FACTEUR VII TRANSGÉNIQUE PRESENTANT UNE N-GLYCOSYLATION SPÉCIFIQUE ET POINT ISOELECTRIQUE SUBSTANTIELLEMENT HOMOGENE
Domaine technique
La présente invention concerne une composition de facteur VII présentant un point isoélectrique substantiellement homogène et un procédé de formulation d'une telle composition. La présente invention concerne également l'utilisation thérapeutique d'une composition de facteur VII présentant un point isoélectrique substantiellement homogène. Arrière-plan technologique
Le Facteur VII (FVII) est une glycoprotéine dépendante de la vitamine K qui intervient dans la voie extrinsèque de la coagulation sanguine. Sous sa forme activée (FVIIa), le facteur Vlla participe au processus de coagulation en se complexant au facteur tissulaire (FT) et en activant le facteur X et le facteur IX en facteur Xa et IXa, respectivement. Le FVIIa possède en outre la capacité de déclencher la coagulation du sang lorsque la cascade de réactions conduisant à la coagulation sanguine est interrompue ou déficiente, par exemple en l'absence de facteur VIII ou IX. C'est pourquoi le facteur VII est utilisé depuis longtemps en tant que médicament pour le traitement de certains troubles de la coagulation sanguine se manifestant par des saignements, et notamment pour traiter les patients présentant un déficit en facteur VIII (hémophilie de type A) ou en facteur IX (hémophilie de type B) et présentant des inhibiteurs contre ces facteurs, pour traiter les patients présentant un déficit congénital en facteur VII, ou en tant que produit pour la prévention des hémorragies susceptibles de se produire lors d'opérations chirurgicales.
Le facteur VII est sécrété sous la forme d'une chaîne peptidique unique de 406 résidus, d'un poids moléculaire d'environ 50 kDa, laquelle est coupée au niveau de la liaison Argi52-Ilei53 (Arginine 152- Isoleucine 153) lors de son activation en FVIIa. Le Facteur Vlla qui en résulte se compose donc d'une chaîne légère de 152 acides aminés, d'un poids moléculaire d'environ 20 kDa, et d'une chaîne lourde de 254 acides aminés, d'un poids moléculaire d'environ 30 kDa, liées entre elles par un seul pont disulfure (Cys135 - Cys262). Quatre domaines structuraux distincts peuvent être identifiés dans la séquence du facteur VII: un domaine γ-carboxylique N-terminal (domaine Gla), deux domaines "epidermal growth factor (EGF)-like", ainsi qu'un domaine sérine protéase.
Le Facteur Vlla plasmatique comporte par ailleurs plusieurs modifications post- traductionnelles, parmi lesquelles : la γ-carboxylation des dix premiers acides glutamiques de sa séquence, l'hydroxylation partielle de l'acide aspartique 63, la O-glycosylation des sérines 52 et 60 (Ser52 et Ser6o) et la N-glycosylation des asparagines 145 et 322 (Asni45 et Asn322) (Fenaille F. et al, Mass spectrometric characterization of N- and O-glycans of plasma-derived coagulation factor VII. Glycoconj. J. 25.9 (2008): 827-42).
L'activité biologique du facteur VII dépend ainsi fortement de la nature et de la proportion des structures oligosaccharidiques qui sont attachées à la protéine, et qui peuvent affecter de nombreux aspects de l'efficacité thérapeutique tels que, par exemple, la solubilité, la résistance aux attaques protéolytiques, l'inactivation thermique, l'immunogénicité, la demi- vie, la bioactivité, la biodisponibilité et la stabilité du facteur VII. II apparaît que ces modifications post-traductionnelles, qui varient souvent d'une molécule de facteur VII plasmatique à une autre, conduisent à une certaine hétérogénéité des molécules présentes dans les compositions pharmaceutiques de facteur VII. Une telle hétérogénéité présente notamment l'inconvénient de compliquer les étapes de formulation du facteur VII en vue de la préparation de compositions pharmaceutiques destinées au traitement des patients. En effet, il est fréquent qu'une proportion significative des molécules de facteur VII purifiées précipite lors de l'étape de formulation : il en résulte une perte de matière première active, ainsi que la présence de facteur VII devenu inactif dans les compositions pharmaceutiques destinées au traitement thérapeutique. En raison des nombreux désavantages de l'utilisation de plasma humain (risques de contamination virale, difficulté de purification, approvisionnement, ...) en tant que source de produits pharmaceutiques, il est maintenant préféré de produire le facteur VII dans des systèmes recombinants ou transgéniques. Toutefois, dans la mesure où la glycosylation est une modification post-traductionnelle complexe qui dépend directement du système cellulaire utilisé, la production à grande échelle de protéines dans des cellules hétérologues conduit souvent à la production de polypeptides ayant une structure primaire identique, mais possédant des structures oligosaccharidiques variables.
C'est par exemple le cas du NovoSeven®, un médicament autorisé sur le marché européen depuis 1996 et autorisé sur le marché américain en 1999, produit par la firme danoise NovoNordisk, dont le principe actif est l'eptacog alfa (facteur VII activé de la coagulation recombinant humain produit par génie génétique à partir de cellules rénales BHK de hamsters nouveau-nés).
C'est également le cas, pour le F VII recombinant ou transgénique décrit dans la demande EP 2 037 955 A, déposée le 31 mai 2007 par LFB Biotechnologies. II apparaît ainsi que, pour ces facteurs VII recombinants, l'hétérogénéité des modifications post-traductionnelles portées par les molécules de Facteur VII perturbent l'étape de formulation et contribuent à diminuer la stabilité et/ou l'activité spécifique des produits pharmaceutiques finaux, en favorisant la présence de molécules précipitées de facteur VII. Il en résulte de nombreuses difficultés pour parvenir à la préparation de compositions pharmaceutiquement acceptables présentant une efficacité clinique uniforme et prédéterminée.
Il existe par conséquent un besoin croissant pour des compositions de facteur VII présentant une stabilité chimique et physique améliorée à température ambiante et capables de faciliter et d'améliorer le rendement de l'étape de formulation visant à préparer des compositions pharmaceutiques destinées au traitement des patients atteints d'hémophilie avec inhibiteurs ou de déficit congénital en facteur VII.
Résumé de l 'invention
La demanderesse a découvert de manière surprenante que des compositions de facteur VII dont les molécules de facteur VII présentent un point isoélectrique substantiellement homogène facilitent l'étape de formulation à un pH optimal, de préférence à un pH optimal de 6,0±0,2, des compositions pharmaceutiques en évitant la précipitation du facteur VII.
La présente invention concerne donc une composition de facteur VII dans laquelle les molécules de facteur VII présentent un point isoélectrique substantiellement homogène.
Dans un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne une composition de facteur VII dans laquelle, parmi toutes les formes N-glycanniques du facteur VII de la
composition, au moins 60 % desdites formes N-glycanniques sont monochargées, et parmi toutes les molécules de facteur VII de la composition, au moins 80% desdites molécules présentent une γ-carboxylation sur 9 résidus d'acide glutamique.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins 65%, de préférence au moins 70%, ou de préférence au moins 80% des formes N-glycanniques du facteur VII de la composition sont monochargées.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins 85%, de préférence de 85% à 100%, ou de préférence de 90% à 100%, ou de préférence de 95% à 100% des molécules de facteur VII de la composition présentent une γ-carboxylation sur 9 résidus d'acide glutamique.
Dans un mode de réalisation particulier, le taux de γ-carboxylation de la composition de facteur VII de l'invention sur le résidu d'acide glutamique 35 (Glu35 par rapport à la séquence du facteur VII plasmatique) est inférieur à 20%, ou de préférence inférieur à 15%), ou encore de préférence inférieur à 10%, de préférence inférieur à 5%.
Dans un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne une composition de facteur VII, dans laquelle au moins 60% des formes N-glycanniques des facteurs VII de la composition sont complexes monosialylées.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins 10%, de préférence au moins 15%, ou de préférence au moins 20%, ou de préférence au moins 25% des formes N-glycanniques des facteurs VII de la composition sont high Mannose/ hybride.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins 90%, de préférence au moins 95% des molécules de facteur VII de la composition ont un point isoélectrique compris dans un écart d'unité de pH inférieur à 1 ,2.
Dans un mode de réalisation particulier, au moins 50%, ou de préférence au moins 55%, ou de préférence 60% des molécules de facteur VII de la composition ont un point isoélectrique compris dans un écart d'unité de pH inférieur à 1 ; de préférence inférieur à 0,5 ; ou de préférence inférieur à 0,4.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le facteur VII de l'invention est un facteur VII recombinant ou transgénique. De manière préférée, le facteur VII de la composition est
produit par des lapines transgéniques. Dans un mode de réalisation, le facteur VII de la composition est un facteur VII activé.
Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation de la composition de facteur VII pour le traitement d'épisodes hémorragiques et pour la prévention des hémorragies survenant lors d'interventions chirurgicales ou de procédures invasives chez les groupes de patients suivants :
chez des patients atteints d'une hémophilie congénitale avec inhibiteurs dirigés contre les facteurs de coagulation VIII ou IX (hémophilie A ou B),
chez des patients atteints d'une hémophilie congénitale chez lesquels une forte réponse anamnestique à l'administration de facteur VIII ou de facteur IX est prévisible,
- chez des patients atteints d'une hémophilie acquise,
et/ou chez des patients ayant un déficit congénital en FVII.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé d'obtention d'une composition de facteur VII selon l'invention comprenant les étapes suivantes :
(a) l'insertion d'une séquence d'ADN comprenant un gène codant pour le facteur VII dans un embryon de mammifère non-humain, ledit gène étant sous le contrôle transcriptionnel du promoteur béta-caséine,
(b) le transfert d'embryons obtenus à l'étape a) dans l'oviducte d'une femelle de mammifère non-humain de manière à ce qu'il se développe en un mammifère adulte non humain,
(c) l'induction de la lactation chez le mammifère non- humain adulte obtenu à l'étape b) de type femelle ou dans un descendant femelle de ce mammifère non-humain dans lequel le gène et le promoteur sont présents dans son génome,
(d) la collection du lait dudit mammifère non-humain, et
(e) la purification du facteur VII présent dans le lait collecté.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé de formulation d'une composition de facteur VII comprenant le mélange de la composition de facteur VII selon l'invention avec une solution tampon, l'ajustement du pH si nécessaire, fïltration puis dessication si nécessaire pour obtenir la forme solide.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et du mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux figures annexées. Légende des figures
Figure 1 : Procédé de purification et d'extraction du facteur VII de l'invention.
Figure 2 : Spectre de masse des peptides N-terminaux [Alai-Arg36] et [Alai-Lys32] du facteur VII de l'invention.
Figure 3 : Profîlage de charge des formes N-glycanniques du facteur VII de l'invention obtenu par chromatographie en phase liquide à ultra haute performance ayant une résine échangeuse d'anions couplée à une détection par fluorescence (« AEX-UPLC/FD ») Figure 4 : Comparaison des points isoélectriques du facteur VII de l'invention et d'un facteur VII recombinant (Novoseven®) obtenu par la méthode de focalisation isoélectrique (« IEF »).
Figure 5 : Profîlage de charge des formes N-glycanniques du facteur VII de l'invention, du facteur VII issu de la demande WO2007/138199 et d'un facteur VII recombinant (Novoseven®) obtenu par chromatographie en phase liquide à ultra haute performance ayant une résine échangeuse d'anions couplée à une détection par fluorescence (« AEX- UPLC/FD »)
Figure 6 : Vecteur d'expression utilisé pour la génération de mammifères non humain exprimant du FVII recombinant humain selon l'invention.
Description détaillée
La composition de facteur VII, stable chimiquement et physiquement à température ambiante et facile à formuler selon la présente invention se caractérise en ce que les molécules de facteur VII qui la composent présentent un point isoélectrique substantiellement homogène.
Avantageusement, la composition de facteur VII selon l'invention comprend des molécules de facteur VII, dans laquelle les molécules de facteur VII présentent un point isoélectrique substantiellement homogène.
Par « facteur VII » ou « FVII », il est entendu les polypeptides comprenant la séquence 1- 406 du facteur VII humain de type sauvage (comme décrit, par exemple, dans le brevet US 4,784,950 A de ZymoGenetics Inc.), ou du facteur VII dérivé d'une autre espèce (par exemple bovin, porcin, lapin, caprin, murin). Il comprend en outre les variations alléliques naturelles du facteur VII qui peuvent exister. Le terme « facteur VII » inclut aussi les variants du FVII qui présentent la même activité ou une activité biologique supérieure par rapport à l'activité de la forme sauvage, ces variants incluant notamment les polypeptides différant du FVII sauvage par insertion, délétion ou substitution d'un ou plusieurs acides aminés.
Le terme « facteur VII » ou « FVII » comprend également le facteur VII non clivé (zymogène) et le facteur VII activé (« facteur Vlla » ou « FVIIa »). Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le facteur VII utilisé dans la composition selon l'invention est de préférence activé.
Par l'expression « activité biologique du facteur Vlla », il est entendu la capacité du FVIIa à générer de la thrombine, par exemple à la surface des plaquettes activées. L'activité du facteur VII dans la composition selon l'invention peut être évaluée de différentes manières. L'activité biologique du FVIIa peut par exemple être quantifiée en mesurant la capacité d'une composition de FVII à promouvoir la coagulation du sang en utilisant un plasma déficient en FVII et en thromboplastine, comme décrit par exemple dans le brevet US No. 5,997,864. Dans cet essai, l'activité biologique est évaluée par rapport à un échantillon témoin et est converti en « unités de FVII » par comparaison avec un sérum humain standard poolé contenant 1 unité/ml d'activité de Facteur VII. Alternativement, l'activité biologique du facteur VII peut être quantifiée par (i) la mesure de la capacité du Facteur Vlla à produire du facteur Xa dans un système comprenant du FT englobé dans une membrane lipidique et du Facteur X (Persson et al. J. Biol. Chem. 272 : 19919- 19924, 1997) ; (ii) en mesurant l'hydrolyse du facteur X dans un système aqueux (voir « Méthodes générales » plus bas) ; (iii) en mesurant la liaison physique du FVIIa au FT par l'intermédiaire de la résonance plasmon de surface (Persson , FEBS letts, 413 :359-363, 1997), (iv) en mesurant l'hydrolyse d'un substrat synthétique ou (v) en mesurant la génération de thrombine dans un système in vitro indépendant du FT.
Dans un mode de réalisation particulier, le facteur VII de l'invention est un facteur VII recombinant. Par « facteur VII recombinant », il est entendu tout facteur VII issu du génie génétique et résultant de l'expression du gène correspondant dans tout microorganisme, plante, plante transgénique, animal ou animal transgénique. Par microorganisme, il est entendu tout système bactérien, fongique, viral ou cellulaire. Le facteur VII recombinant peut également être produit à partir de cellules eucaryotes en culture telles que des cellules de plante ou de mammifère, par exemple des cellules animales ou humaines. Ainsi, le FVII de l'invention est issu de la transcription puis de la traduction d'une molécule d'ADN codant pour le FVII dans un hôte cellulaire. Le FVII recombinant de l'invention peut être obtenu au moyen de techniques standards, bien connues de l'homme du métier, permettant l'expression d'une protéine dans un système biologique.
Plus particulièrement, on entend par « FVII recombinant » tout FVII obtenu par recombinaison génétique et exprimé par une lignée cellulaire mise en culture. A titre d'exemple, on peut citer les lignées suivantes : BHK (Baby. Hamster Kidney) et notamment BHK tk"tsl3 (CRL 10314, Waechter and Baserga, Proc. Natl . Acad. Sci. USA 79: 1106-1110, 1982), CHO (ATCC CCL 61), COS-I (ATCC CRL 1650), HEK293 (ATCC CRL 1573; Graham et al, J. Gen. Virol . 36:59-72, 1977), Rat Hep I (Rat hepatoma; ATCC CRL 1600) , Rat Hep II (Rat hepatoma; ATCC CRL 1548), TCMK (ATCC CCL 139), Human lung (ATCC HB 8065), NCTC 1469 (ATCC CCL 9.1) and DUKX cells (CHO cell line) (Urlaub and Chasin, Proc. Natl . Acad. Sci . USA 77:4216-4220, 1980), cellules 3T3 , cellules Namalwa, ou des cellules BHK adaptées à la culture sans sérum (Document US 6,903,069). Dans un mode de réalisation particulier, la lignée cellulaire est modifiée de manière à ce qu'elle produise des compositions selon l'invention, par exemple en modulant l'expression d'une glycosyltransférase, en particulier en sur-exprimant une sialyltransférase.
Dans un mode de réalisation particulier, le facteur VII de l'invention est un facteur VII transgénique. Par « facteur VII transgénique », il est entendu tout facteur VII recombinant obtenu à partir d'un animal transgénique.
Par « animal transgénique », il est entendu tout animal non-humain présentant une modification de son génome destinée à permettre l'expression du facteur VII selon
l'invention. La modification du génome résulte avantageusement d'une altération, d'une modification ou de l'insertion d'un gène. Cette modification peut être due à l'action d'agents altérants ou mutagènes classiques ou bien effectuée par mutagenèse dirigée. La modification du génome peut également résulter d'une insertion de gène(s) ou de remplacement de gène(s) dans sa (leur) forme sauvage ou mutée. Dans un mode de réalisation préféré, le facteur VII de la présente invention est obtenu à partir du lait d'un animal transgénique. Un animal transgénique selon l'invention peut être choisi parmi le lapin, la chèvre, la vache, le chameau, le hamster, la souris, le rat, le cheval, la truie, le dromadaire, la brebis, le lama, la liste n'étant pas limitative. De préférence, le facteur VII de la présente invention est obtenu à partir du lait de lapines transgéniques. La sécrétion de facteur VII par les glandes mammaires, permettant sa sécrétion dans le lait du mammifère transgénique, implique le contrôle de l'expression du facteur VII de manière tissus- dépendante. De telles méthodes de contrôle sont bien connues de l'homme du métier. Le contrôle de l'expression est effectué grâce à des séquences permettant l'expression de la protéine vers un tissu particulier. Il s'agit notamment des séquences promotrices WAP, béta-caséine, béta-lactoglobuline et des séquences peptides signal, la liste n'étant pas limitative. De manière particulièrement avantageuse, l'expression dans les glandes mammaires de la lapine est effectuée sous le contrôle du promoteur de la béta-caséine bien connu de l'homme du métier.
Une méthode de production d'une protéine recombinante dans le lait d'un animal transgénique peut comporter les étapes suivantes : une molécule d'ADN synthétique comprenant un gène codant pour le FVII humain, ce gène étant sous le contrôle d'un promoteur d'une protéine sécrétée naturellement dans le lait, est intégrée dans un embryon d'un mammifère non humain. L'embryon est ensuite placé dans une femelle de mammifère de la même espèce. Une fois que le mammifère issu de l'embryon s'est suffisamment développé, la lactation du mammifère est induite, puis le lait collecté. Le lait contient alors le FVII d'intérêt sécrété par l'animal transgénique.
Un exemple de préparation de protéine dans le lait d'une femelle de mammifère autre que l'être humain est donné dans la demande EP 0 527 063 Bl (Institut National de la Recherche Agronomique), dont l'enseignement peut être repris pour la production du facteur VII de l'invention.
Dans un mode de réalisation préféré, le facteur VII selon l'invention est produit dans le lait de lapines transgéniques. En particulier, un plasmide contenant le promoteur béta-
caséine est fabriqué par introduction d'une séquence comportant le promoteur du gène béta-caséine, ce plasmide étant réalisé de manière à pouvoir recevoir un gène étranger placé sous la dépendance de ce promoteur. Le gène codant pour le FVII humain est intégré, et placé sous la dépendance du promoteur béta-caséine. Le plasmide contenant le promoteur et la séquence codant pour la protéine d'intérêt est digéré par des enzymes de restriction pour libérer le fragment d'ADN contenant le promoteur béta-caséine et la séquence de FVII humain. Après purification, les fragments sont introduits, par microinjection dans le pronucléus mâle d'embryons de lapines Wild-type. Les embryons sont ensuite cultivés avant transfert dans l'oviducte de femelles Wild-type hormonalement préparées. A la mise bas de ces femelles, la descendance est évaluée par PCR pour déterminer les animaux transgéniques. Le nombre de copies du transgène et son intégrité est révélée par la technique de Southern à partir de l'ADN extrait des lapereaux transgéniques obtenus. La concentration de FVII humain exprimé dans le lait des descendants femelles transgéniques est évaluée à l'aide de tests immuno-enzymatiques.
Dans un mode de réalisation particulier, la composition de facteur VII selon l'invention est obtenue par le procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) l'insertion d'une séquence d'ADN comprenant un gène codant pour le facteur VII dans un embryon de mammifère non-humain, ledit gène étant sous le contrôle transcriptionnel du promoteur béta-caséine,
(b) le transfert d'embryons obtenus à l'étape a) dans l'oviducte de femelles de mammifère non humain de manière à ce qu'il se développe en un mammifère adulte non humain,
(c) l'induction de la lactation chez le mammifère adulte non humain obtenu à l'étape b) de type femelle ou dans un descendant femelle de ce mammifère non humain dans lequel le gène et le promoteur sont présents dans son génome,
(d) la collection du lait dudit mammifère non humain, et
(e) la purification du FVII présent dans le lait collecté.
Dans un mode de réalisation particulier, le mammifère adulte non humain ou un descendant femelle de ce mammifère non-humain est sélectionné notamment pour sa capacité à produire des compositions de FVII selon l'invention. L'animal transgénique peut également être sélectionné selon d'autres critères comme par exemple la présence d'un seul site d'intégration du transgène et/ou l'intégrité du FVII produit.
Dans un mode de réalisation particulier, l'insertion d'une séquence d'ADN comprenant un gène codant pour le facteur VII dans un embryon de mammifère non-humain, ledit gène étant sous le contrôle transcriptionnel du promoteur béta-caséine se fait par micro injection plus particulièrement dans le pronucléus mâle d'un embryon de lapin.
Par « embryon », il est entendu le pronucléus mâle ou femelle d'un embryon de mammifère non humain, plus particulièrement de lapin, fertilisé.
Par « point isoélectrique » ou « pi », il est entendu le pH pour lequel la charge élémentaire nette de la molécule de facteur VII ou de facteur Vlla est nulle, c'est-à-dire le pH auquel la molécule est électriquement neutre (forme zwitterionique). Le point isoélectrique du facteur VII selon l'invention peut être mesuré en mettant en œuvre une technique bien connue de l'homme du métier telle que la focalisation isoélectrique ou iso-electric focusing (« IEF »). Cette technique électrophorétique permet la séparation des protéines sur la base de leur point isoélectrique. Elle consiste en une migration, induite par un courant électrique uniforme, des protéines dans un gradient de pH jusqu'à ce qu'elles atteignent un pH équivalent à leur point isoélectrique spécifique, moment auquel elles cessent de migrer puisque leur charge nette est nulle. Les gels IEF sont utilisés pour déterminer le point isoélectrique d'une protéine donnée et pour détecter les changements mineurs de celle-ci dus à des modifications post-traductionnelles comme des γ-carboxylations, des phosphorylations ou des glycosylations.
Par « substantiellement homogène », il est entendu qu'au moins 90%, de préférence au moins 95% des molécules de facteur VII de la composition ont un point isoélectrique compris dans un écart d'unité de pH inférieure ou égale à 1,2. Dans un autre mode de réalisation de l'invention au moins 50%>, de préférence au moins 55%>, de préférence 60%> des molécules de facteur VII de la composition ont un point isoélectrique compris dans un écart d'unité de pH inférieure à 1 ; de préférence inférieure à 0,5. Dans un autre mode de réalisation préféré, au moins 50%>, de préférence au moins 55%>, de préférence 60%> des molécules de facteur VII de la composition ont un point isoélectrique compris dans un écart d'unité de pH de 0,4.
Par « formes N-glycanniques », il est entendu l'ensemble des formes N-glycanniques présentes sur les deux sites de N-glycosylation du facteur VII de l'invention.
Les formes N-glycanniques sont dite monochargées, si leur charge totale est égale à 1. Au sens de la présente invention, par « charge », il est entendu un groupement phosphate, un groupement sulfate ou une molécule d'acide sialique. Ainsi les formes N-glycanniques sont dites monochargées, si elles contiennent uniquement un groupement phosphate ou un groupement sulfate ou une molécule d'acide sialique. Par opposition au terme « monochargée », le terme « bichargée » signifie que la charge totale portée par les formes N-glycanniques est égale à 2, c'est-à-dire qu'elles présentent deux charges choisies parmi un groupement phosphate, un groupement sulfate et/ou une molécule d'acide sialique. En d'autres termes, les formes N-glycanniques bichargées possèdent une molécule d'acide sialique et un groupement phosphate, ou une molécule d'acide sialique et un groupement sulfate, ou deux molécules acides sialiques, ou deux groupements phosphates, ou deux groupements sulfates, ou un groupement phosphate et un groupement sulfate. Le terme « neutre » quant à lui signifie que les formes N-glycanniques ne contiennent aucune charge.
La charge des formes N-glycanniques du facteur VII selon l'invention peut être mesurée en mettant en œuvre une technique bien connue de l'homme du métier, notamment par chromatographie en phase liquide à ultra haute performance ayant une résine échangeuse d'anions couplée à une détection par fluorescence (AEX-UPLC/FD). Cette méthode permet de séparer les différentes formes N-glycanniques en fonction de leur charge apparente (voir en particulier, Hermentin et al, Glycobiology, vol.6, no. 2, 1996). Dans le cadre d'une chromatographie échangeuse d'anions, une résine chargée positivement est utilisée comme phase stationnaire. Ces résines chargées positivement sont généralement constituées d'un polymère réticulé ou gel, sur lequel des groupements chargés positivement sont greffés. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, une colonne échangeuse d'anions faible de type aminopropyl est utilisée.
La demanderesse a plus particulièrement mis en évidence que le point isoélectrique substantiellement homogène de la composition de facteur VII selon l'invention résulte de la combinaison des propriétés de glycosylation et de γ-carboxylation des molécules de F VII qui la composent.
Les molécules de facteur VII qui forment la composition selon l'invention comportent, similairement au facteur VII plasmatique humain, deux sites de N-glycosylation, en positions 145 et 322, et 2 sites de O-glycosylation, en positions 52 et 60. Chacun de ces
sites est susceptible de recevoir des « glycanes » ou « chaînes de sucres » ou « chaînes oligosaccharidiques ». Les chaînes oligosaccharidiques N-glycosylées et/ou O-glycosylées portées par chaque molécule de Facteur VII de la composition sont susceptibles de différer d'une molécule à une autre. Toutefois, il est possible de mesurer la distribution de chaque motif dans la composition de facteur VII selon l'invention en employant des techniques connues de l'homme du métier.
Dans le cas de la composition de facteur VII selon l'invention, il apparaît que parmi toutes les formes N-glycanniques du facteur VII de la composition, au moins 60% des formes N- glycanniques , de préférence au moins 65%, de préférence au moins 70%, de préférence au moins 75%, de préférence au moins 80%, de préférence au moins 85%, de préférence au moins 90%, de préférence au moins 95%, sont monochargées. Dans un mode de réalisation préféré, les molécules de facteur VII présentant des formes N-glycanniques monochargées représentent entre 60% et 95% des molécules de facteur VII de la composition, de préférence entre 65% et 90% des molécules de facteur VII de la composition, de préférence entre 70% et 85% des molécules de facteur VII de la composition, de préférence entre 70% et 80% des molécules de facteur VII de la composition, de préférence entre 74% et 77% des molécules de facteur VII de la composition. Dans le cas de la composition de facteur VII selon l'invention, il apparaît que parmi toutes les formes N-glycanniques du facteur VII de la composition, entre 3% et 10%, de préférence entre 3% et 7% des formes N-glycanniques sont neutres.
Dans le cas de la composition de facteur VII selon l'invention, il apparaît que parmi toutes les formes N-glycanniques du facteur VII de la composition, entre 15% et 25%, de préférence entre 18% et 22% des formes N-glycanniques sont bichargées.
Dans le cas de la composition de facteur VII selon l'invention, il apparaît que parmi toutes les formes N-glycanniques du facteur VII de la composition, moins de 5%, de préférence moins de 2%, de préférence moins de 1% des formes N-glycanniques sont trichargées.
Dans le cas de la composition de facteur VII selon l'invention, il apparaît que parmi toutes les formes N-glycanniques du facteur VII de la composition, moins de 5%, de préférence moins de 2%, de préférence moins de 1% des formes N-glycanniques sont tétrachargées.
Aux fins de l'invention, il est entendu que les pourcentages cités ci-dessus ne tiennent donc pas compte des formes glycanniques impliquées dans la O-glycosylation. Par ailleurs, les molécules de facteur VII formant la composition de l'invention comprennent uniquement des acides sialiques liés par des liaisons de type a2-6. La Demanderesse a également constaté que la teneur en fucose du facteur VII n'avait aucun effet sur le point isoélectrique de la composition de facteur VII. Dans le cas de la composition de facteur VII selon l'invention, il apparaît qu'au moins
60%, de préférence au moins 65%, de préférence au moins 70%> des formes N- glycanniques des facteurs VII de la composition sont complexes monosialylées.
Les formes N-glycanniques complexes sont des formes bien connues de l'homme du métier (voir en particulier, Kornfeld R et al, Annual Review of Biochemistry. 1985;54:631-64. Assembly of asparagine-linked oligosaccharides).
Dans un mode de réalisation particulier, au moins 10%>, de préférence au moins 15%, de préférence au moins 20%>, de préférence au moins 25% des formes N-glycanniques des facteurs VII de la composition sont high Mannose/ hybride. Par « γ-carboxylation », il est entendu le produit d'une réaction biochimique visant à transformer une pluralité de résidus d'acides glutamiques présents dans la séquence peptidique du facteur VII en résidus d'acide carboxy-glutamique ou " GLA ".
Avantageusement, les molécules de facteur VII qui forment la composition selon l'invention présentent, pour au moins 80%> d'entre elles, une γ-carboxylation sur neuf résidus d'acide glutamique. Dans un autre mode de réalisation, au moins 85% desdites molécules présentent une γ-carboxylation sur neuf résidus d'acide glutamique. Dans un autre mode de réalisation, entre 85% et 100%, de préférence entre 90%> et 100%, de préférence entre 95% et 100% desdites molécules présentent une γ-carboxylation sur neuf résidus d'acide glutamique. Avantageusement, le taux de γ-carboxylation sur le résidu d'acide glutamique 35 (Glu 35) des molécules de facteur VII de la composition est inférieur à 20%. Dans un autre mode de réalisation, le taux de γ-carboxylation du résidu Glu35 est inférieur à 15%, de préférence inférieur à 10%>, de préférence inférieur à 5%.
La demanderesse a découvert de manière surprenante que c'est la combinaison spécifique du taux des formes N-glycanniques monochargées et du taux de γ-carboxylation qui est responsable de l'homogénéité substantielle des points isoélectriques des molécules de facteur VII formant la composition selon l'invention.
La composition de FVII selon l'invention peut avantageusement être formulée sans provoquer la précipitation des molécules de FVII qui la composent. En effet, il est connu qu'au point isoélectrique d'une molécule, celle-ci s'agrège et précipite. Les molécules de facteur VII qui forment la composition selon l'invention ont un point isoélectrique compris entre 6,6 et 7,0. Il en résulte une meilleure stabilité de la composition de facteur VII selon l'invention, notamment lorsque celle-ci est formulée à un pH inférieur au point isoélectrique, et en particulier à pH 6. L'amélioration de la stabilité de la composition de facteur VII selon l'invention permet d'éviter les interactions électrostatiques responsables des phénomènes de précipitation et d'agrégation de type soluble et insoluble, ainsi que d'éviter la perte de matières premières actives et donc une baisse de rendement aboutissant à une perte de quantité en principe actif et donc potentiellement à une perte d'activité.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé de purification du facteur VII activé selon l'invention.
Le lait de lapines transgéniques est obtenu à partir de la lignée de lapines transgéniques R69. Le lait de lapines transgéniques congelé est décongelé et concentré sous forme de pool de lait de lapines transgéniques.
Le pool de lait de lapines transgéniques ainsi obtenu est ensuite soumis à une étape de clarification utilisant un filtre en profondeur ayant une porosité de 0,2μιη, afin d'éliminer les lipides et les composés insolubles. Le lait ainsi clarifié est ensuite soumis à une étape d'inactivation virale par traitement par un solvant de type détergent, par exemple Polysorbate 80 ou Tri-n-Butyl Phosphate à 25°C ± 2°C pendant au moins deux heures. Un tel traitement permet notamment d'inactiver efficacement les virus et en particulier, les virus de type virus non-enveloppés. Le lait clarifié et viralement inactivé est ensuite soumis à une étape de chromatographie d'affinité utilisant un ligand d'affinité spécifique du facteur Vil/facteur Vlla. L'éluat de facteur VII obtenu à l'issue de cette étape de chromatographie est ensuite soumis à une étape d'ultrafîltration et de formulation, permettant ainsi d'obtenir un concentré de facteur VII intermédiaire ayant une pureté de 95%.
Le concentré de facteur VII intermédiaire est ensuite soumis à une étape de fïltration utilisant un filtre ayant une porosité de 0,2μιη à 0,2μιη suivi d'une étape de nano fïltration sur des filtres ayant une porosité de 20nm puis 15nm. Le produit ainsi obtenu et contenant le facteur VII est ensuite soumis à une étape de chromatographie de type gel Q Sepharose XL puis à une étape de chromatographie de type CHT-I suivie d'une chromatographie de type SEC Superdex 200. Le concentré de facteur VII ainsi obtenu est ensuite soumis à une étape de stabilisation puis de fïltration sur filtre ayant une porosité de 0,2μιη.
Le procédé ainsi décrit permet d'obtenir un concentré de facteur VII ayant une pureté environ 99,9995%.
Dans un mode de réalisation préféré, le procédé de purification et d'extraction du facteur VII est celui décrit dans la demande EPI 2305882.
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de formulation d'une composition de facteur VII activé selon l'invention.
Avantageusement, le procédé de formulation utilisé est celui décrit dans la demande WO2010/149907.
Ce procédé comprend notamment le mélange de la composition de facteur VII activé selon l'invention avec une solution tampon, l'ajustement du pH si nécessaire, la fïltration et la dessication si nécessaire pour obtenir la forme solide.
Dans un mode de réalisation préféré, l'étape de mélange de la composition de facteur VII activé avec une solution tampon est mise en œuvre sur une chromatographie de type fïltration sur gel. Le terme " solution tampon " inclut au moins un acide aminé hydrophile ou portant une chaîne latérale chargée positivement, et un sel de métal alcalin, un sel de métal alcalino- terreux, ou un sel d'un métal de transition. On peut notamment citer le citrate trisodique, le chlorure de calcium, ou le chlorure de zinc. De manière préférée le sel utilisé est préférentiellement du citrate de sodium ou du chlorure de calcium. Avantageusement, la solution tampon contient également au moins un acide aminé hydrophobe.
Avantageusement, la solution tampon comprend un ou plusieurs des constituants choisis
- un sel, de préférence un sel de citrate, de préférence du citrate trisodique ;
- un acide aminé ou un sel d'acide aminé hydrophile, de préférence un sel d'acide aminé hydrophile, de préférence le chlorhydrate d'arginine et/ou chlorhydrate de lysine ;
- un acide aminé ou un sel d'acide aminé hydrophobe, de préférence un acide aminé hydrophobe, de préférence l'isoleucine et/ou la glycine.
Enfin, la composition de l'invention peut comprendre un ou plusieurs détergents de type non ionique tels que les polysorbates, poloxamères, polyoxyéthylène alkyl éthers, un bloc co-polymères d'éthylène/polypropylène et polyéthylèneglycol. Avantageusement, les détergents préférés sont le polysorbate 80 et le polysorbate 20.
Avantageusement, la composition de facteur VII obtenue à l'issue de l'étape de mélange avec la solution tampon comprend :
- le facteur VII selon l'invention, de préférence sous forme activée ;
- de 10 à 40 g/1 d'arginine, éventuellement sous forme de chlorhydrate ;
- de 4,2 à 6,6 g/1 d'isoleucine ;
- de 0,6 à 1,8 g/1 de lysine ;
- de 0,6 à 1,8 g/1 de glycine ;
- de 1 à 2 g/1 de citrate trisodique dihydraté ou de 0 à 0,2 g/L de chlorure de calcium dihydraté; et le cas échéant de 0 à 0,5 g/1 de polysorbate 80.
Selon un exemple particulier, la composition de facteur obtenue à l'issue de l'étape de mélange avec la solution tampon comprend du facteur VII (de préférence sous forme de facteur Vlla) à 0,2 à 2g/l, du chlorhydrate d'arginine à 24 g/1, de l'isoleucine à 6g/l, du citrate trisodique dihydraté à 1,5 g/1, de la glycine à l,2g/l, du chlorhydrate de lysine à l,2g/l. et /ou du polysorbate 80 à 0,07g/l.
Selon un exemple particulier, la composition de facteur obtenue à l'issue de l'étape de mélange avec la solution tampon comprend du facteur VII (de préférence sous forme de facteur Vlla) à 0,2 à 2g/l, du chlorhydrate d'arginine à 24 g/1, de l'isoleucine à 6g/l, - du citrate trisodique dihydraté à 1,5 g/1, de la glycine à l,2g/l, du chlorhydrate de lysine à l,2g/l. et /ou du polysorbate 80 à 0,09g/l.
Selon un autre exemple particulier, la composition de facteur VII obtenue à l'issue de l'étape de mélange avec la solution tampon comprend facteur VII (de préférence sous forme de facteur Vlla) à 0,2 à 2g/l, du chlorhydrate d'arginine à 34 g/1, du chlorure de calcium dihydraté à 0,15 g/1, de l'isoleucine à 6g/l.
De préférence, la composition de facteur VII selon l'invention est dépourvue de tout sucre, de polyol ou de méthionine. Les sucres à éviter incluent notamment, en plus du saccharose, les di- et tri-saccharides et les polysaccharides, tels que le dextrose, le lactose, le maltose, le trehalose, les cyclodextrines, les maltodextrines et les dextrans. Les polyols à éviter incluent notamment, en plus du mannitol, le sorbitol et le xylitol.
De préférence encore, la composition est dépourvue de glycylglycine. De préférence encore, la composition est dépourvue de glycylglycine.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition de l'invention est en outre dépourvue de tout agent antioxydant. Les antioxydants incluent par exemple un ou plusieurs des composés suivants : homocystéine, cystéine, cystathionine, méthionine, gluthation.
Le pH de la solution avant dessiccation est de préférence compris entre 4,0 et 9,0, plus particulièrement dans les domaines 4,0 et 8,0 ; 4,0 et 7,5 ; 4,5 et 7,5 ; 5,0 et 7,5 ; 5,5 et 7,0 ; 6,0 et 7,5 ; 6,5 et 7,5.
La dessiccation est un procédé d'élimination de l'eau à un stade poussé. Il s'agit d'une déshydratation visant à éliminer autant d'eau que possible. Ce phénomène peut être naturel ou forcé. Cette dessiccation peut être réalisée à l'aide des techniques de lyophilisation, d'atomisation et de cryoatomisation. Le mode préféré d'obtention de la forme solide de la composition à usage pharmaceutique selon l'invention est la lyophilisation. Les méthodes de lyophilisation sont bien connues de l'homme du métier, voir par exemple [Wang et al, Lyophilization and development of solid protein pharmaceuticals, International Journal of Pharmaceutics, Vol 203, p 1-60, 2000].
D'autres procédés appropriés pour réduire le degré d'humidité ou la teneur en eau de la composition sont envisageables. De préférence le degré d'humidité est inférieur ou égal à 3% en poids, de préférence inférieur ou égal à 2,5%, de préférence inférieur ou égal à 2%, de préférence inférieur ou égal à 1,5%.
De manière préférée, le procédé de formulation comprend en outre une étape d'élimination ou d'inactivation des agents infectieux, par exemple par chauffage à sec du lyophilisât. De manière préférée, le procédé de formulation comprend en outre une étape de filtration de la composition de facteur VII et/ou une étape de lyophilisation de la composition de facteur VII formulée.
La composition de facteur VII selon l'invention est particulièrement avantageuse lorsqu'elle est formulée selon le procédé décrit ci-dessus. En effet, le procédé de formulation selon l'invention appliqué à la composition de facteur VII selon l'invention permet d'améliorer sa stabilité.
Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation de la composition de facteur VII de l'invention comme médicament, pour le traitement d'épisodes hémorragiques.
Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation de la composition de facteur VII selon l'invention pour la prévention des hémorragies survenant lors d'interventions chirurgicales ou de procédures invasives.
Un autre objet de l'invention est une composition pharmaceutique comprenant la composition de facteur VII selon l'invention et un excipient et/ou un véhicule pharmaceutiquement acceptable. L'excipient peut être toute solution, telle qu'une solution saline, physiologique, isotonique ou tamponnée, ainsi que toute suspension, gel ou poudre, compatible avec un usage pharmaceutique et connu de l'homme du métier. Les compositions selon l'invention peuvent en outre contenir un ou plusieurs agents ou véhicules choisis parmi les dispersants, solubilisants, stabilisants, surfactants et conservateurs. D'autre part, les compositions selon l'invention peuvent comprendre d'autres agents ou principes actifs.
Par ailleurs, les compositions peuvent être administrées de différentes manières et sous différentes formes. L'administration peut être réalisée par toute voie classique pour ce type d'approche thérapeutique, comme notamment par voie systémique, en particulier par
injection intraveineuse, intradermique, intra-tumorale, sous-cutanée, intra-péritonéale, intramusculaire ou intra-artérielle. On peut citer par exemple l'injection intra-tumorale ou l'injection dans une zone proche de la tumeur ou irriguant la tumeur. Les doses peuvent varier en fonction du nombre d'administrations, de l'association à d'autres principes actifs, du stade d'évolution de la pathologie, etc.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et au mode de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.
EXEMPLES
Exemple 1 : Production de lapines transgéniques produisant une protéine de FVII humain dans leur lait.
On a préparé un vecteur d'expression composé d'une séquence insulatrice béta- globine de poulet, d'une région promotrice béta-caséine de chèvre, d'une séquence d'ADNc optimisée pour l'expression en cellules de mammifère codant pour le FVII humain et d'une région non traduite de la béta-caséine en 3', dans un squelette de SuperCos. L'assemblage en figure 6 représente le vecteur de construction.
Le transgène a été préparé à partir de la digestion du vecteur de construction avec l'endonucléase de restriction Notl pour libérer le squelette SuperCos et linéariser le vecteur d'expression. Les fragments résultants ont été séparés par électrophorèse sur gel, purifiés à partir du gel puis utilisés pour la micro-injection.
Pour produire des lapins transgéniques, la micro -injection du transgène dans des pronucléus mâles d'embryons fertilisés recueillis de lapins WT a été réalisée. Après une période de culture in vitro de quelques heures, les pronucléus mâles d'embryons microinjectés ont été transférés dans l'oviducte de femelles non-transgéniques hormonalement préparées. Après gestation, des descendants sont obtenus. Une analyse génétique permet d'évaluer la présence du transgène du FVII humain par analyse PCR en utilisant des séquences d'amorces spécifiques du FVII humain.
La présence du transgène et son intégrité a été révélée par la technique de Southern Blot à partir de 1ADN extrait des lapereaux transgéniques obtenus.
Une analyse phénotypique permet d'évaluer la concentration de FVII humain exprimé dans le lait des lapines transgéniques. Cette mesure est réalisée par méthode immunoenzymatique (ELISA) avec des réactifs commmerciaux (Diagnostica Stago). Brièvement, le facteur VII à doser est capté par un anticorps anti-facteur VII humain immobilisé sur une phase solide. Le Facteur VII fixé est ensuite reconnu par un immuno- conjugué à la peroxydase. Le taux de peroxydase liée est mesuré par son activité sur le substrat ortho-phénylènediamine en présence d'eau oxygénée. L'intensité de la coloration, après arrêt de la réaction par un acide fort, est fonction de la quantité de facteur VII présente initialement dans l'échantillon.
Exemple 2 : Purification et extraction du facteur VII obtenu
Le procédé de purification et d'extraction du facteur VII mis en œuvre dans cet exemple est décrit ci-après.
Le lait de lapines transgéniques est obtenu à partir de la lignée de lapines transgéniques R69. Le lait de lapines transgéniques congelé est décongelé et concentré sous forme de pool de lait de lapines transgéniques.
Le pool de lait de lapines transgéniques ainsi obtenu est ensuite soumis à une étape de clarification utilisant un filtre en profondeur ayant une porosité de 0,2μιη, afin d'éliminer les lipides et les composés insolubles. Le lait ainsi clarifié est ensuite soumis à une étape d'inactivation virale par traitement par un solvant de type détergent, par exemple Polysorbate 80 ou Tri-n-Butyl Phosphate à 25°C ± 2°C pendant au moins deux heures. Un tel traitement permet notamment d'inactiver efficacement les virus et en particulier, les virus de type virus non-en veloppés. Le lait clarifié et viralement inactivé est ensuite soumis à une étape de chromatographie d'affinité utilisant un ligand d'affinité spécifique du facteur Vil/facteur Vlla. L'éluat de facteur VII obtenu à l'issue de cette étape de chromatographie est ensuite soumis à une étape d'ultrafïltration et de formulation, permettant ainsi d'obtenir un concentré de facteur VII intermédiaire ayant une pureté de 95%.
Le concentré de facteur VII intermédiaire est ensuite soumis à une étape de fïltration utilisant un filtre ayant une porosité de 0,2μιη à 0,2μιη suivi d'une étape de nano fïltration sur des filtres ayant une porosité de 20nm puis 15nm. Le produit ainsi obtenu et contenant le facteur VII est ensuite soumis à une étape de chromatographie de type gel Q Sepharose XL puis à une étape de chromatographie de type CHT-I suivie d'une chromatographie de type SEC Superdex 200. Le concentré de facteur VII ainsi obtenu est ensuite soumis à une étape de stabilisation puis de fïltration sur filtre ayant une porosité de 0,2μιη. Le procédé ainsi décrit permet d'obtenir un concentré de facteur VII ayant une pureté environ 99,9995%.
Le procédé de purification et d'extraction du facteur VII est décrit plus en détails dans la demande EP12305882.
Dans les exemples figurant dans la présente demande, on appelle « FVII-rec », le facteur VII activé recombinant disponible sur le marché (Novoseven®), produit par génie génétique à partir de cellules rénales BHK de hamsters nouveau-nés. Exemple 3 : Etude du profilage de charge des N-glycannes
AJ L'identification et la quantification des oligosaccharides N-liés par chromatoraphie en phase liquide à haute performance à polarité de phase normale en mode HILIC couplée à une détection fluorimétrique (HILIC-HPLC/FD), dite méthode « HILIC »
La méthode de chromatographie d'interaction hydrophile (HILIC ou Hydrophilic Interaction Chromatography) est une variante de la chromatographie en phase normal (NP) et permet de séparer efficacement les espèces polaires en évitant les désavantages liés à l'utilisation de solvants non miscibles dans l'eau. La phase stationnaire est un matériau polaire en général à base de silice ou de supports polymériques greffé par un groupement fonctionnel comme un groupe cyano, amino, diol, amide etc et la phase mobile est organique et contient de l'eau comme éluant fort.
Le facteur VII est tout d'abord soumis à une digestion enzymatique à la PNGase F afin de libérer spécifiquement les dérivés N-glycanniques.
Ceux-ci sont isolés par extraction sur phase solide (SPE) puis marqués à l'aide d'un fluorophore : le 2-aminobenzamide (2-AB) selon Bigge et al (Bigge, J.C., et al, Non- selective and efficient fluorescent labeling of glycans using 2-aminobenzamide and anthranilic acid, Anal. Biochem., 230, 229-238 (1995)). L'analyse des dérivés N- glycanniques est enfin réalisée par HILIC-HPLC/FD selon Guile et al (Guile, G.R., et al, A rapid and high-resolution high-performance liquid chromatographie method for separating glycans mixtures and analyzing oligosaccharide profiles, Anal. Biochem., 240, 210-226 (1996)). La détection est assurée par fluorescence aux longueurs d'ondes λ excitation 330 nm et λ émission 420 nm.
Les résultats obtenus pour le facteur VII de l'invention ainsi que pour le FVII-rec sont présentés dans les tableaux ci-dessous.
Tableau 1 : Quantification des formes N-glycanniques neutres, monochargées et bichargées du facteur VII de l'invention obtenue par la méthode HILIC
Les résultats obtenus par la méthode HILIC montrent que le facteur VII de l'invention possède un taux de formes N-glycanniques neutres comprises entre 3,6% et 4,3 %, de formes N-glycanniques monochargées comprises entre 74.6% et 75.5 % et de formes N- glycanniques bichargées comprises entre 20,6%> et 21,2%. Tableau 2 : Quantification des formes N-glycanniques neutres, monochargées et bichargées, trichargées, tétrachargées du facteur VII-rec obtenue par la méthode HILIC
(*Klausen et al., Analysis of the site-specifîc asparagine-linked glycosylation of recombinant human coagulation factor Vlla by glycosidase digestions, liquid chromatography, and mass spectrometry, Mol Biotechnol. 1998 June;9(3): 195-204. ).
Les résultats obtenus par la méthode HILIC montrent que les formes N-glycanniques neutres du FVII-rec représentent 11,3 % des formes N-glycanniques du FVII-rec, que les
formes N-glycanniques monochargées représentent 25.1% des formes N-glycanniques du FVII-rec, et que les formes N-glycanniques bichargées représentent 55,1% des formes N- glycanniques du FVII-rec. De plus le facteur Vll-rec possède une quantité non négligeable de formes trichargées et tétrachargées.
Les résultats ainsi obtenus par la méthode HILIC sont donc conformes à ceux présentés dans la publication de Klausen et al.
B/ Identification et quantification des oligosaccharides N-liés par la méthode AEX/UPLC/FD
La séparation des N-glycannes en fonction de leur charge est effectuée par profïlage AEX- UPLC/FD des N-glycannes dérivés à la 2-AB. Le mode opératoire de préparation des N- glycannes dérivés à la 2-AB est identique à celui décrit précédemment pour l'analyse des N-glycannes par HILIC-HPLC/FD.
Le profïlage de charge des N-glycannes de F VII par AEX-UPLC/FD a été réalisé à l'aide d'une colonne d'échange d'anions faible de type aminopropyl. Les glycannes sont séparés en fonction de leur charge en appliquant un gradient croissant de formiate d'ammonium. La détection des dérivés est effectuée aux longueurs d'ondes suivantes : longueur d'ondes d'excitation : 330 nm et longueur d'ondes d'émission : 420 nm. Le profil obtenu par AEX- UPLC/FD pour le F VII (lot 1) est présenté en Figure 3.
Les résultats obtenus sont présentés dans le Tableau 3 ci-dessous.
Tableau 3 : Quantification des formes N-glycanniques neutres, monochargées et bichargées obtenues pour le facteur VII de l'invention par la méthode AEX-UPLC/FD
FVII (loti) FVII (lot2) FVII (lot3)
Formes N- Temps de exprimé en exprimé en exprimé en glycanniques s rétention % % %
Neutres 2-6 min 4,0 4,2 3,4
Monochargées 11-14 min 76,5 76,9 77,2
Bichargées 17-20 min 19,6 18,9 19,4
On observe que le pourcentage des formes N-glycanniques monochargées des trois lots de FVII selon l'invention est compris entre 76 et 78%.
Ces deux méthodes orthogonales (HILIC et AEX) montrent qu'au moins 74,6% des formes N-glycanniques de facteur VII de l'invention sont monochargées, indépendamment de la méthode de mesure utilisée.
Cl Identification, Quantification et Comparaison des oligosaccharides N-liés par la méthode AEX/UPLC/FD pour le facteur VII de l'invention, le facteur VII issu de la demande WO2007/138199 et du Facteur VII-rec.
Le mode opératoire utilisé est le même que celui décrit à l'Exemple 3. Le profilage de charge des N-glycannes de FVII par AEX-UPLC/FD a été réalisé sur le facteur VII de l'invention, le facteur VII issu de la demande WO2007/138199 et du Facteur VII-rec. Les profils glycanniques sont présentés en Figure 5. La Figure 5 A présente le profil glycannique du FVII issu de la demande WO2007/138199, la Figure 5B présente le profil glycannique du FVII de l'invention et la Figure 5C présente le profil glycannique du F VII- rec.
Tableau 4 : Quantification des formes N-glycanniques neutres, monochargées et bichargées obtenues par la méthode AEX-UPLC/FD
FVII de FVII (issu de la Facteur VII-rec l'invention demande
(Lot 4) WO2007/138199)
Formes N- Temps de exprimé en % exprimé en % exprimé en % glycanniques s rétention
Neutres (Z0) 3-5 min 7,0 3,0 7,0
Monochargées (Zi) 5-7 min 73,0 51,0 29,0
Bichargées (Z2) 7-10 min 20 39,0 54,0
Trichargées (Z3) 10-12 min 0,0 7,0 9,0
Tétrachargées (Z4) 12-14 min 0,0 0,0 1,0
En ce qui concerne le FVII issu de la demande WO2007/138199, les résultats obtenus par la méthode AEX/UPLC/FD montrent :
- que les formes N-glycanniques neutres du FVII issu de la demande WO2007/138199 représentent 3 % des formes N-glycanniques de ce FVII,
- que les formes N-glycanniques monochargées représentent 51% des formes N- glycanniques de ce FVII, et
- que les formes N-glycanniques bichargées représentent 39% des formes N- glycanniques de ce FVII.
- Une quantité non négligeable de formes trichargées.
Les résultats obtenus par la méthode AEX/UPLC/FD montrent que les formes N- glycanniques neutres du FVII-rec représentent 7,0 %> des formes N-glycanniques du FVII- rec, que les formes N-glycanniques monochargées représentent 29,0 %> des formes N- glycanniques du FVII-rec, et que les formes N-glycanniques bichargées représentent 54,0 %> des formes N-glycanniques du FVII-rec. De plus le facteur VII-rec possède une quantité non négligeable de formes trichargées et tétrachargées.
Exemple 4 : Identification, Quantification et Comparaison des formes N-glycanniques du facteur VII selon l'invention et du facteur VII issu de la demande WO2007/138199 par la méthode HILIC
AI Quantification des formes N-glycanniques du facteur VII selon l'invention réalisée à l'aide de la méthode HILIC
La quantification des formes N-glycanniques du facteur VII selon l'invention est réalisée à l'aide de la méthode HILIC, comme décrite dans l'exemple 3.
Les résultats ainsi obtenus sont présentés dans le tableau 5.
Tableau 5 : Quantification des N-glycannes obtenues pour la composition de facteur VII de l'invention
Formes N-glycanniques FVII FVII FVII Charge
(exprimées en %) (lot 1) (lot 2) (lot 3)
Al G0 0,5 0,8 0,5 0
Man5 1,3 1,5 1,4 0
Man4-A1G1 0,2 0,4 0,4 0
A2G2 1,4 1,1 1,2 0
A1G1S1 1,1 1,2 1,2 1
A2G2F 0,5 0,4 0,4 0
A2G1S1 0,5 0,7 0,3 1
Man4-A1G1S1 2,8 2,9 4,2 1
Man6PGlcNAc 9,8 9,1 9,9 1
A2G2S1 43,3 41,8 41,1 1
A2G2S1-S03H 0,9 0,9 0,9
Man5-A1G1S1 0,2 0,4 0,2 1
A2G2FS1 8,8 9,3 9,9 1
Man7PGlcNAc 2,8 3,2 3 1
A2G2FS1* 2 2,3 1,9 1
Man7PGlcNAc* 1,7 1,6 1,6 1
A2G2F2S1 2,2 2,2 2 1
A2G2S2 9,1 9,7 8,8 2
Man7(PGlcNAc)2 3,4 2,8 3,2 2
A2G2FS2 2,6 3,1 2,8 2
Man6PGlcNAc-AlGlSl 5 4,7 4,9 2
High-Mannose/Hybride
neutre 1,5 1,9 1,8 0
High-Mannose/Hybride
monochargé 17,3 17,2 18,9 1
High-Mannose/Hybride
bichargé 8,4 7,5 8,1 2
Total High- Mannose/Hybride 27,2 26,6 28,8 -
Formes N-glycanniques
monochargées 75,2 74,7 75,3 1
Complexe monosialylé 58,8 58,4 57,3 1
Complexe bisialylé 11,7 12,8 11,6 2
* Formes isomériques
L'analyse quantitative des différentes structures glycanniques (Tableau 5) montre que les formes N-glycanniques des facteurs VII de la composition sont majoritairement complexes
monosialylées (à hauteur de 60% environ). Les formes N-glycanniques de type High Mannose/ Hybride sont présentes à au moins 25%.
B/ Quantification des formes N-glycanniques du facteur VII issu de la demande WO2007/138199 réalisée à l'aide de la méthode HILIC
La quantification des formes N-glycanniques du facteur VII issu de la demande WO2007/138199 est réalisée à l'aide de la méthode HILIC, comme décrite dans l'exemple 3. Les résultats ainsi obtenus sont présentés dans le tableau 6.
Tableau 6: Quantification des N-glycannes obtenues pour la composition de facteur VII issu de la demande WO2007/138199
Formes N-glycanniques FVII issu de la demande de
Charge
(exprimées en %) brevet WO2007/138199
Man5 0,7 0
A2G2 0,3 0
A1G1 S1 0,6 1
Man5-A1G1 0,3 0
A2G2F 0,3 0
A2G1 S1+A1G1FS1 0,4 1
Man4-A1G1 S1 0,8 1
ManôPGlcNAc 6,2 1
ManôPGlcNAc* 1,4 1
A2G2S1 18,2 1
A2G2FS1 9 1
Man7PGlcNAc 1,6 1
A2G2FS1 * 4 1
Man7PGlcNAc* 0,6 1
Monocharged HM/Hyb 0,3 1
A2G2F2S1 9,7 1
A2G2S2 10,9 2
A3G3S1 0,7 1
Man7(PGlcNAc)2 2 2
A2G2FS2 15,9 2
A3G3F0-1 S1 0,3 1
A3G3F0-1 S 1 * 0,9 1
A3G3F1-2S1 0,6 1
Man6PGlcNAc-Al Sl 4,3 2
A3G3S2 1,8 2
A3G3S2* 0,5 2
A3G3FS2 1 2
A3G3FS2* 1,1 2
A3G3F0-2S2 0,7 2
A3G3F0-2S2-3 0,7 3
A3G3S3 2,8 3
A3G3F0-2S3 1 3
A3G3F0-2S3* 0,3 3
High-Mannose/Hybride neutre 1 0
High-Mannose/Hybride
monochargé 10,9 1
High-Mannose/Hybride
bichargé 6,3 2
Total High-Mannose/Hybride 18,2 -
Formes N-glycanniques
monochargées 55,3 1
Complexe monosialylé 44,4 1
Complexe bisialylé 31,9 2
Neutre (Z0) 2 0
Monochargé (ZI) 55 1
Bichargé (Z2) 38 2
Trichargé (Z3) 5 3
* Formes isomériques
L'analyse quantitative des différentes structures glycanniques (Tableau 6) montre que les formes N-glycanniques des facteurs VII issu de la demande WO2007/138199 sont majoritairement de type complexes monosialylées (à hauteur de 45% environ). Les formes N-glycanniques de type High Mannose/hybride sont présentes à environ 18%.
Exemple 5 : Quantification des γ-carboxylations
Le facteur Vlla humain présente d'autres modifications post-traductionnelles, telles que la γ-carboxylation du domaine GLA N-terminal. Pour le facteur VII plasmatique, les dix premiers acides glutamiques sont tous γ-carboxylés (Jurlander B. et al, Recombinant activated factor VII (rFVIIa): characterization, manufacturing, and clinical development. Semin. Thromb. Hemost. 27.4 (2001): 373-84., alors que la dixième acide glutamique du NovoSeven® est seulement partiellement γ-carboxylé (Thim L. et al, Amino acid séquence and posttranslational modifications of human factor Vlla from plasma and transfected baby hamster kidney cells. Biochemistry. 27.20 (1988): 7785-93.
L'étude des γ-carboxylations du facteur VII de l'invention a été réalisée en utilisant la méthode de chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse décrite ci-dessous (LC-MS).
Le facteur VII est préalablement réduit et alkylé puis soumis à une digestion enzymatique au moyen d'une enzyme spécifique de type trypsine. Les peptides ainsi générés sont analysés par spectrométrie de masse électrospray après séparation par chromatographie liquide en phase inverse de type C18 (Yates, J.R., Ruse, CL, Nakorchevsky, A., (2009) Proteomics by mass spectrometry: approaches, advances, and applications. Annu Rev Biomed Eng. 11, 49-79.). Cette approche permet de mesurer la masse précise du peptide N-terminal γ-carboxylé du facteur VII et d'en déduire son niveau de γ-carboxylation.
La figure 2 montre le spectre de masse du peptide N-terminal [Alai-Arg36]. La masse moyenne mesurée est de 4768,0 Da, ce qui est en accord avec la masse théorique de 4768,0 Da (cystéines réduites et alkylées), ce qui correspond à 9 γ-carboxylations. Le facteur VII de la présente invention présente donc 9 γ-carboxylations. La figure 2 contient également le spectre de masse du peptide N-terminal [Alai-Lys32], qui est élué dans un temps de rétention proche. La masse moléculaire du peptide est également en accord avec la présence de 9 γ-carboxylations sur le peptide. Il peut donc être conclu que le facteur VII de l'invention possède 9 résidus glutamiques γ-carboxylés sur les dix sites potentiels, et que le résidu glutamique situé en position 35 par rapport à la séquence du facteur VII humain (Glu35) n'est pas γ-carboxylé.
Par ailleurs, le peptide [Asp33-Gly47] a été isolé par cartographie peptidique. Ce peptide contient l'acide aminé GIU35 qui a été trouvé majoritairement sous sa forme non-carboxylée à une masse de 1786,9 Da. Une forme minoritaire de ce peptide a été découverte à une masse de 1830,9 Da, correspondant à un GIU35 modifié. Cette forme est estimée à moins de 5%, basée sur les signaux MS. Ce résultat confirme la présence de γ-carboxylations sur les neuf premiers acides glutamiques du facteur VII de l'invention alors que le dixième n'est majoritairement pas γ-carboxylé.
La répartition des différents isoformes du facteur VII de l'invention a également été étudiée par chromatographie échangeuse d'ion dont le protocole est décrit ci-dessous. La même étude a été réalisée sur le FVII-rec.
Brièvement, les isoformes du facteur VII sont séparées sur colonne échangeuse d'anions fort (SAX). Un échantillon de facteur VII est d'abord chargé sur une colonne (Mono Q 5/50 GL, GE Healthcare) préalablement équilibrée à pH 9 avec un tampon Tris 20 mM. L'échantillon est ensuite élué en appliquant un gradient croissant de tampon d'élution de type Tris 20mM/NaCl 1M à pH 9.
Tableau 7 : Quantification des isoformes du facteur VII de l'invention et du FVII-rec - Intégration des pics observés sur les chromatogrammes « IEX ».
Facteur VII de l'invention
FVII-rec
No. Temps de rétention Nom du pic Quantification des
(min) isoformes du FVII (en %)
1 26,58 FVII-rec 9GLA 76
2 28,23 FVII-rec 10GLA 24
Total 100
Légende : « FVII 9GLA » signifie facteur VII dont les isoformes majoritaires présentent une y-carboxylations sur 9 résidus d'acide glutamique, « F VII IOGLA » signifie facteur VII dont les isoformes majoritaires présentent une y-carboxylations sur 10 résidus d'acide glutamique.
Il résulte des résultats présentés dans le tableau 5, que les isoformes majoritaires du facteur VII de l'invention sont les formes présentant 9 γ-carboxylations (95%). Parmi les isoformes du FVII-rec, 76 % des isoformes présentent 9 γ-carboxylations et 24 % des iso formes présentent 10 γ-carboxylations.
Exemple 6 : Etude du point isoélectrique
La séparation des différentes isoformes du facteur VII selon leur point isoélectrique a été réalisée par focalisation isoélectrique « IEF ». La migration électrophorétique s'est effectuée sur gel Focusgel 3-10 (Serva).
La qualité des lots de facteur VII est évaluée par analyse des différentes iso formes du produit après migration sur gel de gradient de pH 3-10 en conditions natives (non réductrices et non dénaturantes), selon la procédure générale d'analyse par IEF sur système Multiphor (GE Healthcare).
L'analyse IEF s'effectue sur Focusgel 3-10 sans puits SERVA. La concentration est estimé par prise de DO 280 nm (ε = 1.36 g-1. L.cm-1) après dessalage du produit sur membrane d'ultracentrifugation (seuil de coupure : 10 kDa).
La migration a lieu selon les paramètres électriques suivants (mode gradient) :
Les protéines sont révélées par coloration au bleu de Coomassie CCB-G250.
La détermination du pi des iso formes se fait après numérisation du gel et analyse par le logiciel Quantity One (Bio-Rad).
Les profils « IEF » du lot de facteur VII de l'invention et du FVII-rec sont présentés en Figure 4.
La détermination du pi des bandes est faite avec un standard dont les pi sont compris entre 5,20 et 8,15. Le point isoélectrique du facteur VII de l'invention est compris entre 6,1 et 7,3. Le profil des iso formes du facteur VII de l'invention inclut deux bandes majeures comprises entre 6,6 et 7,0 ainsi qu'une trace plus acide à pi 6,1 et une trace plus basique à pi 7,3. Les deux iso formes principals représentent environ 60% de la totalité des facteurs VII de la composition.
Le point isoélectrique du facteur VII-rec est compris entre 5,5 et 7,5. Le profil des isoformes du facteur VII-rec de l'invention inclut deux bandes majeures comprises entre 6,4 et 6,8 ainsi des traces plus acide comprises entre 5,5 et 6,4 et des traces plus basique entre 6,8 et 7,5. Les deux iso formes principales représentent environ 45% des facteurs VII de la composition du FVII-rec.
Il en résulte donc que point isoélectrique du facteur VII de l'invention est substantiellement plus homogène que celui observé pour le FVII-rec.
Exemple 7 : Activité du facteur VII de l'invention
Le dosage du F VII s'effectue par une méthode amidolytique (FVILam) qui mesure son activité biologique, c'est-à-dire la capacité du complexe facteur Vlla / facteur tissulaire à activer le facteur X en présence d'ions calcium et de phospholipides.
Cette méthode est un dosage chromogènique en cinétique en deux étapes: l'activation du FX, sous l'action du FVIIa, dans un mélange réactionnel contenant de la thromboplastine et du calcium; puis le clivage enzymatique d'un substrat chromogène spécifique par le FXa qui libère un chromophore quantifîable par spectrophotométrie.
La lecture en cinétique est effectuée à 405nm contre 1 filtre de référence à 490 nm.
Les résultats ainsi obtenus sont présentés dans le Tableau 8.
Tableau 8 : Dosage de l'activité spécifique du facteur VII de l'invention
L'activité amidolytique du facteur VII de l'invention est comprise entre 3067 Ul/ml et 3377 Ul/ml.