Integrated Data Analysis of Oligonucleotide Therapeutics Using LC-MS, LC-MS/MS and MALDI techniques

Význam tématu

Moderní oligonukleotidová léčiva, včetně siRNA a anti-sense oligonukleotidů, otevírají nové možnosti terapie onemocnění obtížně cílitelných konvenčními postupy. Pro jejich efektivitu je nezbytné potvrdit přesnou sekvenci a detailní profil nečistot. Integrovaná analýza pomocí LC–MS, LC–MS/MS a MALDI podporuje rychlou a spolehlivou charakterizaci těchto komplexních molekul.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo demonstrovat, jak jednotné softwarové prostředí (LabSolutions Insight Biologics) zefektivňuje zpracování dat z různých hmotnostních analytických technik při analýze fosforothioátových oligonukleotidů (20 mer anti-sense oligo). Studie se zaměřila na:

• Potvrzení molekulové hmotnosti a plné délky produktu.
• Identifikaci a kvantifikaci produktových nečistot.
• Srovnání přístrojových přístupů: nominal mass LC–MS, vysokorozlišovací QTOF LC–MS/MS a MALDI.

Použitá metodika

Pro nominal mass LC–MS byly analyzovány profile data v negativním iontovém režimu v rozmezí m/z 600–2000 (1 s sken, 1429 u/s) pomocí LCMS-2050. Vysokorozlišovací QTOF analýza proběhla na LCMS-9050 s TOF-MS skeny (m/z 550–2500) a deseti DDA MS/MS skeny. MALDI data byla získána na přístrojích MALDI-8030 (THAP matice), MALDI-8020 a MALDImini-1 s ISD MS/MS (HPA matice).

Použitá instrumentace

• Shimadzu Nexera XSTM inert LC s kolonkou Shim-pack Scepter Claris
• LCMS-2050 single quadrupole
• LCMS-9050 QTOF
• MALDI-8030, MALDI-8020, MALDImini-1
• LabSolutions Insight Biologics verze 2.0

Hlavní výsledky a diskuse

Nominal mass LC–MS potvrdila monoisotopní hmotnost 7164,04 Da a odhalila menší nečistoty. High resolution QTOF LC–MS/MS dosáhla >90% pokrytí sekvence pro hlavní produkt (PS20mer) při optimalizované kolizní energii. MALDI analýza ukázala 90% sekvenční pokrytí (ISD spektra zahrnovala w, z, a, d ionty) a podporu nominálního zpracování dat ve stejném softwaru. Integrovaný editor sekvencí umožnil automatizované přiřazení fragmentů i u krátkých či dlouhých odchylek (shortmers, longmers).

Přínosy a praktické využití metody

Jednotné softwarové řešení zkracuje čas potřebný k analýze různých typů MS dat, minimalizuje chybovost při přiřazování sekvencí a standardizuje workflow v QC laboratořích. Umožňuje rychlou validaci nových oligonukleotidových léčiv a podrobné sledování profilů nečistot.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších vysokorozlišovacích hmotnostních analyzátorů.
• Automatizované AI-driven přiřazování sekvencí a predikce nečistot.
• Škálovatelné cloudové zpracování velkých souborů dat v reálném čase.
• Rozšíření podpory pro nové modifikace a hybridní nukleové kyseliny.

Závěr

LabSolutions Insight Biologics představuje efektivní a univerzální platformu pro integrovanou analýzu oligonukleotidových terapeutik. Kombinace LC–MS, LC–MS/MS a MALDI ve spojení s pokročilým zpracováním dat zvyšuje spolehlivost charakterizace sekvencí a nečistot, což významně urychluje vývoj a kontrolu kvality nových léčiv.

Reference

1. Nishi N., Loftus N.J., Ashton S., Uchiyama R., Suzuki T., Nishikaze Y., Fujito. Integrated Data Analysis of Oligonucleotide Therapeutics Using LC-MS, LC-MS/MS and MALDI techniques. Shimadzu Scientific Instruments; Shimadzu MS/BU; Shimadzu Corporation.