biopreparatБИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечениеBiological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment2221-996X2619-1156Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products10.30895/2221-996X-2020-20-1-42-49biopreparat-270Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESИнтернализация рекомбинантной имиглюцеразы в перитонеальные макрофаги мыши и фибробласты мыши линии L929Internalization of Recombinant Imiglucerase into Mouse Peritoneal Macrophages and L929 Mouse Fibroblastshttps://orcid.org/0000-0002-9058-1106ЛягоскинИ. В.LyagoskinI. V.

Лягоскин Иван Владимирович, кандидат биологических наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Ivan V. Lyagoskin, Cand. Sci. (Biol.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

LyagoskinV@ibcgenerium.ruПантюшенкоМ. С.PantyushenkoM. S.

Пантюшенко Марина Семеновна, кандидат биологических наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Marina S. Pantyushenko, Cand. Sci. (Biol.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

Pantushenko@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0023-0028СтрижаковаО. М.StrizhakovaO. M.

Стрижакова Ольга Михайловна, кандидат ветеринарных наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Olga M. Strizhakova, Cand. Sci. (Vet.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

Strizhakova@ibcgenerium.ruКудинаН. К.KudinaN. K.

Кудина Наталья Константиновна

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Natalya K. Kudina

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

kudina@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7983-5312ПрудниковаЕ. Ю.PrudnikovaE. Yu.

Прудникова Елена Юрьевна, кандидат ветеринарных наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Elena Yu. Prudnikova, Cand. Sci. (Vet.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

prudnikova@ibcgenerium.ruЧичкановаП. В.ChichkanovaP. V.

Чичканова Полина Владимировна

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Polina V. Chichkanova

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

Chichkanova@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5841-7587АббасоваС. Г.AbbasovaS. G.

Аббасова Светлана Георгиевна, доктор биологических наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Svetlana G. Abbasova, Dr. Sci. (Biol.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinsky District, Vladimir Oblast 601125

abbasova@ibcgenerium.ruОбщество с ограниченной ответственностью «Международный биотехнологический центр «Генериум»РоссияInternational Biotechnology Center “GENERIUM”Russian Federation2020170120202014249Copyright © Лягоскин И.В., Пантюшенко М.С., Стрижакова О.М., Кудина Н.К., Прудникова Е.Ю., Чичканова П.В., Аббасова С.Г., 20202020Лягоскин И.В., Пантюшенко М.С., Стрижакова О.М., Кудина Н.К., Прудникова Е.Ю., Чичканова П.В., Аббасова С.Г.Lyagoskin I.V., Pantyushenko M.S., Strizhakova O.M., Kudina N.K., Prudnikova E.Y., Chichkanova P.V., Abbasova S.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/270

Фермент-заместительная терапия (ФЗТ) является одной из самых действенных при лечении болезней лизосомального накопления. Болезнь Гоше первого типа характеризуется недостатком нативного фермента β-глюкоцереброзидазы, который возмещают внутривенными инфузиями рекомбинантного фермента (имиглюцераза). Клетками-мишенями имиглюцеразы являются макрофаги, в которые фермент проникает посредством взаимодействия с рецепторами маннозы на клеточной мембране. Оценка интернализации ферментов клетками-мишенями представляет интерес при разработке новых и воспроизведении существующих препаратов для ФЗТ. Для этих исследований широко применяются перитонеальные и альвеолярные макрофаги, макрофаги селезенки мелких лабораторных животных (крыс и мышей). Однако получение таких клеток затрагивает этические вопросы использования лабораторных животных. Альтернативой являются перевиваемые клеточные линии млекопитающих. Цель работы: провести сравнительные исследования интернализации рекомбинантной имиглюцеразы в перитонеальные макрофаги мыши и фибробласты мыши линии L929. Материалы и методы: Церезим®, серии 7HV0913, C6214H05, 7HV0888 (Джензайм Лтд., Великобритания); Глуразим, серии 020416, 011117, 021117 (ООО «МБЦ «Генериум», Россия). В работе использовали перитонеальные макрофаги, полученные от мышей линии BALB/c, и фибробласты мыши линии L929. Клетки культивировали в полной ростовой среде ДМЕМ/Ф12 c добавлением 10% сыворотки плода крупного рогатого скота. Активность имиглюцеразы, проникшей в клетки, оценивали спектрофотометрически по гидролизу искусственного субстрата 4-метилумбеллиферил-β-D-глюкопиранозида. Результаты: представлены данные сравнительной оценки интернализации рекомбинантной имиглюцеразы, действующего вещества препаратов Церезим® и Глуразим, перитонеальными макрофагами мыши и клетками фибробластов мыши линии L929. Показано, что активность препаратов в лизатах перитонеальных макрофагов сопоставима с их активностью в лизатах клеток фибробластов мыши линии L929, при этом активность разработанного препарата Глуразим независимо от типа клеток, была в границах допустимого диапазона (80–125%), установленного для биоподобных препаратов. Выводы: экспериментально доказано, что фибробласты мыши линии L929 могут быть рекомендованы для оценки интернализации рекомбинантной имиглюцеразы.

Enzyme replacement therapy (ERT) is one of the most efficient treatments for lysosomal storage diseases. Type 1 Gaucher disease is caused by β-glucocerebrosidase enzyme deficiency, which may be compensated for by intravenous infusions of imiglucerase—a recombinant enzyme. Imiglucerase targets macrophages and enters these cells via interaction with mannose receptors on the cell membrane. Characterisation of internalization of enzymes by target cells is important in the context of the development of new medicines and production of existing ERT medicines. The peritoneal and alveolar macrophages, as well as macrophages of the spleen of small laboratory animals (rats and mice) are widely used in such studies. However, isolation of cells from animal sources raises ethical issues, and therefore continuous mammalian cell lines may offer an attractive alternative. The aim of the study: to conduct comparative studies on the internalization of recombinant imiglucerase into mouse peritoneal macrophages and L929 mouse fibroblasts. Materials and methods: CerezymeR batches 7HV0913, C6214H05, 7HV0888 (Genzyme Ltd., UK); Glurazim batches 020416, 011117, 021117 (LLC “IBC “Generium”, Russia). We used peritoneal macrophages obtained from BALB/c mice and L929 mouse fibroblasts. The cells were cultured in DMEM/F12 complete growth medium with 10% fetal bovine serum. The activity of imiglucerase internalized into the cells was evaluated spectrophotometrically by hydrolysis of the artificial substrate—4-methylumbelliferyl-β-Dglucopyranoside. Results: the study compared internalization of recombinant imiglucerase (the active ingredient of CerezymeR and Glurazim) by mouse peritoneal macrophages and L929 mouse fibroblasts. It was demonstrated that the medicines activity in the lysates of peritoneal macrophages is comparable with that in the lysates of L929 mouse fibroblasts. Regardless of the model system, the activity of Glurazim stayed within the acceptable range (80–125%) established for biosimilar products. Conclusions: the experiments proved that L929 mouse fibroblasts could be recommended for assessment of internalization of recombinant imiglucerase.

рекомбинантная имиглюцеразаклетки-мишениперитонеальные макрофагифибробласты мыши линии L929интернализацияrecombinant imiglucerasetarget cellsperitoneal macrophagesL929 mouse fibroblastsInternalizationАвторы выражают благодарность руководству «ООО «МБЦ «Генериум» в лице генерального директора Р. А. Хамитова.ReferencesZimran A. How I treat Gaucher disease. Blood. 2011;118(6): 1463–71. https://doi.org/10.1182/blood-2011-04-308890Zimran A. How I treat Gaucher disease. Blood. 2011;118(6): 1463–71. https://doi.org/10.1182/blood-2011-04-308890Dekker N, van Dussen L, Hollak CE, Overkleeft H, Scheij S, Ghauharali K, et al. Elevated plasma glucosylsphingosine in Gaucher disease: relation to phenotype, storage cell markers, and therapeutic response. Blood. 2011;118(16):118–27. https://doi.org/10.1182/blood-2011-05-352971Dekker N, van Dussen L, Hollak CE, Overkleeft H, Scheij S, Ghauharali K, et al. Elevated plasma glucosylsphingosine in Gaucher disease: relation to phenotype, storage cell markers, and therapeutic response. Blood. 2011;118(16):118–27. https://doi.org/10.1182/blood-2011-05-352971Sato Y, Beutler E. Binding, internalization, and degradation of mannose-terminated glucocerebrosidase by macrophages. J Clin Invest. 1993;91(5):1909–17. https://doi.org/10.1172/JCI116409Sato Y, Beutler E. Binding, internalization, and degradation of mannose-terminated glucocerebrosidase by macrophages. J Clin Invest. 1993;91(5):1909–17. https://doi.org/10.1172/JCI116409Friedman B, Vaddi K, Preston C, Mahon E, Cataldo JR, McPherson JM. A comparison of the pharmacological properties of carbohydrate remodeled recombinant and placental-derived beta-glucocerebrosidase: implications for clinical efficacy in treatment of Gaucher disease. Blood. 1999;93(9):2807–16.Friedman B, Vaddi K, Preston C, Mahon E, Cataldo JR, McPherson JM. A comparison of the pharmacological properties of carbohydrate remodeled recombinant and placental-derived beta-glucocerebrosidase: implications for clinical efficacy in treatment of Gaucher disease. Blood. 1999;93(9):2807–16.Novo JB, Morganti L, Moro AM, Paes Leme AF, Serrano SM, Raw I, Ho PL. Generation of a Chinese hamster ovary cell line producing recombinant human glucocerebrosidase. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:875383. http://doi.org/10.1155/2012/875383Novo JB, Morganti L, Moro AM, Paes Leme AF, Serrano SM, Raw I, Ho PL. Generation of a Chinese hamster ovary cell line producing recombinant human glucocerebrosidase. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:875383. http://doi.org/10.1155/2012/875383Zhu Y, Li X, Schuchman EH, Desnick RJ, Cheng SH. Dexamethasone-mediated up-regulation of the mannose receptor improves the delivery of recombinant glucocerebrosidase to Gaucher macrophages. J Pharmacol Exp Ther. 2004;308(2):705–11. https://doi.org/10.1124/jpet.103.060236Zhu Y, Li X, Schuchman EH, Desnick RJ, Cheng SH. Dexamethasone-mediated up-regulation of the mannose receptor improves the delivery of recombinant glucocerebrosidase to Gaucher macrophages. J Pharmacol Exp Ther. 2004;308(2):705–11. https://doi.org/10.1124/jpet.103.060236Simmons BM, Stahl PD, Russell JH. Mannose receptormediated uptake of ricin toxin and ricin A chain by macrophages. Multiple intracellular pathways for a chain translocation. J Biol Chem. 1986;261(17):7912–20.Simmons BM, Stahl PD, Russell JH. Mannose receptormediated uptake of ricin toxin and ricin A chain by macrophages. Multiple intracellular pathways for a chain translocation. J Biol Chem. 1986;261(17):7912–20.Brumshtein B, Salinas P, Peterson B, Chan V, Silman I, Sussman JL, et al. Characterization of gene-activated human acid-β-glucosidase: crystal structure, glycan composition, and internalization into macrophages. Glycobiology. 2010;20(1):24–32. https://doi.org/10.1093/glycob/cwp138Brumshtein B, Salinas P, Peterson B, Chan V, Silman I, Sussman JL, et al. Characterization of gene-activated human acid-β-glucosidase: crystal structure, glycan composition, and internalization into macrophages. Glycobiology. 2010;20(1):24–32. https://doi.org/10.1093/glycob/cwp138Shaaltiel Y, Bartfeld D, Hashmueli S, Baum G, Brill-Almon E, Galili G, et al. Production of glucocerebrosidase with terminal mannose glycans for enzyme replacement therapy of Gaucher’s disease using a plant cell system. Plant Biotechnol J. 2007;5(5):579–90. https://doi.org/10.1111/j.14677652.2007.00263.xShaaltiel Y, Bartfeld D, Hashmueli S, Baum G, Brill-Almon E, Galili G, et al. Production of glucocerebrosidase with terminal mannose glycans for enzyme replacement therapy of Gaucher’s disease using a plant cell system. Plant Biotechnol J. 2007;5(5):579–90. https://doi.org/10.1111/j.14677652.2007.00263.xTekoah Y, Tzaban S, Kizhner T, Hainrichson M, Gantman A, Golembo M, et al. Glycosylation and functionality of recombinant β-glucocerebrosidase from various production systems. Biosci Rep. 2013;33(5):e00071. https://doi.org/10.1042/BSR20130081Tekoah Y, Tzaban S, Kizhner T, Hainrichson M, Gantman A, Golembo M, et al. Glycosylation and functionality of recombinant β-glucocerebrosidase from various production systems. Biosci Rep. 2013;33(5):e00071. https://doi.org/10.1042/BSR20130081Carballo-Uicab G, Linares-Trejo JE, Mellado-Sanchez G, Lopez-Morales CA, Velasco-Velazquez M, Pavon L, et al. Validation of a cell proliferation assay to assess the potency of a dialyzable leukocyte extract intended for batch release. Molecules. 2019;24(19):E3426. https://doi.org/10.3390/molecules24193426Carballo-Uicab G, Linares-Trejo JE, Mellado-Sanchez G, Lopez-Morales CA, Velasco-Velazquez M, Pavon L, et al. Validation of a cell proliferation assay to assess the potency of a dialyzable leukocyte extract intended for batch release. Molecules. 2019;24(19):E3426. https://doi.org/10.3390/molecules24193426Mejia-Calvo I, Munoz-Garcia L, Jimenez-Uribe A, CamachoSandoval R, Gonzalez-Gonzalez E, Mellado-Sanchez G, et al. Validation of a cell-based colorimetric reporter gene assay for the evaluation of Type I Interferons. Biotechnol Rep (Amst). 2019;22:e00331. https://doi.org/10.1016/j.btre.2019.e00331Mejia-Calvo I, Munoz-Garcia L, Jimenez-Uribe A, CamachoSandoval R, Gonzalez-Gonzalez E, Mellado-Sanchez G, et al. Validation of a cell-based colorimetric reporter gene assay for the evaluation of Type I Interferons. Biotechnol Rep (Amst). 2019;22:e00331. https://doi.org/10.1016/j.btre.2019.e00331Azad AK, Rajaram MVS, Schlesinger LS. Exploitation of the macrophage mannose receptor (CD206) in infectious disease diagnostics and therapeutics. J Cytol Mol Biol. 2014;10(1):1000003. https://doi.org/10.13188/23254653.1000003Azad AK, Rajaram MVS, Schlesinger LS. Exploitation of the macrophage mannose receptor (CD206) in infectious disease diagnostics and therapeutics. J Cytol Mol Biol. 2014;10(1):1000003. https://doi.org/10.13188/23254653.1000003Van Patten SM, Hughes H, Huff MR, Piepenhagen PA, Waire J, Qiu H, et al. Effect of mannose chain length on targeting of glucocerebrosidase for enzyme replacement therapy of Gaucher disease. Glycobiology. 2007;17(5):467–78. https://doi.org/10.1093/glycob/cwm008Van Patten SM, Hughes H, Huff MR, Piepenhagen PA, Waire J, Qiu H, et al. Effect of mannose chain length on targeting of glucocerebrosidase for enzyme replacement therapy of Gaucher disease. Glycobiology. 2007;17(5):467–78. https://doi.org/10.1093/glycob/cwm008

The authors declare that there are no conflicts of interest present.