Optimizing Oligonucleotide Analysis

Význam tématu

Oligonukleotidové terapie představují revoluční přístup v cílené medicíně. Díky schopnosti modulovat genovou expresi nebo proteinové funkce zasahují do procesů považovaných za nedostupné klasickým malým molekulám či biologikům. S rostoucím počtem schválených oligonukleotidů a klinických studií roste i potřeba spolehlivých analytických metod pro jejich vývoj, kontrolu kvality a bezpečnost.

Cíle a přehled studie / článku

Článek se zaměřuje na typy terapeutických oligonukleotidů, trendy na trhu a klíčové výzvy při jejich analýze. Představuje inovativní řešení v podobě plně inertní UHPLC platformy Nexera XS, která odstraňuje nežádoucí interakce s kovovými povrchy a umožňuje přesnou kvantifikaci a charakterizaci i při nízkých koncentracích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro výrobu oligonukleotidů se využívá automatizovaná pevná fáze s fosforamiditovou syntézou, následná deprotekce a purifikace pomocí RP-HPLC, aniontově výměnné chromatografie (AEXC) a HILIC. Pro analýzu čistoty, recovery a identitu jsou employovány:

• UHPLC/HPLC systémy
• LC-MS (kapalinová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií)
• Nexera XS inertní UHPLC se zcela bezkovým průtokovým systémem
• Metal-free Shim-pack kolony (Bio IEX, Bio Diol)

Hlavní výsledky a diskuse

Tradiční HPLC s nerezovou ocelí vykazuje absorpci oligonukleotidů na kovovém povrchu, což vede k roztažení a zeslabení analytických piků, snížené citlivosti a horší reprodukovatelnosti (RSD ~10 %). Řešení Nexera XS inert s PEEK a bezkovým průtokem v kombinaci se specializovanými kolónami odstraní tyto nevýhody. Experimenty ukázaly 1,7× vyšší intenzitu signálu, ostré píky a reprodukovatelnost RSD = 0,56 % (n = 10).

Přínosy a praktické využití metody

Inertní UHPLC řešení umožňuje:

• Spolehlivou analýzu nízkokoncentrovaných vzorků
• Rychlou kontrolu čistoty a identity terapeutických oligonukleotidů
• Zvýšení přesnosti kvantifikace
• Minimalizaci rizika degradace a interakcí s kovovými částmi přístroje

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další růst trhu s oligonukleotidy s predikovaným CAGR 16,7 % do roku 2028 (z 3,68 mld. USD v 2021 na 10,97 mld. USD). Budoucí vývoj směřuje k:

• Automatizaci komplexních workflow od syntézy po QC
• Integraci UHPLC a MS technik s vysokou citlivostí
• Novým inertním materiálům odolným vůči chemické agresi
• AI-podpořeným procesům optimalizace analytických metod

Závěr

Přechod na plně inertní UHPLC platformy představuje zásadní krok pro vysoce přesnou a citlivou analýzu oligonukleotidů. Odstraněním kovových interakcí se výrazně zlepšuje kvalita výsledků, což je klíčové pro vývoj bezpečných a účinných terapeutik.

Reference

1. Moumné L, Marie AC, Crouvezier N. Oligonucleotide therapeutics: from discovery and development to patentability. Pharmaceutics. 2022;14:260. doi:10.3390/pharmaceutics14020260
2. Keefe A, Pai S, Ellington A. Aptamers as therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2010;9:537-550. doi:10.1038/nrd3141
3. Roehr B. Fomivirsen approved for CMV retinitis. J Int Assoc Physicians AIDS Care. 1998;4:14-16.
4. Global oligonucleotide therapeutics market insights and forecast to 2028. Market Growth Reports.
5. Xiong H, Veedu RN, Diermeier SD. Recent advances in oligonucleotide therapeutics in oncology. Int J Mol Sci. 2021;22:3295. doi:10.3390/ijms22073295
6. Studzińska S, Buszewski B. Evaluation of ultra high-performance liquid chromatography columns for the analysis of unmodified and antisense oligonucleotides. Anal Bioanal Chem. 2014;406:7127-7136. doi:10.1007/s00216-014-7959-5
7. Andrews BI, Antia FD, Brueggemeier SB, et al. Sustainability challenges and opportunities in oligonucleotide manufacturing. J Org Chem. 2021;86:49-61. doi:10.1021/acs.joc.0c02291