Avaliação do Encapsulamento da Asparaginase pela α2-Macroglobulina Humana via Ligação Tioéster: Caracterizações e implicações Bioquímicas
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9134/tde-06022026-150419/ |
Resumo: | AL-Asparaginase (ASNase) desempenha papel crucial no tratamento de primeira linha da Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA). No entanto, ASNases comerciais frequentemente desencadeiam respostas imunogênicas devido a sua origem bacteriana, tornando importante o desenvolvimento de formulações com menor imunogenicidade. As α2-Macroglobulinas (α2Ms) são proteínas abundantes no plasma humano, capazes de aprisionar e inibir uma ampla gama de endopeptidases. Além disso, já foi relatada a formação de complexos entre α2Ms e proteínas não proteolíticas sem comprometer a atividade biológica do substrato aprisionado. Com base nisso, propromos a complexação das ASNases com α2-Macroglobulina humana (hα2M), visando proteger a enzima bacteriana do reconhecimento por anticorpos e proteases in vivo. Essa dissertação apresenta uma revisão sobre hα2M, que aborda sua estrutura, mecanismos e funções no sistema imune inato. O projeto experimental teve como objetivo desenvolver um complexo covalente hα2M-ASNase, comprovar sua formação e avaliar seu efeito na atividade de ASNase. Por meio de análises de eletroforese, zimografia, Western blot quimioluminescente, densitometria e ensaio de Nessler comprovamos a formação de um complexo covalente. A metodologia iniciou com a produção heteróloga de ASNase, seguida da formação do complexo com hα2M comercial (Sigma) e avaliação da atividade asparaginásica. Observou-se que a hα2M comercial apresentava formas heterogêneas de conformação quatemária, possivelmente prejudiciais ao objetivo proposto. Optou-se, então, pela purificação de hα2M do plasma humano (obtido comercialmente), e verificou-se a formação de complexo covalente com a ASNase de E. coli (EcAII) e com proteoformas glicosiladas da ASNase de D. dadantii (ErA-Glico). Apesar disso, devido à baixa taxa de incorporação e baixa atividade do complexo, essa estratégia foi descartada como candidato a biobetter de ASNase. Este trabalho demonstrou, pela primeira vez, a formação de um complexo covalente entre hα2M e uma enzima tetramérica, além de fornecer hipóteses sobre a interação dessas proteínas, com potencial relevância biológica e translacional para novos estudos. |
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Avaliação do Encapsulamento da Asparaginase pela α2-Macroglobulina Humana via Ligação Tioéster: Caracterizações e implicações BioquímicasEvaluation of asparaginase encapsulation by human α2-Macrolgobulin via thioester bond: Biochemical characterizations and implicationsα2-Macroglobulina humanaBiofármacoBiopharmaceuticalComplexo protéico covalenteCovalent protein complexHuman α2-MacrolgobulinL-asparaginaseL-asparaginaseAL-Asparaginase (ASNase) desempenha papel crucial no tratamento de primeira linha da Leucemia Linfoblástica Aguda (LLA). No entanto, ASNases comerciais frequentemente desencadeiam respostas imunogênicas devido a sua origem bacteriana, tornando importante o desenvolvimento de formulações com menor imunogenicidade. As α2-Macroglobulinas (α2Ms) são proteínas abundantes no plasma humano, capazes de aprisionar e inibir uma ampla gama de endopeptidases. Além disso, já foi relatada a formação de complexos entre α2Ms e proteínas não proteolíticas sem comprometer a atividade biológica do substrato aprisionado. Com base nisso, propromos a complexação das ASNases com α2-Macroglobulina humana (hα2M), visando proteger a enzima bacteriana do reconhecimento por anticorpos e proteases in vivo. Essa dissertação apresenta uma revisão sobre hα2M, que aborda sua estrutura, mecanismos e funções no sistema imune inato. O projeto experimental teve como objetivo desenvolver um complexo covalente hα2M-ASNase, comprovar sua formação e avaliar seu efeito na atividade de ASNase. Por meio de análises de eletroforese, zimografia, Western blot quimioluminescente, densitometria e ensaio de Nessler comprovamos a formação de um complexo covalente. A metodologia iniciou com a produção heteróloga de ASNase, seguida da formação do complexo com hα2M comercial (Sigma) e avaliação da atividade asparaginásica. Observou-se que a hα2M comercial apresentava formas heterogêneas de conformação quatemária, possivelmente prejudiciais ao objetivo proposto. Optou-se, então, pela purificação de hα2M do plasma humano (obtido comercialmente), e verificou-se a formação de complexo covalente com a ASNase de E. coli (EcAII) e com proteoformas glicosiladas da ASNase de D. dadantii (ErA-Glico). Apesar disso, devido à baixa taxa de incorporação e baixa atividade do complexo, essa estratégia foi descartada como candidato a biobetter de ASNase. Este trabalho demonstrou, pela primeira vez, a formação de um complexo covalente entre hα2M e uma enzima tetramérica, além de fornecer hipóteses sobre a interação dessas proteínas, com potencial relevância biológica e translacional para novos estudos.L-Asparaginase (ASNase) plays a crucial role as a first-line therapeutic agent in the treatment of acute lymphoblastic leukemia (ALL). However, commercially available ASNases often trigger immunogenic responses due to their bacterial origin, highlighting the need for new formulations with reduced immunogenicity. α2-Macroglobulins (α2Ms) are abundant human plasma proteins capable of trapping and inhibiting a wide range of endopeptidases. In addition, α2Ms have been reported to form complexes with non-proteolytic proteins without compromising the biological activity of the trapped substrate. Based on these observations, we proposed the complexation of ASNases with human α2-Macroglobulin (hα2M) as a strategy to shield the bacterial enzyme from antibody and protease recognition in vivo. This dissertation also provides a comprehensive review of hα2M, addressing its structure, mechanisms, and roles in the innate immune system. The experimental project aimed to develop a covalent hα2M--ASNase complex, confirm its formation, and evaluate its effect on ASNase activity. Through electrophoretic analysis, zymography, chemiluminescent Western blotting, densitometry, and Nessler assays, we confirmed the formation of a covalent complex. The workflow began with heterologous production of ASNase, followed by complex formation with commercial hα2M (Sigma) and subsequent assessment of enzymatic activity. It was observed that commercial hα2M exhibited heterogeneous quaternary conformations, which likely impaired the intended complexation. Therefore, hα2M was purified from commercially obtained human plasma, and complex formation was verified with both E. coli ASNase (EcAII) and glycosylated proteoforms of D. dadantii ASNase (ErA-Glyco). Despite evidence of covalent binding, the low incorporation rate and poor enzymatic activity of the complex led us to discard this approach as a biobetter ASNase candidate. This work demonstrates, for the first time, the formation of a covalent complex between hα2M and a tetrameric enzyme, and provides new hypothèses regarding the interaction between thèse proteins, with potential biological and translational relevance for future studies.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMonteiro, GiseleAndrade, Pietro de Carvalho2025-12-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9134/tde-06022026-150419/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-02-11T15:20:02Zoai:teses.usp.br:tde-06022026-150419Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-02-11T15:20:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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