Aggregation of Antibody-Drug Conjugates: The Light Scattering Toolbox for Screening and Characterization

Význam tématu

Antibody-Drug Conjugates (ADC) představují slibnou skupinu cílených biologických léčiv, avšak jsou náchylné k agregaci způsobené nespecifickými interakcemi lékové a vazebné části. Kontrola stability a agregace je klíčová při vývoji bezpečných a účinných formulací. Metody založené na rozptylu světla nabízejí rychlý a necitlivý způsob hodnocení těchto vlastností.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného přístupu je ukázat soubor technik založených na rozptylu světla pro:

• vysokoobjemové screenování stability a sklony k agregaci pomocí DLS,
• detailní charakterizaci agregátů a monomerů pomocí FFF-MALS,
• stanovení poměru léku k protilátce (DAR) prostřednictvím MALS-UV-RI.

Studie se zaměřuje na vliv chemie linkeru na teplotu vzniku agregace a na vyčlenění různých agregátních forem.

Použitá metodika a instrumentace

• High-throughput DLS (DynaPro Plate Reader II): sledování Brownova pohybu a stanovení hydrodynamického poloměru Rh a teploty vzniku agregace (Tonset).
• Asymetrická Field-Flow Frakcionace (Eclipse FFF) v kombinaci s HELEOS II MALS detektorem: separace částic 1–1000 nm a měření molární hmotnosti Mw odvozené z rozptylu světla.
• MALS-UV-RI analýza: simultánní měření UV absorbance a indexu lomu pro kvantifikaci monomerů, agregátů a výpočet DAR.

Hlavní výsledky a diskuse

• DLS screening ukázal rozdílné teploty vzniku agregace pro dva ADCs: Tonset cca 63,9 °C pro ADC1 vs 48,6 °C pro ADC2, což odráží odlišnou stabilitu v závislosti na typu linkeru.
• FFF-MALS analýza nezatížených vzorků identifikovala převážně monomerní formu s Mw ≈ 149 kDa, zatímco po stresu došlo ke vzniku oligomerů se střední Mw ≈ 339 kDa.
• Kvantitativní rozdělení hmotnostních frakcí: fragmenty (< 1 %), monomery (> 95 %), oligomery (1,5 % vs 3,5 % ve stresovaném vzorku).
• MALS-UV-RI potvrzuje DAR a umožňuje zhodnotit uniformitu konjugace bez potřeby etalonů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé hodnocení stability ADC v různých formulacích a screening linkerů.
• Cílená optimalizace výrobních a skladovacích podmínek pro minimalizaci agregace.
• Kompletní charakterizace monomerů, fragmentů a agregátů bez použití standardních kalibrů.
• Podpora efektivního a rychlého vývojového cyklu ADC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších separačních a detekčních technik (SEC, AUC, mikrofluidika) pro širší charakterizaci.
• Automatizace a kombinace s vysokokapacitními screeningovými platformami.
• Využití pokročilých datových analýz a strojového učení pro predikci stability a agregace.
• Rozšíření metod na nové typy biokonjugátů a nanočástic.

Závěr

Soubor metod založených na rozptylu světla představuje komplexní nástroj pro kvalitativní i kvantitativní hodnocení agregace ADC. Kombinace vysokoobjemového monitoringu stability s detailními analýzami FFF-MALS a MALS-UV-RI umožňuje urychlit vývoj a zvýšit kvalitu konečných produktů.

Reference

• Broomell C., Some D. Aggregation of Antibody-Drug Conjugates: The Light Scattering Toolbox for Screening and Characterization. Wyatt Technology Corporation, 2014.