Evaluación in vitro de la actividad hidrolítica de dos N-acetilglucosaminidasas recombinantes como potenciales herramientas terapéuticas para la mucopolisacaridosis IIIB

Abstract

La deficiencia de la enzima α-N-acetilglucosaminidasa (NAGLU; E.C. 3.2.1.50) conlleva a la acumulación del glicosaminoglicano heparán sulfato en los lisosomas celulares de diferentes órganos y tejidos, generando a su vez la enfermedad neurodegenerativa mucopolosacaridosis III-B (MPS III-B). En la actualidad no existe tratamiento aprobado para esta enfermedad, sin embargo, la terapia de reemplazo enzimático representa una alternativa de tratamiento. Diferentes sistemas de expresión se han utilizado para la producción de la enzima NAGLU humana recombinante (rhNAGLU), destacándose principalmente el uso de células de mamífero, sin embargo, el uso de estas representa varias desventajas como: altos costos de producción, largos tiempo de incubación, difícil escalado, entre otros. Por esto, se ha propuesto y evaluado el uso levaduras como Komagataella phaffii para su producción. No obstante, las diferencias en las vías de glicosilación entre levaduras y humanos son un problema para la producción de glicoproteínas terapéuticas, debido a que cambios en las glicosilaciones nativas de las proteínas pueden afectar diversas propiedades de estas, como: la solubilidad, la estabilidad y la actividad enzimática, así como contribuir a la generación de reacciones adversas. Por lo anterior, en este estudio se evaluó la producción de rhNAGLU en una cepa de Komagataella phaffii con deleción en el gen OCH1 que codifica para la α-1,6-manosil transferasa, enzima clave en el primer evento enzimático de hipermanolisación de las proteínas producidas en levaduras. En este estudio, se reporta por primera vez la producción a escala de 100 mL y 400 mL de rhNAGLU en la cepa de K. phaffii NRRL Y-11430/ΔOCH1, donde se observaron valores de producción 1,8 veces mayores a lo obtenido con la cepa nativa (GS115). Por otro lado, los ensayos in vitro realizados permitieron observar la endocitosis de las enzimas recombinantes de K. phaffii NRRL Y-11430/ΔOCH1 en células de pacientes con MPS III-B, obteniéndose valores de actividad intracelular de hasta 52,08 U/mg, siendo estos hasta 1,36 veces mayores a los ensayos de captura realizados con la proteína proveniente de la cepa wild type. Por último, se observó una disminución significativa de glicosaminoglicanos totales luego de 6 horas de incubación con los estímulos. Lo que indicó una actividad lisosomal en las células tratadas con rhNAGLU. Estos resultados mostraron el potencial de K. phaffii NRRL Y-11430/ΔOCH1 como plataforma alternativa para la producción de NAGLU recombinante y el potencial de estas enzimas como herramientas terapéuticas para el desarrollo de una terapia de reemplazo enzimático.