JP2017532290A - Cd3イプシロンおよびbcmaに対する二特異性抗体 - Google Patents
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Abstract
Description
BCMA;TR17_HUMAN、TNFRSF17(UniProt Q02223)としてもまた公知の、ヒトB細胞成熟抗原は、分化した形質細胞内で優先的に発現する、腫瘍壊死受容体スーパーファミリーのメンバーである(Laabiら、1992年、Madryら、1998年)。BCMAは、B細胞の成熟、成長、および生存に関与する、非グリコシル化III型膜貫通タンパク質である。BCMAは、TNFスーパーファミリーの2つのリガンド:BCMAに対する高アフィニティーリガンドであるAPRIL(増殖誘導性リガンド)と、BCMAに対する低アフィニティーリガンドであるB細胞活性化因子(BAFF)(THANK、BlyS、Bリンパ球刺激因子、TALL−1、およびzTNF4)とに対する受容体である。APRILとBAFFとは、構造的類似性および重複を示すが、顕著に異なる受容体結合特異性も示す。また、負の調節因子TACIも、BAFFおよびAPRILの両方に結合する。APRILおよびBAFFの、BCMAおよび/またはTACIへの協調した結合は、転写因子NF−κBを活性化させ、生存促進性Bcl−2ファミリーメンバー(例えば、Bcl−2、Bcl−xL、Bcl−w、Mcl−1、A1)の発現およびアポトーシス促進性因子(例えば、Bid、Bad、Bik、Bimなど)の下方調節を増大させ、こうして、アポトーシスを阻害し、生存を促進する。この作用の組合せは、B細胞の分化、増殖、生存、および抗体産生を促進する(Rickert RCら、Immunol Rev(2011年)、244巻(1号):115〜133頁において総説されている)。
本発明は、ヒトBCMA(さらにまた、「BCMA」とも称する)の細胞外ドメイン、およびヒトCD3ε(さらにまた、「CD3」とも称する)である、2つの標的に特異的に結合する、二価または三価の二特異性抗体であって、軽鎖およびそれぞれの重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられており、定常ドメインCLを含むことを特徴とし、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、それぞれの定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)、またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)二特異性抗体に関する。抗体は、CD3への結合について一価であることが好ましい。定常ドメインCL内の124位におけるアミノ酸の置きかえに加えて、123位におけるアミノ酸も、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されていることが好ましい。抗体は、CD3への結合について一価であり、アミノ酸124がKであり、アミノ酸147がEであり、アミノ酸213がEであり、アミノ酸123がRであることが好ましい。
a)BCMAに特異的に結合する第1の抗体の第1の軽鎖および第1の重鎖と;
b)CD3に特異的に結合する第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖であって、第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられている、第2の軽鎖および第2の重鎖とを含み;
c)a)第1の軽鎖の定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、a)第1の重鎖の定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)(例えば、図1A、2A、2C、3A、3Cを参照されたい)こと
を特徴とする二特異性抗体に関する。
a)BCMAに特異的に結合する第1の抗体の第1の軽鎖および第1の重鎖と;
b)CD3に特異的に結合する第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖であって、第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられている、第2の軽鎖および第2の重鎖とを含み;
c)b)第2の軽鎖の定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、b)第2の重鎖の定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)(例えば、図1B、2B、2D、3B、3Dを参照されたい)こと
を特徴とする二特異性抗体にも関する。
i)配列番号43、配列番号44、配列番号45、および配列番号46(セット1)、
ii)配列番号45、配列番号47、配列番号48、および配列番号49(セット2)、ならびに
iii)配列番号45、配列番号50、配列番号51、および配列番号52(セット3)
からなる群から選択される、重鎖および軽鎖のセットを含むことを特徴とする二特異性抗体に関する。
a)二特異性抗体内の他方の重鎖のCH3ドメインの元の界面と向かい合う、一方の重鎖のCH3ドメインの元の界面内で、アミノ酸残基が、より大きい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、一方の重鎖のCH3ドメインの界面内に、他方の重鎖のCH3ドメインの界面内の空洞にはまる突起が作出されるように、一方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと、
b)二特異性抗体内の第1のCH3ドメインの元の界面と向かい合う、第2のCH3ドメインの元の界面内で、アミノ酸残基が、より小さい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、第2のCH3ドメインの界面内に、第1のCH3ドメインの界面内の突起がはまる空洞が作出されるように、他方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと
を特徴とすることが好ましい。
a)宿主細胞を、本発明に従う抗体の軽鎖および重鎖をコードする核酸分子を含むベクターで形質転換するステップと、
b)宿主細胞を、前記抗体分子の合成を可能とする条件下で培養するステップと、
c)前記抗体分子を、前記培養物から回収するステップと
を含む方法である。
本発明者らは、VH/VLの交換を伴う、CD3εおよびBCMAに対する二特異性抗体は、CD3εまたはBCMAに対する抗体部分の軽鎖CL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、それぞれの定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)、またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)場合、高収率で作製され、容易に精製されうることを見出した。
i)本発明に従う抗体内の他方の重鎖のCH3ドメインの元の界面と向かい合う、一方の重鎖のCH3ドメインの元の界面内で、アミノ酸残基が、より大きい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、一方の重鎖のCH3ドメインの界面内に、他方の重鎖のCH3ドメインの界面内の空洞にはまる突起が作出されるように、一方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと、
ii)本発明に従う抗体内の第1のCH3ドメインの元の界面と向かい合う、第2のCH3ドメインの元の界面内で、アミノ酸残基が、より小さい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、第2のCH3ドメインの界面内に、第1のCH3ドメインの界面内の突起がはまる空洞が作出されるように、他方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと
を特徴とする。
・長い消失半減期(数時間ではなく、数日間)
・簡便な週2回または1回の投与(患者が数週間/数カ月間携行するポンプによる投与ではない)
・BCMA−TCBにより誘導される腫瘍細胞殺滅に対する、BCMAの天然リガンドであるAPRILの血中濃度および骨髄濃度の最小限の影響(多発性骨髄腫を伴う患者は、APRIL濃度の極めて大きなばらつきを示し、有効性が、APRILレベルに強く依存する場合、APRILレベルの高い患者では、薬物の有効性が低減されるか、または薬物の有効性がみられないことすらありうる)
・BCMA×CD3 TCB抗体の高度の安定性および低度の凝集をもたらす、分子フォーマットおよび構造
・以下の措置によって高品質の製造を可能とし、精製を容易とする、分子構造の最適化:
軽鎖の誤対合を低減する、CLおよびCH1内のアミノ酸置換
軽鎖の誤対合を低減する、VL−VHクロスオーバー
好ましくは、適正な重鎖対合を改善するKIH(knob−into−hole)技術
・好ましくは、補体系および/またはFcRを保有するエフェクター細胞との相互作用に由来する潜在的な副作用を回避する、FcのCH3内のPro329およびL234AおよびL235Aのアミノ酸置換
を有する。
83A10−TCB:39、40、41、42(比較)
83A10−TCBcv:43、44、45、46(図2A)
17A5−TCBcv:45、47、48、49(図2A)
13A4−TCBcv:45、50、51、52(図2A)
が必要とされる。
a)BCMAに特異的に結合する第1の抗体の第1の軽鎖および第1の重鎖と;
b)CD3に特異的に結合する第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖であって、第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられている、第2の軽鎖および第2の重鎖とを含み;
c)a)下にある第1の軽鎖の定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、a)下にある第1の重鎖の定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)こと
を特徴とする二特異性抗体。
a)BCMAに特異的に結合する第1の抗体の第1の軽鎖および第1の重鎖と;
b)CD3に特異的に結合する第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖であって、第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられている、第2の軽鎖および第2の重鎖とを含み;
c)b)下にある第2の軽鎖の定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、b)下にある第2の重鎖の定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)こと
を特徴とする二特異性抗体。
を特徴とする、上記の実施形態2に従う二特異性抗体。
を特徴とする、上記の実施形態3に従う二特異性抗体。
i)配列番号43、配列番号44、配列番号45、および配列番号46(セット1)、
ii)配列番号45、配列番号47、配列番号48、および配列番号49(セット2)、ならびに
iii)配列番号45、配列番号50、配列番号51、および配列番号52(セット3)
からなる群から選択される、重鎖および軽鎖のセットを含むことを特徴とする二特異性抗体。
a)二特異性抗体内の他方の重鎖のCH3ドメインの元の界面と向かい合う、一方の重鎖のCH3ドメインの元の界面で、アミノ酸残基が、より大きい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、一方の重鎖のCH3ドメインの界面内に、他方の重鎖のCH3ドメインの界面内の空洞にはまる突起が作出されるように、一方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと、
b)二特異性抗体内の第1のCH3ドメインの元の界面と向かい合う、第2のCH3ドメインの元の界面内で、アミノ酸残基が、より小さい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、第2のCH3ドメインの界面内に、第1のCH3ドメインの界面内の突起がはまる空洞が作出されるように、他方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと
を特徴とする、実施形態1から25のいずれか1つに従う抗体。
a)宿主細胞を、実施形態1から26のいずれか1つに従う抗体の軽鎖および重鎖をコードする核酸分子を含むベクターで形質転換するステップと、
b)宿主細胞を、前記抗体分子の合成を可能とする条件下で培養するステップと、
c)前記抗体分子を、前記培養物から回収するステップと
を含む方法。
Sambrook,J.ら、Molecular cloning:A laboratory manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、New York、1989年において記載されている、標準的方法を使用して、DNAを取り扱った。分子生物学的試薬は、製造元の指示書に従い使用した。ヒト免疫グロブリンの軽鎖および重鎖のヌクレオチド配列に関する一般的な情報は、Kabat, E.A.ら、(1991年)、Sequences of Proteins of Immunological Interest、5版、NIH刊行物番号91−3242において与えられている。抗体鎖のアミノ酸は、Kabat,E.A.ら、Sequences of Proteins of Immunological Interest、5版、Public Health Service、National Institutes of Health、Bethesda、MD、(1991年)に従い番号付けされ、言及された。
a)所望の遺伝子セグメントは、化学合成により制作されたオリゴヌクレオチドから調製した。単一の制限エンドヌクレアーゼ切断部位に挟まれた、600〜1800bp長の遺伝子セグメントを、PCR増幅を含む、オリゴヌクレオチドのアニーリングおよびライゲーションによりアセンブルし、その後、指し示される制限部位、例えば、Kpnl/SadまたはAscl/Paclを介して、pPCRScript(Stratagene)ベースのpGA4クローニングベクターへとクローニングした。サブクローニングされた遺伝子断片のDNA配列は、DNAシークエンシングにより確認した。遺伝子合成断片は、Geneart(Regensburg、Germany)で提供されている仕様に従い、注文した。
DNA配列は、二本鎖シークエンシングにより決定した。
Clone Manager(Scientific & Educational Software)ソフトウェアパッケージバーション9.2を、配列のマッピング、解析、注釈づけ、および例示のために使用した。
a)下で記載される抗体鎖を含む融合遺伝子は、PCRおよび/または遺伝子合成により作出し、対応する核酸セグメントの接続であって、例えば、それぞれのベクター内で固有の制限部位を使用する接続によって、公知の組換え方法および技法によりアセンブルした。サブクローニングされた核酸配列は、DNAシークエンシングにより検証した。一過性トランスフェクションのためには、形質転換されたE.coli培養物(Nucleobond AX、Macherey−Nagel)からのプラスミド調製により、より大量のプラスミドを調製する。
Current Protocols in Cell Biology(2000年)、Bonifacino,J.S.、Dasso,M.、Harford,J.B.、Lippincott−Schwartz,J.、およびYamada,K.M.(編)、John Wiley&Sons,Inc.において記載されている、標準的な細胞培養技法を使用する。
二特異性抗体は、ポリマーベースのトランスフェクションを使用して、懸濁液中で培養される、HEK293−EBNA細胞内の、それぞれの哺乳動物用発現ベクターの一過性共トランスフェクションにより発現させた。トランスフェクションの1日前に、HEK293−EBNA細胞を、6mMのL−グルタミンを補充した、Ex−Cell培地中に、生細胞150万個/mLで播種した。最終的な産生容量1mL当たり、生細胞200万個を遠心分離した(210×gで5分間)。上清を吸引し、細胞を、100μLのCD CHO培地中に再懸濁させた。最終的な産生容量1mL当たりのDNAは、1μgのDNA(重鎖:修飾重鎖:軽鎖:修飾軽鎖の比=1:1:2:1)を、100μLのCD CHO培地中で混合することにより調製した。0.27μLのポリマーベースの溶液(1mg/mL)を添加した後で、混合物を、15秒間ボルテックスし、室温で10分間放置した。10分後、再懸濁させた細胞およびDNA/ポリマーベースの溶液混合物をまとめ、次いで、適切な容器へと移し、これを、振とうデバイス(37℃、5%のCO2)内に置いた。3時間のインキュベーション時間後に、6mMのL−グルタミン、1.25mMのバルプロ酸、および12.5%のPepsoy(50g/L)を補充した、800μLのEx−Cell Mediumを、最終的な産生容量1mL当たり添加した。24時間後、70μLのフィード溶液を、最終的な産生容量1mL当たり添加した。7日後、または細胞の生存率が、70%と等しいかまたはそれ未満となったところで、遠心分離および滅菌濾過により、細胞を、上清から分離した。抗体は、アフィニティーステップ、ならびにカチオン交換クロマトグラフィーおよびサイズ除外クロマトグラフィーである、1つまたは2つの仕上げステップにより精製した。要請される場合は、さらなる仕上げステップも使用した。組換え抗BCMAヒト抗体および二特異性抗体は、ポリマーベースのトランスフェクションを使用して、懸濁液中で、HEK293−EBNA細胞に、哺乳動物用発現ベクターを共トランスフェクトすることにより作製した。細胞には、フォーマットに応じて、2つまたは4つのベクターをトランスフェクトした。ヒトIgG1では、一方のプラスミドにより、重鎖をコードし、他方のプラスミドにより、軽鎖をコードした。二特異性抗体では、4つのプラスミドを共トランスフェクトした。これらのうちの2つにより、2つの異なる重鎖をコードし、他の2つにより、2つの異なる軽鎖をコードした。トランスフェクションの1日前に、HEK293−EBNA細胞を、6mMのL−グルタミンを補充した、F17 Medium中に、生細胞150万個/mLで播種した。
抗体濃度の決定は、0.1%の抗体溶液の吸光度についての理論値を使用する、280nmにおける吸光度の測定により行った。この値は、アミノ酸配列に基づくものであり、GPMAWソフトウェア(Lighthouse data)により計算した。
NuPAGE(登録商標)Pre−Castゲルシステム(Invitrogen)を、製造元の指示書に従い使用する。特に、10%または4〜12%のNuPAGE(登録商標)Novex(登録商標)Bis−TRIS Pre−Castゲル(pH6.4)およびNuPAGE(登録商標)MES(還元ゲル、NuPAGE(登録商標)Antioxidantランニングバッファー添加剤を伴う)、またはMOPS(非還元ゲル)ランニングバッファーを使用する。
プロテインAアフィニティークロマトグラフィーによる精製
アフィニティーステップのために、上清を、20mMのリン酸ナトリウム、20mMのクエン酸ナトリウム、pH7.5 6CVで平衡化させたプロテインAカラム(HiTrap Protein A FF、5mL、GE Healthcare)上にロードした。同じ緩衝液による洗浄ステップの後で、20mMのリン酸ナトリウム、100mMの塩化ナトリウム、100mMのグリシン、pH3.0による段階的溶出によって、抗体を、カラムから溶出させた。所望の抗体を伴う画分を、0.5Mのリン酸ナトリウム、pH8.0(1:10)で速やかに中和し、プールし、遠心分離により濃縮した。濃縮物は、滅菌濾過し、さらにカチオン交換クロマトグラフィーおよび/またはサイズ除外クロマトグラフィーに掛けた。
カチオン交換クロマトグラフィーステップのために、濃縮されたタンパク質を、アフィニティーステップのために使用した溶出緩衝液で、1:10に希釈し、カチオン交換カラム(Poros 50 HS、Applied Biosystems)へとロードした。それぞれ、20mMのリン酸ナトリウム、20mMのクエン酸ナトリウム、20mMのトリス、pH5.0、および20mMのリン酸ナトリウム、20mMのクエン酸ナトリウム、20mMのトリス、100mMの塩化ナトリウム、pH5.0である、平衡緩衝液および洗浄緩衝液による、2回の洗浄ステップの後で、タンパク質を、20mMのリン酸ナトリウム、20mMのクエン酸ナトリウム、20mMのトリス、100mMの塩化ナトリウム、pH8.5を使用する勾配により溶出させた。所望の抗体を含有する画分は、プールし、遠心分離により濃縮し、滅菌濾過し、さらにサイズ除外ステップに掛けた。
サイズ除外ステップのために、濃縮されたタンパク質を、製剤緩衝液としての、Tween20を伴うかまたは伴わない、20mMのヒスチジン、140mMの塩化ナトリウム、pH6.0と共に、XK16/60 HiLoad Superdex 200カラム(GE Healthcare)に注入した。単量体を含有する画分は、プールし、遠心分離により濃縮し、滅菌バイアルへと滅菌濾過した。
最終タンパク質調製物の純度および単量体含量は、25mMのリン酸カリウム、125mMの塩化ナトリウム、200mMのL−アルギニン一塩酸塩、0.02%(w/v)のアジ化ナトリウム、pH6.7による緩衝液中で、CE−SDS(Caliper LabChip GXIIシステム(Caliper Life Sciences))およびHPLC(TSKgel G3000 SW XL解析用サイズ除外カラム(Tosoh))のそれぞれにより決定した。
脱グリコシル化
分子の均質の調製を確認するために、最終タンパク質溶液を、LC−MS解析により解析した。炭水化物により導入される異質性を除去するために、構築物を、PNGaseF(ProZyme)で処理する。したがって、2Mのトリス2μを、濃度を0.5mg/mlとする20μgのタンパク質へと添加することにより、タンパク質溶液のpHを、pH7.0へと調整した。0.8μgのPNGaseFを、添加し、37℃で12時間インキュベートした。
LC−MS法は、TOF 6441質量分析計(Agilent)へとカップリングさせた、Agilent HPLC 1200上で実施した。クロマトグラフィーによる分離は、Macherey Nagel Polystereneカラム;RP1000−8(粒子サイズを8μmとする、4.6×250mm;カタログ番号719510)上で実施した。溶離液Aは、水中に5%のアセトニトリル、および0.05%(v/v)のギ酸であり、溶離液Bは、95%のアセトニトリル、5%の水、および0.05%のギ酸であった。流量は、1ml/分であり、分離は、40℃で実施し、前に記載した処理により、6μg(15μl)のタンパク質試料を得た。
末梢血単核細胞(PBMC)は、Histopaque密度遠心分離により、地域の血液バンク、または健常ヒトドナーに由来する採取したての血液から得られる、富化されたリンパ球調製物(軟膜)から調製した。略述すると、血液を、滅菌PBSで希釈し、Histopaque勾配(Sigma、H8889)にわたり、注意深く層化させた。450×g、室温で30分間遠心分離の後(ブレーキをオフに切り替える)、PBMCを含有する相間部の上方の血漿部分を廃棄した。PBMCを、新しい50ml Falconチューブへと移し、チューブを、PBSで、50mlの総容量まで満たした。混合物を、400×g、室温で10分間遠心分離した(ブレーキをオンに切り替える)。上清を廃棄し、PBMCペレットを、滅菌PBSで2回洗浄した(350×g、4℃で10分間の遠心分離ステップ)。結果として得られるPBMC集団を、自動的にカウントし(ViCell)、アッセイ開始まで、インキュベーター内、37℃、5%のCO2、10%のFCS、および1%のL−アラニル−L−グルタミン(Biochrom、K0302)を含有するRPMI1640培地中で保存した。
末梢血単核細胞(PBMC)は、Histopaque密度遠心分離により、地域の血液バンク、または健常ヒトドナーに由来する採取したての血液から得られる、富化されたリンパ球調製物(軟膜)から調製した。PBMCからのT細胞の富化は、製造元の指示書に従い、Miltenyi Biotec(型番130−093−244)製のNaive CD8+ T cell isolation Kitを使用して実施したが、CD8+T細胞の最後の単離ステップは省略した(初代ヒト汎T細胞の単離についての記載もまた参照されたい)。
末梢血単核細胞(PBMC)は、密度遠心分離により、健常カニクイザルドナーに由来する採取したての血液から、以下の通りに調製した:ヘパリン処理された血液を、滅菌PBSで1:3に希釈し、Lymphoprep培地(Axon Lab型番1114545)を、滅菌PBSで90%まで希釈した。2倍容量の希釈された血液を、1倍容量の、希釈された密度勾配にわたり層化させ、PBMC画分を、520×g、室温で、ブレーキを伴わない、30分間の遠心分離により分離した。PBMCバンドを、新しい50ml Falconチューブへと移し、滅菌PBSで、400×g、4℃で10分間の遠心分離によって洗浄した。1回の低速遠心分離(150×g、4℃で15分間)を実施して、血小板を除去し、結果として得られるPBMC集団を、自動的にカウントし(ViCell)、さらなるアッセイのために速やかに使用した。
抗BCMA抗体の作出
(実施例1.1)
抗原およびツール試薬の作製
(実施例1.1.1)
可溶性の組換えヒトBCMA細胞外ドメイン
BamH1部位(太字、下線を付す)を組み込む、AAGCTTGGATCCATGTTGCAGATGGCTGGGCAGTGCTCC−3(配列番号9)、および
リバースプライマー:5−GAATTCGCGGCCGCTCATCCTTTCACTGAATTGGTCACACTTGCATTAC−3(配列番号10);
プライマー:5−ACGTTAGATCTCCACTCAGTCCTGCATCTTGTTCCAGTTAAC−3(配列番号11)、および
リバースプライマー:5−AACGTTGCGGCCGCTAGTTTCACAAACCCCAGG−3(配列番号12);
HindIII制限部位(太字、下線を付す)およびKozakコンセンサス配列を含む、GAATTCAAGCTTGCCACCATGTTGCAGATGGCTGGGCAGTGCTCC−3(配列番号13)、ならびに
リバースプライマー:5−GAATTCTCTAGATTACCTAGCAGAAATTGATTTCTCTATCTCCGTAGC−3(配列番号14)
を使用した。
組換え切断型マウスAPRIL
ファージディスプレイ選択およびELISAのためのツール(競合物質)として使用される、組換え切断型マウスAPRILを、HEK EBNA細胞内で、N末端単量体のFc融合体として一過性に発現させた。マウスAPRILは、ヒスチジン106〜ロイシン241を含んだ。マウスAPRILを、N末端において、ヒトIgG1のヒンジへと融合させ、KIH(knob−into−hole)技術による、非融合ヒトIgG1 Fc部分(ホール鎖)とのヘテロ二量体化を可能とした。
ツールとしてのBCMA発現細胞
ヒトBCMA、カニクイザルBCMA、またはマウスBCMAをそれらの表面において発現する組換え細胞
a)全長BCMAを一過性に発現させるHEK293−EBNA細胞の作製
BCMAを一過性に発現させるHEK293−EBNA細胞は、ポリマーベースのトランスフェクションを使用して、懸濁液中で、HEK293−EBNA細胞に、哺乳動物用発現ベクターをトランスフェクトすることにより作製した。細胞に、全長ヒトBCMA、全長マウスBCMA、または全長カニクイザルBCMAをコードする遺伝子を含有するベクターをトランスフェクトした。トランスフェクションの1日前に、HEK293−EBNA細胞を、6mMのL−グルタミンを補充した、Ex−Cell(登録商標)GTM−3培地中に、生細胞150万個/mLで播種した。
ヒトBCMA、カニクイザルBCMA、またはマウスBCMAを過剰発現するCHO細胞系は、ウイルス様粒子(VLP)の形質導入により作出した。レンチウイルスベースのウイルス様粒子は、HEK293T(ATCC CRL11268)細胞への、ViraSafe(商標)Lentiviral Packagingプラスミド(Cell Biolabs、USA)と、ヒトBCMA、マウスBCMA、またはカニクイザルBCMAをコードするレンチウイルス発現ベクターとの共トランスフェクションにより作製した。プラスミドの、HEK293T細胞へのトランスフェクションは、製造元の指示書に従い、Lipofectamine LTX(Life Technologies、USA)により実施した。トランスフェクションは、2.5μgのプラスミドDNAを使用して、トランスフェクションの前日に、細胞6×105個/ウェルを播種された6ウェルプレート内で行った。各トランスフェクションは、0.4μgのpRSV−Revパッケージングベクター、0.4μgのpCgpVパッケージングベクター、0.4μgのpCMV−VSV−Gエンベロープベクター、および1.3μgのヒトB(pETR14305)、マウス(pETR14304)、またはカニクイザル(pETR14306)BCMAの発現ベクターを含有した。VLPを含有する上清は、48時間後に収集し、小孔サイズを0.45μmとするポリエーテルスルホン膜を介して濾過した。安定的なBCMA発現細胞系を作出するために、CHO細胞を、細胞1.0×106個/ウェルで、6ウェルプレート内に播種し、2mLのVLPを含有する上清を重層させた。形質導入は、Eppendorf centrifuge 5810 table−top centrifuge(Eppendorf、Germany)内で、800×gおよび32℃で30分間スピノキュレーションにより実行した。ウイルス上清は、スピノキュレーションの12時間後に、未使用の培地と交換した。形質導入の3日後に、ピューロマイシンを、6μg/mLまで添加し、細胞を、何代かの継代にわたり培養した。BCMA陽性細胞のプールは、交差反応性のAlexa Fluor 448で標識された抗BCMA抗体を使用する、FACS分取(FACS ARIA、Becton,Dickinson and Company、USA)により得た。
i.BCMAを安定的に発現するHEK293T細胞系の作出
ヒトBCMAまたはカニクイザルBCMAを過剰発現させるHEK293T(ATCC CRL11268)細胞系は、ウイルス様粒子(VLP)の形質導入により作出した。レンチウイルスベースのウイルス様粒子は、HEK293T細胞への、ViraSafe(商標)Lentiviral Packagingプラスミド(Cell Biolabs)と、ヒトBCMAまたはカニクイザルBCMAをコードするレンチウイルス発現ベクターとの共トランスフェクションにより作製した。プラスミドの、HEK293T細胞へのトランスフェクションは、製造元の指示書に従い、Lipofectamine LTX(Life Technologies)により実施した。トランスフェクションは、2.5μgのプラスミドDNAを使用して、トランスフェクションの前日に、細胞6×105個/ウェルを播種された6ウェルプレート内で行った。各トランスフェクションは、0.4μgのpRSV−Revパッケージングベクター、0.4μgのpCgpVパッケージングベクター、0.4μgのpCMV−VSV−Gエンベロープベクター、および1.3μgのヒト(pETR14305)またはカニクイザル(pETR14306)BCMA発現ベクターを含有した。VLPを含有する上清は、48時間後に収集し、小孔サイズを0.45μmとするポリエーテルスルホン膜を介して濾過した。安定的なBCMA発現細胞系を作出するために、HEK293T細胞を、細胞1.0×106個/ウェルで、6ウェルプレート内に播種し、1mLのVLPを含有する上清を重層させた。形質導入は、Eppendorf centrifuge 5810 table−top centrifuge(Eppendorf)内で、800×gおよび32℃で30分間スピノキュレーションにより実行した。ウイルス上清は、スピノキュレーションの12時間後に、未使用の培地と交換した。形質導入の3日後に、ピューロマイシンを、1μg/mLまで添加し、細胞を、何代かの継代にわたり培養した。BCMA陽性細胞のクローンは、ヒト/カニクイザル交差反応性抗BCMA抗体(MAB 83A10)と、二次抗体として、FITCコンジュゲートFcガンマ特異的ヤギ抗ヒトIgG(Jackson ImmunoResearch、型番109−095−098)を使用する、FACS分取(FACS ARIA、Becton,Dickinson and Company)により得た。
抗FLAG M2抗体(Sigma−Aldrich、型番F3165)を使用するフローサイトメトリー解析を、形質導入されたHEK293T細胞内の、FLAGでタグ付けされたカニクイザルBCMAとヒトBCMAとの同等な発現レベルを確認するのに使用した。細胞内FLAGタグを、ヒトBCMAおよびカニクイザルBCMAのC末端へと融合させた。細胞内染色のために、細胞106個を洗浄し、パラホルムアルデヒドで固定し、PBS中に1%のサポニンを使用して透過処理し、次いで、抗FLAG M2抗体と共に、4℃で30分間インキュベートした。細胞を、PBSですすぎ、RPEコンジュゲートヤギ抗マウス抗体(AbD Serotec、型番103001)と共に、30分間インキュベートし、PBSで3回洗浄し、フローサイトメトリー解析のために、1mLのPBS/5%のFCS中で再懸濁させた。
それらの表面上でBCMAを発現するヒト骨髄腫細胞系
BCMAの発現を、フローサイトメトリーにより、5つのヒト骨髄腫細胞系(NCI−H929、RPMI−8226、U266B1、L−363およびJJN−3)上で評価した。NCI−H929細胞((H929)ATCC(登録商標)CRL−9068(商標))を、10〜20%の熱不活化FCSを伴い、2mMのL−グルタミン、1mMのピルビン酸ナトリウム、および50μMのメルカプトエタノールを含有する場合もある、80〜90%のRPMI 1640中で培養した。RPMI−8226細胞((RPMI)ATCC(登録商標)CCL−155(商標))を、90%のRPMI 1640、および10%の熱不活化FCSを含有する培地中で培養した。U266B1((U266)ATCC(登録商標)TIB−196(商標))細胞を、2mMのL−グルタミン、10mMのHEPES、1mMのピルビン酸ナトリウム、4500mg/Lのグルコース、および1500mg/Lの炭酸水素ナトリウム、および15%の熱不活化FCSを含有するように改変されたRPMI−1640培地中で培養した。L−363細胞系(Leibniz Institute DSMZ(German collection of microorganisms and cell cultures);DSMZ受託番号ACC 49)を、85%のRPMI 1640、および15%の熱不活化FCS中で培養した。JJN−3細胞系(DSMZ受託番号ACC 541)を、40%のダルベッコMEM+40%のイスコフMDM+20%の熱不活化FBS中で培養した。略述すると、細胞を採取し、洗浄し、生存率についてカウントし、96ウェル丸底プレートの細胞50,000個/ウェルで再懸濁させ、10μg/mlの抗ヒトBCMA抗体(Abcam、型番ab54834、マウスIgG1)と共に、4℃で30分間インキュベートした(内部化を防止するように)。マウスIgG1を、アイソタイプ対照として使用した(BD Biosciences、型番554121)。次いで、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、2回洗浄し、FITCコンジュゲート抗マウス二次抗体と共に、4℃で30分間インキュベートした。インキュベーション時間の終了時に、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、FACS緩衝液で2回洗浄し、100ulのFACS緩衝液中に再懸濁させ、FACS Divaソフトウェアを作動させるCantoIIデバイス上で解析した。H929骨髄腫細胞系、RPMI−8226骨髄腫細胞系、およびU266B1骨髄腫細胞系の表面膜上のBCMA受容体数の相対定量化は、QIFIKIT解析(Dako、型番K0078、製造元の指示書に従う)により評価した。H929細胞は、ヒトBCMAを、他の骨髄腫細胞系の最大5〜6倍の最高密度で発現させた。H929は、BCMAの発現が低度な骨髄腫細胞である、RPMI−8226、U266、およびL363と比較して、BCMAの発現が高度な骨髄腫細胞系であると考えられる。表4および4Aは、ヒト多発性骨髄腫細胞系の細胞表面上の相対BCMA受容体数についてまとめる。
in vitroにおける組換えライブラリーからBCMA結合剤を得ること
(実施例1.3.1)
汎用Fabライブラリーの構築
Fabフォーマットの汎用抗体ライブラリーは、ヒト生殖細胞系列遺伝子に基づき、以下のVドメイン対合:DP47−3ライブラリーのための、Vk3_20カッパ軽鎖の、VH3_23重鎖との対合、およびDP88−3ライブラリーのための、Vk1_17カッパ軽鎖の、VH1_69重鎖との対合を使用して構築する。いずれのライブラリーも、軽鎖のCDR3(L3)内および重鎖のCDR3(H3)内で無作為化し、SOE(splicing by overlapping extension)−PCRにより、1つのライブラリー当たり3つの断片からアセンブルする。断片1が、無作為化されたL3を含む抗体遺伝子の5’末端を含み、断片2が、L3〜H3にわたる、中央の定常断片であるのに対し、断片3は、抗体遺伝子の無作為化されたH3および3’部分を含む。以下のプライマーの組合せを使用して、DP47−3ライブラリーのためのライブラリー断片:断片1(LMB3−LibL1b_new)、断片2(MS63〜MS64)、断片3(Lib2H−fdseqlong)を作出する。WO2012020038の表1を参照されたい。以下のプライマーの組合せを使用して、DP88−3ライブラリーのためのライブラリー断片:断片1(LMB3−RJH_LIB3)、断片2(RJH31〜RJH32)および断片3(LIB88_2−fdseqlong)を作出する。WO2012020038の表3および4を参照されたい。
抗BCMA Fabクローンの選択
抗BCMA Fabは、ファージディスプレイにより、異なるVドメインファミリーに由来するVLとVHとの対合からなる合成Fabライブラリーから確立した。クローン17A5および83A10は、Vk3_20/VH3_23サブライブラリーから、クローン13A4は、Vk2D_28/VH5_1サブライブラリーから、それぞれ、作出した(表5)。これらのライブラリーは、VLドメインのCDR3(3つの異なる長さ)内およびVHドメインのCDR3(6つの異なる長さ)内の配列多様性を伴う完全ヒトフレームワークに基づく。
BCMA結合アッセイ:表面プラズモン共鳴
a)抗BCMA Fabクローンのアフィニティー(KD)は、ニュートラアビジン捕捉により、ビオチニル化ヒトBCMA、ビオチニル化カニクイザルBCMA、およびビオチニル化マウスBCMAをNLCチップ上に固定化して、25℃でProteOn XPR36計器(Biorad)を使用する、表面プラズモン共鳴により測定した(表6)。無関係なビオチニル化Fc KIH(knob−into−hole)構築物も同様に、陰性対照として固定化した。抗原(リガンド)の固定化:組換え抗原を、PBST(10mMのリン酸塩、150mMの塩化ナトリウム、pH7.4、0.005%のTween 20)で、10ug/mlへと希釈し、次いで、40ul/分で300秒間、垂直方向に注入した。解析物の注入:ワンショット反応速度測定のために、注入方向を、水平方向へと変化させ、会合時間を200または300秒間とし、解離時間を300秒間として、精製Fabの2倍の希釈系列(濃度範囲を変化させる)を、チャネル1〜5に沿って、40ul/分で、同時に注入した。基準化のための「インラインの」ブランクをもたらすように、6番目のチャネルに沿って、緩衝液(PBST)を注入した。会合速度定数(kon)および解離速度定数(koff)は、ProteOn Manager v3.1ソフトウェアにおいて、単純な一対一ラングミュア結合モデルを使用して、会合センサーグラムと解離センサーグラムとを同時に当てはめることにより計算した。平衡解離定数(KD)は、koff/konの比として計算した。再生は、10mMのグリシン−HCl pH 1.5を、100ul/分の流量で、18秒間の接触時間使用して、水平方向で実施した。
抗BCMA IgG抗体の、huTACI−RおよびhuBAFF−Rに対する特異性についての試験
TNF−TNF−Rスーパーファミリーのメンバーとして、TACI受容体およびBAFF受容体は、細胞外ドメイン内の相同性を、それぞれ、22%、および18.5%として、BCMA受容体と類縁である。したがって、表面プラズモン共鳴(SPR)による結合実験を実施して、抗BCMA IgG抗体の特異性について検討する。全てのSPR実験は、Biacore T200(GE Healthcare)上、25℃で、HBS−EP(0.01MのHEPES pH7.4、0.15MのNaCl、3mMのEDTA、0.005%のSurfactant P20)をランニングバッファーとして実施する。標準的なアミンカップリングキット(GE Healthcare)を使用して、Fcを融合させた、huBCMA、huBAFF−R、およびhuTACI−Rを、pH5.0で、高固定化レベル(約5000RU)により、Biacore CM5センサーチップの異なるフローチャネル上に、化学的に固定化する。まず、抗BCMA IgG 83A10ならびに陽性対照としての抗huTACI−R IgGおよび抗huBAFF−R IgGの高濃縮溶液(1.5μM、HBS−EP中に溶解させた)を注入(会合時間:80秒間、解離時間:600秒間、流量:30μl/分)して、結合が生じるのかどうかを点検する。抗huTACI−R IgGの、huTACI−Rへの正の結合イベントのほか、抗huBAFF−R IgGの、huBAFF−Rへの正の結合イベント、および抗BCMA IgG抗体の、huBCMAへの正の結合イベントは、全ての受容体が、固定化の後でもやはり認識されることを指し示す。抗BCMA IgG抗体の、huBAFF−Rおよび/またはhuTACI−Rへの、大きな反応速度定数による結合については、固定化レベルを小さくした(300RU)場合の反応速度パラメータについての注意深い検討を、新しいCM5センサーチップ上で実施する。濃度を700、350、175、87.5、43.75、21.88nM(HBS−EP中に溶解させた)とする抗BCMA IgG抗体希釈液を、注入(会合時間:80秒間、解離時間:300秒間、流量:30μl/分)し、試料を、二連で調べる。また、可能な場合、すなわち、解離が高速で完了してしまわない場合は、再生も実施する。抗BCMA IgG抗体と、huBAFF−RまたはhuTACI−Rとの相互作用についての反応速度による査定は、物質移動についての項(Biacore evaluation Version 2.0)を含む、1:1相互作用モデルへのデータのグローバルフィッティングにより実施する。また、抗BCMA IgG抗体の濃度がより高い定常状態解析も実施する。
BCMA抗体の、BCMA陽性多発性骨髄腫細胞系への結合(フローサイトメトリー)
フローサイトメトリーにより、抗BCMA IgG抗体(クローン17A5、83A10、13A4)を、BCMAを発現するH929細胞上の、ヒトBCMAへの結合について解析した。MKN45(BCMAを発現させない、ヒト胃腺癌細胞系)を、陰性対照として使用した。略述すると、培養された細胞を、採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定した。次いで、生細胞を、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞2×106個へと調整する。この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割し、30μlの抗BCMA抗体または対応するIgG対照と共に、4℃で30分間インキュベートした。全ての抗BCMA抗体(およびアイソタイプ対照)を滴定し、0.1〜40ug/mlの間の最終濃度範囲で解析した。次いで、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、120μl/ウェルのFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)で洗浄し、再懸濁させ、蛍光色素コンジュゲートPEコンジュゲートAffiniPure F(ab’)2 Fragment goat anti−human IgG Fc Fragment Specific(Jackson Immuno Research Lab;109−116−170)と共に、4℃で、さらに30分間インキュベートした。次いで、細胞を、Stain緩衝液(BD Biosciences)で2回洗浄し、ウェル1つ当たり100ulのBD Fixation緩衝液(BD Biosciences、型番554655)を使用して、4℃で20分間固定し、120μlのFACS緩衝液中に再懸濁させ、BD FACS CantoIIを使用して解析した。図4は、抗BCMA抗体の濃度の関数としてプロットされた、抗BCMA IgGクローンについての平均蛍光強度、(A)H929細胞上のクローン17A5、83A10、(B)MKN45細胞上のクローン17A5、83A10、(C)H929細胞上のクローン13A4、(D)MKN45細胞上のクローン13A4を示す。クローン17A5、83A10の、H929細胞への結合についてのEC50値(最大結合の50%に達するのに要請される抗体の濃度を示す)を、表9にまとめる。
100ng/mL、好ましくは、1000ng/mLのAPRILは、BCMA抗体の、ヒトBCMAへの結合を変更しない(フローサイトメトリーおよびELISA)
a)非APRIL競合抗BCMA Fabまたは抗体の、ELISAによる同定。Fabの、固定化されたヒトBCMAへの結合は、増大する濃度のマウスAPRILの存在下で評価した。ニュートラアビジンプレートに、25nMのビオチニル化ヒトBCMA(100μl/ウェル)をコーティングし、シェーカー上、室温で1時間インキュベートした。500nMまたは1000nMの精製Fabを添加して、コーティングしたヒトBCMAを、室温で1時間飽和させた。プレートを、PBSで3回洗浄し、0〜100nMの範囲にわたる、PBS緩衝液中の2倍の希釈系列を使用して、マウスAPRILを、8つの異なる濃度で添加し、シェーカー上で30分間インキュベートした。プレートを、PBSで3回洗浄し、抗FLAG−HRP二次抗体(1:4000)を、1時間添加した。ここでもまた、プレートを、PBSで3回洗浄し、100ul/ウェルのBM Blue POD(Roche)を添加することにより現像した。反応は、1MのH2SO4 50ul/ウェルを添加することにより停止させ、ODは、最終的なリードアウトであるOD450−650のために、450nmで(650nmを基準とする)読み取った。選択されたFabについての結果を、図5に示す。50nM(1200ng/mL)または6.25nM(140ng/mL)のmuAPRIL(マウスΔ−APRIL)の非存在下で抗BCMAクローンに関して測定されたOD値の、これらの存在下で測定されたOD値と対比した低減を表10にまとめる。
抗BCMA抗体は、NF−κBの活性化を単独では誘導しない(発光アッセイ)
抗BCMA抗体の、BCMAを発現するH929細胞への結合が、BCMAの下流における、公知のシグナル伝達経路である、NF−κBの活性化を誘導するのかどうかを評価した。略述すると、H929細胞を、細胞インキュベーター内の、0.25%のFCSを伴うRPMI1640中、37℃で24時間飢餓させた。飢餓時間の終了時に、細胞を採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定した。生細胞は、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞4×106個へと調整した。この細胞懸濁液30μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割し、100または350nM(14または50ug/ml)の抗BCMA抗体30μlと共に、37℃で20分間インキュベートした。陰性対照としては、細胞を、非処置のまま放置するか、または対応するIgGアイソタイプ対照抗体100nM(14μg/ml)と共に、37℃で20分間インキュベートした。陽性対照としては、細胞を、ヘマグルチニン(HA)(R&D Systems Europe、型番7907−AP−010)でタグ付けされた、1μg/mlの組換えマウスΔ−APRILと共に、37℃で20分間インキュベートした。インキュベーション時間の終了時に、Nuclear Extract Kit(Active Motif、型番40410)の製造元のプロトコールに従い、細胞を採取し、洗浄し、溶解させ、操作した。製造元の指示書に従い、TransAm(登録商標)NF−κB p65 Chemi Assay kit(Active Motif、型番40097)を使用して、タンパク質抽出物を、NF−κB活性について解析した。発光シグナルは、Spectra Max M5 luminometer(Molecular Devices)を使用して読み取った。図9に描示される通り、H929細胞を、1μg/mlのAPRILへと曝露したところ、H929細胞単独と比較して、4.2倍の発光シグナルの増大が達せられた。最小限のバックグラウンドの発光シグナルは、H929細胞単独に関して、またはアイソタイプ対照抗体の存在下において観察され、前に報告されている(Demchenkoら、Blood、2010年、115巻(17号):3541〜3552頁)通り、多発性骨髄腫細胞系内で観察される、基礎的なNF−κBの活性化により説明されうる。抗BCMA抗体(17A5、83A10)単独の添加により、NF−κBの活性化が、それぞれの対照アイソタイプ抗体と比較して、さらに誘導されることはなかった。結果は、抗BCMA抗体が、BCMA陽性細胞への結合時に、NF−κBの活性化を誘導しないことを示唆する。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の作出
(実施例7.1)
抗CD3抗体
本明細書で使用される「CD3εまたはCD3」という用語は、UniProt P07766(CD3E_HUMAN)下に記載されているヒトCD3εに関する。「CD3に対する抗体、抗CD3抗体」という用語は、CD3εに結合する抗体に関する。抗体は、配列番号1、2、および3の重鎖CDRを、それぞれ、重鎖CDR1、CDR2、およびCDR3として含む、可変ドメインVHと、配列番号4、5、および6の軽鎖CDRを、それぞれ、軽鎖CDR1、CDR2、およびCDR3として含む、可変ドメインVLとを含むことが好ましい。抗体は、配列番号7(VH)および配列番号8(VL)の可変ドメインを含むことが好ましい。
Fc含有2+1フォーマットの抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の作出
対応する抗BCMA IgG1抗体の完全重鎖および完全軽鎖をコードするcDNA、ならびに抗CD3 VHおよび抗CD3 VLのcDNAを、出発材料として使用した。各二特異性抗体には、対応する抗BCMA抗体の重鎖および軽鎖、ならびに上で記載した抗CD3抗体の重鎖および軽鎖のそれぞれを含む、4つのタンパク質鎖が関与した。誤対合重鎖を伴う、例えば、抗CD3抗体の2つの重鎖を伴う、副産物の形成を最小化するために、WO2009080251およびWO2009080252において記載されている通り、「KIH(knob−into−hole)突然変異」および操作されたジスルフィド結合を保有する、突然変異させたヘテロ二量体のFc領域を使用する。誤対合軽鎖、例えば、抗BCMA抗体の2つの軽鎖を伴う、副産物の形成を最小化するために、WO2009080251およびWO2009080252に記載されている方法論を使用して、CH1×定常カッパクロスオーバーを、抗CD3抗体の重鎖および軽鎖へと適用する。
比較のための、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の作出
APRILおよびBAFFを遮断するJ6M0−TCBcvおよびBCMA50−sc(Fv)2(BCMA50−BiTE(登録商標)としてもまた公知である)抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の作出、ならびに使用されるアミノ酸配列は、それぞれ、WO2012163805およびWO2013072406/WO2013072415に従った。
電荷変異体を伴うかまたは伴わない、抗BCMA/抗CD3 Fc含有(2+1)T細胞二特異性抗体の作製および精製
二特異性抗体を作製するために、二特異性抗体を、ポリマーベースのトランスフェクションを使用して、懸濁液中で培養される、HEK293−EBNA細胞内の、それぞれの哺乳動物用発現ベクターの一過性共トランスフェクションにより発現させた。トランスフェクションの1日前に、HEK293−EBNA細胞を、6mMのL−グルタミンを補充した、Ex−Cell培地中に、生細胞150万個で/mLで播種した。最終的な産生容量1mL当たり、生細胞200万個を遠心分離した(210×gで5分間)。上清を吸引し、細胞を、100μLのCD CHO培地中に再懸濁させた。最終的な産生容量1mL当たりのDNAは、1μgのDNA(重鎖:修飾重鎖:軽鎖:修飾軽鎖の比=1:1:2:1)を、100μLのCD CHO培地中で混合することにより調製した。0.27μLのポリマーベースの溶液(1mg/mL)を添加した後で、混合物を、15秒間ボルテックスし、室温で10分間放置した。10分後、再懸濁させた細胞およびDNA/ポリマーベースの溶液混合物をまとめ、次いで、適切な容器へと移し、これを、振とうデバイス(37℃、5%のCO2)内に置いた。3時間のインキュベーション時間後に、6mMのL−グルタミン、1.25mMのバルプロ酸、および12.5%のPepsoy(50g/L)を補充した、800μLのEx−Cell Mediumを、最終的な産生容量1mL当たり添加した。24時間後、70μLのフィード溶液を、最終的な産生容量1mL当たり添加した。7日後、または細胞の生存率が、70%と等しいかまたはそれ未満となったところで、遠心分離および滅菌濾過により、細胞を、上清から分離した。抗体は、アフィニティーステップ、ならびにカチオン交換クロマトグラフィーおよびサイズ除外クロマトグラフィーである、1つまたは2つの仕上げステップにより精製した。要請される場合は、さらなる仕上げステップも使用した。
製剤緩衝液中の、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の安定性(凝集/断片化)
抗BCMA/抗CD3 TCBcv抗体を、凝集/断片化に関するそれらの安定性について評価し、BCMA×CD3(scFV)2二特異性抗体フォーマットと比較するために、試料を、標準的な製剤緩衝液(例えば、20mMのクエン酸塩、180mMのスクロース、20mMのアルギニン、0.02%のポリソルベート20、または例えば、20mMのヒスチジン、140mMのNaCl、0.01%のTween20、pH6.0)中、タンパク質濃度約1mg/mLで、37〜40℃で10日間、好ましくは、2〜4週間インキュベートする。それぞれの対照試料は、−80℃で2〜4週間保存する。
それらの表面上で、ヒトBCMA、カニクイザルBCMA、またはマウスBCMAを発現する組換え細胞への抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の結合(フローサイトメトリー)
a)抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の結合は、マウスBCMA(muBCMA−HEK)、またはカニクイザルBCMA(cyBCMA−HEK)を一過性に発現するHEK細胞上で、フローサイトメトリーにより実証した。略述すると、BCMAを発現するHEK細胞を採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定した。次いで、生細胞を、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞2×106個へと調整した。この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割し、30μlの抗BCMA/抗CD3 TCB抗体または対応するTCB対照抗体と共に、4℃で30分間インキュベートした。全ての抗BCMA/抗CD3 TCB抗体およびTCB対照抗体を滴定し、2〜300nMの間の最終濃度範囲で解析した。次いで、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、120μl/ウェルのFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)で洗浄し、再懸濁させ、蛍光色素コンジュゲートPEコンジュゲートAffiniPure F(ab’)2 Fragment goat anti−human IgG Fc Fragment Specific(Jackson Immuno Research Lab;109−116−170)と共に、4℃で、さらに30分間インキュベートした。次いで、細胞を、Stain緩衝液(BD Biosciences)で2回洗浄し、ウェル1つ当たり100μlのBD Fixation緩衝液(BD Biosciences、型番554655)を使用して、4℃で20分間固定し、120μlのFACS緩衝液中に再懸濁させ、BD FACS CantoIIを使用して解析した。図12に描示されるように、蛍光強度中央値の増大により測定される通り、83A10−TCBは、マウスBCMA(A)およびカニクイザルBCMA(B)を一過性に発現するHEK細胞に、特異的、かつ、濃度依存的に結合する。陰性対照のTCB抗体として、DP47−TCBは、muBCMA−HEK細胞およびcyBCMA−HEK細胞に結合しなかった。2つの分子の間では、VL CDRおよびVH CDRが同一であるので、83A10−TCBcvにも、83A10−TCBに関して観察されるのと同じ結合特性が予測される(実施例19を参照されたい)。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の、BCMA陽性多発性骨髄腫細胞系への結合(フローサイトメトリー)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体(13A4−TCBcv、17A5−TCBcv、83A10−TCBcv)を、フローサイトメトリーにより、BCMAを発現するH929細胞およびL363細胞上における、ヒトBCMAへの結合について解析した。MKN45(BCMAを発現させない、ヒト胃腺癌細胞系)を、陰性対照として使用した。略述すると、培養された細胞を、採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定する。次いで、生細胞を、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞2×106個へと調整する。この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割し、30μlの抗BCMA抗体または対応するIgG対照と共に、4℃で30分間インキュベートした。全ての抗BCMA/抗CD3 TCB抗体(およびTCB対照)を滴定し、1〜300nMの間の最終濃度範囲で解析した。次いで、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、120μl/ウェルのFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)で洗浄し、再懸濁させ、蛍光色素コンジュゲートPEコンジュゲートAffiniPure F(ab’)2 Fragment goat anti−human IgG Fc Fragment Specific(Jackson Immuno Research Lab;109−116−170)と共に、4℃で、さらに30分間インキュベートした。次いで、細胞を、Stain緩衝液(BD Biosciences)で2回洗浄し、ウェル1つ当たり100ulのBD Fixation緩衝液(BD Biosciences、型番554655)を使用して、4℃で20分間固定し、120μlのFACS緩衝液中に再懸濁させ、BD FACS CantoIIを使用して解析した。図13に描示される通り、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体についての平均蛍光強度を、抗体濃度の関数としてプロットした;(A)H929細胞およびMKN45細胞上の83A10−TCBcv、(B)H929細胞およびMKN45細胞上の17A5−TCBcv、(C)H929細胞およびMKN45細胞上の13A4−TCBcvの結合。該当する場合、Prism GraphPad(LaJolla、CA、USA)を使用して、EC50を計算し、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、H929細胞への結合について最大結合の50%を達成するのに要請される抗体の濃度を示すEC50値を、表15にまとめる。表15Aは、83A10−TCBcvの、L363 MM細胞への結合についてのEC50値を示す。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の、CD3陽性Jurkat T細胞系への結合(フローサイトメトリー)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体(13A4−TCBcv、17A5−TCBcv、83A10−TCBcv)はまた、フローサイトメトリーにより、ヒト白血病性T細胞Jurkat(ATCC TIB−152)上で発現する、ヒトCD3へのそれらの結合特性についても解析した。Jurkat T細胞を、10%の熱不活化FCSを補充したRPMI中で培養した。略述すると、培養された細胞を採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定した。次いで、生細胞を、0.1%のBSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞2×106個へと調整した。この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割した。細胞を含有するウェルへと、30μlの抗BCMA/抗CD3 TCB抗体または対応するIgG対照を添加して、3nM〜500nMまたは0.1pM〜200nMの最終濃度を得た。抗BCMA/抗CD3 TCB抗体と、対照IgGとは、同じモル濃度で使用した。4℃で30分間のインキュベーションの後、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、150μl/ウェルの、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)で2回洗浄し、次いで、ウェル1つ当たり100ulのBD Fixation緩衝液(BD Biosciences、型番554655)を使用して、4℃で20分間細胞を固定し、120μlのFACS緩衝液中に再懸濁させ、BD FACS CantoIIを使用して解析した。抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、T細胞への結合を査定し、蛍光強度中央値を、CD3を発現するJurkat T細胞にゲーティングして決定し、ヒストグラムまたはドットプロットにプロットした。図14は、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体(83A10−TCBcv(A);17A5−TCBcv(B))の、Jurkat T細胞への結合についての蛍光強度中央値であり、抗体の濃度の関数としてプロットされた蛍光強度中央値を示す。EC50値、および抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、CD3陽性Jurkat T細胞への最大の結合には達しなかった。アイソタイプ対照抗体は、Jurkat T細胞に結合せず、BCMA/抗CD3 TCB抗体((A)83A10−TCBcv;(B)17A5−TCBcv)は、BCMA陰性MKN45細胞およびCD3陰性MKN45細胞に結合しなかった。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体は、細胞内リン酸化NF−κBにより検出される、APRIL依存性のNF−κBの活性化を遮断しない(フローサイトメトリー)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体が、APRIL依存性のNF−κBの活性化を遮断するのか、さらに誘導するのかについて調べるために、細胞内リン酸化NF−κBの検出を、Lafargeら、BMC Molecular Biol、2007年、8巻:64頁において記載されている通り、フローサイトメトリーにより測定した。ホスホフローサイトメトリー法とは、十分に好感度でなく、面倒なステップを含有する場合がある、ELISAベースの発光アッセイによるNF−κBの活性化の検出に対する代替法である(PerezおよびNolan、Nat Biotechnol、2002年、20巻(2号):155〜62頁)。抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、BCMA陽性H929骨髄腫細胞への結合が、BCMA受容体の下流における、公知の核因子によるシグナル伝達経路である、APRIL依存性のNF−κBの活性化を遮断するのか、さらに誘導するのかを評価した。略述すると、H929細胞を、細胞インキュベーター内の、FCSを伴わないRPMI1640中、37℃で24時間飢餓させた。飢餓時間の終了時に、細胞を採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定した。生細胞は、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞1×106個へと調整した。この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割し、飽和濃度400nM(77μg/ml)の抗BCMA/抗CD3 TCB抗体またはアイソタイプ対照抗体25μlと共に、37℃で20分間インキュベートするのに続いて、100ng/mLもしくは1μg/mLの組換えマウスΔ−APRIL(R&D Systems Europe)を伴う、37℃でさらに15分間直接的インキュベーションにかけた。陰性対照としては、細胞を、非処置のまま放置するか、または対応するIgGアイソタイプ対照抗体400nM(77μg/ml)と共に、37℃で、合計45分間インキュベートした。陽性対照としては、細胞を、100ng/mLまたは1μg/mlの組換えマウスΔ−APRIL単独(R&D Systems Europe)と共に、37℃で15分間インキュベートした。刺激の終了時に、細胞を遠心分離し(360×gで4分間)、細胞ペレットを、あらかじめ加温したCytofix緩衝液(BD Biosciences、型番554655)中で速やかに固定し、37℃で10分間インキュベートした。次いで、細胞を遠心分離し、上清を除去し、ボルテックスにより細胞ペレットを破壊した。次いで、細胞を、氷上の氷冷Phosflow Perm Buffer III(BD Biosciences、型番558050)中で30分間透過処理した。次いで、細胞を遠心分離し、上清を除去し、ボルテックスにより細胞ペレットを破壊した。細胞を、100μLのPhosflow Perm Buffer III中に再懸濁させ、透過処理された細胞を、光から保護して、抗NF−κB p65(pS529)抗体(BD Biosciences、型番558423)、またはアイソタイプ対照抗体(Mouse IgG2b κ、BD Biosciences型番555058)により、室温で60分間染色した。染色期間の後、細胞を、PBS+0.1%のBSAで洗浄してから、フローサイトメトリー解析にかけた。上で記載した通りに処置されたH929細胞から得られる、相対蛍光強度中央値を測定した。アイソタイプ対照の存在下において、Δ−APRILの結合時に得られる蛍光強度中央値(MFI)シグナルを1とし、他のシグナルは、これに対して標準化した。図15に描示される通り、APRILと競合するBCMA結合性アーム(J6M0−TCB)と比較して、APRILと競合しないBCMA結合性アーム(83A10−TCBcv)を伴う抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、H929細胞内の、1000ng/mLのAPRILに媒介されるNF−κBの活性化に対する効果について調べた(A)。1000ng/mLのAPRILの存在下におけるH929細胞と比較して、非APRIL競合83A10−TCBcvは、APRILにより誘導されるNF−κBの活性化シグナルを29.9%低減した(A)。実験によるばらつきが約20%存在しうることを考慮すると、83A10−TCBcvが示す、APRILに媒介されるNF−κBのリン酸化の低減は、最小限であった。これに対し、APRILと競合するBCMA結合性アームJ6M0−TCBを、1000ng/mLのAPRILの存在下におけるH929細胞と比較したところ、ホスホフローサイトメトリーにより測定されるNF−κBの活性化シグナルの、少なくとも79.3%の減少が見られた。J6M0抗BCMA抗体(WO2012163805)は、APRILにより誘導されるNF−κBの活性化を遮断することが報告されている。J6M0−TCBは、83A10−TCBcvと正確に同じTCBフォーマットを使用して作出した。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体は、外因性APRILの非存在下において、リン酸化NF−κBにより測定されるNF−κBの活性化を直接誘導しない(フローサイトメトリー)
抗BCMA抗体/抗CD3 TCBの、BCMA陽性H929骨髄腫細胞への結合が、BCMA受容体の下流における、公知の核因子によるシグナル伝達経路である、NF−κBの活性化を誘導するのかどうかを評価した。略述すると、H929細胞を、細胞インキュベーター内の、FCSを伴わないRPMI1640中、37℃で24時間飢餓させた。飢餓時間の終了時に、細胞を採取し、カウントし、ViCellを使用して、細胞生存率を査定した。生細胞は、BSAを含有するFACS Stain緩衝液(BD Biosciences)中、1ml当たりの細胞1×106個へと調整した。この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、さらにアリコート分割し、飽和濃度400nM(77μg/ml)の抗BCMA/抗CD3 TCB抗体またはアイソタイプ対照抗体25μlと共に、37℃で20分間インキュベートするのに続いて、100ng/mLもしくは1μg/mL、または飽和濃度3μg/mL〜最大5μg/mLの組換えマウスΔ−APRIL(R&D Systems Europe)を伴う、37℃でさらに15分間直接的インキュベーションにかけた。陰性対照としては、細胞を、非処置のまま放置するか、または対応するIgGアイソタイプ対照抗体400nM(77μg/ml)と共に、37℃で、合計45分間インキュベートした。陽性対照としては、細胞を、100ng/mLまたは1μg/mlの組換えマウスΔ−APRIL単独(R&D Systems Europe)と共に、37℃で15分間インキュベートしたところ、陽性シグナルが検出可能なことが示され、シグナルの欠如/最小限のシグナルが、技術的誤差に起因するものではないことを示した。刺激の終了時に、細胞を遠心分離し(360×gで4分間)、細胞ペレットを、あらかじめ加温したCytofix緩衝液(BD Biosciences、型番554655)中で速やかに固定し、37℃で10分間インキュベートした。次いで、細胞を遠心分離し、上清を除去し、ボルテックスにより細胞ペレットを破壊した。次いで、細胞を、氷上の氷冷Phosflow Perm Buffer III(BD Biosciences、型番558050)中で30分間透過処理した。次いで、細胞を遠心分離し、上清を除去し、ボルテックスにより細胞ペレットを破壊した。細胞を、100μLのPhosflow Perm Buffer III中に再懸濁させ、透過処理された細胞を、光から保護して、抗NF−κB p65(pS529)抗体(BD Biosciences、型番558423)、またはアイソタイプ対照抗体(マウスIgG2b κ、BD Biosciences型番555058)により、室温で60分間染色した。染色期間の後、細胞を、PBS+0.1%のBSAで洗浄してから、フローサイトメトリー解析にかけた。上で記載した通りに処置されたH929細胞から得られる、相対蛍光強度中央値を測定した。アイソタイプ対照の存在下において、Δ−APRILの結合時に得られる蛍光強度中央値シグナルを1とし、他のシグナルは、これに対して標準化した。外因性APRILの非存在下における、H929細胞への結合時のNF−κBシグナル伝達に対する、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体(83A10−TCBcv)の効果を、図16に示す。図16Aは、抗BCMA/抗CD3 83A10−TCBcvの、H929細胞への結合は、APRILの非存在下において、NF−κBの活性化の増大を引き起こさず、わずかに18.1%の基礎シグナルの減少が観察されたが、これは、H929細胞単独と比較して、かつ、ホスホフローサイトメトリーによる細胞内NF−κB p65(pS529)の検出により測定される通り、実験によるばらつきの範囲内であることを示す。この観察は、抗BCMA/抗CD3 83A10−TCBcvが、BCMA陽性H929細胞への結合により、NF−κBの活性化を阻害も誘導もしないことを示す第2の実験において確認された(図16B)。過去の刊行物において前に報告されている通り、H929骨髄腫細胞は、多発性骨髄腫細胞系の、公知の病理学的特徴である、NF−κB経路における基礎レベルの活性化を示した(Demchenkoら、Blood、2010年、115巻(17号):3541〜3552頁)。とりわけ、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、BCMA腫瘍標的に対する結合アフィニティーが、T細胞上のCD3に対する結合アフィニティーと対比して大きいことに起因して、NF−FB経路をさらに活性化させないことが好ましく、かつ、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体が、いまだT細胞に結合しないうちに、BCMA陽性骨髄腫細胞に一時的に結合すれば、骨髄腫細胞の生存が延長されることを踏まえると、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、BCMA陽性細胞への結合時における、NF−FB経路の活性化の欠如は有利でありうる。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の、CD3陽性T細胞、およびBCMA陽性多発性骨髄腫細胞系への結合時における、ヒトT細胞の活性化(フローサイトメトリー)
ヒトBCMAを発現するMM細胞の存在下または非存在下における、CD4+およびCD8+T細胞上の、早期活性化マーカーCD69、または後期活性化マーカーCD25の表面発現を査定することにより、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、フローサイトメトリーにより、T細胞の活性化を誘導するそれらの能力について解析した。略述すると、BCMA陽性H929細胞を、Cell Dissociation緩衝液により採取し、カウントし、生存率について点検した。細胞を、改変RPMI−1640培地中、1ml当たりの(生)細胞0.3×106個へと調整し、この細胞懸濁液100μlを、丸底96ウェルプレートへと、ウェルごとに、ピペッティングした(指し示される通りに)。50μlの(希釈された)抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、細胞を含有するウェルへと添加して、0.3pM〜30nMの最終濃度を得た。ヒトPBMCエフェクター細胞を、健常ドナーの採取したての血液から単離し、改変RPMI−1640培地中、1ml当たりの(生)細胞6×106個へと調整した。この細胞懸濁液50μlを、アッセイプレートのウェルごとに添加して、PBMCと骨髄腫腫瘍細胞との最終E:T比、10:1を得た。抗BCMA/抗CD3 TCB抗体が、ヒトBCMAを発現する標的細胞の存在下で、T細胞を特異的に活性化させることが可能であるのかどうかについて解析するために、それぞれの抗BCMA/抗CD3 TCB分子3nMを含有するウェルのほか、PBMCを含有するが、標的細胞は含有しないウェルも含めた。5%のCO2、37℃で、15〜28時間(CD69)または24〜48時間(CD25)インキュベーションの後で、細胞を遠心分離し(350×gで5分間)、0.1%のBSAを含有する、150μl/ウェルのPBSで、2回洗浄した。CD4(マウスIgG1 K;クローンRPA−T4)、CD8(マウスIgG1 K;クローンHIT8a;BD型番555635)、CD69(マウスIgG1;クローンL78;BD型番340560)、およびCD25(マウスIgG1 K;クローンM−A251;BD型番555434)についての表面染色は、供給元の示唆に従い、4℃で30分間実施した。0.1%のBSAを含有する、150μl/ウェルのPBSで、細胞を2回洗浄し、100μl/ウェルの固定緩衝液(BD型番554655)を使用して、4℃で15分間固定した。遠心分離の後、試料を、0.1%のBSAを伴う、200μl/ウェルのPBS中に再懸濁させ、FACS CantoII装置(Software FACS Diva)を使用して解析した。図17は、48時間のインキュベーションの後における、CD4+およびCD8+T細胞上の早期活性化マーカーCD69(C、D)、および後期活性化マーカーCD25(A、B)の発現レベル(2つの独立の実験からの代表的な結果)を描示する。83A10−TCBcv抗体は、BCMA陽性標的細胞の存在下で、CD69活性化マーカーおよびCD25活性化マーカーの上方調節を、濃度依存的かつ特異的に誘導した。ヒトPBMCを、DP47−TCB対照抗体で処置しても、CD4+およびCD8+T細胞の活性化は観察されなかったことから、T細胞上のCD3への結合にも拘らず、TCB抗体が、BCMA陽性標的細胞に結合しない場合、T細胞の活性化は生じないことが示唆される(データは示さない)。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の、CD3陽性T細胞、およびBCMA陽性多発性骨髄腫細胞系への結合時における、活性化T細胞からのサイトカインの産生(サイトカイン放出アッセイにおけるCBA解析)
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体を、ヒトBCMAを発現するMM細胞の存在下または非存在下において、T細胞に媒介されるサイトカインの産生を、デノボで誘導するそれらの能力について解析する。略述すると、ヒトPBMCを、軟膜から単離し、ウェル1つ当たり30万個の細胞を、丸底96ウェルプレートへとプレーティングする。代替的に、健常ドナーに由来する280μlの全血液を、ディープウェル96ウェルプレートのウェルごとにプレーティングする。腫瘍標的細胞(例えば、H929骨髄腫細胞、RPMI−8226骨髄腫細胞、U266骨髄腫細胞、またはL363骨髄腫細胞)を添加して、10:1の最終E:T比を得る。抗BCMA/抗CD3 TCB抗体および対照を、0.3pM〜30nMの最終濃度で添加する。5%のCO2、37℃で最長24時間のインキュベーションの後、アッセイプレートを、350×gで5分間遠心分離し、その後における解析のために、上清を、新しいディープウェル96ウェルプレートへと移す。CBA解析は、製造元の指示書に従い、FACS CantoII上で、Human Th1/Th2 Cytokine Kit II(BD型番551809)、または以下のCBA Flex Set:ヒトグランザイムB(BD型番560304)、ヒトIFN−γ Flex Set(BD型番558269)、ヒトTNF Flex Set(BD型番558273)、ヒトIL−10 Flex Set(BD型番558274)、ヒトIL−6 Flex Set(BD型番558276)、ヒトIL−4 Flex Set(BD型番558272)、ヒトIL−2 Flex Set(BD型番558270)の組合せを使用して実施する。表15Cおよび15Dは、H929細胞およびRPMI−8226細胞を、それぞれ、腫瘍標的細胞として使用する場合の、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の濃度当たりに分泌される、サイトカイン/プロテアーゼのEC50値および量を示す。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、カニクイザルBCMAトランスフェクト細胞に対する細胞傷害作用(LDH放出アッセイ)
a)抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、抗原結合性部分の、細胞上のBCMAへの結合を介する、TCB構築物の架橋時に、カニクイザルBCMAを発現するCHO細胞内でT細胞媒介型アポトーシスを誘導するそれらの能力について解析する。略述すると、カニクイザルBCMAを発現するCHO標的細胞を、Cell Dissociation Bufferにより採取し、洗浄し、10%のウシ胎仔血清(Invitrogen)を補充したRPMI中に再懸濁させる。ウェル1つ当たりの細胞約30,000個を、丸底96ウェルプレート内にプレーティングし、構築物のそれぞれの希釈液を、所望の最終濃度、0.1pM〜10nMの範囲の最終濃度となるように添加する(三連で)。適切な比較のために、全てのTCB構築物および対照を、同じモル濃度へと調整する。カニクイザルPBMCを、エフェクター細胞として使用し、10:1の最終E:T比を使用する。陰性対照群は、エフェクター細胞だけ、または標的細胞だけで表す。カニクイザルT細胞を活性化させるための陽性対照として、1μg/mlのPHA−M(Sigma型番L8902)を使用する。標準化のために、カニクイザルBCMAを発現するCHO標的細胞の最大溶解(=100%)を、最終濃度1%のTriton X−100を伴い、細胞死を誘導する、標的細胞のインキュベーションにより決定する。最小の溶解(=0%)は、エフェクター細胞だけを伴い、すなわち、T細胞二特異性抗体を伴わずに共インキュベートされた標的細胞により表した。次いで、5%のCO2、37℃で20〜24時間のインキュベーションの後、製造元の指示書に従い、LDH検出キット(Roche Applied Science)により、アポトーシス性/壊死性カニクイザルBCMAを発現するCHO標的細胞から上清へのLDHの放出を測定した。LDH放出の百分率を、濃度応答曲線において、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の濃度に対してプロットする。EC50値は、Prismソフトウェア(GraphPad)を使用して測定し、最大LDH放出の50%を結果としてもたらすTCB抗体の濃度として決定する。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMAの発現が高度なH929骨髄腫細胞に対する細胞傷害作用(比色LDH放出アッセイ)
また、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、抗原結合性部分の、細胞上のBCMAへの結合を介する、構築物の架橋時に、BCMAの発現が高度なMM細胞内でT細胞媒介型アポトーシスを誘導するそれらの潜在能力についても解析した。略述すると、ヒトBCMAを発現させるH929多発性骨髄腫標的細胞を、Cell Dissociation Bufferにより採取し、洗浄し、10%のウシ胎仔血清(Invitrogen)を補充したRPMI中に再懸濁させた。ウェル1つ当たりの細胞約30,000個を、丸底96ウェルプレート内にプレーティングし、構築物のそれぞれの希釈液を、所望の最終濃度、0.1pM〜10nMの範囲の最終濃度となるように添加した(三連で)。適切な比較のために、全てのTCB構築物および対照を、同じモル濃度へと調整した。ヒト全T細胞(エフェクター)を、ウェルへと添加して、5:1の最終E:T比を得た。ヒトPBMCを、エフェクター細胞として使用する場合、10:1の最終E:T比を使用した。陰性対照群は、エフェクター細胞だけ、または標的細胞だけで表した。ヒト汎T細胞を活性化させるための陽性対照として、1μg/mlのPHA−M(Sigma型番L8902)を使用した。標準化のために、H929 MM標的細胞の最大溶解(=100%)を、最終濃度1%のTriton X−100を伴い、細胞死を誘導する、標的細胞のインキュベーションにより決定した。最小の溶解(=0%)は、エフェクター細胞だけを伴い、すなわち、T細胞二特異性抗体を伴わずに共インキュベートされた標的細胞により表した。次いで、5%のCO2、37℃で20〜24時間または48時間のインキュベーションの後、製造元の指示書に従い、LDH検出キット(Roche Applied Science)により、アポトーシス性/壊死性MM標的細胞から上清へのLDHの放出を測定した。LDH放出の百分率を、濃度応答曲線において、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の濃度に対してプロットした。EC50値は、Prismソフトウェア(GraphPad)を使用して測定し、最大LDH放出の50%を結果としてもたらすTCB抗体の濃度として決定した。図18に示される通り、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体((A)83A10−TCBcv、(B)17A5−TCBcv)は、LDHの放出により測定されるBCMA陽性H929骨髄腫細胞の、濃度依存的な殺滅を誘導した。BCMA陽性標的細胞に結合しないDP47−TCB対照抗体は、被験最高濃度であってもなお、LDHの放出を誘導しなかったので、H929細胞の殺滅は特異的であった(データは示さない)。表16および16Aは、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMA陽性H929細胞の殺滅についてのEC50値についてまとめる。一部の実験では、83A10−TCBcvを、H929細胞の殺滅の誘導において、APRIL/BAFFリガンド競合J6M0−TCBと比較した(表16A)。図18−1は、83A10−TCBcvが、LDHの放出により測定されるBCMA陽性H929骨髄腫細胞の、濃度依存的な殺滅を誘導したことを示す。BCMA陽性標的細胞に結合せず、T細胞上のCD3だけに結合する対照TCB抗体は、被験最高濃度であってもなお、LDHの放出を誘導しなかったので、H929細胞の溶解は特異的であった。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMAの発現が低度なU266BI骨髄腫細胞および/またはL363骨髄腫細胞に対する細胞傷害作用(LDH放出アッセイ)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、抗原結合性部分の、細胞上のBCMAへの結合を介する、構築物の架橋時に、BCMAの発現が低度なMM細胞内でT細胞媒介型アポトーシスを誘導するそれらの能力について解析する。略述すると、BCMAの発現が低度なヒトU266多発性骨髄腫標的細胞および/またはヒトL363多発性骨髄腫標的細胞を、Cell Dissociation Bufferにより採取し、洗浄し、10%のウシ胎仔血清(Invitrogen)を補充したRPMI中に再懸濁させる。ウェル1つ当たりの細胞約30,000個を、丸底96ウェルプレート内にプレーティングし、構築物のそれぞれの希釈液を、所望の最終濃度、0.1pM〜10nMの範囲の最終濃度となるように添加する(三連で)。適切な比較のために、全てのTCB構築物および対照を、同じモル濃度へと調整する。ヒト全T細胞(エフェクター)を、ウェルへと添加して、5:1の最終E:T比を得る。ヒトPBMCを、エフェクター細胞として使用する場合、10:1の最終E:T比を使用する。陰性対照群は、エフェクター細胞だけ、または標的細胞だけで表す。ヒトT細胞を活性化させるための陽性対照として、1μg/mlのPHA−M(Sigma型番L8902)を使用する。標準化のために、MM標的細胞の最大溶解(=100%)を、最終濃度1%のTriton X−100を伴い、細胞死を誘導する、標的細胞のインキュベーションにより決定する。最小の溶解(=0%)は、エフェクター細胞だけを伴い、すなわち、T細胞二特異性抗体を伴わずに共インキュベートされた標的細胞により表す。次いで、5%のCO2、37℃で20〜24時間のインキュベーションの後、製造元の指示書に従い、LDH検出キット(Roche Applied Science)により、アポトーシス性/壊死性MM標的細胞から上清へのLDHの放出を測定する。LDH放出の百分率を、濃度応答曲線において、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の濃度に対してプロットする。EC50値は、Prismソフトウェア(GraphPad)を使用して測定し、最大LDH放出の50%を結果としてもたらすTCB抗体の濃度として決定する。図18−2に示される通り、83A10−TCBcv抗BCMA/抗CD3 TCB抗体は、LDHの放出により測定されるBCMA陽性L363骨髄腫細胞の、濃度依存的な殺滅を誘導した。BCMA陽性標的細胞に結合せず、T細胞上のCD3だけに結合する対照TCB抗体は、被験最高濃度であってもなお、LDHの放出を誘導しなかったので、L363細胞の溶解は特異的であった。表16Bは、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMAの発現が中程度/低度なL363細胞の殺滅についてのEC50値についてまとめる。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMAの発現が中程度/低度なRPMI−8226骨髄腫細胞に対する細胞傷害作用(LDH放出アッセイ)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、抗原結合性部分の、細胞上のBCMAへの結合を介する、構築物の架橋時に、BCMAの発現が中程度/低度なMM細胞内でT細胞媒介型アポトーシスを誘導するそれらの能力について解析した。略述すると、BCMAの発現が中程度/低度なヒトL363多発性骨髄腫標的細胞を、Cell Dissociation Bufferにより採取し、洗浄し、10%のウシ胎仔血清(Invitrogen)を補充したRPMI中に再懸濁させる。ウェル1つ当たりの細胞約30,000個を、丸底96ウェルプレート内にプレーティングし、構築物のそれぞれの希釈液を、所望の最終濃度、0.1pM〜10nMの範囲の最終濃度となるように添加する(三連で)。適切な比較のために、全てのTCB構築物および対照を、同じモル濃度へと調整する。ヒトPBMC(エフェクター細胞)を、ウェルへと添加して、腫瘍標的細胞1に対して、T細胞約3〜5のE:T比に対応する、10:1の最終E:T比を得た。陰性対照群は、エフェクター細胞だけ、または標的細胞だけで表した。標準化のために、MM標的細胞の最大溶解(=100%)を、最終濃度1%のTriton X−100を伴い、細胞死を誘導する、標的細胞のインキュベーションにより決定した。最小の溶解(=0%)は、エフェクター細胞だけを伴い、すなわち、T細胞二特異性抗体を伴わずに共インキュベートされた標的細胞により表した。次いで、5%のCO2、37℃で20〜24時間のインキュベーションの後、製造元の指示書に従い、LDH検出キット(Roche Applied Science)により、アポトーシス性/壊死性MM標的細胞から上清へのLDHの放出を測定した。LDH放出の百分率を、濃度応答曲線において、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の濃度に対してプロットした。EC50値は、Prismソフトウェア(GraphPad)を使用して測定し、最大LDH放出の50%を結果としてもたらすTCB抗体の濃度として決定した。図18−3に示される通り、83A10−TCBcv抗BCMA/抗CD3 TCB抗体は、LDHの放出により測定されるBCMA陽性RPMI−8226骨髄腫細胞の、濃度依存的な殺滅を誘導した。BCMA陽性標的細胞に結合せず、T細胞上のCD3だけに結合する対照TCB抗体は、被験最高濃度であってもなお、LDHの放出を誘導しなかったので、RPMI−8226細胞の溶解は特異的であった。表16Cは、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMAの発現が中程度/低度なRPMI−8226細胞の殺滅についてのEC50値についてまとめる。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、BCMAの発現が低度なJJN−3骨髄腫細胞に対する細胞傷害作用(フローサイトメトリーおよびLDHの放出)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体を、抗原結合性部分の、細胞上のBCMAへの結合を介する、構築物の架橋時に、BCMAの発現が低度なMM細胞内でT細胞媒介型アポトーシスを誘導するそれらの能力について解析した。略述すると、BCMAの発現が低度なヒトJJN−3多発性骨髄腫標的細胞を、Cell Dissociation Bufferにより採取し、洗浄し、10%のウシ胎仔血清(Invitrogen)を補充したRPMI中に再懸濁させる。ウェル1つ当たりの細胞約30,000個を、丸底96ウェルプレート内にプレーティングし、構築物のそれぞれの希釈液を、所望の最終濃度、0.1pM〜10nMの範囲の最終濃度となるように添加する(三連で)。適切な比較のために、全てのTCB構築物および対照を、同じモル濃度へと調整する。ヒトPBMC(エフェクター細胞)を、ウェルへと添加して、腫瘍標的細胞1に対して、T細胞約3〜5のE:T比に対応する、10:1の最終E:T比を得た。陰性対照群は、エフェクター細胞だけ、または標的細胞だけで表した。標準化のために、MM標的細胞の最大溶解(=100%)を、最終濃度1%のTriton X−100を伴い、細胞死を誘導する、標的細胞のインキュベーションにより決定した。最小の溶解(=0%)は、エフェクター細胞だけを伴い、すなわち、T細胞二特異性抗体を伴わずに共インキュベートされた標的細胞により表した。i)5%のCO2、37℃で48時間のインキュベーションの後、培養された骨髄腫細胞を収集し、洗浄し、アポトーシス性骨髄腫細胞を決定するために、蛍光色素コンジュゲート抗体およびアネキシンVで染色した。染色パネルには、CD138−APCC750/CD38−FITC/CD5−BV510/CD56−PE/CD19−PerCP−Cy7/CD45−V450/アネキシンV−PerCP−Cy5.5を含めた。使用される蛍光色素で標識された抗体は、BD Biosciences(San Jose、CA)およびCaltag Laboratories(San Francisco CA)から購入した。取得は、マルチカラーフローサイトメーターおよびインストールされたソフトウェア(例えば、FACS Divaソフトウェアを作動させるCantoIIデバイスまたはCellQUESTソフトウェアを使用するFACSCaliburフローサイトメーター)を使用して実施した。データ解析のためには、Paint−A−Gate PROプログラム(BD Biosciences)を使用した。アネキシンVを、JJN−3細胞上で測定し、アネキシンv陽性JJN−3細胞の百分率を、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の濃度に対してプロットした。具体的濃度の抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、JJN−3細胞の溶解の百分率はまた、所与のTCB濃度で、アネキシンV陰性JJN−3細胞の絶対カウントを測定し、これを、TCBを伴わないアネキシンV陰性JJN−3細胞の絶対カウントから減じ、これを、TCBを伴わないアネキシンV陰性JJN−3細胞の絶対カウントで除することによっても決定した。図18−4は、83A10−TCBcv抗BCMA/抗CD3 TCB抗体が、フローサイトメトリーにより測定される、BCMAの発現が低度なJJN−3骨髄腫細胞の、濃度依存的な殺滅を誘導したことを示す。BCMA陽性標的細胞に結合せず、T細胞上のCD3だけに結合する対照TCB抗体は、被験最高濃度であってもなお、アネキシンV陽性JJN−3細胞またはJJN−3細胞の溶解の増大を誘導しなかったので、JJN−3細胞の溶解は特異的であった。表16Dおよび16Eは、それぞれ、アネキシンv陽性JJN−3細胞の百分率と、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体により誘導されたJJN−3細胞の溶解の百分率とについてまとめる。
高濃度のリガンドの存在下における、リダイレクトされたT細胞による、BCMA陽性多発性骨髄腫細胞系の殺滅について、APRILを遮断しない/APRILと競合しない抗BCMA抗体を含有する抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の、APRILを遮断する/APRILと競合する抗BCMA抗体を含有する抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体と対比した比較で
多発性骨髄腫など、ある特定の造血器悪性腫瘍では、循環BCMAリガンドである、APRILおよびBAFFのレベルが上昇しうる(Moreauxら、2004年、Blood、103巻(8号):3148〜3157頁)。こうして、本発明者らは、血清中高レベルのリガンドが、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の、腫瘍細胞上のBCMA受容体への結合に干渉しうることを認識する。健常ドナーと比較して、多発性骨髄腫患者の血液中の循環APRIL(BCMAに対する高アフィニティーリガンド)のレベルは、約10ng/mLと対比した、約100ng/mLである。BAFF(BCMAに対する低アフィニティーリガンド)では、レベルは、健常ドナーにおける約3ng/mLと比較して、1〜1000ng/mLで変動しうる。腫瘍細胞の近傍、すなわち、多発性骨髄腫患者の骨髄微小環境(骨髄は、構成的にAPRILに富む臓器である)内では、APRIL/BAFF濃度は、血清中で測定されるレベルより高い公算が大きいであろう。より重要なことは、APRILが、悪性骨髄腫細胞にとって重要な生存因子である、骨髄微小環境内で構成的に発現し、また、骨髄の骨髄系前駆体細胞により、主に産生および分泌されてもいることである(Matthesら、Blood、2011年、118巻(7号):1838〜1844頁)。こうして、この文脈では、骨髄腫患者の骨髄中のAPRILの濃度であって、最大1000ng/mLまたはそれをさらに超える、より甚大な大きさであることが予測される濃度の関与性が大きい。全身性エリテマトーデスなど、ある特定の自己免疫疾患でもまた、循環APRILのレベルは、約85ng/mLと上昇する(Koyamaら、2005年、Ann Rheum Dis、64巻:1065〜1067頁)。
電荷変異体を伴わない83A10−TCBと、電荷変異体を伴う83A10−TCBcvとは、同様の生物学的特性を示す
いずれの分子においても、VL CDRと、VH CDRとは、同一のままであるので、CL−CH1において電荷修飾を伴うTCB抗体は、細胞ベースのアッセイにおいて、電荷修飾を伴わない、それらの野生型TCB対応物と同様に挙動し、同様の生物学的特性を提示することが予測される。
多発性骨髄腫患者に由来する骨髄中の骨髄腫細胞上のBCMAの発現
目的の腫瘍標的を発現するヒト細胞系は、T細胞の存在下において腫瘍細胞細胞傷害作用を誘導する、TCB抗体の効力を測定し、EC50値を決定するのために、またTCB分子をランク付けするために、非常に有用で実際的なツールである。しかし、たやすく入手可能であり、実際的であるにも拘らず、ヒト骨髄腫細胞系には、分子レベルにおける著明な異質性により特徴付けられる、非常に複雑な疾患である、多発性骨髄腫の異質性を表さない点には注意すべきである。加えて、骨髄腫細胞系は、一部の細胞は、BCMAを、他の細胞より強力に発現させる(例えば、U266細胞またはRPMI−8226細胞と対比したH929細胞)ので、BCMA受容体を、同じ強度および密度では発現させないことから、細胞レベルにおけるこのような異質性はまた、異なる患者間でも観察されうることが示唆される。多発性骨髄腫における、重要な研究主導者による共同研究を通して、患者試料中のBCMAの発現および密度の決定、ならびに臨床患者試料による、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の査定が探索されている。地域の倫理審査委員会によるガイドラインおよびヘルシンキ宣言に従い、説明同意文書の署名を得た後で、多発性骨髄腫患者から、血液および骨髄吸引物を収集する。
骨髄中の骨髄腫細胞上のBCMA受容体の発現を決定するために、単離されたばかりの骨髄吸引物を使用して、免疫表現型解析を実施する。赤血球溶解K3−EDTA(エチレンジアミン四酢酸)で抗凝集処理された全骨髄試料を、免疫表現型解析に使用する。CD138+ CD38+ CD45+ CD19− CD56+として同定される悪性形質細胞の特異的同定および免疫表現型による特徴付けを目的とする、直接免疫蛍光技法およびマルチカラー染色を使用して、チューブ1本当たりの総細胞2×106個を染色し、溶解させ、次いで、洗浄する。次いで、蛍光色素コンジュゲート抗体のパネルであって、少なくともCD38−FITC/CD56−PE/CD19−PerCP−Cy7/CD45−V450/BCMA−APCを含むパネルを使用して、細胞を染色する。使用される蛍光色素で標識された抗体は、BD Biosciences(San Jose、CA)およびCaltag Laboratories(San Francisco CA)から購入する。自家製のAPCコンジュゲート抗ヒトBCMA抗体は、免疫表現型解析において使用する。取得は、マルチカラーフローサイトメーターおよびインストールされたソフトウェア(例えば、FACS Divaソフトウェアを作動させるCantoIIデバイスまたはCellQUESTソフトウェアを使用するFACSCaliburフローサイトメーター)を使用して実施する。データ解析には、Paint−A−Gate PROプログラム(BD Biosciences)を使用する。BCMAの発現は、悪性形質細胞集団にゲーティングして測定し、蛍光強度中央値を決定し、骨髄腫患者間で比較する。
(i)Qifikit(Dako)法を使用して、H929細胞の細胞表面上の、BCMA抗原のコピー数を定量化する。H929細胞を、FACS緩衝液で1回洗浄し(100μl/ウェル;350×gで5分間)、細胞100万個/mlへと調整する。50μl(=細胞50万個)の細胞懸濁液を、指し示される通りに、96丸底ウェルプレートの各ウェルへと移す。次いで、FACS緩衝液(PBS、0.1%のBSA)中で、25μg/mlの最終濃度まで(または飽和濃度に)希釈された、50μlのマウス抗ヒトBCMA IgG(BioLegend型番357502)、またはマウスIgG2aアイソタイプ対照(BioLegend型番401501)を添加し、暗所内、4℃で30分間、染色を実施する。次に、100μlのSet−up BeadsまたはCalibration Beadsを、別々のウェルに添加し、細胞ならびにビーズを、FACS緩衝液で2回洗浄する。細胞およびビーズを、Qifikitにより提供されている、フルオレセインコンジュゲート抗マウス二次抗体(飽和濃度の)を含有する、25μlのFACS緩衝液中に再懸濁させる。細胞およびビーズを、暗所内、4℃で45分間染色する。細胞を1回洗浄し、全ての試料を、100μlのFACS緩衝液中に再懸濁させる。試料を、マルチカラーフローサイトメーターおよびインストールされたソフトウェア(例えば、FACS Divaソフトウェアを作動させるCantoIIデバイスまたはCellQUESTソフトウェアを使用するFACSCaliburフローサイトメーター)上で解析する。代替的に、一部の研究では、市販のマウス抗ヒトBCMA IgGを一次抗体として使用する代わりに、結合特性が最適な、自家製の抗ヒトBCMA IgG抗体(例えば、83A10 IgG、17A5−IgGまたは13A4)IgGを使用するのに続いて、ヒトIgG−Fcに対する市販の第1の非コンジュゲート二次抗体(Abcam、型番ABM121)を伴う、さらなるインキュベーションステップにかけてから、第2のフルオレセインコンジュゲート抗マウス二次抗体を含有するFACS緩衝液の存在下において、キャリブレーションビーズを、細胞と共にインキュベートする。一次抗体および二次抗体を、飽和濃度で使用する場合、結合した一次抗体分子の数は、細胞表面上に存在する抗原性部位の数に対応し、蛍光は、細胞上およびビーズ上の、結合した一次抗体分子の数と相関する。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、リダイレクトされたT細胞による、骨髄中の患者骨髄腫細胞に対する細胞傷害作用(フローサイトメトリー)
a)多発性骨髄腫のためのTCB抗体候補物質の前臨床査定時において、最も有意義であり、かつ、極めて重要なin vitroの特徴付けのうちの1つは、TCB分子が、患者のT細胞を活性化させ、患者の骨髄に由来する原発性骨髄腫細胞の、リダイレクトされたT細胞による殺滅を誘導しうるかどうかである。リダイレクトされたT細胞による、骨髄中の骨髄腫細胞の殺滅を誘導する抗BCMA/抗CD3 TCB抗体の効果を査定するため、全血液および赤血球溶解全骨髄試料から単離された、自家血液T細胞を収集し、調製する。第1の実験設定では、自家骨髄浸潤T細胞を、エフェクター細胞として使用し、TCB抗体を、赤血球溶解全骨髄試料中に直接スパイクする。全骨髄試料中に存在する、エフェクター細胞と腫瘍細胞との比(E:T比)を、決定し、フローサイトメトリーにより測定する。骨髄腫細胞1に対する、CD3+細胞を1〜3とするE:T比を使用することが好ましい。第2の実験設定では、患者全血液から単離された自家血液T細胞を、全骨髄試料へと添加して、骨髄腫細胞1に対する、CD3+細胞を1〜3とするE:T比を得る。略述すると、200μlの、調製された赤血球溶解全骨髄試料を、96ディープウェルプレートへと移す。抗BCMA/抗CD3 TCB抗体および対照抗体希釈液を、滅菌PBS中で調製し、10μlの調製物を、それぞれのウェルへと、0.1pM〜100nMの範囲の最終濃度となるように添加する。全骨髄−抗体懸濁液を、静かな振とうにより混合し、次いで、5%のCO2、37℃で24時間〜48時間インキュベートし、パラフィンフィルムで密封する。インキュベーション期間の後、CD138−APCC750/CD38−FITC/CD5−BV510/CD56−PE/CD19−PerCP−Cy7/CD45−V450/BCMA−APC/アネキシンV−PerCP−Cy5.5を含む抗体パネルに基づき調製された、20μlの対応するFACS抗体溶液を、96U字型底プレートへと添加する。蛍光色素で標識された抗体は、BD Biosciences(San Jose、CA)およびCaltag Laboratories(San Francisco CA)から購入し、自家製のAPCコンジュゲート抗ヒトBCMA抗体を使用する。次いで、試料を、暗所内、室温で15分間インキュベートし、取得し、マルチカラーフローサイトメーターを使用して解析する。骨髄腫細胞の細胞死は、骨髄腫細胞集団CD138+ CD38+ CD45+ CD19−、およびCD138+ CD38+ CD45+ CD19− BCMA+にゲーティングして、アネキシンV陽性発現を査定することにより決定する。次いで、骨髄腫細胞死の百分率を決定する。
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体により誘導される、患者骨髄T細胞の活性化(マルチパラメータフローサイトメトリー)
抗BCMA/抗CD3 TCB抗体が、骨髄腫患者のCD4+T細胞およびCD8+T細胞(すなわち、骨髄浸潤T細胞(MIL))の活性化を誘導するのかどうかを査定するため、インキュベーションの48時間後における、処置群、非処置群、および対照群のそれぞれに由来する試料もまた、8つのマーカー:CD8/CD69/TIM−3/CD16/CD25/CD4/HLA−DR/PD−1を含む抗体パネルに基づき調製された、FACS抗体溶液で染色した。次いで、試料を、暗所内、室温で15分間インキュベートし、取得し、マルチカラーフローサイトメーターを使用して解析した。T細胞の活性化は、CD4+T細胞集団およびCD8+T細胞集団にゲーティングして、CD25陽性発現、CD69陽性発現、および/またはHLA−DR陽性発現を査定することにより決定した。次いで、T細胞の活性化の百分率を、測定した。図24は、多発性骨髄腫患者に由来する、骨髄浸潤CD4+T細胞およびCD8+T細胞における、CD69およびCD25の濃度依存的な上方調節を示す。表26Aは、抗BCMA/抗CD3 TCB抗体により誘導される、CD4+T細胞およびCD8+T細胞における、CD69発現およびCD25発現の増大(1例の患者に由来するデータ)についてまとめる。
マウスにおける薬物動態研究
抗BCMA/抗CD3 TCBcv抗体が、(scFV)2(例えば、WO2013/072415およびWO2013/072406において記載されている、BCMA×CD3二特異性T細胞エンゲージャーBiTE)などの他の二特異性抗体に比べて有しうる、明らかな利点は、患者が携行するポンプを介して、数週間〜数カ月間投与される処置を要請する(scFV)2の非常に短い消失半減期(例えば、1〜4時間の)と比較した、週2回または1回のi.v.投与またはs.c.投与を可能としうるin vivoにおける、はるかに長い消失半減期/小さなクリアランスである(Toppら、J Clin Oncol、2011年、29巻(18号):2493〜8頁)。週2回または1回の投与は、患者にとってはるかに好都合であり、また、はるかに危険(例えば、ポンプの不具合、カテーテルに関する問題)が小さい。
カニクイザルにおける薬物動態/薬力学(PK/PD)研究
抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体(83A10−TCBcv)の単回用量による薬物動態(PK)薬力学(PD)研究は、AAALACにより認証された、実績のあるCROにおいて行った。約2歳で体重約3kgの、生物学的にナイーブな成体カニクイザルを、少なくとも40日間馴致し、体重、臨床観察、および臨床病態検討に基づき選択した。動物は、個々のタトゥーおよびカラーコード式ケージカードにより同定した。全ての動物手順(飼育、健康状態のモニタリング、拘束、投与などを含む)および倫理条項の改正は、「生物医学研究に使用される動物の保護に関する指令」を強化する現行の国内法令に従い実施した。動物は、直近の試験前体重に基づき、処置群へと無作為に割り当てた。許容不可能な試験前所見を伴う動物を除外した後で、試験前体重に関して均衡を達成するようにデザインされた、Pristima(登録商標)システム内に含まれるコンピュータプログラムを使用して、体重に関して両極値を示す動物を除外し、残りの動物を処置群へと無作為化した。動物を、83A10−TCBcvによる3つの処置群(群1つ当たりの動物のn=2、すなわち、雌1匹および雄1匹)であって、0.003;0.03;および0.3mg/kgの処置群へと割り当てた。動物に、83A10−TCBcvの単回i.v.注射を施し、PK査定のために、以下の収集スケジュールおよび手順:投与前、投与の30、90、180分後、7、24、48、96、168、336、504時間後に従い、1時点当たり、少なくとも0.8mLの血液試料を、末梢血管を介して収集した。血液試料は、血清分離のために、チューブ内、室温で60分間凝固させた。凝固物は、遠心分離(1200g、+4℃で少なくとも10分間)によりスピンダウンした。結果として得られる血清(約300μL)は、さらなる解析まで、−80℃で、直接保存した。また、PK査定のための骨髄試料も、大腿骨において、麻酔/鎮痛処置下、以下の収集スケジュール:投与前、投与の96および336時間後に従い、収集した。骨髄試料は、血清分離のために、チューブ内、室温で60分間凝固させた。凝固物は、遠心分離(1200g、+4℃で少なくとも10分間)によりスピンダウンした。結果として得られる骨髄(約1mL)は、さらなる解析まで、−80℃で、直接保存した。PKデータの解析および査定を実施する。標準的なノンコンパートメント解析は、Watsonパッケージ(v 7.4、Thermo Fisher Scientific Waltman、MA、USA)、またはPhoenix WinNonlinシステム(v. 6.3、Certara Company、USA)を使用して実施する。図26、表28に示される通り、83A10−TCBcvの血清濃度は、ELISAにより測定する。表29は、各処置群についてのELISA(BLQとは、定量化レベルを下回ることを意味する)により測定される、骨髄中の83A10−TCBcvの濃度を示す。
・MM患者に由来する骨髄吸引物中では、1nMまたは10nMの濃度の83A10−TCBcvは、MM形質細胞の著明な殺滅、またはさらに全面的な殺滅を誘導し、0.03mg/kgの用量では、注射〜168時間後(7日後)の区間において、約1nM〜4nMの間の血漿濃度が達成されたことから、用量を約0.03mg/kg(200ng/mlは、約1nMに対応する)とする、週1回の治療が実施可能である公算が大きいことが示される。
・図26は、探索される用量範囲内で、PKは、ほぼ用量に対して直線的であることを示すが、これは、臨床治療に有用な特性である、濃度が用量に比例することを意味する。
・MMとは、主に骨髄中に局在化する疾患であり、骨髄中で検出される83A10−TCBcvの濃度は、血清濃度に近接し(表29)、例えば、注射の96時間後において、約1および2nMの骨髄濃度が測定されているが、これらは、MM形質細胞の著明な殺滅が、MM患者から採取したて骨髄吸引物中で観察される本発明のTCBの濃度である(表25および26を参照されたい)ことから、ここでもまた、週1回などの好都合の投与間隔の可能性が実証される。
・注射後24〜504時間の間、消失は、ほぼ、半減期を約6〜8日間とする一次消失であることから、ここでもまた、例えば、週1回投与の可能性が確認される。
ヒト骨髄腫異種移植マウスモデルにおける、抗BCMA/抗CD3 T細胞二特異性抗体の治療有効性
a)抗BCMA/抗CD3 TCBcv抗体のin vivo効果を、ヒト骨髄腫異種移植マウスモデルにおいて査定する。略述すると、研究の0日目(d0)に、ヒト骨髄腫細胞系NCI−H929(NCI−H929、ATCC(登録商標)CRL−9068(商標))の細胞5×106〜100×106個を、免疫不全NOD/Shi−scid IL2rガンマ(ヌル)(NOG)成体マウス(The Jackson Laboratoryおよび/またはTaconic)の右脇腹の背側へと皮下注入し、7〜21日間、または腫瘍サイズが、50〜300cm3、好ましくは100〜200cm3に達するまで、放置して生着させる。移植されたマウスを、異なる処置群(n=5〜12)へと無作為に割り当てる。NOGマウスは、刺激されていないSCID免疫不全マウスまたはRAG免疫不全マウスにおいて観察される可能性があり、ヒト異種細胞による腫瘍生着に影響を及ぼしうる常在のNK細胞集団を含む免疫細胞の完全な欠如により反映される通り、ヒト化マウスモデルに最も適切な株のうちの1つである(Itoら、Curr Top Microbiol Immunol、2008年、324巻:53〜76頁)。腫瘍移植片が、約50〜300cm3、好ましくは100〜200cm3の容量に達する、7日目〜21日目(d7〜d21)において、軟膜から単離されたヒトPBMC 5×106〜100×106個を、宿主マウスの腹腔へと注入する。対照群からのマウスには、ヒトPBMCを施さず、ヒトPBMCを施される対照媒体で処置されるマウスとの比較のための非移植対照マウスとして使用して、T細胞の、腫瘍成長に対する影響をモニタリングする。TCBによる処置スケジュールは、あらかじめ得られた薬物動態データに基づき、抗BCMA/抗CD3 TCBcv抗体の最大3〜6回の注射のための、週1回のi.v.投与、s.c.投与、またはi.p.投与からなる。ヒトPBMCによるレシピエントの再構成(d9〜d23)の2日後、1μg/kg〜20mg/kg、好ましくは、5μg/kg〜0.5mg/kgの範囲の抗BCMA/抗CD3 2TCBcv抗体の初回投与を、尾静脈注射を介して、またはs.c.注射もしくはi.p.注射により施す。サテライト群の一部のマウスでは、採血時点を、薬物動態解析のために、抗BCMA/抗CD3 2+1 Fc含有TCB抗体の注射の5分後、1時間後、8時間後、および24時間後において実施する。初回のTCB処置の3〜7日後、レシピエントマウスを、抗BCMA/抗CD3 TCBcv抗体の2回目の投与で処置する。2回目のTCB注射の1時間前に、血液を収集して、処置抗体のトラフレベルを得る。2回目のTCB処置の3〜7日後、レシピエントマウスを、抗BCMA/抗CD3 TCBcv抗体の3回目の投与で処置するなどである。処置は、3週間にわたり継続するように、すなわち、週2回のスケジュールでは6回の投与、週1回のスケジュールでは3回の投与のそれぞれとなるように計画する。2回目のTCB注射(週1回の投与スケジュールにおいて)および4回目のTCB注射のそれぞれの1時間前に、薬物動態解析のために、血液を収集する。2回目のTCB処置と3回目のTCB処置との間、および4回目のTCB処置と5回目のTCB処置との間のそれぞれにおいて、サテライト群の一部のマウスを安楽死させ、薬力学効果の実証、ならびに処置されたマウスにおけるT細胞の活性化およびT細胞機能など、副次的評価項目の測定のために使用する。主要評価項目は、腫瘍容量により測定する。研究中に、腫瘍を、キャリパーにより測定し、進行を、腫瘍容量(TV)の群間比較により査定する。腫瘍成長阻害T/C(%)は、T/C(%)=100×(解析群のTV中央値)/(対照媒体処置群のTV中央値)としてのTCを計算することにより決定する。一部の研究では、宿主マウスの生存を、主要評価項目または副次的評価項目として使用する。H929細胞系の代替物として、ヒト骨髄腫細胞系RPMI−8226(ATCC(登録商標)CCL−155(商標))、U266B1(ATCC(登録商標)TIB−196(商標))、またはL−363細胞系(Leibniz Institute DSMZ(German collection of microorganisms and cell cultures);DSMZ受託番号ACC 49)を、異種移植片として使用することもできる。一部の研究では、NOD−Rag1(ヌル)−γ鎖(ヌル)(NRG)成体マウス(The Jackson Laboratory)を、移植レシピエントとして使用することもできる。一部の研究では、レシピエントマウスを、週2回および/または1回の処置スケジュールのために、同等用量のBCMA×CD3(scFV)2(例えば、WO2013/072415およびWO2013/072406において記載されている、BCMA×CD3二特異性T細胞エンゲージャーBiTE)で処置する。
Claims (15)
- ヒトB細胞成熟抗原(さらにまた、「BCMA」とも称する)の細胞外ドメイン、およびヒトCD3ε(さらにまた、「CD3」とも称する)である、2つの標的に特異的に結合する、二価または三価の二特異性抗体であって、軽鎖およびそれぞれの重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられており、定常ドメインCLを含むことを特徴とし、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、それぞれの定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)、またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)二特異性抗体。
- ヒトBCMAの細胞外ドメイン、およびヒトCD3である、2つの標的に特異的に結合する二特異性抗体であって、
a)BCMAに特異的に結合する第1の抗体の第1の軽鎖および第1の重鎖と;
b)CD3に特異的に結合する第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖であって、前記第2の抗体の前記第2の軽鎖および第2の重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられている、第2の軽鎖および第2の重鎖とを含み;
c)a)前記第1の軽鎖の定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、a)前記第1の重鎖の定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)こと
を特徴とする二特異性抗体。 - ヒトBCMAの細胞外ドメイン、およびヒトCD3である、2つの標的に特異的に結合する二特異性抗体であって、
a)BCMAに特異的に結合する第1の抗体の第1の軽鎖および第1の重鎖と;
b)CD3に特異的に結合する第2の抗体の第2の軽鎖および第2の重鎖であって、前記第2の抗体の前記第2の軽鎖および第2の重鎖内の可変ドメインVLおよびVHが、互いに置きかえられている、第2の軽鎖および第2の重鎖とを含み;
c)b)下にある前記第2の軽鎖の定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、b)下にある前記第2の重鎖の定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)こと
を特徴とする二特異性抗体。 - さらに、前記第1の抗体のFab断片(さらにまた、「BCMA−Fab」とも称する)も含み、前記BCMA−Fabの定常ドメインCL内で、124位におけるアミノ酸が、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されており(Kabatに従う番号付け)、前記BCMA−Fabの定常ドメインCH1内で、147位におけるアミノ酸および213位におけるアミノ酸が、グルタミン酸(E)またはアスパラギン酸(D)により独立に置換されている(Kabatに従う番号付け)こと
を特徴とする、請求項2に記載の二特異性抗体。 - さらに、前記第1の抗体の第2のFab断片(「BCMA−Fab」)を含むことを特徴とする、請求項3に記載の二特異性抗体。
- 前記定常ドメインCL内の124位におけるアミノ酸の置きかえに加えて、123位におけるアミノ酸も、リシン(K)、アルギニン(R)、またはヒスチジン(H)により独立に置換されていることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の二特異性抗体。
- アミノ酸124がKであり、アミノ酸147がEであり、アミノ酸213がEであり、アミノ酸123がRであることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の二特異性抗体。
- ヒトBCMAの細胞外ドメインおよびヒトCD3に特異的に結合する二特異性抗体であって、ポリペプチド、
i)配列番号43、配列番号44、配列番号45、および配列番号46(セット1)、
ii)配列番号45、配列番号47、配列番号48、および配列番号49(セット2)、ならびに
iii)配列番号45、配列番号50、配列番号51、および配列番号52(セット3)
からなる群から選択される、重鎖および軽鎖のセットを含むことを特徴とする二特異性抗体。 - ヒトCD3に特異的に結合する抗体部分内で、配列番号1、2、および3の重鎖CDRを、それぞれ、抗CD3ε抗体の重鎖CDR1、CDR2、およびCDR3として含む可変ドメインVHにより、可変ドメインVHが置きかえられ、配列番号4、5、および6の軽鎖CDRを、それぞれ、抗CD3ε抗体の軽鎖CDR1、CDR2、およびCDR3として含む可変ドメインVLにより、可変ドメインVLが置きかえられることを特徴とする、請求項8に記載の抗体。
- 一方の重鎖のCH3ドメインおよび他方の重鎖のCH3ドメインの各々が、抗体のCH3ドメインの間の、元の界面を含む界面において向かい合い、前記界面が、前記二特異性抗体の形成を促進するように変更されていることを特徴とし、前記変更が、
a)前記二特異性抗体内の前記他方の重鎖のCH3ドメインの前記元の界面と向かい合う、一方の重鎖のCH3ドメインの前記元の界面内で、アミノ酸残基が、より大きい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、一方の重鎖のCH3ドメインの前記界面内に、前記他方の重鎖のCH3ドメインの前記界面内の空洞にはまる突起が作出されるように、一方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと、
b)前記二特異性抗体内の前記第1のCH3ドメインの前記元の界面と向かい合う、前記第2のCH3ドメインの前記元の界面内で、アミノ酸残基が、より小さい側鎖体積を有するアミノ酸残基で置きかえられ、これにより、前記第2のCH3ドメインの前記界面内に、前記第1のCH3ドメインの前記界面内の突起がはまる空洞が作出されるように、前記他方の重鎖のCH3ドメインが変更されていることと
を特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の抗体。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の二特異性抗体を調製するための方法であって、
a)宿主細胞を、請求項1から10のいずれか一項に記載の抗体の軽鎖および重鎖をコードする核酸分子を含むベクターで形質転換するステップと、
b)前記宿主細胞を、前記抗体分子の合成を可能とする条件下で培養するステップと、
c)前記抗体分子を、前記培養物から回収するステップと
を含む方法。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の抗体の軽鎖および重鎖をコードする核酸分子を含むベクターを含む宿主細胞。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の抗体および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物。
- 医薬としての使用のための、請求項1から10のいずれか一項に記載の抗体、または請求項13に記載の医薬組成物。
- 多発性骨髄腫のような形質細胞障害の処置における医薬としての使用のための、請求項1から10のいずれか一項に記載の抗体、または請求項13に記載の医薬組成物。
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