Биспецифические связывающие агенты с межвидовой специфичностью

Биспецифические связывающие агенты с межвидовой специфичностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к полипептиду, содержащему первый связывающий домен человека, способный связываться с эпитопом CD3 (от англ. cluster of differentiation - кластер дифференцировки) (эпсилон) человека и примата, не являющегося шимпанзе, и второй связывающий домен, способный связываться с EGFR (рецептор эпидермального фактора роста), Her2/neu (член семейства рецепторов эпидермального фактора роста) или IgE (иммуноглобулин Е) человека и/или примата, не являющегося шимпанзе, а также к способу получения упомянутого полипептида. Кроме того, изобретение относится к нуклеиновым кислотам, кодирующим данный полипептид, к векторам, содержащим данные нуклеиновые кислоты, и к клеткам-хозяевам, содержащим данный вектор. В другом аспекте согласно изобретению предложена фармацевтическая композиция, содержащая упомянутый полипептид, и предложены медицинские применения данного полипептида.

Т-клеточное распознавание опосредуется клонотипически распределенными альфа-бета и гамма-дельта Т-клеточными рецепторами (TcR), которые взаимодействуют с пептид-нагруженными молекулами (комплекса) пептид-МНС (главный комплекс гистосовместимости) (рМНС) (Davis & Bjorkman, Nature 334 (1988), 395-402). Антиген-специфические цепи TcR не содержат доменов сигналинга, а вместо этого связываются с консервативным многосубъединичным комплексом передачи сигнала CD3 (Call, Cell 111 (2002), 967-979, Alarcon, Immunol. Rev. 191 (2003), 38-46, Malissen, Immunol. Rev. 191 (2003), 7-27). Механизм, посредством которого TcR-лигирование непосредственно связано с аппаратом передачи сигнала, остается фундаментальным вопросом Т-клеточной биологии (Alarcon, выше; Davis, Ceil 110 (2002), 285-287). Кажется очевидным, что в устойчивые Т-клеточные ответы вовлечены контактирование с корецептором, олигомеризация TcR и организация комплексов TcR-pMHC более высокого порядка в иммунологическом синапсе (Davis & van der Merwe, Curr. Biol. 11 (2001), R289-R291, Davis, Nat. Immunol. 4 (2003), 217-224). Однако самая ранняя передача сигнала посредством TcR происходит в отсутствие этих событий и может вовлекать лиганд-индуцированное конформационное изменение в CP3-эпсилон (Alarcon, выше, Davis (2002), выше, Gil, J. Biol. Chem. 276 (2001), 11174-11179, Gil, Cell, 109 (2002), 901-912). Эпсилон-, гамма-, дельта- и зета-субъединицы сигнального комплекса ассоциированы друг с другом с образованием CD3 эпсилон-гамма гетеродимера, CD3 эпсилон-дельта гетеродимера и CD3 зета-зета гомодимера (Call, выше). В различных исследованиях обнаружили, что присутствие молекул CD3 является важным для надлежащей экспрессии на клеточной поверхности альфа-бета TcR и нормального развития Т-клеток (Berkhout, J. Biol. Chem. 263 (1988), 8528-8536, Wang, J. Exp. Med. 188 (1998), 1375-1380, Kappes, Curr. Opin. Immunol. 7 (1995), 441-447). На основании разрешенной структуры фрагментов эктодоменов мышиного CD3 эпсилон-гамма гетеродимера показано, что обе эпсилон-гамма-субъединицы представляют собой С2-подобные (C2-set) Ig-домены, которые взаимодействуют друг с другом с образованием необычной димерной конфигурации по типу "side-to-side" (Sun, Cell 105 (2001), 913-923). Хотя обогащенный цистеиновыми остатками "стебель" (stalk), по-видимому, играет важную роль в запуске димеризации CD3 (Su, выше, Borroto, J. Biol. Chem. 273 (1998), 12807-12816), взаимодействие посредством внеклеточных доменов CD3-эпсилон и CD3-гамма является достаточным для образования комплекса этих белков с TcR-бета (Manolios, Eur. J. Immunol. 24 (1994), 84-92, Manolios & Li, Immunol. Cell Biol. 73 (1995), 532-536). Хотя этот пункт все еще является спорным, преобладающая стехиометрия TcR, наиболее вероятно, содержит один альфа-бета TcR, один CD3 эпсилон-гамма гетеродимер, один CD3 эпсилон-дельта гетеродимер и один CD3 зета-зета гомодимер (Call, выше). Центральная роль CD3 эпсилон-гамма гетеродимера человека в иммунном ответе стала понятна в связи с недавним установлением кристаллической структуры этого комплекса, связанного с терапевтическим антителом ОКТ3 (Kjer-Nielsen, PNAS, 101 (2004), 7675-7680).

Многие терапевтические стратегии модулируют Т-клеточный иммунитет путем направленного воздействия на TcR-сигналинг, в частности моноклональные антитела (mAb) против CD3 человека, которые широко используются в клинике в схемах приема иммуносупрессивных средств. CD3-специфическое мышиное mAb ОКТ3 было первым mAb, разрешенным для применения у людей (Sgro, Toxicology 105 (1995), 23-29), и оно широко используется в клинике в качестве иммуносупрессивного агента при трансплантации (Chatenoud, Clin. Transplant. 7 (1993), 422-430, Chatenoud, Nat. Rev. Immunol. 3 (2003), 123-132, Kumar, Transplant. Proc. 30 (1998), 1351-1352), диабете 1 типа (Chatenoud (2003), выше) и псориазе (Utset, J. Rheumatol. 29 (2002), 1907-1913). Более того, анти-СР3 mAb могут индуцировать частичный Т-клеточный сигналинг и клональную толерантность (Smith, J. Exp. Med. 185 (1997), 1413-1422). ОКТ3 было описано в литературе в качестве мощного Т-клеточного митогена (Van Wauve, J. Immunol. 124 (1980), 2708-18), а также в качестве мощного Т-клеточного киллера (Wong, Transplantation 50 (1990), 683-9). ОКТ3 демонстрирует время-зависимое изменение обеих этих активностей: после ранней активации Т-клеток, приводящей к высвобождению цитокинов, последующее введение ОКТ3 блокирует все известные Т-клеточные функции. Благодаря этому более позднему блокированию Т-клеточной функции для ОКТ3 было показано такое широкое применение в качестве иммуносупрессанта в схемах лечения для снижения или даже устранения отторжения тканевого аллотрансплантата.

ОКТ3 обращает отторжение тканевого аллотрансплантата наиболее вероятно путем блокирования функции всех Т-клеток, которые играют основную роль в остром отторжении. ОКТ3 взаимодействует с CD3-комплексом и блокирует функцию CD3-комплекса в мембране Т-клеток человека, который ассоциирован с антиген-распознающей структурой Т-клеток (TCR) и является важным для трансдукции сигнала. Многочисленные исследования касались того, какая из субъединиц TCR/CD3 связывается с ОКТ3. Однако некоторые факты указывают на специфичность ОКТ3 в отношении эпсилон-субъединицы комплекса TCR/CD3 (Tunnacliffe, Int. Immunol. 1 (1989), 546-50; Kjer-Nielsen, PNAS 101 (2004), 7675-7680). Согласно другим данным показано, что для связывания ОКТ3 с комплексом TCR/CD3 необходимо присутствие других субъединиц этого комплекса (Salmeron, J. Immunol. 147 (1991), 3047-52).

Другие общеизвестные антитела, обладающие специфичностью к молекуле CD3, перечислены в Tunnacliffe, Int. Immunol. 1 (1989), 546-50. Как указано выше, такие CD3-специфические антитела способны индуцировать различные Т-клеточные ответы, такие как продукция лимфокинов (Von Wussow, J. Immunol. 127 (1981), 1197; Palacious, J. Immunol. 128 (1982), 337), пролиферация (Van Wauve, J. Immunol. 124 (1980), 2708-18) и индукция T-клеточных супрессоров (Kunicka, в "Limphociting Typing II” 1 (1986), 223). То есть в зависимости от экспериментальных условий CD3-специфическое моноклональное антитело может либо ингибировать, либо индуцировать цитотоксичность (Leewenberg, J. Immunol. 134 (1985), 3770; Phillips, J. Immunol. 136 (1986) 1579; Platsoucas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 (1981), 4500; Itoh, Cell Immunol. 108 (1987), 283-96; Mentzer, J. Immunol. 135 (1985), 34; Landegren, J. Exp. Med. 155 (1982), 1579; Choi (2001), Eur. J. Immunol. 31, 94-106; Xu (2000), Cell Immunol. 200, 16-26; Kimball (1995), Transpl. Immunol. 3, 212-221).

Хотя многие антитела против CD3, описанные в данной области техники, по сообщениям, распознают CD3-эпсилон-субъединицу CD3-комплекса, большинство из них в действительности связывается с конформационными эпитопами и, таким образом, распознает CD3-эпсилон только в нативном окружении TCR. Конформационные эпитопы характеризуются наличием двух или более отдельных аминокислотных остатков, которые разнесены в первичной последовательности, но сближаются на поверхности молекулы, когда полипептид сворачивается в нативный белок/антиген (Sela (1969) Science 166, 1365 и Laver (1990) Cell 61, 553-6). Конформационные эпитопы, связывающиеся с антителами против CD3-эпсилон, описанными в данной области техники, можно разделить на две группы. В основной группе указанные эпитопы образуются двумя субъединицами CD3, например CD3-эпсилон цепью и CD3-гамма или CD3-дельта цепью. Например, в нескольких исследованиях обнаружено, что наиболее широко используемые моноклональные антитела против CD3-эпсилон, а именно ОКТ3, WT31, UCHT1, 7D6 и Leu-4, не связывались с клетками, трансфицированными одной CD3-эпсилон цепью. Однако эти антитела окрашивали клетки, трансфицированные двойной комбинацией CD3-эпсилон плюс или CD3-гамма, или CD3-дельта (Tunnacliffe, выше; Law, Int. Immunol. 14 (2002), 389-400; Salmeron, J. Immunol. 147 (1991), 3047-52; Coulie, Eur. J. Immunol. 21 (1991), 1703-9). Во второй менее многочисленной группе конформационный эпитоп образуется в самой CD3-эпсилон субъединице. Членом этой группы является, например, mAb АРА 1/1, которое получено против денатурированной CD3-эпсилон цепи (Risueno, Blood 106 (2005), 601-8). В совокупности большинство антител против CD3-эпсилон, описанных в данной области техники, распознает конформационные эпитопы, расположенные на двух или более субъединицах CD3. Отдельные аминокислотные остатки, образующие трехмерную структуру этих эпитопов, при этом могут быть локализованы либо на самой CD3-эпсилон субъединице, либо на CD3-эпсилон субъединице и других субъединицах CD3, таких как CD3-гамма или CD3-дельта.

Другая проблема, связанная с антителами против CD3, состоит в том, что антитела против CD3, как было обнаружено, являются видоспецифическими. Ahth-CD3 моноклональные антитела, что, как правило, справедливо для любых других моноклональных антител, функционируют путем высокоспецифического распознавания своих молекул-мишеней. Они распознают только один сайт, или эпитоп, на их целевой молекуле CD3. Например, одним из наиболее широко используемых и наилучшим образом охарактеризованных моноклональных антител, специфичных к CD3-комплексу, является ОКТ-3. Это антитело взаимодействует с CD3 шимпанзе, но не с гомологом CD3 других приматов, таких как макаки, или с CD3 собаки (Sandusky et al., J. Med. Primatol. 15 (1986), 441-451). Ahth-CD3 моноклональное антитело UCHT-1 также взаимодействует с CD3 от шимпанзе, но не с CD3 от макака (собственные данные). С другой стороны, также существуют примеры моноклональных антител, которые распознают антигены макака, но не их человеческие копии. Одним из примеров этой группы является моноклональное антитело FN-18, направленное на CD3 макака (Uda et al., J. Med. Primatol. 30 (2001), 141-147). Интересен обнаруженный факт, что периферические лимфоциты от примерно 12% яванских макаков не взаимодействуют с моноклональным антителом против CD3 макака-резуса (FN-18) вследствие полиморфизма антигена CD3 у макаков. Uda и др. описали замену двух аминокислот в последовательности CD3 яванских макаков, в результате чего отсутствовало взаимодействие с антителами FN-18, по сравнению с CD3 других животных, которые взаимодействуют с антителами FN-18 (Uda et al., J Med. Primatol. 32 (2003), 105-10; Uda etal., J. Med. Primatol. 33 (2004), 34-7).

Кроме того, эта избирательная способность, т.е. видовая специфичность, свойственная моноклональным антителам против CD3 и их фрагментам, является существенным препятствием для их разработки в качестве терапевтических агентов для лечения заболеваний человека. Для того чтобы получить разрешение на продажу, любое новое лекарственное средство-кандидат должно пройти строгое тестирование. Это тестирование можно подразделить на доклиническую и клиническую фазы: в то время как последнюю, дополнительно подразделяемую на общеизвестные клинические фазы I, II и III, проводят на пациентах людях, предшествующую проводят на животных. Цель доклинического тестирования заключается в доказательств того, что лекарственное средство-кандидат обладает желаемой активностью и, что наиболее важно, является безопасным. Только после установления на животных безопасности и возможной эффективности лекарственного средства-кандидата в доклиническом тестировании это лекарственное средство-кандидат получит одобрение соответствующего регуляторного органа на проведение клинического тестирования на людях. Лекарственные средства-кандидаты могут быть протестированы на предмет безопасности на животных следующими тремя путями: (1) на релевантном виде, т.е. виде, в котором лекарственные средства-кандидаты могут распознавать ортологические антигены, (2) на трансгенном животном, содержащем человеческие антигены, и (3) путем использования имитатора лекарственного средства-кандидата, который может связываться с ортологическими антигенами, присутствующими в животном. Ограничения по трансгенным животным заключаются в том, что эта технология обычно ограничивается грызунами. Между грызунами и человеком имеются значительные различия в физиологии, и результаты по безопасности нельзя с легкостью экстраполировать на людей. Ограничения, обусловленные имитатором лекарственного средства-кандидата, заключаются в иной композиции веществ по сравнению с реальным лекарственным средством-кандидатом, и часто используемыми животными являются грызуны с тем ограничением, которое рассмотрено выше. Таким образом, доклинические данные, полученные на грызунах, обладают ограниченной прогностической способностью в отношении лекарственного средства-кандидата. Подход в отношении выбора тестирования безопасности состоит в использовании релевантного вида, предпочтительно низшего примата. В настоящее время ограничение, касающееся CD3-связывающих молекул, подходящих для терапевтического вмешательства у людей и описанных в данной области техники, заключается в том, что релевантными видами являются высшие приматы, в частности шимпанзе. Шимпанзе считаются вымирающим видом, и вследствие их человекоподобной природы использование таких животных для тестирования безопасности лекарственного средства запрещено в Европе и весьма ограничено где-либо еще.

Настоящее изобретение относится к полипептиду, содержащему первый связывающий домен, предпочтительно человека, способный связываться с эпитопом CD3ε(эпсилон)-цепи человека и примата, не являющегося шимпанзе, и второй связывающий домен, способный связываться с EGFR, Her2/neu или IgE человека и/или примата, не являющегося шимпанзе, причем указанный эпитоп представляет собой часть аминокислотной последовательности, входящей в группу, состоящую из SEQ ID NO: 2, 4, 6 или 8. Последовательности, которые показаны в SEQ ID NO: 2, 4, 6 и 8, и их фрагменты представляют собой независимые от окружения (context independent) эпитопы CD3.

Преимущество настоящего изобретения заключается в предложении полипептида, содержащего связывающий домен, предпочтительно человека, демонстрирующий межвидовую специфичность в отношении CD3ε(эпсилон)-цепи человека и примата, не являющегося шимпанзе, который может быть использован как для доклинической оценки безопасности, активности и/или фармакокинетического профиля этих связывающих доменов, предпочтительно человека, на приматах, так и, в идентичной форме, в качестве лекарственного средства у людей. В доклинических исследованиях на животных, а также в клинических исследованиях на людях может быть использована одна и та же молекула. Это приводит к получению весьма сопоставимых результатов и значительной прогностической способности исследований на животных по сравнению с видоспецифическими молекулами имитатора. В настоящем изобретении неожиданно был идентифицирован N-концевой, содержащий аминокислотные остатки 1-27, полипептидный фрагмент внеклеточного домена CD3-эпсилон, который в противоположность всем другим известным эпитопам CD3-эпсилон, описанным в данной области техники, сохраняет свою трехмерную структурную целостность при удалении из его нативного окружения в CD3-комплексе (и слиянии с гетерологической аминокислотной последовательностью, такой как ЕрСАМ (молекула адгезии эпителиальных клеток) или Fc-область иммуноглобулина).

Фраза "независимость от окружения" эпитопа CD3, предложенного в этом изобретении, соответствует первым 27 N-концевым аминокислотам CD3-эпсилон или функциональным фрагментам этого участка из 27 аминокислот. Фраза "независимый от окружения", как использовано в данной заявке в отношении эпитопа CD3, означает, что связывание рассмотренных в данной заявке связывающих молекул/молекул антител по изобретению не приводит к изменению или модификации конформации, последовательности или структуры, окружающей антигенную детерминанту или эпитоп. В противоположность этому, эпитоп CD3, распознаваемый традиционной CD3-связывающей молекулой (например, описанной в WO 99/54440 или WO 04/106380), локализован в С-концевой области CD3 эпсилон-цепи относительно N-концевых 1-27 аминокислот независимого от окружения эпитопа, причем он принимает надлежащую конформацию, только если погружен в остальную часть эпсилон-цепи и удерживается в правильном положении посредством гетеродимеризации эпсилон-цепи либо с гамма-, либо с дельта-цепью CD3.

Анти-CD3-связывающие молекулы как часть биспецифической связывающей молекулы, которая предложена в данной заявке и создана (и направлена) против независимого от окружения эпитопа CD3, обеспечивают неожиданное клиническое улучшение в отношении перераспределения Т-клеток и, следовательно, более подходящий профиль безопасности. Без связи с теорией полагают, что поскольку эпитоп CD3 не зависит от окружения, образуя автономный самодостаточный субдомен без большого влияния на остальную часть CD3-комплекса, CD3-связывающие молекулы, предложенные в данной заявке, в меньшей степени индуцируют аллостерические изменения конформации CD3, чем традиционные CD3-связывающие молекулы (аналогичные молекулам, предложенным в WO 99/54440), которые распознают зависимые от окружения эпитопы CD3.

Независимость от окружения эпитопа CD3 CD3-связывающих молекул по изобретению как части биспецифической связывающей молекулы ассоциирована с меньшим перераспределением Т-клеток в течение начальной фазы лечения CD3-связывающими молекулами по изобретению, в результате чего получают лучший профиль безопасности CD3-связывающих молекул по изобретению по сравнению с традиционными CD3-связывающими молекулами, известными в данной области техники, которые распознают зависимые от окружения эпитопы CD3. В частности, поскольку перераспределение Т-клеток в течение начальной фазы лечения CD3-связывающими молекулами представляет собой основной фактор риска для неблагоприятных в отношении ЦНС событий, CD3-связывающие молекулы по изобретению благодаря распознаванию скорее независимого от окружения, чем зависимого от окружения эпитопа CD3 обладают значительным преимуществом в отношении безопасности по сравнению с CD3-связывающими молекулами, известными в данной области техники. Пациенты с такими неблагоприятными в отношении ЦНС событиями, связанными с перераспределением Т-клеток в течение начальной фазы лечения традиционными CD3-связывающими молекулами, обычно страдают от спутанности сознания и дезориентации, в некоторых случаях также от недержания мочи. Спутанность сознания представляет собой изменение в психическом состоянии, при котором пациент не способен думать с его или ее обычным уровнем ясности. Обычно пациент имеет трудности с концентрацией, и процесс мышления становится не только расплывчатым и неясным, но часто значительно замедляется. Пациенты с неблагоприятными в отношении ЦНС событиями, связанными с перераспределением Т-клеток в течение начальной фазы лечения традиционными CD3-связывающими молекулами, могут страдать также от потери памяти. Зачастую спутанность сознания приводит к потере способности различать людей и/или места или называть время и дату. Ощущения дезориентации обычно имеют место при спутанности сознания, и нарушается способность принятия решений. Неблагоприятные в отношении ЦНС события, связанные с перераспределением Т-клеток в течение начальной фазы лечения традиционными CD3-связывающими молекулами, могут также включать спутанную речь и/или трудности в подборе слов. Это расстройство может ухудшить как выразительность, так и восприятие речи, а также процесс чтения и письма. Кроме недержания мочи, вертиго и головокружение также могут сопровождать неблагоприятные в отношении ЦНС события, связанные с перераспределением Т-клеток в течение начальной фазы лечения традиционными CD3-связывающими молекулами, у некоторых пациентов.

Поддержание трехмерной структуры в пределах упомянутого 27-аминокислотного N-концевого полипептидного фрагмента CD3-эпсилон может быть использовано для создания связывающих доменов, предпочтительно человека, которые связываются с N-концевым полипептидным фрагментом CD3-эпсилон in vitro и с нативным CD3-комплексом (CD3-эпсилон-субъединицей CD3-комплекса) на Т-клетках in vivo с такой же аффинностью связывания. Эти данные строго указывают на то, что N-концевой фрагмент, как он описан в данном изобретении, образует третичную конформацию, которая аналогична его структуре, в норме существующей in vivo. Был проведен очень чувствительный тест на предмет важности структурной целостности аминокислот 1-27 N-концевого полипептидного фрагмента CD3-эпсилон. Индивидуальные аминокислоты из аминокислот 1-27 N-концевого полипептидного фрагмента CD3-эпсилон заменяли на аланин (аланиновое сканирование), чтобы протестировать чувствительность аминокислот 1-27 N-концевого полипептидного фрагмента CD3-эпсилон к минорным нарушениям. CD3-специфические молекулы антител как часть биспецифической связывающей молекулы по изобретению использовали для тестирования связывания с аланиновыми мутантами аминокислот 1-27 N-концевого полипептидного фрагмента CD3-эпсилон (см. прилагаемый Пример 5). Индивидуальные замены первых пяти аминокислотных остатков в том же N-терминальном конце фрагмента и двух аминокислот в положениях 23 и 25 среди аминокислот 1-27 N-концевого полипептидного фрагмента CD3-эпсилон были критичными для связывания молекул антител. Замена аминокислотных остатков в области положений 1-5, содержащей остатки Q (глутамин в положении 1), D (аспарагиновая кислота в положении 2), G (глицин в положении 3), N (аспарагин в положении 4) и Е (глутаминовая кислота в положении 5), на аланин отменяла связывание связывающих молекул, предпочтительно человека, по изобретению с указанным фрагментом. В то время как, по меньшей мере для некоторых связывающих молекул, предпочтительно человека, по изобретению, два аминокислотных остатка на С-конце упомянутого фрагмента Т (треонин в положении 23) и I (изолейцин в положении 25) уменьшали энергию связывания со связывающими молекулами, предпочтительно человека, по изобретению.

Неожиданно обнаружили, что выделенные таким образом связывающие молекулы, предпочтительно человека, не только распознают N-концевой фрагмент CD3-эпсилон человека, но также соответствующие гомологичные фрагменты CD3-эпсилон различных приматов, включая обезьян Нового Света (игрунковые, обыкновенная игрунка (Cailithrix jacchus); эдипов тамарин (Saguinus oedipus); обыкновенная беличья обезьяна (Saimiri sciureus)) и обезьян Старого Света (длиннохвостый макак (Масаса fascicularis), также известный как яванский макак; или Масаса mulatta, также известный как макак-резус). Таким образом, была установлена специфичность CD3-связывающих молекул по изобретению в отношении многих приматов (multi-primate specificity). Последующие анализы последовательностей подтвердили, что человек и приматы имеют общий участок с высокогомологичной последовательностью на N-конце внеклеточного домена CD3-эпсилон.

В настоящем изобретении обнаружили, что можно создать связывающие молекулы, предпочтительно человека, специфичные к CD3-эпсилон, при этом в доклиническом тестировании на животных, а также в клинических исследованиях на людях и даже в терапии человека может быть использована одна и та же молекула. Это обусловлено неожиданной идентификацией связывающих молекул, предпочтительно человека, которые в дополнение к связыванию с CD3-эпсилон человека (и вследствие вероятного генетического сходства с эквивалентом шимпанзе), также связываются с гомологами указанных антигенов приматов, не являющихся шимпанзе, включая обезьян Нового Света и обезьян Старого Света. Как показано в следующих ниже Примерах, указанные CD3-эпсилон-специфические связывающие молекулы, предпочтительно человека, могут быть интегрированы в биспецифические одноцепочечные антитела с целью создания терапевтических средств против различных заболеваний, включая, но не ограничиваясь этим, рак или иммунологические расстройства. Таким образом, необходимость в конструировании CD3-эпсилон-связывающего домена-имитатора или биспецифического одноцепочечного антитела, включающего его же, для тестирования на филогенетически отдаленном (от людей) виде, отпадает. В результате, в доклиническом тестировании на животных может быть использована та же молекула, которая предназначена для введения людям в клиническом тестировании, а также для последующего получения разрешения на продажу и введения в качестве терапевтического лекарственного средства. Возможность использовать ту же самую молекулу для доклинического тестирования на животных, как и при более позднем введении людям, фактически исключает или по меньшей мере значительно уменьшает опасность того, что данные, полученные в доклиническом тестировании на животных, будут иметь ограниченную применимость в случае человека. Кратко, получение доклинических данных по безопасности на животных с использованием той же молекулы, которую фактически будут вводить людям, в значительной степени гарантирует применимость этих данных для сценария, подходящего для людей. И наоборот, в традиционных подходах с использованием молекул-имитаторов, указанные молекулы-имитаторы должны быть адаптированы на молекулярном уровне к животной тест-системе, используемой для доклинической оценки безопасности. Таким образом, молекула, которая подлежит использованию в терапии людей, в действительности отличается по последовательности и также, вероятно, по структуре от молекулы-имитатора, используемой в доклиническом тестировании, по фармакокинетическим параметрам и/или биологической активности, вследствие чего данные, полученные в доклиническом тестировании на животных, имеют ограниченную применимость/пригодность в случае людей. Использование молекул-имитаторов требует конструирования, получения, очистки и характеристики полностью новой конструкции. Это ведет к дополнительным затратам средств и времени на разработку, необходимым для получения такой молекулы. В целом, имитаторы должны разрабатываться отдельно в дополнение к реальному лекарственному средству, которое будет использоваться в терапии людей, таким образом, должны проводиться две линии разработки для двух молекул. Следовательно, главное преимущество связывающей молекулы человека или конструкций на основе антител, демонстрирующих межвидовую специфичность, описанных в данном изобретении, заключается в том, что одна и та же молекула может быть использована для терапии людей и в доклиническом тестировании на животных.

Предпочтительно, чтобы полипептид по изобретению, представляющий собой первый связывающий домен, способный связываться с эпитопом CD3-эпсилон цепи человека и примата, не являющегося шимпанзе, имел человеческое происхождение.

Кроме того, вследствие человеческого происхождения связывающих молекул человека по изобретению, развитие иммунной реакции против указанных связывающих молекул исключается с максимально возможной степенью после введения этих связывающих молекул пациентам-людям.

Другим главным преимуществом CD3-эпсилон-специфических связывающих молекул, предпочтительно человека, как части биспецифической связывающей молекулы по изобретению является их применимость для доклинического тестирования на различных приматах. Поведение лекарственного средства-кандидата в организме животных в идеальном случае будет показателем ожидаемого поведения этого лекарственного средства-кандидата после введения людям. В итоге данные, полученные на основании такого доклинического тестирования, таким образом, обычно будут иметь высокую прогностическую способность в случае человека. Однако, как стало ясно из трагических результатов недавнего клинического испытания, фаза I, на TGN1412 (моноклональное антитело CD28), лекарственное средство-кандидат может по-разному действовать на вид приматов и на людей: несмотря на то, что при доклиническом тестировании указанного антитела не наблюдаются никакие или наблюдаются только ограниченные неблагоприятные эффекты в исследованиях на животных, проводимых с яванскими макаками, у 6 пациентов-людей развилась полиорганная недостаточность после введения указанного антитела (Lancet 368 (2006), 2206-7). Результаты этих нежелательных негативных событий позволяют предположить, что ограничение доклинического тестирования только одним видом (приматов) может быть недостаточным. Тот факт, что молекулы по изобретению, специфически связывающиеся с CD3-эпсилон человека, связываются с CD3 ряда обезьян Нового Света и Старого Света, может помочь преодолеть проблемы, возникшие в упомянутом выше случае. В соответствии с этим, согласно настоящему изобретению предложены средства и способы минимизации видовых различий в эффектах при разработке и тестировании лекарственных средств для терапии человека.

Кроме того, при использовании CD3-эпсилон-связывающего домена, предпочтительно человека, с межвидовой специфичностью как части биспецифической связывающей молекулы по изобретению более нет необходимости в адаптации тестируемого животного к лекарственному средству-кандидату, предназначенному для введения людям, как, например, при создании трансгенных животных. CD3-эпсилон-специфические связывающие молекулы (или содержащие их биспецифические одноцепочечные антитела), предпочтительно человека, демонстрирующие межвидовую специфичность согласно применениям и способам по изобретению, могут быть непосредственно использованы в доклиническом тестировании на приматах, не являющихся шимпанзе, без какой-либо генетической манипуляции на животных. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, подходы, при которых тестируемое животное адаптируют к лекарственному средству-кандидату, всегда несут риск того, что результаты, полученные в доклиническом тестировании безопасности, будут менее репрезентативными и обладать меньшей прогностической ценностью для людей вследствие модификации животного. Например, у трансгенных животных белки, кодируемые трансгенами, часто являются сверхэкспрессирующимися в высокой степени. Таким образом, данные, полученные для биологической активности антитела против этого белкового антигена, могут быть ограничены в своей прогностической ценности для людей, у которых этот белок экспрессируется на гораздо более низких, более физиологических уровнях.

Следующим преимуществом применений CD3-эпсилон-специфических связывающих молекул (или содержащих их биспецифических одноцепочечных антител), предпочтительно человека, демонстрирующих межвидовую специфичность, является тот факт, что шимпанзе, как вымирающий вид животных, исключают из проводимого на животных тестирования. Шимпанзе являются ближайшими родственниками людей и недавно были сгруппированы в семейство гоминид на основе данных по секвенированию генома (Wildman et al., PNAS 100 (2003), 7181). Поэтому в общем случае считается, что данные, полученные с использованием шимпанзе, обладают высокой прогностической ценностью для людей. Однако, благодаря своему статусу вымирающего вида, количество шимпанзе, которое может быть использовано для медицинских экспериментов, сильно ограничено. Поэтому, как указано выше, обеспечение шимпанзе для тестирования на животных представляет собой как дорогостоящую, так и этическую проблему. Применения CD3-эпсилон-специфических связывающих молекул, предпочтительно человека, по изобретению (или содержащих их биспецифических одноцепочечных антител) снимает как этические возражения, так и финансовые затруднения в процессе доклинического тестирования без нанесения вреда качеству, т.е. применимости полученных на животных результатов тестирования. В свете этого применение CD3-эпсилон-специфических связывающих молекул (или содержащих их биспецифических одноцепочечных антител), предпочтительно человека, обеспечивает разумную альтернативу исследованиям на шимпанзе.

Следующим преимуществом CD3-эпсилон-специфических связывающих молекул, предпочтительно человека, по изобретению (или содержащих их биспецифических одноцепочечных антител) является возможность отбора множества образцов крови при их использовании как части доклинического тестирования на животных, например в ходе фармакокинетических исследований на животных. Многократные отборы крови можно получить значительно легче с использованием примата, не являющегося шимпанзе, чем более с использованием низших животных, например мышей. Отбор множества образцов крови позволяет проводить непрерывное тестирование параметров крови для определения биологических эффектов, индуцируемых связывающей молекулой (или биспецифическим одноцепочечным антителом), предпочтительно человека, по изобретению. Кроме того, отбор множества образцов крови позволяет исследователю оценить фармакокинетический профиль связывающей молекулы (или биспецифического одноцепочечного антитела), предпочтительно человека, как определено в данной заявке. К тому же возможные побочные эффекты, которые могут быть индуцированы указанной связывающей молекулой (или биспецифическим одноцепочечным антителома), предпочтительно человека, отражаемые в параметрах крови, могут быть измерены в различных образцах крови, отобранных в ходе введения указанного антитела. Это позволяет определить возможный профиль токсичности связывающей молекулы (или биспецифического одноцепочечного антитела), предпочтительно человека, как определено в данной заявке.

Преимущества связывающих молекул (или биспецифических одноцепочечных антител), предпочтительно человека, как они определены в данной заявке, демонстрирующих межвидовую специфичность, кратко можно суммировать, как изложено ниже.

Во-первых, связывающие молекулы (или биспецифические одноцепочечные антитела), предпочтительно человека, как они определены в данной заявке, используемые в доклиническом тестировании, те же самые, что используются в терапии людей. Таким образом, больше нет необходимости в разработке двух независимых молекул, которые могут отличаться по своим фармакокинетическим свойствам и биологической активности. Огромное преимущество заключается в том, что, например, фармакокинетические результаты можно более непосредственно переносить на человеческое окружение (human setting) и применять к нему, чем, например, в традиционных подходах с использованием имитаторов.

Во-вторых, применение связывающих молекул (или биспецифических одноцепочечных антител), предпочтительно человека, как они определены в данной заявке, с целью изготовления терапевтических средств для людей является менее дорогостоящим и трудоемким процессом, чем подходы с использованием имитаторов.

В-третьих, связывающие молекулы (или биспецифические одноцепочечные антитела), предпочтительно человека, как они определены в данной заявке, могут быть использованы для доклинического тестирования не только на одном виде приматов, но и на ряде других видов приматов, что тем самым ограничивает риск возможного видового различия между приматами и человеком.

В-четвертых, шимпанзе, как вымирающий вид животных, исключен из тестирования.

В-пятых, для проведения интенсивных фармакокинетических исследований можно проводить отбор множества образцов крови.

В-шестых, благодаря тому, что связывающие молекулы, предпочтительно человека, согласно предпочтительному воплощению изобретения имеют человеческое происхождение, развитие иммунной реакции против указанных связывающих молекул минимизировано при введении пациентам-людям. Индукция иммунного ответа антителами, специфическими к лекарственному средству-кандидату, происходящему из вида, не являющегося человеком, например мыши, приводящая к выработке человеческих антимышиных антител (НАМА) против терапевтических молекул мышиного происхождения, исключена.

Термин "белок" хорошо известен в данной области техники и описывает биологические соединения. Белки содержат одну или более аминокислотных цепей (полипептидов), в которых аминокислоты связаны друг с другом посредством пептидной связи. Термин "полипептид", как он использован в данной заявке, описывает группу молекул, которые состоят более чем из 30 аминокислот. В соответствии с изобретением эта группа полипептидов содержит "белки" при условии, что белки состоят из одного полипептида. Кроме того, в соответствии с определением термин "полипептид" описывает фрагменты белков при условии, что эти фрагменты состоят более чем из 30 аминокислот. Полипептиды также могут образовывать мультимеры, такие как димеры, тримеры и высшие олигомеры, т.е. состоящие из более чем одной полипептидной молекулы. Полипептидные м