Characterization of Antibody-Drug Conjugate Critical Quality Attributes Using the Agilent Cary 3500 UV-Vis Multizone Temperature Capability

Význam tématu

Monoklonální protilátky navázané na cytotoxické molekuly (ADC) jsou rychle se rozvíjející skupinou bioterapeutik využívaných v onkologii díky své schopnosti cílené dodávky léčiva přímo na nádorové buňky. Klíčové kvalifikované parametry jako poměr léčivé molekuly k protilátce (DAR) a míra agregace významně ovlivňují bezpečnost, účinnost a stabilitu výsledného produktu. Precizní řízení těchto parametrů je proto nezbytné v průběhu vývoje i výroby ADC.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje využití spektrofotometru Agilent Cary 3500 UV-Vis s vícerozónovou teplotní kontrolou k rychlému a spolehlivému stanovení DAR a agregace ADC. Konkrétně byla ověřena schopnost přístroje:

• sledovat změny DAR při různých poměrech ADC a volné protilátky,
• vyhodnocovat vliv zvýšené teploty na DAR ve čtyřech paralelních zónách,
• monitorovat vývoj agregace v čase při vysoké teplotě.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzy byly použity tyto materiály a vybavení:

• Herceptin a jeho ADC analog připravený konjugací pastiDM1 na protilátku pomocí linkeru MCC,
• koncentrace vzorků měřena od 0,5 do 25 mg/ml pomocí ultrafiltračních spin kolonek,
• spektrofotometr Agilent Cary 3500 UV-Vis Multicell vybavený osmipozicním drážkovým držákem a Peltierovým modulem pro řízené čtyřnásobné ohřívání,
• OpenLab software pro sběr dat a výpočty v souladu s doporučením FDA 21 CFR Part 11.

Pro výpočet DAR byla využita absorpční maxima při 280 a 252 nm a odpovídající extinkční koeficienty komponent ADC a protilátky. Agregační index se určil poměrem absorbance při 350 nm vůči rozdílu absorbancí na 280 a 350 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

Experimentální měření odhalila:

• lineární vztah mezi podílem ADC a DAR, přičemž 100% ADC odpovídalo DAR přibližně 3,5,
• pokles měřeného DAR o přibližně 5–10 % při zvýšení teploty z 60 na 90 °C, což svědčí o částečné ztrátě monomerů v důsledku agregace,
• nárůst agregace v čase při 90 °C, kdy agregace dosahovala několika procentních bodů během hodinového ohřevu.

Tyto výsledky potvrzují, že simultánní čtyřzónová teplotní kontrola zvyšuje přesnost a reprodukovatelnost měření ve srovnání s jednokanálovými přístroji a současně šetří čas i spotřebu vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaná kombinace vícerozónového UV-Vis spektrofotometru a flexibilních výpočtových funkcí v softwaru umožňuje farmaceutickým a biotechnologickým laboratořím:

• usnadněné sledování kvality ADC v průběhu výroby,
• rychlé vyhodnocení dopadu procesních parametrů na DAR a agregaci,
• snadnou implementaci do validovaných postupů díky kompatibilitě s normou 21 CFR Part 11.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný další rozvoj v oblasti analýzy ADC zahrnuje:

• integraci s online monitorováním procesů pro průběžnou kontrolu kvality,
• rozšíření metodiky na více typů konjugátů s různými chromofory,
• vytvoření pokročilých softwarových balíčků umožňujících automatické generování protokolů a statistickou analýzu.

Závěr

Agilent Cary 3500 UV-Vis Multicell se čtyřnásobnou teplotní zónou nabízí efektivní a přesný nástroj pro stanovení klíčových parametrů ADC. Jeho výhody spočívají v paralelním měření při různých teplotách, jednoduché obsluze a široké kompatibilitě s regulovanými standardy, což výrazně podporuje vývoj a výrobu moderních bioterapeutik.

Reference

• 1. Wag A. et al. Challenges and New Frontiers in Analytical Characterization of Antibody-Drug Conjugates. MAbs. 2018, 10(2), 222–243. DOI: 10.1080/19420862.2017.1412025.
• 2. Li W. et al. Antibody Aggregation: Insights from Sequence and Structure. Antibodies (Basel). 2016, 5(3), 19. DOI: 10.3390/antib5030019.
• 3. Chen Y. Drug-to-Antibody Ratio (DAR) by UV/Vis Spectroscopy. Methods Mol. Biol. 2013, 1045, 267–273. DOI: 10.1007/978-1-62703-541-5_16.
• 4. Abedi M. et al. Novel Trastuzumab-DM1 Conjugate: Synthesis and Bio-Evaluation. J. Cell Physiol. 2019, 234(10), 18206–18213. DOI: 10.1002/jcp.28453.
• 5. Padmanaban A.; Menon S. Characterization of mAb Aggregation. Agilent Technologies application note, publication no. 5991-7971EN, 2020.