ГЕТЕРОМУЛЬТИМЕРЫ С УМЕНЬШЕННОЙ ИЛИ ПОДАВЛЕННОЙ ЭФФЕКТОРНОЙ ФУНКЦИЕЙ Российский патент 2018 года по МПК C07K16/46 C07K16/32 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА

[001] Данная заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США №61/829973, поданной 31 мая 2013 г, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством отсылки во всех отношениях.

ВВЕДЕНИЕ

2.1. Область техники

[002] Настоящее изобретение относится к области разработки терапевтического антитела и, более конкретно, к полипептидам, содержащим гетеродимерную Fc-область, которая была модифицирована для подавления эффекторных функций, опосредованных Fc-областью.

2.2 Уровень техники

[003] Терапевтические антитела были разработаны для лечения множества заболеваний. В некоторых из таких случаев эффективность терапевтического антитела является следствием, по меньшей мере отчасти, способности Fc-области антитела опосредовать одну или более эффекторных функций. Данные эффекторные функции являются следствием взаимодействия антител и комплексов антитело-антиген с клетками иммунной системы для стимуляции множества ответов, в том числе антитело-зависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC) и комплемент-зависимой цитотоксичности (complement dependent cytotoxicity, CDC) (обзор приведен в публикациях Daeron, Annu. Rev. Immunol. 15:203-234 (1997); Ward and Ghetie, Therapeutic Immunol. 2:77-94 (1995); и Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol. 9:457-492 (1991)). Некоторые эффекторные функции антитела опосредованы Fc-рецепторами (FcR), которые связываются с Fc-областью антитела. FcR классифицируют по их специфичности к изотипам иммуноглобулинов; Fc-рецепторы для антител IgG называют FcγR, для антител IgE-FcεR, для антител IgA-FcαR и т.д. Fc-область антител также опосредует функции, такие как связывание с FcRn, которые осуществляются независимо от связывания с антигеном и которые придают антителам устойчивость в кровотоке и способность проникать через клеточные барьеры в результате трансцитоза (Ward and Ghetie, Therapeutic Immunology 2:77-94 (1995)).

[004] Однако в случае определенных заболеваний эффекторные функции, опосредованные Fc-областью антитела, могут вызывать нежелательные побочные эффекты. Вследствие этого были предприняты попытки сконструировать антитела с уменьшенными или подавленными эффекторными функциями.

[005] В недавних публикациях были описаны стратегии, которые использовали для конструирования антител с уменьшенной или подавленной эффекторной активностью (см. Strohl, WR (2009), Curr Opin Biotech 20:685-691 и Strohl, WR and Strohl LM, "Antibody Fc engineering for optimal antibody performance" In Therapeutic Antibody Engineering, Cambridge: Woodhead Publishing (2012), pp 225-249). Данные стратегии включают уменьшение эффекторной функции посредством модификации гликозилирования, применения каркасов IgG2/IgG4 или введения мутаций в шарнирную область или СН2-область Fc-области антитела.

[006] Кроме того, в публикации патента США №2011/0212087 (Strohl) описаны антитела и другие молекулы, содержащие Fc, с вариациями в Fc-области, которые уменьшают связывание с FcγR (рецепторами Fc-гамма) и наблюдаемую в результате активность и которые можно применять для лечения различных заболеваний и нарушений.

[007] В международной публикации патента № WO 2006/105338 (Xencor) описаны варианты Fc с оптимизированными свойствами, способы получения данных вариантов, Fc-полипептиды, содержащие варианты Fc с оптимизированными свойствами, и способы применения вариантов Fc с оптимизированными свойствами.

[008] В публикации патента США №2012/0225058 (Xencor) описан вариант Fc родительской конструкции Fc IgG, причем указанный вариант Fc демонстрирует измененное связывание с одним или более FcγR, причем указанный вариант Fc содержит по меньшей мере одну аминокислотную вставку в Fc-области указанной родительской конструкции Fc IgG.

[009] В публикации патента США №2012/0251531 (Genentech) описаны сконструированные полипептиды, содержащие варианты Fc, а также варианты применения указанных полипептидов, и, более конкретно, варианты Fc, демонстрирующие уменьшенную эффекторную функцию. Данные варианты также описаны как приносящие пользу пациенту, страдающему от заболевания, которое можно лечить антителом и при котором желательно уменьшить эффекторную функцию, вызванную антителами.

[0010] Strop с соавт. ((2012) J. Mol. Biol. 420: 204-219) описывают введение заряженных мутаций в коровую шарнирную область и СН3-область IgG1 и IgG2 человека для улучшения образования биспецифичного антитела.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В настоящем изобретении предложены гетеромультимеры, содержащие конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную нижнюю шарнирную область, причем: модифицированная нижняя шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, модифицированная нижняя шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

[0012] Определенные варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором по меньшей мере одна модификация аминокислоты в модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc увеличивает суммарный положительный заряд модифицированной нижней шарнирной области, и по меньшей мере одна модификация аминокислоты во втором полипептиде Fc увеличивает общее количество отрицательных зарядов или заряжена нейтрально относительно шарнирной области дикого типа; или по меньшей мере одна модификация аминокислоты в модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc увеличивает суммарный отрицательный заряд модифицированной нижней шарнирной области, и по меньшей мере одна модификация аминокислоты во втором полипептиде Fc увеличивает общее количество положительных зарядов.

[0013] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная нижняя шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит две или более модификаций аминокислот.

[0014] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную шарнирную область, причем: модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая увеличивает суммарный заряд модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc при условиях pH, близких к физиологическим, модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

[0015] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного положительного заряда первого полипептида Fc. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения указанное увеличение суммарного положительного заряда представляет собой увеличение общего числа положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc или уменьшение общего числа отрицательно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc. Определенные варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором по меньшей мере одна модификация аминокислоты в модифицированной шарнирной области указанного первого полипептида Fc увеличивает общее число положительно заряженных аминокислот в указанном первом полипептиде Fc, и по меньшей мере одна модификация аминокислоты в модифицированной шарнирной области указанного второго полипептида Fc увеличивает общее количество отрицательных зарядов в указанном втором полипептиде Fc или заряжена нейтрально.

[0016] Согласно варианту реализации настоящего изобретения увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного отрицательного заряда первого полипептида Fc. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения увеличение суммарного отрицательного заряда представляет собой увеличение общего числа отрицательно заряженных аминокислот или уменьшение общего числа положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения, когда суммарный отрицательный заряд представляет собой увеличение общего числа отрицательно заряженных аминокислот, по меньшей мере одна модификация аминокислоты во втором полипептиде Fc увеличивает общее количество положительных зарядов.

[0017] Согласно некоторым вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором по меньшей мере одна модификация аминокислоты в модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc в сочетании с по меньшей мере одной модификацией аминокислоты во втором полипептиде Fc увеличивает общий положительный заряд конструкции Fc IgG по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, не содержащей модификаций шарнирной области.

[0018] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит две или более модификаций аминокислот.

[0019] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область указанного первого и второго полипептидов Fc содержит две или более модификаций аминокислот.

[0020] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором по меньшей мере одна модификация аминокислоты в модифицированной шарнирной области первого и второго полипептидов Fc находится в нижней шарнирной области.

[0021] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG обладает K_D в отношении FcγRIIaH, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIaR, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIb, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaF, составляющей более 6 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaV, составляющей более 6 мкМ, и K_D в отношении FcγRIa, составляющей более 6,5 нМ.

[0022] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG опосредует уменьшенную эффекторную функцию по сравнению с соответствующей конструкцией Fc IgG, не содержащей модификаций аминокислот. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция Fc IgG опосредует менее 70%, менее 50%, менее 30% или менее 10% эффекторной функции, что измеряют посредством определения ЕС₅₀. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция Fc IgG опосредует менее 10%, менее 5%, менее 2% или менее 1% эффекторной функции, что измеряют посредством определения максимального лизиса клеток. Согласно варианту реализации настоящего изобретения эффекторная функция выбрана из ADCC, ADCP (antibody-depended cell phagocytosis, антитело-зависимый клеточно-опосредованный фагоцитоз), CDC или любой комбинации указанных функций.

[0023] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот в положениях L234 и/или L235. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот, которые выбраны из L234K, L234R, L234A, L235K, L235R и L235A. Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит модификацию аминокислоты в положении Е233. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения указанная модификация в положении Е233 выбрана из Е233А, E233K и E233R.

[0024] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область обоих указанных первого и второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот в положении L234 и/или L235. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения модификации в положениях L234 и/или L235 выбраны из L234A, L234K, L234R, L234D, L234E, L235K, L235R, L235E, L235A и L235D. Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого и/или второго полипептида Fc также содержит модификацию аминокислоты в положении Е233. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения одна или обе модификации аминокислот представляют собой независимо Е233А или E233D.

[0025] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, E233A/L234R/L235R, E233K/L234R/L235R или E233K/L234A/L235K.

[0026] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область первого или второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235A, L234D/L235E, E233A/L234D/L235E или E233A/L234K/L235A.

[0027] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором: модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235A; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234D/L235E; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; или модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234A/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234K/L235A.

[0028] Согласно определенным вариантам реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором: первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/E233K; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/D265S, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/D265S; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/K322A; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/P329W, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/P329W; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322A; или первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322E/E333K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322E/E333K.

[0029] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем: указанный первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269Q/D270N, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269K/D270R; или указанный первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L235K/A327K, и второй полипептид Fc не содержит модификации в шарнирной или нижней шарнирной области; и причем конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

[0030] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG является агликозилированной. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG является дегликозилированной.

[0031] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором начало плавления конструкции Fc IgG на термограмме больше или равно 68°С.

[0032] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, большей или равной температуре плавления соответствующей родительской СН2-области, не содержащей модификаций шарнирной области.

[0033] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, которая приблизительно на 1-2°С выше температуры плавления родительской СН2-области.

[0034] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, которая приблизительно на 2-3°С выше температуры плавления родительской СН2-области.

[0035] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит вариант СН3-области, содержащий модификации аминокислот, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc-области вместо гомодимерной Fc-области, когда экспрессируется указанный гетеромультимер. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения один из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 T366L/N390R/K392M/T394W, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 L351Y/S400E/F405A/Y407V. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения первый и/или второй полипептиды Fc содержат модификацию аминокислоты T350V. Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры, содержащие гетеродимерную Fc-область, отделяют от продуктов экспрессии, содержащих гомодимерную Fc-область, с применением способов очистки на основе заряда.

[0036] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, причем указанный гетеромультимер также содержит по меньшей мере одну антиген-связывающую конструкцию, слитую с конструкцией Fc IgG.

[0037] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором по меньшей мере одна антиген-связывающая конструкция выбрана из Fab-фрагмента, scFv, sdAb, антиген-связывающего пептида, белка, слитого с Fc, или белка или его фрагмента, способного к связыванию с антигеном. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, содержащий одну антиген-связывающую конструкцию. Вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, содержащий две антиген-связывающие конструкции.

[0038] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG присоединена к одной или нескольким молекулам токсичного лекарственного препарата.

[0039] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG присоединена к одному или нескольким гетерологичным полипептидам. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения один или более гетерологичных полипептидов выбраны из ферментов и токсинов.

[0040] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором IgG представляет собой IgG1.

[0041] В настоящем изобретении предложена нуклеиновая кислота, кодирующая первый или второй полипептид Fc гетеромультимера, описанного в настоящей заявке. В настоящем изобретении предложена клетка-хозяин, содержащая нуклеиновую кислоту, описанную в настоящей заявке. В настоящем изобретении предложен способ получения гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, причем указанный способ включает следующие этапы: (a) культивирование клетки-хозяина, описанной в настоящей заявке; и (b) выделение гетеромультимера из культуры клетки-хозяина. Определенный вариант реализации настоящего изобретения представляет собой способ получения гетеромультимера, также включающий этап выделения гетеромультимера с применением способов очистки на основе заряда. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой способ получения гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, причем указанный способ очистки на основе заряда представляет собой ионообменную хроматографию.

[0042] В настоящем изобретении предложена фармацевтическая композиция, содержащая гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, и фармацевтически приемлемый носитель. В настоящем изобретении предложен способ лечения заболевания, включающий предоставление пациенту, который нуждается в таком лечении, эффективного количества фармацевтической композиции, описанной в настоящей заявке. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой применение гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, для приготовления лекарственного препарата для лечения заболевания.

[0043] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой применение гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, для лечения заболевания у пациента, который нуждается в таком лечении.

[0044] В настоящем изобретении предложен способ уменьшения эффекторной функции конструкции антитела, включающий: модификацию нижней шарнирной области первого и второго полипептида Fc, причем: модифицированная нижняя шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, модифицированная нижняя шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ или с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения модификации приводят к незначительному связыванию с Fc-рецепторами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0045] Данные и другие свойства настоящего изобретения станут более очевидным после следующего подробного описания, в котором содержатся ссылки на прилагаемые чертежи.

[0046] На фигуре 1 представлены участки Fc-области, вовлеченные в связывание с FcγR. (А) Кристаллическая структура 3b/Fc (PDB.1E4K), демонстрирующая петли и нижний шарнирный СН2-домен Fc (показан серым цветом), которые вовлечены в связывание с FcγR (показан черным цветом). (В) Топология домена СН2. Слои обозначены как S1, S2, S3, S4, S5, S6 и S7; петли обозначены как L1, L2 и L3.

[0047] На фигуре 2 представлены термограммы иллюстративных асимметричных конструкций антитела по сравнению с антителом дикого типа (ДТ). На фигуре 2А представлены термограммы для ДТ и ААС2-ААС6. На фигуре 2В представлена идентичность двух переходов ДТ. Первый переход соответствует развертыванию СН2-домена, второй переход соответствует развертыванию СН3+Fab. На фигуре 2С представлено наложение результатов анализа множества образцов, демонстрирующее, как переход вариантов СН2 смещается к большему значению Tm, что свидетельствует о большей стабильности.

[0048] На фигуре 3А представлены иллюстративные результаты, демонстрирующие разделение методом ионообменной хроматографии компонентов, полученных в процессе очистки иллюстративных асимметричных конструкций антитела. На фигуре 3В представлено разделение компонентов с применением градиента pH (верхняя часть) или градиента соли (нижняя часть) с использованием иллюстративного асимметричного варианта ААС4.

[0049] На фигуре 4 представлена способность контрольного варианта (v1051) и иллюстративного гетеромультимера согласно настоящему изобретению (ААС6) опосредовать ADCC.

[0050] На фигуре 5 представлены аминокислотная последовательность Fc-области IgG1 человека (SEQ ID NO: 1); аминокислотная последовательность тяжелой цепи трастузумаба (SEQ ID NO: 2), аминокислотная последовательность легкой цепи трастузумаба (SEQ ID NO: 3), аминокислотная последовательность тяжелой цепи ритуксимаба (SEQ ID NO: 4), аминокислотная последовательность легкой цепи ритуксимаба (SEQ ID NO: 5).

[0051] На фигуре 6 представлена способность вариантов ААС9-ААС12, ААС14 и ААС15 опосредовать ADCC на клетках Дауди. На фигуре 6А представлены результаты, полученные для ААС10 и ААС11, по сравнению с контролями, включающими коммерчески доступный ритуксимаб; на фигуре 6В представлены результаты, полученные для ААС12 и ААС14, по сравнению с контролями, включающими коммерчески доступный ритуксимаб; на фигуре 6С представлены результаты, полученные для ААС9 и ААС15, по сравнению с контролями, включающими коммерчески доступный ритуксимаб.

[0052] На фигуре 7 представлена способность вариантов ААС9-ААС12, ААС14 и ААС15 опосредовать CDC на клетках Дауди.

[0053] На фигуре 8 представлены последовательности SEQ ID NO: 6-69, поданные в настоящем изобретении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0054] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG. Конструкция Fc IgG содержит два полипептида Fc, каждый из которых содержит модифицированную шарнирную область, причем указанная модифицированная шарнирная область содержит асимметричные модификации аминокислот, которые уменьшают или устраняют связывание конструкции Fc IgG с рецепторами FcγRIIaH, FcγRIIaR, FcγRIIb FcγRIIIaF, FcγRIIIaV и FcγRIa и с белком фактора комплемента C1q. Такое уменьшение или устранение данного связывания приводит к уменьшению или подавлению эффекторных функций, как правило, опосредованных Fc-областью IgG дикого типа. Как отмечается, модифицированная шарнирная область содержит асимметричные модификации аминокислот, и вследствие этого модификации аминокислот в шарнирной области одной полипептидной конструкции Fc IgG отличаются от модификаций в шарнирной области другого полипептида. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения выделенные конструкции антитела являются стабильными и способными к связыванию с FcRn.

[0055] Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область каждой полипептидной конструкции Fc IgG содержит одну или более модификаций аминокислот, выбранных для увеличения положительного заряда одной полипептидной конструкции Fc IgG по сравнению с другой полипептидной конструкцией Fc IgG. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область каждой полипептидной конструкции Fc IgG содержит одну или более модификаций аминокислот, выбранных для увеличения отрицательного заряда одной полипептидной конструкции Fc IgG по сравнению с другой полипептидной конструкцией Fc IgG.

[0056] Гетеромультимер согласно настоящему изобретению может быть пригодным для разработки терапевтических антител, если эффекторные функции являются нежелательными вследствие возникающих в результате побочных эффектов, например, цитотоксичности. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимеры также демонстрируют свойства, облегчающие очистку указанных гетеромультимеров с применением способов на основе заряда.

[0057] В настоящем изобретении предложены конструкции гетеромультимера с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией. Согласно варианту реализации в настоящем изобретении предложена конструкция гетеромультимера, содержащая конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную нижнюю шарнирную область, причем: модифицированная нижняя шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, модифицированная нижняя шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует незначительное связывание с рецепторами Fcγ по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, которая не содержит модификации, описанные в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и незначительное связывание с по меньшей мере одним рецептором Fcγ. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера, описанная в настоящей заявке, демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами Fcγ и незначительное связывание с белком C1q. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит дополнительную модификацию по меньшей мере одной аминокислоты, которая находится в области, отличной от нижней шарнирной области. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc дополнительно содержит модификацию по меньшей мере одной аминокислоты, которая находится в шарнирной области. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит модификации по меньшей мере одной аминокислоты, которая находится в СН2- или СН3-области.

[0058] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную шарнирную область, причем: модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая увеличивает суммарный заряд модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc при условиях pH, близких к физиологическим, модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного положительного заряда первого полипептида Fc. Согласно варианту реализации настоящего изобретения увеличение суммарного положительного заряда представляет собой увеличение общего числа положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения указанное увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного отрицательного заряда первого полипептида Fc. Согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения увеличение суммарного отрицательного заряда представляет собой увеличение общего числа отрицательно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует незначительное связывание с рецепторами Fcγ по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, которая не содержит модификации, описанные в настоящей заявке. Согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и незначительное связывание с по меньшей мере одним рецептором Fcγ. Согласно варианту реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера, описанная в настоящей заявке, демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами Fcγ и незначительное связывание с белком C1q. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит модификации по меньшей мере одной аминокислоты, которая находится в нижней шарнирной области. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит модификации по меньшей мере одной аминокислоты, которая находится в СН2- или СН3-области.

[0059] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, предложенный в настоящей заявке, причем одна или более модификаций аминокислот в модифицированной шарнирной области второго полипептида Fc модифицирует число отрицательных или положительных зарядов в шарнирной области или заряжена нейтрально относительно шарнирной области дикого типа. Определенный вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит две или более модификаций аминокислот. Согласно варианту реализации в настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит две или более модификаций аминокислот. Определенные варианты реализации настоящего изобретения представляют собой конструкцию гетеромультимера, описанную в настоящей заявке, в которой одна или более модификаций аминокислот в модифицированной шарнирной области первого и второго полипептидов Fc находятся в нижней шарнирной области (аминокислоты 16-23 SEQ ID NO: 1, см. фигуру 5).

[0060] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG обладает K_D в отношении FcγRIIaH, составляющей по меньшей мере приблизительно 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIaR, составляющей по меньшей мере приблизительно 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIb, составляющей по меньшей мере приблизительно 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaF, составляющей по меньшей мере приблизительно 6 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaV, составляющей по меньшей мере приблизительно 6 мкМ, и K_D в отношении FcγRIa, составляющей по меньшей мере приблизительно 6,5 нМ. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG обладает K_D в отношении FcγRIIaH, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIaR, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIb, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaF, составляющей более 6 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaV, составляющей более 6 мкМ, и K_D в отношении FcγRIa, составляющей более 6,5 нМ.

[0061] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации по меньшей мере одной аминокислоты из L234 и L235. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот, которые выбраны из L234K, L234R, L234A, L235K, L235R и L235A. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, причем указанный один из первого и второго полипептидов Fc содержит модификацию аминокислоты в положении Е233. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, предложенный в настоящей заявке, причем указанные модификации в положении Е233 выбраны из Е233А, E233K и E233R. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот в по меньшей мере одном положении из L234 и L235. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, причем указанные модификации в по меньшей мере одном положении из L234 и L235 выбраны из L234A, L234K, L234R, L234D, L234E, L235K, L235R, L235E, L235A и L235D. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc также содержит модификацию аминокислоты в положении Е233. Согласно варианту реализации настоящего изобретения первый или второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот, которые выбраны из Е233А или E233D. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая выбрана из D265S, Е269К, K322A, P329W и E333K. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения указанный первый и второй полипептид Fc также содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая выбрана из D265S, E269K, K322A, P329W и E333K.

[0062] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235K, E233A/L234R/L235R, E233K/L234R/L235R или E233K/L234A/L235K. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область первого или второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235A, L234D/L235E, E233A/L234D/L235E или E233A/L234K/L235A.

[0063] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235K; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234D/L235E; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; или модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234A/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234K/L235A.

[0064] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, предложенный в настоящей заявке, причем по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая выбрана из D265S, E269K, K322A, P329W и E333K. Например, вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/E233K. Другой вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/D265S, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/D265S. Следующий вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K. Другой вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/K322A. Еще один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/P329W, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/P329W. Дополнительный вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322A. Следующие варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322E/E333K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322E/E333K.

[0065] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором: первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/E233K; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/D265S, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/D265S; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/K322A; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/P329W, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/P329W; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322A; или первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322E/E333K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322E/E333K.

[0066] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем: указанный первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269Q/D270N, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269K/D270R; или указанный первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L235K/A327K, и второй полипептид Fc не содержит модификации в шарнирной или нижней шарнирной области; и причем конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

[0067] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, предложенный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG является агликозилированной. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG является дегликозилированной.

[0068] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором начало плавления конструкции Fc IgG на термограмме больше или равно 68°С. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, сравнимой с температурой плавления родительской СН2-области. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, превышающей или приблизительно равной температуре плавления родительской СН2-области. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, которая приблизительно на 1-2°С выше температуры плавления родительской СН2-области. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, которая приблизительно на 2-3°С выше температуры плавления родительской СН2-области. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором конструкция Fc IgG содержит СН2-область с температурой плавления, которая приблизительно на 5°С выше температуры плавления родительской СН2-области.

[0069] В настоящем изобретении предложена конструкция гетеромультимера, в которой конструкция Fc IgG содержит вариант СН3-области, содержащий модификации аминокислот, которые способствуют образованию гетерод и мерной Fc-области.

[0070] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой конструкцию гетеромультимера, описанную в настоящей заявке, в которой один из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 T366L/N390R/K392M/T394W, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 L351Y/S400E/F405A/Y407V.

[0071] Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой конструкцию гетеромультимера, описанную в настоящей заявке, в которой конструкция Fc IgG содержит модификации аминокислот, увеличивающие стабильность СН3-области. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения первый и второй полипептиды Fc содержат модификацию аминокислот T350V. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения любые конструкции антитела с гомодимерными конструкциями Fc четко отделяют от указанного гетеромультимера с применением способов очистки на основе заряда.

[0072] В настоящем изобретении предложены гетеромультимеры, описанные в настоящей заявке, причем указанный гетеромультимер также содержит по меньшей мере одну антиген-связывающую конструкцию, слитую с конструкцией Fc IgG. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна антиген-связывающая конструкция выбрана из Fab-фрагмента, scFv, sdAb, антиген-связывающего пептида, белка, слитого с Fc, или белка или его фрагмента, способного к связыванию с антигеном. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, содержащий одну антиген-связывающую конструкцию. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, содержащий две антиген-связывающие конструкции. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, в котором конструкция Fc IgG присоединена к одной или нескольким молекулам токсичного лекарственного препарата. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция Fc IgG присоединена к одному или нескольким гетерологичным полипептидам. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения один или более гетерологичных полипептидов выбраны из ферментов и токсинов.

[0073] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором IgG представляет собой IgG1.

[0074] В настоящем изобретении предложена нуклеиновая кислота, кодирующая первый или второй полипептид Fc гетеромультимера, описанного в настоящей заявке. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой клетку-хозяина, содержащую нуклеиновую кислоту, описанную в настоящей заявке. Определенные варианты реализации настоящего изобретения представляют собой способ получения гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, причем указанный способ включает следующие этапы: (a) культивирование клетки-хозяина, описанной в настоящей заявке; и (b) выделение гетеромультимера из культуры клетки-хозяина.

[0075] В настоящем изобретении предложены фармацевтические композиции, содержащие гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, и фармацевтически приемлемый носитель. Определенные варианты реализации настоящего изобретения представляют собой способ лечения заболевания, включающий предоставление пациенту, который нуждается в таком лечении, эффективного количества фармацевтической композиции, описанной в настоящей заявке. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой применение гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, для приготовления лекарственного препарата для лечения заболевания. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой применение терапевтического количества гетеромультимера, описанного в настоящей заявке, для лечения заболевания у пациента, который нуждается в таком лечении.

[0076] В настоящем изобретении предложен способ уменьшения ADCC конструкции антитела, включающий: модификацию нижней шарнирной области первого и второго полипептида Fc, причем модифицированная нижняя шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, модифицированная нижняя шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ или с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Определенные варианты реализации настоящего изобретения представляют собой способ уменьшения ADCC, причем указанные модификации приводят к незначительному связыванию с Fc-рецепторами.

Определения

[0077] Если не указано обратное, все технические и научные термины в настоящей заявке имеют те же значения, которые общепринято понимаются специалистом в области техники, к которой относится предмет настоящего изобретения. В случае если в настоящей заявке присутствует множественность определений терминов, определяющими являются определения, приведенные в данном разделе. Если приводится ссылка на адрес URL или другой подобный идентификатор или адрес, то подразумевается, что такие идентификаторы могут быть изменены, и конкретная информация в интернете, представляющая интерес, может появляться и исчезать, но аналогичную информацию можно найти посредством поиска в интернете. Ссылка на данную информацию свидетельствует о наличии и широком распространении такой информации.

[0078] Следует понимать, что предшествующее общее описание и последующее подробное описание приведены исключительно с целью примера и пояснения и не ограничивают любой заявляемый предмет изобретения. В настоящей заявке использование единственного числа включает множественное число, если конкретно не указано обратное.

[0079] Термин «родительский СН2-домен» относится к полипептиду СН2-домена Fc-области, содержащему аминокислотную последовательность, в которой отсутствует одна или более модификаций аминокислот в шарнирной области первого и второго полипептидов Fc, раскрытых в настоящей заявке, но которая может содержать одну или более модификаций дисульфидов шарнира, добавленных СН2-дисульфидов, модификаций гликозилирования или различных стабильностей СН3-домена, и которая отличается эффекторной функцией от СН2-домена гетеромультимеров согласно настоящему изобретению. Родительский СН2-домен может содержать нативную последовательность Fc-области или Fc-область с предсуществующими модификациями аминокислотной последовательности (такими как добавления, делеции и/или замены).

[0080] Термин «агликозилированные антитела» относится к антителам или гетеромультимерам, которые не гликозилируются в ходе экспрессии. Агликозилированные антитела можно получить в результате экспрессии в системах, в которых отсутствует путь гликозилирования млекопитающих, таких как E. coli, или в результате введения мутации в один или более сайтов гликозилирования, такой как N297.

[0081] Термин «дегликозилированные антитела» относится к антителам или гетеромультимерам, которые изначально были гликозилированы в ходе экспрессии, но впоследствии подверглись биохимической реакции, такой как, например, обработка ферментом PNGase F (пептид-N-гликозидаза F), в результате чего гликан был удален.

[0082] Термин «аминокислота с нейтральной боковой цепью» относится к аминокислоте, содержащей боковую цепь, в которой отсутствует заряд при нейтральном значении pH. Все аминокислоты, за исключением лизина, аргинина, аспартата, глутамата и гистидина, считают нейтральными. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения в зависимости от структурного окружения, в котором находятся данные аминокислоты, лизин, аргинин, аспартат, глутамат и гистидин также считаются нейтральными. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения термин «аминокислота с нейтральной боковой цепью» относится к аминокислоте, содержащей боковую цепь, в которой отсутствует общий заряд при физиологических значениях pH.

[0083] Термин «аминокислота с положительно заряженной боковой цепью» относится к полярной аминокислоте, содержащей боковую цепь, которая является протонированной и вследствие этого положительно заряженной при нейтральных значениях pH. Данные аминокислоты часто называют основными. Примеры аминокислот с положительно заряженной боковой цепью включают лизин, аргинин. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения в зависимости от структурного окружения, в котором находится данная аминокислота, гистидин также может являться протонированным, и его боковая цепь может быть положительно заряженной. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения термин «аминокислота с положительно заряженной боковой цепью» относится к аминокислоте, содержащей боковую цепь, которая является положительно заряженной при физиологических значениях pH.

[0084] «Аминокислота с отрицательно заряженной боковой цепью» представляет собой полярную аминокислоту, боковая цепь которой депротонирована и вследствие этого отрицательно заряжена при нейтральных значениях pH. Данные аминокислоты часто называют кислыми. Примеры аминокислот с отрицательно заряженными боковыми цепями включают аспарагиновую кислоту и глутаминовую кислоту. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения термин «аминокислота с отрицательно заряженной боковой цепью» относится к аминокислоте, содержащей боковую цепь, которая отрицательно заряжена при физиологических значениях pH.

[0085] Термин «аффинность связывания», как правило, относится к силе итоговой суммы нековалентных взаимодействий между единичным сайтом связывания молекулы (например, антитела) и партнером связывания (например, антигеном или FcγR). Аффинность молекулы X в отношении партнера Y можно, как правило, выразить в виде константы диссоциации (Kd или K_D). Аффинность можно измерять с помощью общепринятых способов, известных в данной области техники, в том числе способов, описанных в настоящей заявке. Низкоаффинные антитела связываются с антигеном (или FcγR) слабо и имеют тенденцию легко диссоциировать, тогда как высокоаффинные антитела связываются с антигеном (или FcγR) более сильно и дольше остаются связанными.

[0086] Термин «Fc-область» (или кристаллизующийся фрагмент) используют для обозначения С-концевой области антитела. Fc-область состоит из двух идентичных фрагментов белка, полученных из второго и третьего константных доменов двух тяжелых цепей антитела: Цепи А и Цепи В. Второй и третий константные домены известны как СН2-домен и СН3-домен, соответственно. СН2-домен содержит последовательность СН2-домена Цепи А и последовательность СН2-домена Цепи В. СН3-домен содержит последовательность СН3-домена Цепи А и последовательность СН3-домена Цепи В. В настоящей заявке Fc-область включает шарнирную область, как определено ниже.

[0087] Термин «последовательность Fc-области» используют для обозначения С-концевой области тяжелой цепи иммуноглобулина. «Последовательность Fc-области» может представлять собой последовательность нативной Fc-области или вариант последовательности Fc-области. Хотя границы последовательности Fc-области тяжелой цепи иммуноглобулина могут варьировать, последовательность Fc-области тяжелой цепи IgG человека обычно определена фрагментом от аминокислотного остатка в положении Cys226 или Pro230 до карбоксильного конца IgG.

[0088] «Последовательность СН2-домена» последовательности Fc-области IgG человека (также называемая последовательностью домена «Cy2») обычно соответствует участку от приблизительно аминокислоты 231 до приблизительно аминокислоты 340. Последовательность домена СН2 уникальна тем, что данная последовательность не полностью спаривается с последовательностью другого домена. Напротив, между последовательностями двух СН2-доменов интактной нативной молекулы IgG вклиниваются две N-связанные разветвленные углеводные цепи. Было высказано предположение, что углевод может предоставить заместитель для спаривания домен-домен и способствует стабилизации домена СН2. Burton, Molec. Immunol. 22: 161-206 (1985).

[0089] «Последовательность СН3-домена» содержит фрагмент остатков, которые являются С-концевыми по отношению к последовательности СН2-домена в последовательности Fc-области (т.е. от приблизительно аминокислотного остатка 341 до приблизительно аминокислотного остатка 447 IgG).

[0090] «Функциональная Fc-область» обладает «эффекторными функциями» нативной Fc-области. Примеры «эффекторных функций» включают связывание с C1q; комплемент-зависимую цитотоксичность; связывание с Fc-рецептором; антитело-зависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность (ADCC); фагоцитоз; понижающую регуляцию рецепторов клеточной поверхности (например, рецептора В-клеток; BCR) и т.д. Такие эффекторные функции, как правило, требуют, чтобы Fc-область находилась в сочетании со связывающим доменом (например, вариабельным доменом антитела). Данные эффекторные функции можно оценить с применением различных вариантов анализа, например, раскрытых в настоящей заявке.

[0091] «Последовательность нативной Fc-области» содержит аминокислотную последовательность, идентичную аминокислотной последовательности Fc-области, обнаруженной в природе. Нативная последовательность Fc-областей человека включает нативную последовательность Fc-области IgG1 человека (аллотипы не А и А); нативную последовательность Fc-области IgG2 человека; нативную последовательность Fc-области IgG3 человека; и нативную последовательность Fc-области IgG4 человека, а также существующие в природе варианты указанных последовательностей.

[0092] «Последовательность варианта Fc-области» содержит аминокислотную последовательность, которая отличается от последовательности нативной Fc-области «одной или несколькими модификациями аминокислот», как определено в настоящей заявке. Последовательность варианта Fc-области содержит по меньшей мере одну замену аминокислоты по сравнению с нативной последовательностью Fc-области или с последовательностью Fc-области родительского полипептида, например, от приблизительно одной до приблизительно десяти замен аминокислот, и предпочтительно от приблизительно одной до приблизительно пяти замен аминокислот в нативной последовательности Fc-области или в последовательности Fc-области родительского полипептида. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения последовательность варианта Fc-области в настоящей заявке идентична по меньшей мере приблизительно на 80% последовательности нативной Fc-области и/или последовательности Fc-области родительского полипептида, и наиболее предпочтительно идентична по меньшей мере приблизительно на 90% указанной последовательности, более предпочтительно идентична по меньшей мере приблизительно на 95% указанной последовательности.

[0093] Термины «Fc-рецептор» или «FcR» используются для описания рецептора, который связывается с Fc-областью антитела. Предпочтительный FcR представляет собой нативный FcR человека. Более того, согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения FcR представляет собой рецептор, который связывается с антителом IgG (гамма рецептор, FcγR) и включает рецепторы подклассов FcγRI (CD64), FcγRII (CD32) и FcγRIII (CD16), в том числе аллельные варианты и формы данных рецепторов, которые подверглись альтернативному сплайсингу. Рецепторы FcγRII включают FcγRIIA («активирующий рецептор») и FcγRIIB («ингибирующий рецептор»), которые содержат аналогичные аминокислотные последовательности, отличающиеся преимущественно цитоплазматическими доменами. Активирующий рецептор FcγRIIA содержит в цитоплазматическом домене иммунорецепторный тирозиновый активирующий мотив (immunoreceptor tyrosine-based activation motif, ITAM). Ингибирующий рецептор FcγRIIB содержит в цитоплазматическом домене иммунорецепторный тирозиновый ингибирующий мотив (immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif, ITIM), (см. обзор M. in Daeron, Annu. Rev. Immunol. 15:203-234 (1997)). Обзор FcR приведен в публикациях Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol 9:457-92 (1991); Capel et al., Immunomethods 4:25-34 (1994); и de Haas et al., J. Lab. Clin. Med. 126:330-41 (1995). Другие FcR, в том числе те из них, которые будут обнаружены в будущем, охватываются в настоящей заявке термином «FcR». Термин «FcR» также включает неонатальный рецептор, FcRn, отвечающий за перенос материнских IgG в плод (Guyer et al., J. Immunol. 1 17:587 (1976) и Kim et al., J. Immunol. 24:249 (1994)). Термин «FcγR» не включает FcRn.

[0094] Термины «антитело-зависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность» и «ADCC» относятся к клеточно-опосредованной реакции, в которой неспецифичные цитотоксические клетки, экспрессирующие FcR (например, клетки естественные киллеры (Natural Killer, NK), нейтрофилы и макрофаги), распознают связавшееся антитело на клетке-мишени и после этого вызывают лизис клетки-мишени. Среди первичных клеток, опосредующих ADCC, клетки NK экспрессируют FcγRIII и низкие уровни FcγRIIc, тогда как моноциты экспрессируют FcγRI, FcγRII и FcγRIII. Данные об экспрессии FcR на гематопоэтических клетках обобщены в таблице 3 на странице 464 публикации Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol 9:457-92 (1991).

[0095] «Эффекторные клетки человека» представляют собой лейкоциты, которые экспрессируют один или более FcR и осуществляют эффекторные функции. Предпочтительно, такие клетки экспрессируют по меньшей мере FcγRIII и осуществляют эффекторную функцию ADCC. Примеры лейкоцитов человека, которые опосредуют ADCC, включают мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК), клетки естественные киллеры (NK), моноциты, цитотоксические Т-клетки и нейтрофилы; причем МКПК и клетки NK являются предпочтительными. Эффекторные клетки можно выделить из нативного источника таких клеток, например, из крови или МКПК, как описано в настоящей заявке.

[0096] Гетеромультимер со «значительно уменьшенной», «подавленной», «незначительной» или «устраненной» аффинностью связывания с FcγR и аффинностью связывания с C1q представляет собой гетеромультимер, обладающий уменьшенной активностью связывания с FcγR и активностью связывания с C1q по сравнению с родительским полипептидом или с полипептидом, содержащим последовательность нативной Fc-области. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенной», «подавленной», «незначительной» или «устраненной» аффинностью связывания с FcγR и аффинностью связывания с C1q представляет собой также гетеромультимер со «значительно уменьшенной», «подавленной», «незначительной» или «устраненной» активностью ADCC, ADCP и CDC по сравнению с родительским полипептидом или с полипептидом, содержащим последовательность нативной Fc-области. Гетеромультимер, который «демонстрирует уменьшенное или необнаруживаемое связывание» с FcγR, связывается со всеми FcγR с меньшей аффинностью, чем родительский полипептид. Такие варианты, демонстрирующие уменьшенное связывание с FcγR, могут обладать небольшим или не поддающимся оценке связыванием с FcγR. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения вариант демонстрирует 0-20% связывания с FcγR по сравнению с нативной Fc-областью IgG, например, что определено в примерах в настоящей заявке или что измеряют посредством изменения константы равновесия. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения вариант демонстрирует 0-10% связывания с FcγR по сравнению с нативной Fc-областью IgG. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения вариант демонстрирует 0-5% связывания с FcγR по сравнению с нативной Fc-областью IgG. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения вариант демонстрирует 0-1% связывания с FcγR по сравнению с нативной Fc-областью IgG.

[0097] Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенным», «подавленным», «незначительным» или «устраненным» связыванием с FcγRIIaH обладает Kd в отношении FcγRIIaH, превышающей 5 мкМ, что измеряют методом ППР (поверхностного плазмонного резонанса). Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенным», «подавленным», «незначительным» или «устраненным» связыванием с FcγRIIaR обладает Kd в отношении FcγRIIaR, превышающей 10 мкМ, что измеряют методом ППР (поверхностного плазмонного резонанса). Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенным», «подавленным», «незначительным» или «устраненным» связыванием с FcγRIIb обладает K_D в отношении FcγRIIb, превышающей 30 мкМ, что измеряют методом ППР (поверхностного плазмонного резонанса). Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенным», «подавленным», «незначительным» или «устраненным» связыванием с FcγRIIIaF обладает K_D в отношении FcγRIIIaF, превышающей 20 мкМ, что измеряют методом ППР (поверхностного плазмонного резонанса). Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенным», «подавленным», «незначительным» или «устраненным» связыванием с FcγRIIIaV обладает K_D в отношении FcγRIIIaV, превышающей 6 мкМ, что измеряют методом ППР (поверхностного плазмонного резонанса). Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер со «значительно уменьшенным», «подавленным», «незначительным» или «устраненным» связыванием с FcγRIa обладает K_D в отношении FcγRIa, превышающей 6,5 нМ, что измеряют методом ППР (поверхностного плазмонного резонанса).

[0098] Гетеромультимер, который «опосредует антитело-зависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность (ADCC) в присутствии эффекторных клеток человека более эффективно», чем родительское антитело, представляет собой гетеромультимер, который по существу более эффективно опосредует ADCC in vitro или in vivo, когда количества гетеромультимера и родительского антитела, применяемые в анализе, по существу одинаковы. Как правило, такие полипептиды можно обнаружить с применением анализа ADCC in vitro, раскрытого в настоящей заявке, однако можно также применять другие анализы или способы определения активности ADCC, например, модель на животных и т.д. Предпочтительный полипептид от приблизительно в 1,5 раза до приблизительно в 100 раз, например, от приблизительно в два раза до приблизительно в пятьдесят раз более эффективно опосредует ADCC, чем родительский полипептид, например, в анализе in vitro, раскрытом в настоящей заявке.

[0099] Термины «родительское антитело», «родительский полипептид» или «полипептид, содержащий нативную Fc-область», относятся к конструкции, которая не содержит модификаций аминокислот в шарнирной области. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения родительское антитело представляет собой антитело, которое не содержит модификаций аминокислот в шарнирной области и содержит модификации СН3-домена, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc-области.

[00100] Термин «модификация аминокислоты» относится к изменению последовательности аминокислот в определенной аминокислотной последовательности. Примеры модификаций включают замену, вставку и/или делецию аминокислот. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения модификации аминокислот в настоящей заявке представляют собой замену. «Модификация аминокислоты в» указанном положении, например, Fc-области, относится к замене или делеции указанного остатка или к вставке по меньшей мере одного аминокислотного остатка, смежного с указанным остатком. Под вставкой, «смежной» с указанным остатком, подразумевают вставку в пределах от одного до двух остатков от указанного остатка. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения вставка является N-концевой или С-концевой относительно указанного остатка.

[00101] Термин «замена аминокислоты» относится к замещению по меньшей мере одного существующего аминокислотного остатка в определенной аминокислотной последовательности другим отличным «заменяющим» аминокислотным остатком. Заменяющие остаток или остатки могут представлять собой «существующие в природе аминокислотные остатки» (т.е. кодируемые генетическим кодом), которые выбраны из группы, включающей: аланин (Ala); аргинин (Arg); аспарагин (Asn); аспарагиновую кислоту (Asp); цистеин (Cys); глутамин (Gln); глютаминовую кислоту (Glu); глицин (Gly); гистидин (His); изолейцин (Ile): лейцин (Leu); лизин (Lys); метионин (Met); фенилаланин (Phe); пролин (Pro): серии (Ser); треонин (Thr); триптофан (Trp); тирозин (Tyr); и валин (Val). Предпочтительно, заменяющий остаток представляет собой остаток, отличный от цистеина. Замена одним или несколькими несуществующими в природе аминокислотными остатками в настоящей заявке также включена в определение «замена аминокислоты». Термин «несуществующий в природе аминокислотный остаток» относится к остатку, отличному от существующих в природе аминокислотных остатков, перечисленных выше, способному ковалентно связываться с прилежащим аминокислотным остатком (остатками) в полипептидной цепи. Примеры несуществующих в природе аминокислотных остатков включают норлейцин, орнитин, норвалин, гомосерин и другие аналоги аминокислотных остатков, такие как описанные в публикации Ellman et al. Meth. Enzym. 202:301-336 (1991). Для получения таких несуществующих в природе аминокислотных остатков можно применять процедуры, описанные в публикациях Noren et al. Science 244: 182 (1989) и Ellman et al., ссылка выше. Вкратце, данные процедуры включают активацию химическим способом супрессорной тРНК несуществующих в природе аминокислотных остатков с последующей транскрипцией и трансляцией РНК in vitro.

[00102] Термин «вставка аминокислоты» относится к встраиванию по меньшей мере одной аминокислоты в определенную аминокислотную последовательность. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения вставка состоит из вставки одного или двух аминокислотных остатков. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения вставки представляют собой «пептидные вставки» большего размера, например, вставку от приблизительно трех до приблизительно пяти или даже более приблизительно десяти аминокислотных остатков. Согласно данным вариантам реализации настоящего изобретения встроенный остаток (остатки) являются существующими в природе или несуществующими в природе, как описано выше.

[00103] Термин «делеция аминокислоты» относится к удалению по меньшей мере одного аминокислотного остатка из определенной аминокислотной последовательности.

[00104] «Шарнирная область», как правило, определяется последовательностью от Glu216 до Pro238 IgG1 человека, в которой остатки от Cys226 до Pro230 образуют «коровую» шарнирную область (Burton, Molec. Immunol. 22: 161-206 (1985)), тогда как остатки от Ala231 до Pro238 образуют «нижнюю» шарнирную область. Остатки от Glu216 до Thr225 образуют «верхнюю» шарнирную область. Шарнирные области других изотипов IgG можно выровнять с последовательностью IgG1 путем размещения первого и последнего остатков цистеина, образующих S-S связи между тяжелыми цепями, в одинаковые положения.

[00105] «C1q» представляет собой мультимер полипептидов, который содержит сайт связывания с Fc-областью иммуноглобулина. C1q вместе с двумя сериновыми протеазами, C1r и C1s, образует комплекс С1, первый компонент пути комплемент-зависимой цитотоксичности (CDC). C1q человека можно заказать коммерческим способом, например, в Quidel, San Diego, Calif.

[00106] Термин «связывающий домен» относится к области полипептида, которая связывается с другой молекулой. В случае FcR связывающий домен может содержать часть полипептидной цепи FcR (например, α-цепи FcR), отвечающей за связывание с Fc-областью. Один пригодный связывающий домен представляет собой внеклеточный домен цепи FcRα.

[00107] Термин «антитело» используется в наиболее широком смысле и конкретно включает моноклональные антитела (в том числе полноразмерные моноклональные антитела), поликлональные антитела, мультиспецифичные антитела (например, биспецифичные антитела) и фрагменты антитела при условии, что указанные фрагменты демонстрируют желаемую биологическую активность.

[00108] «Фрагменты антитела», как определено в настоящей заявке, содержат часть интактного антитела, как правило, включая по меньшей мере одну антиген-связывающую или вариабельную область интактного антитела или Fc-область антитела. Примеры фрагментов антитела включают линейные антитела; одноцепочечные молекулы антитела; и мультиспецифичные антитела, образованные из фрагментов антитела. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения фрагменты антитела сохраняют по меньшей мере часть шарнирной области и необязательно СН1-область тяжелой цепи IgG. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения фрагменты антитела сохраняют полную константную область тяжелой цепи IgG и содержат легкую цепь IgG.

[00109] Термин «моноклональное антитело» в настоящей заявке относится к антителу, полученному из популяции по существу гомогенных антител, т.е. отдельные антитела, входящие в популяцию, идентичны, за исключением возможных существующих в природе мутаций, которые могут присутствовать в незначительных количествах. Моноклональные антитела являются высоко специфичными, направленными против единственного сайта антигена. Более того, в отличие от общепринятых (поликлональных) препаратов антител, которые, как правило, включают различные антитела, направленные против различных детерминант (эпитопов), каждое моноклональное антитело направлено против единственной детерминанты на антигене. Определение «моноклональное» указывает на свойство антитела, как полученного из по существу гомогенной популяции антител, и данное определение не следует рассматривать как указание на то, что антитело должно быть получено каким-либо конкретным способом. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения моноклональные антитела, применяемые в соответствии с настоящим изобретением, получены способом гибридомы, впервые описанным в публикации Kohler et al., Nature 256:495 (1975), или могут быть получены способами рекомбинантной ДНК (см., например, патент США №4,816,567). Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения «моноклональные антитела» выделены из фаговых библиотек антител с применением методик, описанных, например, в публикациях Clackson et al., Nature 352:624-628 (1991) и Marks et al., J. Mol. Biol. 222:581-597 (1991).

[00110] Моноклональные антитела в настоящей заявке конкретно включают «химерные» антитела (иммуноглобулины), в которых часть тяжелой и/или легкой цепи идентична или гомологична соответствующим последовательностям антител, полученных от конкретного вида или принадлежащих к конкретному классу или подклассу антител, тогда как оставшаяся цепь (цепи) идентичны или гомологичны соответствующим последовательностям антител, полученных от другого вида или принадлежащим к другому классу или подклассу антител, а также фрагменты таких антител при условии, что указанные фрагменты демонстрируют желаемую биологическую активность (патент США №4,816,567; и публикация Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:6851-6855 (1984)).

[00111] «Нарушение» представляет собой любое состояние, при котором лечение вариантом полипептида является благоприятным. Нарушение включает хронические и острые нарушения или заболевания, в том числе патологические состояния, которые предрасполагают млекопитающего к нарушениям, о которых идет речь. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения нарушение представляет собой рак.

[00112] Термин «метка» в настоящей заявке относится к обнаруживаемому соединению или композиции, конъюгированной напрямую или опосредованно с полипептидом. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения метка является обнаруживаемой сама по себе (например, радиоизотопные метки или флуоресцентные метки). Согласно некоторым другим вариантам реализации настоящего изобретения метка катализирует химическое изменение соединения-субстрата или композиции-субстрата, которое является обнаруживаемым. Иллюстративный вариант реализации настоящего изобретения включает ферментативную метку, катализирующую химическое изменение соединения-субстрата или композиции-субстрата, которое является обнаруживаемым.

[00113] «Выделенная» молекула нуклеиновой кислоты представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, обнаруженную и отделенную от по меньшей мере одной посторонней молекулы нуклеиновой кислоты, с которой указанная молекула обычно связана в природном источнике нуклеиновой кислоты, кодирующей полипептид. Выделенная молекула нуклеиновой кислоты отличается от молекулы, находящейся в форме или окружении, в которых ее обнаруживают в природе. Выделенные молекулы нуклеиновой кислоты вследствие этого отличаются от молекулы нуклеиновой кислоты, как она существует в природных клетках. Однако выделенная молекула нуклеиновой кислоты включает молекулы нуклеиновой кислоты, содержащиеся в клетках, которые, как правило, экспрессируют полипептид и где, например, расположение молекулы нуклеиновой кислоты на хромосоме отличается от расположения в природных клетках.

[00114] Термин «контрольные последовательности» относится к последовательностям ДНК, необходимым для экспрессии функционально связанной кодирующей последовательности в конкретном организме-хозяине. Контрольные последовательности, подходящие для прокариот, включают, например, промотор, необязательно последовательность оператора и сайт связывания рибосомы. Известно, что в эукариотических клетках используются промоторы, сигналы полиаденилирования и энхансеры.

[00115] Нуклеиновая кислота является «функционально связанной», если она находится в функциональной связи с другой последовательностью нуклеиновой кислоты. Например, ДНК предпоследовательности или секреторной лидерной последовательности функционально связана с ДНК полипептида, если она экспрессируется в виде белка-предшественника, участвующего в секреции полипептида; промотор или энхансер функционально связан с кодирующей последовательностью, если он влияет на транскрипцию последовательности; или сайт связывания рибосомы функционально связан с кодирующей последовательностью, если он расположен таким образом, чтобы облегчать трансляцию. Как правило, термин «функционально связанный» означает, что связанные последовательности ДНК являются непрерывными, а в случае секреторной лидерной последовательности - непрерывными и находящимися в рамке считывания. Однако энхансеры не обязательно должны быть непрерывными. Связывание осуществляется посредством лигирования в соответствующих сайтах рестрикции. Если такие сайты отсутствуют, используют синтетические адаптеры олигонуклеотидов или линкеры в соответствии с общепринятой практикой.

[00116] В настоящей заявке выражения «клетка», «линия клеток» и «культура клеток» используются взаимозаменяемо, и все указанные определения включают потомство. Таким образом, термины «трансформанты» и «трансформированные клетки» включают первичную из рассматриваемых клеток, а также культуры, полученные от нее, вне зависимости от количества пассажей. Также следует понимать, что все потомство не может являться в точности идентичным по содержанию ДНК вследствие преднамеренных или случайных мутаций. В данные термины включается мутантное потомство, которое обладает той же функцией или биологической активностью, скрининг которых осуществляли в исходной трансформированной клетке. В случаях, где предполагаются различные обозначения, это будет очевидно из контекста.

[00117] Фраза «низкоаффинный рецептор» означает рецептор, который обладает слабой аффинностью связывания с лигандом, представляющим интерес, например, обладает константой диссоциации, составляющей приблизительно 50 нМ, или худшей аффинностью. Примеры низкоаффинных рецепторов включают FcγRII и FcγRIII.

[00118] Под «Fc-слиянием» в настоящей заявке подразумевают белок, в котором один или более полипептидов функционально связаны с Fc-областью или ее производным. Fc-слияние в настоящей заявке является синонимом терминов «иммуноадгезин», «Ig-слияние», «Ig химера» и «рецепторный глобулин» (иногда «рецептор-глобулин»), как используется в данной области техники (Chamow et al., 1996, Trends Biotechnol 14:52-60; Ashkenazi et al., 1997, Curr Opin Immunol 9:195-200). Fc-слияние объединяет область Fc иммуноглобулина с партнером по слиянию, который, как правило, может представлять собой любой белок или малую молекулу. Роль части Fc-слияния, отличной от Fc, т.е. партнера по слиянию, состоит в опосредовании связывания с мишенью; вследствие этого партнер по слиянию представляет собой функциональнальный аналог вариабельной области антитела. Практически любой белок или малая молекула могут быть связаны с Fc для получения Fc-слияния. Партнеры по слиянию, являющиеся белками, могут включать, но не ограничиваются ими, область рецептора, связывающую мишень, молекулу адгезии, лиганд, фермент, цитокин, хемокин или какой-либо другой белок или домен белка. Низкомолекулярные партнеры по слиянию могут включать любое терапевтическое средство, направляющее Fc-слияние к терапевтической мишени. Такие мишени могут представлять собой любую молекулу, предпочтительно внеклеточный рецептор, вовлеченный в заболевание. Два семейства рецепторов поверхности, которые являются мишенями множества одобренных низкомолекулярных лекарственных препаратов, представляют собой рецепторы, объединенные с G-белком (GPCR), и ионные каналы, в том числе .+, Na+, Са+ каналы. Около 70% всех лекарственных препаратов, в настоящее время представленных на рынке по всему миру, нацелены на GPCR. Таким образом, Fc-белки, описанные в настоящей заявке, могут быть слиты с малой молекулой, нацеленной на, например, один или более рецепторов GABA, пуринергических рецепторов, адренергических рецепторов, гистаминергических рецепторов, опиоидных рецепторов, хемокиновых рецепторов, глутаматных рецепторов, никотиновых рецепторов, 5НТ (серотониновых) рецепторов и эстрогеновых рецепторов. Партнер по слиянию может представлять собой низкомолекулярный миметик белка, нацеленного на терапевтически пригодную мишень. Конкретные примеры лекарственных препаратов, которые могут выступать в виде партнеров Fc-слияния, можно найти в публикации L.S. Goodman et al., Eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics (McGraw-Hill, New York, ed. 9, 1996). Партнеры по слиянию включают не только малые молекулы и белки, которые связываются с известными мишенями существующих лекарственных препаратов, но также орфанные рецепторы, которые еще не применяют в качестве мишеней лекарственных препаратов. Соперничество между геномным и протеомным проектами стало движущей силой разработки новых лекарственных препаратов, и данные проекты позволили обнаружить орфанные рецепторы. Существует огромный потенциал исследования данных новых молекул в качестве мишеней лекарственных препаратов и разработки белков и терапевтических средств на основе малых молекул, направленных на данные мишени. Такие белки и терапевтические средства на основе малых молекул рассматриваются в качестве партнеров Fc-слияния, в котором применяется конструкция Fc IgG, описанная в настоящей заявке. Множество линкеров, определенных и описанных ниже, можно применять для ковалентного связывания Fc с партнером по слиянию для получения Fc-слияния.

[00119] Под «антигеном-мишенью» в настоящей заявке подразумевают молекулу, с которой специфически связывается вариабельная область данного антитела. Антиген-мишень может представлять собой белок, углевод, липид или другое химическое соединение.

[00120] Под «клеткой-мишенью» в настоящей заявке подразумевают клетку, которая экспрессирует антиген-мишень.

[00121] Повсюду в настоящей спецификации и формуле изобретения нумерация остатков в тяжелой цепи иммуноглобулина приведена согласно EU-индексу, как в публикации Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md. (19 1), непосредственно включенной в настоящую заявку посредством ссылки. Термин «EU-индекс согласно Kabat» относится к нумерации остатков антитела IgG1 человека согласно EU.

1. Гетеромультимеры, содержащие конструкцию Fc IgG

[00122] В настоящем изобретении предложены конструкции гетеромультимера с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией. Согласно варианту реализации в настоящем изобретении предложена конструкция гетеромультимера, содержащая конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную шарнирную область, причем: модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

[00123] В настоящем изобретении предложены конструкции гетеромультимера с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией. Согласно варианту реализации в настоящем изобретении предложена конструкция гетеромультимера, содержащая конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную нижнюю шарнирную область, причем: модифицированная нижняя шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, модифицированная нижняя шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует незначительное связывание с рецепторами Fcγ по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, которая не содержит модификации, описанные в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и незначительное связывание с по меньшей мере одним рецептором Fcγ. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера, описанная в настоящей заявке, демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами Fcγ и незначительное связывание с белком C1q.

[00124] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную шарнирную область, причем: модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, увеличивающую суммарный заряд модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc при условиях pH, близких к физиологическим, модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая отличается от по меньшей мере одной модификации аминокислоты указанного первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного положительного заряда первого полипептида Fc. Согласно варианту реализации настоящего изобретения увеличение суммарного положительного заряда представляет собой увеличение общего числа положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc. Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения указанное увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного отрицательного заряда первого полипептида Fc. Согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения увеличение суммарного отрицательного заряда представляет собой увеличение общего числа отрицательно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует незначительное связывание с рецепторами Fcγ по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, которая не содержит модификации, описанные в настоящей заявке. Согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и незначительное связывание с по меньшей мере одним рецептором Fcγ. Согласно варианту реализации настоящего изобретения конструкция гетеромультимера, описанная в настоящей заявке, демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами Fcγ и незначительное связывание с белком C1q.

[00125] В настоящем изобретении предложены гетеромультимеры, содержащие конструкцию Fc IgG, причем указанная конструкция Fc IgG содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную шарнирную область, причем модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, которые увеличивают количество положительных зарядов в модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc, причем модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, отличающихся от одной или нескольких модификаций аминокислот указанного первого полипептида Fc, и причем конструкция Fc IgG не связывается с рецепторами Fcγ или с белком C1q.

1.1 Fc-область и шарнирная область

[00126] Гетеромультимеры содержат конструкцию Fc IgG (Fc-область), которая содержит шарнирную область. Fc-область антитела, как правило, содержит две полипептидные цепи, каждая из которых содержит С-концевой фрагмент полипептида тяжелой цепи IgG. Соответственно, конструкция Fc IgG содержит два полипептида Fc, каждый из которых получен из полипептида тяжелой цепи IgG и включает области, опосредующие связывание с FcγR, комплементом и FcRn, а также шарнирную область.

[00127] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, полученную из полипептида тяжелой цепи IgG человека. В данной области техники известны несколько подтипов полипептидов тяжелой цепи IgG человека, которые включают IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4. Известно, что среди данных подтипов IgG человека IgG1, IgG2 и IgG3 активируют комплемент, a IgG1 и IgG3 опосредуют эффекторную функцию ADCC (антитело-зависимая клеточно-опосредованная цитотоксичность) более эффективно, чем IgG2 и IgG4. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, полученную из полипептида тяжелой цепи IgG1 человека. Аминокислотная последовательность тяжелой цепи IgG1 человека известна в данной области техники (см., например учетный номер IMGT J00228). Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, полученную из полипептида тяжелой цепи IgG3 человека. Последовательность тяжелой цепи IgG3 человека известна в данной области техники (см., например, учетный номер IMGT Х03604). Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, полученную из полипептида тяжелой цепи IgG4 человека. Последовательность тяжелой цепи IgG4 человека известна в данной области техники (см., например, учетный номер IMGT K01316). Аминокислотная последовательность Fc-области IgG1 человека, включая шарнирную область, показана на фигуре 5 (SEQ ID NO: 1).

[00128] Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер может содержать Fc область IgG, полученную из аллотипа IgG. Аллотипы IgG известны в данной области техники (см., например, Jefferies et al. (2009) Mabs 1(4): 332-338).

[00129] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения Fc-область IgG получают из гуманизированного моноклонального антитела, обладающего терапевтическим потенциалом, которое выбрано из: алемтузумаба, аполизумаба, аселизумаба, атлизумаба, бапинеузумаба, бевацизумаба, биватузумаба, кантузумаба, цеделизумаба, цертолизумаба пегола, цидфузитузумаба, цидтузумаба, даклизумаба, экулизумаба, эфализумаба, эпратузумаба, эрлизумаба, фелвизумаба, фонтолизумаба, гемтузумаба озогамицина, инотузумаба озогамицина, ипилимумаба, лабетузумаба, линтузумаба, матузумаба, меполизумаба, мотавизумаба, мотовизумаба, натализумаба, нимотузумаба, ноловизумаба, нумавизумаба, окрелизумаба, омализумаба, паливизумаба, пасколизумаба, пекфузитузумаба, пектузумаба, пертузумаба, пекселизумаба, раливизумаба, ранибизумаба, ресливизумаба, реслизумаба, ресивизумаба, ровелизумаба, руплизумаба, сибротузумаба, сиплизумаба, сонтузумаба, такатузумаба тетраксетана, тадокизумаба, тализумаба, тефибазумаба, токилизумаба, торализумаба, трастузумаба, тукотузумаба целмолейкина, тукуситузумаба, умавизумаба, уртоксазумаба и визилизумаба.

[00130] Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения Fc-область IgG получают из терапевтического антитела, такого как, например, ритуксимаб.

[00131] Каждый полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит по меньшей мере часть Fc-области полипептида тяжелой цепи IgG, включая шарнирную область. Fc-область полипептидов IgG включает сайты связывания множества рецепторов, которые опосредуют эффекторные функции Fc-области. Примеры таких рецепторов включают FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb, FcγRIIIa. Fc-область также содержит область, которая связывается с белком фактора комплемента C1q.

[00132] Fc-область тяжелой цепи полипептида IgG1 человека содержит аминокислоты 216-447 тяжелой цепи IgG1 (см. SEQ ID NO: 2, фигура 5). Длина и последовательность шарнирной области IgG человека варьирует в зависимости от изотипа IgG, как показано в таблице 1 ниже.

[00134] Шарнирная область полипептида IgG1 содержит аминокислотные остатки с 216 по 238, тогда как нижняя шарнирная область полипептида IgG1 человека содержит аминокислотные остатки с 231 по 238.

[00135] Таким образом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения каждый полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит аминокислоты с 216 по 447 тяжелой цепи IgG1 человека, причем указанный первый полипептид Fc содержит по меньшей мере одну модификацию в шарнирной области, содержащей аминокислотные остатки с 216 по 238, и указанный второй полипептид Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты в шарнирной области, отличающуюся от по меньшей мере одной модификации аминокислоты в первом полипептиде Fc. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения каждый полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит аминокислоты с 231 по 447 тяжелой цепи IgG1 человека, причем указанный первый полипептид Fc содержит по меньшей мере одну модификацию в нижней шарнирной области, содержащей аминокислотные остатки с 231 по 238, и указанный второй полипептид Fc содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты в нижней шарнирной области, отличающуюся от по меньшей мере одной модификации аминокислоты в первом полипептиде Fc.

1.1.2 Модификации аминокислот в модифицированной шарнирной области

[00136] Первый и второй полипептиды Fc конструкций Fc IgG содержат модифицированную шарнирную область, которая асимметрично модифицирована для получения гетеромультимеров со значительно уменьшенной или устраненной эффекторной функцией. Термины «первый» и «второй» в отношении полипептида Fc, которые можно применять взаимозаменяемо, предусматривают, что каждая конструкция Fc IgG содержит один первый полипептид Fc и один второй полипептид Fc. Модификации аминокислот вводят в шарнирную область первого и второго полипептидов Fc асимметричным способом, как более подробно описано ниже.

[00137] Гетеромультимеры содержат первый и второй полипептид Fc, содержащие модификации аминокислот коровой области, описанные в следующих разделах.

[00138] Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации по меньшей мере одной аминокислоты из L234 и L235. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот, которые выбраны из L234K, L234R, L234A, L235K, L235R и L235A. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, причем указанный один из первого и второго полипептидов Fc также содержит модификацию аминокислоты в положении Е233. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, предложенный в настоящей заявке, причем указанные модификации в положении Е233 выбраны из E233A, E233K и E233R. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот в по меньшей мере одном из положений L234 и L235. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, причем указанные модификации по меньшей мере одного остатка из L234 и L235 выбраны из L234A, L234K, L234R, L234D, L234E, L235K, L235R, L235E, L235A и L235D. Один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc также содержит модификацию аминокислоты в положении Е233. Согласно варианту реализации настоящего изобретения первый или второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот, которые выбраны из Е233А или E233D.

[00139] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область по меньшей мере одного из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235K, L234K/L235K, E233A/L234R/L235R, E233K/L234R/L235R или E233K/L234A/L235K. Некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область первого или второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235A, L234D/L235E, E233A/L234D/L235E или E233A/L234K/L235A.

[00140] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235K; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235A; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234D/L235E; модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; или модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234A/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234K/L235A.

[00141] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит первый и второй полипептиды, содержащие модификации аминокислот коровой области, и содержит следующие дополнительные модификации аминокислот. Таким образом, некоторые варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, предложенный в настоящей заявке, в котором по меньшей мере один из указанных первого или второго полипептидов Fc также содержит по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая выбрана из D265S, E269K, K322A, P329W и E333K. Например, вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/E233K. Другой вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/D265S, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/D265S. Следующий вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K. Другой вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/K322A. Еще один вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/P329W, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/P329W. Дополнительный вариант реализации настоящего изобретения представляет собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322A. Следующие варианты реализации настоящего изобретения представляют собой гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322E/E333K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322E/E333K.

[00142] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, описанный в настоящей заявке, в котором: первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/E233K; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/D265S, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234R/L235R/D265S; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/K322A; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/P329W, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/P329W; первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322A; или первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322E/E333K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322E/E333K.

Первый полипептид Fc

[00143] Каждый из двух полипептидов Fc конструкции Fc IgG содержит модифицированную шарнирную область. Модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области данного полипептида Fc. Под «увеличением положительного заряда модифицированной шарнирной области» подразумевают, что модифицированная шарнирная область с одной или несколькими модификациями аминокислот обладает общим положительным зарядом, превышающим заряд немодифицированной шарнирной области дикого типа. Модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, которые отличаются от одной или нескольких модификаций аминокислот другого полипептида Fc. В настоящей заявке асимметричные модификации аминокислот представляют собой любые модификации, при которых аминокислота в конкретном положении одного полипептида (например, «первого полипептида») отличается от аминокислоты в том же положении второго полипептида (например, «второго полипептида»). Это может быть результатом модификации только одной из двух аминокислот первого или второго полипептида конструкции Fc IgG или модификации обеих аминокислот двумя различными аминокислотами.

[00144] Например, если первый полипептид Fc содержит модификацию аминокислоты L235K, модификации аминокислот, которые отличаются, будут включать модификации других аминокислот в шарнирной области, таких как L234 или Е233, или модификации L235, отличные от L235K, такие как L235A или L235D. Таким образом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, отличных от двух или нескольких модификаций аминокислот указанного первого полипептида Fc. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит две или более модификаций аминокислот, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc, и модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит одну или более модификаций аминокислот, отличающихся от одной или нескольких модификаций аминокислот указанного первого полипептида Fc. Согласно альтернативному варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область указанного первого полипептида Fc содержит две или более модификаций аминокислот, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области первого полипептида Fc, и модифицированная шарнирная область указанного второго полипептида Fc содержит две или более модификаций аминокислот, отличных от двух или нескольких модификаций аминокислот указанного первого полипептида Fc.

[00145] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, если модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит одну модификацию аминокислот, модификацию аминокислот осуществляют для замены аминокислоты с нейтральной или отрицательно заряженной боковой цепью аминокислотой с положительно заряженной боковой цепью. Например, L234 или L235 шарнирной области можно заменить на Lys (K), Orn (O) или Arg (R). Таким образом, в вариантах реализации, в которых модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит одну модификацию аминокислот, на Lys, Orn или Arg можно заменить следующие аминокислотные остатки нижней шарнирной области IgG1 человека: А231, Р232, Е233, L234, L235, G236, G237 или Р238.

[00146] В вариантах реализации, в которых модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит две или более модификаций аминокислот, общий результат комбинации модификаций представляет собой увеличение положительного заряда модифицированной шарнирной области. Данное общее увеличение положительного заряда может являться следствием комбинаций модификаций аминокислот, замещающих аминокислоты с отрицательно заряженными или нейтральными боковыми цепями аминокислотами с положительно заряженными боковыми цепями или нейтральными боковыми цепями. Например, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения две или более модификаций аминокислот, которые увеличивают положительный заряд нижней шарнирной области первого полипептида Fc конструкции Fc IgG на основе IgG1, могут представлять собой модификации, которые выбраны из E233K, E233R, Е233А, L234K, L234R, L234A, L235K, L235R и L235A, при условии, что комбинация двух или нескольких модификаций аминокислот увеличивает положительный заряд модифицированной шарнирной области. Аналогично, другие модификации аминокислот в пределах шарнирной области могут быть введены при условии, что такие модификации увеличивают положительный заряд шарнирной области.

[00147] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234 или L235, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234 и L235, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234, L235 или Е233, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234 и Е233, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L235 и Е233, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234, L235 и Е233, которые увеличивают положительный заряд модифицированной шарнирной области.

[00148] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения первый полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит модифицированную шарнирную область, содержащую модификации аминокислот L234A/L235K, Е233А/L234R/L235R, E233K/L234R/L235R или E233K/L234A/L235K.

Второй полипептид Fc

[00149] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит одну или более модификаций аминокислот, которые отличаются от модификаций аминокислот первого полипептида Fc и которые увеличивают отрицательный заряд модифицированной шарнирной области или которые заряжены нейтрально относительно шарнирной области дикого типа. Под «увеличением отрицательного заряда модифицированной шарнирной области» подразумевают, что модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc конструкции Fc IgG с одной или несколькими модификациями аминокислот обладает общим отрицательным зарядом, который является большим, чем заряд немодифицированной шарнирной области дикого типа. Под термином «заряжена нейтрально» подразумевают, что одна или более модификаций аминокислот не приводят к изменению общего заряда модифицированной шарнирной области второго полипептида Fc конструкции Fc IgG по сравнению с зарядом шарнирной области дикого типа. Таким образом, модификации аминокислот второго полипептида конструкции Fc IgG включают комбинации модификаций аминокислот, которые заменяют аминокислоты с нейтральной боковой цепью аминокислотами с отрицательно заряженной боковой цепью, положительно заряженной боковой цепью или другой нейтральной боковой цепью, и/или модификации аминокислот, которые заменяют аминокислоты с отрицательно заряженной боковой цепью аминокислотами с нейтральной боковой цепью. Комбинации данных модификаций аминокислот являются подходящими при условии, что такие комбинации приводят к увеличению отрицательного заряда модифицированной шарнирной области или заряжены нейтрально по сравнению с шарнирной областью дикого типа.

[00150] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения второй полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234 или L235. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения второй полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234 и L235. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения второй полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот, которые выбраны из L234A, L234K, L234R, L234D, L234E, L235K, L235R, L235E, L235A и L235D.

[00151] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения второй полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот в положениях L234 и/или L235 и Е233. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения второй полипептид Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот, которые выбраны из L234A, L234K, L234R, L234D, L234E, L235K, L235R, L235E, L235A, L235D, Е233А и E233D.

[00152] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc конструкции Fc IgG содержит модификации аминокислот L234A/L235A, L234D/L235E, E233A/L234D/L235E или E233A/L234K/L235A.

2. Другие модификации конструкции Fc IgG

[00153] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимеры согласно настоящему изобретению содержат дополнительные модификации, описанные ниже.

[00154] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, содержащую модифицированные полипептиды Fc, которые были дополнительно модифицированы для способствования образованию гетеродимерной Fc-области. Такие дополнительно модифицированные полипептиды Fc пригодны для получения гетеромультимеров в контексте биспецифичных антител. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения полипептиды Fc содержат вариант СН3-доменов, содержащий модификации аминокислот, которые способствуют образованию гетеродимерных Fc-областей. Подходящие варианты СН3-доменов известны в данной области техники и включают, например, варианты, описанные в международной публикации патента № WO 2012/058768 и в патентах США №5,821,333 и 7,695,936. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG, в которой один из указанных первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот CH3T366L/N390R/K392M/T394W, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 L351Y/S400E/F405A/Y407V.

[00155] Дополнительные способы модификации полипептидов Fc для способствования образованию гетеродимерной Fc описаны в международной публикации патента № WO 96/027011 («выступ во впадину»), в публикациях Gunasekaran ef al. (Gunasekaran K. et al. (2010) J Biol Chem. 285, 19637-46, электростатическая конструкция для достижения селективной гетеродимеризации), Davis ef al. (Davis, JH. et al. (2010) Prot Eng Des Sel; 23(4): 195-202, технология конструирования домена с обменом слоями (strand exchange engineered domain, SEED)) и Moore et al (2011) Mabs 3:6, 546-557.

[00156] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, дополнительно содержащую модификации аминокислот, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc-области. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, дополнительно содержащую модификации аминокислот в СН3-области каждого полипептида Fc, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc-области.

[00157] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, дополнительно содержащую модификации аминокислот, увеличивающие стабильность конструкции Fc IgG, что определяют посредством измерения температуры плавления СН2-домена. Подходящие модификации аминокислот известны в данной области техники и включают, например, модификации, описанные в международной заявке на патент № РСТ/СА2012/050780. Более конкретно, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, содержащую модификации аминокислот T350V как в первом полипептиде Fc, так и во втором полипептиде Fc.

[00158] В настоящем изобретении предложен гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем: указанный первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269Q/D270N, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269K/D270R; или указанный первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L235K/A327K, и второй полипептид Fc не содержит модификации в шарнирной или нижней шарнирной области; и причем конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание со всеми рецепторами Fcγ и с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

[00159] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения Fc представляет собой конструкцию Fc IgG1 и конструкцию Fc IgG2, и конструкцию Fc IgG3 или конструкцию Fc IgG4.

[00160] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция Fc IgG содержит по меньшей мере один СН3-домен, содержащий по меньшей мере одну модификацию аминокислоты, которая способствует образованию гетеродимерной Fc, обладающей стабильностью, сопоставимой со стабильностью гомодимерной Fc дикого типа. Примеры модификаций описаны ниже. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения димеризованные СН3-домены гетеродимерной Fc имеют температуру плавления (Tm), которую измеряют методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), составляющую приблизительно 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 77,5, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 или 85°С или более. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения димерная Fc представляет собой гетеродимер с чистотой более приблизительно 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% при получении; или Fc представляет собой гетеродимер с чистотой более приблизительно 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% при экспрессии или при экспрессии в единичной клетке.

[00161] Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит одну или более модификаций по меньшей мере в одной из последовательностей C_H3. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит одну или более модификаций в по меньшей мере одной из последовательностей C_H2.

[00162] Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc представляет собой Fc, описанную в заявке на патент РСТ/СА2011/001238, поданной 4 ноября 2011 г, или в заявке на патент РСТ/СА2012/050780, поданной 2 ноября 2012 г, полное описание каждой из которых включено в настоящую заявку посредством ссылки во всей своей полноте во всех отношениях.

[00163] Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения конструкция Fc, описанная в настоящей заявке, содержит гетеродимерную Fc, содержащую модифицированный СН3-домен, который был асимметрично модифицирован. Гетеродимерная Fc может содержать два полипептида константного домена тяжелых цепей: первый полипептид тяжелой цепи и второй полипептид тяжелой цепи, которые можно применять взаимозаменяемо при условии, что Fc содержит один первый полипептид тяжелой цепи и один второй полипептид тяжелой цепи. Как правило, первый полипептид тяжелой цепи содержит первую последовательность СН3, и второй полипептид тяжелой цепи содержит вторую последовательность СН3.

[00164] Две последовательности СН3, которые содержат одну или более модификаций аминокислот, введенных асимметричным способом, как правило, при димеризации двух последовательностей СН3 приводят к образованию гетеродимерной Fc вместо гомодимера. В настоящей заявке термин «асимметричные модификации аминокислот» относится к любой модификации, в которой аминокислота в конкретном положении первой последовательности СН3 отличается от аминокислоты в том же положении второй последовательности СН3, и первая и вторая последовательности СН3 предпочтительно спариваются с образованием гетеродимера вместо гомодимера. Данная гетеродимеризация может являться результатом модификации только одной из двух аминокислот в том же соответствующем положении аминокислот в каждой последовательности; или результатом модификаций обеих аминокислот в каждой последовательности в том же соответствующем положении в каждой первой и второй последовательности СН3. Первая и вторая последовательность СН3 гетеродимерной Fc может содержать одну или более одной асимметричных модификаций аминокислот.

[00165] В таблице X приведены аминокислотные последовательности Fc последовательности IgG1 человека, соответствующие аминокислотам с 231 по 447 полноразмерной тяжелой цепи IgG1 человека. Последовательность СН3 содержит аминокислоты 341-447 полноразмерной тяжелой цепи IgG1 человека. Как правило, Fc может содержать две непрерывные последовательности тяжелой цепи (А и В), способные к димеризации. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения одна или обе последовательности Fc содержат одну или более мутаций, или модификаций в следующих положениях: L351, F405, Y407, Т366, K392, Т394, Т350, S400 и/или N390, согласно нумерации EU. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит мутантную последовательность, представленную в таблице X. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит мутации Варианта 1 А-В. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит мутации Варианта 2 А-В. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит мутации Варианта 3 А-В. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит мутации Варианта 4 А-В. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит мутации Варианта 5 А-В.

[00166] Первая и вторая последовательности СН3 могут содержать мутации аминокислот, описанные в настоящей заявке, в отношении аминокислот с 231 по 447 полноразмерной тяжелой цепи IgG1 человека. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc содержит модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях F405 и Y407, и второй последовательностью СН3, содержащей модификацию аминокислоты в положении Т394. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc содержит модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей одну или более модификаций аминокислот, которые выбраны из L351Y, F405A и Y407V, и второй последовательностью СН3, содержащей одну или более модификаций аминокислот, которые выбраны из T366L, T366I, K392L, K392M и T394W.

[00167] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения конструкция Fc содержит гетеродимерную Fc, которая содержит модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях L351, F405 и Y407, и второй последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях Т366, K392 и Т394, и одной из первой или второй последовательностей СН3, дополнительно содержащей модификацию аминокислоты в положении Q347, и другой последовательностью СН3, дополнительно содержащей модификацию аминокислоты в положении K360. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc содержит модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях L351, F405 и Y407, и второй последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях Т366, K392 и Т394, с одной из первой или второй последовательностями СН3, дополнительно содержащими модификацию аминокислоты в положении Q347, и другой последовательностью СН3, дополнительно содержащей модификацию аминокислоты в положении K360, и одной или обеими из указанных последовательностей СН3, дополнительно содержащими модификацию аминокислоты T350V.

[00168] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения конструкция Fc, предложенная в настоящей заявке, содержит гетеродимерную Fc, содержащую модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях L351, F405 и Y407, и второй последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях Т366, K392 и Т394, и одной из указанных первой или второй последовательностей СН3, дополнительно содержащей модификацию аминокислоты D399R или D399K, и с другой последовательностью СН3, содержащей одну или более из Т411Е, T411D, K409E, K409D, K392E и K392D. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc содержит модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях L351, F405 и Y407, и второй последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях Т366, K392 и Т394, и одной из указанных первой или второй последовательностей СН3, которая дополнительно содержит модификацию аминокислоты D399R или D399K, и другой последовательностью СНЗ, содержащей одну или более из Т411Е, T411D, K409E, K409D, K392E и K392D, причем одна или обе из указанных последовательностей СН3 дополнительно содержат модификацию аминокислоты T350V.

[00169] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc содержит модифицированный СН3-домен с первой последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях L351, F405 и Y407, и второй последовательностью СН3, содержащей модификации аминокислот в положениях Т366, K392 и Т394, причем одна или обе из указанных последовательностей СН3 дополнительно содержат модификацию аминокислоты T350V.

[00170] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc содержит модифицированный СН3-домен, содержащий следующие модификации аминокислот, где «А» представляет модификации аминокислот в последовательности первого СН3 и «В» представляет модификации аминокислот в последовательности второго СН3: A:L351Y_F405A_Y407V, B:T366L_K392M_T394W, A:L351Y_F405A_Y407V, B:T366L_K392L_T394W, A:T350V_L351Y_F405A_Y407V, B:T350V_T366L_K392L_T394W, A:T350V_L351 Y_F405A_Y407V, B:T350V_T366L_K392M_T394W, A:T350V_L351Y_S400E_F405A_Y407V и/или B:T350V_T366L_N390R_K392M_T394W.

[00171] Одна или более асимметричных модификаций аминокислот могут способствовать образованию гетеродимерной Fc, в которой гетеродимерный СН3-домен обладает стабильностью, сравнимой со стабильностью гомодимерного СН3-домена дикого типа. Согласно варианту реализации настоящего изобретения одна или более асимметричных модификаций аминокислот способствуют образованию гетеродимерного Fc-домена, причем гетеродимерный Fc-домен обладает стабильностью, сравнимой со стабильностью гомодимерного Fc-домена дикого типа. Согласно варианту реализации настоящего изобретения одна или более асимметричных модификаций аминокислот способствуют образованию гетеродимерного Fc-домена, причем гетеродимерный Fc-домен обладает стабильностью, определяемой посредством измерения температуры плавления (Tm) в исследовании методом дифференциальной сканирующей калориметрии, и причем указанная температура плавления отличается не более чем на 4°С от температуры, наблюдаемой для соответствующего симметричного гомодимерного Fc-домена дикого типа. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc содержит одну или более модификаций по меньшей мере в одной из последовательностей C_H3, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc со стабильностью, сопоставимой со стабильностью гомодимерной Fc дикого типа.

[00172] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения стабильность СН3-домена можно оценить посредством измерения температуры плавления СН3-домена, например, методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Таким образом, согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения СН3-домен обладает температурой плавления приблизительно 68°С или более. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения СН3-домен обладает температурой плавления приблизительно 70°С или более. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения СН3-домен обладает температурой плавления приблизительно 72°С или более. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения СН3-домен обладает температурой плавления приблизительно 73°С или более. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения СН3-домен обладает температурой плавления приблизительно 75°С или более. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения СН3-домен обладает температурой плавления приблизительно 78°С или более. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения димеризованные последовательности C_H3 имеют температуру плавления (Tm) приблизительно 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 77,5, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 или 85°С или более.

[00173] Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения конструкция Fc, содержащая гетеродимерную Fc, которая дополнительно содержит модифицированные последовательности СН3, может быть получена с чистотой по меньшей мере приблизительно 75%, по сравнению с гомодимерными Fc в экспрессированном продукте. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc получена с чистотой более приблизительно 80%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc получена с чистотой более приблизительно 85%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc получена с чистотой более приблизительно 90%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc получена с чистотой более приблизительно 95%. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеродимерная Fc получена с чистотой более приблизительно 97%. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc представляет собой гетеродимер с чистотой более приблизительно 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% при экспрессии. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения Fc представляет собой гетеродимер с чистотой более приблизительно 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 или 99% при экспрессии в единичной клетке.

[00174] Дополнительные способы модификации мономерных полипептидов Fc для способствования образованию гетеродимерной Fc описаны в международной публикации патента № WO 96/027011 («выступ во впадину»), в публикациях Gunasekaran et al. (Gunasekaran K. et al. (2010) J Biol Chem. 285, 19637-46, электростатическая конструкция для достижения селективной гетеродимеризации), Davis et al. (Davis, JH. et al. (2010) Prot Eng Des Sel; 23(4): 195-202, технология конструирования домена с обменом слоями (strand exchange engineered domain, SEED) и Labrijn et al [Efficient generation of stable bi-specific IgG1 by controlled Fab-arm exchange. Labrijn AF, Meesters Jl, de Goeij BE, van den Bremer ET, Neijssen J, van Kampen MD, Strumane K, Verploegen S, Kundu A, Gramer MJ, van Berkel РН, van de Winkel JG, Schuurman J, Parren PW. Proc Natl Acad Sci USA. 2013 Mar 26; 110(13):5145-50.

3. Функциональные характеристики гетеромультимеров

[00175] Гетеромультимеры согласно настоящему изобретению демонстрируют значительно уменьшенное/устраненное связывание с FcγR и с C1q. Кроме того, согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимеры также демонстрируют дополнительные желательные свойства, такие как стабильность, способность связываться с FcRn и свойства, облегчающие очистку желаемых продуктов экспрессии от нежелательных продуктов или примесей.

[00176] Согласно одному варианту реализации настоящее изобретение включает гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, которая не связывается измеряемо с рецепторами FcγR, но связывается с FcRn, что делает данную конструкцию желательным кандидатом для вариантов применения, в которых период полужизни антитела in vivo является важным, тогда как эффекторные функции (такие как CDC, ADCP и ADCC) не являются необходимыми или являются вредными.

[00177] Способы определения способности гетеромультимеров, содержащих конструкцию Fc IgG, связываться с FcγR или C1q, известны в данной области техники и описаны в других разделах настоящей заявки.

3а. Уменьшенное/устраненное связывание с FcγR и комплементом

[00178] Гетеромультимеры согласно настоящему изобретению демонстрируют уменьшенное/устраненное связывание с FcγR и C1q по сравнению с родительским полипептидом. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению демонстрирует K_D в отношении FcγR и C1q, которая по меньшей мере в 5 раз выше, чем K_D родительского полипептида. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению демонстрирует K_D в отношении FcγR и C1q, которая по меньшей мере в 10 выше, чем K_D родительского полипептида, что измеряют посредством анализов связывания, известных в данной области техники. Анализы связывания, известные в данной области техники, включают, но не ограничиваются ими, анализы на основе FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer, резонансный перенос энергии флуоресценции) и BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer, резонансный перенос энергии биолюминесценции), AlphaScreen™ (Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay, гомогенный анализ усиленной за счет эффекта сближения люминесценции), сцинтилляционный анализ сближения, ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, твердофазный иммуносорбентный анализ), ППР (поверхностный плазмонный резонанс, также известный как Biacore™), изотермическую титрационную калориметрию, дифференциальную сканирующую калориметрию, гель-электрофорез и хроматографию, в том числе гель-фильтрацию. В данных и других способах можно использовать определенный партнер по слиянию или метку антитела. В анализах можно применять множество способов обнаружения, включая, но не ограничиваясь ими, хромогенные, флуоресцентные, люминесцентные или изотопные метки.

[00179] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, обладает K_D в отношении FcγRIIaH, составляющей более 5 мкМ, K_D в отношении FcγRIIaR, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIb, составляющей более 30 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaF, составляющей более 20 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaV, составляющей более 6 мкМ, и K_D в отношении FcγRIa, составляющей более 6,5 нМ, что измеряют методом поверхностного плазмонного резонанса (ППР). Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер, содержащий конструкцию Fc IgG, обладает K_D в отношении FcγRIIaH, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIaR, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIb, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaF, составляющей более 6 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaV, составляющей более 6 мкМ, K_D в отношении FcγRIa, составляющей более 30 нМ, и не связывается с C1q, что измеряют методом поверхностного плазмонного резонанса (ППР).

[00180] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры, содержащие конструкцию Fc IgG, не демонстрируют обнаруживаемые уровни ADCC, ADCP и CDC, что измеряют с помощью стандартных анализов. Неограничивающие примеры стандартных анализов для исследования эффекторной функции включают анализы, описанные в примерах, приведенных в настоящей заявке.

3b. Стабильность

[00181] Биофизические свойства гетеромультимеров, в том числе, например, стабильность, оценивают с применением множества способов, известных в данной области техники. Стабильность белка можно определить посредством измерения термодинамического равновесия между свернутым состоянием (прошедшим фолдинг) и развернутым состоянием (с нарушенным фолдингом). Например, гетеромультимеры согласно настоящему изобретению могут быть развернуты с применением химического денатурирующего средства, нагревания или pH, и данный переход можно контролировать с применением способов, включающих, но не ограниченных ими, спектроскопию кругового дихроизма, флуоресцентную спектроскопию, спектроскопию на основе поглощения, ЯМР-спектроскопию, калориметрию и протеолиз. Как понимает специалист в данной области техники, кинетические параметры переходов между свернутым и развернутым состояниями также можно контролировать с применением указанных, а также других методик. Растворимость и общую структурную целостность гетеромультимера можно количественно или качественно определить с применением широкого диапазона способов, известных в данной области техники.

[00182] Способы, которые можно применять для характеристики биофизических свойств гетеромультимеров, включают гель-электрофорез, изоэлектрическое фокусирование, капиллярный электрофорез, хроматографию, такую как эксклюзионная хроматография, ионообменная хроматография и обращенно-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография, пептидное картирование, олигосахаридное картирование, масс-спектрометрию, спектроскопию на основе поглощения в ультрафиолетовой области, флуоресцентную спектроскопию, спектроскопию кругового дихроизма, изотермическую титрационную калориметрию, дифференциальную сканирующую калориметрию, аналитическое ультрацентрифугирование, динамическое рассеивание света, протеолиз и перекрестное сшивание, измерение мутности, анализы оседания на фильтре, иммунологические анализы, анализы связывания флуоресцентных красителей, анализы окрашивания белка, микроскопию и обнаружение агрегатов методом ELISA или другим анализом связывания. Можно также использовать структурный анализ с применением кристаллографических методик на основе рентгеновских лучей и ЯМР-спектроскопии. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения стабильность и/или растворимость можно измерять путем определения количества белкового раствора после некоторого определенного периода времени. В данном анализе на белок можно воздействовать или можно не воздействовать определенными экстремальными условиями, например, увеличенной температурой, низким pH или присутствием денатурирующего вещества. Поскольку для осуществления функции, как правило, необходим стабильный растворимый и/или свернутый надлежащим образом/структурированный белок, вышеуказанные функциональные анализы и анализы связывания также позволяют провести такие измерения. Например, можно проанализировать способность раствора, содержащего гетеромультимер, связываться с антигеном-мишенью, затем воздействовать на данный раствор повышенной температурой в течение одного или нескольких определенных периодов времени, а затем снова проанализировать способность раствора связываться с антигеном. Поскольку развернутый и агрегированный белок, как ожидается, не способен к связыванию с антигеном, количество оставшейся активности является мерой стабильности и растворимости антитела.

[00183] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры, содержащие конструкцию Fc IgG, являются стабильными, что измеряют посредством определения температуры плавления одного или нескольких доменов гетеромультимера, содержащих конструкцию Fc IgG. Температуру плавления гетеромультимеров можно определить с применением способов, известных в данной области техники и описанных более подробно в других разделах настоящей заявки. Например, температуру плавления гетеромультимеров можно определить методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), и получить термограммы гетеромультимера. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем начало плавления конструкции Fc IgG на термограмме больше или равно 65°С. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем начало плавления конструкции Fc IgG на термограмме больше или равно 66°С. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем начало плавления конструкции Fc IgG на термограмме больше или равно 68°С. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем начало плавления конструкции Fc IgG на термограмме больше или равно 70°С.

[00184] Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем конструкция Fc IgG содержит СН2-домен с температурой плавления, большей или равной температуре плавления СН2-домена родительского полипептида или антитела. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем конструкция Fc IgG содержит СН2-домен с температурой плавления, которая приблизительно на 1-2°С выше температуры плавления родительского СН2-домена. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем конструкция Fc IgG содержит СН2-домен с температурой плавления, которая приблизительно на 2-3°С выше температуры плавления родительского СН2-домена. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем конструкция Fc IgG содержит СН2-домен с температурой плавления, которая приблизительно на 1-2°С выше температуры плавления родительского СН2-домена, причем гетеромультимер содержит модификации аминокислот, примерами которых являются ААС4 и ААС5. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем конструкция Fc IgG содержит СН2-домен с температурой плавления, которая приблизительно на 2-3°С выше температуры плавления родительского СН2-домена, причем гетеромультимер содержит модификации аминокислот, примерами которых являются ААС2, ААС9, ААС10, ААС11, ААС12, ААС13, ААС14 и ААС15. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, причем конструкция Fc IgG содержит СН2-домен с температурой плавления, которая приблизительно на 4°С выше температуры плавления родительского СН2-домена, причем гетеромультимер содержит модификацию аминокислоты, примером которой является ААС6.

3c. Связывание с FcRn

[00185] Как известно в данной области техники, связывание с FcRn вызывает поступление антитела, которое подверглось эндоцитозу, из эндосомы назад в кровоток (Raghavan et al., 1996, Annu Rev Cell Dev Biol 12:181-220; Ghetie et al., 2000, Annu Rev Immunol 18:739-766). Данный процесс в сочетании с затрудненной фильтрацией в почках в связи с большим размером полноразмерной молекулы приводит к благоприятным периодам полужизни антитела в сыворотке, варьирующим от одной до трех недель. Связывание Fc с FcRn также играет ключевую роль в переносе антитела. Таким образом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры согласно настоящему изобретению способны к связыванию с FcRn.

4. Структура гетеромультимера

4а. Антиген-связывающие домены

[00186] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению состоит исключительно из конструкции Fc IgG. Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG и один или более антиген-связывающих доменов. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG и один антиген-связывающий домен. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG и два антиген-связывающих домена. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG и три антиген-связывающих домена. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG и четыре антиген-связывающих домена. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG и до шести антиген-связывающих доменов.

[00187] Антиген-связывающие домены могут являться слитыми с конструкцией Fc IgG с помощью способов, известных в данной области техники.

[00188] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG, содержащую по меньшей мере один антиген-связывающий домен, причем указанный по меньшей мере один антиген-связывающий домен выбран из Fab-фрагмента, scFv, sdAb, антиген-связывающего пептида, белка, слитого с Fc, или домена белка, способного к связыванию с антигеном.

[00189] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, содержащую по меньшей мере один антиген-связывающий домен, причем по меньшей мере один антиген-связывающий домен связывается с антигеном-мишенью, который выбран из α-цепи (CD25) ИЛ-2R, амилоида бета, ЕрСАМ, CD3, BLyS (или BAFF), CD11a, CD20, CD22, CD23, CD3, CD4, CD52, CD80, CTLA-4, EGFR, F белка РСВ (респираторно-синцитиального вируса), G250, гликопротеина IIb/IIIa R, HER2, рецептора HER2/neu, Hsp90, IgE антитела, ИЛ-12/ИЛ-23, ИЛ-Iβ, ИЛ-5, рецептора ИЛ-6, интегрина альфа-4/бета-1, муцина 16/СА-125, RAN L, ФНО альфа, VEGF-A и других терапевтически предпочтительных мишеней.

[00190] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную шарнирную область, причем указанный гетеромультимер получен из гуманизированного моноклонального антитела, обладающего терапевтическим потенциалом, которое выбрано из: алемтузумаба, аполизумаба, аселизумаба, атлизумаба, бапинеузумаба, бевацизумаба, биватузумаба мертанзина, кантузумаба мертанзина, цеделизумаба, цертолизумаба пегола, цидфузитузумаба, цидтузумаба, даклизумаба, экулизумаба, эфализумаба, эпратузумаба, эрлизумаба, фелвизумаба, фонтолизумаба, гемтузумаба озогамицина, инотузумаба озогамицина, ипилимумаба, лабетузумаба, линтузумаба, матузумаба, меполизумаба, мотавизумаба, мотовизумаба, натализумаба, нимотузумаба, ноловизумаба, нумавизумаба, окрелизумаба, омализумаба, паливизумаба, пасколизумаба, пекфузитузумаба, пектузумаба, пертузумаба, пекселизумаба, раливизумаба, ранибизумаба, ресливизумаба, реслизумаба, ресивизумаба, ровелизумаба, руплизумаба, сибротузумаба, сиплизумаба, сонтузумаба, такатузумаба тетраксетана, тадокизумаба, тализумаба, тефибазумаба, токилизумаба, торализумаба, трастузумаба, тукотузумаба целмолейкина, тукуситузумаба, умавизумаба, уртоксазумаба и визилизумаба.

[00191] Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимер содержит конструкцию Fc IgG, полученную из терапевтического антитела, такого как, например, ритуксимаб или трастузумаб.

4b. Конъюгаты антитело-лекарственный препарат

[00192] Также предусмотрено, что гетеромультимер согласно настоящему изобретению может содержать одну или более молекул токсичного лекарственного препарата, связанных с конструкцией Fc IgG и/или с другими доменами гетеромультимера. Молекулы токсичного лекарственного препарата включают вещества, которые ингибируют или предотвращают функцию клеток и/или вызывают разрушение клеток. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения одна или более молекул токсичного лекарственного препарата могут быть связаны с гетеромультимером, содержащим конструкцию Fc IgG. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения одна или более молекул токсичного лекарственного препарата могут быть связаны с гетеромультимером, содержащим конструкцию Fc IgG и по меньшей мере один антиген-связывающий домен. Подходящие молекулы токсичного лекарственного препарата, которые могут быть связаны с конструкцией Fc IgG, выбраны из радиоактивных изотопов (например, At²¹¹, I¹³¹, I¹²⁵, Y⁹⁰, Re¹⁸⁶, Re¹⁸⁸, Sm¹⁵³, Bi²¹², P³² и радиоактивных изотопов Lu), химиотерапевтических средств и токсинов, таких как низкомолекулярные токсины или ферментативно активные токсины бактериального, грибкового, растительного или животного происхождения, в том числе фрагменты и/или варианты указанных токсинов.

[00193] Подходящие химиотерапевтические средства, которые могут быть связаны с конструкцией Fc IgG, выбраны из группы, включающей алкилирующие средства, такие как тиотепа и CYTOXAN® циклофосфамид; алкилсульфонаты, такие как бусульфан, импросульфан и пипосульфан; азиридины, такие как бензодопа, карбоквон, метуредопа и уредопа; этиленимины и метиламеламины, в том числе альтретамин, триэтиленмеламин, триэтиленфосфорамид, триэтилентиофосфаорамид и триметилоломеламин; ацетогенины (в особенности буллатацин и буллатацинон); дельта-9-тетрагидроканнабинол (дронабинол, MARINOL®); бета-лапахон; лапахол; колхицины; бетулиновую кислоту; камптотецин (в том числе синтетический аналог топотекан (HYCAMTIN®), СРТ-11 (иринотекан, CAMPTOSAR®), ацетилкамптотецин, скополектин и 9-аминокамптотецин); бриостатин; каллистатин; СС-1065 (в том числе его адозелезиновые, карзелезиновые и бизелезиновые синтетические аналоги); подофиллотоксин; подофиллиновую кислоту; тенипозид; криптофицины (в особенности криптофицин 1 и криптофицин 8); доластатин; дуокармицин (в том числе синтетические аналоги KW-2189 и СВ1-ТМ1); элеутеробин; панкратистатин; саркодиктиин; спонгистатин; азотистые иприты, такие как хлорамбуцил, хлорнафазин, хлорфосфамид, эстрамустин, ифосфамид, меклоретамин, гидрохлорид оксида меклоретамина, мелфалан, новембихин, фенестерин, преднимустин, трофосфамид, урациловый иприт; нитрозомочевины, такие как кармустин, хлорзотоцин, фотемустин, ломустин, нимустин и ранимнустин; антибиотики, такие как энедииновые антибиотики (например, калихеамицин, в особенности калихеамицин гамма 1I и калехеамицин омега I1 (см., например, Agnew, Chem Intl. Ed. Engl., 33: 183-186 (1994)); динемицин, в том числе динемицин А; эсперамицин; а также неокарциностатиновый хромофор и родственные хромопротеиновые энедииновые хромофоры-антибиотики), аклациномизины, актиномицин, аутрамицин, азасерин, блеомицины, кактиномицин, карабицин, карминомицин, карцинофилин, хромомицины, дактиномицин, даунорубицин, деторубицин, 6-диазо-5-оксо-L-норлейцин, доксорубицин (в том числе ADRIAMYCIN®, морфолино-доксорубицин, цианоморфолино-доксорубицин, 2-пирролино-доксорубицин, липосомальную форму для инъекций доксорубицина-HCl (DOXIL®) и дезоксидоксорубицин), эпирубицин, эзорубицин, идарубицин, марцелломицин, митомицины, такие как митомицин С, микофеноловая кислота, ногаламицин, оливомицины, пепломицин, порфиромицин, пуромицин, квеламицин, родорубицин, стрептонигрин, стрептозоцин, туберцидин, убенимекс, зиностатин, зорубицин; антиметаболиты, такие как метотрексат, гемцитабин (GEMZAR®), тегафур (UFTORAL®), капецитабин (XELODA®), эпотилон и 5-фторурацил (5-FU); аналоги фолиевой кислоты, такие как деноптерин, метотрексат, птероптерин, триметрексат; пуриновые аналоги, такие как флударабин, 6-меркаптопурин, тиамиприн, тиогуанин; пиримидиновые аналоги, такие как анцитабин, азацитидин, 6-азауридин, кармофур, цитарабин, дидезоксиуридин, доксифлуридин, эноцитабин, флоксуридин; андрогены, такие как калустерон, пропионат дромостанолона, эпитиостанол, мепитиостан, тестолактон; анти-адреналовые соединения, такие как аминоглютетимид, митотан, трилостан; средства, восполняющие фолиевую кислоту, такие как фролиновая кислота; ацеглатон; альдофосфамидный гликозид; аминолевулиновую кислоту; энилурацил; амсакрин; бестрабуцил; бисантрен; эдатраксат; дефофамин; демеколцин; диазиквон; элфорнитин; ацетат эллиптиния; этоглюцид; нитрат галлия; гидроксимочевину; лентинан; лонидаинин; майтанзиноиды, такие как майтанзин и ансамитоцины; митогуазон; митоксантрон; мопиданмол; нитраэрин; пентостатин; фенамет; пирарубицин; лозоксантрон; 2-этилгидразид; прокарбазин; полисахаридный комплекс PSK® (JHS Natural Products, Eugene, Oreg.); разоксан; ризоксин; сизофуран; спирогерманий; тенуазоновую кислоту; триазиквон; 2,2',2''-трихлортриэтиламин; трихотецены (в особенности Т-2 токсин, верракурин А, роридин А и ангуидин); уретан; виндезин (ELDISINE®, FILDESIN®); дакарбазин; манномустин; митобронитол; митолактол; пипоброман; гацитозин; арабинозид («Ara-C»); тиотепу; таксоиды, например, паклитаксел (TAXOL®), состав паклитаксела на основе наночастиц, полученный генноинженерными методами из альбумина (ABRAXANE™), и доцетаксел (TAXOTERE®); хлоранбуцил; 6-тиогуанин; меркаптопурин; метотрексат; аналоги платины, такие как цисплатин и карбоплатин; винбластин (VELBAN®), платина, этопозид (VP-16); ифосфамид; митоксантрон; винкристин (ONCOVIN®); оксиплатин, лейковорин; винорелбин (NAVELBINE®); новантрон; эдатрексат; дауномицин; аминоптерин; ибандронат; ингибитор топоизомеразы RFS 2000; дифторметилорнитин (DMFO); ретиноиды, такие как ретиноевая кислота; фармацевтически приемлемые соли, кислоты или производные любого из вышеуказанных веществ; а также комбинации двух или более вышеуказанных веществ, такие как CHOP (аббревиатура, обозначающая комбинированную терапию циклофосфамидом, доксорубицином, винкристином и преднизолоном); и FOLFOX (аббревиатура, обозначающая схему лечения оксалиплатином (ELOXATIN™) вместе с 5-FU и лейковорином).

4с. Гетерологичные пептиды или полипептиды

[00194] Также предполагается, что гетеромультимеры согласно настоящему изобретению содержат конструкцию Fc IgG, которая присоединена к одному или нескольким гетерологичным пептидам или полипептидам. Один или более гетерологичных пептидов или полипептидов выбраны из, например, обнаруживаемого маркера, члена пары лиганд-рецептор, члена пары фермент-субстрат и члена пары резонансного переноса энергии флуоресценции.

5. Способы получения и очистки гетеромультимеров

[00195] Как описано выше, гетеромультимер согласно настоящему изобретению содержит конструкцию Fc IgG, содержащую первый и второй полипептид Fc. Оба полипептида Fc можно легко получить с применением технологии рекомбинантной ДНК, известной в данной области техники, согласно вариантам реализации, в которых гетеромультимер содержит Fc-область IgG саму по себе, или согласно вариантам реализации, в которых гетеромультимеры также содержат один или более антиген-связывающих доменов или гетерологичных белков. Разработка нуклеиновой кислоты, кодирующей такие молекулы, соответствует общим знаниям специалиста в данной области техники. Для способов на основе рекомбинантной нуклеиновой кислоты, синтеза нуклеиновой кислоты, культуры клеток, введения трансгена и экспрессии рекомбинантных белков можно применять стандартные методики, такие как, например, методики, описанные в руководствах Sambrook and Russell, Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 3rd ed., 2001); Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 2nd ed., 1989); Short Protocols in Molecular Biology (Ausubel et al., John Wiley and Sons, New York, 4th ed., 1999); и Glick and Pasternak, Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA (ASM Press, Washington, D.C., 2nd ed., 1998).

[00196] Как указано в других разделах настоящей заявки, нуклеиновые кислоты и аминокислотные последовательности полипептидов Fc, полученных из тяжелой цепи IgG, известны в данной области техники или могут быть легко определены с применением методов секвенирования нуклеиновой кислоты и/или белка. Способы генетического слияния гетерологичных белков или молекул токсичного лекарственного препарата, описанных в настоящей заявке, с полипептидами Fc известны в данной области техники, и некоторые из них описаны ниже и в разделе «Примеры».

[00197] Векторы экспрессии и клетки-хозяева, подходящие для экспрессии полипептидов Fc и, при необходимости, полипептидов, кодирующих антиген-связывающие домены, также хорошо известны в данной области техники, как описано ниже.

5.1 Векторы и клетки-хозяева

[00198] Рекомбинантная экспрессия полипептидов гетеромультимера предполагает конструирование вектора экспрессии, содержащего полинуклеотид, кодирующий необходимые полипептиды. После получения полинуклеотида, кодирующего полипептид, вектор для получения полипептида можно получить посредством технологии рекомбинантной ДНК с применением методик, хорошо известных в данной области техники. Таким образом, способы получения белка посредством экспрессии полинуклеотида, содержащего нуклеотидную последовательность, кодирующую полипептид, описаны в настоящей заявке. Способы, хорошо известные специалистам в данной области техники, можно применять для конструирования векторов экспрессии, содержащих последовательности, кодирующие полипептид, и соответствующие сигналы, контролирующие транскрипцию и трансляцию. Данные способы включают, например, методики рекомбинантной ДНК in vitro, методики синтеза и генетической рекомбинации in vivo. Таким образом, в настоящем изобретении предложены векторы, способные к репликации, содержащие нуклеотидную последовательность, кодирующую полипептиды гетеромультимера, функционально связанную с промотором.

[00199] Вектор экспрессии переносят в клетку-хозяин с применением общепринятых методик, после чего трансфицированные клетки культивируют с применением общепринятых методик получения полипептида для применения в способе согласно настоящему изобретению. Согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения полипептид для применения в способе коэкспрессируют в клетке-хозяине для экспрессии молекулы целого иммуноглобулина, как подробно описано ниже.

[00200] Для экспрессии полипептидов можно применять множество систем экспрессии хозяин-вектор. Такие системы хозяин-вектор экспрессии представляют собой переносчики, посредством которых кодирующие последовательности, представляющие интерес, могут быть получены и затем очищены, а также представляют собой клетки, которые могут после трансформации или трансфекции соответствующими кодирующими последовательностями нуклеотидов экспрессировать полипептиды in situ. Такие системы включают, но не ограничиваются ими, микроорганизмы, такие как бактерии (например, E. coli и B. subtilis), трансформированные векторами экспрессии рекомбинантной ДНК бактериофага, плазмидной ДНК или космидной ДНК, содержащими кодирующие полипептидные последовательности; дрожжи (например, Saccharomyces, Pichia), трансформированные рекомбинантными векторами экспрессии дрожжей, содержащими последовательности, кодирующие модифицированную тяжелую и легкую цепь; системы клеток насекомых, инфицированные рекомбинантными вирусными векторами экспрессии (например, бакуловирусными), содержащие последовательности, кодирующие полипептид; системы клеток растений, инфицированные рекомбинантными вирусными векторами экспрессии (например, вируса мозаики цветной капусты, CaMV; вируса мозаики табака, TMV) или трансформированные рекомбинантными плазмидными векторами экспрессии (например, Ti-плазмидой), содержащие последовательности, кодирующие полипептид; или системы клеток млекопитающих (например, клетки COS, CHO, BHK, HEK-293, NSO и 3Т3), несущие рекомбинантные конструкции экспрессии, содержащие промоторы, полученные из генома клеток млекопитающих (например, промотор металлотионеина) или из вирусов млекопитающих (например, поздний промотор аденовируса; 7.5K промотор вируса коровьей оспы). Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения клетки бактерий, такие как Escherichia coli, или эукариотические клетки используют для экспрессии полипептида, который представляет собой рекомбинантное антитело или молекулы слитого белка. Например, клетки млекопитающих, такие как клетки яичника китайского хомяка (СНО), в сочетании с вектором, таким как главный элемент промотора немедленно-раннего гена цитомегаловируса человека, представляют собой эффективную систему экспрессии антител (Foecking et al., 1986, Gene 45:101; и Cockett et al., 1990, Bio/Technology 8:2). Согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения экспрессия нуклеотидных последовательностей, кодирующих тяжелую и легкую цепи иммуноглобулина каждого гетеродимера, регулируется конститутивным промотором, индуцибельным промотором или тканеспецифичным промотором.

[00201] В клетках-хозяевах млекопитающих можно применять множество систем экспрессии на основе вирусов. В случаях применения в качестве вектора экспрессии аденовируса, последовательности, кодирующие модифицированные тяжелую и легкую цепь, представляющие интерес, можно лигировать в комплекс контроля транскрипции/трансляции аденовируса, например, поздний промотор и трехкомпонентную лидерную последовательность. Данный химерный ген можно затем встроить в геном аденовируса посредством рекомбинации in vitro или in vivo. Вставка в несущественную область генома вируса (например, область Е1 или Е3) приводит к получению рекомбинантного вируса, который является жизнеспособным и способным к экспрессии полипептида в инфицированных хозяевах (например, см. публикацию Logan & Shenk, 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:355-359). Для эффективной трансляции встроенных последовательностей, кодирующих антитело, могут также потребоваться специфичные сигналы инициации. Данные сигналы включают кодон инициации ATG и смежные последовательности. Более того, кодон инициации должен находиться в рамке считывания желаемой кодирующей последовательности, чтобы гарантировать трансляцию полной вставки. Данные экзогенные сигналы контроля трансляции и кодоны инициации могут быть получены из множества источников, как природных, так и синтетических. Эффективность экспрессии можно увеличить путем введения соответствующих энхансерных элементов транскрипции, терминаторов транскрипции и т.д. (см., например, публикацию Bittner et al., 1987, Methods in Enzymol. 153:516-544).

[00202] Экспрессию полипептидов гетеромультимеров можно контролировать с помощью любого промоторного или энхансерного элемента, известного в данной области техники. Промоторы, которые можно применять для контроля экспрессии гена, кодирующего полипептид, включают, но не ограничиваются ими, область раннего промотора SV40 (Bernoist and Chambon, 1981, Nature 290:304-310), промотор, содержащийся в 3'-длинном концевом повторе вируса саркомы Рауса (Yamamoto, et al., 1980, Cell 22:787-797), промотор тимидинкиназы герпеса (Wagner et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78.1441-1445), регуляторные последовательности гена металлотионеина (Brinster et al., 1982, Nature 296:39-42), промотор тетрациклина (Tet) (Gossen et al., 1995, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 89:5547-5551); прокариотические векторы экспрессии, такие как промотор β-лактамазы (Villa-Kamaroff et al, 1978, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 75:3727-3731) или tac-промотор (DeBoer et al., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 80:21-25; см. также публикацию "Useful proteins from recombinant bacteria" in Scientific American, 1980, 242:74-94); векторы экспрессии растений, содержащие область промотора нопалинсинтетазы (Herrera-Estrella et al., Nature 303:209-213) или 35S РНК-промотора вируса мозаики цветной капусты (Gardner et al., 1981, Nucl. Acids Res. 9:2871) и промотор фотосинтетического фермента рибулозобисфосфаткарбоксилазы (Herrera-Estrella et al., 1984, Nature 310:115-120); промоторные элементы дрожжей или других грибов, такие как промотор Gal 4, промотор ADC (алкогольдегидрогеназы), промотор PGK (фосфоглицеролкиназы), промотор щелочной фосфатазы и следующие транскрипционные контрольные области животных, демонстрирующие тканеспецифичность и используемые для получения трансгенных животных: контрольная область гена эластазы I, проявляющая активность в ацинарных клетках поджелудочной железы (Swift et al., 1984, Cell 38:639-646; Ornitz et al., 1986, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50:399-409; MacDonald, 1987, Hepatology 7:425-515); контрольная область гена инсулина, проявляющая активность в бета-клетках поджелудочной железы (Hanahan, 1985, Nature 315:115-122), контрольная область гена иммуноглобулина, проявляющая активность в лимфоидных клетках (Grosschedl et al., 1984, Cell 38:647-658; Adames et al., 1985, Nature 318:533-538; Alexander et al., 1987, Mol. Cell. Biol. 7:1436-1444), контрольная область опухоли молочной железы мышей, проявляющая активность в тестикулярных клетках, клетках молочной железы, лимфоидных и тучных клетках (Leder et al., 1986, Cell 45:485-495), контрольная область гена альбумина, проявляющая активность в печени (Pinkert et al., 1987, Genes and Devel. 1:268-276), контрольная область гена альфа-фетопротеина, проявляющая активность в печени (Krumlauf et al., 1985, Mol. Cell. Biol. 5:1639-1648; Hammer et al., 1987, Science 235:53-58); контрольная область гена 1-антитрипсина, проявляющая активность в печени (Kelsey et al., 1987, Genes and Devel. 1:161-171), контрольная область гена бета-глобина, проявляющая активность в миелоидных клетках (Mogram et al., 1985, Nature 315:338-340; Kollias et al., 1986, Cell 46:89-94; контрольная область гена основного белка миелина, проявляющая активность в клетках олигодендроцитах мозга (Readhead et al., 1987, Cell 48:703-712); контрольная область гена легкой цепи миозина-2, проявляющая активность в скелетной мускулатуре (Sani, 1985, Nature 314:283-286); нейрон-специфичная енолаза (NSE), проявляющая активность в нейронных клетках (Morelli et al., 1999, Gen. Virol. 80:571-83); контрольная область гена нейротрофического фактора головного мозга (BDNF), проявляющая активность в нейронных клетках (Tabuchi et al., 1998, Biochem. Biophysic. Res. Com. 253:818-823); промотор глиофибриллярного кислого белка (GFAP), проявляющий активность в астроцитах (Gomes et al., 1999, Braz J Med Biol Res 32(5): 619-631; Morelli et al., 1999, Gen. Virol. 80:571-83), а также контрольная область гена гонадотропин-высвобождающего гормона, проявляющая активность в гипоталамусе (Mason et al., 1986, Science 234:1372-1378).

[00203] Кроме того, можно выбрать штамм клетки-хозяина, который модулирует экспрессию встроенных последовательностей или модифицирует и процессирует продукт гена конкретным желаемым способом. Экспрессию, контролируемую определенными промоторами, можно увеличить в присутствии определенных индукторов; таким образом, можно контролировать экспрессию сконструированного генно-инженерным способом слитого белка. Более того, различные клетки-хозяева имеют характерные и специфичные механизмы трансляционного и пост-трансляционного процессинга и модификации (например, гликозилирование, фосфорилирование белков). Можно выбрать соответствующие линии клеток или системы хозяина, чтобы гарантировать желаемые модификации и процессинг экспрессированного чужеродного белка. Например, экспрессия в бактериальной системе позволит получить негликозилированный продукт, а экспрессия в дрожжах позволит получить гликозилированный продукт. Можно применять эукариотические клетки-хозяева, обладающие клеточным аппаратом для надлежащего процессинга первичного транскрипта (например, гликозилирования и фосфорилирования) продукта гена. Такие клетки-хозяева млекопитающих включают, но не ограничиваются ими, СНО, VERY, BHK, Hela, COS, MDCK, HEK-293, 3Т3, WI38, NSO и в особенности нейрональные линии клеток, такие как, например, клетки SK-N-AS, SK-N-FI, SK-N-DZ нейробластомы человека (Sugimoto et al., 1984, J. Natl. Cancer Inst. 73: 51-57), клетки SK-N-SH нейробластомы человека (Biochim. Biophys. Acta, 1982, 704: 450-460), клетки Daoy мозжечковой медуллобластомы человека (He et al., 1992, Cancer Res. 52: 1144-1148), клетки DBTRG-05MG глиобластомы (Kruse et al., 1992, In Vitro Cell. Dev. Biol. 28A: 609-614), клетки IMR-32 нейробластомы человека (Cancer Res., 1970, 30: 2110-2118), клетки 1321 N1 астроцитомы человека (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74: 4816), клетки MOG-G-ССМ астроцитомы человека (Br. J. Cancer, 1984, 49: 269), клетки U87MG глиобластомы-астроцитомы человека (Acta Pathol. Microbiol. Scand., 1968, 74: 465-486), клетки A172 глиобластомы человека (Olopade et al., 1992, Cancer Res. 52: 2523-2529), клетки C6 глиомы крысы (Benda et al., 1968, Science 161: 370-371), клетки Neuro-2a нейробластомы мыши (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1970, 65: 129-136), клетки NB41A3 нейробластомы мыши (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1962, 48: 1184-1190), клетки SCP хориоидного сплетения овцы (Bolin et al., 1994, J. Virol. Methods 48: 211-221), клетки G355-5, клетки PG-4 нормальных астроцитов кота (Haapala et al., 1985, J. Virol. 53: 827-833), клетки Mpf головного мозга хорька (Trowbridge et al., 1982, In Vitro 18: 952-960) и линии нормальных клеток, таких как, например, клетки СТХ TNA2 нормальной коры головного мозга крысы (Radany et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6467-6471), такие как, например, клетки CRL7030 и Hs578Bst. Более того, различные системы экспрессии вектор/хозяин могут в различной степени влиять на реакции процессинга.

[00204] Для длительной высокопродуктивной наработки рекомбинантных белков часто предпочтительна стабильная экспрессия. Например, можно сконструировать линии клеток, стабильно экспрессирующие полипептид согласно настоящему изобретению (например, антитело или слитый белок). Вместо применения векторов экспрессии, содержащих вирусные точки начала репликации, клетки-хозяева можно трансформировать ДНК, контролируемой соответствующими контрольными элементами экспрессии (например, последовательностями промотора, энхансера, терминаторов транскрипции, сайтами полиаденилирования и т.д.), и селектируемым маркером. После введения чужеродной ДНК сконструированным клеткам позволяют расти в течение 1-2 дней на обогащенной среде, а затем переносят на селективную среду. Селектируемый маркер в рекомбинантной плазмиде придает резистентность к селекции и позволяет клеткам стабильно встраивать плазмиду в хромосомы и расти с образованием колоний, которые, в свою очередь, можно клонировать и развивать в линии клеток.

[00205] Можно применять множество систем селекции, включая, но не ограничиваясь ими, гены тимидинкиназы вируса простого герпеса (Wigler et al., 1977, Cell 11:223), гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы (Szybalska & Szybalski, 1962, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48:2026) и аденин фосфорибозилтрансферазы (Lowy et al., 1980, Cell 22:817), которые можно применять в клетках tk-, hgprt- или aprt-, соответственно. Также резистентность к антиметаболитам можно применять как основу для селекции по гену dhfr, придающему резистентность к метотрексату (Wigler et al., 1980, Natl. Acad. Sci. USA 77:3567; O'Hare et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:1527); гену gpt, придающему резистентность к микофеноловой кислоте (Mulligan & Berg, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:2072); гену neo, придающему резистентность к аминогликозиду G-418 (Colberre-Garapin et al., 1981, J. Mol. Biol. 150:1); и гену hygro, придающему резистентность к гигромицину (Santerre et al., 1984, Gene 30:147).

[00206] Способы получения конъюгатов антитело-лекарственный препарат известны в данной области техники, и описание таких способов можно найти в публикации патента США №2011/0200596.

5.2 Очистка гетеромультимеров

[00207] При применении рекомбинантных методик гетеромультимеры могут быть получены внутри клеток или могут секретироваться непосредственно в среду. Если гетеромультимер получают внутриклеточно, на первом этапе дисперсный дебрис клеток-хозяев или лизированных фрагментов удаляют, например, посредством центрифугирования или ультрафильтрации. Если гетеромультимер секретируется в среду, супернатанты от таких систем экспрессии, как правило, сначала концентрируют с применением коммерчески доступных фильтров для концентрирования белка, например, устройства для ультрафильтрации Amicon или Millipore Pellicon. На любом из последующих этапов можно добавить ингибитор протеазы, такой как ФМСФ (фенилметилсульфонилфторид) для ингибирования протеолиза, а также антибиотики для предотвращения образования посторонних загрязняющих веществ.

[00208] Композицию гетеромультимеров, полученную из клеток, можно очистить с применением, например, хроматографии с гидроксиапатитом, гель-электрофореза, диализа и аффинной хроматографии, причем аффинная хроматография является предпочтительной методикой очистки. Пригодность белка А для применения в качестве аффинного лиганда зависит от вида и изотипа любой Fc-области иммуноглобулина, которая присутствует в гетеромультимере. Белок А можно применять для очистки антител на основе тяжелых цепей γ1, γ2 или γ4 человека (Lindmark et al., J. Immunol. Meth. 62:1-13 (1983)). Белок G рекомендуют применять для всех изотипов мыши и для γ3 человека (Guss et al., EMBO J. 5:15671575 (1986)). Матрица, к которой присоединяют аффинный лиганд, чаще всего представляет собой агарозу, но доступны и другие матрицы. Механически стабильные матрицы, такие как стекло с контролируемым размером пор или поли(стирендивинил)бензен, позволяют использовать большие скорости потока и более короткие времена обработки по сравнению со скоростью потока и временем обработки, которые можно использовать с применением агарозы. Если гетеромультимеры содержат СН3-домен, для очистки используют смолу Bakerbond АВХ™ (J.Т. Baker, Phillipsburg, N.J.). Также доступны другие методики очистки белка, такие как фракционирование на ионообменной колонке, осаждение этанолом, обращенно-фазовая ВЭЖХ, хроматография на оксиде кремния, хроматография на Heparin-SEPHAROSE™, хроматография на анион- или катион-обменной смоле (такой как колонка с полиаспарагиновой кислотой), хроматофокусирование, ДСН-ПААГ и осаждение сульфатом аммония, в зависимости от гетеромультимера, который необходимо выделить.

[00209] После проведения любого этапа (этапов) предварительной очистки смесь, содержащую гетеромультимер, представляющий интерес, а также загрязняющие вещества, можно разделить методом хроматографии на основе гидрофобного взаимодействия с низким pH с применением элюирующего буфера с pH в диапазоне приблизительно 2,5-4,5, которую предпочтительно проводят при низких концентрациях соли (например, от приблизительно 0-0,25 М соли).

[00210] Гетеромультимеры согласно настоящему изобретению содержат асимметричные модификации аминокислот в первом и втором полипептидах Fc конструкции Fc IgG. Соответственно, вследствие присущих полипептидам Fc свойств, когда полипептиды Fc экспрессируются вместе, полученные в результате продукты будут включать гомодимеры первого полипептида Fc, гомодимеры второго полипептида Fc и гетеродимеры первого и второго полипептидов.

[00211] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения после экспрессии гетеромультимеры очищают или выделяют. Способы экспрессии описаны в других разделах настоящей заявки. Белки можно выделить или очистить множеством способов, известных специалистам в данной области техники. Стандартные способы очистки включают методики хроматографии, в том числе ионообменную хроматографию, хроматографию на основе гидрофобного взаимодействия, аффинную хроматографию, хроматографию с разделением на основе размеров молекул, или гель-фильтрацию, и обращенно-фазовую хроматографию, которую проводят при атмосферном давлении или при высоком давлении с применением систем, таких как ЖХБР (жидкостная хроматография быстрого разрешения) и ВЭЖХ. Способы очистки также включают методики электрофореза, иммунологические методики, методики осаждения, диализа и хроматофокусирования. Также пригодны методики ультрафильтрации и диафильтрации в сочетании с концентрированием белка. Как хорошо известно в данной области техники, множество природных белков связываются с Fc и антителами, и данные белки могут найти применение в настоящем изобретении для очистки гетеромультимеров. Например, бактериальные белки А и G связываются с Fc-областью. Аналогично, бактериальный белок L связывается с областью Fab некоторых антител, что, безусловно, свойственно антигену-мишени антитела. Часто очистку можно провести с помощью конкретного партнера по слиянию. Например, антитела можно очистить с применением смолы глутатиона, если применяют слияние с GST, Ni+2-аффинной хроматографии, если применяют His-метку, или с применением иммобилизованного антитела против flag, если применяют метку flag. Общие указания относительно подходящих методик очистки, см., например, в руководстве Protein Purification: Principles and Practice, 3rd Ed., Scopes, Springer-Verlag, NY, 1994, включенном в настоящую заявку во всей своей полноте посредством ссылки. Необходимая степень очистки варьирует в зависимости от варианта выделения или применения антител. В некоторых случаях необходимость в какой-либо очистке отсутствует. Например, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, если антитела секретируются, выделение можно проводить непосредственно из среды. Как хорошо известно в данной области техники, некоторые способы селекции не включают очистку белков. Таким образом, например, если библиотеку антител получают в библиотеке фагового дисплея, очистку белка можно не проводить.

[00212] Таким образом, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры содержат конструкцию Fc IgG, и, если экспрессия указанной конструкции Fc IgG приводит к образованию смеси конструкций Fc IgG с гомодимерными Fc-областями и конструкций Fc IgG с гетеродимерными Fc-областями, конструкции Fc IgG с гомодимерными Fc-областями четко отделяют от конструкций Fc IgG с гетеродимерными Fc-областями с применением способов очистки на основе заряда, таких как, например ионообменная хроматография.

[00213] Согласно дополнительному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры, содержащие конструкцию Fc IgG, описанную в настоящей заявке, могут также содержать вариант СН3-области, содержащий модификации аминокислот, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc-области скорее, чем образованию гомодимерной Fc-области. Экспрессия данных гетеромультимеров может привести к образованию смеси гетеромультимеров, содержащих гомодимерные Fc-области и гетеродимерные Fc-области. Такие смеси также можно разделить с применением способов очистки на основе заряда, как указано выше. Иллюстративные варианты, которые можно очистить таким способом, включают ААС3, ААС4 и ААС5.

6. Исследование гетеромультимеров

6.1 Связывание с FcγR, FcRn и C1q

[00214] Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения для того, чтобы убедиться, что сохраняются исключительно желаемые свойства, анализируют активности полученного иммуноглобулина, опосредованные Fc. Для подтверждения уменьшения/истощения активностей CDC и/или ADCC можно провести анализы цитотоксичности in vitro и/или in vivo. Способы оценки эффекторной функции описаны в публикации Jiang et al. (2011) Nature Reviews Drug Discovery 10:101-111. Например, можно провести анализы связывания с Fc-рецептором (FcR), чтобы убедиться, что связывание гетеромультимера с FcγR отсутствует (вследствие этого, вероятно, отсутствует активность ADCC), но сохраняется способность к связыванию с FcRn. Среди первичных клеток, опосредующих ADCC, клетки NK экспрессируют исключительно FcγRIII, тогда как моноциты экспрессируют FcγRI, FcγRII и FcγRIII. Данные об экспрессии FcR на гематопоэтических клетках обобщены в таблице 3 на странице 464 публикации Ravetch and Kinet, Annu. Rev. Immunol 9:457-92 (1991). Пример анализа in vitro для оценки активности ADCC молекулы, представляющей интерес, описан в патентах США №5,500,362 или 5,821,337. Эффекторные клетки, пригодные для таких анализов, включают мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК) и клетки естественные киллеры (NK). В качестве альтернативы или дополнительно, активность ADCC молекулы, представляющей интерес, можно оценить in vivo, например, на модели на животных, например, такой, которая описана в публикации Clynes et al. PNAS (USA) 95:652-656 (1998). Анализы связывания с C1q можно также провести для подтверждения того, что гетеромультимер не способен связываться с C1q, и вследствие этого у него отсутствует активность CDC. Для оценки активации комплемента можно провести анализ CDC, например, как описано в публикации Gazzano-Santoro et al., J. Immunol. Methods 202:163 (1996). Анализ связывания с FcRn и определение клиренса/периода полужизни in vivo можно также провести с применением способов, известных в данной области техники.

[00215] Связывание с FcγR и C1q также можно измерить методом поверхностного плазмонного резонанса (ППР) или способами на основе ELISA. Связывание с FcγR также можно измерять методом FACS (fluorescence activated cell sorting, сортировка флуоресцентно-активированных клеток). Коммерчески доступные методы анализа также можно использовать для измерения способности гетеромультимеров к связыванию с FcγR или C1q.

6.2 Стабильность

[00216] Температурную стабильность гетеромультимеров можно определить согласно способам, известным в данной области техники. Температура плавления конструкции Fc IgG свидетельствует о температурной стабильности последней. Температуру плавления конструкции Fc IgG можно измерять с применением методик, таких как дифференциальная сканирующая калориметрия (Chen et al (2003) Pharm Res 20:1952-60; Ghirlando et al (1999) Immunol Lett 68:47-52). В качестве альтернативы, температурную стабильность конструкции Fc IgG можно измерять с применением метода кругового дихроизма (Murray et al. (2002) J. Chromatogr Sci 40:343-9).

[00217] Методология определения Tm родительского СН2-домена хорошо описана в данной области техники (см., например, публикацию Ionescu et al (2008) J Pharm Sci 97(4):1414-26). Вкратце, плавление Fc-области IgG1 вызывает два перехода: один соответствует плавлению СН2-домена, а второй соответствует плавлению СН3-домена. Данные переходы не зависят от присутствия Fab, но могут маскироваться переходом Fab. Как правило, плавление Fc IgG1 образует переход с Tm, составляющей 71°С, для СН2-домена, и переход с Tm, составляющей 82°С, для СН3-домена. На Tm СН2-домена влияет состояние гликозилирования последнего, природа шарнирной области и внутренняя стабильность СН3-домена. Известно, что агликозилирование и дегликозилирование уменьшают Tm СН2-домена на 10°С. Также известно, что удаление дисульфидов шарнирной области уменьшает Tm СН2-домена более чем на 10°С. Изменения в СН3-домене, которые делают стабильность последнего ниже стабильности СН2-домена, вероятно, вызывают изменения в Tm СН2-домена, но данный эффект сложнее предсказать.

7. Фармацевтические композиции

[00218] В настоящем изобретении также предложены фармацевтические композиции, содержащие гетеромультимеры согласно настоящему изобретению. Такие композиции содержат терапевтически эффективное количество гетеромультимера и фармацевтически приемлемый носитель. Согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения термин «фармацевтически приемлемый» означает одобренный регуляторным органом федеральной власти или власти штата, или приведенный в фармакопее США или в другой общепризнанной фармакопее в качестве вещества для применения у животных и, более конкретно, у человека. Термин «носитель» относится к разбавителю, вспомогательному средству, вспомогательному веществу или наполнителю, вместе с которым вводят терапевтическое средство. Такие фармацевтические носители могут представлять собой стерильные жидкости, такие как вода и масла, в том числе масла, полученные из бензина, масла животного, растительного или синтетического происхождения, такие как арахисовое масло, соевое масло, минеральное масло, кунжутное масло и подобные масла. Вода является предпочтительным носителем, если фармацевтическую композицию вводят внутривенно. Солевые растворы и водные растворы декстрозы и глицерола также можно применять в качестве жидких носителей, в особенности для инъекционных растворов. Подходящие фармацевтические вспомогательные вещества включают крахмал, глюкозу, лактозу, сахарозу, желатин, солод, рис, муку, мел, гель оксида кремния, стеарат натрия, глицеролмоностеарат, тальк, хлорид натрия, сухое обезжиренное молоко, глицерол, пропилен, гликоль, воду, этанол и подобные вещества. Композиция, при необходимости, может также содержать незначительные количества смачивающих или эмульгирующих средств, или буферных средств для поддержания pH. Данные композиции могут иметь форму растворов, суспензий, эмульсии, таблеток, пилюль, капсул, порошков, препаратов с замедленным высвобождением и подобные формы. Композиция может быть приготовлена в состав в виде суппозитория с традиционными связывающими веществами и носителями, такими как триглицериды. Состав для перорального введения может включать стандартные носители, такие как маннитол, лактоза, крахмал, стеарат магния, сахарин натрия, целлюлоза, карбонат магния и т.д. фармацевтической чистоты. Примеры подходящих фармацевтических носителей описаны в руководстве "Remington's Pharmaceutical Sciences" by E.W. Martin. Такие композиции содержат терапевтически эффективное количество соединения, предпочтительно, в очищенной форме, вместе с подходящим количеством носителя для получения формы для соответствующего введения пациенту. Состав должен соответствовать способу введения.

[00219] Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения композиция, содержащая гетеромультимер, приготовлена в состав согласно общепринятым процедурам в виде фармацевтической композиции, приспособленной для внутривенного введения человеку. Как правило, композиции для внутривенного введения представляют собой растворы в стерильном изотоническом водном буфере. При необходимости, композиция может также содержать солюбилизирующее средство и анестезирующее средство местного действия, такое как лигнокаин, чтобы облегчить боль в месте инъекции. Как правило, компоненты доставляют по отдельности или смешивают вместе в единичной лекарственной форме, например, в виде сухого лиофилизированного порошка или не содержащего воду концентрата в герметично закрытом контейнере, таком как ампула или саше, на котором указано количество активного компонента. Если композицию будут вводить посредством инфузии, ее можно разливать в бутылку для инфузий, содержащую стерильную воду или солевой раствор фармацевтического качества. Если композицию будут вводить посредством инъекции, можно предоставить ампулу со стерильной водой для инъекции или солевым раствором, так что компоненты могут быть смешаны перед введением.

[00220] Согласно определенным вариантам реализации настоящего изобретения композиции, описанные в настоящей заявке, приготовлены в состав в виде нейтральной формы или в форме соли. Фармацевтически приемлемые соли включают соли, образованные с анионами, такими как анионы, полученные из хлористоводородной, фосфорной, уксусной, щавелевой, винной кислот и т.д., и соли, образованные с катионами, такими как катионы, полученные из натрия, калия, аммиака, кальция, изопропиламина гидроксида железа, триэтиламина, 2-этиламиноэтанола, гистидина, прокаина и т.д.

[00221] Количество композиции, описанной в настоящей заявке, которое будет эффективным при лечении, ингибировании и предотвращении заболевания или нарушения, связанного с нарушением экспрессии и/или активности терапевтического белка, можно определить с помощью стандартных клинических методик. Кроме того, для определения оптимальных диапазонов доз можно необязательно применять анализы in vitro. Точная доза для применения в составе также зависит от пути введения и тяжести заболевания или нарушения, и должна быть определена в соответствии с мнением практикующих врачей и исходя из состояния каждого пациента. Эффективные дозы экстраполируют из кривых доза-ответ, полученных in vitro или в системах исследования на моделях на животных.

8. Способы лечения/применения

[00222] Гетеромультимеры, полученные посредством любого из вышеописанных способов, можно применять для диагностики, лечения, обнаружения или модулирования заболеваний человека или конкретных патологий клеток, тканей, органов, жидкостей или, в общем смысле, хозяина. Как сообщается в настоящей заявке, модификации Fc-области антитела, белка, слитого с Fc, или Fc-фрагмента для уменьшения или устранения связывания с рецептором Fc-гамма и указанных эффекторных функций, при которых гетеромультимер сохраняет исходные свойства направленного воздействия, позволяют получить антитела и конструкции Fc IgG с превосходящим спектром активностей, биофизических свойств, стабильностью и способностью длительно удерживаться в организме хозяина.

[00223] Заболевания или патологии, которые могут поддаваться лечению с применением композиции, предложенной в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими: неврологические расстройства, такие как, но не ограничиваясь ими, болезнь Альцгеймера, включая невропатическую боль; дерматологическое заболевание; метаболические заболевания; остеоартрит; и состояния, являющиеся результатом ожогов или травмы; сердечно-сосудистые нарушения, включая, но не ограничиваясь ими, инфаркт миокарда, застойную сердечную недостаточность, инсульт, ишемический инсульт и кровотечение; а также общие иммуноопосредованные нарушения, в том числе ревматическую болезнь, псориаз и склеродерму.

[00224] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры согласно настоящему изобретению применяют для лечения заболеваний, при которых антитела применяют для нацеливания на молекулы поверхности клетки, когда исчерпание данных молекул, которое является следствием опосредованной FcγR эффекторной функции, оказывает побочные эффекты.

[00225] Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения гетеромультимеры согласно настоящему изобретению применяют для улучшения индекса безопасности антител, образующих иммунные комплексы со своими мишенями.

[00226] В публикации Strohl, WR and Strohl LM, "Antibody Fc engineering for optimal antibody performance" In Therapeutic Antibody Engineering, Cambridge: Woodhead Publishing (2012), pp 225-249 приведено описание преимуществ применения антител, лишенных FcγR- и комплемент-опосредованных эффекторных функций, для лечения заболевания. Предполагают, что гетеромультимеры, содержащие конструкции Fc IgG согласно настоящему изобретению, пригодны для получения антител, лишенных FcγR- и комплемент-опосредованных эффекторных функций, для лечения заболевания.

9. Наборы

[00227] В настоящем изобретении дополнительно предложены наборы, содержащие один или более гетеромультимеров. Отдельные компоненты набора будут упакованы в отдельные контейнеры, и к такими контейнерам может быть присоединено указание в форме, установленной государственным органом, регулирующим производство, применение или продажу фармацевтических или биологических препаратов, причем данное указание отражает одобрение указанным органом производства, применения или продажи. Набор может необязательно содержать инструкции или указания, описывающие способ применения или режим введения пар гетеродимеров.

[00228] Если один или более компонентов набора предложены в виде растворов, например, в виде водного раствора или стерильного водного раствора, аппарат контейнера сам по себе может представлять собой ингалятор, шприц, пипетку, капельницу или другие подобные аппараты, из которых раствор можно вводить субъекту или применять вместе и смешивать с другими компонентами набора.

[00229] Компоненты набора могут также быть предложены в высушенной или лиофилизованной форме, и набор может дополнительно содержать подходящий растворитель для восстановления лиофилизированных компонентов. Вне зависимости от количества или типа контейнеров наборы согласно настоящему изобретению также могут содержать инструмент для способствования введению композиции пациенту. Такой инструмент может представлять собой ингалятор, устройство для назального введения спрея, шприц, пипетку, зажим, измерительную ложку, капельницу или аналогичные средства доставки, одобренные в медицине.

[00230] Следует понимать, что примеры и варианты реализации, описанные в настоящей заявке, приведены исключительно с целью иллюстрации, и что различные модификации или изменения данных примеров и вариантов могут быть предложены специалистами в данной области техники и будут относиться к духу и границам настоящей заявки, и буду включены в объем прилагаемой формулы изобретения.

ПРИМЕРЫ

Ниже приведены примеры для иллюстрации применения настоящего изобретения на практике. Данные примеры не призваны ограничить или определить полный объем настоящего изобретения.

Пример 1: Получение и экспрессия конструкций антитела (гетеромультимеров)

Были получены следующие конструкции антитела. Все конструкции антитела были созданы на основе последовательности антитела против Her2 дикого типа - трастузумаба (см. фигуру 5, SEQ ID NO: 2 - аминокислотная последовательность тяжелой цепи трастузумаба дикого типа, SEQ ID NO: 3 - аминокислотная последовательность легкой цепи трастузумаба дикого типа) со следующими модификациями, добавленными в СН3-домен тяжелой цепи, которые были введены для способствования образованию гетеродимера Fc-домена с увеличенной стабильностью по сравнению с доменом СН3, не содержащим мутации аминокислот.

Цепь A: T350V/L351Y/S400E/F405A/Y407V и

Цепь В: T350V/T366L/N390R/K392M/T394W

[00231] Данную конструкцию с вышеуказанными модификациями обозначают v791. Все последовательности, описанные в настоящей заявке, пронумерованы с применением системы нумерации EU.

[00232] На основе v791 были сконструированы дополнительные варианты с модификациями аминокислот в шарнирной области и/или СН2-домене тяжелой цепи, как показано в таблице А1. Все варианты содержали последовательность легкой цепи трастузумаба, которая приведена в SEQ ID NO: 67 (аминокислоты) и/или SEQ ID NO: 34 (ДНК).

1051 представляет собой контрольный вариант, описанный в публикации Strohl (2009) Current Opinion in Biotechnology 20:685-691.

AAC1 представляет собой другой контрольный вариант, который является асимметричной версией 1051, в которой только одна из тяжелых цепей содержит двойную мутацию L234/L235.

ААС2-ААС8 представляют собой асимметричные конструкции.

[00233] Антитела и контроли клонировали и экспрессировали следующим образом. v791 получали путем сайт-направленного мутагенеза с применением стандартных способов. Итоговую ДНК субклонировали в вектор рТТ5 (см. международную публикацию патента № WO 2009/137911). Экспрессию проводили в 2 мл, или 50 мл, или 500 мл клеток СНО 3Е7. Клетки СНО трансфицировали в экспоненциальной фазе роста (1,5-2 миллиона клеток/мл) полиэтиленимином молекулярной массой 25 кДа в концентрации 1 мг/мл (ПЭИ, Polysciences) при соотношении ПЭИ : ДНК 2,5:1. (Raymond C. et al. A simplified polyethylenimine-mediated transfection process for large-scale and high-throughput applications. Methods. 55(1):44-51 (2011)). Для определения оптимального диапазона концентрации для образования гетеродимеров ДНК трансфицировали в оптимальных соотношениях ДНК тяжелой цепи А (НС-А), легкой цепи (LC) и тяжелой цепи В, позволяющих образование гетеродимера (например, соотношение HC-A/HC-B/LC = 25:25:50%). Трансфицированные клетки собирали через 5-6 дней вместе с культуральной средой, собранной после центрифугирования при 4000 об./мин., и очищали с применением фильтра с диаметром пор 0,45 мкм.

[00234] Протоколы очистки: Очищенную культуральную среду наносили на колонку MabSelect SuRe (GE Healthcare) с белком А и промывали 10 объемами колонки буфера ФБР, pH 7,2. Антитело элюировали 10 объемами колонки цитратного буфера, pH 3,6, и получали смешанные фракции, содержащие антитело, нейтрализованное TRIS, pH 11. Антитело, очищенное с помощью белка А, затем очищали методом гель-фильтрации (ЭХ, эксклюзионная хроматография). Для проведения анализа методом гель-фильтрации 3,5 мг смеси антитела концентрировали до объема 1,5 мл, наносили на колонку Sephadex 200 HiLoad 16/600 200 pg (GE Healthcare) и анализировали с применением системы ЖХБР АКТА Express FPLC при скорости потока 1 мг/мин. Буфер ФБР, pH 7,4 использовали при скорости потока 1 мл/мин. Фракции, соответствующие очищенному антителу, собирали, концентрировали до концентрации ~1 мг/мл и хранили при температуре -80°С.

[00235]

[00236] Большинство образцов продемонстрировали уровни экспрессии, аналогичные ДТ или контролю.

Пример 2: Асимметричные конструкции антитела на основе трастузумаба не связываются с FcγR

[00237] Способность асимметричных конструкций антитела к связыванию с FcγRIIaH, FcγRIIaR, FcγRIIb FcγRIIIaF, FcγRIIIaV и FcγRIa оценивали методом поверхностного плазмонного резонанса (ППР).

[00238] Аффинность FcγR в отношении Fc антитела измеряли методом ППР с помощью системы ProteOn XPR36 при температуре 25°C с применением 10 мМ HEPES, 150 мМ NaCl, 3,4 мМ EDTA и 0,05% Tween 20, pH 7,4. Рекомбинантный HER-2 захватывали на активированном сенсорном датчике GLM посредством инъецирования 4,0 мкг/мл в 10 мМ NaOAc (pH 4,5) со скоростью 25 мкМ/мин. до тех пор, пока было иммобилизовано приблизительно 3000 резонансных единиц (RU), после чего проводили гашение оставшихся активных групп. 40 мкг/мл очищенных антител на основе HER-2/neu опосредованно захватывали при инъецировании со скоростью 25 мкл/мин. в течение 240 с (что приводило к захвату приблизительно 500 RU), с последующей инъекцией буфера для получения стабильной базовой линии. FcγR инъецировали со скоростью 60 мкл/мин. в течение 120 с с фазой диссоциации 180 с для получения набора сенсограмм связывания. Полученные в результате значения k_D определяли на основании изотерм связывания с применением модели Equilibrium Fit с приведенными значениями, которые являются средними двух или трех независимых анализов.

[00239] Соотношение Ka связывания in vitro, которое определяли методом ППР, для каждого варианта относительно ДТ представлено в таблице В.

1. Kd 2ah составила 0,48 мкМ. Рецептор анализировали в концентрации 10 мкМ. НИЗКОЕ означает, что Kd>>10 мкМ, ОС означает Kd>>100 мкМ, где >> означает «намного больше».

2. Kd 2ar составила 0,87 мкМ. Рецептор анализировали в концентрации 10 мкМ. НИЗКОЕ означает, что Kd>>10 мкМ, ОС означает Kd>>100 мкМ.

3. Kd 2b составила 3,4 мкМ. Рецептор анализировали в концентрации 10 мкМ. НИЗКОЕ означает, что Kd>>10 мкМ, ОС означает Kd>>100 мкМ.

4. Kd 3af составила 1,9 мкМ. Рецептор анализировали в концентрации 6 мкМ. НИЗКОЕ означает, что Kd>>6 мкМ, ОС означает Kd>>60 мкМ.

5. Kd 3av составила 0,60 мкМ. Рецептор анализировали в концентрации 6 мкМ. НИЗКОЕ означает, что Kd>>6 мкМ, ОС означает Kd>>60 мкМ.

6. Kd 1а составила 0,65 нМ. Рецептор анализировали в концентрации 30 нМ. НИЗКОЕ означает, что Kd>>30 нМ, ОС означает Kd>>300 нМ.

[00240] Все варианты продемонстрировали значительно меньшее связывание со всеми рецепторами. В большинстве случаев связывание было необнаруживаемым или не поддавалось количественному определению вследствие низкой аффинности.

Пример 3: Асимметричные конструкции антитела на основе трастузумаба не связываются с C1q

[00241] Способность асимметричных конструкций антитела к связыванию с C1q исследовали следующим образом. C1q человека заказывали в GenWay Biotech (San Diego, CA). Антитела для иммобилизации на датчик для ППР были такими, как описано в примере 2. 30 нМ C1q инъецировали над вариантами МАТ, захваченными на поверхность ППР с HER2, с применением стандартных протоколов, которые также описаны в примере 2. Результаты представлены в таблице С ниже.

1. C1q представляет собой гексамер гетеротримеров с потенциальной стехиометрией MAT : C1q, составляющей 6:1. Кинетика связывания была очень сложной, и соответствующую Kd невозможно было определить. Рецептор исследовали в концентрации 30 нМ. «Частичное» означает уменьшенное связывание, «ОС» означает отсутствие обнаруживаемого связывания

[00242] Все варианты продемонстрировали необнаруживаемое связывание с C1q, за исключением ААС1, который продемонстрировал уменьшенное, но обнаруживаемое связывание с C1q.

Пример 4: Асимметричные конструкции антитела на основе трастузумаба связываются с FcRn

[00243] Способность асимметричных антител к связыванию с FcRn исследовали методом ППР следующим образом.

[00244] Захватывающую поверхность датчика для ППР получали с применением поликлональных антител козы против IgG человека. Варианты захватывали из супернатантов в вертикальном направлении. Поток FcRn в максимальной концентрации 1 мкМ с 3-кратными серийными разведениями пропускали в горизонтальном направлении. В двукратных анализах при pH 6 были получены аналогичные результаты. Однократный анализ при pH 7,4 проводили для проверки отсутствия связывания. Результаты представлены в таблице D ниже.

1. Связывание с FcRn измеряли при pH 6,5 и 7,4. Варианты со связыванием ДТ при pH 6,5 и отсутствием обнаруживаемого связывания при pH 7,4 обозначены «Да»

Пример 5: Асимметричные конструкции антитела являются термостабильными

[00245] Температурную стабильность СН2-доменов асимметричных конструкций антитела определяли с применением дифференциальной сканирующей калориметрии следующим образом. Каждую конструкцию антитела очищали, как описано в примере 1, разводили до концентрации 0,2 мг/мл в ФБР, и 400 мкл полученного раствора использовали для анализа ДСК с помощью системы VP-Capillary DSC (GE Healthcare). В начале каждого анализа ДСК пять холостых инъекций буфера проводили для стабилизации базовой линии, и инъекцию буфера проводили перед инъекцией каждой конструкции антитела в качестве сравнения. Каждый образец сканировали в диапазоне от 20 до 100°С со скоростью 60°С/ч, в режиме с низкой обратной связью, с фильтрацией в течение 8 сек., в режиме preTstat в течение 5 мин. и при давлении азота 70 пси. Полученные в результате термограммы преобразовывали в таблицы и анализировали с применением программного обеспечения Origin 7.

[00246] Температурные кривые разворачивания исследованных гетеродимеров представлены на фигуре 2. Температуры плавления исследованных гетеродимеров представлены в таблице Е ниже.

[00247]

1. Начало Tm определяли визуально как первую точку, в которой термограмма на фигуре 2 значительно поднималась над базовой линией.

2. Tm измеряли посредством деконволюции с применением недвухуровневой модели первого перехода на термограммах, представленных на фигуре 2.

[00248] Данные результаты свидетельствуют, что множество конструкций обладают большим началом Tm и Tm СН2-домена по сравнению с контрольным ДТ.

Пример 6: Очистка асимметричных конструкций антитела на основе трастузумаба

[00249] Избранные асимметричные конструкции антитела экспрессировали и очищали методом СВЭЖХ ИОХ (сверхэффективная жидкостная хроматография - ионообменная хроматография) следующим образом.

[00250] Цепь А и Цепь В вариантов 791 (гетеродимер ДТ), ААС3 (L234D/L235E[Цепь А]⎪L234K/L235K[Цепь В]) и ААС5 (L234D/L235E[Цепь А]⎪E233K/L234K/L235K[Цепь В]) экспрессировали в соотношениях 1:0 (А), 1:1 (С) и 0:1 (Е) в культурах СНО объемом 50 мл. Соотношения А и Е позволили получить гомодимеры Цепи А и Цепи В, соответственно. Все образцы очищали методом на основе белка А, а затем методом эксклюзионной хроматографии (ЭХ) с применением колонки Superdex 200 16/600 в буфере ФБР перед анализом образцов методом СВЭЖХ ИОХ. Анализ методом СВЭЖХ ИОХ проводили в следующих условиях (градиент pH): Растворители: А, 0,1 М NaH₂PO₄, pH 4,44; В, 0,1 М Na₂HPO₄, pH 9,20; С, вода MilliQ; D, 0,5 М Ацетат Na, pH 9,13 (кат. №03-Dec-12). Исходный буфер: 18% А, 2% В, 68% С, 12% D=20 мМ NaPO₄, 60 мМ Ацетат Na, pH~5,9; Градиент: до 2% А, 18% В, 68% С, 12% D=20 мМ NaPO₄, 60 мМ Ацетат Na, pH~7,9 в 7,2 объемах колонки. Скорость потока: 0,3 мл/мин. Температура: 30°С. Давление: ~4200 пси. Колонка: Agilent BioMAb, 4,6×50 мм, частицы 1,7 мкм, SN USDJA01061.

[00251] Результаты представлены на фигуре 3А. Подписаны графики для соотношений А, С и Е, которые соответствуют гомодимерам или гетеродимерам. Повторные анализы, в случае их проведения, также показаны.

[00252] На фигуре 3А показано, что введение асимметричных зарядов в нижнюю шарнирную область приводит к получению конструкции, которая не только обладает меньшим связыванием с рецептором (пример 3) и большей температурной стабильностью (пример 5), но также может быть очищена от примесей гомодимера методом ионообменной хроматографии.

[00253] Разделение одного варианта, ААС4, исследовали в двух условиях. Образец элюировали при градиенте pH, как описано выше, или при градиенте соли следующим образом: Растворители: А 0,1 М NaH2PO4, pH 4,44; В 0,1 М Na2HPO4, pH 9,20; С вода MilliQ; D 0,5 М NaCl. Исходный буфер: 18% А, 2% В, 68% С, 12% D=20 мМ NaPO4, 60 мМ NaCl, pH~5,9. Градиент соли до 18% А, 2% В, 0% С, 80% D (=20 мМ NaPO₄, 400 мМ NaCl, pH~5,9) в 7,2 объемах колонки.

[00254] Результаты представлены на фигуре 3В. Фигура демонстрирует, что разделение гомодимеров и гетеродимеров с помощью градиента соли было аналогичным разделению при градиенте pH.

Пример 7: Асимметричные конструкции антитела на основе трастузумаба не стимулируют ADCC (антитело-зависимую клеточно-опосредованную цитотоксичность) на клетках SK-BR-3

[00255] Исследовали способность иллюстративного варианта стимулировать ADCC на клетках SK-BR-3 для оценки того, вызывает ли отсутствие измеряемого связывания с FcγR неспособность опосредовать эффекторную функцию, которую измеряли посредством определения ADCC. Клетки SK-BR-3 экспрессируют на своей поверхности HER2 и вследствие этого связываются с трастузумабом, что позволяет клеткам NK в присутствии трастузумаба опосредовать ADCC. Активность АА6 в данном анализе сравнивали с активностью контрольного варианта, представленной в таблице А, и с активностью положительного контроля - трастузумаба.

[00256] Используемые линии клеток: линия клеток SK-BR-3 (АТСС#НТВ-30), NK92/CD16a(158V/V)

Устройство для обнаружения: FlexStation3, Molecular Devices.

Антитело положительного контроля: Herceptin™ (Трастузумаб).

[00257] Культура клеток. Замороженные клетки оттаивали посредством аккуратного вращения виалы на водяной бане при температуре 37°С. Через 1-2 мин. среда в виале полностью растяла. Виалу снаружи протирали 70% этанолом. Затем суспензию клеток переносили в центрифужную пробирку объемом 15 мл, после чего добавляли 5 мл предварительно нагретой полной среды. После центрифугирования в течение 3-5 мин. при 500 g супернатант отсасывали. Добавляли 10 мл полной среды, и клетки ресуспендировали посредством многократного пипетирования вверх и вниз. Жизнеспособность клеток определяли с помощью окрашивания трипановым синим. Затем суспензию клеток высевали на культуральные матрасы. Клетки инкубировали при температуре 37°С в атмосфере 5% CO2 в течение ночи.

[00258] Клетки поддерживали при условиях 37°С/5% CO2 и регулярно субкультивировали в подходящей среде с добавлением 10% ЭБС (эмбриональной бычьей сыворотки) согласно протоколу АТСС.

[00259] Образец антитела и стандарта доставляли в сухой транспортной таре и хранили при температуре -20°С до проведения исследования. Образец и стандарт после оттаивания на льду хранили при температуре 4°С. Образец и стандарт разводили средой МЕМ, не содержащей феноловый красный (с добавлением 1% ЭБС и 1% Pen/Strep), и применяли для проведения анализов.

[00260] Буфер для анализа ADCC состоял из 98% среды МЕМ, не содержащей феноловый красный, 1% Pen/Strep и 1% ЭБС.

[00261] Клетки NK92/FcRγ3a(158V/V) поддерживали обычным путем.

[00262] Клетки-мишени собирали посредством центрифугирования при 800 об./мин. в течение 3 мин., промывали средой для анализа один раз и центрифугировали; среду над осадком полностью удаляли. Клетки аккуратно суспендировали со средой для анализа для получения раствора отдельных клеток. Количество клеток-мишеней корректировали для получения 4-кратного исходного раствора клеток (10000 клеток в 50 мкл среды для анализа). Исследуемые соединения были получены в концентрациях, представляющих интерес. На 96-луночные планшеты для анализа высевали 50 мкл 4-кратного исходного раствора клеток-мишеней и добавляли 50 мкл 4-кратных разбавителей образца. Планшеты инкубировали при комнатной температуре в течение 30 мин. в инкубаторе для культивирования клеток. Для запуска реакции добавляли 100 мкл эффекторных клеток (Е/Т=5:1, т.е. 50000 эффекторных клеток на лунку) и аккуратно перемешивали путем горизонтального встряхивания. К контролям клеток без эффекторных клеток добавляли Triton Х-100 и антитело в конечной концентрации 1% для лизиса клеток-мишеней, полученная смесь выступала в качестве контроля максимального лизиса; к контролям клеток без эффекторных клеток добавляли буферы для анализа и антитело, полученная смесь выступала в качестве контроля минимального высвобождения LDH. Клетки-мишени, которые инкубировали с эффекторными клетками без присутствия антител, использовали в качестве фонового контроля неспецифичного высвобождения LDH, когда обе клетки инкубировали вместе. Планшет инкубировали в инкубаторе при условиях 37°С/5%CO2 в течение 4-6 часов. Жизнеспособность клеток оценивали с помощью набора LDH. Данные относительно поглощения при ОП (оптической плотности) 492 нм и ОП 650 нм получали на приборе Flexstation 3.

[00263] Данные при ОП 492 нм за вычетом фонового сигнала (ОП 650 нм) анализировали для изучения высвобождения LDH. Процент лизиса клеток рассчитывали согласно формуле:

Лизис клеток % = 100*(1 - (ОПданные для образца - ОПопухолевые клетки плюс эффекторные клетки)/(ОПмаксимальное высвобождение - ОПминимальное высвобождение))

[00264] Результаты представлены на фигуре 4 и свидетельствуют, что в данном анализе иллюстративный гетеромультимер АА6 способен к подавлению активности ADCC.

Пример 8: Получение и экспрессия конструкций антитела на основе антитела против CD20 Ритуксимаба (гетеромультимеры)

[00265] Были получены следующие конструкции антитела. Все конструкции антитела были получены на основе последовательности антитела против CD20 дикого типа - ритуксимаба (см. фигуру 5, SEQ ID NO: 4 - аминокислотная последовательность тяжелой цепи ритуксимаба дикого типа, SEQ ID NO: 5 - аминокислотная последовательность легкой цепи ритуксимаба дикого типа) со следующими модификациями, добавленными в СН3-домен тяжелой цепи, которые были введены для способствования образованию гетеродимерного Fc-домена с увеличенной стабильностью по сравнению с доменом СН3, не содержащим мутации аминокислот:

Цепь A: T350V/L351Y/F405A/Y407V и

Цепь В: T350V/T366L/K392L/T394W

[00266] Данную конструкцию с вышеуказанными мутациями обозначали v1261.

[00267] Дополнительные варианты были сконструированы на основе v1261 с модификациями аминокислот в шарнирной области и/или СН2-домене тяжелой цепи, как показано в таблице F. Все варианты дополнительно содержали последовательность легкой цепи, которая приведена в SEQ ID NO: 68 (аминокислоты) и/или SEQ ID NO: 69 (ДНК).

[00268]

[00269] Антитела и контроли клонировали и экспрессировали следующим образом. V1261 получали путем сайт-направленного мутагенеза с применением стандартных способов. Итоговую ДНК субклонировали в вектор pTT5 (см. международную публикацию патента № WO 2009/137911). Экспрессию проводили в 50 мл или 250 мл клеток СНО 3Е7. Клетки СНО трансфицировали в экспоненциальной фазе роста (1,5-2 миллиона клеток/мл) водным полиэтиленимином молекулярной массой 25 кДа в концентрации 1 мг/мл (ПЭИ, Polysciences) при соотношении ПЭИ : ДНК 2,5:1. (Raymond C. et al. A simplified polyethylenimine-mediated transfection process for large-scale and high-throughput applications. Methods. 55(1):44-51 (2011)). ДНК трансфицировали в оптимальных соотношениях ДНК тяжелой цепи А (НС-А), легкой цепи (LC) и тяжелой цепи В (соотношение HC-A/HC-B/LC = 30:30:40%). Трансфицированные клетки собирали через 5-6 дней вместе с культуральной средой, собранной после центрифугирования при 4000 об./мин., и очищали с применением фильтра с диаметром пор 0,45 мкм.

[00270] Протоколы очистки: Очищенную культуральную среду наносили на колонку MabSelect SuRe (GE Healthcare) с белком А и промывали 10 объемами колонки буфера ФБР, pH 7,2. Антитело элюировали 10 объемами колонки цитратного буфера, pH 3,6, и получали смешанные фракции, содержащие антитело, нейтрализованное TRIS, pH 11. Антитело, очищенное с помощью белка А, затем очищали методом гель-фильтрации (ЭХ). Для проведения анализа методом гель-фильтрации 3,5 мг смеси антитела концентрировали до объема 1,5 мл, наносили на колонку Sephadex 200 HiLoad 16/600 200 pg (GE Healthcare) и анализировали с применением системы ЖХБР AKTA Express FPLC при скорости потока 1 мг/мин. Буфер ФБР, pH 7,4, использовали при скорости потока 1 мл/мин. Фракции, соответствующие очищенному антителу, собирали, концентрировали до концентрации ~1 мг/мл и хранили при температуре -80°С.

Выходы экспрессии являлись следующими:

[00271] Принимая во внимание вариабельность выхода от серии к серии, все образцы экспрессировались хорошо на уровнях, сравнимых с уровнем экспрессии контрольного Ритуксимаба ДТ.

Пример 9: Асимметричные конструкции антитела на основе ритуксимаба не связываются с FcγR

[00272] Способность асимметричных конструкций антитела на основе ритуксимаба к связыванию с FcγRIIaH, FcγRIIaR, FcγRIIb, FcγRIIIaF и FcγRIIIaV оценивали методом поверхностного плазмонного резонанса (ППР).

[00273] Аффинность FcγR в отношении Fc антитела измеряли методом ППР с помощью системы ProteOn XPR36 при температуре 25°C с применением ФБР, содержащего 3,4 мМ EDTA и 0,05% Tween 20, pH 7,4, в качестве буфера для анализа. Поликлональные антитела козы против IgG были иммобилизованы на активированном NHS/EDC сенсорном датчике GLC посредством инъецирования 4,0 мкг/мл в 10 мМ NaOAc (pH 4,5) при скорости потока 25 мкл/мин. до тех пор, пока было иммобилизовано приблизительно 3000 резонансных единиц (RU), после чего проводили гашение оставшихся активных групп этаноламином. 40 мкг/мл очищенных антител на основе ритуксимаба опосредованно захватывали посредством инъецирования при скорости 25 мкл/мин. в течение 240 с (что приводило к захвату приблизительно 500 RU) в направлении лиганда, с последующей инъекцией буфера для получения стабильной базовой линии в направлении аналита. Затем FcγR инъецировали при скорости 50 мкл/мин. в течение 120 с с фазой диссоциации 180 с для получения набора сенсограмм связывания. Полученные в результате значения Kd (аффинности) определяли в ходе двойного сравнения сенсограмм с применением модели Equilibrium Fit программного обеспечения Proteon Manager. Приведенные значения являются средними результатов двух или трех независимых анализов.

[00274] Соотношение Ka связывания in vitro, которое определяли методом ППР, для каждого варианта относительно ДТ, представлено в таблице Н.

[00275] Мутации, способствующие образованию гетеродимера контрольного Ритуксимаба ДТ 1261, незначительно увеличивали аффинность в отношении рецепторов по сравнению с гомодимерным трастузумабом ДТ. Мутанты, содержащие мутации, способствующие образованию гетеродимера, продемонстрировали значительно уменьшенное или необнаруживаемое связывание с рецепторами Fcγ.

Пример 10: Асимметричные конструкции антитела на основе ритуксимаба являются термостабильными

[00276] Температурную стабильность СН2-доменов асимметричных конструкций антитела на основе ритуксимаба определяли с применением дифференциальной сканирующей калориметрии следующим образом. Каждую конструкцию антитела очищали, как описано в примере 8, и разводили до концентрации 0,2 мг/мл в ФБР, и 400 мкл полученного раствора использовали для анализа ДСК с помощью системы VP-Capillary DSC (GE Healthcare). В начале каждого анализа ДСК пять холостых инъекций буфера проводили для стабилизации базовой линии, и инъекцию буфера проводили перед инъекцией каждой конструкции антитела в качестве сравнения. Каждый образец сканировали в диапазоне от 20 до 100°С со скоростью 60°С/ч, в режиме с низкой обратной связью, с фильтрацией в течение 8 сек., в режиме preTstat в течение 5 мин. и при давлении азота 70 пси. Полученные в результате термограммы преобразовывали в таблицы и анализировали с применением программного обеспечения Origin 7.

[00277] Температуры плавления исследованных гетеродимеров представлены в таблице I ниже.

1. Первый переход включал разворачивание как FAB, так и СН2-домена Ритуксимаба. Tm измеряли посредством деконволюции с применением недвухуровневой модели первого перехода.

[00278] Данные результаты свидетельствуют, что множество конструкций обладают большим началом Tm и Tm СН2-домена по сравнению с контролем ДТ.

Пример 11: Асимметричные конструкции антитела на основе ритуксимаба не стимулируют ADCC на клетках Дауди

[00279] Способность избранных вариантов стимулировать ADCC исследовали на клетках Дауди для оценки того, вызывает ли отсутствие измеряемого связывания с FcγR неспособность опосредовать эффекторную функцию, которую измеряли посредством определения ADCC. Клетки Дауди экспрессируют на своей поверхности CD20 и вследствие этого связываются с ритуксимабом, что позволяет клеткам NK в присутствии ритуксимаба опосредовать ADCC. Активность избранных вариантов в данном анализе сравнивали с активностью контрольного варианта ритуксимаба, представленной в таблице F, и с активностью полученного коммерческим способом ритуксимаба.

[00280] Используемые линии клеток: линия клеток Дауди (АТСС, кат. № CCL-213), NK92/CD16a (158V/V)

Устройство для обнаружения: FlexStation3, Molecular Devices.

Антитело положительного контроля: Ритуксимаб.

[00281] Культура клеток. Замороженные клетки оттаивали посредством аккуратного вращения виалы на водяной бане при температуре 37°С. Через 1-2 мин. среда в виале полностью растяла. Виалу снаружи протирали 70% этанолом. Затем суспензию клеток переносили в центрифужную пробирку объемом 15 мл, после чего добавляли 5 мл предварительно нагретой полной среды. После центрифугирования в течение 3-5 мин. при 500 g супернатант отсасывали. Добавляли 10 мл полной среды, и клетки ресуспендировали посредством многократного пипетирования вверх и вниз. Жизнеспособность клеток определяли с помощью окрашивания трипановым синим. Затем суспензию клеток высевали на культуральные матрасы. Клетки инкубировали при температуре 37°С в атмосфере 5% CO2 в течение ночи.

[00282] Клетки поддерживали при условиях 37°С/5% CO2 и регулярно субкультивировали в подходящей среде с добавлением 10% ЭБС согласно протоколу АТСС.

[00283] Образец антитела и стандарт (Ритуксимаб) доставляли в сухой транспортной таре и хранили при температуре -20°С до проведения исследования. Образец и стандарт после оттаивания на льду хранили при температуре 4°С. Образец и стандарт разводили средой МЕМ, не содержащей феноловый красный (с добавлением 1% ЭБС и 1% Pen/Strep), и применяли для проведения анализов.

[00284] Буфер для анализа ADCC состоял из 98% среды МЕМ, не содержащей феноловый красный, 1% Pen/Strep и 1% ЭБС.

[00285] Клетки NK92/FcRγ3a(158V/V) поддерживали обычным путем.

[00286] Клетки-мишени собирали посредством центрифугирования при 800 об./мин. в течение 3 мин., промывали средой для анализа один раз и центрифугировали; среду над осадком полностью удаляли. Клетки аккуратно суспендировали со средой для анализа для получения раствора отдельных клеток. Количество клеток-мишеней корректировали для получения 4-кратного исходного раствора клеток (10000 клеток в 50 мкл среды для анализа). Исследуемые соединения были получены в концентрациях, представляющих интерес. На 96-луночные планшеты для анализа высевали 50 мкл 4-кратного исходного раствора клеток-мишеней и добавляли 50 мкл 4-кратных разбавителей образца. Планшеты инкубировали при комнатной температуре в течение 30 мин. в инкубаторе для культивирования клеток. Для запуска реакции добавляли 100 мкл эффекторных клеток (Е/Т=5:1, т.е. 50000 эффекторных клеток на лунку) и аккуратно перемешивали путем горизонтального встряхивания. К контролям клеток без эффекторных клеток добавляли Triton Х-100 и антитело в конечной концентрации 1% для лизиса клеток-мишеней, полученная смесь выступала в качестве контроля максимального лизиса; к контролям клеток без эффекторных клеток добавляли буферы для анализа и антитело, полученная смесь выступала в качестве контроля минимального высвобождения LDH. Клетки-мишени, которые инкубировали с эффекторными клетками без присутствия антител, использовали в качестве фонового контроля неспецифичного высвобождения LDH, когда обе клетки инкубировали вместе. Планшет инкубировали в инкубаторе при условиях 37°С/5%CO2 в течение 4-6 часов. Жизнеспособность клеток оценивали с помощью набора LDH. Данные относительно поглощения при ОП 492 нм и ОП 650 нм получали на приборе Flexstation 3.

[00287] Данные при ОП 492 нм за вычетом фонового сигнала (ОП 650 нм) анализировали для изучения высвобождения LDH. Процент лизиса клеток рассчитывали согласно формуле:

Лизис клеток % = 100*(1 - (ОПДанные для образца - ОПопухолевые клетки плюс эффекторные клетки)/(ОПмаксимальное высвобождение - ОПминимальное высвобождение))

[00288] Результаты представлены на фигуре 6 и свидетельствуют, что все варианты продемонстрировали значительно уменьшенную или необнаруживаемую активность ADCC.

[00289] -Результаты обобщены в следующей таблице:

[00290] Варианты с нокаутом продемонстрировали значительно уменьшенную литическую активность ADCC, и у многих вариантов данная активность полностью отсутствовала.

Пример 12: Асимметричные конструкции антитела на основе ритуксимаба уменьшают CDC (комплемент-зависимую цитотоксичность) на клетках Дауди

[00291] Хотя исследование способности к связыванию с C1q не проводили, исследовали способность избранных вариантов опосредовать CDC на клетках Дауди. Активность избранных вариантов в данном анализе сравнивали с активностью контрольного варианта ритуксимаба, представленной в таблице F, и с активностью полученного коммерческим способом ритуксимаба.

[00292] Используемые линии клеток: линия клеток Дауди (АТСС, кат. № CCL-213), NK92/CD16a(158V/V).

Устройство для обнаружения: F PHERAstarPlus, BMG Labtech.

Антитело положительного контроля: Ритуксимаб.

[00293] Культура клеток. Клетки Дауди собирали посредством центрифугирования, и осадок промывали один раз буфером для анализа. Жизнеспособные клетки подсчитывали с применением красителя трипанового синего. Для проведения анализа жизнеспособность популяции клеток должна была составлять >99%. Концентрацию клеток корректировали, и 5000 клеток высевали в 20 мкл буфера для определения CDC. Добавляли 10 мкл разбавленных образцов (8 концентраций с фактором разведения 1:10, начиная от 600 нМ, в трех повторах). Образцы и контроль Rituxan инкубировали при комнатной температуре в течение 30 мин. Для начала анализа CDC в каждую лунку добавляли 10 мкл NHS (normal human serum, нормальная сыворотка человека, конечная концентрация 10% в объеме реакции 40 мкл). Планшет инкубировали в инкубаторе при условиях 37°С/5% CO2 в течение 2 часов. Анализ жизнеспособности клеток проводили с помощью набора CellTiter-Glo® Luminescent Cell Viability Assay. Люминесценцию измеряли на приборе PHERAStar Plus, данные фиксировали в относительных световых единицах (О.С.Е.).

[00294] Анализ данных

Процент лизиса клеток рассчитывали по формуле:

% Лизиса клеток = 100×(1 - (О.С.Е.образец)/(О.С.Е.клетка + NHS), где NHS означает нормальную сыворотку человека.

[00295] Результаты, представленные на фигуре 7, свидетельствуют, что все образцы продемонстрировали значительно более низкую активность CDC.

[00297] Варианты с нокаутом продемонстрировали значительно уменьшенную литическую активность CDC.

[00298] Реактивы, используемые в примерах, являются коммерчески доступными или могут быть получены с применением коммерчески доступных приборов, способов или реактивов, известных в данной области техники. Вышеуказанные примеры иллюстрируют различные аспекты настоящего изобретения и реализацию на практике способов согласно настоящему изобретению. Данные примеры не предназначены для предоставления исчерпывающего описания множества различных вариантов реализации настоящего изобретения. Таким образом, хотя вышеуказанное изобретение было описано в определенных деталях путем иллюстрации и примера для целей ясности понимания, средние специалисты в данной области техники легко понимают, что множество изменений и модификаций могут быть введены в настоящее изобретение без отступления от духа или объема прилагаемой формулы изобретения.

[00299] Все публикации, патенты и заявки на патенты, упомянутые в настоящей заявке, включены в настоящую спецификацию посредством ссылки в той же степени, как если бы каждая отдельная публикация, патент или заявка на патент была конкретно и отдельно указана, как включенная в настоящую заявку посредством ссылки.

Изобретение относится к биотехнологии. Описаны конструкции гетеромультимера с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией. Согласно варианту реализации в настоящем изобретении предложена конструкция гетеромультимера, содержащая конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную нижнюю шарнирную область, причем модифицированная нижняя шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты в положении L234 и/или в положении L235, причем модификация аминокислоты увеличивает суммарный заряд модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc при условиях рН, близких к физиологическим, модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты, которая отличается от модификации аминокислоты первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb и FcγRIIIa по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, и причем нумерация аминокислот соответствует EU-индексу согласно Kabat. Также описан гетеромультимер с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, отличающийся тем, что первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269Q/D270N, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269K/D270R; или первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L235K/A327K, и второй полипептид Fc не содержит модификацию аминокислот в шарнирной области; причем нумерация аминокислотных остатков соответствует EU-индексу согласно Kabat, и причем конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb и FcγRIHa по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG. Представлен полинуклеотид, кодирующий первый и второй полипептиды Fc указанных гетеромультимеров. Также представлена клетка-хозяин для получения гетеромультимера с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией, содержащая указанный полинуклеотид и соответствующий способ получения гетеромультимера. Представлено применение указанных гетеромультимеров в изготовлении фармацевтической композиции для лечения заболевания или растройства у пациента. Раскрыт способ уменьшения эффекторной функции конструкции Fc IgG, содержащей первый и второй полипептид Fc, включающий модификацию нижней шарнирной области первого и второго полипептида Fc, причем модифицированная нижняя шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты в положении L234 и/или в положении L235, причем модификация аминокислоты увеличивает суммарный заряд модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc при условиях рН, близких к физиологическим, модифицированная нижняя шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты, которая отличается от модификации аминокислоты первого полипептида Fc, и конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb и FcγRIIIa по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG, и причем нумерация аминокислот соответствует EU-индексу согласно Kabat. 7 н. и 30 з.п. ф-лы, 8 ил., 14 табл., 12 пр.

1. Гетеромультимер с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, причем каждый полипептид Fc содержит модифицированную нижнюю шарнирную область, причем:

a. модифицированная нижняя шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты в положении L234 и/или в положении L235, причем модификация аминокислоты увеличивает суммарный заряд модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc при условиях рН, близких к физиологическим,

b. модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты, которая отличается от модификации аминокислоты первого полипептида Fc, и

c. конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb и FcγRIIIa по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG,

и причем нумерация аминокислот соответствует EU-индексу согласно Kabat.

2. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного положительного заряда вследствие увеличения общего количества положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc или уменьшения общего количества отрицательно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc.

3. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что модификация аминокислоты в модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc увеличивает общее число положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc, и модификация аминокислоты в модифицированной нижней шарнирной области второго полипептида Fc увеличивает общее количество отрицательных зарядов во втором полипептиде Fc или заряжена нейтрально.

4. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного отрицательного заряда вследствие увеличения общего числа отрицательно заряженных аминокислот или уменьшения общего числа положительно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc.

5. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что увеличение суммарного заряда представляет собой увеличение суммарного отрицательного заряда вследствие увеличения общего числа отрицательно заряженных аминокислот в первом полипептиде Fc, и модификация аминокислоты во втором полипептиде Fc увеличивает общее количество положительных зарядов во втором полипептиде Fc.

6. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что модификация аминокислоты в модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc в сочетании с модификацией аминокислоты во втором полипептиде Fc увеличивает общий положительный заряд конструкции Fc IgG по сравнению с родительской конструкцией Fc IgG.

7. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что модифицированная нижняя шарнирная область по меньшей мере одного из первого или второго полипептидов Fc содержит две или более модификаций аминокислот.

8. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что модифицированная шарнирная область каждого из первого и второго полипептидов Fc содержит две модификации аминокислот.

9. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что конструкция Fc IgG дополнительно демонстрирует уменьшенное связывание с белком C1q по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

10. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что конструкция Fc IgG обладает K_D в отношении FcγRIIaH, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIaR, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIb, составляющей более 10 мкМ, K_D в отношении FcγRIIIaF, составляющей более 6 мкМ, и K_D в отношении FcγRIIIaV, составляющей более 6 мкМ, и K_D в отношении FcγRIa, составляющей более 6,5 нМ.

11. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что конструкция Fc IgG опосредует уменьшенную эффекторную функцию по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

12. Гетеромультимер по п. 11, отличающийся тем, что эффекторная функция представляет собой ADCC (антитело-зависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности), ADCP (антитело-зависимого клеточно-опосредованного фагоцитоза), CDC (комплемент-зависимой цитотоксичности) или любую их комбинацию.

13. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что модификация аминокислоты во втором полипептиде Fc содержит модификацию аминокислоты в положении L234 и/или в положении L235.

14. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что модификация аминокислоты в положении L234 выбрана из L234A, L234K, L234R, L234D и L234E.

15. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что модификация аминокислоты в положении L235 выбрана из L235K, L235R, L235E, L235A и L235D.

16. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что модифицированная шарнирная область первого и/или второго полипептида Fc дополнительно содержит модификацию аминокислоты в положении Е233.

17. Гетеромультимер по п. 16, отличающийся тем, что одна или обе модификации аминокислот в положении Е233 представляют собой независимо Е233А, Е233К, E233R или E233D.

18. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что модифицированная нижняя шарнирная область первого полипептида Fc или второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, E233A/L234R/L235R, E233K/L234R/L235R, E233K/L234A/L235K, L234A/L235A, L234D/L235E, E233A/L234D/L235E или E233A/L234K/L235A.

19. Гетеромультимер по п. 18, отличающийся тем, что первый и/или второй полипептиды Fc дополнительно содержат одну или более модификаций аминокислот, выбранных из D265S, E269K, K322A, K322E, P329W и E333K.

20. Гетеромультимер по п. 1, отличающийся тем, что:

а. модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234A/L235A; или

b. модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234K/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; или

c. модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234D/L235E; или

d. модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E; или

e. модифицированная шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234A/L235K, и модифицированная шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификации аминокислот E233A/L234K/L235A; или

f. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R; или

g. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/D265S, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/D265S; или

h. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K; или

i. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/K322A; или

j. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/P329W, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/P329W; или

k. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322A, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322A; или

l. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L234D/L235E/E269K/D265S/K322E/E333K, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E233K/L234R/L235R/E269K/D265S/K322E/E333K.

21. Гетеромультимер с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией, содержащий конструкцию Fc IgG, которая содержит первый и второй полипептид Fc, отличающийся тем, что:

a. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269Q/D270N, и второй полипептид Fc содержит модификации аминокислот E269K/D270R; или

b. первый полипептид Fc содержит модификации аминокислот L235K/A327K, и второй полипептид Fc не содержит модификацию аминокислот в шарнирной области;

причем нумерация аминокислотных остатков соответствует EU-индексу согласно Kabat, и причем конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb и FcγRIIIa по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG.

22. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6 или 21, отличающийся тем, что указанная конструкция Fc IgG является агликозилированной или дегликозилированной.

23. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6 или 21, отличающийся тем, что указанная конструкция Fc IgG содержит вариант СН3-области, содержащий модификации аминокислот, которые способствуют образованию гетеродимерной Fc-области вместо гомодимерной Fc-области.

24. Гетеромультимер по п. 23, отличающийся тем, что

a. один из первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 T366L/N390R/K392IWT394W, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 L351Y/S400E/F405A/Y407V; или

b. один из первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 L351Y/F405A/Y407V, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 T366L/K392M/T394W; или

c. один из первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 L351Y/F405A/Y407V, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 T366L/K392L/T394W; или

d. один из первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 T350V/L351Y/F405A/Y407V, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 T350V/T366L/K392L/T394W; или

e. один из первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 T350V/L351Y/F405A/Y407V, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 T350\AT366L/K392M/T394W; или

f. один из первого или второго полипептидов Fc содержит модификации аминокислот СН3 T350V/L351Y/S400E/F405A/Y407V, и другой полипептид Fc содержит модификации аминокислот СН3 T350V/T366L/N390R/K392M/T394W.

25. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6 или 21, отличающийся тем, что указанный гетеромультимер дополнительно содержит по меньшей мере одну антиген-связывающую конструкцию, слитую с конструкцией Fc IgG.

26. Гетеромультимер по п. 25, отличающийся тем, что по меньшей мере одна указанная антиген-связывающая конструкция представляет собой Fab-фрагмент, scFv, sdAb, антиген-связывающий пептид, белок, слитый с Fc, или белок или его фрагмент, способный к связыванию с антигеном.

27. Гетеромультимер по п. 25, содержащий одну или две антиген-связывающие конструкции.

28. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6 или 21, отличающийся тем, что указанная конструкция Fc IgG присоединена к одной или более молекулам токсичного лекарственного средства, либо к одной или более гетерологичным полипептидам.

29. Гетеромультимер по п. 28, отличающийся тем, что один или более указанных гетерологичных полипептидов выбраны из ферментов и токсинов.

30. Гетеромультимер по любому из пп. 1-6 или 21, отличающийся тем, что IgG представляет собой IgG 1.

31. Полинуклеотид, кодирующий первый и второй полипептиды Fc гетеромультимера по любому из пп. 1-27 и 30.

32. Клетка-хозяин для получения гетеромультимера с уменьшенной или подавленной эффекторной функцией, содержащая полинуклеотид по п. 31.

33. Способ получения гетеромультимера по любому из пп. 1-27 и 30, причем указанный способ включает следующие этапы: (а) культивирование клетки-хозяина, содержащей одну или более нуклеиновых кислот, кодирующих первый и второй полипептиды Fc гетеромультимера по любому из пп. 1-27 и 30; и (b) выделение гетеромультимера из культуры клетки-хозяина.

34. Способ по п. 33, дополнительно включающий этап выделения гетеромультимера с применением способов очистки на основе заряда.

35. Способ по п. 34, отличающийся тем, что указанный способ очистки на основе заряда представляет собой ионообменную хроматографию.

36. Применение гетеромультимера по любому из пп. 1-30 в изготовлении фармацевтической композиции для лечения заболевания или расстройства у пациента.

37. Способ уменьшения эффекторной функции конструкции Fc IgG, содержащей первый и второй полипептид Fc, включающий:

модификацию нижней шарнирной области первого и второго полипептида Fc, причем

модифицированная нижняя шарнирная область первого полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты в положении L234 и/или в положении L235, причем модификация аминокислоты увеличивает суммарный заряд модифицированной нижней шарнирной области первого полипептида Fc при условиях рН, близких к физиологическим,

модифицированная нижняя шарнирная область второго полипептида Fc содержит модификацию аминокислоты, которая отличается от модификации аминокислоты первого полипептида Fc, и

конструкция Fc IgG демонстрирует уменьшенное связывание с рецепторами FcγRIa, FcγRIIa, FcγRIIb и FcγRIIIa по сравнению с соответствующей родительской конструкцией Fc IgG,

и причем нумерация аминокислот соответствует EU-индексу согласно Kabat.