Development of Improved Chromatographic Methods for the Separation of Synthetic Peptides Medications and Associated Impurities

Význam tématu

Glukagon-like peptid-1 (GLP-1) agonisté jsou moderní syntetické peptidové léky využívané při léčbě obezity a diabetu 2. typu. Rostoucí obliba léčiv, jako je semaglutid či liraglutid, zdůrazňuje nutnost robustních analytických postupů pro kontrolu kvality, zejména pro oddělení a detekci cílových peptidů a jejich deamidačních nečistot.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout univerzální HPLC metodu s UV a MS detekcí schopnou bazálně oddělit různé GLP-1 agonisty, glukagon a jejich čtyři běžné desamido nečistoty podle FDA Product Specific Guidelines. Studie využila systematický přístup screeningem více stacionárních fází a mobilních fází k nalezení optimálních chromatografických podmínek.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda byla založena na designu experimentu a následujících krocích:

• Screening stacionárních fází: čtyři C18 kolony (včetně XSelect Premier Peptide CSH C18, XBridge a MaxPeak HPS technologie) s částicemi 2,5 µm (4,6×150 mm).
• Mobilní fáze: A – voda, B – acetonitril; přidání formiové nebo trifluoroctové kyseliny pro optimalizaci retence a selektivity.
• Parametry optimalizace: délka gradientu, teplota kolony, objem injekce a průtok.
• Příprava vzorků: individuální roztoky GLP-1 a přidání vhodných ředidel a aditiv pro stabilitu.
• Detekce: UV (PDA) a hmotnostní spektrometrie (MS) pro potvrzení čistoty a identifikaci nečistot.

Hlavní výsledky a diskuse

Screening ukázal nejlepší výkon na koloně XSelect Premier Peptide CSH C18 s formiovou kyselinou v mobilní fázi, dosahující nejvyššího signálu glukagonu a čisté separace jeho desamido nečistot. Optimalizovaný gradient zajistil bazální oddělení glukagonu a čtyř nečistot vznikajících z deaminace. Aplikace hybridní ethylen-bridged siloxanové úpravné vrstvy (MaxPeak HPS) vedla k navýšení plošného signálu až o 28 %, výšky píku až o 57 % a snížení příčného protržení píků o 13 % ve srovnání s tradičními nerezovými systémy.

Přínosy a praktické využití metody

Tato robustní UHPLC-UV/MS metoda umožňuje:

• Rychlou a spolehlivou kontrolu kvality GLP-1 agonistů a glukagonu v rámci QA/QC laboratoří.
• Citlivou detekci desamido nečistot a potvrzení jejich struktur pomocí MS spektra.
• Univerzální využití pro široké spektrum peptidových léčiv na základě optimalizovaného screeningu stacionární fáze.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na:

• Integraci vyšších tlaků a kratších kolon pro urychlení analýzy.
• Využití novelních materiálů stacionární fáze pro zlepšení selektivity u složitějších peptidových mís.
• Automatizaci přípravy vzorků a využití hyphenovaných technik (LC-MS/MS) pro kvantitativní analýzu v komplexních matricích.

Závěr

Prezentovaná metoda poskytuje efektivní a reprodukovatelný protokol pro kvalitativní a kvantitativní kontrolu GLP-1 agonistů, glukagonu a souvisejících nečistot. Systematický přístup k vývoji a aplikace nových povrchových úprav vedou k výraznému zlepšení chromatografického výkonu.

Reference

• Holz G, Chepurny O. Glucagon-Like Peptide-1 Synthetic Analogs: New Therapeutic Agents for Use in the Treatment of Diabetes Mellitus. Current Medicinal Chemistry. 2003 Nov;10(22):2471–83.
• Wojtara M, Mazumder A, Syeda Y, Mozgała N. Glucagon-Like Peptide-1 Receptor Agonists for Chronic Weight Management. Advances in Medicine. 2023;2023(Article ID 9946924):1–7.
• United States Pharmacopeia. Exenatide Injection USP Monograph. online.uspnf.com. 2019.
• United States Pharmacopeia. Glucagon USP Monograph. online.uspnf.com. 2022.
• Kuna AK, Ganapathi S, Radha G. A Novel RP-HPLC Method Development and Forced Degradation Studies for Semaglutide in API and Dosage Form. Int J Res Pharm Sci. 2019 Apr;10(2):865–73.
• Pedaprolu JN et al. Stability-Indicating RP-HPLC Method for Liraglutide. Eurasian J Anal Chem. 2016 Dec;12(2):31–44.
• Pang E. Assessing Immunogenicity Risk of Peptides: Synthetic Peptide Guidance and PSGs. FDA; 2020.
• Birdsall R et al. Increasing Recovery and Chromatographic Performance of Acidic Peptides Using Waters ACQUITY Premier Solution. Waters Corp; 2021.
• Bigos P, Birdsall R, Walter T. MaxPeak Premier Solutions: Improving Consumer Safety Through Innovative Science. Waters Corp; 2021.