(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024149493
(43)【公開日】2024-10-18
(54)【発明の名称】抗VEGF剤を使用した血管新生障害の治療のための方法および組成物
(51)【国際特許分類】
A61K 38/17 20060101AFI20241010BHJP
A61P 27/02 20060101ALI20241010BHJP
C07K 14/71 20060101ALN20241010BHJP
C07K 19/00 20060101ALN20241010BHJP
【FI】
A61K38/17
A61P27/02
A61K38/17 ZNA
C07K14/71 ZNA
C07K19/00
C07K14/71
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024108070
(22)【出願日】2024-07-04
(62)【分割の表示】P 2020540442の分割
【原出願日】2019-01-25
(31)【優先権主張番号】62/622,382
(32)【優先日】2018-01-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】508228061
【氏名又は名称】ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】フェラーラ,ナポレオン
(57)【要約】
【課題】抗VEGF剤を使用した血管新生障害の治療のための方法および組成物の提供。
【解決手段】抗VEGF剤を使用する血管新生障害の治療のための方法および組成物が提供される。抗VEGF剤は、VEGF結合ドメインを含み、硝子体に結合する能力を有する。強力なヘパリン結合特性を有するVEGF結合ドメインを有するFC-IGG融合タンパク質、分裂促進活性の強力な阻害、および改善された薬物動態、すなわち、抗VEGF剤のより長い半減期、および結果的により少ない投与頻度の例示的な実施形態が提供される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Fc-IgGに作動可能に連結されたVEGF結合部分を含む抗VEGF剤であって、前記VEGF結合部分が、VEGFR-1のIgG様ドメイン2である少なくとも1つのVEGF結合ドメインを含み、前記抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れたVEGF刺激有糸分裂阻害能力を有する、抗VEGF剤。
【請求項2】
前記抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れた硝子体結合能力を有する、請求項1に記載の抗VEGF剤。
【請求項3】
前記抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れた硝子体結合VEGF刺激内皮細胞増殖阻害能力を有する、請求項2に記載の抗VEGF剤。
【請求項4】
前記薬剤が、アフリベルセプトと比較して、インビボで増加した半減期を有する、請求項3に記載の抗VEGF剤。
【請求項5】
前記VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン1、2、および3(V1-2-3)からなる、請求項4に記載の抗VEGF剤。
【請求項6】
前記抗VEGF剤が、配列番号1で定義されるアミノ酸配列を含む、請求項5に記載の抗VEGF剤。
【請求項7】
前記VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン2および3(V2-3)からなる、請求項4に記載の抗VEGF剤。
【請求項8】
前記抗VEGF剤が、配列番号3で定義されるアミノ酸配列を含む、請求項5に記載の抗VEGF剤。
【請求項9】
前記VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン1、2、3、および3(V1-2-3-3)からなる、請求項4に記載の抗VEGF剤。
【請求項10】
前記抗VEGF剤が、配列番号5で定義されるアミノ酸配列を含む、請求項5に記載の抗VEGF剤。
【請求項11】
前記VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン2、3、および3(V2-3-3)からなる、請求項4に記載の抗VEGF剤。
【請求項12】
前記抗VEGF剤が、配列番号7で定義されるアミノ酸配列を含む、請求項5に記載の抗VEGF剤。
【請求項13】
治療有効量の、請求項1~12のいずれかに記載の抗VEGF剤および薬学的に許容される賦形剤を含む、医薬組成物。
【請求項14】
治療を必要とする対象におけるVEGF関連障害を治療する方法であって、治療有効量の、請求項1~12のいずれかに記載の抗VEGF剤を前記対象に投与することを含む、方法。
【請求項15】
前記抗VEGF剤が、罹患組織または臓器に直接注射される、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記罹患組織または臓器が、眼である、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記VEGF関連障害が、新生血管加齢性黄斑変性症、近視に続発する脈絡膜新生血管、増殖性糖尿病性網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、網膜静脈閉塞症などの網膜血管閉塞、眼腫瘍、フォンヒッペル・リンダウ症候群、未熟児網膜症、ポリープ状脈絡膜血管症、結腸直腸癌、肺癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、腎臓癌、神経鞘腫、神経膠腫、上衣腫、および抗VEGF療法から恩恵を受ける腫瘍性または非腫瘍性障害を含む群から選択される、請求項14に記載の方法。
【請求項18】
治療を必要とする対象におけるVEGF関連障害を治療する方法であって、治療有効量の、請求項13に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含む、方法。
【請求項19】
前記抗VEGF剤が、罹患組織または臓器に直接注射される、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記罹患組織または臓器が、眼である、請求項20に記載の方法。
【請求項21】
前記VEGF関連障害が、新生血管加齢性黄斑変性症、近視に続発する脈絡膜新生血管、増殖性糖尿病性網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、網膜静脈閉塞症などの網膜血管閉塞、眼腫瘍、ポリープ状脈絡膜血管症、フォンヒッペル・リンダウ症候群、未熟児網膜症、結腸直腸癌、肺癌、子宮頸癌、卵巣癌、子宮内膜癌、腎臓癌、神経鞘腫、神経膠腫、上衣腫、および抗VEGF療法から恩恵を受ける腫瘍性または非腫瘍性障害を含む群から選択される、請求項19に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
この出願は、2018年1月26日に提出された米国仮出願第62/622,382号の優先権の利益を主張し、この出願は参照により本明細書に組み込まれる。
配列表
【0002】
本出願には、ASCIIフォーマットで電子的に提出された配列表が含まれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。2019年1月25日に作成された上記のASCIIコピーの名称は24978-0470_SL.txtであり、サイズは50,960バイトである。
【背景技術】
【0003】
血管は、組織および臓器に栄養素を運び、異化産物を除去するため、新生血管供給または血管新生の発達は、重要な恒常性維持の役割を果たす1。しかしながら、血管の制御不能な成長は、腫瘍および眼内血管障害を含む多数の疾患プロセスを促進するか、または容易にする可能性がある1。いくつかの血管新生因子が最初に同定され、特徴付けられたが(例えば、EGF、TGF-α、TGF-β、aFGF、bFGF、アンジオゲニン)2、過去30年間にわたって行われた研究は、正常および病的な血管新生におけるVEGF-A(以下、VEGF)の重要な役割を確立した3 4。VEGFは、PlGF、VEGF-B、VEGF-C、およびVEGF-Dも含む遺伝子ファミリーのメンバーである。3つの関連する受容体チロシンキナーゼ(RTK)がVEGFリガンド:VEGFR-1、VEGFR-2、およびVEGFR-3に結合することが報告されている5。PlGFおよびVEGF-Bは、VEGFR-1と選択的に相互作用し、VEGFは、VEGFR-1およびVEGFR-2の両方に結合する。このRTKファミリーの第3のメンバーであるVEGFR-36は、リンパ血管新生に関与しているVEGF-CおよびVEGF-Dに結合する。このRTKクラスの各メンバーは、細胞外部分に7つの免疫グロブリン(Ig)様ドメインを有する7。VEGFR-2がVEGF5の主要なシグナル伝達受容体であると考えられている。しかしながら、VEGFR-1は、VEGFR-2よりも実質的に高い結合親和性でVEGFに結合する7。
【0004】
VEGF阻害剤は、複数の腫瘍の標準的な治療法となり、重度の視力低下および法的盲の主な原因である、新生血管型の加齢性黄斑変性症(AMD)、増殖性糖尿病性網膜症、および網膜静脈閉塞症などの眼内新生血管障害の治療に革命をもたらした8 4。現在、ベバシズマブ、ラニビズマブ、およびアフリベルセプトの3つの抗VEGF薬が、眼科的適応症に米国で広く使用されている4。ベバシズマブは、VEGFを標的とする全長IgG抗体である9。ベバシズマブは眼科的適応症用に開発されていないが、その低コストにより適応外で広く使用されている。ラニビズマブは、親和性成熟抗VEGF Fabである10。アフリベルセプトは、IgG-Fc融合タンパク質であり11 12、VEGF、PIGF、およびVEGF-Bに結合するVEGFR-1およびVEGFR-2からの要素を有する13。コンベルセプトは、構造的にアフリベルセプトに関連する可溶性VEGF受容体であり、中国で眼内新生血管の治療として広く使用されている14。世界中の何百万人もの患者がこれらの薬物で治療されている。重要なことに、ラニビズマブまたはベバシズマブで5年間治療した後、新生血管AMD患者の約半数は良好な視力、すなわち視力20/40以上を示し、抗VEGF剤が利用可能になる前には到達できなかったであろう転帰である15。
【0005】
しかしながら、実際の臨床設定では、多くの患者は臨床試験よりも少ない抗VEGF注射を受けており、これが視覚的転帰不良と相関している可能性があるとの仮説が立てられている16。実際、比較的頻繁な硝子体内注射を行う必要性が、特に一部の国では、患者のコンプライアンスを妨げ、最終的には療法の利点を妨げてきた16。したがって、眼に注射した場合に持続時間がより長い薬剤を開発し、結果として注射の頻度を減らす必要があり、この目的のために多くのアプローチが試みられてきた17、18。アフリベルセプト(EYLEA)は、2mgの用量を8週間ごとに投与することにより、毎月のラニビズマブ(0.5mg)の有効性に匹敵する可能性があることを示す臨床試験に基づいて承認された。しかしながら、アフリベルセプトに切り替えることによって硝子体内注射の回数が減ると予測されているにもかかわらず、最近の研究ではそうではないことが示唆されている19。したがって、半減期が改善された硝子体内抗VEGF剤に対する未だ満たされていない医学的必要性が依然として残っている。
【0006】
1996年、Davis-Smythら20(米国特許第5,952,199号も参照されたい)は、VEGFR-1のドメイン(D)2がVEGFおよびPIGFの重要な結合要素であることを報告した。D2を削除すると、結合が完全に破壊された。VEGFR-3のD2をVEGFR-1 D2で置き換えることにより、VEGFR-3にVEGFR-1のリガンド特異性が付与された20。その後の研究は、X線結晶学によってD2とVEGF(またはPlGF)との間の相互作用を実証した21-23。
【0007】
最初の研究は、Fc-IgGに融合したVEGFR-1の最初の3つのIg様D(Flt-1-3-IgG)を含む、完全なVEGF結合特性を有する構築物の設計につながった20。Flt-1-3-IgGは、インビトロおよびインビボでVEGFを中和する強力な能力を示した24-27。しかしながら、この分子の全身半減期は、塩基性残基のクラスターの存在によりヘパリン親和性が大きく、さまざまな組織でHSPGへの結合をもたらすD3の存在によって妨げられた。2002年、Holashら13(米国特許第7,070,959号)は、VEGFR-1 D3と比較して非常に弱いヘパリン親和性を有する、VEGFR-1 D2(結合要素)およびVEGFR2のD3から構成されるIgG融合構築物を説明した。現在アフリベルセプト(EYLEAとして販売されている)として既知であるこの分子は、全身投与後のFlt-(1-3-lgG)と比較して半減期が長いことが報告されており13、例えば、眼科的適応症を対象とした治療に明らかに有利である。
【発明の概要】
【0008】
本発明は、VEGFの活性を阻害し、同時に強力なヘパリン結合特性を有し、それにより優れた薬物動態を提供する、すなわち、硝子体内投与後の治療薬の半減期がより長い抗VEGF剤を投与することを含む、血管新生を阻害するための、および加齢性黄斑変性症、増殖性糖尿病性網膜症、網膜静脈閉塞症、近視に続発する脈絡膜新生血管、未熟児網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、ポリープ状脈絡膜血管症を含むが、これらに限定されない眼疾患などのVEGF関連状態を治療するための組成物および方法を提供する。
【0009】
実施形態では、本発明は、抗VEGF剤の局所直接投与が有益である状態を治療する、例えば、内皮細胞増殖状態または血管新生を治療および予防する、例えば、限定されないが、膠芽腫における頭蓋内投与などの固形腫瘍を治療する組成物および方法を提供する。
【0010】
実施形態では、本発明は、抗VEGF剤を提供し、この抗VEGF剤は、VEGF結合特性を有するドメインおよびヘパリンプロテオグリカンに結合するドメインを融合させるFc-IgG構築物である。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤を提供し、この抗VEGF剤は、ヘパリンに結合する能力を有し、VEGF結合特性を有する1つ以上のドメインを含有するFc-IgG構築物である。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤を提供し、この抗VEGF剤は、VEGFおよびヘパリンへの結合について改善された効力を有する融合タンパク質である。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤を提供し、この抗VEGF剤は、内毒素レベルが非常に低い融合タンパク質である。
【0011】
実施形態では、本発明は、抗VEGF剤を提供し、この抗VEGF剤は、VEGF受容体の要素を含むIgGキメラタンパク質である。実施形態では、本発明は、IgGキメラタンパク質を提供し、このIgGキメラタンパク質は、VEGFチロシンキナーゼ受容体の細胞外部分に7つの免疫グロブリン(Ig)様ドメインのうちの1つ以上の断片を含む。実施形態では、本発明は、IgGキメラタンパク質を提供し、このIgGキメラタンパク質は、Fc-IgGと融合したVEGFR-1の1つ以上の細胞外ドメイン断片を含む。実施形態では、本発明は、少なくとも1つのVEGF結合ドメインVEGFR-1ドメイン2および少なくとも1つの追加のVEGFR-1ドメイン1または3を含み、ドメイン4を含まないIgGキメラタンパク質を提供する。実施形態では、本発明は、IgGキメラタンパク質を提供し、このIgGキメラタンパク質は、Fc-IgGと融合したVEGFR-2の1つ以上の細胞外ドメイン断片を含む。実施形態では、本発明は、IgGキメラタンパク質を提供し、このIgGキメラタンパク質は、Fc-IgGと融合したVEGFR-1およびVEGFR-2の1つ以上の細胞外ドメイン断片を含む。
【0012】
実施形態では、本発明は、Fc-IgGに作動可能に連結されたVEGF結合部分を含む抗VEGF剤を提供し、このVEGF結合部分は、VEGFR-1のIgG様ドメイン2である少なくとも1つのVEGF結合ドメインを含み、この抗VEGF剤は、アフリベルセプトよりも優れたVEGF刺激有糸分裂阻害能力を有する。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れた硝子体結合能力を有することを提供する。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れた硝子体結合VEGF刺激内皮細胞増殖阻害能力を有することを提供する。実施形態では、本発明は、薬剤が、アフリベルセプトと比較して、インビボで増加した半減期を有することを提供する。
【0013】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン1、2、および3(V1-2-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号1で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0014】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン2および3(V2-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号3で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0015】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン1、2、3、および3(V1-2-3-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号5で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0016】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン2、3、および3(V2-3-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号7で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0017】
実施形態では、本発明は、治療有効量の、特許請求の範囲に定義される抗VEGF剤および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物を提供する。実施形態では、本発明は、治療有効量の、定義される抗VEGF剤を対象に投与することを含む、治療を必要とする対象におけるVEGF関連障害を治療する方法を提供する。抗VEGF剤は、眼などの罹患組織または臓器に直接注射することができる。
【0018】
実施形態では、本発明は、眼疾患を治療するための方法を提供し、抗VEGF剤は、VEGFと比較して2:1のモル比に対応する投薬量で眼に局所的に投与される。実施形態では、本発明は、眼疾患を治療するための方法を提供し、抗VEGF剤は、硝子体内注射によって投与される。実施形態では、本発明は、眼疾患を治療するための方法を提供し、抗VEGF剤は、4~6週間ごとに投与され、他の実施形態では、治療は少なくとも1年間継続される。
【0019】
一実施形態によれば、本発明は、治療有効量の抗VEGF剤を眼に局所的に投与することを含む、眼疾患を治療するための方法を提供し、治療は、潜在型(occult)、古典的最小型(minimally classic)、および古典的優性型(predominantly classic)の滲出型黄斑変性症の治療に有効であり、薬剤は融合タンパク質である。
【0020】
実施形態では、本発明を使用して、新生血管加齢性黄斑変性症、近視に続発する脈絡膜新生血管、増殖性糖尿病性網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、網膜静脈閉塞症などの網膜血管閉塞、眼腫瘍、フォンヒッペル・リンダウ症候群、未熟児網膜症、ポリープ状脈絡膜血管症、結腸直腸癌、肺癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、腎臓癌、神経鞘腫、神経膠腫、上衣腫(ependimomas)、および抗VEGF療法から恩恵を受ける腫瘍性または非腫瘍性障害を含む多種多様なVEGF関連疾患を治療することができる。
【0021】
別の態様によれば、本発明は、眼などへの局所投与のための薬学的に許容される担体製剤中に抗VEGF剤を含む医薬製剤を提供する。
【0022】
実施形態では、本発明は、新規構築物を開示し、この構築物は、VEGFの活性を強く中和すると同時に、強力なヘパリン結合特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
本開示の特徴および利点のよりよい理解は、本開示の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られるであろう。
【
図1】Fc-IgG(Fc)に融合したVEGFR-1(V)のさまざまなIg様細胞外ドメインを用いた例示的な構築された融合タンパク質の模式図を示す。以下の構築物が示される:V
1-2-3-Fc;V
2-3-Fc;V
1-2-3-3-Fc;V
2-3-3-Fc;V
1-2-3-4-Fc;V
2-3-4-Fc;V
1-2-4-Fc、およびV
2-4-Fc。
【
図3】構築物V
1-2-3のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号1および配列番号2。
【
図4】構築物V
2-3のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号3および配列番号4。
【
図5】構築物V
1-2-3-3のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号5および配列番号6。
【
図6】構築物V
2-3-3のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号7および配列番号8。
【
図7】構築物V
1-2-3-3-4のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号9および配列番号10。
【
図8】構築物V
2-3-4のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号11および配列番号12。
【
図9】構築物V
2-4のアミノ酸配列および核酸配列を示す。それぞれ、配列番号13および配列番号14。
【
図10】293細胞におけるVEGFR-1構築物の発現を示す。
【
図11】EYLEAと比較した200ngの各VEGFR-1 Fc融合タンパク質の還元および非還元条件下での銀染色PAGEゲルを示す。
【
図12】VEGF刺激内皮細胞増殖に対するVEGF受容体キメラタンパク質の阻害効果を示す。
【
図13】VEGFR1可溶性受容体に結合するビオチン化VEGF(100ng/ml)についてのVEGFの競合を示す。
【
図14】ビオチン化VEGFおよびウシ硝子体に結合するVEGFR-1可溶性受容体を示す。
【
図15】ウシ硝子体結合V
1-2-3-3が生物学的に活性であることを示す。
【
図16】脈絡膜新生血管(CNV)領域に対する対照IgG、EYLEA、またはVEGFR-1 Fc融合タンパク質の効果を示す。各タンパク質は、レーザー治療の1日前に、2.5mgの用量でマウスの硝子体内に注射された。EYLEAも25mgで試験された。アスタリスクは、適切なIgG対照群と比較した有意差(スチューデントのt検定)を示す(**p<0.01、*p<0.05)。
【
図17A】レーザー治療の1日、7日、または14日前の単回硝子体内投与(2.5mg)後のCNV領域に対するEYLEA、V1、2、3、
3、または対照IgGの効果を示す。アスタリスクは、IgG対照群と比較した有意差(p<0.05、スチューデントのt検定)を示す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本明細書で言及されるすべての出版物、特許、および特許出願は、各個々の出版物、特許、または特許出願が参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されるのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【0025】
本明細書に記載される本発明の態様および実施形態は、態様および実施形態「~からなる」および/または「本質的に~からなる」を含むことが理解される。本発明の他の目的、利点、および特徴は、添付の図面と併せて以下の明細書から明らかになるであろう。
【0026】
本発明またはその好ましい実施形態(複数可)の要素を紹介するとき、冠詞「a」、「an」、「the」、および「said」は、要素のうちの1つ以上が存在することを意味することが意図される。「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包括的であることを意図し、列記される要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。
【0027】
本明細書で使用される場合、「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含有する(contains)」、「含有する(containing)」、「特徴とする」、またはそれらの任意の他の変形は、別途明示的に示される任意の制限を条件とする、列挙される構成成分の非排他的な包括を包含することを意図する。例えば、要素(例えば、構成成分、特徴、またはステップ)のリストを「含む」、融合タンパク質、医薬組成物、および/または方法は、必ずしもそれらの要素(または構成成分もしくはステップ)のみに限定されないが、明示的に列記されていない、または融合タンパク質、医薬組成物および/もしくは方法に固有ではない他の要素(または構成成分もしくはステップ)を含み得る。
【0028】
本明細書で使用する場合、「~からなる(consists of)」および「~からなる(consisting of)」という移行句は、指定されていない任意の要素、ステップ、または構成成分を除外する。例えば、特許請求の範囲で使用される「~からなる(consists of)」または「~からなる(consisting of)」は、通常関連する不純物(つまり、所定の構成成分内の不純物)を除いて、特許請求の範囲に具体的に列挙される構成成分、材料、またはステップに特許請求の範囲を限定する。「~からなる(consists of)」または「~からなる(consisting of)」という語句が、プリアンブルの直後ではなく、特許請求の範囲の本文の節に出現する場合、「~からなる(consists of)」または「~からなる(consisting of)」という句は、その節に記載される要素(または構成成分もしくはステップ)のみを限定し、他の要素(または構成成分)は、全体として特許請求の範囲から除外されない。
【0029】
本明細書で使用される場合、「本質的に~からなる(consists essentially of)」および「本質的に~からなる(consisting essentially of)」という移行句は、文字通りに開示されるものに加えて、材料、ステップ、特徴、構成成分、または要素を含む、融合タンパク質、医薬組成物、および/または方法を定義するために使用されるが、但し、これらの追加の材料、ステップ、特徴、構成成分、または要素が、特許請求された発明の基本的かつ新規の特性(複数可)に実質的に影響を与えないものとする。「本質的に~からなる」という用語は、「備える」と「~からなる」との間の妥協点を占める。
【0030】
本明細書で使用される場合、「医薬組成物」という用語は、以下に記載される1つ以上の治療薬または薬物、および1つ以上の薬学的に許容される賦形剤、担体、またはビヒクルを含む組成物を企図する。
【0031】
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される賦形剤、担体、またはビヒクル」という用語は、任意の許容される材料、および/または当技術分野で既知の任意の1つ以上の添加剤を含む。本明細書で使用される場合、「賦形剤」、「担体」、または「ビヒクル」という用語は、当技術分野で既知のさまざまな従来の投与経路による薬物投与に適した材料を指す。本明細書で有用な賦形剤、担体、およびビヒクルは、非毒性であり、組成物の他の構成成分と有害な方法で相互作用しない、当技術分野で既知の任意のそのような材料を含み、一般に、活性剤または薬物が一緒に投与される、賦形剤、希釈剤、保存剤、可溶化剤、乳化剤、アジュバント、および/またはビヒクルを指す。そのような担体は、落花生油、大豆油、鉱油、胡麻油などの石油、動物、植物、または合成起源のものを含む、水および油などの無菌液体、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶剤であり得る。ベンジルアルコールまたはメチルパラベンなどの抗菌剤;アスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウムなどの抗酸化剤;エチレンジアミン四酢酸などのキレート剤;および塩化ナトリウムまたはデキストロースなどの張度を調整するための薬剤もまた、担体であり得る。担体と組み合わせて組成物を製造する方法は、当業者に既知である。いくつかの実施形態では、「薬学的に許容される担体」という用語は、医薬投与に適合する、ありとあらゆる溶剤、分散媒、コーティング、等張剤、および吸収遅延剤などを含むことを意図する。薬学的に活性な物質のためのそのような媒体および薬剤の使用は、当技術分野で周知である。
【0032】
本明細書で使用される場合、「治療有効量」という用語は、対象の状態の性質および重症度を考慮してその特定の対象に投与した場合に、所望の治療効果を有するそれらの量、例えば、標的状態を治癒、予防、阻害、または少なくとも部分的に停止させる、または部分的に予防する量を指す。いくつかの実施形態では、「治療有効量」または「有効量」という用語は、単独で、または追加の治療薬または薬物と組み合わせて、細胞、組織、臓器、または対象に投与した場合に、加齢性黄斑変性症、増殖性糖尿病性網膜症、網膜静脈閉塞症、近視に続発する脈絡膜新生血管;未熟児網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、ポリープ状脈絡膜血管症、結腸直腸癌、肺癌、乳癌、膵臓癌、および前立腺癌を含むがこれらに限定されない眼疾患および癌を予防または寛解させるのに有効である治療薬または薬物の量を指す。治療有効量はさらに、症状の寛解、例えば、関連する医学的状態の治療、治癒、予防、もしくは寛解、またはそのような状態の治療、治癒、予防、もしくは寛解の速度の増加をもたらすのに十分な治療薬または薬物の量を指す。単独で投与される個々の活性成分に適用される場合、治療有効量はその成分のみを指す。組み合わせに適用される場合、治療有効量は、組み合わせて、連続して、または同時に投与されたかどうかにかかわらず、治療効果をもたらす活性成分の組み合わせた量を指す。
【0033】
本明細書で使用される場合、「治療する(treating)」、「治療(treatment)」、または「緩和」という用語は、標的の病的状態または障害を治癒しないか、または状態の再発を予防しない場合、目的が緩徐化(減少)することである治療的処置を指す。治療量の治療薬または薬物を受けた後、対象が特定の状態のうちの1つ以上の徴候および症状の観察可能なおよび/または測定可能な低減またはその不在を示す場合、対象は無事に「治療」されている。状態の徴候または症状の低減は、対象によっても感じられ得る。対象が安定した状態を経験する場合、対象はやはり治療されたと見なされる。いくつかの実施形態では、治療薬または薬物による治療は、治療後3ヶ月、好ましくは治療後6ヶ月、より好ましくは1年、さらにより好ましくは2年以上、対象が無症状であるのに有効である。治療の成功および状態の改善を評価するためのこれらのパラメーターは、当業者によく知られている日常的な手順によって容易に測定可能である。
【0034】
本明細書で使用される場合、「予防的」治療は、状態または状態の症状の発症の延期、現れる可能性のある症状の抑制、または状態もしくは症状の発症または再発のリスクの低減を示すことを意味する。「治癒的」治療には、既存の症状もしくは状態の重症度の低減、またはその悪化の抑制が含まれる。
【0035】
本明細書で使用される場合、「治療薬」、「抗VEGF剤」、「融合タンパク質」、「キメラタンパク質」、または「組換えタンパク質」という用語は、第2のポリペプチドに作動可能に連結された第1のポリペプチドを含み、「治療薬」、「抗VEGF剤」、「融合タンパク質」、「キメラタンパク質」、または「組換えタンパク質」は、VEGFの活性を阻害する。キメラタンパク質は、第1または第2のポリペプチドに作動可能に連結された第3、第4、もしくは第5、または他のポリペプチドを任意選択的に含み得る。キメラタンパク質は、2つ以上の異なるポリペプチドを含み得る。キメラタンパク質は、同じポリペプチドの複数のコピーを含み得る。キメラタンパク質はまた、ポリペプチドのうちの1つ以上に1つ以上の変異を含み得る。キメラタンパク質を作製する方法は、当技術分野で周知である。いくつかの実施形態では、「治療薬」、「融合タンパク質」、「キメラタンパク質」、または「組換えタンパク質」という用語は、Ig様ドメインのうちの1つ以上、またはFc-IgGを有するVEGFR-1および/もしくはVEGFR-2のドメイン断片を作動可能に連結するペプチドまたはタンパク質を含むがこれらに限定されない、発現または合成される任意の構築物を指す。
【0036】
「Ig様ドメイン」という用語は、VEGFR-1およびVEGFR-2のIg様ドメイン1~7を指す。「Ig様ドメイン断片」という用語は、全長ドメインの一部、一般的にはヘパリンおよび/またはそのVEGF結合もしくは可変領域を含む。ドメイン断片の例には、全長ドメインの少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、最も好ましくは99%のセグメントを含み、100%の配列同一性およびその変化を含むアミノ酸配列が含まれる。本開示により包含されるように、融合タンパク質のアミノ酸配列における変化が企図されるが、但し、アミノ酸配列の変化が少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、および最も好ましくは99%を維持するものとする。75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、および99%の配列同一性など、中間のある特定の割合が含まれる。特に、保存的アミノ酸置換が企図される。保存的置換は、側鎖に関連しているアミノ酸のファミリー内で起こる置換である。遺伝的にコード化されたアミノ酸は一般にファミリーに分けられる:(1)酸性アミノ酸は、アスパラギン酸、グルタミン酸であり、(2)塩基性アミノ酸は、リジン、アルギニン、ヒスチジンであり、(3)非極性アミノ酸は、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファンであり、(4)非荷電極性アミノ酸は、グリシン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セリン、スレオニン、チロシンである。親水性アミノ酸には、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、リジン、セリン、およびスレオニンが含まれる。疎水性アミノ酸には、アラニン、システイン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、チロシン、およびバリンが含まれる。アミノ酸の他のファミリーには、(i)脂肪族ヒドロキシファミリーであるセリンおよびスレオニン、(ii)アミド含有ファミリーであるアスパラギンおよびグルタミン、(iii)脂肪族ファミリーであるアラニン、バリン、ロイシン、およびイソロイシン、ならびに(iv)芳香族ファミリーであるフェニルアラニン、トリプトファン、およびチロシンが含まれる。例えば、ロイシンをイソロイシンまたはバリンで、アスパラギン酸をグルタミン酸で、スレオニンをセリンで単独置換する、またはアミノ酸を構造的に関連するアミノ酸で類似置換することは、特に置換がフレームワーク部位内のアミノ酸を伴わない場合、得られる分子の結合または特性に大きな影響を及ぼさないと予想することは妥当である。アミノ酸変化が機能的な融合タンパク質をもたらすかどうかは、融合タンパク質誘導体の比活性をアッセイすることによって容易に決定することができる。融合タンパク質の断片または類似体は、当業者により容易に調製され得る。断片または類似体の好ましいアミノおよびカルボキシ末端は、機能的ドメインの境界の近くに存在する。
【0037】
本明細書で使用される場合、「単離された」または「精製された」融合タンパク質は、融合タンパク質が存在する主要な種(すなわち、モルベースで、組成物中の任意の他の個々の種よりも豊富である)であり、好ましくは実質的に精製された画分が、融合タンパク質が存在するすべての高分子種の少なくとも約50%(モルベースで)を含む組成物であることを意味する。一般的に、精製された組成物は、組成物中に存在するすべての高分子種の約80%超、より好ましくは約85%、90%、95%、および99%超を構成する。最も好ましくは、融合タンパク質は、本質的に均一になるまで精製され(汚染物質種は従来の検出方法では組成物において検出することができない)、組成物は本質的に単一の高分子種からなる。
【0038】
値または範囲は、本明細書では、「約」、「約」1つの特定の値から、および/または「約」別の特定の値までとして表され得る。そのような値または範囲が表される場合、開示される他の実施形態は、1つの特定の値から、および/または他の特定の値まで、列挙された特定の値を含む。同様に、先行詞「約」を使用することによって値が近似値として表される場合、特定の値が別の実施形態を形成することが理解されよう。本明細書で開示される値がいくつかあり、各値が、本明細書では、値自体に加えて、「約」その特定の値としても開示されることがさらに理解されよう。実施形態では、「約」は、例えば、列挙された値の10%以内、列挙された値の5%以内、または列挙された値の2%以内を意味するために使用され得る。
【0039】
一態様では、本発明は、治療薬を含む組成物を開示し、この治療薬は、VEGFR-1またはVEGFR-2の1つ以上のヘパリン結合ドメイン、および1つ以上のVEGF結合ドメインを含み、それにより、VEGFのその同族受容体への結合を阻害する。
【0040】
実施形態では、本発明は、Fc-IgGに作動可能に連結されたVEGF結合部分を含む抗VEGF剤を提供し、このVEGF結合部分は、VEGFR-1のIgG様ドメイン2である少なくとも1つのVEGF結合ドメインを含み、この抗VEGF剤は、アフリベルセプトよりも優れたVEGF刺激有糸分裂阻害能力を有する。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れた硝子体結合能力を有することを提供する。実施形態では、本発明は、抗VEGF剤が、アフリベルセプトよりも優れた硝子体結合VEGF刺激内皮細胞増殖阻害能力を有することを提供する。実施形態では、本発明は、薬剤が、アフリベルセプトと比較して、インビボで増加した半減期を有することを提供する。
【0041】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン1、2、および3(V1-2-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号1で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0042】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン2および3(V2-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号3で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0043】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン1、2、3、および3(V1-2-3-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号5で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0044】
実施形態では、本発明は、VEGF結合部分が、本質的にVEGFR-1のIgG様ドメイン2、3、および3(V2-3-3)からなることを提供する。実施形態では、抗VEGF剤は、配列番号7で定義されるアミノ酸配列を含む。
【0045】
実施形態では、本発明は、治療有効量の、特許請求の範囲に定義される抗VEGF剤および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物を提供する。実施形態では、本発明は、治療有効量の、定義される抗VEGF剤を対象に投与することを含む、治療を必要とする対象におけるVEGF関連障害を治療する方法を提供する。抗VEGF剤は、眼などの罹患組織または臓器に直接注射することができる。
【0046】
実施形態では、本発明を使用して、新生血管加齢性黄斑変性症、近視に続発する脈絡膜新生血管、増殖性糖尿病性網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、網膜静脈閉塞症などの網膜血管閉塞、眼腫瘍、フォンヒッペル・リンダウ症候群、未熟児網膜症、ポリープ状脈絡膜血管症、結腸直腸癌、肺癌、子宮頸癌、子宮内膜癌、卵巣癌、腎臓癌、神経鞘腫、神経膠腫、上衣腫、および抗VEGF療法から恩恵を受ける腫瘍性または非腫瘍性障害を含む多種多様なVEGF関連疾患を治療することができる。
【0047】
いくつかの実施形態では、治療薬は、治療薬、および追加の賦形剤、担体、アジュバント、溶剤、または希釈剤を含む投与可能な剤形である。
【0048】
いくつかの実施形態では、本発明は、対象を治療する、および/または予防的に治療するのに好適な医薬組成物を開示し、この治療薬は、その意図する目的を達成するのに有効な量で含まれる。
【0049】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される治療薬または組成物は、注射によって投与される。ある特定の実施形態では、組成物または治療薬は、罹患臓器または組織に直接注射される。いくつかの実施形態では、治療薬は、例えば、罹患臓器または組織へのパッチもしくは直接適用によって、またはイオン導入によって局所投与することができる。治療薬は、例えば、米国特許第5,672,659号および第5,595,760号に記載されるものなどの徐放性組成物で提供されてもよい。即時または徐放性組成物の使用は、治療される状態の性質に依存する。状態が急性または過急性(over-acute)の障害からなる場合、即時放出型による治療は、徐放性組成物よりも好ましい。あるいは、ある特定の予防的または長期的治療については、徐放性組成物が適切であり得る。
【0050】
治療薬はまた、眼内インプラントなどであるがこれに限定されないインプラントを使用して送達されてもよい。そのようなインプラントは、生分解性および/または生体適合性のインプラントであり得るか、または非生分解性のインプラントであり得る。インプラントは、活性剤に透過性または不透過性であり得る。治療薬を送達するための特定のインプラントは、罹患組織または臓器、ならびに治療される状態の性質の両方に依存する。そのようなインプラントの使用は、当技術分野で周知である。
【0051】
本発明に記載の阻害剤は、特定の組織への正確な送達を提供し、また放出制御療法を提供するために、ナノ粒子または他の薬物製剤に製剤化され得る。
【0052】
この出願に記載されている阻害剤は、精製された組換えタンパク質としてだけでなく、遺伝子療法アプローチによっても送達することができる。組換えアデノ随伴ベクター(rAAV)または他の好適なベクターを使用して、網膜下または硝子体内送達によってVEGF阻害剤を送達することができる43,44。
【0053】
関連する態様では、本発明は、対象におけるVEGF関連または新生血管障害を治療するための方法を提供し、この方法は、対象に、(a)有効量の、ヘパリンに結合し、望ましくない新生血管の発達を減少または予防することができる融合タンパク質を投与することを伴う。融合タンパク質は、VEGFに特異的な抗体または抗体断片、VEGF受容体に特異的な抗体、チロシンキナーゼシグナル伝達を阻害、制御、および/または調節する化合物、VEGFポリペプチド、核酸レベルでVEGF発現を阻害するオリゴヌクレオチド、例えばアンチセンスRNA、ならびに血管新生阻害活性を有するさまざまな有機化合物および他の薬剤を含むが、これらに限定されない他の抗VEGF剤と組み合わせることができる。
【0054】
本発明は、VEGFR1の D3(または他のIg様ドメイン)によって媒介されるヘパリン結合28が、全身投与には不利であるが、硝子体内(または他の局所)投与に重要な利点を付与することができることを提供する。実際、細胞外マトリックスの主要構成成分であるHGPSGに結合する能力29は、硝子体における蓄積および網膜浸透を促進する30。本発明は、HSPGと相互作用する異なる能力を有する一連のVEGFR-1 Fc融合構築物を提供する。これにより、異なる臨床条件下で有用である、眼における持続時間/半減期が異なるVEGF阻害剤を選択することができる。
【0055】
本発明の特徴および他の詳細は、ここでより具体的に記載され、好ましい技術および実験結果を記載する以下の実施例において示される。実施例は、本発明を例示する目的で提供され、限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例0056】
したがって、実施形態では、本発明は、強力なヘパリン結合特性と組み合わされた高い生物学的効力により、新規であり、アフリベルセプトを含む既存の抗VEGF剤を改善する抗VEGF剤を開示する。ヘパリン結合は、より長い半減期および結果としての投与頻度の低減を予測する。
【0057】
本発明は、VEGFR1のD3(または他のIg様ドメイン)によって媒介されるヘパリン結合28が、全身投与には不利であるが、硝子体内(または他の局所)投与に重要な利点を付与することができることを提供する。実際、細胞外マトリックスの主要構成成分であるHGPSGに結合する能力29は、硝子体における蓄積および網膜浸透を促進し得る30。本発明は、HSPGと相互作用する異なる能力を有する一連のVEGFR-1 Fc融合構築物を提供する。
【0058】
図1は、ここで用いられた構築物の略図を提供する。
図2は、用いられたベクターおよびクローニング戦略を図示する。
図3~9は、生成された構築物の核酸およびアミノ酸配列を示す。
【0059】
実施例は、ほとんどの構築物の発現レベルが低いことを示す。V
1-2-3-4、V
1-2-3-3、V
2-3-4、およびV
1-2-4は、馴化培地ではほとんど全く検出されなかった。以前の研究では、ヘパリン(VEGF
189またはVEGF
206)に高い親和性を有するVEGFアイソフォームが、トランスフェクトされた細胞の馴化培地では検出されず、細胞表面または細胞外マトリックスに密接に結合したことを示した
31 32。しかしながら、それらはヘパリンまたはヘパリナーゼの添加により可溶性形態で放出され得、結合部位がHSPGからなる
31 32ことを示す。この実施例は、ヘパリンの添加が組換えVEGFR-1融合タンパク質のレベルにも影響を及ぼし得るかどうかを決定しようとした。実際、6ウェルプレートのトランスフェクトされた細胞の培地にヘパリンを添加すると、培地中の組換えタンパク質の濃度が用量依存的に増加した(
図10)。
【0060】
組換えタンパク質を精製しようとした際に、従来のプロテインA(PA)親和性クロマトグラフィーだけで予想される質量の主要なバンドが得られたが、宿主細胞由来のHSPGおよび他の分子との組換えタンパク質の相互作用を反映している可能性が高い多数の小さいバンドがあった。方法に記載されているように、そのような不純物を取り除くプロトコルが開発された。タンパク質がPAに結合されるときに、1.2MのNaClの存在下で高pH(例えば、9.2)で洗浄すると、多数の汚染物質が放出された。次のステップのHi-Trap Qを用いた陰イオン交換クロマトグラフィーは、精製されたタンパク質がフロースルー状態である間に、汚染物質および凝集物の大部分を除去するのに非常に効果的であった。最終精製調製物のLPSレベルは<0.1EU/mg(範囲0.02~0.08)であり、前臨床研究との互換性のレベルは非常に低かった
33。
図11に示すように、銀染色SDS/PAGEゲルで評価した組換えタンパク質の純度は、>95%であり、FDA承認薬物のEYLEAの純度と同等であった。
【0061】
組換えタンパク質は、ウシ脈絡膜内皮細胞におけるVEGF(10ng/ml)によって刺激された有糸分裂を阻害する能力について試験された。組換えタンパク質には阻害効果があり、IC
50値は、約1nMの範囲であったが、V1-2-4およびV2-4はそれほど強力ではなかった(
図12)。興味深いことに、EYLEAは、試験された最高濃度でも、VEGF刺激による増殖の約80%以下しか阻害しなかった(
図12)。対照的に、本VEGFR-1構築物(V
1-2-4およびV
2-4を除く)は、VEGF誘導増殖を完全に遮断した(
図12)。結合アッセイは、可溶性VEGF受容体とビオチン化VEGFとの間の相互作用、およびVEGFが結合を置き換える能力を実証した(
図13、14)。
【0062】
治療に関連する相互作用をさらに定義するために、組換えタンパク質がインビトロでウシ硝子体に結合するかどうかを評価しようとした。
図14に図示するように、EYLEAまたは対照IgGは、ほとんどまたはまったく結合しなかったが、本タンパク質は有意な結合を示した。最強の結合剤は、V1-2-3-3、V2-3-3、およびV1-2-3-4、続いてV1-2-3であった。V2-3は、EYLEA(または対照IgG)とV
1-2-3-3との中間的な結合特性を示した。眼内新生血管の治療に一般的に使用されるモノクローナル抗体であるAVASTIN
9も、ほとんどまたはまったく結合しなかった。
【0063】
硝子体に結合したVEGFR-1 FC融合が生物学的に活性であるかどうかを決定するために、プレートをウシの硝子体でコーティングした。EYLEAまたは対照IgGではなく、V1-2-3-3を添加すると、外因的に添加されたVEGFが内皮細胞の増殖を刺激する能力が阻害された(
図15)。
【0064】
組換えタンパク質をマウスCNVアッセイで試験し、対照IgGまたはEYLEAと比較した。各タンパク質は、レーザー治療の1日前に2.5μgの用量で硝子体内に注射された。EYLEAも25μgで試験された。2.5μgの用量で、V
1-2-3、V
2-3、V
1-2-3-3、およびV
2-3-3は、25μgのEYLEAで達成されたものと同等以上の阻害の程度を示した。しかしながら、D4を含有する構築物はいずれも、試験された状況下で有意な阻害を示さなかった(
図16)。
【0065】
ヘパリン結合が単回投与後に永続的治療効果をもたらすかどうかを決定するために、V
1-2-3-3、EYLEA、または対照IgGを、レーザー誘導損傷の1日、7日、または14日前に硝子体内に注射した(2.5μg)。
図17に示されるように、EYLEAは、損傷の1日前に投与した場合にのみ有意な阻害をもたらした。しかしながら、V
1-2-3-3は、損傷の7日または14日前に投与した場合にも有意な阻害をもたらした。
【0066】
さまざまなインビトロおよびインビボアッセイで評価されたいくつかの新規VEGFR-1-Fc構築物が開示されている。組換えタンパク質を精製するために、多段階プロトコルを使用した。これは、放出を改善するために培地にヘパリンを添加する必要がある、一過性発現293細胞における比較的低い発現レベルによって大部分が決定された。しかしながら、ヘパリンを使用する必要性は、異なる宿主細胞(例えば、HSPGまたはその変異体の異なる組成を有する)によって、または増幅された安定した細胞株などにおけるより高い発現レベルによって、部分的にまたは完全に取り除かれ得る。
【0067】
V2-4を除くすべての構築物は、VEGFの活性を強力に中和し、同時に強力なヘパリン結合特性を有し、これにより硝子体内投与後の長い半減期を予測することができる。この例は、これらのタンパク質がウシの硝子体に結合することを実証する。最強の結合剤は、V1-2-3-3、V2-3-3、V1-2-3-4、続いてV1-2-3であった。V2-3は有意であったが、硝子体結合が低かった。対照IgG、EYLEA、またはAVASTINでは、代わりに結合が最小限であった。最強の硝子体結合剤の1つであるV1-2-3-3を選択して、硝子体マトリックスに結合したVEGFR1 Fc構築物が生物学的に活性であり得るという仮説を試験した。
図15に示されるように、ウシの硝子体でコーティングされたプレートに、EYLEAまたは対照IgGではなく、V1-2-3-3を添加すると、外因的に添加されたVEGFが内皮細胞の増殖を刺激する能力が阻害された。
【0068】
次に、組換えタンパク質を、マウスのCNVモデルで、レーザー誘導新生血管を阻害する能力について試験した。EYLEAを陽性対照として、ヒトIgG1を陰性対照として使用した。インビボ試験には、さまざまな構築物間の効力の違いを明らかにするのに最適である比較的低用量が選択された。また、IgG1アイソタイプの比較的高用量の抗体の硝子体内投与は、硝子体内に注射した場合、FcgRI(CD64)およびc-Cblによって媒介されるオフターゲット阻害効果を有し得ることが報告されている34。用いられる用量は、そのようなオフターゲット効果を回避し、真の特異的効果を検出するはずである。
【0069】
図16に示されるように、EYLEAは、2.5μgの用量で約30%の阻害、25μgで約50%の阻害をもたらした。これらの知見は、発表された文献とほぼ一致する。Saishinらは、約5μgのアフリベルセプトの硝子体内注射により、マウスのCNV領域が約30%阻害されたと報告した
35。実際、40μgの用量は、マウスCNVモデルにおいて最大効果を達成するために一般的に使用される
36。我々の研究で予想外の知見だったのは、我々のV1-2-3、V2-3、V1-2-3-3、およびV2-3-3の構築物のいくつかの効力が高かったことである。損傷の1日前にこれらの構築物を2.5μg投与すると、25μgのEYLEAで達成された阻害レベルと一致するか、それを超えた。EYLEAではなくV1-2-3-3が、損傷の7日または14日前に投与した場合にCNVの予防に有意な効果があるという知見(
図17)は、効果の永続性および治療的価値を実証する。
【0070】
予想外の知見は、これらの分子(V
2-4を除く)がインビトロでVEGF刺激有糸分裂を遮断する能力を示したという事実にもかかわらず、D4を含有する構築物(V1-2-3-4、V2-3-4、V1-2-4、V2-4)のいずれもインビボで顕著な阻害をもたらさなかった(少なくとも試験した用量で)ことである。しかしながら、これらの構築物はすべて、非還元条件下のSDS/PAGEゲル(
図11)またはサイズ排除クロマトグラフィー(図示せず)によって評価されるように、多量体または凝集体を形成する傾向を示した。初期の研究
37では、D4(D7と一緒に)がVEGFR-1二量体化の要件として同定されたが、そのような効果はリガンド依存性であることが既知である。結晶構造研究は、そのような同型相互作用の原因となるD4のループを明らかにした
23。高濃度および/またはFc構築物によって課せられる強制的な二量体化がリガンド非依存性相互作用をもたらし、凝集をもたらす可能性があると考えられる。いずれにしても、炎症および免疫原性の可能性を考えると、凝集体は望ましい医薬品ではない
38、3
9。したがって、本発明の態様は、実施形態では、D4ではなく、VEGFR-1 D2/D3を有する構築物の同定である。
【0071】
エフェクター機能を低減する、当業者に周知の十分に特徴付けられたFc変異は、抗体依存性細胞毒性(ADCC)ならびにC1qとの相互作用および補体カスケードの開始を最小にするために、本発明の有用な追加となり得ることは注目に値する40。
【0072】
結論として、アフリベルセプトは、腫瘍学的適応症の全身半減期を改善するために、ヘパリン結合ヘパリンドメインを排除するように設計された。本研究で説明される構築物は、代わりに硝子体における結合および保持を促進して、より持続的で治療に関連する相互作用を確実にするように設計されている。
【0073】
方法
VEGFR-1ECD-Fc発現プラスミドの構築のために、シグナルペプチドをコードする核酸断片およびさまざまな細胞外Ig様ドメイン(VEGRF-1(遺伝子ID:2321)の1~4)20が、GenScript USA Inc.によって合成された。さまざまな細胞外Ig様ドメイン構築物は次のとおりである:V123は、D1、2、および3を含有し、V23は、D1およびD2を含有し、V1234は、D1、2、3、および4を含有し、V1233は、D1、2、3、および3を含有し、V234は、D2、3、および4を含有し、V124は、D1、2、および4を含有し、V24は、D2および4を含有し、F7は、ECD2、2、および3を含有し、F8は、ECD2および3を含有する。合成された断片は、EcoRIおよびBgIII部位でpFUSE-hIgG1-Fcベクター(InvivoGen、#pfuse-hgifc1)に挿入され、さまざまなFlt1 ECDを含有するプラスミドが生成された。次に、PrineSTAR Mutagenesis Basal Kit(Takara、R046A)を使用して、ECDとFc断片との間のインターバルアミノ酸RおよびS(BgIII部位)を除去し、227アミノ酸ヒトIgG1-Fcを有するFlt1 ECDの融合タンパク質を発現するプラスミド(F1~F8)を生成した。
【0074】
トランスフェクションおよび馴化培地の調製
製造業者の指示に従い、Expi293発現系(Life Technologies、A14524)を使用して、精製用の馴化培地を生成した。簡潔に、Expi293F(商標)細胞(ThermoFisher)を、8%CO2の加湿雰囲気中、37oCで、Expi293(商標)発現培地中で懸濁培養した。細胞密度が250万/mlに達したら、プラスミドDNAおよびExpiFectamine(商標)293試薬を混合し、5分間インキュベートし、細胞に添加した。DNAおよびトランスフェクトされた試薬の最終濃度は、それぞれ、1μgおよび2.7μl/ミリリットルであった。トランスフェクションの5時間後、100μg/mlのヘパリン(Sigma、H3149)およびプロテアーゼ阻害剤カクテル1:400(Sigma、P1860)を細胞に添加した。トランスフェクションの16時間後、エンハンサー試薬1および2を添加した。トランスフェクションの96時間後、馴化培地を採取した。製造業者の指示に従い、ヒトFc ELISA Kit(Syd Labs、EK000095-HUFC-2)を使用して、Fc融合タンパク質濃度についてアリコートを試験した。プロテアーゼ阻害剤をバルクに添加し(1:500)、さらに使用するまで-80oCで保存した。
【0075】
組換えタンパク質の精製
発熱物質不含試薬を使用した。使用する前に、カラムおよび機器(Akta Explorer System)を0.5 NのNaOHに約45分間曝露して消毒した。トランスフェクトされた細胞からの馴化培地を、PBS、0.01%のポリソルベート(PS)20に調整した。PS20を、すべてのステップで緩衝液に添加した。20,000 xgで30分間遠心分離した後、上清を、Hi-Trap MabSelect SuRe(5ml、GE Healthcare)を使用するプロテインA(PA)親和性クロマトグラフィーにかけた。ローディング後、カラムを、20mMジエタノールアミン、pH9.2、1.2MのNaClで洗浄した後、0.1Mのクエン酸、pH 3.0で溶出し、これをすぐに中和した。次に、PA溶出プールを、20mMのジエタノールアミン、pH 9.2に希釈し、Hi-Trap Q(5ml、GE Healthcare)陰イオン交換カラムに適用した。結合した物質を、NaClの勾配で溶出した。精製された組換えタンパク質を含有するフロースルーを、直ちに20mMのTris、pH6.8に調整し、ヘパリン-セファロース(Hi-Trap(商標)-HS)への結合により濃縮した。0.2~0.45MのNaCl(構築物に依存)で洗浄した後、組換えVEGFR1融合タンパク質を1MのNaClで溶出した。最終的な研磨ステップは、例えば、Superdex 200 Increase、10/300 GL、またはHi-Load 16/600 Superdex 200 pg、GE Healthcareを使用するサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)からなった。最後に、10mMのTris、pH6.8、10mMのヒスチジン、1%のスレアロース(threalose)、40mMのNaCl、0.01%のPS20への透析により、タンパク質を緩衝液交換した。内毒素レベルを決定するために、ToxinSensor Chromogenic LAL Endotoxin Assay Kit(GenScript、L00350)を、製造業者のプロトコルに従って使用した。
【0076】
細胞増殖アッセイ
ウシ内皮細胞増殖アッセイは、本質的に以前に記載されているように実施された41。対数増殖期のウシ脈絡膜内皮細胞(BCEC)(継代数<10)をトリプシン処理し、再懸濁し、10%のウシ胎児血清、2mMのグルタミン、および抗生物質を補充した低グルコースDMEMの96ウェルプレート(コーティングなし)に、200μl容量で1000細胞/ウェルの密度で播種した。rhVEGF165(Peprotech)を10ng/mlの濃度で添加した。アフリベルセプト(EYLEA)は薬局から購入した。阻害剤は、リガンドを添加する前に、図に示されるように、さまざまな濃度で細胞に添加された。5または6日後、細胞をAlamar Blueと4時間インキュベートした。蛍光は、530nmの励起波長および590nmの発光波長で測定された。
【0077】
固相VEGFR-1バリアント結合アッセイ
Costar 96ウェルEIA/RIAストリップウェル(#2592、Corning Incorporated,Kennebunk,ME)を、4℃で一晩、コーティング緩衝液(Biolegend,San Diego,CA,#421701)中の精製されたVEGF受容体タンパク質(250ng/ウェル)でコーティングした。ELISA洗浄緩衝液(R&D systems 895003)で1回洗浄した後、ストリップを、室温(RT)で1時間、PBS中の2%のBSA(Sigma,A6003)とインキュベートして、非特異的結合部位を遮断した。次にストリップを3回洗浄し、続いて、37℃で2時間、ビオチン化ヒトVEGF165(G&P Biosciences,Santa Clara,CA)をアッセイ希釈液(Biolegend、#421203)に単独で、またはさまざまな濃度の非ビオチン化ヒトVEGF165(R&D systems)と組み合わせて添加した。3回洗浄した後、VEGFR1に結合したビオチン化ヒトVEGF165を、室温で1時間、HRPストレプトアビジン(1:1000、Biolegend、#405210)とインキュベートすることにより検出した。ストリップを5回洗浄した後に、TMB高感度基質溶液(Biolegend、#421501)と30分間インキュベートし、等量の停止溶液(Biolegend、#77316)を添加した後に、450nmでの吸光度を測定した。すべての実験は、2つのウェルで行われ、少なくとも2回繰り返された。
【0078】
ウシの硝子体へのインビトロ結合
ウシの硝子体(InVision BioResource,Seattle,WA)を4℃で解凍した。材料を最初にPBSで1:1に希釈し、0.22μmフィルターでろ過し、等分し、-80℃で保存した。ウシの硝子体材料の総タンパク質濃度は、Pierce BCAタンパク質アッセイによって測定された。Costar 96ウェルEIA/RIAストリップウェルを、室温で4時間、ウシの硝子体(1μg/ウェル)でコーティングし、続いてELISA洗浄緩衝液で1回洗浄した。非特異的結合部位は、室温で1時間、PBSに2%のBSAを添加し、続いて、0.01%のPBS-Tで3回洗浄することにより遮断された。各ウェルに、50ulのVEGFR1または対照タンパク質を、4℃で一晩添加した。翌日、プレートを0.01%PBS-Tで3回洗浄し、続いて、室温で1時間、100ulのAPコンジュゲートヤギ抗ヒトFc(1:2000、Invitrogen、#A18832))とインキュベートした。プレートを、0.01%のPBS-Tでさらに5回洗浄した後、室温で15~30分間、50ulの1ステップPNPP基質(Thermo Scientific,Rockford,IL,#37621)を添加した。ODは405nmで測定された。
【0079】
Costar 96ウェルEIA/RIAストリップウェルのVEGF刺激内皮細胞増殖に対する硝子体結合VEGFR1の効果は、最初に1時間UV滅菌され、続いて、室温で4時間、PBSに希釈された1μg/ウェルのウシの硝子体でコーティングされた。プレートを、PBSで1回洗浄し、4oCで、2%のBSAで遮断し、バイオセーフティーフード内でPBSで2回洗浄した。等量の可溶性受容体または対照IgGをプレートに添加し、4℃のPBS O/Nに希釈した(50μl/ウェル)。次にプレートをPBSで1回洗浄し、続いて、10%のBCSを含有するアッセイ培地で1回洗浄した。100μlの培地を各ウェルに添加し、続いて5ng/mlのVEGF、またはVEGFなしの対照としてPBSのみを添加した。プレートをVEGFまたはPBSと1時間インキュベートし、続いて、100μlのBCEC細胞懸濁液を添加した(最終的に2500細胞/ウェル)。48時間後、Alamar Blueを添加して増殖を測定した。
【0080】
レーザー誘導脈絡膜新生血管(CNV)
雄のC57BL/6Jマウス(6~8週)を、レーザー治療の前にケタミン/キシラジンカクテルで麻酔した。CNV病変は、ダイオードレーザー(IRIDEX,Oculight GL)、ならびにスポットサイズ50μm、出力180mW、および露光時間100msの細隙灯(Zeiss)を使用するレーザー光凝固によって誘導された。36,42.典型的には、4つのレーザー火傷が、各眼の視神経乳頭の周りの3、6、9、および12時の位置で誘導された。異なる構築物またはIgGアイソタイプ対照を、1μlの容量の2.5μg/眼の用量で硝子体内に注射した。EYLEAは、2.5または25μgで陽性対照として使用された。注射の1日後にレーザー治療を行い、レーザー治療の7日後に、眼を摘出し、4%のパラホルムアルデヒド(PFA)で15分間固定した。別の一連の研究では、レーザー治療の1日、7日、または14日前に、選択された構築物を1回注射した。脈絡膜-強膜複合体および網膜を分離し、網膜および脈絡膜組織の両方の全体マウント染色により血管系を証明するために抗CD31免疫蛍光法(IF)を実施した。CD31 IFの場合、ラット抗マウス抗体BD 550274を、1:100に希釈し、4oCで一晩インキュベートした。二次抗ラット抗体(Life Technologies A11006)との4時間のインキュベーション後、全体マウントを488nmで撮像した。病変領域の新生血管および網膜の血管密度の定量化は、ImageJによって行われた。P値は、スチューデントのt検定によって評価された(有意な変化、p<0.05)。
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