Caracterização bioquímica e avaliação citotóxica de isoformas mutantes de L-Asparaginase II de Dickeya chrysanthemi (Erwinia chrysanthemi)

• Processo: 16/25896-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 19 de janeiro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Gisele Monteiro
• Beneficiário: Iris Munhoz Costa
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/08617-7 - Produção de L-asparaginase extracelular: da bioprospecção à engenharia de um biofármaco antileucêmico, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/09953-7 - Uso de tecnologias leading-edge em biologia molecular para caracterização de resistência a asparaginase, BE.EP.DR
• Assunto(s): Mutação L-asparaginase Leucemia-linfoma linfoblástico de células precursoras
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dickeya chrysanthemi | Erwinia chrysanthemi | L-asparaginase | Leucemia linfoblástica aguda | mutação | Biologia Molecular e Engenharia de proteínas

Resumo

A leucemia linfoblástica aguda (LLA) é caracterizada pela produção descontrolada de blastos linfóides e pelo bloqueio da produção da hematopoese normal, sendo a neoplasia mais frequente em crianças e adolescentes. O tratamento da doença é feito com a L-asparaginase (L-ASNase), enzima obtida a partir das bactérias Escherichia coli e Dickeya chrysanthemi (anteriormente denominada Erwinia chrysanthemi). A L-ASNase hidrolisa a L-asparagina (Asn) em ácido aspártico (Asp) e amônia e impede que as células tumorais obtenham Asn da circulação sanguínea para síntese de proteínas e proliferação, levando a morte celular por apoptose. Desde a década de 70 a enzima vem sendo o principal agente para remissão da LLA. No entanto, ambas as formulações estão associadas com um alto índice de efeitos adversos, principalmente resistência ao medicamento causada pela produção de anticorpos anti-asparaginase e hipersensibilidade acentuada, que comprometem a eficácia do tratamento. Além disso, os pacientes sofrem com os vários períodos de escassez do medicamento no mercado mundial; aqui no Brasil a falta de comercialização ocorre desde 2013. Desta forma se faz necessário a busca por novas alternativas para o tratamento de LLA. O desenvolvimento de isoformas mutantes a partir das enzimas bacterianas já comercializadas pode contribuir para diminuição dos efeitos adversos e ser uma alternativa para comercialização nacional. O nosso grupo de pesquisa utilizando a L-ASNase de D. chrysanthemi criou uma biblioteca de mutantes a partir de mutagênese aleatória. A partir dessa biblioteca, foram selecionados dez mutantes que apresentaram em ensaios preliminares uma melhora na atividade específica de até 285% em relação e enzima selvagem. Esse projeto tem o objetivo de caracterizar as dez isoformas de D. chrysanthemi e, selecionar as que apresentarem as melhores características bioquímicas para avaliação do potencial citotóxico.

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

EFFER, BRIAN; LIMA, GUILHERME MEIRA; CABARCA, SINDY; PESSOA, ADALBERTO; FARIAS, JORGE G.; MONTEIRO, GISELE. L-Asparaginase from E. chrysanthemi expressed in glycoswitch: effect of His-Tag fusion on the extracellular expression. PREPARATIVE BIOCHEMISTRY & BIOTECHNOLOGY, v. 49, n. 7, APR 2019. (17/20384-9, 16/25896-5, 15/07749-2, 13/08617-7, 16/15787-4)

EFFER, BRIAN; KLEINGESINDS, EDUARDO KREBS; LIMA, GUILHERME MEIRA; COSTA, IRIS MUNHOZ; SANCHEZ-MOGUEL, IGNACIO; PESSOA, ADALBERTO; SANTIAGO, VERONICA FEIJOLI; PALMISANO, GIUSEPPE; FARIAS, JORGE G.; MONTEIRO, GISELE. Glycosylation of Erwinase results in active protein less recognized by antibodies. Biochemical Engineering Journal, v. 163, p. 11-pg., 2020-11-15. (13/08617-7, 15/07749-2, 17/20384-9, 18/15104-0, 16/15787-4, 16/25896-5)

LIMA, GUILHERME M.; MENEZES, MILENE C.; COSTA, IRIS M.; SERRANO, SOLANGE M. T.; MONTEIRO, GISELE. Development of a cell-free protein synthesis protocol to rapidly screen L-asparaginase proteoforms by enzymatic activity. JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, JUN 2021. (13/08617-7, 18/15041-8, 16/25896-5, 13/07467-1, 18/15104-0)

LIMA, GUILHERME M.; MENEZES, MILENE C.; COSTA, IRIS M.; SERRANO, SOLANGE M. T.; MONTEIRO, GISELE. Development of a cell-free protein synthesis protocol to rapidly screen L-asparaginase proteoforms by enzymatic activity. JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, v. 96, n. 9, p. 2659-2666, SEP 2021. (18/15041-8, 13/08617-7, 13/07467-1, 18/15104-0, 16/25896-5)

RODRIGUES, MARIANE A. D.; PIMENTA, MARCELA V.; COSTA, IRIS M.; ZENATTI, PRISCILA P.; MIGITA, NATACHA A.; YUNES, JOSE A.; RANGEL-YAGUI, CARLOTA O.; DE SA, MATHEUS M.; PESSOA, ADALBERTO; COSTA-SILVA, TALES A.; et al. Influence of lysosomal protease sensitivity in the immunogenicity of the antitumor biopharmaceutical asparaginase. Biochemical Pharmacology, v. 182, DEC 2020. (14/06863-3, 18/18257-1, 13/08617-7, 16/25896-5, 15/07749-2, 18/15104-0, 13/08139-8, 18/15549-1)

COSTA-SILVA, T. A.; COSTA, I. M.; BIASOTO, H. P.; LIMA, G. M.; SILVA, C.; PESSOA, A.; MONTEIRO, G.. Critical overview of the main features and techniques used for the evaluation of the clinical applicability of L-asparaginase as a biopharmaceutical to treat blood cancer. BLOOD REVIEWS, v. 43, p. 17-pg., 2020-09-01. (18/15041-8, 13/08617-7, 16/25896-5, 15/07749-2)

COSTA, IRIS MUNHOZ; MOURA, DEBORA CUSTODIO; LIMA, GUILHERME MEIRA; PESSOA, ADALBERTO; DOS SANTOS, CAMILA ORESCO; DE OLIVEIRA, MARCOS A.; MONTEIRO, GISELE. Engineered asparaginase from Erwinia chrysanthemi enhances asparagine hydrolase activity and diminishes enzyme immunoreactivity - a new promise to treat acute lymphoblastic leukemia. JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, v. 97, n. 1, OCT 2021. (16/25896-5, 15/07749-2, 18/15104-0, 13/08617-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

COSTA, Iris Munhoz. Caracterização bioquímica e avaliação citotóxica de isoformas mutantes de L-asparaginase II de Dickeya chrysanthemi (Erwinia chrysanthemi). 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ) São Paulo.