C hTNF之前而非在其之后來改進(jìn)hCD20NB-TNF構(gòu)建體。 我們也測試巧巾顯著性較小的其它突變(Y87F3 X和Yl 15G3 X,圖7)。用運(yùn)些構(gòu)建體進(jìn)行的 MCF7和MCF7-hCD20毒性研究顯示于圖10中。偶聯(lián)于hCD20NB的Sc hTNF與偶聯(lián)于對照 BcIIIONB的相應(yīng)突變體對MCF7細(xì)胞施加相同毒性(圖10A),并且活性水平類似于我們對于 個別S聚化TNF突變體所觀察到的結(jié)果(圖7)。對于MCF7-hCD20細(xì)胞,突變體的運(yùn)個毒性降 低在hCD20祀向后得W(部分)復(fù)原:相較于相應(yīng)BcIIlO對照NB偶聯(lián)的SC hTNF,hCD20NB偶聯(lián) 的經(jīng)修飾TNF獲得活性增加10倍(Y115G3 X )、15倍(Y87F3 X )、100倍(I97S3 X、Y115A3 X )或 甚至更高(Y87Q3 X )(圖10B)。在運(yùn)個實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)將hCD20NB放置在SC hTNF的簇基末端而非 氨基末端時,再活化較小(圖9B)。
[0092] 實(shí)施例9:不同突變組合的比較
[0093] 盡管存在祀向經(jīng)修飾的TNF相對于非祀向經(jīng)修飾的TNF的差異是至少100倍的事 實(shí),但一些突變顯示低于WT活性水平的挽救活性(Y87Q3X),此可能影響它的抗腫瘤作用。 或者,一些突變?nèi)匀痪哂幸欢堄嗷钚?I97S3X和Y115A3X),此在體內(nèi)使用時可能導(dǎo)致一 定(全身性)毒性。為克服運(yùn)些潛在缺點(diǎn),我們通過使SC hTNF的個別鏈中的不同殘基突變來 測試其它構(gòu)建體W觀察活性水平是否可因此被進(jìn)一步調(diào)節(jié)。如圖11中所示,在單鏈中組合 不同突變可改變對非祀向細(xì)胞的殘余活性W及在祀向后的再活化水平。
[0094] 實(shí)施例10:祀向個別S聚化TNF相對于單鏈經(jīng)修飾的hTNF的比較。
[0095] 為比較祀向個別S聚化TNF相對于單鏈TNF的效率,使WT或I97A hTNF在C末端與 mLR NB偶聯(lián)成單體。測試它們對MCF7細(xì)胞W及對表達(dá)mLR的MCF7細(xì)胞(MCF7-mLR)的毒性,并 且顯示于圖12中。此外,在個別S聚化形式中,I97A突變對MC巧細(xì)胞具有毒性,但程度小于 WT hTNF(圖8A和圖12A)。此外,當(dāng)在C末端偶聯(lián)于mLR納米抗體時,個別S聚化而非單鏈TNF 對MCF7細(xì)胞的毒性變得較小,并且運(yùn)對于WT和I97A兩者均是運(yùn)樣(圖8A和圖12A)。最可能的 是用個別S聚化TNF-mLR NB構(gòu)建體形成的hTNFS聚體中存在的3個納米抗體在空間上阻礙 hTNF結(jié)合它的受體。然而,運(yùn)種活性降低可通過祀向MCF7-mLR細(xì)胞上的mLR來復(fù)原(圖12B)。 引起關(guān)注的是,運(yùn)提供進(jìn)一步程度的活性調(diào)節(jié):可組合不同突變W及使用空間位阻來影響 殘余活性和在祀向后的再活化水平。
[0096] 為闡明運(yùn)是否是一種一般性現(xiàn)象,我們使個別S聚化WT和Y115A hTNF在N末端偶 聯(lián)于BcII10或hCD20納米抗體,并且測試它們對MCF7和MCF7-hCD20細(xì)胞的毒性。如圖13A中 所示,運(yùn)種偶聯(lián)不影響個別立聚化WT或Y115A3XhTNF的毒性。此外,在祀向后,個別立聚化 Yl 15A3 X hTNF變得如同非祀向個別S聚化WT hTNF-樣具有活性(圖13B)。
[0097] 實(shí)施例11:評估祀向經(jīng)修飾的hTNF的體內(nèi)毒性
[0098] 為評估hTNF突變體的毒性在臨床前不明顯,因?yàn)門NF在小鼠中顯示顯著物種特異 性。不同于mTNF,hTNF僅在極高劑量下誘導(dǎo)致死性(Brouckaert等1992)。盡管運(yùn)個物種特異 性的原因長久被認(rèn)為由hTNF不與鼠類TNF-R2相互作用引起,但藥物代謝動力學(xué)研究已顯示 在小鼠中hTNF比mTNF被快得多地清除,并且隨之發(fā)生的有限hTNF暴露導(dǎo)致它缺乏致病性 (Ameloot等2002)。
[0099] 然而,當(dāng)用如D-半乳糖胺的致敏劑處理時,物種特異性被消除,并且極低劑量(< 500ng)的hTNF與mTNF具有同等致死性(Broeckaert等,1992)。為評估各種祀向經(jīng)修飾的 hTNF的體內(nèi)毒性,我們因此用500ng的重組(r化TNF、sc hTNF WT或SC突變hTNF(Y87Q3X或 Y115A3X)腹膜內(nèi)注射小鼠。使SC WT和經(jīng)修飾的hTNF在N末端偶聯(lián)于BcIIlO或hCD20NB。如 圖14中所示,SC WT hTNF至少如同riiTNF-樣具有毒性,從而在注射之后10小時內(nèi)導(dǎo)致重度 低體溫癥和致命性。祀向經(jīng)修飾的hTNF Y87Q3X和Y115A3X不導(dǎo)致任何致病性征象(豎毛、 震顫、嗜睡、理毛行為喪失或體溫下降;對于后者,參見圖14A)。
[0100] 實(shí)施例12:評估祀向經(jīng)修飾的mTNF的體內(nèi)毒性和抗腫瘤作用。
[0101] 如已提及,不能容易地在小鼠中研究hTNF的體內(nèi)毒性。因此W及由于預(yù)期在免疫 活性同基因小鼠中進(jìn)行抗腫瘤實(shí)驗(yàn),所W我們決定使mTNF的與我們對于hTNF選擇的殘基同 源的殘基突變(參見實(shí)施例5)。如圖15中所說明,當(dāng)W低至IOiig的劑量靜脈內(nèi)注射時, BcIIlONB-sc mTNF WT導(dǎo)致重度致病性(圖15A)和100%致命性(圖15B)。相反,BcIIlONB-sc mTNFY86F3X不誘導(dǎo)致命性(圖15B),也不導(dǎo)致任何毒性征象(豎毛、震顫、嗜睡、理毛行為喪 失或體溫下降;對于后者,參見圖15A),甚至當(dāng)W200tig的靜脈內(nèi)團(tuán)注形式注射時也不。然 而,當(dāng)^35]ig的劑量每日在病變旁邊注射于攜帶B16B16-mCD20腫瘤的小贏中時,納米抗體 偶聯(lián)的SC mTNFY86F3X可仍然降化/阻止腫瘤生長,尤其當(dāng)靴向mCD20時(圖16A)。非靴向突 變TNF對腫瘤生長的作用(圖16A)歸因于所用高劑量(35tig),因?yàn)檩^化劑量更接近類似于 PBS處理的動物(數(shù)據(jù)未顯示)。每日用NB-SC mTNF Y86F3X處理未導(dǎo)致任何致病性或致命 性征象,而用NB-SC mTNF WT處理的攜帶腫瘤的小贏在1或2次注射之后死亡(圖16B)。
[0102] 參考文獻(xiàn)
[0103] -Ameloot,P.,Takahashi N.,Everaerdt,B.,Hostens,J.,Eugster,H.P.,F(xiàn)iers, W.,and Brouckaert,P.(2002).Bioavailability of recombinant tumor necrosis factor determines its lethality in mice.Eur J Immunol,32,2759-65.
[0104] -Arap,W.,Pasqualini,R.and Ruoslahti,E?51998)?Cancer treatment by targeted drug delivery to tumor vasculature in a mouse model.Science,279,377-380.
[0105] -Ashkenazi,A.feHerbst,民.S.To kill a tumor cell:the potential of proapoptotic receptor agonists.J Clin Invest 118,1979-1990(2008).
[0106] -Blake,A.W.,McCartney,L.,Flint,J.,Bolam,D.N.,Boraston,A.B.,Gilbert, H.J.and Knox ,J.P.(2006)Understanding the biological rationale for the diversity of cellulose-directed carbohydrate-binding molecules in prokaryotic enzymes.J.Biol.Qiem.281,29321-29329.
[0107] -Boschert,V.et al.Single chain TNF derivatives with individually mutated receptor binding sites reveal differential stoichiometry of ligand receptor complex formation for TNFRl and TNFR2.Cell Signal 22,1088-1096 (2010).
[0108] -Brecht et al.,Peptide immobilization and characterization of binding specificity.! Biol Chem 268:15425-15434
[0109] -Brouckaert'P.,Libert,C.,Everaerdt,B.and Fiers W(1992).Selective species specificity of tumor necrosis factor for toxicity in the mouse.Lymphokine Cytokine 民es,11,193-6.
[0110] -Brown,K.C.(2010).Peptidic tumor targeting agents;the road from phagfe display selections to clinical applications .Curr.Pharm.Des.16,1040-1054.
[0111] -Daburon,S.et al.Functional characterization of a chimeric soluble Fas ligand polymer with in vivo anti-tumor activity.PLoS One 8,e54000(2013).
[0112] -de Bruyn,M.,Bremer,E.&Helfrich,W.Antibody-based fusion proteins to target death receptors in cancer.Cancer Lett 332,175-183(2013).
[0113] -Dimitrov'D.S.(2009)Engineered CH2 domains(nanoantibodies).mAbs I,26-28.
[0114] -Eyckerman,S.,Waelput,W.,Verhee,A.,Broekaert,D.,Vandekerckhove,J.,and Tavernier,J.(1999).Eur.Cytok.Netw?10,549-559.
[0115] -Falschlehner,C.,Ganten,T.M.,Koschny,R.,Schaefer,U.&Walczak,H.TRAIL and other T民AIL receptor agonists as novel cancer therapeutics.Adv Exp Med Biol 647,195-206(2009).
[0116] -Fox,N.L.,Humphreys,民.,Luster,T.A.,Klein,J.&Gallant,G.Tumor Necrosis Factor-related apoptosis-inducing Iigand(TRAIL)Receptor-I and 民eceptor-2 agonists for cancer therapy.Expert Opin Biol Ther 10,1-18(2010).
[0117] -Galle'P.R.et al?Involvement of the CD95(AP〇-1/Fas)receptor and ligand in liver damage.J E邱 Med 182,1223-1230(1995)?
[0118] -Gaur,U.feAggarwal,B.B.民egulation of proliferation , survival and apoptosis by members of the TNF superfamily.Biochem Pharmacol 66,1403-1408 (2003).
[0119] -加 ahroudi A.M.,Desm^er,A.,Wyns,L. ,Hamers,R. ,Muyldermans,S. (1997) .Selection and identification of single domain antibody fragments from camel heavy-chain antibodies.FEBS Lett.414,521-6
[0120] -Gregorc'V.et al.Phase lb study of NGR-hTNF,a selective vascular targeting agent,administered at low doses in combination with doxorubicin to patients with advanced solid tumours.Br J Cancer 101,219-224(2009).
[0121] -Hehlgans,T.&Pfeifer,K.The intriguing biology of the tumour necrosis fa