This work presents a thorough characterization of Helaina recombinant human lactoferrin (rhLF, Effera™) expressed in a yeast system at an industrial scale for the first time. Proteomic analysis confirmed that its amino acid sequence is identical to that of native human LF. N-linked glycans were detected at three known glycosylation sites, namely, Asparagines-156, -497, and -642 and they were predominantly oligomannose structures having five to nine mannoses. Helaina rhLF's protein secondary structure was nearly identical to that of human milk lactoferrin (hmLF), as revealed by microfluidic modulation spectroscopy. Results of small-angle X-ray scattering (SAXS) and analytical ultracentrifugation analyses confirmed that, like hmLF, Helaina rhLF displayed well-folded globular structures in solution. Reconstructed solvent envelopes of Helaina rhLF, obtained through the SAXS analysis, demonstrated a remarkable fit with the reported crystalline structure of iron-bound native hmLF. Differential scanning calorimetry investigations into the thermal stability of Helaina rhLF revealed two distinct denaturation temperatures at 68.7 ± 0.9 °C and 91.9 ± 0.5 °C, consistently mirroring denaturation temperatures observed for apo- and holo-hmLF. Overall, Helaina rhLF differed from hmLF in the N-glycans they possessed; nevertheless, the characterization results affirmed that Helaina rhLF was of high purity and exhibited globular structures closely akin to that of hmLF.

ABSTRACT We performed a thorough analysis and characterization of multiple batches of Helaina recombinant human lactoferrin (rhLF, Effera™) expressed at an industrial scale in a yeast system. Bottom-up LC-MS/MS-based proteomics analysis detected the full sequence of Helaina rhLF protein and confirmed that its amino acid sequence is identical to that of native human LF (Uniprot i.d. P02788). Helaina rhLF had a protein purity of 98% or higher as determined by three orthogonal methods; reversed-phase HPLC, SDS-PAGE, and LC-MS proteomics analysis. N-linked glycans were detected at three known glycosylation sites, namely, Asparagines-156, -497, and -642. The identified N-glycans of Helaina rhLF were predominantly oligomannose structures with five to nine mannoses (M5-M9), which we also report to be present in both the native human and bovine LF. human milk LF (hmLF) possessed lower levels of oligomannose structures and were mainly M5 and M6. Helaina rhLF protein secondary structure was nearly identical to that of hmLF, as revealed by microfluidic modulation spectroscopy. Results of small-angle X-ray scattering (SAXS) and analytical ultracentrifugation analyses confirmed that, like hmLF, Helaina rhLF displayed well-folded globular structures in solution. Reconstructed solvent envelopes of Helaina rhLF, obtained through the SAXS analysis, demonstrated a remarkable fit with the reported crystalline structure of iron-bound native hmLF. Differential scanning calorimetry investigations into the thermal stability of Helaina rhLF revealed two distinct denaturation temperatures at 68.7±0.9 °C and 91.9±0.5 °C, consistently mirroring denaturation temperatures observed for apo-and holo-hmLF. Overall, the characterization analysis results affirmed that Helaina rhLF was of high purity and exhibited globular structures closely akin to that of hmLF.

Human milk lactoferrin (hmLF) is a glycoprotein with well-known effects on immune function. Helaina Inc. has used a glycoengineered yeast, Komatagaella phaffii, to produce recombinant human lactoferrin (Helaina rhLF, Effera™) that is structurally similar to hmLF with intended uses as a food ingredient. However, earlier FDA reviews of rhLF were withdrawn due to insufficient safety data and unanswered safety questions the experts and FDA raised about the immunogenicity/immunotoxicity risks of orally ingested rhLF. Helaina organized a panel of leading scientists to build and vet a safety study roadmap containing the studies and safety endpoints needed to address these questions. Panelists participated in a one-day virtual workshop in June 2023 and ensuing discussions through July 2023. Relevant workshop topics included physicochemical properties of LF, regulatory history of bovine LF and rhLF as food ingredients in the FDA's generally recognized as safe (GRAS) program, and synopses of publicly available studies on the immunogenicity/alloimmunization, immunotoxicology, iron homeostasis, and absorption, distribution, metabolism, and excretion of rhLF. Panelists concluded that the safety study roadmap addresses the unanswered safety questions and the intended safe use of rhLF as a food ingredient for adults and agreed on broad applications of the roadmap to assess the safety and support GRAS of other recombinant milk proteins with immunomodulatory functions.

ABSTRACT Prior to the introduction of novel food ingredients into the food supply, safety risk assessments are required, and numerous prediction models have been developed and validated to evaluate safety. The allergenic risk potential of Helaina recombinant human lactoferrin (rhLF, Effera™), produced in Komagataella phaffii ( K. phaffii ) was assessed by literature search, bioinformatics sequence comparisons to known allergens, glycan allergenicity assessment, and a simulated pepsin digestion model. The literature search identified no allergenic risk for Helaina rhLF, K. phaffii , or its glycans. Bioinformatics search strategies showed no significant risk for cross-reactivity or allergenicity between rhLF or the 36 residual host proteins and known human allergens. Helaina rhLF was also rapidly digested in simulated gastric fluid and its digestibility profile was comparable to human milk lactoferrin (hmLF), further demonstrating a low allergenic risk and similarity to the hmLF protein. Collectively, these results demonstrate a low allergenic risk potential of Helaina rhLF and do not indicate the need for further clinical testing or serum IgE binding to evaluate Helaina rhLF for risk of food allergy prior to introduction into the food supply.

Introduction Prior to the introduction of novel food ingredients into the food supply, safety risk assessments are required, and numerous prediction models have been developed and validated to evaluate safety. Methods The allergenic risk potential of Helaina recombinant human lactoferrin (rhLF, Effera™), produced in Komagataella phaffii ( K. phaffii ) was assessed by literature search, bioinformatics sequence comparisons to known allergens, glycan allergenicity assessment, and a simulated pepsin digestion model. Results The literature search identified no allergenic risk for Helaina rhLF, K. phaffii , or its glycans. Bioinformatics search strategies showed no significant risk for cross-reactivity or allergenicity between rhLF or the 36 residual host proteins and known human allergens. Helaina rhLF was also rapidly digested in simulated gastric fluid and its digestibility profile was comparable to human milk lactoferrin (hmLF), further demonstrating a low allergenic risk and similarity to the hmLF protein. Conclusion Collectively, these results demonstrate a low allergenic risk potential of Helaina rhLF and do not indicate the need for further clinical testing or serum IgE binding to evaluate Helaina rhLF for risk of food allergy prior to introduction into the food supply.

Oral toxicity and toxicokinetic properties of human lactoferrin (LF) alpha produced in Komagataella Phaffii (effera™) were investigated in adult Sprague-Dawley rats over a 28-day period under good laboratory practice conditions. Main study dosing used groups of 10 rats/sex/dose, and a secondary study evaluating toxicokinetic parameters used 6 rats/sex/dose. The vehicle control group received sodium citrate buffer, test groups received daily doses of 200, 600, and 2000 mg of effera™ per kg body weight, and the comparative control group received 2000 mg bovine LF (bLF)/kg body weight per day. T-cell dependent antibody response against keyhole limpet hemocyanin and immunophenotyping of the spleen were performed as measures of immunotoxicity. Clinical observations, body weight, hematology, coagulation, clinical chemistry, urinalysis, immunotoxicity, gross necropsy, and histopathology were assessed. Toxicokinetic parameters were analyzed as an indication of LF bioavailability, and anti-LF antibody assays were conducted to detect antibodies produced against LF to measure immunogenicity. No treatment related toxicologically significant changes were observed. Based on the absence of toxicologically relevant changes, effera™ is well tolerated in rats at doses up to 2000 mg rhLF/kg/day, an amount ~400 times that of the estimated daily intake at the 90th percentile proposed for human adult use.

The oral toxicity of recombinant human lactoferrin (Helaina rhLF, Effera™) produced in Komagataella phaffii was investigated in adult Sprague-Dawley rats by once daily oral gavage for 14 consecutive days. The study used groups of 3-6 rats/sex/dose. The vehicle control group received sodium citrate buffer and the test groups received daily doses of 200, 1000 and 2000 mg of rhLF per kg body weight. Bovine LF at 2000 mg/kg body weight per day was used as a comparative control. Clinical observations, body weight, hematology, clinical chemistry, iron parameters, immunophenotyping, and gross examination at necropsy were used as criteria for detecting the effects of treatment in all groups and to inform dose levels for future toxicology studies. Quantitative LF levels were also analyzed as an indication of bioavailability. Overall, administration of Helaina rhLF by once daily oral gavage for 14 days was well tolerated in rats at levels up to 2000 mg/kg/day, or 400x Helaina&#146s intended commercial use, and indicating that a high dose of 2000 mg/kg/day is appropriate for future definitive toxicology studies.

Oral toxicity and toxicokinetic properties of human lactoferrin (LF) alpha produced in Komagataella phaffii (effera™) were investigated in adult Sprague-Dawley rats over a 28-day period under good laboratory practice conditions. Main study dosing used groups of 10 rats/sex/dose, and a secondary study evaluating toxicokinetic parameters used 6 rats/sex/dose. The vehicle control group received sodium citrate buffer, test groups received daily doses of 200, 600, and 2000 mg of effera™ per kg body weight, and the comparative control group received 2000 mg bovine LF (bLF)/kg body weight per day. T-cell-dependent antibody response against keyhole limpet hemocyanin and immunophenotyping of the spleen were performed as measures of immunotoxicity. Clinical observations, body weight, hematology, coagulation, clinical chemistry, urinalysis, immunotoxicity, gross necropsy, and histopathology were assessed. Toxicokinetic parameters were analyzed as an indication of LF bioavailability, and anti-LF antibody assays were conducted to detect antibodies produced against LF to measure immunogenicity. No treatment related toxicologically significant changes were observed. Based on the absence of toxicologically relevant changes, effera™ is well tolerated in rats at doses up to 2000 mg rhLF/kg/day, an amount ∼400 times that of the estimated daily intake at the 90th percentile proposed for human adult use.