Complete characterization of a lysine-linked antibody drug conjugate by native LC/MS intact mass analysis and peptide mapping
Aplikace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Charakterizace antibody–drug konjugátů (ADC) je klíčová pro zajištění účinnosti a bezpečnosti bioterapeutik. ADC kombinují specifické navázání monoklonální protilátky na nemocí postižené buňky s doručením cytotoxických látek. Vysoká heterogenita vznikající náhodnou konjugací na lyzinových zbytcích a přirozenou glykosylací protilátky klade nároky na analytické postupy.
Cílem studie bylo komplexně charakterizovat lysinově vázaný ADC trastuzumab emtansine (Kadcyla®) za pomoci jediné benchtop hybrydní štěrbinově–Orbitrapové hmotnostní spektrometrie. Klíčové parametry zahrnovaly stanovení poměru náboj–protilátka (DAR), profil glykosylace a lokalizaci konjugovaných míst pomocí peptide mappingu a analýzy intact mass pod „native“ podmínkami.
Intact mass analýza:
Native LC/MS poskytla výrazně lepší oddělení nabitých stavů (23+ až 27+) pro intact ADC ve srovnání s denaturačními podmínkami. Dekonvoluce pomocí algoritmu ReSpect se Sliding Window integrovala šum a částečné chromatografické rozdělení izoforem umožnilo spolehlivou kvantifikaci. Identifikována distribuce 0–8 konjugovaných MCC-DM1, průměrné DAR 3,65. Navíc byl detekován nízkoúrovňový vedlejší produkt bez navázaného DM1 (linker-only, +≈219 Da). Peptide mapping dosáhl 100 % pokrytí sekvence a automaticky identifikoval 30 z 44 lyzinových konjugací. Konjugované peptidy se projevily jako dvojitý elučně chromatografický vrchol a potvrzeny HCD fragmentačním iontem m/z 547,22.
Rozšíření metodiky o iontovou mobilitu pro další rozlišení izoforem, aplikace pro multi-attribute monitoring (MAM), optimalizace SEC fází s minimálními sekundárními interakcemi, automace datové analýzy a hlubší strukturální charakterizace dynamických modifikací.
Kombinace native LC/MS intact mass analýzy a peptidového mapování na Q Exactive Plus s BioPharma Option umožňuje komplexní, rychlou a spolehlivou charakterizaci lysinově vázaných ADC včetně DAR, glykosylace, lokalizace konjugací a detekce vedlejších produktů, což podporuje vývoj i kontrolu kvality bioterapeutik.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Charakterizace antibody–drug konjugátů (ADC) je klíčová pro zajištění účinnosti a bezpečnosti bioterapeutik. ADC kombinují specifické navázání monoklonální protilátky na nemocí postižené buňky s doručením cytotoxických látek. Vysoká heterogenita vznikající náhodnou konjugací na lyzinových zbytcích a přirozenou glykosylací protilátky klade nároky na analytické postupy.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo komplexně charakterizovat lysinově vázaný ADC trastuzumab emtansine (Kadcyla®) za pomoci jediné benchtop hybrydní štěrbinově–Orbitrapové hmotnostní spektrometrie. Klíčové parametry zahrnovaly stanovení poměru náboj–protilátka (DAR), profil glykosylace a lokalizaci konjugovaných míst pomocí peptide mappingu a analýzy intact mass pod „native“ podmínkami.
Použitá metodika a instrumentace
Intact mass analýza:
- Online velikostně vylučovací chromatografie (SEC) na kolonce MAbPac SEC-1 (4,0×150 mm) s 50 mM amonným acetátem (300 µL/min, izokratické eluční podmínky)
- Native ESI spojení na Q Exactive Plus s BioPharma Option, High Mass Range (m/z 2000–8000), rozlišení 70 000 FWHM, 10 mikroskenů
- Enzymatická digesce SMART Digest kitem (70 °C, 45 min), následná redukce DTT (57 °C, 45 min)
- RP-LC na Acclaim Vanquish C18 (2,1×250 mm, 60 °C, 2–35 % acetonitril/0,1 % FA v 60 min, 0,25 mL/min)
- MS v Standard modu, MS1 70 000 FWHM, MS/MS 17 500 FWHM, top-5 datově dependentní scan
Použitá instrumentace
- Thermo Scientific Vanquish Binary Pump H, Split Sampler FT, Column Compartment H
- MAbPac SEC-1, Acclaim Vanquish C18
- Q Exactive Plus hybridní kvadrupól-Orbitrap s BioPharma Option
- SMART Digest Kit
Hlavní výsledky a diskuse
Native LC/MS poskytla výrazně lepší oddělení nabitých stavů (23+ až 27+) pro intact ADC ve srovnání s denaturačními podmínkami. Dekonvoluce pomocí algoritmu ReSpect se Sliding Window integrovala šum a částečné chromatografické rozdělení izoforem umožnilo spolehlivou kvantifikaci. Identifikována distribuce 0–8 konjugovaných MCC-DM1, průměrné DAR 3,65. Navíc byl detekován nízkoúrovňový vedlejší produkt bez navázaného DM1 (linker-only, +≈219 Da). Peptide mapping dosáhl 100 % pokrytí sekvence a automaticky identifikoval 30 z 44 lyzinových konjugací. Konjugované peptidy se projevily jako dvojitý elučně chromatografický vrchol a potvrzeny HCD fragmentačním iontem m/z 547,22.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a integrovaná analýza intact hmotností a míst konjugace na jednom přístroji
- Vyšší spolehlivost stanovení DAR a heterogenity ADC
- Minimalizace vzorkové přípravy – native SEC odstraňuje nutnost offline dialýzy
- Možnost odhalit i nízkoúrovňové vedlejší produkty
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření metodiky o iontovou mobilitu pro další rozlišení izoforem, aplikace pro multi-attribute monitoring (MAM), optimalizace SEC fází s minimálními sekundárními interakcemi, automace datové analýzy a hlubší strukturální charakterizace dynamických modifikací.
Závěr
Kombinace native LC/MS intact mass analýzy a peptidového mapování na Q Exactive Plus s BioPharma Option umožňuje komplexní, rychlou a spolehlivou charakterizaci lysinově vázaných ADC včetně DAR, glykosylace, lokalizace konjugací a detekce vedlejších produktů, což podporuje vývoj i kontrolu kvality bioterapeutik.
Reference
- Marcoux J., Champion T., Colas O., Wagner‐Rousset E., Corvaïa N., Van Dorsselaer A., Beck A., Cianférani S. Protein Sci. 2015;24(8):1210–1223.
- Yin Y., Han G., Zhou J., Dillon M., McCarty L., Gavino L., Ellerman D., Spiess C., Sandoval W., Carter P.J. MAbs. 2016;8(8):1467–1476.
- Thompson N.J., Rosati S., Heck A.J. Methods. 2014;65(1):11–17.
- Chen Y., Kim M.T., Zheng L., Deperalta G., Jacobson F. Bioconjug Chem. 2016;27(9):2037–2047.
- Luo Q., Chung H.H., Borths C., Janson M., Wen J., Joubert M.K., Wypych J. Anal Chem. 2016;88(1):695–702.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
ATE: Integrated characterization of a lysine-linked antibody-drug conjugate by native intact mass analysis and peptide mapping performed on a hybrid quadrupole-Orbitrap mass spectrometer with high mass range
2017|Thermo Fisher Scientific|Postery
Integrated characterization of a lysine-linked antibody-drug conjugate by native intact mass analysis and peptide mapping performed on a hybrid quadrupole-Orbitrap mass spectrometer with high mass range Aaron O. Bailey 1, Stephane Houel 1, Eugen Damoc 2, Kai Scheffler 3, Jonathan…
Klíčová slova
linker, linkerkvepk, kvepkpeptide, peptidenative, nativeintact, intactdrug, drugmcc, mccemtansine, emtansineadc, adcmass, massmapping, mappingtrastuzumab, trastuzumabantibody, antibodyspectra, spectraforms
Identification of Conjugation Sites in an Antibody Drug Conjugate
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biopharma Identification of Conjugation Sites in an Antibody Drug Conjugate Using the Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF system Author Abstract Yulan Bian Agilent Technologies, Inc. This application note highlights the workflow of drug conjugation site identification in an antibody…
Klíčová slova
heavy, heavyassaymap, assaymapbravo, bravoconjugated, conjugatedconjugation, conjugationpeptides, peptidesalpapiek, alpapiekyqqkpgk, yqqkpgklight, lightdrug, drugagilent, agilentacquisition, acquisitionapk, apkcounts, countsltvdk
Size Exclusion Chromatography/ Mass Spectrometry Analysis of Antibody Drug Conjugates Using the Agilent 1260 Infinity II Bio-Inert LC
2016|Agilent Technologies|Aplikace
Size Exclusion Chromatography/ Mass Spectrometry Analysis of Antibody Drug Conjugates Using the Agilent 1260 Infinity II Bio-Inert LC Application Note Biologics & Biosimilars Author Abstract Sonja Schneider Recombinant monoclonal antibodies (mAbs) have emerged as important Agilent Technologies, Inc. therapeutic agents…
Klíčová slova
adcs, adcsdeconvoluted, deconvolutedadc, adctrastuzumab, trastuzumabdeglycosylated, deglycosylatedmass, masscounts, countsdrug, drugantibody, antibodysec, seclinker, linkerspectrum, spectrumdar, darcharge, chargeconjugates
Analysis of Antibody-Drug Conjugates Using Size Exclusion Chromatography and Mass Spectrometry
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Analysis of Antibody-Drug Conjugates Using Size Exclusion Chromatography and Mass Spectrometry Application Note Biologics and Biosimilars Author Abstract Sonja Schneider Recombinant monoclonal antibodies (mAbs) have emerged as important Agilent Technologies, Inc. therapeutic agents for the treatment of different diseases. This…
Klíčová slova
trastuzumab, trastuzumabadcs, adcsadc, adcemtansine, emtansinedeconvoluted, deconvolutedcounts, countsdrug, drugamu, amudeglycosylated, deglycosylatedmass, masssec, secmabs, mabsspectrum, spectrumbuffer, bufferantibody