Enhanced SEC-MALS analysis of therapeutic mAbs, biosimilars and AAVs with XBridge Premier columns

Význam tématu

Size-exclusion chromatography spojená s multiúhlovým rozptylem světla (SEC-MALS) představuje klíčovou metodu pro charakterizaci biologických léčiv. Umožňuje bezreagenciální a automatizované stanovení absolutní molární hmotnosti, obsahu agregátů a konjugovaných molekul v jednom robustním měření vhodném pro QA/QC prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Tento white paper demonstruje výhody nasazení kolonek XBridge Premier Protein a XBridge Premier GTx BEH ve spojení s detektory DAWN MALS, QELS a Optilab dRI na platformě Waters Arc HPLC pro analýzu terapeutických monoklonálních protilátek, biosimilárních přípravků a adeno-spojených virů (AAV). Cílem bylo zvýšit separační výkon a citlivost při multiatributové kvantifikaci.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy proběhly na systému Waters Arc Premier HPLC vybaveném PDA UV detektorem 2998, detektorem DAWN MALS s integrovaným QELS modulem a Optilab dRI detektorem. UV data byla sbírána při 280 nm a 260 nm. Data z MALS, UV a dRI byla zpracována v softwaru ASTRA. Použité kolony:

• XBridge Premier Protein SEC BEH-PEO 250 Å, 7.8×300 mm a srovnávací 5 µm křemíkové kolony 300 Å, 7.8×300 mm
• XBridge Premier GTx BEH 450 Å, 7.8×300 mm a srovnávací AAV kolona 500 Å, 4.6×300 mm

Hlavní výsledky a diskuse

• Proteinová separace: XBridge Premier Protein kolona minimalizovala sekundární interakce a zajistila ostré monomerové píky bez úprav mobilní fáze. DLS potvrdilo řazení podle hydrodynamického poloměru a MALS dodalo absolutní molární hmotnosti.
• Biosimilarita: Porovnání originálního trastuzumabu (Herceptin) a biosimilární Kanjinti ukázalo identické monomerové (160 kDa) a dimerové (300 kDa) vrstvy s 98 % podílem monomeru. MALS identifikovalo rozdíly v nízkomolekulárních a vysokomolekulárních druzích obou produktů.
• AAV analýza: Pomocí XBridge GTx kolony a SEC-UV-MALS-dRI bylo možné kvantifikovat celkovou koncentraci částic (Cp), poměr plných virionů (Vg/Cp), molární hmotnost kapsidu, DNA a hydrodynamický poloměr Rh během jediné 30minutové analýzy. LOQ byla výrazně nižší než u klasických křemíkových kolon.
• Agregáty: GTx kolona plně oddělila AAV agregáty a jejich subspecie, což výrazně zlepšuje detekci a kvantifikaci větších částic. Pro největší agregáty lze využít alternativu FFF-MALS.

Přínosy a praktické využití metody

• Platformní přístup kolony umožňuje rychlé nasazení bez rozsáhlé optimalizace metodiky
• Kombinace MALS, UV a dRI přináší absolutní molární hmotnosti, agregaci a konjugované složky v jediném běhu
• Vysoká citlivost detekce nízkomolekulárních i vysokomolekulárních druhů
• Snížení času a nákladů na předklinické a QA/QC studie

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další biologické formy jako proteiny fusion, nanobody nebo lipidové nanočástice
• Integrace FFF-MALS pro kvantifikaci velmi velkých agregátů bez stacionární fáze
• Automatizace a vysokoprostorový screening vzorků
• Použití pokročilých datových analýz a umělé inteligence pro prediktivní modelování chování biomolekul

Závěr

XBridge Premier kolony v kombinaci s MALS a dRI detektory poskytují vylepšenou chromatografii a robustní multiatributovou kvantifikaci biologických léčiv a vektorů genové terapie. Platformní přístup minimalizuje potřebu optimalizace metod a zvyšuje efektivitu výzkumu i QA/QC procesů.

Reference

1. Liu J. Eris T. Li C. Cao S. Kuhns S. Assessing Analytical Similarity of Proposed Amgen Biosimilar ABP 501 to Adalimumab. BioDrugs 30 321–338 (2016).
2. Troxell B. et al. Application of Size Exclusion Chromatography with Multiangle Light Scattering in the Analytical Development of a Preclinical Stage Gene Therapy Program. Hum Gene Ther 34 325–338 (2023).
3. Fu Y. et al. Comprehensive biophysical characterization of AAV AAVR interaction uncovers serotype and pH dependent interaction. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 234 115562 (2023).
4. Bartalis J. et al. AN2004: Why and how to quantify AAV aggregates by FFF MALS.
5. Bian J. Gobalasingham N. Purchel A. Lin J. The Power of Field Flow Fractionation in Characterization of Nanoparticles in Drug Delivery. Molecules 28 4169 (2023).