Automated Analytical Cation-Exchange Chromatography Fraction Collection and Structural Characterization of Monoclonal Antibody Charge Variants
Aplikace | 2019 | WatersInstrumentace
Analýza a charakterizace nabitostních variant monoklonálních protilátek je klíčová pro zajištění jejich kvality, bezpečnosti a účinnosti během vývoje a výroby bioterapeutik.
Ion-exchange chromatografie (IEX) umožňuje izolaci jednotlivých nabitostních forem v ne-denaturujících podmínkách, čímž zachovává biologickou aktivitu a umožňuje následnou strukturní i funkční analýzu.
Cílem bylo demonstrovat automatizovanou separaci a odběr frakcí nabitostních variant mAb za použití BioResolve SCX mAb kolony spojené s Waters Fraction Manager-Analytical (WFM-A) a jejich následnou charakterizaci kombinovanými LC-MS metodami.
Záměrem bylo optimalizovat naložení, ověřit čistotu frakcí, prokázat možnost re-separace a identifikovat rozdíly v C-terminálních lyzinových variantách, glykosylaci a deamidaci.
Instrumentace:
Metody:
Optimalizace naložení ukázala, že kolona 4,6×100 mm dovoluje 2,5× vyšší hmotnost než 50 mm bez ztráty rozlišení při prodlouženém gradientu.
WFM-A umožnil přesný odběr úzkých UPLC píků a prokázal možnou re-separaci alternujících frakcí při nízké solnosti.
Intakt MS potvrdil odlišné formy C-terminálních lyzinových variant (0K, 1K, 2K) a rozmanitost N-glykánů (sialylace, fukóza).
Subunit analýza ověřila počty lyzinů na scFc fragmentech a detekovala dílčí redukční stupně disulfidických vazeb.
Peptidová mapa ukázala, že kyselý frakční pik trastuzumabu obsahuje zvýšeně deamidovaný peptid ASQDVNTAVAWYQQKPGK, identifikovaný XIC a MS/MS-fragmentací.
Automatizovaný odběr píků IEX separací šetří čas a minimalizuje ztráty při vzorkování biomolekul.
Možnost kombinace intact, subunit a peptidové analýzy poskytuje detailní obraz modifikací mAb, který je kritický pro kontrolu kvality (CQA) v bioprodukci.
Re-separace alternujících frakcí zvyšuje účinnost purifikace a dovoluje paralelní zpracování více vzorků.
Integrace automatizovaných fraction collectorů s dalšími on-line technikami (SPR, bioassaye) pro rychlé hodnocení vazebné a funkční aktivity.
Rozvoj multidimenzionálních LC-MS protokolů umožní souběžné monitorování dalších modifikací (oxidace, glykanová heterogenita).
Nasazení umělé inteligence pro automatické rozpoznávání a kvantifikaci nabitostních variant v reálném čase.
Prezentovaná aplikace dokládá, že spojení BioResolve SCX mAb kolony s WFM-A a pokročilou LC-MS analýzou je robustní cestou k detailní charakterizaci nabitostních variant mAb.
Studie demonstrovala optimalizaci naložení, efektivní odběr variant, pokročilou strukturální identifikaci a možnost paralelního zpracování frakcí.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Analýza a charakterizace nabitostních variant monoklonálních protilátek je klíčová pro zajištění jejich kvality, bezpečnosti a účinnosti během vývoje a výroby bioterapeutik.
Ion-exchange chromatografie (IEX) umožňuje izolaci jednotlivých nabitostních forem v ne-denaturujících podmínkách, čímž zachovává biologickou aktivitu a umožňuje následnou strukturní i funkční analýzu.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo demonstrovat automatizovanou separaci a odběr frakcí nabitostních variant mAb za použití BioResolve SCX mAb kolony spojené s Waters Fraction Manager-Analytical (WFM-A) a jejich následnou charakterizaci kombinovanými LC-MS metodami.
Záměrem bylo optimalizovat naložení, ověřit čistotu frakcí, prokázat možnost re-separace a identifikovat rozdíly v C-terminálních lyzinových variantách, glykosylaci a deamidaci.
Použitá metodika a instrumentace
Instrumentace:
- Waters Fraction Manager-Analytical (WFM-A)
- ACQUITY UPLC H-Class Bio System
- BioResolve SCX mAb Columns
- Xevo G2-XS QToF Mass Spectrometer
- Empower 3 Software
- MassLynx v4.1
- UNIFI v1.9
Metody:
- CEX separace trastuzumabu a infliximabu na BioResolve SCX mAb kolone s gradientem NaCl
- Automatický odběr nízkovoližních píků (20–40 µl) pomocí WFM-A
- Optimalizace naložení: studie vlivu hmotnostní zátěže a délky kolony (50 vs. 100 mm)
- Intakt masová analýza pomocí RP mAb Polyphenyl kolony a QToF
- Subunit analýza IdeS digescí s/bez redukce DTT
- Peptidová mapovací analýza po trypsinu a Lys-C na BEH300 C18 kolone
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizace naložení ukázala, že kolona 4,6×100 mm dovoluje 2,5× vyšší hmotnost než 50 mm bez ztráty rozlišení při prodlouženém gradientu.
WFM-A umožnil přesný odběr úzkých UPLC píků a prokázal možnou re-separaci alternujících frakcí při nízké solnosti.
Intakt MS potvrdil odlišné formy C-terminálních lyzinových variant (0K, 1K, 2K) a rozmanitost N-glykánů (sialylace, fukóza).
Subunit analýza ověřila počty lyzinů na scFc fragmentech a detekovala dílčí redukční stupně disulfidických vazeb.
Peptidová mapa ukázala, že kyselý frakční pik trastuzumabu obsahuje zvýšeně deamidovaný peptid ASQDVNTAVAWYQQKPGK, identifikovaný XIC a MS/MS-fragmentací.
Přínosy a praktické využití metody
Automatizovaný odběr píků IEX separací šetří čas a minimalizuje ztráty při vzorkování biomolekul.
Možnost kombinace intact, subunit a peptidové analýzy poskytuje detailní obraz modifikací mAb, který je kritický pro kontrolu kvality (CQA) v bioprodukci.
Re-separace alternujících frakcí zvyšuje účinnost purifikace a dovoluje paralelní zpracování více vzorků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace automatizovaných fraction collectorů s dalšími on-line technikami (SPR, bioassaye) pro rychlé hodnocení vazebné a funkční aktivity.
Rozvoj multidimenzionálních LC-MS protokolů umožní souběžné monitorování dalších modifikací (oxidace, glykanová heterogenita).
Nasazení umělé inteligence pro automatické rozpoznávání a kvantifikaci nabitostních variant v reálném čase.
Závěr
Prezentovaná aplikace dokládá, že spojení BioResolve SCX mAb kolony s WFM-A a pokročilou LC-MS analýzou je robustní cestou k detailní charakterizaci nabitostních variant mAb.
Studie demonstrovala optimalizaci naložení, efektivní odběr variant, pokročilou strukturální identifikaci a možnost paralelního zpracování frakcí.
Reference
- Khawli, L. A.; et al. Charge Variants in IgG1. mAbs. 2010, 2(6), 613–624.
- Jablonski, J. M.; et al. Small Scale Peptide and Impurity Isolation Using the ACQUITY UPLC H-Class and Waters Fraction Manager-Analytical Systems. Waters Application Note 720005500EN (2015).
- Lauber, M. A.; et al. Designing a new particle technology for robust charge variant analysis of mAbs. Waters Application Note 720006475EN (2019).
- Jung, S. K.; et al. Physicochemical characterization of Remsima. mAbs. 2014, 6(5), 1163–1177.
- Sakae, Y.; et al. Conformational effects of N-glycan core fucosylation of immunoglobulin G Fc region on its interaction with Fcγ receptor IIIa. Sci. Rep. 2017, 7, 13780.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterization and Monitoring of mAb Charge Variants via Online IEX-MS
2019|Waters|Prezentace
Characterization and Monitoring of mAb Charge Variants via Online IEX-MS Samantha Ippoliti Waters MS User Meeting ASMS 2019 Atlanta, GA June 1, 2019 ©2019 Waters Corporation 1 Agenda 1. mAb CQA Characterization 2. Reverse Phase vs Ion Exchange Chromatography 3.…
Klíčová slova
iex, iexvariants, variantsmab, mabcharge, chargeacidic, acidicdeamidation, deamidationvariant, variantonline, onlinemain, mainintact, intactspecieslikely, specieslikelyinfliximab, infliximabbasic, basicspecies, speciesexchange
Online IEX-MS of mAb Charge Variants Using a BioResolve SCX mAb Column, IonHance CX-MS pH Concentrates, and BioAccord System
2019|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Online IEX-MS of mAb Charge Variants Using a BioResolve SCX mAb Column, IonHance CX-MS pH Concentrates, and BioAccord System Samantha Ippoliti, Andrew Schmudlach, Matthew A. Lauber, and Ying Qing Yu Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION…
Klíčová slova
iex, iexcharge, chargemab, mabmass, massacquity, acquitybioresolve, bioresolveides, idesrda, rdabioaccord, bioaccordmain, mainacidic, acidicscx, scxelectrophoresis, electrophoresisvariant, variantvariants
Designing a New Particle Technology for Robust Charge Variant Analysis of mAbs
2019|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Designing a New Particle Technology for Robust Charge Variant Analysis of mAbs Matthew A. Lauber, Susan C. Rzewuski, Qi Wang, Hua Yang, Stephan Koza, MingCheng Xu, Mike Morris, Justin McLaughlin, Steve Shiner, and Bei Niu Waters…
Klíčová slova
variant, variantgrafting, graftingparticle, particlecharge, chargebatch, batchdesigning, designingbioresolve, bioresolvemabs, mabsmab, mabhydrophilicity, hydrophilicitytechnology, technologyseparations, separationsscx, scxadalimumab, adalimumabrobust
Online IEX-MS Characterization and Monitoring of mAb Charge Heterogeneity Using an Optimized Cation Exchange Resin and Compact TOF Mass Spectrometer
2019|Waters|Postery
Online IEX-MS Characterization and Monitoring of mAb Charge Heterogeneity Using an Optimized Cation Exchange Resin and Compact TOF Mass Spectrometer Samantha Ippoliti1, Qi Wang1, Ying Qing Yu1, Matthew A. Lauber1, Henry Shion1 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA INTRODUCTION RESULTS…
Klíčová slova
variants, variantsiex, iexcharge, chargedeamidation, deamidationacidic, acidictrastuzumab, trastuzumabmab, mabmain, mainassignmentb, assignmentbconformational, conformationalbasic, basicnative, nativeexchange, exchangepossible, possiblemass