaのグリコシル化タンパク質である(Levy GG,Nichols WC,Lian EC,Foroud T,McClintick JN,McGee BM,Yang AY,Siemieniak DR,Stark KR,Gruppo R,Sarode R,Shurin SB,Chandrasekaran V,Stabler SP,Sabio H,Bouhassira EE,Upshaw JD,Jr.,Ginsburg D,Tsai HM. Mutations in a member of the ADAMTS gene family cause thrombotic thrombocytopenic purpura. Nature. 2001;413:488−494; Fujikawa K,Suzuki H,McMullen B,Chung D. Purification of human von Willebrand factor−cleaving protease and its identification as a new member of the metalloproteinase family. Blood. 2001;98:1662−1666; Zheng X,Chung D,Takayama TK,Majerus EM,Sadler JE,Fujikawa K. Structure of von Willebrand factor−cleaving protease (ADAMTS13),a metalloprotease involved in thrombotic thrombocytopenic purpura. J Biol Chem. 2001;276:41059−41063; Soejima K,Mimura N,Hirashima M,Maeda H,Hamamoto T,Nakagaki T,Nozaki C. A novel human metalloprotease synthesized in the liver and secreted into the blood:possibly, the von Willebrand factor−cleaving protease? J Biochem (Tokyo). 2001;130:475−480; Gerritsen HE,Robles R,Lammle B,Furlan M. Partial amino acid sequence of purified von Willebrand factor−cleaving protease. Blood. 2001;98:1654−1661)。ADAMTS13遺伝子における変異はTTPを引き起こすことが示されている(Levy GG,Nichols WC,Lian EC,Foround T,McClintick JN,McGee BM,Yang AY,Siemieniak DR,Stark KR,Gruppo R,Sarode R,Shurin SB,Chandrasekaran V,Stabler SP,Sabio H,Bouhassira EE,Upshaw JD,Jr.,Ginsburg D,Tsai HM. Mutations in a member of the ADAMTS gene family cause thrombotic thrombocytopenia purpura. Nature. 2001;413:488−494)。ADAMTS−13活性を阻害する自己抗体によってしばしば引き起こされる特発性TTPは、成人およびより年長の小児に生じるより一般的な障害であり、患者の11%〜36%で定期的な間隔で再発し得る(Tsai HM,lian EC. Antibodies to von Willebrand factor−cleaving protease in acute thrombotic thrombocytopenic purpura. N Engl J Med. 1998;339:1585−1594; Furlan M,Lammle B. Deficiency of von Willebrand factor−cleaving protease in familial and acquired thrombotic thrombocytopenic purpura. Baillieres Clin Haematol. 1998;11:509−514)。非中和自己抗体もまた、循環からのクリアランスを誘発することによってADAMTS活性を阻害し得る(Scheiflinger F,Knobl P,Trattner B,Plaimauer B,Mohr G,Dockal M,Dorner F,Rieger M. Nonneutralizing IgM and IgG antibodies to von Willebrand factor−cleaving protease (ADAMTS−13) in a patient with thrombotic thrombocytopenic purpura. Blood. 2003;102:3241−3243)。健常な成人における血漿ADAMTS13活性は、50%〜178%に及ぶ(Moake JL. Thrombotic thrombocytopenic purpura and the hemolytic uremic syndrome. Arch Pathol Lab Med. 2002;126:1430−1433)。家族性TTPまたは後天性TTPを有するほとんどの患者において、血漿ADAMTS13活性は存在しないか、または正常の5%未満である。処置しない場合死亡率は90%を超えるが、血漿療法により死亡率は約20%に減少されている(Moake JL. Thrombotic thrombocytopenic purpura and the hemolytic uremic syndrome. Arch Pathol Lab Med. 2002;126:1430−1433)。
【0003】
巨核球および内皮細胞で合成されたvWFは、それぞれ、血小板α−顆粒およびヴァイベル−パラーデ体に、ウルトララージvWF(UL−vWF)として蓄えられる。(5. Moake JL,Rudy CK,Troll JH,Weinstein MJ,Colannino NM,Azocar J,Seder RH,Hong SL,Deykin D. Unusually large plasma factor VIII: von Willebrand factor multimers in chronic relapsing thrombotic thrombocytopenic purpura. N Engl J Med. 1982;307:1432−1435; Wagner DD,Olmsted JB,Marder VJ. Immunolocalization of von Willebrand protein in Weibel−Palade bodies of human endothelial cells. J Cell Biol. 1982;95:355−360; Wagner DD,Bonfanti R. von Willebrand factor and the endothelium. Mayo Clin Proc. 1991;66:621−627; Sporn LA,Marder VJ,Wagner DD. von Willebrand factor released from Weibel−Palade bodies binds more avidly to extracellular matrix than that secreted constitutively. Blood. 1987;69:1531−1534; Tsai HM,Nagel RL,Hatcher VB,Sussman,II. Endothelial cell−derived high molecular weight von Willebrand factor is converted into the plasma multimer pattern by granulocyte proteases. Biochem Biophys Res Commun. 1989;158:980−985; Tsai HM,Nagel RL,Hatcher VB,Sussman,II. Multimeric composition of endothelial cell−derived von Willebrand factor. Blood. 1989;73:2074−2076)。一旦内皮細胞から分泌されると、これらのUL−vWFマルチマーは、循環中でADAMTS13によって、そのvWF分子内の特定の切断部位において一連のより小さいマルチマーに切断される(Tsai HM,Nagel RL,Hatcher VB,Sussman,II. Endothelial cell−derived high molecular weight von Willebrand factor is converted into the plasma multimer pattern by granulocyte proteases. Biochem Biophys Res Commun. 1989;158:980−985; Dent JA,Galbusera M,ruggeri ZM. Heterogeneity of plasma von Willebrand factor multimers resulting from proteolysis of the constituent subunit. J Clin invest. 1991;88:774−782; Furlan M,Robles R,Affolter D,Meyer D,Baillod P,Lammle B. Triplet structure of von Willebrand factor reflects proteolytic degradation of high molecular weight multimers. Proc Natl Acad Sci U S A. 1993;90:7503−7507)。プロテアーゼは、成熟vWFサブユニットのセントラルA2ドメインにおけるTyr842−Met843結合において切断し、活性のために亜鉛またはカルシウムを必要とする(Dent JA,berkowitz SD,Ware J,Kasper CK,Ruggeri ZM. Identification of a cleavage site directing the immunochemical detection of molecular abnormalities in type IIA von Willebrand factor. Proc Natl Acad Sci U S A. 1990;87:6306−6310)。vWFは、電子顕微鏡で確認すると「糸状の玉」およびフィラメント状の形状で存在している(Slayter H,Loscalzo J,Bockenstedt P,Handin RI. Native conformation of human von Willebrand protein. Analysis by electron microscopy and quasi−elastic light scattering. J Biol Chem. 1985;260:8559−8563)。さらに、原子間力顕微鏡により、vWFが静的条件下では球形の立体構造で存在し、剪断応力への曝露後はアンフォールディングしたフィラメント状の状態で存在することが確認されている(Siedlecki CA,Lestini BJ,Kottke−Marchant KK,Eppell SJ,Wilson DL,Marchant RE. Shear−dependent changes in the three−dimentional structure of human von Willebrand factor. Blood. 1996;88:2939−2950)。これは、vWFフィラメントの一端がある表面に固定される場合にインビボでも起こり得る。
【0004】
ヴァイベル−パラーデ体に存在するUL−vWFマルチマーは、活性化内皮細胞によって放出された場合、血漿vWFよりもより固く(GPIbαを介して)血小板と結合する(27. Arya M,Anvari B,Romo GM,Cruz MA,Dong JF,McIntire LV,Moake JL,Lopez JA. Ultralarge multimers of von Willebrand factor form spontaneous high−strength bonds with the platelet glycoprotein Ib−IX complex; studies using optical tweezers. Blood. 2002;99:3971−397)。血小板が内皮表面上の放出されたUL−vWFにビーズとして整列することが、インビトロで示された(Dong JF,Moake JL,Nolasco L,Bernardo A,Arceneaux W,Shrimpton CN,Schade AJ,McIntire LV,Fujikawa K,Lopez JA. ADAMTS−13 rapidly cleaves newly secreted ultralarge von Willebrand factor multimers on the endothelial surface under flowing conditions. Blood. 2002;100:4033−4039)。これらの分泌されたUL−vWFマルチマーは、長い糸状の構造として細胞表面に固定される。次いで、これらのマルチマーは、ADAMTS13が刺激された内皮細胞から分泌されるにつれて、ADAMTS13によって切断される(Dong JF,Moake JL,Bernardo A,Fujikawa K,Ball C,Nolasco L,Lopez JA,Cruz MA. ADAMTS−13 metalloprotease interacts with the endothelial cell−derived ultra−large von Willebrand factor. J Biol Chem. 2003;278:29633−29639)。
【0005】
TTP患者の血栓は、フィブリンはほとんどなく、主にvWFおよび血小板からなり、血栓症の一因としてvWF介在性血小板凝集を示唆する(30. Asada Y,Sumiyoshi A,Hayashi T,Suzumiya J,Kaketani K. Immunohistochemistry of vascular lesion in thrombotic thrombocytopenic purpura, with special reference to factor VIII related antigen Thromb Res. 1985;38:469−479)。再発するTTPを有する患者は、その血漿中にウルトララージマルチマーを有する。そのUL−vWFマルチマーは時間とともに蓄積する。なぜなら、インヒビター(抗ADAMTS13Ab)の存続がADAMTS13活性を低下させるからである。UL−vWFマルチマーは過度に活性であり、血小板凝集を引き起こす剪断応力の結果としてアンフォールディングし、血管内血栓症を生じる(非特許文献1;非特許文献2)。
【0006】
ADAMTS13欠乏に起因する血漿中の過度に反応性のUL−vWFマルチマーの存在が、冠状動脈性心疾患と関係する動脈血栓症の危険性の増大に関連し得ると考えられる。
【非特許文献1】Tsai HM. Von Willebrand factor, ADAMTS13, and thrombotic thrombocytopenic purpura. J Mol Med. 2002;80:639−647
【非特許文献2】Tsai HM. Deficiency of ADAMTS−13 in thrombotic and thrombocytopenic purpura. J Thromb Haemost. 2003;1:2038−2040;discussion 2040−2035
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、患者において特定の障害によって引き起こされる血栓を予防および/または処置し得る新規組成物を提供することに対して強い必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の要旨)
本発明の1つの目的は、血栓溶解活性を有する薬学的組成物を提供することである。その薬学的組成物は、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体を含み、そして必要に応じて、1種もしくは1種よりも多い薬学的に受容可能なキャリアおよび/または希釈剤を含む。上記組成物はまた、1種もしくは1種よりも多いさらなる活性成分を含み得る。さらに、本発明は、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防する方法、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊する方法に関する。1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害の例は、遺伝性血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、後天性TTP、動脈血栓症、急性心筋梗塞(AMI)、卒中、敗血症、および播種性血管内凝固症候群(DIC)である。したがって、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防するため、ならびに1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊するための薬学的組成物の調製において、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体が使用され得る。上記ADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の薬学的有効量は、例えば、体重1kgあたり0.1mg〜20mgの範囲であり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
(発明の詳細な説明)
本発明の一局面は、血栓溶解活性を有する、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体を含む薬学的組成物に関する。
【0010】
用語「血栓溶解活性」とは、本明細書で使用される場合、1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を意味する。血栓溶解活性の決定のための適切な方法は当該分野で周知である。例えば、適切な方法は、tPAまたはストレプトキナーゼを用いる全血餅の溶解の決定、あるいはインビボでの血栓溶解の決定である。
【0011】
用語「崩壊(disintegration)」は、本明細書で使用される場合、血栓の部分的もしくは完全な崩壊(disintegration)、溶解(dissolving)、溶解(dissolution)、破壊(destruction)および/または溶解(lysis)を包含する。
【0012】
用語「血栓」は、本明細書で使用される場合、血餅(特に、血小板含有血餅)、微小血栓(microthrombus)、および/または塞栓を含む。上記血栓は、動脈もしくは静脈の血管に付着していても付着していなくてもよく、そして動脈もしくは静脈の血管中の血流を部分的もしくは完全にブロックし得る。
【0013】
用語「生物学的に活性な誘導体」とは、本明細書で使用される場合、ADAMTS13と実質的に同一の生物学的機能を有する任意のポリペプチドを意味する。生物学的に活性な誘導体のポリペプチド配列は、1つもしくは1つよりも多いアミノ酸の欠失、付加および/または置換を含み得、そのアミノ酸の非存在、存在および/または置換は、それぞれ、ポリペプチドの生物学的活性にいかなる実質的な負の影響を有さない。上記ポリペプチドの生物学的活性は、例えば、内皮への血小板付着の減少もしくは遅延、血小板凝集の減少もしくは遅延、血小板糸状物(platelet string)の形成の減少もしくは遅延、血栓形成の減少もしくは遅延、血栓成長の減少もしくは遅延、脈管閉塞の減少もしくは遅延、vWFのタンパク質分解性切断、および/または血栓の崩壊によって測定され得る。
【0014】
用語「ADAMTS13」および「生物学的に活性な誘導体」は、それぞれ、組換えDNA技術によって得られるポリペプチドも包含する。組換えADAMTS13(「rADAMTS13」)(例えば、組換えヒトADAMTS13(「r−hu−ADAMTS13」))は、当該分野で公知の任意の方法によって生成され得る。1つの特定の例は、WO02/42441に開示されており、このWO02/42441は、組換えADAMTS13を生成する方法に関して参考として本明細書に援用される。これは、(i)遺伝子操作による(例えば、RNAの逆転写および/またはDNAの増幅による)組換えDNAの生成、(ii)トランスフェクションによる(すなわち、エレクトロポレーションもしくはマイクロインジェクションによる)原核細胞もしくは真核細胞への組換えDNAの導入、(iii)(例えば、連続様式もしくは回分式の様式での)上記転換された細胞の培養、(iv)(例えば、構成的もしくは誘導時の)ADAMTS13の発現、ならびに(v)(例えば、培養培地からの、または転換された細胞を収集することによる)上記ADAMTS13の単離を、(vi)(例えば、アニオン交換クロマトグラフィーまたはアフィニティークロマトグラフィーによって)実質的に精製された組換えADAMTS13を得る、ために行うことについて、当該分野で公知の任意の方法を含み得る。用語「生物学的に活性な誘導体」はまた、キメラ分子(例えば、生物学的/薬理学的特性(例えば、哺乳動物(特に、ヒト)の循環系におけるADAMTS13の半減期)を改良するために、Igと組み合わせたADAMTS13(もしくはその生物学的に活性な誘導体))も包含する。Igはまた、必要に応じて変異されたFcレセプターに対する結合部位も有し得る。
【0015】
上記rADAMTS13は、薬理学的に有効なADAMTS13分子を生成することによって特徴付けられる適切な原核生物もしくは真核生物宿主系での発現によって生成され得る。真核細胞の例は、哺乳動物細胞(例えば、CHO、COS、HEK293、BHK、SK−Hep、およびHepG2)である。本発明に従ってADAMTS13を生成または単離するために使用される試薬または条件に対する特定の制限はなく、当該分野で公知の、または市販の任意の系が利用され得る。本発明の一実施形態では、rADAMTS13は、当該分野の状態において記載されるような方法によって得られる。
【0016】
広範なベクターが、rADAMTS13の調製のために使用され得、真核生物発現ベクターおよび原核生物発現ベクターから選択され得る。原核生物発現のためのベクターの例としては、pRSET、pET、pBADなどのようなプラスミドが挙げられ、ここで、原核生物発現で使用されるプロモーターとしては、lac、trc、trp、recA、araBADなどが挙げられる。真核生物発現のためのベクターの例としては、(i)酵母での発現用として、AOX1、GAP、GAL1、AUG1などのようなプロモーターを用いるpAO、pPIC、pYES、pMETのようなベクター;(ii)昆虫細胞での発現用として、PH、p10、MT、Ac5、OpIE2、gp64、polhなどのようなプロモーターを用いるpMT、pAc5、pIB、pMIB、pBACなどのようなベクター;ならびに(iii)哺乳動物細胞での発現用として、CMV、SV40、EF−1、UbC、RSV、ADV、BPVおよびβ−アクチンのようなプロモーターを用いるpSVL、pCMV、pRc/RSV、pcDNA3、pBPVなどのようなベクター、およびウイルス系(例えば、ワクシニアウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、レトロウイルスなど)に由来するベクターが挙げられる。
【0017】
必要に応じて、本発明の薬学的組成物はまた、1種もしくは1種よりも多い薬学的に受容可能なキャリアおよび/または希釈剤を含む。
【0018】
本発明の薬学的組成物はまた、1種もしくは1種よりも多いさらなる活性成分(例えば、抗トロンビン因子、処置された患者/個体によるADAMTS13産生/分泌を刺激する因子、ADAMTS13分解を阻害し、それゆえその半減期を延長する因子、(例えば、ADAMTS13に結合し、それによって活性化立体構造変化を誘発することによって)ADAMTS13活性を増大する因子、または循環からのADAMTS13クリアランスを阻害し、それによってその血漿濃度を増加させる因子)を含み得る。抗トロンビン因子の例としては、抗血小板物質、t−PA、アスピリンおよびヘパリンが挙げられる。
【0019】
本発明はさらに、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防する方法に関し、この方法は、患者に本発明による組成物を投与する工程を包含する。上記障害は、遺伝性欠損症、炎症性疾患、卒中または敗血症性状態に起因し得る。1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害の例は、遺伝性血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、後天性TTP、動脈血栓症、急性心筋梗塞(AMI)、卒中、敗血症、播種性血管内凝固症候群(DIC)、および深静脈血栓症もしくは肺塞栓症のような静脈血栓症である。
【0020】
本発明の別の局面は、1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊する方法に関し、この方法は、その患者に本発明による組成物を投与する工程を包含する。
【0021】
本発明の組成物の投与経路は特定の制限を示さず、例えば、皮下または静脈内であり得る。用語「患者」は、本明細書で使用される場合、哺乳動物(特に、ヒト)を包含する。
【0022】
さらに本発明は、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防するための薬学的組成物の調製における、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の使用に関する。
【0023】
本発明の別の局面は、1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊するための薬学的組成物の調製のための、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の使用である。
【0024】
上記ADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の薬学的有効量は、例えば、体重1kgあたり0.1mg〜20mgの範囲であり得る。
【0025】
本発明は、以下の実施例においてさらに例示される。以下の実施例は、本発明に対するいかなる制限でもない。
【実施例】
【0026】
(実施例1:Adamts13−/−マウスの微小細静脈中の血栓形成を生じる内皮活性化)
Adamts13−/−マウスにおいて、低いせん断速度(約100S−1)でのカルシウムイオノフォアA23187(Weibel−Palade体Palade)で活性化された細静脈(200〜250μm)中のより多くの粘着/転位が、WTと比較して観察された。A23187による微小細静脈内皮の活性化が、血栓形成を生じる血小板凝集を生じ得るか否かを調査した。A23187は、内皮を剥がない(Andre P、Denis CV、Ware J、Saffaripour S、Hynes RO、Ruggeri ZM、Wagner DD。血小板は、刺激された静脈で内皮によって提示されるvon Willebrand因子に付着し、そしてその上を転位する。Blood.2000;96:3322〜3328)。調査されたせん断速度(200〜250s−1)およびすべての細静脈の直径は、Adamts13−/−マウスおよびWTマウスで同様であった(表1)。Adamts13−/−マウスの微小細静脈では、A23187の局所灌流後45秒〜1分で、血栓形成を生じる血小板凝集が観察された(図1)。この血栓は、不安定で、そして血流中に流され、頻繁な塞栓に至り、下流の閉塞を生じた。しかし、この閉塞はほんの3〜4秒継続し、そして細静脈は、その後再び開いた。血栓形成は、A23187灌流後2分で刺激の部位ではもはや観察されなかった。同一に処理されたWTマウスでは、血小板のストリングおよび非常に小さな血小板凝集が1秒間内皮に付着して観察できたが、これは、血栓形成を生じなかった。Adamts13−/−マウスまたはWT中の細静脈と平行して走る細動脈は、任意の血小板凝集または血栓形成を示さなかった。細動脈中では血小板のストリングは観察されなかった。これらの観察は、ADAMTS13が血小板凝集を阻害し、そしてそれ故、微小細静脈中の血栓形成を防ぐことを示す。
【0027】
(実施例2:ADAMTS13に対する抗体は、WTマウスの細静脈中で血小板ストリングの形成を誘導する)
先の研究は、TTPの獲得形態を患う大部分の患者が、ADAMTS13に対する自己免疫インヒビターを有することを示した(Tsai HM、Lian EC。急性血栓特発性血小板減少性紫斑病におけるvon Willebrand因子切断性プロテアーゼに対する抗体。N Engl J Med.1998;339:1585〜1594;Furlan M、Robles R、Galbusera M、Remuzzi G、Kyrle PA、Brenner B、Krause M、Scharrer I、Aumann V、Mitter U、Solenthaler M、Lammle B。血栓特発性血小板減少性紫斑病および溶血性−尿毒症症候群におけるvon Willebrand因子切断性プロテアーゼ。N Engl J Med.1998;339:1578〜1584)。(PBS中に溶解された)ポリクローナル抗−ヒトADAMTS13 Abは、手術の2時間前にWT中に注入された。コントロールマウス(PBSを注入)および抗ADAMTS13 Abを注入されたマウスの両方のA23187の局所灌流の後、多くの血小板が、内皮上に粘着/転位し、45秒〜1分の間の血小板接着のピークに到達し、これは、時間とともに漸次減少した。しかし、より多くの血小板粘着が、コントロールと比較したとき、Ab−注入WTでA23187適用後4分で観察された(図2A)。観察されたこの現象は、Adamts13−/−と同様であった。20〜40μmから変動する血小板のストリングが、内皮の1つの端部に付着し、そして血流中の波動が観察された。血小板のストリングは、PBSまたはコントロールIgを注入したマウスで観察されなかったか、または非常に短く残ったか(2秒未満)のいずれかであった。阻害抗体で処置された、高められたvWFレベルによりマークされる遺伝的バックグラウンド上のWTマウス(CASA/Pk)では、血小板のストリングは、なおより長く(30〜60μmで変動)、これらは主にvWFポリマーによって形成されたことを示した。(いく匹のマウスでは、これらの血小板ストリングは、10秒まで内皮に係留し(図2B)、そして次に流された。)
(実施例3:ADAMTS13インヒビターは、WTマウス中の微小細静脈において血栓形成を生じる)
手術準備前2時間に抗−ヒトADAMTS13−Abを注入されたWTマウスでは、6匹のマウスのうち4匹でA23187の局所灌流後45秒〜1分で血管壁上に微小血栓が形成された(図3)。この微小血栓の外観は、Adamts13−/−マウスで観察されたの(図1)と同様であった。次いで、阻害抗体を、C57BL/6バックグラウンド上のWTマウス中に注入した。5匹のマウスのうち3匹で微小血栓が形成された。コントロールWTマウスでは、微細な血小板凝集が内皮に接着して観察され得たが、血栓形成を生じなかった(n=3)。
【0028】
(実施例4:ヒスタミンは、Adamts13−/−マウスの細静脈中で血小板ストリングを誘導するが、その一方、組み換えADAMTS13は、その形成を阻害する)
炎症の間に産生されるヒスタミンは、Weibel−Palade体の分泌促進剤であり、そして内皮を刺激する。内因性血小板は、手術の前にRhodamine 6Gを注入することにより標識された。1mM(200μl)のヒスタミンを、Adamts13−/−マウス(n=5)およびWTマウス(n=5)中に手術準備の前15分にi.p.注入し、そして約100−Sのせん断速度での細静脈を可視化した。WTでは、血小板のストリングは観察されなかったか、または非常に短く存在し(5秒未満、図4A)、その一方、Adamts13−/−マウスでは、20〜100μmで変動する血小板ストリングが、約1分間内皮に係留されて観察された(図4B)。いく匹かのマウスでは、いくつかのストリングが癒着して見え、後に血流中に放出された凝集を形成した(図4C)。組み換えヒトADAMTS13(r−huADAMTS13)のAdamts13−/−マウス中の注入(n=4、マウスあたり3細静脈)は、調べたすべての12の細静脈で血小板ストリングを阻害し(図4D)、それ故、低せん断力におけるADAMTS13の活性を示した。
【0029】
(実施例5:内皮下層への血小板結合は、Adamts13−/−マウスで増加する)
塩化鉄(III)損傷は、内皮剥離に至り、そして内皮下層を剥き出す(Ni H、Denis CV、Subbarao S、Degen JL、Sato TN、Hynes RO、Wagner DD。von Willebrand因子およびフィプリノーゲンの両方を欠くマウスの細動脈中の血小板血栓形成の持続。J Clin Invest.2000;106:385〜392)。動脈せん断での損傷後、血小板内皮下層相互作用は、GPIb−vWF相互作用によって開始され、そして次にその他のレセプターによって伝播される(Ni H、Denis CV、Subbarao S、Degen JL、Sato TN、Hynes RO、Wagner DO。von Willebrand因子およびフィブリノーゲンの両方を欠くマウスの細動脈中の血小板血栓形成の持続。J Clin Invest.2000;106:385〜392)。WTマウスおよびAdamts13−/−マウスの両方において、血小板−血管壁相互作用は、細動脈への塩化鉄(III)の付与後迅速に開始した。損傷後、100以上の血小板が2〜3分で堆積された動物の数は、Adamts13−/−マウスでより高かった(図5A)。Adamts13−/−では、12匹のマウスのうち7匹が、WTマウスでは10匹のうちの3匹と比較して、血管壁上に堆積された100を超える血小板を示した。これらの結果は、統計学的に有意であった(P<0.05、図5A)。
【0030】
(実施例6:Adamts13−/−マウスの損傷細動脈中の加速された血栓形成)
血漿中に存在するvWFは、内皮細胞によって構成的に合成されるか、または活性化に際し、血小板α−顆粒および内皮Weibel−Palade体から通常でない大きさのマルチマーの形態で分泌されるかのいずれかである。UL−vWFは、vWFの最も粘着性で、かつ活性な形態であり、そして血小板凝集に至り得、ADAMTS13によってプロセッシングされなければ血栓を生じる。Adamts13−/−マウスにおける塩化鉄血栓形成モデルでは、血栓は、より速く成長した。なぜなら、30μmより大きい血栓が、WTマウスにおける10.78±0.80分と比較して、6.64±0.93分で観察され、そしてこれらの結果は、統計的に有意であったからである(P<0.005、図5B)。この血栓は、Adamts13−/−マウスで10.56±0.72分で閉塞サイズまで成長し、その一方、WTでは、なお、血管は、開放されたままであった(P<0.0005、図5Cおよび5D)。WTでは、平均の血管閉塞時間は、損傷後、16.69±1.25であった(P<0.0005)。すべの血管は、損傷の部位で閉塞した。研究された細動脈のせん断速度および直径は、Adamts13−/−マウスおよびWTマウスについて同様であった(表2)。注目すべきことに、Adamts13−/−マウスの細動脈では、血栓(>30μm)の形成のための平均時間および平均閉塞時間は、任意の個々のWTマウスについてより少なかった(図5Bおよび5C)。10匹のAdamts13−/−マウスのうち4匹(40%)で血栓(>30μm)が形成され、その一方、WTマウスにおいては11匹のうち2匹(18.2%)が塞栓形成を示したことが観察された。従って、Adamts13−/−血栓は、WTよりわずかにわずかに不安定であるように見えた。Adamts13−/−マウス中で観察された塞栓形成は、下流閉塞には至らなかった。
【0031】
(実施例7:ADAMTS13−欠損は、αIIbβ3インテグリン−依存様式で血栓成長を増大する)
インビトロフローチャンバー研究を、αIIbβ3に対するブロッキング抗体(JON/A)(Bergmeier W、Schulte V、Brockhoff G、Bier U、Zirngibl H、Nieswandt B。新規モノクローナル抗体での活性化マウスインテグリンαIIbβ3のフローサイトメトリー検出。Cytometry 2002;48:80〜86)の存在下または不在下で全血を用いて実施した。血栓のサイズを定量するために、蛍光標識された血小板によって覆われた表面領域を決定した。Adamts13−/−血液は、1500s−1のせん断速度で2分間コラーゲン上で灌流したとき、WTより有意に大きい血栓を形成し(44.66±3.63%対20.22±3.88%、P<0.0005)、血栓生長を制限することにおけるADAMTS13の鍵となる役割を再び示した。αIIbβ3に対するブロッキング抗体の存在下では、単一の血小板のみがコラーゲン表面に接着し、そして血栓形成は、WTおよびAdamts13−/−マウス血液両方で完全に阻害された(3.01±0.97%対2.82±0.39%、P>0.05)。さらに、ADAMTS13阻害性抗体のβ3インテグリン−欠損マウス(Hodivala−Dilke KM、McHugh KP、Tsakiris DA、Rayburn H、Crowley D、Ullman−Cullere M、Ross FP、Coller BS、Teitelbaum S、Hynes RO。β3−インテグリン−欠損マウスは、胎盤欠陥および減少した生存を示すグランツマン血小板無力症のモデルである)中への注入が、塩化物注入損傷の後に血栓形成を誘導し得るか否かを試験した。β3−/−マウスの損傷した細動脈(3匹のマウスが評価された)では、抗ADAMTS13の存在にかかわらず血栓は検出できなかった(示されず)。これらの結果を一緒に考慮して、上記の動脈せん断速度では、超特大vWFがαIIbβ3依存様式で血栓生長を増大することを示す。
【0032】
(実施例8:Adamts13−/−マウスまたはWTマウス中の組み換えヒトADAMTS13の注入は、血小板凝集または血栓を不安定化することにより血栓生長を阻害する)
組み換えヒトADAMTS13(r−hu ADAMTS13)によるvWFサブユニットのタンパク質分解フラグメントへの切断がインビトロで示された(Plaimauer B、Zimmermann K、Volkel D、Antoine G、Kerschbaumer R、Jenab P、Furian M、Gerritsen H、Lammie B、Schwarz HP、Scheiflinger F.von Willebrand因子−切断性プロテアーゼ(ADAMTS13)のクローニング、発現、および機能的特徴付け。Blood.2002;100:3626〜3632)。r−hu ADAMTS13は、遺伝性TTP血漿におけるvWF切断欠陥を矯正することが示された(Antoine G、Zimmerman K、Plaimauer B、Grillowitzer M、Studt JD、Laemmie B、Scheiflinger F.構成的血栓性血小板減少性紫斑病をもつ2人の兄弟におけるADAMTS13遺伝子欠陥。Br J Haematol 2003;120:821〜824)。Adamts13−/−マウスにおける血栓の加速生長が観察されたので、ADAMTS13が血栓生長を負に調節し、そしてそれ故、Adamts13−/−マウスにおけるr−hu ADAMTS13注入は、血栓形成を遅延し得ると仮定された。循環性ヒトタンパク質の濃度は、Adamts13−/−マウス中へのr−hu ADAMTS13の注入17分後にはほぼ8.8U/mlそして注入53分後には1.1U/mlであった。これらの時間は、ほぼ塩化鉄損傷の開始、および実験の終了に対応する。r−hu ADAMTS13を注入したAdamts13−/−マウスの13匹のうち5匹において、損傷した細動脈は、実験が終了したときである40分まで閉塞しなかった(図7A)。注入されたr−hu ADAMTS13の効果は、WTマウス中の内因性ADAMTS13のそれよりも大きかった。なぜなら、この損傷モデルでは、すべてのWTの血管は、24分未満で閉塞したからである(図5C)。平均閉塞時間は、緩衝液を注入したコントロールマウスと比較して有意に延長された(P<0.0005)。その細動脈が閉塞しなかったすべてのマウスにおいて、血栓は形成されたが、不安定で崩壊した(図7C)。血栓形成および崩壊のこの現象は、観察の全期間に間存在した。WTマウス(C57BI/6J)中の損傷前のr−hu ADAMTS13の注入は、閉塞時間における有意な遅延を引き起こし、細動脈の半分が40分までに閉塞せず、その一方、ビヒクルを注入したWTマウスのすべての細動脈は15分までに閉塞された(図7B、P<0.008)。従って、ADAMTS13は、通常レベルの内因性ADAMTS13タンパク質をもつWTマウスにおいてさえ、有意な抗血栓能力を有するようである。
【0033】
(実施例9:組み換えマウスADAMTS13の注入は、WTマウスにおける血栓生長を阻害する)
r−マウスADAMTS13(2.6/kgマウス)を、塩化鉄損傷の5分前にWTマウスに注入した(i.v.)。先に記載されたモデルを、以下に記載のようにわずかに改変して用いた。図8は、r−ADAMTS13を注入した9匹のWTマウスのうち4匹が40分の観察時間で損傷した細動脈を閉塞しなかったが(平均閉塞時間=27.04±3.84分)、その一方、緩衝液を注入したすべてのWTマウスが閉塞した(平均閉塞時間=15.15±1.18分、P=0.006)ことを示す。実験の終了時に採取された血漿サンプルのWestern分析は、r−ADAMTS13を注入されたマウスの数匹におけるより短い閉塞時間(WTに類似)は、この組み換えタンパク質の増加したクリアランスに起因したことを示した。従って、マウスADAMTS13は、通常レベルの内因性ADAMTSタンパク質をもつWTマウス中のヒトADAMTS13と同じ抗血栓能力を有するようである。
【0034】
これらの結果は、ADAMTS13が抗血栓形成および血栓溶解活性を有することを示す。
【0035】
(実験手順)
(動物)
実験で用いたマウスは、C57BL/6J/129Svバックグラウンド上のAdamts13+/−マウス(Motto DG、Chauhan AK、Zhu G、Homeister J、Lamb CB、Desch KC、Zhang W、Tsai HM、Wagner DD、Ginsburg D。Shigatoxinは、遺伝的に感受性のAdamts13−欠損マウスにおける血栓性血小板減少性紫斑病を誘引する。J Clin Invest 2005;115:2752〜2761)の交配から得た同胞であった。純粋なC57BL/6Jバックグラウンドのマウスは、Jackson Laboratory、Bar Harbor、MEから購入し、そしてBalb/Cバックグラウンド上のβ3インテグリン−/−マウスは、Richard Hynes(MIT)から贈与された。生体内染色顕微鏡観察のために用いたマウスは、体重14〜18グラムの雄および雌両方の若いマウス(約4週齢)であった。注入された血小板は、同じ遺伝子型の4〜6月齢のマウスから単離された。動物は、CBR Institute for Biomedical Researchで飼育および収容し、そしてすべての実験的手順は、Animal Care and Use Committeeによって認可された。
【0036】
(材料)
カルシウムイオノフォアA23187および塩化鉄は、Sigma Chemicals、St.Louis、MOからであった。
【0037】
(血液サンプリングおよび血小板調製)
血液は、後方眼窩静脈叢から穿刺によって回収し、そして300μlのヘパリン(30U/ml)を含む1.5mlのポリプロピレンチューブ中に集めた。血小板リッチ血漿(PRP)は、1200rpmでの5分間の遠心分離によって得た。かなりのRBCを含む血漿およびバフィコートを穏やかに新たなポリプロピレンチューブに移し、そして1200rpmで5分間再度遠心分離した。PRPを、2μlのPGI(2μg/ml)を含む新たなチューブに移し、そして37℃で5分間インキュベートした。2800rpmでの遠心分離の後、ペレットを、2μlのPGIを含む1mlの改変Tyrode’s−HEPES緩衝液(137mM NaCl、0.3mM NaHPO、2mM KCl、12mM NaHCO、5mMm HEPES、5mM グルコース、0.35% BSA)中に再懸濁し、そして37℃で5分間インキュベートした。懸濁されたペレートを、2800rpmで5分間遠心分離した。PGIを除去するために、洗浄ステップを2回繰り返し、そして血小板を、カルセインAM(Molecular Probes、Eugene、OR)0.25mg/mLで10分間室温で蛍光標識した。
【0038】
(ポリクローナル抗−ADAMTS13 IgGの生産および精製)
ポリクローナルウサギ抗−ヒトADAMTS13 IgGは、Baxter Bioscience、Vienna Austriaによって生産された。この抗体は、New Zealand白ウサギの、精製されたC−末端を6つのHis残基でタグ化したr−hu ADAMTS13の免疫化によって得た。2匹のウサギを、200μlの完全Freundアジュバント中の20μgのr−hu ADAMTS13(6−His)の注入によって免疫化した。これらの動物は、2、4および6週に、200μlの完全Freundアジュバント中の20μgのr−hu ADAMTS13(6−His)を注入することにより追加免疫した。8週後これらウサギを犠牲にし、そして放血した。IgG抗体は、プロテインGアフィニティークロマトグラフィー(HiTrap Protein G HPカラム;Amersham Bioscience、Piscataway、NJ、USA)により精製し、そしてPBS中に処方した>
(微小細静脈中の血栓症)
生体内染色顕微鏡法は、Frenette PS、Johnson RC、Hynes RO、Wagner DD.インビボにおけるシミュレートされた内皮上の血小板の役割:内皮P−選択により媒介される相互作用。Proc Natl Acad Sci USA、1995;92:7450〜7454に記載のように行った。簡単に述べれば、マウスを2.5%トリブロモエタノールで麻酔し(0.15ml/10g)、そして切開を腹壁を通って作製し、腸間膜を剥き出し、そして25〜30μm直径の腸間膜細静脈を調べた。剥き出た腸間膜を、37℃に加温したPBS(Ca2+またはMg2+なし)を用いる周期的灌流により湿気を維持した。腸間膜を、12V、100W、DC安定化電源でトランスルミネートした。せん断速度は、Frentte PS、Moyna C、Hartwell DW、Lowe JB、Hynes RO、Wagner DD。炎症腸間膜細静脈における血小板−内皮相互作用。Blood.1998;91:1318−1324。に記載のように、光学的Doppler速度メーターを用いて算出した。細静脈は、SVHSビデオレコーダー(AG−6730;Panasonic、Tokyo、Japan)に接続された、Zeiss(Germany)Axiovert 135倒立顕微鏡(対物10×および32×)を用いて可視化した。1つの細静脈をマウスあたり選択し、そしてA23187灌流(30μlの10 Mmol/L)の前にベースラインについて3分間撮影し、そして10分間モニターした。
【0039】
(大きな細静脈における血小板接着)
生体内染色顕微鏡法は、200〜300μm直径の腸間膜細静脈が調べれたのを除き、上記に記載のように行った。蛍光血小板(1.25×10血小板/kg)を、尾静脈を通じて注入した。動物あたり1つの細静脈を、A23187灌流(30μlの10μモル/L溶液)の前に3分間ベースラインのために撮影し、そして撮影は、血小板粘着およびうねり(rolling)がベースラインに戻った後まで継続した。精製されたウサギポリクローナル抗−ヒトADAMTS13抗体(5mg/kgマウス)をPBS中に溶解した。コントロールウサギIgG(Sigma、St.Louis、MO)はPBS中であった。200μlの1mM ヒスタミン(Sigma)をi.p.注射し、内皮を刺激した。100μl(0.2mg/ml)のRhodamine 6Gをi.v.注入し、手術および画像化の前に内因性血小板および白血球を標識した。
【0040】
(細動脈における血栓症)
Ni H、Denis CV、Subbarao S、Degen JL、Sato TN、Hynes RO、Wagner DD.von Willebrand因子およびフィブリノーゲンの両方を欠くマウスの細動脈における血小板血栓形成の持続。J Clin Invest.2000;106:385〜392に記載されるモデルを、わずかに改変して用いた(Ni H、Denis CV、Subbarao S、Degen JL、Sato TN、Hynes RO、Wagner DD.von Willebrand因子およびフィブリノーゲンの両方を欠くマウスの細動脈における血小板血栓形成の持続。J Clin Invest.2000;106:385〜392)。簡単に述べれば、マウスを2.5%トリブロモメタノールで麻酔し(0.15ml/10g)そして蛍光血小板(1.25×10血小板/kg)を眼の後方眼窩静脈叢を通じて注入した。切開を、腹壁を通って作製して腸間膜を剥き出し、そして約100μmの細動脈を調べた。剥き出た腸間膜を、37℃に加温したPBS(Ca2+またはMg2+なし)を用いる周期的灌流により湿気を維持した。腸間膜を、上記のようにトランスルミネートし、そしてせん断速度を算出した。細動脈は、狭バンドフルオレセインイソチオシアナートフィルターセット(Chroma Technology、Brattleboro、VT)およびシリコン−強化チューブカメラC2400(Hamamatsu、Tokyo、Japan)を備えた100−W HBQ蛍光ランプ源(Optic Quip、Highland Mills、NY)を装備する上記に記載されるのと同じ顕微鏡を用いて可視化した。塩化鉄(10%)で飽和したWhatman紙を局所的に付与し、これは、血管損傷および内皮の露出を誘導した。この紙は5分後に除去し、そして血管を損傷後40分の間、または閉塞までモニターした。マウスあたり1つの細動脈を選択した。
【0041】
(細動脈血栓症の定量的分析)
記録されたテープの分析は、遺伝子型を隠して実施した。血栓形成の特徴を説明するために適用されたパラメーターは:(1)1分間の間に(ビデオモニター上で観察される)250μm血管壁上に堆積された蛍光血小板の数として決定される、単一血小板−血管壁相互作用。(2)30μmより大きい血栓の形成のために必要な時間。(3)血管閉塞の前に視野から離れて塞栓を形成する30μmより大きい直径の血栓の数を決定することによる血栓安定性。(4)血管の閉塞時間、すなわち、10秒の間血液が流れることを停止するために必要な時間、および(5)血管閉塞の部位、すなわち、損傷の部位または下流。
【0042】
(組み換えヒトADAMTS13注入)
組み換えヒトADAMTS13は、Plaimauer B、Zimmermann K、Volkel D、Antoine G、Kerschbaumer R、Jenab P、Furlan M、Gerritsen H、Lammle B、Schwarz HP、およびScheiflinger F。von Willebrand因子−切断性プロテアーゼ(ADAMTS13)のクローニング、発現、および機能的特徴付け。Blood.2002;100:3626〜3632に記載のような方法によって得られた。組み換えヒトADAMTS13タンパク質は、150mmol NaCl/20mmol ヒスチジン/2% シュークロース/0.05% Crillet 4HP(Tween 80)、pH7.4(Baxter Bioscience、Vienna、Austria)中に溶解した。組み換えヒトADAMTS13は、i.v.注入した(3460U/kgマウス)。ヒトADAMTS13抗原のレベルは、Rieger(Rieger M、Kremer Hovinga JA、Konetschny C、Herzog A、Koller L、Weber A、Remuzzi G、Dockal M、Plaimauer BおよびScheiflinger F。健常ドナーおよび血栓性細小血管症(TMA)の患者における、ADAMTS13活性とADAMTS13抗原レベルとの間の関係。Thrombosis and Hemostasis 2006;95(2):212〜20)により記載されるELISA法をわずかに改変して用いて決定され、そしてr−hu ADAMTS13活性は、Gerritsen(Gerritsen HE、Turecek PL、Schwarz HP、Laemmie B、およびFurlan M。von Willebrand因子(vWF)−切断性プロテアーゼの、分解vWFの減少したコラーゲン結合親和性に基づくアッセイ:血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)の診断のためのツール。Thromb Haemost 1999;82:1386〜1389)に従って決定された。1Uは、プールされた通常ヒト血漿中のADAMTS13活性のレベルに対応する。
【0043】
(組み換えマウスADAMTS13注入)
組み換えマウスADAMTS13は、Bruno K、Volkel D、Plaimauer B、Antoine G、Pable S、Motto DG、Lemmerhirt HL、Dorner F、Zimmermann K、およびScheiflinger F。完全長マウスADAMTS13のクローニング、発現および機能的特徴付け。J Thromb Haemost 2005;3(5):1064〜1073に記載のような方法によって得られた。組み換えマウスADAMTS13タンパク質は、150mmol NaCl/20mmol ヒスチジン/2% シュークロース/0.05% Crillet 4HP(Tween 80)、pH7.4(Baxter Bioscience、Vienna、Austria)中に溶解した。
【0044】
(フローチャンバー研究)
フローチャンバー研究は、Bergmeier(Bergmeier W、Burger PC、Piffath CL、Hoffmeister KM、Hartwig JH、Nieswandt B、およびWagner DD。メタロプロテイナーゼインヒヒビターは、インビトロ−加齢または−損傷マウス血小板の回復および止血機能を改善する。Blood 2003;102:4229〜4235)に記載のように実施した。簡単に述べれば、血小板をヘパリン添加全血から単離し、改変Tyrode−HEPES緩衝液中で洗浄し、そして2.5μg/mLカルセインで標識した。血小板が乏しい全血を、100μg/mLコラーゲンHorm(NYCOMED、Munich、Germany)で1時間室温で被覆された並行−プレートフローチャンバーシステム中の灌流前に標識血小板で再構築した。示される場合には、サンプルを30μg/ml JON/A(emfret Anallytics、Wuerzburg、Germany)で灌流の前に10分間予備処理した。血小板接着は、Axiovert 135倒立顕微鏡(Zeiss)で可視化した。蛍光血小板によって被覆される表面領域の%をNIH Image 1.61ソフトウェアを用い、遺伝子型を隠した固体によって分析した。
【0045】
(統計学的分析)
結果は、平均±SEMとして報告される。平均間の差異の統計学的有意差は、Studentのt検定によって評価された。
【0046】
(実験結果の論議)
実験結果は、活性化された微小細静脈における血栓形成、およびマウスの損傷細動脈中の過剰血栓形成を防ぐことにおけるADAMTS13の重要な役割を規定した。生体内染色顕微鏡法を用い、インビボで、細静脈(25〜30μm)を活性化することが、微小血栓形成に至る血小板凝集を生じることをADAMTS13−/−マウスで示された。微小血栓は、同じに処置されたWTマウスの細静脈では形成されない。活性化内皮から放出されるとき、これらの微小血栓は下流に移動し得、そしてそれらが通過できない小毛細血管中のいずれかで閉塞を引き起こし、それ故、器官虚血に至る。TTPを患う患者は、しばしば、脳、心臓、膵臓、脾臓、腎臓および腸間膜のような器官の微小血管系中に形成される微小血栓を有する。ウイルス、細菌shigaトキシン、チクロピジンおよびクロピトドゲルのような薬物、抗体および免疫複合体を含む種々の因子が、おそらくは、Weibel−Palade体放出を誘導する血管活性化を誘因し得る。A23187で同じく処置された(より高いせん断ストレスを有する)細動脈では、血栓は観察されなかった。これは、Weibel−Palade体がこれらの血管では放出されなかったか、または、vWFが内皮表面から洗浄されるのが速過ぎて、血小板接着を促進する可能性が高い。
【0047】
ヒトADAMTS13を中和する自己抗体は、後天的タイプのTTPの主要な原因である。WTマウスにおける抗−ADAMTS13抗体の注入は、Adamts13−/−マウスで観察されたのと類似であった、分泌vWFへの血小板の持続接着および刺激内皮上の血小板ストリング形成(図2A)を生じた。長さが約20〜70μmで変動する血小板のストリングは、内皮に係留されて観察され得る(図2B)。血小板ストリングおよび凝集は、ヒスタミン、炎症性サイトカインTNF−αおよび活性化血小板のようなWeibel−Palade体の分泌促進剤で抗原投与されるときAdamts13−/−マウスで頻繁に観察された。ヒスタミンで抗原投与されたAdamts13−/−マウスにおけるr−hu ADAMTS13タンパク質の注入は、血小板ストリング形成を阻害する。これらのストリングは、上流端部で切断される。
【0048】
A23187での微小細静脈(25〜30μm)の活性化は、抗−ADAMTS13−Abを注入されたAdamts13 WTマウスにおいて血栓形成に至る血小板凝集を生じる(図3)。しかし、これらの血栓は、Adamts13−/−マウス中のそれらと同様に、迅速に閉塞した。微小血栓形成はまた、阻害性抗体を注入されたC57BL/6バックグラウンド上のWTマウス中で誘導され得る。従って、抗−ADAMTS13 Abを注入されたマウスは、多くの局面で、後天的TTPの良好なモデルである。さらに、循環中で血小板凝集を防ぐことにおけるADAMTS13の役割を示す。
【0049】
そのレセプターを通じるvWF、GPIbαおよびαIIbβ3は、血小板凝集を開始すること、および血栓形成の進行における血小板機能に寄与する。血小板−内皮相互作用が持続され、しかも内皮活性化がAdamts13−/−マウスにおいて微小血栓を生じるという実験観察は、ADAMTS13欠損が損傷した細動脈中の血栓形成を加速し得るという仮説に至った。実際、ADAMTS13の不在は、血栓生長のすべての局面を促進した。予期せぬことに、なおより多くの血小板が、WTと比較したときAdamts13−/−マウスにおける損傷の2〜3分後の裸にされた血管壁で堆積された(図5A)。細動脈における初期の血小板堆積はvWF依存性であるので、それは、血漿ADAMTS13が、それが血液に曝されるとき基底膜中へのvWF取り込みを低減するか、またはそれが細胞外マトリックス中にすでに存在するvWFを消化するかのいずれかであることを意味する。Adamts13−/−マウスにおける急速な血栓生長および閉塞は、ADAMTS13が血栓中に取り込まれたvWFマチルマーを切断し得ることを示す。
【0050】
VWFドメインA2のADAMTS13による切断がVWFのGPIbαの結合によって容易にされることが示唆された。それ故、血栓内のVWF−GPIb相互作用は血栓形成を負に調節し得る。静脈および動脈流れ状態下での血栓形成はまた、主要なインテグリンαIIbβ3に依存する。動脈せん断速度における現在の実施例は、ADAMTS13が、血栓中の血小板が活性なβ3インテグリンを発現するときのみ生長する血栓を調節することを示す。これらのインビトロおよびインビボ実験条件下では、ADAMTS13−欠損は、主要な血小板インテグリンが存在しなかったか、または阻害されたとき血栓生長を促進しなかった(図6)。
【0051】
Adamts13−/−マウスにおいて観察された速い血栓生長を阻害するために、r−huADAMTS13を損傷前にAdamts13−/−マウスおよびWTマウスに注入した。r−huADAMTS13の抗−血栓形成効果は、高度に統計学的に有意ではあるけれども、動物間で変動した(図7Aおよび7B)。あるマウスは、r−huADAMTS13処置に応答しなかった。これらのマウスでは、r−huADAMTS13が、トロンビンによるタンパク質分解によって不活性化され、そして血管損傷の部位でプラスミンが生成された可能性がある。IL−6および炎症または損傷後放出された多量のvWFはまた、ADAMTS13活性を低減し得る。閉塞しなかった血管では、血栓崩壊および改質の現象が観察される(図7C)。これらの知見は、ADAMTS13が、抗−血栓形成活性および血栓分解活性の両方を有することを示す。可能な機構は、ADAMTS13が、UL−vWFマルチマーを、より粘着性の少ないより小さなフラグメントに切断するか、または付着した血小板のストリングへの切断の場合でそうであるように、血栓中の血栓を架橋するvWF分子を直接切断することである。インビボでは、ADAMTS13は、低い静脈せん断ストレス条件および高い動脈ストレス条件の両方で活性である。それは、血小板ストリングを切断し、そして細静脈内の「活性化された」血管壁との血小板相互作用を調節し、活性化微小細静脈中の血栓を防ぎ、そして損傷細動脈における血栓応答を調整する。
【0052】
先天的TTP患者は、目下のところ血清交換によって処置されており、その一方、後天的TTP患者は、自己抗体が血漿から除去される血漿しゃ(瀉)血を受けている。ADA
MTS13タンパク質の抗血栓形成および血栓溶解効果は、TTPの他に、例えば、組み換えADAMTS13が、遺伝性欠損、炎症性疾患、敗血症状態、または例えば深部静脈血栓症または肺塞栓のような静脈血栓症に起因する血栓症障害を患う患者を処置するために用いられ得ることを示す。ADAMTS13の血栓溶解活性は、このタンパク質が、詰まった動脈中、または軽脳卒中後に血栓を分解するためにその他の治療と組み合わせて用いられ得ることを示す。
【0053】
要するに、上記実験データは、金属プロテアーゼADAMTS13が血栓症を負に調節することを示し、これは、この分子が抗血栓形成活性を有することを示す。それ故、血栓溶解活性を有するその組み換えヒトADAMTS13タンパク質は、血栓形成障害を処置するための治療剤として用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】図1.微小細静脈における血栓形成。腹壁を通る切開を行い、生きたマウスの腸間膜を曝露した後に、直径約25μm〜30μmの腸間膜細静脈を視覚化した。A23187の局所投与の1分後、Adamts13 −/−マウス(n=5)において血栓形成を観察した。矢印は、微小血栓を示す。同じように処置したWTマウス(n=5)では微小血栓形成は観察されなかった。したがって、ヴァイベル−パラーデ体の刺激は、脈管損傷なしにAdamts13 −/−マウスにおいて自発的な血栓形成をもたらし得る。
【図2】図2.ADAMTS13インヒビターは脈管壁への血小板付着および糸状物形成を増大する。総血小板のうちの約2.5%に相当する蛍光標識した血小板を、A23187の灌流(superfusion)前(ベースライン)および灌流後に、生きたマウスの腸間膜細静脈(200μm〜250μm)において観察した。A:灌流の30秒〜45秒後に血小板は内皮に付着し始めた。WT(抗ヒトADAMTS13 Abを注入した)マウス(n=4)では、WT(PBSを注入した)コントロール(n=4)と比べて、より多くの血小板が4分後に脈管壁に付着した。矢印は、内皮に一端が付着し、血流を波打たせる血小板の20μm以上の糸状物を示す。右下端に挿入された時点は、A23187の灌流後の時間を示す。パネル中央に示したバーは、(約)50μmである。B:ADAMTS13に対するインヒビターを注入した7匹のWTマウスのうち5匹において、μm〜約2535μm長の血小板糸状物が10秒までの間に脈管壁に留まった。右下端に挿入された時点は、A23187の灌流後の時間を示す。パネル中央に示したバーは、(約)525mである。
【図3】図3.ADAMTS13インヒビターを注入したWTマウスの微小細静脈における血栓形成。直径約25μm〜30μmの腸間膜細静脈を観察した。A23187の局所灌流の1分後、ADAMTS13インヒビターを注入した6匹のAdamts13 WTマウスのうち4匹において、血栓形成が観察された。微小血栓形成は、Adamts13 −/−マウスで確認されたもの(図1)と同様であった。矢印は、微小血栓を示す。PBSを注入したWTマウス(n=5)では微小血栓は形成されなかった。
【図4】図4.組換えADAMTS13はAdamts13 −/−マウスにおける血小板糸状物を阻害する。ローダミン6Gを使用して、内因性血小板および白血球を標識した。1mMのヒスタミン(200μl)を外科手術の15分前にi.p.投与し、1匹のマウスあたり直径約200μm〜300μmの3つの腸間膜細静脈を視覚化した。A:Adamts13 WTマウス(n=5)では血小板糸状物は確認されなかった。B:Adamts13 −/−マウス(n=5)では血小板糸状物(矢印で示した)が確認された。C:矢印で示されるようにAdamts13 −/−マウスでは血小板糸状物は血小板凝集物を形成し得る。D:組換えヒトADAMTS13タンパク質の注入はAdamts13 −/−マウス(n=4)において血小板糸状物を阻害する。
【図5】図5.WTマウスおよびAdamts13 −/−マウスの小動脈における血小板付着および血栓形成の定量的分析。A:1分間あたりに沈着した蛍光血小板の数を、損傷の2〜3分後血小板の総数を1分間隔でカウントした)。統計および平均のために、100を超える血小板は100と見なした。血漿中のADAMTS13の非存在は、内皮下層との初期血小板相互作用にはっきりと影響を及ぼす。WTと比較して、Adamts13 −/−では、より多くの血小板が脈管壁に沈着した(P<0.05)。B:血栓(>30μm)は、WT(平均=10.78±0.80)と比較して損傷後より早くにADAMTS13 −/−マウス(平均=6.64±0.93)で現れ、これは統計学的に有意である(P<0.005)。このことは、ADAMTS13によるUL−vWFマルチマーの切断が血栓形成を遅延させることを示す。C:血流が10秒間完全に停止したときの閉塞時間を決定した。WTマウスおよびAdamts13 −/−マウスの両方が、損傷部位で閉塞した;しかし、閉塞時間は、WTマウス(平均=16.69±1.25分)と比較して、Adamts13 −/−マウスではより短かった(平均=10.56±0.72)。この相違は、統計学的に非常に有意であった(P<0.0005)。D:塩化第2鉄損傷後に、総血小板のうちの約2.5%に相当する蛍光標識した血小板を、生きたマウスの腸間膜小動脈で観察した。血流は、左から右であった。右下端に挿入された時点は、損傷後の時間を示す。WTでは単一の付着血小板が損傷の4分後に小動脈で確認されるが、Adamts13 −/−マウスの小動脈では同じ時点で血栓(約30μm)が確認され得る。Adamts13 −/−マウスでは脈管は損傷部位において血栓によって10分で閉塞されるが、WTマウスの小動脈はその時点で開いたままであった。写真は、各遺伝子型の10匹のマウスの代表的なものである。
【図6】図6.インテグリンαIIbβ3の阻害は小動脈剪断速度条件下でのコラーゲンにおけるADAMTS13 −/−血小板の血栓形成をブロックする。Adamts13 +/+およびAdamts13 −/−全血を、1500s−1の剪断速度でコラーゲン表面上を2分間灌流した。A:代表的な画像が示される。上部パネル−非処理全血、下部パネル−αIIbβ3に対するブロッキング抗体で前処理したもの(JON/A)。B:2分間の灌流後に血小板によって覆われた表面積の定量。フローチャンバーの異なる領域からの4種のフレームを、各血液サンプルについて分析した。データは、蛍光血小板によって覆われた表面積の平均パーセンテージ±SEMを示す(n=3〜4)。
【図7】図7.組換えヒトADAMTS13の注入は血栓成長を阻害する。塩化第2鉄損傷の15分前に、組換えヒトADAMTS13をAdamts13 −/−マウスに注入(i.v.)した。閉塞時間(血流が10秒間完全に停止する)を決定した。A:組換えヒトADAMTS13を注入した13匹のAdamts13 −/−マウスのうち5匹は、40分までの観察時間に小動脈で閉塞しなかった(平均閉塞時間=23.80±3.71分)が、組換え緩衝液のみを注入したAdamts13 −/−マウスの10匹すべては閉塞した(平均閉塞時間=11.17±0.87);(P=0.005)。B:r−huADAMTS13(平均閉塞時間=27.99±4.72分)または緩衝液のみ(平均閉塞時間=13.12±0.55分)のいずれかを注入したWT(C57BI/6J)マウスの損傷した小動脈における閉塞時間。C:r−huADAMTS13で処置したAdamts13 −/−マウスの損傷した小動脈の代表的な蛍光画像が示される。矢印は、崩壊する血栓を示す。
【図8】図8.組換えマウスADAMTS13の注入はWTマウスにおいて血栓成長を阻害する。塩化第2鉄損傷の5分前に、組換えマウスADAMTS13(マウス1kgあたり2.6mg)を、WTマウスに注入(i.v.)した。組換えマウスADAMTS13を注入した9匹のWTマウスのうち4匹は、40分の観察時間で損傷した小動脈を閉塞しなかった(平均閉塞時間=27.04±3.84分)が、緩衝液を注入したWTマウスすべては閉塞した(平均閉塞時間=15.15±1.18分、P=0.006)。
【図9】図9.表1:細動脈におけるA23187の適用前および適用後の血行力学的パラメータ(図1);表2:小動脈における塩化第2鉄の適用前および適用後の血行力学的パラメータ(図5)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体を含む、血栓溶解活性を有する薬学的組成物。
【請求項2】
前記ADAMTS13が、組換えヒトADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体である、請求項1に記載の薬学的組成物。
【請求項3】
前記生物学的に活性な誘導体が、ADAMTS13もしくはその生物学的に活性な誘導体とIgもしくはその生物学的に活性な誘導体とを含むキメラ分子である、請求項1に記載の薬学的組成物。
【請求項4】
1種もしくは1種よりも多いさらなる活性成分をさらに含む、請求項1に記載の薬学的組成物。
【請求項5】
前記さらなる活性成分が、抗トロンビン因子;ADAMTS13産生/分泌を刺激する因子;ADAMTS13分解を阻害する因子;ADAMTS13活性を増大する因子;および循環からのADAMTS13クリアランスを阻害する因子からなる群より選択される、請求項4に記載の薬学的組成物。
【請求項6】
前記抗トロンビン因子が、抗血小板物質、t−PA、アスピリンおよびヘパリンからなる群より選択される、請求項5に記載の薬学的組成物。
【請求項7】
患者に請求項1に記載の組成物を投与する工程を包含する、1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防する方法。
【請求項8】
前記障害が、遺伝性血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、後天性TTP、動脈血栓症、急性心筋梗塞(AMI)、卒中、敗血症、播種性血管内凝固症候群(DIC)、および深静脈血栓症もしくは肺塞栓症のような静脈血栓症からなる群より選択される、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊する方法であって、該患者に請求項1に記載の組成物を投与する工程を包含する、方法。
【請求項10】
1つもしくは1つよりも多い血栓の形成および/または存在に関連する障害を処置または予防するための薬学的組成物の調製のための、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の使用。
【請求項11】
前記障害が、遺伝性血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、後天性TTP、動脈血栓症、急性心筋梗塞(AMI)、卒中、敗血症、播種性血管内凝固症候群(DIC)、および深静脈血栓症もしくは肺塞栓症のような静脈血栓症からなる群より選択される、請求項10に記載の使用。
【請求項12】
1つもしくは1つよりも多い血栓の崩壊を必要とする患者において1つもしくは1つよりも多い血栓を崩壊するための薬学的組成物の調製のための、薬学的有効量のADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の使用。
【請求項13】
前記ADAMTS13またはその生物学的に活性な誘導体の薬学的有効量が、体重1kgあたり0.1mg〜20mgの範囲である、請求項10または12に記載の使用。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2009−539757(P2009−539757A)
【公表日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−516243(P2008−516243)
【出願日】平成18年6月16日(2006.6.16)
【国際出願番号】PCT/EP2006/005800
【国際公開番号】WO2006/133955
【国際公開日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【出願人】(591013229)バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド (448)
【氏名又は名称原語表記】BAXTER INTERNATIONAL INCORP0RATED
【出願人】(501453189)バクスター・ヘルスケヤー・ソシエテ・アノニム (289)
【氏名又は名称原語表記】BAXTER HEALTHCARE S.A.
【出願人】(507395038)シービーアール インスティテュート フォー バイオメディカル リサーチ (1)
【Fターム(参考)】