説明

VEGFトラップおよびその治療的使用

【課題】血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGFファミリーメンバーおよびスプライス改変体に特に望ましい特性で結合し得る融合ポリペプチド、ならびに治療的使用方法を提供すること。
【解決手段】血管内皮増殖因子(VEGF)に結合し得る核酸分子および多量体タンパク質。VEGFトラップが開示され、これは、VEGF関連の状態および疾患を処置するために治療的に有用であり、特定の器官、組織、および/または細胞への局所投与のために特異的に設計される。本発明は、血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGFファミリーメンバーおよびスプライス改変体に特に望ましい特性で結合し得る融合ポリペプチド、ならびに治療的使用方法を包含する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本発明は、血管内皮増殖因子(VEGF)、VEGFファミリーメンバーおよびスプライス改変体に特に望ましい特性で結合し得る融合ポリペプチド、ならびに治療的使用方法を包含する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0002】
(発明の要旨)
第一の局面において、本発明は、レセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)を含む融合ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を特徴とし、ここで、R1は、Flt−1の血管内皮増殖因子(VEGF)レセプター成分Igドメイン2(Flt1D2)であり、そしてR2は、Flk−1のVEGFレセプター成分Igドメイン3(Flk1D3)であり、R3は、Flt−4のVEGFレセプター成分Igドメイン3(Flt1D3またはR3)であり、そしてここで、Xは1以上であり、Yは1以上である。
【0003】
関連する第二の局面において、本発明は、VEGFレセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)を含む単量体のVEGFトラップ(VEGF trap)または融合ポリペプチドを特徴とし、ここで、Xは1以上であり、Yは1以上であり、そしてR1、R2およびR3は、上記の通りである。VEGFレセプター成分R1、R2およびR3は、互いに直接結合されても1以上のスペーサー配列を介して結合されてもよい。1つの特定の実施形態において、上記単量体のVEGFトラップは、(R1R2)であり、Xは2である。より特定の実施形態において、上記単量体のVEGFトラップは、配列番号24、またはその機能的に等価なアミノ酸改変体である。本発明は、VEGFレセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)と、それらの機能的に等価なアミノ酸改変体とから本質的になる単量体のVEGFトラップを包含する。
【0004】
第三の局面において、本発明は、VEGFレセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)と、融合パートナー(FP)成分とを含む融合ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を特徴とし、その融合パートナー(FP)成分は、多量体化成分(MC)、血清タンパク質、または血清タンパク質に結合し得る分子からなる群より選択される。好ましい実施形態において、FPは、別の融合ポリペプチド上の多量体化成分と相互作用して多量体構造(例えば、二量体または三量体)を形成し得る多量体化成分(MC)である。最も好ましくは、このMCは、(i)切断可能領域(C領域)を含む多量体化成分、(ii)切断多量体化成分、(iii)少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200アミノ酸の間のアミノ酸配列、(iv)ロイシンジッパー、(v)ヘリックスループモチーフ、(vi)コイル−コイルモチーフ、および(vii)免疫グロブリンドメインからなる群より選択される。本質的に(R1R2)および/または(R1R3)と、FPとからなる融合ポリペプチドが、さらに包含される。好ましい実施形態において、融合ポリペプチドは、本質的に(R1R2)およびMCからなる。
【0005】
第四の局面において、本発明は、上記のように、VEGFレセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)と、FPとを含む融合ポリペプチドを特徴とする。そのレセプター成分は、様々な順序(例えば、(R1R2)−FP;(R1R2)−FP−(R1R2);FP−(R2R1)など)で並べられ得る。その融合ポリペプチドの成分は、互いに直接結合されても、スペーサー配列を介して結合されてもよい。
【0006】
第五の局面において、本発明は、2つ以上の融合ポリペプチドの多量体を含むVEGFトラップを特徴とし、その融合ポリペプチドは、VEGFレセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)と、FPとからなり、ここでFP成分は、C領域を含む多量体化成分(MC)である。このC領域は、天然存在していても人工でもよく、その多量体化成分内の任意の点に生じ得、そして親のMCの切断MCへの切断を可能にするように機能する。少なくとも1つの切断MCを有する、2つ以上の融合ポリペプチドからなるVEGFトラップは、「切断ミニトラップ(truncated mini−trap)」と称される。
【0007】
C領域は、MCにおいて、挿入、欠失または変異によって生成され得、その結果、酵素的または化学的に切断可能な部位が生成される。C領域は、任意のMCで、そしてそのMC内の任意の位置で生成され得る;好ましくは、C領域は、全長Fcドメイン、またはそのフラグメント、またはC3ドメインで生成される。C領域は、酵素(例えば、トロンビン、フィシン、ペプシン、マトリリシン(matrilysin)、またはプロリダーゼ)によって切断可能であるか、あるいは例えば、ギ酸またはCuClによって化学的に切断可能な部位であり得る。
【0008】
第六の関連する局面において、本発明は、切断VEGFミニトラップを特徴とし、これは、(R1R2)および/または(R1R3)と、多量体化成分とからなる2つ以上の融合ポリペプチドを含む多量体タンパク質であり、その多量体化成分は、C領域を含む親のMCからの切断によって切断されたもの(tMC)である。
【0009】
第七の局面において、本発明は、VEGFレセプター成分(R1R2)および/または(R1R3)と、MCとからなる融合ポリペプチドを特徴とし、ここで、MCは、少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200アミノ酸の間のアミノ酸配列であり、ここで、その少なくとも1つのシステイン残基は、別の融合ポリペプチドのMC(cMC)に存在するシステイン残基とジスルフィド結合を形成し得る。好ましい実施形態において、cMCは、少なくとも1つのシステイン残基を含む、長さが1〜50アミノ酸の間のアミノ酸配列である。より好ましい実施形態において、cMCは、少なくとも1つのアミノ酸を含む、長さが1〜15アミノ酸のアミノ酸配列である。さらにより好ましい実施形態において、cMCは、1〜2個のシステイン残基を含む、長さが1〜10アミノ酸のアミノ酸配列である。本発明のこの実施形態の一例は、配列番号27に示され、この配列は、シグナル配列(1〜26)次にR1(27〜129)成分およびR2(130〜231)成分、次にシステイン残基で終わる9つのアミノ酸配列、を有する。別の実施形態において、配列番号28に示され、シグナル配列(1〜26)がR1(27〜129)成分およびR2(130〜231)成分に続き、次にシステイン残基で終わる6つのアミノ酸配列である。
【0010】
第八の局面において、本発明は、VEGFミニトラップを特徴とし、これは、(R1R2)および/または(R1R3)と、cMCとからなる2つ以上の融合ポリペプチドを含む。より特定の実施形態において、このミニトラップは二量体である。本発明のミニトラップの実施形態の一例は、配列番号2に示される融合ポリペプチドの二量体であり、ここで、各融合ポリペプチド(R1R2−cMC)は、23.0kDaの分子量および9.22のpIを有する。
【0011】
別の実施形態において、cMCは、2つのシステイン残基(例えば、XCXC(配列番号3))からなる、長さが4アミノ酸である。本発明のこの実施形態の一例において、ミニトラップは、本発明のVEGFレセプター成分と、ACGC(配列番号4)からなるcMCとからなる。本発明のミニトラップのこの実施形態の一例は、配列番号5に示される融合ポリペプチドの二量体であり、ここで、各単量体は、23.2kDaの分子量および9.22のpIを有する。本発明のこの実施形態の別の例は、配列番号26に示され、この配列は、シグナル配列(1〜26)次にR1(27〜129)成分およびR2(130〜231)成分、次にCPPCで終わる9つのアミノ酸配列を有する。
【0012】
本発明のVEGFトラップのすべての実施形態(切断VEGFミニトラップ、VEGFミニトラップ、および単量体のVEGFミニトラップを含む)において、シグナル配列(S)は、本発明の融合ポリペプチドのはじめ(またはN末端)で含まれ得る。シグナル配列は、細胞、組換え体または合成体由来であり得る。シグナル配列が、第一のレセプター成分のN末端に結合される場合、それに従って、融合ポリペプチドは、例えば、S−(R1R2)と表され得る。
【0013】
融合ポリペプチドの成分は、互いに直接結合しても、スペーサーを介して結合されてもよい。特定の実施形態において、融合ポリペプチドの1以上のレセプターおよび/または融合パートナー成分は、スペーサーを伴わずに互いに直接結合される。他の実施形態において、1以上のレセプターおよび/または融合パートナー成分は、スペーサーで結合される。
【0014】
本発明は、本発明の核酸分子を含むベクターを包含し、発現コントロール配列に作動可能に結合された発現ベクターを含む。本発明はさらに、融合ポリペプチドの産生のための宿主−ベクター系を包含し、その融合ポリペプチドは、適切な宿主細胞中に発現ベクターを含み;宿主−ベクター系、ここで、適切な宿主細胞は、細菌細胞、酵母細胞、昆虫細胞、哺乳動物細胞;E.Coli細胞、またはCOS細胞またはCHO細胞である。アセチル化またはペグ化によって改変された本発明のVEGFトラップがさらに包含される。タンパク質をアセチル化またはペグ化する方法は、当該分野で周知である。
【0015】
関連する第九の局面において、本発明は、本発明のVEGFトラップを生成する方法を特徴とし、その方法は、本発明の核酸配列を含むベクターでトランスフェクトされた宿主細胞を、その宿主細胞からタンパク質が発現するのに適切な条件下で培養する工程、およびそのように生成された融合ポリペプチドを回収する工程、を包含する。
【0016】
本発明のVEGFトラップは、VEGFの除去、阻害、または減少によって改善、軽減または抑制される任意の疾患または状態を処置するのに治療的に有用である。VEGFの阻害または減少によって改善される特定の状態の非完全なリストとしては、例えば、以下が挙げられる:望ましくない血漿漏出もしくは血管透過性、(例えば、腫瘍であるような)望ましくない血管の増大、炎症性障害(例えば、乾癬または関節炎)と関連する浮腫(慢性関節リウマチを含む);喘息;熱傷に関連する全身性浮腫;腫瘍に関連する腹水および胸水、炎症または外傷;慢性気道炎症;喘息;毛細血管漏出症候群;敗血症;タンパク質の漏出増加に関連する腎臓病;膵管腺癌(PDAC)および眼の障害(例えば、加齢性黄斑変性症および糖尿病性網膜症)。VEGFミニトラップは、眼の障害の処置に、眼の手術(緑内障手術)に対するアジュバントとして;そして硝子体送達を介して、眼の内部の腫瘍(例えば、ブドウ膜色素細胞、網膜芽細胞腫)の処置に特に有用である。
【0017】
従って、第十の局面において、本発明は、VEGF関連の疾患または状態の処置のための治療方法を特徴とし、その方法は、本発明のVEGFトラップを、VEGF関連の疾患または状態に苦しんでいる被験体に投与する工程を包含する。任意の哺乳動物が本発明の治療方法によって処置され得るが、その被験体は、好ましくはVEGFトラップで改善、軽減抑制または処置され得る状態または疾患に苦しんでいるかあるいはその危険性のあるヒト患者である。
【0018】
第十一の局面において、本発明はさらに、本発明のVEGFミニトラップを用いてVEGFを検出、定量、および/またはモニタリングするための診断方法および予防方法、ならびにキットを特徴とする。
【0019】
第十ニの局面おいて、本発明は、薬学的に受容可能なキャリアとともに本発明のVEGFトラップを含む薬学的組成物を特徴とする。そのような薬学的組成物は、二量体の融合ポリペプチドトラップ、またはその融合ポリペプチドをコードする核酸を含み得る。本発明のミニトラップは、より小さいサイズが望ましいことに起因して、減少した血清の半減期(例えば、より速いクリアランス)、および/または増加した組織浸透を伴うVEGFトラップの条件において特定の用途を見出す。VEGFミニトラップについての特定の適用としては、例えば、特定の組織または細胞に対する局所投与が望ましい疾患が挙げられる。そのような状態または疾患の例は眼の疾患である。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
成分(R1R2)または(R1R3)と、融合パートナー(FP)とからなる融合ポリペプチドをコードする、単離された核酸分子であって、ここでXは1以上であり、Yは1以上であり、R1は、Flt−1の血管内皮増殖因子(VEGF)レセプター成分Igドメイン2であり、そしてR2は、Flk−1のIgドメイン3であり、R3は、Flt−4のIgドメイン3である、単離された核酸分子。
(項目2)
前記融合パートナー(FP)は、別のMCと相互作用して多量体構造を形成し得る、多量体化成分(MC)である、項目1に記載の単離された核酸分子。
(項目3)
前記MCは、以下:
(i)切断可能領域(C領域)を含む多量体化成分、
(ii)切断多量体化成分、
(iii)少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200の間のアミノ酸配列、
(iv)ロイシンジッパー、
(v)ヘリックスループモチーフ、
(vi)コイル−コイルモチーフ、および
(vii)免疫グロブリンドメイン
からなる群より選択される、項目2に記載の単離された核酸分子。
(項目4)
項目1〜3に記載の核酸分子によってコードされる、融合ポリペプチド。
(項目5)
配列番号26、27または28のアミノ酸配列を有する、項目4に記載の融合ポリペプチド。
(項目6)
項目1〜3に記載の核酸分子を含む形質転換宿主細胞で複製可能な発現ベクター。
(項目7)
VEGF融合ポリペプチドを生成する方法であって、該方法は、項目6に記載の発現ベクターを適切な発現系に導入する工程、および該VEGF融合ポリペプチドの発現を行う工程を包含する、方法。
(項目8)
血管内皮増殖因子(VEGF)トラップであって、項目4に記載の融合ポリペプチドのうちの2つ以上の多量体を含む、VEGFトラップ。
(項目9)
二量体である、項目8に記載のVEGFトラップ。
(項目10)
配列番号26、27または28のアミノ酸配列を含む、2つの融合ポリペプチドを含む、二量体のVEGFトラップ。
(項目11)
項目8または9に記載の融合ポリペプチド、および薬学的に受容可能なキャリアを含む、薬学的組成物。
(項目12)
血管内皮増殖因子(VEGF)の除去または阻害によって改善、軽減、または抑制される疾患または状態を処置する方法であって、該方法は、項目11に記載の薬学的組成物を、それを必要とする患者に投与する工程を包含する、方法。
(項目13)
前記疾患または状態は、眼の疾患または状態である、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記眼の疾患または状態は、加齢性黄斑変性症である、項目13に記載の方法。
(項目15)
レセプター成分(R1R2)または(R1R3)と、多量体化成分(MC)とからなる融合ポリペプチドをコードする、単離された核酸分子であって、該多量体化成分(MC)は、別のMCと相互作用して多量体構造を形成し得、ここで、Xは1以上であり、Yは1以上であり、R1は、Flt−1の血管内皮増殖因子(VEGF)レセプター成分Igドメイン2であり、そしてR2は、Flk−1のIgドメイン3であり、R3は、Flt−4のIgドメイン3であり、ここで、該多量体化成分(MC)は、(i)切断可能領域(C領域)を含むMC、(ii)切断MC、(iii)少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200アミノ酸の間のアミノ酸配列、(iv)ロイシンジッパー、(v)ヘリックスループモチーフ、(vi)コイル−コイルモチーフ、および(vii)免疫グロブリンドメインからなる群より選択される、単離された核酸分子。
(項目16)
前記レセプター成分が、(R1R2)であり、前記多量体化成分が、少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200アミノ酸の間のアミノ酸配列である、項目15に記載の単離された核酸分子。
(項目17)
前記レセプター成分がR1R2(Xは1)であり、前記多量体化成分が、1〜2個のシステイン残基を含む、長さが1〜15アミノ酸のアミノ酸配列である、項目16に記載の単離された核酸分子。
(項目18)
項目15〜17に記載の核酸分子によってコードされる、血管内皮増殖因子(VEGF)に結合し得る融合ポリペプチド。
(項目19)
配列番号26、27または28のアミノ酸配列を含む、項目18に記載の融合ポリペプチド。
(項目20)
レセプター成分(R1R2)または(R1R3)と、多量体化成分(MC)とからなる融合ポリペプチドであって、該多量体化成分(MC)は、別のMCと相互作用して多量体構造を形成し得、ここで、Xは1以上であり、Yは1以上であり、R1は、Flt−1の血管内皮増殖因子(VEGF)レセプター成分Igドメイン2であり、そしてR2は、Flk−1のIgドメイン3であり、R3は、Flt−4のIgドメイン3であり、ここで、該多量体化成分(MC)は、(i)切断可能領域(C領域)を含むMC、(ii)切断MC、(iii)少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200アミノ酸の間のアミノ酸配列、(iv)ロイシンジッパー、(v)ヘリックスループモチーフ、(vi)コイル−コイルモチーフ、および(vii)免疫グロブリンドメインからなる群より選択される、融合ポリペプチド。
(項目21)
前記レセプター成分が、(R1R2)であり、前記多量体化成分が、少なくとも1つのシステイン残基を有する、長さが1〜約200アミン酸の間のアミノ酸配列である、項目20に記載の融合ポリペプチド。
(項目22)
前記レセプター成分がR1R2(Xは1)であり、前記多量体化成分が、1〜2個のシステイン残基を含む、長さが1〜15アミノ酸のアミノ酸配列である、項目21に記載の融合ポリペプチド。
(項目23)
項目20〜22に記載の融合ポリペプチドのうちの2つからなる、二量体のVEGFトラップ。
(項目24)
製造物品であって、
(a)包装材料;および
(b)該包装材料内に含まれる薬学的薬剤
を含み、ここで、該薬学的薬剤は、少なくとも1つのVEGFトラップを含み、該VEGFトラップは、レセプター成分(R1R2)または(R1R3)と、多量体化成分(MC)とからなり、該多量体化成分(MC)は、別のMCと相互作用して多量体構造を形成し得、ここで、Xは1以上であり、Yは1以上であり、そしてここで、該包装材料は、該VEGF特異的融合ポリペプチドがVEGF媒介性の疾患または状態を処置するために使用され得ることを示すラベルまたは添付文書を備える、製造物品。
【0020】
他の目的および利点は、以下の詳細な説明の精査から明らかになる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
(発明の詳細な説明)
本方法が記載される前に、本発明は、記載された特定の方法、および記載された実験条件に制限されないこと(例えば、方法および条件は変動し得る)が理解される。本明細書中で使用される専門用語は、特定の実施形態を記載する目的のためだけであり、そして制限することを目的としていないこともまた理解される。なぜなら、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲のみに限られるからである。
【0022】
本明細書および添付された特許請求の範囲において使用される場合、文脈が明らかに他の内容を指示しない限りは、単数形「a」、「an」、および「the」は複数の参考を含む。従って、例えば、「a method」への言及としては、1つ以上の方法、ならびに/あるいは本明細書中に記載される型の工程および/または本開示および先の開示を読むことによって当業者に明白となる工程が挙げられる。
【0023】
他に定義されない限りは、本明細書中で使用される、全ての技術用語および全ての科学用語は、本発明の属する分野における当業者に、通常理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書中に記載される方法および物質に対して、類似または等価である任意の方法および物質は、本発明の実施または本発明の試験において使用され得るが、好ましい方法および好ましい物質は、これから記載される。本明細書中で言及される全ての刊行物は、本明細書中に、前述の刊行物に関する方法および/または物質を記載するための参考として援用される。
【0024】
(概要)
本発明は、1つ以上の融合ポリペプチドの、単量体または多量体であり、VEGFへの結合およびVEGF活性の阻害が可能であるVEGFトラップを包含する。本発明の分子は、VEGFに結合し、そしてVEGFの生物学的作用および/ならびに生理学的反応または生理学的応答を阻害する。VEGFレセプターベースのアンタゴニスト VEGFトラップ Flt1D2.Flk1D3.FcΔCl(a)(配列番号7〜配列番号8)およびVEGFR1R2−FcΔCl(a)(配列番号9〜配列番号10)の説明については、PCT WO/0075319を参照のこと。その全体は本明細書中に参考として援用される。
【0025】
本発明のミニトラップは、完全な大きさのトラップより小さいものであり(例えば、親トラップの120kDに対して約50〜60kD)、そして本質的に、VEGFレセプタードメイン(R1R2)、(R1R3)、またはこれらの組み合せ、切断領域(C領域)を含む多量体化成分(MC)である融合パートナー成分を有する親多量体化トラップの一部の切断によって;またはシステイン残基、または1つ以上のシステイン残基を含むアミノ酸配列をレセプター成分ドメインにまたはレセプター成分ドメイン間に付随することによって生成されるトラップからなる単量体のトラップを含む。特定の実施形態において、本発明のミニトラップは、SDS−PAGE分析で測定されたとして、約60kD未満であり;より好ましくは、約50kDであり;さらにより好ましくは、約20〜30kDであり;または約25kDであり、そしてPCT/US00/14142に記載される完全な大きさの親トラップに匹敵する親和性を伴ってVEGFに結合可能である。
【0026】
(核酸構築物および発現)
本発明は、VEGF単独に、または多量体化VEGFトラップに結合可能な融合ポリペプチドをコードする核酸分子の構築を提供する。本発明の上記核酸分子は、野生型R1レセプター成分、野生型R2レセプター成分、および/または野生型R3レセプター成分、あるいはこれらの機能的等価改変体をコードし得る。本発明のトラップの、R1レセプター成分、R2レセプター成分および/またはR3レセプター成分の、アミノ酸配列改変体はまた、コードする核酸分子において変異を作製することによって調製され得る。そのような改変体としては、例えば、R1、R2および/またはR3のアミノ酸配列内からのアミノ酸残基の欠失、あるいはこの配列内へのアミノ酸残基の挿入または置換が挙げられる。欠失、挿入および置換の任意の組み合わせは、上記最終構築物がVEGFに結合し、そしてVEGFを阻害する能力を有するように最終構築物に到達するために行われ得る。
【0027】
これらの核酸分子は、適切な宿主細胞内に導入された場合に融合ポリペプチドを発現し得るベクター中に挿入される。適切な宿主細胞としては、細菌細胞、酵母細胞、昆虫細胞、および哺乳動物細胞が挙げられるが、これらに限定されない。ベクター中へのDNAフラグメントの挿入について、当業者に公知な任意の方法は、転写/翻訳制御シグナルの制御下において、本発明の融合ポリペプチドをコードする発現ベクターを構築するために使用され得る。
【0028】
本発明の核酸分子の発現は、第2の核酸配列によって調節され得、その結果、上記分子は、組換えDNA分子を用いて形質転換された宿主において発現される。例えば、発現は、当該分野において公知である任意のプロモーター/エンハンサー要素によって制御され得る。キメラポリペプチド分子の発現を制御するために使用され得るプロモーターとしては、末端反復配列(Squintoら、(1991)Cell 65:1−20);SV40初期プロモーター領域、CMV、M−MuLV、チミジンキナーゼプロモーター、メタロチオネイン遺伝子の調節配列;原核細胞発現ベクター(例えば、b−ラクタマーゼプロモーター、またはtacプロモーター(Scientific American(1980)242:74−94もまた参照のこと);酵母または他の真菌(例えば、Gal
4プロモーター)、ADH、PGK、アルカリフォスファターゼ、およびエラスターゼIのような遺伝子に由来する組織特異的転写制御領域が挙げられるが、これらに限定されない。
【0029】
本発明の核酸分子を含む、細菌宿主または真核細胞宿主において複製され得る発現ベクターは、上記宿主をトランスフェクトするために使用され、そしてそれにより、本発明の上記融合ポリペプチドを生成するそのような核酸の発現を導き、このことはVEGFに結合可能なトラップを形成する。トランスフェクトされた細胞は、過渡的にまたは、好ましくは、構成的におよび持続的に、本発明のVEGFトラップを発現し得る。
【0030】
本発明の上記トラップは、その後の、安定で、生物学的に活性なトラップの形成を可能にする任意の技術によって精製され得る。例えば、限定ではなく、上記因子は、可溶性タンパク質としてか、または封入体として細胞から回収され得、これらの因子は8M塩酸グアニジウムおよび透析によって定量的に抽出され得る(例えば、米国特許第5,663,304号を参照のこと)。上記因子をさらに精製するために、慣用的なイオン交換クロマトグラフィー、疎水的相互作用クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィーまたはゲル濾過が使用され得る。
【0031】
(VEGFレセプター成分)
上記VEGFミニトラップの上記VEGFレセプター成分は、Flt−1のIgドメイン2(Flt1D2)(R1)、Flk−1のIgドメイン3(Flk1D3)(R2)(R1R2共に)、ならびに/またはR1およびFlt−4のIgドメイン3(Flt1D3)(R3)(R1R3共に)からなる。Flt−1、Flt−4、またはFlk−1の用語「Igドメイン」は、完全な野生型ドメインだけでなく、インタクトなドメインの機能的特徴を実質的に保持するこれらの、挿入改変体、欠失改変体、および/または置換改変体をも包含することを意図する。上述のIgドメインの多くの改変体が、野生型ドメインの機能的特徴と同じ機能的特徴を、実質的に保持するものとして得られ得ることは、当業者にとって容易に理解される。
【0032】
R1、R2またはR3を参考して使用される用語「機能的等価物」は、野生型R1ドメイン、野生型R2ドメイン、または野生型R3ドメインと実質的に同じ特徴、すなわちVEGFに対して結合するという機能的特徴と、実質的に等価の機能的特徴を、実質的に保持する少なくとも1つの改変(例えば、欠失、付加および/または置換)を伴うR1ドメイン、R2ドメインまたはR3ドメイン包含することを意図する。R1、R2、またはR3における種々のアミノ酸置換は、本発明の精神から逸脱することなく、VEGFに対して結合しかつVEGFを不活性化するこれらのレセプター成分の能力に留意して行われ得ることが理解される。本発明の上記トラップの機能的特徴は、所望される特徴を測定する分野において公知の任意の適切なスクリーニングアッセイによって決定され得る。そのようなアッセイの例は、VEGF(Kd)についての上記トラップの結合特徴の決定、ならびにトラップリガンド複合体の解離についての半減期(T1/2)の決定を可能にする、後述の実験的な節に記載される。他のアッセイ、例えば、VEGFに特異的に結合する能力の変化は、競合型VEGF結合アッセイによって測定され得る。タンパク質特性(例えば、熱的安定性、疎水性、タンパク質分解に対する感受性、または凝集傾向)の改変は、当業者に公知の方法によって測定され得る。
【0033】
上記融合ポリペプチドの上記成分は、互いに直接連結され得るか、またはスペーサー(spacer)を介して結合され得る。一般的に、用語「スペーサー」(またはリンカー)は、1つ以上の成分ドメイン間に挿入され得る1つ以上の分子(例えば、核酸またはアミノ酸、あるいはポリエチレングリコールのような非ペプチド部分)を意味する。例えば、スペーサー配列は、操作の軽減のために、上記成分の間で対象となる所望の部位を提供するために使用され得る。スペーサーはまた、宿主細胞由来の上記融合ポリペプチドの発現の増強、立体障害の減少を提供し得、上記成分は、その最適な3次構造および/またはその標的分子との適切な相互作用を担い得る。スペーサーおよび所望のスペーサーを同定する方法は、例えば、本明細書中に参考として明確に援用されるGeorgeら、(2003)Protein Engineering 15:871−879を参照のこと。スペーサー配列は、レセプター成分に天然に結合する1つ以上のアミノ酸を含み得るか、または上記融合ポリペプチドの発現を増強し対象となる特定の所望される部位を与え、成分ドメインに最適な3次構造を形成させ、および/または成分とその標的分子との相互作用を増強するために使用される配列を付加し得る。1つの実施形態において、上記スペーサーは、1〜100アミノ酸、好ましくは1〜25アミノ酸の間である1つ以上の成分の間に、1つ以上のペプチド配列を含む。
【0034】
最も特定の実施形態において、R1は、配列番号8の27〜126のアミノ酸であるか、または配列番号8の1〜126のアミノ酸(1〜26のシグナル配列を含む)であるか;あるいは配列番号10の27〜129のアミノ酸であるか、または配列番号10の1〜129のアミノ酸(1〜26のシグナル配列を含む)である。最も特定の実施形態において、R2は、配列番号8の127〜228のアミノ酸であるか、または配列番号10の130〜231のアミノ酸である。最も特定の実施形態において、R3は、配列番号13の127〜225のアミノ酸(シグナル配列を伴わない)である。例えば、R2が、上記融合ポリペプチドのN末端に配置される場合に、シグナル配列は、望ましく上記レセプター成分の前に位置し得る。上記多量体化成分に結合した上記レセプター成分はさらに、スペーサー成分(例えば、配列番号7の229〜231のアミノ酸のGPG配列)を含み得る。
【0035】
(融合パートナーおよび多量体化成分)
上記融合パートナーは、上記融合ポリペプチドの機能性を増強する任意の成分である。従って、例えば、融合パートナーは、生物学的活性を増強し得るか、上記融合ポリペプチドの産生および/または回収に役立ち得るか上記融合ポリペプチドのあるいは、例えば、その血清半減期、組織透過性、免疫原性の欠如、もしくは安定性を増強することによって、薬学的特性、または、上記融合ポリペプチドの薬物動態プロフィールを増強し得る。好ましい実施形態において、上記融合パートナーは、多量体化する成分、血清タンパク質、または血清タンパク質に結合可能な分子からなる群より選択される。
【0036】
上記融合パートナーが、血清タンパク質またはそれらのフラグメントである場合に、それは、α−1−ミクログロブリン、AGP−1、オロソムコイド(orosomuciod)、α−1−酸性糖タンパク質、ビタミンD結合タンパク質(DBP)、ヘモペキシン、ヒト血清アルブミン(hSA)、トランスフェリン、フェリチン、アファミン(afamin)、ハプトグロビン、α−フェトプロテインチログロブリン、α−2−HS−糖タンパク質、β−2−糖タンパク質、ヒアルロン酸結合タンパク質、シンタキシン、C1R、C1q鎖、ガレクチン3−Mac2結合タンパク質、フィブリノゲン、ポリマーIgレセプター(PIGR)、α−2−マクログロブリン、尿素輸送タンパク質、ハプトグロビン、IGFBP、マクロファージスカベンジャー(macrophage scavenger)レセプター、フィブロネクチン、ギアンチン(giantin)、Fc、α−1−抗キロモトリプシン(antichyromotrypsin)、α−1−抗トリプリン、抗トロンビンIII、アポリポタンパク質A−I、アポリポタンパク質B、β−2−ミクログロブリン、セルロプラスミン、補体成分C3または補体成分C4、CIエステラーゼインヒビター、C−反応性タンパク質、シスタチンC、およびプロテインCからなる群より選択される。より特定の実施形態において、融合パートナーは、α−1−ミクログロブリン、AGP−1、オロソムコイド、α−1−酸性糖タンパク質、ビタミンD結合タンパク質(DBP)、ヘモペキシン、ヒト血清アルブミン(hSA)、アファミン、およびハプトグロビンからなる群より選択される。融合パートナー成分の含有は、所望される場合に本発明の上記融合ポリペプチドの血清半減期を延長し得る。例えば、血清アルブミン融合ポリペプチドの例として、本明細書中にその全てが参考として詳細に援用される、米国特許第6,423,512号、同第5,876,969号、同第6,593,295号および同第6,548,653号を参照のこと。hSAは、身体全体(特に、腸成分および血液成分)に広く分布し、そして浸透圧および血漿量の維持について重要な役割を有する。それは、肝臓で徐々に除去され、そして代表的には、ヒトにおいて14日〜20日のインビボ半減期を有する(Waldmannら、(1977)Albumin,Str
ucture Function and Uses;Pergamon Press;pp.255−275)。
【0037】
融合パートナーが、血清タンパク質に結合可能な分子である場合に、その分子は、合成の低分子、脂質またはリポソーム、合成核酸(例えば、アプトマー)を含む核酸、ペプチド、またはオリゴ糖であり得る。上記分子はさらに、例えば、FcγR1、FcγR2、FcγR3、ポリマーIgレセプター(PIGR)、ScFv、および血清タンパク質に特異的な他の抗体フラグメントのようなタンパク質であり得る。
【0038】
上記融合パートナーが、多量体化成分(MC)である場合に、これは、高次構造(例えば、二量体、三量体など)を形成する別のMCと相互作用することが可能な、任意の天然の配列または任意の合成の配列である。適切なMCとしては、c−junまたはc−fosに由来するロイシンジッパードメインを含む、ロイシンジッパー;κ軽鎖またはλ軽鎖の、定常領域に由来する配列;へリックス−ループ−へリックスモチーフ(Mullerら、(1998)FEBS Lett.432:45−49)、コイル−コイルモチーフなどのような合成配列、または他の一般的に受容された当該分野において公知の多量体化ドメインが挙げられる。いくつかの実施形態において、上記融合成分は、例えば、ヒトIgG、ヒトIgMまたはヒトIgAに由来する免疫グロブリン由来ドメインを含む。特定の実施形態において、上記免疫グロブリン由来ドメインは、IgGのFcドメイン、IgGの重鎖、およびIgGの軽鎖からなる群より選択され得る。IgGのFcドメインは、IgG1のアイソタイプ、IgG2のアイソタイプ、IgG3のアイソタイプ、およびIgG4のアイソタイプ、ならびに各アイソタイプ群内における任意のアロタイプより選択され得る。本発明のVEGFトラップの1つの例において、上記多量体化成分は、IgG4
Fcドメイン(配列番号29)である。
【0039】
(切断VEGFミニトラップの生成)
本発明のトラップの1つの実施形態において、2つ以上の本発明の融合ポリペプチドを含む切断VEGFミニトラップは、C領域含有MCを有する親トラップを、1つ以上のC領域含有MCが切断される条件に供することによって生成される。生じる切断されたミニトラップは、親トラップの、完全切断産物および部分切断産物であり得る。
【0040】
上記C領域含有MCは、別のMCと相互作用して高次構造(例えば、二量体、三量体)を形成することが可能な任意のMCであり得る。上記C領域は、MC内の任意の所望の部位に創出され得る。以下の実施例において提供される指針に照らして、当業者は得られた切断トラップの所望の特性(例えば、分子量、単量体または二量体など)に基づいてC領域の作製のために所望の部位を選択し得る。
【0041】
特定の実施形態において、上記C領域は、N末端CPPC配列(配列番号1)に続くFcΔClドメイン内に挿入されるトロンビン切断部位(LVPRGS)(配列番号6)である。この実施形態において、完全な大きさの親VEGFトラップ構築物は、Fcタグ化タンパク質として、細胞において発現され、それゆえ、例えば、プロテインAカラムによって、捕捉され、そして精製される。CPPC配列(配列番号1)のシステイン残基の1つまたは両方の間における、二量体形成および共有結合の形成に続いて、上記二量体は、1つまたは両方のFcΔC1ドメインを切断する条件下でトロンビンに曝露され、その結果、約50kD〜90kDの分子量を有する切断二量体ミニトラップが生成され、そして上記親トラップのVEGFに対する親和性に匹敵する親和性を有する。切断の条件は、当業者によって、部分切断産物または完全切断産物の好ましい形態(特定の特性(例えば、分子量)を有する特定の産物を所望することによって選択される切断条件)に制御され得る。
【0042】
特定の実施形態において、上記C領域は、CPPC配列(配列番号1)に対するFcΔC1ドメインN末端に挿入されるトロンビン切断部位(LVPRGS)(配列番号6)である。二量体の形成およびCPPC配列(配列番号1)のシステイン残基の1つまたは両方の間の共有結合に続いて、上記二量体は、FcΔC1ドメインの1つまたは両方が生じ、そして産生される切断されたミニトラップが生成される条件下でトロンビンに曝露される。従って、生成された単量体の切断されたミニトラップは、レセプター成分、およびFcの低分子フラグメントを含み、そして約25kDの大きさであり、切断された二量体のトラップおよび完全長の親トラップに対して、VEGFに対する親和性の減少を示す。組換えタンパク質として生成された類似の単量体のトラップは、約1nMのKを有することを示した。
【0043】
(VEGFミニトラップの生成)
1つの実施形態において、本発明は、1つ以上のレセプター成分ドメイン(R1R2)および/または(R1R3)(ここで、X≧1、Y≧1、ならびにR1、R2、およびR3は上述のように定義され)、および必要に応じて、好ましくは少なくとも1つのシステイン残基(ここで、少なくとも1つのシステイン残基は、他の融合ポリペプチドのMCに存在するシステイン残基(cMC)とジスルフィド結合を形成することが可能である)を有する1〜約200アミノ酸の間の長さのアミノ酸配列の、MCドメインである融合パートナーを有するVEGFミニトラップを特徴とする。上記cMCは、融合ポリペプチドの、N末端およびC末端、または2つのレセプター成分ドメイン間において生じ得る。1つの特定の実施形態において、システインは、VEGFレセプター成分(例えば、R1R2)のC末端に付加され、これによって上記融合ポリペプチドに、1つの融合ポリペプチドのC末端のシステイン残基と別の融合ポリペプチドのC末端のシステイン残基との間の共有ジスルフィド結合の形成を介して、共有結合二量体を形成させる。本例示において、上記ミニトラップは、配列番号2に示される上記融合ポリペプチドの二量体であり、ここで各融合ポリペプチド(R1R2−cMCまたはR1R2)は、約23.0kDの分子量を有する。
【0044】
別の実施形態において、上記cMCは、4アミノ酸の配列(XXXX)(配列番号11)である(ここでXは、任意のアミノ酸であり、そしてこの配列は少なくとも1つのシステイン残基を含むおよび任意の配列である)。特定の実施形態において、上記cMCは、レセプター成分ドメインのC末端に付加される。さらに特定の実施形態において、上記4アミノ酸配列は、ACGC(配列番号4)であり、そして上記cMCは第2の融合ポリペプチドに存在するシステイン残基と2つのジスルフィド結合を形成するcMCである。以下(表2)に示すように、例示されたミニトラップの両方は、上記親トラップに匹敵するVEGFに対する親和性を示す。
【0045】
(治療的使用)
本発明のVEGFミニトラップは、VEGFの、除去、阻害、または減少によって、改善されるか、回復されるか、阻害されるかまたは防がれる、任意の疾患または任意の状態の処置のために治療的に有用である。VEGFの阻害またはVEGFの減少によって改善される特定の状態の非網羅的なリストとしては、過度な血管内皮細胞増殖、血管透過性、浮腫または炎症(例えば、傷害、脳卒中または腫瘍に関連する脳浮腫);炎症性疾患(例えば、乾癬、または関節リウマチを含む関節炎)に関連した浮腫;喘息;火傷に関連して生成される浮腫;腫瘍、炎症または外傷に関連した、腹水または胸水;慢性的気道炎症;毛細管漏出症候群;敗血症;タンパク質の漏出増加に関連する腎疾患;ならびに加齢に関連した黄斑変性症、および糖尿病性網膜症のような眼疾患によって特徴付けられる臨床状態が挙げられる。
【0046】
本発明の組成物は、VEGFレベルの増加に関連した多種多様な疾患の処置のために、治療的に有用である。例えば、亢進されたTh2炎症および気道リモデリングは、喘息の病因において特徴的である(例えば、Eliasら、(1999)J.Clin.Invest.104:1001−6を参照のこと)。高められたVEGFレベルは、喘息患者由来の、組織および生物学的サンプルにおいて検出され、それは疾患の活性に直接的に相関し(Leeら、(2001)J.Allergy Clin.Immunol.107:1106−1108)、そして気道径および気道応答性に逆相関する。さらに、VEGFは、喘息の組織浮腫の原因となるが推定される。
【0047】
増加されたVEGFに関連する別の疾患は、膵臓管腺癌(PDAC)である。この悪性腫瘍は、しばしば病巣の内皮細胞増殖の増強を示し、そして頻繁に、VEGFを過剰発現する(Ferrara(1999)J.Mol.Med.77:527−543)。PDACは、消化管悪性腫瘍による死亡の20%以上の原因であり、米国および他の先進工業国における癌関連死亡率の第4番目の最も一般的な原因となっている、る。実験的証明は、膵臓癌におけるVEGFについての重要な役割を支持し、従って、VEGFインヒビターは、膵臓内腫瘍の増殖、そして局所および遠位性の転移を減弱する治療として見込まれる。
【0048】
E.coliで発現されるより低分子の、非グリコシル化ミニトラップ(実施例4)、CHO細胞で発現されるグリコシル化ミニトラップ(実施例5)、またはレセプターベースの単量体のトラップ(実施例6)は、局所/硝子体内送達について最適化された特徴(すなわち、より速い除去のためのより短い血清半減期、および望まれない全身的曝露の最小化)を有する。さらにそのより小さい大きさに起因して、上記ミニトラップは、目における内境界膜(ILM)を透過する能力、および硝子体を通過して網膜/網膜色素上皮(RPE)層へ拡散する能力(網膜疾患の処置を支援する)を有する。さらに、上記ミニトラップは、眼疾患(例えば、脈絡叢新血管新生、糖尿病性黄斑浮腫、増殖性糖尿病性網膜症、角膜新血管新生/移植拒絶)の処置における局所投与のために使用され得る。なお、さらに、上記ミニトラップは、VEGFの一過性(短期間)の遮断が必要とされる(例えば、VEGF遮断への長期間の曝露を避けるために)(例えば、乾癬の処置におけるように)任意の状況において使用され得る。
【0049】
緑内障手術後の不全を招く深刻な問題は、初期の炎症および初期の血管新生、ならびに過度に活動的な創傷治癒である。従って、本発明のVEGFトラップは、緑内障手術後の、初期の血管新生および初期のリンパ管新生、ならびに胞濾過へのマクロファージの再補充を防ぐための、緑内障手術に対するアジュバントとして有用に利用され得、手術結果を改善する。
【0050】
(組み合わせ治療)
多くの実施形態において、VEGFトラップは、第2のVEGFトラップ分子、化学療法剤、外科手術、カテーテルデバイス、および放射線を含む1つ以上の付加的化合物または付加的治療と組み合わせて投与され得る。組み合わせ治療は、VEGFトラップおよび1つ以上の付加的薬剤を含む単一の薬学的投薬処方物の投与;ならびにそれ自身別個の薬学的投与処方物での、VEGFトラップおよび1つ以上の付加的薬剤の投与を包含する、を含む。例えば、VEGFトラップおよび細胞障害剤、化学療法剤または増殖阻害剤は、単一の投薬組成物(例えば、組み合わされた処方物)中で一緒に、患者に投与され得るか、または各薬剤は別々の投与処方物において投与され得る。別々の投与処方物が使用される場合、本発明のVEGF特異的融合ポリペプチド、および1つ以上の付加的薬剤は、同時に投与され得るか、または別々の交代的な時間、すなわち、連続して投与され得る。
【0051】
本明細書中に使用される場合、用語「細胞障害剤」は、細胞の機能を阻害または妨害し、および/または細胞の破壊を引き起こす物質をいう。上記用語は、放射性同位元素(例えば、I131、I125、Y90およびRe186)、化学療法剤、および毒素(例えば、細菌、真菌、植物または動物起源の酵素的活性毒素、あるいはこれらのフラグメント)を包含することを意図する。
【0052】
「化学療法剤」は、癌の処置において有用な化学化合物である。化学療法剤の例としては、以下が挙げられる:アルキル化剤(例えば、チオテパおよびシクロホスファミド(Cytoxan(登録商標)));アルキルスルホネート(例えば、ブスルファン、インプロスルファンおよびピポスルファン);アジリジン(例えば、ベンゾドパ(benzodopa)、カルボコン、メチュレドパ(meturedopa)、およびウレドパ(uredopa));エチレンイミンおよびメチルメラミン(methylamelamine)(アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスフォラミド、トリエチレンチオホスフォラミドおよびトリメチロロメラミンを含む);ナイトロジェンマスタード(例えば、クロラムブシル、クロルナファジン(chlornaphazine)、クロロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、塩酸メクロレタミンオキシド、メルファラン、ノベムビチン(novembichin)、フェネステリン(phenesterine)、プレドニムスチン(prednimustine)、トロホスファミド(trofosfamide)、ウラシルマスタード);ニトロソ尿素(nitrosurea)(例えば、カルムスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン(fotemustine)、ロムスチン、ニムスチン、ラニムスチン);抗生物質(例えば、アクラシノマイシン(aclacinomysin)、アクチノマイシン、オースラマイシン(authramycin)、アザセリン、ブレオマイシン(bleomycin)、カクチノマイシン、カリケアミシン(calicheamicin)、カラビシン(carabicin)、カルミノマイシン(carminomycin)、カルジノフィリン(carzinophilin)、クロモマイシン(chromomycin)、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン(detorubicin)、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン(epirubicin)、エソルビシン(esorubicin)、イダルビシン(idarubicin)、マルセロマイシン(marcellomycin)、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン(nogalamycin)、オリボマイシン(olivomycin)、ペプロマイシン(peplomycin)、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、プロマイシン、クエラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン(rodorubicin)、ストレプトニグニン(streptonigrin)、ストレプトゾシン、チュベルシジン(tubercidin)、ウベニメクス(ubenimex)、ジノスタチン(zinostatin)、ゾルビシン);代謝拮抗物質(例えば、メトトレキサート および5−フルオロウラシル(5−FU);葉酸アナログ(例えば、デノプテリン(denopterin)、メトトレキサート、プテロプテリン、トリメトレキサート);プリンアナログ(例えば、フルダラビン(fludarabine)、6−メルカプトプリン、チアミプリン(thiamiprine)、チオグアニン);ピリミジンアナログ(例えば、アンシタビン(ancitabine)、アザシチジン(azacitidine)、6−アザウリジン、カルモフール(carmofur)、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン(doxifluridine)、エノシタビン(enocitabine)、フロクスウリジン);アンドロゲン(例えば、カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール(epitiostanol)、メピチオスタン(mepitiostane)、テストラクトン);抗副腎剤(anti−adrenal)例えば、アミノグルテチミド、ミトーテン、トリロスタン);葉酸補充剤(replenisher)(例えば、フロリニン酸(frolinic acid));アセグラトン(aceglatone);アルドホスファミドグリコシド(aldophosphamide glycoside);アミノレブリニン酸(aminolevulinic acid);アムサクリン(amsacrine);ベストラブシル(bestrabucil);ビサントレン(bisantrene);エダトラキサート(edatraxate);デホファミン(defofamine);デメコルチン;ジアジクオン(diaziquone);エルホルニチン(elfornithine);酢酸エリプチニウム(elliptinium acetate);エトグルシド(etoglucid);硝酸ガリウム;ヒドロキシ尿素;レンチナン(lentinan);ロニダミン(lonidamine);ミトグアゾン(mitoguazone);ミトザントロン;モピダモール(mopidamol);ナイトラクリン(nitracrine);ペントスタチン;フェナメット(phenamet);ピラルビシン(pirarubicin);ポドフィリニン酸(podophyllinic acid);2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK(登録商標);ラゾキサン(razoxane);シゾフィラン(sizofiran);スピロゲルマニウム(spirogermanium);テヌアゾン酸;トリアジクオン(triaziquone);2、2’、2”−トリクロロトリエチルアミン;ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール(mitobronitol);ミトラクトール(mitolactol);ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキサン類(例えば、パクリタキセル(Taxol(登録商標)、Bristol−Myers Squibb Oncology、Princeton、N.J.)およびドセタキセル(Taxotere(登録商標);Aventis Antony、France));クロラムブシル;ゲムシタビン(gemcitabine);6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキサート;白金アナログ(例えば、シスプラチンおよびカルボプラチン);ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド(ifosfamide);マイトマイシンC;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン(vinorelbine);ナベルビン(navelbine);ノバントロン(novantrone);テニポシド(teniposide);ダウノマイシン;アミノプテリン;キセロダ(xeloda);イバンドロネート(ibandronate);CPT−11;トポイソメラーゼインヒビターRFS 2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸;エスペラミシン(esperamicin);カペシタビン;ならびに上記のいずれかの薬学的に受容可能な塩、酸、または誘導体。腫瘍に対するホルモン作用を調節または阻害するように作用する抗ホルモン剤もまた、この定義に含まれ、これらとしては、以下が挙げられる:抗エストロゲン(例えば、タモキシフェン、ラロキシフェン、アロマターゼ阻害4(5)-イミダゾール、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン(trioxifene)、ケオキシフェン(keoxifene)、LY117018、オナプリストン(onapristone)、およびトレミフェン(toremifene)(Fareston)を含む);ならびに抗アンドロゲン(例えば、フルタミド、ニルタミド(nilutamide)、ビカルタミド(bicalutamide)、ロイプロリド、およびゴセレリン;ならびに上記のいずれかの薬学的に受容可能な塩、酸、または誘導体。
【0053】
本明細書中で使用される場合、「増殖阻害剤」とは、細胞(特に癌細胞)の増殖をインビトロまたはインビボのいずれかで阻害する、化合物または組成物をいう。増殖阻害剤の例としては、(S期以外の状態において)細胞周期進行を遮断する薬剤(例えば、G1阻止およびM期阻止を誘導する薬剤)が挙げられる。古典的なM期遮断薬としては、以下が挙げられる:ビンカ(ビンクリスチンおよびビンブラスチン)、Taxol(登録商標)、ならびにトポIIインヒビター(例えば、ドキソルビシン、エピルビシン(epirubicin)、ダウノルビシン、エトポシド、およびブレオマイシン。G1を阻止する以下の薬剤はまた、S期阻止にも及ぶ:例えば、タモキシフェン、プレドニゾン、ダカルバジン、メクロレタミン、シスプラチン、メトトレキサート、5−フルオロウラシル、およびアラ−C。
【0054】
(投与方法)
本発明は、処置方法を提供し、その方法は、被験体に本発明の有効量のVEGFトラップを投与する工程を包含する。好ましい局面において、上記トラップは、実質的に精製される(例えば、その効果を限定するか、または望ましくない副作用を生じる物質を実質的に含まない)。上記被験体は、好ましくは哺乳動物であり、最も好ましくはヒトである。
【0055】
種々の送達系が公知であり、そして本発明の薬剤を投与するために使用され得る:例えば、リポソーム中、微粒子中、微小カプセル中へのカプセル化、化合物を発現し得る組換え細胞、レセプター媒介性エンドサイトーシス(例えば、WuおよびWu、1987、J.Biol.Chem.262:4429−4432を参照のこと)、レトロウイルスの一部としての核酸の構築物、または他のベクターなど。導入方法はまた、経腸的または非経口的であり得、その導入方法としては、皮内経路、筋内経路、腹腔的経路、静脈内経路、皮下経路、経鼻経路、眼内経路、および経口経路が挙げられる。上記化合物はまた、任意の便利な経路によって(例えば、注入またはボーラス注射によって、上皮の内層もしくは粘膜皮膚内層(例えば、口腔粘膜、直腸粘膜、および腸粘膜)からの吸収によって)投与され得、そして他の生物学的に活性な薬剤と一緒に投与され得る。投与は、全身的でも局所的でもよい。投与は、急性的でも慢性的(例えば、毎日、毎週、毎月など)でも、他の薬剤と組み合わせてもよい。肺の投与もまた、例えば、吸入器または噴霧器の使用によって、およびエアロゾル化剤との処方によって、使用され得る。
【0056】
別の実施形態において、上記活性剤は、制御放出システムまたはポンプにおいて、ベシクル、特にリポソームで送達され得る。本発明の活性剤がタンパク質をコードする核酸である別の実施形態において、その核酸は、それを、適切な核酸発現ベクターの一部として構築し、そして細胞内に至るようにそれを以下により投与することによって、インビトロで投与されてそのコードされたタンパク質の発現を促進し得る:例えば、レトロウイルスベクターの使用によって(例えば、米国特許第4,980,286号を参照のこと)、直接的な注射によって、または微粒子照射の使用によって、または脂質もしくは細胞表面レセプターもしくはトランスフェクト剤でのコーティングによって、または核に入ることが公知のホメオボックス様ペプチドに結合させてそれを投与することによって(例えば、Joliotら 1991、Proc.Natl.Acad.Sci.USA88:1864−1868を参照のこと)など。あるいは、核酸は、細胞内に導入され得、そして発現のために、宿主細胞DNA内に、相同組換えによって組み入れられ得る。
【0057】
特定の実施形態において、本発明の薬学的組成物を、処置を必要としている領域に局所的に投与することが所望され得る;これは、例えば、以下によって達成され得るが、それらは限定的な方法ではない:手術の間の局所注入、局所適用によって(例えば、注射によって)、カテーテルによって、または移植物(この移植物は、多孔性物質、非多孔性物質、またはゼラチン状物質である)(膜(例えば、シアル酸(sialastic)膜)、繊維、または市販の皮膚代替物を含む)によって。
【0058】
本発明の方法を実施することに有用な組成物は、本発明の薬剤を、溶液中、懸濁液中、またはその両方に含む液体であり得る。用語「溶液/懸濁液」とは、活性剤の第一の部分が溶液中に存在し、活性剤の第2の部分が粒子状形態で液体マトリックスに懸濁して存在する、液体組成物をいう。液体組成物はまた、ゲルを含む。液体組成物は、水性でも軟膏の形態でもよい。さらに、上記組成物は、眼の中(例えば、眼と瞼との間)または結膜嚢に挿入され得る固形物品の形態をとり得、ここで、VEGFトラップが放出される。そのような物品からの放出は、通常、涙液を介してか、または角膜それ自体に直接的にかのいずれかで、角膜に対してであり、上記固体物品は一般的に直接接触している。眼の中への移植に適切な固体物品は、一般的に、主に生体侵食性ポリマーまたは非生体侵食性ポリマーから構成される。水溶液および/または水性懸濁液は、点眼の形態であり得る。活性剤の望ましい投薬量は、既知数の点眼を眼に投与することによって測定され得る。例えば、25μlの点眼体積については、1〜6つの点眼の投与が、25〜150μlの組成物を送達する。
【0059】
本発明の方法を実施するのに有用な、水性懸濁液または溶液/懸濁液は、懸濁剤として1種以上のポリマーを含有し得る。有用なポリマーとしては、水溶性ポリマー(例えば、セルロース系ポリマー)および水不溶性ポリマー(例えば、架橋されたカルボキシ含有ポリマー)が挙げられる。本発明の水性懸濁液または溶液/懸濁液は、好ましくは、粘稠性または粘膜付着性であるか、またはさらにより好ましくは、粘稠性または粘膜付着性の両方である。
【0060】
別の実施形態において、本発明の方法を実施するのに有用な組成物は、インサイチュでゲル化可能の水性組成物である。そのような組成物は、眼または涙液との接触の際にゲル化を促進するのに効果的な濃度のゲル化剤を含有する。適切なゲル化剤としては、熱硬化性ポリマーが挙げられるが、これに限定されない。本明細書中で使用される場合、用語「インサイチュでゲル化可能」は、眼または涙液との接触の際にゲルを形成する低粘度の液体を包含するだけでなく、眼への投与の際に実質的に増加した粘度またはゲル剛性を示す、より粘性な液体(例えば、半流動体)およびチキソトロープ性のゲルも包含する。
【0061】
(診断法およびスクリーニング方法)
本発明のVEGFトラップは、診断的におよび/またはスクリーニング方法で使用され得る。例えば、上記トラップは、臨床研究の間のVEGFレベルをモニタリングして処置効力を評価するために使用され得る。別の実施形態において、本発明の方法および組成物は、臨床研究に入るための個体をスクリーニングして、例えば、高すぎるVEGFレベルまたは低すぎるVEGFレベルを有する個体を同定するために使用される。上記トラップは、VEGFの局在化および活性に関する、当該分野で公知の方法(例えば、適切な生理学的サンプルにおけるVEGFレベルの画像化、測定)、および診断方法などで使用され得る。
【0062】
本発明のトラップは、存在する非結合VEGFの量を定量するインビボおよびインビトロのスクリーニングアッセイで使用され得、例えば、VEGFの発現を低下し得る試験薬剤を同定するスクリーニング方法で使用され得る。より一般的には、本発明のトラップは、VEGFの定量および/または単離が所望される任意のアッセイまたはプロセスで使用され得る。
【0063】
(薬学的組成物)
本発明はまた、本発明のVEGFミニトラップを含有する薬学的組成物を提供する。そのような組成物は、治療有効量の1種以上のミニトラップ、および薬学的に受容可能なキャリアを含有する。用語「薬学的に受容可能な」とは、動物での使用について、より具体的にはヒトでの使用について、連邦政府もしくは州政府の監督官庁によって認証されていることを意味するか、または米国薬局方もしくは他の一般的に認識された薬局方に列挙されていることを意味する。用語「キャリア」とは、希釈剤、アジュバント、賦形剤、またはビヒクルをいい、これらと一緒に治療剤は投与され得る。そのような薬学的キャリアは、無菌性液体(例えば、水および油)であり得、これらとしては、石油からなる油、動物油、植物油または合成由来の油(例えば、落花生油、大豆油、鉱物油、ゴマ油など)が挙げられる。適切な薬学的賦形剤としては、以下が挙げられる:デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、米、小麦、胡粉、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、グリセロールモノステアレート、滑石、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなど。所望の場合、上記組成物はまた、微量の湿潤剤もしくは乳化剤、またはpH緩衝剤を含有し得る。これらの組成物は、溶液、懸濁液、乳化液、錠剤、丸剤、カプセル剤、散剤、徐放性処方物などの形態をとり得る。適切な薬学的キャリアの例は、E.W.Martinによる「Remington’s Pharmaceutical Sciences」に記載されている。
【0064】
本発明のVEGFミニトラップは、中性形態または塩形態として処方され得る。薬学的に受容可能な塩としては、遊離のアミノ基で形成されている塩(例えば、塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸などから誘導された塩)、および遊離のカルボキシル基で形成されている塩(たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウム、水酸化第2鉄、イソプロピルアミン、トリエチルアミン、2−エチルアミノエタノール、ヒスチジン、プロカインなどから誘導された塩)が挙げられる。
【0065】
なおさらに、本発明の方法を実施するのに有用な水性組成物は、眼に適合性のpHおよび重量オスモル濃度を有する。1種以上の眼に受容可能なpH調整剤および/または緩衝剤は、本発明の組成物中に含まれ得、これらとしては、以下が挙げられる:酸(例えば、酢酸、ホウ酸、クエン酸、乳酸、リン酸および塩酸);塩基(例えば、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、および乳酸ナトリウム);ならびに緩衝剤(例えば、シトレート/デキストロース、炭酸水素ナトリウムおよび塩化アンモニウム)。そのような酸、塩基、および緩衝剤は、眼に受容可能な範囲の、組成物のpHを維持するために必要とされる量で含有される。1種以上の眼に受容可能な塩は、上記組成物中に、その組成物の重量オスモル濃度を眼に受容可能な範囲にするのに十分な量で含有される。そのような塩としては、ナトリウムカチオン、カリウムカチオンまたはアンモニウムカチオン、および塩化物アニオン、クエン酸アニオン、アスコルビン酸アニオン、ホウ酸アニオン、リン酸アニオン、炭酸水素アニオン、硫酸アニオン、または亜硫酸水素アニオンが挙げられ得る。
【0066】
その意図された治療的使用に効果的であるトラップの量は、本発明の記載に基づく標準的な臨床技術によって決定され得る。さらに、インビトロアッセイは、必要に応じて、最適投薬範囲を同定するために使用され得る。一般的に、静脈内投与のために適切な投薬範囲は、一般的に、体重1kgあたり約50〜5000μgの活性化合物である。鼻腔内の投与のための適切な投薬範囲は、一般的に、約0.01pg/kg体重〜1mg/kg体重である。有効用量は、インビトロまたは動物モデルの試験系から誘導された用量応答曲線から外挿され得る。
【0067】
全身投与のために、治療有効用量は、最初にインビトロアッセイから見積もられ得る。例えば、用量は、動物モデルにおいて処方され、細胞培養において決定されるようなIC50を含む循環濃度範囲を達成し得る。このような情報は、ヒトにおける有用な用量を正確に決定するために使用され得る。開始投薬量もまた、当該分野で周知の技術を使用して、インビボデータ(例えば、動物モデル)から見積もられ得る。当業者は、動物データに基づいて、ヒトへの投与を容易に最適化し得る。
【0068】
投薬量および投薬間隔は、個々に調整され、治療効果を維持するのに十分な、血漿レベルの化合物を提供し得る。局所的投与または選択的取り込みの場合、化合物の効率的な局所的濃度は、血漿濃度に関連し得ない。当業者は、実験を行うことなく、治療的に有効な局所投薬量を最適化し得る。
【0069】
投与される化合物の量は、言うまでもなく、処置される被験体、その被験体の体重、苦痛の重篤度、投与様式、および主治医の判断に依存する。治療は、症状が検出可能な間、または例え症状が検出可能でない場合でも、断続的に繰り返され得る。上記治療は、単独でか、または他の薬物と組み合わせて、提供され得る。
【0070】
(細胞トランスフェクションおよび遺伝子治療)
本発明は、インビトロおよびインビボにおける細胞のトランスフェクションのための、本発明の融合ポリペプチドをコードする核酸の使用を包含する。これらの核酸は、標的細胞および標的の生物体のトランスフェクションのため、多数の周知のベクターのいずれにも挿入され得る。これらの核酸は、上記ベクターと上記標的細胞との相互作用を介して、エキソビボおよびインビボで細胞にトランスフェクトされる。上記組成物は、治療応答を誘発するのに十分な量で(例えば、筋への注入によって)被験体に投与される。この応答を達成するのに適切な量は、「治療有効用量」または「治療有効量」として定義される。
【0071】
別の局面において、本発明は、ヒトまたは他の動物においてVEGFレベルを低下させる方法を提供する。この方法は、本発明の融合タンパク質をコードする核酸で細胞をトランスフェクトする工程を包含する。ここで、この核酸は、上記融合ポリペプチドもしくはミニトラップをコードする核酸に作動可能に連結された誘導性プロモータを含む。ヒト疾患の処置または予防における遺伝子治療処置については、例えば、Van Brunt(1998)Biotechnology 6:1149−1154を参照のこと。
【0072】
(キット)
本発明はまた、製造物品を提供する。この物品は、包装材料、およびこの包装材料に梱包された薬学的薬剤を含む。ここで、この薬学的薬剤は、本発明の融合ポリペプチドの2以上からなる少なくとも1つのVEGFトラップを含有し、そして上記包装材料は、VEGF特異的融合ポリペプチドがVEGF媒介性の疾患または状態を処置するために使用され得ることを示すラベルまたは添付文書を備える。
【0073】
(トランスジェニック動物)
本発明は、本発明のトラップを発現するトランスジェニック非ヒト動物を包含する。トランスジェニック動物は、受精卵の雄性前核に(例えば、マイクロインジェクション、レトロウイスル感染によって)核酸を導入し、その卵を偽妊娠雌養育動物(foster animal)内で発生させることによって作製され得る。発現ベクター内で有用な任意の調節配列もしくは他の配列が、上記トランスジェニック配列の一部を形成し得る。組織特異的調節配列は、導入遺伝子に作動可能に連結されて、特定細胞をその導入遺伝子の発現に導く。本発明の融合ポリペプチドもしくはミニトラップを発現するトランスジェニック非ヒト動物は、種々の用途(このような融合ポリペプチドを生成する手段としての用途が挙げられる)で有用である。さらに、上記導入遺伝子は、誘導性プロモータの制御下におくことができ、これによって上記融合ポリペプチドもしくはミニトラップの発現は、例えば、低分子の投与によって制御され得る。
【0074】
(特定の実施形態)
以下に記載される実験において、より低分子のVEGFトラップが作製され、そしてこれらのVEGFに結合する能力が研究される。このようなミニトラップは、好ましくは、特定の用途で使用される。例えば、特定の状態もしくは疾患は、好ましくは、VEGFトラップの全身投与によるよりもむしろ、特定の器官、組織、もしくは細胞へのVEGFトラップの局所投与によって処置され得る。本発明のミニトラップの一例において、より低分子のVEGFトラップが、Fcドメインに作製された切断領域(C領域)を有する二量体化VEGFトラップの方向性のある切断(directed cleavage)によって生成された(実施例2)。切断トラップは、完全な大きさの親トラップと同等のVEGFに対する親和性、およびこの親とラップと同等の半減期を示した。実施例3〜5は、VEGFレセプター成分および1つもしくは2つのシステイン残基からなる多量体化成分を有する融合ポリペプチドの構築を記載する。親和性測定は、非グリコシル化融合ポリペプチドがE.coliにおいて発現されたこと、またはCHO細胞で発現されたグリコシル化ポリペプチドが、完全な大きさの親トラップに匹敵する、VEGFに対する結合親和性を有したことを示した。実施例6は、(R1R2)からなる、VEGFに結合して阻害し得る単量体VEGFトラップをさらに示す。実施例7は、全長トラップ(配列番号10)に匹敵するVEGFへの高い結合親和性を示すVEGFミニトラップ(配列番号26)の構築を記載する。
【0075】
本発明の他の特徴は、以下の例示的実施形態の記載の過程で明らかになる。以下の実施形態は、本発明の説明のために示され、これらを限定することを意図されない。
【実施例】
【0076】
以下の実施例は、当業者に、本発明の方法をどのように実施しかつ使用するか、および本発明の組成物をどのように作製しかつ使用するかの完全な開示および記載を提供するために示され、そして本発明者らが本発明であるとみなすところの範囲を限定することを意図されない。
【0077】
使用される数値(例えば、量、温度など)に関して精度を保証するための努力がなされたが、ある程度の実験誤差および偏差を考慮すべきである。他に示されない限り、部は、重量部であり、分子量は、平均分子量であり、温度は摂氏であり、そして圧力は大気圧もしくは大気圧付近である。
(実施例1.Flt1D2.Flk1D3.FcΔC1(a)の構築)
親VEGFトラップ、Flt1D2.Flk1D3.FcΔC1(a)(配列番号7〜8)、VEGFR1R2.FcΔC1(a)(配列番号9〜10)、およびFlt1D2.VEGFR3D3.FcΔC1(a)(配列番号12〜13)の構築は、PCT公開番号WO /0075319(本明細書において、その全体が、詳細に参考として援用される)に詳細に記載されている。WO /0075319においては、VEGFトラップをコードする核酸構築物を構築および発現する方法、VEGFに結合するVEGFトラップを検出および測定する方法、BIAcore分析によってVEGF結合の化学量論を決定する方法、および薬物動態分析もまた記載されている。
【0078】
(実施例2.トロンビン切断二量体VEGFミニトラップ)
VEGFR1R2.FcΔC1(a)(配列番号9〜10)構築物を、FcドメインのCPPC(配列番号1)後にトロンビン切断を挿入して改変した。精製VEGFトラップ(5μg)を、トロンビン(Novagen)とともに、20mM Tris−HCl(pH 8.4)、50mM NaCl、2.5mM CaCl中で、16時間37℃でインキュベートした。切断コントロールタンパク質(CCP)および親VEGFトラップタンパク質を含んだコントロールを、トロンビンなしでインキュベートした。SDS−PAGE分析(Tris−グリシン 4〜20%ゲル;5μgタンパク質/レーン)により、正しい切断を確認した(結果は示さず)。
【0079】
(アフィニティー決定)
親VEGFトラップ、トロンビン切断部位を含む非切断VEGFトラップ(「非切断VEGFトラップ」)、切断VEGFミニトラップ、および組み換え単量体R1R2−myc myc hisについて、各VEGFトラップのhVEGF165への結合のKdを、WO /0075319に記載されるように決定した。より具体的には、VEGF165依存性レセプターリン酸化をブロックするこれらのトラップの能力を、初代ヒト内皮細胞(HUVEC)を用いて決定した。VEGF165を、種々の濃度の試験トラップの存在下でインキュベートし、その混合物にHUVECを添加して、VEGFR2のチロシンリン酸化を刺激した。不足当量濃度のVEGFトラップにおいて、非結合VEGFは、レセプターリン酸化を誘導した。しかし、VEGFトラップ対リガンドの1:1モル比もしくはより大きいモル比(1:1 ratio of greater)では、レセプターシグナル伝達の完全なブロックが観察され、このことは、トラップ二量体の単一分子が、ヒトVEGF165の単一分子をブロックし得ることを証明した。したがって、VEGFトラップのVEGFに対する高結合親和性は、VEGFの細胞表面レセプターとの相互作用を妨げる複合体の形成を生じる。同等の結果が、親VEGFトラップ、非切断VEGFトラップ、および切断VEGFミニトラップについての、同じリン酸化阻害実験に関して得られた。この結果を表1に示す。
【0080】
【表1】

(実施例3.VEGFミニトラップをコードするプラスミドの構築)
VEGFミニトラップを、親VEGFトラップ、VEGFR1R2.FcΔC1(a)(配列番号9〜10)の前駆体から構築した。ここで、3つのアミノ酸、グリシン−アラニン−プロリンは、Flk1 D3とFcΔC1(a)との間のリンカーとして作用した。このプラスミド、pTE115を、VEGFミニトラップの構築に使用した。なぜなら、このリンカーDNA配列は、VEGFトラップの操作を容易にするSrf I制限エンドヌクレアーゼ認識配列を含むからである。他の全ての点で、pTE115によってコードされるVEGFトラップは、PCT出願WO /0075319に詳細に記載されるVEGFトラップ、VEGFR1R2.FcΔC1(a)(配列番号9〜10)と同一である。
【0081】
2つのVEGFミニトラップを、レセプター成分Flt1D2.Flk1D3のC末端に付加された単一のシステイン残基(R1R2)(配列番号2)またはアミノ酸ACGC(配列番号4)(R1R2ACGC)(配列番号5)のいずれかからなる、多量体化ドメインを用いて構築した。これらの構築物の両方とも、1つの(R1R2)または2つの(R1R2ACGC)分子間ジスルフィドによって安定化されたホモ二量体分子を形成し得る。
【0082】
pTE115 DNAのSrf IおよびNot Iでの消化によって生成した690bpフラグメントを除去し、そしてオリゴR1R2NC(配列番号14)およびR1R2CC(配列番号15)をアニーリングすることによって形成された合成DNAフラグメントを挿入することによって、プラスミドpTE517を作製した。得られたプラスミドは、R1R2(これは、その後にシステイン残基が続くFlt1D2.Flk1D3ドメイン(配列番号23)からなる)をコードする。同様に、pTE115 DNAのSrf
IおよびNot Iでの消化によって生成された690bpフラグメントを除去し、続いてオリゴR1R2NACGC(配列番号16)およびR1R2CACGC(配列番号17)をアニーリングすることによって形成された合成DNAフラグメントを用いたライゲーションによって、プラスミドpTE518を作製した。得られたプラスミドは、R1R2ACGC(これは、その後にアミノ酸ACGCが続くFlt1D2.Flk1D3ドメイン(配列番号25)からなる)をコードする。
【0083】
プラスミドをまた、これらのミニトラップをE.coli内で発現させるように構築した。プライマーR1R2N−Ncol(配列番号18)およびR1R2CNot1(配列番号19)を使用して、親VEGFトラップ(配列番号10)に対してアミノ酸G30〜K231をコードする、pTE115由来のDNAフラグメントを増幅した。この配列の増幅は、5’末端における開始メチオニンコドンの融合、および3’末端におけるシステインに対するコドンの融合(その後に終止コドンが続く)を生じた(配列番号2)。このDNAフラグメントを、次いで、E.coli発現プラスミドpRG663のNco I部位およびNot I部位へクローニングしてpRG1102を得、これによってR1R2の発現は、ファージT7Φ1.1プロモータからの転写に依存した。pRG1102からの遺伝子発現の誘導は、E.coli宿主株RFJ238の細胞質中のR1R2cysの蓄積を生じる。同様に、プライマーR1R2N−Nco1(配列番号18)およびR1R2ACGC−Not1(配列番号20)を、アミノ酸G30〜K231をコードするpTE115由来のDNAフラグメント(配列番号10)を増幅するために使用し、これは、5’末端における開始メチオニンコドンの融合、および3’末端におけるACGC(配列番号4)の融合(その後に終止コドンが続く)を生じた(配列番号5)。このフラグメントを、次いで、E.coli発現プラスミドpRG663のNco I部位およびNot I部位にクローニングしてpRG1103を得、これによってR1R2ACGCの発現は、ファージT7Φ1.1プロモータからの転写に依存した。pRG1102およびpRG1103の両方からの遺伝子発現の誘導は、E.coli宿主株RFJ238の細胞質中の、それぞれR1R2またはR1R2ACGCの蓄積を生じた。
【0084】
(実施例4.E.coli由来のVEGFミニトラップの精製および特徴付け)
R1R2およびR1R2ACGCの両方を、E.coliで細胞質タンパク質として発現させ、そして上記と同じ方法で精製した。E.coli K12株RFJ238におけるpRG1102またはpRG1103のいずれかに対するT7Φ1.1プロモータの誘導は、細胞質への上記タンパク質の蓄積をもたらした。誘導後、細胞を遠心分離によって回収し、50mM Tris−HCl(pH 7.5)、20mM EDTA中に再懸濁し、そしてNiro−Soavi細胞ホモジナイザーを通過させることによって溶解させた。溶解した細胞から遠心分離によって封入体を回収し、蒸留HOで一度洗浄し、次いで8Mグアニジウム−HCl、50mM Tris−HCl(pH 8.5)、100mM硫酸ナトリウム、10mM四チオン酸ナトリウム中に溶解し、室温で16時間インキュベートした。清澄な上清を、6Mグアニジウム−HCl、50mM Tris−HCl(pH 7.5)で平衡化したS300カラムで分画した。R1R2を含む画分をプールし、6M尿素、50mM Tris−HCl(pH 7.5)に対して透析した。透析したタンパク質を、2M尿素、50mM Tris−HCl(pH 8.5)、2mMシステインに希釈し、次いで、7日間、4℃でゆっくりと攪拌した。再度折り畳まれた(Refolded)タンパク質を50mM Tris−HCl(pH 7.5)に対して透析し、次いで、50mM Tris−HCl(pH 7.5)で平衡化したSP−セファロースカラムにロードし、50mM Tris−HCl(pH 7.5)中で、0〜1MのNaCl勾配で溶出した。R1R2を含む画分をプールし、濃縮し、そして50mM
Tris−HCl(pH 7.5)、150mM NaClで平衡化したSuperdex 200カラムにロードした。ミニトラップ二量体を含む画分を回収し、プールした。精製したミニトラップの分子量を、SDS−PAGEにより、約46kDと推定した。
【0085】
BIAcoreアッセイを(WO /0075319に記載されるように)実施して、VEGFに対するトラップ親和性を決定し、そしてその結果は、R1R2ミニトラップおよびR1R2ACGCミニトラップが全長VEGFトラップに匹敵するVEGF親和性を有することを示した(表2)。
【0086】
【表2】

(実施例5.CHO K1におけるVEGFミニトラップの発現)
pTE517およびpTE518によってコードされるVEGFミニトラップの発現は、CHO細胞中で発現した場合、ヒトCMV−MIEプロモータからの転写に依存し、培養培地中へのミニトラップの分泌を生じる。CHO K1において分泌タンパク質として発現される場合、両ミニトラップは、馴化培地中に見出され、そしてSDS−PAGEによるその分子量の推定値は、予想したとおり、このタンパク質がグリコシル化されていることを示唆した。SDS−PAGEによる分析はまた、このミニトラップが、C末端システイン間の分子間ジスルフィドによって安定化されたホモ二量体分子を形成し得ることを示した。具体的には、このR1R2ミニトラップは、CHO細胞内で分泌タンパク質として発現された場合、共有結合性二量体を効率的に形成した。
【0087】
(実施例6.単鎖VEGFミニトラップの構築および発現)
多量体化ドメイン(配列番号24)を必要としないVEGFミニトラップをまた、構築した。このミニトラップを、タンデムレセプタードメイン(配列番号24のアミノ酸232〜233)間のGly−Proリンカーを用いた、1つのFlt1D2.Flk1D3ドメイン(R1R2)(配列番号24のアミノ酸30〜231)の、第二のFlt1D2.Flk1D3ドメイン(R1R2)(配列番号24のアミノ酸234〜435)への直接的融合によって構築した。
【0088】
タンデムFlt1D2.Flk1D3ドメインをコードする遺伝子を構築するため、pTE115中に見出されるFlt1D2.Flk1D3ドメインをコードするDNAとのDNA相同性を最小化する、1つのFlt1D2.Flk1D3ドメインをコードするDNAフラグメントを合成した(Blue Heron Biotechnology)。この合成DNAフラグメントを、Srf I−Not Iフラグメントとして、pTE115のSrf I−Not I部位へクローニングし、pTE570を得た。これは、CMV−MIEプロモータに由来するR1R2−R1R2 VEGFミニトラップを発現する。このプラスミドがCHO K1細胞にトランスフェクトされる場合、このR1R2−R1R2 VEGFミニトラップは、培養培地中に蓄積する。
【0089】
(実施例7.VEGFミニトラップの構築および発現)
上記の通り、1つのFlt1D2.Flk1D3ドメイン(R1R2)(配列番号26のアミノ酸30〜231)とCPPCで終止するC末端の9つのアミノ酸配列との直接的融合によって、VEGFミニトラップを構築した。このプラスミドがCHO K1細胞にトランスフェクトされる場合、配列番号26のVEGFミニトラップは、培養培地に分泌される。非還元SDS−PAGE電気泳動によるその後の精製ならびに未変性光散乱分析は、約64kDaの分子量を有するトラップ分子を同定した。この分子量は、共有結合性二量体が、配列番号26の2つの融合ポリペプチドの間で形成されたことを示す。同様の実験を、配列番号27および28の融合ポリペプチドをコードするプラスミドを用いて実施し、そして同様に、これらの分子が、ホモ二量体トラップを形成することを示した。配列番号10および配列番号26の二量体からなるEGFトラップへのヒトVEGF−165の結合についての親和性決定を、表3に示す。
【0090】
【表3】

【0091】
(配列表)
【数1】

【数2】

【数3】

【数4】

【数5】

【数6】

【数7】

【数8】

【数9】

【数10】

【数11】

【数12】

【数13】

【数14】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
明細書に記載の発明。

【公開番号】特開2010−246557(P2010−246557A)
【公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−142107(P2010−142107)
【出願日】平成22年6月22日(2010.6.22)
【分割の表示】特願2006−517806(P2006−517806)の分割
【原出願日】平成16年6月29日(2004.6.29)
【出願人】(597160510)リジェネロン・ファーマシューティカルズ・インコーポレイテッド (50)
【氏名又は名称原語表記】REGENERON PHARMACEUTICALS, INC.
【Fターム(参考)】