Comprehensive Adeno-Associated Virus Critical Quality Attribute Analysis with Liquid Chromatography-Mass Spectrometry

Význam tématu

Adeno-asociované viry (AAV) představují perspektivní vektor pro genové terapie, které úspěšně léčí například dědičné oční choroby či spinální muskulární atrofii.

Důkladná analýza kritických kvality svých atributů (CQA) je nezbytná pro zajištění bezpečnosti a účinnosti léčivého produktu.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované studie bylo vyvinout a ověřit komplexní LC/MS metodiky pro monitorování CQA AAV, zahrnující:

• analýzu intaktního virionu s detekcí posttranslačních modifikací a štěpení,
• host cell protein (HCP) profiling,
• sekvenční variantní analýzu (SVA) na úrovni peptidů.

Prozkoumání komplementarity ortogonálních přístupů (intaktní analýza vs. peptidová mapování) umožnilo odhalit nesrovnalosti a potvrdit přítomnost nízkoabundantních modifikací.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky AAV8 byly připraveny dialýzou a následnou redukcí a štěpením enzymy Trypsin a rAsp-N.

Analytická platforma zahrnovala:

• Agilent 1290 Infinity II LC
• 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF se zdrojem Agilent Jet Stream
• Software Agilent MassHunter Acquisition s SWARM autotune pro intaktní analýzu
• Protein Metrics Byos s algoritmem SVA Validator pro peptidové mapování, HCP a SVA workflow

Chromatografické podmínky zahrnovaly kolony Zorbax Diphenyl (intakt) a AdvanceBio Peptide Mapping (peptidová analýza) při 0,4 ml/min a 60 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Rekonstrukční data ukázala, že drobné posttranslační modifikace vpřispívají k raménkovým peakům v intaktních spektrech VP1, VP2 a VP3.

HCP analýza odhalila přítomnost několika hostitelských proteinů v trace úrovních, přičemž extrahované iontové chromatogramy (EIC) potvrzují nadřazenou hojnou přítomnost AAV8.

SVA identifikovala sérii bodových mutací s kvantifikací relativní abundance (např. Gly→Asp 0,41 %, Ser→Asn 4,47 %).

Přínosy a praktické využití metody

Integrace intaktní a peptidové analýzy poskytuje ucelený pohled na heterogenitu AAV.

LC/MS přístupy umožňují specifickou identifikaci a relativní kvantifikaci CQA, které tradiční ELISA a NGS nedokážou:

• detekce nízkoabundantních PTM,
• profilování HCP bez nutnosti speciálních protilátek,
• ověření sekvenční integrity v čase vývoje produktu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další zlepšení citlivosti a rychlosti hmotnostní spektrometrie pro AAV analýzu.

Možnosti zahrnují:

• automatizované datové workflow s umělou inteligencí pro rychlou detekci CQA,
• multiplexní analýzy pro paralelní vyhodnocení více vzorků,
• in-line monitorování kvality během výroby AAV.

Závěr

Vyvinuté LC/MS metody pro intaktní analýzu, HCP a SVA poskytují robustní platformu pro komplexní kontrolu kvality AAV.

Rekonstrukční přístup potvrzuje přítomnost nízkohmotných modifikací, zatímco HCP a SVA workflow odhaluje impurity a sekvenční varianty relevantní pro bezpečnost a účinnost virového vektoru.

Reference

1. Huang Y. et al. J. Pharm. Biomed. Anal. 2021, 200, 114069.
2. Valliere-Douglass J. et al. PDA J Pharm Sci Technol 2019, 73, 622–634.