JP7672196B2 - 細胞培養において産生される抗体の総非フコシル化グリコフォームの調節 - Google Patents
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Description
本願は、その内容が参照により本明細書中に組み込まれる2017年3月14日提出の米国仮出願第62/471,347号明細書に対する優先権を主張する。
%非フコシル化グリコフォーム=%A1G0+%A2G0+%A2G1a+%A2G1b+%A2G2+%A1G1M5。
%高マンノースグリコフォーム=%Man5(検出可能な場合)+%Man6(検出可能な場合)+%Man7(検出可能な場合)+%Man8(検出可能な場合)+%Man9(検出可能な場合)である。
代表的な実施形態において、本方法は、初期細胞培養期間中、及び任意選択により初期細胞培養期間に続く第2の細胞培養期間中、初期温度で細胞培養を維持することをさらに含み、この初期温度は30℃~40℃である。代表的な実施形態において、初期温度は約32℃~約38℃又は約35℃~約38℃である。代表的な態様において、初期温度で細胞培養を維持することは、初期細胞培養期間中、細胞培養を初期温度の±1℃以内に維持することを指す。代表的な態様において、初期細胞培養期間にわたり初期温度で細胞培養を維持することは、初期細胞培養期間中、初期温度から細胞培養の温度が1℃を超えてシフトしないことを意味する。
代表的な実施形態において、組み換えグリコシル化タンパク質のTAFグリコフォームレベルを調整する本発明の方法は、初期細胞培養期間にわたり、初期pHで細胞培養を維持することを含む。代表的な態様において、本方法は、初期細胞培養期間後、初期設定pH値で細胞培養を維持することを停止することをさらに含む。本明細書中での目的に対して、「初期設定pH値で細胞培養を維持することを停止する」という概念は、初期設定pH値で細胞培養を調節するために必要とされる行動をやめることを指す。例えば、初期設定pH値の維持を効果的に停止するためにpH対照系に対する1つ以上の設定を変化させ得る。代表的な態様において、「初期設定pH値で細胞培養を維持することを停止する」は、pHシフト又は変化を容認することを指し得る。例えば「初期設定pH値で細胞培養を維持することを停止する」は、例えばpH調節系において設定pH値を変化させることによって、pHをシフトさせる能動的段階を指し得るか、又はpHをシフトさせること又は特定のpH又はpH範囲の調節又は維持の停止を許容する非能動的段階を指し得る。代表的な態様において、細胞培養pHの維持又は調整は、細胞培養の最初の4~6日後に停止する。代表的な態様において、グリコシル化適格細胞により産生される組み換えグリコシル化タンパク質のTAFグリコフォームレベルを調整する方法は、初期細胞培養期間にわたり初期pHで細胞培養を維持し、初期細胞培養期間後に初期pHでの細胞培養の維持を停止し、例えば0.05を超えて細胞培養のpHをシフトさせることを容認する。本明細書中での目的に対して、「pHのシフトを容認する」の概念は、例えばpH調節系において設定pH値を変化させることによりpHをシフトさせる能動的段階を指し得るか、又はpHのシフトを許容するか又は特定のpHもしくはpH範囲を調節又は維持することを停止する非能動的段階を指し得る。代表的な態様において、初期細胞培養期間後に細胞培養のpHを約0.05~約2.0シフトさせることが容認される。例えば、細胞培養の初期期間後、pHを約0.1~約1.5又は約0.5~約1.0シフトさせることが容認される。ある一定の代表的な態様において、pHは、細胞培養の細胞による抗体産生に適切であるpH範囲外になることは容認されない。例えばpHは9以上又は4以下になることは容認されない。
代表的な実施形態において、本組み換えタンパク質は、式:
Asn-Xaa1-Xaa2
(式中、Xaa1はProを除く何れかのアミノ酸であり、Xaa2はSer又はThrである)である、1つ以上のN-グリコシル化コンセンサス配列を含むアミノ酸配列を含む。
本発明は、グリコシル化適格細胞による産生中にタンパク質の異なるグリコシル化形態のレベルを調整する方法に関する。代表的な態様において、グリコシル化適格細胞は、酵母細胞、糸状菌細胞、原生生物細胞、藻類細胞、昆虫細胞又は哺乳動物細胞を含むが限定されない真核細胞である。このような宿主細胞は、当技術分野で記載されている。例えばFrenzel,et al.,Front Immunol 4:217(2013)を参照。代表的な態様において、真核細胞は哺乳動物細胞である。代表的な態様において、哺乳動物細胞は非ヒト哺乳動物細胞である。いくつかの態様において、細胞は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞及びその誘導体(例えばCHO-K1、CHO pro-3)、マウス骨髄腫細胞(例えばNS0、GS-NS0、Sp2/0)、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)活性を欠くように操作された細胞(例えばDUKX-X11、DG44)、ヒト胚性腎臓293(HEK293)細胞又はその誘導体(例えばHEK293T、HEK293-EBNA)、アフリカミドリザル腎臓細胞(例えばCOS細胞、VERO細胞)、ヒト子宮頸癌細胞(例えばHeLa)、ヒト骨の骨肉腫上皮細胞U2-OS、腺癌ヒト肺胞基底上皮細胞A549、ヒト線維肉腫細胞HT1080、マウス脳腫瘍細胞CAD、胚性癌腫細胞P19、マウス胚性繊維芽細胞NIH 3T3、マウス繊維芽細胞L929、マウス神経芽腫細胞N2a、ヒト乳癌細胞MCF-7、網膜芽腫細胞Y79、ヒト網膜芽腫細胞SO-Rb50、ヒト肝臓癌細胞Hep G2、マウスB骨髄腫細胞J558L又は新生児ハムスター腎臓(BHK)細胞(Gaillet et al.,2007;Khan,Adv Pharm Bull 3(2):257-263(2013))である。
本発明はまた、細胞培養において細胞により産生されるタンパク質のTAFグリコフォームを含む組成物を調製する方法も提供する。代表的な実施形態において、本方法は、(i)本明細書中に記載のように初期細胞培養期間にわたり初期pHで細胞培養を維持すること及び任意選択により(ii)細胞培養を拡大すること及び(iii)細胞により産生されるタンパク質を含む細胞培養の上清を回収することを含む。代表的な態様において、本方法は、細胞培養において細胞により産生されるタンパク質のTAFグリコフォームのレベルを調整する(上昇させるか又は低下させる)本発明の方法に関して本明細書中に記載の段階の何れか1つを含み得る。
タンパク質のTAFグリコフォームを含む組成物が本明細書中で提供される。代表的な実施形態において、本組成物は、本明細書中に記載の、細胞培養において細胞により産生されるタンパク質のTAFグリコフォームを含む組成物を調製する本発明の方法により調製される。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約10%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約20%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約30%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約40%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約50%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約60%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約70%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約80%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の少なくとも約90%がTAFグリコフォームである。代表的な態様において、本組成物中のタンパク質の約90%超又は約95%超がTAFグリコフォームである。
この実施例は、初期細胞培養pHが細胞培養において細胞により産生される組み換えグリコシル化タンパク質の特定のグリコフォームのレベルを調整すること、及び初期細胞培養期間後になされるpHの変化は何れもグリコフォームレベルに対して殆ど影響がないことを明らかにする。
細胞株、細胞培養及び培地
アイソタイプIgG1の組み換え抗体を発現するCHO細胞株の細胞を1Lの作業体積で3Lエーレンマイヤー振盪フラスコ(Corning Life Sciences,Lowell,MA)中で維持した。36℃及び5%CO2の標準的な加湿条件下で細胞を培養し、自動CO2インキュベーター(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA)中で70rpmで振盪した。3日おきに、様々な濃度のメトトレキサート(MTX)を含有する培養培地中で全細胞を継代培養し、移し、接種し、4日間、培養培地中で培養し、その後バイオリアクターに接種した。この試験での対照培地として細胞培養産生培地を使用した。細胞培養培地の成分には、増殖因子、アミノ酸、緩衝液、栄養素、微量元素、ビタミン、界面活性剤、塩、ヌクレオチド、ホルモン、脂質及び他の有機化合物が含まれる。
バッチ工程又は灌流工程により、標準な温度及び溶解酸素条件で培養を行う。
Nova CDV(Nova Biomedical,Waltham,MA)を使用して生存可能細胞密度及び生存能を決定した。バイオリアクター試料に対して、グルコース、乳酸、アンモニア、グルタミン、グルタメートを含む代謝産物は、Nova Flex(Nova Biomedical,Waltham,MA)から得た。
HILICを使用して、酵素的に放出されるN結合型グリカンのグリカンマップを決定した。簡潔に述べると、~37℃で~2時間、PNGase F及びリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)を含む溶液とともにグリカンを温置した。次に、2-アミノ安息香酸(2-AA)及びシアノ水素化ホウ素ナトリウムを含む標識溶液をPNGase Fで処理したグリカンに添加し、~80℃で約75分間、混合物を温置した。温置後、沈殿タンパク質のペレットを得るために、混合物を遠心分離した。上清を回収し、バイアルに入れた。
3種類の初期設定pH値:6.85、6.95又は7.1のうち1つでIgG1抗体を産生するCHO細胞の群を培養した。接種後最初の6日間、pHを維持した(第0日で接種を行った)。細胞の少なくとも2群に対して、第6日前後にpHをシフトさせた。細胞の1つの群のpHを6.85から6.95にシフトさせ、少なくとも1つの他の群のpHを7.1から6.95にシフトさせた。細胞の少なくとも3つの群に対して、pHをシフトさせず、pHを6.85、6.95又は7.10に維持した。
この実施例は、初期細胞培養期間中の細胞培養pHがTAFのレベルにどのように影響するかということの別の例を提供する。
この実施例は、初期細胞培養期間の初期pHの効果がTAFレベルに対してあり、初期細胞培養期間後のpHシフトの効果がTAFレベルに対してあることを示す。
Claims (34)
- 細胞培養においてグリコシル化適格細胞により産生される組換えグリコシル化タンパク質の総非フコシル化(TAF)グリコフォームのレベルを調整する方法であって、(i)初期細胞培養期間にわたり初期設定pH値で前記細胞培養を維持すること、及び(ii)前記初期細胞培養期間後に、前記細胞培養のpHが前記初期設定pH値から0.05から0.15シフトすることを許容することを含み、
前記初期設定pH値が6.50より高く、7.5未満であるpHから選択され、(a)対照細胞培養の対照pHよりも高いと、対照細胞培養と比較してTAFグリコフォームの増加につながり、又は(b)対照細胞培養の対照pHよりも低いと、対照細胞培養と比較してTAFグリコフォームの減少につながり、及び
前記初期細胞培養期間が4日~6日間であり、
前記組換えグリコシル化タンパク質は、IgG1又はIgG4の抗体であり、
前記グリコシル化適格細胞は、CHOであり、
前記細胞培養は、灌流法によって行われ、
前記初期細胞培養期間における前記細胞培養の温度は、36~37℃である、方法。 - 細胞培養においてグリコシル化適格細胞により産生される組換えグリコシル化タンパク質の総非フコシル化(TAF)グリコフォームのレベルを調整する方法であって、(i)前記細胞培養が8.2x106~1.94x107、又は1.21x107~3.46x107の生存可能細胞密度(VCD)に到達するまで、初期細胞培養期間にわたり初期設定pH値で前記細胞培養を維持すること、及び(ii)前記初期細胞培養期間後に、前記細胞培養のpHが前記初期設定pH値から0.05~0.15シフトすることを許容することを含み、
前記初期設定pH値が6.50より高く、7.5未満であり、(a)対照細胞培養の対照pHよりも高いと、対照細胞培養と比較してTAFグリコフォームの増加につながり、又は(b)対照細胞培養の対照pHよりも低いと、対照細胞培養と比較してTAFグリコフォームの減少につながり、
前記組換えグリコシル化タンパク質は、IgG1又はIgG4の抗体であり、
前記グリコシル化適格細胞は、CHOであり、
前記細胞培養は、灌流法によって行われ、
前記初期細胞培養期間における前記細胞培養の温度は、36~37℃である、方法。 - 前記初期細胞培養期間が4日~6日間である、請求項2に記載の方法。
- 4日間又は5日間にわたり前記初期設定pH値で前記細胞培養を維持することを含む、請求項1~3の何れか1項に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が6.55より高く、7.2未満である、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が、6.60より高くかつ7.2未満である、請求項5に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が、6.60より高く、7.2未満である、請求項6に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が、6.65より高く、かつ7.2未満である、請求項7に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が、
(a)6.70より高く、7.2未満である、
(b)6.75より高く、7.2未満である、
(c)6.80より高く、7.2未満である、
(d)6.85より高く、7.2未満である、
(e)7.0~7.1である、又は
(f)6.85以上であり、6.95未満である、
請求項8に記載の方法。 - 前記初期細胞培養期間中、初期温度で前記細胞培養を維持することをさらに含み、前記初期温度が30℃~40℃又は32℃~38℃の温度から選択される、請求項1~9の何れか1項に記載の方法。
- 初期温度で前記細胞培養を維持することが、前記初期細胞培養期間中に前記初期温度の±1℃以内で前記細胞培養を維持することを含むか、又は前記細胞培養の温度が、前記初期細胞培養期間中、前記初期温度から1℃を超えてシフトしない、請求項10に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が、対照細胞培養の対照pHより高く、前記対照細胞培養と比較して、前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質のTAFグリコフォームのレベルが上昇する、請求項1~11の何れか1項に記載の方法。
- 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質の高マンノース(HM)グリコフォームのレベルが、前記対照細胞培養と比較して上昇する、
請求項1~12の何れか1項に記載の方法。 - 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質のMan5、Man6、Man7、Man8及び/又はMan9のうち1つ以上のレベルが、前記対照細胞培養と比較して上昇する、請求項13に記載の方法。
- 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質の非フコシル化グリコフォームのレベルが、前記対照細胞培養と比較して上昇する、
請求項13又は14に記載の方法。 - 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質のA1G0、A2G0、A2G1a、A2G1b、A2G2及びA1G1M5のうち1つ以上のレベルが、前記対照細胞培養と比較して上昇する、請求項15に記載の方法。
- 前記初期設定pH値が、対照細胞培養の対照pHよりも低く、前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質のTAFグリコフォームのレベルが、前記対照細胞培養と比較して低下する、請求項1~16の何れか1項に記載の方法。
- 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質の高マンノース(HM)グリコフォームのレベルが、前記対照細胞培養と比較して低下する、請求項17に記載の方法。
- 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質のMan5、Man6、Man7、Man8及び/又はMan9のうち1つ以上のレベルが、前記対照細胞培養と比較して低下し、及び/又は(b)前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質の非フコシル化グリコフォームのレベルが、前記対照細胞培養と比較して低下する、請求項18に記載の方法。
- 前記初期細胞培養期間後の前記組換えグリコシル化タンパク質のA1G0、A2G0、A2G1a、A2G1b、A2G2及びA1G1M5のうち1つ以上のレベルが、前記対照細胞培養と比較して低下する、
請求項19に記載の方法。 - 前記初期細胞培養期間後に、前記細胞培養のpHが0.05シフトすることを許容することを含む、請求項1~20の何れか1項に記載の方法。
- 前記pHがより低いpHへ、またはより高いpHにシフトすることが許容される、請求項1~21の何れか1項に記載の方法。
- (a)前記初期細胞培養期間後に、前記温度が2℃を超えてシフトすることを許容すること及び/又は(c)前記初期細胞培養期間後に、2℃を超えて温度をシフトさせることを含む、請求項1~22の何れか1項に記載の方法。
- 温度のシフトが、温度の低下又は温度の上昇を含む、請求項23に記載の方法。
- 温度を2℃~4℃低下させる、又は温度を2℃~4℃上昇させる、請求項24に記載の方法。
- 前記初期細胞培養期間中に1μM未満の濃度のマンガン及び/又は前記初期細胞培養期間中に30ppb以下の濃度の銅を含む培地中で前記細胞培養を維持することを含む、請求項1~25の何れか1項に記載の方法。
- 前記培地が、5ppb以上の濃度の銅を含む、請求項26に記載の方法。
- 初期細胞培養期間中、50mmHg~100mmHgの範囲内に前記細胞培養の溶解酸素(DO)レベルを維持することを含む、
請求項1~27の何れか1項に記載の方法。 - 前記組換えグリコシル化タンパク質が、式:
Asn-Xaa1-Xaa2
(式中、Xaa1は、Pro以外の何れかのアミノ酸であり、Xaa2はSer又はThrである)の1つ以上のN-グリコシル化コンセンサス配列を含む、請求項1~28の何れか1項に記載の方法。 - 前記組換えグリコシル化タンパク質が、N結合型グリコシル化部位を保持する断片結晶化可能(Fc)領域の一部を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記Fc領域が、IgGのFc領域である、請求項30に記載の方法。
- 前記組換えグリコシル化タンパク質が、抗体、ペプチボディ又はFc融合タンパク質である、請求項29又は30に記載の方法。
- 前記組換えグリコシル化タンパク質を含む前記細胞培養の上清を回収することをさらに含み、ここで、細胞培養期間の合計は少なくとも10日間である、請求項1~32の何れか1項に記載の方法。
- 前記上清から前記組換えグリコシル化タンパク質を精製することを含み、前記組換えグリコシル化タンパク質がFcを含み、前記組換えグリコシル化タンパク質の精製が、プロテインAアフィニティークロマトグラフィー樹脂の使用を含んでもよい、請求項33に記載の方法。
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