mAb Charge Variant Analysis by Weak Cation Exchange (WCX) Chromatography

Význam tématu

Seprace nábojových variant monoklonálních protilátek je zásadní pro zajištění jejich účinnosti, bezpečnosti a konzistence jako bioterapeutik.
Variace náboje vznikají modifikacemi proteinu během produkce i skladování, což ovlivňuje kvalitu finálního produktu a podléhá regulaci farmaceutických úřadů.

Cíle a přehled studie / článku

Publikace představuje komplexní průvodce výběrem spotřebního materiálu a optimalizací podmínek pro analýzu nábojových variant mAb metodou slabě kationtové výměnné chromatografie.
Klíčovými body jsou doporučené chromatografické systémy, sloupce, pufry a gradientní strategie pro dosažení vysoce reprodukovatelných a rozlišovacích výsledků.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografický systém:

• Agilent 1290 Infinity II Bio LC (binární a kvaternární pumpa), alternativně Agilent 1260 Infinity II Bio-Inert
• Biokompatibilní průtoková cesta z MP35N slitiny, PEEK konektory a kapiláry bez železa

Kolonová technika:

• Agilent Bio MAb kolony NP5 a NP10 (2.1×50–250 mm, 4.6×50–250 mm) s hydrofobním polymerním potahem
• Guard kolony ve formátu 4×10 mm pro ochranu analytických kazet

Mobilní fáze a gradienty:

• Solné gradienty založené na 30 mM fosfátových pufrech (pH 6.8) s NaCl 0–500 mM
• pH gradienty 6.0→8.0 s paralelním vzestupem NaCl 0–800 mM
• Pufry: fosfátové, acetátové, Tris, MES; organická složka: acetonitril nebo methanol

Detekce: UV při 280 nm, teplota 10–50 °C, průtok 0.2–1.0 mL/min, objemy injekcí 1–5 µL.

Hlavní výsledky a diskuse

Reprodukce separace byla prokázána sedmi po sobě jdoucími běhy trastuzumabu s RSD retence <0.05 % a RSD plochy <3.6 %.
Porovnání rytuximabu s dvěma biosimilary ukázalo odlišné profily kyselých a zásaditých variant, což dokládá citlivost metody na detailní profilaci.
Analýza ukázala, že délka a průměr kolony, velikost částic i volba gradientu významně ovlivňují rozlišení a čas analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje:

• Vysoce citlivou a selektivní analýzu CQAs nábojových variant mAb
• Komparabilitu originálních a biosimilárních látek
• Ochranu systému proti korozi a minimalizaci nespecifických interakcí
• Jednoduchou adaptaci gradientních podmínek a pH metod

Tento přístup je vhodný pro výzkumné i rutiní QC laboratoře v biotechnologickém průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný vývoj spočívá v:

• Další optimalizaci pH gradientů pro vyšší rozlišení
• Miniaturizaci kolón a mikrofluidních systémů
• Automatizovaném screening řešení s pokročilou softwarovou podporou
• Integraci online charakterizace a digitálního dvojčete chromatografických procesů

Závěr

Slabě kationtová výměnná chromatografie na biokompatibilních systémech Agilent poskytuje robustní a reprodukovatelnou platformu pro detailní analýzu nábojových variant mAb.
Doporučené instrumentace, kolony a optimalizační postupy zajišťují vysokou kvalitu výsledků a splnění regulatorních požadavků.

Reference

1. Characterize mAb Charge Variants by Cation-Exchange Chromatography, 5991-5273EN
2. Charge Variant Analysis, Application Compendium, 5994-2074
3. Analysis of Intact and C-terminal Digested IgG1 on an Agilent Bio MAb 5 µm Column, 5991-0895EN
4. How Shallow Can You Go? Refining charge variant analysis of mAbs with the Agilent 1290 Infinity II Bio LC System, 5994-2692EN
5. Charge Variant and Aggregation Analysis of Innovator and Biosimilars of Rituximab, 5994-1496EN
6. pH Gradient Elution for Improved Separation of Monoclonal Antibody Charge Variants, 5990-9629EN
7. High-resolution Analysis of Charge Heterogeneity in Monoclonal Antibodies Using pH-gradient Cation Exchange Chromatography, 5991-1407EN