Protein solutions eBook

Význam tématu

Proteinová terapie je klíčovou oblastí moderní biomedicíny. Geneticky inženýrné lidské proteiny umožňují cílenou modulaci komplexních biologických funkcí. Díky vyšší specifitě a potenciálu pro nižší vedlejší účinky představují proteinové léky významnou alternativu k malým molekulám, ovšem vyžadují přísný analytický dohled a kontrolu během celého výrobního procesu.

Cíle a přehled studie / článku

Tento eBook představuje komplexní přehled analytických workflow navržených pro charakterizaci proteinových bioterapeutik od rané objevné fáze až po uvolnění do QC. Cílem je ukázat výhody a principy jednotlivých přístupů, včetně analýzy intact proteinu, subjednotek, agregátů, posttranslačních modifikací, glykosylace, vzorců disulfidových vazeb, variant náboje a host cell proteinů.

Použitá metodika a instrumentace

V eBooku jsou popsány následující nástroje a techniky:

• Mass spectrometry: Orbitrap Exploris (MX, 240, 480), Q Exactive Plus, Q Exactive UHMR, Orbitrap Ascend Tribrid
• UHPLC systémy: Vanquish (Flex, Horizon, Duo), Neo Nano LC
• Kapalinová chromatografie: reverzní fáze (RP), velikostní exkluze (SEC), iontově výměnná (IEX), HPAE-PAD a IC-CAD pro glykany
• Vzorkové přípravy: SMART Digest, IdeS štěpení, Trajan LEAP HDX, Pierce Fab Preparation Kit
• Software: Chromeleon CDS, BioPharma Finder, Proteome Discoverer, Ardia Platform

Hlavní výsledky a diskuse

Popis jednotlivých workflow:

• Intact protein analysis: rychlá detekce intact hmotnosti, glykoformní heterogenity pod nativními i denaturačními podmínkami
• Subunit analysis: IdeS štěpení a redukce pro rozlišení Fab/Fc fragmentů s dekonvolucí ve BioPharma Finder
• Aggregate analysis: SEC-MS pro kvantifikaci monomerů, fragmentů a agregátů bez potřeby složité přípravy
• Peptide mapping: vysokokapacitní UHPLC-MS/MS pro sekvenční pokrytí, identifikaci PTM a disulfidových vazeb
• Multi-Attribute Method (MAM): jednoprotokolová peptide mapping analýza pro souběžné monitorování kritických atributů a detekci nových špiček
• Charge variant analysis: IEX nebo pH gradientní chromatografie spojená s MS pro sledování variant náboje
• Glycan analysis: uvolněné N-/O-glykany detekované IC nebo UHPLC-MS, kvantifikace glykokonfigurací
• Higher order structure (HDX-MS): sledování konformačních změn a interakcí pomocí vodík-deuterium výměny
• Host cell protein analysis: SMART Digest a HRAM MS pro identifikaci HCP až do sub-ppm úrovní

Přínosy a praktické využití metody

Analytické přístupy popsané v eBooku umožňují:

• Rychlé a spolehlivé hodnocení kvality proteinových léků v různých stupních vývoje
• Detekci mikroheterogenity a kritických kvality atributů (CQA) v souladu s regulačními požadavky
• Úsporu času a nákladů díky integrovaným a automatizovatelným workflow
• Zajištění konzistence výroby, transportu a skladování proteinových bioterapeutik

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Další rozšíření nativních MS metod pro studium protein-protein komplexů
• Integrace umělé inteligence a strojového učení pro pokročilou analýzu spekter
• Digitalizace a propojení LC-MS dat s elektronickými systémy kvality
• Minioaturizace a multiplexní vyšetřovací platformy pro rychlejší screening

Závěr

Komplexní sada analytických workflow pokrývá veškeré potřeby vývoje i rutinní kontroly proteinových bioterapeutik. Vysoké rozlišení, citlivost a robustnost LC-MS řešení Thermo Fisher Scientific přispívají k vyšší efektivitě, spolehlivosti a bezpečnosti při vývoji nových proteinových léčiv.

Reference

• V původním textu nejsou uvedeny explicitní reference.