(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-25
(54)【発明の名称】異種ポリペプチドを発現する細胞クローンを選択するための方法
(51)【国際特許分類】
G01N 33/53 20060101AFI20240315BHJP
C12Q 1/06 20060101ALI20240315BHJP
【FI】
G01N33/53 D
C12Q1/06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023561675
(86)(22)【出願日】2022-04-07
(85)【翻訳文提出日】2023-10-19
(86)【国際出願番号】 EP2022059173
(87)【国際公開番号】W WO2022214565
(87)【国際公開日】2022-10-13
(32)【優先日】2021-04-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(32)【優先日】2021-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591003013
【氏名又は名称】エフ. ホフマン-ラ ロシュ アーゲー
【氏名又は名称原語表記】F. HOFFMANN-LA ROCHE AKTIENGESELLSCHAFT
(74)【代理人】
【識別番号】100102978
【氏名又は名称】清水 初志
(74)【代理人】
【識別番号】100205707
【氏名又は名称】小寺 秀紀
(74)【代理人】
【識別番号】100160923
【氏名又は名称】山口 裕孝
(74)【代理人】
【識別番号】100119507
【氏名又は名称】刑部 俊
(74)【代理人】
【識別番号】100142929
【氏名又は名称】井上 隆一
(74)【代理人】
【識別番号】100148699
【氏名又は名称】佐藤 利光
(74)【代理人】
【識別番号】100188433
【氏名又は名称】梅村 幸輔
(74)【代理人】
【識別番号】100128048
【氏名又は名称】新見 浩一
(74)【代理人】
【識別番号】100129506
【氏名又は名称】小林 智彦
(74)【代理人】
【識別番号】100114340
【氏名又は名称】大関 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100214396
【氏名又は名称】塩田 真紀
(74)【代理人】
【識別番号】100121072
【氏名又は名称】川本 和弥
(74)【代理人】
【識別番号】100221741
【氏名又は名称】酒井 直子
(74)【代理人】
【識別番号】100114926
【氏名又は名称】枝松 義恵
(72)【発明者】
【氏名】グロスコフ トビアス
(72)【発明者】
【氏名】ヴェッツラー クセニア
【テーマコード(参考)】
4B063
【Fターム(参考)】
4B063QA01
4B063QA18
4B063QQ08
4B063QQ13
4B063QQ96
4B063QR48
4B063QR66
4B063QS33
4B063QX01
(57)【要約】
本明細書では、高力価及び低レベルの抗体関連副産物を有する二重特異性抗体を発現する組換え細胞クローンの特徴付け及び同定並びに選択のための新規でハイスループットな好適な方法を報告する。本発明による方法は、抗体のそれぞれの標的への個別の結合及び同時結合についての組換え細胞クローン培養上清のイムノアッセイに基づくスクリーニングの結合シグナルを使用する。このデータは、所望の産物プロファイルを有する高産生細胞クローンの選択を可能にする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の抗原及び第2の抗原に結合する同じ組換え二重特異性抗体をすべてが発現する多数の組換え細胞クローンから1つ又は複数の組換え細胞クローンを選択するための方法であって、以下の工程:
- 前記多数の組換え細胞クローンの各単一沈着組換え細胞クローンを培養して、培養上清を産生する工程;
- 以下を決定する工程:
i)前記上清中の総抗体濃度;
ii)4つの異なる濃度の前記上清についてのイムノアッセイにおける前記二重特異性抗体の前記第1の抗原への結合についての、各上清の結合シグナル;
iii)ii)における場合と同じ4つの濃度の前記上清についてのイムノアッセイにおける前記二重特異性抗体の前記第2の抗原への結合についての、各上清の結合シグナル;
iv)ii)における場合と同じ4つの濃度の前記上清についてのイムノアッセイにおける前記二重特異性抗体の前記第1の抗原及び前記第2の抗原への同時結合についての、各上清の結合シグナル;
v)14の異なる濃度の前記二重特異性抗体についての、それぞれii)、iii)、及びiv)における場合と同じイムノアッセイでの前記第1の抗原、前記第2の抗原、及び両方の抗原への結合についての単離された二重特異性抗体の結合シグナル;
vi)前記組換え細胞クローンによっても発現される第1の単離された二重特異性抗体関連副産物の結合シグナルであって、v)における場合と同じ14の濃度の前記第1の二重特異性抗体関連副産物の、それぞれii)、iii)、及びiv)における場合と同じイムノアッセイでの前記第1の抗原、前記第2の抗原、及び両方の抗原への結合についての、結合シグナル;
vii)前記組換え細胞クローンによっても発現される第2の単離された二重特異性抗体関連副産物の結合シグナルであって、v)における場合と同じ14の濃度の前記第2の二重特異性抗体関連副産物の、それぞれii)、iii)、及びiv)における場合と同じイムノアッセイでの前記第1の抗原、前記第2の抗原、及び両方の抗原への結合についての、結合シグナル;
- 以下の値:
- i)の前記濃度、
- ii)、iii)、及びiv)の前記結合シグナル、
- iii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iii)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、
- iv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iv)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、
- iii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iii)の前記イムノアッセイを用いてvi)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてvi)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、並びに
- iv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iv)の前記イムノアッセイを用いてvii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてvii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの
に基づいて、前記多数の組換え細胞クローンの前記組換え細胞クローンをランク付けする工程であって、
前記ランク付けが、前記単離された二重特異性抗体について得られた値に対する各個々の細胞クローンについての上記の値のそれぞれの差によるものである、工程
を含み、
全体的な差が最も小さい組換え細胞クローンが選択される、方法。
【請求項2】
前記差がインシリコ法を用いて決定される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記差が機械学習を用いて決定される、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
前記差が極端な勾配ブースティングモデルを用いて決定される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記選択が、前記濃度、前記結合シグナル、及び前記二重特異性抗体の除算した比に関する最小の差と、前記副産物の除算した比に関する最大の差との組み合わせに基づく、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記1つ又は複数の選択された細胞クローンが、前記多数の組換え細胞クローンの平均として抗体関連副産物の割合がより低い前記組換え二重特異性抗体を発現する、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記二重特異性抗体が、ヘテロ二量体Fc領域を含み、一方のFc領域ポリペプチドがノブ突然変異を含み、それぞれの他方のFc領域ポリペプチドがホール突然変異を含み;前記第1の二重特異性抗体関連副産物が、前記二重特異性抗体のホール・ホールのホモ二量体であり;前記第2の二重特異性抗体関連副産物が、前記二重特異性抗体のノブ・ノブのホモ二量体である、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記イムノアッセイが酵素結合免疫吸着測定法である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記細胞がCHO細胞である、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
二重特異性抗体関連副産物が少ない二重特異性抗体を発現する組換え細胞クローンを同定するための、
i)前記二重特異性抗体をコードする核酸で組換え細胞クローンがトランスフェクトされた単一の組換え細胞クローン培養上清中で決定された総抗体濃度、
ii)前記二重特異性抗体の第1の抗原及び第2の抗原への前記上清の個別の結合についての結合シグナル、
iii)前記二重特異性抗体の前記第1の抗原及び前記第2の抗原への前記上清の同時結合についての結合シグナル
の使用。
【請求項11】
iv)単離された二重特異性抗体)のその第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合及び同時結合についての結合シグナル、
v)前記二重特異性抗体の前記第1の抗原及び前記第2の抗原への第1の単離された二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナル、
vi)前記二重特異性抗体の前記第1の抗原及び前記第2の抗原への第2の単離された二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナル
が、二重特異性抗体関連副産物が少ない前記二重特異性抗体を発現する組換え細胞クローンを同定するためにさらに使用される、請求項10に記載の使用。
【請求項12】
- iii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iii)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、
- iv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iv)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてv)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、
- iii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iii)の前記イムノアッセイを用いてvi)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてvi)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、並びに
- iv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iv)の前記イムノアッセイを用いてvii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)の前記イムノアッセイを用いてvii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの
が、二重特異性抗体関連副産物が少ない前記二重特異性抗体を発現する組換え細胞クローンを同定するためにさらに使用され、
iv)が、前記二重特異性抗体のその第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合及び同時結合についての結合シグナルであり、
v)が、前記二重特異性抗体の前記第1の抗原及び前記第2の抗原への第1の単離された二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナルであり、
vi)が、前記二重特異性抗体の前記第1の抗原及び前記第2の抗原への第2の単離された二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナルである、
請求項10又は11に記載の使用。
【請求項13】
コンピュータ又はコンピュータネットワーク上でプログラムが実行される場合に請求項1~9のいずれか一項に記載の方法を実施するためのコンピュータ実行可能命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項14】
プログラムがコンピュータ又はコンピュータネットワーク上で実行される場合に請求項1~9のいずれか一項に記載の方法を実行するために、プログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム製品。
【請求項15】
コンピュータ又はコンピュータネットワークの作業メモリ又はメインメモリなど、コンピュータ又はコンピュータネットワークへとロードされた後に、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法を実行し得る、そこに格納されたデータ構造を有するデータキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、細胞株作製の分野に関する。より正確には、本明細書では、ELISAベースのデータを使用して、大量の正しく組み立てられ機能する異種ポリペプチドを発現する細胞クローンを選択する方法が報告される。
【背景技術】
【0002】
発明の背景
近年、抗体及び抗体ベースの分子などの組換えポリペプチドは、疾患処置の分野で広く応用されている。
【0003】
特に抗体に関して、天然に存在するIgGフォーマットを含む抗体ベースの薬物の第1の波の後、次世代のフォーマットは現在ますます、古典的なIgG抗体フォーマットからの実質的な改変及び誘導体を有する分子がみられる。2つ以上の抗原を連続的に又は同時に標的化することが望まれると、ますます複雑な抗体フォーマットがもたらされる。フォーマットの複雑さが増すにつれて、例えば鎖の誤対合などの可能性のある抗体関連副産物の数が増加する。
【0004】
市場への途中の治療用抗体の1つの工程は、組換えタンパク質の良好な品質と組み合わせた高発現、すなわち抗体関連副産物の含有量が低いことを特徴とする安定な産生細胞株の開発である。一般に、複雑なフォーマットの抗体空間における新規な薬物分子の探索は、細胞株開発中の低容量での、特に単一クローンレベルでの産物品質及び機能を評価するためのハイスループットアッセイの欠如によってボトルネックとなっている。
【0005】
したがって、トランスフェクション後に得られた多数の細胞クローンのうち、正しく組み立てられた複雑な抗体を産生することができる稀な細胞クローンを同定するためには、必要なサンプル体積が少ないハイスループット法が必要である。そのような方法は、スクリーニングをより初期の段階に移行させる能力を提供し、それによって、より多くのモノクローナル細胞クローンを特徴付け、それによって評価することができる。これは、高品質グレードの複雑なフォーマットの抗体を産生することができる例外的な細胞クローンを同定する確率を高め、それによって技術的成功の確率を高め、同時に商品のコストを最小限に抑える。
【0006】
Sawyer,W.S.ら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 117(2020)9851-9856)(非特許文献1)は、インタクトタンパク質エレクトロスプレー質量分析を使用する複合マトリックスからのハイスループット抗体スクリーニングを報告した。
【0007】
国際公開第2016/172485号(特許文献1)は、多重特異性抗原結合タンパク質を報告した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】Sawyer,W.S.ら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 117(2020)9851-9856)
【発明の概要】
【0010】
本明細書では、高力価及び低レベルの抗体関連副産物を有する複雑な抗体フォーマットを発現する組換え細胞クローンの特徴付け及び同定並びに選択のための新規でハイスループットな好適な方法を報告する。本発明による方法は、抗体のそれぞれの標的への個別の結合及び同時結合についての組換え細胞クローン培養上清のイムノアッセイに基づくスクリーニングの結合シグナルを使用する。このデータは、初めて、500以上のクローンの段階で所望の産物プロファイルを有する高産生細胞クローンの選択を可能にする。
【0011】
本発明の一態様は、少なくとも二重特異性であり、第1の抗原及び第2の抗原に(特異的に)結合する同じ(組換え)(治療用)抗体をすべてが発現する多数(一実施形態では少なくとも500)の組換え細胞クローンから、1つ又は複数の組換え細胞クローンを同定及び/又は選択する方法であって、以下の工程:
- 各単一沈着組換え細胞クローンを(少なくとも5日間)培養して、培養上清を産生する工程;
- 以下を決定する工程:
i)上清中の総タンパク質(特定の実施形態では、抗体)濃度(イムノアッセイを使用);
ii)少なくとも2つ、好ましい一実施形態では(少なくとも)4つの異なる濃度の上清についてのイムノアッセイにおける(治療用)抗体の第1の抗原への結合についての、各上清の結合シグナル;
iii)ii)における場合と同じ少なくとも2つ、好ましい一実施形態では(少なくとも)4つの濃度の上清についてのイムノアッセイにおける(治療用)抗体の第2の抗原への結合についての、各上清の結合シグナル;
iv)ii)及びiii)における場合と同じ少なくとも2つ、好ましい一実施形態では(少なくとも)4つの濃度の上清についての(架橋)イムノアッセイにおける(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への同時結合についての、各上清の結合シグナル;
v)少なくとも4つ、好ましい一実施形態では少なくとも14の異なる濃度の(単離された)(治療用)抗体についての、それぞれii)、iii)及びiv)における場合と同じイムノアッセイでの第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合並びに両方の抗原への同時結合についての(単離された)(治療用)抗体(質量分析によって決定して少なくとも98%の純度を有する)についての結合シグナル;
vi)v)における場合と同じ少なくとも4つ、好ましい一実施形態では少なくとも14の濃度の第1の(主要/主な)(治療用)抗体関連副産物の、それぞれii)、iii)及びiv)における場合と同じイムノアッセイでの第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合並びに両方の抗原への同時結合についての、前記細胞クローンによっても発現され得る/発現される第1の(主要/主な)(単離された)(治療用)抗体関連副産物(質量分析によって決定して少なくとも70%の純度を有する)についての結合シグナル;
vii)v)及びvi)における場合と同じ少なくとも4つ、好ましい一実施形態では少なくとも14の濃度の第2の(第2の主要)(治療用)抗体関連副産物の、それぞれii)、iii)及びiv)における場合と同じイムノアッセイでの第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合並びに両方の抗原への同時結合についての、前記細胞クローンによっても発現され得る/発現される第2の(第2の主要)(単離された)(治療用)抗体関連副産物(質量分析によって決定して少なくとも70%の純度を有する)についての結合シグナル;
- 以下:
- i)、ii)、iii)、iv)、及び
- 同じ濃度についてiii)で決定された結合シグナルと、ii)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値(この中央値は、同じ濃度についてiii)のイムノアッセイを使用してv)で決定された結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを使用してv)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値でさらに除算(正規化)される)、及び
- 同じ濃度についてiv)で決定された結合シグナルと、ii)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値(この中央値は、同じ濃度についてiv)のイムノアッセイを使用してv)で決定された結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを使用してv)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値でさらに除算(正規化)される)、及び
- 同じ濃度についてiii)で決定された結合シグナルと、ii)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値(この中央値は、同じ濃度についてiii)のイムノアッセイを使用してvi)で決定された結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを使用してvi)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値でさらに除算(正規化)される)、及び
- 同じ濃度についてiv)で決定された結合シグナルと、ii)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値(この中央値は、同じ濃度についてiii)のイムノアッセイを使用してvii)で決定された結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを使用してvii)で決定された結合シグナルとの比(すべて)の中央値でさらに除算(正規化)される)
(単一の個々の次元)
に基づいて多数の組換え細胞クローンの組換え細胞クローンをランク付けする工程であって、
ランク付けは、単離された(治療用)抗体について得られた値に対する各個々の細胞クローンについての上記の値のそれぞれの差によるものである、多数の組換え細胞クローンの組換え細胞クローンをランク付けする工程
を含み、
全体的な差が最も小さい組換え細胞クローンが選択される、方法である。
【0012】
特定の実施形態では、ランク付けは、ii)、iii)及びiv)のアッセイにおいてv)で使用される単離された(治療用)抗体について得られたそれぞれの値に対する各個々の細胞クローンについてのこれらの値のそれぞれの(絶対)差(距離)及びそれに由来する比によるものである。
【0013】
特定の実施形態では、ランク付けは、各個々の値(次元)についての個々の(絶対)距離を考慮に入れた(多次元ランク付け)、すなわち、第1(主要)の単離された(治療用)抗体関連副産物及び第2(第2の主要)の単離された(治療用)抗体関連副産物に対する非類似性(最大(絶対)差)と組み合わせた(単離された)(治療用)抗体についての値に対する類似性(最小(絶対)差)の組み合わせに基づく。
【0014】
特定の実施形態では、選択は、濃度、結合シグナル及び(治療用)抗体の除算した比に関する最小の差と、副産物の除算した比に関する最大の差との組み合わせに基づく。
【0015】
特定の実施形態では、全体的に、すなわちすべての個々の次元において、(絶対)差(距離)が最も小さい組換え細胞クローンが同定/選択され、すなわち、8個の差すべての合計が最も小さいクローンが同定/選択される。
【0016】
特定の実施形態では、1つ又は複数の同定/選択された細胞クローンは、多数の組換え細胞クローンの平均として抗体関連副産物の分率又は割合がより低い前記組換え(治療用)抗体を発現する。
【0017】
特定の実施形態では、差(距離)は、インシリコ法を用いて決定される。
【0018】
特定の実施形態では、差(距離)は、機械学習を用いて決定される。
【0019】
特定の実施形態では、差(距離)は、極端な勾配ブースティングモデルを用いて決定される。
【0020】
特定の実施形態では、結合シグナルは、ブランク補正された結合シグナル(それぞれのブランクシグナルによって減じた生の結合シグナル)である。
【0021】
特定の実施形態では、ii)、iii)及びiv)において、少なくとも4つの濃度が使用される。特定の実施形態では、ii)、iii)及びiv)において、4又は5又は6又は7の濃度が使用される。
【0022】
特定の実施形態では、v)、vi)及びvii)において、少なくとも14の濃度が使用される。特定の実施形態では、v)、vi)及びvii)において、14又は15又は16又は17又は18の濃度が使用される。
【0023】
特定の実施形態では、二重特異性(治療用)抗体は、ヘテロ二量体Fc領域を含み、一方のFc領域ポリペプチドがノブ突然変異を含み、それぞれの他方のFc領域ポリペプチドがホール突然変異を含み;第1の(主要)二重特異性(治療用)抗体関連副産物は、前記二重特異性(治療用)抗体のホール・ホールのホモ二量体であり;第2の(第2の主要)二重特異性(治療用)抗体関連副産物は、前記二重特異性(治療用)抗体のノブ・ノブのホモ二量体である。
【0024】
特定の実施形態では、イムノアッセイは、酵素結合免疫吸着測定法である。
【0025】
特定の実施形態では、細胞はCHO細胞である。
【0026】
好ましい一実施形態では、(治療用)抗体は二重特異性(治療用)抗体である。特定の実施形態では、二重特異性(治療用)抗体は、その重鎖に関してヘテロ二量体であり、重鎖の一方はホール突然変異を含み、それぞれの他方はノブ突然変異を含む。特定の実施形態では、第1の(主要/主な)(単離された)(治療用)抗体関連副産物は、それぞれがホール突然変異を有する2つの重鎖を含み、第2の(第2の主要)(単離された)(治療用)抗体関連副産物は、それぞれがノブ突然変異を有する2つの重鎖を含む。
【0027】
本発明のさらなる態様は、二重特異性抗体関連副産物が少ない前記二重特異性(治療用)抗体を発現する組換え細胞クローンを同定するための、
i)二重特異性(治療用)抗体をコードする核酸で組換え細胞クローンがトランスフェクトされた単一の組換え細胞クローン培養上清中で決定された総抗体濃度、
ii)二重特異性(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への上清の個別の結合についての結合シグナル、
iii)二重特異性(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への上清の同時結合についての結合シグナル
の使用である。
【0028】
特定の実施形態では、
iv)二重特異性(治療用)抗体のその第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合及び同時結合についての結合シグナル、
v)二重特異性(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への第1の(主要)二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナル、
vi)二重特異性(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への第2の(第2の主要)二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナル
が、二重特異性抗体関連副産物が少ない前記二重特異性(治療用)抗体を発現する組換え細胞クローンを同定するためにさらに使用される。
【0029】
特定の実施形態では、
- iii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iii)のイムノアッセイを用いてv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを用いてv)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、
- iv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iv)のイムノアッセイを用いてv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを用いてv)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、
- iii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iii)のイムノアッセイを用いてvi)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを用いてvi)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの、並びに
- iv)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値を、iv)のイムノアッセイを用いてvii)で得られたそれぞれの濃度についての結合シグナルと、ii)のイムノアッセイを用いてvii)で得られた同じ濃度についてのそれぞれの結合シグナルとの個々の比の中央値で割ったもの
が、二重特異性抗体関連副産物が少ない前記二重特異性(治療用)抗体を発現する組換え細胞クローンを同定するためにさらに使用され、
iv)が、二重特異性(治療用)抗体のその第1の抗原及び第2の抗原への個別の結合及び同時結合についての結合シグナルであり、
v)が、二重特異性(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への第1の(主要)二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナルであり、
vi)が、二重特異性(治療用)抗体の第1の抗原及び第2の抗原への第2の(第2の主要)二重特異性抗体関連副産物の個別の結合及び同時結合についての結合シグナルである。
【0030】
本発明のさらなる態様は、コンピュータ又はコンピュータネットワーク上でプログラムが実行される場合に本発明による方法を実施するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムである。
【0031】
本発明のさらなる態様は、プログラムがコンピュータ又はコンピュータネットワーク上で実行される場合に本発明による方法を実行するために、プログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品である。
【0032】
本発明のさらなる態様は、コンピュータ又はコンピュータネットワークの作業メモリ又はメインメモリなどのコンピュータ又はコンピュータネットワークへとロードされた後に、本発明による方法を実行し得るデータ構造を格納したデータキャリアである。
【0033】
描写され、特許請求される様々な実施形態に加えて、本開示の主題は、本明細書に開示され、特許請求される特徴の他の組合せを有する他の実施形態も対象とする。したがって、本明細書に提示される、特に態様又は実施形態として提示される特定の特徴は、本開示の主題が本明細書に開示される特徴の任意の好適な組み合わせを含むように、本開示の主題の範囲内において他の様式で互いに組み合わせられ得る。本開示の主題の特定の実施形態の前述の説明は、例示及び説明目的のために提示されている。包括的であるようにも本開示の主題を開示される実施形態に限定するようにも意図されていない。
【0034】
本明細書で使用される態様は、本発明の独立した主題に関し、本明細書で使用される実施形態は、1つ又は複数又はすべての独立した態様のより詳細な実現を提供する。
【発明を実施するための形態】
【0035】
発明の詳細な説明
本発明は、ELISAに基づく力価及び結合特性評価を使用して、薬物開発の細胞株開発段階中の少なくとも500クローン段階で個々のクローンの重要な品質属性を予測するために使用できるという知見に少なくとも部分的に基づく。
【0036】
本発明はさらに、ELISAに基づく力価及び結合特性評価とインシリコデータ分析との組み合わせを使用して、薬物開発の細胞株開発段階中の少なくとも500クローン段階で個々のクローンの重要な品質属性を予測することができるという知見に少なくとも部分的に基づく。
【0037】
したがって、本発明による方法では、分析することができるクローンの数が増加し、分析時間が短縮され、同時に再現性及び適用の容易さが増加する。それにより、特に複雑な抗体フォーマットについて、細胞株開発中の早期に産物品質スクリーニングを実施することが初めて可能になる。
【0038】
一般的な定義
本発明を実施するための有用な方法及び技術は、例えば、Ausubel,F.M.(ed.),Current Protocols in Molecular Biology,I~III巻(1997);Glover,N.D.,and Hames,B.D.,ed.,DNA Cloning:A Practical Approach,I巻及びII巻(1985),Oxford University Press;Freshney,R.I.(ed.),Animal Cell Culture-a practical approach,IRL Press Limited(1986);Watson,J.D.,ら、Recombinant DNA,Second Edition,CHSL Press(1992);Winnacker,E.L.,From Genes to Clones;N.Y.,VCH Publishers(1987);Celis,J.,ed.,Cell Biology,Second Edition,Academic Press(1998);Freshney,R.I.,Culture of Animal Cells:A Manual of Basic Technique,second edition,Alan R.Liss,Inc.,N.Y.(1987)に記載されている。
【0039】
組換えDNA技術を使用することにより、核酸の誘導体の作製が可能になる。このような誘導体は、例えば、置換、変更、交換、欠失又は挿入によって、個々の又はいくつかのヌクレオチド位置で修飾することができる。修飾又は誘導体化は、例えば、部位特異的突然変異誘発によって行うことができる。このような修飾は、当業者によって容易に行うことができる(例えば、Sambrook,J.ら、Molecular Cloning:A laboratory manual(1999)Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York,USA;Hames,B.D.,and Higgins,S.G.,Nucleic acid hybridization-a practical approach(1985)IRL Press,Oxford,Englandを参照)。
【0040】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈において特に明白な規定がない限り、複数の指示対象を含むことに留意しなければならない。したがって、例えば、「1つの細胞(a cell)」への言及は、複数のそのような細胞、及び当業者に公知であるその等価物を含み、他も同様である。同様に、用語「1つの(a)」(又は「1つの(an)」)、「1つ又は複数の」、及び「少なくとも1つの」も、本明細書において同義的に使用され得る。用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、及び「有する(having)」が同義的に使用され得ることにも留意すべきである。
【0041】
用語「約」は、その後に続く数値の±20%の範囲を意味する。特定の実施形態では、「約」という用語は、その後に続く数値の±10%の範囲を意味する。特定の実施形態では、「約」という用語は、その後に続く数値の±5%の範囲を意味する。
【0042】
用語「含む(comprising)」は、用語「からなる(consisting of)」も含む。
【0043】
細胞特有の定義
本明細書で使用される「細胞クローン」という用語は、ポリペプチドを発現することができる外因性ヌクレオチド配列を含む哺乳動物細胞、すなわち組換え哺乳動物細胞を意味する。そのような組換え哺乳動物細胞は、そのような細胞の子孫を含む、1つ以上の外因性核酸(複数可)が導入された細胞である。特定の実施形態では、細胞クローンが、異種ポリペプチドをコードする核酸を含む哺乳動物細胞である。したがって、「異種ポリペプチドをコードする核酸を含む細胞クローン」という用語は、哺乳動物細胞のゲノムに組み込まれた外因性ヌクレオチド配列を含み、異種ポリペプチドを発現することができる組換え哺乳動物細胞を意味する。特定の実施形態では、細胞クローンは、細胞のゲノムの遺伝子座内の単一部位に組み込まれた外因性ヌクレオチド配列を含む哺乳動物細胞である。好ましい一実施形態では、細胞クローンは、細胞のゲノムの遺伝子座内の単一の部位に組み込まれる外因性ヌクレオチド配列を含む哺乳動物細胞であり、外因性ヌクレオチド配列は、少なくとも1つの第1の選択マーカーに隣接する第1の組換え認識配列及び第2の組換え認識配列、並びに第1の組換え認識配列と第2の組換え認識配列との間に位置する第3の組換え認識配列を含み、かつ組換え認識配列がすべて異なっている。
【0044】
本明細書で使用される「組換え細胞」という用語は、遺伝子修飾後の細胞、例えば、目的の異種ポリペプチドを発現し、該目的のポリペプチドの任意の規模での生産のために使用できる細胞などを意味する。例えば、「細胞クローン」は、目的の異種ポリペプチドのコード配列がゲノムに導入されている細胞を示す。例えば、リコンビナーゼ媒介カセット交換(RMCE)に供され、それによって目的のポリペプチドのコード配列が宿主細胞のゲノム中に導入された「外因性ヌクレオチド配列を含む組換え哺乳動物細胞」は、特定の「細胞クローン」である。
【0045】
本明細書で使用される「細胞クローン」は、「形質転換細胞」を示す。これは、継代の回数に関わらず、初代形質転換細胞も、それに由来する子孫も含む。子孫は、例えば、核酸含有量が親細胞と完全に同一ではなくてもいが、突然変異を含んでもよい。最初に形質転換された細胞においてスクリーニング又は選択されたのと同じ機能又は生物活性を有している突然変異子孫は、包含される。
【0046】
「単離された細胞クローン」は、その天然環境の構成要素から分離された細胞クローンを示す。
【0047】
「単離された核酸」は、その天然環境の構成要素から分離された核酸分子を示す。
【0048】
「単離されたポリペプチド」又は「単離された抗体」又は「単離された副産物」は、それぞれ、その天然環境の構成要素から分離されたポリペプチド分子又は抗体分子を示す。特定の実施形態では、単離されたポリペプチド又は単離された抗体又は単離された副産物は、例えば、質量分析によって決定して70%を超える純度まで精製される。特定の実施形態では、単離されたポリペプチド又は単離された抗体又は単離された副産物は、例えば、質量分析によって決定して95%又は98%を超える純度まで精製される。抗体の純度を評価するための方法の概説については、例えば、Flatman,S.ら、J.Chrom.B 848(2007)79-87を参照されたい。
【0049】
アッセイ
異なるイムノアッセイの原理は、例えば、Hage,D.S.(Anal.Chem.71(1999)294R-304R)に記載されている。Lu,B.ら(Analyst 121(1996)29R-32R)は、イムノアッセイに使用するための抗体の配向固定化を報告している。アビジン-ビオチン媒介イムノアッセイは、例えば、Wilchek,M.,and Bayer,E.A.,in Methods Enzymol.184(1990)467-469に報告されている。
【0050】
「イムノアッセイ」という用語は、抗体などの特異的に結合する分子を利用して、定性分析又は定量分析のための特異的標的を捕捉及び/又は検出する任意の技術を表す。一般的に、イムノアッセイは、以下の工程を特徴とする。1)分析物の固定化又は捕捉の工程及び、2)分析物の検出及び測定の工程。分析物は、例えば膜、プラスチックプレート、又は他の何らかの固体表面などの任意の固体表面上に捕捉され得る、すなわち結合され得る。イムノアッセイの具体的な形態は、ELISA(酵素結合免疫吸着測定法)である。
【0051】
一般に、イムノアッセイは、3つの異なるフォーマットで行うことができる。1つは直接検出によるもの、1つは間接検出によるもの、又はサンドイッチアッセイによるものである。
【0052】
直接検出イムノアッセイは、直接測定することができる検出(又はトレーサー)抗体を使用する。酵素又は他の分子は、シグナルを可視化又は測定することを可能にする色、蛍光又は発光を生成するシグナルの生成を可能にする(今日では一般的に使用されていないが、放射性同位元素も使用することができる。)。
【0053】
間接アッセイでは、分析物に結合する一次抗体を使用して、一次抗体によって提供される標的に特異的に結合する二次抗体(トレーサー抗体)のための定義された標的を提供する(検出器又はトレーサー抗体と呼ばれる)。二次抗体は、測定可能なシグナルを生成する。
【0054】
サンドイッチアッセイは、捕捉抗体及びトレーサー(検出器)抗体の2つの抗体を利用する。捕捉抗体は、溶液からの分析物に結合(固定化)するため、又は溶液中で分析物に結合するために使用される。これにより、検体をサンプルから特異的に除去することができる。トレーサー(検出器)抗体を第2の工程で使用して、シグナルを生成する(上記のように直接的又は間接的のいずれかで)。サンドイッチフォーマットは、それぞれが標的分子上に異なるエピトープを有する2つの抗体を必要とする。さらに、両方の抗体が同時に標的に結合しなければならないので、それらは互いに干渉してはならない。
【0055】
モノクローナル抗体及びそれらの定常ドメインは、ポリペプチド/タンパク質、ポリマー(例えば、PEG、セルロース又はポリスチロール)、又は酵素などの結合対のメンバーに結合するためのいくつかの反応性アミノ酸側鎖を含む。アミノ酸の化学反応性基は、例えば、アミノ基(リシン、アルファ-アミノ基)、チオール基(シスチン、システイン及びメチオニン)、カルボン酸基(アスパラギン酸、グルタミン酸)、及び糖アルコール基である。そのような方法は、例えば、「Bioconjugation」、MacMillan Ref.Ltd.,1999,pages 50-100に記載されている。
【0056】
抗体の最も一般的な反応基の1つは、アミノ酸リジンの脂肪族ε-アミンである。一般に、ほぼ全ての抗体は豊富なリジンを含有する。リジンアミンは、pH8.0(pKa=9.18)を超えると適度に良好な求核剤であるため、様々な試薬と容易かつ清浄に反応して安定な結合を形成する。アミン反応性試薬は、主にリシン及びタンパク質のα-アミノ基と反応する。反応性エステル、特にN-ヒドロキシ-スクシンイミド(NHS)エステルは、アミン基の修飾のために最も一般的に使用される試薬の1つである。水性環境下での反応に最適なpHはpH8.0~9.0である。イソチオシアネートはアミン修飾試薬であり、タンパク質とチオ尿素結合を形成する。それらは、水溶液中のタンパク質アミン(最適にはpH9.0~9.5で)と反応する。アルデヒドは、穏やかな水性条件下で脂肪族及び芳香族アミン、ヒドラジン、及びヒドラジドと反応して、イミン中間体(シッフ塩基)を形成する。シッフ塩基は、穏やかな又は強い還元剤(水素化ホウ素ナトリウム又はシアノ水素化ホウ素ナトリウムなど)で選択的に還元されて、安定なアルキルアミン結合を誘導することができる。アミンを修飾するために使用されている他の試薬は、酸無水物である。例えば、ジエチレントリアミン五酢酸無水物(DTPA)は、2つのアミン反応性無水物基を含有する二官能性キレート剤である。これは、アミノ酸のN末端及びε-アミン基と反応してアミド結合を形成し得る。無水物環は開環して、配位錯体中の金属に強く結合することができる多価の金属キレート化アームを生成する。
【0057】
抗体における別の一般的な反応基は、硫黄含有アミノ酸シスチン及びその還元生成物システイン(又は半シスチン)からのチオール残基である。システインは、アミンよりも求核性であり、一般にタンパク質中で最も反応性の官能基である遊離チオール基を含有する。チオールは一般に中性pHで反応性であるため、アミンの存在下で他の分子に選択的に結合することができる。遊離スルフヒドリル基は比較的反応性であるため、これらの基を有するタンパク質は、ジスルフィド基又はジスルフィド結合としてそれらの酸化形態で存在することが多い。そのようなタンパク質では、反応性遊離チオールを生成するためにジチオトレイトール(DTT)などの試薬によるジスルフィド結合の還元が必要である。チオール反応性試薬は、ポリペプチド上のチオール基に結合してチオエーテル結合生成物を形成する試薬である。これらの試薬は、わずかな酸性から中性のpHで迅速に反応し、したがってアミン基の存在下で選択的に反応することができる。文献は、トラウト試薬(2-イミノチオラン)、スクシンイミジル(アセチルチオ)アセテート(SATA)及びスルホスクシンイミジル6-[3-(2-ピリジルジチオ)プロピオンアミド]ヘキサノエート(Sulfo-LC-SPDP)などのいくつかのチオール化架橋試薬の使用を報告して、反応性アミノ基を介して複数のスルフヒドリル基を導入する効率的な方法を提供する。ハロアセチル誘導体、例えばヨードアセトアミドは、チオエーテル結合を形成し、チオール修飾のための試薬でもある。さらなる有用な試薬はマレイミドである。マレイミドとチオール反応性試薬との反応は、ヨードアセトアミドと本質的に同じである。マレイミドは、わずかな酸性から中性のpHで迅速に反応する。
【0058】
抗体における別の一般的な反応基はカルボン酸である。抗体は、C末端位置及びアスパラギン酸及びグルタミン酸の側鎖内にカルボン酸基を含有する。水中のカルボン酸の比較的低い反応性は、通常、ポリペプチド及び抗体を選択的に修飾するためにこれらの基を使用することを困難にする。この際、カルボン酸基は、通常、水溶性カルボジイミドを用いて反応性エステルに変換され、アミン、ヒドラジド、ヒドラジン等の求核試薬と反応する。アミン含有試薬は、リジンのより高度に塩基性のε-アミンの存在下で活性化カルボン酸と選択的に反応して安定なアミド結合を形成するために、弱塩基性でなければならない。pHが8.0を超えて上昇すると、タンパク質架橋が起こり得る。
【0059】
過ヨウ素酸ナトリウムを使用して、抗体に結合した炭水化物部分内の糖のアルコール部分をアルデヒドに酸化することができる。各アルデヒド基は、カルボン酸について記載されるように、アミン、ヒドラジド、又はヒドラジンと反応させることができる。炭水化物部分は主に抗体の結晶化可能な断片領域(Fc領域)上に見出されるので、抗原結合部位から離れた炭水化物の部位特異的修飾によってコンジュゲーションを達成することができる。シアノ水素化ホウ素ナトリウム(穏やかで選択的)又は水素化ホウ素ナトリウム(強い)水溶性還元剤による中間体の還元によってアルキルアミンに還元することができるシッフ塩基中間体が形成される。
【0060】
トレーサー及び/又は捕捉及び/又は検出抗体とそのコンジュゲーションパートナーとのコンジュゲーションは、化学結合又は結合対を介した結合などの異なる方法によって行うことができる。本明細書で使用される「コンジュゲーションパートナー」という用語は、例えば固体支持体、ポリペプチド、検出可能な標識、特異的結合対のメンバーを示す。特定の実施形態では、捕捉及び/又はトレーサ及び/又は検出抗体とその結合パートナーとの結合は、N末端及び/又はε-アミノ基(リジン)、異なるリジンのε-アミノ基、抗体のアミノ酸骨格のカルボキシ-、スルフヒドリル-、ヒドロキシル-、及び/又はフェノール官能基、並びに/あるいは抗体の炭水化物構造の糖アルコール基を介して化学的に結合することによって行われる。特定の実施形態では、捕捉抗体は、結合対を介してそのコンジュゲーションパートナーにコンジュゲートされる。1つの好ましい実施形態では、捕捉抗体はビオチンにコンジュゲート化され、固体支持体への固定化は、アビジン又はストレプトアビジンが固定化された固体支持体を介して行われる。特定の実施形態では、トレーサー抗体は、結合対を介してそのコンジュゲーションパートナーにコンジュゲートされる。好ましい一実施形態では、トレーサー抗体は、検出可能な標識として共有結合によってジゴキシゲニンにコンジュゲートされる。
【0061】
「固相」は非流体物質を表し、ポリマー、金属(常磁性、強磁性粒子)、ガラス、及びセラミックなどの材料から作られた粒子(マイクロ粒子及びビーズを含む);シリカ、アルミナ、及びポリマーゲルなどのゲル物質;ポリマー、金属、ガラス、及び/又はセラミックから作られていてもよい、キャピラリー;ゼオライト及び他の多孔性物質;電極;マイクロタイタープレート;固体ストリップ;並びにキュベット、チューブ又は他の分光計サンプル容器が挙げられる。固相成分は、「固相」がその表面にサンプル中の物質と相互作用することを意図した少なくとも1つの部分を含むという点で、不活性固体表面とは区別される。固相は、チップ、チューブ、ストリップ、キュベット、若しくはマイクロタイタープレートなどの静止した成分であってもよく、又はビーズ及びマイクロ粒子などの静止していない成分であってもよい。タンパク質及び他の物質の非共有結合又は共有結合の両方を可能にする様々な微小粒子が、使用されてよい。このような粒子には、ポリスチレン及びポリ(メチルメタクリレート)などのポリマー粒子が含まれ;金ナノ粒子、金コロイド等の金粒子;シリカ、ガラス、金属酸化物粒子などのセラミック粒子などが挙げられる。例えば、Martin,C.R.ら、Analytical Chemistry-News&Features,70(1998)322A-327A、又はButler,J.E.,Methods22(2000)4-23を参照されたい。
【0062】
色素原(蛍光又は発光基及び色素)、酵素、NMR活性基又は金属粒子、ハプテン、例えばジゴキシゲニンは、「検出可能な標識」の例である。検出可能な標識はまた、光活性化可能な架橋基、例えばアジド又はアジリン基であり得る。電気化学発光によって検出することができる金属キレートもシグナル放出基であり、ルテニウムキレート、例えばルテニウム(ビスピリジル)3
2+キレートが特に好ましい。適切なルテニウム標識基は、例えば、EP0580979、国際公開第90/05301号、国際公開第90/11511号及び国際公開第92/14138号に記載されている。直接検出のために、標識基は、任意の既知の検出可能なマーカー基、例えば色素、発光標識基、例えば化学発光基、例えばアクリジニウムエステル若しくはジオキセタン、又は蛍光色素、例えばフルオレセイン、クマリン、ローダミン、オキサジン、レゾルフィン、シアニン及びそれらの誘導体から選択し得る。標識基の他の例は、ルテニウム又はユーロピウム錯体などの発光金属錯体、例えばELISA又はCEDIA(クローニングされた酵素ドナーイムノアッセイ、例えば、EP-A-0061888)に使用される酵素、及び放射性同位体である。
【0063】
間接検出システムは、例えば、検出試薬、例えば検出抗体が結合対の第1のパートナーで標識されることを含む。適切な結合対の例は、抗原/抗体、ビオチン又はビオチン類似体、例えばアミノビオチン、イミノビオチン又はデスチオビオチン/アビジン又はストレプトアビジン、糖/レクチン、核酸又は核酸類似体/相補的核酸、及び受容体/リガンド、例えばステロイドホルモン受容体/ステロイドホルモンである。好ましい一実施形態では、第1の結合対メンバーは、ハプテン、抗原及びホルモンを含む。特定の実施形態では、ハプテンは、ジゴキシン、ジゴキシゲニン及びビオチン並びにそれらの類似体からなる群から選択される。そのような結合対の第2のパートナー、例えば抗体、ストレプトアビジンなどは、通常、例えば上記のような標識による直接検出を可能にするように標識される。
【0064】
抗体
ヒト免疫グロブリンの軽鎖及び重鎖のヌクレオチド配列に関連する一般的な情報は、Kabat,E.A.,et al.,Sequences of Proteins of Immunological Interest,5th ed.,Public Health Service,National Institutes of Health,Bethesda,MD(1991)に与えられる。
【0065】
本明細書において使用される場合、重鎖及び軽鎖のすべての定常領域及びドメインのアミノ酸位置は、Kabatら、Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、Public Health Service,National Institutes of Health、Bethesda,MD(1991)において説明されるKabatナンバリングシステムによりナンバリングされ、本明細書では「Kabatによるナンバリング」と称される。具体的には、Kabatら、Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、Public Health Service,National Institutes of Health、Bethesda,MD(1991)のKabatナンバリングシステム(647~660頁を参照)を、カッパアイソタイプ及びラムダアイソタイプの軽鎖定常ドメインCLに使用し、Kabatら、Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、Public Health Service,National Institutes of Health、Bethesda,MD(1991)のKabat EUインデックスナンバリングシステム(661~723頁を参照)を、重鎖定常ドメイン(CH1、ヒンジ、CH2及びCH3、本明細書では、この場合には、「KabatのEUインデックスによるナンバリング」と称することによってさらに明確にしている)に使用する。
【0066】
本明細書での「抗体」という用語は、最も広義に使用され、完全長抗体、モノクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、及び抗体-抗体断片-融合物並びにそれらの組み合わせを含む様々な抗体構造を包含するが、これらに限定されない。
【0067】
「天然抗体」という用語は、様々な構造を有する天然に存在する免疫グロブリン分子を意味する。例えば、天然IgG抗体は、ジスルフィド結合されている2つの同一の軽鎖及び2つの同一の重鎖で構成される約150,000ダルトンのヘテロ四量体糖タンパク質である。N末端からC末端に、各重鎖は、重鎖可変領域(VH)とそれに続く3つの重鎖定常ドメイン(CH1、CH2、及びCH3)を有し、それにより、第1の重鎖定常ドメインと第2の重鎖定常ドメインとの間にヒンジ領域が配置される。同様に、NからC末端に、各軽鎖は、軽鎖可変領域(VL)とそれに続く軽鎖定常ドメイン(CL)を有する。抗体の軽鎖は、その定常ドメインのアミノ酸配列に基づき、カッパ(κ)及びラムダ(λ)と呼ばれる2種類の1つに割り当てられてもよい。
【0068】
「完全長抗体」という用語は、天然抗体の構造と実質的に類似した構造を有する抗体を意味する。完全長抗体は、それぞれがN末端からC末端の方向に、軽鎖可変領域及び軽鎖定常ドメインを含む2つの完全長抗体軽鎖、並びにそれぞれがN末端からC末端の方向に、重鎖可変領域、第1の重鎖定常ドメイン、ヒンジ領域、第2の重鎖定常ドメイン、及び第3の重鎖定常ドメインを含む、2つの完全長抗体重鎖を含む。天然抗体とは対照的に、完全長抗体は、1つ若しくは複数の追加のscFv、又は重鎖若しくは軽鎖Fab断片、又は、完全長抗体の異なる鎖の1つ若しくは複数の末端にコンジュゲートしているが各末端には1つの断片のみであるscFabなどのさらなる免疫グロブリンドメインを含んでもよい。これらのコンジュゲートもまた、完全長抗体という用語により包含される。
【0069】
「抗体結合部位」という用語は、重鎖可変ドメインと軽鎖可変ドメインの対を意味する。抗原への適切な結合を確実にするために、これらの可変ドメインは同族の可変ドメインであり、すなわち一緒に属する。抗体の結合部位は、少なくとも3つのHVR(例えば、VHHの場合)又は3~6つのHVR(例えば、天然に存在する、すなわち、VH/VLペアを有する従来の抗体の場合)を含む。一般に、抗原結合に関与する抗体のアミノ酸残基が、結合部位を形成している。これらの残基は通常、抗体重鎖可変ドメインと対応する抗体軽鎖可変ドメインのペアに含まれる。抗体の抗原結合部位は、「超可変領域」又は「HVR」からのアミノ酸残基を含む。「フレームワーク」又は「FR」領域は、本明細書で定義される超可変領域残基以外の可変ドメイン領域である。したがって、抗体の軽鎖及び重鎖可変ドメインは、NからC末端に向けて、領域FR1、HVR1、FR2、HVR2、FR3、HVR3、及びFR4を含む。特に、重鎖可変ドメインのHVR3領域は、抗原結合に最も寄与し、抗体の結合特異性を定義する領域である。「機能的結合部位」は、その標的に結合することができる。「結合する」という用語は、インビトロアッセイにおいて、特定の実施形態では結合アッセイにおいて、その標的への結合部位の結合を表す。そのような結合アッセイは、結合イベントが検出され得る限り、任意のアッセイであり得る。「結合」は、例えばELISAアッセイを使用して決定することができる。
【0070】
「超可変領域」又は「HVR」という用語は、本明細書で使用される場合、超可変的な配列(「相補性決定領域」又は「CDR」)であり、及び/又は構造的に定義されるループ(「超可変ループ」)を形成し、及び/又は抗原に接触する残基(「抗原接触」)を含有するアミノ酸残基ストレッチを含む、抗体可変ドメインのそれぞれの領域を指す。一般的に、抗体は、6つのHVRを含み、重鎖可変ドメインVHに3つ(H1、H2、H3)、軽鎖可変ドメインVLに3つ(L1、L2、L3)である。
【0071】
HVRには、次のものが含まれる:
(a)アミノ酸残基26~32(L1)、50~52(L2)、91~96(L3)、26~32(H1)、53~55(H2)、及び96~101(H3)に生じる超可変ループ(Chothia,C.及びLesk,A.M.、J.Mol.Biol.196(1987)901-917)、
(b)アミノ酸残基24~34(L1)、50~56(L2)、89~97(L3)、31~35b(H1)、50~65(H2)、及び95~102(H3)に生じるCDR(Kabat,E.A.ら、Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、Public Health Service、National Institutes of Health、Bethesda、MD(1991)、NIH Publication 91-3242)、
(c)アミノ酸残基27c~36(L1)、46~55(L2)、89~96(L3)、30~35b(H1)、47~58(H2)及び93~101(H3)で生じる抗原接触(MacCallumら、J.Mol.Biol.262:732~745(1996));並びに
(d)アミノ酸残基46~56(L2)、47~56(L2)、48~56(L2)、49~56(L2)、26~35(H1)、26~35b(H1)、49~65(H2)、93~102(H3)、及び94~102(H3)を含む、(a)、(b)、及び/又は(c)の組合せ。
【0072】
別段の指示がない限り、HVR残基及び可変ドメイン内の他の残基(例えば、FR残基)は、本明細書において、上記のKabatらに従ってナンバリングされている。
【0073】
抗体の「クラス」は、定常ドメイン又は定常領域、好ましくは重鎖が持つFc領域の種類を指す。抗体には、以下の5つの主要なクラス:IgA、IgD、IgE、IgG及びIgMが存在し、これらのうちのいくつかを、「サブクラス」(アイソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1及びIgA2に更に分けることができる。免疫グロブリンの異なるクラスに対応する重鎖定常ドメインは、それぞれα、δ、ε、γ、及びμと呼ばれる。
【0074】
「重鎖定常領域」という用語は、定常ドメイン、すなわち、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、及びCH3ドメインを含む免疫グロブリン重鎖の領域を意味する。一実施形態において、ヒトIgG定常領域は、重鎖のAla118からカルボキシル末端に及ぶ(Kabat EUインデックスによるナンバリング)。しかし、定常領域のC末端リジン(Lys447)は、存在していてもよく、又は存在していなくてもよい(ナンバリングはKabat EUインデックスに従う)。「定常領域」という用語は、鎖間ジスルフィド結合を形成するヒンジ領域システイン残基を介して互いに共有結合することができる2つの重鎖定常領域を含む二量体を意味する。
【0075】
「重鎖Fc領域」という用語は、少なくともヒンジ領域の一部、CH2ドメイン、及びCH3ドメインを含む、免疫グロブリン重鎖のC末端領域を意味する。一実施形態では、ヒトIgG重鎖Fc領域は、重鎖のAsp221又はCys226又はPro230からカルボキシル末端に及ぶ(Kabat EUインデックスによるナンバリング)。したがって、Fc領域は定常領域よりも小さいが、C末端部分はそれと同一である。しかしながら、重鎖Fc領域のC末端リジン(Lys447)は、存在してもよく、又は存在しなくてもよい(Kabat EUインデックスによるナンバリング)。「Fc領域」という用語は、鎖間ジスルフィド結合を形成するヒンジ領域システイン残基を介して互いに共有結合することができる2つの重鎖Fc領域を含む二量体を意味する。
【0076】
「価数」という用語は、本出願内で使用される場合、抗体内の特定数の結合部位の存在を意味する。したがって、「二価」、「四価」及び「六価」との用語は、抗体内のそれぞれ2個の結合部位、4個の結合部位及び6個の結合部位の存在を示す。
【0077】
「単一特異性抗体」は、単一の結合特異性を有する、すなわち、1つの抗原に特異的に結合する抗体を意味する。単一特異性抗体を、完全長抗体若しくは抗体断片(例えば、F(ab’)2)又はそれらの組合せ(例えば、完全長抗体と追加のscFv又はFab断片)として調製することができる。単一特異性抗体は、一価である必要はない。すなわち、単一特異性抗体は、1つの抗原に特異的に結合する1つを超える結合部位を含んでもよい。例えば、天然抗体は、単一特異性であるが二価である。
【0078】
「多重特異性抗体」は、同じ抗原又は2つの異なる抗原上の少なくとも2つの異なるエピトープに対して結合特異性を有する抗体を表す。多重特異性抗体は、完全長抗体若しくは抗体断片(例えば、Fab二重特異性抗体)又はそれらの組み合わせ(抗体-抗体断片-融合物、例えば、追加のscFv又はFab断片にコンジュゲートされた完全長抗体)として調製することができる。多重特異性抗体は、少なくとも二価であり、すなわち、2つの抗原結合部位を含む。さらに、多重特異性抗体は、少なくとも二重特異性である。したがって、二価の二重特異性抗体は、多重特異性抗体の最も単純な形態である。2つ、3つ又はより多く(例えば、4つ)の機能的な抗原結合部位を有する操作された抗体が報告されている(例えば、US 2002/0004587を参照)。
【0079】
特定の実施形態では、細胞クローンは、多重特異性抗体を産生する。ある特定の実施形態において、結合特異性の一方は、第1の抗原に対するものであり、他方は、異なる第2の抗原に対するものである。ある特定の実施形態において、多重特異性抗体は、同じ抗原の2つの異なるエピトープに結合する。特定の実施形態では、同じ抗原上の第2のエピトープは、重複しないエピトープである。特定の実施形態において、抗体は、二重特異性抗体である。好ましい一実施形態では、二重特異性抗体は、三価二重特異性抗体又は二価二重特異性抗体である。
【0080】
多重特異性抗体を作製するための技術としては、異なる特異性を有する2つの免疫グロブリン重鎖-軽鎖対の組換え共発現(Milstein,C.及びCuello,A.C.、Nature305(1983)537-540、WO93/08829、及びTraunecker,A.ら、EMBO J.10(1991)3655-3659を参照されたい)、及び「ノブ・イン・ホール(knob-in-hole)」操作(例えば、米国特許第5,731,168号を参照されたい)が挙げられるが、これらに限定されない。多重特異性抗体はまた、抗体Fcヘテロ二量体分子を作製するための静電ステアリング効果の改変(国際公開第2009/089004号);2つ以上の抗体若しくは断片の架橋(例えば、米国特許第4676980号、及びBrennan,M.,et al.,Science 229(1985)81-83を参照のこと);ロイシンジッパーを使用した二重特異的抗体の産生(例えば、Kostelny,S.A.,et al.,J.Immunol.148(1992)1547-1553を参照のこと);軽鎖のミスペアリング問題を回避するための、一般的な軽鎖技術の使用(例えば国際公開第98/50431号を参照のこと);二重特異性抗体断片を作製するための「ダイアボディ」技術の使用(例えば、Holliger,P.,et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90(1993)6444-6448を参照のこと);及び、例えばTutt,A.,et al.,J.Immunol.147(1991)60-69に記載されている三重特異的抗体の調製により作製することができる。
【0081】
例えば、「オクトパス(Octopus)抗体」を含む3つ以上の抗原結合部位を有する操作された抗体、又はDVD-Igも本明細書に含まれる(例えば、国際公開第2001/77342号及び国際公開第2008/024715号を参照)。3つ以上の抗原結合部位を有する多重特異性抗体の他の例は、WO 2010/115589、WO 2010/112193、WO 2010/136172、WO 2010/145792、及びWO 2013/026831に見出すことができる。二重特異性抗体又はその抗原結合断片は、「二重作用Fab」又は「DAF」もまた含む(例えば、米国特許出願公開第2008/0069820号及び国際公開第2015/095539号を参照のこと)。
【0082】
多重特異性抗体はまた、同じ抗原特異性の1つ又は複数の結合アームにドメインクロスオーバーを持つ非対称の形で、すなわちVH/VLドメイン(例えば、国際公開第2009/080252号及び国際公開第2015/150447号を参照)、CH1/CLドメイン(国際公開第2009/080253号を参照)又は完全なFabアーム(国際公開第2009/080251号、国際公開第2016/016299号を参照、Schaefer et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 108(2011)1187-1191、及びKlein et al.,MAbs 8(2016)1010-1020も参照)を交換することによっても提供され得る。
【0083】
1つの好ましい実施形態では、多重特異性抗体は、重鎖及び軽鎖の可変領域又は定常領域のいずれかが交換されているFab断片を含み、すなわち、一方の鎖では、重鎖VH可変ドメインは、軽鎖CL定常ドメインに直接又はペプチドリンカーを介してコンジュゲートされており、それぞれの他方の鎖では、軽鎖VL可変ドメインは、重鎖CH1定常ドメインに直接又はペプチドリンカーを介してコンジュゲートされている。
【0084】
したがって、ドメイン交換されたFab断片は、軽鎖可変領域(VL)及び重鎖定常領域1(CH1)から構成されるポリペプチド鎖と、重鎖可変領域(VH)及び軽鎖定常領域(CL)から構成されるポリペプチド鎖とを含む。
【0085】
非対称Fabアームは、荷電又は非荷電アミノ酸突然変異をドメインインターフェースに導入して正しいFabペアリングを指示することによって操作することもできる。例えば、国際公開第2016/172485号を参照。
【0086】
抗体又は断片はまた、国際公開第2009/080254号、国際公開第2010/112193号、国際公開第2010/115589号、国際公開第2010/136172号、国際公開第2010/145792号又は国際公開第2010/145793号に記載されている多重特異性抗体であり得る。
【0087】
抗体又はその断片はまた、国際公開第2012/163520号に開示されるような多重特異性抗体であってもよい。
【0088】
多重特異性抗体の様々なさらなる分子フォーマットが当技術分野で知られており、本明細書に含まれる(例えば、Spiess et al.,Mol.Immunol.67(2015)95-106を参照のこと)。
【0089】
二重特異性抗体は、一般に、同じ抗原上の2つの異なる重複しないエピトープ又は異なる抗原上の2つのエピトープに特異的に結合する抗体分子である。
【0090】
特定の実施形態では、二重特異性抗体は、
ドメイン交換された1+1二重特異性抗体(CrossMab)
(第1のFab断片を含む第1の軽鎖と第1重鎖との対、並びに第2のFab断片を含む第2の軽鎖と第2重鎖との対を含む二重特異性完全長IgG抗体であって、
第1のFab断片において、
a)CH1ドメイン及びCLドメインのみが互いに置き換えられているか(すなわち、第1のFab断片の軽鎖はVLドメイン及びCH1ドメインを含み、第1のFab断片の重鎖はVHドメイン及びCLドメインを含む);
b)VHドメイン及びVLドメインのみが互いに置き換えられているか(すなわち、第1のFab断片の軽鎖はVHドメイン及びCLドメインを含み、第1のFab断片の重鎖はVLドメイン及びCH1ドメインを含む);又は
c)CH1とCLドメイン及びVHとVLドメインが互いに置き換えられており(すなわち、第1のFab断片の軽鎖はVH及びCH1ドメインを含み、第1のFab断片の重鎖はVL及びCLドメインを含む);
第2のFab断片は、VL及びCLドメインを含む軽鎖と、VH及びCH1ドメインを含む重鎖とを含み;
第1の重鎖及び第2重鎖は両方ともCH3ドメインを含み、両方のCH3ドメインは、第1の重鎖及び第2の重鎖のヘテロ二量体化を支援するために、それぞれのアミノ酸置換によって相補的に操作される(1つの好ましい実施形態では、一方CH3ドメインはノブ突然変異を含み、それぞれの他方のCH3ドメインはホール突然変異を含む)、二重特異性完全長IgG抗体;
C末端Fabドメイン融合2+1二重特異性抗体(BS)
(以下:
a)完全長抗体軽鎖と完全長抗体重鎖のそれぞれ2対を含む1つの完全長抗体であって、完全長重鎖と完全長軽鎖のそれぞれの対により形成される結合部位が、第1の抗原に特異的に結合する、1つの完全長抗体、及び
b)1つの追加のFab断断片であって、完全長抗体の1つの重鎖のC末端に融合されており、追加のFab断片の結合部位が第2の抗原に特異的に結合する、1つの追加のFab断断片
を含む、二重特異性完全長IgG抗体であって、
第2の抗原に特異的に結合する追加のFab断片が、a)軽鎖可変ドメイン(VL)と重鎖可変ドメイン(VH)が互いに置き換えられているか、又はb)軽鎖定常ドメイン(CL)と重鎖定常ドメイン(CH1)が互いに置き換えられているようなドメインクロスオーバーを含む、二重特異性完全長IgG抗体);
二重特異性1アーム一本鎖抗体
(第1のエピトープ又は抗原に特異的に結合する第1の結合部位と、第2のエピトープ又は抗原に特異的に結合する第2の結合部位とを含む二重特異性1アーム一本鎖抗体であって、個々の鎖は以下のとおり:
- 軽鎖(可変軽鎖ドメイン及び軽鎖定常ドメインを含む);
- 軽鎖/重鎖の組み合わせ(N末端からC末端の順に、可変軽鎖ドメイン、軽鎖定常ドメイン、ペプチドリンカー、可変重鎖ドメイン、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、及びノブ又はホール突然変異を有するCH3を含む)
- 重鎖(N末端からC末端の順に、可変重鎖ドメイン、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、ホール又はノブ突然変異を有するCH3ドメインを含む)である、二重特異性1アーム一本鎖抗体);
二重特異性2アーム一本鎖抗体
(第1のエピトープ又は抗原に特異的に結合する第1の結合部位と、第2のエピトープ又は抗原に特異的に結合する第2の結合部位とを含む二重特異性2アーム一本鎖抗体であって、個々の鎖は以下のとおり:
- 軽鎖/重鎖の組み合わせ1(N末端からC末端の順に、可変軽鎖ドメイン1、軽鎖定常ドメイン、ペプチドリンカー、可変重鎖ドメイン1、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、ノブ又はホール突然変異を有するCH3ドメインを含む);
- 軽鎖/重鎖の組み合わせ2(N末端からC末端の順に、可変軽鎖ドメイン2、軽鎖定常ドメイン、ペプチドリンカー、可変重鎖ドメイン2、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、ホール又はノブ突然変異を有するCH3ドメインを含む)である、二重特異性2アーム一本鎖抗体);
共通の軽鎖二重特異性抗体
(第1のエピトープ又は抗原に特異的に結合する第1の結合部位と、第2のエピトープ又は抗原に特異的に結合する第2の結合部位とを含む共通の軽鎖二重特異性抗体であって、個々の鎖は以下のとおり:
- 軽鎖(N末端からC末端の順に、可変軽鎖ドメイン及び軽鎖定常ドメインを含む);
- 重鎖1(N末端からC末端の順に、可変重鎖ドメイン1、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、ホール又はノブ突然変異を有するCH3ドメインを含む);
- 重鎖2(N末端からC末端の順に、可変重鎖ドメイン2、CH1ドメイン、ヒンジ領域、CH2ドメイン、ノブ又はホール突然変異を有するCH3ドメインを含む)である、共通の軽鎖二重特異性抗体);
N末端Fabドメインが挿入2+1二重特異性抗体(TCB)
(ドメイン交換を伴う追加の重鎖N末端結合部位を有する二重特異性完全長抗体であって、
- 第1のFab断片及び第2のFab断片であって、第1のFab断片及び第2のFab断片の各結合部位が第1の抗原に特異的に結合する、第1及び第2のFab断片、
- 第3のFab断片であって、第3のFab断片の結合部位が第2の抗原に特異的に結合し、第3のFab断片が、可変軽鎖ドメイン(VL)及び可変重鎖ドメイン(VH)が互いに置き換えられるようなドメインクロスオーバーを含む、第3のFab断片、及び
- Fc領域であって、第1のFc領域のポリペプチドと第2のFc領域のポリペプチドとを含む、Fc領域
を含み、
第1のFab断片及び第2のFab断片は、それぞれ、重鎖断片及び完全長軽鎖を含み、
第1のFab断片の重鎖断片のC末端は、第1のFc領域ポリペプチドのN末端に融合されており、
第2のFab断片の重鎖断片のC末端は、第3のFab断片の可変軽鎖ドメインのN末端に融合されており、第3のFab断片のCH1ドメインのC末端は、第2のFc領域ポリペプチドのN末端に融合されている、二重特異性完全長抗体);
抗体-多量体融合物
(融合ポリペプチドであって、
(a)抗体重鎖及び抗体軽鎖と、
(b)N末端からC末端に向かって、非抗体多量体ポリペプチドの第1の部分、抗体重鎖CH1ドメイン又は抗体軽鎖定常ドメイン、抗体ヒンジ領域、抗体重鎖CH2ドメイン、及び抗体重鎖CH3ドメインを含む第1の融合ポリペプチドと、N末端からC末端に向かって、非抗体多量体ポリペプチドの第2の部分、及び第1のポリペプチドが抗体重鎖CH1ドメインを含む場合は抗体軽鎖定常ドメイン、又は第1のポリペプチドが抗体軽鎖定常ドメインを含む場合は抗体重鎖CH1ドメインを含む、第2の融合ポリペプチドと
を含み、
(i)(a)の抗体重鎖と(b)の第1の融合ポリペプチド、(ii)(a)の抗体重鎖と(a)の抗体軽鎖、及び(iii)(b)の第1の融合ポリペプチドと(b)の第2の融合ポリペプチドが、それぞれ独立して、少なくとも1つのジスルフィド結合によって互いに共有結合しており、
抗体重鎖及び抗体軽鎖の可変ドメインが、抗原に特異的に結合する結合部位を形成する、融合ポリペプチド)。
からなる二重特異性抗体の群から選択される。
【0091】
抗体の重鎖のCH3ドメインを、「ノブ・イントゥー・ホール」技術によって改変することができる。例えば、国際公開第96/027011号、Ridgway,J.B.,et al.,Protein Eng.9(1996)617-621;及びMerchant,A.M.,et al.,Nat.Biotechnol.16(1998)677-681に、いくつかの例を伴って詳細に記載されている。この方法では、2つのCH3ドメインの相互作用表面を改変して、これら2つのCH3ドメインのヘテロ二量体化を増加させ、それによってそれらを含むポリペプチドのヘテロ二量体化を増加させる。(2つの重鎖の)2つのCH3ドメインのそれぞれは「ノブ」であり得、それぞれの他方は「ホール」である。ジスルフィドブリッジの導入はさらに、ヘテロ二量体を安定化させ(Merchant,A.M.ら、Nature Biotech.16(1998)677-681;Atwell,S.ら、J.Mol.Biol.270(1997)26-35)、収率を増加させる。
【0092】
(抗体重鎖の)CH3ドメインの突然変異T366Wは、「ノブ突然変異」として表され、(抗体重鎖の)CH3ドメインの突然変異T366S、L368A、Y407Vは、「ホール突然変異」として表される(KabatのEUインデックスによるナンバリング)。CH3ドメイン間の追加の鎖間ジスルフィド架橋(Merchant,A.M.ら、Nature Biotech.16(1998)677-681)も、例えば、「ノブ突然変異」を有する重鎖のCH3ドメインにS354C突然変異を導入(「ノブ-cys-突然変異」と表記)すること、及び「ホール突然変異」を有する重鎖のCH3ドメインにY349C突然変異を導入(「ホール-cys-突然変異」と表記)することにより、使用できる(KabatのEUインデックスによるナンバリング)。
【0093】
「ドメインクロスオーバー」という用語は、本明細書で使用される場合、抗体重鎖VH-CH1断片とその対応する同族の抗体軽鎖とのペアにおいて、すなわち抗体Fab(断片-抗原結合)において、少なくとも1つの重鎖ドメインが、その対応する軽鎖ドメインによって置換されており、その逆も同様である、という点について、ドメイン配列が天然抗体の配列から逸脱していることを表す。ドメインクロスオーバーは、一般的に3種類あり、(i)CH1及びCLドメインのクロスオーバーであって、軽鎖中のドメインクロスオーバーによってVL-CH1ドメイン配列がもたらされ、重鎖断片中のドメインクロスオーバーによってVH-CLドメイン配列(又はVH-CL-ヒンジ-CH2-CH3ドメイン配列を有する完全長抗体重鎖)がもたらされるもの、(ii)VH及びVLドメインのドメインクロスオーバーであって、軽鎖中のドメインクロスオーバーによってVH-CLドメイン配列がもたらされ、重鎖断片中のドメインクロスオーバーによってVL-CH1ドメイン配列がもたらされるもの、並びに(iii)完全な軽鎖(VL-CL)及び完全なVH-CH1重鎖断片のドメインクロスオーバー(「Fabクロスオーバー」)であって、ドメインクロスオーバーによってVH-CH1ドメイン配列を有する軽鎖がもたらされ、ドメインクロスオーバーによってVL-CLドメイン配列を有する重鎖断片がもたらされるもの(上述のすべてのドメイン配列は、N末端からC末端への方向で示されている)がある。
【0094】
本明細書で使用される場合、対応する重鎖ドメイン及び軽鎖ドメインに関して「互いに置き換えられた」という用語は、上述のドメインクロスオーバーを指す。そのため、CH1及びCLドメインが「互いに置き換えられた」場合、この用語は、項目(i)の下で言及されたドメインクロスオーバー、並びに結果として生じる重鎖及び軽鎖ドメイン配列を指す。したがって、VH及びVLが「互いに置き換えられた」場合、この用語は、項目(ii)の下で言及されたドメインクロスオーバーを指し、またCH1及びCLドメインが「互いに置き換えられ」、かつVH及びVLドメインが「互いに置き換えられた」場合、該用語は、項目(iii)の下で言及されたドメインクロスオーバーを指す。ドメインクロスオーバーを含む二重特異性抗体は、例えば、国際公開第2009/080251号、国際公開第2009/080252号、国際公開第2009/080253号、国際公開第2009/080254号、及びSchaefer,W.,et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 108(2011)11187-11192において報告されている。このような抗体は、一般にCrossMabと呼ばれる。
【0095】
多重特異性抗体はまた、特定の実施形態では、上記の項目(i)で述べたCH1及びCLドメインのドメインクロスオーバー、又は上記の項目(ii)で述べたVH及びVLドメインのドメインクロスオーバー、又は上記の項目(iii)で述べたVH-CH1及びVL-VLドメインのドメインクロスオーバーのいずれかを含む、少なくとも1つのFab断片を含む。ドメインクロスオーバーを伴う多重特異性抗体の場合、同じ抗原に特異的に結合するFabは、特定の実施形態では、同じドメイン配列であるように構築される。そのため、ドメインクロスオーバーを伴う1つを超えるFabが、多重特異性抗体に含まれる場合、該Fabは、同じ抗原に特異的に結合する。
【0096】
「組換え抗体」という用語は、本明細書において使用される場合、組換え細胞などの組換え手段により調製、発現、作製又は単離された全ての抗体(キメラ、ヒト化及びヒト)を表す。これには、NS0、HEK、BHK、羊膜細胞、CHO細胞などの組換え細胞から単離された抗体が含まれる。
【0097】
本明細書で使用される場合、「抗体断片」という用語は、インタクトな抗体が結合する抗原に結合するインタクトな抗体の一部を含む、インタクトな抗体以外の分子を指し、すなわちそれは、機能的な断片である。抗体断片の例としては、以下に限定されないが、Fv、Fab、Fab’、Fab’-SH、F(ab’)2、二重特異性Fab、ダイアボディ、直鎖状抗体、一本鎖抗体分子(例えば、scFv又はscFab)が挙げられる。
【0098】
「正しく組み立てられた抗体」という用語及びその文法上の等価物は、重鎖及び軽鎖の同族対から組み立てられた抗体を指す。すなわち、正しく組み立てられた抗体は、各鎖に対してそれぞれの対合パートナーを含む。例えば、各重鎖はその同族軽鎖と対合され、各重鎖Fab断片はその同族軽鎖と対合され、及び/又は各scFab断片はそれ自体と対合され、重鎖Fab断片の異なる軽鎖とは対合されない。
【0099】
「抗体関連副産物」という用語は、正しく組み立てられた抗体ではないが、正しく組み立てられた抗体よりも少ない又は多い抗体鎖(ポリペプチド)を含む組換え抗体の発現中又は発現と同時に得られる分子を指す。抗体関連副産物は、例えば、軽鎖などの1つ若しくは複数の鎖が欠損しているか、又は1つ若しくは複数の重鎖若しくは重鎖Fab断片が同族軽鎖ではない軽鎖と対になっているか、又は抗体が追加の軽鎖を含む抗体分子を包含する。抗体重鎖又は重鎖Fab断片と軽鎖との「同族対」は、標的に対する正しい結合特性を有する結合部位を形成するように対合するために意図/選択/設計された鎖を示す。
【0100】
組換え方法及び組成物
抗体は、例えば、米国特許第4,816,567号に記載されているように、組換え方法及び組成物を使用して産生することができる。これらの方法のために、抗体をコードする1つ以上の単離された核酸(複数可)が提供される。
【0101】
本発明の一態様では、抗体を産生する方法であって、抗体をコードする核酸(複数可)を含む細胞クローンを、抗体の発現に適した条件下で培養すること、及び任意に、抗体を宿主細胞(又は宿主細胞培養培地)から回収することを含み、細胞クローンが本発明による方法で選択されている方法が提供される。
【0102】
抗体の組換え産生のために、抗体をコードする核酸を生成/設計/合成し、細胞内でのさらなるクローニング及び/又は発現のために1つ又は複数のベクターに挿入する。このような核酸は、容易に単離することができ、一般的な手順を用いて(例えば、抗体の重鎖と軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合できるオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)配列決定することができ、又は組換え方法によって産生することができ、又は化学合成によって得ることができる。
【0103】
通常、例えば治療用抗体のような目的のポリペプチドの組換え大量生産のためには、該ポリペプチドを安定に発現し分泌する細胞クローンが必要とされる。この細胞クローンは、「組換え細胞クローン」又は「組換え生産細胞クローン」と呼ばれ、このような細胞を作製するために使用される全体的なプロセスは「細胞株開発」と呼ばれる。細胞株開発プロセスの第1の工程において、例えば、特定の実施形態では、CHO細胞等の適切な宿主細胞に、当該目的のポリペプチドの発現に適した1つ又は複数の核酸配列をトランスフェクトする。第2の工程において、目的のポリペプチドを安定に発現する細胞クローンを、目的のポリペプチドをコードする核酸と共にコトランスフェクトしておいた選択マーカーの共発現に基づいて選択する。
【0104】
ポリペプチドをコードする核酸、すなわちコード配列は、構造遺伝子と呼ばれる。このような構造遺伝子は、純粋なコード情報である。したがって、その発現にはさらなる調節エレメントが必要である。したがって、通常、構造遺伝子はいわゆる発現カセットに組み込まれる。発現カセットが哺乳動物細胞において機能的となるために必要とされる最小限の制御エレメントは、構造遺伝子の上流、すなわち5’側に位置する、当該哺乳動物細胞において機能的なプロモーター、及び構造遺伝子の下流、すなわち3’側に位置する、当該哺乳動物細胞において機能的なポリアデニル化シグナル配列である。プロモーター配列、構造遺伝子配列、及びポリアデニル化シグナル配列は、作動可能に連結された形態で並べられる。
【0105】
目的のポリペプチドが、異なるポリペプチド、例えば、抗体又は複合体抗体フォーマットなどから構成されるヘテロ多量体ポリペプチドである場合、単一の発現カセットが必要であるだけでなく、それぞれ含まれる構造遺伝子が異なる多数の発現カセット、すなわち、ヘテロ多量体ポリペプチド(ヘテロ多量体抗体)の異なるポリペプチド(鎖)のそれぞれに対して少なくとも1つの発現カセットが必要である。例えば、完全長抗体は、軽鎖の2個のコピー及び重鎖の2個のコピーを含むヘテロ多量体ポリペプチドである。したがって、完全長抗体は、2つの異なるポリペプチドから構成される。したがって、完全長抗体の発現のためには2つの発現カセット、すなわち軽鎖のための1個及び重鎖のための1個が必要とされる。例えば、完全長抗体が二重特異性抗体である場合、すなわち、抗体が同じ抗原上の2つの異なる抗原/エピトープに特異的に結合する2つの異なる結合部位を含む場合、2つの軽鎖並びに2つの重鎖もまた互いに異なる。したがって、このような二重特異性完全長抗体は、4つの異なるポリペプチドで構成されているため、4つの発現カセットが必要となる。
【0106】
目的のポリペプチドのための発現カセットは、次に、1つ又は複数のいわゆる「発現ベクター」に組み込まれる。「発現ベクター」は、細菌細胞中で該ベクターを増幅し、かつ含まれる構造遺伝子を哺乳動物細胞中で発現させるのに必要とされるすべてのエレメントを提供する核酸である。典型的には、発現ベクターは、例えば大腸菌の場合、複製開始点及び原核生物選択マーカー、さらには真核生物選択マーカー、並びに目的の構造遺伝子の発現に必要とされる発現カセットを含む、原核生物プラスミド増殖単位を含む。「発現ベクター」は、ポリペプチド発現細胞クローンを作製するために発現カセットを哺乳動物宿主細胞に導入するための輸送運搬体である。
【0107】
以前のパラグラフで概説したように、発現しようとするポリペプチドが複雑であるほど、必要とされる異なる発現カセットの数もまた多くなる。本質的に、発現カセットの数と共に、宿主細胞のゲノム中に組み込まれる核酸のサイズも大きくなる。同時に、発現ベクターのサイズも大きくなる。しかし、ベクターのサイズの実用的な上限は約15kbpの範囲にあり、それを上回ると、操作及び処理の効率が著しく落ちる。この問題は、2つ以上の発現ベクターを用いることによって対処することができる。それにより、発現カセットは、それぞれが発現カセットの一部のみを含む異なる発現ベクター間で分割することができ、その結果サイズの縮小をもたらす。
【0108】
多重特異性抗体などの異種ポリペプチドを発現する組換え細胞を生成するための細胞株開発(CLD)は、目的の異種ポリペプチドの発現及び産生に必要なそれぞれの発現カセットを含む核酸のランダム組込み(RI)又は標的化組込み(TI)のいずれかを使用する。
【0109】
RIを使用すると、一般に、複数のベクター又はその断片が、同一又は異なる遺伝子座で細胞のゲノムに組み込まれる。
【0110】
TIを使用すると、一般に、異なる発現カセットを含む導入遺伝子の単一コピーが、宿主細胞のゲノムの所定の「ホットスポット」に組み込まれる。
【0111】
(グリコシル化された)抗体の発現のための細胞クローンの生成に適した宿主細胞は、一般に、例えば脊椎動物等の多細胞生物に由来する。
【0112】
宿主細胞
懸濁液中で増殖するように適合された任意の哺乳動物宿主細胞株を使用して、本発明による方法で処理することができる組換え細胞クローンを作製することができる。さらに、インテグレーション方法とは無関係に、すなわち、RI及びTIの場合、任意の哺乳動物宿主細胞を使用することができる。
【0113】
有用な哺乳動物宿主細胞株の例は、ヒト羊膜細胞(例えば、Woelfel,J.et al.,BMC Proc.5(2011)P133に記載されているCAP-T細胞);SV40(COS-7)で形質転換されたサル腎臓CV1株;ヒト胚腎臓株(例えば、Graham,F.L.et al.,J.Gen Virol.36(1977)59-74)に記載されたHEK293細胞又はHEK293T細胞);ベビーハムスター腎臓細胞(BHK);マウスのセルトリ細胞(例えば、Mather,J.P.,Biol.Reprod.23(1980)243-252)に記載されるTM4細胞);サル腎細胞(CV1);アフリカミドリザル腎細胞(VERO-76);ヒト子宮頚癌腫細胞(HELA);イヌ腎臓細胞(MDCK;バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A);ヒト肺細胞(W138);ヒト肝細胞(HepG2);マウス乳腺腫瘍(MMT060562);例えばMather,J.P.et al.,Annals N.Y.Acad.Sci.383(1982)44-68に記載のTRI細胞;MRC5細胞;及びFS4細胞である。他の有用な哺乳動物宿主細胞株としては、DHFR-CHO細胞を含む、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞(Urlaub,G.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77(1980)4216-4220)、及び、骨髄腫細胞株、例えば、Y0、NS0及びSp2/0が挙げられる。抗体産生に適した特定の哺乳動物宿主細胞の総説については、例えば、Yazaki,P.及びWu,A.M.、Methods in Molecular Biology、第248巻、Lo,B.K.C.(編.)、Humana Press、Totowa、NJ(2004)、255-268頁を参照されたい。
【0114】
特定の実施形態では、哺乳動物宿主細胞は、例えば、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞(例えば、CHO K1、CHO DG44等)、ヒト胚性腎臓(HEK)細胞、リンパ系細胞(例えば、Y0、NS0、Sp2/0細胞)、又はヒト羊膜細胞(例えば、CAP-T等)である。好ましい一実施形態では、哺乳動物(宿主)細胞は、CHO細胞である。したがって、同様に、細胞クローンはCHO細胞である。
【0115】
TIに関して、ゲノムの遺伝子座内の単一の部位に組み込まれた、本明細書に記載のランディング部位を含む、TIに適した任意の既知又は将来の哺乳動物宿主細胞を、本発明において使用することができる。このような細胞は、哺乳動物TI宿主細胞と呼ばれる。特定の実施形態では、哺乳動物TI宿主細胞は、本明細書に記載されるように、ランディング部位を含むハムスター細胞、ヒト細胞、ラット細胞、又はマウス細胞である。好ましい一実施形態では、哺乳動物TI宿主細胞は、CHO細胞である。特定の実施形態では、哺乳動物TI宿主細胞は、ゲノムの遺伝子座内の単一の部位に組み込まれた、本明細書に記載のランディング部位を含む、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、CHO K1細胞、CHO K1SV細胞、CHO DG44細胞、CHO DUKXB-11細胞、CHO K1S細胞、又はCHO K1M細胞である。
【0116】
特定の実施形態では、哺乳動物TI宿主細胞は、組み込まれたランディング部位を含み、ランディング部位は、1つ以上の組換え認識配列(RRS)を含む。RRSは、リコンビナーゼ、例えば、Creリコンビナーゼ、FLPリコンビナーゼ、Bxb1インテグラーゼ、又はφC31インテグラーゼによって認識され得る。RRSは、互いに独立して、LoxP配列、LoxP L3配列、LoxP 2L配列、LoxFas配列、Lox511配列、Lox2272配列、Lox2372配列、Lox5171配列、Loxm2配列、Lox71配列、Lox66配列、FRT配列、Bxb1 attP配列、Bxb1 attB配列、φC31 attP配列、及びφC31 attB配列からなる群から選択され得る。複数のRRSが存在しなければならない場合、同一でないRRSが選択される限りにおいて、各配列の選択は他方に依存する。
【0117】
本発明は、以下CHO細胞で例示されるが、これは本発明を例示するためにのみ提示され、限定として解釈されるべきではない。本発明の真の範囲は、特許請求の範囲に記載されている。
【0118】
標的化組込み
本発明による方法において処理される組換え哺乳動物細胞クローンを作製するための1つの方法は、コード核酸の導入のための標的化組込み(TI)を使用することによって作製される組換え細胞クローンである。
【0119】
標的化組込みでは、哺乳動物TI宿主細胞のゲノム中の特定の遺伝子座に外因性核酸を導入して組換え細胞クローンを作製するために部位特異的組換えが用いられる。これは、ゲノムにおけるインテグレーション部位の配列が外因性核酸と交換される酵素プロセスである。このような核酸交換を行うために使用される1つのシステムは、Cre-loxシステムである。交換を触媒する酵素はCreリコンビナーゼである。交換される配列は、ゲノム内並びに外因性核酸内の2つのlox(P)部位の位置によって定義される。これらのlox(P)部位は、Creリコンビナーゼによって認識される。それ以上は必要なく、すなわちATPなどは不要である。元々Cre-loxシステムはバクテリオファージP1で発見された。
【0120】
Cre-loxシステムは、哺乳動物、植物、細菌、酵母等、様々な種類の細胞で機能する。
【0121】
特定の実施形態では、異種ポリペプチドをコードする外因性核酸は、単一又は二重リコンビナーゼ媒介カセット交換(RMCE)によって哺乳動物TI宿主細胞に組み込まれている。それにより、組換えCHO細胞クローンなどの組換え哺乳動物細胞クローンが得られ、その中で、定義された特異的な発現カセット配列が単一の遺伝子座でゲノムに組み込まれる。
【0122】
Cre-LoxP部位特異的組換え系は、多くの生物学的実験系において広く使用されている。Creリコンビナーゼは、34bpのLoxP配列を認識する38kDaの部位特異的DNAリコンビナーゼである。CreリコンビナーゼはバクテリオファージP1に由来し、チロシンファミリーの部位特異的リコンビナーゼに属する。Creリコンビナーゼは、LoxP配列間の分子内組換えと分子間組換えの両方を媒介することができる。LoxP配列は、2つの13bp逆方向反復に挟まれた8bpの非パリンドロームコア領域から構成される。Creリコンビナーゼは13bpの反復に結合し、それによって8bpのコア領域内での組換えを媒介する。Cre-LoxP媒介組換えは、高い効率で起こり、他のいかなる宿主因子も必要としない。2つのLoxP配列が同じヌクレオチド配列上で同じ方向に配置されている場合、Creリコンビナーゼ媒介性組換えは、2つのLoxP配列の間に位置するDNA配列が共有結合で閉じた環として切り取るであろう。2つのLoxP配列が同じヌクレオチド配列上で逆方向の位置に配置されている場合、Creリコンビナーゼ媒介性組換えは、2つの配列の間に位置するDNA配列の向きを反転するであろう。2つのLoxP配列が2つの異なるDNA分子上にあり、1つのDNA分子が環状である場合、Creリコンビナーゼ媒介性組換えにより、環状DNA配列のインテグレーションをもたらすであろう。
【0123】
「組換え認識配列」(RRS)は、リコンビナーゼによって認識され、リコンビナーゼに媒介された組換え事象のために必要かつ十分である、ヌクレオチド配列である。RRSを用いて、組換え事象が起こると考えられるヌクレオチド配列中の位置を定めることができる。
【0124】
用語「一致RRS」とは、2つのRRS間で組換えが起こることを示す。特定の実施形態では、2つの一致するRRSは、同じである。
【0125】
特定の実施形態では、RRSは、Creリコンビナーゼによって認識され得る。特定の実施形態では、RRSは、FLPリコンビナーゼによって認識され得る。特定の実施形態では、RRSは、Bxb1インテグラーゼによって認識され得る。特定の実施形態では、RRSは、φC31インテグラーゼによって認識され得る。
【0126】
特定の実施形態では、どちらのRRSも、野生型LoxP配列である。特定の実施形態では、どちらのRRSも、変異体LoxP配列である。特定の実施形態では、どちらのRRSも、野生型FRT配列である。特定の実施形態では、どちらのRRSも、変異体FRT配列である。特定の実施形態では、2つの一致RRSは、異なる配列であるが、同じリコンビナーゼによって認識され得る。特定の実施形態では、第1の一致RRSはBxb1 attP配列であり、第2の一致RRSはBxb1 attB配列である。特定の実施形態では、第1の一致RRSはφC31 attB配列であり、第2の一致RRSはφC31 attB配列である。
【0127】
「2プラスミドRMCE」戦略又は「二重RMCE」は、2つのベクターの組み合わせを使用する場合、本発明による方法で用いられる。例えば、限定されるものではないが、組み込まれたランディング部位は、3つのRRS、例えば、第3のRRS(「RRS3」)が第1のRRS(「RRS1」)と第2のRRS(「RRS2」)の間に存在する並びを含むことができ、第1のベクターは、組み込まれた外因性ヌクレオチド配列上の第1のRRS及び第3のRRSと一致する2つのRRSを含み、第2のベクターは、組み込まれた外因性ヌクレオチド配列上の第3のRRS及び第2のRRSと一致する2つのRRSを含む。
【0128】
2プラスミドRMCE戦略では、3つのRRS部位を使用して、2つの独立したRMCEを同時に実行することを含む。したがって、2プラスミドRMCE戦略を用いる哺乳動物TI宿主細胞のランディング部位は、第1のRRS部位(RRS1)に対しても第2のRRS部位(RRS2)に対しても交差活性を有していない第3のRRS部位(RRS3)を含む。標的化される2つのプラスミドは、効率的な標的指向のために同じ隣接RRS部位を必要とし、一方のプラスミド(フロント)にはRRS1及びRRS3が隣接し、他方(バック)にはRRS3及びRRS2が隣接している。さらに、2プラスミドRMCEでは、2つの選択マーカーも必要とされる。1つの選択マーカー発現カセットは、2つの部分に分割された。フロントプラスミドは、プロモーターとそれに続く開始コドン及びRRS3配列を含む。バックプラスミドは、開始コドン(ATG)を欠き、選択マーカーコード化領域のN末端に融合されたRRS3配列を有する。融合タンパク質のインフレーム翻訳、すなわち動作可能な連結を確実にするために、RRS3部位と選択マーカー配列の間に付加的なヌクレオチドを挿入する必要がある場合がある。両方のプラスミドが正確に挿入された場合にのみ、選択マーカーの完全な発現カセットが組み立てられ、したがって、各選択剤に対する耐性が細胞に与えられる。
【0129】
2プラスミドRMCEは、リコンビナーゼによって触媒される、標的ゲノム遺伝子座内の2つの異種特異的RRSとドナーDNA分子の間の二重組換えクロスオーバー事象を伴う。2プラスミドRMCEは、フロントベクター及びバックベクターに由来する組み合わせられたDNA配列のコピーを、哺乳動物TI宿主細胞ゲノムの予め定められた遺伝子座に導入するように設計されている。RMCEは、原核生物ベクターの配列が哺乳動物TI宿主細胞ゲノム中に導入されず、したがって、宿主の免疫又は防御機構の望まれない誘発を低減させ、及び/又は防ぐように、実行することができる。RMCE手順は、複数のDNA配列を用いて繰り返すことができる。
【0130】
特定の実施形態では、標的化組込みは、2回のRMCEによって実現され、その際、2つの異なるDNA配列が両方とも、哺乳動物TI宿主細胞に一致するRRSのゲノムのあらかじめ定められた部位に組み込まれ、各DNA配列は、ヘテロ多量体ポリペプチドの一部分及び/又は2つの異種特異的RRSが隣接する少なくとも1つの選択マーカー若しくはその一部分をコードする、少なくとも1つの発現カセットを含む。特定の実施形態では、標的化組込みは、複数回のRMCEによって実現され、その際、複数のベクターに由来するDNA配列がすべて、哺乳動物TI宿主細胞のゲノムのあらかじめ定められた部位に組み込まれ、各DNA配列は、ヘテロ多量体ポリペプチドの一部分及び/又は2つの異種特異的RRSが隣接する少なくとも1つの選択マーカー若しくはその一部分をコードする、少なくとも1つの発現カセットを含む。特定の実施形態では、選択マーカーは、一部が第1のベクターにおいてコードされ、一部が第2のベクターにおいてコードされてよく、その結果、二重RMCEによって両方が正確に組み込まれた場合にのみ、その選択マーカーの発現が可能になる。
【0131】
特定の実施形態では、リコンビナーゼに媒介された組換えによる標的化組込みにより、原核生物ベクターに由来する配列を含まずに、宿主細胞ゲノムの1つ又は複数のあらかじめ定められた組込み部位に、選択マーカー及び/又は多量体ポリペプチドの様々な発現カセットが組み込まれる。
【0132】
本発明による方法における使用に適した例示的な哺乳動物TI宿主細胞は、そのゲノムの遺伝子座内の単一の部位に組み込まれたランディング部位を有するCHO細胞であり、ランディング部位はCreリコンビナーゼを介したDNA組換えのための3つの異種特異的loxP部位を含む。
【0133】
この例では、異種特異的loxP部位は、L3、LoxFas、及び2Lであり(例えば、Lanza et al.,Biotechnol.J.7(2012)898-908;Wong et al.,Nucleic Acids Res.33(2005)e147を参照)、その際、L3及び2Lはランディング部位の5’末端及び3’末端にそれぞれ隣接し、LoxFasはL3部位と2L部位の間に位置している。
【0134】
先の段落で概説したようにランディング部位がこのように編成されていることによって、2つのベクター、例えば、いわゆる、L3部位及びLoxFas部位を有するフロントベクター並びにLoxFas部位及び2L部位を内部に持つバックベクターの同時インテグレーションが可能になる。ランディング部位に存在するものとは異なる、選択マーカー遺伝子の機能的エレメントは、両方のベクター間に分配させることができ:プロモーター及び開始コドンはフロントベクター上に位置することができるのに対し、コード化領域及びポリAシグナルはバックベクター上に位置している。両方のベクターに由来する当該核酸の正しいリコンビナーゼ媒介性インテグレーションのみが、それぞれの選択剤に対する耐性を誘導する。
【0135】
通常、哺乳動物TI宿主細胞は、哺乳動物細胞のゲノムの遺伝子座内に組み込まれるランディング部位を含む哺乳動物細胞であって、該ランディング部位が、少なくとも1つの第1の選択マーカーに隣接する第1の組換え認識配列及び第2の組換え認識配列、並びに第1の組換え認識配列と第2の組換え認識配列の間に位置する第3の組換え認識配列を含み、かつ組換え認識配列が全て異なっている、ランディング部位を含む哺乳動物細胞である。
【0136】
外因性ヌクレオチド配列は、特定の細胞に由来しないが、DNA送達法、例えば、トランスフェクション法、エレクトロポレーション法、又は形質転換法などによって前記細胞に導入することができるヌクレオチド配列である。特定の実施形態では、哺乳動物TI宿主細胞は、哺乳動物細胞のゲノム中の1つ以上のインテグレーション部位に組み込まれた少なくとも1つのランディング部位を含む。特定の実施形態では、ランディング部位は、哺乳動物細胞のゲノムの特定の遺伝子座内の1つ以上のインテグレーション部位に組み込まれる。
【0137】
特定の実施形態では、組み込まれたランディング部位は、少なくとも1つの選択マーカーを含む。特定の実施形態では、組み込まれたランディング部位は、第1のRRS、第2のRRS及び第3のRRS、並びに少なくとも1つの選択マーカーを含む。特定の実施形態では、選択マーカーは、第1のRRSと第2のRRSの間に位置している。特定の実施形態では、2つのRRSは、少なくとも1つの選択マーカーに隣接する。すなわち、第1のRRSが選択マーカーの5’(上流)に位置し、第2のRRSが選択マーカーの3’(下流)に位置している。特定の実施形態では、第1のRRSは選択マーカーの5’末端と隣り合っており、第2のRRSは、選択マーカーの3’末端に隣り合っている。特定の実施形態では、ランディング部位は、第1のRRS、第2のRRS、及び第3のRRS、並びに第1のRRSと第3のRRSの間に位置する少なくとも1つの選択マーカーを含む。
【0138】
特定の実施形態では、選択マーカーは第1のRRSと第2のRRSの間に位置しており、かつこれら2つの隣接RRSは互いに異なる。特定の好ましい実施形態では、第1の隣接RRSはLoxP L3配列であり、第2の隣接RRSはLoxP 2L配列である。特定の実施形態では、LoxP L3配列は、選択マーカーの5’に位置し、LoxP 2L配列は、選択マーカーの3’に位置する。特定の実施形態では、第1の隣接RRSは野生型FRT配列であり、第2の隣接RRSは変異FRT配列である。特定の実施形態では、第1の隣接するRRSは、Bxb1 attP配列であり、第2の隣接するRRSは、Bxb1 attB配列である。特定の実施形態では、第1の隣接するRRSはφC31 attP配列であり、第2の隣接するRRSは、φC31 attB配列である。特定の実施形態では、2つのRRSは、同じ向きに位置決めされている。特定の実施形態では、2つのRRSは、両方が順方向又は逆方向に向いている。特定の実施形態では、2つのRRSは、反対の向きに位置決めされている。
【0139】
本発明の方法の具体的な実施形態の説明
本発明による方法は、4つのELISAベースのアッセイ(1つは前記二重特異性抗体を発現する1つの細胞クローンの培養の上清中の抗体価を決定するためのものであり、2つは二重特異性抗体の抗原1及び抗原2へのそれぞれの個別の結合を決定するためのものであり、1つは抗原1及び抗原2への同時結合を決定するためのものである)のセットを使用する二重特異性抗体フォーマットについて以下に例示される。その読み出しは、本発明による方法に基づいて処理される。これにより、一方では、抗体主産物と抗体副産物との比に基づいて細胞クローンを区別することができ、他方では、細胞クローンをそれらの産物(抗体)関連副産物プロファイルに関して正確に分類することができる。両方とも、本発明の方法による改良されたクローン選択プロセスの基礎を提供する。この実施例は、本発明による方法の例示としてのみ提示され、その限定として解釈されるべきではない。本発明の真の範囲は、添付の特許請求の範囲に記載されている。
【0140】
この実施例では、二重特異性抗体を産生する個々の細胞クローンの評価は、上清中の抗体価、抗原1及び2への個々の結合、並びに両方の抗原への同時結合を決定及び定量する4つのアッセイの結果に基づく。
【0141】
したがって、細胞株発達(CLD)中の細胞クローン選択については、二重特異性抗体をコードする1つ又は複数の核酸での宿主細胞のトランスフェクションによって得られた異なる細胞クローンを、上に概説したように3つの結合ELISAによって分析し、発現収率を考慮して所望の抗体主産物対所望でない抗体副産物量(=抗体主産物品質)に従って評価する。これらのアッセイを組み合わせて読み出すことにより、高い割合の所望の抗体主産物(=リード)を発現するクローンを、低い割合の所望の主産物のみを発現するクローンから区別することが可能になる。
【0142】
多くの二重特異性抗体フォーマットは、ノブ・イントゥー・ホールヘテロ二量体化技術に基づく。そのようなフォーマットは、例えば、ホール鎖-ホール鎖二量体、ノブ鎖-ノブ鎖二量体、又は1つの軽鎖を欠く3/4抗体などの鎖の誤対合に起因して、特徴的な産物関連副産物を形成し得る。異なる細胞クローンは、しばしば、抗体主産物(=リード、すなわち正しく組み立てられた二重特異性抗体)と産物関連抗体副産物(例えば、ホール鎖-ホール鎖二量体(=副産物I)及びノブ鎖-ノブ鎖二量体(=副産物II))との異なる混合物を発現する。組換え細胞クローンのこれらの分子の発現パターンの違いは、例えば、低い抗体主産物収率を有するものなどの不適切な産物プロファイルを有する細胞クローンを選択解除するために、早期かつ高スループットに適したスクリーニング方法を必要とする。この実施例で使用される抗体フォーマット及びそれらの副産物のいくつかを
図15に示す。
【0143】
本発明による方法のこの実施例で用いられるアッセイは、異なるアッセイ原理を利用する。これは、異なる発現産物が異なるELISAシグナルを与えるという効果をもたらす。精製された主産物(すなわち、正しく組み立てられたノブ・イントゥー・ホールヘテロ二量体)及び最も一般的な副産物(すなわち、ホール・ホールのホモ二量体及びノブ・ノブのホモ二量体)を標準として使用する。それらは、a)フォーマット自体による結合活性効果及びb)使用される検出抗体に起因する結合活性効果に基づくアッセイにおいて特異的シグナルをもたらす。
【0144】
抗原結合を決定するために、この実施例では以下の酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)を使用した:
- ビオチン化抗原1又は2をそれぞれストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレートに固定した。プレートを洗浄した後、培養上清と検出抗体(POD(ホースラディッシュペルオキシダーゼ)にコンジュゲートした抗ヒトFab抗体)の混合物を適用し;3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMB)を読み出しに使用し;
- 抗原1及び抗原2への同時結合を架橋ELISAで決定し;抗原1又は抗原2をマイクロタイタープレート上に直接コーティングした。プレートを洗浄した後、培養上清、それぞれの他のビオチン化抗原2又は1、及びストレプトアビジン-PODコンジュゲートの混合物を適用し;TMBを読み出しに使用した。
【0145】
これらのELISA読み取り値を本発明による方法に従って組み合わせて、抗体主産物、すなわち単量体で正しく組み立てられた二重特異性抗体、及び抗体副産物を区別した。これにより、クローン選択の基礎としてのそれらの特性に関するそれぞれのクローンの分類が達成された。例えば、本発明による方法の適用に基づいて主産物を主に発現すると予測される場合、クローンは「リード」として分類される。そのようなクローンは、抗体関連副産物の含有量が低い二重特異性抗体を発現/産生するためのクローンとして適している。これらのクローンを同定する必要がある。
【0146】
参考として、3つの異なる二重特異性抗体フォーマット-ドメイン交換1+1二重特異性抗体(CrossMab)、N末端Fabドメイン挿入2+1二重特異性抗体(TCB)及びC末端Fabドメイン融合2+1二重特異性抗体(BS)-についてのELISA結果のカテゴリー化を
図1~
図3に可視化する。ELISAの結果は、明確にするために、3つのELISAのうちの2つについてのみ、及び4つの分析濃度のうちの1つについてのみ示されている。図において、抗原2(AG2)への結合は、抗原1(AG1)への結合に対してプロットされている。異なる陰影は、細胞クローンの質のカテゴリー化を示す。これは、抗体フォーマット並びに標的及び/又は標的の組み合わせ(=プロジェクト)に応じて変動があることを示し、したがって、分析の複雑さを実証する。
【0147】
精製された抗体主産物(「主産物標準」と表記する;例えば、正しく会合したすべての軽鎖と対合している正しく組み立てられたノブ・イントゥー・ホールヘテロ二量体重鎖)及び最も一般的な望ましくない副産物(それぞれ「副産物I標準」及び「副産物II標準」と表記する;例えば、それぞれホール・ホールのホモ二量体及びノブ・ノブのホモ二量体)を、希釈系列のすべてのアッセイにおいて標準として使用した(14の異なる濃度)。5日間の培養後のそれぞれの単一細胞クローン培養上清を4つの異なる濃度で分析した。本発明による方法は、絶対シグナルの差とは無関係に実施することができる(これらの差が統計的に有意である限り)。これは、シグナルがアッセイの線形シグナル範囲内にあるか否かとは無関係である。特定の実施形態では、全ての標準、培養上清、コーティングされた抗原、検出抗体及び検出試薬は、抗体の主産物標準で得られたシグナルと抗体の副産物標準で得られたシグナルとの間に最大のシグナル差をもたらす濃度で使用される。当業者は、過度の負担なしに、当業者の知識に基づいてシグナル差のそのような最適化を容易に実行することができる。
【0148】
本発明は、少なくとも部分的には、単一細胞クローン培養上清中の二重特異性抗体の濃度及び単離された抗原への二重特異性抗体の結合並びに両方の抗原への同時結合を決定するイムノアッセイの結果に基づいて、二重特異性抗体を発現する組換え細胞クローンの選択を効率的に行うことができるという知見に基づく。さらに、目的のデータ処理が有利であることが分かった。
【0149】
本発明は、少なくとも部分的には、最も低い抗体関連副産物含有量を有する二重特異性抗体を産生する組換え細胞クローンの選択に対して、
- 各抗原への個別の結合及び両方の抗原への同時結合についての結合イムノアッセイにおける培養上清の4つの測定濃度の中央ブランク補正データ(結合シグナル)と、
- 各結合イムノアッセイにおける単離された二重特異性抗体及び2つの主要副産物の少なくとも5つの測定濃度の中央値ブランク補正データと
を組み合わせた単一細胞クローン培養上清(少なくとも5日間の培養後)における二重特異性抗体の濃度が使用することができるという知見に基づく。
【0150】
本明細書で互換的に使用される「ブランク補正データ」又は「ブランク補正結合シグナル」という用語は、試験サンプル又は標準サンプルについてのイムノアッセイで決定された結合シグナル、すなわち試験サンプル又は標準サンプルについて決定された生の結合シグナルから、ブランクサンプル(すなわち、標準、培養上清、(治療用)抗体及び任意の副産物を含まないがその他の点では試験サンプルと同一のサンプル)について同じイムノアッセイで決定されたバックグラウンドシグナルが差し引かれていることを示す。
【0151】
9つの可能な標準正規化結合比のうちの9つすべて又は4つのいずれか、及び任意に、吸光度補正されたELISAシグナルの比を使用することによって、本発明による方法をさらに改善することができることが分かった。
【0152】
本発明は、少なくとも部分的には、特定の比の結合シグナルが特異的であり、組み合わせて使用され、標準(100%精製抗体主産物、抗体副産物I及び抗体副産物II)について計算された比で正規化される場合、個々の培養上清(=サンプル)、及びそれにより、良好な(主に抗体主産物を産生/発現する)クローンと、低い(主に抗体副産物を産生/発現する)産物品質を有するクローンとの区別を可能にするという知見に基づく。
【0153】
標準の比は、濃度(好ましい一実施形態では、4つの濃度の培養上清及び14の濃度の標準)について得られたシグナルの中央値として計算され、次いで互いに除算される(「正規化」)。これにより、合計9つの可能な比が得られる。
【0154】
本発明は、正しく組み立てられた二重特異性抗体を発現する細胞クローンの選択には、以下の4つの中央値のみが必要であるという知見に少なくとも部分的に基づく:
- 抗原2への結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルと、抗原1への結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値であって、抗原2への結合についての少なくとも5つの濃度の抗体主産物(主産物標準)について得られたブランク補正された結合シグナルと、同じアッセイで求められた抗原1への結合についての同じ少なくとも5つの濃度の主産物標準について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値に対して正規化された(すなわち除算された)中央値、
- 抗原1及び2への同時結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルと、抗原1への結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値であって、抗原1及び2への同時結合についての少なくとも5つの濃度の抗体主産物(主産物標準)について得られたブランク補正された結合シグナルと、同じアッセイで求められた抗原1への結合についての同じ少なくとも5つの濃度の主産物標準について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値に対して正規化された中央値、
- 抗原2への結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルと、抗原1への結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値であって、抗原2への結合についての少なくとも5つの濃度の抗体関連副産物I(副産物I標準)について得られたブランク補正された結合シグナルと、同じアッセイで求められた抗原1への結合についての同じ少なくとも5つの濃度の副産物I標準について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値に対して正規化された中央値、及び
- 抗原1及び2への同時結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルと、抗原1への結合についての同じ(4つの)濃度の細胞クローン培養上清について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値であって、抗原1及び2への同時結合についての少なくとも5つの濃度の抗体副産物II(副産物II標準)について得られたブランク補正された結合シグナルと、同じアッセイで求められた抗原1への結合についての同じ少なくとも5つの濃度の副産物II標準について得られたブランク補正された結合シグナルとの比の中央値に対して正規化された中央値。
【0155】
特定の実施形態では、少なくとも10の濃度のそれぞれの標準が使用される。好ましい一実施形態では、少なくとも14の濃度のそれぞれの標準が使用される。
【0156】
少なくともこれらのパラメータを使用すると、細胞クローン特性評価の複雑さを低減することができる。したがって、本発明による得られた方法は、この改善されたデータ処理及び評価を包含する。
【0157】
インシリコ分析と組み合わせて上記のパラメータ選択を使用することにより、抗体フォーマット非依存性及び標的非依存性の方法が得られることが分かった。
【0158】
本発明による方法の有利な特性を示すために、8つの異なる例示的なデータ処理変形を比較した。これらを以下の表にまとめる。
【0159】
【0160】
異なるフォーマットの5つの異なる標的組み合わせに対する品質カテゴリ予測に関する極端な勾配ブースティング(XGB)モデルを用いたインシリコ処理におけるこれらの8つの異なる処理変形のそれぞれの性能が、
図4(TCB-1、2+1ヘッド-トゥ-テール、TCB-2、TCB-3)及びCrossMab)に視覚化されている。XGBモデル予測品質は、モデル訓練に利用されていないプロジェクト全体の交差エントロピー損失によって評価された。前の表に示す異なる処理方法を実験条件として使用した。
【0161】
図5では、異なる処理変形の偽陰性率及び偽陽性率が示されている。入力パラメータと操作された特徴との様々な組み合わせの効果を明確に見ることができ、それにより、処理変形6、7、及び8が最良に機能する。
【0162】
したがって、本発明による方法を用いて、標的及びフォーマットに依存しない組換え細胞クローンのカテゴリー化を達成することができる。
【0163】
本発明による方法の品質を
図6~
図10に示す。これらの図では、手動のみの方法を使用して評価されたデータセットが、本発明による方法で評価された同じデータセットと比較される。手動のみの評価方法と比較して本発明による方法の改善された性能を実証するために使用されたプロジェクトは、アルゴリズムの訓練には使用されていない。したがって、偏りを排除することができる。
【0164】
図6において、抗原2(AG2)への結合は、抗原1(AG1)への結合に対してプロットされている。手動のみの分析を上部に示し、本発明による方法で得られた結果を下部に示す。
図7~
図10は、同じ配置で、主産物標準に正規化されたAG2:AG1、主産物標準に正規化されたAG12:AG1、副産物I標準に正規化されたAG2:AG1、及び副産物II標準に正規化されたAG12:AG2の中央値を示し、それぞれクローン数に対してプロットされている。標準に対する正規化のために、それぞれのカテゴリー化に入るクローンは、1に近い値を有するべきである。本発明による方法で得られた結果の改善された精度は、これらのグラフに印象的に示されている。陰影は異なる品質カテゴリを示し、下部データセットのサイズは予測精度に比例するため、非常に容易かつ迅速に示され、このクローンは優れた産物品質を生み出す可能性が最も高い。
【0165】
本発明による方法は、次の実施例に示すようにアップスケーリングのための最良の特性を有するクローンを選択するためのクローン品質評価に使用することができる。
【0166】
図11~
図14に、本発明による方法を用いたクローン選択の例を示す。本発明による方法で決定されたクローン品質カテゴリを、異なる陰影によって
図11及び
図12に示す。
図13及び
図14では、選択プロセスが示されている。610個のクローンのうち160個を、本発明による方法の結果に基づいて、所望の産物品質、すなわち抗体主産物収率を有するように選択した。
【0167】
交差エントロピー損失関数(対数損失、対数損失又はロジスティック損失)は、モデル内のデータをランク付けするための関数である。各予測クラス確率は、実際のクラス所望出力0又は1と比較され、実際の期待値からの距離に基づいて確率にペナルティを課すスコア/損失が計算される。ペナルティは、本質的に対数であり、1に近い大きな差については大きなスコアをもたらし、0の傾向がある小さな差については小さなスコアをもたらす。交差エントロピー損失は、訓練中にモデル重みを調整するときに使用される。目的は、損失を最小限に抑えることであり、すなわち、損失が小さいほど、モデルは良好である。完全なモデルは、0の交差エントロピー損失を有する。交差エントロピーは以下のように定義される。
【0168】
n個のクラスについて、tiは真理ラベルであり、piはi番目のクラスの確率である。
【0169】
中央値は、前記系列の中央にある一連の項の項である。Nが奇数であるN個の項を有する系列の場合、中央値は
項、すなわち系列の中央の項である。Nが偶数であるN個の項を有する系列の場合、中央値は
であり、すなわち、系列の中央の2つの項の平均である。系列は、数値(値)の昇順で個々の項を含む。
【0170】
本発明による方法を使用することにより、クローン選択の初期工程中に選択された低い産物品質を有する産物を産生するクローンの数が減少する、すなわち偽陽性の数が減少すると同時に、良好な産物品質を有する産物を産生するクローンの損失、すなわち選択解除も減少する、すなわち偽陰性の数が減少する。
【0171】
クローンの選択に産物品質属性を含まない最先端のスクリーニング方法を使用する場合、産物品質が低い産物を産生するクローンは、例えば、品質を分析クロマトグラフィによって分析することができるように十分な産物が利用可能になると、スクリーニングプロセスの後期にのみ認識される。
【0172】
したがって、偽陽性クローンの数を減らすことによって、より良好な産生クローン、すなわち真陽性が選択プロセスにおいてさらに運ばれる。これにより、高品質の産物を産生するクローンの潜在的損失が低減される。
【0173】
【0174】
図16において、各バーは1つのクローンを表す。クローンを力価、すなわち産物濃度、バーのサイズによってランク付けする)。さらに、クローンを本発明による方法で特徴付けた。本発明による方法では選択されたであろうクローンを暗く示す。
【0175】
最新技術の力価に基づく選択を使用すると、明るいバーと暗いバーの組み合わせが選択されるが、本発明による方法を使用すると、暗いバーによって表されるクローンのみが選択される。
【0176】
したがって、最新技術を使用すると、高品質の産物を産生しない力価ベースの選択クローン(明るいバー)、すなわち偽陽性が含まれ、それによって選択された真陽性クローンの数が減少する。
【0177】
全てのクローン、すなわちそれらによって産生される産物を、モノマー含有量を決定するためにサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって、並びに主産物ピークを決定するためにキャピラリー電気泳動(CE-SDS)及び疎水性相互作用クロマトグラフィ(HIC)によって分析した。
【0178】
図17では、SECによって決定されたモノマー含有量(x軸)とCE-SDSによって決定された主産物の量(y軸)との関係が、
図16のクローンについて示されている。これは、早期クローン選択において分析されることである。本発明による方法では選択解除されたであろうクローン、すなわち
図16の明るいバーを太字で示す。太字の選択解除されたクローンの約半分が右上の象限に見られ、すなわちCE-SDS及びSECに基づいて、良好とされる産物品質を有することが分かる(
図17の丸)。しかし、これらは本発明による方法によれば偽陽性である。
【0179】
これは、HICを使用して
図17の円からのクローンを再分析することで確認されている。結果を
図18に示す。
図17の右上象限の円で囲まれた太いクローンは、ここでは
図18の右下象限に見られ(円)、すなわち低い主産物ピークを有し、したがって偽陽性である。
【0180】
本発明による方法の有利な特性をさらに確認するために、本発明による方法によって選択されたクローンについて同じ分析を行った。CE-SDSと組み合わせたSECの対応する結果を
図19に、HICと組み合わせたSECについては
図20に、それぞれ示す。
【0181】
本発明による方法で選択されたクローンは、両方の図において右上象限に位置し、したがって真陽性クローンであることが分かる。
【0182】
これは、本発明による方法では、選択された偽陽性クローンの数を減らすことができると同時に、選択解除された真陽性クローンの数を増やすことができることを示している。
【0183】
本発明の具体的なコンピュータによって実現される実施形態の説明
本発明の一態様は、コンピュータを含む適切なシステムであるイムノアッセイ測定装置上で実行された場合に、少なくとも以下の工程を実行させる命令を含むコンピュータプログラム製品である。
i)異なる濃度の単一細胞クローン培養上清について、単一細胞クローン培養上清中の抗体濃度に比例するシグナルを決定する工程;
ii)異なる濃度の単一細胞クローン培養上清について、単一細胞培養上清中に含有される抗体のその第1の標的への個別の結合に比例するシグナルを決定する工程;
iii)異なる濃度の単一細胞クローン培養上清について、単一細胞培養上清中に含有される抗体のその第2の標的への個別の結合に比例するシグナルを決定する工程;
iv)異なる濃度の単一細胞クローン培養上清について、単一細胞培養上清中に含有される抗体のその第1の抗原及び第2の標的への同時結合に比例するシグナルを決定する工程;
v)異なる濃度のそれぞれの標準について、抗体の第1の標的への抗体参照標準、抗体関連副産物I標準及び抗体関連副産物II標準の個別の結合に比例するシグナルを決定する工程;
vi)異なる濃度のそれぞれの標準について、抗体の第2の標的への抗体参照標準、抗体関連副産物I標準及び抗体関連副産物II標準の個別の結合に比例するシグナルを決定する工程;
vii)異なる濃度のそれぞれの標準について、抗体の第1の標的及び第2の標的への抗体参照標準、抗体関連副産物I標準及び抗体関連副産物II標準の同時結合に比例するシグナルを決定する工程。
【0184】
特定の実施形態では、説明書は、工程vii)の後に、以下の工程をさらに含む。
a)抗原2への結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルと、抗原1への結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルとの比の中央値であって、抗体主産物(主産物標準)の少なくとも5つの濃度について得られたそれぞれの比の中央値シグナルに正規化された中央値を計算する工程、
b)抗原1及び2への同時結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルと、抗原1への結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルとの比の中央値であって、抗体主産物(主産物標準)の少なくとも5つの濃度について得られたそれぞれの比の中央値シグナルに正規化された中央値を計算する工程、
c)抗原2への結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルと、抗原1への結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルとの比の中央値であって、抗体関連副産物I(副産物I標準)の少なくとも5つの濃度について得られたそれぞれの比の中央値シグナルに正規化された中央値を計算する工程、及び
d)抗原1及び2への同時結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルと、抗原1への結合についての同じ4つの濃度の細胞クローン培養上清について得られたシグナルとの比の中央値であって、抗体関連副産物II(副産物II標準)の少なくとも5つの濃度について得られたそれぞれの比の中央値シグナルに正規化された中央値を計算する工程。
【0185】
特定の実施形態では、説明書は、i)の計算された中央値及び決定された力価値を、二重特異性抗体を発現する組換え細胞クローンの品質カテゴリ予測のためのモデルに当てはめることをさらに含む。好ましい一実施形態では、モデルはXGBモデルである。
【0186】
特定の実施形態では、システムは、クローン採取装置、並びに、濃度、結合シグナル及び二重特異性抗体の除算した比に関する最小の差と副産物の除算した比に関する最大の差との組み合わせに基づいてクローンを選択する工程である最終工程viii)をさらに含む。
【0187】
本発明のさらなる態様は、コンピュータ又はコンピュータネットワーク上でプログラムが実行される場合に、本明細書に添付された実施形態のうちの1つ又は複数において本発明による方法を実施するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムである。具体的には、コンピュータプログラムは、コンピュータ可読データ媒体に記憶され得る。したがって、具体的には、上記の方法工程i)~vii)のうちの1つ、1つよりも多く、又はさらにすべて、任意に方法工程a)~d)のうちの1つ、1つよりも多く、又はさらにすべて、さらに任意に工程viii)は、コンピュータ又はコンピュータネットワークを使用することによって、好ましくはコンピュータプログラムを使用することによって実行され得る。
【0188】
本発明のさらなる態様は、プログラムがコンピュータ又はコンピュータネットワーク上で実行される場合に、本明細書に添付された実施形態のうちの1つ又は複数において本発明による方法を実行するために、プログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品である。具体的には、プログラムコード手段は、コンピュータ可読データキャリアに記憶され得る。
【0189】
本発明のさらなる態様は、コンピュータ又はコンピュータネットワークの作業メモリ又はメインメモリなどのコンピュータ又はコンピュータネットワークへとロードされた後に、その実施形態の1つ又は複数において本発明による方法を実行し得るデータ構造を格納したデータキャリアである。
【0190】
本発明のさらなる態様は、プログラムがコンピュータ又はコンピュータネットワーク上で実行される場合に、その実施形態の1つ又は複数において本発明による方法を実行するために、マシン可読キャリアに格納されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品である。
【0191】
本明細書中で用いられる場合、「コンピュータプログラム製品」は、取引可能な製品としてのプログラムを指す。製品は、一般的に、紙のフォーマットなどの任意のフォーマットで、又はコンピュータ可読データキャリア上に存在することができる。具体的には、コンピュータプログラム製品は、データネットワーク上で配信されてもよい。
【0192】
最後に、本発明によるさらなる態様は、その実施形態の1つ又は複数において本発明による方法を実行するための、コンピュータシステム又はコンピュータネットワークによって読み取り可能な命令を含む変調データシグナルである。
【0193】
コンピュータによって実現される本発明の態様に関して、本明細書に開示の実施形態のうちの1つ以上による方法の方法工程のうちの1つ以上又はすべての方法工程を、コンピュータ又はコンピュータネットワークを使用することによって実行し得る。したがって、一般に、データの提供及び/又は操作を含む方法工程のいずれかを、コンピュータ又はコンピュータネットワークを使用することによって実行し得る。一般に、これらの方法工程は、典型的にはサンプルの提供及び/又は実際の測定を実行する特定の態様などの手作業を必要とする方法工程を除いて、任意の方法工程を含み得る。
【0194】
具体的には、本明細書において、以下がさらに開示される。
- 少なくとも1つのプロセッサを備え、プロセッサは、その実施形態のうちの1つにおいて本発明による方法を実行するように構成されるコンピュータ又はコンピュータネットワーク、
- データ構造がコンピュータ上で実行されている間に、その実施形態のうちの1つにおいて本発明による方法を実行するように適合されるコンピュータロード可能データ構造、
- プログラムがコンピュータ上で実行されている間に、その実施形態のうちの1つにおいて本発明による方法を実行するように適合されたコンピュータプログラム、
- コンピュータプログラムがコンピュータ又はコンピュータネットワーク上で実行されている間に、その実施形態のうちの1つにおいて本発明による方法を実行するためのプログラム手段を含むコンピュータプログラム、
- 本明細書に示される実施形態のいずれかによるプログラム手段をコンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体上に格納して備えているコンピュータプログラム、
- データ構造が記憶媒体に記憶され、データ構造が、コンピュータ若しくはコンピュータネットワークの主記憶装置及び/又は作業記憶装置にロードされた後、その実施形態のうちの1つにおいて本発明による方法を実行するように適合された、記憶媒体、及び
- 記憶媒体上に格納可能又は格納されたプログラムコード手段を有しており、プログラムコード手段がコンピュータ又はコンピュータネットワーク上で実行された場合に、その実施形態のうちの1つにおいて本発明による方法が実行されるコンピュータプログラム製品。
【0195】
以下の実施例及び図面は、本発明の理解を助けるために提供され、本発明の真の範囲は添付の特許請求の範囲において説明される。
【0196】
本発明の要旨から逸脱することなく、記載された手順に変更を加えることができることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【0197】
【
図1】単一濃度についてのCrossMabフォーマットにおける二重特異性抗体についての抗原結合ELISA読み出し(AG2対AG1)の例示的なカテゴリー化。
【
図2】単一濃度についてのTCBフォーマットにおける二重特異性抗体についての抗原結合ELISA読み出し(AG2対AG1)の例示的なカテゴリー化。
【
図3】単一濃度についてのBSフォーマットにおける二重特異性抗体についての抗原結合ELISA読み出し(AG2対AG1)の例示的なカテゴリー化。
【
図4】モデル訓練に利用されていないプロジェクト全体の交差エントロピー損失(y軸)によって評価されるモデル予測品質。各前処理変形1~8について、左から右に、TCB-1;2+1ヘッド-トゥ-テール;TCB-2;TCB-3;CrossMab.
【
図5】5つの分析されたプロジェクトすべてにわたって「正しく組み立てられた二重特異性抗体」としてカテゴリー化されるための偽陽性及び偽陰性の予測[%]。
【
図6】手動のみの分析(上)と本発明による方法(下)の比較。上のグラフにおいて、抗原2(AG2)への結合は、抗原1(AG1)への結合に対してプロットされている。図は、アルゴリズムを訓練するために使用されていない、単一のプロジェクトからの610個のモノクローナル細胞株のデータを示す。サイズは、予測精度を示す。
【
図7】手動のみの分析(上)と本発明による方法(下)の比較。クローン数に対してプロットされた主産物標準比AG2:AG1結合シグナルの中央値に対して正規化された比AG2:AG1結合シグナルの中央値。
【
図8】手動のみの分析(上)と本発明による方法(下)の比較。クローン数に対してプロットされた主産物標準比AG12:AG1結合シグナルの中央値に対して正規化された比AG12:AG1結合シグナルの中央値。
【
図9】手動のみの分析(上)と本発明による方法(下)の比較。クローン数に対してプロットされた副産物I標準比AG2:AG1結合シグナルの中央値に対して正規化された比AG2:AG1結合シグナルの中央値。
【
図10】手動のみの分析(上)と本発明による方法(下)の比較。クローン数に対してプロットされた副産物II標準比AG2:AG1結合シグナルの中央値に対して正規化された比AG12:AG1結合シグナルの中央値。
【
図11】産物品質に基づくクローンの選択のための本発明による方法の使用(パート1)。分析した2つの抗体濃度(50ng/mL、1.95ng/mL)のカテゴリー化を示す。多様な抗体品質を産生する合計610個のクローン(
図11及び
図12を合わせて)を表示する。
【
図12】産物品質に基づくクローンの選択のための本発明による方法の使用(パート2)。分析した2つの抗体濃度(9.9ng/mL、0.39ng/mL)のカテゴリー化を示す。多様な抗体品質を産生する合計610個のクローン(
図11及び
図12を合わせて)を表示する。
【
図13】産物品質に基づくクローンの選択のための本発明による方法の使用(パート3)。分析した2つの抗体濃度(50ng/mL、1.95ng/mL)の結果を示す。抗体品質に基づいて本発明による方法で選択された合計160個のクローンが表示されている(
図13及び
図14を合わせて)。
【
図14】産物品質に基づくクローンの選択のための本発明による方法の使用(パート4)。分析した2つの抗体濃度(9.9ng/mL、0.39ng/mL)の結果を示す。抗体品質に基づいて本発明による方法で選択された合計160個のクローンが表示されている(
図13及び
図14を合わせて)。
【
図15】二重特異性抗体フォーマット及びそれらの共通の副産物。
【
図17】
図16のクローンのSECによって決定されたモノマー含有量(x軸)とCE-SDSによって決定された主産物の量(y軸)の関係;本発明による方法で選択解除されたクローンを太字で示す。
【
図18】
図16のクローンのSECによって決定されたモノマー含有量(x軸)とHICによって決定された主産物の量(y軸)の関係;本発明による方法で選択解除されたクローンを太字で示す。
【
図19】
図16のクローンのSECによって決定されたモノマー含有量(x軸)とCE-SDSによって決定された主産物の量(y軸)の関係;本発明による方法で選択されたクローンを太字で示す。
【
図20】
図16のクローンのSECによって決定されたモノマー含有量(x軸)とHICによって決定された主産物の量(y軸)の関係;本発明による方法で選択されたクローンを太字で示す。
【実施例】
【0198】
実施例1
一般的な技術
1)組換えDNA技術
Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y,(1989)において説明されるように、標準的な方法を使用してDNAを操作した。分子生物学的試薬は、製造元の説明書に従って使用した。
【0199】
2)DNA配列決定
DNA配列決定は、SequiServe GmbH(Vaterstetten、Germany)で実施された。
【0200】
3)DNA及びタンパク質配列解析及び配列データ管理
EMBOSS(欧州分子生物学オープンソフトウェアスイート)ソフトウェアパッケージ及びInvitrogenのVector NTIバージョン11.5を、配列の作成、マッピング、解析、アノテーション、及び図示のために使用した。
【0201】
4)遺伝子及びオリゴヌクレオチド合成
所望の遺伝子セグメントは、Geneart GmbH(Regensburg、Germany)での化学合成によって調製された。合成された遺伝子断片を、増殖/増幅のために大腸菌プラスミドにクローニングした。サブクローニングされた遺伝子断片のDNA配列を、DNA配列決定によって検証した。あるいは、短い合成DNA断片を、化学的に合成されたオリゴヌクレオチドをアニーリングするか、PCRを介して組み立てた。それぞれのオリゴヌクレオチドは、metabion GmbH(Planegg-Martinsried、Germany)によって調製された。
【0202】
5)試薬
特に明記されていない限り、すべての市販の化学物質、抗体、及びキットは、製造元のプロトコルに従って提供されたとおりに使用した。
【0203】
6)宿主細胞株の培養
CHO宿主細胞を、湿度85%、5%CO2の加湿インキュベーター内で37℃で培養した。それらを、選択剤を含有する専売のDMEM/F12ベースの培地中で培養した。細胞を3又は4日ごとに分割した。培養には、125mlの非バッフル三角振盪フラスコを使用した。細胞を振盪振幅5cmで150rpmで振盪した。細胞数はCedex HiRes Cell Counter(Roche)で測定した。細胞は60日齢に達するまで培養を続けた。
【0204】
7)クローニング
核酸のクローニングは、当業者に公知の手順に基づいて、又は製造業者のプロトコルに従って行われてきた。
【0205】
一般に、R部位でのクローニングは、目的の遺伝子(GOI)の隣にあるDNA配列に依存し、これは次の断片にある配列と等しい配列である。このように、断片の組立ては、等しい配列の重なりと、それに続く、組み立てられたDNAのニックのDNAリガーゼによる封鎖によって可能になる。これらの予備ベクターのクローニングが成功した後、R部位で挟まれている目的の遺伝子は、R部位のすぐ隣を切断する酵素による制限消化を介して切り出される。一工程でのすべてのDNA断片の組み立てのために、5’-エキソヌクレアーゼは、重複領域(R部位)の5’末端を除去する。その後、R部位のアニーリングを行なうことができ、DNAポリメラーゼが3’末端を伸長して配列のギャップを埋める。最後に、DNAリガーゼはヌクレオチド間のニックを封鎖する。エキソヌクレアーゼ、DNAポリメラーゼ及びリガーゼのような異なる酵素を含むアセンブリマスターミックスを添加し、その後反応ミックスを50℃でインキュベートすると、単一の断片の1つのプラスミドへの組み立てをもたらす。その後、コンピテント大腸菌細胞をプラスミドで形質転換する。
【0206】
一部のベクターでは、制限酵素を介したクローニング戦略を使用した。適切な制限酵素を選択することにより、望みの目的の遺伝子を切り出し、その後、ライゲーションによって別のベクターに挿入することができる。したがって、マルチクローニングサイト(MCS)で切断する酵素を使用し、正しいアレイ内の断片のライゲーションを実行できるように選択することが好ましい。ベクターと断片が以前に同じ制限酵素で切断されている場合、断片とベクターの粘着末端は互いに適合し、その後DNAリガーゼでライゲーションすることができる。ライゲーション後、コンピテント大腸菌細胞を新しく作製されたプラスミドで形質転換する。
【0207】
形質転換のために、10個のベータコンピテント大腸菌細胞を製造業者のプロトコルに従って使用した。プラスミドの組み込みに成功しアンピシリンに対する耐性遺伝子を持っている細菌だけが、それぞれのプレート上で増殖可能である。単一コロニーを採取し、その後のプラスミド調製のためにLB-Amp培地で培養した。
【0208】
細菌培養物
大腸菌の培養は、Luria Bertaniの略であるLB培地で行い、1ml/Lの100mg/mlアンピシリンを添加して、0.1mg/mlのアンピシリン濃度にした。
【0209】
15mlのチューブ(換気された蓋付き)に3.6mlのLB-Amp培地を充填し、細菌コロニーを均等に接種した。つまようじは取り除かずに、インキュベーションのあいだチューブ内に残した。チューブを37℃、200rpmで23時間インキュベートした。15mlのチューブをインキュベーターから取り出し、3.6mlの細菌培養物を2つの2mlのエッペンドルフチューブに分割した。チューブを卓上マイクロ遠心機で6,800×gで室温で3分間遠心分離した。その後、Qiagen QIAprep Spinミニプレップ・キットを使用して、製造元の指示に従ってミニプレップを実行した。プラスミドDNA濃度をNanodropで測定した。
【0210】
エタノール沈殿
DNA溶液の容量を2.5倍容量のエタノール100%と混合した。混合物を、-20℃で10分間インキュベートした。次に、DNAを14,000rpm、4℃で30分間遠心分離した。上澄みを注意深く除去し、ペレットを70%エタノールで洗浄した。この場合も、チューブを14,000rpm、4℃で5分間遠心分離した。上澄みをピペッティングにより注意深く除去し、ペレットを乾燥させた。エタノールが蒸発したら、適量のエンドトキシンフリーの水を加えた。DNAを4℃で一晩、水に再溶解する時間を与えた。少量のアリコートを採取し、NanodropデバイスでDNA濃度を測定した。
【0211】
実施例2
プラスミドの作製
発現カセットの組成
抗体鎖の発現には、以下の機能的要素を含む転写単位を使用した:
- イントロンAを含む、ヒトサイトメガロウイルス由来の前初期エンハンサー及びプロモーター、
- ヒト重鎖免疫グロブリン5’非翻訳領域(5’UTR)、
- マウス免疫グロブリン重鎖シグナル配列、
- それぞれの抗体鎖をコードする核酸、
- ウシ成長ホルモンポリアデニル化配列(BGH pA)、及び
- 任意に、ヒトガストリンターミネーター(hGT)。
【0212】
発現される所望の遺伝子を含む発現ユニット/カセットのほかに、基本的/標準的な哺乳動物発現プラスミドは、
- 大腸菌におけるこのプラスミドの複製を可能にするベクターpUC18からの複製起点、及び
- 大腸菌にアンピシリン耐性を付与するベータラクタマーゼ遺伝子を含む。
【0213】
フロント及びバックベクタークローニング
2プラスミド抗体構築物を構築するために、抗体HC及びLCを、L3及びLoxFAS配列を含む前方ベクター骨格、並びにLoxFAS及び2L配列並びに選択マーカーを含む後方ベクターにクローニングした。CreリコンビナーゼプラスミドpOG231(Wong,E.T.ら、Nucl.Acids Res.33(2005)e147;O’Gorman,S.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 94(1997)14602-14607)を、すべてのRMCEプロセスに使用した。
【0214】
それぞれの抗体鎖をコードするcDNAを、遺伝子合成(Geneart、Life Technologies Inc.)によって作製した。37℃で1時間、遺伝子合成物及びバックボーンベクターをHindIII-HF及びEcoRI-HF(NEB)で消化し、アガロースゲル電気泳動によって分離した。挿入断片及びバックボーンのDNA断片をアガロースゲルから切り取り、QIAquickゲル抽出キット(Qiagen)を用いて抽出した。製造業者のプロトコルに従って迅速ライゲーションキット(Roche)を用いて、3:1の挿入断片/バックボーン比で、精製した挿入断片及びバックボーン断片をライゲーションした。次いで、42℃で30秒間の熱ショックによってライゲーションアプローチをコンピテント大腸菌DH5αに形質転換し、37℃で1時間インキュベートした後、選択用のアンピシリンを含む寒天プレートに播種した。プレートを37℃で一晩インキュベートした。
【0215】
翌日、クローンを採取し、調製のために振盪しながら37℃で一晩インキュベートした。これは、EpMotion(登録商標)5075(Eppendorf)を用いて、又はそれぞれQIAprepスピンミニプレップキット(Qiagen)/NucleoBond XtraマキシEFキット(Macherey&Nagel)を用いて、実施した。すべてのコンストラクトを配列決定して、いかなる不適切な突然変異も存在しないように徹底した(SequiServe GmbH)。
【0216】
第2のクローニング工程において、第1のクローニングの場合と同じ条件を用いて、あらかじめクローニングしたベクターをKpnI-HF/SalI-HF及びSalI-HF/MfeI-HFで消化した。バックボーンベクターをKpnI-HF及びMfeI-HFで消化した。分離及び抽出を、前述したようにして実施した。製造業者のプロトコルに従ってT4 DNAリガーゼ(NEB)を用いて、1:1:1の挿入断片/挿入断片/バックボーン比で、精製した挿入断片及びバックボーンのライゲーションを4℃で一晩実施し、65℃で10分間、不活性化した。前述したようにして、下記のクローニング工程を実施した。
【0217】
実施例3
培養、トランスフェクション、選択及び単一細胞クローニング
宿主細胞を、独自のDMEM/F12ベースの培地中で、150rpmの一定の撹拌速度で、標準的な加湿条件下(95%rH、37℃、及び5%CO2)で、使い捨て125mlベント・シェイク・フラスコ内にて増殖させた。3~4日ごとに、細胞を、選択マーカー1及び選択マーカー2を有効濃度で含む合成培地に、3x10E5細胞/mlの濃度で播種した。培養物の密度と生存率を、Cedex HiRes細胞カウンタ(F.Hoffmann-La Roche Ltd、Basel、Switzerland)で測定した。
【0218】
安定したトランスフェクションのために、等モル量のフロントベクターとバックベクターを混合した。1μgのCre発現プラスミドを、5μgの混合物に添加した。
【0219】
トランスフェクションの2日前に、宿主細胞を、4x10E5細胞/mlの密度で、新鮮な培地に播種した。トランスフェクションは、NucleofectorキットV(Lonza、Switzerland)を使用して、製造元のプロトコルに従ってNucleofectorデバイスで実施した。3x10E7の細胞を、30μgのプラスミドでトランスフェクトした。トランスフェクション後、細胞を、選択剤を含まない30mlの培地に播種した。
【0220】
播種後5日目に細胞を遠心分離し、組換え細胞の選択のために6x10E5細胞/ mlの有効濃度の選択剤1と選択剤2を含む合成培地80mLに移した。細胞を37℃、150rpmでインキュベートした。この日から5%CO2、85%湿度で、分割はしなかった。培養物の細胞密度及び生存率を定期的にモニターした。培養物の生存率が再び増加し始めたとき、選択剤1及び2の濃度を、以前に使用した量の約半分に減少させた。
【0221】
選択を開始してから10日後、細胞内マーカー及び細胞表面に結合した二重特異性抗体の発現を測定するフローサイトメトリーによって、Cre媒介性カセット交換の成功を確認した。FACS染色のために、ヒト抗体の軽鎖及び重鎖に対するAPC抗体(アロフィコシアニン標識F(ab’)2断片ヤギ抗ヒトIgG)を使用した。フローサイトメトリーは、BD FACS Canto IIフローサイトメータ(BD、Heidelberg、Germany)を使用して実施した。サンプルあたり1万事象を測定した。生細胞を、側方散乱(SSC)に対する前方散乱(FSC)のプロットでゲートした。生細胞ゲートは、トランスフェクトされていない宿主細胞で定義され、FlowJo 7.6.5 ENソフトウェア(TreeStar、オルテン、スイス)を用いて、すべてのサンプルに適用された。細胞内マーカーの蛍光を、FITCチャネル(488nmでの励起、530nmでの検出)で定量化した。二重特異性抗体を、APCチャネル(645nmでの励起、660nmでの検出)で測定した。CHO親細胞、すなわち宿主細胞の作製に使用された細胞を、細胞内マーカー及び二重特異性抗体の発現に対するネガティブコントロールとして使用した。選択開始から14日後、生存率は90%を超え、選択は完了したとみなされた。
【0222】
実施例4
FACSスクリーニング
FACS解析を実施して、トランスフェクション効率を調べた。トランスフェクトされたアプローチの4×10E5細胞を遠心分離し(1200rpm、4分)、1mLのPBSで2回洗浄した。PBSを用いる洗浄工程の後、沈殿物を400μLのPBSに再懸濁し、FACSチューブ(セルストレーナーキャップ付きのFalcon(登録商標)丸底チューブ、Corning)に移した。FACS CantoIIを用いて測定を実施し、ソフトウェアFlowJoを用いてデータを解析した。
【0223】
実施例5
単一細胞のクローニング
耐性プールを、384ウェルプレートにおいて0.6細胞/ウェルで限界希釈することによって、単一細胞クローニングに供した。播種前に、プールを生細胞蛍光色素である5-クロロメチルフルオレセインジアセテート(CMFDA)で染色した。播種後、プレートを遠心分離し、蛍光モード及び明視野モードの両方で各ウェルから画像を取得した。蛍光イメージングは、明視野画像で観察されるように、生細胞の検出及び細胞様アーチファクトに対する分化を可能にする。播種の約2週間後、明視野イメージングによってコンフルエンスを決定した。単一細胞に由来すると同定されたコロニーを96ウェルプレートに拡大し、力価及び標的抗原への結合についてELISAによって分析した。
【0224】
実施例6
ELISAに基づく力価決定
希釈緩衝液(=1xPBS(0.01M KH2PO4、0.1M Na2HPO4、1.37M NaCl、0.027M KCl、pH7.0)、0.5% BSA、0.05% Tween 20(Sigma Aldrich、CAS# 9005-64-5))中の0.25μg/mLのビオチン化F(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG(Fcy spec.;Jackson ImmunoResearch,#109-066-098)及び検出抗体PODコンジュゲートF(ab’)2ヤギ抗ヒトIgG(Fcy spec;Jackson ImmunoResearch,#109-036-098)の混合物を、ストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレート(Nunc、384ウェル、#840010;20μL/ウェル)に添加した。対照抗体(TCB)を希釈緩衝液で0.2μg/mLの出発濃度に希釈し、12個の希釈液(希釈係数1:2)をアッセイプレートに移した(10μL/ウェル)。培養上清をアッセイプレート(10μL/ウェル)に添加し、プレートを撹拌なしで室温で1時間インキュベートした。ウェルを、それぞれ90μL/ウェルの洗浄緩衝液(=1xPBS(0.01M KH2PO4、0.1M Na2HPO4、1.37M NaCl、0.027M KCl、pH7.0)、0.1% Tween 20(Sigma Aldrich、CAS# 9005-64-5))で6回洗浄した。その後、30μL/ウェルの検出基質TMB(SeraCare,KPL SureBlue Reserve TMB Microwell Peroxidase Substrate,Cat# 5120-0087)を添加し、撹拌なしで室温で5分間インキュベートした。吸光度測定は、Powerwave HTリーダー(BioTeK)を使用して370nmの波長で行った。サンプル及び対照抗体のすべてのELISAシグナル(生データ)を、希釈緩衝液のみを含有するウェルについて測定されたシグナルの減算によってブランク補正した(ブランク補正データ)。12の濃度の対照抗体のブランク補正シグナルを使用して、標準曲線(線形回帰)を計算した。対照抗体の線形回帰式を用いて抗体力価を算出した。
【0225】
実施例7
ELISAに基づく結合アッセイ
希釈緩衝液(=1xPBS(0.01M KH2PO4、0.1M Na2HPO4、1.37M NaCl、0.027M KCl、pH7.0)、0.5% BSA、0.05% Tween 20(Sigma Aldrich、CAS# 9005-64-5))中の0.03μg/mLビオチン化抗原1-ヒトFc領域(huFc)コンジュゲート又は0.25μg/mLビオチン化抗原2-ヒトFc領域コンジュゲート及び検出抗体抗ヒトF(ab)2-HRP(Jackson ImmunoResearch,#109-036-006;1:5000 i.A.)のプレミックスをストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレート(Nunc;384ウェル、#840010;20μL/ウェル)に添加した。上清及び対照抗体を希釈緩衝液中0.05μg/mLの出発濃度に希釈し、ウェルに移し(5μL/ウェル)、撹拌なしで室温で1時間インキュベートした。精製された抗体主産物(ノブ・イントゥー・ホールヘテロ二量体)及び2つの抗体副産物(ホール・ホール及びノブ・ノブ、それぞれホモ二量体)を、それぞれ1:1.5の希釈係数で14希釈で添加し、サンプルをそれぞれ1:5.0625の希釈係数で4希釈で適用した。ウェルを、90μL/ウェルの洗浄緩衝液(=1xPBS(0.01M KH2PO4、0.1M Na2HPO4、1.37M NaCl、0.027M KCl、pH7.0)、0.1% Tween 20(Sigma Aldrich、CAS# 9005-64-5))で6回洗浄した。その後、30μL/ウェルの検出基質TMB(SeraCare,KPL SureBlue Reserve TMB Microwell Peroxidase Substrate,Cat# 5120-0087)を添加し、撹拌なしで室温で5分間インキュベートした。吸光度測定は、EnVisionリーダー(Perkin Elmer)を使用して370nmの波長で行った。
【0226】
実施例8
架橋ELISA AG12
非ビオチン化抗原2-huFcコンジュゲートを希釈緩衝液中0.5μg/mLの濃度でマイクロタイタープレート(Nunc,MaxiSorp,#464718)に直接コーティングし、撹拌なしで4°Cで一晩インキュベートした。プレートを洗浄し(洗浄緩衝液をそれぞれ含む3×90μL/ウェル;1xPBS(0.01M KH2PO4、0.1M Na2HPO4、1.37M NaCl、0.027M KCl、pH7.0)、0.1% Tween 20(Sigma Aldrich、CAS# 9005-64-5))、90μLブロッキング緩衝液(希釈緩衝液中2% BSA)で30分間ブロッキングし、プレートを再度洗浄した後(洗浄緩衝液でそれぞれ3×90μL/ウェル)、サンプル及び対照抗体を添加し、室温で1時間インキュベートした。精製された主産物(ノブ・イントゥー・ホールヘテロ二量体)及び2つの主副産物(ホール・ホール及びノブ・ノブ、それぞれホモ二量体)を、それぞれ1:1.5の希釈係数で14希釈で添加し、サンプルをそれぞれ1:5.0625の希釈係数で4希釈で適用した。プレートを洗浄した後(洗浄緩衝液で3×90μL/ウェル)、ビオチン化抗原1-huFcコンジュゲートとストレプトアビジンPODコンジュゲート(Roche Diagnostics GmbH,Mannheim,Germany)との混合物25μLを適用した。ウェルをそれぞれ90μL/ウェルの洗浄緩衝液で6回洗浄した。その後、30μL/ウェルの検出基質TMB(SeraCare,KPL SureBlue Reserve TMB Microwell Peroxidase Substrate,Cat# 5120-0087)を添加し、撹拌なしで室温で5分間インキュベートした。吸光度測定は、EnVisionリーダー(Perkin Elmer)を使用して370nmの波長で行った。
【0227】
実施例9
機械学習
入力データ
各細胞クローンについて、抗体価、抗原1への結合、抗原2への結合、並びに抗原1及び2への同時結合についてのELISAアッセイからのブランク補正読み取り値を入力データとして使用した。
【0228】
標的変数(機械学習において、ラベルと呼ばれる)として、歴史的プロジェクトからのヒト専門家による細胞クローン上清の5つの異なる産物カテゴリ(リード、副産物I、副産物II、非結合及び未定義)への分類を利用した。
【0229】
データのさらなる操作を実行し(特徴エンジニアリング)、入力データに加えてモデルに入力した。
【0230】
特徴の操作
予測モデルを構築するために、8つの異なるデータ処理変形が使用されている。したがって、ELISAアッセイからのブランク補正読み取り値を、以下の表に示すように様々な方法で変換した。
【0231】
【0232】
詳細には、処理変形は以下の通りであった。
【0233】
処理変形番号1:上清の結合及び架橋ELISAアッセイデータ(候補クローンの上清の吸光度補正ELISAシグナル)及び決定された総抗体価のみを使用した;これはベースライン実験であり;利用したデータはすべての連続実験の一部であった。
【0234】
処理変形番号2~8:3つの標準リード(100%精製された主産物)、副産物I(100%精製副産物I、ホール・ホールホモ二量体)及び副産物II(100%精製副産物II、ノブ・ノブホモ二量体)のアッセイ読み取り値をデータセットに追加したか(変形2)、又は改変形態で使用した(変形3~8);各標準を14の異なる濃度で決定した(標準曲線);変形2~5については、線形アッセイ範囲内のこれらの濃度のうちの4つを計算のために選択した。
【0235】
変形6~8については、分析した14の濃度のすべての中央値を使用したので、選択工程は必要としなかった。
【0236】
変形番号3~8は、1つ又は3つすべての標準からのデータに対して正規化されたデータを含んでいた。変形3は、リード標準に対して正規化されたサンプル値を利用したが、変形4は、3つすべての標準に対して正規化された値で機能した。
【0237】
変形番号5~8は、単純な値の代わりに比を含み、3つすべての標準に対して正規化された値として利用した。9つの可能な正規化された比のうち、変形7は9つすべてを含んでいたが、変形8は選択された4つのみを利用した。
【0238】
訓練
訓練のために、3つのプロジェクトをプールし、4番目のプロジェクトは最終モデル評価のために保留した(目に見えない試験データセット)。次いで、訓練データをモデル構築及びハイパーパラメータ最適化に使用した。H2O.aiのドライバレスAIツール形式を使用して、機械学習モデルを自動的に生成した。各処理変形(上記の表を参照)を使用してデータセットを生成し、その上で訓練及び評価を行った。
【0239】
試験
次いで、(最良のハイパーパラメータセットを有する)最終モデルのみを、目に見えない試験データセットに交差エントロピー損失関数を適用することによってスコア化した(プロジェクト4)。
【0240】
参考文献
Scikit-learn:Machine Learning in Python,Pedregosa et al.,JMLR 12,pp.2825-2830,2011.
【国際調査報告】