Highly sensitive intact mass analysis of AAV capsid proteins using a UHPLC-FLD- HRAM MS platform
Aplikace | 2021 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Rekombinantní adeno-asociované viry (rAAV) představují jedno z nejefektivnějších a nejbezpečnějších řešení pro cílenou genovou terapii. Charakterizace jejich kapsidových proteinů VP1, VP2 a VP3 je zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti a účinnosti virových vektorů.
Cílem aplikované studie bylo ukázat schopnosti platformy UHPLC-FLD-HRAM MS spojené s Orbitrap Exploris 480 pro:
Vzorek AAV6 byl exprimován v buňkách HEK293, po purifikaci pufrován do 80 % H₂O/20 % acetonitril s 5 mM TCEP a 0,1 % FA. Chromatografie probíhala na C4 kolóně (1 × 100 mm, 300 Å, 1,7 µm) při 80 °C na systému Vanquish Horizon UHPLC. Fluorescenční detekce byla nastavena na excitaci 280 nm a emisi 350 nm. Analýza MS a MS² byla provedena na Orbitrap Exploris 480 s BioPharma Option.
FLD oddělil hlavní proteiny VP1, VP2 a VP3 a odhalil i odštěpky VP3. Poměr VP1 : VP2 : VP3 byl přibližně 1,3 : 1 : 10. MS dekonvoluce poskytla hmotnostní přesnost pod 3 ppm pro hlavní proteoformy i pod 10 ppm pro nízkoodborné formy. Analýza injekcí od 28 ng do 140 ng na kolónu potvrdila zachování kvality spektra i při minimálních množstvích. Top-down approach objasnil struktury VP3 clip (1–387) a C-terminálního fragmentu prostřednictvím HCD fragmentace a software BioPharma Finder.
Další rozvoj softwaru a masivní zvýšení rozlišení MS spolu s novými fragmentačními režimy umožní ještě detailnější charakterizaci proteoform na úrovni celých komplexů. Automatizace sample prep a pokročilé chromatografické režimy podpoří rychlejší a robustnější QC workflow pro klinické výrobní procesy.
Platforma UHPLC-FLD-HRAM MS s Orbitrap Exploris 480 prokázala výjimečnou schopnost přesné, citlivé a komplexní analýzy intaktních AAV kapsidových proteinů i jejich nízkomolekulárních variací, což významně přispívá k pokročilému výzkumu a kontrole kvality virových vektorů.
HPLC, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Rekombinantní adeno-asociované viry (rAAV) představují jedno z nejefektivnějších a nejbezpečnějších řešení pro cílenou genovou terapii. Charakterizace jejich kapsidových proteinů VP1, VP2 a VP3 je zásadní pro zajištění kvality, bezpečnosti a účinnosti virových vektorů.
Cíle a přehled studie
Cílem aplikované studie bylo ukázat schopnosti platformy UHPLC-FLD-HRAM MS spojené s Orbitrap Exploris 480 pro:
- Citlivou a přesnou analýzu intaktní hmotnosti AAV kapsidových proteinů.
- Rychlé stanovení poměru VP1 : VP2 : VP3 pomocí fluorescence.
- Top-down potvrzení sekvence a identifikaci nízkomolekulárních proteoform.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorek AAV6 byl exprimován v buňkách HEK293, po purifikaci pufrován do 80 % H₂O/20 % acetonitril s 5 mM TCEP a 0,1 % FA. Chromatografie probíhala na C4 kolóně (1 × 100 mm, 300 Å, 1,7 µm) při 80 °C na systému Vanquish Horizon UHPLC. Fluorescenční detekce byla nastavena na excitaci 280 nm a emisi 350 nm. Analýza MS a MS² byla provedena na Orbitrap Exploris 480 s BioPharma Option.
- UHPLC Vanquish Horizon/Flex (systémová báze, pumpy, sampler, komora)
- Vanquish Fluorescence Detector s micro flow buňkou
- Orbitrap Exploris 480 s vysokým rozlišením a HRAM
Hlavní výsledky a diskuse
FLD oddělil hlavní proteiny VP1, VP2 a VP3 a odhalil i odštěpky VP3. Poměr VP1 : VP2 : VP3 byl přibližně 1,3 : 1 : 10. MS dekonvoluce poskytla hmotnostní přesnost pod 3 ppm pro hlavní proteoformy i pod 10 ppm pro nízkoodborné formy. Analýza injekcí od 28 ng do 140 ng na kolónu potvrdila zachování kvality spektra i při minimálních množstvích. Top-down approach objasnil struktury VP3 clip (1–387) a C-terminálního fragmentu prostřednictvím HCD fragmentace a software BioPharma Finder.
Přínosy a praktické využití metody
- Unikátní kombinace vysoké citlivosti FLD a přesnosti HRAM MS pro QC virových vektorů.
- Schopnost detekovat a kvantifikovat i nízkomolekulární proteoformy.
- Top-down analýza umožňuje přímou potvrzení sekvence a identifikaci modifikací nebo degradací.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj softwaru a masivní zvýšení rozlišení MS spolu s novými fragmentačními režimy umožní ještě detailnější charakterizaci proteoform na úrovni celých komplexů. Automatizace sample prep a pokročilé chromatografické režimy podpoří rychlejší a robustnější QC workflow pro klinické výrobní procesy.
Závěr
Platforma UHPLC-FLD-HRAM MS s Orbitrap Exploris 480 prokázala výjimečnou schopnost přesné, citlivé a komplexní analýzy intaktních AAV kapsidových proteinů i jejich nízkomolekulárních variací, což významně přispívá k pokročilému výzkumu a kontrole kvality virových vektorů.
Reference
- Samulski R J, Muzyczka N. AAV-Mediated Gene Therapy for Research and Therapeutic Purposes. Annu. Rev. Virol. 2014;1(1):427–451.
- Naso M F, Tomkowicz B, Perry W L, Stroh W R. Adeno-Associated Virus (AAV) as a Vector for Gene Therapy. BioDrugs. 2017;31:317–334.
- Dong B et al. Proteomics Analysis of Co-Purifying Cellular Proteins Associated with rAAV Vectors. PLoS ONE. 2014;9(2):e86453.
- Popa-Wagner R et al. Impact of VP1-Specific Protein Sequence Motifs on AAV2 Intracellular Trafficking. J. Virol. 2012;86(17):9163–9174.
- Van Vliet K M et al. The Role of the Adeno-Associated Virus Capsid in Gene Transfer. Methods Mol. Biol. 2008;437:51–91.
- FDA Guidance. Chemistry, Manufacturing, and Control Information for Human Gene Therapy IND Applications. 2020.
- Jin X et al. Direct LC/MS Analysis for Complete Characterization of rAAV Capsid Proteins. Hum. Gene Ther. Methods. 2017;28(5):255–267.
- Liu A P et al. Characterization of AAV Capsid Proteins Using HILIC–MS. J. Pharm. Biomed. Anal. 2020;189:113481.
- Scheffler K, Viner R, Damoc E. High-Resolution Top-Down Experimental Strategies on the Orbitrap Platform. J. Proteomics. 2018;175:42–55.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterization of adeno-associated viral proteins proteoforms using a top-down MS approach on a UHPLC-Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 002599 Biopharma Characterization of adeno-associated viral proteins proteoforms using a top-down MS approach on a UHPLC-Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer Application benefits Authors Reiko Kiyonami , Rafael Melani , 1 1 • Confident determination of PTM localization…
Klíčová slova
fragment, fragmenttop, topdown, downviral, viralascend, ascenduvpd, uvpdethcd, ethcdion, iontypes, typesaav, aavdissociation, dissociationtribrid, tribridproteoforms, proteoformsintact, intactsequence
Characterization of Adeno-Associated Viral assemblies on an Ultra-High Mass Range Hybrid Quadrupole-Orbitrap Mass Spectrometer
2021|Thermo Fisher Scientific|Postery
Characterization of Adeno-Associated Viral assemblies on an Ultra-High Mass Range Hybrid QuadrupoleOrbitrap Mass Spectrometer Kristina Srzentić1, Eugen Damoc2, Marc Günder1 1Thermo Fisher Scientific, Reinach, Switzerland 2Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany ABSTRACT Purpose: Evaluate the performance of the Thermo Scientific™ Q…
Klíčová slova
viral, viralaav, aavintact, intactmass, massanalysis, analysisadeno, adenoassemblies, assembliesdenaturing, denaturingunder, underassociated, associatedstoichiometries, stoichiometriesnative, nativeassembly, assemblyvanquish, vanquishnear
Assessing key attributes of adeno-associated viral proteins using HPLC-FLD-intact mass analysis
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 001120 Biopharma Assessing key attributes of adeno-associated viral proteins using HPLC-FLD-intact mass analysis Authors Application benefits Reiko Kiyonami1, Roberto Gamez1, Min • Rapid ratio assessment of adeno-associated virus (AAV) structural proteins VP1:VP2:VP3 through sensitive fluorescence detection •…
Klíčová slova
mass, masstruncated, truncatedaav, aavfld, fldviral, viralintact, intactintensity, intensityrelative, relativetheoretical, theoreticalerror, errorppm, ppmsequence, sequenceobserved, observedproteins, proteinsprotein
Assessing key attributes of adeno-associated viral proteins using UHPLC-FLD-intact accurate mass analysis
2022|Thermo Fisher Scientific|Postery
Assessing key attributes of adeno-associated viral proteins using UHPLC-FLD-intact accurate mass analysis Reiko Kiyonami1, Roberto Gamez1, Min Du2, Kenneth Thompson3, Chao Yan Liu3, Julia Kraegenbring4, Catharina Crone4 1Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA; 2Thermo Fisher Scientific, Cambridge, MA, USA;…
Klíčová slova
viral, viralaav, aavproteins, proteinsptms, ptmsfld, fldintact, intactmass, massorbitrap, orbitrapexploris, explorisassociated, associatedvps, vpssummarized, summarizedenabled, enabledserotype, serotypeattributes