Evolução dirigida da L-asparaginase para aprimoramento de sua estabilidade in vivo

• Processo: 19/09354-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 16 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 01 de março de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Gisele Monteiro
• Beneficiário: Guilherme Meira Lima
• Supervisor: Ratmir Derda
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Alberta, Canadá
• Vinculado à bolsa: 18/15041-8 - Expressão de L-asparaginase de Erwinia chrysanthemi em tecnologia de síntese proteica livre de células, BP.MS
• Assunto(s): Biotecnologia Asparaginase Evolução Estabilidade Leucemia-linfoma linfoblástico de células precursoras
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: asparaginase | cell-free | estabilidade | Evolução | Biotecnologia Farmacêutica

Resumo

L-asparaginase (L-ASNase) é um componente primordial no tratamento da leucemia linfoblástica aguda (LLA). A introdução deste produto biotecnológico em protocolos médicos pediátricos foi capaz de melhorar as taxas de sobrevida de pacientes acometidos com a doença a valores próximos a 90%. Contudo, a maioria das L-ASNases no mercado, especialmente a L-ASNase isolada de Erwinia chrysanthemi, são altamente imunogênicas e possuem um tempo curto de meia-vida, dificultando o tratamento da LLA, particularmente em pacientes adultos. Mecanismos de eliminação do biofármaco como formação de anticorpos e degradação proteica por proteases lisossomais são algumas das principais razões responsáveis pelos problemas mencionados. Uma L-ASNase com maior estabilidade in vivo é, portanto, necessária. Evolução dirigida poderia ser usada como uma estratégia de engenharia a fim de se desenvolver versões melhoradas da L-ASNase. Neste contexto, nós propomos criar novas versões mutantes de L-ASNase expressas na plataforma de síntese proteica livre de células com maior estabilidade biológica através de ciclos iterativos de mutações, seguido por seleção artificial in vitro e in vivo. Uma biblioteca de genes de L-ASNase mutantes criada anteriormente por nosso laboratório será usada e cada variante expressa será selecionada em função de sua atividade enzimática, nível de expressão e estabilidade em soro humano. Finalmente, cada mutante de L-ASNase viável será modificada quimicamente e ligada a fagos M13. Os produtos resultantes serão combinados e injetados em camundongos, de forma que as variantes mais estáveis sejam selecionadas e usadas como ponto de partida para o próximo ciclo de mutações através de reações de mutação sítio-dirigidas. Essa estratégia poderia elucidar importantes propriedades estruturais da L-ASNase e criar variantes mais adequadas para aplicações médicas no futuro. (AU)

Publicações científicas

(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)

LIMA, GUILHERME M.; ATRAZHEV, ALEXEY; SARKAR, SUSMITA; SOJITRA, MIRAT; REDDY, REVATHI; TORRES-OBREQUE, KARIN; RANGEL-YAGUI, CARLOTA DE OLIVEIRA; MACAULEY, MATTHEW S.; MONTEIRO, GISELE; DERDA, RATMIR. DNA-Encoded Multivalent Display of Chemically Modified Protein Tetramers on Phage: Synthesis and in Vivo Applications. ACS Chemical Biology, DEC 2021. (13/08617-7, 16/22065-5, 18/15041-8, 19/09354-6, 18/15104-0)

LIMA, GUILHERME M.; ATRAZHEV, ALEXEY; SARKAR, SUSMITA; SOJITRA, MIRAT; REDDY, REVATHI; TORRES-OBREQUE, KARIN; RANGEL-YAGUI, CARLOTA DE OLIVEIRA; MACAULEY, MATTHEW S.; MONTEIRO, GISELE; DERDA, RATMIR. DNA-Encoded Multivalent Display of Chemically Modified Protein Tetramers on Phage: Synthesis and in Vivo Applications. ACS Chemical Biology, v. 17, n. 11, p. 12-pg., 2022-11-18. (19/09354-6, 16/22065-5, 18/15041-8, 13/08617-7, 18/15104-0)