Method Modernization for Routine Analysis of Biotherapeutics as Part of Lifecycle Management

Význam tématu

Rychlý rozvoj bioterapeutik přináší zvýšené požadavky na efektivitu, robustnost a úsporu nákladů v rutinní analýze. Modernizace farmaceutických monografií, zejména USP, šetří čas a spotřebu rozpouštědel, přičemž zachovává validitu testů bez nutnosti opakované validace.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo demonstrovat modernizaci USP monografie pro identifikační test malých bioterapeutik na příkladu inzulinu. Porovnání klasické HPLC metody a nové UPLC platformy mělo ověřit možnosti zkrácení doby analýzy a udržení analytické kvality pro tři inzulinové analogy: human, lispro a glargin.

Použitá metodika a instrumentace

Proteolytické štěpení inzulinů enzymem Glu-C bylo provedeno dle USP monografií. Původní HPLC metoda použila kolonu C18 (3,5 µm, 4,6 × 100 mm) s 86min gradientem v síranovém nebo fosfátovém pufru. Modernizace zahrnovala:

• ACQUITY UPLC H-Class Bio System (VC tlaková tolerantnost)
• ACQUITY TUV detektor (215 nm, 5 mm buňka)
• ACQUITY UPLC CSH C18 kolonu (1,7 µm, 2,1 × 100 mm)
• Empower 3 software pro řízení a vyhodnocení dat
• Mobilní fáze s 0,1 % TFA a vodou/acetonitrilem

Hlavní výsledky a diskuse

Podle USP <621> byla původní metoda přepočtena na 1,7 µm částice, což zkrátilo běh ze 60 na 30 minut se srovnatelnou selektivitou a rozlišením. Další vývoj s TFA umožnil 10minutový gradient, tedy úsporu 75 % času. Změna pufru nepovedla k poklesu kvality separace čtyř peptide fragmentů u všech tří analogů. Retenční časy fragmentů s identickou sekvencí byly konzistentní, u odlišných fragmentů odpovídaly sekvenčním změnám.

Přínosy a praktické využití metody

Nová UPLC metoda nabízí:

• výrazné zrychlení analýzy a zvýšení propustnosti laboratoře
• nižší spotřebu rozpouštědel a nebezpečných chemikálií
• platformní využití pro různé inzulinové analogy bez zásadních úprav
• dodržení regulačních požadavků a validace USP monografií

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření UPLC technologií pro analýzu proteinů a peptidů, včetně integrace s hmotnostní spektrometrií pro detailní charakterizaci. Platformní metody s krátkými běhy mohou sloužit i pro celou řadu bioterapeutik s diferencovanými úpravami sekvence.

Závěr

Studie prokázala, že modernizace USP monografie pomocí UPLC a TFA vede k výraznému zkrácení doby analýzy při zachování analytické kvality. Navržená platformní metoda usnadňuje rutinní kontrolu inzulinových analogů a podporuje agilní produkci bioterapeutik.

Reference

1. ICH Q10 Pharmaceutical Quality System, 2009.
2. Zion Market Research, Human Insulin Market, 2016.
3. USP Monograph Insulin Human, Revision Bulletin 2015.
4. USP Monograph Insulin Lispro, USP 39-NF34, 2015.
5. USP Monograph Insulin Glargine, Revision Bulletin 2016.
6. Hsu J. et al., Journal of Food and Drug Analysis, 2012, 20(4):957–962.
7. USP <621> Chromatography, USP 38-NF33 S1.