Extracellular vesicles from recombinant cell factories improve the activity and efficacy of enzymes defective in lysosomal storage disorders
Seras-Franzoso, Joaquin (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Díaz Riascos, Zamira Vanessa (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Corchero Nieto, José Luis (Universitat Autònoma de Barcelona)
González, Patricia (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
García Aranda, Natalia (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Mandaña, Mònica (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Riera, Roger (Institut de Bioenginyeria de Catalunya)
Boullosa, Ana (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Mancilla, Sandra (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Grayston, Alba (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Moltó-Abad, Marc (Hospital Universitari Vall d'Hebron)
Garcia-Fruitos, Elena (Universitat Autònoma de Barcelona)
Mendoza, Rosa (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Pintos-Morell, Guillem (Hospital Universitari Vall d'Hebron)
Albertazzi, Lorenzo (Institut de Bioenginyeria de Catalunya)
Rosell Novel, Anna (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)
Casas, Josefina (Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas)
Villaverde Corrales, Antonio (Universitat Autònoma de Barcelona. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina "Vicent Villar Palasí")
Schwartz, Simó (Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina)
Abasolo, Ibane (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Genètica i de Microbiologia)

Date:	2021
Abstract:	In the present study the use of extracellular vesicles (EVs) as vehicles for therapeutic enzymes in lysosomal storage disorders was explored. EVs were isolated from mammalian cells overexpressing alpha-galactosidase A (GLA) or N-sulfoglucosamine sulfohydrolase (SGSH) enzymes, defective in Fabry and Sanfilippo A diseases, respectively. Direct purification of EVs from cell supernatants was found to be a simple and efficient method to obtain highly active GLA and SGSH proteins, even after EV lyophilization. Likewise, EVs carrying GLA (EV-GLA) were rapidly uptaken and reached the lysosomes in cellular models of Fabry disease, restoring lysosomal functionality much more efficiently than the recombinant enzyme in clinical use. In vivo, EVs were well tolerated and distributed among all main organs, including the brain. DiR-labelled EVs were localized in brain parenchyma 1 h after intra-arterial (internal carotid artery) or intravenous (tail vein) administrations. Moreover, a single intravenous administration of EV-GLA was able to reduce globotriaosylceramide (Gb3) substrate levels in clinically relevant tissues, such kidneys and brain. Overall, our results demonstrate that EVs from cells overexpressing lysosomal enzymes act as natural protein delivery systems, improving the activity and the efficacy of the recombinant proteins and facilitating their access to organs neglected by conventional enzyme replacement therapies.
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Alpha-galactosidase A ; Drug delivery ; Enzyme replacement therapy ; Fabry disease ; Lysosomal storage disorders ; N-sulfoglucosamine sulfohydrolase ; Sanfilippo syndrome
Published in:	Journal of extracellular vesicles, Vol. 10 (march 2021) , ISSN 2001-3078

DOI: 10.1002/jev2.12058
PMID: 33738082

14 p, 1.2 MB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Health sciences and biosciences > Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB)
Articles > Research articles
Articles > Published articles