用于血脑屏障递送的组合物和方法技术

描述了用于递送药剂到有需要的受试者的脑的单克隆抗

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于血脑屏障递送的组合物和方法
[0001]对相关申请的交叉引用本申请要求2020年4月8日提交的美国临时申请号63/006,998和2020年6月8日提交的美国临时申请号63/036,020的优先权，其公开内容通过引用以其整体结合到本文中。
[0002]对电子方式提交的序列表的引用本申请含有序列表，其作为ASCII格式的序列表通过EFS
‑
Web以电子方式提交，文件名称为“004852.158WO1
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Sequence_ Listing”，创建日期为2021年3月30日，并且大小为1.3 MB。通过EFS
‑
Web提交的序列表是说明书的一部分，并且通过引用以其整体结合到本文中。
专利

[0003]本专利技术涉及结合人转铁蛋白受体(TfR)的血脑屏障穿梭载体以及其使用方法。
[0004]专利技术背景尽管血脑屏障(BBB)阻止有害物质进入脑并且对于脑稳态是必需的，但它对于有效递送药物至脑，呈现出强大的阻碍。大分子，例如单克隆抗体和其它生物治疗剂，对于治疗/检测中枢神经系统(CNS)中的病理，具有极大的治疗/诊断潜力。然而，它们进入脑中的路线被BBB阻碍。之前的研究已经表明，仅极小比例(大约0.1%)的注入血流中的IgG能够穿过BBB进入CNS隔室(Felgenhauer, Klin. Wschr. 52: 1158
‑
1164, 1974))。由于在CNS内抗体的低浓度，这将限制任何药理学效果。
[0005]已经研究了许多方法来改进治疗性单克隆抗体(mAb)的脑递送，包括使用受体介导的转胞吞作用(RMT)。RMT利用在BBB的内腔侧上大量表达的受体来运输通过脑内皮细胞。产生临床上可行的平台以递送治疗性mAb到脑中的之前工作关注抗体改造以增加转胞吞作用的效率，其中通过结合价位、pH依赖性和亲和力方面的观察结果而获益(综述于Goulatis等, 2017, Curr Opin Struct Biol 45: 109
‑
115)。然而，到NHP和临床的转变受到来自靶标介导药物处置(TMDD)的快速外周清除率和来自急性网织红细胞耗竭的安全性的限制(Gadkar, 2016, Eur J Pharm Biopharm. 2016 Apr;101:53
‑
61)。转铁蛋白受体(TfR)，特别是TfR1，介导荷铁转铁蛋白(Tf)从血液转运到脑以及缺铁Tf回到血液(Kawabata, Free Radical Biology & Medicine, 133, 46
–
54, 2019)。抗
‑
TfR1单克隆抗体已用于将药物递送至脑(Burkhart等Progress in neurobiology, 181, 101665, 2019)。然而，抗
‑
TfR1单克隆抗体的安全性负累和差的药代动力学(PK)已经妨碍了它们作为BBB载体的临床开发。
[0006]因此，对于可用于将药物以改进的安全性和PK有效穿梭至脑中的抗
‑
TfR单克隆抗体或其抗原结合片段，存在需要。
[0007]专利技术概述本申请涉及用于脑递送的优化平台，不仅考虑了递送的药剂例如治疗性单克隆抗体(mAb)的脑浓度，而且考虑了mAb的治疗相关特征，包括mAb的外周药代动力学、安全性和药效学。所述平台利用TfR结合分子，特别是结合转铁蛋白受体(TfR)、优选地人转铁蛋白受体1 (huTfR1)的抗体或其抗原结合片段，其中所述TfR结合分子已经优化了在6.8
‑
7.8的中
性pH，例如生理pH (例如，7.4)和4.5
‑
6.5的酸性pH，例如通常在内体隔室中存在的酸性pH二者下由结合速率k
a
和解离速率k
d
值定义的运输功能。
[0008]本专利技术人出人意料地发现，最优值不仅仅是最快结合速率k
a
值和最慢解离速率k
d
值，如在典型的抗体
‑
靶标相互作用中可能预期的。即是说，对于该系统，不一定想使用以相对高的速率“结合”和缔合TfR，然后较缓慢地从TfR解离以具有最长寿命的抗体
‑
靶标复合物的分子。而是，在一个实施方案中，本文所述的TfR结合剂的优化的运输功能优选地具有在生理pH (例如，7.4)和较低pH (例如，6.5或6.0)二者下类似(例如，在相同数量级内)的k
a
速率，但当与在生理pH (例如，7.4)下的k
d
速率相比时在较低pH (例如，pH 6.5或6.0)下具有更快的解离速率k
d
。
[0009]在一个一般方面，本申请描述了抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，用于递送治疗剂或诊断剂至有需要的受试者的脑，其中抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段以在中性pH下至少1 nM、优选地1 nM至500 nM的解离常数K
D
和在酸性pH、优选地pH 5下至少10
‑
4 sec
‑1、优选地10
‑4至10
‑
1 sec
‑1的解离速率常数k
d
，结合转铁蛋白受体(TfR)，优选地人TfR1。
[0010]在一些实施方案中，权利要求1的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段在中性pH下具有2 x 10
‑2至2 x 10
‑
4 sec
‑1、优选地2.0 x 10
‑
3 sec
‑1的解离速率常数k
d
。
[0011]在另一个实施方案中，本文所述的某些TfR结合剂的优化的运输功能优选地在生理酸性pH (例如，7.4)下具有至少1.05 x 105的k
a
速率和至少2.0 x 10
‑
3 s
‑1或更快的k
d
速率。前述pH、KD、k
a
和k
d
参数仅反映了优化的转胞吞作用条件，并且绝不限制我们的发现，即与本文的某些TfR结合剂缀合的某些分子的TfR介导的运输然而可发生在所述优选参数之外。
[0012]在一个一般方面，本申请涉及抗体或其抗原结合片段，用于递送药剂至有需要的受试者的脑，其中所述抗体或其抗原结合片段结合转铁蛋白受体(TfR)，优选地人转铁蛋白受体1 (huTfR1)，包含(1) 包含重链互补决定区(HCDR) HCDR1、HCDR2和HCDR3的重链可变区和包含轻链互补决定区(LCDR) LCDR1、LCDR2和LCDR3的轻链可变区，其中HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2和LCDR3具有以下氨基酸序列：(i)分别为SEQ ID NO: 292、293、294、295、296和297；(ii)分别为SEQ ID N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于递送药剂至有需要的受试者的脑的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，其中所述抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段以在中性pH下至少1 nM、优选地1
‑
500 nM的解离常数K
D
和在酸性pH、优选地pH 5下至少10
‑
4 sec
‑1、优选地10
‑4至10
‑
1 sec
‑1的解离速率常数k
d
，结合转铁蛋白受体(TfR)，优选地人TfR1。2.权利要求1的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，其具有在中性pH下2 x 10
‑2至2 x 10
‑
4 sec
‑1、优选地2.0 x 10
‑
3 sec
‑1的解离速率常数k
d
。3.权利要求1或2的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，其包含：(1) 包含重链互补决定区(HCDR) HCDR1、HCDR2和HCDR3的重链可变区和包含轻链互补决定区(LCDR) LCDR1、LCDR2和LCDR3的轻链可变区，其中所述HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2和LCDR3具有以下氨基酸序列：(i) 分别为SEQ ID NO: 292、293、294、295、296和297；(ii) 分别为SEQ ID NO: 279、280、281、282、283和284；(iii) 分别为SEQ ID NO: 29、30、31、32、33和34；(iv) 分别为SEQ ID NO: 57、58、59、60、61和62；(v) 分别为SEQ ID NO: 85、86、87、88、89和90；(vi) 分别为SEQ ID NO: 110、111、112、113、114和115；(vii) 分别为SEQ ID NO: 135、136、137、138、139和140；(viii) 分别为SEQ ID NO: 191、192、193、194、195和196；(ix) 分别为SEQ ID NO: 244、245、246、247、248和249；(x) 分别为SEQ ID NO: 263、264、265、266、267和268；(xi) 分别为SEQ ID NO: 345、346、347、348、349和350；(xii) 分别为SEQ ID NO: 355、356、357、358、359和360；(xiii) 分别为SEQ ID NO: 365、366、367、368、369和370；(xiv) 分别为SEQ ID NO: 375、376、377、378、379和380；(xv) 分别为SEQ ID NO: 385、386、387、388、389和390；(xvi) 分别为SEQ ID NO: 395、396、377、398、399和400；(xvii) 分别为SEQ ID NO: 405、406、407、408、409和410；(xviii) 分别为SEQ ID NO: 415、416、417、418、419和420；(xix) 分别为SEQ ID NO: 425、426、427、428、429和430；(xx) 分别为SEQ ID NO: 435、436、437、438、439和440；(xxi) 分别为SEQ ID NO: 445、446、447、448、449和450；(xxii) 分别为SEQ ID NO: 455、456、457、458、459和460；(xxiii) 分别为SEQ ID NO: 465、466、467、468、469和470；(xxiv) 分别为SEQ ID NO: 475、476、477、478、479和480；(xxv) 分别为SEQ ID NO: 485、486、487、488、489和490；(xxvi) 分别为SEQ ID NO: 495、496、497、498、499和500；(xxvii) 分别为SEQ ID NO: 505、506、507、508、509和510；(xxviii) 分别为SEQ ID NO: 515、516、517、518、519和520；(xxix) 分别为SEQ ID NO: 525、526、527、528、529和530；
(xxx) 分别为SEQ ID NO: 535、536、537、538、539和540；或(xxxi) 分别为SEQ ID NO: 545、546、547、548、549和550；或者(2) 重链单一可变结构域(VHH)，其包含具有以下氨基酸序列的重链互补决定区(HCDR) HCDR1、HCDR2和HCDR3：(i) 分别为SEQ ID NO: 7、8和9；(ii) 分别为SEQ ID NO: 317、318和319；(iii) 分别为SEQ ID NO: 324、325和326；(iv) 分别为SEQ ID NO: 331、332和333；或(v) 分别为SEQ ID NO: 338、339和340。4.权利要求1
‑
3中任一项的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，其为包含与SEQ ID NO: 6、316、323、330或337具有至少80%、例如至少85%、90%、95%或100%序列同一性的氨基酸序列的VHH片段。5.权利要求1
‑
3中任一项的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，其为包含通过接头共价连接至轻链可变区的重链可变区的单链可变片段(scFv)，优选地所述接头具有SEQ ID NO: 314的氨基酸序列，更优选地所述scFv包含与SEQ ID NO: 278、291、28、56、84、109、134、162、190、218、243、262、344、354、364、374、384、394、404、414、424、434、444、454、464、474、484、494、504、514、524、534或544的氨基酸序列具有至少80%、例如至少85%、90%、95%或100%序列同一性的氨基酸序列。6.一种缀合物，其包含与治疗剂或诊断剂偶联的权利要求1
‑
5中任一项的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，优选地所述缀合物是包含第一抗原结合区和第二抗原结合区的多特异性抗体，所述第一抗原结合区结合TfR并包含权利要求1
‑
5中任一项的抗原结合片段，所述第二抗原结合区结合脑靶标，例如选自β
‑
分泌酶1 (BACE1)、β淀粉样蛋白(Abeta)、表皮生长因子受体(EGFR)、人表皮生长因子受体2 (HER2)、Tau、载脂蛋白E4 (ApoE4)、α
‑
突触核蛋白、CD20、亨廷顿蛋白、朊蛋白(PrP)、富含亮氨酸的重复激酶2 (LRRK2)、parkin、早老素1、早老素2、γ分泌酶、死亡受体6 (DR6)、淀粉样前体蛋白(APP)、p75神经营养因子受体(p75NTR)和胱天蛋白酶6的脑靶标。7.一种融合构建体，其包含与第二抗体或其抗原结合片段共价连接的权利要求1
‑
5中任一项的抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段，所述第二抗体或其抗原结合片段结合脑靶标，例如选自β
‑
分泌酶1 (BACE1)、β淀粉样蛋白(Abeta)、表皮生长因子受体(EGFR)、人表皮生长因子受体2 (HER2)、Tau、载脂蛋白E4 (ApoE4)、α
‑
突触核蛋白、CD20、亨廷顿蛋白、朊蛋白(PrP)、富含亮氨酸的重复激酶2 (LRRK2)、parkin、早老素1、早老素2、γ分泌酶、死亡受体6 (DR6)、淀粉样前体蛋白(APP)、p75神经营养因子受体(p75NTR)和胱天蛋白酶6的脑靶标。8.权利要求7的融合构建体，其中所述抗
‑
TfR抗体或其抗原结合片段通过接头共价连接至所述第二抗体或其抗原结合片段的两条重链中仅一条的羧基末端，优选地所述接头具有SEQ ID NO: 312或SEQ ID NO: 313的氨基酸序列。9.权利要求8的融合构建体，其中与野生型CH3结构域多肽相比，所述第二抗体或其抗原结合片段的两条重链各自包含一个或多个异二聚体突变，例如修饰的异二聚体CH3结构域，或一个或多个旋钮
‑
孔突变。10.权利要求9的融合构建体，其中所述异二聚体突变包含第一重链的修饰的异二聚体
CH3结构域和第二重链的修饰的异二聚体CH3结构域，所述第一重链的修饰的异二聚体CH3结构域包含位置T350、L351、F405和Y407的氨基酸修饰，所述第二重链的修饰的异二聚体CH3结构域包含位置T350、T366、K392...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：阿里亚达治疗公司，
类型：发明
国别省市：