Influence of lysosomal protease sensitivity in the immunogenicity of the antitumor biopharmaceutical asparaginase

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Rodrigues, Mariane A. D. ^[1] ; Pimenta, Marcela V. ^[1] ; Costa, Iris M. ^[1] ; Zenatti, Priscila P. ^[2] ; Migita, Natacha A. ^{[2, 3]} ; Yunes, Jose A. ^{[2, 3]} ; Rangel-Yagui, Carlota O. ^[1] ; de Sa, Matheus M. ^[4] ; Pessoa, Adalberto ^[1] ; Costa-Silva, Tales A. ^[1] ; Toyama, Marcos H. ^[5] ; Breyer, Carlos A. ^[5] ; de Oliveira, Marcos A. ^[5] ; Santiago, Veronica F. ^[6] ; Palmisano, Giuseppe ^[6] ; Barbosa, Christiano M. V. ^[7] ; Hebeda, Cristina B. ^[7] ; Farsky, Sandra H. P. ^[7] ; Monteiro, Gisele ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Dept Tecnol Bioquim Farmaceut, Fac Ciencias Farmaceut, Sao Paulo - Brazil

^[2] Ctr Infantil Boldrini, Sao Paulo - Brazil

^[3] Univ Estadual Campinas, Fac Med Sci, Dept Med Genet, Sao Paulo - Brazil

^[4] Univ Sao Paulo, Heart Inst InCor, Sch Med, Sao Paulo - Brazil

^[5] UNESP Sao Paulo State Univ, Biosci Inst, Coastal Campus, Sao Paulo - Brazil

^[6] Univ Sao Paulo, Inst Biomed Sci, Dept Parasitol, Sao Paulo - Brazil

^[7] Univ Sao Paulo, Fac Ciencias Farmaceut, Dept Clin & Toxicol Anal, Sao Paulo - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Biochemical Pharmacology; v. 182, DEC 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

L-asparaginase (ASNase) from Escherichia coli (EcAII) is used in the treatment of acute lymphoblastic leukaemia (ALL). EcAII activity in vivo has been described to be influenced by the human lysosomal proteases asparaginyl endopeptidase (AEP) and cathepsin B (CTSB); these hydrolases cleave and could expose epitopes associated with the immune response against EcAII. In this work, we show that ASNase resistance to CTSB and/or AEP influences the formation of anti-ASNase antibodies, one of the main causes of hypersensitivity reactions in patients. Error-prone polymerase chain reaction was used to produce variants of EcAII more resistant to proteolytic cleavage by AEP and CTSB. The variants with enzymatic activity and cytotoxicity levels equivalent to or better than EcAII WT were submitted to in vivo assays. Only one of the mutants presented increased serum half-life, so resistance to these proteases is not the only feature involved in EcAII stability in vivo. Our results showed alteration of the phenotypic profile of B cells isolated after animal treatment with different protease-resistant proteoforms. Furthermore, mice that were exposed to the protease-resistant proteoforms presented lower anti-asparaginase antibodies production in vivo. Our data suggest that modulating resistance to lysosomal proteases can result in less immunogenic protein drugs. (AU)

• Processo FAPESP: 14/06863-3 - Modificações pós-traducionais para o diagnóstico de câncer e doenças parasitárias: abordagens metodológicas e implicações biológicas
• Beneficiário: Giuseppe Palmisano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/18257-1 - EMU concedido no processo 14/06863-3: sistema de cromatografia líquida configurado para análise de carboidratos, aminoácidos, peptídeos e glicoproteínas
• Beneficiário: Giuseppe Palmisano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 13/08617-7 - Produção de L-asparaginase extracelular: da bioprospecção à engenharia de um biofármaco antileucêmico
• Beneficiário: Adalberto Pessoa Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/25896-5 - Caracterização bioquímica e avaliação citotóxica de isoformas mutantes de L-Asparaginase II de Dickeya chrysanthemi (Erwinia chrysanthemi)
• Beneficiário: Iris Munhoz Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 15/07749-2 - Engenharia de proteínas e comparação de sistemas microbianos de expressão do biofármaco L-asparaginase
• Beneficiário: Gisele Monteiro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/15104-0 - Ensaios pré-clínicos de proteoformas de asparaginase glicoproteicas ou resistentes a proteases séricas.
• Beneficiário: Gisele Monteiro
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/08139-8 - Clonagem, expressão e caracterização das L-asparaginases de Saccharomyces cerevisiae e comparação com as L-asparaginases bacterianas usadas no tratamento de Leucemias
• Beneficiário: Mariana Silva Moreira Leite
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 18/15549-1 - Modificações pós-traducionais nos processos biológicos e no diagnóstico da Doença de Chagas: novas abordagens metodológicas e implicações biológicas
• Beneficiário: Giuseppe Palmisano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2