Streamlined LC-MS Analysis of Stress Induced Impurities of a Synthetic Peptide using the BioAccord System and the waters_connect Intact Mass Application

Význam tématu

Peptidové léky představují významnou skupinu bioterapeutik díky nízké toxicitě, vysoké biologické selektivitě a univerzálnímu využití v léčbě metabolických, onkologických a dalších onemocnění. Kontrola kvality syntetických peptidů je klíčová pro zajištění konzistentní výroby, účinnosti a bezpečnosti. Analýza stresových degradantů pomáhá identifikovat potenciální nečistoty vzniklé během výroby a skladování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je představit vysoce automatizovaný a compliance ready workflow pro identifikaci, potvrzení hmotnosti a relativní kvantifikaci syntetického peptidu Exenatide a jeho stresových nečistot. Demonstrace využití waters_connect platformy a aplikace Intact Mass podporuje jak cílené, tak necílené zpracování dat na jednom místě.

Použitá instrumentace

• LC systém BioAccord a ACQUITY Premier UPLC se TUV detektorem 214 nm a ToF MS
• Kolona ACQUITY Premier Peptide CSH C18 1.7 µm, 2.1 × 100 mm
• Software waters_connect v2.0 a Intact Mass App v1.2
• Komponenty na minimalizaci adsorpce MaxPeak HPS povrchy

Použitá metodika

Syntetický Exenatide byl připraven ve formiátovém roztoku 0.1 mg/mL. Šest aliquot bylo inkubováno při 37 °C a při laboratorní teplotě ve tmě po dobu 2–4 dní pro simulaci stresu. Analýza proběhla reverzní fází s gradientem 10–95 % organické fáze v čase 15 minut. MS parametry ESI pozitivní režim m/z 50–2000, BayesSpray dekonvoluce pro rozsah 1–15 kDa, monoisotopický režim.

Hlavní výsledky a diskuse

Detekována hlavní molekula Exenatide s monoisotopickou hmotností 4184.018 Da a hmotnostní chybou menší než 5 ppm. Identifikovány degradanty:

• Oxidace peptidu posun +16 Da
• Deamidace Asn posun +1 Da a succinimidová cyklizace
• Odebrání methioninu desMet
• Dimerizace molekuly agregáty

Relativní zastoupení majoritní šarže kleslo pod 94,5 %, nejvyšší impurita dimer dosáhla 16,8 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé potvrzení identity a purity syntetických peptidů
• Flexibilita přechodu mezi necílenou charakterizací a cíleným monitoringem
• Vestavěné prahové hodnoty a passfail kritéria pro rychlou QC kontrolu
• Možnost integrace s kompliantními informačními systémy a škálovatelným archivováním dat

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metod do analýzy komplexnějších bioterapeutik, implementace pokročilých algoritmů pro dekonvoluci a integrace strojového učení pro predikci vznikajících degradantů. Automatizace celého workflow podpoří rychlejší uvedení nových peptidů na trh.

Závěr

Popsaný workflow na platformě BioAccord a waters_connect s aplikací Intact Mass představuje komplexní řešení pro analýzu syntetických peptidů. Umožňuje spolehlivou identifikaci, kvantifikaci impurit a řízení kvality v souladu s regulačními požadavky.

Reference

1. US FDA Guidance for Industry Biosimilars Questions and Answers Regarding Implementation of the Biologics Price Competition and Innovation Act of 2009 2016
2. Mason JM Design and Development of Peptides and Peptide Mimetics as Antagonists for Therapeutic Intervention Future Medicinal Chemistry 2010 2 1813–1822
3. Pernot M Vanderesse R Frochot C Guillemin F BarberiHeyob M Stability of peptides and therapeutic success in cancer Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology 2011 7 793–802
4. Birdsall RE Kellett J Ippoliti S Ranbaduge N Lauber MA Yu YQ Chen W Reducing Metalion Mediated Adsorption of Acidic Peptides in RPLCBased Assays Using Hybrid Silica Chromatographic Surfaces Journal of Chromatography B 2021 122700
5. Ranbaduge N Birdsall R Yu YQ Chen W The BioAccord system with ACQUITY Premier for improved peptide monitoring Waters literature 720007351 2021
6. Benet A Halseth T Kang J Kim A Ackermann R Srinivasan S Schwendeman S Schwendeman A The Effects of pH and Excipients on Exenatide Stability in Solution Pharmaceutics 2021 13 1263
7. FDA ANDAs for Certain Highly Purified Synthetic Peptide Drug Products That Refer to Listed Drugs of rDNA Origin 2017