Downstream process and evaluation of the concomitant impact of a recombinant glycosylated L-asparaginase on leukemic cancer cells and the bone marrow tumor microenvironment

Autor(es)

Kleingesinds, Eduardo Krebs ; Parizotto, Leticia de Almeida ; Effer, Brian ; Monteiro, Gisele ; Long, Paul F. ; Arroyo-Berdugo, Yoana ; Behrends, Volker ; Esposito, Maria Teresa ; Calle, Yolanda ; Pessoa-Jr, Adalberto

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Process Biochemistry; v. 131, p. 11-pg., 2023-06-09.

Resumo

L-asparaginase (L-ASNase) is a life-saving medication used in the treatment of Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL) which affects over 60,000 people yearly. However, L-ASNase still requires improvement since up to 60% of the patients develop hypersensitivity due to its immunogenicity. To address this issue, this work describes the downstream process of an L-ASNase from Erwinia chrysanthemi expressed extracellularly by Pichia pastoris with human-like glycosylation pattern and its further impact on leukemic cells co-cultured with bone marrow (BM) cytoprotective stromal cells. After size exclusion chromathography, a final yield of 54.93% was achieved and the proteomics analyses confirmed the attainment of an extremely pure enzyme. Glycosylated L-ASNase induced the complete inhibition of the proliferation of ALL and Acute Myeloid Leukemia (AML) cell lines tested, independently of the presence of BM stromal cells. However, the cytotoxic efficacy (induction of apoptosis) of glycosylated L-ASNase varied across cell lines, with ALL cell lines showing the most sensitivity. Additionally, the proapoptotic effect of glycosylated L-ASNase was partially inhibited by BM stromal cells. Taken together, our data warrant further investigations for the use of glycosylated L-ASNase against ALL and AML that should take into consideration the mechanisms of resistance mediated by the BM stroma for improved efficacy. (AU)

• Processo FAPESP: 19/06919-2 - Avaliação in vivo de L-asparaginase humanizada livre e nanoencapsulada em lipossomos
• Beneficiário: Eduardo Krebs Kleingesinds
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• 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: 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: 18/03734-9 - Aplicação da Filosofia "Quality by Design" no Desenvolvimento do Processo Produtivo da Enzima Quimioterápica L-Asparaginase
• Beneficiário: Francisco Vitor Santos da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/25065-9 - Produção de L-asparaginase por Pichia pastoris em cultivos descontínuos-alimentados em biorreatores
• Beneficiário: Letícia de Almeida Parizotto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/20384-9 - Desenvolvimento de processo de purificação de L-asparaginase humanizada e sua caracterização
• Beneficiário: Eduardo Krebs Kleingesinds
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• 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