Use of a Modified α-N-Acetylgalactosaminidase in the Development of Enzyme Replacement Therapy for Fabry Disease

A modified α-N-acetylgalactosaminidase (NAGA) with α-galactosidase A (GLA)-like substrate specificity was designed on the basis of structural studies and was produced in Chinese hamster ovary cells. The enzyme acquired the ability to catalyze the degradation of 4-methylumbelliferyl-α-D-galactopyranoside. It retained the original NAGA's stability in plasma and N-glycans containing many mannose 6-phosphate (M6P) residues, which are advantageous for uptake by cells via M6P receptors. There was no immunological cross-reactivity between the modified NAGA and GLA, and the modified NAGA did not react to serum from a patient with Fabry disease recurrently treated with a recombinant GLA. The enzyme cleaved globotriaosylceramide (Gb3) accumulated in cultured fibroblasts from a patient with Fabry disease. Furthermore, like recombinant GLA proteins presently used for enzyme replacement therapy (ERT) for Fabry disease, the enzyme intravenously injected into Fabry model mice prevented Gb3 storage in the liver, kidneys, and heart and improved the pathological changes in these organs. Because this modified NAGA is hardly expected to cause an allergic reaction in Fabry disease patients, it is highly promising as a new and safe enzyme for ERT for Fabry disease

Efficient Uptake of Recombinant α-Galactosidase A Produced with a Gene-Manipulated Yeast by Fabry Mice Kidneys

To economically produce recombinant human α-galactosidase A (GLA) with a cell culture system that does not require bovine serum, we chose methylotrophic yeast cells with the OCH1 gene, which encodes α-1,6-mannosyltransferase, deleted and over-expressing the Mnn4p (MNN4) gene, which encodes a positive regulator of mannosylphosphate transferase, as a host cell line. The enzyme (yr-hGLA) produced with the gene-manipulated yeast cells has almost the same enzymological parameters as those of the recombinant human GLA produced with cultured human fibroblasts (agalsidase alfa), which is currently used for enzyme replacement therapy for Fabry disease. However, the basic structures of their sugar chains are quite different. yr-hGLA has a high content of phosphorylated N-glycans and is well incorporated into the kidneys, the main target organ in Fabry disease, where it cleaves the accumulated glycosphingolipids. A glycoprotein production system involving this gene-manipulated yeast cell line will be useful for the development of a new enzyme replacement therapy for Fabry disease

学位論文審査報告

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Reviewing Reports of Doctor\u27s Theses

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