us 6,426,208-nov 19

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  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    1/36

    1 2 ) United S t a t e s

    Patent

    Kakkis e t a l .

    US006426208B1

    ( 1 0 ) P a t e n t

    N 0 . :

    ( 4 5 )

    Date o f P a t e n t :

    US 6 , 4 2 6 , 2 0 8

    B1

    J u l . 3 0 ,

    2 0 0 2

    ( 5 4 )

    RECOMBINANT

    ( X - L - I D U R O N I D A S E ,

    METHODS

    FOR PRODUCING

    AND

    PURIFYING THE

    SAMEAND METHODS

    FOR TREATING

    ISEASES CAUSED

    BY

    DEFICIENCIES THEREOF

    ( 7 5 ) I n v e n t o r s : E m i l D .

    K a k k i s ,

    L o n g B e a c h ; B e c k y

    T a n a m a c h i , S i g n a l

    H i l l , b o t h

    o f

    CA

    ( U s )

    ( 7 3 )

    A s s i g n e e : Harbor-UCLA

    R e s e a r c h

    a n d

    E d u c a t i o n I n s t i t u t e , T o r r a n c e ,

    CA

    ( U S )

    ( * )

    N o t i c e : S u b j e c t t o a n y d i s c l a i m e r , t h e t e r m o f t h i s

    p a t e n t

    i s e x t e n d e d

    o r a d j u s t e d u n d e r

    3 5

    U . S . C . 1 5 4 ( b ) b y

    0

    d a y s .

    ( 2 1 ) A p p l .

    N o . :

    0 9 / 4 3 9 , 9 2 3

    ( 2 2 ) F i l e d : N o v . 1 2 , 1 9 9 9

    ( 5 1 ) I n t . C l . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . . C12N / 0 0 ;

    C12N

    / 0 4 ;

    C12N

    9 / 2 4 ; C12N 9 / 2 6 ; C12N

    9 / 4 4

    ( 5 2 ) US.

    l .

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . .

    435/201; 435/183; 435/190;

    4 3 5 / 2 0 0 ; 4 3 5 / 2 0 6 ; 4 3 5 / 2 1 0

    ( 5 8 ) Field of Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . .

    435/183, 1 9 0 ,

    4 3 5 / 2 0 0 , 2 0 1 , 2 1 0 , 2 0 6

    ( 5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d

    U . S .

    PATENT

    DOCUMENTS

    3 , 4 7 2 , 9 3 1

    A

    3 , 8 9 1 , 7 5 7 A

    5 , 2 7 0 , 0 5 1

    A

    FOREIGN

    PATENT DOCUMENTS

    GB 1001949 8 / 1 9 6 5

    W0 WO 3 / 1 0 2 4 4

    5 / 1 9 9 3

    W0 WO 9 / 5 1 7 2 4

    1 0 / 1 9 9 9

    W0 WO 9 / 5 8 6 9 1 1 1 / 1 9 9 9

    OTHER

    PUBLICATIONS

    1 0 / 1 9 6 9 S t o u g h t o n

    6 / 1 9 7 5 H i g u c h i

    1 2 / 1 9 9 3 H a r r i s

    C l e m e n t s , e t a l . , Human a l p h a L i d u r o n i d a s e 1 . P u r i ? c a

    t i o n , m o n o c l o n a l a n d

    a n t i b o d y

    p r o d u c t i o n , n a t i v e a n d s u b

    u n i t

    m o l e c u l a r m a s s ,

    E u r o p e a n

    J o u r n a l

    o f

    B i o c h e m i s t r y ,

    1 5 2 ( 1 ) : 4 3 4 9 ( 1 9 9 4 ) .

    K a k k i s , e t a l . , E n z y m e r e p l a c e m e n t t h e r a p y i n muco

    p o l y s a c c h a r i d o s i s 1 . ,

    New E n g l a n d

    J o u r n a l

    o f M e d i c i n e ,

    3 4 4 ( 3 ) : 1 8 2 1 8 8 ( 2 0 0 1 ) .

    A n s o n ,

    D .

    S . , e t

    a l . , C o r r e c t i o n o f Human M u c o p o l y s a c

    c h a r i d o s i s TypeVI F i b r o b l a s t s W i t h R e c o m b i n a n t

    N A c e t y l g al a c t o s a m in e 4 S u p l p h a t a se , B i o c h e m

    J . 2 8 4 : 7 8 9 7 9 4 ( 1 9 9 2 ) .

    B a r t o n , R . W . , e t a l . , T h e H u r l e r C o r r e c t i v e F a c t o r , J . B i o l .

    C h e m . 2 4 6 ( 2 4 ) : 7 7 7 3 7 7 7 9 ( 1 9 7 1 ) .

    B i e l i c k i ,

    J . ,

    e t a l . , R e c o m b i n a n t

    Human

    I d u r o n a t e 2 S u l p h a t a s e : C o r r e c t i o n o f

    M u c o p o l y s a c c h a r i

    d o s i s T y p e I I

    F i b b r o b l a s t s

    a n d C h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e

    P u r i

    ? e d E n z y m e ,

    B i o c h e m .

    J . 2 8 9 : 2 4 1 2 4 6

    ( 1 9 9 3 ) .

    F r i e d m a n , T . ,

    P r o g r e s s

    T o W a r d Human

    G e n e T h e r a p y ,

    S c i e n c e 2 4 4 : 1 2 7 5 1 2 8 1 ( 1 9 8 9 ) .

    H o o g e r b r u g g e , P . M . ,

    e t

    a l . , A l l o g e n e i c B o n e

    MarroW

    T r a n s p l a n t a t i o n

    f o r

    L y s o s o m a l S t o r a g e D i s e a s e s , L a n c e t

    3 4 5 : 1 3 9 8 ( 1 9 9 5 ) .

    I o a n n o u ,

    Y . A . ,

    e t a l . , O v e r e x p r e s s i o n o f

    Human

    o t G a l a c

    t o s i d a s e

    A

    e s u l t s i n

    I t s

    I n t a c e l l u l a r A g g r e g a t i o n ,

    C r y s t a l

    l i z a t i o n i n L y s o s o m e s , a n d S e l e c t i v e S e c r e t i o n ,

    J . C e l l

    B i o l . 1 1 9 ( 5 ) : 1 1 3 7 1 1 5 0

    ( 1 9 9 2 ) .

    K a k k i s ,

    E . D . , e t

    a l . , L o n g T e r m a n d

    H i g h D o s e

    T r i a l s

    o f

    Enzyme R e p l a c e m e n t

    T h e r a p y

    i n

    t h e

    C a n i n e

    Model o f

    M u c o p o l y s a c c h a r i d o s i s 1 , 5 8 ( 2 ) : 1 5 6 1 5 7 ( 1 9 9 6 ) .

    K a k k i s , E . , e t

    a l . ,

    S t r o n g

    T r a n s c r i p t i o n a l A c t i v a t i o n o f

    T r a n s l o c a t e d

    CMyc

    Genes O c c u r s W i t h o u t a

    S t r o n g

    Nearby

    E n h a n c e r

    o r

    P r o m o t e r , N u c l e i c A c i d s

    Res.

    1 6 ( 1 ) : 7 7 9 6 ( 1 9 8 8 ) .

    L e d l e y , F . D . , C l i n i c a l

    A p p l i c a t i o n o f

    S o m a t i c

    G e n e

    T h e r a p y i n

    I n b o r n

    E r r o r s o f M e t a b o l i s m , J . I n h e r i t .

    M e t a b .

    D i s . 1 3 : 5 9 7 6 1 6 ( 1 9 9 0 ) .

    L o W r y ,

    RB, t a l .

    An U p d a t e

    o n t h e

    F r e q u e n c y o f

    Muco

    p o l y s a c c h a r i d e

    S y n d r o m e s

    i n

    B r i t i s h

    C o l u m b i a ,

    Human

    G e n e t i c s 8 5 : 3 8 9 3 9 0

    ( 1 9 9 0 ) .

    M y e r o W i t z , R . , e t a l . , M a t u r a t i o n o f o t L I d u r o n i d a s e i n

    C u l t u r e d Hu m a n F i b r o b l a s t s , J . B i o l . Chem.

    2 5 6 ( 6 ) : 3 0 4 4 3 0 4 8

    ( 1 9 8 1 ) .

    M o s k o W i t z , S . M . , e t

    a l . ,

    C l o n i n g a n d E x p r e s s i o n o f cDNA

    E n c o d i n g t h e Human L y s o s o m a l E n z y m e , o t L I d u

    r o n i d a s e , FASEB

    J.6:A77

    ( 1 9 9 2 ) .

    N e l s o n ,

    1 . ,

    I n c i d e n c e

    o f

    t h e

    M u c o p o l y s a c c h a r i d o s e s i n

    N o r t h e r n

    I r e l a n d , Human G e n e t i c s 1 0 1 : 3 5 5 3 5 8 ( 1 9 9 7 ) .

    S c r i v e r , C . R . , B e a u d e t , A . L . ,

    S l y , W . S .

    a n d V a l l e ,

    D .

    E d s .

    T h e M e t a b o l i c

    B a s i s

    o f I n h e r i t e d D i s e a s e p p .

    1 5 6 5 1 5 8 7 ,

    McGraW i l l , NeW Y o r k ( 1 9 8 9 ) .

    S h u l l , R . M . ,

    e t

    a l . , Enzyme R e p l a c e m e n t i n a

    C a n i n e

    Model

    o f H u r l e r

    S y n d r o m e ,

    P r o c .

    N a t l .

    A c a d .

    S c i ,

    USA

    9 1 : 1 2 9 3 7 1 2 9 4 1

    ( 1 9 9 4 ) .

    S t o l t z f u s ,

    L . J . ,

    e t a l . , C l o n i n g

    a n d

    C h a r a c t e r i z a t i o n o f

    cDNA E n c o d i n g

    C a n i n e o t L I d u r o n i d a s e , J .

    B i o l .

    C h e m . 2 6 7 ( 1 0 ) : 6 5 7 0 6 5 7 5

    ( 1 9 9 2 ) .

    T a y l o r , J , e t a l . , o t L I d u r o n i d a s e i n Normal

    and

    Muco

    p o l y s a c c h a r i d o s i s T y p e 1 Human S k i n F i b r o b l a s t s , B i o

    c h e m

    J . 2 7 4 : 2 6 3 2 6 8 ( 1 9 9 1 ) .

    T o l s t o s h e v ,

    P . , e t

    a l . ,

    G e n e

    E x p r e s s i o n

    U s i n g

    R e t r o v i r a l

    V e c t o r s , C u r r e n t O p i n i o n s

    B i o t e c h . 1 : 5 5 6 1

    ( 1 9 9 0 ) .

    T u c k e r , P . W . e t a l . , Mouse IgA Heavy C h a i n

    G e n e

    S e q u e n c e : I m p l i c a t i o n s f o r

    E v o l u t i o n

    o f I m m u n o g l o b u l i n

    H i n g e

    E x o n s ,

    P r o c . N a t l .

    A c a d . S c i .

    U S A 7 8 ( 1 2 ) : 7 6 8 4 7 6 8 8

    ( 1 9 8 1 ) .

    U n g e r ,

    E . G . , e t a l . , R e c o m b i n a n t o t L I d u r o n i d a s e : C h a r

    a c t e r i z a t i o n

    o f

    t h e

    P u r i ? e d

    Enzyme

    a n d C o r r e c t i o n o f Muco

    p o l y s a c c h a r i d o s i s

    T y p e

    I

    F i b r o b l a s t s ,

    B i o c h e m .

    J . 3 0 4 : 4 3 4 9

    ( 1 9 9 4 ) .

    P r i m a r y E x a m i n e r P o n n a t h a p u A c h u t a m u r t h y

    A s s i s t a n t

    ExaminerManjunath N . Rao

    ( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t ,

    o r

    F i r m A l b e r t P . H a l l u i n ; R o b i n C .

    C h i a n g ;

    HoWrey

    Simon A r n o l d

    &

    h i t e , LLP

    ( 5 7 ) ABSTRACT

    The p r e s e n t i n v e n t i o n p r o v i d e s

    a

    recombinant ( X - L

    i d u r o n i d a s e a n d b i o l o g i c a l l y

    a c t i v e

    f r a g m e n t s a n d m u t a n t s

    t h e r e o f ,

    m e t h o d s

    t o

    p r o d u c e a n d

    p u r i f y

    t h i s enzyme

    a s

    W e l l

    a s methods t o t r e a t c e r t a i n g e n e t i c

    d i s o r d e r s

    i n c l u d i n g

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    d e ? c i e n c y a n d m u c o p o l y s a c c h a r i d o s i s

    I

    ( M P S 1 ) .

    7 C l a i m s , 1 5 Drawing S h e e t s

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    2/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    3/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    4/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    5/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    6/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    7/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    8/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    9/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    10/36

    U.S.

    P a t e n t J u l . 3 0 , 2 0 0 2

    S h e e t

    9

    0 f

    1 5 U S 6 , 4 2 6 , 2 0 8 B1

    L a n e # 5

    FIGURE

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    11/36

    U.S.

    P a t e n t J u l . 3 0 , 2 0 0 2

    S h e e t

    1 0 0 f

    1 5 U S 6 , 4 2 6 , 2 0 8 B1

    U r i n a r y

    GAG

    (64-610)

    L e v e l s

    r e c l r i n i n e

    ( J

    o

    o n0

    O

    1

    . L

    M P S - l ( 1 6 ) P r e

    R x ( 4 )

    P o s i

    R x ( 4 ) N o r m a l

    ( 3 4 )

    FIGURE

    3

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    12/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    13/36

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    14/36

    U.S.

    P a t e n t J u l . 3 0 , 2 0 0 2

    S h e e t 1 3

    0 f

    1 5 U S 6 , 4 2 6 , 2 0 8 B1

    U r i n a r y G A G

    ( ( 3 4 - 0 1 0 )

    6 5 4 3 2 1

    5 5 5 2 0E \ m i

    W eek o f Therapy

    FIGURE 6

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    15/36

    U.S.

    P a t e n t J u l . 3 0 , 2 0 0 2

    S h e e t

    1 4 0 f

    1 5 U S 6 , 4 2 6 , 2 0 8 B1

    L i v e r S i z e

    on Therapy JM

    f : AC

    f 5 , 4 +RD

    0

    g 3.5_ -* SH

    % +3w

    o

    3'

    m

    { X 2 . 5 1

    $

    l

    N o r m a l

    E 2 1

    I

    l 0 6

    12

    W e e k s

    FIGURE

    7 A

    Spleen

    S i z e on

    Therapy +JM

    g ;

    AC

    a :

    a 1.5-

    5

    SW

    '0

    o

    1*

    cu

    \ \ : 0 5 _ ?\ 3

    0

    x

    J

    Norma

    .

    0 *

    m

    0

    5

    12

    W e e k s

    FIGURE

    7 B

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    16/36

    U.S.

    P a t e n t J u l . 3 0 , 2 0 0 2

    S h e e t 1 5

    0 f

    1 5 U S 6 , 4 2 6 , 2 0 8 B1

    wE D G E

    2 2 . ;8 5 53 m ;

    w wNwPpFpv

    C

    o r

    o wo n

    Q w

    w o a u c mu E t m

    o o o m5 1

    N o o o N c m

    5 5 0

    o z m p o x w

    . 4 0u n t :

    uouwxa

    o v a

    I D H U - l l wewd

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    17/36

    US

    6 , 4 2 6 , 2 0 8

    B1

    1

    RECOMBINANT

    t-L-IDURONIDASE,

    METHODS

    FOR PRODUCING

    AND

    PURIFYING THE SAMEAND METHODS

    FOR TREATING

    ISEASES CAUSED

    BY

    DEFICIENCIES THEREOF

    FIELD OF THE INVENTION

    The p r e s e n t i n v e n t i o n

    i s i n

    t h e ? e l d

    o f m o l e c u l a r b i o l o g y ,

    e n Z y m o l o g y ,

    b i o c h e m i s t r y a n d

    c l i n i c a l

    m e d i c i n e . I n

    p a r t i c u l a r ,

    t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n

    p r o v i d e s a

    r e c o m b i n a n t

    o t - L - i d u r o n i d a s e , m e t h o d s

    t o

    p r o d u c e

    a n d

    p u r i f y

    t h i s

    enZyme a s W e l l

    a s

    methods

    t o t r e a t

    c e r t a i n g e n e t i c d i s o r d e r s

    i n c l u d i n g o t - L - i d u r o n i d a s e d e ? c i e n c y

    a n d

    m u c o p o l y s a c c h a

    r i d o s i s

    I

    (MPS ) .

    BACKGROUND

    OF THE INVENTION

    C a r b o h y d r a t e s

    p l a y a number

    o f

    i m p o r t a n t r o l e s

    i n

    t h e

    f u n c t i o n i n g o f l i v i n g o r g a n i s m s .

    I n

    a d d i t i o n

    t o

    t h e i r m e t a

    b o l i c

    r o l e s ,

    c a r b o h y d r a t e s

    a r e s t r u c t u r a l

    c o m p o n e n t s o f t h e

    human

    body

    c o v a l e n t l y

    a t t a c h e d t o numerous o t h e r e n t i t i e s

    s u c h a s

    p r o t e i n s a n d

    l i p i d s ( c a l l e d

    g l y c o c o n j u g a t e s ) . F o r

    e x a m p l e , human c o n n e c t i v e t i s s u e s

    a n d

    c e l l membranes

    c o m p r i s e p r o t e i n s , c a r b o h y d r a t e s a n d a p r o t e o g l y c a n m a t r i x .

    T h e c a r b o h y d r a t e p o r t i o n o f t h i s p r o t e o g l y c a n m a t r i x p r o

    v i d e s i m p o r t a n t p r o p e r t i e s t o t h e b o d y s s t r u c t u r e .

    A

    e n e t i c

    d e ? c i e n c y o f t h e c a r b o h y d r a t e - c l e a v i n g ,

    l y s o

    somal enZyme o t - L - i d u r o n i d a s e

    c a u s e s a

    lysosomal s t o r a g e

    d i s o r d e r knoWn

    a s

    m u c o p o l y s a c c h a r i d o s i s I (MPS I )

    ( N e u f e l d , E . F . , a n d M u e n Z e r , J . ( 1 9 8 9 ) . T h e m u c o p o l y s a c

    c h a r i d o s e s

    i n The

    M e t a b o l i c B a s i s o f

    I n h e r i t e d D i s e a s e

    ( S c r i v e r , C . R . ,

    B e a u d e t , A .

    L . , S l y , W .

    S . ,

    a n d V a l l e ,

    D . ,

    E d s . ) ,

    p p .

    1 5 6 5 1 58 7 , M c G r a W - H i l l , NeW

    o r k ) .

    I n a

    s e v e r e

    f o r m ,

    MPS

    i s

    commonly

    knoWn

    a s

    H u r l e r

    syndrome a n d

    i s a s s o c i a t e d W i t h m u l t i p l e p r o b l e m s s u c h a s m e n t a l

    r e t a r d a t i o n , c l o u d i n g o f t h e c o r n e a , c o a r s e n e d f a c i a l

    f e a t u r e s ,

    c a r d i a c d i s e a s e , r e s p i r a t o r y d i s e a s e ,

    l i v e r

    a n d

    s p l e e n e n l a r g e m e n t ,

    h e r n i a s ,

    a n d j o i n t s t i f f n e s s . P a t i e n t s

    s u f f e r i n g , f r o m

    H u r l e r

    s y n d r o m e

    u s u a l l y

    d i e

    b e f o r e a g e

    1 0 .

    I n

    a n

    i n t e r m e d i a t e form k n o W n a s

    H u r l e r - S c h e i e

    syndrome,

    m e n t a l f u n c t i o n i s g e n e r a l l y n o t s e v e r e l y a f f e c t e d , b u t

    p h y s i

    c a l problems m a y l e a d t o

    d e a t h

    by t h e t e e n s o r t W e n t i e s .

    S c h e i e

    syndrome i s t h e

    m i l d e s t

    form o f

    MPS

    . I t i s

    c o m p a t i b l e W i t h a n o r m a l l i f e s p a n , b u t j o i n t

    s t i f f n e s s ,

    c o r n e a l c l o u d i n g a n d

    h e a r t

    v a l v e

    d i s e a s e

    c a u s e s i g n i ? c a n t

    p r o b l e m s .

    The f r e q u e n c y o f MPS i s e s t i m a t e d

    t o

    b e 1 : 1 0 0 , 0 0 0

    a c c o r d i n g

    t o

    a

    B r i t i s h

    Columbia

    s u r v e y o f

    a l l

    neWborns

    ( L o W r y e t a l . , Human

    G e n e t i c s

    8 5 : 3 8 9 3 9 0 ( 1 9 9 0 ) )

    a n d

    1 1 7 0 , 0 0 0 a c c o r d i n g

    t o a n

    I r i s h

    s t u d y ( N e l s o n , Human G e n e t

    i c s

    101:355358 ( 1 9 9 0 ) ) .

    T h e r e a p p e a r s t o be

    no

    e t h n i c

    p r e d i l e c t i o n f o r

    t h i s

    d i s e a s e . I t i s l i k e l y

    t h a t

    W o r l d W i d e t h e

    d i s e a s e

    i s

    u n d e r d i a g n o s e d

    e i t h e r

    b e c a u s e

    t h e p a t i e n t

    d i e s o f

    a c o m p l i c a t i o n b e f or e

    t h e

    d i a g n o s i s

    i s

    made

    o r

    b e c a u s e

    t h e

    m i l d e r

    f o r m s

    o f

    t h e syndrome ma y

    b e m i s t a k e n

    f o r

    a r t h r i t i s

    o r m i s s e d

    e n t i r e l y .

    E f f e c t i v e neWborn s c r e e n i n g f o r MPS

    W o u l d

    l i k e l y

    ? n d some p r e v i o u s l y u n d e t e c t e d p a t i e n t s .

    Except f o r

    bone

    m ar r o W

    t r a n s p l a n t a t i o n , t h e r e

    a r e no

    s i g n i ? c a n t

    t h e r a p i e s a v a i l a b l e

    f o r

    MPS . Bone

    marroW

    t r a n s p l a n t s c a n b e e f f e c t i v e i n t r e a t i n g

    some o f

    t h e

    symptoms

    o f

    t h e

    d i s o r d e r b u t h a v e

    h i g h m o r b i d i t y

    a n d m o r t a l i t y

    i n

    MPS

    and

    o f t e n

    a r e

    n o t

    a v a i l a b l e

    t o

    p a t i e n t s

    because

    o f

    a

    l a c k

    o f s u i t a b l e

    d o n o r s .

    An a l t e r n a t i v e t h e r a p y a v a i l a b l e t o

    a l l

    a f f e c t e d

    p a t i e n t s Would

    p r o v i d e

    a n

    i m p o r t a n t b r e a k

    t h r o u g h i n t r e a t i n g a n d m a n a g i n g t h i s

    d i s e a s e .

    EnZyme r e p l a c e m e n t

    t h e r a p y h a s l o n g

    b e e n

    c o n s i d e r e d

    a

    p o t e n t i a l t h e r a p y

    f o r MPS I f o l l o W i n g t h e d i s c o v e r y t h a t

    10

    1 5

    25

    35

    45

    55

    6 5

    2

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    c a n c o r r e c t t h e enZymatic d e f e c t i n H u r l e r

    c e l l s

    i n

    c u l t u r e .

    I n

    t h i s c o r r e c t i v e

    p r o c e s s , t h e enZyme

    c o n t a i n i n g

    a m a n n o s e - 6 - p h o s p h a t e

    r e s i d u e

    i s

    t a k e n

    up i n t o

    c e l l s

    t h r o u g h

    r e c e p t o r - m e d i a t e d e n d o c y t o s i s

    a n d t r a n s p o r t e d

    t o t h e l y s o s o m e s W h e r e

    i t c l e a r s

    t h e s t o r e d

    s u b s t r a t e s ,

    h e p a r a n

    s u l f a t e

    a n d d e r m a t a n

    s u l f a t e .

    A p p l i c a t i o n o f

    t h i s

    t h e r a p y

    t o

    humans

    h a s

    p r e v i o u s l y

    n o t b e e n p o s s i b l e d u e

    t o

    i n a d e q u a t e

    s o u r c e s o f

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n t i s s u e s . The

    enZyme

    r e p l a c e m e n t

    c o n c e p t

    Was r s t e f f e c t i v e l y

    a p p l i e d t o

    G a u c h e r

    p a t i e n t s

    i n a

    m o d i ? e d p l a c e n t a l g l u c o c e r e b r o s i d a s e .

    T h e d e l i v e r y

    a n d e f f e c t i v e

    u p t a k e o f g l u c o c e r e b r o s i d as e

    i n

    Gaucher

    p a t i e n t s d e m o n s t r a t e d t h a t a n enZyme c o u l d

    b e

    t a k e n

    u p i n v i v o i n s u f ? c i e n t q u a n t i t i e s

    t o

    p r o v i d e e f f e c t i v e

    t h e r a p y .

    For o t - L - i d u r o n i d a s e

    enZyme

    t h e r a p y i n

    MPS

    , a

    recom

    b i n a n t

    s o u r c e

    o f enZyme

    h a s

    been needed i n o r d e r t o o b t a i n

    t h e r a p e u t i c a l l y

    s u f f i c i e n t s u p p l i e s o f

    t h e e n Z y m e . The mam

    m a l i a n enZyme Was c l o n e d i n

    1990

    ( S t o l t Z f u s e t a l . ,

    J . B i o l .

    Chem. 267:65706575 ( 1 9 9 2 ) ,

    and t h e human enZyme Was

    c l o n e d

    i n

    1 9 9 1 ( M o s k o W i t Z

    e t

    a l . ,

    FASEB

    J

    6 1 A 7 7

    ( 1 9 9 2 ) ) .

    DESCRIPTION OF

    THE

    FIGURES

    F I G .

    1 (SEQ I D NO:1 & SEQ I D N O : 2 ) r e p r e s e n t s t h e

    n u c l e o t i d e and deduced amino a c i d s e q u e n c e s

    o f

    cDNA

    e n c o d i n g ( X - L - i d u r o n i d a s e . N u c l e o t i d e s 1 t h r o u g h

    6200 a r e

    p r o v i d e d . Amino a c i d s a r e p r o v i d e d s t a r t i n g W i t h t h e ? r s t

    m e t h i o n i n e

    i n t h e o p e n

    r e a d i n g

    f r a m e .

    FIG.

    2

    r e p r e s e n t s

    t h e

    r e s u l t s from

    a n

    SDS-PAGE

    u n o f

    e l u a t e

    o b t a i n e d

    a c c o r d i n g

    t o

    t h e

    p r o c e d u r e s e t

    f o r t h

    i n

    Example

    1 . Lane 1 i s

    b l a n k .

    Lane 2 c o n t a i n ed h i g h molecu

    l a r W e i g h t s t a n d a r d s .

    Lane

    3 i s a

    b l a n k . Lane

    4 c o n t a i n e d

    bovine serum albumin

    i n

    a c o n c e n t r a t i o n o f 5 0 p g . Lanes 5

    t h r o u g h

    1 0

    r e p r e s e n t

    e l u a t e

    c o n t a i n i n g

    r e c o m b i n a n t l y

    p r o

    duced

    human

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n amounts o f 1 p g , 2 p g , 5

    p g ,

    5 p g , 5 p g a n d 5 p g ,

    r e s p e c t i v e l y .

    F I G . 3 r e v e a l s t h e u r i n a r y GAG e v e l s i n 1 6

    MPS

    p a t i e n t s

    i n

    r e l a t i o n

    t o

    normal e x c r e t i o n v a l u e s .

    There i s

    a

    Wide r a n g e o f u r i n e GAG a l u e s i n u n t r e a t e d

    MPS

    p a t i e n t s .

    A r e a t e r t h a n 50%

    r e d u c t i o n

    i n e x c r e t i o n o f

    u n d e g r a d e d

    G A G s f o l l o W i n g t h e r a p y W i t h r e c o m b i n a n t o t - L - i d u r o n i d a s e

    i s

    a valid

    means

    t o m e as u r e a n individuals

    response

    t o

    t h e r a p y .

    F I G . 4 d e m o n s t r a t e s l e u k o c y t e i d u r o ni d a s e

    a c t i v i t y

    b e f o r e

    a n d a f t e r enZyme t h e r a p y

    i n

    MPS p a t i e n t s .

    F I G .

    5 d e m o n s t r a t e s t h e b u c c a l i d u r o n i d a s e

    a c t i v i t y

    b e f o r e a n d a f t e r

    enZyme t h e r a p y .

    F I G .

    6

    d e m o n s t r a t e s i n t h r e e p a t i e n t s t h a t a s u b s t a n t i a l

    s h r i n k a g e o f

    l i v e r

    a n d s p l e e n

    t o g e t h e r

    W i t h

    s i g n i ? c a n t

    c l i n i

    c a l

    improvement i n

    j o i n t

    a n d

    s o f t t i s s u e s t o r a g e

    Was a s s o

    c i a t e d W i t h a g r e a t e r t h a n 65%

    r e d u c t i o n

    i n u n d e g r a d e d

    GAG f t e r o n l y

    8 Weeks o f

    t r e a t m e n t W i t h

    r e c o m b i n a n t

    enZyme.

    F I G .

    7 d e m o n s t r a t e s t h a t t h e r e

    i s

    s u b s t a n t i a l

    n o r m a l i Z a

    t i o n o f l i v e r s a n d s p l e e n s i n

    p a t i e n t s t r e a t e d

    W i t h r e c o m b i

    n a n t

    enZyme a f t e r

    o n l y 1 2 Weeks o f

    t h e r a p y .

    F I G . 8

    d e m o n s t r a t e s

    a p r e c i p i t o u s d r o p i n u r i n a r y GAG

    e x c r e t i o n o v e r 22 Weeks

    o f

    t h e r a p y W i t h r e c o m b i n a n t

    enZyme i n

    6 p a t i e n t s .

    BRIEF SUMMARY

    OF

    THE

    INVENTION

    I n one a s p e c t , t h e

    p r e s e n t

    i n v e n t i o n f e a t u r e s a method

    t o

    p r o d u c e

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n a m o u n t s W h i c h e n a b l e u s i n g t h e

    enZyme

    t h e r a p e u t i c a l l y . I n a b r o a d embodiment, t h e method

    c o m p r i s e s

    t h e

    s t e p o f t r a n s f e c t i n g

    a

    cDNA n c o d i n g

    f o r a l l

    o r

    a

    p a r t of an o t - L - i d u r o n i d a s e i n t o

    a

    c e l l

    s u i t a b l e f o r

    t h e

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    18/36

    US

    6 , 4 2 6 , 2 0 8

    B1

    3

    e x p r e s s i o n

    t h e r e o f . I n some

    e m b o d i m e n t s ,

    a cDNAencoding

    f o r a c o m p l e t e o t - L - i d u r o n i d a s e i s u s e d , p r e f e r a b l y a

    human

    o t - L - i d u r o n i d a s e .

    HoWever,

    i n

    o t h e r

    e m b o d i m e n t s , a cDNA

    e n c o d i n g f o r a b i o l o g i c a l l y a c t i v e f r a g m e n t o r m u t a n t

    t h e r e o f

    may

    be u s e d . S p e c i ? c a l l y ,

    one o r

    more amino a c i d

    s u b s t i t u t i o n s

    m a y

    b e

    made

    W h i l e

    p r e s e r v i n g

    o r

    e n h a n c i n g

    t h e

    b i o l o g i c a l

    a c t i v i t y o f t h e e n Z y m e . I n o t h e r p r e f e r r e d

    embodiments,

    a n e x p r e s s i o n

    v e c t o r

    i s u s e d

    t o

    t r a n s f e r

    t h e

    cDNA n t o a s u i t a b l e

    c e l l

    o r c e l l l i n e f o r e x p r e s s i o n t h e r e o f .

    I n

    o n e

    p a r t i c u l a r l y p r e f e r r e d e m b o d i m e n t , t h e cDNA s

    t r a n s f e c t e d i n t o a Chinese hamster ovar y c e l l t o

    c r e a t e

    c e l l

    l i n e 2 . 1 3 1 .

    I n y e t

    o t h e r

    p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s ,

    t h e p r o d u c

    t i o n p r o c e d u r e f e a t u r e s one

    o r

    more o f t h e f o l l o W i n g

    c h a r

    a c t e r i s t i c s W h i c h h a v e

    d e m o n s t r a t e d

    p a r t i c u l a r l y h i g h p r o

    d u c t i o n l e v e l s :

    ( a ) t h e

    p H o f

    t h e

    c e l l

    g r o W t h

    c u l t u r e

    may

    b e

    l o W e r e d t o a b o u t 6 . 5 t o 7 . 0 , p r e f e r a b l y t o

    a b o u t 6 . 7 6 . 8

    d u r i n g

    t h e

    p r o d u c t i o n

    p r o c e s s ,

    ( b ) a b o u t Z / 3 t o 3 A 1 o f

    t h e

    medium may b e

    c h a n g e d

    a p p r o x i m a t e l y e v e ry 1 2 h o u r s ,

    ( c )

    oxygen s a t u r a t i o n

    ma y b e o p t i m i Z e d

    a t

    a b o u t

    80% u s i n g

    i n t e r m i t t e n t

    p u r e

    o x y g e n

    s p a r g i n g ,

    ( d )

    m i c r o c a r r i e r s

    W i t h

    a b o u t

    1 0%

    serum

    n i t i a l l y m a y be u s e d

    t o

    p r o d u c e c e l l mass

    f o l l o W e d by

    a

    r a p i d

    W a s h o u t

    s h i f t t o p r o t e i n - f r e e

    medium f o r

    p r o d u c t i o n ,

    ( e )

    a

    p r o t e i n - f r e e o r loW p r o t e i n medium s u c h a s

    a JRH B i o s c i e n c e s PF-CHO

    p r o d u c t

    m a y b e c o n s i s t i n g o f

    g l u t a m a t e , a s p a r t a t e , g l y c i n e , r i b o n u c l e o s i d e s a n d

    d e o x y r i b o n u c l e o s i d e s ,

    a p e r f u s i o n W a n d such a s a

    B e l l c o

    p e r f u s i o n Wand ma y

    b e u s e d

    i n a f r e q u e n t b a t c h - f e e d

    p r o c e s s

    r a t h e r

    t h a n a

    s t a n d a r d

    i n t e n d e d p e r f u s i o n

    p r o c e s s ,

    a n d ( g ) a

    m i l d

    s o d i u m - b u t y r a t e

    i n d u c t i o n p r o c e s s ma y

    b e

    u s e d

    t o i n d u c e

    i n c r e a s e d

    o t - L - i d u r o n i d a s e e x p r e s s i o n .

    I n

    a s e c o n d

    a s p e c t , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n

    p r o v i d e s a

    t r a n s f e c t e d c e l l l i n e W h i c h f e a t u r e s t h e

    a b i l i t y

    t o p r o d u c e

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    i n amounts Which e n a b l e

    u s i n g

    t h e

    enZyme

    t h e r a p e u t i c a l l y . I n

    p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s ,

    t h e

    p r e s e n t

    i n v e n t i o n f e a t u r e s a recombinant Chinese hamster ovary

    c e l l

    l i n e s u c h a s t h e 2 . 1 3 1 c e l l l i n e t h a t s t a b l y a n d

    r e l i a b l y

    p r o d u c e s a m o u n t s o f

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    W h i c h e n a b l e u s i n g

    t h e enZyme h e r a p e u t i c a l l y . I n some p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s ,

    t h e c e l l l i n e

    m a y c o n t a i n a t

    l e a s t a b o u t

    1 0

    c o p i e s o f

    a a n

    e x p r e s s i o n

    c o n s t r u c t . I n even

    more

    p r e f e r r e d embodiments,

    t h e c e l l l i n e e x p r e s s e s r e c o m b i n a n t o t - L - i d u r o n i d a s e i n

    amounts o f

    a t l e a s t

    a b o u t

    2040

    micrograms p e r 1 0 7 c e l l s

    p e r d a y .

    I n a t h i r d

    a s p e c t , t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n

    p r o v i d e s n o v e l

    v e c t o r s

    s u i t a b l e t o produce

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    i n

    amounts

    W h i c h e n a b l e

    u s i n g

    t h e

    e n Z y m e t h e r a p e u t i c a l l y . I n p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s ,

    t h e p r e s e n t i n v e n t i o n f e a t u r e s

    a n e x p r e s s i o n

    v e c t o r

    c o m p r i s i n g

    a

    c y t o m e g a l o v i r u s p r o m o t e r / e n h a n c e r

    e l e m e n t , a 5

    i n t r o n

    c o n s i s t i n g o f a murine Ca i n t r o n , a

    cDNA ncoding a l l

    o r

    a fragment

    o r

    mutant of

    an o t - L

    i d u r o n i d a s e ,

    a n d

    a 3 b o v i n e g r o W t h hormone p o l y a d e n y l a

    t i o n

    s i t e .

    A l s o , p r e f e r a b l y

    t h e

    cDNA n c o d i n g

    a l l

    o r a

    fragment o r

    mutant

    o f an o t - L - i d u r o n i d a s e i s

    a b o u t

    2 . 2 kb i n

    l e n g t h .

    T h i s

    e x p r e s s i o n

    v e c t o r

    m a y

    b e

    t r a n s f e c t e d a t , f o r

    e x a m p l e , a

    50 t o 1

    r a t i o W i t h any a p p r o p r i a t e common

    s e l e c t i o n v e c t o r s u c h a s ,

    f o r e x a m p l e ,

    pSV2NEO, t o

    e n h a n c e m u l t i p l e

    c o p y

    i n s e r t i o n s . A l t e r n a t i v e l y ,

    g e n e

    a m p l i

    ? c a t i o n m a y

    b e u s e d t o i n d u c e m u l t i p l e

    copy i n s e r t i o n s .

    I n a f o u r t h

    a s p e c t ,

    t h e

    p r e s e n t

    i n v e n t i o n

    p r o v i d e s

    n o v e l

    o t - L - i d u r o n i d a s e p r o d u c e d i n

    a c c o r d a n c e

    W i t h

    t h e m e t h o d s

    o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n

    a n d t h e r e b y

    p r e s e n t i n a m o u n t s

    W h i c h

    e n a b l e u s i n g

    t h e

    e n Z y m e

    t h e r a p e u t i c a l l y .

    T h e

    s p e c i ? c

    a c t i v i t y

    o f

    t h e

    o t - L - i d u r o n i d a s e a c c o r d i n g

    t o t h e p r e s e n t

    i n v e n t i o n

    i s i n e x c e s s

    o f

    2 0 0 , 0 0 0

    u n i t s

    p e r m i l l i g r a m p r o t e i n .

    P r e f e r a b l y , i t

    i s i n e x c e s s o f a b o u t 2 4 0 , 0 0 0

    u n i t s

    p e r

    m i l l i

    gram p r o t e i n . T h e m o l e c u l a r

    W e i g h t o f

    t h e

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    o f

    t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n i s a b o u t

    8 2 , 0 0 0

    d a l t o n s ,

    a b o u t

    10

    1 5

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    6 5

    4

    7 0 , 0 0 0 d a l t o n s b e i n g

    a m i n o

    a c i d a n d a b o u t

    1 2 , 0 0 0

    d a l t o n s

    b e i n g c a r b o h y d r a t e s .

    I n

    a

    ? f t h a s p e c t , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n

    f e a t u r e s a

    n o v e l

    method

    t o p u r i f y o t - L - i d u r o n i d a s e . According t o a ? r s t

    embodiment,

    a c e l l mass may

    e

    g r o W n i n about 10% erum

    c o n t a i n i n g

    medium

    f o l l o W e d

    by

    a

    s W i t c h

    t o

    a

    modi?ed

    p r o t e i n - f r e e

    p r o d u c t i o n

    medium

    W i t h o u t

    a n y s i g n i ? c a n t

    a d a p t a t i o n

    t o

    p r o d u c e a

    h i g h s p e c i ? c a c t i v i t y

    s t a r t i n g m a t e

    r i a l f o r p u r i ? c a t i o n . P r e f er a b l y , a c o n c e n t r a t i o n / d i a ? l t r a t i o n

    scheme i s employed t h a t a l l o W s

    f o r t h e

    r e m o v a l o f

    e x o g

    enous

    m a t e r i a l s

    t h a t m a y b e r e q u i r e d f o r r e c o m b i n a n t p r o

    d u c t i o n o f t h e same s u c h

    a s ,

    f o r e x a m p l e , P l u r o n i c s F - 6 8 , a

    commonly u s e d s u r f a c t a n t f o r

    p r o t e c t i n g

    c e l l s f r o m

    s p a r g i n g

    d a m a g e .

    S u c h

    e x o g e n o u s

    m a t e r i a l s s h o u l d n o r m a l l y b e

    s e p a r a t e d f r o m

    t h e

    c r u d e b u l k t o p r e v e n t f o u l i n g o f t h e

    c o l u m n s .

    I n

    a n o t h e r

    p r e f e r r e d e m b o d i m e n t , a

    ? r s t column

    l o a d

    i s

    a c i d i ? e d t o

    m i n i m i Z e t h e

    c o m p e t i t i v e

    i n h i b i t i o n

    e f f e c t o f u r o n i c a c i d s f o u n d

    i n

    p r o t e i n - f r e e medium formu

    l a t i o n s . I n o t h e r p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s , a h e p a r i n , p h e n y l

    a n d

    s i Z i n g

    c o l u m n

    p u r i ? c a t i o n

    s c h e m e

    i s u s e d

    t o

    p r o d u c e

    p u r e enZyme u s i n g a u t o m a t a b l e s t e p s a n d v a l i d a t a b l e m e d i a .

    I n o t h e r p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s , t h e

    h e p a r i n a n d p h e n y l

    column s t e p s a r e

    used

    t o e l i m i n a t e l e s s d e s i r a b l e o t - L

    i d u r o n i d a s e

    t h a t i s

    n i c k e d o r d e g r a d e d . I n y e t o t h e r

    p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s , a t h r e e s t e p

    column

    c h r o m a t o g r a p h y may b e

    u s e d t o p u r i f y t h e

    enZyme.

    Such

    a

    t h r e e s t e p column

    c h r o m a t o g r a p h y

    m a y i n c l u d e u s i n g a b l u e s e p h a r o s e

    F F ,

    a

    Cu++ c h e l a t i n g s e p h a r o s e c h r o m a t o g r a p h y a n d

    a

    p h e n y l

    s e p h a r o s e HP

    c h r o m a t o g r a p h y .

    I n

    a n o t h e r p r e f e r r e d

    embodiment, a n a c i d p H t r e a t m e n t s t e p i s u s e d t o i n a c t i v a t e

    p o t e n t i a l v i r u s e s

    W i t h o u t

    h a r m i n g t h e e n Z y m e .

    I n

    a

    s i x t h a s p e c t , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n f e a t u r e s n o v e l

    m e t h o d s o f t r e a t i n g

    d i s e a s e s

    c a u s e d a l l

    o r

    i n p a r t

    by

    a

    d e ? c i e n c y i n o t - L - i d u r o n i d a s e . I n o n e e m b o d i m e n t , t h i s

    method f e a t u r e s a d m i n i s t e r i n g a recombinant o t - L

    i d u r o n i d a s e o r a b i o l o g i c a l l y a c t i v e fragment o r mutant

    t h e r e o f

    a l o n e

    o r i n

    combination With a

    p h a r m a c e u t i c a l l y

    s u i t a b l e

    c a r r i e r . I n o t h e r

    e m b o d i m e n t s ,

    t h i s method

    f e a t u r e s

    t r a n s f e r r i n g

    a

    n u c l e i c

    a c i d encoding

    a l l

    o r a p a r t o f

    a n

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n t o

    one

    o r more

    h o s t

    c e l l s i n v i v o . Pre

    f e r r e d

    e m b o d i m e n t s i n c l u d e o p t i m i Z i n g t h e d o s a g e t o

    t h e

    n e e d s o f t h e o r g a n i s m

    t o b e

    t r e a t e d , p r e f e r a b l y mammals

    o r

    h u m a n s , t o e f f e c t i v e l y a m e l i o r a t e

    t h e

    d i s e a s e s y m p t o m s .

    I n

    p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s , t h e d i s e a s e i s

    m u c o p o l y s a c c h a r i d o

    s i s I

    (MPS ) ,

    H u r l e r

    s y n d r o m e ,

    H u r l e r - S c h e i e s y n d r o m e o r

    S c h e i e

    s y n d r o m e .

    I n

    a

    s e v e n t h

    a s p e c t , t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n

    f e a t u r e s

    n o v e l

    p h a r m a c e u t i c a l c o m p o s i t i o n s c o m p r i s i n g

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    u s e f u l

    f o r t r e a t i n g a

    d i s e a s e

    c a u s e d a l l o r i n

    p a r t

    by a

    d e ? c i e n c y

    i n o t - L - i d u r o n i d a s e . S u c h

    c o m p o s i t i o n s

    may

    b e

    s u i t a b l e f o r a d m i n i s t r a t i o n

    i n a

    number o f

    W a y s such

    a s

    p a r e n t e r a l ,

    t o p i c a l ,

    i n t r a n a s a l , i n h a l a t i o n o r o r a l a d m i n i s t r a

    t i o n . Within t h e s c o p e o f t h i s

    a s p e c t

    a r e

    embodiments

    f e a t u r i n g n u c l e i c a c i d s e q u e n c e s encoding

    a l l

    o r a p a r t o f a n

    o t - L - i d u r o n i d a s e Which m a y b e

    a d m i n i s t e r e d

    i n v i v o i n t o

    c e l l s a f f e c t e d

    W i t h a n

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    d e ? c i e n c y .

    DETAILED

    DESCRIPTION

    OF THE

    INVENTION

    I n

    one a s p e c t , t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n f e a t u r e s a method

    t o

    p r o d u c e

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    i n

    a m o u n t s W h i c h

    e n a b l e u s i n g

    t h e

    enZyme

    t h e r a p e u t i c a l l y . I n

    g e n e r a l ,

    t h e

    m e t h o d f e a t u r e s

    t r a n s f o r m i n g a

    s u i t a b l e

    c e l l

    l i n e W i t h t h e cDNA n c o d i n g

    f o r

    a l l

    o f o t - L - i d u r o n i d a s e

    o r a b i o l o g i c a l l y a c t i v e fragment

    o r

    mutant

    t h e r e o f .

    Those o f s k i l l

    i n

    t h e a r t m a y

    p r e p a r e

    e x p r e s

    s i o n c o n s t r u c t s o t h e r

    t h a n

    t h o s e

    e x p r e s s l y

    d e s c r i b e d h e r e i n

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    19/36

    US

    6 , 4 2 6 , 2 0 8

    B1

    5

    f o r

    o p t i m a l p r o d u c t i o n

    o f

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n

    s u i t a b l e

    c e l l

    l i n e s t r a n s f e c t e d t h e r e w i t h .

    M o r e o v e r ,

    s k i l l e d a r t i s a n s ma y

    e a s i l y

    d e s i g n f r a g m e n t s o f cDNA e n c o d i n g

    b i o l o g i c a l l y

    a c t i v e

    f r a g m e n t s

    a n d m u t a n t s o f t h e n a t u r a l l y o c c u r r i n g

    o t - L - i d u r o n i d a s e Which p o s s e s s t h e same

    o r

    s i m i l a r

    b i o l o g i

    c a l

    a c t i v i t y

    t o

    t h e n a t u r a l l y

    o c c u r r i n g

    f u l l - l e n g t h

    e n Z y m e .

    To

    c r e a t e a

    recombinant source

    f o r o t - L - i d u r o n i d a s e , a

    l a r g e

    s e r i e s

    o f e x p r e s s i o n v e c t o r s ma y b e c o n s t r u c t e d

    a n d

    t e s t e d f o r

    e x p r e s s i o n

    o f a o t - L - i d u r o n i d a s e cDNA.

    Based

    on

    t r a n si e n t t r a n s f e c t i o n experiments a s Well a s s t a b l e

    t r a n s f e c t i o n s , a n

    e x p r e s s i o n

    c o n s t r u c t m a y b e i d e n t i ? e d t h a t

    p r o v i d e s

    p a r t i c u l a r l y

    h i g h

    l e v e l e x p r e s s i o n .

    I n o n e e m b o d i

    ment

    o f

    t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ,

    a C h i n e s e h a m s t e r

    c e l l l i n e

    2 . 1 3 1 d e v e l o p e d b y t r a n s f e c t i o n o f t h e o t - L - i d u r o n i d a s e

    e x p r e s s i o n

    c o n s t r u c t a n d s e l e c t i o n

    f o r a

    h i g h e x p r e s s i o n

    c l o n e p r o v i d e s p a r t i c u l a r l y h i g h

    l e v e l

    e x p r e s s i o n . S u c h

    a

    C h i n e s e h a m s t e r c e l l l i n e a c c o r d i n g t o t h i s embodiment o f

    t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n

    m a y s e c r e t e

    a b o u t 5 , 0 0 0 t o 7 , 0 0 0 f o l d

    more o t - L - i d u r o n i d a s e

    t h a n

    n o r m a l . The o t - L - i d u r o n i d a s e

    p r o d u c e d

    t h e r e b y

    may b e

    p r o p e r l y p r o c e s s e d , t a k e n

    u p

    i n t o

    c e l l s

    W i t h h i g h

    a f ? n i t y

    a n d i s

    c o r r e c t i v e

    f o r

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    d e ? c i e n t c e l l s s u c h

    a s

    t h o s e

    f r o m p a t i e n t s s u f f e r i n g f r o m

    H u r l e r s S y n d r o m e .

    The method f o r p r o d u c i n g

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n

    amounts

    t h a t

    e n a b l e u s i n g

    t h e enZyme t h e r a p e u t i c a l l y f e a t u r e s a

    p r o d u c t i o n p r o c e s s

    s p e c i ? c a l l y

    d e s i g n e d t o p r o d u c e t h e

    e n Z y m e i n h i g h

    q u a n t i t i e s . A c c o r d i n g

    t o p r e f e r r e d e m b o d i

    ments of such a

    process, microcarriers

    a r e used a s a l o W c o s t

    s c a l a b l e s u r f a c e on

    Which

    t o

    g r o W

    a d h e r e n t c e l l s . I n

    e s p e

    c i a l l y p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s , s u c h m i c r o c a r r i e r s a r e

    m i c r o p o r o u s .

    A c c o r d i n g t o

    o t h e r

    p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s

    o f

    t h e

    method

    f o r

    p r o d u c i n g o t - L - i d u r o n i d a s e a c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t

    i n v e n t i o n ,

    a c u l t u r e system i s o p t i m i Z e d . I n a ? r s t

    e m b o d i m e n t ,

    t h e c u l t u r e

    p H

    i s l o W e r e d

    t o

    a b o u t

    6 . 5

    t o 7 . 0 ,

    p r e f e r a b l y

    t o

    a b o u t 6 . 7 6 . 8

    d u r i n g

    t h e p r o d u c t i o n

    p r o c e s s .

    One

    a d v a n t a g e o f

    s u c h a pH s t o e n h a n c e

    a c c u m u l a t i o n

    o f

    lysosomal enZymes t h a t

    a r e

    more

    s t a b l e a t a c i d i c pH. I n a

    s e c o n d e m b o d i m e n t , a b o u t

    / 3

    t o 3 A 1 o f t h e medium s

    c h a n g e d

    a p p r o x i m a t e l y

    e v e r y 1 2 h o u r s . One

    a d v a n t a g e

    o f

    t h i s

    p r o

    c e d u r e i s t o enhance t h e s e c r e t i o n r a t e o f recombinant

    o t - L - i d u r o n i d a s e and c a p t u r e more a c t i v e

    enZyme.

    I n a t h i r d

    e m b o d i m e n t ,

    oxygen s a t u r a t i o n

    i s o p t i m i Z e d a t a b o u t

    80%

    u s i n g

    i n t e r m i t t e n t

    p u r e

    o x y g e n s p a r g i n g r a t h e r

    t h a n c o n t i n u

    o u s s p a r g i n g . I n a f o u r t h embodiment,

    c y t o d e x

    2 m i c r o c a r

    r i e r s

    With a b o u t 10% serum i n i t i a l l y a r e

    used

    t o

    produce

    a

    c e l l

    mass

    f o l l o W e d by

    a r a p i d Washout

    h i f t t o

    a p r o t e i n - f r e e

    medium f o r

    p r o d u c t i o n . I n

    a

    ? f t h embodiment,

    a g r o W t h

    medium

    such

    a s a

    JRH i o s c i e n c e s PF-CHO r o d u c t

    m a y

    be o p t i m i Z e d t o i n c l u d e s u p p l e m e n t a l amounts o f one o r

    more i n g r e d i e n t s s e l e c t e d

    f r o m t h e g r o u p

    c o n s i s t i n g o f

    g l u t a m a t e , a s p a r t a t e , g l y c i n e , r i b o n u c l e o s i d e s a n d d e o x y r i

    b o n u c l e o s i d e s . I n

    a s i x t h embodiment, a

    p e r f u s i o n W a nd

    such

    a s a B e l l c o p e r f u s i o n

    W a n d

    m a y be used i n a f r e q u e n t

    b a t c h - f e e d p r o c e s s

    r a t h e r

    t h a n a s t a n d a r d i n t e n d e d p e r f u s i o n

    p r o c e s s . I n a s e v e n t h embodiment, a m i l d sodium b u t y r a t e

    i n d u c t i o n

    p r o c e s s m a y b e used t o i n d u c e

    i n c r e a s e d

    o t - L

    i d u r o n i d a s e e x p r e s s i o n W i t h o u t

    a

    s u b s t a n t i a l e f f e c t on t h e

    c a r b o h y d r a t e p r o c e s s i n g

    a n d c e l l u l a r u p t a k e

    o f

    t h e e n Z y m e .

    Such

    a n

    i n d u c t i o n

    p r o c e s s

    m a y

    p r o v i d e a b o u t

    a

    t W o - f o l d

    i n c r e a s e i n

    p r o d u c t i o n

    W i t h o u t s i g n i ? c a n t l y a l t e r i n g p o s t

    t r a n s l a t i o n a l p r o c e s s i n g .

    P a r t i c u l a r l y

    p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s

    o f

    t h e

    m e t h o d

    f o r

    p r o d u c i n g

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    a c c o r d i n g t o

    t h e p r e s e n t i n v e n

    t i o n f e a t u r e o n e ,

    more

    t h a n one o r a l l of t h e o p t i m i Z a t i o n s

    d e s c r i b e d

    h e r e i n . The p r o d u c t i o n

    method o f

    t h e p r e s e n t

    i n v e n t i o n ma y t h e r e f o r e

    p r o v i d e

    a

    p r o d u c t i o n

    c u l t u r e

    p r o

    c e s s h a v i n g t h e f o l l o W i n g f e a t u r e s :

    10

    1 5

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    55

    60

    6 5

    6

    1 . A i c r o c a r r i e r b a s e d

    c u l t u r e

    u s i n g Cytodex 2 b e a d s o r

    a n

    e q u i v a l e n t

    t h e r e o f

    i s

    p r e f e r a b l y

    u s e d i n

    l a r g e

    s c a l e

    c u l t u r e ? a s k s W i t h o v e r h e a d Wand

    s t i r r i n g

    u s i n g a

    B e l l c o

    p e r f u s i o n W a nd o r

    a n

    e q u i v a l e n t

    t h e r e o f .

    A t t a c h

    ment

    t o

    t h e s e

    beads m a y be a c h i e v e d by c u l t u r e i n

    a

    10%

    f e t a l

    b o v i n e

    serum

    i n

    DME/F 2

    1 : 1

    medium

    m o d i ? e d

    W i t h i n g r e d i e n t s i n c l u d i n g r i b o n u c l e o s i d e s ,

    d e o x y r i b o n u c l e o s i d e s , p y r u v a t e , n o n - e s s e n t i a l a m i n o

    a c i d s , a n d HEPES-and a t

    a pH

    f a b o u t

    6 . 7 6 . 9 .

    A f t e r

    a b o u t 3

    d a y s

    i n t h i s medium, a W a s h o u t

    p r o c e d u r e

    i s

    b e g u n

    i n

    W h i c h

    p r o t e i n - f r e e m e d i u m

    r e p l a c e s a p p r o x i

    m a t e l y Z / 3

    o f

    t h e medium a p p r o x i m a t e l y

    e v e r y

    1 2

    h o u r s

    f o r a t o t a l

    o f a b o u t

    34 W a s h e s . S u b s e q u e n t l y a n d

    t h r o u g h o u t t h e e n t i r e r e m a i n i n g c u l t u r e p e r i o d , t h e

    c e l l s

    a r e c u l t i v a t e d

    i n

    p r o t e i n - f r e e medium.

    .

    The c u l t u r e conditions a r e preferably

    maintained a t

    a

    d i s s o l v e d oxygen o f 80% f

    a i r

    s a t u r a t i o n a t a pH f

    a b o u t

    6 . 7

    and t a t e m p e r a t u r e o f a b o u t 3 7 C . T h i s m a y

    b e a c h i e v e d u s i n g a c o n t r o l t o W e r ,

    s e r v i c e u n i t

    a n d

    a p p r o p r i a t e

    p r o b e s s u c h

    a s

    t h o s e

    p r o d u c e d

    b y

    W h e a t o n .

    H o W e v e r , s k i l l e d a r t i s a n s W i l l r e a d i l y

    a p p r e c i a t e

    t h a t

    t h i s

    c a n e a s i l y

    b e a c h i e v e d

    by

    e q u i v a l e n t

    c o n t r o l s y s

    t e m s p r o d u c e d

    by

    o t h e r m a n u f a c t u r e r s . An a i r s a t u r a

    t i o n o f a b o u t 80% r e s u l t s i n i m p r o v e d o t - L - i d u r o n i d a s e

    s e c r e t i o n

    o v e r 40%

    and

    60%

    i r s a t u r a t i o n . H o W e v e r

    90%

    a i r

    s a t u r a t i o n d o e s n o t p r o v i d e s i g n i ? c a n t l y

    enhanced

    s e c r e t i o n o v e r

    80%

    i r s a t u r a t i o n . The d i s

    s o l v e d o x y g e n m a y

    b e s u p p l i e d by

    i n t e r m i t t e n t p u r e

    oxygen

    s p a r g i n g

    u s i n g a

    5 m i c r o n

    s t a i n l e s s

    s t e e l

    s p a r g e r

    o r

    e q u i v a l e n t t h e r e o f . A H o f a b o u t

    6 . 7

    i s

    o p t i m a l f o r t h e a c c u m u l a t i o n

    o f

    t h e o t - L - i d u r o n i d a s e

    e n Z y m e .

    The enZyme i s

    p a r t i c u l a r l y

    u n s t a b l e

    a t

    pHs

    a b o v e a b o u t

    7 . 0 .

    BeloW a p H o f a b o u t

    6 . 7 ,

    t h e

    s e c r e t i o n

    r a t e

    m a y

    d e c r e a s e , p a r t i c u l a r l y

    beloW

    a

    p H

    o f

    a b o u t

    6 . 5 .

    The c u l t u r e i s t h e r e f o r e

    m a i n t a i n e d o p t i m a l l y b e t W e e n

    a

    pH f a b o u t 6 . 6 t o 6 . 8 .

    . The production c u l t u r e medium may

    be a

    modi?ed

    f o r m o f t h e c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e p r o p r i e t a r y

    medium

    from

    JR H

    B i o s c i e n c e s c a l l e d E x c e l l PF

    CHO.

    T h i s medium s u p p o r t s l e v e l s o f s e c r e t i o n e q u i v a l e n t t o

    t h a t o f serum u s i n g a c e l l

    l i n e

    such

    a s t h e

    2 . 1 3 1

    c e l l

    l i n e . I t

    m a y

    b e

    p r e f e r a b l y

    modi?ed o

    i n c l u d e

    a n

    a c i d i c

    p H

    o f a b o u t

    6 . 7

    ( + / 0 . 1 ) , a n d

    i t

    may b e

    b u f f e r e d

    W i t h

    HEPES t

    7 . 5

    mM. The medium m a y c o n t a i n

    0 . 0 5 t o

    0.1% o f

    P l u r o n i c s

    F - 6 8

    (BASF),

    a

    n o n - i o n i c

    s u r f a c t a n t

    o r a n e q u i v a l e n t t h e r e o f Which f e a t u r e s t h e a d v a n t a g e

    o f

    p r o t e c t i n g

    c e l l s

    f r o m

    s h e a r

    f o r c e s a s s o c i a t e d

    W i t h

    s p a r g i n g .

    The

    medium

    m a y

    f u r t h e r

    c o n t a i n

    a p r o p r i

    e t a r y s u p p l e m e n t t h a t p r o v e s

    t o b e i m p o r t a n t i n

    i n c r e a s

    i n g

    t h e p r o d u c t i v i t y o f t h e

    medium o v e r

    o t h e r p r o t e i n

    f r e e mediums t h a t a r e p r e s e n t l y a v a i l a b l e . Those s k i l l e d

    i n

    t h e a r t W i l l r e a d i l y

    u n d e r s t a n d

    t h a t t h e

    c h o i c e o f

    c u l t u r e medium

    may

    b e

    o p t i m i Z e d

    c o n t i n u a l l y a c c o r d

    i n g t o p a r t i c u l a r c o m m e r c i a l embodiments a v a i l a b l e

    a t

    p a r t i c u l a r p o i n t s i n t i m e . S u c h

    c h a n g e s

    e n c o m p a s s

    n o

    more

    t h a n

    r o u t i n e e x p e r i m e n t a t i o n

    and a r e i n t e n d e d t o

    b e

    W i t h i n

    t h e

    s c o p e

    o f

    t h e

    p r e s e n t

    i n v e n t i o n .

    .

    The

    p r o d u c t i o n medium m a y be a n a l y Z e d u s i n g a n

    a m i n o

    a c i d

    a n a l y Z e r c o m p a r i n g s p e n t medium W i t h

    s t a r t i n g

    m e d i u m . S u c h a n a l y s e s h a v e d e m o n s t r a t e d

    t h a t

    t h e

    2 . 1 3 1 c e l l l i n e

    d e p l e t e s

    a s t a n d a r d PF CHO edium

    o f

    g l y c i n e ,

    g l u t a m a t e

    a n d

    a s p a r t a t e

    t o

    a l e v e l

    o f

    a r o u n d

    10%

    o f

    t h e s t a r t i n g c o n c e n t r a t i o n . S u p p l e m e n t a t i o n o f

    t h e s e amino a c i d s t o h i g h e r l e v e l s m a y r e s u l t i n

    e n h a n c e d c u l t u r e d e n s i t y a n d p r o d u c t i v i t y t h a t

    may

    l e a d t o a

    23 f o l d

    h i g h e r p r o d u c t i o n t h a n a t b a s e l i n e .

    S k i l l e d

    a r t i s a n s

    W i l l a p p r e c i a t e t h a t o t h e r c e l l l i n e s

  • 8/10/2019 US 6,426,208-Nov 19

    20/36

    US

    6 , 4 2 6 , 2 0 8

    B1

    7

    W i t h i n t h e

    s c o p e o f

    t h e p r e s e n t i n v e n t i o n

    ma y b e

    e q u a l l y

    u s e f u l f o r p r o d u c i n g

    o t - L - i d u r o n i d a s e a c c o r d

    i n g t o

    t h e

    p r e s e n t m e t h o d . H e n c e , more o r l e s s s u p p l e

    m e n t a l n u t r i e n t s may b e r e q u i r e d t o o p t i m i z e t h e

    medium. Such o p t i m i z a t i o n s

    a r e i n t e n d e d t o be W i t h i n

    t h e

    s c o p e

    o f

    t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n

    a n d

    ma y

    b e

    p r a c t i c e d

    W i t h o u t

    u n d u e

    e x p e r i m e n t a t i o n .

    . The

    me d i um

    may be supplemented With r i b o n u c l e o

    s i d e s a n d

    d e o x y r i b o n u c l e o s i d e s

    t o

    s u p p o r t

    t h e

    d i h y d r o

    f o l a t e r e d u c t a s e d e ? c i e n t c e l l

    l i n e 2 . 1 3 1 . S k i l l e d

    a r t i

    s a n s

    W i l l a p p r e c i a t e t h a t o t h e r c e l l

    l i n e s W i t h i n

    t h e

    s c o p e

    o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n m a y b e e q u a l l y u s e f u l

    f o r p r o d u c i n g o t - L - i d u r o n i d a s e a c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t

    method. Hence, more o r l e s s r i b o n u c l e o s i d e s and deox

    y r i b o n u c l e o s i d e s may

    b e

    r e q u i r e d

    t o

    o p t i m i Z e

    t h e

    medium.

    Such o p t i m i Z a t i o n s a r e

    i n t e n d e d W i t h i n

    t h e

    s c o p e

    o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n a n d m a y b e p r a c t i c e d

    W i t h o u t

    u n d u e

    e x p e r i m e n t a t i o n .

    6 . A f t e r

    r e a c h i n g

    c o n ? u e n c e a t a b o u t

    3 4

    d a y s

    o f

    c u l t u r e ,

    a p p r o x i m a t e l y Z / 3 o f

    t h e

    medium

    may

    b e c h a n g e d o u t

    a p p r o x i m a t e l y e v e r y

    1 2

    h o u r s .

    The

    c h a n g e

    o u t

    o f

    medium

    may

    b e a c c o m p l i s h e d

    u s i n g , f o r i n s t a n c e , a

    B e l l c o p e r f u s io n Wand

    Which i s a

    s t i r r i n g d e v i c e W i t h

    a holloW c e n t e r a n d s c r e e n ? l t e r a t

    i t s

    t i p . By pumping

    o u t

    medium t h r o u g h t h e h o l l o W

    i n t e r i o r o f

    t h e Wand

    t h r o u g h t h e 40 micron s c r e e n . The

    m i c r o c a r r i e r s

    W i t h

    t h e 2 . 1 3 1 c e l l

    mass

    a r e

    s e p a r a t e d

    from

    s u p e r n a t a n t

    c o n t a i n i n g

    t h e e n Z y m e .

    .

    The r a p i d and

    f r e q u e n t

    t u r n o v e r o f t h e

    medium h a s

    b e e n

    shoWn

    by p r o d u c t i v i t y s t u d i e s t o r e s u l t

    i n

    i m p r o v e d o v e r a l l c o l l e c t i o n o f enZyme f r o m t h e c e l l

    c u l t u r e .

    L e s s f r e q u e n t

    c h a n g e s

    r e s u l t i n l e s s t o t a l

    a c c u

    m u l a t i o n

    o f enZyme. S t u d i e s

    o f

    t h e s e c r e t i o n

    r a t e

    o f t h e

    enZyme

    d u r i n g a

    1 2 h o u r c u l t u r e

    c y c l e

    d e m o n s t r a t e t h a t

    t h e

    c e l l s

    a r e

    a c t i v e l y

    s e c r e t i n g

    enZyme

    o r

    t h e

    m a j o r i t y

    o f

    t h e

    c u l t u r e p e r i o d . More f r e q u e n t c h a n g e s a r e

    u n l i k e l y t o

    y i e l d

    s u b s t a n t i a l l y more

    e n Z y m e . The

    method

    o f t h i s embodiment h a s p r o v e n t o b e s u p e r i o r

    t o

    p e r f u s i o n

    c u l t u r e a n d

    f a r s u p e r i o r

    t o

    s t r i c t

    b a t c h

    c u l t u r e o r d a i l y

    o r

    e v e r y

    o t h e r

    d a y

    b a t c h / f e e d s t r a t e g i e s .

    U s i n g

    t h e

    e v e r y a p p r o x i m a t e l y

    1 2

    h o u r c h a n g e , t h e

    c e l l s m a y b e m a i n t a i n e d

    i n e x c e l l e n t

    c o n d i t i o n W i t h

    h i g h d e g r e e s o f

    v i a b i l i t y

    a n d

    a

    h i g h l e v e l o f p r o d u c

    t i v i t y .

    .

    P r o d u c t i o n

    o f o t - L - i d u r o n i d a s e may e enhanced by t h e

    u s e

    o f sodium

    b u t y r a t e i n d u c t i o n o f

    g e n e

    e x p r e s s i o n .

    S y s t e m a t i c s t u d i e s o f a 2 . 1 3 1

    c e l l

    l i n e d e m o n s t r a t e d

    t h a t a b o u t 2 mM u t y r a t e c a n b e a p p l i e d a n d r e s u l t i n

    about

    a

    t W o - f o l d

    o r

    g r e a t e r

    i n d u c t i o n o f

    enZyme

    p r o

    d u c t i o n W i t h minimal e f f e c t s

    on

    c a r b o h y d r a t e p r o c e s s

    i n g . LoWer

    l e v e l s

    o f

    b u t y r a t e

    h a v e

    n o t

    b e e n shoWn t o

    i n d u c e a s W e l l ,

    a n d

    s u b s t a n t i a l l y

    h i g h e r

    l e v e l s may

    r e s u l t

    i n h i g h e r i n d u c t i o n b u t d e c l i n i n g a f f i n i t y o f

    t h e

    p r o d u c e d e n Z y m e

    f o r c e l l s f r o m p a t i e n t s s u f f e r i n g f r o m

    o t - L - i d u r o n i d a s e d e ? c i e n c y .

    The

    r e s u l t s

    s u g g e s t

    t h a t

    t W o - f o l d o r g r e a t e r

    i n d u c t i o n

    r e s u l t s i n l e s s p r o c e s s i n g

    o f t h e c a r b o h y d r a t e s a n d l e s s

    p h o s p h a t e a d d i t i o n

    t o t h e

    enZyme

    a s

    W e l l

    a s

    i n c r e a s i n g t o x i c i t y . One

    p a r t i c u l a r l y

    p r e f e r r e d

    method

    u s e s 2 mM u t y r a t e a d d i t i o n e v e r y 4 8

    h o u r s t o t h e c u l t u r e s y s t e m . T h i s

    embodiment

    r e s u l t s i n

    a b o u t a

    t W o - f o l d

    i n d u c t i o n o f enZyme p r o d u c t i o n u s i n g

    t h i s

    method

    W i t h o u t s i g n i ? c a n t

    e f f e c t

    o n

    t h e

    u p t a k e

    a f ? n i t y

    o f

    t h e

    e n Z y m e ,

    ( K - u p t a k e o f

    l e s s

    t h a n

    3 0

    U/ml

    o r 2 . 0 mM). U s i n g e m b o d i m e n t s

    o f

    t h e p r e s e n t method

    f e a t u r i n g a l l

    o f

    t h e

    a b o v e m o d i ? c a t i o n s a n d

    i n d u c t i o n ,

    a

    1 5

    l i t e r

    c u l t u r e

    s y s t e m

    m a y

    p r o d u c e

    a p p r o x i m a t e l y

    2 5

    mg

    e r

    l i t e r

    o f

    c u l t u r e p e r d a y , o r

    more

    t peak

    u l t u r i n g

    d e n s i t y .

    10

    1 5

    25

    35

    45

    55

    6 5

    8

    I n

    a s e c o n d

    a s p e c t , t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n p r o v i d e s a

    t r a n s f e c t e d

    c e l l l i n e Which p o s s e s s e s t h e u n i q u e a b i l i t y t o

    p r o d u c e

    o t - L - i d u r o n i d a s e i n a m o u n t s W h i c h e n a b l e u s i n g t h e

    e n Z y m e t h e r a p e u t i c a l l y .

    I n p r e f e r r e d e m b o d i m e n t s ,

    t h e

    p r e s e n t i n v e n t i o n f e a t u r e s a recombinant C h i n e s e h a m s t e r

    o v a r y

    c e l l l i n e

    s u c h

    a s t h e

    2 . 1 3 1

    c e l l l i n e

    t h a t

    s t a b l y

    a n d

    r e l i a b l y p r o d u c e s a m o u n t s

    o f o t - L - i d u r o n i d a s e . I n p r e f e r r e d

    embodiments, t h e c e l l l i n e m a y c o n t a i n

    a t

    l e a s t a b o u t 1 0

    c o p i e s

    o f a n e x p r e s s i o n c o n s t r u c t c o m p r i s i n g a CMV

    p r o m o t e r , a Ca i n t r o n , a human

    o t - L - i d u r o n i d a s e cDNA,

    a n d

    a

    b o v i n e g r o W t h hormone p o l y a d e n y l a ti o n s e q u e nc e .

    I n

    even

    more

    p r e f e r r e d

    embodiments,

    t h e c e l l l i n e

    e x p r e s s e s

    o t - L - i d u r o n i d a s e a t

    amounts

    o f a t l e a s t a b o u t 2040

    micro

    g r a m s

    p e r 1 0 7 c e l l s p e r d a y i n a p r o p e r l y p r o c e s s e d , . h i g h

    u p t a k e f o r m a p p r o p r i a t e f o r e n Z y m e r e p l a c e m e n t

    t h e r a p y .

    A c c o r d i n g , t o

    p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s

    o f

    t h i s

    a s p e c t

    o f

    t h e

    i n v e n t i o n , t h e t r a n s f e c t e d c e l l l i n e a d a p t e d t o

    p r o d u c e

    o t - L

    i d u r o n i d a s e

    i n amounts

    Which

    e n a b l e u s i n g

    t h e

    enZyme

    t h e r a p e u t i c a l l y

    p o s s e s s e s

    one

    o r

    more

    o f

    t h e

    f o l l o W i n g

    f e a t u r e s :

    1 . The c e l l l i n e o f

    p r e f e r r e d

    embodiments

    s

    d e r i v e d

    f r o m

    a

    p a r e n t

    c e l l l i n e Wherein t h e c e l l s a r e p a s s a g e d i n

    c u l t u r e

    u n t i l t h e y

    h a v e

    a c q u i r e d a s m a l l e r s i Z e and

    more

    r a p i d

    g r o W t h r a t e a n d u n t i l

    t h e y r e a d i l y

    a t t a c h

    t o

    s u b s t r a t e s .

    2 .

    The

    c e l l l i n e

    o f p r e f e r r e d

    embodiments i s t r a n s f e c t e d

    W i t h a n e x p r e s s i o n v e c t o r c o n t a i n i n g

    t h e c y t o m e g a l o v i

    r u s p r o m o t e r / e n h a n c e r e l e m e n t , a 5 i n t r o n c o n s i s t i n g o f

    t h e murine

    Ca

    i n t r o n betWeen exons

    2 and

    3 , a h uma n

    cDNA f

    a b o u t

    2 . 2 kb i n l e n g t h , a n d a 3 b o v i n e g r o W t h

    h o r m o n e

    p o l y a d e n y l a t i o n s i t e . T h i s e x p r e s si o n v e c t o r

    m a y b e t r a n s f e c t e d a t , f o r e x a m p l e , a 50 t o

    1

    r a t i o

    W i t h

    any

    a p p r o p r i a t e

    common s e l e c t i o n v e c t o r such a s

    pSV2NEO.

    The

    s e l e c t i o n v e c t o r p S V 2 NEO i n t u r n

    c o n f e r s

    G 418

    r e s i s t a n c e on s u c c e s s f u l l y t r a n s f e c t e d

    c e l l s . I n p a r t i c u l a r l y p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s ,

    a r a t i o o f

    a b o u t

    50

    t o

    1

    i s

    u s e d s i n c e t h i s r a t i o

    e n h a n c e s

    t h e

    a c q u i s i t i o n

    o f m u l t i p l e c o p y n u m b e r i n s e r t s . A c c o r d i n g

    t o one embodiment

    Wherein t h e

    Chinese hamster ovary

    c e l l

    l i n e 2 . 1 3 1 i s p r o v i d e d , t h e r e a r e a p p r o x i m a t e l y 1 0

    c o p i e s o f t h e e x p r e s s i o n v e c t o r f o r o t - L - i d u r o n i d a s e .

    Such a

    c e l l l i n e

    h a s d e m o n s t r a t e d t h e

    a b i l i t y t o

    p r o d u c e

    l a r g e

    q u a n t i t i e s

    o f h u m a n o t - L - i d u r o n i d a s e

    ( m i n i m u m

    2 0 m i c r o g r a m s p e r

    1 0

    m i l l i o n c e l l s p e r d a y ) . P a r t i c u

    l a r l y

    p r e f e r r e d

    embodiments s u c h

    a s

    t h e

    2 . 1 3 1

    c e l l

    l i n e

    p o s s e s s

    t h e

    a b i l i t y

    t o p r o d u c e

    p r o p e r l y p r o c e s s e d

    enZyme t h a t c o n t a i n s N - l i n k e d o l i g o s a c c h a r i d e s con

    t a i n i n g h i g h

    m a n n o s e c h a i n s

    modi?ed

    W i t h p h o s p h a t e

    a t

    t h e 6 p o s i t i o n i n s u f ? c i e n t q u a n t i t y t o

    p r o d u c e

    a n

    e n Z y m e

    W i t h

    h i g h a f ? n i t y

    ( K - u p t a k e

    o f

    l e s s t h a n 3 n M ) .

    3 . The

    enZyme p r o d u c e d f r o m t h e

    c e l l

    l i n e s o f t h e p r e s e n t

    i n v e n t i o n

    such

    a s a

    Chinese hamster ovary c e l l l i n e

    2 . 1 3 1

    i s r a p i d l y

    a s s i m i l a t e d i n t o

    c e l l s , e l i m i n a t e s g l y

    c o s a m i n o g l y c a n

    s t o r a g e a n d h a s a h a l f - l i f e

    o f

    a b o u t 5

    d a y s

    i n c e l l s

    f r o m p a t i e n t s s u f f e r i n g f r o m

    o t - L

    i d u r o n i d a s e d e ? c i e n c y .

    4 . The c e l l l i n e o f p r e f e r r e d embodiments

    such

    a s

    a

    2 . 1 3 1

    c e l l

    l i n e

    a d a p t s t o l a r g e s c a l e c u l t u r e

    a n d

    s t a b l y

    p r o

    d u c e s

    human o t - L - i d u r o n i d a s e u n d e r t h e s e c o n d i t i o n s .

    The

    c e l l s

    o f

    p r e f e r r e d

    embodiments

    a r e

    a b l e

    t o

    groW

    a n d

    s e c r e t e

    o t - L - i d u r o n i d a s e

    a t

    t h e

    a c i d

    pH

    f a b o u t

    6 . 6

    t o

    6 . 8

    a t Which enhanced accumulation

    of o t - L

    iduronidase can occur.

    5 . P a r t i c u l a r l y

    p r e f e r r e d

    e m b o d i m e n t s

    o f

    t h e

    c e l l l i n e

    a c c o r d i n g

    t o t h e i n v e n t i o n , such

    a s

    a

    2 . 1 3 1

    c e l l

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    t o s e c r e t e h u m a n o t - L - i d u r o n i d a s e a t l e v e l s

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