PT1740204T - Medicinal use of alpha-mannosidase - Google Patents

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PT1740204T
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Andersson Claes
Fogh Jens
Weigelt Cecilia
Prieto Roces Diego
Von Figura Kurt
Irani Meher
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Chiesi Farm Spa
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Abstract

Uso de una alfa-manosidasa lisosómica para la preparación de un medicamento para el tratamiento de alfamanosidosis, en el que dicho medicamento debe administrarse por administración intravenosa.Use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for the treatment of alpha-mannosis, wherein said medicament must be administered by intravenous administration.

Description

DESCRIÇÃO "UTILIZAÇÃO MÉDICA DE ALFA-MANOSIDASE"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção proporciona meios e estratégias para tratar o distúrbio de armazenamento lisossómico alfa-manosidose por terapia de reposição enzimática. Em particular, a invenção refere-se à redução de oligossacáridos ricos em manose neutros armazenados em células dentro do sistema nervoso central.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Alfa-manosidose A alfa-manosidose é uma doença autossómica recessiva gue ocorre à escala mundial com uma frequência entre 1/1 000 000 e 1/500 000. A manosidose encontra-se em todos os grupos étnicos na Europa, América, África e também na Ásia. É detetada em todos os países com um bom serviço de diagnóstico para distúrbios de armazenamento lisossómico, a uma frequência semelhante. Nascem aparentemente saudáveis, contudo os sintomas das doenças são progressivos. A alfa-manosidose apresenta heterogeneidade clínica, que vai desde formas muito graves a muito ligeiras. Os sintomas clínicos típicos são: atraso mental, alterações esqueléticas, sistema imunitário debilitado que resulta em infeções recorrentes, deficiência auditiva e, frequentemente, a doença está associada a características faciais atípicas tais como um rosto grosseiro, uma testa proeminente, uma ponte nasal achatada, um nariz pequeno e uma boca larga. Nos casos muito graves (manosidose tipo I) as crianças sofrem de hepatoesplenomegalia, e morrem durante os primeiros anos de vida. Provavelmente, esta morte precoce é provocada por infeções graves devido a imunodeficiência provocada pela doença. Nos casos mais ligeiros (manosidose tipo 2) os doentes atingem geralmente a idade adulta. As fraquezas esqueléticas dos doentes resultam na necessidade de cadeiras de rodas aos 2 0 a 4 0 anos de idade. A doença provoca uma disfunção difusa do cérebro que resulta frequentemente em fracos desempenhos mentais que excluem tudo exceto as aptidões mais básicas de leitura e escrita simples. Estes problemas associados a deficiências auditivas e outras manifestações clinicas impedem que o doente tenha uma vida independente, sendo a consequência a necessidade de cuidados ao longo de toda a vida.

Alfa-manosidase lisossómica A alfa-manosidose resulta de uma atividade deficiente de alfa-manosidase lisossómica (LAMAN, EC3.2.1.24). A doença caracteriza-se pela acumulação intracelular maciça de oligossacáridos ricos em manose, isto é, oligossacáridos que têm resíduos de al,2-, al,3- e al,6-manosilo nas suas extremidades não redutoras. Estes oligossacáridos resultam principalmente da degradação intralisossómica de glicoproteínas com oligossacáridos ligados por N. No entanto, alguns resultam do catabolismo de oligossacáridos ligados a dolicol e de glicoproteínas dobradas incorretamente redirecionadas para o citosol para degradação pelo proteassoma (4, 5) . O armazenamento lisossómico é observado numa grande gama de tipos de células e tecidos, incluindo neurónios em todas as regiões do cérebro. LAMAN é uma exoglicosidase que hidrolisa estes resíduos de alfa-D-manose não redutores terminais em alfa-D-manósidos a partir da extremidade não redutora durante a degradação ordenada das glicoproteínas ligadas por N (Aronson e Kuranda FASEB J 3:2615-2622. 1989). A enzima humana é sintetizada como um único polipéptido de 1011 aminoácidos com um péptido sinal putativo de 49 resíduos que é processado em três glicopéptidos principais de 15, 42 e 70 kD. (Nilssen et al. Hum.Mol.Genet. 6, 717-726. 1997). O gene da alfa-manosidase lisossómica O gene que codifica a LAMAN (MANB) encontra-se localizado no cromossoma 19 (19cen-ql2), (Kaneda et al. Chromosoma 95:8-12. 1987). A MANB consiste em 24 exões, que abrange 21,5 kb (Números de acesso do GenBank U60885-U60899; Riise et al. Genomics 42:200-207 . 1997). O transcrito de LAMAN tem » 3 500 nucleótidos (nts) e contém uma grelha de leitura aberta que codifica 1 011 aminoácidos (GenBank U60266.1) . A clonagem e sequenciação do ADNc humano que codifica a LAMAN foram publicadas em três artigos (Nilssen et al. Hum.Mol. Genet. 6, 717-726. 1997; Liao et al. J.Biol.Chem. 271, 28348-28358. 1996; Nebes et al. Biochem.Biophys.Res.Commun. 200, 239-245. 1994). Curiosamente, as três sequências não são idênticas. Quando comparada com a sequência de Nilssen et al. (# acesso U60266.1), Liao et al. e Nebes et al. observaram uma modificação de TA para AT nas posições 1670 e 1671 que resultavam numa substituição de valina por ácido aspártico.

Mutações

Em 1997 Nilssen et al. (Hum Mol Genet 6:717-726) descreveram a primeira mutação causadora de doença nos fibroblastos de dois irmãos com manosidose numa família Palestiniana altamente consanguínea. Nestes dois doentes, a cause da doença é uma mutação pontual no gene, com o nucleótido Adenina substituído por Timidina. Desde então, foram encontradas várias causas genéticas para a doença no ser humano. Hoje em dia as mutações que provocam alfa-manosidose foram caracterizadas em mais de 60 doentes, principalmente em Europeus. Estas mutações variam tanto em tipo, abrangendo substituições, supressões e adições de nucleótidos, como abrangem a maioria dos 24 exões do gene (Berg et al. Am J Genet 64: 77-88. 1999).

As consequências das mutações ao nivel da proteína também variam, desde as substituições de aminoácidos que afetam tanto o sítio ativo como a dobragem, até desvios de grelha precoces e codões de terminação prematura, que resultam num produto completamente inativo. A sequência de aminoácidos e a estrutura da enzima num número de espécies diferentes. Quando se compara espécies, muitas das mutações humanas e bovinas observadas estão localizadas numa região altamente "conservada" do polipéptido de manosidase para várias espécies como o ser humano, gado bovino, gato, baleia, aves, bacalhau e fundo mucilaginoso, o que indica que estas regiões são muito importantes para a função da enzima.

Apesar dos muitos tipos diferentes de mutações, parece que todas as mutações provocam a perda completa semelhante de atividade enzimática nas células. Assim, aparentemente, as variações relativamente à gravidade clinica não podem ser explicadas por variações na atividade enzimática. Em vez disso, estas variações são provocadas por outros fatores, que são atribuídos à capacidade geral do organismo para reduzir os efeitos nocivos dos oligomanósidos que se acumulam, e pelos meios para prevenir e tratar infeções e outros sintomas clínicos nos doentes.

Diagnóstico 0 diagnóstico de alfa-manosidose baseia-se atualmente na avaliação clínica, deteção de oligossacáridos ricos em manose na urina e medições diretas da atividade de alfa-manosidase em vários tipos de células, tais como leucócitos, fibroblastos e amniócitos (Chester et al., In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milan, pp 89-120. 1982; Thomas e

Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease. Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp 2529-2562. 1995).

Uma vez que, inicialmente, os sintomas são frequentemente ligeiros e o diagnóstico bioquímico é difícil, o diagnóstico é frequentemente feito tarde no decurso da doença. É óbvio que os doentes e as suas famílias beneficiariam substancialmente de um diagnóstico precoce.

Modelos animais A alfa-manosidose foi descrita em gado bovino (Hocking et al. Biochem J 128:69-78. 1972), gatos (Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sei. 91: 2970-2974, 1994) e porquinhos-da-índia (Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999) . Um modelo em rato foi recentemente gerado por interrupção direcionada do gene de alfa-manosidase (Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999).

Como nos humanos, a alfa-manosidose parece ser provocada por mutações específicas no gene que codifica a alfa-manosidase lisossómica. Berg et al. (Biochem J. 328:863-870,1997) relataram a purificação de alfa-manosidase lisossómica de fígado felino e a determinação da sua sequência de ADNc. A enzima ativa consiste em 3 polipéptidos, com massas moleculares de 72, 41 e 12 kD. Analogamente à enzima humana foi demonstrado que a enzima felina é sintetizada como um precursor de cadeia simples com um péptido sinal putativo de 50 aminoácidos, seguido de uma cadeia polipeptídica de 957 aminoácidos, que é dissociada nos 3 polipéptidos da enzima madura. A sequência de aminoácidos deduzida foi 81,1% e 83,2% idêntica às sequências humana e bovina, respetivamente. Foi identificada uma supressão de 4 pb num gato Persa afetado; a supressão resultou num deslocamento da grelha do codão 583 e na terminação prematura no codão 645. Não foi possível detetar atividade enzimática no fígado do gato. Um gato de pelo comprido doméstico que expressava um fenótipo mais ligeiro tinha uma atividade enzimática que era 2% da normal; este gato não tinha a supressão de 4 pb. Tollersrud et al. (Eur J Biochem 246:410-419, 1997) purificaram a enzima de rim bovino até à homogeneidade e clonaram o gene. O gene foi organizado em 24 exões que abrangia 16 kb. Com base na sequência do gene identificaram duas mutações no gado bovino.

Neste momento os ratos com gene de α-manosidase inativado proporcionam o melhor modelo farmacológico disponível para o tratamento investigativo de α-manosidose para apoiar a submissão regulamentar. Atualmente, não existem modelos aceitáveis, que não utilizem animais vivos.

Necessidade médica de terapia para a alfa-manosidose À luz das manifestações clínicas graves resultantes da acumulação de oligossacáridos ricos em manose, a falta de tratamento eficaz para a alfa-manosidose é bem reconhecida. Presentemente, as opções terapêuticas principais para o tratamento da doença são o transplante de medula óssea e a terapia de reposição enzimática.

Transplante de medula óssea

Em 1996 Walkley et al. (Proc. Nat. Acad. Sei. 91: 2970- 2974, 1994) publicaram um artigo sobre 3 gatinhos com manosidose que foram tratados com transplante de medula óssea (BMT) em 1991. Nos 2 animais que foram sacrificados foi observada uma normalização, não só no corpo, mas, de forma mais importante, também no cérebro. O terceiro gato estava bem após 6 anos. Normalmente, um gato não tratado morre com 3-6 meses. Em 1987 uma criança com manosidose foi tratada com BMT (Will et al. Arch Dis Child 1987 Oct;62 (10) :1044-9) . Morreu após 18 semanas devido a complicações relacionadas com o procedimento. No cérebro encontrou-se pouca atividade enzimática. Este resultado dececionante podia ser explicado pelo tratamento imunossupressor pesado antes da morte, ou pelo facto de ser necessário tempo para que haja um aumento da atividade enzimática no cérebro após BMT. 0 doador foi a mãe (que como portadora se esperaria que tivesse menos de 50% de atividade enzimática) ou pode ser que a BMT no ser humano não tenha efeito sobre a função da enzima no cérebro. Apesar de ter resultados variáveis, as poucas tentativas de transplante de medula óssea indicam, desse modo, que um enxerto bem-sucedido pode corrigir as manifestações clinicas da alfa-manosidose, pelo menos em parte. No entanto, o desafio para reduzir as complicações graves relacionadas com o procedimento, quando se aplica o transplante de medula óssea em terapia humana continua por resolver.

Terapia de reposição enzimática

Quando se descobriu as doenças de armazenamento lisossómico, surgiram esperanças de que poderiam ser tratadas por reposição enzimática. A terapia de reposição enzimática mostrou ser eficaz na doença de Gaucher. Quando glucocerebrosidase lisossómica exógena é injetada no doente, esta enzima é captada por células com deficiência de enzima (Barton et al. N Engl J Med 324:1464-1470). Essa captação é regulada por certos recetores sobre a superfície celular como, por exemplo, o recetor de manose-6-fosfato, que é quase ubíquo na superfície de células e outros recetores tais como o recetor de assialoglicoproteína e o recetor de manose, que se restringem a certos tipos de células tais como as células da linha celular de monócitos/macrófagos e hepatócitos. A captação celular da enzima é, portanto, fortemente dependente do seu perfil de glicosilação. Se concebida apropriadamente, a enzima deficiente poderia ser substituída por injeções regulares de uma enzima exógena da mesma maneira que os doentes diabéticos recebem insulina. Estudos in vitro com alfa-manosidase lisossómica ativa purificada, adicionada aos meios de fibroblastos com deficiência de enzima mostraram uma correção da acumulação de substrato lisossómico. 0 tratamento in vivo, por outro lado, tem sido impedido, em parte, pelo problema de produzir a quantidade suficiente de enzimas, e por complicações resultantes de reações imunológicas contra a enzima exógena. No entanto, mais importante ainda, aplicam-se considerações especiais relativamente às doenças de armazenamento lisossómico com uma componente neurológica importante, tal como a alfa-manosidose, em que as manifestações clínicas estão associadas ao aumento do armazenamento lisossómico dentro do sistema nervoso central. Assim, a terapia de reposição enzimática não mostrou ser eficaz contra a variante neuronopática aguda da doença de Gaucher (Prows et al. Am J Med Genet 71:16-21). A administração de enzimas terapêuticas ao cérebro é impedida pela ausência de transporte destas moléculas grandes através da barreira hematoencefálica. A partir da noção geral de que a barreira hematoencefálica deve ser contornada para se observar um efeito de agentes terapêuticos no cérebro, tem sido considerada a utilização de uma grande diversidade de sistemas de administração. Estes incluem técnicas invasivas tais como a abertura osmótica da barreira hematoencefálica com, por exemplo, manitol e técnicas não invasivos tais como a endocitose mediada por recetores de enzimas quiméricas. Uma vez que se prevê que a reposição enzimática exija a administração da enzima numa base regular, a utilização de técnicas invasivas deve ser evitada. A utilização de técnicas não invasivas, por outro lado, não proporcionou resultados promissores. Foi considerado que o armazenamento reduzido em órgãos viscerais e nas meninges poderia reduzir a quantidade de oligossacáridos que é transportada para o cérebro. No entanto, considera-se que essas considerações não se aplicam aos distúrbios lisossómicos, nos quais o dano neurológico é primário e grave (Neufeld, E. F. Enzyme replacement therapy, in "Lysosomal disorders of the brain (Platt, F. M. Walkley, S. V: eds Oxfor University Press). Por conseguinte, mantém-se a procura por um tratamento eficaz da alfa-manosidose. A WO 02/099092 (Fogh et al., 2002) e Berg et al., Molecular Genetics and Metabolism, vol. 73, n.° 1, abril de 2001, páginas 18-29, divulga a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica (LAMAN) para a preparação de um medicamento para reduzir os niveis intracelulares de oligossacáridos ricos em manose dentro do SNC administrando LAMAN "sobre membranas celulares".

Fogh et al., 2002, discute a terapia de reposição enzimática e divulga que se apropriadamente concebida a enzima em falta poderia ser injetada regularmente como o indivíduo diabético injeta insulina. Além do mais, Fogh et al. , 2002 e Berg et al. , 2001, divulgam a expressão e purificação de LAMAN humana a partir de células CHO e demonstram in vitro a captação de LAMAN em fibroblastos de um doente com manosidose. No entanto, Fogh et al., 2002, e Berg et al., 2001, não divulgam a administração por injeção intravenosa repetida a uma frequência específica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um primeiro aspeto da presente invenção proporciona a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento para o tratamento de alfa-manosidose, em que o referido medicamento é para ser administrado por administração intravenosa.

Uma forma de realização da presente invenção refere-se à utilização, em que o medicamento é para ser administrada por infusão, ou injeção intravenosa repetida numa frequência que corresponde a 1 a 5 injeções diárias, 1 a 5 injeções por semana, 1 a 5 injeções a cada 2 semanas ou 1 a 5 injeções a cada mês.

Uma segunda forma de realização da presente invenção refere-se à utilização, em que o referido medicamento não compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar para células dentro do sistema nervoso central.

Uma terceira forma de realização da presente invenção refere-se à utilização, em que a alfa-manosidase lisossómica compreende a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO: 1.

Uma outra forma de realização da presente invenção refere-se à utilização, em que o referido medicamento não compreende um componente para direcionar para células dentro do sistema nervoso central e não compreende um componente com a capacidade para atuar como veiculo para passagem pela barreira hematoencefálica.

Outra forma de realização da presente invenção refere-se à utilização, em que o referido medicamento é administrado numa quantidade, que está dentro da gama de 5 a 300 mU de alfa-manosidase lisossómica por grama de peso corporal do indivíduo a ser tratado.

Ainda outra forma de realização da presente invenção refere-se à utilização, em que uma fração da referida alfa-manosidase lisossómica consiste em alfa-manosidase lisossómica que tem um ou mais oligossacáridos ligados por N portadores de resíduos de manose-6-fosfato.

Uma forma de realização preferida da presente invenção refere-se à utilização, em que a referida alfa-manosidase lisossómica é uma enzima recombinante.

DEFINIÇÕES E TERMOS

Por "componente" entende-se, em termos latos, um elemento que faz parte do todo. Mais especificamente, o termo refere-se a uma substância presente numa mistura. Uma tal substância pode ser um composto definido como um material constituído por elementos combinados quimicamente em proporções definidas em massa. Os exemplos de compostos inorgânicos tais como espécies moleculares pequenas, compostos orgânicos tais como hidratos de carbono incluindo açúcares simples e polímeros polissacáridos complexos, péptidos, proteínas, peptidomiméticos, ácidos nucleicos e anticorpos. 0 termo "sistema nervoso central" refere-se ao cérebro, medula espinal e nervos raquidianos. 0 sistema nervoso central não inclui os nervos periféricos nos braços, pernas, músculos e órgãos.

No presente contexto o termo "cérebro" refere-se àquela porção do sistema nervoso central que está localizada dentro do crânio incluindo as suas duas metades (direita e esquerda) referidas como hemisférios.

Também no presente contexto, as células extraneuronais tais como as células nos endotélios e epitélios do plexo coroide não são para ser consideradas como parte do sistema nervoso central e do cérebro. Da mesma forma, o cérebro e o sistema nervoso central não compreendem as meninges. 0 "plexo coroide" é uma proliferação vascular ou franja da tela coroideia no terceiro e quarto ventrículos e no ventrículo cerebral lateral; segrega o líquido cefalorraquidiano, regulando, desse modo, em certa medida a pressão intraventricular. 0 termo "meninges" refere-se às três membranas que cobrem o cérebro e a medula espinal. A meninge exterior é chamada a dura-máter, e é a mais resiliente das três. A camada do centro é a pia-máter, e a camada mais interna fina é o aracnoide.

Por "complexo" ou "conjugado" entende-se uma molécula ou um grupo de moléculas que são mantidas juntas por ligações de van der Waals e/ou eletrostáticas e/ou covalentes. 0 termo "exógeno" refere-se a um componente que é introduzido a partir do exterior ou produzido fora do organismo ou sistema; especificamente, o termo refere-se aos componentes que não são sintetizados dentro do organismo ou sistema. 0 termo "permeante" refere-se a um componente que é capaz de passar através de uma membrana semipermeável particular. Uma tal membrana semipermeável pode ser a barreira hematoencefálica e/ou a barreira maternofetal.

Os termos "barreira hematoencefálica" e "barreira sangue-cérebro" referem-se ao sistema de barreira que separa o sangue do parênquima do sistema nervoso central. 0 termo "direcionado para" refere-se ao processo do processo de ter proteínas com certos sinais de forma que as proteínas são direcionadas especificamente para certas localizações celulares, por exemplo, o lisossoma.

DESCRIÇÃO DETALHADA A marca distintiva da α-manosidose é o armazenamento de oligossacáridos neutros numa grande variedade de tecidos (ver Fig. 2, faixa 1 e faixa 2) . Estes oligossacáridos contêm 2-9 resíduos de manose e um resíduo de N-acetilglucosamina na sua extremidade redutora e resultam, portanto, da ação de uma endoglucosaminidase. 0 forte envolvimento do sistema nervoso central reflete-se no fenótipo clínico da alfa-manosidose que vai desde formas infantis graves até formas juvenis mais ligeiras com atraso mental apenas moderado. A fundamentação lógica por trás da presente invenção emerge da observação surpreendente de que a administração intravenosa repetida de alfa-manosidase recombinante resulta numa redução acentuada nos níveis de oligossacáridos ricos em manose neutros armazenados no cérebro.

No seu aspeto mais lato, a presente divulgação refere-se a um polipéptido de LAMAN recombinante e a uma sequência de nucleótidos que codifica o polipéptido de LAMAN, a um sistema de expressão capaz de expressar o polipéptido assim como a composições farmacêuticas que compreendem o polipéptido ou parte do mesmo e à utilização do polipéptido para prevenir ou tratar o desenvolvimento de sintomas relacionados com alfa-manosidose provocados por uma deficiência, num indivíduo, da enzima alfa-manosidase lisossómica (LAMAN).

Num aspeto principal, a invenção proporciona a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento para reduzir os níveis intracelulares de oligossacáridos ricos em manose neutros em células dentro de uma ou mais regiões do sistema nervoso central, tal como uma ou mais regiões dentro do cérebro. Os oligossacáridos ricos em manose neutros contêm dois a nove resíduos de manose ligados a um único resíduo de N-acetilglucosamina.

Outro aspeto principal da invenção refere-se a uma formulação de uma alfa-manosidase lisossómica para utilização como um medicamento para reduzir os níveis intracelulares de oligossacáridos ricos em manose neutros em células dentro de uma ou mais regiões do sistema nervoso central.

Para ambos os aspetos principais da invenção é ainda mais preferido que a alfa-manosidase lisossómica seja selecionada do grupo que consiste em (a) a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:l; (b) uma porção da sequência em (a) que seja enzimaticamente equivalente à alfa-manosidase lisossómica humana recombinante (c) uma sequência de aminoácidos análoga que possua pelo menos 75% de identidade de sequência com qualquer uma das sequências em (a) ou (b) e que seja, ao mesmo tempo, enzimaticamente equivalente à alfa-manosidase lisossómica humana recombinante.

Pode ser preferido que o grau de identidade de sequência entre a sequência de ácido nucleico compreendida dentro da célula de acordo com a invenção e a SEQ ID NO: 1 seja de pelo menos 80%, tal como pelo menos 85%, pelo menos 90%, pelo menos 95%, pelo menos 97%, pelo menos 98% ou pelo menos 99%.

No presente contexto, uma sequência de aminoácidos análoga ou uma porção de uma sequência de aminoácidos que é enzimaticamente equivalente à alfa-manosidase lisossómica humana recombinante, é um polipéptido, que tem uma atividade especifica de pelo menos 5 U/mg quando presente numa pureza de pelo menos 90%. A pureza é determinada convenientemente utilizando técnicas convencionais tais como SDS-PAGE. A atividade especifica pode ser determinada num ensaio enzimático como descrito no exemplo 2 do presente pedido. Resumidamente, o polipéptido purificado é incubado com o substrato, p-nitrofenil-a-manopiranosídeo a 37 °C durante uma quantidade apropriada de tempo antes de a reação ser parada pela adição de glicina 0,4 M/NaOH pH 10,4. A quantidade de substrato convertido pode ser determinada pela alteração da absorvância a 405 nm (s=18500 M'1 cm-1) .

Nalgumas formas de realização a alfa-manosidase lisossómica é formulada para administração sistémica. As formulações para administração sistémica podem compreender uma variedade de transportadores, excipientes ou estabilizantes farmaceuticamente aceitáveis (Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)), na forma de formulações liofilizadas ou soluções aquosas. Os transportadores, excipientes ou estabilizantes "farmaceuticamente aceitáveis" são não tóxicos para os recetores às dosagens e concentrações utilizadas, e para o presente pedido estão também presentes em concentrações que não têm qualquer efeito sobre a permeabilidade da barreira hematoencefálica. São incluídos tampões tais como fosfato, citrato e outros ácidos orgânicos; antioxidantes incluindo ácido ascórbico e metionina; conservantes (tais como cloreto de octadecildimetilbenzilamónio; cloreto de hexametónio; cloreto de benzalcónio, cloreto de benzetónio: fenol, butilo ou álcool benzílico; alquilparabenos tais como metil- ou propilparabeno; catecol; resorcinol; ciclo-hexanol; 3-pentanol; e m-cresol); polipéptido de baixo peso molecular (menos de cerca de 10 resíduos); proteínas, tais como albumina sérica, gelatina ou imunoglobulinas ; polímeros hidrófilos tais como polivinilpirrolidona; aminoácidos tais como glicina, glutamina, asparagina, histidina, arginina ou lisina; monossacáridos, dissacáridos e outros hidratos de carbono incluindo glicose, manose ou dextrinas; agentes quelantes tais como EDTA; açúcares tais como sacarose, manitol, trealose ou sorbitol; contraiões que formam sais tais como sódio; complexos de metal (por exemplo, complexos de proteínas de Zn); e/ou tensioativos não iónicos tais como TWEEN, PLURONICST ou polietileno glicol (PEG). A terapia bem-sucedida de alfa-manosidose deve resolver eficazmente os desafios colocados pelo sistema nervoso central e pela barreira hematoencefálica, em particular, uma vez que impede a entrada de enzimas lisossómicas no cérebro. 0 componente anatómico da barreira hematoencefálica consiste em células endoteliais únicas nos vasos capilares cerebrais, que têm junções herméticas sem fenestrações e com poucas microvilosidades e poucas vesículas para o transporte de fluidos. 0 seu componente fisiológico consiste, em parte, em enzimas únicas aos endotélios do cérebro e no transporte ativo através de proteínas transportadoras.

Além da barreira hematoencefálica estão presentes barreiras adicionais. Os espaços perivasculares são patrulhados por fagócitos que podem sequestrar compostos estranhos e, além disso, camadas de lâminas basais, malhas macromoleculares de proteína situam-se entre a vasculatura e o parênquima do sistema nervoso central. Depois disto, a glia lamintan, um revestimento constituído pelos pés terminais de astróglia e micróglia formam outra barreira física. Finalmente, os solutos depois da barreira endotelial são também sujeitos a um fluxo de líquido maciço para o exterior através de espaços contíguos. 0 líquido intersticial do parênquima do sistema nervoso central desloca-se parcialmente para o sistema ventricular e para os espaços perivasculares, e posteriormente os solutos são transportados para os espaços subaracnoide a partir dos quais os constituintes solúveis regressam à corrente sanguínea. Assim, existem múltiplas barreiras que limitam e regulam a entrada de elementos da corrente sanguínea para o cérebro.

Tem sido considerado que o problema da barreira hematoencefálica pode ser resolvido com o desenvolvimento de tecnologia de direcionamento de fármacos para o cérebro. Esta tecnologia assenta na administração de proteínas terapêuticas ao cérebro através do acesso em sistemas de transporte endógenos localizados dentro do endotélio capilar do cérebro, que forma a barreira hematoencefálica in vivo. A seguir são dados exemplos não limitativos de componentes com uma capacidade para direcionar ou mediar o direcionamento para o sistema nervoso central e/ou com uma capacidade conhecida para atuar como veículos para administração por passagem pela barreira hematoencefálica e/ou membranas celulares. 1) Péptidos e proteínas como veículos para a passagem de LAMAN para células alvo através da passagem das membranas celulares e/ou da BBB:

Um número de estudos em animais mostrou que certas proteínas e/ou péptidos podem atuar como veículos para passagem da BBB. Por exemplo, as proteínas modificadas pelo fragmento de insulina (Fukuta et al. Phaomacol Res 11: 1681-1688) ou os anticorpos contra o recetor de transferrina (Friden et al. Proc Natl Acad Sei USA 88: 4771-4775) podem passar a barreira hematoencefálica. Da mesma forma, foi também relatado que as proteínas modificadas por acoplamento a poliaminas (Poduslo e Curran. J Neurochem 66: 1599-1606) passam a barreira hematoencefálica. Além disso, os anticorpos monoclonais peptidomiméticos (MAb) sofrem transcitose mediada por recetor (RMT) através da BBB in vivo pelo transporte no recetor de transferrina da BBB endógeno (TfR) ou recetor de insulina (IR) . As proteínas terapêuticas podem ser conjugadas com os vetores de transporte de MAb com tecnologia de avidina-biotina ou como proteínas de fusão. 2) Toxinas como veículos para a passagem de LAMAN para as células alvo por passagem das membranas celulares e/ou da BBB:

Diferentes bactérias, plantas e animais produzem toxinas. As toxinas têm muitos alvos diferentes tais como o intestino (enterotoxinas) , os nervos ou sinapses (neurotoxinas). As toxinas podem atravessar as membranas celulares através de processos mediados por recetores e a forma de realização da presente invenção consiste em utilizar toxinas como veículos para a passagem de rhLAMAN para as células alvo através das membranas celulares e/ou da BBB. As células alvo preferidas são células no SNC e/ou no sistema nervoso periférico. Deve entender-se que é apenas utilizada a parte da toxina que é responsável pela associação e translocação através das membranas celulares. Um exemplo de uma toxina utilizada como um veículo é uma toxina bacteriana tal como a Toxina da Difteria (DT) de Corynebacterium Diptheriae. As toxinas bacterianas exibem uma grande gama de toxicidades e são distribuídas em grupos por estrutura e função. A toxina liga-se a uma célula alvo e entra na célula através de um recetor, e é reduzida para separar os fragmentos. A toxina processada pode ser dividida nos seguintes 3 domínios: 0 domínio catalítico (C), o domínio recetor (R) e o domínio de translocação (T). 0 fragmento catalítico e o fragmento recetor da toxina ou fragmentos dos mesmos são substituídos pela LAMAN. Esta proteína de fusão pode atravessar as membranas celulares e/ou a BBB e, desse modo, administrar a LAMAN às células alvo. Um exemplo da manipulação de uma molécula híbrida poderia ser por tecnologia recombinante

Outros exemplos de toxinas bacterianas para serem utilizadas como veículos são Clostridium Botulinum, Exotoxina A de Pseudomonas produzida por Psedomonas aeruginosa, Toxina da Cólera produzida por Vibrio cholerae, e Toxina da Tosse Convulsa produzida por Bordetella pertussis.

Outros exemplos de toxinas utilizadas como veículos são as toxinas vegetais selecionadas da lista das seguintes toxinas vegetais: inibidores de colinasterase, inibidores de protease, inibidores de amilase, taninos, glicósidos cianogénicos, compostos goitrogénicos, proteínas de lectina, e compostos latirogénicos, alcaloides de pirrozidina.

Ainda outros exemplos de toxinas utilizadas como veículos são as toxinas de moluscos e crustáceos (saxitoxina) e cobras (alfa-bungarotoxina) . 0 especialista pode adicionar outros exemplos à luz dos pormenores e características da invenção. 3) Proteínas e/ou péptidos isolados a partir de bactérias ou vírus como veículos para a passagem de rhLAMAN para as células alvo por passagem das membranas celulares e/ou da BBB: 0 elemento de transação e/ou proteína de transação de bactérias ou vírus pode ser utilizado em conjunto com rhLAMAN para atravessar a BBB e/ou as membranas celulares.

Os exemplos de bactérias são selecionados da seguinte lista: Ns. meningitidis, S. pneumoniae, Hemophilus influenzae, espécies de Staphylococcus, espécies de Proteus, espécies de Pseudomonas, E. coli, Listeria monocytogenes, M. Tuberculosis, Neurolues, Espiroquetas Borrelia burgdorferi de Iodex ricinus.

Os exemplos de vírus são selecionados da seguinte lista de famílias de vírus: Parvoviridae, Papovaviridae, Adenoviridae, Herpesviridae, Poxviridae, Picornaviridae, Reoviridae, Togaviridae, Arenaviridae, Coronaviridae, Retroviridae, Bunyaviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae e Rhabdoviridae. Exemplos relevantes de vírus selecionados da lista mencionada acima são, por exemplo, os vírus do Sarampo, vírus Papova e vírus JC. 4) Sistemas de administração mediados por células A abordagem mediada por células à terapia pode resolver os distúrbios de armazenamento de mais do que uma maneira fundamental. A primeira consiste em substituir ou compensar populações de células deficientes com equivalentes normais. Uma segunda maneira de obter um benefício terapêutico pode ser através de correção cruzada. Tipos de células apropriados proporcionam a capacidade não só de atravessar a barreira endotelial a partir do sangue, mas também de migrar ativamente para o parênquima e instalar-se no meio das células doentes. A célula humana preferida é selecionada de monócitos humanos, fibroblastos humanos e linfócitos humanos. 5) Perturbação da barreira hematoencefálica

Outra estratégia invasiva para aumentar a administração de fármacos ao SNC envolve a administração sistémica de fármacos em conjunto com a rutura transitória da BBB (BBBD) . Teoricamente, com a BBB enfraquecida, os fármacos administrados sistemicamente podem sofrer maiores taxas de extravasamento no endotélio cerebral, o que conduz a um aumento das concentrações parenquimatosas de fármaco. Foi investigada uma variedade de técnicas que rompem transitoriamente a BBB; contudo, apesar de fisiologicamente interessantes, muitas são inaceitavelmente tóxicas e, por conseguinte, não são clinicamente úteis. Estas incluem a infusão de solventes tais como dimetilsulfóxido ou etanol e metais tais como alumínio; irradiação com raios X; e a indução de condições patológicas incluindo hipertensão, hipercapnia, hipoxia ou isquemia.

Uma técnica um pouco mais segura envolve a administração sistémica do fármaco convulsivante, metrazol, que aumenta transitoriamente a permeabilidade da BBB enquanto provoca ataques apopléticos. A administração simultânea do pentobarbital anticonvulsivante bloqueia o ataque apoplético, enquanto permite que BBBD permaneça. A BBB pode ser também comprometida pela administração sistémica de vários agentes antineoplásicos incluindo VP-16, cisplatina, hidroxilureia, flurouracilo e etoposido.

Rutura Osmótica da Barreira Hematoencefálica A injeção intracarótida de uma solução hipertónica inerte tal como manitol ou arabinose foi utilizada para iniciar a contração de células endoteliais e a abertura das junções herméticas da BBB durante um período de algumas horas, e isto permite a administração de agentes antineoplásicos ao cérebro. A rutura osmótica foi testada como uma estratégia para a administração de fármacos macromoleculares tais como anticorpos monoclonais, nanopartículas e vírus. No entanto, o procedimento destrói o mecanismo de autodefesa do cérebro e torna-o vulnerável a danos ou a infeção por todos os produtos químicos ou toxinas circulantes. Os fatores de risco incluem, a passagem de proteínas do plasma, a incorporação de glicose alterada, a expressão de proteínas de choque térmico, microembolismo ou função neuronal anormal. Assim, embora tenha sido desenvolvido um grande número de técnicas para facilitar a administração de compostos através da barreira hematoencefálica muitas delas exibem sucesso limitado na abordagem das outras barreiras mencionadas acima. Portanto, a sua aplicabilidade no tratamento de alfa-manosidose surge limitada.

Pelo contrário, um aspeto muito importante da invenção refere-se, contudo a um esquema para a redução da acumulação intralisossómica de oligossacáridos ricos em manose neutros dentro do sistema nervoso central com base numa técnica, que não é dependente dos meios para mediar o transporte através e/ou penetrar e/ou romper a barreira hematoencefálica. Em formas de realização preferidas da invenção as abordagens descritas acima para aceder ao sistema nervoso central são, portanto, reveladas. Numa forma de realização preferida da invenção, o medicamento de acordo com a invenção não compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar ou mediar o direcionamento para células dentro do sistema nervoso central e/ou um componente com uma capacidade conhecida para atuar como veiculo para passagem através da barreira hematoencefálica.

Exprimido em termos mais exatos, o referido medicamento ou formulação não compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar para as células neuronais e/ou gliais do cérebro.

As formas de realização preferidas referem-se assim à utilização de alfa-manosidase lisossómica, em que o referido medicamento não compreende alfa-manosidase lisossómica numa forma que seja capaz de permear o sistema nervoso central/barreira hematoencefálica. Por conseguinte, é também preferido que a alfa-manosidase lisossómica não seja modificada para obter transporte mediado por transportador através da barreira hematoencefálica e que a alfa-manosidase lisossómica não seja formulada de forma a obter rutura da barreira hematoencefálica.

Em formas de realização igualmente preferidas o medicamento compreende uma alfa-manosidase lisossómica e não compreende a) um veiculo ou vetor, tal como um péptido ou polipéptido, para a administração de alfa-manosidase lisossómica no sistema nervoso central, e b) um componente com uma capacidade conhecida para originar a abertura ou rutura da barreira hematoencefálica, e c) uma célula intacta

Mais especificamente, é um objetivo da presente invenção proporcionar a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento, em que o referido medicamento não compreende um veiculo selecionado do grupo que consiste em péptidos e proteínas exógenos, incluindo o fragmento de insulina, e péptidos e proteínas derivados de vírus ou bactérias, poliaminas, unidades lipófilas incluindo fosfolípidos, anticorpos ou fragmentos de anticorpos tais como anticorpos contra o recetor de transferrina e toxinas.

De igual modo, a invenção refere-se à utilização de alfa-manosidase lisossómica em que a referida preparação de um medicamento não compreende a modificação da referida alfa-manosidase lisossómica pela ligação de poliaminas. 0 medicamento de acordo com a invenção pode compreender ou consistir em uma alfa-manosidase lisossómica, a qual é formulada numa solução isotónica. 0 termo "solução isotónica" refere-se convencionalmente a uma solução que tem a mesma pressão osmótica que o sangue. No contexto da presente invenção, a solução pode ser, mas não está limitada a uma solução isotónica humana. Presentemente, são preferidos tampões de formulação que compreendem ou consistem em Na2HP04 3,10-3,50 mM, NaH2P04 0,4-0,6 mM, Glicina 25-30 mM, Manitol 220-250 mM, e água para preparação injetável. De igual forma, são preferidos tampões de formulação que compreendem ou consistem em Citrato de Sódio 4,0-5,0 mM, Ácido Cítrico 0,3-0,8 mM, Manitol 200-250 mM, Tween 80 3, 0-5, 0 mM, e água para preparação injetável. Alternativamente, a alfa-manosidase lisossómica pode ser formulada em soro fisiológico tamponado com Fosfato (tampão de fosfato 0,01 M + NaCl 0, 145 M, pH=7,2) .

Como mencionado acima, a utilização de células intactas pode proporcionar um meio para a administração de substâncias através da barreira hematoencefálica. A presente invenção, refere-se, contudo, a um medicamento que não compreende uma célula intacta.

Por conseguinte, uma forma de realização ainda mais preferida da invenção refere-se à utilização de alfa-manosidase lisossómica, em que a referida preparação de um medicamento não envolve a utilização de um sistema de administração mediado por células. Em particular, a presente invenção não se baseia na utilização de uma célula intacta selecionada do grupo que consiste em uma célula autóloga transduzida, tal como um fibroblasto transduzido ou um linfócito de sangue periférico e linha de células encapsulada em polímero capaz de segregar alfa-manosidase para o líquido cefalorraquidiano.

Prevê-se que a administração de alfa-manosidase lisossómica resulte numa menor acumulação de oligossacáridos neutros numa grande variedade de células dentro do sistema nervoso central. No entanto, em formas de realização preferidas da invenção, as referidas células dentro de uma ou mais regiões do sistema nervoso central compreendem células neuronais e/ou células gliais. Além disso, as referidas células podem compreender células extraneuronais presentes dentro do sistema nervoso central. O cérebro compreende quatro partes principais, o cérebro, o diencéfalo, o tronco cerebral e o cerebelo. Deve entender- se que a administração de alfa-manosidase afeta o armazenamento de oligossacáridos em uma ou mais destas partes. Em formas de realização ainda mais preferidas da invenção, a referida uma ou mais regiões do sistema nervoso central compreendem uma ou mais regiões dentro do cérebro, diencéfalo, tronco cerebral e/ou cerebelo. É provável que a redução na acumulação de oligossacáridos ricos em manose neutros dentro de certas regiões especificas das quatros partes do cérebro supramencionadas seja de particular relevância relativamente à redução das manifestações clinicas da alfa-manosidose. Em formas de realização mais particulares da invenção, a acumulação de oligossacáridos é reduzida dentro de uma ou mais regiões dentro do cérebro que são selecionadas do grupo que compreende uma ou mais regiões dentro do córtex cerebral, uma ou mais regiões dentro dos núcleos subcorticais e uma ou mais regiões dentro do sistema limbico.

Um número de funções sensoriais e/ou motoras foram atribuídas a várias regiões específicas dentro do córtex cerebral. Dentro do Lobo Frontal, que é geralmente motor em termos de função, o Circunvolução Précentral (Córtex Motor Primário) é responsável pelo controlo do movimento fino, o Córtex de Associação Motora é responsável pela integração da informação para movimentos complexos, o Córtex Motor do Discurso está envolvido na produção de discurso; (área de Brocas), e o Córtex Pré-Frontal está envolvido na tomada de decisões; direção da atenção.

Dentro do Lobo Parietal, o qual é geralmente sensorial em termos de função, o Circunvolução Pós-central (Córtex Somatossensorial Primário) está envolvido na perceção de sensação a partir da pele (Cutânea) e músculo (propriocetivo), o Córtex de Associação Sensorial está envolvido na integração dos sinais sensoriais; direção da atenção sensorial, o Córtex de Associação Esquerdo está envolvido na produção de significado para a linguagem; (área de Wernicke'), e o Córtex de Associação Direito está envolvido na produção de significado para as relações espaciais

Dentro do Lobo Occipital, que é geralmente sensorial em termos de função, o Córtex Visual está envolvido na perceção da sensação visual, o Córtex de Associação Visual está envolvido na perceção do conteúdo e significado visual

Dentro do Lobo Temporal, que é geralmente sensorial em termos de função, o Córtex Auditivo Primário está envolvido na perceção da sensação auditiva, o Córtex de Associação Auditivo está envolvido na perceção do conteúdo e significado auditivo; prolonga-se para o córtex parietal Córtex Gustativo e Olfativo que estão envolvidos na perceção da sensação gustativa e olfativa, o Córtex Insular localizado no prolongamento profundo do sulco lateral está envolvido em proporcionar conhecimento sobre o resultado de eventos.

Outras regiões incluem o Circunvolução Para-hipocampal, que se sobrepõe ao hipocampo, o Hipocampo, que está envolvido na formação de memória de longo prazo e a Amígdala, que está envolvida no sentimento de emoção.

Em formas de realização ainda mais particulares da invenção, os níveis de oligossacáridos são reduzidos em uma ou mais regiões dentro do córtex cerebral que são selecionadas do grupo que compreende o lobo frontal, o Lobo parietal, o lobo temporal e o Lobo occipital.

Noutras formas de realização particulares da invenção, os niveis de oligossacáridos são reduzidos em uma ou mais regiões dentro do diencéfalo que são selecionadas do grupo que compreende o tálamo e o hipotálamo. 0 tálamo é um componente do diencéfalo enterrado profundamente no núcleo do cérebro. Ligados de forma profícua e recíproca com estruturas corticais, os núcleos talâmicos funcionam tanto para retransmitir e modular a transmissão de informação por todo o cérebro. 0 tálamo compreende as seguintes partes principais: 0 grupo nuclear anterior, o grupo nuclear da linha média, o núcleo médio-dorsal, o grupo nuclear intralaminar, o grupo nuclear lateral, o grupo nuclear ventral, os corpos geniculados, o complexo nuclear posterior, o núcleo reticular talâmico, os segmentos de fibras talâmicas e o estrato zonal do tálamo. 0 sistema límbico é um grupo de estruturas do cérebro que estão envolvidas em várias emoções tais como violência, medo, prazer e também na formação de memória. 0 sistema límbico também afeta o sistema endócrino e o sistema nervoso autónomo. Consiste em várias estruturas localizadas em torno do tálamo, imediatamente por baixo do cérebro: 0 hipocampo, o qual está envolvido na formação de memória de longo prazo, a amígdala, a qual está envolvida na violência e medo, a circunvolução cingulada, a circunvolução fornicada, o paleocortex e o hipotálamo, que controla o sistema nervoso autónomo e regula a pressão arterial, frequência cardíaca, apetite, sede e excitação sexual.

Ligado à glândula pituitária e, desse modo, regula o sistema endócrino.

As funções neurológicas localizadas no tronco cerebral incluem aquelas necessárias à sobrevivência (respiração, digestão, frequência cardíaca, pressão arterial) e ao despertar (estar acordado e alerta). A maioria dos nervos cranianos vem do tronco cerebral. 0 tronco cerebral é a via para todos os segmentos de fibra que sobem e descem dos nervos periféricos e medula espinal para as partes superiores do cérebro. Em formas de realização particulares adicionais da invenção os níveis de oligossacáridos são reduzidos em uma ou mais regiões dentro do tronco cerebral que são selecionadas do grupo que compreende o mesencéfalo, a ponte de Varólio e a medula oblongata. A medula oblongata atua principalmente como uma estação retransmissora para o cruzamento de vias motoras entre a medula espinal e o cérebro. Contém também os centros respiratório, vasomotor e cardíaco, assim como muitos mecanismos para controlar as atividades reflexas tais como a tosse, engasgos, deglutição e vomição. 0 mesencéfalo serve como a via nervosa dos hemisférios cerebrais e contém centros de reflexos auditivos e visuais. A ponte de Valório é uma estrutura de tipo ponte, que liga diferentes partes do cérebro e serve como uma estação retransmissora da medula para as estruturas corticais superiores do cérebro. Contém o centro respiratório. A função do cerebelo, que inclui o córtex cerebelar, consiste em facilitar o desempenho dos movimentos através da coordenação da ação dos vários grupos de músculos participantes. Noutras formas de realização particulares da invenção, os níveis de oligossacáridos são reduzidos em uma ou mais regiões dentro do cerebelo que compreende o córtex cerebelar.

Uma vantagem primária da utilização de alfa-manosidase lisossómica recombinante de acordo com a presente invenção refere-se ao facto dos efeitos do tratamento observados no cérebro poderem combinar com os efeitos em células que não fazem parte do sistema nervoso central. Deste modo, é provável que a administração de alfa-manosidase lisossómica exógena corrija a maioria, se não todas, as manifestações clinicas da alfa-manosidose. Em formas de realização preferidas, a invenção refere-se assim à utilização de um medicamento que reduz ainda mais os níveis de oligossacáridos ricos em manose neutros em células de tecidos neurológicos que não estão dentro do sistema nervoso central. Nesta forma de realização da invenção, o referido medicamento compreende ainda um componente, que é capaz de direcionar para células de tecidos neurológicos, que não estão dentro do sistema nervoso central. Em particular, a utilização deste medicamento resulta na correção do armazenamento lisossómico em células que não estão dentro do sistema nervoso central, que compreendem as células mais proeminentes do sistema nervoso periférico. Estas compreendem as células neuronais e/ou as células de Schwann.

As manifestações clínicas da alfa-manosidose podem ser parcialmente aliviadas pelos efeitos isolados da reposição da alfa-manosidase deficiente em tecidos viscerais. No entanto, uma parte central do conceito, que forma a base da presente invenção, refere-se ao facto de que os efeitos benéficos da terapia sobre o armazenamento lisossómico no sistema nervoso central é secundária e/ou dependente de uma redução no armazenamento lisossómico em tecidos fora do sistema nervoso central. Por conseguinte, é uma caracteristica importante da invenção que o referido medicamento seja também utilizado para obter uma redução nos níveis de oligossacáridos ricos em manose neutros em células dentro de tecidos não neurológicos e que o medicamento compreenda um componente capaz de direcionar para células dentro desses tecidos.

Neste contexto, julga-se que os efeitos da alfa-manosidase exógena em tecidos viscerais sejam de importância primária. De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, o medicamento para esse fim compreende um componente, que é capaz de direcionar para células de tecidos neurológicos e/ou não neurológicos fora do sistema nervoso central. Numa forma de realização ainda mais preferida, os referidos tecidos neurológicos e/ou não neurológicos fora do sistema nervoso central compreendem tecidos viscerais selecionados do grupo que compreende fígado, baço, rim e coração.

Está implícito que a alfa-manosidase exógena pode ser administrada para direcionar para células em tecidos relevantes fora do sistema nervoso central através da utilização de, por exemplo, endocitose mediada por recetor. Preferencialmente, a alfa-manosidase é administrada nas membranas celulares de células alvo como aquelas que tiram partido de uma captação mediada pelo recetor de manose ou manose-P-6. Por conseguinte, o fator supramencionado que tem capacidades de direcionamento é preferencialmente a manose-6-fosfato.

Considera-se que qualquer alfa-manosidase de mamífero pode ser utilizada para substituir a enzima deficiente num indivíduo. No entanto, quando o indivíduo é um humano a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica humana será preferida a fim de, por exemplo, minimizar a ocorrência de reações antiqénicas. Por consequinte, as formas de realização preferidas da invenção referem-se à utilização de uma alfa-manosidase lisossómica, a qual é uma alfa-manosidase lisossómica humana.

Numa forma de realização muito preferida, a alfa-manosidase lisossómica compreende a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO.: 1.

Por razões práticas e económicas, prefere-se que a alfa-manosidase seja produzida de forma recombinante. Além disso, prevê-se que para uma hidrolase lisossómica purificada de tecido, essa enzima tenha um baixo teor de manose-6-fosfato. Assim, através da produção recombinante será também possível obter uma preparação da enzima em que uma grande fração contém manose-6-fosfato. A produção recombinante pode ser conseguida após transfeção de uma célula utilizando uma sequência de ácido nucleico que compreende a sequência de SEQ ID NO: 2. A alfa-manosidase é preferencialmente preparada num sistema de células de mamífero para proporcionar um perfil de glicosilação, que assegure uma captação mediada por recetor eficiente em células, por exemplo, de órgãos viscerais do corpo. Em particular, determinou-se que a produção da enzima em células CHO, COS ou BHK assegura uma modificação pós-tradução adequada da enzima pela adição de resíduos de manose-6-fosfato. Além disso é obtido um perfil de sialilação correto. Sabe-se que a sialilação correta é importante para impedir a captação pelo fígado, devido aos resíduos de galactose expostos.

Em formas de realização ainda mais preferidas, o sistema de células de mamífero é, portanto, selecionado do grupo que compreende CHO, células COS ou células BHK (Stein et al. J Biol Chem. 1989, 264, 1252-1259). Pode ser ainda preferido que o sistema de células de mamífero seja uma linha de células de fibroblastos humanos.

Numa forma de realização muito preferida, o sistema de células de mamífero é uma linha de células CHO.

Seque-se que formas de realização igualmente preferidas da invenção referem-se à utilização de uma preparação de alfa-manosidase lisossómica em que uma fração da referida preparação consiste em alfa-manosidase lisossómica que tem um ou mais oligossacáridos ligados por N portadores de grupos de manose-6-fosfato. É ainda mais preferido que uma fração de uma preparação da referida alfa-manosidase lisossómica seja capaz de se ligar a recetores de manose-6-fosfato. A capacidade da enzima para se ligar aos recetores de manose-6-fosfato pode ser determinada num ensaio in vitro como se descreve no exemplo 1 do presente pedido. Aqui, a ligação da enzima a uma Matriz de afinidade MPR 300 proporciona uma medida da sua capacidade para se ligar a recetores de manose-6-fosfato. Numa forma de realização preferida da invenção, a ligação da enzima aos recetores de manose-6-fosfato ocorre in vitro.

Em formas de realização mais preferidas da invenção, esta fração corresponde a desde 1 a 75% da atividade de uma preparação de alfa-manosidase lisossómica, tal como desde 2 a 70%, tal como desde 5 a 60%, tal como desde 10 a 50%, tal como desde 15 a 45%, tal como desde 20 a 40%, tal como desde 30 a 35%.

Por conseguinte, prefere-se que a alfa-manosidase lisossómica tenha um conteúdo de resíduos de manose-6-fosfato que permita uma ligação dependente de manose-6-fosfato desde 2 a 100%, 5 a 95%, 10 a 90%, 20 a 80%, 30 a 70% ou 40 a 60% da quantidade de enzima a uma matriz de recetores de Man-6-P. Presentemente, o grau de fosforilação foi analisado em vários lotes de enzima e, tipicamente, desde 30 a 45% da enzima está fosforilada e liga-se á matriz de afinidade. É ainda mais preferido que uma fração que constitui desde 2 - 100%, 5 - 90%, 10 - 80%, 20 - 75%, 30 - 70%, 35 - 65% ou 40 - 60% da quantidade da referida alfa-manosidase lisossómica se ligue ao recetor de Man-6-P com alta afinidade. Teoricamente, dois grupos de manose-6-fosfato devem ser colocados próximos um do outro para que a enzima se ligue a um recetor de Man-6-P com alta afinidade. Observações recentes sugerem que a distância entre os resíduos de manose fosforilados deve ser de 40 Ã ou menos para se obter ligação de alta afinidade. Na alfa-manosidase lisossómica humana de acordo com a SEQ ID NO: 1 os dois resíduos de manose-6-fosfato podem estar situados nos resíduos de asparagina nas posições 367 e 766. Por conseguinte, prefere-se que o medicamento de acordo com a presente invenção compreenda alfa-manosidase lisossómica, uma fração da qual tem grupos manose-6-fosfato em ambos estes resíduos de asparagina.

Deve entender-se que vários meios de administração diferentes podem ser utilizados para a administração da enzima. Estes incluem injeção ou infusão parentérica incluindo intravenosa, intra-arterial, subcutânea, intraperitoneal ou intramuscular. Uma vez que é provável que a administração seja repetida numa base regular é preferida a utilização de técnicas simples para a administração. Numa forma de realização atualmente muito preferida da invenção, a alfa-manosidase é utilizada para a preparação de um medicamento que se destina a administração intravenosa. Em particular, a administração por injeção diretamente no sistema nervoso central é considerada como não sendo adequada, uma vez que a administração através desta via não pode ser realizada por uma pessoa leiga.

Será evidentemente possível coadministrar o medicamento, o qual é preparado pela utilização da alfa-manosidase de acordo com a invenção com uma composição que compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar ou mediar o direcionamento para o sistema nervoso central. Numa forma de realização muito preferida da presente invenção essa coadministração não é necessária nem desejada e não é para ser incluída no esquema de tratamento. Esta forma de realização refere-se à utilização de acordo com a invenção, em que o referido medicamento é para ser administrado sem a administração suplementar de uma composição que compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar para o sistema nervoso central.

Aparentemente o medicamento é para ser administrado em doses, em que a quantidade de alfa-manosidase lisossómica é suficiente para corrigir os defeitos no armazenamento lisossómico. Parece a partir de estudos anteriores sobre distúrbios lisossómicos relacionados, que pode não ser necessária uma reposição completa da enzima deficiente, para que sejam atingidos níveis correspondentes àqueles observados em indivíduos saudáveis. A fim de minimizar o custo da terapia e, provavelmente, reduzir também os efeitos adversos putativos o objetivo deve ser utilizar quantidades tão pequenas da enzima quanto possivel. Além disso, parece ser possivel "ajustar" o tratamento incluindo as quantidades administradas e a frequência de administração de acordo com o perfil do indivíduo particular. Por conseguinte, em formas de realização preferidas da presente invenção, o medicamento é administrado numa quantidade, que está dentro da gama de 1 a 400 mU de alfa-manosidase lisossómica por grama de peso corporal do indivíduo a ser tratado, tal como dentro da gama de 2 a 350, 5 a 300, 7,5 a 200, 10 a 200, 15 a 150, 20 a 100, 25 a 75, 30 a 60, 35 a 50 ou 40 a 45 mU de alfa-manosidase lisossómica por grama de peso corporal,

Numa forma de realização atualmente mais preferida da invenção o medicamento é administrado numa quantidade de 250 mU de alfa-manosidase lisossómica por grama de peso corporal. Numa forma de realização igualmente preferida da invenção, o medicamento é administrado numa quantidade de 50 mU de alfa-manosidase lisossómica por grama de peso corporal. A atividade específica da alfa-manosidase lisossómica pode ser um fator crucial que influencia a capacidade, em que a referida alfa-manosidase lisossómica tem uma atividade especifica de 5 - 100 U/mg, tal como desde 10 - 90 U/mg, 15 - 80 U/mg, 20 - 70 U/mg, 25 - 65 U/mg, 30 - 60 U/mg ou 35 -55 U/mg.

Na preparação enzimática utilizada na presente invenção, uma fração da quantidade de alfa-manosidase lisossómica está presente na forma de um dimero de 260 kDa constituído por monómeros de 130 kDa de uma sequência de aminoácidos que tem pelo menos 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97%, 98% ou 99% de identidade de sequência com a SEQ ID NO: 1. No entanto, quando analisada sob redução condições, uma fração variável da quantidade de enzima parece ter sido processada nas formas de 7 0 e 55 kDa. Isto indica que uma fração da quantidade da alfa-manosidase lisossómica foi parcialmente dissociada, mas é ainda mantida junta na forma de 260 kDa por pontes dissulfureto. Tanto a forma de 130 kDa como as formas processadas são ativas, mas prefere-se que uma grande fração da quantidade de enzima esteja presente como dimeros da forma precursora de 130 kDa quando administrada ao indivíduo. Preferencialmente, pelo menos 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% ou 100% está presente como um dimero da forma de 130 kDa. Quando a enzima é subsequentemente retomada nos lisossomas esta é processada nos péptidos de 15, 42 e 70 kDa. O péptido de 70 kDa é adicionalmente processado em três péptidos mais pequenos que são ainda mantidos em conjunto por pontes dissulfureto.

Uma vez que se prevê que a terapia de reposição enzimática apenas gere efeitos transitórios, parece evidente que o medicamento pode ser administrado numa frequência que varia desde várias injeções diárias até injeções uma vez ou duas vezes por semana ou mês. Em formas de realização preferidas, o medicamento pode ser administrado numa frequência que corresponde a 1 a 5 injeções diárias, 1 a 5 injeções semanais, 1 a 5 injeções a cada 2 semanas ou 1 a 5 injeções a cada mês. Alternativamente, a frequência pode corresponder a uma injeção a cada 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14 dias.

Em formas de realização igualmente preferidas, o medicamento é administrado por injeção intravenosa repetida numa base diária, por injeção intravenosa repetida a cada 2, 3, 4, 5 ou 6 dias, ou por injeção intravenosa repetida numa base semanal, bissemanal ou mensal.

Numa forma de realização atualmente preferida da invenção, a quantidade de alfa-manosidase lisossómica é administrada uma vez a cada 3 a 4 dias. A administração do medicamento de acordo com a presente invenção por injeção intravenosa conduz apenas a aumentos insignificantes na quantidade de alfa-manosidase lisossómica presente dentro do sistema nervoso central. Embora não se pretenda ficar limitado por esta teoria, parece que os níveis reduzidos de oligossacáridos neutros podem ser secundários e um resultado direto ou indireto dos níveis aumentados de enzima no tecido periférico e órgãos viscerais. Uma vez que a alfa-manosidase lisossómica parece ser rapidamente eliminada da circulação, parece crítico que as quantidades de enzima administrada sejam de forma que os níveis de enzima circulante permaneçam incrementados de modo adequado durante uma quantidade de tempo que permita a captação celular de quantidades apropriadas da enzima através do recetor de Man-6-P ou, provavelmente, também através de outros mecanismos de transporte presentemente desconhecidos. Além disso, os níveis de enzima dentro dos órgãos viscerais e do tecido periférico devem permanecer incrementados de modo adequado durante uma quantidade de tempo suficiente para originar uma redução nos sulfatídeos neutros não só dentro dos órgãos ou tecido, mas também dentro do sistema nervoso central. Por conseguinte, prefere-se que a quantidade de alfa-manosidase lisossómica administrada seja de forma que: a) sejam mantidos níveis eficazes da enzima em circulação durante não menos de 5 - 30 minutos, tal como não menos de 5, 10, 15, 20, 25 ou 30 minutos, e/ou b) sejam mantidos níveis eficazes da enzima nos órgãos viscerais, incluindo o rim, baço e coração, durante não menos de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 ou 24 horas, e/ou c) sejam mantidos níveis eficazes da enzima no fígado durante não menos de 6, 12 ou 24 horas ou 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 dias, posteriormente à injeção, tal como injeção intravenosa, do referido medicamento.

No presente contexto o termo "níveis eficazes" refere-se a níveis de alfa-manosidase lisossómica que são aumentados em pelo menos duas vezes, pelo menos 5 vezes, pelo menos 10 vezes, pelo menos 20 vezes ou pelo menos 50 vezes em comparação com os níveis da enzima observados em extratos de soro ou órgão de indivíduos não tratados quando analisados num ensaio enzimático como descrito no exemplo 2 do presente pedido.

Preferencialmente, a enzima uma vez administrada ao referido indivíduo conduzirá a uma redução nos níveis de oligossacáridos intralisossómicos que corresponde preferencialmente a 20%, mais preferencialmente 30%, ainda mais preferencialmente 40%, ainda mais preferencialmente 50%, ainda mais preferencialmente 60%, muito preferencialmente mais de 70%.

Em particular, a quantidade de alfa-manosidase lisossómica administrada é preferencialmente de forma que: a) a quantidade de oligossacáridos neutros nos órgãos viscerais incluindo o fígado, baço, rim e/ou coração seja reduzida em 10 - 80%, 15 - 85%, 20 - 90%, 25 - 95% ou 30 - 100%, tal como pelo menos 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 ou 95% ao longo de 2, 4, 6, 8, 10, 12 18 ou 24 horas, em comparação com os níveis antes do tratamento ou os níveis observados em indivíduos não tratados, e/ou b) a quantidade de oligossacáridos neutros nos órgãos viscerais incluindo o fígado, baço rim e/ou coração seja reduzida em 40 - 80%, 45 - 85%, 50 - 90%, 55 - 95% ou 60 - 100%, tal como pelo menos em 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 ou 95% ao longo de um período de 1 - 4, 2 - 6 ou 4 - 8 dias, e/ou c) o armazenamento de oligossacáridos neutros no fígado seja reduzido ao longo de um período de 1 a 12, 2-10 ou 4 - 8 dias como determinado por uma presença reduzida de vacúolos de armazenamento dentro das células endoteliais sinusais, células de Kupffer e hepatócitos posteriormente à injeção, tal como injeção intravenosa, do referido medicamento.

Essencial para a presente invenção é a observação de que uma redução nos níveis de oligossacáridos neutros no sistema nervoso central é apenas observada após administração repetida de alfa-manosidase lisossómica. Por conseguinte, pode ser preferido que a quantidade de alfa-manosidase lisossómica administrada seja de forma que: a) sejam mantidos níveis eficazes da enzima em circulação, e/ou b) sejam mantidos níveis eficazes da enzima nos órgãos viscerais, incluindo o rim, baço e coração, e/ou c) sejam mantidos níveis eficazes da enzima no fígado, por injeção repetida, tal como injeção intravenosa, do medicamento numa base diária, por injeção repetida, tal como injeção intravenosa, a cada 2, 3, 4, 5 ou 6 dias, ou por injeção repetido, tal como injeção intravenosa, numa base semanal, bissemanal ou mensal.

Pode ser igualmente preferido que a quantidade de alfa-manosidase lisossómica administrada seja de forma que a) o armazenamento de oligossacáridos neutros no rim e coração seja totalmente corrigido ou totalmente corrigido pelo menos ao longo de um período de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14 dias, e/ou b) a quantidade de oligossacáridos neutros no baço seja reduzida em pelo menos 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 100% ou reduzido deste modo, pelo menos, ao longo de um período de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14 dias, e/ou c) o armazenamento de oligossacáridos neutros no fígado e no rim seja reduzido ou reduzido ao longo de um período de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14 dias como determinado por uma presença reduzida de vacúolos de armazenamento dentro das células endoteliais sinusais, células de Kupffer e hepatócitos do fígado e nos epitélios tubulares do rim por injeção repetida, tal como injeção intravenosa, do medicamento numa base diária, por injeção repetida, tal como injeção intravenosa, a cada 2, 3, 4, 5 ou 6 dias, ou por injeção repetida, tal como injeção intravenosa, numa base semanal, bissemanal ou mensal. A redução de oligossacáridos armazenados no cérebro pode resultar, pelo menos em parte, da depuração de material armazenado a partir dos endotélios cerebrais e das meninges, o que pode melhorar a microcirculação e o fluxo do líquido cefalorraquidiano. Uma forma de realização muito preferida da presente invenção refere-se assim à utilização de alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento para reduzir os níveis intracelulares de oligossacáridos ricos em manose neutros em células dentro de uma ou mais regiões dos endotélios cerebrais e/ou as meninges.

Deve entender-se que o medicamento pode ter as características descritas acima. Assim, numa forma de realização preferida deste aspeto da invenção, o referido medicamento não compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar ou mediar o direcionamento para o sistema nervoso central e/ou um componente com uma capacidade conhecida para atuar como veiculo para passagem pela barreira hematoencefálica.

Mais uma vez, prefere-se que o método compreenda a administração do referido medicamento de alfa-manosidase por uma via diferente da administração intracerebro-ventricular, espinhal, intratecal ou intracraniana. É particularmente preferida a administração do medicamento por injeção intravenosa ou subcutânea. A coadministração do medicamento de acordo com a presente invenção com um componente com uma capacidade conhecida para direcionar ou mediar o direcionamento para o sistema nervoso central e/ou um componente com uma capacidade conhecida para atuar como veiculo para passagem pela barreira hematoencefálica não é necessária nem desejada e não é para ser incluída no esquema de tratamento. Assim, é preferido que a administração do referido medicamento não seja suplementada pela administração de uma composição que compreenda um componente com uma capacidade conhecida para direcionar para o sistema nervoso central.

De acordo com uma publicação recente, a injeção intratecal (isto é, a injeção diretamente no líquido cefalorraquidiano) de alfa-L-iduronidase humana recombinante (rhIDU) pode reduzir o armazenamento de hidratos de carbono no tecido do cérebro num modelo canino de mucopolissacaridose (MPL) (Kakkis, 2003) . Embora a administração intravenosa do medicamento de acordo com a presente invenção seja de longe preferida, as observações de Kakkis sugerem que essa administração pode ser, pelo menos em alguns casos, combinada com outros tratamentos, incluindo outras vias de administração. A invenção pode assim proporcionar a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento para administração intravenosa, assim como para administração por injeção intratecal ou espinhal, em que a administração intravenosa e intratecal combinadas resultam numa redução nos niveis de galactosil-sulfatideo em células alvo dentro do sistema nervoso periférico e em células alvo dentro do sistema nervoso central num indivíduo.

Além disso, a invenção pode proporcionar a utilização de uma alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento para administração intravenosa, em que a administração intravenosa do medicamento resulta numa redução nos níveis de galactosil-sulfatideo em células alvo dentro do sistema nervoso periférico e em células alvo dentro do sistema nervoso central.

Ainda noutro aspeto, é proporcionado um método para a preparação de alfa-manosidase humana recombinante, em que o método compreende a) introduzir, num vetor adequado, um fragmento de ácido nucleico que compreende um fragmento de ADN que codifica a sequência de aminoácidos que se mostra na SEQ ID N0.:1; b) transformar uma célula com o vetor obtido no passo a); c) cultivar a célula hospedeira transformada sob condições que facilitam a expressão da sequência de ácido nucleico; d) recuperar o produto de expressão da cultura. 0 método pode compreender ainda uma série de um ou mais passos de purificação.

Em particular, é proporcionado um método, em que o fragmento de ácido nucleico compreende o fragmento de EcoRI - Xbal de 30 66 par de bases do fragmento de ADN que se mostra na SEQ ID NO 2. A produção de alfa-manosidase recombinante, que é manose-6-P compreende um ou vários ou todos os passos gerais seguintes (um esboço): A. Síntese de rhLAMAN Clonagem da rhLAMAN específica B. Transfeçâo 2-10 yg de ADN do vetor híbrido de rhLAMAN é utilizado para transfeçâo pela metodologia de fosfato precipitado/ choque de glicerol, em células de mamífero (por exemplo CHO, células COS ou células BHK) . A transfeçâo pode ser também efetuada com uma metodologia de choque elétrico.

C. Expressão de rhLAMAN A síntese da proteína ativa e a modificação por manose-6-P da referida proteína é efetuada durante a expressão no sistema de células de mamífero.

D. Purificação de rhLAMAN A alfa-manosidase humana recombinante é purificada utilizando um procedimento de 6 passos - ver exemplo 1.

E. Sistema de ensaio para a captação mediada por recetor de manose-6-P A capacidade da alfa-manosidase recombinante produzida para ser ativa numa captação mediada por recetor de manose-6-P é testada incubando a alfa-manosidase com fibroblastos normais ou fibroblastos de doentes com alfa-manosidose. A captação para células é analisada pelo aumento da atividade de alfa-manosidase.

Numa forma de realização atualmente preferida, a alfa-manosidase é produzida num sistema de células de mamífero selecionado do grupo que compreende células BHK, COS e CHO. Um dos parâmetros críticos do método é o perfil de glicosilação da alfa-manosidase na preparação final. 0 perfil de glicosilação é um determinante importante da atividade corretiva da enzima in vivo através dos seus efeitos sobre a endocitose mediada por recetor e depuração da enzima da corrente sanguínea. Quando se utilizou os sistemas de células de mamífero preferidos supramencionados, constatou-se que é produzida a alfa-manosidose com um perfil de glicosilação apropriado; em particular, a utilização de células CHO leva à produção de alfa-manosidase com um teor adequado de manose-6-fosfato. Nos exemplos do presente pedido, a capacidade da alfa-manosidase para se ligar a uma coluna MPR 300 proporciona uma medida do seu teor de manose-6-fosfato. A alfa-manosidase que contém manose-6-fosfato é segregada para o meio e a purificação da enzima pode ser facilitada pela utilização de sais de amónio (NH4C1) no passo de fermentação.

Atualmente, um fator, que deve ser tido em consideração quando se isola e purifica a enzima, é a ocorrência de desfosforilação durante o isolamento. Embora se tenha conseguido a preparação de alfa-manosidase humana em que uma fração correspondente a 40% ou mais da atividade enzimática era capaz de se ligar à coluna de MRP 300, esta fração pode ser tão baixa como uma pequena percentagem. A fim de reduzir a desfosforilação durante os passos de processamento parece ser crucial a presença de um ou mais inibidores de fosfatase. Tais inibidores de fosfatase são disponíveis de fontes comerciais.

Um aspeto importante da invenção refere-se à utilização de uma alfa-manosidase recombinante para a preparação de um medicamento para o tratamento de alfa-manosidose. Em particular, prefere-se que a alfa-manosidase seja uma alfa-manosidase humana recombinante. A doença, que é o alvo do método inventivo é a alfa-manosidose e, portanto, o catalisador é a alfa-manosidase ou uma parte ou análogo enzimaticamente equivalente da mesma. É muito preferido que o catalisador seja uma forma recombinante da enzima alfa-manosidase humana ou da parte ou análogo enzimaticamente equivalente da mesma, uma vez que a produção recombinante permitirá a produção em grande escala que, com os meios presentemente disponíveis, não parece exequível se a enzima tivesse de ser purificada de uma fonte nativa.

Preferencialmente, a alfa-manosidose é preparada por técnicas recombinantes. Numa outra forma de realização, a alfa-manosidose é humana (hLAMAN) e, ainda mais preferido, alfa-manosidase humana madura (mhLAMAN) ou um fragmento da mesma. O fragmento pode ser modificado, contudo os sítios ativos da enzima devem ser conservados.

Prevê-se que, nas preparações de alfa-manosidose de acordo com a presente invenção, uma fração da enzima seja representada pela sua forma precursora, enquanto outras frações representam as formas processadas proteoliticamente de aproximadamente 55 e 70 kDa. Em geral, a célula alvo é uma célula em que a atividade enzimática, tal como a atividade de alfa-manosidase é insuficiente para o funcionamento ótimo da célula. A atividade insuficiente de alfa-manosidase pode ser medida por um ou mais dos parâmetros selecionados da monitorização dos níveis incrementados de oligossacáridos ricos em manose na urina, análise da atividade de alfa-manosidase em material de um indivíduo tal como nos leucócitos e/ou nos fibroblastos da pele, presença de sintomas clínicos ou aumento na taxa de desenvolvimento de sintomas clínicos de alfa-manosidose.

Uma característica significativa de atividade de alfa-manosidase insuficiente é uma célula em que está presente uma acumulação intracelular maciça de oligossacáridos ricos em manose. Naturalmente, essa célula é uma célula alvo de acordo com a presente invenção. A célula alvo pode ser também uma célula do sistema nervoso. Além disso, as células alvo para a administração da enzima incluem também um ou mais tipos de células selecionados de monócitos humanos, fibroblastos humanos, linfócitos humanos, macrófagos humanos.

Uma atividade incrementada da alfa-manosidase pode ser utilizada como um parâmetro para avaliar o sucesso de um plano de tratamento. A atividade pode ser medida por um ou mais dos parâmetros selecionados de monitorização dos níveis incrementados de oligossacáridos ricos em manose na urina, análise da atividade de alfa-manosidase em material do doente tal como em leucócitos e/ou nos fibroblastos da pele, presença de sintomas clínicos ou aumento na taxa de desenvolvimento de sintomas clínicos de alfa-manosidose. É um aspeto muito importante da invenção realizar o tratamento de um possível defeito enzimático de forma pré-natal. Num aspeto adicional da invenção, a membrana celular é a barreira maternofetal (placenta). Como é o caso para a barreira hematoencefálica, pode ser uma característica importante da presente invenção o facto de ser desnecessário e indesejado a administração efetiva da enzima sobre a barreira maternofetal ou a rutura da barreira maternofetal.

Em relação à descrição anterior dos vários aspetos da presente invenção e das formas de realização específicas destes aspetos deve ser entendido que qualquer particularidade e característica descrita ou mencionada anteriormente em relação a um aspeto e/ou uma forma de realização de um aspeto da invenção também se aplica, por analogia, a qualquer um ou todos os outros aspetos e/ou formas de realização da invenção descrita.

Quando, no presente pedido, um objeto de acordo com a presente invenção ou uma das suas particularidades ou características é referida no singular, isto refere-se também ao objeto ou suas particularidades ou características no plural. Como um exemplo, quando se faz referência a "uma célula" deve entender-se que se faz referência a uma ou mais células.

Ao lonqo de toda a presente descrição, a palavra "compreendem", ou variantes tais como "compreende" ou "compreendendo", será entendida que implica a inclusão de um elemento, número inteiro ou passo, ou grupo de elementos, números inteiros ou passos especificados, mas não a exclusão de qualquer outro elemento, número inteiro ou passo, ou grupo de elementos, números inteiros ou passos.

LEGENDAS DAS FIGURAS

Fig. 1: Padrão do polipéptido da LAMAN de bovino, rato e humana 10 yg de LAMAN purificada de rim de bovino ou as secreções de células que sobreexpressam LAMAN de rato ou humana foram separadas por SDS-PAGE e revelados com Azul de Coomassie. Os polipéptidos de 130 kDa observados na LAMAN de rato e humana correspondem aos precursores e os polipéptidos que variam desde 11 a 70 kDa a formas processadas proteoliticamente da LAMAN. O polipéptido de 46-48 kDA na LAMAN de bovino representa intermediários processados parcialmente.

Fig. 2: Cromatografia em camada fina de oligossacáridos neutros no fígado, baço, rim e coração. A fração de oligossacáridos neutros de quantidades iguais de tecidos foi separada por cromatografia em camada fina. A faixa 1 contém a amostra de ratos de controlo, a faixa 2 de ratos LAMAN injetados de forma simulada, as faixas 3, 4 e 5 as amostras de ratos com α-manosidose injetados com 100 mU de LAMAN de rato por g de peso corporal e mortos após 2, 4 e 10 h, respetivamente (ver também Tabela 1) . Os oligossacáridos foram detetados com orcinol/ ácido sulfúrico. A espetrometria de massa e a sensibilidade a a-manosidase de feijão-sabre-de-madagáscar demonstraram que os oligossacáridos M2 a M9 contêm 2 a 9 resíduos de manose e um único resíduo de N-acetilglucosamina na extremidade redutora. Os oligossacáridos foram quantificados por densitometria. Para o cálculo do armazenamento, os valores de oligossacáridos neutros nos ratos com α-manosidose foram corrigidos para os oligossacáridos neutros nos ratos de controlo e exprimidos como a percentagem daqueles nos ratos com α-manosidose injetados de forma simulada. 0 armazenamento em ratos com α-manosidose injetados com LAMAN foi exprimido como a percentagem daquele em ratos com a-manosidose injetados de forma simulada. A espetrometria de massa e a sensibilidade à α-manosidase de feijão-sabre-de-madagáscar mostraram que os oligossacáridos M2 a M9 contêm 2 a 9 resíduos de manose e um único resíduo de Nacetilglucosamina na extremidade redutora.

Fig. 3: Oligossacáridos neutros nos extratos de tecidos de ratos com α-manosidose injetados com 100 mU de LAMAN de rato por g de peso corporal.

Os ratos foram mortos 4, 8 e 16 dias após injeção e os oligossacáridos neutros nos extratos de fígado, baço, rim e coração foram quantificados por densitometria após separação por cromatografia em camada fina (ver legenda da Fig. 2).

Fig. 4: Depuração de LAMAN a partir do soro LAMAN de origem bovina (□) , murídea () ou humana (o) , 50 mU/g de peso corporal, foi injetada na veia da cauda de ratos com α-manosidose com 8 semanas de idade. O sangue foi recolhido a partir do plexo retroorbital 5 a 65 min após injeção. Cada valor representa a média de dois animais. A gama é indicada pelas barras onde excede o tamanho dos símbolos.

Fig. 5: Efeito corretivo da LAMAN de bovino, rato e humana sobre o armazenamento de oligossacáridos neutros Os ratos receberam 50 mU de LAMAN por g de peso corporal (ver Fig. 3) 2 dias antes da análise do tecido. Os oligossacáridos neutros foram quantificados como nas Figuras 2 e 3. As barras indicam a gama observado em dois ratos independentes.

Fig. 6: Oligossacáridos neutros nos extratos de tecidos de ratos com α-manosidose após injeção de uma única dose de 250 mU de α-manosidase humana por g de peso corporal Os ratos foram mortos 1, 3, 6 e 12 dias após injeção. Os oligossacáridos neutros nos extratos de tecidos de figado, baço, rim e coração foram quantificados por cromatografia em camada fina e densitometria como nas Figuras 1 e 2.

Fig. 7: Desaparecimento e reaparecimento de vacúolos de armazenamento no figado A, C, E, microscopia ótica (secções semifinas); B, D, F, ultraestrutura de células de Kupffer; A, B, rato com a-manosidose injetado de forma simulada (14 semanas de idade). Os hepatócitos mostram vacúolos transparentes ao longo dos canaliculos biliares (A, setas). As células da parede do seio fortemente vacuolizadas não são claramente distinguidas ao nivel da microscopia ótica (A) devido às pontes de citoplasma extremamente estreitas entre os vacúolos como se observa em (B). C, D, rato com a-manosidose, 1 dia após injeção de 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal. Os vacúolos desapareceram dos hepatócitos (C) . São observadas muito poucas células da parede do seio vacuolizadas (C, seta). Os vacúolos nas células de Kupffer são menores que no animal tratado de forma simulada e podem conter uma matriz densa em eletrões (D) . E, F, rato com a-manosidose, 12 dias após injeção de 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal. Os vacúolos reapareceram nas células da parede do seio (E, setas) e menos nos hepatócitos. Nas células de Kupffer (F), os vacúolos assemelham-se qualitativamente àqueles nos ratos injetados de forma simulada. As inclusões densas nos hepatócitos que se mostram em A, C e E representam goticulas de lípidos, que estão igualmente presentes nos ratos de tipo selvagem correspondentes (não apresentado). As barras representam 2 0 pm e 2 μπι, respetivamente.

Fig. 8: Oligossacáridos neutros nos extratos de tecidos de ratos com α-manosidose injetados duas vezes com 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal

Ratos de controlo (faixa 1) e com α-manosidose (faixa 2 e 3) foram injetados com PBS (faixa 1 e 2) ou 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal (faixa 3) 7 e 3,5 dias antes da análise. Os oligossacáridos neutros foram preparados e quantificados como na Fig. 1 e 2. É indicada a migração de oligossacáridos constituídos por 2 a 9 resíduos de manose e um único resíduo de N-acetilglucosamina (M2 a M9). As setas marcam material positivo para orcinol, insensível a LAMAN. Os resultados num conjunto duplicado de ratos (não apresentados) variaram menos de 15%.

Fig. 9: Microscopia ótica do rim em ratos com a-manosidose Ratos com α-manosidose foram injetados com PBS (A) ou 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal (B) 7 e 3,5 dias antes da morte. É mostrada a faixa externa da medula externa. São observados numerosos vacúolos transparentes no membro ascendente espesso (TAL) da ansa de Henle do rato injetado de forma simulada (A, setas) em contraste com o rato tratado com LAMAN (B) . Os túbulos retos proximais (PST) estão isentos de vacúolos patológicos em qualquer um dos animais. As barras representam 20 ym.

Fig. 10: Separação por HPLC de oligossacáridos neutros do cérebro derivatizados com 2-antranilamida

Os oligossacáridos neutros do cérebro de ratos com a-manosidose injetados com PBS (varrimento superior) ou 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal (varrimento inferior) 7 e 3,5 dias antes da morte foram misturados com 220 pmol de GlcNAc4Man3Gal3 como um padrão interno, derivatizados com 2-antranilamida e separados por HPLC. São indicadas a posição do padrão interno e dos oligossacáridos constituídos por 2 a 9 resíduos de manose e um único resíduo de N-acetilglucosamina (M2 a M9).

EXEMPLOS

Exemplo 1: Produção e caracterização de LAMAN Procedimentos experimentais

Expressão e purificação de LAMAN humana recombinante em células CHO

O ADNc de LAMAN humana isolado a partir da biblioteca de ADNc de HepG2 e subclonado num vetor de expressão portador de um gene de di-hidrofolato-redutase e o ADNc de LAMAN sob o controlo do promotor de CMV humano foi expresso em células de Ovário de Hamster Chinês (CHO) com deficiência em di-hidrofolato-redutase. As células CHO foram cultivadas num balão CELLine de dois compartimentos (Integra Biosciences Inc.) em meio ExCell 302 sem soro (JRH Biosciences) suplementado com metotrexato 20 nM a 37 °C numa atmosfera humidificada que continha 5% de CO2. 0 meio foi diafiltrado utilizando um filtro de polissulfona Pellicon Biomax com um corte de 100 kDa contra 4 volumes de Tris-HCl 0,02 M, pH 7,6. A cromatografia de troca iónica foi realizada em DEAE-Sepharose FF (Amersham Pharmacia Biotech AB) utilizando um gradiente de NaCl em Tris-HCl 0,02 M, pH 7,6. As frações ativas foram concentradas utilizando um filtro de centrifugação Amicon Centricon Plus-80 com um corte de 30 kDa e submetidas a filtração em gel numa coluna de Alta Resolução HiPrep 26/60 Sephacryl (Amersham Pharmacia Biotech AB) em Tris-HCl 0,02 M, pH 7,6, que continha NaCl 0,15 M. Após concentração, a preparação final tinha uma atividade especifica de 9-15 U/mg.

Expressão e purificação de LAMAN de rato recombinante 0 ADNc que codifica a LAMAN de rato (16) foi subclonado no vetor de expressão pMPSVEH (17). Uma cauda de poli-histidina (6 resíduos) tinha sido adicionada à parte C-terminal da enzima. Os fibroblastos embrionários de rato com deficiência dos recetores de manose-6-fosfato pequeno e grande (mpr-/- MEF) (18) foram transfetados e os clones que expressam de forma estável foram selecionados com 50 yL/mL de higromicina. Para a produção de LAMAN de rato recombinante, as células foram cultivadas em meio suplementado com 10% de FCS numa atmosfera humidificada que continha 5% de CO2. A LAMAN de rato recombinante segregada foi purificada de meio condicionado utilizando um procedimento de três passos. No primeiro passo o meio foi submetido a diálise contra tampão de fosfato de sódio 20 mM, pH 7,8 que continha cloreto de sódio 500 mM e, em seguida, carregado numa coluna Probond (Invitrogen). A enzima retida foi eluída com um gradiente de 0 a 0,35 M de imidazole (volume total 80 mL) em tampão de fosfato de sódio 20 mM, pH 6,0 que continha cloreto de sódio 500 mM. As frações que continham LAMAN foram submetidas a diálise contra fosfato de sódio 10 mM, pH 6,0 e carregadas numa DEAE-celulose. A enzima foi eluida num gradiente de cloreto de sódio 0 a 0,25 M (volume total 80 mL) em tampão de fosfato de sódio 10 mM. Finalmente, a LAMAN de rato foi adsorvida em ConA-Sepharose (tampão de carga Tris-HCl 20 mM, pH 7,4, que continha MgCl2 1 mM, MnCl2 1 mM, CaCl2 1 mM e NaCl 0,5 M), e eluida com α-manopiranosídeo (0,0-1,0 M) no mesmo tampão. A preparação final tinha uma atividade especifica de 17-25 U/mg.

Purificação de LAMAN de bovino A LAMAN de bovino foi purificada de rim como descrito (19). A preparação final tinha uma atividade especifica de 10 U/mg.

Purificação de LAMAN humana LAMAN foi expressa em células de Ovário de Hamster Chinês (CHO-) que foi cultivada num balão CelLine de dois compartimentos, a 37 °C numa atmosfera humidificada com 5 % de CO2. A enzima, obtida a partir das células CHO, foi purificada de acordo com um procedimento de purificação que consistia em 4 passos:

Diafiltração A diafiltração baseou-se no modelo TFF, utilizando um filtro de polissulfona Pellicon Biomax com um corte de 100 kDa. A amostra foi diafiltrada contra aproximadamente 3 x volume da amostra com Tris-HCl 0,02 M, pH 7,6.

Cromatografia de troca iónica A cromatografia de troca iónica foi realizada utilizando filtração de fluxo com DEAE Sepharose. O tampão foi Tris-HCl 0,02 M pH 7,6. O gel foi empacotado numa coluna XK 16/20 de Amersham Pharmacia Biotech AB. A eluição foi realizada com um gradiente de NaCl.

Concentração da amostra

Antes da filtração em gel, a amostra foi concentrada até uma concentração de proteína de ~6 mg/mL e um volume final de 10 mL. Isto foi realizado utilizando um filtro de centrifugação Amicon Centricon Plus-80 com um corte de 30 kDa.

Filtração em gel A filtração em gel foi realizada numa coluna de Alta Resolução HiPrep 26/60 Sephacryl de Amersham Pharmacia Biotech AB. A amostra foi eluída com Tris-HCl 0,02 M fornecido com NaCl 0,15 M, pH 7,6.

Um exemplo de uma purificação da LAMAN é resumido na tabela abaixo. Normalmente, o rendimento situa-se na gama de 30 -50 % e a atividade específica de 9 - 15 U/mg.

Sumário da purificação de LAMAN

A LAMAN purificada é armazenada a -80 °C.

Além disso, é desenvolvido um processo de purificação para rhLAMAN à escala de 20-200 mL para aumento de escala para produção em grande escala. A qualidade e pureza do produto final (rhLAMAN) são muito altas e em conformidade com as especificações (aprovadas para ensaios clínicos). O processo inclui um passo de captura, 1-2 passos de purificação intermédios, 1 passo de acabamento, 1-2 passos de remoção de vírus e 1 passo de formulação. São também incluídos 1 ou mais passos de troca de tampão (diafiltração) . O processo de produção em pequena escala é transferido para escala intermédia e finalmente produção em grande escala.

Conceção experimental: São testados vários geles de cromatografia diferentes e o desempenho dos diferentes passos será analisada por uma bateria de métodos analíticos que se descreve resumidamente a seguir:

Atividade enzimática: Ensaio de alfa-manosidase

Concentração de proteína total: Análise BCA

Concentração de rhLAMAN: ELISA de rhLAMAN

Pureza: HPLC e SDS-PAGE

Identidade: HPLC

Proteínas HCP; ELISA Nível de endotoxinas; Solicitado a laboratório subcontratado

Esboço do processo de purificação à escala de uma coluna de 20 mL

Passo 1: Concentração/Diafiltraçâo

0 meio produzido em balões T-500 (0,06U/mL) com rhLAMAN expressada é concentrada aproximadamente IO* utilizando

Filtração de fluxo tangencial (TFF) contra um filtro de polissulfona Pellicon Biomax com corte de 100 kDa.

Exemplo: 0,5 - 1,0 litro de meio produzido em frasco rotativo é concentrado utilizando TFF contra um filtro Biomax 100 kDa de 50 cm2 até 50 - 100 mL. A pressão transmembranar (TMP) é 25 (Pentrada = 30 psi; Psaída = 20 psi) .

Depois disso é aplicada diafiltração contra 7 volumes de Tris-HCl 20 mM, pH 7,6 com TMP de 25. A atividade específica da amostra concentrada é 0,5 - 1,5 U/mg.

Rendimento 70 - 90%

Passo 2: Passo de captura - DEAE sepharose FF

A amostra concentrada do passo 1 é aplicada sobre 20 mL de DEAE sepharose empacotado numa coluna de 16 mm de diâmetro (Pharmacia XK 16) equilibrada com Tris-HCl 20 mM, pH 7,6 (referido como: tampão padrão). Caudal é 3 mL/min. A proteína ligada ao gel de DEAE é em seguida lavada com 2-4 volumes de coluna (VC) de tampão padrão seguida de 2-4 VCs de NaCl 30 mM em tampão padrão. A rhLAMAN é eluída com um gradiente linear de 30 - 300 mM de NaCl em tampão padrão durante 20 minutos. Alternativamente, para a produção em grande escala: a eluição é conseguida aplicando NaCl 75 - 150 mM em tampão padrão. O gel de DEAE é lavado com 2-4 VCs de NaCl 0,5 M em tampão padrão, seguido de 2,4 VCs de NaOH 1,0 M (tempo de contacto 40 - 60 minutos). As frações que contêm atividade de rhLAMAN são agrupadas (atividade especifica: 2-5 U/mg) e utilizadas para purificação adicional. Rendimento 70 - 90%.

Passo 3: Passo intermédio 1 1. Cromatografia de interação hidrófoba: butil-, fenil- ou octil-sepharose FF. A amostra agrupada do passo 2 é misturada 1:1 com Na2S04 2, 0 M e aplicada numa coluna de HIC 20 mL (butil-, fenil- ou octil-sepharose) empacotada numa coluna de 16 mm de diâmetro (Pharmacia XK 16) equilibrada com tampão padrão + Na2S04 1,0 Μ. O caudal é de 3-4 mL/min. A coluna é lavada com 2-4 VCs do mesmo tampão. A rhLAMAN é eluida com tampão padrão e as frações que contêm atividade são agrupadas e utilizadas para purificação adicional. 2. Macroprep, Hidroxiapatite cerâmica tipo I ou II.

Breve descrição: Equilibrar a coluna (volume de gel = 20 mL) com 4-6 VCs de Fosfato de sódio 10 mM, H 7,6 (Tampão A). Caudal 2-5 mL/min. Trocar o tampão da amostra do passo 3 com TFF para Tampão A. Carregar a amostra do passo 3 na coluna. Lavar com 2-4 VCs de Tampão A. Eluir com tampão A que contém NaCl 100 mM. Recolher o pico que contém atividade de rhLAMAN.

Passo 4: Passo intermédio 2 1. Macro prep, Hidroxiapatite cerâmica tipo I ou II, 40 um. Breve descrição: ver Passo 3 2. Fonte 15 Q - permutador de aniões

Equilibrar a coluna com 4 VCs de Tris-HCl 200 mM pH 7,6. Alterar para 5 VCs de Tris-HCl 20 mM, pH 7, 6 (tampão padrão). Caudal: 2- 5 mL/min. Carregar a amostra do passo 3 (deve estar em tampão padrão antes da aplicação) na coluna. Lavar com 2-4 VCs de tampão padrão. Aplicar um gradiente suave de 0 a 100% de NaCl 1 M em tampão padrão (caudal 2 mL/min, tempo de gradiente 50 minutos). Recolher as frações que contêm atividade de rhLAMAN. 3. Fonte 15 S - permutador de cat iões

Deve correr a pH ácido. Tampão de equilíbrio = Acetato de Sódio 20 mM, pH 4,5. Eluir com um gradiente de NaCl (aumentando a concentração de sal) ou pH (aumentando o pH).

Passo 5: Passo de acabamento 1. Macro prep, Hidroxiapatite cerâmica tipo II, 40 um. Descrição dos parâmetros: ver Passo 3. 2. Fonte 15 Q - permutador de aniões Descrição dos parâmetros: ver Passo 4. 3. Fonte 15 S - permutador de catiões Descrição dos parâmetros: ver Passo 4. 4. Cromatografia de afinidade

Passo 6: Passo de Diafiltração / Formulação É realizada filtração de fluxo tangencial (TFF) contra um filtro de polissulfona Pellicon Biomax com corte de 100 kDa contra 5-10* volumes de tampão de formulação. São testados dois tampões de formulação:

Tampão de formulação 1.

Água para preparação injetável (WFI)

Tampão de formulação 2.

Água para preparação injetável (WFI) O pH e a osmolalidade em ambos os Tampões de formulação são equilibrados a 7,5 ± 0,2 e 300 ± 50 mOsm/kg, respetivamente. A concentração de proteína final é de acordo com a descrição ( >5 mg/mL).

Passo 7: Formulação, Enchimento e Secagem por congelação Formulação e forma de dosagem

No desenvolvimento da forma de dosagem é focada a estabilidade da rhLAMAN. 0 processo de desenvolvimento começa com uma solução aquosa e terminará, muito provavelmente, como um produto seco por congelação. São testadas duas formulações diferentes: Tampão de formulação 1 e Tampão de formulação 6, ver Passo 6.

Ambas estas formulações são conhecidas por estabilizar proteínas em soluções aquosas, assim como em pós secos por congelação. 0 pH e a osmolalidade em ambos os Tampões de formulação serão equilibrados a 7,5 ± 0,2 e 300 ± 50 mOsm/kg, respetivamente. A concentração final de proteína deve ser de acordo com a especificação e na gama 4-10 mg/mL.

Um produto seco por congelação de rhLAMAN será produzido numa unidade de produção de acordo com a prática de GMP EU. O enchimento e a secagem por congelação serão realizados numa sala classificada como Classe A. Durante a produção, a zona de enchimento é monitorizada com placas de contagem de partículas e placas de deposição. O pessoal é treinado regularmente de acordo com a GMP EU e monitorizado após cada produção com impressões das luvas. A esterilidade do equipamento e materiais é assegurada por procedimentos de esterilização validados.

Enchimento A substância farmacológica a granel de rhLAMAN é enchida asseticamente em frascos de vidro tipo I estéreis.

Secagem por congelação

Os frascos são secos por congelação com ciclos de secagem por congelação desenvolvidos especificamente para a rhLAMAN nas duas formulações diferentes descritas acima. Azoto gasoso é introduzido nos frascos no final do ciclo e eventualmente fechados com rolhas e tapados. 0 lote é finalmente analisado e libertado de acordo com a descrição.

Determinação da fosforilação de LAMAN A LAMAN foi incubada de um dia para o outro com uma matriz de afinidade MPR 300 como descrito (20) . A atividade de LAMAN foi determinada na fração não ligada e as frações eluíram com glicose 6-fosfato 5 mM e manose-6-fosfato 5 mM.

Resultados A LAMAN purificada de três espécies diferentes foi utilizada para reposição enzimática em ratos com a- manosidose (Fig. 1). A LAMAN de rim bovino é representada por uma mistura de polipéptidos (11-38 kDa) gerados por proteólise limitada de um precursor comum (19). Como esperado para uma hidrolase lisossómica purificada de tecido e que foi, desse modo, exposta a atividade fosfatase endossómica/ lisossómica, a enzima tem um baixo teor de marcador de reconhecimento de Man6P. Quando incubada com uma matriz de afinidade do recetor de Man6P, 6,4% da atividade de LAMAN ligou-se à matriz de uma maneira dependente de Man6P. A LAMAN de rato e humana recombinante foram isoladas a partir das secreções de fibroblastos de rato com deficiência do recetor de Man6P e de células CHO, respetivamente. As enzimas foram, em grande parte, representadas pelas suas formas precursoras, mas continham uma fração variável (5-35%) de formas processadas proteoliticamente de 55 e 7 0 kDa (Fig. 1) . A LAMAN de rato tinha um teor mais alto de marcador de reconhecimento de Man6P, que mediou a ligação de 73,6% da atividade à matriz de afinidade. Da LAMAN humana apenas 4,2% ligou-se de uma maneira dependente de Man6P à matriz de afinidade do recetor de Man6P, o que indica que o teor de marcador de reconhecimento de Man6P é tão baixo como para a LAMAN de bovino. Vários lotes foram subsequentemente analisados, por exemplo: lote agrupado 2003-09 - 2004-02: 40% de fosforilação lote 2004-02-02 - 06: 30% de fosforilação lote agrupado 2003-01-21 - 04-16 42% de fosforilação

Em geral, aproximadamente 40% da quantidade de enzima liga-se à matriz de afinidade. Julga-se que o baixo grau de fosforilação observado para a LAMAN humana e de bovino resulta do armazenamento prolongado das enzimas.

Exemplo 2: Efeitos da administração in vivo de LAMAN nos niveis de oligossacáridos armazenados

Procedimentos experimentais

Injeção de ratos A LAMAN foi injetada na veia da cauda de ratos com a-manosidose com 8-14 semanas de idade (volume final até 5,3 pL/g de peso corporal). Os ratos injetados de forma simulada receberam o mesmo volume de fosfato 10 mM, pH 7,4 em NaCl 0,15 M (PBS) . Numa única experiência, os ratos provenientes de até três ninhadas não diferem em idade. 5 min após injeção, foi colhido sangue do plexo retroorbital para controlar a quantidade de enzima injetada. O soro foi preparado e armazenado a -20 °C.

Preparação de extratos de órgãos

Os ratos foram anestesiados com 20 pL de uma solução de Ketavet 10 mg/mL (Parke Davis) e 2 mg/mL de Rompun (Bayer) em NaCl 0,15 M e perfundidos com PBS. Os órgãos (fígado, baço, rim, coração e cérebro) foram recolhidos e armazenados a -78 °C. Cerca de 50-70 mg de cada órgão foram homogeneizados a 4 °C em 9 volumes (por peso) de Tris/HCl 10 mM, NaCl 150 mM, PMSF 1 mM (em isopropanol) , iodoacetamida 1 mM, EDTA 5 mM. Foi adicionado Triton X-100 a uma concentração final de 0,5% p/v (1% para o figado) . Após incubação durante 30 minutos sobre gelo, as amostras foram submetidas a ultrassons e em seguida centrifugadas durante 15 minutos a 13000 g. O sobrenadante foi armazenado a -20 °C.

Ensaios enzimáticos

Para a determinação da atividade de LAMAN nos extratos de órgãos e no soro, 10-50 pL de amostra de enzima foram incubados em 0,2 mL de citrato de sódio 0,2 M, pH 4,6, 0,08% de NaN3, 0,4% de BSA, 0,15% de NaCl, e p-nitrofenil- α-manopiranosídeo 10 mM como substrato durante 0,5-5 h a 37 °C. Foi adicionado 1 mL de glicina 0,4 M/NaOH, pH 10,4 para parar a reação. A absorvância foi lida a 405 nm (ε = 18500 M_1cm_1) . Todas as determinações foram efetuadas em duplicado e com os brancos apropriados.

Transferência de Western

Para a transferência de Western de LAMAN humana, 20-40 yg de proteína foi separada num gel de 10% de SDS-poliacrilamida. Após eletroforese em SDS-PAGE, as proteínas foram transferidas para membranas de PVDF utilizando um sistema de transferência semisseco. A eficiência de transferência foi verificada por revelação com Ponceau. As membranas foram subsequentemente bloqueadas com leite em pó desnatado a 5% e incubadas com o anticorpo primário numa diluição de 1:50 000 ou 1:100 000. Depois de lavar em PBS, 0,1% de Tween 20, as transferências foram incubadas com anticorpos secundários acoplados a peroxidase de rábano-silvestre (HRP) (1:20 000). Os sinais foram visualizados utilizando o Sistema de Deteção de ECL (Amersham, Freiburg, Alemanha).

Isolamento de oligossacáridos neutros

Amostras de tecido (50-60 mg) foram cortadas em pequenos pedaços e homogeneizadas com 0,6 mL de H2O (grau HPLC) a 4 °C. Depois de congelar (-20 °C) e descongelar duas vezes e tratamento ultrassónico, as proteínas foram precipitadas pela adição de 4 vol de metanol e extraídas pela adição de 4 vol de clorof órmio/ihO (1:3) (21). O sobrenadante foi

dessalinizado por incubação durante 1 h a 4 °C com resina de troca iónica de leito misto (AG 501-X8, malha 20-50) . O material não ligado foi liofilizado e ressuspenso em água (1 mL por mg de tecido).

Separação de oligossacáridos de manose por cromatografia em camada fina (TLC)

Os oligossacáridos neutros extraídos de alíquotas iguais de tecido foram carregados em placas de TLC (20x20 Sílica gel F60, Merck). Após secagem das placas à temperatura ambiente durante ~ 1 h, os oligossacáridos foram separados por desenvolvimento de um dia para o outro com n-butanol / ácido acético / H20 (100:50:50). Após secagem (~ 1 h à temperatura ambiente e, em seguida, 5 min a 110 °C) , as placas foram desenvolvidas durante 4 h em n-propanol / nitrometano / H20 (100:80:60). Para revelação, as placas foram pulverizados com orcinol a 0,2% em H2S04 (20% em água), e aquecidas a 110 °C. O tamanho dos oligossacáridos foi determinado por MALDI-TOF (ver abaixo).

Digestão de oligossacáridos do fígado com α-glicosidase ou α-manosidase de feijão-sabre-de-madagáscar A fim de evitar a interferência com oligossacáridos derivados de glicogénio, 20 yL dos extratos de oligossacáridos do fígado e coração foram incubados de um dia para o outro a 37 °C com 40 U/mL de α-glicosidase de Bacillus stearothermophilus (Sigma) em fosfato 20 mM, pH 6,8. A mistura de incubação foi aquecida a 96 °C para desnaturar as proteínas. Após centrifugação durante 10 min a 13000 g, o sobrenadante foi dessalinizado por incubação durante 1 h a 4 °C com uma resina de troca iónica (AG 501-X8, malha 20-50), liofilizado e ressuspenso em 20 yL de água e, em seguida, separado por TLC. A fim de verificar a natureza dos oligossacáridos, 20 pL dos extratos de oligossacáridos foram incubados de um dia para o outro a 37 °C com 30 U/mL de α-manosidase de feijão-sabre-de-madagáscar (Sigma) em acetato de sódio 0,1 M, pH 5,0, que continha ZnCl2 2 mM. Após incubação, os oligossacáridos foram preparados como descrito para as amostras digeridas com α-glicosidase e separadas por TLC.

Análise quantitativa de oligossacáridos neutros nos órgãos

Os oligossacáridos (0,3 pL) foram misturados com 220 pmol de um decassacárido que serviu como um padrão interno e tinha a composição GlcNAc4Man3Gal3. A mistura foi liofilizada e ressuspensa em 5 pL de um DMSO / ácido acético (7:3) que continha 2-antranilamida 0,34 M (Aldrich) e NaBH3CN 1 M (Fluka). Após incubação durante 2 h a 65 °C, as amostras foram purificadas por cromatografia em papel (desenvolvida com acetato de etilo). Os oligossacáridos, localizados no ponto de partida, foram extraídos submetendo o papel a ultrassons em água, liofilizados, ressuspensos em 300 pL de acetonitrilo / formato de amónio 80 mM, pH 4,4 (65:35), carregados numa coluna Gluco-Sepharose (Ludger) e eluidos a um caudal de 0,4 mL/min com o acetonitrilo / tampão de formato de amónio. A fluorescência (excitação 350 nm, emissão 450 nm) foi registada (Shimadzu, RF-10A XL) e as massas dos oligossacáridos determinadas por MALDI-TOF.

MALDI-TOF

Amostras das frações de HPLC foram liofilizadas e dissolvidas em 2-3 pL de água. Os extratos aquosos das placas de TLC foram derivatizados com l-fenil-3-metil-5- pirazolona e dissolvidos em 2-3 pL de água. Foi utilizado ácido 2,5-di-hidroxibenzoico (DHB, 5 mg/mL em água) como matriz. 0,5 pL de DHB e 1 pL de amostra foram aplicados no alvo Anchorchip (Bruker Daltonik) e secos à temperatura ambiente. A análise por espetrometria de massa foi realizada num MALDI-TOF Reflex III (Bruker Daltonik) com um laser de UV de 337 nm.

Exames histológicos

Para microscopia eletrónica, pequenas secções de fígado e rim colhidas no momento da morte foram mergulhadas em fosfato 0,1 M, 6% de glutardialdeído pH 7,4. As amostras de tecido foram pós-fixas com tetróxido de ósmio a 2%, desidratadas e embutidas em Araldite. As secções semifinas foram reveladas com azul de toluidina. As secções ultrafinas foram processadas de acordo com as técnicas convencionais. Para investigações histoquímicas, as secções foram imersas com solução de Bouin diluída a 1:4 em fosfato 10 mM, pH 7,4, NaCl 0,15 Μ. A incorporação foi realizada em parafina de baixo ponto de fusão (Wolff, Wetzlar, Alemanha). Foram cortadas secções sucessivas (7 pm) e montadas sobre lâminas de vidro cobertas com Biobond (British Biocell, London, Reino Unido). As secções centrais de cada série foram reveladas com hematoxilina e eosina para microscopia ótica padrão.

Resultados

Efeito corretivo de uma única injeção intravenosa de LAMAN de rato A fim de estudar o efeito a curto e longo prazo de uma única dose de LAMAN sobre o armazenamento de oligossacáridos neutros, ratos com α-manosidose com 9 semanas de idade receberam 100 mU de LAMAN de rato por g de peso corporal por via intravenosa. Para controlar a quantidade de enzima injetada e a sua depuração da circulação, foi colhido sangue aos 5, 30 e 60 min após injeção. Aos 5 min após injeção a atividade de LAMAN variou menos de ± 6%, o que indica que os ratos receberam quantidades comparáveis de enzima. A enzima foi depurada da circulação com uma semivida inferior a 20 min. Os ratos foram mortos 2, 4 e 10 h após injeção e foram preparados extratos de órgãos para determinação da atividade de LAMAN e os oligossacáridos neutros. A atividade de LAMAN máxima nos órgãos foi observada 2-4 h após injeção (Tabela 1). No figado a atividade foi 6-7 vezes superior que em ratos de controlo, mas também no baço e coração os valores máximos excederam os dos controlos. No rim foi atingida no máximo um quarto da atividade em ratos de controlo. É provável que a pequena atividade observada no cérebro seja da LAMAN presente no sistema vascular. Entre 4 e 10 h após injeção, a atividade enzimática diminuiu rapidamente no figado, baço e rim com uma semivida aparente de cerca de 3 h. A transferência de Western demonstrou que o precursor internalizado de LAMAN era rapidamente processado em formas maduras (não apresentado). A marca distintiva da α-manosidose é o armazenamento de oligossacáridos neutros numa grande variedade de tecidos (ver Fig. 2, faixa 1 e faixa 2) . Estes oligossacáridos contêm 2-9 resíduos de manose e um resíduo de N-acetilglucosamina na sua extremidade redutora e, portanto, resultam da ação de uma endoglucosaminidase. A quantidade de oligossacáridos neutros no fígado e baço diminuiu progressivamente com o tempo para 15% e 7% daquela de animais injetados de forma simulada, enquanto no rim e coração o armazenamento reduziu apenas para cerca de 49% e 74% (Fig. 2) . TABELA 1: Atividade de LAMAN em extratos de tecidos de ratos de controlo e com α-manosidose antes e após injeção de 100 mU de LAMAN de rato por g de peso corporal. * +/+ refere-se a ratos de controlo, - /- a ratos com a-manosidose, e n ao número de animais investigados.+ Todos os valores foram corrigidos para a atividade média de a-manosidase no soro ao tzero (2350 mU/mL de soro) . Os fatores de correção foram 0,98, 1,07 e 0,96 para as 2, 4 e 10 h, respetivamente.

Para determinar durante quanto tempo permanecia o efeito corretivo de uma única dose de LAMAN, os ratos foram examinados 4, 8 e 16 dias após a injeção de 100 mU de LAMAN de rato por g de peso corporal. Em todos os pontos no tempo a atividade de LAMAN nos órgãos (baço, rim, coração, cérebro) estava na gama dos ratos não tratados ou ratos com α-manosidose injetados de forma simulada, exceto para o fígado, onde 4 dias após injeção a atividade de LAMAN (15,1 mU/g de peso húmido) era ainda cerca de 5 vezes mais alta que em ratos injetados de forma simulada. 0 armazenamento de oligossacáridos neutros no fígado, baço e rim 4 dias após injeção encontrava-se na gama observada 10 h após injeção (comparar Fig. 2 e Fig. 3) . No coração, o armazenamento diminuiu de 74% após 10 h para 42% após 4 dias. Isto indica que o efeito corretivo observado após 10 h permanece durante cerca de 4 dias, apesar de pouca ou nenhuma atividade de LAMAN ser detetável 10 h após injeção em órgãos tais como rim ou coração. Após 4 dias, o armazenamento de oligossacáridos começou claramente a aumentar novamente. O aumento observado entre o dia 4 e o dia 16 após injeção correspondeu a 20-40% do armazenamento observado em ratos com α-manosidose injetados de forma simulada (Fig. 3).

Comparação da depuração e efeito corretivo da LAMAN de bovino, rato e humana

Para comparar o efeito corretivo das preparações de LAMAN das três fontes, os ratos foram injetados com uma dose de LAMAN que se previa que produzisse uma correção parcial. Consequentemente, injetámos 50 mU de LAMAN por g de peso corporal. A LAMAN de bovino e a humana foram rapidamente depuradas da circulação com semividas de 4 min e 8 min, respetivamente (Fig. 4) . A depuração da LAMAN de rato altamente fosforilada foi mais lenta e, pelo menos, bifásica. Cerca de 85% da enzima foi depurada com um tempo de vida aparente de 12 min, enquanto a depuração aparente da fração remanescente foi de cerca de 47 min (Fig. 4).

Os ratos foram mortos 2 dias após injeção e os extratos de fígado, baço, rim e coração foram examinados quanto aos oligossacáridos neutros (Fig. 5) . Com a exceção do fígado, o efeito corretivo foi mais alto para a LAMAN humana e mais baixo para a LAMAN de bovino. 0 efeito corretivo da enzima de rato foi intermédio. Apenas no fígado, o efeito corretivo da enzima bovina (permaneceu 4% do armazenamento) foi mais pronunciado que o da enzima humana (permaneceu 14% do armazenamento) . No fígado, o efeito corretivo da LAMAN de rato foi a mais fraca (permaneceu 23% do armazenamento).

Efeito corretivo da LAMAN humana a dose alta A comparação da LAMAN de bovino, rato e humana indicou que a LAMAN humana pouco fosforilada tinha um potencial corretivo relativamente mais alto no rim e coração, dois órgãos que são mais resistentes a correção metabólica que o fígado e o baço. A fim de avaliar o potencial corretivo da enzima humana injetámos uma única dose de 250 mU de LAMAN e analisámos os ratos 1 a 12 dias após injeção. No fígado, o armazenamento foi totalmente corrigido 1 e 3 dias após injeção. Após 6 e 12 dias, os oligossacáridos neutros começaram novamente a acumular-se, mas atingiram apenas cerca de 30% do nível de armazenamento antes do tratamento (Fig. 6). O exame por microscopia ótica do fígado revelou o desaparecimento quase completo dos vacúolos de armazenamento, os quais são proeminentes em células endoteliais sinusais, células de Kupffer e hepatócitos de ratos não tratados com α-manosidose e reaparecem 12 dias após injeção (Fig. 7) . No baço e rim, o armazenamento de oligossacáridos neutros diminuiu para 12 e 18%, respetivamente. É digno de nota, que no baço e rim a correção máxima foi observada após 3 e 6 dias, respetivamente. Em ambos os órgãos, os oligossacáridos neutros começaram a acumular-se novamente 3 e 6 dias após a injeção (ver Fig. 5). Os oligossacáridos neutros no cérebro de ratos com α-manosidose não foram afetados pelo tratamento (não apresentado).

As atividades da LAMAN humana recuperadas 24 h após injeção foram muito superiores ao esperado a partir das experiências com LAMAN de rato. No fígado, a atividade da LAMAN humana continuava 6 vezes mais alta que no fígado de controlo. No baço e rim foi responsável por 10-15% daquela no controlo. Para seguir a captação e estabilidade da enzima humana, a atividade de LAMAN foi determinada em extratos de tecidos preparados 4, 16 e 24 h após injeção de 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal. Menos de 20% da LAMAN injetada foi recuperada após 4 h nos tecidos examinados (fígado 18%, rim 0,4%, baço 0,12% e coração 0,04%). Quando comparada com a captação de LAMAN de rato e tendo em consideração que foi injetada uma quantidade de LAMAN humana 2,5 vezes mais alta, a atividade recuperada no fígado, rim e coração 4 h após injeção era comparável para ambas as preparações de enzimas (comparar a Tabela 1 e a Tabela 2). A captação pelo baço pareceu ser 2-3 vezes menos eficiente para a enzima humana. A maior diferença entre a enzima humana e de rato foi a maior estabilidade da LAMAN humana internalizada pelo fígado, rim e baço. Enquanto a atividade da LAMAN humana diminuiu nestes órgãos após 24 h para 17-33% do valor às 4 h (ver Tabela 2) , aquela da enzima de rato diminuiu para 20-26% do valor às 4 h, logo após 10 h (ver Tabela 1). O efeito corretivo da LAMAN de rato (ver Fig. 3) e humana foi apenas transitório. Os oligossacáridos neutros começaram a acumular-se novamente 3 a 6 dias após injeção. 0 aumento da quantidade de enzima injetada seria um meio para retardar a reacumulação. Prevê-se que o efeito corretivo de uma determinada dose de LAMAN seja mais alto quando administrada como duas meias doses separadas por um intervalo apropriado do que como uma dose única. Em vez de aumentar a quantidade de LAMAN para 500 mU/g de peso corporal administrámos duas vezes 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal cada no dia 7 e 3,5 antes da análise. Isto resultou numa correção total da deposição no rim e coração (Fig. 8). O exame por microscopia ótica demonstrou a ausência de vacúolos de armazenamento no fígado (não apresentado) e nos epitélios tubulares do rim (Fig. 9). O armazenamento residual no baço foi menos de 20% daquele em ratos com α-manosidose injetados de forma simulada. Muito especialmente no cérebro, o nível de oligossacáridos neutros como quantificado por TLC foi apenas metade daquele no cérebro de ratos com a-manosidose injetados de forma simulada (Fig. 8). TABELA 2 : Atividade de LAMAN em extratos de tecidos de ratos com a-manosidose 4-24 h após injeção de 250 mU de a-manosidase humana por g de peso corporal."1" Todos os valores foram corrigidos para a atividade média de LAMAN no soro a t zero (5012 mU/mL de soro). Os fatores de correção variaram entre 0,903 e 1,222.* Para a atividade de LAMAN em extratos de tecidos de ratos de controlo e ratos não injetados ver a

Tabela 1.

A fim de quantificar os oligossacáridos neutros numa base molar, os oligossacáridos neutros extraídos do cérebro dos ratos com α-manosidose injetados de forma simulada e com LAMAN foram feitos reagir com 2-antranilamida, que introduz uma etiqueta fluorescente nas extremidades redutoras dos oligossacáridos. Os oligossacáridos marcados de forma fluorescente foram separados por HPLC e quantificados por comparação com um oligossacárido padrão interno adicionado antes da derivatização com 2-antranilamida (Fig. 10) . A espécie de oligossacárido principal no cérebro de ratos com α-manosidose contém 2, 3 ou 4 resíduos de manose. Estes estão presentes em concentrações de 319, 87 e 164 pmol/g de tecido, respetivamente, e são responsáveis por 61% de todos os oligossacáridos neutros no cérebro. No cérebro de ratos com α-manosidose tratados a concentração dos oligossacáridos neutros diminuiu para 26% dos ratos injetados de forma simulada. 0 efeito corretivo foi observado para cada uma das espécies de oligossacáridos, mas foi relativamente mais alto para a espécie com 9, 7 e 4 resíduos de manose (ver Fig. 10).

No presente estudo foi utilizada LAMAN purificada de rim bovino. Esta preparação enzimática consistia em polipéptidos maduros com um baixo teor de manose-6-fosfato. A LAMAN humana recombinante isolada a partir da secreção de células CHO consistia principalmente na forma precursora, mas estava também pouco fosforilada. É provável que o baixo teor de manose-6-fosfato desta preparação seja devido a desfosforilação durante o isolamento. Ocasionalmente, foram obtidas preparações de LAMAN humana das quais até 40% se ligaram à coluna de MRP 300 (C. Andersson, D. P. Roces, observação não publicada). A LAMAN de rato recombinante purificada a partir das secreções de fibroblastos embrionários de rato que carecem de recetores de manose-6-fosfato estava altamente fosforilada e representada pela forma precursora. A depuração da circulação foi mais rápida para as duas preparações de LAMAN pouco fosforiladas de rim bovino e células CHO, que para a LAMAN de rato altamente fosforilada. A captação das diferentes preparações de LAMAN pelos órgãos não foi comparada diretamente. No entanto, a comparação dos dados de diferentes experiências sugere que são captadas pelo fígado, rim e coração frações semelhantes da LAMAN humana pouco fosforilada e da LAMAN de rato altamente fosforilada. Apenas no baço a captação foi diferente e facilitada pela fosforilação mais alta. Num estudo relacionado sobre a captação de β-glucuronidase fosforilada e não fosforilada em ratos não foi observada diferença para a captação para o fígado e baço, enquanto a captação para o rim e o coração foi mais alta para a enzima fosforilada (26) . Para as preparações de a-galactosidase que diferem na glicosilação e fosforilação foi observada uma captação semelhante pelo fígado, baço e rim (27). Isto indica que o efeito da glicosilação e fosforilação sobre a captação das enzimas lisossómicas para os diferentes órgãos depende da enzima.

Uma diferença principal entre as preparações de LAMAN de diferentes fontes é a sua estabilidade. Assumindo uma cinética de primeira ordem, a atividade da LAMAN de rato (ver Tabela 1) e bovino (não apresentado) diminuiu no fígado, rim e baço com uma semivida aparente de 3 h ou menos, enquanto a semivida aparente da LAMAN humana foi mais de 3 vezes mais duradoura. Isto pode explicar a maior eficácia corretiva da LAMAN humana sobre o armazenamento de oligossacáridos no baço, rim e coração (ver Fig. 5).

Uma única administração intravenosa de LAMAN levou a uma diminuição rápida e acentuada do armazenamento lisossómico de oligossacáridos neutros independentemente da fonte da enzima. 0 efeito corretivo foi muito acentuado no fígado. Este é também o tecido onde o aumento da atividade de LAMAN relativamente àquela nos ratos de tipo selvagem foi o mais alto. 0 exame histológico revelou uma correção do armazenamento tanto nas células de fígado parenquimatosas, como nas não parenquimatosas. Isto era verdade para a LAMAN de rato altamente fosforilada (não apresentado) e para a LAMAN humana pouco fosforilada (ver Fig. 7). Isto foi inesperado, uma vez que um estudo anterior com β-glucuronidase mostrou que as formas de enzimas não fosforiladas localizavam-se quase exclusivamente nas células de fígado não parenquimatosas, enquanto as formas fosforiladas se localizavam tanto nas células de fígado parenquimatosas como nas não parenquimatosas (26). 0 efeito corretivo da LAMAN foi transitório em todos os tecidos. Os oligossacáridos neutros começaram a acumular-se novamente 2 a 6 dias após a injeção.

Uma correção notável do armazenamento foi observada quando a injeção de 250 mU de LAMAN humana por g de peso corporal, que reduz a deposição no baço e rim em 80-90% foi repetida após 3,5 dias. Em menos de uma semana, o armazenamento desapareceu não só do fígado, mas também do rim e coração. De forma ainda mais importante, a concentração de oligossacáridos neutros também diminuiu no cérebro para cerca de um quarto. A última não pode ser atribuída a uma captação de LAMAN para as células nervosas. Nos ratos a barreira hematoencefálica amadurece dentro das primeiras duas semanas de vida, e as enzimas lisossómicas administradas por via intravenosa após este período não atravessam a barreira hematoencefálica (28-31). De acordo com estas observações, observámos quantidades vestigiais de LAMAN nos homogenatos de cérebro de ratos tratados (ver Tabela 1 e 2). Estas atividades são atribuídas a células extraneuronais, tais como endotélios, epitélio do plexo coroide e meninges removidas de forma incompleta. Uma vez que é improvável que a LAMAN administrada ganhe acesso aos oligossacáridos depositados em células neuronais e gliais, tem de se considerar mecanismos alternativos. A depuração de oligossacáridos através da circulação sanguínea ou através de um fluxo melhorado do líquido cefalorraquidiano pode contribuir para a diminuição de armazenamentos de oligossacáridos neutros no cérebro.

Exemplo 3: rhLAMAN - Eficácia da terapia de reposição de doses repetidas em ratos com a-manosidose 0 objetivo do estudo é

Demonstrar uma correção total do armazenamento de oligossacáridos de manose em todos os tecidos periféricos, e verificar a correção do armazenamento no cérebro.

Determinar se a injeção de uma dose repetida de rhLAMAN tem também um efeito sobre as atividades de LAMAN medidas nos diferentes tecidos periféricos.

Seguir o desenvolvimento de anticorpos após as injeções repetidas e verificar se precipitam a enzima. Determinar se, assim que os ratos desenvolverem anticorpos, estes têm um efeito sobre a depuração da enzima.

Determinar se um nivel aumentado de anticorpos tem um efeito na permeabilidade da barreira hematoencefálica (BBB).

Comparar a expressão de genes em ratos inativados, inativados injetados e de tipo selvagem após 1 e 4 semanas de tratamento. Realizar-se-á uma experiência de micromatriz com ARN de fígado. Os ratos utilizados para esta experiência são selecionados de crias heterozigóticas (ver abaixo).

Justificação do sistema de ensaio Item de ensaio 0 item de ensaio é fornecido como uma solução a 5,4 mg.mL-1 (8,2 U/mg, lote 041202) e é utilizado como fornecido. O item de ensaio é armazenado congelado (ca -20 °C) no dispensário quando não estiver em utilização.

Animais e gestão

Para a experiência são utilizados 5 grupos diferentes de ratos: (-/-) ratos com a-manosidose (+/+) C57/B6 (ratos de tipo selvagem) (+/-) ratos heterozigóticos que são descendência de um cruzamento entre ratos com a-manosidose (-/-) e ratos C57/B6 (+/-) (-/-) ratos com α-manosidose de cruzamentos heterozigóticos (ratos +/-) (+/+) ratos de tipo selvagem de cruzamentos heterozigóticos (ratos +/-)

Idade: 8 semanas no inicio do estudo. Número de Animais: 64 ratos (machos e/ou fêmeas)

Estado de Saúde: Os animais que se suspeita que estejam doentes são eliminados do estudo. Se o número significativo de animais for impróprio, todo o lote de animais é rejeitado e obtido um novo lote. Aclimatização: Os animais são deixados aclimatizar-se à acomodação durante um mínimo de 3 dias antes do inicio da administração.

Alocação a Grupos de Doses: Todos os animais são pesados e o número necessário de animais é distribuído aleatoriamente pelos 5 grupos de doses. Não é necessária uma estratificação por peso e/ou sexo, uma vez que a dose é ajustada ao peso e até à data não foram encontradas diferenças especificas relacionadas com o sexo. Apenas são utilizados machos para a experiência de Micromatriz (grupos 2*, 4* e 5*, ver abaixo), uma vez que em estudos de expressão de genes, o sexo tem sido frequentemente descrito como um fator relevante.

Ambiente da Sala: Os animais são alojados 4/gaiola ou 8/gaiola numa gaiola de polipropileno com topos em malha de aço inoxidável e fundos sólidos com aparas de madeira como material de cama. As gaiolas (267 x 207 x 104 mm ou 425 x 266 x 188 mm) são mudadas, consoante necessário.

As gaiolas são proporcionadas com uma garrafa de água em policarbonato (capacidade 250 mL) com um bico em aço inoxidável e tampa Duretano. As garrafas de água são enchidas consoante necessário e mudadas/lavadas pelo menos uma vez por semana. Há um controlo automático da temperatura e humidade, as gamas alvo são 20 °C± 2 °C e 50%±15%, respetivamente, com um fluxo de ar na sala para dar um mínimo de 15 alterações de ar por hora. As gamas de temperatura e humidade são monitorizadas e registadas diariamente. Existe um controlo automático do ciclo de luz; as horas de luz são normalmente de 0600-1800.

Dieta e Fornecimento de Água O alimento e a água estão disponíveis para os animais ad libitum. Considera-se que o alimento e a água utilizados não contêm quaisquer substâncias adicionais, em concentração suficiente, para ter qualquer influência sobre o resultado do estudo.

Tratamento

Grupos de Dose/Nível de Dose

Grupo 1 (para investigações bioquímicas, 16 ratos LAMAN). Os ratos são tratados duas vezes por semana por via intravenosa com 250 mU/g de peso corporal de rhLAMAN, e grupos de 4 ratos são mortos após 1, 2 e 4 semanas de tratamento.

Grupo 2* (para investigações de micromatriz, 8 ratos LAMAN de cruzamento heterozigótico) , são tratados duas vezes por semana por via intravenosa com 250 mU/g de peso corporal de rhLAMAN, e grupos de 3 ratos são mortos após 1 e 4 semanas de tratamento.

Grupo 3 (para investigações da barreira hematoencefálica, anticorpo e depuração do plasma, 12 ratos LAMAN), são tratados uma vez por semana com 250 mU/g de peso corporal de rhLAMAN. Ambos os grupos de ratos, os 4 ratos utilizados para investigações da BBB, e os 4 ratos utilizados para investigação da depuração, são mortos após 4 semanas de tratamento.

Grupo 4 (Ratos tratados de forma simulada, 12 ratos LAMAN), são tratados uma vez/duas vezes por semana com veiculo de rhLAMAN no mesmo volume de dose que os animais tratados no Grupo 3/Grupo 1. Um grupo de 4 ratos injetados uma vez por semana são mortos após 4 semanas de tratamento (para serem comparados com os ratos do grupo 3) , e grupos de 2 ratos são mortos após 1, 2 e 4 semanas de tratamento (para serem comparados com o grupo 1)

Grupo 4* (Ratos tratados de forma simulada, 8 ratos LAMAN de cruzamento heterozigótico) e Grupo 5* (8 tipo selvagem de cruzamento heterozigótico) são tratados duas vezes por semana com veiculo para rhLAMAN no mesmo volume de dose que os animais tratados no Grupo 2*. Grupos de 3 ratos são mortos após 1 e 4 semanas. *Ratos com α-manosidose de crias heterozigóticas (+/-), descendentes de uma reprodução entre ratos com a-manosidose (-/-) e C57/B6 de tipo selvagem (+/+). TABELA 3: Alocação de animais aos grupos de dose:

TABELA 3: Alocação de animais aos grupos de dose (continuação)

Via, Duração e Método de Administração 0 item de ensaio é administrado através de uma injeção (bolus) intravenosa numa das veias laterais da cauda aos niveis da dose alvo. 0 volume de dose necessário é calculado de acordo com o peso corporal do animal registado mais recentemente.

Antes da administração, os ratos são anestesiados (via intraperitoneal) com 75 pL por 100 g de peso corporal de uma solução de 10 mg/mL de Ketavet (Parke Davis) e 2 mg/mL de Rompun (Bayer) e são mantidos a cerca de 37 °C até recuperarem da anestesia.

Observações

Viabilidade

Todos os animais são verificados todos os dias para a viabilidade, cedo de manhã e tão tarde como possível. Qualquer animal que apresente sinais de debilidade ou intoxicação grave e que se considere que esteja num estado moribundo, é morto. Qualquer animal morto in extremis ou encontrado morto é, sempre que seja possível, submetido a um exame post mortem macroscópico no dia da morte. Se não for possível realizar o exame post mortem macroscópico no dia da morte (por exemplo, ao fim da tarde ou aos fins de semana), a carcaça é colocada num saco de polietileno e mantido num frigorifico (4 °C) até exame no dia seguinte.

Sinais Clinicos

Todos os animais são observados nos dias de administração para a reação ao tratamento. São registados o inicio, a intensidade e a duração de quaisquer sinais observados.

Peso Corporal

Antes da administração todos os animais são pesados semanalmente e registados e classificados.

Investigações laboratoriais

Verificação do tratamento

Cinco minutos após injeção, é colhido sangue do plexo retroorbital para medição dos níveis plasmáticos de rhLAMAN (de acordo com o procedimento interno n.° 2). Se um animal não recebeu a dose total, a quantidade em falta em % é calculada e administrada ao animal no mesmo dia.

Cinética

Dos 4 ratos do grupo 3, é colhido sangue do plexo retroorbital um dia antes da injeção, e também 5, 15 e 30 minutos após cada injeção, para investigar um possível efeito de Ab na depuração da enzima.

Se ainda houver enzima disponível no final da experiência (4 semanas), o tratamento destes ratos continuará até às 8 semanas.

Determinação de anticorpos

Antes da administração é colhido sangue do plexo retroorbital dos animais do grupo 2, assim como de todos os outros animais no final para medir os títulos de anticorpos.

Estudos terminais Método de morte

Os ratos são anestesiados com 600 yL de uma solução de 10 mg/mL de Ketavet (Parke Davis) e 2 mg/mL de Rompun (Bayer) em NaCl 0,15 M, perfundidos com PBS e mortos por sangramento.

Para todos os grupos exceto o grupo 3, a morte ocorre três dias e meio após o último tratamento. Para o grupo 3, os ratos são mortos 1 semana após o último tratamento (ver tabela 3) .

Histopatologia

Os seguintes órgãos são colhidos e fixos com NaPi 0,1 mM/6% de Gluteraldeído tamponado a pH 7,4: fígado, rim, cérebro São cortadas pequenas secções com uma lâmina de barbear e as lâminas fixas são submetidas a análise por microscopia eletrónica.

Concentrações de LAMAN nos tecidos

Os homogenatos de fígado, baço, rim, coração, cérebro em TBS/PI (Inibidores de Proteases) são medidos para a atividade de LAMAN utilizando p-nitrofenil-a- manopiranosídeo como substrato e citrato de sódio 0,2 M, pH 4,6, 0,0 8% de NaN3, 0,4% de BSA como tampão. O processamento de LAMAN é seguido de transferência de Western (é necessária ~1 mU) .

Oligossacáridos nos Tecidos A partir dos órgãos descritos em 10.3 é preparada uma preparação de extratos de oligossacáridos neutros e quantificados por densitometria para estudar a normalização do armazenamento nos órgãos por TLC de acordo com o procedimento n.° 4 e 5.

Os oligossacáridos neutros do fígado e coração serão digeridos com α-glicosidase para evitar a interferência de glucogénio.

Análise estatística dos resultados

Salvo indicação em contrário, todos os testes estatísticos serão bilaterais e realizados ao nível de significância de 5% utilizando software do laboratório. São realizadas as seguintes comparações emparelhadas:

Grupo de Controlo de Veículo 4A vs Grupo IA

Grupo de Controlo de Veículo 4B vs Grupo 1B

Grupo de Controlo de Veículo 4C vs Grupo 1C

Grupo de Controlo de Veículo 4D vs Grupo 3A

Grupo de Controlo de Veículo 5A*, 5B* vs Grupo 4E*, 4F*

Grupo de Controlo de Veículo 5A*, 5B* vs Grupo 2A*, 2B*

Grupo de Controlo de Veículo 4E*, 4F* vs Grupo 2A*, 2B*

Os dados são analisados quanto à normalidade da distribuição utilizando o teste de Shapiro-Wilk e gráficos quatil-quantil. Quando se pode assumir uma distribuição normal, as diferenças entre os grupos são testadas utilizando modelos lineares (ANOVA) com ou sem a assunção de homocedasticidade. Se os dados (ou dados transformado por log) não têm uma distribuição normal, é utilizado um teste de Kruskal-Wallis. Podem ser efetuados passos de análise de dados adicionais dependendo dos dados. (* crias heterozigóticas, ver abaixo)

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LISTA DE SEQUÊNCIAS <110> Jens Fogh Claes Anderson Cecilia Weigelt Diego Prieto Roces Kurt von Figura Meher Irani

<120> Utilização de alfa-manosidase para a correção de armazenamento lisossómico anormal no SNC <130> 36564PC01 <150> PA200400528 <151> 2004-04-01 <150> US 60/558,108 <151> 2004-04-01 <160> 2 <170> FastSEQ para Windows Versão 4.0

<210> 1 <211> 1011 <212> PRT <213> Homo Sapiens <4 0 0> 1

Met Gly Ala Tyr Ala Arg Ala Ser Gly Val Cys Ala Arg Gly Cys Leu 15 10 15

Asp Ser Ala Gly Pro Trp Thr Met Ser Arg Ala Leu Arg Pro Pro Leu 20 25 30

Pro Pro Leu Cys Phe Phe Leu Leu Leu Leu Ala Ala Ala Gly Ala Arg 35 40 45

Ala Gly Gly Tyr Glu Thr Cys Pro Thr Val Gin Pro Asn Met Leu Asn 50 55 60

Val His Leu Leu Pro His Thr His Asp Asp Val Gly Trp Leu Lys Thr . 65 70 75 80

Val Asp Gin Tyr Phe Tyr Gly lie Lys Asn Asp lie Gin His Ala Gly 85 90 95

Vai Gin Tyr lie Leu Asp Ser Val lie Ser Ala Leu Leu Ala Asp Pro 100 105 110

Thr Arg Arg Phe lie Tyr Val Glu lie Ala Phe Phe Ser Arg Trp Trp 115 120 125

His Gin Gin Thr Asn Ala Thr Gin Glu Val Val Arg Asp Leu Val Arg 130 135 140

Gin Gly Arg Leu Glu Phe Ala Asn Gly Gly Trp Val Met Asn Asp Glu 145 150 155 160

Ala Ala Thr His Tyr Gly Ala He Val Asp Gin Met Thr Leu Gly Leu 165 170 175

Arg Phe Leu Glu Asp Thr Phe Gly Asn Asp Gly Arg Pro Arg Val Ala 180 185 190

Trp His lie Asp Pro Phe Gly His Ser· Arg Glu Gin Ala Ser Leu Phe 195 200 205

Ala Gin Met Gly Phe Asp Gly Phe Phe Phe Gly Arg Leu Asp Tyr Gin 210 215 220

Asp Lys Trp Val Arg Met Gin Lys Leu Glu Met Glu Gin Val Trp Arg 225 230 235 240

Ala Ser Thr Ser Leu Lys Pro Pro Thr Ala Asp Leu Phe Thr Gly Val 245 250 255

Leu Pro Asn Gly Tyr Asn Pro Pro Arg Asn Leu Cys Trp Asp Val Leu 260 265 270

Cys Val Asp Gin Pro Leu Val Glu Asp Pro Arg Ser Pro Glu Tyr Asn 275 280 285

Ala Lys Glu Leu Val Asp Tyr Phe Leu Asn Val Ala Thr Ala Gin Gly 290 295 300

Arg Tyr Tyr Arg Thr Asn His Thr Val Met Thr Met Gly Ser Asp Phe 305 310 315 320

Gin Tyr Glu Asn Ala Asn Met Trp Phe Lys Asn Leu Asp Lys Leu lie 325 330 335

Arg Leu Val Asn Ala Gin Gin Ala Lys Gly Ser Ser Val His Val Leu 340 345 350

Tyr Ser Thr Pro Ala Cys Tyr Leu Trp Glu Leu Asn Lys Ala Asn Leu 355 360 365

Thr Trp Ser Val Lys His Asp Asp Phe Phe Pro Tyr Ala Asp Gly Pro 370 375 380

His Gin Phe Trp Thr Gly Tyr Phe Ser Ser Arg Pro Ala Leu Lys Arg 385 390 395 400

Tyr Glu Arg Leu Ser Tyr Asn Phe Leu Gin Val Cys Asn Gin Leu Glu 405 410 415

Ala Leu Val Gly Leu Ala Ala Asn Val Gly Pro Tyr Gly Ser Gly Asp 420 425 430

Ser Ala Pro Leu Asn Glu Ala Met Ala Val Leu Gin His His Asp Ala 435 440 445

Val Ser Gly Thr Ser Arg Gin His Val Ala Asn Asp Tyr Ala Arg Gin 450 455 460

Leu Ala Ala Gly Trp Gly Pro Cys Glu Val Leu Leu Ser Asn Ala Leu 465 470 475 480

Ala Arg Leu Arg Gly Phe Lys Asp His Phe Thr Phe Cys Gin Gin Leu 485 490 495

Asn lie Ser lie Cys Pro Leu Ser Gin Thr Ala Ala Arg Phe Gin Val 500 505 510 lie Val Tyr Asn Pro Leu Gly Arg Lys Val Asn Trp Met Val Arg Leu 515 520 525

Pro Val Ser Glu Gly Val Phe Val Val Lys Asp Pro Asn Gly Arg Thr 530 535 540

Val Pro Ser Asp Val Val lie Phe Pro Ser Ser Asp Ser Gin Ala His 545 550 555 560

Pro Pro Glu Leu Leu Phe Ser Ala Ser Leu Pro Ala Leu Gly Phe Ser 565 570 575

Thr Tyr Ser Val Ala Gin Val Pro Arg Trp Lys Pro Gin Ala Arg Ala 580 585 590

Pro Gin Pro lie Pro Arg Arg Ser Trp Ser Pro Ala Leu Thr lie Glu 595 600 605

Asn Glu His lie Arg Ala Thr Phe Asp Pro Asp Thr Gly Leu Leu Met 610 615 620

Glu lie Met Asn Met Asn Gin Gin Leu Leu Leu Pro Val Arg Gin Thr 625 630 635 640

Phe Phe Trp Tyr Asn Ala Ser lie Gly Asp Asn Glu Ser Asp Gin Ala 645 650 655

Ser Gly Ala Tyr lie Phe Arg Pro Asn Gin Gin Lys Pro Leu Pro Val 660 665 670

Ser Arg Trp Ala Gin lie His Leu Val Lys Thr Pro Leu Val Gin Glu 675 680 685

Val His Gin Asn Phe Ser Ala Trp Cys Ser Gin Val Val Arg Leu Tyr. 690 695 700

Pro Gly Gin Arg His Leu Glu Leu Glu Trp Ser Val Gly Pro lie Pro 705 710 715 720

Val Gly Asp Thr Trp Gly Lys Glu Val lie Ser Arg Phe Asp Thr Pro 725 730 735

Leu Glu Thr Lys Gly Arg Phe Tyr Thr Asp Ser Asn Gly Arg Glu lie 740 745 750

Leu Glu Arg Arg Arg Asp Tyr Arg Pro Thr Trp Lys Leu Asn Gin Thr 755 760 765

Glu Pro Val Ala Gly Asn Tyr Tyr Pro Val Asn Thr Arg lie Tyr lie 770 775 780

Thr Asp Gly Asn Met Gin Leu Thr Val Leu Thr Asp Arg Ser Gin Gly 785 790 795 800

Gly Ser Ser Leu Arg Asp Gly Ser Leu Glu Leu Met Val His Arg Arg 805 810 815

Leu Leu Lys Asp Asp Gly Arg Gly Val Ser Glu Pro Leu Met Glu Asn 820 825 830

Gly Ser Gly Ala Trp Val Arg Gly Arg His Leu Val Leu Leu Asp Thr 835 840 845

Ala Gin Ala Ala Ala Ala Gly His Arg Leu Leu Ala Glu Gin Glu Val 850 855 860

Leu Ala Pro Gin Val Val Leu Ala Pro Gly Gly Gly Ala Ala Tyr Asn_ 865 870 875 880

Leu Gly Ala Pro Pro Arg Thr Gin Phe Ser Gly Leu Arg Arg Asp Leu 885 890 895

Pro Pro Ser Val His Leu Leu Thr Leu Ala Ser Trp Gly Pro Glu Met 900 905 910

Val Leu Leu Arg Leu Glu His Gin Phe Ala Val Gly Glu Asp Ser Gly 915 920 925

Arg Asn Leu Ser Ala Pro Val Thr Leu Asn Leu Arg Asp Leu Phe Ser 930 935 940

Thr Phe Thr lie Thr Arg Leu Gin Glu Thr Thr Leu Val Ala Asn Gin 945 950 955 960

Leu Arg Glu Ala Ala Ser Arg Leu Lys Trp Thr Thr Asn Thr Gly Pro 965 970 975

Thr Pro His Gin Thr Pro Tyr Gin Leu Asp Pro Ala Asn lie Thr Leu 980 985 990

Glu Pro Met Glu lie Arg Thr Phe Leu Ala Ser Val Gin Trp Lys Glu 995 1000 1005

Val Asp Gly 1010

<210> 2 <211> 8079 <212> ADN <213> Sequência Artificial <22 0> <223> Plasmideo de expressão pLamanExpl <400> 2 agiatcttoáa iattggcoa t: tagecafcatt art oat: iggt tataiagaa·: aaa least.at. 60 tggctattgg ocattgeata cgttgtatct at a teat a at: atgtacatfcfc atatcggctc 120 atgcccaata tgaccgccat gfctggcattg attattgact agttattaaft agtaafccsac 180 taoggggtca ttagtfccata gcccatatat ggagttccgc gttacataac ttacggtaaa 240 tggeecgcet ggctgaccgc ccaacgaccc cc.gocc.at.tg aegtcaataa fcgacgtatgt 300 tcccatagta acgccaatag ggactttcca ttgacgteaa tgggfcggagt atfctacggta 360 aaotgcccac ttggcagtac atcaagtgta tcatatgcca agtccgcccc ctattgacgt 420 caatgacggt aaatggcccg cctggcatta tgcccagtac atgaccttac gggactttcc 480 tacttggcag tacatctacg tattagtcat cgctattacc atggtgatgc ggttttggca 540 gtacaccaat gggcgtggat agcggtttga ctcacgggga tttccaagtc tccaccccat 600 tgacgtcaat gggagtttgt tttggcacca aaatcaacgg gactttccaa aatgtcgtaa 660 caactgcgat cgcccgcccc gttgacgcaa atgggcggta ggcgtgtacg gtgggaggtc 720 tatataagca gagctcgttt 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DESCRIPTION "ALPHA-MANOSIDASE MEDICAL USE"

FIELD OF THE INVENTION The present invention provides means and strategies for treating lysosomal storage disorder alpha-mannosidosis by enzyme replacement therapy. In particular, the invention relates to the reduction of neutral mannose-rich oligosaccharides stored in cells within the central nervous system.

BACKGROUND OF THE INVENTION

Alpha-mannosidosis Alpha-mannosidosis is an autosomal recessive disease occurring on a worldwide scale between 1/1 000 000 and 1/500 000. Mannosidosis is found in all ethnic groups in Europe, America, Africa, and also in Asia. It is detected in all countries with a good diagnostic service for lysosomal storage disorders at a similar frequency. They are born apparently healthy, yet the symptoms of disease are progressive. Alpha-mannosidosis presents clinical heterogeneity, ranging from very severe to very mild. Typical clinical symptoms are: mental retardation, skeletal changes, impaired immune system resulting in recurrent infections, hearing loss, and often the disease is associated with atypical facial features such as a coarse face, prominent forehead, a flattened nasal bridge, a small nose and a wide mouth. In very severe cases (type I mannosidosis) children suffer from hepatosplenomegaly, and they die during the first years of life. Probably, this early death is caused by serious infections due to immunodeficiency caused by the disease. In milder cases (type 2 mannosidosis) patients usually reach adulthood. Skeletal weaknesses of patients result in the need for wheelchairs at 20 to 40 years of age. The disease causes diffuse dysfunction of the brain that often results in poor mental performance that excludes everything except the most basic skills of simple reading and writing. These problems associated with hearing impairments and other clinical manifestations prevent the patient from living independently and the consequence is the need for lifelong care.

Lysosomal alpha-mannosidase Alpha-mannosidosis results from a deficient lysosomal alpha-mannosidase activity (LAMAN, EC3.2.1.24). The disease is characterized by the massive intracellular accumulation of mannose-rich oligosaccharides, i.e., oligosaccharides having al, 2-, al, 3- and Î ±, 6-mannosyl residues at their non-reducing ends. These oligosaccharides result mainly from the intralysossomic degradation of glycoproteins with N-linked oligosaccharides. However, some result from the catabolism of dolicol-bound oligosaccharides and misfolded glycoproteins redirected into the cytosol for degradation by the proteasome (4,5). Lysosomal storage is observed in a wide range of cell and tissue types, including neurons in all regions of the brain. LAMAN is an exoglycosidase which hydrolyzes these terminal non-reducing alpha-D-mannosis residues in alpha-D-mannosides from the non-reducing end during orderly degradation of the N-linked glycoproteins (Aronson and Kuranda FASEB J 3: 2615-2622. 1989). The human enzyme is synthesized as a single 1011 amino acid polypeptide with a putative 49 residue signal peptide which is processed into three major 15, 42 and 70 kD glycopeptides. (Nilssen, et al., Hum. Mol.Genet, 6, 717-726, 1997). The lysosomal alpha-mannosidase gene The gene encoding LAMAN (MANB) is located on chromosome 19 (19cen-q12), (Kaneda et al., Chromosome 95: 8-12, 1987). The MANB consists of 24 exons, which covers 21.5 kb (GenBank Accession Nos. U60885-U60899; Riise et al., Genomics 42: 200-207, 1997). The LAMAN transcript is 3 500 nucleotides (nts) and contains an open reading frame encoding 1011 amino acids (GenBank U60266.1). Cloning and sequencing of the human cDNA encoding LAMAN have been published in three papers (Nilssen et al., Hum.Mol.Genet.6, 717-726 1997, Liao et al., J. Biol. Chem., 271, 28348-28358 1996, Nebes et al., Biochem.Biophys.Res.Commun 200, 239-245, 1994). Curiously, the three sequences are not identical. When compared to the sequence of Nilssen et al. (accession # U60266.1), Liao et al. and Nebes et al. observed a modification of TA to AT at positions 1670 and 1671 which resulted in a substitution of valine for aspartic acid.

Mutations

In 1997 Nilssen et al. (Hum Mol Genet 6: 717-726) described the first disease-causing mutation in the fibroblasts of two siblings with mannosidosis in a highly inbred Palestinian family. In these two patients, the cause of the disease is a point mutation in the gene, with the nucleotide Adenine substituted by Thymidine. Since then, several genetic causes have been found for the disease in humans. Nowadays mutations that cause alpha-mannosidosis have been characterized in more than 60 patients, mainly in Europeans. These mutations vary in type, encompassing nucleotide substitutions, deletions, and additions, as they span most of the 24 gene exons (Berg et al., Am J Genet 64: 77-88, 1999).

The consequences of mutations at the protein level also range from amino acid substitutions affecting both the active site and folding, to early grating deviations and premature termination codons, which result in a completely inactive product. The amino acid sequence and structure of the enzyme in a number of different species. When comparing species, many of the observed human and bovine mutations are located in a highly "conserved" mannosidase polypeptide region for various species such as humans, cattle, cat, whale, birds, cod and mucilaginous background, indicating that these regions are very important for the function of the enzyme.

Despite the many different types of mutations, it appears that all mutations cause the complete complete loss of enzymatic activity in cells. Thus, apparently, variations relative to clinical severity can not be explained by variations in enzyme activity. Instead, these variations are brought about by other factors, which are attributed to the body's general ability to reduce the harmful effects of the oligomannosides that accumulate, and by the means to prevent and treat infections and other clinical symptoms in patients.

Diagnosis The diagnosis of alpha-mannosidosis is currently based on clinical evaluation, detection of mannose-rich oligosaccharides in urine, and direct measurements of alpha-mannosidase activity in various cell types, such as leukocytes, fibroblasts, and amniocytes (Chester et al. , In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism Edi-Ermes, Milan, pp. 89-120.

Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease. Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp 2529-2562. 1995).

Since symptoms are often mild initially and biochemical diagnosis is difficult, diagnosis is often made late in the course of the disease. It is obvious that patients and their families would benefit substantially from an early diagnosis.

Animal models Alpha-mannosidosis was described in cattle (Hocking et al., Biochem J 128: 69-78, 1972), cats (Walkley et al., Proc. Nat. Acad. Sci., 91: 2970-2974, 1994) and guinea pigs (Crawley et al., Pediatr Res 46: 501-509, 1999). A mouse model was recently generated by directed disruption of the alpha-mannosidase gene (Stinchi et al., Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999).

As in humans, alpha-mannosidosis appears to be elicited by specific mutations in the gene encoding lysosomal alpha-mannosidase. Berg et al. (Biochem. J. 328: 863-870, 1997) reported the purification of feline liver lysosomal alpha-mannosidase and determination of its cDNA sequence. The active enzyme consists of 3 polypeptides, with molecular weights of 72, 41 and 12 kD. Analogously to the human enzyme it has been shown that the feline enzyme is synthesized as a single-stranded precursor with a putative signal peptide of 50 amino acids followed by a polypeptide chain of 957 amino acids which is dissociated in the 3 polypeptides of the mature enzyme. The deduced amino acid sequence was 81.1% and 83.2% identical to the human and bovine sequences, respectively. A 4 bp deletion was identified in an affected Persian cat; suppression resulted in a shift of the codon 583 grid and premature termination at codon 645. It was not possible to detect enzymatic activity in the cat's liver. A domestic long-haired cat expressing a lighter phenotype had an enzymatic activity that was 2% of normal; this cat did not have suppression of 4 bp. Tollersrud et al. (Eur J Biochem 246: 410-419, 1997) purified the bovine kidney enzyme to homogeneity and cloned the gene. The gene was organized into 24 exons spanning 16 kb. Based on the gene sequence identified two mutations in cattle.

At the present time the mice with inactivated α-mannosidase gene provide the best pharmacological model available for the investigational treatment of α-mannosidosis to support regulatory compliance. Currently, there are no acceptable models that do not use live animals.

Medical necessity of therapy for alpha-mannosidosis In light of the serious clinical manifestations resulting from the accumulation of mannose-rich oligosaccharides, the lack of effective treatment for alpha-mannosidosis is well recognized. At present, the main therapeutic options for the treatment of the disease are bone marrow transplantation and enzyme replacement therapy.

Bone marrow transplant

In 1996 Walkley et al. (Proc Nat Nat. Acad Sci 1991, 91: 2970-294, 1994) published an article on 3 mannosidose kittens that were treated with bone marrow transplantation (BMT) in 1991. In the 2 animals that were sacrificed, not only in the body, but more importantly also in the brain. The third cat was well after 6 years. Normally, an untreated cat dies with 3-6 months. In 1987 a child with mannosidosis was treated with BMT (Will et al., Arch Dis Child 1987 Oct; 62 (10): 1044-9). He died after 18 weeks due to complications related to the procedure. In the brain, little enzymatic activity was found. This disappointing result could be explained by heavy immunosuppressive treatment before death, or by the fact that time is required for there to be an increase in the enzymatic activity in the brain after BMT. The donor was the mother (who as carrier would be expected to have less than 50% enzymatic activity) or it may be that BMT in humans has no effect on the function of the enzyme in the brain. In spite of having variable results, the few bone marrow transplantation attempts thus indicate that a successful graft can correct the clinical manifestations of alpha-mannosidosis, at least in part. However, the challenge to reduce serious complications related to the procedure when applying bone marrow transplantation in human therapy remains unresolved.

Enzyme replacement therapy

When lysosomal storage diseases were discovered, hopes were raised that they could be treated by enzyme replacement. Enzyme replacement therapy has been shown to be effective in Gaucher disease. When exogenous lysosomal glucocerebrosidase is injected into the patient, this enzyme is taken up by enzyme deficient cells (Barton et al., N Engl J Med 324: 1464-1470). Such uptake is regulated by certain receptors on the cell surface such as, for example, the mannose-6-phosphate receptor, which is almost ubiquitous on the surface of cells and other receptors such as the asialoglycoprotein receptor and the mannose receptor, which restricted to certain cell types such as monocyte / macrophage cell line cells and hepatocytes. Cell uptake of the enzyme is therefore strongly dependent on its glycosylation profile. If properly designed, the deficient enzyme could be replaced by regular injections of an exogenous enzyme in the same way that diabetic patients receive insulin. In vitro studies with purified active lysosomal alpha-mannosidase, added to enzyme-deficient fibroblast media showed a correction of lysosomal substrate accumulation. In vivo treatment, on the other hand, has been prevented, in part, by the problem of producing sufficient amount of enzymes, and by complications resulting from immunological reactions against the exogenous enzyme. However, more importantly, special considerations apply to lysosomal storage diseases with a major neurological component, such as alpha-mannosidosis, in which clinical manifestations are associated with increased lysosomal storage within the central nervous system. Thus, enzyme replacement therapy has not been shown to be effective against the acute neuronopathic variant of Gaucher disease (Prows et al., Am J Med Genet 71: 16-21). The administration of therapeutic enzymes to the brain is hindered by the lack of transport of these large molecules through the blood-brain barrier. From the general notion that the blood-brain barrier must be bypassed to observe an effect of therapeutic agents on the brain, the use of a wide variety of delivery systems has been envisaged. These include invasive techniques such as the osmotic opening of the blood-brain barrier with, for example, mannitol and non-invasive techniques such as chimeric enzyme receptor mediated endocytosis. Since enzyme replacement is expected to require administration of the enzyme on a regular basis, the use of invasive techniques should be avoided. The use of non-invasive techniques, on the other hand, did not provide promising results. It was considered that reduced storage in visceral organs and meninges could reduce the amount of oligosaccharides that is transported to the brain. However, it is considered that these considerations do not apply to lysosomal disorders in which neurological damage is primary and severe (Neufeld, EF Enzyme replacement therapy, in Lysosomal disorders of the brain (Platt, FM Walkley, S. V: (WO 02/099092 (Fogh et al., 2002) and Berg et al., Molecular Genetics and Metabolism, vol 73 , No. 1, April 2001, pages 18-29, discloses the use of a lysosomal alpha-mannosidase (LAMAN) for the preparation of a medicament for reducing the intracellular levels of mannose-rich oligosaccharides within the CNS by administering LAMAN "on cell membranes ".

Fogh et al., 2002, discusses enzyme replacement therapy and discloses that if appropriately designed the missing enzyme could be injected regularly as the diabetic individual injects insulin. Furthermore, Fogh et al. , 2002 and Berg et al. , 2001 disclose the expression and purification of human LAMAN from CHO cells and demonstrate in vitro the uptake of LAMAN in fibroblasts from a mannosidose patient. However, Fogh et al., 2002, and Berg et al., 2001, do not disclose administration by repeated intravenous injection at a specific frequency.

SUMMARY OF THE INVENTION

A first aspect of the present invention provides the use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for the treatment of alpha-mannosidosis, wherein said medicament is to be administered by intravenous administration.

An embodiment of the present invention relates to the use, wherein the medicament is to be administered by infusion, or repeated intravenous injection at a rate corresponding to 1 to 5 injections daily, 1 to 5 injections per week, 1 to 5 injections every 2 weeks or 1 to 5 injections every month.

A second embodiment of the present invention relates to the use, wherein said medicament does not comprise a component with a known ability to target cells within the central nervous system.

A third embodiment of the present invention relates to the use, wherein the lysosomal alpha-mannosidase comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

Another embodiment of the present invention relates to the use, wherein said medicament does not comprise a component for targeting cells within the central nervous system and does not comprise a component capable of acting as a vehicle for passage through the blood-brain barrier.

Another embodiment of the present invention relates to the use, wherein said medicament is administered in an amount, which is within the range of 5 to 300 mU lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight of the subject to be treated.

Yet another embodiment of the present invention relates to the use, wherein a fraction of said lysosomal alpha-mannosidase consists of lysosomal alpha-mannosidase having one or more N-linked oligosaccharides carrying mannose-6-phosphate residues.

A preferred embodiment of the present invention relates to the use, wherein said lysosomal alpha-mannosidase is a recombinant enzyme.

DEFINITIONS AND TERMS

By "component" we mean broadly an element that is part of the whole. More specifically, the term refers to a substance present in a mixture. Such a substance may be a compound defined as a material consisting of elements chemically combined in defined mass proportions. Examples of inorganic compounds such as small molecular species, organic compounds such as carbohydrates including simple sugars and complex polysaccharide polymers, peptides, proteins, peptidomimetics, nucleic acids and antibodies. The term "central nervous system" refers to the brain, spinal cord, and spinal nerves. The central nervous system does not include the peripheral nerves in the arms, legs, muscles, and organs.

In the present context the term "brain" refers to that portion of the central nervous system which is located inside the skull including its two halves (right and left) referred to as hemispheres.

Also in the present context, extraneuronal cells such as cells in the endothelium and choroid plexus epithelia are not to be considered as part of the central nervous system and brain. Similarly, the brain and central nervous system do not understand the meninges. The "choroid plexus" is a vascular proliferation or fringe of the choroidal screen in the third and fourth ventricles and in the lateral cerebral ventricle; secretes the cerebrospinal fluid, thereby regulating intraventricular pressure to a certain extent. The term "meninges" refers to the three membranes covering the brain and spinal cord. The outer meninge is called the dura mater, and is the most resilient of the three. The middle layer is the pia mater, and the innermost thin layer is the arachnoid.

By "complex" or "conjugate" is meant a molecule or a group of molecules which are held together by van der Waals and / or electrostatic and / or covalent bonds. The term "exogenous" refers to a component that is introduced from the outside or produced outside the organism or system; specifically, the term refers to components that are not synthesized within the organism or system. The term "permeant" refers to a component that is capable of passing through a particular semipermeable membrane. Such a semipermeable membrane may be the blood-brain barrier and / or the maternal-fetal barrier.

The terms "blood-brain barrier" and "blood-brain barrier" refer to the barrier system that separates blood from the parenchyma of the central nervous system. The term "directed to" refers to the process of the process of having proteins with certain signals such that the proteins are targeted specifically to certain cell locations, for example the lysosome.

DETAILED DESCRIPTION The hallmark of α-mannosidosis is the storage of neutral oligosaccharides in a wide variety of tissues (see Fig. 2, lane 1 and lane 2). These oligosaccharides contain 2-9 mannose residues and a N-acetylglucosamine residue at their reducing end and thus result from the action of an endoglucosaminidase. The strong involvement of the central nervous system is reflected in the clinical phenotype of alpha-mannosidosis ranging from severe infantile forms to lighter juvenile forms with only moderate mental retardation. The rationale behind the present invention emerges from the surprising observation that repeated intravenous administration of recombinant alpha-mannosidase results in a marked reduction in the levels of neutral mannose-rich oligosaccharides stored in the brain.

In its broadest aspect, the present disclosure relates to a recombinant LAMAN polypeptide and to a nucleotide sequence encoding the LAMAN polypeptide, to an expression system capable of expressing the polypeptide as well as to pharmaceutical compositions comprising the polypeptide or part thereof and to the use of the polypeptide to prevent or treat the development of alpha-mannosidosis-related symptoms caused by a deficiency of the enzyme lysosomal alpha-mannosidase (LAMAN) in an individual.

In one main aspect the invention provides the use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for reducing intracellular levels of neutral mannose-rich oligosaccharides in cells within one or more regions of the central nervous system, such as one or more regions within the brain. Neutral mannose-rich oligosaccharides contain two to nine mannose residues attached to a single residue of N-acetylglucosamine.

Another major aspect of the invention relates to a lysosomal alpha-mannosidase formulation for use as a medicament for reducing intracellular levels of neutral mannose-rich oligosaccharides in cells within one or more regions of the central nervous system.

For both major aspects of the invention it is even more preferred that the lysosomal alpha-mannosidase is selected from the group consisting of (a) the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; (b) a portion of the sequence in (a) which is enzymatically equivalent to recombinant human lysosomal alpha-mannosidase (c) an analogous amino acid sequence having at least 75% sequence identity to any of the sequences in (a) or (b) and which is at the same time enzymatically equivalent to recombinant human lysosomal alpha-mannosidase.

It may be preferred that the degree of sequence identity between the nucleic acid sequence comprised within the cell according to the invention and SEQ ID NO: 1 is at least 80%, such as at least 85%, at least 90% , at least 95%, at least 97%, at least 98% or at least 99%.

In the present context, an analogous amino acid sequence or a portion of an amino acid sequence that is enzymatically equivalent to recombinant human lysosomal alpha-mannosidase, is a polypeptide, which has a specific activity of at least 5 U / mg when present in a purity of at least 90%. Purity is conveniently determined using standard techniques such as SDS-PAGE. The specific activity can be determined in an enzyme assay as described in Example 2 of the present application. Briefly, the purified polypeptide is incubated with the substrate, p-nitrophenyl-α-mannopyranoside at 37 ° C for an appropriate amount of time before the reaction is stopped by the addition of 0.4 M glycine / NaOH pH 10.4. The amount of the converted substrate can be determined by changing the absorbance at 405 nm (s = 18500 M -1 cm -1).

In some embodiments the lysosomal alpha-mannosidase is formulated for systemic administration. Formulations for systemic administration may comprise a variety of pharmaceutically acceptable carriers, excipients or stabilizers (Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed. (1980)), in the form of lyophilized formulations or aqueous solutions. "Pharmaceutically acceptable carriers, excipients or stabilizers" are nontoxic to the recipients at the dosages and concentrations used, and for the present application are also present at concentrations which have no effect on the permeability of the blood-brain barrier. Buffers such as phosphate, citrate and other organic acids are included; antioxidants including ascorbic acid and methionine; preservatives (such as octadecyldimethylbenzylammonium chloride, hexamethonium chloride, benzalkonium chloride, benzethonium chloride: phenol, butyl or benzyl alcohol, alkylparabens such as methyl or propylparaben, catechol, resorcinol, cyclohexanol, 3-pentanol, and m- cresol); low molecular weight polypeptide (less than about 10 residues); proteins, such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine or lysine; monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates including glucose, mannose or dextrins; chelating agents such as EDTA; sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol; counterions forming salts such as sodium; metal complexes (e.g., Zn protein complexes); and / or nonionic surfactants such as TWEEN, PLURONICST or polyethylene glycol (PEG). Successful alpha-mannosidosis therapy should effectively address the challenges posed by the central nervous system and the blood-brain barrier, in particular, as it prevents the entry of lysosomal enzymes into the brain. The anatomical component of the blood-brain barrier consists of single endothelial cells in the cerebral capillaries, which have hermetic junctions without fenestrations and with few microvilli and few vesicles to transport fluids. Its physiological component consists in part of enzymes unique to brain endothelia and active transport through carrier proteins.

Additional barriers are present in addition to the blood-brain barrier. Perivascular spaces are patrolled by phagocytes that can sequester foreign compounds and, in addition, layers of basal laminae, macromolecular protein meshes are located between the vasculature and the parenchyma of the central nervous system. After this, glia lamintan, a coating consisting of the terminal legs of astroglia and microglia form another physical barrier. Finally, the solutes after the endothelial barrier are also subjected to a flow of massive liquid out through contiguous spaces. The interstitial fluid of the parenchyma of the central nervous system travels partially to the ventricular system and perivascular spaces, and subsequently the solutes are transported to the subarachnoid spaces from which the soluble constituents return to the bloodstream. Thus, there are multiple barriers that limit and regulate the entry of bloodstream elements into the brain.

It has been considered that the blood-brain barrier problem can be solved with the development of drug targeting technology for the brain. This technology relies on the delivery of therapeutic proteins to the brain through access in endogenous transport systems located within the brain's capillary endothelium, which forms the blood-brain barrier in vivo. Non-limiting examples of components with a capability to direct or mediate targeting to the central nervous system and / or with a known capacity to act as vehicles for administration by blood-brain barrier and / or cell membranes are given below. 1) Peptides and proteins as vehicles for the passage of LAMAN to target cells through the passage of cell membranes and / or BBB:

A number of animal studies have shown that certain proteins and / or peptides can act as vehicles for BBB passage. For example, proteins modified by the insulin fragment (Fukuta et al., Phaomacol Res 11: 1681-1688) or the antibodies against the transferrin receptor (Friden et al., Proc Natl Acad Sci USA 88: 4771-4775) blood-brain barrier. Likewise, proteins modified by polyamine coupling (Poduslo and Curran, J Neurochem 66: 1599-1606) have also been reported to pass the blood-brain barrier. In addition, peptidomimetic (MAb) monoclonal antibodies undergo receptor-mediated transthyme (RMT) through BBB in vivo by transport at the endogenous BBB (TfR) or insulin receptor (IR) transferrin receptor. The therapeutic proteins may be conjugated to the MAb transport vectors with avidin-biotin technology or as fusion proteins. 2) Toxins as vehicles for the passage of LAMAN to target cells by passage of cell membranes and / or BBB:

Different bacteria, plants and animals produce toxins. Toxins have many different targets such as the intestine (enterotoxins), the nerves or synapses (neurotoxins). Toxins may cross cell membranes through receptor-mediated processes and the embodiment of the present invention is to utilize toxins as vehicles for the passage of rhLAMAN to target cells through cell membranes and / or BBB. Preferred target cells are cells in the CNS and / or the peripheral nervous system. It is to be understood that only the part of the toxin which is responsible for association and translocation across the cell membranes is used. An example of a toxin used as a carrier is a bacterial toxin such as Diphtheria Toxin (DT) from Corynebacterium Diptheriae. Bacterial toxins exhibit a wide range of toxicities and are distributed in groups by structure and function. The toxin binds to a target cell and enters the cell through a receptor, and is reduced to separate the fragments. The processed toxin can be divided into the following 3 domains: the catalytic domain (C), the (R) receptor domain and the translocation domain (T). The catalytic fragment and the toxin receptor fragment or fragments thereof are replaced by LAMAN. This fusion protein may cross cell membranes and / or BBB and thereby administer LAMAN to target cells. An example of the manipulation of a hybrid molecule could be by recombinant technology

Other examples of bacterial toxins to be used as carriers are Clostridium Botulinum, Pseudomonas Exotoxin A produced by Psedomonas aeruginosa, Cholera Toxin produced by Vibrio cholerae, and Convulsive Cough Toxin produced by Bordetella pertussis.

Other examples of toxins used as carriers are the plant toxins selected from the list of the following plant toxins: cholinesterase inhibitors, protease inhibitors, amylase inhibitors, tannins, cyanogenic glycosides, goitrogenic compounds, lectin proteins, and lactogenic compounds, pyrrozidine alkaloids .

Still other examples of toxins used as vehicles are the toxins of molluscs and crustaceans (saxitoxin) and snakes (alfa-bungarotoxin). The skilled person may add further examples in light of the details and features of the invention. 3) Proteins and / or peptides isolated from bacteria or viruses as vehicles for the passage of rhLAMAN to target cells by passage of cell membranes and / or BBB: the transaction element and / or transaction protein of bacteria or viruses may be used in conjunction with rhLAMAN to cross the BBB and / or cell membranes.

Examples of bacteria are selected from the following list: Nos. meningitidis, S. pneumoniae, Hemophilus influenzae, Staphylococcus species, Proteus species, Pseudomonas species, E. coli, Listeria monocytogenes, M. tuberculosis, Neurolues, Spirochetes Borrelia burgdorferi of Iodex ricinus.

Virus examples are selected from the following list of virus families: Parvoviridae, Papovaviridae, Adenoviridae, Herpesviridae, Poxviridae, Picornaviridae, Reoviridae, Togaviridae, Arenaviridae, Coronaviridae, Retroviridae, Bunyaviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae and Rhabdoviridae. Relevant examples of viruses selected from the list mentioned above are, for example, Measles viruses, Papova viruses and JC viruses. 4) Cell-mediated delivery systems The cell-mediated approach to therapy can solve storage disorders in more than one fundamental way. The first is to replace or compensate deficient cell populations with normal equivalents. A second way to obtain a therapeutic benefit may be through cross-correction. Appropriate cell types provide the ability not only to cross the endothelial barrier from the blood but also to migrate actively into the parenchyma and settle in the midst of diseased cells. The preferred human cell is selected from human monocytes, human fibroblasts and human lymphocytes. 5) Disturbance of the blood-brain barrier

Another invasive strategy to increase drug delivery to the CNS involves systemic drug administration in conjunction with the transient BBB rupture (BBBD). Theoretically, with weakened BBB, systemically administered drugs may suffer higher rates of extravasation in the cerebral endothelium, which leads to an increase in parenchymal drug concentrations. We investigated a variety of techniques that transiently break the BBB; however, while physiologically interesting, many are unacceptably toxic and therefore are not clinically useful. These include the infusion of solvents such as dimethylsulfoxide or ethanol and metals such as aluminum; irradiation with X-rays; and the induction of pathological conditions including hypertension, hypercapnia, hypoxia or ischemia.

A somewhat safer technique involves the systemic administration of the convulsant drug, metrazol, which transiently increases the permeability of BBB while causing seizures. Simultaneous administration of anticonvulsive pentobarbital blocks seizures while allowing BBBD to remain. BBB may also be compromised by the systemic administration of various antineoplastic agents including VP-16, cisplatin, hydroxylurea, flurouracil, and etoposide.

Hematoencephalic Barrier Osmotic Routing Intracarotid injection of an inert hypertonic solution such as mannitol or arabinose was used to initiate contraction of endothelial cells and the opening of the hermetic junctions of BBB over a period of a few hours, and this allows the administration of antineoplastic agents to the brain. Osmotic breakdown has been tested as a strategy for the administration of macromolecular drugs such as monoclonal antibodies, nanoparticles and viruses. However, the procedure destroys the brain's self-defense mechanism and makes it vulnerable to damage or infection by any chemicals or circulating toxins. Risk factors include plasma protein passage, altered glucose uptake, heat shock protein expression, microembolism, or abnormal neuronal function. Thus, although a large number of techniques have been developed to facilitate administration of compounds through the blood-brain barrier many of them exhibit limited success in approaching the other barriers mentioned above. Therefore, its applicability in the treatment of alpha-mannosidosis is limited.

On the contrary, a very important aspect of the invention relates, however, to a scheme for reducing the intralysossomic accumulation of neutral mannose rich oligosaccharides within the central nervous system based on a technique, which is not dependent on the means to mediate transport through and / or penetrate and / or rupture the blood-brain barrier. In preferred embodiments of the invention the approaches described above for accessing the central nervous system are therefore disclosed. In a preferred embodiment of the invention, the medicament according to the invention does not comprise a component with a known ability to direct or mediate targeting into cells within the central nervous system and / or a component with a known ability to act as a carrier for passage through the blood-brain barrier.

Expressed in more exact terms, said medicament or formulation does not comprise a component with a known ability to target neuronal and / or glial cells of the brain.

Preferred embodiments thus relate to the use of lysosomal alpha-mannosidase, wherein said medicament does not comprise lysosomal alpha-mannosidase in a form which is capable of permeating the central nervous system / blood-brain barrier. Therefore, it is also preferred that lysosomal alpha-mannosidase is not modified to provide carrier-mediated transport across the blood-brain barrier and that lysosomal alpha-mannosidase is not formulated in order to obtain rupture of the blood-brain barrier.

In equally preferred embodiments the medicament comprises a lysosomal alpha-mannosidase and does not comprise a) a vehicle or vector, such as a peptide or polypeptide, for the administration of lysosomal alpha-mannosidase in the central nervous system, and b) a component with a known capacity to cause the opening or rupture of the blood-brain barrier, and c) an intact cell

More specifically, it is an object of the present invention to provide the use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament, wherein said medicament does not comprise a vehicle selected from the group consisting of exogenous peptides and proteins, including the insulin fragment , and peptides and proteins derived from viruses or bacteria, polyamines, lipophilic units including phospholipids, antibodies or antibody fragments such as antibodies to the transferrin receptor and toxins.

Also, the invention relates to the use of lysosomal alpha-mannosidase wherein said preparation of a medicament does not comprise the modification of said lysosomal alpha-mannosidase by the attachment of polyamines. The medicament according to the invention may comprise or consist of a lysosomal alpha-mannosidase, which is formulated in an isotonic solution. The term "isotonic solution" conventionally refers to a solution having the same osmotic pressure as the blood. In the context of the present invention, the solution may be, but is not limited to, a human isotonic solution. Presently, formulation buffers comprising or consisting of 3.10-3.50 mM Na2 HPO4, 0.4-0.6 mM NaH2 PO4, 25-30 mM Glycine, 220-250 mM Mannitol, and water for injectable preparation are preferred. Also preferred are formulation buffers which comprise or consist of 4.0-5.0 mM Sodium Citrate, 0.3-0.8 mM Citric Acid, 200-250 mM Mannitol, 3.0-5 Tween 80 , 0 mM, and water for injectable preparation. Alternatively, lysosomal alpha-mannosidase can be formulated in phosphate buffered saline (0.01 M phosphate buffer + 0.15 M NaCl, pH = 7.2).

As mentioned above, the use of intact cells may provide a means for the administration of substances through the blood-brain barrier. The present invention, however, relates to a medicament which does not comprise an intact cell.

Accordingly, an even more preferred embodiment of the invention relates to the use of lysosomal alpha-mannosidase, wherein said preparation of a medicament does not involve the use of a cell mediated delivery system. In particular, the present invention is not based on the use of an intact cell selected from the group consisting of a transduced autologous cell, such as a transduced fibroblast or peripheral blood lymphocyte, and polymer encapsulated cell line capable of secreting alpha-mannosidase for cerebrospinal fluid.

The administration of lysosomal alpha-mannosidase is predicted to result in less accumulation of neutral oligosaccharides in a wide variety of cells within the central nervous system. However, in preferred embodiments of the invention, said cells within one or more regions of the central nervous system comprise neuronal cells and / or glial cells. In addition, said cells may comprise extraneuronal cells present within the central nervous system. The brain comprises four major parts, the brain, the diencephalon, the brainstem and the cerebellum. It is to be understood that the administration of alpha-mannosidase affects the storage of oligosaccharides in one or more of these parts. In even more preferred embodiments of the invention, said one or more regions of the central nervous system comprise one or more regions within the brain, diencephalon, brainstem and / or cerebellum. The reduction in the accumulation of neutral mannose-rich oligosaccharides within certain specific regions of the above-mentioned four brain parts is likely to be of particular relevance to the reduction of the clinical manifestations of alpha-mannosidosis. In more particular embodiments of the invention, the accumulation of oligosaccharides is reduced within one or more regions within the brain which are selected from the group comprising one or more regions within the cerebral cortex, one or more regions within the subcortical nuclei, and one or more regions within the limbic system.

A number of sensory and / or motor functions were attributed to several specific regions within the cerebral cortex. Within the Frontal Lobe, which is generally motor in terms of function, the Precentral Circumvolution (Primary Motor Cortex) is responsible for fine movement control, the Motor Association Cortex is responsible for integrating information for complex movements, the Cortex Motor of Discourse is involved in the production of speech; (Brocas area), and the Pre Frontal Cortex is involved in decision making; direction of attention.

Within the Parietal Lobe, which is usually sensory in terms of function, the Postcentral Circumvolution (Primary Somatosensory Cortex) is involved in the perception of sensation from the skin (Cutaneous) and muscle (propriocetic), the Sensory Association Cortex is involved in the integration of sensory signals; direction of sensory attention, the Left Association Cortex is involved in the production of meaning for language; (Wernicke area), and the Right Association Cortex is involved in producing meaning for spatial relationships

Within the Occipital Lobe, which is usually sensory in terms of function, the Visual Cortex is involved in the perception of visual sensation, the Visual Association Cortex is involved in the perception of content and visual meaning

Within the Temporal Lobe, which is usually sensory in terms of function, the Primary Auditory Cortex is involved in the perception of auditory sensation, the Auditory Association Cortex is involved in the perception of auditory content and meaning; it extends to the parietal cortex Gustatory and Olfactory Cortex that are involved in the perception of gustatory and olfactory sensation, the Insulating Cortex located in the deep extension of the lateral sulcus is involved in providing knowledge about the outcome of events.

Other regions include the Para-hippocampal Circumvolution, which overlaps the hippocampus, the Hippocampus, which is involved in the formation of long-term memory and the Amygdala, which is involved in the feeling of emotion.

In even more particular embodiments of the invention, the levels of oligosaccharides are reduced in one or more regions within the cerebral cortex which are selected from the group comprising the frontal lobe, parietal lobe, temporal lobe and occipital lobe.

In further particular embodiments of the invention, the levels of oligosaccharides are reduced in one or more regions within the diencephalon which are selected from the group comprising the thalamus and the hypothalamus. The thalamus is a component of the diencephalon deeply buried in the nucleus of the brain. Tightly and reciprocally bound with cortical structures, the thalamic nuclei function both to retransmit and modulate the transmission of information throughout the brain. The thalamus comprises the following major parts: the anterior nuclear group, the midline nuclear group, the medial-dorsal nucleus, the intralaminar nuclear group, the lateral nuclear group, the ventral nuclear group, the geniculate bodies, the posterior nuclear complex, the thalamic reticular nucleus, the thalamic fiber segments, and the zonal stratum of the thalamus. The limbic system is a group of brain structures that are involved in various emotions such as violence, fear, pleasure and also memory formation. The limbic system also affects the endocrine system and the autonomic nervous system. It consists of several structures located around the thalamus, immediately below the brain: the hippocampus, which is involved in the formation of long-term memory, the amygdala, which is involved in violence and fear, the cingulate gyrus, the fornication , the paleocortex and the hypothalamus, which controls the autonomic nervous system and regulates blood pressure, heart rate, appetite, thirst and sexual arousal.

It attaches to the pituitary gland and thereby regulates the endocrine system.

Neurological functions located in the brainstem include those necessary for survival (breathing, digestion, heart rate, blood pressure) and on awakening (being awake and alert). Most cranial nerves come from the brainstem. The brainstem is the pathway for all fiber segments that rise and descend from the peripheral nerves and spinal cord to the upper parts of the brain. In further particular embodiments of the invention the levels of oligosaccharides are reduced in one or more regions within the brainstem which are selected from the group comprising the mesencephalon, the varolus bridge and the medulla oblongata. The medulla oblongata acts mainly as a relay station for the crossing of motorways between the spinal cord and the brain. It also contains the respiratory, vasomotor and cardiac centers, as well as many mechanisms to control reflex activities such as coughing, choking, swallowing and vomiting. The midbrain serves as the nerve pathway of the cerebral hemispheres and contains centers of auditory and visual reflexes. The Valorio bridge is a bridge-like structure that connects different parts of the brain and serves as a relay station for the spinal cord to the upper cortical structures of the brain. Contains respiratory center. The function of the cerebellum, which includes the cerebellar cortex, is to facilitate the performance of movements by coordinating the action of the various groups of muscles involved. In other particular embodiments of the invention, the levels of oligosaccharides are reduced in one or more regions within the cerebellum comprising the cerebellar cortex.

A primary advantage of the use of recombinant lysosomal alpha-mannosidase according to the present invention relates to the fact that the treatment effects observed in the brain can combine with the effects on cells which are not part of the central nervous system. Thus, the administration of exogenous lysosomal alpha-mannosidase is likely to correct most, if not all, of the clinical manifestations of alpha-mannosidosis. In preferred embodiments, the invention thus relates to the use of a medicament which further reduces levels of neutral mannose-rich oligosaccharides in cells of neurological tissues that are not within the central nervous system. In this embodiment of the invention, said medicament further comprises a component, which is capable of targeting cells of neurological tissues, which are not within the central nervous system. In particular, the use of this medicament results in the correction of lysosomal storage in cells not within the central nervous system, which comprise the most prominent cells of the peripheral nervous system. These comprise neuronal cells and / or Schwann cells.

Clinical manifestations of alpha-mannosidosis may be partially alleviated by the isolated effects of alpha-mannosidase deficiency on visceral tissues. However, a central part of the concept, which forms the basis of the present invention, relates to the fact that the beneficial effects of therapy on lysosomal storage in the central nervous system is secondary and / or dependent on a reduction in lysosomal storage in tissues outside the central nervous system. Accordingly, it is an important feature of the invention that said medicament is also used to obtain a reduction in the levels of neutral mannose rich oligosaccharides in cells within non-neurological tissues and that the medicament comprises a component capable of targeting cells within such tissues .

In this context, the effects of exogenous alpha-mannosidase on visceral tissues are judged to be of primary importance. According to a preferred embodiment of the invention, the medicament for this purpose comprises a component, which is capable of targeting cells of neurological and / or non-neurological tissues outside the central nervous system. In an even more preferred embodiment, said neurological and / or non-neurological tissues outside the central nervous system comprise visceral tissues selected from the group comprising liver, spleen, kidney and heart.

It is implicit that exogenous alpha-mannosidase can be administered to target cells in relevant tissues outside the central nervous system through the use of, for example, receptor-mediated endocytosis. Preferably, alpha-mannosidase is administered to cell membranes of target cells such as those that take advantage of a mannose or mannose-P-6 receptor mediated uptake. Therefore, the above-mentioned factor having targeting capabilities is preferably mannose-6-phosphate.

Any mammalian alpha-mannosidase is believed to be used to replace the deficient enzyme in a subject. However, where the subject is a human the use of a human lysosomal alpha-mannosidase will be preferred in order, for example, to minimize the occurrence of antigenic reactions. Accordingly, preferred embodiments of the invention relate to the use of a lysosomal alpha-mannosidase, which is a human lysosomal alpha-mannosidase.

In a most preferred embodiment, the lysosomal alpha-mannosidase comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.

For practical and economic reasons, it is preferred that alpha-mannosidase is produced recombinantly. In addition, it is envisaged that for a purified tissue lysosomal hydrolase, that enzyme has a low mannose-6-phosphate content. Thus, through the recombinant production it will also be possible to obtain a preparation of the enzyme in which a large fraction contains mannose-6-phosphate. Recombinant production can be achieved after transfection of a cell using a nucleic acid sequence comprising the sequence of SEQ ID NO: 2. Alpha-mannosidase is preferably prepared in a mammalian cell system to provide a glycosylation profile, which ensures an efficient receptor-mediated uptake in cells, for example, of the body's visceral organs. In particular, it has been determined that the production of the enzyme in CHO, COS or BHK cells ensures a suitable post-translational modification of the enzyme by the addition of mannose-6-phosphate residues. In addition a correct sialylation profile is obtained. It is known that correct sialylation is important to prevent liver uptake due to the exposed galactose residues.

In still more preferred embodiments, the mammalian cell system is therefore selected from the group comprising CHO, COS cells or BHK cells (Stein et al., J Biol Chem 1989, 264, 1252-1259). It may further be preferred that the mammalian cell system is a human fibroblast cell line.

In a most preferred embodiment, the mammalian cell system is a CHO cell line.

Preferred embodiments of the invention are also concerned with the use of a lysosomal alpha-mannosidase preparation wherein a fraction of said preparation consists of lysosomal alpha-mannosidase having one or more N-linked oligosaccharides carrying groups of mannose-6-phosphate. It is even more preferred that a fraction of a preparation of said lysosomal alpha-mannosidase is capable of binding to mannose-6-phosphate receptors. The ability of the enzyme to bind to mannose-6-phosphate receptors can be determined in an in vitro assay as described in Example 1 of the present application. Here, the binding of the enzyme to an MPR 300 Affinity Matrix provides a measure of its ability to bind to mannose-6-phosphate receptors. In a preferred embodiment of the invention, the binding of the enzyme to mannose-6-phosphate receptors occurs in vitro.

In more preferred embodiments of the invention, this fraction corresponds to from 1 to 75% of the activity of a lysosomal alpha-mannosidase preparation, such as from 2 to 70%, such as from 5 to 60%, such as from 10 to 50%, such as from 15 to 45%, such as from 20 to 40%, such as from 30 to 35%.

Accordingly, it is preferred that lysosomal alpha-mannosidase has a mannose-6-phosphate residues content that allows mannose-6-phosphate-dependent binding from 2 to 100%, 5 to 95%, 10 to 90%, 20 to 80%, 30 to 70% or 40 to 60% of the amount of enzyme to a matrix of Man-6-P receptors. Presently, the degree of phosphorylation has been analyzed in several batches of enzyme, and typically, from 30 to 45% of the enzyme is phosphorylated and binds to the affinity matrix. It is still more preferred that a fraction consisting of from 2 - 100%, 5-90%, 10-80%, 20-75%, 30-70%, 35-65% or 40-60% of the amount of said alpha- mannosidase binds to the Man-6-P receptor with high affinity. Theoretically, two mannose-6-phosphate groups should be placed close together so that the enzyme binds to a Man-6-P receptor with high affinity. Recent observations suggest that the distance between the phosphorylated mannose residues should be 40 Âμm or less to give high affinity binding. In human lysosomal alpha-mannosidase according to SEQ ID NO: 1 the two mannose-6-phosphate residues may be located in the asparagine residues at positions 367 and 766. It is therefore preferred that the medicament according to present invention comprises lysosomal alpha-mannosidase, a fraction of which has mannose-6-phosphate groups in both these asparagine residues.

It will be understood that various different means of administration may be used for the administration of the enzyme. These include parenteral infusion or infusion including intravenous, intraarterial, subcutaneous, intraperitoneal or intramuscular. Since administration is likely to be repeated on a regular basis, the use of simple techniques for administration is preferred. In a currently highly preferred embodiment of the invention, alpha-mannosidase is used for the preparation of a medicament for intravenous administration. In particular, administration by injection directly into the central nervous system is considered to be inadequate, since administration through this route can not be performed by a lay person.

It will of course be possible to coadminister the medicament which is prepared by the use of the alpha-mannosidase according to the invention with a composition comprising a component with a known ability to direct or mediate the targeting of the central nervous system. In a most preferred embodiment of the present invention such coadministration is neither necessary nor desired and is not to be included in the treatment schedule. This embodiment relates to the use according to the invention, wherein said medicament is to be administered without the supplemental administration of a composition comprising a component of known ability to target the central nervous system.

Apparently the medicament is to be administered in doses, wherein the amount of lysosomal alpha-mannosidase is sufficient to correct defects in lysosomal storage. It appears from previous studies on related lysosomal disorders that a complete replacement of the deficient enzyme may not be necessary in order to achieve levels corresponding to those observed in healthy individuals. In order to minimize the cost of therapy and probably also reduce putative adverse effects the goal should be to utilize as small amounts of the enzyme as possible. In addition, it appears possible to "adjust" the treatment including the amounts administered and the frequency of administration according to the particular individual's profile. Accordingly, in preferred embodiments of the present invention, the medicament is administered in an amount, which is within the range of 1 to 400 mU lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight of the subject to be treated, such as within the range from 2 to 350, 5 to 300, 7.5 to 200, 10 to 200, 15 to 150, 20 to 100, 25 to 75, 30 to 60, 35 to 50 or 40 to 45 mU of lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight,

In a currently more preferred embodiment of the invention the medicament is administered in an amount of 250 mU lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight. In an equally preferred embodiment of the invention, the medicament is administered in an amount of 50 mU lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight. The specific activity of lysosomal alpha-mannosidase may be a crucial factor influencing ability, wherein said lysosomal alpha-mannosidase has a specific activity of 5-100 U / mg, such as from 10-90 U / mg, 80 U / mg, 20-70 U / mg, 25-65 U / mg, 30-60 U / mg or 35-55 U / mg.

In the enzyme preparation used in the present invention, a fraction of the amount of lysosomal alpha-mannosidase is present in the form of a 260 kDa dimer comprised of 130 kDa monomers of an amino acid sequence that is at least 75%, 80%, 85% , 90%, 95%, 97%, 98% or 99% sequence identity to SEQ ID NO: 1. However, when analyzed under reducing conditions, a variable fraction of the amount of enzyme appears to have been processed into the forms of 70 and 55 kDa. This indicates that a fraction of the amount of lysosomal alpha-mannosidase has been partially dissociated, but is still held together in the form of 260 kDa by disulfide bridges. Both the 130 kDa form and the processed forms are active, but it is preferred that a large fraction of the amount of enzyme is present as dimers of the 130 kDa precursor form when administered to the subject. Preferably, at least 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% or 100% is present as a dimer of the 130 kDa form. When the enzyme is subsequently taken up in the lysosomes it is processed into the 15, 42 and 70 kDa peptides. The 70 kDa peptide is further processed into three smaller peptides which are further held together by disulfide bridges.

Since enzyme replacement therapy is expected to only generate transient effects, it appears evident that the medicament can be administered at a frequency ranging from several daily injections to injections once or twice a week or month. In preferred embodiments, the medicament can be administered at a frequency corresponding to 1 to 5 injections daily, 1 to 5 injections weekly, 1 to 5 injections every 2 weeks or 1 to 5 injections every month. Alternatively, the frequency may correspond to an injection at 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, or 14 days.

In equally preferred embodiments, the medicament is administered by repeated intravenous injection on a daily basis, by repeated intravenous injection every 2, 3, 4, 5 or 6 days, or by repeated intravenous injection on a weekly, biweekly or monthly basis.

In a currently preferred embodiment of the invention, the amount of lysosomal alpha-mannosidase is administered once every 3 to 4 days. Administration of the medicament according to the present invention by intravenous injection only leads to insignificant increases in the amount of lysosomal alpha-mannosidase present within the central nervous system. Although not intended to be limited by this theory, it appears that reduced levels of neutral oligosaccharides may be secondary and a direct or indirect result of increased enzyme levels in the peripheral tissue and visceral organs. Since lysosomal alpha-mannosidase appears to be rapidly eliminated from circulation, it seems critical that the amounts of enzyme administered are such that circulating enzyme levels remain adequately increased for an amount of time that allows for the cellular uptake of appropriate amounts of the enzyme through the Man-6-P receptor or probably also through other presently unknown transport mechanisms. In addition, enzyme levels within the visceral organs and the peripheral tissue must remain adequately increased for a sufficient amount of time to cause a reduction in the neutral sulfatídeos not only within the organs or tissue but also within the central nervous system. Accordingly, it is preferred that the amount of lysosomal alpha-mannosidase administered is such that: a) effective levels of the enzyme are maintained circulating for not less than 5-30 minutes, such as not less than 5, 10, 15, 20, 25 or 30 minutes, and / or b) effective levels of the enzyme are maintained in the visceral organs, including the kidney, spleen and heart, for not less than 1,2,3,4,5,6,7,8, 9, 10, 12 or 24 hours, and / or c) effective levels of the enzyme are maintained in the liver for not less than 6, 12 or 24 hours or 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 days after the injection, such as intravenous injection, of said medicament.

In the present context the term "effective levels" refers to levels of lysosomal alpha-mannosidase that are increased by at least 2-fold, at least 5-fold, at least 10-fold, at least 20-fold or at least 50-fold compared to enzyme levels observed in serum or organ extracts from untreated individuals when analyzed in an enzyme assay as described in Example 2 of the present application.

Preferably, the enzyme once administered to said subject will lead to a reduction in intralysosomal oligosaccharide levels which corresponds preferably to 20%, more preferably 30%, still more preferably 40%, still more preferably 50%, still more preferably 60%, very much preferably more than 70%.

In particular, the amount of lysosomal alpha-mannosidase administered is preferably such that: a) the amount of neutral oligosaccharides in the visceral organs including the liver, spleen, kidney and / or heart is reduced by 10-80%, 15-85% , 20-90%, 25-95% or 30-100%, such as at least 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 or 95% over 2, 4, 6, 8, 10, 12 or 24 hours compared to pretreatment levels or levels observed in untreated individuals, and / or b) the amount of neutral oligosaccharides in the visceral organs including the liver, spleen kidney and / or heart is reduced by 40-80%, 45-85%, 50-90%, 55-95% or 60-100%, such as at least 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 or 95% over a period of 1-4, 2-6 or 4-8 days, and / or c) storage of oligosaccharides neutrophils in the liver is reduced over a period of 1 to 12, 2-10 or 4-8 days as determined by a reduced presence of storage vacuoles within the sinus endothelial cells, Kupffer cells and hepatocytes subsequent to the injection, such as intravenous injection, of said medicament.

Essential for the present invention is the observation that a reduction in neutral oligosaccharide levels in the central nervous system is only observed after repeated administration of lysosomal alpha-mannosidase. Therefore, it may be preferred that the amount of lysosomal alpha-mannosidase administered is such that: a) effective levels of the circulating enzyme are maintained, and / or b) effective levels of the enzyme are maintained in the visceral organs, including the kidney, spleen, and heart and / or c) effective levels of the enzyme in the liver are maintained by repeated injection such as intravenous injection of the medicament on a daily basis by repeated injection such as intravenous injection every 2, 5 or 6 days, or by repeated injection, such as intravenous injection, on a weekly, bi-weekly or monthly basis.

It may also be preferred that the amount of lysosomal alpha-mannosidase administered is such that a) the storage of neutral oligosaccharides in the kidney and heart is fully corrected or fully corrected at least over a period of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14 days, and / or b) the amount of neutral oligosaccharides in the spleen is reduced by at least 10, 20, 30, 40, 70, 80, 90 or 100% or reduced thereby at least over a period of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14 days , and / or c) the storage of neutral oligosaccharides in the liver and kidney is reduced or reduced over a period of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13 or 14 days as determined by a reduced presence of storage vacuoles within sinus endothelial cells, Kupffer cells and liver hepatocytes, and tubular epithelia of the kidney by repeated injection, such as intravenous injection, of the med on a daily basis, by repeated injection, such as intravenous injection, every 2, 3, 4, 5 or 6 days, or by repeated injection, such as intravenous injection, on a weekly, biweekly or monthly basis. The reduction of stored oligosaccharides in the brain can result, at least in part, from the clearance of material stored from the cerebral endothelium and the meninges, which may improve microcirculation and cerebrospinal fluid flow. A most preferred embodiment of the present invention thus relates to the use of lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for reducing intracellular levels of neutral mannose-rich oligosaccharides in cells within one or more regions of the cerebral and / or the meninges.

It is to be understood that the medicament may have the characteristics described above. Thus, in a preferred embodiment of this aspect of the invention, said medicament does not comprise a component with a known ability to direct or mediate targeting to the central nervous system and / or a component with a known ability to act as a vehicle for passage through the central nervous system. blood-brain barrier.

Again, it is preferred that the method comprises administering said alpha-mannosidase medicament via a route other than intracerebroventricular, spinal, intrathecal or intracranial administration. The administration of the medicament by intravenous or subcutaneous injection is particularly preferred. Coadministration of the medicament according to the present invention with a component with a known ability to direct or mediate central nervous system targeting and / or a component with known ability to act as a vehicle for blood-brain barrier passage is neither necessary nor and is not to be included in the treatment schedule. Thus, it is preferred that the administration of said medicament is not supplemented by administering a composition comprising a component of known ability to target the central nervous system.

According to a recent publication, intrathecal injection (i.e., injection directly into the cerebrospinal fluid) of recombinant human alpha-L-iduronidase (rhIDU) may reduce the storage of carbohydrates in brain tissue in a canine model of mucopolysaccharidosis ( MPL) (Kakkis, 2003). While intravenous administration of the medicament according to the present invention is by far preferred, Kakkis' observations suggest that such administration may be, at least in some cases, combined with other treatments, including other routes of administration. The invention may thus provide the use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for intravenous administration, as well as for intrathecal or spinal injection administration, wherein the combined intravenous and intrathecal administration results in a reduction in the levels of galactosylsulphate into target cells within the peripheral nervous system and into target cells within the central nervous system in a subject.

In addition, the invention may provide the use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for intravenous administration, wherein the intravenous administration of the medicament results in a reduction in the levels of galactosylsulfatide in target cells within the peripheral nervous system and in target cells within the central nervous system.

In yet another aspect, there is provided a method for the preparation of recombinant human alpha-mannosidase, wherein the method comprises a) introducing, in a suitable vector, a nucleic acid fragment comprising a DNA fragment encoding the amino acid sequence that is synthesized. shown in SEQ ID NO: 1; b) transforming a cell with the vector obtained in step a); c) culturing the transformed host cell under conditions facilitating expression of the nucleic acid sequence; d) recovering the culture expression product. The method may further comprise a series of one or more purification steps.

In particular, there is provided a method, wherein the nucleic acid fragment comprises the 30 66 base pair EcoRI-Xbal fragment of the DNA fragment shown in SEQ ID NO 2. The production of recombinant alpha-mannosidase, which is mannose-6-P comprises one or more or all of the following general steps (one sketch): A. Synthesis of rhLAMAN Cloning of specific rhLAMAN B. Transformation 2-10 æg of hybrid rhLAMAN vector DNA is used for transfection by methodology of precipitated phosphate / glycerol shock, in mammalian cells (for example CHO, COS cells or BHK cells). The transfer can also be carried out with an electric shock methodology.

C. Expression of rhLAMAN The synthesis of the active protein and the mannose-6-P modification of said protein is effected during expression in the mammalian cell system.

D. Purification of rhLAMAN Recombinant human alpha-mannosidase is purified using a 6-step procedure - see example 1.

E. Test system for mannose-6-PA receptor-mediated uptake ability of the recombinant alpha-mannosidase produced to be active in a mannose-6-P receptor-mediated uptake is assayed by incubating the alpha-mannosidase with normal fibroblasts or fibroblasts of patients with alpha-mannosidosis. Cell uptake is analyzed by increased alpha-mannosidase activity.

In a currently preferred embodiment, the alpha-mannosidase is produced in a mammalian cell system selected from the group comprising BHK, COS and CHO cells. One of the critical parameters of the method is the glycosylation profile of the alpha-mannosidase in the final preparation. The glycosylation profile is an important determinant of the enzyme's corrective activity in vivo through its effects on receptor-mediated endocytosis and clearance of the enzyme from the bloodstream. When the above-mentioned preferred mammalian cell systems have been used, it has been found that alpha-mannosidosis with an appropriate glycosylation profile is produced; in particular, the use of CHO cells leads to the production of alpha-mannosidase with an adequate mannose-6-phosphate content. In the examples of the present application, the ability of alpha-mannosidase to bind an MPR 300 column provides a measure of its mannose-6-phosphate content. Mannose-6-phosphate containing alpha-mannosidase is secreted into the medium and purification of the enzyme can be facilitated by the use of ammonium salts (NH 4 Cl) in the fermentation step.

One factor, which must be taken into account when isolating and purifying the enzyme, is the occurrence of dephosphorylation during isolation. Although the preparation of human alpha-mannosidase in which a fraction corresponding to 40% or more of the enzymatic activity was able to bind to the MRP 300 column, this fraction may be as low as a small percentage. In order to reduce dephosphorylation during the processing steps, the presence of one or more phosphatase inhibitors appears to be crucial. Such phosphatase inhibitors are available from commercial sources.

An important aspect of the invention relates to the use of a recombinant alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for the treatment of alpha-mannosidosis. In particular, it is preferred that alpha-mannosidase is a recombinant human alpha-mannosidase. The disease which is the target of the inventive method is alpha-mannosidosis and therefore the catalyst is the alpha-mannosidase or an enzymatically equivalent part or analog thereof. It is most preferred that the catalyst is a recombinant form of the human alpha-mannosidase enzyme or the enzymatically equivalent part or analog thereof, since recombinant production will allow large-scale production which, with the presently available means, does not appear feasible if the enzyme had to be purified from a native source.

Preferably, alpha-mannosidosis is prepared by recombinant techniques. In another embodiment, alpha-mannosidosis is human (hLAMAN) and, even more preferred, mature human alpha-mannosidase (mhLAMAN) or a fragment thereof. The fragment may be modified, however, the active sites of the enzyme must be preserved.

It is envisaged that in the alpha-mannosidosis preparations according to the present invention a fraction of the enzyme is represented by its precursor form, while other fractions represent proteolytically processed forms of approximately 55 and 70 kDa. In general, the target cell is a cell in which enzymatic activity, such as alpha-mannosidase activity, is insufficient for optimal cell functioning. Insufficient alpha-mannosidase activity may be measured by one or more of the parameters selected from monitoring the increased levels of mannose-rich oligosaccharides in the urine, analyzing alpha-mannosidase activity in an individual material such as leukocytes and / or skin fibroblasts, presence of clinical symptoms, or increased rate of development of clinical symptoms of alpha-mannosidosis.

A significant feature of insufficient alpha-mannosidase activity is a cell in which a massive intracellular accumulation of mannose-rich oligosaccharides is present. Naturally, such a cell is a target cell in accordance with the present invention. The target cell may also be a cell of the nervous system. In addition, target cells for administration of the enzyme also include one or more cell types selected from human monocytes, human fibroblasts, human lymphocytes, human macrophages.

An increased alpha-mannosidase activity may be used as a parameter to evaluate the success of a treatment plan. The activity can be measured by one or more of the selected monitoring parameters of increased mannose rich oligosaccharide levels in the urine, analysis of alpha-mannosidase activity in patient material such as leukocytes and / or skin fibroblasts, presence of clinical symptoms or increased rate of development of clinical symptoms of alpha-mannosidosis. It is a very important aspect of the invention to carry out the treatment of a possible enzymatic defect in the prenatal form. In a further aspect of the invention, the cell membrane is the maternal-fetal barrier (placenta). As is the case for the blood-brain barrier, it may be an important feature of the present invention that the effective administration of the enzyme over the maternal-fetal barrier or rupture of the maternal-fetal barrier is unnecessary and undesirable.

With respect to the foregoing description of the various aspects of the present invention and the specific embodiments of these aspects it is to be understood that any particularity and feature described or mentioned above with respect to an aspect and / or an embodiment of an aspect of the invention applies, by analogy, to any or all other aspects and / or embodiments of the disclosed invention.

Where, in the present application, an object according to the present invention or one of its particularities or characteristics is referred to in the singular, this also refers to the object or its particularities or features in the plural. As an example, when referring to "a cell" it is understood that reference is made to one or more cells.

Throughout the present description, the word "comprise", or variants such as "comprises" or "comprising," will be understood to imply the inclusion of an element, integer or pitch, or group of elements, integers or steps specified, but not the exclusion of any other element, integer or step, or group of elements, integers or steps.

PICTURE'S DESCRIPTION

Fig. 1: Standard of bovine, rat and human LAMAN polypeptide 10æg of bovine kidney purified LAMAN or the secretions of cells which overexpress rat or human LAMAN were separated by SDS-PAGE and developed with Coomassie Blue. The 130 kDa polypeptides observed in rat and human LAMAN correspond to precursors and polypeptides ranging from 11 to 70 kDa to proteolytically processed forms of LAMAN. The 46-48 kDa polypeptide in bovine LAMAN represents partially processed intermediates.

Fig. 2: Thin layer chromatography of neutral oligosaccharides in the liver, spleen, kidney and heart. The fraction of neutral oligosaccharides of equal amounts of tissues was separated by thin layer chromatography. Lane 1 contains the sample of control rats, lane 2 of sham-injected LAMAN rats, lanes 3, 4 and 5 the samples of α-mannosidosis mice injected with 100 mU rat LAMAN per g body weight and died after 2, 4 and 10 h, respectively (see also Table 1). The oligosaccharides were detected with orcinol / sulfuric acid. Mass spectrometry and a-mannosidase sensitivity of madagascar bean demonstrated that M2 to M9 oligosaccharides contain 2 to 9 mannose residues and a single residue of N-acetylglucosamine at the reducing end. The oligosaccharides were quantified by densitometry. For storage calculation, neutral oligosaccharide values in α-mannosidosis mice were corrected for the neutral oligosaccharides in control mice and expressed as the percentage of those in simulated injected α-mannosidosis mice. Storage in mice with α-mannosidosis injected with LAMAN was expressed as the percentage of that in mice with simulated injected a-mannosidosis. Mass spectrometry and α-mannosidase sensitivity of madagascar bean showed that M2 to M9 oligosaccharides contain 2 to 9 mannose residues and a single residue of N-acetylglucosamine at the reducing end.

Fig. 3: Neutral oligosaccharides in tissue extracts of α-mannosidosis mice injected with 100 mU rat LAMAN per g body weight.

The mice were killed 4, 8 and 16 days after injection and the neutral oligosaccharides in the liver, spleen, kidney and heart extracts were quantified by densitometry after separation by thin layer chromatography (see legend of Fig. 2).

Fig. 4: Depuration of LAMAN from bovine ()), murine ()) or human (origem) serum, 50 mU / g body weight, was injected into the tail vein of α-mannosidosis with 8 weeks of age. Blood was collected from the retroorbital plexus 5 to 65 min after injection. Each value represents the average of two animals. The range is indicated by the bars where it exceeds the size of the symbols.

Corrective effect of bovine, rat and human LAMAN on storage of neutral oligosaccharides Rats received 50 mU LAMAN per g body weight (see Fig. 3) 2 days prior to tissue analysis. Neutral oligosaccharides were quantified as in Figures 2 and 3. The bars indicate the range observed in two independent mice.

Fig. 6: Neutral oligosaccharides in rat tissue extracts with α-mannosidosis after injection of a single dose of 250 mU of human α-mannosidase per g body weight. Rats were killed 1, 3, 6 and 12 days post-injection. Neutral oligosaccharides in liver, spleen, kidney and heart tissue extracts were quantified by thin layer chromatography and densitometry as in Figures 1 and 2.

Fig. 7: Disappearance and reappearance of storage vacuoles in liver A, C, E, optical microscopy (semifinished sections); B, D, F, Kupffer cell ultrastructure; A, B, simulated injected arabinosidosis mouse (14 weeks of age). The hepatocytes show transparent vacuoles along the bile ducts (A, arrows). Strongly vacuolized breast wall cells are not clearly distinguished at the level of optical microscopy (A) because of the extremely narrow cytoplasmic bridges between the vacuoles as seen in (B). C, D, mouse with a-mannosidosis, 1 day after injection of 250 mU of human LAMAN per g of body weight. Vacuoles disappeared from hepatocytes (C). Very few vacuolized sinus wall cells (C, arrow) are observed. The vacuoles in the Kupffer cells are smaller than in the treated animal in a simulated fashion and may contain a dense matrix in electrons (D). E, F mice with a-mannosidosis 12 days after injection of 250 mU of human LAMAN per g body weight. The vacuoles reappeared in the cells of the sinus wall (E, arrows) and less in the hepatocytes. In the Kupffer (F) cells, the vacuoles resemble qualitatively those in simulated injected rats. The dense inclusions in the hepatocytes shown in A, C and E represent lipid droplets, which are also present in the corresponding wild type mice (not shown). The bars represent 20 μg and 2 μμ respectively.

Fig. 8: Neutral oligosaccharides in tissue extracts of α-mannosidosis mice injected twice with 250 mU of human LAMAN per g body weight

Control rats (lane 1) and α-mannosidosis (lane 2 and 3) were injected with PBS (lane 1 and 2) or 250 mU human LAMAN per g body weight (lane 3) 7 and 3.5 days before of the analysis. Neutral oligosaccharides were prepared and quantified as in Figs. 1 and 2. Migration of oligosaccharides consisting of 2 to 9 mannose residues and a single residue of N-acetylglucosamine (M 2 to M 9) is indicated. The arrows mark positive material for orcinol, insensitive to LAMAN. Results in a duplicate set of rats (not shown) varied less than 15%.

Fig. 9: Optical microscopy of the kidney in arabinosidose rats Rats with α-mannosidosis were injected with PBS (A) or 250 mU of human LAMAN per g of body weight (B) 7 and 3.5 days before death. The outer band of the outer medulla is shown. Numerous clear vacuoles are seen in the thicker raised limb (TAL) of the simulated injected mouse Henle loop (A, arrows) in contrast to the LAMAN (B) treated mouse. The proximal straight tubules (PST) are free of pathological vacuoles in any of the animals. The bars represent 20 and m.

Fig. 10: HPLC separation of neutral oligosaccharides from the brain derivatized with 2-anthranilamide

Neutral brain oligosaccharides from PBS (top scan) injected arabinosidosis mice or 250 mU of human LAMAN per g body weight (bottom scan) 7 and 3.5 days before death were mixed with 220 pmol of GlcNAc4Man3Gal3 as an internal standard, derivatized with 2-anthranilamide and separated by HPLC. The position of the internal standard and the oligosaccharides consisting of 2 to 9 mannose residues and a single residue of N-acetylglucosamine (M 2 to M 9) are indicated.

EXAMPLES

Example 1: Production and characterization of LAMAN Experimental procedures

Expression and purification of recombinant human LAMAN in CHO cells

The human LAMAN cDNA isolated from the HepG2 cDNA library and subcloned into an expression vector carrying a dihydrofolate reductase gene and the LAMAN cDNA under the control of the human CMV promoter was expressed in Ovary cells from Chinese Hamster (CHO) deficient in dihydrofolate reductase. CHO cells were cultured in a two-chamber CELLine flask (Integra Biosciences Inc.) in serum-free ExCell 302 medium (JRH Biosciences) supplemented with 20 nM methotrexate at 37øC in a humidified atmosphere containing 5% CO2. The medium was diafiltered using a Pellicon Biomax polysulfone filter with a 100 kDa cut against 4 volumes of 0.02 M Tris-HCl, pH 7.6. Ion exchange chromatography was performed on DEAE-Sepharose FF (Amersham Pharmacia Biotech AB) using a NaCl gradient in 0.02 M Tris-HCl, pH 7.6. Active fractions were concentrated using a 30 kDa Amicon Centricon Plus-80 centrifugal filter and subjected to gel filtration on a HiPrep 26/60 Sephacryl Hi-Res column (Amersham Pharmacia Biotech AB) in 0.02 Tris-HCl M, pH 7.6, containing 0.15 M NaCl. After concentration, the final preparation had a specific activity of 9-15 U / mg.

Expression and purification of recombinant mouse LAMAN The cDNA encoding rat LAMAN (16) was subcloned into the expression vector pMPSVEH (17). A polyhistidine tail (6 residues) had been added to the C-terminal part of the enzyme. Small and large mannose-6-phosphate (mpr - / - MEF) (18) receptor embryonic fibroblasts were transfected and stably expressing clones were selected with 50æL / mL hygromycin. For the production of recombinant rat LAMAN, the cells were cultured in medium supplemented with 10% FCS in a humidified atmosphere containing 5% CO2. The secreted recombinant rat LAMAN was purified from conditioned medium using a three step procedure. In the first step the medium was dialysed against 20 mM sodium phosphate buffer, pH 7.8 which contained 500 mM sodium chloride and then loaded onto a Probond column (Invitrogen). The retained enzyme was eluted with a gradient of 0 to 0.35 M imidazole (total volume 80 mL) in 20 mM sodium phosphate buffer, pH 6.0 containing 500 mM sodium chloride. Fractions containing LAMAN were dialyzed against 10 mM sodium phosphate, pH 6.0 and loaded onto a DEAE-cellulose. The enzyme was eluted in a 0 to 0.25 M sodium chloride gradient (total volume 80 mL) in 10 mM sodium phosphate buffer. Finally, rat LAMAN was adsorbed on ConA-Sepharose (20 mM Tris-HCl loading buffer, pH 7.4, containing 1 mM MgCl 2, 1 mM MnCl 2, 1 mM CaCl 2 and 0.5 M NaCl), and eluted with α-mannopyranoside (0.0-1.0 M) in the same buffer. The final preparation had a specific activity of 17-25 U / mg.

Purification of bovine LAMAN Bovine LAMAN was purified from kidney as described (19). The final preparation had a specific activity of 10 U / mg.

Purification of human LAMAN LAMAN was expressed on Chinese Hamster Ovary (CHO-) cells which were cultured in a two compartment CelLine flask at 37øC in a humidified atmosphere with 5% CO2. The enzyme obtained from the CHO cells was purified according to a purification procedure consisting of 4 steps:

Diafiltration The diafiltration was based on the TFF model, using a polysulfone Pellicon Biomax filter with a cut of 100 kDa. The sample was diafiltered against approximately 3 x volume of the sample with 0.02 M Tris-HCl, pH 7.6.

Ion Exchange Chromatography Ion exchange chromatography was performed using flow filtration with DEAE Sepharose. The buffer was 0.02 M Tris-HCl pH 7.6. The gel was packaged on a 16/20 XK column from Amersham Pharmacia Biotech AB. Elution was performed with a NaCl gradient.

Sample concentration

Prior to gel filtration, the sample was concentrated to a protein concentration of ~6 mg / mL and a final volume of 10 mL. This was performed using an Amicon Centricon Plus-80 centrifugal filter with a 30 kDa cut.

Gel filtration Gel filtration was performed on a HiPrep 26/60 Sephacryl Hi-Res column from Amersham Pharmacia Biotech AB. The sample was eluted with 0.02 M Tris-HCl supplied with 0.15 M NaCl, pH 7.6.

An example of a LAMAN purification is summarized in the table below. Usually the yield is in the range of 30-50% and the specific activity is 9-15 U / mg.

Summary of LAMAN Purification

Purified LAMAN is stored at -80 ° C.

In addition, a purification process for rhLAMAN at a scale of 20-200 mL is developed for scaling up for large-scale production. The quality and purity of the final product (rhLAMAN) are very high and in compliance with the specifications (approved for clinical trials). The process includes a capture step, 1-2 intermediate purification steps, 1 finishing step, 1-2 virus removal steps and 1 formulation step. Also included are 1 or more buffer exchange steps (diafiltration). The small-scale production process is transferred to intermediate scale and finally large-scale production.

Experimental design: Several different chromatography gels are tested and the performance of the different steps will be analyzed by a battery of analytical methods which is briefly described below:

Enzyme activity: Alpha-mannosidase assay

Total Protein Concentration: BCA Analysis

RhLAMAN concentration: rhLAMAN ELISA

Purity: HPLC and SDS-PAGE

Identity: HPLC

HCP proteins; ELISA Endotoxin level; Requested to subcontracted laboratory

Outline of the scale purification process of a 20 mL column

Step 1: Concentration / Diafiltration

The medium produced in T-500 flasks (0.06U / ml) with expressed rhLAMAN is concentrated approximately 10% * using

Tangential flow filtration (TFF) against a 100 kDa Pellicon Biomax polysulfone filter.

Example: 0.5-1.0 liter of rotary flask media is concentrated using TFF against a 50 cm 2 Biomax 100 kDa filter to 50-100 ml. The transmembrane pressure (TMP) is 25 (Pentade = 30 psi; Pose = 20 psi).

Thereafter diafiltration is applied against 7 volumes of 20 mM Tris-HCl, pH 7.6 with TMP of 25. The specific activity of the concentrated sample is 0.5-1.5 U / mg.

Yield 70 - 90%

Step 2: Capture step - DEAE sepharose FF

The concentrated sample from step 1 is applied to 20 ml of DEAE sepharose packed in a 16 mm diameter column (Pharmacia XK 16) equilibrated with 20 mM Tris-HCl, pH 7.6 (referred to as: standard buffer). Flow rate is 3 mL / min. The DEAE gel-bound protein is then washed with 2-4 column volumes (VC) of standard buffer followed by 2-4 VCs of 30 mM NaCl in standard buffer. RhLAMAN is eluted with a linear gradient of 30-300 mM NaCl in standard buffer for 20 minutes. Alternatively, for large-scale production: elution is achieved by applying 75-150 mM NaCl in standard buffer. The DEAE gel is washed with 2-4 VCs of 0.5 M NaCl in standard buffer, followed by 2.4 VCs of 1.0 M NaOH (contact time 40-60 minutes). Fractions containing rhLAMAN activity are pooled (specific activity: 2-5 U / mg) and used for further purification. Yield 70-90%.

Step 3: Intermediate 1 1. Hydrophobic interaction chromatography: butyl-, phenyl- or octyl-sepharose FF. The pooled sample from step 2 is mixed 1: 1 with 2.0 M Na2SO4 and applied on a 20 ml HIC (butyl-, phenyl- or octyl-sepharose) column packed in a balanced 16 mm diameter (Pharmacia XK 16) column with standard buffer + 1.0 Na2 SO4. The flow rate is 3-4 mL / min. The column is washed with 2-4 VCs of the same buffer. The rhLAMAN is eluted with standard buffer and the fractions containing activity are pooled and used for further purification. 2. Macroprep, Type I or II ceramic hydroxyapatite.

Brief description: Balancing column (gel volume = 20 mL) with 4-6 VCs of 10 mM Sodium Phosphate, H 7.6 (Buffer A). Flow rate 2-5 mL / min. Change the sample buffer from step 3 with TFF to Buffer A. Charge the sample from step 3 to the column. Wash with 2-4 VCs of Buffer A. Elute with buffer A containing 100 mM NaCl. Collect the peak containing rhLAMAN activity.

Step 4: Intermediate 2 1. Macro prep, Type I or II ceramic hydroxyapatite, 40æm. Brief description: see Step 3 2. Source 15 Q - anion exchanger

Balance the column with 4 VCs of 200 mM Tris-HCl pH 7.6. Change to 5 VCs of 20 mM Tris-HCl, pH7.6 (standard buffer). Flow rate: 2.5 mL / min. Load the sample from step 3 (it must be in standard buffer before application) into the column. Wash with 2-4 VCs of standard buffer. Apply a mild gradient of 0 to 100% 1M NaCl in standard buffer (flow 2 mL / min, gradient time 50 minutes). Collect fractions that contain rhLAMAN activity. 3. Source 15 S - cat ion exchanger

It should run at acidic pH. Balancing Buffer = 20 mM Sodium Acetate, pH 4.5. Elute with a gradient of NaCl (increasing salt concentration) or pH (increasing pH).

Step 5: Finishing Step 1. Macro prep, Ceramic Hydroxyapatite Type II, 40æm. Description of the parameters: see Step 3. 2. Source 15 Q - anion exchanger Description of the parameters: see Step 4. 3. Source 15 S - cation exchanger Description of parameters: see Step 4. 4. Affinity chromatography

Step 6: Diafiltration / Formulation Step Tangential flow filtration (TFF) is run against a 100 kDa Pellicon Biomax polysulfone filter against 5-10 volumes of formulation buffer. Two formulation buffers are tested:

Formulation buffer 1.

Water for Injection (WFI)

Formulation buffer 2.

Water for Injection Preparation (WFI) The pH and osmolality in both Formulation Buffer are equilibrated at 7.5 ± 0.2 and 300 ± 50 mOsm / kg, respectively. The final protein concentration is according to the description (> 5 mg / ml).

Step 7: Formulation, Filling and Freeze-drying Formulation and dosage form

In the development of the dosage form the stability of rhLAMAN is focused. The development process begins with an aqueous solution and will most likely end up as a freeze-dried product. Two different formulations are tested: Formulation Buffer 1 and Formulation Buffer 6, see Step 6.

Both of these formulations are known to stabilize proteins in aqueous solutions, as well as in freeze-dried powders. The pH and the osmolality in both Formulation Buffer will be equilibrated at 7.5 ± 0.2 and 300 ± 50 mOsm / kg, respectively. The final protein concentration should be according to the specification and in the range 4-10 mg / mL.

A freeze-dried product of rhLAMAN will be produced in a production facility in accordance with GMP EU practice. Filling and freeze-drying shall be performed in a room classified as Class A. During production, the filling zone is monitored with particulate counting plates and deposition plates. Personnel are trained regularly according to US GMP and monitored after each production with glove prints. The sterility of the equipment and materials is ensured by validated sterilization procedures.

Filling The pharmacological bulk substance of rhLAMAN is filled aseptically into sterile type I glass vials.

Freeze-drying

The vials are freeze-dried with freeze-drying cycles developed specifically for rhLAMAN in the two different formulations described above. Nitrogen gas is introduced into the flasks at the end of the cycle and eventually closed with stoppers and capped. The batch is finally analyzed and released according to the description.

Determination of LAMAN phosphorylation LAMAN was incubated overnight with an MPR 300 affinity matrix as described (20). LAMAN activity was determined on unbound fraction and fractions were eluted with 5 mM 6-phosphate glucose and 5 mM mannose-6-phosphate.

Results Purified LAMAN from three different species was used for enzymatic replacement in mice with aplasidosis (Fig. 1). Bovine kidney LAMAN is represented by a mixture of polypeptides (11-38 kDa) generated by limited proteolysis of a common precursor (19). As expected for a purified tissue lysosomal hydrolase and which has thus been exposed to endosomal / lysosomal phosphatase activity, the enzyme has a low Man6P recognition marker content. When incubated with a Man6P receptor affinity matrix, 6.4% of the LAMAN activity bound to the matrix in a Man6P-dependent manner. Recombinant rat and human LAMAN were isolated from secretions of Man6P receptor deficient mouse fibroblasts and CHO cells, respectively. Enzymes were largely represented by their precursor forms, but contained a variable fraction (5-35%) of proteolytically processed forms of 55 and 70 kDa (Fig. 1). Rat LAMAN had a higher content of Man6P recognition marker, which mediated the binding of 73.6% of the activity to the affinity matrix. Of the only 4.2% human LAMAN bound in a Man6P-dependent manner to the Man6P receptor affinity matrix, which indicates that the content of Man6P recognition marker is as low as for bovine LAMAN. Several batches were subsequently analyzed, for example: batch lot 2003-09 - 2004-02: 40% batch phosphorylation 2004-02-02 - 06: 30% batch phosphorylation batch 2003-01-21 - 04-16 42% phosphorylation

In general, approximately 40% of the amount of enzyme binds to the affinity matrix. The low degree of phosphorylation observed for human and bovine LAMAN is believed to result from prolonged storage of the enzymes.

Example 2: Effects of in vivo administration of LAMAN on stored oligosaccharide levels

Experimental procedures

Rat Injection LAMAN was injected into the tail vein of mice with 8-14 week old aosinoseose (final volume up to 5.3 æl / g body weight). Simulated injected rats received the same volume of 10 mM phosphate, pH 7.4 in 0.15 M NaCl (PBS). In a single experiment, rats from up to three litters did not differ in age. 5 min after injection, blood was collected from the retroorbital plexus to control the amount of enzyme injected. The serum was prepared and stored at -20 ° C.

Preparation of organ extracts

The rats were anesthetized with 20 μl of a solution of Ketavet 10 mg / ml (Parke Davis) and 2 mg / ml Rompun (Bayer) in 0.15 M NaCl and perfused with PBS. The organs (liver, spleen, kidney, heart and brain) were collected and stored at -78 ° C. About 50-70 mg of each organ were homogenized at 4 ° C in 9 volumes (by weight) of 10 mM Tris / HCl, 150 mM NaCl, 1 mM PMSF (in isopropanol), 1 mM iodoacetamide, 5 mM EDTA. Triton X-100 was added to a final concentration of 0.5% w / v (1% to the liver). After incubation for 30 minutes on ice, the samples were sonicated and then centrifuged for 15 minutes at 13000 g. The supernatant was stored at -20 ° C.

Enzymatic assays

For determination of LAMAN activity in organ and serum extracts, 10-50 μl of enzyme sample were incubated in 0.2 ml of 0.2 M sodium citrate, pH 4.6, 0.08% NaN 3 , 0.4% BSA, 0.15% NaCl, and 10 mM p-nitrophenyl-α-mannopyranoside as substrate for 0.5-5 h at 37øC. 1 mL of 0.4 M glycine / NaOH, pH 10.4 was added to stop the reaction. The absorbance was read at 405 nm (ε = 18500 M -1 cm -1). All determinations were performed in duplicate and with appropriate whites.

Western transfer

For Western blotting of human LAMAN, 20-40æg of protein was separated on a 10% SDS-polyacrylamide gel. After SDS-PAGE electrophoresis, the proteins were transferred to PVDF membranes using a semi-transparent transfer system. The transfer efficiency was verified by revelation with Ponceau. The membranes were subsequently blocked with 5% skimmed milk powder and incubated with the primary antibody at a 1:50,000 or 1: 100,000 dilution. After washing in PBS, 0.1% Tween 20, the blots were incubated with horseradish peroxidase-coupled secondary antibodies (HRP) (1:20,000). The signals were visualized using the ECL Detection System (Amersham, Freiburg, Germany).

Isolation of neutral oligosaccharides

Tissue samples (50-60 mg) were cut into small pieces and homogenized with 0.6 mL H2 O (HPLC grade) at 4 ° C. After freezing (-20 ° C) and thawing twice and ultrasonic treatment, the proteins were precipitated by the addition of 4 vol of methanol and extracted by the addition of 4 vol of chloroform / iO (1: 3) (21). The supernatant was

desalted by incubation for 1 h at 4 ° C with mixed bed ion exchange resin (AG 501-X8, 20-50 mesh). The unbound material was lyophilized and resuspended in water (1 mL per mg tissue).

Separation of mannose oligosaccharides by thin layer chromatography (TLC)

Neutral oligosaccharides extracted from equal aliquots of tissue were loaded onto TLC plates (20x20 Silica gel F60, Merck). After drying the plates at room temperature for ~ 1 h, the oligosaccharides were separated by overnight development with n-butanol / acetic acid / H 2 O (100: 50: 50). After drying (~1 h at room temperature and then 5 min at 110 ° C), the plates were grown for 4 h in n-propanol / nitromethane / H 2 O (100: 80: 60). For development, the plates were sprayed with 0.2% orcinol in H2 SO4 (20% in water), and heated to 110 ° C. The size of oligosaccharides was determined by MALDI-TOF (see below).

Digestion of liver oligosaccharides with α-glycosidase or madagascar bean α-mannosidase In order to avoid interference with glycogen-derived oligosaccharides, 20 μl of liver and heart oligosaccharide extracts were incubated overnight another at 37 ° C with 40 U / ml Bacillus stearothermophilus α-glycosidase (Sigma) in 20 mM phosphate, pH 6.8. The incubation mixture was heated to 96 ° C to denature the proteins. After centrifugation for 10 min at 13000 g, the supernatant was desalted by incubation for 1 h at 4øC with an ion exchange resin (AG 501-X8, 20-50 mesh), lyophilized and resuspended in 20 ul of water and then separated by TLC. In order to verify the nature of the oligosaccharides, 20 æl of the oligosaccharide extracts were incubated overnight at 37øC with 30 U / ml madagascar bean α-mannosidase (Sigma) in 0.1 M sodium, pH 5.0, containing 2 mM ZnCl 2. After incubation, the oligosaccharides were prepared as described for the α-glycosidase digested samples and separated by TLC.

Quantitative analysis of neutral oligosaccharides in organs

The oligosaccharides (0.3æl) were mixed with 220 pmol of a decassaccharide which served as an internal standard and had the composition GlcNAc4Man3Gal3. The mixture was lyophilized and resuspended in 5 æl DMSO / acetic acid (7: 3) containing 0.34 M 2-anthranilamide (Aldrich) and 1 M NaBH 3 CN (Fluka). After incubation for 2 h at 65 ° C, the samples were purified by paper chromatography (developed with ethyl acetate). The oligosaccharides, located at the starting point, were extracted by subjecting the paper to lyophilized waterborne ultrasound, resuspended in 300 μl acetonitrile / 80 mM ammonium formate, pH 4.4 (65:35), loaded onto a Gluco-Sepharose column (Ludger) and eluted at a flow rate of 0.4 mL / min with acetonitrile / ammonium formate buffer. Fluorescence (excitation 350 nm, emission 450 nm) was recorded (Shimadzu, RF-10A XL) and the oligosaccharide masses determined by MALDI-TOF.

MALDI-TOF

Samples of the HPLC fractions were lyophilized and dissolved in 2-3 μl of water. The aqueous extracts from the TLC plates were derivatized with 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone and dissolved in 2-3 μl of water. 2,5-Dihydroxybenzoic acid (DHB, 5 mg / mL in water) was used as the matrix. 0.5 μl of DHB and 1 μl of sample were applied to the Anchorchip target (Bruker Daltonik) and dried at room temperature. Mass spectrometric analysis was performed on a MALDI-TOF Reflex III (Bruker Daltonik) with a 337 nm UV laser.

Histological examinations

For electron microscopy, small sections of liver and kidney collected at time of death were dipped in 0.1 M phosphate, 6% glutardialdehyde pH 7.4. The tissue samples were post-fixed with 2% osmium tetroxide, dehydrated and embedded in Araldite. The semifinished sections were developed with toluidine blue. The ultrafine sections were processed according to standard techniques. For histochemical investigations, the sections were immersed with Bouin's solution diluted 1: 4 in 10 mM phosphate, pH 7.4, 0.15 NaCl. Incorporation was carried out in low melting point paraffin (Wolff, Wetzlar, Germany). Successive sections (7 pm) were cut and mounted on Biobond coated glass slides (British Biocell, London, UK). The central sections of each series were developed with hematoxylin and eosin for standard optical microscopy.

Results

Corrective effect of a single intravenous injection of rat LAMAN In order to study the short- and long-term effect of a single dose of LAMAN on storage of neutral oligosaccharides, mice with 9 week old α-mannosidosis received 100 mU of LAMAN of rat per g of body weight intravenously. To control the amount of enzyme injected and its clearance from the circulation, blood was collected at 5, 30 and 60 min after injection. At 5 min after injection the LAMAN activity varied less than ± 6%, indicating that the rats received comparable amounts of enzyme. The enzyme was cleared from the circulation with a half-life of less than 20 min. Rats were killed 2, 4 and 10 h after injection and organ extracts were prepared to determine the activity of LAMAN and the neutral oligosaccharides. The maximal LAMAN activity in the organs was observed 2-4 h after injection (Table 1). In liver the activity was 6-7 times higher than in control rats, but also in the spleen and heart the peak values exceeded the controls. In the kidney a maximum of one quarter of the activity was achieved in control mice. It is likely that the small activity observed in the brain is of the LAMAN present in the vascular system. Between 4 and 10 h after injection, enzymatic activity rapidly decreased in the liver, spleen and kidney with an apparent half-life of about 3 h. Western blotting demonstrated that the internalized precursor of LAMAN was rapidly processed in mature forms (not shown). The hallmark of α-mannosidosis is the storage of neutral oligosaccharides in a wide variety of tissues (see Fig. 2, lane 1 and lane 2). These oligosaccharides contain 2-9 mannose residues and an N-acetylglucosamine residue at their reducing end and thus result from the action of an endoglucosaminidase. The amount of neutral oligosaccharides in the liver and spleen progressively decreased over time to 15% and 7% of simulated injected animals, whereas in the kidney and heart the storage reduced only to about 49% and 74% (Figure 2) . TABLE 1: LAMAN activity in tissue extracts of control and α-mannosidosis mice before and after injection of 100 mU rat LAMAN per g body weight. * + / + refers to control mice, - / - mice with a-mannosidosis, and to the number of animals investigated. + All values were corrected for the mean serum a-mannosidase activity at tzero (2350 mU / ml serum). The correction factors were 0.98, 1.07 and 0.96 for the 2, 4 and 10 h, respectively.

To determine how long the corrective effect of a single dose of LAMAN remained, rats were examined 4, 8 and 16 days after the injection of 100 mU rat LAMAN per g body weight. At all points in time LAMAN activity in the organs (spleen, kidney, heart, brain) was in the range of untreated rats or mice with α-mannosidosis injected in a simulated fashion, except for the liver, where 4 days after injection LAMAN activity (15.1 mU / g wet weight) was still about 5-fold higher than in simulated injected rats. Storage of neutral oligosaccharides in the liver, spleen and kidney 4 days after injection was in the range observed 10 h after injection (compare Fig. 2 and Fig. 3). At heart, storage decreased from 74% after 10 h to 42% after 4 days. This indicates that the corrective effect observed after 10 h remains for about 4 days, although little or no LAMAN activity is detectable 10 h after injection into organs such as kidney or heart. After 4 days, the storage of oligosaccharides clearly began to increase again. The increase observed between day 4 and day 16 after injection corresponded to 20-40% of the storage observed in simulated injected α-mannosidosis rats (Fig. 3).

Comparison of clearance and corrective effect of bovine, rat and human LAMAN

To compare the corrective effect of the LAMAN preparations from the three sources, the mice were injected with a dose of LAMAN which was expected to produce a partial repair. Consequently, we injected 50 mU of LAMAN per g of body weight. Bovine and human LAMAN were rapidly cleared from the circulation with half-lives of 4 min and 8 min, respectively (Fig. 4). The clearance of highly phosphorylated rat LAMAN was slower and at least biphasic. About 85% of the enzyme was purified with an apparent shelf life of 12 min, while apparent clearance of the remaining fraction was about 47 min (Fig. 4).

Rats were killed 2 days after injection and liver, spleen, kidney and heart extracts were examined for neutral oligosaccharides (Fig. 5). With the exception of the liver, the corrective effect was higher for human LAMAN and lower for bovine LAMAN. The corrective effect of the rat enzyme was intermediate. Only in the liver, the corrective effect of bovine enzyme (remained 4% of storage) was more pronounced than that of the human enzyme (remained 14% of storage). In liver, the corrective effect of rat LAMAN was the weakest (remained 23% of storage).

Corrective effect of human LAMAN at high dose Comparison of bovine, rat and human LAMAN indicated that poorly phosphorylated human LAMAN had a relatively higher corrective potential in the kidney and heart, two organs that are more resistant to metabolic correction than the liver and the spleen. In order to evaluate the corrective potential of the human enzyme we injected a single dose of 250 mU of LAMAN and analyzed the mice 1 to 12 days after injection. In the liver, storage was fully corrected 1 and 3 days after injection. After 6 and 12 days, the neutral oligosaccharides began to accumulate again, but only reached about 30% of the storage level before treatment (Fig. 6). Optic microscopy examination of the liver revealed the near-complete disappearance of storage vacuoles, which are prominent in sinus endothelial cells, Kupffer cells and hepatocytes of non-α-mannosidosis rats and reappear 12 days after injection (Figure 7) . In the spleen and kidney, the storage of neutral oligosaccharides decreased to 12 and 18%, respectively. It is noteworthy that in the spleen and kidney the maximum correction was observed after 3 and 6 days, respectively. In both organs, the neutral oligosaccharides began to accumulate again 3 and 6 days after the injection (see Fig. 5). Neutral oligosaccharides in the brain of α-mannosidosis rats were not affected by the treatment (not shown).

The activities of human LAMAN recovered 24 h after injection were much higher than expected from rat LAMAN experiments. In the liver, the activity of human LAMAN was 6 times higher than in the control liver. In the spleen and kidney it was responsible for 10-15% of that in the control. To follow the uptake and stability of the human enzyme, LAMAN activity was determined in prepared tissue extracts 4, 16 and 24 h after injection of 250 mU of human LAMAN per g body weight. Less than 20% of the injected LAMAN was recovered after 4 h in the tissues examined (liver 18%, kidney 0.4%, spleen 0.12% and heart 0.04%). When compared to the rat LAMAN uptake and taking into account that a 2.5-fold higher amount of human LAMAN was injected, the activity recovered in the liver, kidney and heart 4 h after injection was comparable for both enzyme preparations ( compare Table 1 and Table 2). Spleen uptake appeared to be 2-3 times less efficient for the human enzyme. The major difference between the human and rat enzyme was the greater stability of human LAMAN internalized by the liver, kidney and spleen. While human LAMAN activity decreased in these organs after 24 h to 17-33% of the value at 4 h (see Table 2), that of the rat enzyme decreased to 20-26% of the value at 4 h, shortly after 10 h see Table 1). The corrective effect of rat LAMAN (see Fig. 3) and human LAMAN was only transient. The neutral oligosaccharides began to accumulate again 3 to 6 days after injection. Increasing the amount of enzyme injected would be a means to retard re-accumulation. The corrective effect of a given dose of LAMAN is predicted to be higher when administered as two half-doses separated by an appropriate range than as a single dose. Instead of increasing the amount of LAMAN to 500 mU / g body weight we twice administered 250 mU of human LAMAN per g of body weight each on day 7 and 3.5 before analysis. This resulted in a complete correction of deposition in the kidney and heart (Fig. 8). Optical microscopy showed the absence of storage vacuoles in the liver (not shown) and in the tubular epithelia of the kidney (Fig. 9). Residual spleen storage was less than 20% of that in simulated injected α-mannosidosis mice. Most especially in the brain, the level of neutral oligosaccharides as quantified by TLC was only half that in the brain of simulated-injected a-mannosidosis mice (Fig. 8). TABLE 2: Activity of LAMAN in rat tissue extracts with a-mannosidosis 4-24 h after injection of 250 mU of human α-mannosidase per g of body weight. "1" All values were corrected for the mean activity of LAMAN in serum at zero (5012 mU / mL serum). The correction factors ranged from 0.903 to 1.222. * For LAMAN activity in tissue extracts from control rats and uninjected rats see

Table 1.

In order to quantify the neutral oligosaccharides on a molar basis, the neutral oligosaccharides extracted from the brain of simulated-injected α-mannosidosis mice and LAMAN were reacted with 2-anthranilamide, which introduces a fluorescent label at the oligosaccharide reducing ends. The fluorescently labeled oligosaccharides were separated by HPLC and quantitated by comparison with an internal standard oligosaccharide added prior to derivatization with 2-anthranilamide (Fig. 10). The major oligosaccharide species in the brains of α-mannosidosis mice contains 2, 3 or 4 mannose residues. These are present at concentrations of 319, 87 and 164 pmol / g tissue, respectively, and account for 61% of all neutral oligosaccharides in the brain. In the brains of treated α-mannosidose rats the concentration of neutral oligosaccharides decreased to 26% of the injected mice in a simulated fashion. The corrective effect was observed for each of the oligosaccharide species, but was relatively higher for the species with 9, 7 and 4 mannose residues (see Fig. 10).

In the present study, purified LAMAN from bovine kidney was used. This enzyme preparation consisted of mature polypeptides with a low mannose-6-phosphate content. Recombinant human LAMAN isolated from the secretion of CHO cells consisted mainly of the precursor form, but was also poorly phosphorylated. The low mannose-6-phosphate content of this preparation is likely to be due to dephosphorylation during isolation. Occasionally, preparations of human LAMAN of which up to 40% were bound to the MRP 300 column (C. Andersson, DP Roces, unpublished observation) were obtained. Recombinant mouse LAMAN purified from secretions of rat embryonic fibroblasts lacking mannose-6-phosphate receptors was highly phosphorylated and represented by the precursor form. The clearance of the circulation was faster for the two less phosphorylated LAMAN preparations of bovine kidney and CHO cells than for the highly phosphorylated rat LAMAN. The uptake of the different preparations of LAMAN by the organs was not directly compared. However, comparison of data from different experiments suggests that similar fractions of the poorly phosphorylated human LAMAN and highly phosphorylated rat LAMAN are captured by the liver, kidney and heart. In the spleen only the uptake was different and facilitated by the higher phosphorylation. In a related study on the uptake of phosphorylated and non-phosphorylated β-glucuronidase in rats, no difference was observed for uptake into the liver and spleen, whereas uptake into the kidney and heart was higher for the phosphorylated enzyme (26). For a-galactosidase preparations differing in glycosylation and phosphorylation a similar uptake was observed by the liver, spleen and kidney (27). This indicates that the effect of glycosylation and phosphorylation on the uptake of lysosomal enzymes to the different organs depends on the enzyme.

A major difference between LAMAN preparations from different sources is their stability. Assuming a first-order kinetics, rat LAMAN (see Table 1) and bovine (not shown) LAMAN activity decreased in the liver, kidney and spleen with an apparent half-life of 3 h or less, while the apparent half-life of human LAMAN was higher 3 times longer. This may explain the greater corrective efficacy of human LAMAN on the storage of oligosaccharides in the spleen, kidney and heart (see Fig. 5).

A single intravenous administration of LAMAN led to a rapid and marked decrease in lysosomal storage of neutral oligosaccharides regardless of the source of the enzyme. The corrective effect was very pronounced in the liver. This is also the tissue where the increase in LAMAN activity relative to that in the wild type mice was the highest. Histological examination revealed a correction of storage in both parenchymal and non-parenchymal liver cells. This was true for highly phosphorylated rat LAMAN (not shown) and for poorly phosphorylated human LAMAN (see Fig. 7). This was unexpected since an earlier study with β-glucuronidase showed that non-phosphorylated forms of enzymes were located almost exclusively in non-parenchymal liver cells, whereas phosphorylated forms were located in both parenchymal and non-parenchymal liver cells (26). The corrective effect of LAMAN was transient in all tissues. The neutral oligosaccharides began to accumulate again 2 to 6 days after the injection.

A remarkable correction of storage was observed when injection of 250 mU of human LAMAN per g body weight, which reduces spleen and kidney deposition by 80-90% was repeated after 3.5 days. In less than a week, the storage disappeared not only from the liver but also from the kidney and heart. Even more importantly, the concentration of neutral oligosaccharides also decreased in the brain to about a quarter. The latter can not be attributed to an uptake of LAMAN to nerve cells. In rats the blood-brain barrier matures within the first two weeks of life, and lysosomal enzymes administered intravenously after this period do not cross the blood-brain barrier (28-31). According to these observations, we observed trace amounts of LAMAN in the brain homogenates of treated rats (see Table 1 and 2). These activities are attributed to extraneuronal cells, such as endothelium, choroid plexus epithelium and incompletely removed meninges. Since the administered LAMAN is unlikely to gain access to the oligosaccharides deposited in neuronal and glial cells, alternative mechanisms must be considered. Cleansing of oligosaccharides through the bloodstream or through an improved flow of cerebrospinal fluid may contribute to the decrease of stores of neutral oligosaccharides in the brain.

Example 3: rhLAMAN - Efficacy of repeated dose replacement therapy in arabosidose rats The aim of the study is

Demonstrate a total correction of mannose oligosaccharide storage in all peripheral tissues, and check the correction of storage in the brain.

To determine whether the injection of a repeated dose of rhLAMAN also has an effect on the LAMAN activities measured in the different peripheral tissues.

Follow the development of antibodies after repeated injections and check if they precipitate the enzyme. Determine whether, as soon as the mice develop antibodies, these have an effect on the clearance of the enzyme.

Determine whether an increased level of antibodies has an effect on blood brain barrier (BBB) permeability.

To compare gene expression in inactivated, inactivated and wild type inactivated rats after 1 and 4 weeks of treatment. A microarray experiment with liver RNA will be performed. The mice used for this experiment are selected from heterozygous pups (see below).

Justification of the test system Test item The test item is supplied as a solution at 5.4 mg.mL-1 (8.2 U / mg, lot 041202) and is used as supplied. The test item is stored frozen (ca -20 ° C) in the dispensary when not in use.

Animals and management

For the experiment 5 different groups of rats are used: (- / -) rats with C57 / B6 (+ / +) a-mannosidosis (wild type rats) (+/-) heterozygous rats that are offspring of a cross between rats (+/-) mice (+/-) (- / -) mice with heterozygous crosses (+/-) (+/-) rats with heterozygous crosses (+/- mice)

Age: 8 weeks at baseline. Number of animals: 64 rats (male and / or female)

Health Status: Animals suspected of being ill are eliminated from the study. If the significant number of animals is improper, the entire batch of animals is rejected and a new batch is obtained. Acclimatization: Animals are allowed to acclimatize to accommodation for a minimum of 3 days prior to initiation of administration.

Allocation to Dosage Groups: All animals are weighed and the required number of animals is randomly assigned to the 5 dose groups. No stratification by weight and / or sex is required as the dose is adjusted for weight and to date no gender-specific differences have been found. Only males are used for the Micromatrix experiment (groups 2 *, 4 * and 5 *, see below), since in gene expression studies, sex has often been described as a relevant factor.

Room Environment: Animals are housed 4 / cage or 8 / cage in a polypropylene cage with stainless steel mesh tops and solid bottoms with wood chips as bedding material. The cages (267 x 207 x 104 mm or 425 x 266 x 188 mm) are changed, as required.

The cages are provided with a polycarbonate water bottle (capacity 250 mL) with a stainless steel spout and Duretano cap. Bottles of water are filled as needed and changed / washed at least once a week. There is automatic temperature and humidity control, the target ranges are 20 ° C ± 2 ° C and 50% ± 15%, respectively, with an airflow in the room to give a minimum of 15 air changes per hour. The temperature and humidity ranges are monitored and recorded daily. There is an automatic control of the light cycle; the hours of light are normally from 0600-1800.

Diet and Water Supply Food and water are available for animals ad libitum. It is considered that the food and water used do not contain any additional substances in sufficient concentration to have any influence on the outcome of the study.

Treatment

Dose Groups / Dose Level

Group 1 (for biochemical investigations, 16 LAMAN rats). Rats are treated twice a week intravenously with 250 mU / g body weight rhLAMAN, and groups of 4 mice are killed after 1, 2 and 4 weeks of treatment.

Group 2 * (for microarray investigations, 8 heterozygous cross-over LAMAN rats), are treated twice weekly with 250 mU / g body weight rhLAMAN, and groups of 3 mice are killed after 1 and 4 weeks of treatment.

Group 3 (for blood brain barrier, antibody and plasma clearance investigations, 12 LAMAN rats), are treated once weekly with 250 mU / g body weight of rhLAMAN. Both groups of rats, the 4 rats used for BBB investigations, and the 4 rats used for investigational clearance, are killed after 4 weeks of treatment.

Group 4 (Rats treated in a simulated manner, 12 LAMAN rats) are treated once / twice weekly with rhLAMAN vehicle at the same dose volume as Group 3 / Group 1 treated animals. A group of 4 mice injected one once a week are killed after 4 weeks of treatment (to be compared with the mice in group 3), and groups of 2 mice are killed after 1, 2 and 4 weeks of treatment (to be compared with group 1)

Group 4 * (Rats treated in a simulated manner, 8 heterozygous crossing LAMAN rats) and Group 5 * (8 heterozygous wild type crossing) are treated twice a week with vehicle for rhLAMAN at the same dose volume as the animals treated in the Group 2*. Groups of 3 rats are killed after 1 and 4 weeks. * Rats with α-mannosidosis of heterozygous (+/-) pups, descended from a reproduction between rats with wild-type (+/-) and wild-type A-mannosidosis (- / -) and C57 / B6. TABLE 3: Allocation of animals to dose groups:

TABLE 3: Allocation of animals to dose groups (continued)

Route, Duration and Method of Administration The test item is administered through an intravenous bolus injection in one of the lateral tail veins at the target dose levels. The volume of dose required is calculated according to the body weight of the most recently registered animal.

Prior to administration, the rats are anesthetized (intraperitoneally) with 75 æl per 100 g body weight of a solution of 10 mg / ml Ketavet (Parke Davis) and 2 mg / ml Rompun (Bayer) and are maintained at about 37 ° C until recovery from anesthesia.

Comments

Viability

All animals are checked every day for viability, early in the morning and as late as possible. Any animal that shows signs of weakness or severe intoxication and is considered to be in a dying state is killed. Any animal killed in extremis or found dead is, whenever possible, subjected to a macroscopic post mortem examination on the day of death. If macroscopic post-mortem examination is not possible on the day of death (eg late afternoon or on weekends), the carcass is placed in a polyethylene bag and kept in a refrigerator (4 ° C) until examination on day Following.

Clinical Signs

All animals are observed on days of administration for reaction to treatment. The beginning, intensity and duration of any observed signals are recorded.

Body weight

Prior to administration all animals are weighed weekly and recorded and classified.

Laboratory investigations

Treatment verification

Five minutes after injection, blood from the retroorbital plexus is collected to measure the plasma levels of rhLAMAN (according to internal procedure 2). If an animal has not received the full dose, the missing amount in% is calculated and given to the animal on the same day.

Kinetics

Of the 4 mice in group 3, blood is collected from the retroorbital plexus one day prior to injection, and also 5, 15 and 30 minutes after each injection, to investigate a possible Ab effect on enzyme clearance.

If enzyme is still available at the end of the experiment (4 weeks), treatment of these mice will continue until 8 weeks.

Determination of antibodies

Prior to administration, blood from the retroorbital plexus of the animals of group 2, as well as from all other animals at the end, is collected to measure antibody titres.

Terminal studies Method of death

Rats are anesthetized with 600æL of a 10 mg / mL solution of Ketavet (Parke Davis) and 2 mg / mL Rompun (Bayer) in 0.15 M NaCl, perfused with PBS and killed by bleeding.

For all groups except group 3, death occurs three and a half days after the last treatment. For group 3, the rats are killed 1 week after the last treatment (see table 3).

Histopathology

The following organs are harvested and fixed with 0.1 mM NaPi / 6% buffered Gluteraldehyde at pH 7.4: liver, kidney, brain Small sections are cut with a razor blade and the fixed slides are subjected to analysis by electron microscopy .

Concentrations of LAMAN in tissues

Liver, spleen, kidney, heart, TBS / PI (Protease Inhibitors) homogenates are measured for LAMAN activity using p-nitrophenyl-a-mannopyranoside as a substrate and 0.2 M sodium citrate, pH 4, 6, 0.08% NaN3, 0.4% BSA as buffer. LAMAN processing is followed by Western blotting (~ 1 mU required).

Oligosaccharides in Tissues From the organs described in 10.3 a preparation of neutral oligosaccharide extracts and quantified by densitometry is prepared to study the normalization of storage in organs by TLC according to procedure 4 and 5.

Neutral oligosaccharides from the liver and heart will be digested with α-glycosidase to prevent glycogen interference.

Statistical analysis of results

Unless otherwise noted, all statistical tests shall be bilateral and performed at a significance level of 5% using laboratory software. The following paired comparisons are performed:

Vehicle Control Group 4A vs Group IA

Vehicle Control Group 4B vs Group 1B

Vehicle Control Group 4C vs. Group 1C

Vehicle Control Group 4D vs. Group 3A

Vehicle Control Group 5A *, 5B * vs Group 4E *, 4F *

Vehicle Control Group 5A *, 5B * vs Group 2A *, 2B *

Vehicle Control Group 4E *, 4F * vs Group 2A *, 2B *

Data are analyzed for normality of distribution using the Shapiro-Wilk test and quantil-quantil graphs. When a normal distribution can be assumed, the differences between groups are tested using linear models (ANOVA) with or without the homoscedasticity assumption. If the data (or data transformed by log) do not have a normal distribution, a Kruskal-Wallis test is used. Additional data analysis steps may be performed depending on the data. (* heterozygous pups, see below)

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<210> 1 <211> 1011 <212> PRT <213> Homo Sapiens <4 0 0> 1

Met Gly Ala Tyr Ala Arg Ala Ser Gly Val Cys Ala Arg Gly Cys Leu 15 10 15

Asp Ser Wing Gly Pro Trp Thr Met Ser Arg Ala Leu Arg Pro Pro Leu 20 25 30

Pro Pro Leu Cys Phe Phe Leu Leu Leu Leu Ala Ala Ala Gly Ala Arg 35 40 45

Ala Gly Gly Tyr Glu Thr Cys Pro Thr Val Gin Pro Asn Met Leu Asn 50 55 60

Val His Leu Leu Pro His Thr His Asp Asp Val Gly Trp Leu Lys Thr. 65 70 75 80

Val Asp Gin Tyr Phe Tyr Gly Ile Lys Asn Asp Ile His His Gly 85 90 95

Go Gin Tyr lie Leu Asp Ser Val lie Ser Lea Leu Leu Ala Asp Pro 100 105 110

Thr Arg Arg Phe Ile Tyr Val Glu Ile Ala Phe Phe Ser Arg Trp Trp 115 120 125

His Gin Gin Thr Asn Ala Thr Gin Glu Val Val Arg Asp Leu Val Arg 130 135 140

Gin Gly Arg Leu Glu Phe Ala Asn Gly Gly Trp Val Met Asn Asp Glu 145 150 155 160

Wing Wing Thr His Tyr Gly Ala He Val Asp Gin Met Thr Leu Gly Leu 165 170 175

Arg Phe Leu Glu Asp Thr Phe Gly Asn Asp Gly Arg Pro Arg Val Ala 180 185 190

Trp His Ile Asp Pro Phe Gly His Ser · Arg Glu Gin Ala Ser Leu Phe 195 200 205

Ala Gin Met Gly Phe Asp Gly Phe Phe Phe Gly Arg Leu Asp Tyr Gin 210 215 220

Asp Lys Trp Val Arg Met Gin Lys Leu Glu Met Glu Gin Val Trp Arg 225 230 235 240

Ala Ser Thr Ser Leu Lys Pro Thr Ala Asp Leu Phe Thr Gly Val 245 250 255

Leu Pro Asn Gly Tyr Asn Pro Pro Arg Asn Leu Cys Trp Asp Val Leu 260 265 270

Cys Val Asp Gin Pro Leu Val Glu Asp Pro Arg Ser Pro Glu Tyr Asn 275 280 285

Ala Lys Glu Leu Val Asp Tyr Phe Leu Asn Val Ala Thr Ala Gin Gly 290 295 300

Arg Tyr Tyr Arg Thr Asn His Thr Val Met Thr Met Gly Ser Asp Phe 305 310 315 320

Gin Tyr Glu Asn Ala Asn Met Trp Phe Lys Asn Leu Asp Lys Leu lie 325 330 335

Arg Leu Val Asn Wing Gin Gin Wing Lys Gly Ser Ser Val His Val Leu 340 345 350

Tyr Ser Thr Pro Ala Cys Tyr Leu Trp Glu Leu Asn Lys Ala Asn Leu 355 360 365

Thr Trp Ser Val Lys His Asp Asp Phe Phe Pro Tyr Ala Asp Gly Pro 370 375 380

His Gin Phe Trp Thr Gly Tyr Phe Ser Ser Arg Pro Ala Leu Lys Arg 385 390 395 400

Tyr Glu Arg Leu Ser Tyr Asn Phe Leu Gin Val Cys Asn Gin Leu Glu 405 410 415

Ala Leu Val Gly Leu Ala Ala Asn Val Gly Pro Tyr Gly Ser Gly Asp 420 425 430

Be Ala Pro Leu Asn Glu Ala Met Ala Val Leu Gin His His Asp Ala 435 440 445

Val Ser Gly Thr Ser Arg Gin His Val Ala Asn Asp Tyr Ala Arg Gin 450 455 460

Leu Wing Wing Gly Trp Gly Pro Cys Glu Val Leu Leu Ser Asn Wing Leu 465 470 475 480

Ala Arg Leu Arg Gly Phe Lys Asp His Phe Thr Phe Cys Gin Gin Leu 485 490 495

Asn lie Ser Cys Pro Leu Ser Gin Thr Ala Ala Arg Phe Gin Val 500 505 510 lie Val Tyr Asn Pro Leu Gly Arg Lys Val Asn Trp Met Val Arg Leu 515 520 525

Pro Val Ser Glu Gly Val Phe Val Val Lys Asp Pro Asn Gly Arg Thr 530 535 540

Val Pro Ser Asp Val Val phe Pro Ser Ser Asp Ser Gin Ala His 545 550 555 560

Pro Pro Glu Leu Leu Phe Ser Ala Ser Leu Pro Ala Leu Gly Phe Ser 565 570 575

Thr Tyr Ser Val Ala Gin Val Pro Arg Trp Lys Pro Gin Ala Arg Ala 580 585 590

Pro Gin Pro Ile Pro Arg Arg Ser Trp Ser Pro Ala Leu Thr Ile Glu 595 600 605

Asn Glu His Ile Arg Ala Thr Phe Asp Pro Asp Thr Gly Leu Leu Met 610 615 620

Glu Ile Met Asn Met Asn Gin Gin Leu Leu Leu Pro Val Arg Gin Thr 625 630 635 640

Phe Phe Trp Tyr Asn Ala Ser is Gly Asp Asn Glu Ser Asp Gin Ala 645 650 655

Ser Gly Ala Tyr lie Phe Arg Pro Asn Gin Gin Lys Pro Leu Pro Val 660 665 670

Ser Arg Trp Ala Gin lie His Leu Val Lys Thr Pro Leu Val Gin Glu 675 680 685

Val His Gin Asn Phe Ser Ala Trp Cys Ser Gin Val Val Arg Leu Tyr. 690 695 700

Pro Gly Gin Arg His Leu Glu Leu Glu Trp Ser Gly Pro Pro 705 710 715 720

Val Gly Asp Thr Trp Gly Lys Glu Val Ile Ser Arg Phe Asp Thr Pro 725 730 735

Leu Glu Thr Lys Gly Arg Phe Tyr Thr Asp Ser Asn Gly Arg Glu Ile 740 745 750

Leu Glu Arg Arg Arg Asp Tyr Arg Pro Thr Trp Lys Leu Asn Gin Thr 755 760 765

Glu Pro Val Ala Gly Asn Tyr Tyr Pro Val Asn Thr Arg Ile Tyr Ile 770 775 780

Thr Asp Gly Asn Met Gin Leu Thr Val Leu Thr Asp Arg Ser Gin Gly 785 790 795 800

Gly Ser Ser Leu Arg Asp Gly Ser Leu Glu Leu Met Val His Arg Arg 805 810 815

Leu Leu Lys Asp Asp Gly Arg Gly Val Ser Glu Pro Leu Met Glu Asn 820 825 830

Gly Ser Gly Ala Trp Val Arg Gly Arg His Leu Val Leu Leu Asp Thr 835 840 845

Ala Gin Wing Wing Wing Wing Gly His Arg Leu Wing Wing Glu Gin Glu Val 850 855 860

Leu Wing Pro Gin Val Val Leu Wing Pro Gly Gly Gly Wing Wing Tyr Asn_ 865 870 875 880

Leu Gly Ala Pro Pro Arg Thr Gin Phe Ser Gly Leu Arg Arg Asp Leu 885 890 895

Pro Pro Ser Val His Leu Leu Thr Leu Ala Ser Trp Gly Pro Glu Met 900 905 910

Val Leu Leu Arg Leu Glu His Gin Phe Ala Val Gly Glu Asp Ser Gly 915 920 925

Arg Asn Leu Ser Ala Pro Val Thr Leu Asn Leu Arg Asp Leu Phe Ser 930 935 940

Thr Phe Thr Ile Thr Arg Leu Gin Glu Thr Thr Leu Val Ala Asn Gin 945 950 955 960

Leu Arg Glu Ala Ala Ser Arg Leu Lys Trp Thr Thr Asn Thr Gly Pro 965 970 975

Thr Pro His Gin Thr Pro Tyr Gin Leu Asp Pro Ala Asn lie Thr Leu 980 985 990

Glu Pro Met Glu Ile Arg Thr Phe Leu Ala Ser Val Gin Trp Lys Glu 995 1000 1005

Val Asp Gly 1010

<210> 2 <211> 8079 <212> DNA <213> Artificial Sequence <22 0><223> Expression Plasmid pLamanExpl <400> 2 agiatcttoáa iattggcoa t: tagecafcatt art oat: iggt tataiagaa ·: aaa least.at. 60 tggctattgg ocattgeata cgttgtatct at the teat AT: 120 atgtacatfcfc atatcggctc atgcccaata tgaccgccat gfctggcattg attattgact agttattaaft agtaafccsac 180 taoggggtca ttagtfccata gcccatatat ggagttccgc gttacataac ttacggtaaa 240 tggeecgcet ggctgaccgc ccaacgaccc cc.gocc.at.tg aegtcaataa fcgacgtatgt 300 tcccatagta acgccaatag ggactttcca ttgacgteaa tgggfcggagt atfctacggta 360 aaotgcccac ttggcagtac atcaagtgta tcatatgcca agtccgcccc ctattgacgt 420 caatgacggt aaatggcccg cctggcatta tgcccagtac atgaccttac gggactttcc 480 tacttggcag tacatctacg tattagtcat cgctattacc atggtgatgc ggttttggca 540 gtacaccaat gggcgtggat agcggtttga ctcacgggga tttccaagtc tccaccccat 600 tgacgtcaat gggagtttgt tttggcacca aaatcaacgg gactttccaa aatgtcgtaa 660 caactgcgat cgcccgcccc gttgacgcaa atgggcggta ggcgtgtacg gtgggaggtc 720 tatataagca gagctcgttt agtgaaccgt cagatcacta gaagctttat tgcggtagtt 780 tatcacagtt aaattgctaa cgcagtcagt gcttctgaca caacagtctc gaacttaagc 840 tgcagtgact ctcttaaggt agccttgcag aagttggtcg tgaggcactg ggcaggtaag 900 tatcaaggtt acaagacagg tttaaggaga ccaatagaaa ctgggcttgt cgagacagag 960 aagactcttg cgtttctgat aggcacctat tggtcttact gacatccact ttgcctttct 1020 ctccacaggt gtccactccc agttcaatta cagctcttaa ggctagagta cttaatacga 1080 ctcactatag gctagcctcg agaattcgcc gccatgggcg cctacgcgcg ggcttcgggg 1140 gaggctgcct ggactcagca ggcccctgga gtctgcgctc ccatgtcccg cgccctgcgg 1200 ccaccgctcc cgcctctctg ctttttcctt ttgttgctgg cggctgccgg tgctcgggcc 1260 gggggatacg agacatgccc cacagtgcag ccgaacatgc tgaacgtgca cctgctgcct 1320 cacacacatg atgacgtggg ctggctcaaa accgtggacc agtactttta tggaatcaag 1380 aatgacatcc agcacgccgg tgtgcagtac atcctggact cggtcatctc tgccttgctg 1440 gcagatccca cccgtcgctt catttacgtg gagattgcct tcttctcccg ttggtggcac 1500 cagcagacaa atgccacaca ggaagtcgtg cgagaccttg tgcgccaggg gcgcctggag 1560 ttcgccaatg gtggctgggt gatgaacgat gaggcagcca cccactacgg tgccatcgtg 1620 gaccagatga cacttgggct gcgctttctg gaggacacat ttggcaatga tgggcgaccc 1680 cgtgtggcct ggcacattga ccccttcggc cactctcggg agcaggcctc gctgtttgcg 1740 cagatgg gct tcgacggctt cttctttggg cgccttgatt atcaagataa gtgggtacgg 1800 atgcagaagc tggagatgga gcaggtgtgg cgggccagca ccagcctgaa gcccccgacc 1860 gcggacctct tcactggtgt gcttcccaat ggttacaacc cgccaaggaa tctgtgctgg 1920 gatgtgctgt gtgtcgatca gccgctggtg gaggaccctc gcagccccga gtacaacgcc 1980 aaggagctgg tcgattactt cctaaatgtg gccactgccc agggccggta ttaccgcacc 2040 aaccacactg tgatgaccat gggctcggac ttccaatatg agaatgccaa catgtggttc 2100 aagaaccttg acaagctcat ccggctggta aatgcgcagc aggcaaaagg aagcagtgtc 2160 catgttctct actccacccc cgcttgttac ctctgggagc tgaacaaggc caacctcacc 2220 aacatgacga cttcttccct tggtcagtga tacgcggatg gcccccacca gttctggacc 2280 ccagtcggcc ggccctcaaa ggttactttt cgctacgagc gcctcagcta caacttcctg 2340 caggtgtgca accagctgga ggcgctggtg ggcctggcgg ccaacgtggg accctatggc 2400 tccggagaca gtgcacccct caatgaggcg 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cctgtgggcg acacctgggg gaaggaggtc 3300 atcagccgtt ttgacacacc gctggagaca aagggacgct tctacacaga cagcaatggc 3360 cgggagatcc tggagaggag gcgggattat cgacccacct ggaaactgaa ccagacggag 3420 cccgtggcag gaaactac rt tccagtcaac acccggattt acatcacgga tggaaacatg 3480 cagctgactg tgctgactga ccgctcccag gggggcagca gcctgagaga tggctcgctg 3540 gagctcatgg tgcaccgaag gctgctgaag gacgatggac gcggagtatc ggagccacta 3600 atggagaacg ggtcgggggc gtgggtgcga gggcgccacc tggtgctgct ggacacagcc 3660 caggctgcag ccgccggaca ccggctcctg gcggagcagg aggtcctggc ccctcaggtg 3720 gtgctggccc cgggtggcgg cgccgcctac aatctcgggg ctcctccgcg cacgcagttc 3780 tcagggctgc gcagggacct gccgccctcg gtgcacctgc tcacgctggc cagctggggc 3840 cccgaaatgg tgctgctgcg cttggagcac cagtttgccg taggagagga ttccggacgt 3900 aacctgagcg cccccgttac cttgaacttg agggacctgt tctccacctt caccatcacc 3960 cgcctgcagg agaccacgct ggtggccaac cagctccgcg aggcagcctc caggctcaag 4020 tggacaacaa acacaggccc cacaccccac caaactccgt accagctgga cccggccaac 4080 atcacgctgg aacccatgga aatccgcact 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aatttaacgc gaattaattc tgtggaatgt 4980 gtgtcagtta gggtgtggaa agtccccagg ctccccaggc aggcagaagt atgcaaagca 5040 tgcatctcaa ttagtcagca accaggtgtg gaaagtcccc aggctcccca gcaggcagaa 5100 gtatgcaaag catgcatctc aattagtca g caaccatagt cccgccccta actccgccca 5160 tcccgcccct aactccgccc agttccgccc attctccgcc ccatggctga ctaatttttt 5220 ttatttatgc agaggccgag gccgcctctg cctctgagct attccagaag tagtgaggag 5280 gcttttttgg aggcctaggc ttttgcaaaa agctcccggg atggttcgac cattgaactg 5340 catcgtcgcc gtgtcccaaa atatggggat tggcaagaac ggagacctac cctggcctcc 5400 gctcaggaac gagttcaagt acttccaaag aatgaccaca acctcttcag tggaaggtaa 5460 acagaatctg gtgattatgg gtaggaaaac ctggttctcc attcctgaga agaatcgacc 5520 tttaaaggac agaattaata tagttctcag tagagaactc aaagaaccac cacgaggagc 5580 tcattttctt gccaaaagtt tggatgatgc cttaagactt attgaacaac cggaattggc 5640 aagtaaagta gacatggttt ggatagtcgg aggcagttct gtttaccagg aagccatgaa 5700 tcaaccaggc caccttagac tctttgtgac aaggatcatg caggaatttg aaagtgacac 5760 gtttttccca gaaattgatt tggggaaata 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Claims (15)

REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de uma alfa-manosidase lisossómica para a preparação de um medicamento para o tratamento de alfa-manosidose, em que o referido medicamento é para ser administrado por administração intravenosa.Use of a lysosomal alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for the treatment of alpha-mannosidosis, wherein said medicament is to be administered by intravenous administration. 2. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o medicamento é para ser administrada por infusão, ou injeção intravenosa repetida numa frequência que corresponde a 1 a 5 injeções diárias, 1 a 5 injeções por semana, 1 a 5 injeções a cada 2 semanas ou 1 a 5 injeções a cada mês.Use according to claim 1, wherein the medicament is to be administered by infusion, or repeated intravenous injection at a rate corresponding to 1 to 5 injections daily, 1 to 5 injections per week, 1 to 5 injections every 2 weeks or 1 to 5 injections every month. 3. Utilização de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, em que o referido medicamento não compreende um componente com uma capacidade conhecida para direcionar para células dentro do sistema nervoso central.Use according to claim 1 or claim 2, wherein said medicament does not comprise a component with a known ability to target cells within the central nervous system. 4. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações l-3, em que a alfa-manosidase lisossómica compreende a sequência de aminoácidos de SEQ ID NO:1.Use according to any one of claims 1 - 3, wherein the lysosomal alpha-mannosidase comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 5. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, em que o referido medicamento é para ser administrado a uma frequência que corresponde a 1-5 injeções por semana.Use according to any one of claims 1-4, wherein said medicament is to be administered at a frequency corresponding to 1-5 injections per week. 6. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, em que o referido medicamento não compreende um componente para direcionar para células dentro do sistema nervoso central e não compreende um componente com a capacidade para atuar como veiculo para passagem pela barreira hematoencefálica.Use according to any one of claims 1-5, wherein said medicament does not comprise a component for targeting cells within the central nervous system and does not comprise a component capable of acting as a vehicle for passage through the blood-brain barrier. 7. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o referido medicamento é administrado numa quantidade que está dentro da gama de 5 a 300 mU de alf a-manosidase lisossómica por grama de peso corporal do indivíduo a ser tratado.Use according to any one of the preceding claims wherein said medicament is administered in an amount that is within the range of 5 to 300 mU of lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight of the subject to be treated. 8. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o referido medicamento é administrado numa quantidade que está dentro da gama de 20 a 100 mU de alfa-manosidase lisossómica por grama de peso corporal do indivíduo a ser tratado.Use according to any one of the preceding claims, wherein said medicament is administered in an amount that is within the range of from 20 to 100 mU lysosomal alpha-mannosidase per gram of body weight of the subject to be treated. 9. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que uma fração da referida alfa-manosidase lisossómica consiste em alfa-manosidase lisossómica que tem um ou mais oligossacáridos ligados por N portadores de resíduos de manose-6-fosfato.Use according to any one of the preceding claims, wherein a fraction of said lysosomal alpha-mannosidase consists of lysosomal alpha-mannosidase having one or more N-linked oligosaccharides carrying mannose-6-phosphate residues. 10. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que uma fração correspondente a desde 1 a 75% da atividade de uma preparação de alfa-manosidase lisossómica liga-se ao recetor de manose-6-fosfato.Use according to any one of the preceding claims, wherein a fraction corresponding to from 1 to 75% of the activity of a lysosomal alpha-mannosidase preparation binds to the mannose-6-phosphate receptor. 11. Utilização de acordo com a reivindicação 10, em que a referida fração corresponde a desde 10 a 50% da atividade de uma preparação de alfa-manosidase lisossómica.Use according to claim 10, wherein said fraction corresponds to from 10 to 50% of the activity of a lysosomal alpha-mannosidase preparation. 12. Utilização de acordo com a reivindicação 10, em que a referida fração corresponde a desde 20 a 40% da atividade de uma preparação de alfa-manosidase lisossómica.Use according to claim 10, wherein said fraction corresponds to from 20 to 40% of the activity of a lysosomal alpha-mannosidase preparation. 13. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a referida alfa- manosidase lisossómica é uma enzima recombinante.Use according to any one of the preceding claims, wherein said lysosomal alpha-mannosidase is a recombinant enzyme. 14. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a referida alfa- manosidase lisossómica é produzida num sistema de células de mamifero.Use according to any one of the preceding claims, wherein said lysosomal alpha-mannosidase is produced in a mammalian cell system. 15. Utilização de acordo com a reivindicação 14, em que o referido sistema de células de mamifero é uma linha de células CHO.Use according to claim 14, wherein said mammalian cell system is a CHO cell line.
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