Development of Separation Methods for GLP-1 Synthetic Peptides Utilizing a Systematic Protocol and MaxPeak™ High Performance Surface Technology

Význam tématu

Glukagon-like peptid-1 (GLP-1) agonisté představují klíčovou třídu syntetických peptidových léčiv pro terapii typu II diabetu a obezity. S narůstající poptávkou po lécích jako semaglutid roste i potřeba robustních a univerzálních chromatografických metod pro kvalitativní i kvantitativní kontrolu těchto látek a jejich nečistot. Dosud neexistuje jednořešení schopné pokrýt kompletní panel současně předepisovaných GLP-1 peptidů.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo vyvinout reprodukovatelnou HPLC-UV/MS metodu založenou na systematickém protokolu pro separaci a identifikaci široké škály GLP-1 peptidů a jejich příbuzných nečistot. Studie rovněž hodnotila přínosy povrchové technologie MaxPeak High Performance Surface (HPS) oproti standardním nerezovým systémům.

Použitá metodika a instrumentace

Pro vývoj metody byl aplikován MaxPeak Premier Reversed-phase Column Screening Kit s následujícími kroky:

• Předběžný screening čtyř kolon a elučních systémů (TFA vs. kyselina mravenčí / kyselina octová vs. kyselina trifluoroctová).
• Výběr nejlepší kombinace na základě retence, rozlišení a výkonu pro modelové peptidy.
• Optimalizace pomocí fokusního gradientu pro separaci desamido nečistot u glukagonu.

Instrumentace:

• Waters ACQUITY HPLC systém s MaxPeak HPS komponentami
• Kolony XSelect Premier Peptide CSH C18, XBridge Peptide BEH C18
• UV detektor PDA (2998 PDA)
• ACQUITY QDa™ Mass Detector
• Software Empower™ 3.7.0 pro řízení a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

• Z předběžného screeningu byla vybrána kolona XSelect Premier Peptide CSH C18 s kyselinou mravenčí pro nejlepší kompromis rychlosti a rozlišení. Pro glukagon dosáhla nejvyšších chromatografických výšek.
• Optimalizovaný fokusní gradient umožnil plné rozlišení čtyř desamido nečistot glukagonu s potvrzením čistoty píků pomocí PDA peak purity a jednotlivých fragmentů ze hmotnostního detektoru.
• Při porovnání systémů s MaxPeak HPS a tradičních nerezových byly pozorovány:
  – nárůst plošného signálu až o 28 %
  – zvýšení výšky píků až o 51 %
  – snížení tailingu až o 36 %
• Obdobné zlepšení bylo zaznamenáno pro semaglutid (+20 % plocha, +30 % výška) a liraglutid (+28 % plocha, +51 % výška, –13 % tailing).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivou a univerzální analýzu celého spektra současných GLP-1 peptidů i jejich nečistot v jediné chromatografické metodě. Použití MaxPeak HPS minimalizuje interakce peptid–kov a zvyšuje citlivost i reprodukovatelnost analýzy. To zjednodušuje rutinní QC procesy a urychluje validaci farmaceutických produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření protokolu na další peptidové léky a biotechnologické produkty.
• Integrace vysoce rozlišovací hmotnostní spektrometrie pro hloubkovou charakterizaci nečistot.
• Automatizace screeningových protokolů s umělou inteligencí pro rychlejší vývoj metod.
• Využití HPS technologie v mikrofluidních a kapilárních systémech pro minimalizaci spotřeby vzorku.

Závěr

Byla vyvinuta robustní a reprodukovatelná HPLC-UV/MS metoda pro komplexní analýzu GLP-1 syntetických peptidů a jejich nečistot. Systematický protokol v kombinaci s povrchovou technologií MaxPeak HPS přinesl zásadní zlepšení v chromatografických parametrech a usnadnil identifikaci i kvantifikaci cílových peptidů i nežádoucích příbuzných látek.

Reference

1. Holz G, Chepurny O. Glucagon-Like Peptide-1 Synthetic Analogs: New Therapeutic Agents for Use in the Treatment of Diabetes Mellitus. Curr Med Chem. 2003;10(22):2471–83.
2. Wojtara MS, Mazumder A, Syeda Y, Mozgała N. Glucagon-Like Peptide-1 Receptor Agonists for Chronic Weight Management. Adv Med. 2023;2023:9946924.
3. United States Pharmacopeia. Exenatide Injection USP Monograph. 2019.
4. United States Pharmacopeia. Glucagon USP Monograph. 2022.
5. Kuna AK, Ganapathi S, Radha G. RP-HPLC Method Development and Forced Degradation Studies for Semaglutide. Int J Res Pharm Sci. 2019;10(2):865–73.
6. Pedaprolu JN et al. Stability-Indicating RP-HPLC Method for Liraglutide. Eurasian J Anal Chem. 2016;12(2):31–44.
7. Pang E. Assessing Immunogenicity Risk of Peptides: Synthetic Peptide Guidance and PSGs. FDA. 2020.
8. Birdsall R et al. Increasing Recovery and Chromatographic Performance of Acidic Peptides Using ACQUITY Premier. Waters; 2021.
9. Bigos P, Birdsall R, Walter T. MaxPeak Premier Solutions: Improving Consumer Safety Through Innovative Science. Waters; 2021.
10. MaxPeak Premier Peptide Reversed-Phase Column and Method Screening Kit. Waters; 2021.
11. Bao Z et al. Comparison of the Purity and Impurity of Glucagon-for-Injection Products. Scientia Pharmaceutica. 2022;90(2):32.