用于提高血脑屏障转运的安全性的方法技术

本发明专利技术涉及用于提高血脑屏障受体介导的血脑屏障转运的安全性的组合物和方法。

【技术实现步骤摘要】
用于提高血脑屏障转运的安全性的方法本申请是国际申请号PCT/US2013/041860，国际申请日2013年5月20日，中国申请号201380026745.9，专利技术名称为“用于提高血脑屏障转运的安全性的方法”的专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及用于提高血脑屏障受体介导的血脑屏障转运的安全性的组合物和方法。背景大分子药物的脑穿透严重受限于在很大程度上不能透过的血脑屏障(BBB)。有克服该障碍的许多策略，包括利用在脑部微血管内皮表达的内源受体的转胞吞作用(transcytosis)运输通路。已经针对这些受体设计重组蛋白质如单克隆抗体，以使得能够向脑部进行大分子的受体介导的递送。已经提出了这样的策略，其在使回到血液的反向转胞吞作用最小化的同时使脑摄取最大化，以及也使在治疗用药后积累的程度最大化，并且发现，对BBB受体具有低亲和力的抗体相对于对这种受体的典型高亲和力的抗体提供大幅增加相关治疗部分/分子的BBB转运和CNS滞留的潜力(Atwal等人，Sci.Transl.Med.3，84ra43(2011)；Yu等人，Sci.Transl.Med.2011年5月25日：第3卷，第84期，第84ra44页)。然而，并未完全探究施用这种抗体和缀合物的安全性。概述单克隆抗体具有用于治疗神经或者中枢神经系统(CNS)疾病的极大治疗潜力，但是血脑屏障(BBB)限制其进入脑部。过去的研究显示非常小百分比(约0.1％)的在血流中循环的IgG穿过BBB进入CNS(Felgenhauer，Klin.Wschr.52：1158-1164(1974))，其中该抗体的CNS浓度可能不足以允许稳健的效果。之前发现，可以通过开发BBB受体(即运铁蛋白受体、胰岛素受体、低密度脂蛋白受体相关蛋白8、葡萄糖转运蛋白1(Glut1)等)来提高分布至CNS中的抗体的百分比(参见，例如，WO9502421)。例如，可以使抗BBB受体抗体为多特异性以靶向CNS中的一个或多个所需抗原，或者一个或多个异源分子可以与抗BBB受体抗体偶联；在任何一种情况下，抗BBB受体抗体可以辅助治疗性分子穿过BBB向CNS中递送。然而，用传统特异性的高亲和力抗体靶向BBB受体通常引起BBB转运的有限增加。申请人后来发现了，在研究的抗BBB抗体中，摄取到和分布在CNS中的抗体的数量与其对BBB受体的结合亲和力反相关。例如，相对于更高亲和力的抗TfR抗体，以治疗剂量水平给药的对运铁蛋白受体(TfR)低亲和力的抗体大幅提高了抗TfR抗体的BBB转运和CNS滞留，并且可以在CNS中更容易地实现治疗浓度(Atwal等人，Sci.Transl.Med.3，84ra43(2011))。使用双特异性抗体实现了这种BBB转运的验证，所述双特异性抗体结合TfR和淀粉状蛋白前体蛋白(APP)裂解酶以及β-分泌酶(BACE1)两者。与单独的单特异性抗BACE1相比，使用本专利技术的方法改造的双特异性抗TfR/BACE1抗体的单次全身给药不仅导致在脑中显著的抗体摄取，而且还显著地降低脑Aβ1-40水平，表明BBB穿透性影响抗BACE1的效力。(Atwal等人，Sci.Transl.Med.3，84ra43(2011)；Yu等人，Sci.Transl.Med.3，84ra44(2011))。那些数据和实验突出显示了使用较低亲和力抗体的方法增加抗体被CNS摄取的若干成因机制。首先，高亲和力抗BBB受体(BBB-R)抗体(例如，抗TfRA)通过快速地使在脑血管系统中的BBB-R饱和来限制脑摄取，因此减少摄取到脑中的抗体的总量并且还限制其分布至血管系统中。惊人地，降低对BBB-R的亲和力提高脑摄取和分布，观察到从血管系统到分布在CNS中的神经元和相关的神经毡的定位的明显移动。第二，提出抗体对BBB-R的较低的亲和力消弱了抗体通过BBB-R从BBB的CNS侧回到该膜的血管侧的能力，因为抗体对BBB-R的整体亲和力低并且由于抗体快速扩散到CNS区室(compartment)中而使抗体在BBB的CNS侧的局部浓度是不饱和的。第三，在体内，以及如对于TfR系统所观察到的，对BBB-R具有较低亲和力的抗体不会像对BBB-R具有较高亲和力的那些那样被高效地从系统中清除，并且因此与其较高亲和力的对应物相比保持在较高的循环浓度。这是有优势的，因为较低亲和力抗体的循环抗体水平被维持在治疗水平的时间比较高亲和力抗体更长，这因此在更长的时间内提高脑对抗体的摄取。此外，在血浆和脑暴露方面的这种提高可以降低临床用药的频率，这将具有潜在的益处，不仅是对于患者顺从性和方便性，而且还在于减轻抗体和/或与其相偶联的治疗性化合物的任何潜在的副作用或者脱靶(off-target)效应。选择/改造以上引用的工作中描述的低亲和力BBB-R抗体，以避免干扰运铁蛋白与TfR之间的天然结合，并且因此避免潜在的铁转运相关的副作用。然而，在小鼠中施用这些抗体中的一些时，观察到一些明显的副作用。如在实施例中描述的，小鼠显示出网织红细胞群的明显消耗的初级反应，伴随着迅速发作的急性临床症状。使用经抗人TfR抗体处理的人成红血细胞(erythroblast)细胞系和原始骨髓细胞的另外的体外研究表明，在人细胞系统中也可以观察到TfR阳性红系细胞的稳健消耗(参见，例如，实施例7)。尽管小鼠及时地从急性临床症状和降低网织红细胞水平两者中恢复，对于能够安全地用作治疗性分子的抗TfR抗体来说，显然需要避免或减轻这种对网织红细胞的影响。因此，本专利技术提供这样的组合物和方法，其大幅减少或消除在抗TfR施用时不希望的网织红细胞群下降，同时仍能够实现由以治疗浓度施用的低亲和力抗TfR抗体提供的增强的BBB转运、增加的CNS分布和CNS滞留。在本文中所描述的结果显示，对抗TfR施用的初级反应(明显的网织红细胞消耗和急性临床体征)很大程度上是由抗体的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)活性驱使的，而其余的网织红细胞消耗作用是由补体通路介导的。在本文中提供了减轻观察到的抗TfR抗体对主要和其余网织红细胞消耗的作用的多种一般方法，并且其可以单独或组合使用。在一种方法中，降低或消除抗BBB-R抗体的效应子功能，以便降低或消除ADCC活性。在另一种方法中，进一步降低抗BBB-R抗体对BBB-R的亲和力，以使得抗体与网织红细胞群的相互作用对所述群的损害小。第三种方法涉及减少血浆中存在的抗BBB-R抗体的量，以减少网织红细胞群暴露于潜在有害浓度的抗体。第四种方法寻求保护、稳定和/或补充网织红细胞群，以使得避免、降低、或减轻归因于抗BBB-R抗体施用的网织红细胞群的任何潜在消耗。如在本文中所描述的，效应子功能降低或消除可以通过下列方式实现：(i)降低或消除抗体的野生型哺乳动物糖基化，(例如，通过在不能发生这种糖基化的环境中产生抗体，通过使一种或多种碳水化合物附着点突变以使得抗体不能被糖基化，或者通过以化学方式或酶方式从抗体中在其已经糖基化后移除一种或多种碳水化合物)；(ii)通过降低或消除抗BBB-R抗体的Fc受体结合能力(例如，通过Fc区的突变、Fc区内的缺失或Fc区的消除)；或者(iii)通过利用已知具有最小或不具有效应子功能的抗体同种型(即包括但不限于IgG4)。如在本文中所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.以低亲和力结合血脑屏障受体(BBB‑R)的、与化合物偶联的抗体在制备用于转运所述化合物穿过受试者中血脑屏障和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中所述抗体对BBB‑R的亲和力为5nM‑50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。

【技术特征摘要】
2012.05.21 US 61/649,878;2012.09.07 US 61/698,495;1.以低亲和力结合血脑屏障受体(BBB-R)的、与化合物偶联的抗体在制备用于转运所述化合物穿过受试者中血脑屏障和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中所述抗体对BBB-R的亲和力为5nM-50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。2.以低亲和力结合BBB-R的抗体在制备增加受试者的CNS对化合物的暴露和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中所述化合物与所述抗体偶联，其中所述抗体对BBB-R的亲和力为5nM-50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。3.以低亲和力结合BBB-R的抗体在制备降低被施用于受试者的化合物的清除率和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中所述化合物与所述抗体偶联，其中所述抗体对BBB-R的亲和力为5nM-50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。4.以低亲和力结合BBB-R的抗体在制备增加被施用于受试者的化合物在CNS中滞留和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中所述化合物与所述抗体偶联，其中所述抗体对BBB-R的亲和力为5nM-50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。5.以低亲和力结合BBB-R的抗体在制备优化在受试者中的CNS中有效的化合物的药物动力学和/或药效学和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中所述化合物与所述抗体偶联，并且选择所述抗体以致于在与所述化合物偶联后所述抗体对所述BBB-R的亲和力导致与所述化合物缀合的所述抗体穿过BBB的转运量使所述化合物在CNS中的药物动力学和/或药效学被优化，其中所述抗体对BBB-R的亲和力为5nM-50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。6.与BBB-R结合并与化合物偶联的抗体在制备治疗哺乳动物的神经疾病和减少或消除向所述受试者施用所述抗体引起的所述受试者中红细胞水平降低的试剂盒中的应用，其中已经选择所述抗体以对所述BBB-R具有低亲和力，并由此提高所述抗体和偶联的化合物的CNS摄取，其中所述抗体对BBB-R的亲和力为5nM-50μM，其中所述抗体的效应子功能或补体活化功能相对于相同同种型的野生型抗体已经被减少或消除，其中所述血脑屏障受体是运铁蛋白受体。7.根据权利要求1所述的应用，其中所述红细胞是未成熟的红细胞。8.根据权利要求7所述的应用，其中所述未成熟的红细胞是网织红细胞。9.根据权利要求8所述的应用，其中网织红细胞水平的降低伴随着急性临床症状。10.根据权利要求1所述的应用，其中通过选自以下的方法降低或消除所述效应子功能：减少所述抗体的糖基化，将所述抗体同种型修饰为天然具有降低的或消除的效应子功能的同种型，以及Fc区的修饰。11.根据权利要求10所述的应用，其中通过选自以下的方法减少所述抗体的糖基化：在不允许野生型糖基化的环境中制备所述抗体；移除已经在所述抗体上存在的碳水化合物基团；以及修饰所述抗体以使得不发生野生型糖基化。12.根据权利要求11所述的应用，其中在非哺乳动物细胞制备系统中制备所述抗体，或者其中通过合成制备所述抗体。13.根据权利要求11所述的应用，其中所述抗体的Fc区包含在位点297处的突变，使得在所述位点处的野生型天冬酰胺残基被在所述位点处干扰糖基化的另一个氨基酸替换。14.根据权利要求10所述的应用，其中通过Fc区的至少一种修饰来降低或消除所述效应子功能。15.根据权利要求14所述的应用，其中通过Fc区的全部或一部分的缺失，或者通过改造所述抗体使其不包含能够胜任效应子功能或补体活化功能的Fc区或非Fc区，降低或消除所述效应子功能或补体活化功能。16.根据权利要求14所述的应用，其中所述修饰选自：削弱与一个或多个Fc受体的结合的Fc区点突变，所述点突变选自下列位点：238、239、248、249、252、254、265、268、269、270、272、278、289、292、293、294、295、296、297、298、301、303、322、324、327、329、333、335、338、340、373、376、382、388、389、414、416、419、434、435、437、438、和439；削弱与C1q的结合的Fc区点突变，所述点突变选自下列位点：270、322、329、和321；去除Fc区中的一些或全部，以及在CH1结构域的位点132处的点突变。17.根据权利要求9所述的应用，其中所述红细胞暴露的抗体的浓度通过调节施用的剂量和/或频率被降低。18.根据权利要求9所述的应用，其中修饰所述抗体以包含与所述BBB-R的pH-敏感性结合。19.根据权利要求9所述的应用，其中所述试剂盒还包含另外的化合物。20.根据权利要求19所述的应用，其中所述另外的化合物导致或有助于网织红细胞水平的降低的缺乏。21.根据权利要求20所述的应用，其中所述另外的化合物保护网织红细胞免于抗体相关的消耗或者支持网织红细胞的生长、发育、或重建。22.根据权利要求21所述的应用，其中所述另外的化合物选自促红细胞生成素(EPO)、铁补充物、维生素C、叶酸、和维生素B12。23.根据权利要求21所述的应用，其中所述另外的化合物是来自相同或其他受试者的红细胞或网织红细胞。24.根据权利要求1所述的应用，其中进一步降低了所述抗体对所述BBB-R的亲和力。25.根据权利要求1-24中任一项所述的应用，其中所述受试者还被监测红细胞消耗。26.根据权利要求1-25中任一项所述的应用，其中所述化合物是神经疾病药物或者显影剂。27.根据权利要求2-25中任一项所述的应用，其中相对于对所述BBB-R不具有降低的亲和力的相同同种型的野生型抗体，测量所述增加或降低。28.根据权利要求1-25中任一项所述的应用，其中所述抗体不削弱所述BBB-R与其一种或多种天然配体的结合。29.根据权利要求1-25中任一项所述的应用，其中所述血脑屏障是在哺乳动物中的。30.根据权利要求29所述的应用，其中所述哺乳动物患有神经疾病。31.根据权利要求30所述的应用，其中所述神经疾病选自由以下组成的组：阿尔茨海默病(AD)、卒中、痴呆、肌营养不良(MD)、多发性硬化(MS)、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、囊性纤维化、安吉尔曼综合征、利德尔综合征、帕金森病、皮克病、佩吉特病、癌症和外伤...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞安·杰斐逊·沃茨，乔伊·俞祖切罗，杰西卡·库奇，马克·丹尼斯，
申请(专利权)人：霍夫曼拉罗奇有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH