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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-28
(45)【発行日】2025-06-05
(54)【発明の名称】CD8結合ポリペプチドおよびその使用
(51)【国際特許分類】
   C07K 16/28 20060101AFI20250529BHJP
   A61K 45/00 20060101ALI20250529BHJP
   A61K 49/16 20060101ALI20250529BHJP
   A61K 51/10 20060101ALI20250529BHJP
   A61P 35/00 20060101ALI20250529BHJP
   C12N 1/15 20060101ALI20250529BHJP
   C12N 1/19 20060101ALI20250529BHJP
   C12N 1/21 20060101ALI20250529BHJP
   C12N 5/0783 20100101ALI20250529BHJP
   C12N 5/10 20060101ALI20250529BHJP
   C12N 15/13 20060101ALI20250529BHJP
   C12N 15/63 20060101ALI20250529BHJP
   C12P 21/08 20060101ALI20250529BHJP
   C12Q 1/06 20060101ALI20250529BHJP
   G01N 33/53 20060101ALI20250529BHJP
【FI】
C07K16/28 ZNA
A61K45/00
A61K49/16
A61K51/10 200
A61P35/00
C12N1/15
C12N1/19
C12N1/21
C12N5/0783
C12N5/10
C12N15/13
C12N15/63 Z
C12P21/08
C12Q1/06
G01N33/53 V
【請求項の数】 48
(21)【出願番号】P 2023504174
(86)(22)【出願日】2021-07-20
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-21
(86)【国際出願番号】 CN2021107312
(87)【国際公開番号】W WO2022017370
(87)【国際公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-03-17
(31)【優先権主張番号】202010703962.9
(32)【優先日】2020-07-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521004859
【氏名又は名称】スーチョウ スマートヌクライド バイオファーマシューティカル カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】弁理士法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】シュー タオ
(72)【発明者】
【氏名】スン ヤン
(72)【発明者】
【氏名】ワン チャオ
(72)【発明者】
【氏名】チー ハオ
(72)【発明者】
【氏名】ドゥ ハイジン
(72)【発明者】
【氏名】ヤン ヤンリン
【審査官】西澤 龍彦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2019/033043(WO,A2)
【文献】国際公開第2020/001526(WO,A1)
【文献】中国特許出願公開第110237250(CN,A)
【文献】国際公開第2019/032661(WO,A1)
【文献】国際公開第2019/023148(WO,A1)
【文献】特表2011-522835(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07K
C12N
C12P
C12Q
A61K
A61P
G01N
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
CAplus/REGISTRY/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
CD8αに特異的に結合することができる少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインを含み、
少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインが下記(1)~(20)から選択されるCDR1、CDR2およびCDR3を含み、免疫グロブリン単一可変ドメインがVHHである、CD8α結合ポリペプチド:
(1) 配列番号26のCDR1、配列番号27のCDR2および配列番号28のCDR3;
(2) 配列番号30のCDR1、配列番号31のCDR2および配列番号32のCDR3;
(3) 配列番号38のCDR1、配列番号39のCDR2および配列番号40のCDR3;
(4) 配列番号42のCDR1、配列番号43のCDR2および配列番号44のCDR3;
(5) 配列番号2のCDR1、配列番号3のCDR2および配列番号4のCDR3;
(6) 配列番号6のCDR1、配列番号7のCDR2および配列番号8のCDR3;
(7) 配列番号10のCDR1、配列番号11のCDR2および配列番号12のCDR3;
(8) 配列番号14のCDR1、配列番号15のCDR2および配列番号16のCDR3;
(9) 配列番号18のCDR1、配列番号19のCDR2および配列番号20のCDR3;
(10) 配列番号22のCDR1、配列番号23のCDR2および配列番号24のCDR3;
(11) 配列番号34のCDR1、配列番号35のCDR2および配列番号36のCDR3;
(12) 配列番号46のCDR1、配列番号47のCDR2および配列番号48のCDR3;
(13) 配列番号50のCDR1、配列番号51のCDR2および配列番号52のCDR3;
(14) 配列番号54のCDR1、配列番号55のCDR2および配列番号56のCDR3;
(15) 配列番号58のCDR1、配列番号59のCDR2および配列番号60のCDR3;
(16) 配列番号62のCDR1、配列番号63のCDR2および配列番号64のCDR3;
(17) 配列番号66のCDR1、配列番号67のCDR2および配列番号68のCDR3;
(18) 配列番号70のCDR1、配列番号71のCDR2および配列番号72のCDR3;
(19) 配列番号74のCDR1、配列番号75のCDR2および配列番号76のCDR3;
(20) 配列番号78のCDR1、配列番号79のCDR2および配列番号80のCDR3。
【請求項2】
免疫グロブリン単一可変ドメインが、配列番号29、33、41、45、5、9、13、17、21、25、37、49、53、57、61、65、69、73、77および81の一つのアミノ酸配列に対して少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のCD8α結合ポリペプチド。
【請求項3】
免疫グロブリン単一可変ドメインが、配列番号29、33、41、45、5、9、13、17、21、25、37、49、53、57、61、65、69、73、77および81の一つのアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載のCD8α結合ポリペプチド。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドをコードする核酸分子。
【請求項5】
発現調節エレメントに作動可能に連結された請求項4に記載の核酸分子を含む、発現ベクター。
【請求項6】
請求項4に記載の核酸分子を含むか、または請求項5に記載の発現ベクターによって形質転換された、CD8α結合ポリペプチドを発現することが可能である、宿主細胞。
【請求項7】
以下を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドの生成方法:
a)CD8α結合ポリペプチドの発現を可能にする条件下で、請求項6に記載の宿主細胞を培養すること;
b)工程a)で得られた培養物から、宿主細胞によって発現されたCD8α結合ポリペプチドを回収すること;および
c)工程b)で得られたCD8α結合ポリペプチドをさらに精製および/または修飾すること。
【請求項8】
請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドと、該CD8α結合ポリペプチドに結合した少なくとも1つの検出可能な標識とを含む、コンジュゲート分子。
【請求項9】
検出可能な標識が、放射性核種、蛍光剤、化学発光剤、生物発光剤、常磁性イオン、および酵素から選択される、請求項8に記載のコンジュゲート分子。
【請求項10】
検出可能な標識が、110In、111In、177Lu、18F、52Fe、62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、68Ge、86Y、90Y、89Zr、120I、123I、124I、125I、131I、32P、11C、13N、15O、186Re、188Re、51Mn、55Co、72As、75Br、76Br、83Srまたは他のγ-、β-または正のエミッターから選択される、請求項9に記載のコンジュゲート分子。
【請求項11】
検出可能な標識が、68Gaまたは125Iである、請求項9に記載のコンジュゲート分子。
【請求項12】
CD8α結合ポリペプチドが、キレート剤を介して検出可能な標識に結合された、請求項8~10のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子。
【請求項13】
キレート剤が、DTPA、EDTA、NOTA、DOTA、TRAP、TETA、NETA、CB-TE2A、Cyclen、Cyclam、Bispidine、TACN、ATSM、SarAr、AmBaSar、MAG3、MAG2、HYNIC、DADT、NS3、H2dedpa、HBED、DFO、PEPAまたはHEHA、およびそれらの誘導体から選択される、請求項12に記載のコンジュゲート分子。
【請求項14】
検出可能な標識が68Gaであり、キレート剤がNOTAである、請求項13に記載のコンジュゲート分子。
【請求項15】
以下を含む、生体試料中のCD8αの存在および/または量を検出する方法:
a)請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子がCD8αと複合体を形成し得る条件下で、生物試料および対照試料を請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子に接触させること;および
b)複合体の形成を検出すること;
ここで、生体試料と対照試料との間の複合体形成の差は、試料中のCD8αの存在および/または量を示す。
【請求項16】
請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子、および生理学的に許容される担体を含む、CD8α陽性細胞を検出するための検出剤。
【請求項17】
検出剤が造影剤である、請求項16に記載の検出剤。
【請求項18】
造影剤が、放出コンピュータ断層撮影(ECT)造影剤である、請求項17に記載の検出剤。
【請求項19】
造影剤が、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)造影剤または陽電子放出断層撮影(PET)造影剤である、請求項18に記載の検出剤。
【請求項20】
CD8α陽性細胞を検出するための検出剤の調製における、請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子の使用。
【請求項21】
検出剤が造影剤である、請求項20に記載の使用。
【請求項22】
造影剤が、ECT造影剤である、請求項21に記載の使用。
【請求項23】
造影剤が、SPECT造影剤またはPET造影剤である、請求項22に記載の使用。
【請求項24】
組織中のCD8α陽性細胞の存在および/または量を検出する方法に使用するための請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤であって、前記方法が、
a)組織を、請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤と接触させること;および
b)組織中のCD8α陽性細胞の存在および/または量を測定すること
を含む、コンジュゲート分子または検出剤。
【請求項25】
組織が、血液組織、リンパ組織および腫瘍組織から選択される、請求項24に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項26】
CD8α陽性細胞がCD8α陽性T細胞である、請求項24または25に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項27】
組織中のCD8α陽性細胞の存在および/または量が、組織を撮像することによって決定される、請求項24~26のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項28】
組織中のCD8α陽性細胞の存在および/または量が、フローサイトメトリーにより決定される、請求項24~26のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項29】
請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤を対象に投与することを含む、対象の組織におけるCD8α陽性細胞の存在および/または量を検出する方法に使用するための請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤。
【請求項30】
組織が腫瘍組織である、請求項29に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項31】
CD8α陽性細胞がCD8α陽性T細胞である、請求項29または30に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項32】
ECT撮像により、対象を撮像する工程をさらに含む、請求項29~31のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項33】
ECT撮像はSPECT撮像またはPET撮像である、請求項32に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項34】
腫瘍を有する対象が抗腫瘍療法に適しているかどうかを決定する方法に使用するための請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤であって、前記方法が、
1)請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤を対象に投与すること;および
2)対象の腫瘍がCD8α陽性細胞を含むかどうかを決定するために、ECT撮像により、対象を撮像すること
を含み、
ここで、腫瘍におけるCD8α陽性細胞の存在が検出された場合、当該対象は、抗腫瘍療法に適していると同定される、コンジュゲート分子または検出剤。
【請求項35】
腫瘍を有する対象が抗腫瘍療法に適しているかどうかを決定する方法に使用するための請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤であって、前記方法が、
1)請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8α陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像により、対象を撮像すること、
を含み、
ここで、腫瘍におけるCD8α陽性細胞の存在が検出された場合、対象は、抗腫瘍療法に応答し得る、コンジュゲート分子または検出剤。
【請求項36】
対象における腫瘍を治療するための方法に使用するための請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤であって、前記方法が、
1)請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤を対象に投与すること;および
2)対象の腫瘍がCD8α陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像により、対象を撮像すること
を含み、
ここで、腫瘍におけるCD8α陽性細胞の存在が検出された場合、対象に抗腫瘍療法を適用する、コンジュゲート分子または検出剤。
【請求項37】
対象における抗腫瘍療法の有効性をモニタリングする方法に使用するための請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤であって、前記方法が、
1)請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤を、腫瘍を有し、抗腫瘍療法で治療された対象に投与すること;および
2)対象の腫瘍におけるCD8α陽性細胞の量を決定するためECT撮像により、対象を撮像すること
を含む、コンジュゲート分子または検出剤。
【請求項38】
抗腫瘍療法が免疫チェックポイント阻害剤療法である、請求項34~37のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項39】
抗腫瘍療法が、放射線治療であるか、またはPD-1阻害剤、PD-L1阻害剤、CTLA-4阻害剤、TIM3阻害剤、BTLA阻害剤、TIGIT阻害剤、CD47阻害剤、GITR阻害剤、LAG3阻害剤、インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)阻害剤、血管内皮増殖因子(VEGF)拮抗剤、Ang2阻害剤、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)阻害剤、上皮成長因子受容体(EGFR)阻害剤、CD20阻害剤、腫瘍特異的抗原に対する抗体、ワクチン、抗原提示を増加させるアジュバント、二重特異性抗体、細胞毒素、化学療法剤、シクロホスファミド、IL-6R阻害剤、IL-4R阻害剤、IL-10阻害剤、サイトカインおよび抗体-薬物複合体(ADC)の投与から選択される、請求項34~38のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項40】
腫瘍が固形腫瘍である、請求項34~39のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項41】
固形腫瘍が、大腸癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳腫瘍、子宮頸癌、膀胱癌、肛門癌、子宮癌、結腸癌、肝臓癌、膵臓癌、肺癌、子宮内膜癌、骨癌、精巣癌、皮膚癌、腎癌、胃癌、食道癌、頭頸部癌、唾液腺癌および骨髄腫から選ばれる、請求項40に記載のコンジュゲート分子または検出剤。
【請求項42】
CD8α陽性細胞を単離および/または精製する方法であって、以下を含む方法:
(a)CD8α陽性細胞を含むと疑われる細胞集団を提供すること;
(b)細胞集団の亜集団を同定すること、ここで亜集団の細胞は、請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子に結合する;および
(c)亜集団を単離すること。
【請求項43】
CD8α陽性細胞を単離する方法であって、以下を含む方法:
(a)CD8α陽性細胞を含むと疑われる細胞集団を提供すること;
(b)細胞集団を、請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子と接触させ、それによってCD8α陽性細胞が、請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子に結合することを可能にすること;
(c)請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子に結合しない細胞を除去すること;および
(d)請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子に結合するCD8α陽性細胞を回収すること。
【請求項44】
CD8α陽性細胞がCD8α陽性T細胞である、請求項42または43に記載の方法。
【請求項45】
CD8α陽性細胞を含むと疑われる細胞集団が、ヒト末梢血単核細胞(PBMC)である、請求項42~44のいずれか一項に記載の方法。
【請求項46】
請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子が固体表面に固定化されている、請求項42~45のいずれか一項に記載の方法。
【請求項47】
請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチドまたは請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子がゲルまたは磁気ビーズの表面に固定化されている、請求項42~45のいずれか一項に記載の方法。
【請求項48】
請求項1~3のいずれか一項に記載のCD8α結合ポリペプチド、請求項8~14のいずれか一項に記載のコンジュゲート分子、または請求項16~19のいずれか一項に記載の検出剤を含む、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生物学的製剤の分野に関するものである。具体的には、本発明は、特定のCD8結合ポリペプチドおよびその使用に関する。
【背景技術】
【0002】
腫瘍の診断には、放出コンピュータ断層撮影法(Emission Computed Tomography、ECT)が用いられてきた。ECTには、単光子放出コンピュータ断層撮影法(Single-Photon Emission Computed Tomography (SPECT))と陽電子放出断層撮影法(Positron Emission Tomography (PET))があり、画像を介して高解像度の腫瘍撮像と定量解析を可能にする。
【0003】
ヒトでは、CD8は主に細胞傷害性Tリンパ球に発現しているが、樹状細胞やナチュラルキラー細胞などにも発現している。CD8分子は、CD8αが形成するホモダイマー、CD8αとCD8βが形成するヘテロダイマーがあり、αβヘテロダイマーがより一般的である。
【0004】
CD8陽性腫瘍浸潤リンパ球(TIL)をin vivoでモニタリングできることは、免疫療法の効果を評価し、より効果的な免疫細胞標的化単剤または併用療法の開発を支援する上で大きな意義がある。腫瘍浸潤リンパ球の 「イムノPET (Immuno PET)」撮像は、患者が特定の免疫療法レジメンを選択し、治療が有効かどうかを判断するのに役立つ、特異的かつ高感度の方法を提供することができる。
【0005】
CD8を発現する細胞を検出するための検出剤、特にECT検出に適したCD8抗体ベースの検出剤に対する需要が当技術分野に存在する。
【発明の概要】
【0006】
本発明は、少なくとも以下の実施形態を含む。
【0007】
実施形態1:CD8αに特異的に結合することができる少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインを含むCD8結合ポリペプチドであって、少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインが、 配列番号5、9、13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77および81のいずれか一つのCDR1、CDR2およびCDR3を含む。
【0008】
実施形態2:以下から選択されるCDR1、CDR2およびCDR3を含む、少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインである、実施形態1に記載のCD8結合ポリペプチド。
(1) 配列番号2のCDR1、配列番号3のCDR2および配列番号4のCDR3;
(2) 配列番号6のCDR1、配列番号7のCDR2および配列番号8のCDR3;
(3) 配列番号10のCDR1、配列番号11のCDR2および配列番号12のCDR3;
(4) 配列番号14のCDR1、配列番号15のCDR2および配列番号16のCDR3;
(5) 配列番号18のCDR1、配列番号19のCDR2および配列番号20のCDR3;
(6) 配列番号22のCDR1、配列番号23のCDR2および配列番号24のCDR3;
(7) 配列番号26のCDR1、配列番号27のCDR2および配列番号28のCDR3;
(8) 配列番号30のCDR1、配列番号31のCDR2および配列番号32のCDR3;
(9) 配列番号34のCDR1、配列番号35のCDR2および配列番号36のCDR3;
(10) 配列番号38のCDR1、配列番号39のCDR2および配列番号40のCDR3;
(11) 配列番号42のCDR1、配列番号43のCDR2および配列番号44のCDR3;
(12) 配列番号46のCDR1、配列番号47のCDR2および配列番号48のCDR3;
(13) 配列番号50のCDR1、配列番号51のCDR2および配列番号52のCDR3;
(14) 配列番号54のCDR1、配列番号55のCDR2および配列番号56のCDR3;
(15) 配列番号58のCDR1、配列番号59のCDR2および配列番号60のCDR3;
(16) 配列番号62のCDR1、配列番号63のCDR2および配列番号64のCDR3;
(17) 配列番号66のCDR1、配列番号67のCDR2および配列番号68のCDR3;
(18) 配列番号70のCDR1、配列番号71のCDR2および配列番号72のCDR3;
(19) 配列番号74のCDR1、配列番号75のCDR2および配列番号76のCDR3;
(20) 配列番号78のCDR1、配列番号79のCDR2および配列番号80のCDR3。
【0009】
実施形態3:実施形態1または2に記載のCD8結合ポリペプチドであって、免疫グロブリン単一可変ドメインが、配列番号5、9、13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77および81の一つのアミノ酸配列と少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、さらにより好ましくは少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む。
【0010】
実施形態4:実施形態1~3のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドであって、免疫グロブリン単一可変ドメインが、 配列番号5、9、13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77および81の一つのアミノ酸配列を含む。
【0011】
実施形態5:免疫グロブリン単一可変ドメインがVHHである、実施形態1~4のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチド。
【0012】
実施形態6:実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドをコードする核酸分子。
【0013】
実施形態7:発現調節エレメントに作動可能に連結された実施形態6に記載の核酸分子を含む、発現ベクター。
【0014】
実施形態8:実施形態6に記載の核酸分子を含むか、実施形態7に記載の発現ベクターによって形質転換された、CD8結合ポリペプチドを発現することが可能である、宿主細胞。
【0015】
実施形態9:以下を含む、実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドの生成方法:
a)CD8結合ポリペプチドの発現を可能にする条件下で、実施形態8に記載の宿主細胞を培養すること。
b)工程a)で得られた培養物から、宿主細胞によって発現されたCD8結合ポリペプチドを回収すること;および
c) 任意選択的に、工程b)で得られたCD8結合ポリペプチドをさらに精製および/または修飾すること。
【0016】
実施形態10:実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドと、該CD8結合ポリペプチドに結合した少なくとも1つの検出可能な標識とを含む、コンジュゲート分子。
【0017】
実施形態11:検出可能な標識が、放射性核種、蛍光剤、化学発光剤、生物発光剤、常磁性イオン、および酵素から選択される、実施形態10に記載のコンジュゲート分子。
【0018】
実施形態12:検出可能なラベルが、110In、111In、177Lu、18F、52Fe、62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、68Ge、86Y、90Y、89Zr、94mTc、120I、123I、124I、125I、131I、154158Gd、32P、11C、13N、15O、186Re、188Re、51Mn、52mMn、55Co、72As、75Br、76Br、82mRb、83Srまたは他のγ-、β-または正のエミッターから選択され、例えば、検出可能なラベルは68Gaまたは125Iである、実施形態11に記載のコンジュゲート分子。
【0019】
実施形態13:CD8結合ポリペプチドが、キレート剤を介して検出可能な標識に結合された、実施形態10~12のいずれか一に記載のコンジュゲート分子。
【0020】
実施形態14:キレート剤が、DTPA、EDTA、NOTA、DOTA、TRAP、TETA、NETA、CB-TE2A、Cyclen、Cyclam、Bispidine、TACN、ATSM、SarAr、AmBaSar、MAG3、MAG2、HYNIC、DADT、EC、NS3、H2dedpa、HBED、DFO、PEPAまたはHEHA、およびそれらの誘導体から選択される、実施形態13に記載のコンジュゲート分子。
【0021】
実施形態15:検出可能な標識が68Gaであり、キレート剤がNOTAである、実施形態14に記載のコンジュゲート分子。
【0022】
実施形態16:以下を含む、生体試料中のCD8の存在および/または量を検出する方法:
a)実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子がCD8と複合体を形成し得る条件下で、生物試料および対照試料を本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子に接触させること;および
b)複合体の形成を検出すること、
ここで、生体試料と対照試料との間の複合体形成の差は、試料中のCD8の存在および/または量を示す。
【0023】
実施形態17:実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子、および任意に生理学的に許容される担体を含む、CD8陽性細胞を検出するための検出剤。
【0024】
実施形態18:検出剤が造影剤である、実施形態17に記載の検出剤。
【0025】
実施形態19:造影剤が、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)造影剤または陽電子放出断層撮影(PET)造影剤などの放出コンピュータ断層撮影(ECT)造影剤である、実施形態18に記載の検出剤。
【0026】
実施形態20:CD8陽性細胞を検出するための検出剤の調製における、実施形態1~5のいずれか1つに記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか1つに記載のコンジュゲート分子の使用。
【0027】
実施形態21:検出剤が造影剤である、実施形態20に記載の検出剤。
【0028】
実施形態22:造影剤が、SPECT造影剤またはPET造影剤などのECT造影剤である、実施形態21に記載の検出剤。
【0029】
実施形態23:組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量を検出する方法であって、以下を含む方法:
a)組織を、実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤と接触させること;および
b) 組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量を測定すること。
【0030】
実施形態24:組織が、血液組織、リンパ組織および腫瘍組織から選択される、実施形態23に記載の方法。
【0031】
実施形態25:CD8陽性細胞がCD8陽性T細胞である、実施形態23または24に記載の方法。
【0032】
実施形態26:組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量が、組織を撮像することによって決定される、実施形態23~25のいずれか一に記載の方法。
【0033】
実施形態27:組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量がフローサイトメトリーにより決定される、実施形態23~25のいずれか一に記載の方法。
【0034】
実施形態28:実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤を対象に投与することを含む、対象の組織におけるCD8陽性細胞の存在および/または量を検出する方法。
【0035】
実施形態29:組織が腫瘍組織である、実施形態28に記載の方法。
【0036】
実施形態30:CD8陽性細胞がCD8陽性T細胞である、実施形態28または29に記載の方法。
【0037】
実施形態31:本方法は、ECT撮像など、対象を撮像する工程をさらに含み、例えばECT撮像はSPECT撮像またはPET撮像である、実施形態28~30のいずれか一に記載の方法。
【0038】
実施形態32:腫瘍を有する対象が抗腫瘍療法に適しているかどうかを決定する方法であって、以下を含む方法。
1)実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像などの方法で対象を撮像すること、
ここで、腫瘍におけるCD8陽性細胞の存在が検出された場合、例えば、対象の腫瘍がCD8陽性細胞によって浸潤されている場合、当該対象は、抗腫瘍療法に適していると同定される。
【0039】
実施形態33:抗腫瘍療法に対する腫瘍を有する対象の応答を予測するための方法であって、以下を含む方法:
1)実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像などの方法で対象を撮像すること、
ここで、腫瘍におけるCD8陽性細胞(複数可)の存在が検出される場合、例えば、対象の腫瘍がCD8陽性細胞(複数可)によって浸潤されている場合、対象は、抗腫瘍療法に応答し得る。
【0040】
実施形態34:対象における腫瘍を治療するための方法であって、以下を含む方法:
1)実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像などの方法で対象を撮像すること、
腫瘍におけるCD8陽性細胞の存在が検出された場合、例えば、対象の腫瘍がCD8陽性細胞によって浸潤されている場合、対象に抗腫瘍療法を適用する。
【0041】
実施形態35:対象における抗腫瘍療法の有効性をモニタリングする方法であって、以下を含む方法:
1)腫瘍を有し、抗腫瘍療法で治療された対象に、実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤を投与すること;および
2)対象の腫瘍中のCD8陽性細胞の量を決定するために、ECT撮像などの対象の撮像を行うこと。
【0042】
実施形態36:抗腫瘍療法が免疫チェックポイント阻害剤療法である、実施形態32~35のいずれか1つに記載の方法。
【0043】
実施形態37:実施形態32~36のいずれか一に記載の方法であって、ここで、抗腫瘍療法が以下の投与から選択される方法。PD-1阻害剤、PD-L1阻害剤、CTLA-4阻害剤、TIM3阻害剤、BTLA阻害剤、TIGIT阻害剤、CD47阻害剤、GITR阻害剤、LAG3阻害剤、別のT細胞共阻害剤またはリガンドのアンタゴニスト、インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)阻害剤、血管内皮増殖因子(VEGF)拮抗剤、Ang2阻害剤、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)阻害剤、上皮成長因子受容体(EGFR)阻害剤、CD20阻害剤、腫瘍特異的抗原に対する抗体、ワクチン、抗原提示を増加させるアジュバント、二重特異性抗体、細胞毒素、化学療法剤、シクロホスファミド、放射線治療、IL-6R阻害剤、IL-4R阻害剤、 IL-10阻害剤、サイトカインおよび抗体-薬物複合体(ADC)。
【0044】
実施形態38:腫瘍が固形腫瘍である、実施形態32~37のいずれか一に記載の方法。
【0045】
実施形態39:固形腫瘍が、大腸癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳腫瘍、子宮頸癌、膀胱癌、肛門癌、子宮癌、結腸癌、肝臓癌、膵臓癌、肺癌、子宮内膜癌、骨癌、精巣癌、皮膚癌、腎癌、胃癌、食道癌、頭頸部癌、唾液腺癌および骨髄腫から選ばれる、実施形態38に記載の方法。
【0046】
実施形態40:CD8陽性細胞を単離および/または精製する方法であって、以下を含む方法:
(a)CD8陽性細胞を含むと疑われる細胞集団(複数可)を提供すること。
(b)細胞集団の亜集団を同定すること、ここで亜集団の細胞は、実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子に結合する、および
(c)亜集団を単離すること。
【0047】
実施形態41:CD8陽性細胞(複数可)を単離する方法であって、以下を含む方法:
(a)CD8陽性細胞を含むと疑われる細胞集団(複数可)を提供すること。
(b)細胞集団を、実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子と接触させ、それによって、CD8陽性細胞が実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子に結合することを可能にすること。
(c)実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子に結合しない細胞を除去すること;および
(d)実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子に結合するCD8陽性細胞を回収すること。
【0048】
実施形態42:CD8陽性細胞がCD8陽性T細胞である、実施形態40または41に記載の方法。
【0049】
実施形態43:CD8陽性細胞を含む細胞集団が、ヒト末梢血単核細胞(PBMC)である、実施形態40~42のいずれか一に記載の方法。
【0050】
実施形態44:実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチドまたは実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子が固体表面に固定化されており、例えばゲルまたは磁気ビーズの表面に固定化されている、実施形態40~44のいずれか一に記載の方法。
【0051】
実施形態45:実施形態1~5のいずれか一に記載のCD8結合ポリペプチド、実施形態10~15のいずれか一に記載のコンジュゲート分子、または実施形態17~19のいずれか一に記載の検出剤を含む、キット。
【図面の簡単な説明】
【0052】
図1】蛍光活性化セルソーティング(FACS)による、候補抗体のヒトPBMC CD8+T細胞表面抗原への結合効果の検討。
図2125Iで標識したCD8単一ドメイン抗体。
図3125I標識CD8α単一ドメイン抗体のMC38-CD8細胞への取り込み実験。
図4125I標識CD8単一ドメイン抗体によるMC38-CD8細胞飽和結合解析。
図5125I-SNA006aのMC38-CD8細胞競合結合解析。
図6125I標識CD8α単一ドメイン抗体によるSPECT撮像。
図768Ga標識CD8α単一ドメイン抗体の薄層クロマトグラフィー(TLC)分析。
図868Ga標識CD8α単一ドメイン抗体のin-vivo分布データ。
図968Ga標識CD8α単一ドメイン抗体のin-vivo分布ターゲット/バックグラウンド比。
図1068Ga標識CD8α単一ドメイン抗体によるin-vivo PET/CT撮像。
図1168Ga標識CD8α単一ドメイン抗体のin-vivo時間生物学的分布曲線。
図1268Ga-NOTA-SNA006aのin-vivo安定性解析。
【発明を実施するための形態】
【0053】
定義
指示されているか、明確に規定されていない限り、全ての用語は当該技術分野においてそれらの通常の意味を用いており、当業者には明らかであろう。例えば、 “Molecular Cloning:A Laboratory Manual” (2nd.Ed.), Vols. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989); Lewin, ”Genes IV”, Oxford University Press, New York, (1990); および Roitt et al., ”Immunology” (2nd edition), Gower Medical Publishing, London, New York (1989)のような標準的なハンドブックおよび本明細書で引用している先行技術が参照される。また、特に断りのない限り、具体的に詳述されていない方法、工程、技術、手術はすべて、それ自体既知の方法で行うことができ、当業者には明らかである。例えば、標準マニュアル、上述の一般的な先行技術および本明細書に引用される他の参考文献にも記載されている。
【0054】
本明細書で互換的に使用される「抗体」または「免疫グロブリン」という用語は、重鎖抗体であろうと従来の4鎖抗体であろうと、特に断らない限り、フルサイズの抗体、その個々の鎖、ならびにそのすべての部分、ドメインまたはフラグメント(それぞれVHHドメインまたはVH/VLドメインなどの抗原結合ドメインまたはフラグメントを含むがこれに限らない)を含む一般用語として使用される。さらに、本明細書で使用される「配列」という用語(例えば、「免疫グロブリン配列」、「抗体配列」、「(単一)可変ドメイン配列」、「VHH配列」または「タンパク質配列」などの用語)は、文脈からより限定的な解釈を必要としない限り、関連するアミノ酸配列と同様に、それをコードする核酸配列またはヌクレオチド配列も含むものとして一般的に理解されるべきであろう。
【0055】
本明細書中で使用される(ポリペプチドまたはタンパク質の)「ドメイン」という用語は、残りのタンパク質とは無関係にその三次構造を保持する能力を有する折りたたまれたタンパク質構造を意味する。一般に、ドメインは、タンパク質の個別の特性に関与し、多くの場合に残りのドメインおよび/またはタンパク質の機能を喪失することなく、別の機能性のタンパク質に付加、除去または移入され得る。
【0056】
本明細書で使用する用語「免疫グロブリンドメイン」とは、抗体鎖の球状領域(例えば、従来の4鎖抗体の鎖または重鎖抗体の鎖)、または本質的にそのような球状領域からなるポリペプチドを意味する。免疫グロブリンドメインは、抗体分子の特徴である免疫グロブリンフォールドを保持していることが特徴である
【0057】
本明細書で使用される用語「免疫グロブリン可変ドメイン」は、本質的に4つの「フレームワーク領域」からなる免疫グロブリンドメインを意味し、これらは、当該技術分野および本明細書において、それぞれ「フレームワーク領域1」または「FR1」;「フレームワーク領域2」または「FR2」;「フレームワーク領域3」または「FR3」;および「フレームワーク領域4」または「FR4」と言及されている。これらのフレームワーク領域は、3つの「相補性決定領域」または「CDR」によって中断されており、これらは、当該技術分野および本明細書において、それぞれ「相補性決定領域1」または「CDR1」;「相補性決定領域2」または「CDR2」;および「相補性決定領域3」または「CDR3」として言及される。したがって、免疫グロブリン可変ドメインの全般的な構造または配列は、以下のように示すことができる: FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4。抗原結合部位をもつことによって抗原に対する抗体に特異性を与えるのは、免疫グロブリン可変ドメインである。
【0058】
本明細書で使用する「免疫グロブリン単一可変ドメイン」という用語は、追加の可変免疫グロブリンドメインと対になることなく抗原のエピトープに特異的に結合することができる免疫グロブリン可変ドメインを意味する。本発明の意味における免疫グロブリン単一可変ドメインの一例は、免疫グロブリン単一可変ドメインVHおよびVL(VHドメインおよびVLドメイン)のような「ドメイン抗体」である。免疫グロブリン単一可変ドメインの他の例として、以下に定義するラクダ科動物由来の「VHHドメイン」(または単に「VHH」)がある。
【0059】
「VHHドメイン」は、VHH、VHHドメイン、VHH抗体フラグメント、およびVHH抗体としても知られており、元来、「重鎖抗体」(すなわち 「軽鎖を欠いた抗体」)の抗原結合免疫グロブリン(可変)ドメインとして記載されてきた(Hamas-Casterman C、Atarhouch T、Muyldermans S、Robinson G、Hamas C、Songa E B、Bendahman N、Hamas R.:”Naturally occurring antibodies devoid of light chains”; Nature 363, 446-448 (1993)).「VHHドメイン」という用語は、これらの可変ドメインを、従来の4鎖抗体に存在する重鎖可変ドメイン(本明細書では「VHドメイン」と呼ぶ)および従来の4鎖抗体に存在する軽鎖可変ドメイン(本明細書では「VLドメイン」と呼ぶ)と区別するために選択されたものである。VHHドメインは、さらなる抗原結合ドメインなしにエピトープに特異的に結合することができる(従来の4鎖抗体ではVHやVLドメインとは対照的であるが、この場合はVHドメインとともにVLによってエピトープが認識される)。VHHドメインは、単一免疫グロブリンドメインによって形成される、小さくて頑丈で効率的な抗原認識単位である。
【0060】
本発明の文脈において、用語「重鎖単一ドメイン抗体」、「VHHドメイン」、「VHH」、「VHHドメイン」、「VHH抗体フラグメント」および「VHH抗体」は、互換的に使用することが可能である。
【0061】
免疫グロブリン単一可変ドメイン、例えばVHHのアミノ酸残基は、Kabatらによって与えられたVHドメインの一般的な番号付けに従って番号付けされる(「Sequence of Proteins of Immunological interest」、第5版、ED)。Public Health Services, NIH Bethesda, Md., (1991))の図2に示すように、ラクダ科動物のVHHドメインに適用したもので、Riechmann and Muyldermans, J. Immunol.Methods 231, 25-38 (1999)に示されている。
【0062】
VHドメインのアミノ酸残基の番号付けの代替法は当技術分野で知られており、代替法もVHHドメインに同様に適用することができる。例えば、Chothia CDRは、構造ループの位置を指す(Chothia and Lesk, J. Mol.Biol. 196:901-917 (1987))。AbM CDRは、Kabat超可変領域とChothia構造ループの間の妥協点を表しており、Oxford Molecular社のAbM抗体モデリングソフトウェアで使用されている。「Contact」 CDRは、利用可能な複合体の結晶構造に関する分析に基づいている。各手法によるCDRの残基は以下の通りである。
【0063】
【0064】
しかしながら、VHドメインおよびVHHドメインについては当技術分野で周知であるように、CDRの各々におけるアミノ酸残基の総数は様々であり、カバット番号付けによって示されるアミノ酸残基の総数に対応していない可能性がある(すなわち、カバット番号付けによる1つ以上の位置が実際の配列において占有されていないか、または実際の配列カバット番号付けが可能な数よりも多くのアミノ酸残基を含む可能性がある)。これは、一般に、カバットによる番号付けは、実際の配列中のアミノ酸残基の実際の番号付けと対応している場合もあれば、対応していない場合もあることを意味する。
【0065】
例えば、CDRは、VLでは24-36または24-34(LCDR1)、45-56または50-56(LCDR2)、89-97または89-96(LCDR3)、VHでは26-35(HCDR1)、50-56または49-65(HCDR2)、93-102、94-102または95-102(HCDR3)などの「拡張CDR」を含めることができる。
【0066】
VHHドメイン中のアミノ酸残基の総数は、通常、110~120個であり、しばしば112~115個である。しかし、より小さい配列およびより長い配列も、本明細書に記載される目的に適している可能性があることに注意すべきである。
【0067】
VHHドメインおよびそれを含むポリペプチドのさらなる構造的特徴や機能的特性をまとめると、以下のようになる。
【0068】
VHHドメイン(軽鎖可変ドメインの存在なしに、また軽鎖可変ドメインとの相互作用なしに抗原に機能的に結合するように天然で「設計」されている)は、単一の、比較的小さな、機能的抗原結合構造単位、ドメインまたはポリペプチドとして機能することが可能である。VHHドメインは、従来の4鎖抗体のVHドメインやVLドメインとは異なり、単独では一般に抗原結合タンパク質や免疫グロブリンの単一可変ドメインとして実用に適さず、何らかの形で結合して機能する抗原結合単位(例えば、Fabフラグメントなどの従来の抗体フラグメントや、VHドメインとVLドメインが共有結合したscFvなど)として提供される必要がある。
【0069】
これらのユニークな特性により、VHHドメインの使用は、単独または大きなポリペプチドの一部として、従来のVHおよびVLドメイン、scFvまたは従来の抗体フラグメント(Fab-またはF(ab’)2フラグメントなど)の使用よりも多くの大きな利点を提供する。抗原を高い親和性と選択性で結合するためには、単一ドメインのみが必要であり、2つの別々のドメインが存在する必要はなく、これらの2つのドメインが正しい空間的コンホメーションと配置で存在することを保証する必要もない(すなわち、scFvのように特に設計したリンカーの使用を介して)。 VHHドメインは1つの遺伝子から発現させることができ、翻訳後のフォールディングや修飾を必要としない;VHHドメインは、多価および多重特異的なフォーマット(formated)に容易に設計することができる;VHHドメインは溶解性が高く、凝集する性質がない;VHHドメインは、熱、pH、プロテアーゼ、その他の変性剤または条件に対して非常に安定であるため、冷蔵装置を使用せずに調製、保存、輸送することができ、コスト、時間、環境の節約につながる;VHHドメインは、生産に必要な規模でも、簡単に、比較的安価に準備することができる;VHHドメインは、従来の4鎖抗体やその抗原結合フラグメントに比べ、比較的小さい(約15kDa、従来のIgGの10倍)であり、そのため、従来の4鎖抗体やその抗原結合フラグメントに比べ、組織への浸透性が高く、高用量での投与が可能である;VHHドメインは、いわゆるキャビティ結合性を示すことができるため(特に、従来のVHドメインに比べてCDR3ループが拡張されているため)、従来の4鎖抗体やその抗原結合フラグメントではアクセスできないターゲットやエピトープにもアクセスすることができる。
【0070】
特異的な抗原またはエピトープに結合するVHHドメインを得る方法は、例えばR. van der Lindenら、Journal of Immunological Methods,240(2000)185-195; Liら、J Biol Chem.、287(2012)13713-13721; Deffarら、Affar Journal of Biotechnology Vol.8(12)、 pp.2645-2652,17,2009 June;およびWO94/04678に以前に記載されている。
【0071】
ラクダ科動物由来のVHHドメインは、元のVHH配列のアミノ酸配列の1つ以上のアミノ酸残基を、従来のヒト4鎖抗体由来のVHドメインの対応する位置に存在するアミノ酸残基で置き換えることで「ヒト化」することができる。(本明細書では「配列最適化」とも呼ばれ、「配列最適化」は、ヒト化に加えて、翻訳後修飾の可能性のある部位の除去など、VHHに改善された特性を与える1つ以上の変異による配列の追加修飾を包含することができる)。 ヒト化VHHドメインは、1つ以上の完全ヒトフレームワーク領域配列を含むことができる。ヒト化は、タンパク質の表面アミノ酸をヒト化する方法(リサーフェシング)および/またはヒト化ユニバーサルフレームワークCDRグラフト法(ユニバーサルフレームワークへのCDRグラフト)を用いて行うことができる。
【0072】
本明細書中で使用される、用語「エピトープ」または互換的に使用される用語「抗原決定基」は、抗体のパラトープが結合する抗原上の任意の抗原決定基を指す。抗原決定基は通常、アミノ酸または糖側鎖などの分子の化学的に活性な表面基を含み、通常、特異的な三次元構造特性および特異的電荷特性を有する。例えば、エピトープは、独特の空間的コンホメーションにおいて、通常、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、または15個の連続アミノ酸または非連続アミノ酸を含み、それらは「線形エピトープ」または「立体配置」エピトープであり得る。例えば、Epitope Mapping Protocols in Methods in Molecular Biology, Vol. 66, G.E.Morris, Ed.(1996)を参照されたい。線形エピトープでは、タンパク質と相互作用する分子(抗体など)との間のすべての相互作用点は、タンパク質の一次アミノ酸配列に沿って直線的に存在する。立体配置エピトープでは、互いに離れたタンパク質アミノ酸残基にわたって相互作用点が存在する。
【0073】
当該技術分野で周知の多くのエピトープマッピング技術を用いて、所与の抗原のエピトープを同定することができる。例えば、Molecular Biology, Volume 66, G.E. Morris, Ed. (1996)における方法におけるEpitope Mapping Protocolsを参照されたい。例えば、線形エピトープは、例えば、以下の方法によって決定され得る:多数のペプチドを固体支持上で同時に合成し、ここで、これらのペプチドは、タンパク質分子の一部に対応し、これらのペプチドを、支持体に依然として付着したまま抗体と反応させる。これらの技術は当該技術分野で公知であり、例えば、米国特許第4,708,871号; Geysenら(1984) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81: 3998-4002; Geysenら(1986) Molec.Immunol.23:709-715に記載されている。同様に、立体配置エピトープは、例えば、X線結晶解析や2次元核磁気共鳴によって、アミノ酸の空間配置を決定することによって同定することができる。例えば、Epitope Mapping Protocols(前掲)を参照のこと。
【0074】
当業者に公知の従来技術を用いて、同じエピトープへの競合的結合について抗体をスクリーニングすることができる。例えば、競合および交差競合研究を行い、互いに競合する抗体を得るか、または抗原への結合について交差競合する抗体を得ることができる。その交差競合に基づいて同じエピトープに結合する抗体を得るためのハイスループット法は、国際特許出願WO03/48731に記載されている。したがって、当業者に公知の従来技術を用いて、CD8上の同じエピトープに結合するために本発明の抗体分子と競合する抗体およびその抗原結合フラグメントを得ることができる。
【0075】
一般的に、「特異性」という用語は、特定の抗原結合分子または抗原結合タンパク質(本発明の免疫グロブリン単一可変ドメインなど)分子が結合し得る様々な種類の抗原またはエピトープの数を意味する。抗原結合タンパク質の特異性は、その親和性および/またはアビディティに基づいて決定することができる。抗原結合タンパク質をもつ抗原の解離に対する平衡定数で表される親和性(KD)は、抗原結合タンパク質上のエピトープと抗原結合部位との結合強度の尺度である。すなわち、KDの値が小さいほど、エピトープと抗原結合タンパク質との結合強度が強くなる(代替的に、親和性は1/KDである親和定数(KA)として表されることもある)。当業者にとって明らかであるように、親和性は、対象とする特異的抗原に応じて、それ自体が知られている方法で決定することができる。アビディティは、抗原結合タンパク質(例えば、免疫グロブリン、抗体、免疫グロブリン単一可変ドメインまたはそれを含むポリペプチド)と該当する抗原との結合の強さの尺度である。アビディティは、抗原結合分子上のエピトープとその抗原結合部位との親和性と、抗原結合タンパク質上に存在する適切な結合部位の数との両方に関係している。
【0076】
本明細書において、「CD8結合タンパク質(CD8結合ポリペプチド)」という用語は、CD8αタンパク質と結合することが可能な任意のタンパク質を意味する。CD8結合タンパク質は、CD8αに対する抗体、例えば、本明細書で定義される抗体を含むことができる。CD8結合タンパク質は、免疫グロブリンスーパーファミリー抗体(IgSF)やCDRグラフト分子もカバーする。CD8αの例示的なアミノ酸配列は、 配列番号1に示すとおりである。
【0077】
本発明の「CD8結合タンパク質」は、CD8と結合するVHHなどの免疫グロブリン単一可変ドメインを少なくとも1つ含むことができる。いくつかの実施形態では、本発明の「CD8結合分子」は、CD8に結合するVHHなどの2、3、4またはそれ以上の免疫グロブリン単一可変ドメインを含むことができる。CD8に結合する免疫グロブリン単一可変ドメインを除く本発明のCD8結合タンパク質は、リンカーおよび/またはエフェクター機能を有する部位、例えば半減期延長部位(血清アルブミンを結合する免疫グロブリン単一可変ドメインなど)および/または融合リガンド(血清アルブミンなど)および/またはコンジュゲートポリマー(PEGなど)および/またはFc領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、本発明の「CD8結合タンパク質」は、異なる抗原に結合する免疫グロブリン単一可変ドメインを含む二重特異性抗体をさらに企図する。
【0078】
一般に、本発明のCD8結合タンパク質は、結合する抗原(すなわち、CD8タンパク質)と、BiacoreまたはKinExAまたはFortibioアッセイで測定された、好ましくは10-7~10-10 mol/L(M)、より好ましくは10-8~10-10 mol/L、さらに好ましくは10-9~10-10 mol/L以下の解離定数(KD)で、および/または少なくとも107-1、好ましくは少なくとも108-1、より好ましくは少なくとも109-1、より好ましくは少なくとも1010-1の会合定数(KA)で、結合する。10 -4 M より大きいKD 値は、一般に、非特異的結合を示すと見なされる。抗原またはエピトープに対する抗原結合タンパク質の特異的結合は、例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)アッセイ、スキャッチャードアッセイ、および/または本明細書に記載される競合結合アッセイ(例えば、ラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素免疫アッセイ(EIA)およびサンドイッチ競合アッセイ)を含む、公知の任意の好適な方法で決定され得る。
【0079】
アミノ酸残基は、当該技術分野で一般に知られ、かつ合意されているように、標準的な3文字または1文字のアミノ酸コードに従って示されるであろう。2つのアミノ酸配列を比較する場合、「アミノ酸の違い」という用語は、第2の配列と比較して、参照配列の位置における指示された数のアミノ酸残基の挿入、欠失または置換を意味する。置換の場合、そのような置換は、アミノ酸置換であることが望ましく、これは、アミノ酸残基が類似の化学構造の別のアミノ酸残基と置換され、かつポリペプチドの機能、活性または他の生物学的特性にほとんど影響を及ぼさないか、本質的に影響を及ぼさないことを意味する。このような保存的アミノ酸置換は当技術分野でよく知られており、保存的アミノ酸置換は、好ましくは、以下の群(i)~(v)内の1つのアミノ酸が、同じ群内の他のアミノ酸残基で置換された置換である。 (i) 小さい脂肪族、非極性またはわずかに極性のある残基:Ala, Ser, Thr, Pro および Gly;(ii) 極性で負に帯電した残基とその(帯電していない)アミド。Asp, Asn, GluおよびGln; (iii) 極性、正電荷を持つ残基:His、ArgおよびLys;(iv)大きな脂肪族、非極性残基:Met、Leu、Ile、ValおよびCys;ならびに(v)芳香族残基:Phe、TyrおよびTrp。特に好ましい保存的アミノ酸置換は以下の通りである。AlaをGlyへ、またはSerへ;ArgをLysへ;AsnをGlnへ、またはHisへ; AspをGluへ; CysをSerへ; GlnをAsnへ; GluをAspへ; GlyをAlaへ、またはProへ; HisをAsnへ、またはGlnへ; IleからLeuへ、またはValへ;LeuからIleへ、またはValへ; LysをArgへ、Glnへ、またはGluへ; MetをLeuへ、Tyrへ、またはIleへ; PheをMetへ、Leuへ、またはTyrへ; SerをThrへ;ThrをSerへ; TrpをTyrへ; TyrをTrpに、またはPheへ;ValからIleへ、またはLeuへ。
【0080】
2つのポリペプチド配列間の「配列同一性」とは、配列間で同一のアミノ酸が占める割合のことである。「配列の類似性」とは、同一または保守的なアミノ酸の置換の割合のことである。アミノ酸またはヌクレオチド間の配列同一性の程度を評価する方法は、当業者に公知である。例えば、アミノ酸配列の同一性は、通常、配列解析ソフトウェアを用いて測定される。例えば、NCBIデータベースのBLASTプログラムを用いて、同一性を決定することができる。配列の同一性の判断については、例えば、以下のようなものがある。Computational Molecular Biology, Lesk, AM, ed., Oxford University Press, New York, 1988; Biocomputing:Informatics and Genome Projects, Smith, DW, eds., Academic Press, New York , 1993; Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, AM, and Griffin, HG, eds., Humana Press, New Jersey, 1994; Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987 and Sequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds, M Stockton Press, New York, 1991.
【0081】
ポリペプチドまたは核酸分子は、供給源および/または培地(培養培地)と比較して、ポリペプチドまたは核酸分子が得られる(他のタンパク質/ポリペプチド、別の核酸、別の生物学的成分または高分子、または少なくとも1つの汚染物質、不純物または微量成分など)天然の生物学的供給源または培地(培養培地)において、通常それと関連している少なくとも1つの他の成分から単離された場合、「実質的に単離された」とみなされる。特に、ポリペプチドまたは核酸分子は、少なくとも2回、特に少なくとも10回、より特に少なくとも100回、最大で1000回以上精製された場合に、「実質的に単離された」とみなされる。適切な技術(例えば、ポリアクリルアミドゲル電気泳動などの適切なクロマトグラフィー技術)によって決定されるように、「実質的に単離された」ポリペプチドまたは核酸分子は、好ましくは実質的に均質である。
【0082】
本明細書中で使用される「対象」という用語は、哺乳動物、とりわけ霊長類、とりわけヒトを意味する。
【0083】
本発明のCD8結合ポリペプチド
本発明は、CD8と特異的に結合することができる少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインを含む、CD8結合ポリペプチドを提供する。いくつかの実施形態において、CD8結合ポリペプチドは単離される。いくつかの実施形態では、CD8結合ポリペプチドは、CD8αに特異的に結合する。
【0084】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインは、配列番号5、9、13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77および81のいずれか1つに示すVHHのCDR1、CDR2およびCDR3を含む。CDRは、Kabat CDR、AbM CDR、Chothia CDR、またはContact CDRのいずれでもよい。いくつかの実施形態では、CDRは、Kabat CDRである。
いくつかの実施形態では、少なくとも1つの免疫グロブリン単一可変ドメインは、以下から選択される CDR1、CDR2およびCDR3を含む:
(1) 配列番号2のCDR1、配列番号3のCDR2および配列番号4のCDR3;
(2) 配列番号6のCDR1、配列番号7のCDR2および配列番号8のCDR3;
(3) 配列番号10のCDR1、配列番号11のCDR2および配列番号12のCDR3;
(4) 配列番号14のCDR1、配列番号15のCDR2および配列番号16のCDR3;
(5) 配列番号18のCDR1、配列番号19のCDR2および配列番号20のCDR3;
(6) 配列番号22のCDR1、配列番号23のCDR2および配列番号24のCDR3;
(7) 配列番号26のCDR1、配列番号27のCDR2および配列番号28のCDR3;
(8) 配列番号30のCDR1、配列番号31のCDR2および配列番号32のCDR3;
(9) 配列番号34のCDR1、配列番号35のCDR2および配列番号36のCDR3;
(10) 配列番号38のCDR1、配列番号39のCDR2および配列番号40のCDR3;
(11) 配列番号42のCDR1、配列番号43のCDR2および配列番号44のCDR3;
(12) 配列番号46のCDR1、配列番号47のCDR2および配列番号48のCDR3;
(13) 配列番号50のCDR1、配列番号51のCDR2および配列番号52のCDR3;
(14) 配列番号54のCDR1、配列番号55のCDR2および配列番号56のCDR3;
(15) 配列番号58のCDR1、配列番号59のCDR2および配列番号60のCDR3;
(16) 配列番号62のCDR1、配列番号63のCDR2および配列番号64のCDR3;
(17) 配列番号66のCDR1、配列番号67のCDR2および配列番号68のCDR3;
(18) 配列番号70のCDR1、配列番号71のCDR2および配列番号72のCDR3;
(19) 配列番号74のCDR1、配列番号75のCDR2および配列番号76のCDR3;
(20) 配列番号78のCDR1、配列番号79のCDR2および配列番号80のCDR3。
【0085】
いくつかの実施形態では、免疫グロブリン単一可変ドメインが、配列番号5、9、13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77および81の一つのアミノ酸配列と少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%、さらにより好ましくは少なくとも99%同一であるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態では、免疫グロブリン単一可変ドメインが、 配列番号5、9、13、17、21、25、29、33、37、41、45、49、53、57、61、65、69、73、77および81の一つのアミノ酸配列を含む。
【0086】
いくつかの実施形態において、免疫グロブリン単一可変ドメインはVHHである。いくつかの実施形態では、免疫グロブリン単一可変ドメインは、ヒト化されている。
【0087】
核酸、ベクター、宿主細胞
別の態様では、本発明は、本発明のCD8結合ポリペプチドをコードする核酸分子に関連する。本発明の核酸は、RNA、DNA、またはcDNAであり得る。本発明のCD8結合ポリペプチドをコードする核酸分子は、当業者であれば必要に応じて、あるいは慣用手段に従って選択することができる。いくつかの実施形態では、本発明のCD8結合ポリペプチドをコードする核酸分子は、配列番号82~91から選択されるヌクレオチド配列を含む。
【0088】
また、本発明の核酸は、ベクターの形態であってもよく、ベクター中に存在してもよく、および/またはプラスミド、コスミド、YACなどのベクターの一部であってもよい。ベクターは、特に、発現ベクター、すなわち、in vitroおよび/またはin vivo(すなわち、適切な宿主細胞、宿主生物、および/または発現系)でCD8結合ポリペプチドの発現を提供するベクターであってよい。発現ベクターは、典型的には、1つ以上の適切な発現調節要素(例えば、プロモーター、エンハンサー、ターミネーターなど)に作動可能に連結した本発明の少なくとも1つの核酸を含む。特定の宿主で発現させるための要素およびその配列の選択は、当業者には常識である。本発明のCD8結合ポリペプチドの発現に有用または必須な調節要素およびその他の要素の具体例としては、例えば、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター、組み込み因子、選択マーカー、リーダー配列、レポーター遺伝子が挙げられる。
【0089】
本発明の核酸は、本明細書に開示された本発明のポリペプチドのアミノ酸配列に関する情報に基づいて、公知の方法で(例えば、自動DNA合成および/または組換えDNA技術によって)調製または取得されてもよく、および/または適切な天然源から単離されてもよい。
【0090】
別の態様では、本発明は、本発明のCD8結合ポリペプチドの1つ以上を発現する、または発現することができる宿主細胞を含み、および/または本発明の核酸またはベクターを含む。本発明の好ましい宿主細胞は、細菌細胞、真菌細胞または哺乳動物細胞である。
【0091】
好適な細菌細胞としては、グラム陰性細菌株(例えば、Escherichia coli株、Proteus株、およびPseudomonas株)およびグラム陽性細菌株(例えば、Bacillus株、Streptomyces株、Staphylococcus株、およびLactococcus株)の細胞を含む。
【0092】
好適な真菌細胞は、Trichoderma、Neurospora、およびAspergillusの種の細胞を含み;またはSaccharomyces(例えばSaccharomyces cerevisiae)、Schizosaccharomyces(例えばSchizosaccharomyces pombe)、Pichia(例えばPichia pastorisおよびPichia methanolica)、およびHansenulaの種の細胞を含む。
【0093】
好適な哺乳類細胞としては、例えば、HEK293細胞、CHO細胞、BHK細胞、HeLa細胞、COS細胞等を含む。
【0094】
しかし、両生類細胞、昆虫細胞、植物細胞、および異種タンパク質を発現させるための当該技術分野における他の任意の細胞も、本発明に使用することができる。
【0095】
本発明はさらに、本発明のCD8結合ポリペプチドを製造する方法を提供し、該方法は、以下の工程を含む。
-本発明のCD8結合ポリペプチドの発現を可能にする条件下で、本発明の宿主細胞を培養すること;
-宿主細胞によって発現されたCD8結合ポリペプチドを培養物から回収すること;および
-任意選択的に、本発明のCD8結合ポリペプチドをさらに精製および/または修飾すること。
【0096】
本発明のCD8結合ポリペプチドは、上記のように細胞内で(例えば、細胞質内、ペリプラズム内、または封入体内で)産生され、その後、宿主細胞から単離し、任意にさらに精製してもよく;または細胞外に(例えば、宿主細胞が培養されている培地で)産生され、その後、培地から単離し、任意にさらに精製してもよい。
【0097】
ポリペプチドの組換え生産のための方法および試薬、例えば、特定の適切な発現ベクター、形質転換またはトランスフェクション方法、選択マーカー、タンパク質発現の誘導方法、培養条件などは、当技術分野で既知である。同様に、本発明のCD8結合ポリペプチドの製造方法に適したタンパク質の単離・精製技術は、当業者によく知られている。
【0098】
しかしながら、本発明のCD8結合ポリペプチドは、固相合成または液相合成を含む化学合成など、当技術分野で知られている他のタンパク質製造方法によっても得ることができる。
【0099】
コンジュゲート分子
別の態様では、本発明は、本発明のCD8結合ポリペプチドと、該CD8結合ポリペプチドと結合した少なくとも1つの検出可能な標識とを含む、コンジュゲート分子を提供する。
【0100】
検出可能な標識としては、放射性核種、蛍光剤、化学発光剤、生物発光剤、常磁性イオン、酵素などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0101】
コンジュゲーションに使用できる蛍光剤としては、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、フィコエリスリン、フィコシアニン、アロフィコシアニン、o-フタルアルデヒド、およびフルオレキサミンなどがあるが、これらに限定されるわけではない。コンジュゲーションに使用できる化学発光剤には、ルミノール、イソラミノール、芳香族アクリジニウムエステル、イミダゾール、アクリジン塩、シュウ酸塩などがあるが、これらに限定されない。コンジュゲーションに使用できる生物発光剤としては、ルシフェリン、ルシフェラーゼ、クラゲ発光タンパク質などが挙げられるが、これらに限定されない。コンジュゲーションに使用できる常磁性イオンとしては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 クロム(III)、マンガン(II)、鉄(III)、鉄(II)、コバルト(II)、ニッケル(II)、銅(II)、ネオジム(III)、サマリウム(III)、イッテルビウム(III)、ガドリニウム(III)、バナジウム(II)、テルビウム(III)、ジスプロシウム(III)、ホルミウム(III)およびエルビウム(III)、またはダム(dam)、ジアトリゾエート、エチオドオイルなどの放射線不透過性物質、クエン酸ガリウム、イオカルム酸、ロセタミン酸(locetamic acid)、ヨードアミド、オジパミド、ロドキサム酸、イオプロミド、イオヘキソール、イオパミドール、イオパノイン酸、イオプロセム酸、イオセファム酸、イオセル酸、イオカルム酸(locarmic Acid)、イオタスル、イオタラミン酸、イオタラム酸、イオトロクス酸、 イオキサグル酸、イオキソトリゾ酸、イポデート、メグルミン、メトリザミド、メトリゾ酸塩、ジオノシルおよび水酸化タロス。コンジュゲーションに用いることのできる酵素としては、西洋わさびペルオキシダーゼなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0102】
好ましくは、検出可能な標識は放射性核種である。コンジュゲーションに使用できる放射性核種は、20KeV~4000KeVのエネルギーを有する放射性核種で、限定されないが、110In、111In、177Lu、18F、52Fe、62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、68Ge、86Y、90Y、89Zr、94mTc、120I、123I、124I、125I、131I、154158Gd、32P、11C、13N、15O、186Re、188Re、51Mn、52mMn、55Co、72As、75Br、76Br、82mRb、83Srまたは他のγ-、β-または正のエミッターを挙げることができる。いくつかの実施形態では、検出可能な標識が、68Gaまたは125Iである。
【0103】
検出可能な標識をポリペプチドに結合させる方法は、当業者によく知られている。例えば、いくつかの実施形態では、CD8結合ポリペプチドは、キレート剤を介して検出可能な標識とコンジュゲートされ得る。
【0104】
本発明のCD8結合ポリペプチドを68Ga等の放射性核種で標識するためには、本発明のCD8結合ポリペプチドを、イオンとの結合のために複数の組み込み基(integration group)が結合したロングテールを有する試薬と反応させる必要がある。このようなテールは、例えば、以下のようなものがある:ポリリジン、多糖類、またはキレート基と結合可能な側鎖を誘導体化された鎖または誘導体化可能な鎖を有する他のポリマー、例えば、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、DOTA(1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-四酢酸)、NOTA、TETA、NETA、ポルフィリン、ポリアミン、クラウンエーテル、ビスチオセミカルバゾン、ポリオキシムおよび当該目的に有用な類似の基。キレート剤は、通常の化学的手法で抗体に結合させることができる。いくつかの実施形態では、検出可能な標識は、キレート剤を介して本発明のCD8結合ポリペプチドにコンジュゲートされている。用いられるキレート剤としては、DTPA、EDTA、NOTA、DOTA、TRAP、TETA、NETA、CB-TE2A、Cyclen、Cyclam、Bispidine、TACN、ATSM、SarAr、AmBaSar、MAG3、MAG2、HYNIC、DADT、EC、NS3、H2dedpa、HBED、DFO、PEPAまたはHEHA、およびそれらの誘導体などを含むがこれらに限定されない。
【0105】
いくつかの具体的な実施形態において、検出可能な標識は68Gaであり、キレート剤はNOTAである。
【0106】
別の態様では、本発明は、68Gaなどの放射性核種で標識された本発明のコンジュゲート分子を調製する方法を提供し、以下を含む。1)本発明のCD8結合ポリペプチドをキレート剤とコンジュゲートして、CD8結合ポリペプチドとキレート剤とのコンジュゲートを生成させること;および2) 工程1)で得られた生成物を68Gaなどの放射性核種と接触させ、CD8結合ポリペプチドがキレート剤のキレート作用により68Gaなどの放射性核種により標識すること。いくつかの実施形態では、キレート剤はNOTAであり、工程1)において、CD8結合ポリペプチドとNOTAとのコンジュゲートは、CD8結合ポリペプチドをp-SCN-Bn-NOTAまたはp-NH2-Bn-NOTAと反応させることにより生成される。
【0107】
別の態様では、本発明は、125Iで標識された本発明のコンジュゲート分子を調製する方法であって、1)本発明のCD8結合ポリペプチドをクロラミンTの存在下で125Iと反応させること;および2)メタ重亜硫酸ナトリウムを用いて反応を終了させることを含む、方法を提供する。
【0108】
検出・診断用途
別の態様では、本発明は、生体試料中のCD8の存在および/または量を検出する方法であって、以下を含む方法を提供する。
a)本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子がCD8と複合体を形成し得る条件下で、生物試料および対照試料を本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子に接触させること;および
b) 複合体の形成を検出すること、
ここで、生体試料と対照試料との間の複合体形成の差は、試料中のCD8の存在および/または量を示す。いくつかの実施形態では、生体試料はex vivo試料である。
【0109】
別の態様では、本発明は、CD8陽性細胞を検出するための検出剤であって、本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子、および任意に生理学的に許容される担体を含む、検出剤を提供する。いくつかの実施形態では、検出剤は、対象の組織におけるCD8陽性細胞の存在および/または量を検出するために使用される。いくつかの実施形態では、組織は、腫瘍組織である。いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、CD8陽性T細胞である。
【0110】
本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子は、特にインビボ撮像に適しており、例えば、放出コンピュータ断層撮影法(ECT)に好適である。例えば、本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子は、様々な標識により、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)およびポジトロン放出断層撮影(PET)に適用することが可能である。診断においては、ECTにより高解像度の撮像と画像による定量的な解析が可能である。また、SPECT撮像にはSPECT/CT撮像を、PET撮像にはPET/CT撮像を含めることができ、より良い撮像効果を得ることができる。
【0111】
したがって、いくつかの実施形態では、検出剤は造影剤である。いくつかの実施形態において、診断薬は、SPECT造影剤またはPET造影剤などのECT造影剤である。
【0112】
別の態様では、本発明は、CD8陽性細胞を検出するための検出剤の調製における、本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子の使用を提供する。いくつかの実施形態では、検出剤は、対象の組織におけるCD8陽性細胞の存在および/または量を検出するために使用される。いくつかの実施形態では、組織は、腫瘍組織である。いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、CD8陽性T細胞である。いくつかの実施形態では、検出剤は造影剤である。いくつかの実施形態において、造影薬は、SPECT造影剤またはPET造影剤などのECT造影剤である。
【0113】
別の態様では、本発明は、組織におけるCD8陽性細胞の存在および/または量を検出する方法であって、以下を含む方法を提供する。
a) 組織を本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤と接触させること;および
b) 組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量を決定すること。
【0114】
いくつかの実施形態では、組織は血液組織である。いくつかの実施形態では、組織はリンパ組織である。いくつかの実施形態では、組織は、腫瘍組織である。いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、CD8陽性T細胞である。いくつかの実施形態では、組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量は、組織を撮像することによって決定される。いくつかの実施形態において、組織中のCD8陽性細胞の存在および/または量は、フローサイトメトリーによって決定される。
【0115】
別の態様において、本発明は、本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤を対象に投与することを含む、対象におけるCD8陽性細胞の検出方法を提供する。いくつかの実施形態において、本方法は、対象の組織におけるCD8陽性細胞の存在および/または量を検出するために使用される。いくつかの実施形態では、組織は、腫瘍組織である。いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、CD8陽性T細胞である。
【0116】
いくつかの実施形態において、本方法は、ECT撮像など、対象を撮像する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、ECT撮像はSPEC撮像である。いくつかの実施形態において、ECT撮像はPET撮像である。SPECTやPETの撮像技術や装置は当業界でよく知られており、そのような既知のECT撮影技術や装置を使用することができる。
【0117】
別の態様では、本発明は、腫瘍を有する対象が抗腫瘍療法に適しているかどうかを決定する方法を提供し、該方法は、以下を含む:
1)本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像など、対象を撮像すること、
ここで、腫瘍におけるCD8陽性細胞の存在が検出された場合、例えば、対象の腫瘍がCD8陽性細胞によって浸潤されている場合、当該対象は、抗腫瘍療法に適していると同定される。
【0118】
別の態様では、本発明は、抗腫瘍療法に対する腫瘍を有する対象の応答を予測するための方法を提供し、以下を含む。
1)本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像など、対象を撮像すること、
ここで、腫瘍におけるCD8陽性細胞の存在が検出された場合、例えば、対象の腫瘍がCD8陽性細胞によって浸潤されている場合、対象は、抗腫瘍療法に反応し得る。
【0119】
CD8陽性T細胞などのCD8陽性細胞の存在は、抗腫瘍治療効果の予測マーカーや生存の予後マーカーとなり得る。例えば、ベースラインCD8陽性細胞の腫瘍浸潤は、乳癌、頭頸部癌、卵巣癌の生存率の予後指標となる。また、抗PD-1療法や抗PDL-1療法中に検出されるCD8陽性細胞の腫瘍浸潤は、治療効果の予測マーカーとなる。
【0120】
別の態様では、本発明は、対象における腫瘍を治療するための方法を提供し、該方法は、以下を含む。
1)本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤を対象に投与すること、および
2)対象の腫瘍がCD8陽性細胞を含むかどうかを判断するために、ECT撮像など、対象を撮像すること、
腫瘍におけるCD8陽性細胞の存在が検出された場合、例えば、対象の腫瘍が前記CD8陽性細胞によって浸潤されている場合、対象に抗腫瘍療法が適用される。
【0121】
別の態様では、本発明は、対象における抗腫瘍療法の有効性をモニタリングするための方法を提供し、該方法は、以下を含む。
1)本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤を、腫瘍を有し、抗腫瘍療法で治療された対象に投与すること;および
2)対象の腫瘍におけるCD8陽性細胞の量を決定するため、対象をECT撮像などで撮像すること。
【0122】
本発明の様々な態様のいくつかの実施形態では、抗腫瘍療法は、免疫チェックポイント阻害剤療法である。いくつかの実施形態において、抗腫瘍療法は、以下を投与することを含む:PD-1阻害剤(例えばREGN2810、BGB-A317、ニボルマブ、Pirizumab、およびPamuzumab)、PD-L1阻害剤(例えばAtzuzumab、Avelumab、およびDuvalimab)、CTLA-4阻害剤(例えばイピリムマブ)、TIM3阻害剤、BTLA阻害剤、TIGIT阻害剤、CD47阻害剤、GITR阻害剤、LAG3阻害剤、別のT細胞共阻害剤またはリガンドのアンタゴニスト(例えば、CD-28、2B4、LY108、LAIR1、ICOS、CD160またはVISTAの抗体)、インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)阻害剤、血管内皮増殖因子(VEGF)拮抗剤、Ang2阻害剤(Nevaモノクローナル抗体)、トランスフォーミング増殖因子β(TGFβ)阻害剤、上皮増殖因子受容体(EGFR)阻害剤(例えば、エロチニブおよびセツキシマブ)、CD20阻害剤(例えば、リツキシマブなどの抗CD20抗体)、腫瘍特異的抗原に対する抗体(例えば、CA9、CA125、メラノーマ関連抗原3(MAGE3))、 carcinoembryonic抗原(CEA)、vimentin、tumor-M2-PK、前立腺特異抗原(PSA)、mucin-1、MART-1およびCA19-9、ワクチン(例えばBCGワクチン、がんワクチン)、 抗原提示を高めるためのアジュバント(例えば顆粒球マクロファージコロニー刺激因子)、二重特異性抗体(例えば、CD3×CD20二重特異性抗体やPSMA×CD3二重特異性抗体)、細胞傷害剤、化学療法剤 (例えばダカルバジン、テモゾロミド、シクロホスファミド、ドセタキセル、ドノマイシン、シスプラチン、カルボプラチン、ゲムシタビン、メトトレキサート、ミトキサントロン、オキサリプラチン、パクリタキセルおよびビンクリスチン)、シクロホスファミド、放射線治療、IL-6R阻害剤(例えばSarelumab)、IL-4R阻害剤(例えばDupirumab)、IL-10阻害剤、サイトカイン(例えばIL-2、IL-7、IL-21およびIL-15)、抗体薬物コンジュゲート(ADC)(例えば抗CD19-DM4 ADCおよび抗DS6-DM4 ADC)。
【0123】
本発明の様々な態様のいくつかの実施形態において、腫瘍は固形腫瘍であり、大腸癌、卵巣癌、前立腺癌、乳癌、脳腫瘍、子宮頸癌、膀胱癌、肛門癌、子宮癌、結腸癌、肝臓癌、膵臓癌、肺癌、子宮内膜癌、骨癌、精巣癌、皮膚癌、腎癌、胃癌、食道癌、頭頸部癌、唾液腺癌および骨髄腫を含むがこれらに限定されない。
【0124】
CD8陽性細胞の単離・精製
別の態様において、本発明はさらに、以下を含む、CD8陽性細胞を単離および/または精製するための方法を提供する:
(a)CD8陽性細胞を含むと疑われる細胞集団を提供すること;
(b)細胞集団の亜集団を同定し、ここで亜集団の細胞は、本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子に結合する;および
(c)亜集団を単離すること。
【0125】
いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、CD8陽性T細胞である。いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞を含む細胞集団は、ヒト末梢血単核細胞(PBMC)である。
【0126】
いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、フローサイトメトリーを通じて単離することができる。
別の態様では、本発明はさらに、以下を含む、CD8陽性細胞を単離する方法を提供する:
(a)CD8陽性細胞を含むと疑われる細胞集団を提供すること;
(b)細胞集団を本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子と接触させ、それによってCD8陽性細胞が本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子に結合させること;
(c)本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子に結合しない細胞を除去すること;および
(d)本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子に結合したCD8陽性細胞を回収すること。
【0127】
いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞は、CD8陽性T細胞である。いくつかの実施形態では、CD8陽性細胞を含む細胞集団は、ヒト末梢血単核細胞(PBMC)である。
【0128】
いくつかの実施形態では、本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子は、固体表面に固定化され、例えば、ゲルまたは磁気ビーズの表面に固定化される。
【0129】
キット
別の態様において、本発明は、本発明のCD8結合ポリペプチドまたは本発明のコンジュゲート分子または本発明の検出剤を含む、キットを提供する。本キットは、本発明の方法を実施するために使用される。一般に、キットは内容物の期待の用途を示すタグを含む。「タグ」という用語は、キットに記載され、またはキットとともに提供され、あるいはその他の方法でキットとともに提供される任意の書類または記録物を含む。
【実施例
【0130】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明は記載された実施例の範囲に限定されるものではない。
【0131】
実施例1 CD8αに対する重鎖単一ドメイン抗体のスクリーニング
CD8α-Fc融合タンパク質のアミノ酸配列は、以下の通りである:
【0132】
アミノ酸1~21はCD8α受容体のシグナルペプチド、アミノ酸22~136はCD8α受容体の免疫グロブリン(Ig)ドメイン、アミノ酸137~181はCD8α受容体のIgドメイン、アミノ酸182~209はCD8α受容体の膜貫通ドメイン、アミノ酸210~235はCD8α受容体の細胞質ドメインである。
【0133】
図中、1本線のマーキング領域はFc領域、2本線のマーキング領域はリンカーである。
【0134】
1.1 ライブラリの構築
【0135】
免疫用CD8α-Fc融合タンパク質をCHO細胞で発現させ、プロテインAアフィニティークロマトグラフィーで精製した。アルパカが選ばれ、免疫された。免疫後、アルパカ末梢血からリンパ球を抽出し、Trizolの説明書に従ってそこからRNAを抽出し、NanodropでRNAの濃度を測定した。抽出したRNAは、SuperScript(登録商標) III First-Strand Synthesis System for RT-PCR kitを用い、説明書に従ってcDNAに逆転写させた。重鎖抗体の可変領域をコードする核酸フラグメントは、nested PCRにより増幅された。
【0136】
VHHフラグメントをDNAプロダクト精製キットを用いて精製し、ベクターとフラグメントを制限酵素sifiで50℃で一晩消化した。消化されたフラグメントを切断・回収し、ベクターpComb3XSSにクローニングし、ファージディスプレイを行った。この産物を大腸菌電気受容細胞TG1に電気的に形質転換し、CD8αに対する重鎖単一ドメイン抗体ファージディスプレイライブラリを構築し、その検証を行った。勾配希釈とペービング(paving)により、ライブラリの体積は5.04×109と算出された。ライブラリの挿入率を検出するために、48個のクローンを無作為に選び、同定を行った。その結果、挿入率は100%に達しており、サイズも合っていることが分かった。
【0137】
1.2 CD8αに対する重鎖単一ドメイン抗体のパニング
【0138】
プレートに10μg/wellのCD8α-cHis融合タンパク質をコートし、一晩4℃に置いた。翌日、3%BSAで2時間37℃でブロッキングし、PBST(PBSに0.05%Tween 20を含む)で5回洗浄後、100μLのファージ(1.71×1011cfu、1.1で構築したキャメル重鎖単一ドメイン抗体ファージディスプレイライブラリーに由来)を加え、37℃で1時間作用させた。その後、PBST(PBS中に、0.05% Tween 20)溶液でプレートを10回洗浄し、さらにPBS溶液で10回洗浄して、結合しなかったファージを洗い流した。その後、各ウェルに100μLのGly-Hcl(PH=2.5)を加えて37℃で6~8分間作用させ、CD8αに特異的に結合するファージを解離させて滅菌遠心管に移し、滅菌遠心管に1/10容量のTris-Hcl (PH=9.0) 液を素早く加えてバッファーを中和させた。中和後の溶液10μLを勾配希釈に取り、力価を測定してパニング回収率を算出し、中和後のファージを対数増殖期のEscherichia coil TG1に感染させて次のスクリーニング用のファージを生産・精製した。同じスクリーニングを数回繰り返し、その都度、パニングの条件を変えて行った。そこで、ファージディスプレイ技術を使って、抗体ライブラリのCD8特異的な抗体をスクリーニングする目的を達成するために、陽性クローンを濃縮した。アフィニティー溶出の条件を下表に示す。
【0139】
表1 アフィニティーパニングの条件
【0140】
1.3 ファージの酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)を用いた特異的な単一陽性クローンのスクリーニング
【0141】
3-4回のパニングの後、最後のパニングに供されたプレートから96個のクローンを無作為に選び、同定を行った。96個のシングルコロニーをランダムにピックアップし、それぞれを培養してファージを生産・精製した。プレートにCD8α-Fc融合タンパク質を4℃で一晩コートした後、3%BSAでブロッキングし、37℃で1時間反応させた。その後、感染後に得られたファージ上清を各ウェルに加え(対照群はブランクファージ)、37℃で1時間インキュベートした。PBST洗浄後、西洋わさびペルオキシダーゼ標識抗M13二次抗体(Beijing Yiqiao Shenzhou Biotechnology Co., Ltd.より購入)を加え、室温で1時間反応させた。洗浄後、テトラメチルベンジジン(TMB)発色液を加え、450 nmの吸光度を読み取った。一方、プレートはFcタンパク質で4℃、一晩コートした後、3%BSAでブロッキングし、37℃で1時間反応させた。洗浄後、感染後に得られたファージ上清(対照群はブランクファージ)を加え、37℃で1時間反応させた。洗浄後、過酸化水素標識抗M13二次抗体(Beijing Yiqiao Shenzhou Biotechnology Co., Ltd.より購入)を加え、室温で1時間反応させた。その後、TMB発色液を加え、450nmの吸収値を読み取った。ここで、OD値をブランクコントロールのOD値で割った比が4以上であれば、候補の抗体はCD8α-Fcタンパク質に結合できると判断される。 一方、CD8α-Fc抗原タンパク質を結合できる上記抗体のCD8α-Fc結合OD値をFcタンパク質結合OD値で割った比が5以上であることから、Fc部分よりもCD8α部分に特異的に結合できる候補と考えられた。その結果、スクリーニングされた抗体の中には、FcではなくCD8αと特異的に結合できるものがあることがわかった。クローン候補の菌は、100μg/mLアンピシリンを含むLB液体培養液に移し、プラスミド抽出と塩基配列の決定を行った。
【0142】
表2 CD8α-Fcタグ抗原のファージELISAによる同定結果
【0143】
表3 ファージELISAによるFcタグ抗原の同定
【0144】
各クローンのタンパク質配列は、配列アライメントソフトウェアDNAMANに従って解析された。CDR1、CDR2、CDR3が同じ配列のクローンは全て同一抗体とし、CDRの配列が異なるクローンは異なる抗体とした。最終的に、20の候補配列が得られた。
【0145】
NO.2:C2, NO.20:C20, NO.24:C24, NO.27:C27, NO.29:C29, NO.30:C30, NO.37:C37, NO.42:C42, NO.45:C45, NO.46:C46, NO.53:S5, NO.54:S6, NO.55:S7, NO.61:S13, NO.66:S18, NO.70:S22, NO.71:S23, NO.77:S29, NO.32:S80, NO.36:S84.
【0146】
表4 単一ドメイン抗体候補20種のアミノ酸配列
注下線部は、抗体配列のCDR領域である。
【0147】
実施例2 CD8αに対する重鎖単一ドメイン抗体の予備的評価と同定
2.1 宿主細菌大腸菌での重鎖単一ドメイン抗体の発現と精製
【0148】
実施例1でシークエンス解析により得られた候補単一ドメイン抗体のコード配列を発現ベクターPET22bにサブクローニングし、シークエンスが正しく特定された組み換えプラスミドを発現宿主株BL21に形質転換し、100μg/mlアンピシリンを含むLB固体培地のプレートに37℃で一晩植え付けを行った。シングルコロニーを選んで接種し、一晩培養した。翌日、一晩経った株を移し替えて増幅した。株を、OD値が約0.6になるまで37℃で振盪培養した後、0.5 mM IPTGで誘導し、28℃で一晩振盪培養を行った。翌日、菌株を遠心分離して回収し、超音波で破砕して粗抗体抽出物を得た。その後、ニッケルイオンアフィニティークロマトグラフィーで抗体タンパク質を精製した。最終的に、90%以上の純度の抗体タンパク質を得ることができた。
【0149】
2.2 哺乳類細胞を用いたCD8α抗体タンパク質の調製
【0150】
スクリーニングしたCD8α単一ドメイン抗体のヌクレオチド配列に対してプライマーを設計し、上記原核生物発現プラスミドを鋳型としてPCRにより各抗体のヌクレオチド配列(ヒスチジン標識を含む)を増幅し、pCDNA4 (Invitrogen, Cat V86220) ベクターにクローン化した。遺伝子配列決定により、得られた目的クローン遺伝子の配列の正しさを判断した。
C2-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号82):
【0151】
C24-cHis 抗体のヌクレオチド配列(配列番号83) :
【0152】
C27-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号84):
【0153】
C29-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号85):
【0154】
C37-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号86):
【0155】
C42-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号87):
【0156】
C46-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号88):
【0157】
S5-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号89):
【0158】
S13-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号90):
【0159】
S36-cHis抗体のヌクレオチド配列(配列番号91):
【0160】
組換えにより構築したヒスチジンタグを有する上記単一ドメイン抗体プラスミドをHEK293細胞にトランスフェクトし、抗体発現を行った。組換え発現プラスミドをFreestyle293培養液で希釈し、形質転換に必要なポリエチレンイミン(PEI)溶液を添加した。プラスミドとPEIの混合物をそれぞれHEK293細胞懸濁液に添加し、37℃、10%CO2、90rpmの条件下で培養した。5~6日間培養後、一過性発現培養上清を回収し、ヒスチジン標識単一ドメイン抗体融合タンパク質をNi+樹脂ゲルアフィニティークロマトグラフィーで精製した。
【0161】
2.3 ヒトCD8αタンパク質に対する異なる抗CD8α単一ドメイン抗体のELISA活性検出法
【0162】
CD8 α-Fcタンパク質をHEK293で一過性に発現させ、プロテインAアフィニティークロマトグラフィーで精製した。得られたCD8α-Fcタンパク質を0.5μg/wellの濃度で4℃にて一晩プレートコートした後、得られた抗CD8α単一ドメイン抗体タンパク質の勾配希釈系列を加え、室温にて1時間反応させた。洗浄後、抗His西洋わさびペルオキシダーゼ標識抗体を加え、室温で1時間反応させた。洗浄後、発色液を加え、450nmの吸光度を読み取った。データ処理とプロット解析は、ソフトウェアSotfMaxPro v5.4を使って行った。4パラメータフィッティングにより、抗体のCD8α結合曲線とEC50値(試験した全ての抗体のEC50値は0.989 ng/mL~4.11 ng/mL)が得られた。選択された10種類の抗体(詳細は表5参照)のうち、CD8αに対する抗体の親和性を反映するように、C2-cHisを対照として異なる抗CD8α単一ドメイン抗体の相対的な活性を比較した。試験した10種類の抗体のうち、C37、C42、C46、S5、S36は比較的高い結合活性を持っている。
【0163】
表5 CD8α結合に関する10種類の抗体のELISA結果
【0164】
実施例3 CD8α単一ドメイン抗体のin-vitro活性解析
3.1 FACSによる抗CD8α単一ドメイン抗体の細胞表面CD8αへの結合作用の検討
【0165】
ヒトCD8α全長タンパク質遺伝子を安定的に導入したマウス結腸癌MC38細胞株を構築し、ヒトCD8αタンパク質を細胞膜上に安定的に発現するMC38細胞(MC38-CD8α細胞)を取得した。使用前に、90%以上のコンバージェンスまで培養した。これらの細胞に対して、抗CD8α単一ドメイン抗体を用いてフローサイトメトリーを行い、間接免疫蛍光染色を定量的に解析し、各細胞表面の受容体の量を決定した。
【0166】
細胞を回収し、2.5 ×106 cells/mL の濃度になるように懸濁した。細胞サンプル200μLと一次抗体20μLを混合し、得られた混合物を氷上で30分間インキュベートした。細胞を遠心分離し、洗浄、再懸濁した後、5μLの二次抗体-PEコンジュゲートを加え、上記の混合物を氷上で30分間インキュベートした。細胞は2回洗浄後、再懸濁し、BD FACSCelestaTM でフローサイトメトリーを実施した。各チューブについて、少なくとも 5×104 のイベントが収集された。解析はすべて単色で、FL1ではPEが検出された。前方散乱(FS)と側方散乱(SS)のデータから、すべての細胞集団が密接にクラスター化されていることが証明された。
【0167】
フローサイトメトリーにより、in-vitro CD8α発現細胞の評価を行った(表6)。MC38-CD8α細胞結合における20種類の単一ドメイン抗体の陽性率は、いずれも93.6%以上である。20個の単一ドメインのうち、C2、C37、C42、C46、S5、S36の6種の単一ドメイン抗体の陽性率はいずれも99.5%以上であり、陽性対照のhuOKT8(huOKT8はUS20160024209A1の配列を参照した発現・精製タンパク質)の陽性率は93.0%であった。
【0168】
表6 FACSで調べた細胞表面CD8αへの抗体の結合効果
【0169】
3.2 ヒトPBMC CD8 + T細胞表面抗原に対する抗CD8α単一ドメイン抗体の結合性
【0170】
ヒト末梢血を磁気ビーズで分離してヒトCD8+T細胞を得、陽性対照として抗CD8αPE コンジュゲート (R&D Systems, Cat # FAB1509P) を用いて、CD8+T細胞に対する抗CD8α単一ドメイン抗体C37-hisの結合性を解析した。
【0171】
分離して得られた細胞の濃度を2.5×106cells/mLに調整した。細胞サンプル 150μL を一次抗体 3μg と混合し、得られた混合物を氷上で 30 分間インキュベートした。細胞を洗浄し再懸濁した後、5μLの二次抗PEコンジュゲートを加え、上記混合物を暗所にて氷上で30分静置した。細胞は2回洗浄後、再懸濁し、BD FACSCelestaTM でフローサイトメトリーを実施した。各チューブについて、少なくとも5×104個のイベントが収集された。解析はすべて単色で、FL1ではPEが検出された。前方散乱(FS)と側方散乱(SS)のデータは、すべての細胞集団が密接にクラスタリングされていることを証明している。
【0172】
T細胞(図1)のCD8α発現の評価には、フローサイトメトリーを用いた。CD8α単一ドメイン抗体C37-chisは、ヒトPBMC CD8+ T細胞表面抗原に対して良好な結合能を有している。
【0173】
3.3 抗 CD8α 単一ドメイン抗体の CD8α への結合能の同定(ForteBio 法)
【0174】
抗CD8α単一ドメイン抗体-バイオンチンをSAバイオセンサーに固定した。その後、6.25~100nMの濃度のCD8α-chisをナノ抗体に結合させ、解離させた。4つの抗体C37、C42、C46、S5の結合動的変数を評価し、Kon、Koff、Kdを含むOctet Data Analysis version 9.0を使用して決定した。
【0175】
測定された抗CD8α抗体の結合親和性を表7に示す。その結果、C37-hisタンパク質はCD8α標的タンパク質に大きな親和性を持ち、その比較的高いKa値と比較的低いKd値は、この抗体融合タンパク質がCD8α抗原と素早く結合でき、CD8α抗原が解離しにくいことを示している。
【0176】
表7 CD8αに対する抗体の結合親和性
【0177】
実施例4 125I標識CD8α単一ドメイン抗体のin-vitro解析
4.1 標識CD8α単一ドメイン抗体 125
【0178】
説明の便宜上、単一ドメイン抗体C37-cHisをSNA006a、単一ドメイン抗体C42-cHisをSNA006b、単一ドメイン抗体C46-cHisをSNA006c、単一ドメイン抗体S5-cHisをSNA006dと名付けた。125Iのラベル化実験は、クロラミンT法を用いて行われた。
【0179】
0.05 mol/L, pH=7.5 PBSを溶媒として,10 mg/mL クロラミンT溶液とメタ重亜硫酸ナトリウム溶液を調製した。タンパク質2μLをPB溶液50μLに希釈し、溶液50μLに1.5mCi(10μL)のNa125Iを加えて混合し、クロラミンT溶液を混合溶液中に加えて素早く均一に混合し、上記の材料を室温で5分間反応させた。反応後に得られた上記溶液にメタ重亜硫酸ナトリウム溶液50μLを加えて混合し、反応を終了させた。標識化率はRadio-TLCスキャナーで確認した。未反応の125IはPD-10カラムで除去し、その間にプロダクトバッファーシステムを通常生理食塩水に変更した。標識の結果は図2の通りである。
【0180】
4.2 125I 標識 CD8α 単一ドメイン抗体の MC38-CD8 細胞への細胞結合アッセイ
【0181】
MC38-CD8細胞(CD8陽性)およびMC38細胞(陰性対照)を6ウェルプレート4枚に1×106細胞/ウェル、3mL培養液/ウェルでプレートし、37℃、5%CO2下で一晩培養した。 細胞を取り出し、4℃で 30 分間インキュベートした。 6ウェルプレートをすべて取り出し、各実験群を全結合群と非特異的結合群に分け、各グ群に3つの平行なサンプルを用意したため、1つの6ウェルプレートが1群の実験に対応した。タンパク質で標識されていない培養液26μMを3ウェル培養液に添加し、非特異吸着対照試料とした。培養液を、125I標識CD8単一ドメイン抗体を1μci(約5nM)含む対応する(125I標識SNA006a、b、c、d)培養液に完全に交換した。細胞を、37℃、5%CO2下で1時間インキュベートした。 インキュベーション後、上清を回収し、1%BSAを含む予冷したPBSで細胞を洗浄し、上清に合わせた。 残りの細胞沈殿物をSDSを含むPBSで再懸濁した後、上清と沈殿した細胞の放射能カウントcpm値をそれぞれγカウンターで測定し、減衰補正を実施した。
【0182】
析出回数(precipitation count)は、結合群の細胞結合部(B)であり 、上清と沈殿物の放射能数の合計が全放射能(T)である。この群のB/Tから対応する非特異的結合を差し引いたものが、図3に示すように、この群の106個の細胞が結合する放射免疫活性分率(%で計算)である。
【0183】
図3に示すように、125I標識CD8α単一ドメイン抗体はMC38-CD8細胞への結合率が高く、対応するCD8陰性細胞は結合できない。 さらに、125I標識CD8α単一ドメイン抗体のMC38-CD8細胞への結合はすべて非標識CD8単一ドメイン抗体でブロックできる。これは、125I標識CD8単一ドメイン抗体のMC38-CD8細胞への特異的結合能力が証明されたことになる。
【0184】
一方、計算上では、MC38-CD8細胞106個に対する125I-SNA006aの結合率は約50%であり、125I-SNA006dの最低結合率も10%以上であった。125I標識のSNA006a、b、c、dはいずれも高い結合性を示し、SNA006-a、bはSNA006-c、dと比較してCD8に対して高い親和性を有することが証明された。
【0185】
4.3 125I 標識 CD8α 単一ドメイン抗体の飽和結合アッセイ
【0186】
細胞の調製:96ウェルフィルタープレートで飽和試験を実施した。MC38-CD8細胞は50mL培養ディッシュで培養した。試験前に培養液を除去し、細胞を0.01M滅菌PBSで2回洗浄し、トリプシンで消化し、再度PBSで2回洗浄し、最後に5%BSAを加えた細胞懸濁液に調製した。96ウェル吸引フィルタープレートに約105cells/wellの濃度で添加した。
【0187】
特異的結合をブロックするためのコールド抗体溶液の調製:10 mg/mL CD8単一ドメイン抗体溶液(0.01M PBSに溶解)を5% BSAで10倍希釈して1 mg/mL 溶液とした。
【0188】
受容体結合反応:放射性リガンド飽和法を用いた。全結合群および非特異的結合群を含む。全結合群には徐々に濃度を上げる12投与点を設定し、非特異的結合群に12投与を設定し、各投与点には4群の並行試料を設定し、総反応量は200μL、これに対応してコールド抗体は1000倍過剰であった。
【0189】
細胞を4℃で2時間インキュベートした。その後、上清を抽出し、4℃に予冷したPBSで6回洗浄した後、各ウェルに毎回200μLのPBSを添加した。最後に濾過膜を回収し、試料と標準試料の各チューブの放射能カウントをγカウンターで測定した。最後に、Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc.) ソフトウェアを使用して、一点結合モデルに従って飽和曲線フィッティングを行い、KD と Bmax を算出した。
【0190】
MC38-CD8細胞と125I-CD8単一ドメイン抗体とのラジオリガンド結合解析の飽和曲線を図4に示す。
【0191】
125I-CD8単一ドメイン抗体の結合親和性の測定値を表8に示す。125I標識CD8単一ドメイン抗体のMC38-CD8細胞への結合は、非標識CD8単一ドメイン抗体によってブロックすることができ、125I標識CD8単一ドメイン抗体のMC38-CD8細胞への特異的結合能が証明された。125I-SNA006aのKD値は0.46nM、125I-SNA006cのKD値は3.8nM、125I-SNA006dのKD値は1.5nMで、125I-SNA006aの親和性は125I-SNA006cおよびdのそれより著しく優れていることがわかる。その結果、CD8単一ドメイン抗体はCD8標的タンパク質に対して有意な親和性を有しており、中でも125I-SNA006aは最も強い親和性を有していることがわかった。
【0192】
表8 CD8単一ドメイン抗体のCD8への結合親和性
【0193】
4.4 125I 標識 CD8α 単一ドメイン抗体の競合結合実験 (競合結合アッセイ)
【0194】
細胞の調製:96ウェルフィルタープレートで飽和試験を実施した。MC38-CD8細胞は50mL培養ディッシュで培養した。試験前に培養液を除去し、細胞を0.01M滅菌PBSで2回洗浄し、トリプシンで消化し、再度PBSで2回洗浄し、最後に5%BSAを加えた細胞懸濁液に調製した。96ウェル吸引フィルタープレートに約105cells/wellの濃度で添加した。
96ウェル細胞吸引フィルタープレートは、使用前に結合バッファーで飽和させ、空気中で乾燥させた。吸引フィルタープレートの各ウェルに、約105個の細胞と徐々に濃度を上げたCD8単一ドメイン抗体を添加した後、125I-CD8単一ドメイン抗体を約2×105カウント/分の速度で各ウェルに添加し、反応量を結合バッファーで200μLに調整した
【0195】
4℃で2時間反応させた後、吸引フィルタープレート内の反応液を真空ポンプと吸引フィルタープレートの補助装置を用いて排出し、200μLのPBS緩衝液(0.01M、pH=7.4)を各ウェルに加え排出、6回繰り返し細胞洗浄を実施した。吸引ろ板底部のろ膜を乾燥させた後、底部のろ膜を回収し、γカウンターを用いて測定した。計算およびプロットはPrism 7.0(GraphPad Software, Inc)を用いて行い,非線形回帰分析により半減期阻害濃度IC50を算出した。各実験ポイントに4つの平行なサンプルを設定し、実験を2回繰り返した。この実験で得られた結果は、平均値に標準偏差を加えた。
【0196】
図5に示すように、125I-SNA006aのMC38-CD8細胞受容体への結合は、SNA006a「コールド」タンパク質によっても濃度依存的に阻害されることがわかった。Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc.) ソフトウェアフィッティングにより得られたIC50値は約3.0 nMであった。本明細書に記載した競合結合エッセイは、CD8抗原に対するSNA006aの高い親和性と高い特異性を示す。
【0197】
実施例5 125Iラベル化CD8α単一ドメイン抗体とそのSPECT/CT撮像
5.1 125I標識CD8α単一ドメイン抗体研究のための動物モデル
【0198】
6-8週齢の雌性ヌードマウスをin-vivo試験に使用した。ヌードマウスは特定病原体フリー(SPF)環境で飼育され、自由摂餌、昼夜12時間の標準的な周期で光をあてた。異種移植は、100μLの細胞(MC38-CD8またはMC38)/PBSをヌードマウスの右前脚に皮下移植した。細胞の接種密度は、約5~6×106個/動物であった。移植はイソフルラン麻酔下で行われた。この条件下で、注射した動物の90%以上で、1-2週間後に適当な腫瘍(100-300mm3)(MC38-CD8またはMC38)が得られた。
【0199】
実験終了後、腫瘍組織を採取してCD8免疫組織化学染色を行い、CD8の発現量を解析し、PET/CTで検出された腫瘍全体のCD8発現量と比較した。
【0200】
5.2 125I標識CD8α単一ドメイン抗体を用いたin-vivo SPECT撮像
【0201】
MC38-CD8+/-腫瘍モデルは、5.1の方法に従って接種した。ヌードマウスをイソフルランで麻酔した後、SPECT/CTベッドに設置し、放射性標識単一ドメイン抗体約10μg(約100μCi/10μg)を尾静脈から投与した。SPECTスキャンは1時間と2時間でそれぞれ行われ、複数の時点での腫瘍と組織臓器の放射性吸収が解析された。結果を図6に示す。
【0202】
125I-CD8単一ドメイン抗体を注入してから120分以内に、MC38-CD8を移植した腫瘍がはっきりと確認された。図6より、右のMC38-CD8+腫瘍は対側の陰性対照腫瘍MC38-CD8-と比較して良好なコントラストを示し、125I-CD8単一ドメイン抗体は腎臓で有意に濃縮されていることから、主に腎臓で代謝されることがわかる。上記のヨウ素標識法では、必然的に脱ヨウ素化が起こるため、SPECTの結果、甲状腺や胃に放射性物質が濃縮される可能性がある。さらに、125Iのエネルギーは弱く、SPECT撮像に適用すると、特定の組織の自己吸収を引き起こす可能性がある。したがって、125I標識CD8単一ドメイン抗体のSPECT撮像への応用は、その後の68Ga標識撮像剤に使用するための最適な候補抗体のスクリーニングを目的としている。その結果、125Iで標識したSNA006a、SNA006c、SNA006dは腫瘍部位で高い取り込みを示し、SNA006aの撮像効果はSNA006c、SNA006dの撮像効果より有意に優れていることがわかった。SPECTのin-vivoスクリーニング実験結果は、対応するin-vitro実験結果と一致しており、SNA006aが前述のすべての単一ドメイン抗体の中で最も強いCD8トレーシング能力を有することがさらに証明された。
【0203】
実施例6 NOTA-CD8α単一ドメイン抗体前駆体の合成と68Ga-NOTA-CD8α単一ドメイン抗体の放射性標識化
6.1 NOTA-CD8α単一ドメイン抗体前駆体の合成
【0204】
二官能性キレート剤p-SCN-NOTAをCD8単一ドメイン抗体に結合させた。カップリング生成物をPD-10カラムで精製し、バッファーを通常生理食塩水に置換した。紫外分光光度計で280nmの吸光度を測定し、ESI-Q-TOF-MSでカップリング効率を分析した。カップリング製品の腫瘍細胞への標的化をin-vitro細胞試験(腫瘍細胞結合および親和性検出)で、CD8αタンパク質へのin-vitro親和性をELISAで解析した。
【0205】
PD-10カラム(GE社製)を用いて、CD8α-cHis単一ドメイン抗体(C37、C46、S5を含む)の緩衝液を所定のpHのNaHCO3緩衝液に変更し、p-SCN-Bn-NOTA(Macrocyclics、商品番号B-605)を25mg/mLの濃度でDMSOに溶解させた。 単一ドメイン抗体上のリジンのモル数が2倍であるp-SCN-Bn-NOTA溶液をCD8α単一ドメイン抗体中に加え、上記材料を室温で一定時間反応させ、コンジュゲート生成物をPD-10カラム(GE)で精製し、限外ろ過で濃縮した。
【0206】
標識後の上記CD8α-NOTAの活性は、ELISA法により測定した。具体的な方法は、CD8α-Fc融合タンパク質を5μg/wellの濃度でコートプレートに入れ、4℃で一晩静置した。3%BSAで37℃にブロッキングした後、勾配希釈したサンプル(非結合CD8α 単一ドメイン抗体は標準物質)を加え、37℃で1時間作用させた。その後、抗his-HRP(Abcam Companyより購入)を加え、室温で1時間反応させた。その後、発色液を加え、450nmの吸収値を読み取った。ELISAの活性を表9にまとめた。
【0207】
表9 CD8α-cHis-NOTAのELISA活性測定結果のまとめ
【0208】
6.2 68Ga-NOTA-CD8α 単一ドメイン抗体の放射性同位元素分析
【0209】
68Ga溶液(68Ga leacheate)は、Eckert&Ziegler IGG100 ゲルマニウム68/ガリウム68(Ge 68/Ga 68)ジェネレータを0.1M滅菌HClで溶出し、同量の0.2M酢酸ナトリウム溶液を加えて調製した。 上記NOTA-CD8抗体を含み、pHが5.3である0.1M酢酸ナトリウム緩衝液を1/4量加え、反応系のpHを4.5~4.7とし、上記材料を室温で10分間反応させた。生成物の緩衝系を通常生理食塩水に交換しながら、未反応のイオンガリウムをPD-10カラムで除去し、0.22μmフィルター膜で濾過した。pH、Radio-TLC、Radio-HPLC、放射能、放射化学純度などの分析を行い、品質管理を行った。また、ITGゲルマニウム68/ガリウム68(Ge-68/Ga-68)ジェネレータを0.05M滅菌塩酸で浸出し、0.2M酢酸ナトリウム溶液を1/2量加え、その他の反応条件、品質管理条件を同じにして68Ga浸出液も調製した。
【0210】
6.3 インスタント薄層クロマトグラフィー(ITLC)分析
【0211】
ITLC-SGはあらかじめ1cm×12cmの短冊状にカットし、短冊の端と端の距離を鉛筆でラベルした。現像槽にタンクが隠れるまで現像液を注ぎ、現像液のバランスを取った。68Ga-CD8 単一ドメイン抗体注入液を、ITLCストリップの底から1cm離れた鉛筆の線に滴下した。ITLCストリップを現像室に入れ、サンプリングポイントから10cm離れた位置(鉛筆の一番上の線マークまで)で現像した。LTICを放射光ITLCスキャナーでスキャンし、クロマトグラム上のピークを積分することで放射化学純度(RCP)を算出した。解析結果を図7に示すが、CD8単一ドメイン抗体は、ポジトロン核種68Gaでの標識に成功したことがわかる。
【0212】
実施例7 68Ga-NOTA-CD8α単一ドメイン抗体の生体内分布
7.1 68Ga-NOTA-CD8α単一ドメイン抗体研究のための動物モデル
【0213】
6-8週齢の雌性ヌードマウスをin-vivo試験に使用した。ヌードマウスは特定病原体フリー(SPF)環境で飼育され、自由摂餌、昼夜12時間の標準的な周期で光をあてた。異種移植は、100μLの細胞(MC38-CD8またはMC38)/PBSをヌードマウスの右前脚に皮下移植した。細胞の接種密度は、約5~6×106個/動物であった。移植はイソフルラン麻酔下で行われた。この条件下で、注射した動物の90%以上で、1-2週間後に適当な腫瘍(100-300mm3)(MC38-CD8またはMC38)が得られた。
【0214】
実験終了後、腫瘍組織を採取してCD8免疫組織化学染色を行い、CD8の発現量を解析し、PET/CTで検出された腫瘍全体のCD8発現量と比較した。
【0215】
7.2 68Ga-NOTA-CD8α 単一ドメイン抗体の生体内分布
【0216】
7.1 の方法に従って MC38-CD8+/- 腫瘍モデルを接種し、放射性標識単一ドメイン抗体約 10μg( 約 100μCi/10μg)を尾静脈からヌードマウスに投与した。データは1時間後と1.5時間後に収集し、各時点で3匹のヌードマウスを安楽死させた。血液、腎臓、肝臓、脾臓、肺、心臓、腸、胃、筋肉、皮膚、脳、骨、CD8+/-腫瘍などの対象組織を剥離し、γカウンターでカウントしてデータ収集した。注入量は総注入量として使用した。各臓器について、総注入量から%注入量(%ID)を求め、臓器の重量を測定して1グラムあたりの%注入量(%ID/g)を求めた。
【0217】
図8は、MC38-CD8腫瘍を有するインタクトの雄マウスにおける68Ga-NOTA-CD8α単一ドメイン抗体のin-vivo摂取による生体内分布データを示し、これは皮下腫瘍を有するインタクトの雄マウスにおける68Ga-NOTA-CD8摂取によるex-vivo生体内分布データ(n=3)である。データは静脈内投与後1時間および1.5時間後に収集された。データは平均%ID/g±標準偏差(S.D.)で表示されている。比率の誤差は、標準偏差の幾何平均で計算される。図8に示すように、エラーバーはこのグループの標準偏差を表す。
【0218】
図9は、これらの実験における腫瘍組織と血液の摂取比率、腫瘍組織と対側の正常筋の摂取比率の結果である。CD8単一ドメイン抗体は、ターゲットを発現しているMC38-CD8腫瘍において良好な腫瘍浸潤性を示す。腫瘍と筋肉の比率のピークが高く、68Ga-NOTA-SNA006a単一ドメイン抗体は腫瘍特異性が高いことを示す。68Ga-NOTA-SNA006aは、腫瘍の撮像に有効な薬剤となる可能性がある。
【0219】
実施例8 68Ga-NOTA-CD8α単一ドメイン抗体を用いたin-vivo PET撮像
【0220】
MC38-CD8+/-腫瘍モデルを6.1の方法に従って接種した。マイクロPET/CT(IRIS PET/CT、Inviscan、Strasbourg、France)スキャンを使用してフォーカス%ID/gを測定した。小動物の連続PET/CTスキャンを120分間行い、図10に示すように複数の時点における腫瘍、筋肉、腎臓の放射能吸収を分析した。画像再構成にはモンテカルロ法に基づく3D OSEMアルゴリズムが使用された。腫瘍、筋肉、肝臓、その他の臓器において、関心領域法(ROI)により放射能(MBq/mL)を算出した。得られた値を注入量で割って、PETトレーサーに対する各組織の摂取量(%ID/g)を求めた(組織密度を1g/mlと仮定)。計算結果を図10に示す。
【0221】
図10の結果は、上記PETトレーサー68Ga-NOTA-SNA006aを注入してから120分後に、MC38-CD8移植腫瘍がはっきりと確認でき、CD8陰性発現のMC38移植腫瘍は注入後摂取されないことを示している。したがって、MC38-CD8腫瘍は、対側の陰性対照腫瘍と比較して、良好な識別性を有している。PET検査の結果、腫瘍、筋肉、腎臓の複数の時点における放射能吸収が解析された。生体分布のROI結果を図11に示すように活性時間曲線で解析した。
【0222】
その結果、68Ga-NOTA-SNA006a、68Ga-NOTA-SNA006c、68Ga-NOTA-SNA006dはいずれも腫瘍部位での摂取量が多く、68Ga-NOTA-SNA006aの撮像効果はcおよびdよりも有意に優れていることがわかった。PETのin-vivoスクリーニング実験結果は、対応するin-vitro実験結果と一致し、68Ga-NOTA-SNA006aが上記のすべての単一ドメイン抗体の中で最も強いCD8追跡能力を有することをさらに証明するものであった。
【0223】
実施例9 68Ga-NOTA-CD8α単一ドメイン抗体のin-vivo安定性実験
【0224】
正常なマウスを採取し、尾静脈から68Ga-NOTA-SNA006a 74 MBq (1 mCi/100μL PBS) を投与した。注入後0.5時間および1時間後に尿サンプルを採取し、すべてのサンプルを一定量の50%アセトニトリル水溶液で溶解した後、8000rpmで15分間遠心分離し、上清を0.22μmフィルター膜に取り、その後、ろ液をRadio-TLCで分析した。
【0225】
Radio-TLCの結果を図12に示す。図中、顕著な劣化や68Gaの脱落現象は見られず、この条件下では放射性標識抗体は構造的に安定で、生体内での安定性も良好であることがわかる。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
【配列表】
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