PiKachU: Ontwikkelen van mens fenylalanine ammonia lyase (PAL) enzymen ter behandeling van fenylketonurie (PKU) via gerichte proteïnenevolutie (FWOTM1078)

Fenylketonurie (PKU) is een stofwisselingsziekte waarbij de afbraak
van het aminozuur fenylalanine (Phe) verstoord is doordat het
enzyme fenylalanine hydroxylase (PAH) ontbreekt of onvoldoende
werkt. Hierdoor stapelt er zich Phe op in het lichaam. Zonder een
levenslange behandeling met een Phe-arm diëet zullen PKU
patiënten ernstige neurologische problemen ontwikkelen.
Om deze voedingsbeperkingen te overwinnen, wordt een
behandeling met fenylalanine ammonia lyases (PAL) uitgetest
zodoende dat PKU patiënten terug Phe kunnen afbreken. PAL
therapie is momenteel uitsluitend gebaseerd op bacteriële enzymen
omdat PAL niet bestaat bij de mens. Dit resulteert in een prominente
immuunrespons in PKU patiënten en snelle klaring van de enzymen.
Bij de mens bestaat enkel histidine ammonia lyase (huHAL) dat in de
lever wordt uitgedrukt. Het is aangetoond dat aromatische ammonia
lyases structureel geconserveerd zijn en dat hun substraatspecificiteit
wordt bepaald door een selectiviteitsregio die aanwezig is in de
actieve site.
In het “PiKachU” project zal ik eerst huHAL ombouwen tot enzymen
met PAL activiteit door de substraatspecificiteit te wijzigen met
behulp van gerichte eiwitevolutie (DPE) technologie. Vervolgens zal
ik hun afbraakactiviteit verhogen via opeenvolgende DPE rondes wat
zal leiden tot hyperactieve huPAL. Tot slot zal ik huPAL integreren in
adeno-geassocieerde virale vectoren met levertropisme en hun
therapeutisch effect bestuderen in vitro en in vivo in een PKU
muismodel.

Trefwoorden:fenylketonurie, gerichte eiwitevolutie, menselijke aromatische ammoniaklyasen

Disciplines:Gen- en moleculaire therapie, Neurologische en neuromusculaire ziekten, Biofarmaceutica, Metabole ziekten, Medische moleculaire engineering van nucleïnezuren en eiwitten