Quantitation of Chemical-Induced Deamidation and Oxidation on Monoclonal Antibodies
Aplikace | 2018 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Monoklonální protilátky často podléhají chemickým modifikacím, jako je deamidace Asn, izomerizace Asp a oxidace Met, které mohou ovlivnit jejich stabilitu a biologickou aktivitu. Přesná identifikace a kvantifikace těchto změn je zásadní pro kontrolu kritických jakostních atributů (CQA) během vývoje, skladování a formulace bioterapeutik.
Cílem studie je demonstrovat integrovaný workflow pro simultánní identifikaci a kvantifikaci chemicky indukované deamidace a oxidace na rekombinantních monoklonálních protilátkách (mAb) pomocí Agilent AssayMAP Bravo, 1290 Infinity II LC, 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF a softwaru MassHunter BioConfirm.
Deamidace byla indukována inkubací vzorků mAb1 při 37 °C v Tris-HCl (pH 8,7) po 0, 3, 6 a 13 dnech. Oxidace se prováděla inkubací mAb1 a NISTmAb s H2O2 (0–0,2 % v/v) při pokojové teplotě přes noc. Po lyofilizaci následovala redukce, alkylace a trypsinová digesce na platformě AssayMAP Bravo. Peptidy byly separovány na nabitou C18 kolonu (2,1×150 mm, 2,7 µm) s 30minutovým gradientem na 1290 Infinity II LC. MS analýza probíhala na 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF v režimu vysokého dynamického rozsahu (2 GHz) s iterativním MS/MS (MS1 m/z 300–1700, MS2 m/z 50–1700). Data zpracováno v BioConfirm (10 ppm MS1, 20 ppm MS2, semitryptická pravidla, FDR 0,1 %, fixní a variabilní modifikace dle studie).
Chromatogramy potvrdily separaci sedmi forem modelového peptidu GFYPSDIAVEWESNGQPENNYK: nepoškozené a různé deamidované/izomerizované varianty. Lokalizace deamidace byla potvrzena pro Asn389, Asn394 a Asn395 s jednou nepřesností u dvojitých forem. Kvantifikace odhalila nejvyšší míru deamidace na Asn389 (>80 % po 13 dnech), střední na kombinovaných Asn394/Asn395 (~18 %) a nízkou na samostatných místech Asn395. Oxidace Met4 vykazovala rostoucí trend s vyššími koncentracemi H2O2, lišící se mezi mAb1 a NISTmAb.
Popisovaný workflow nabízí plnou automatizaci přípravy vzorků, vysokou selektivitu i citlivost LC/Q-TOF analýzy a pokročilé softwarové nástroje pro přesnou identifikaci a kvantifikaci PTM. Metoda je vhodná pro stresové a forciprové degradace a podporuje QA/QC procesy v biotechnologickém vývoji.
Workflow lze rozšířit na další modifikace (např. glykozylace), zlepšit propustnost analýzy, využít strojové učení pro pokročilé vyhodnocení dat a integrovat do bioprodukčních laboratoří. Standardizace postupu napomůže regulatornímu souhlasu a zefektivnění vývoje nových léčiv.
Integrovaný přístup kombinuje automatizovanou přípravu vzorků, výkonnou LC/MS analýzu a sofistikované zpracování dat pro spolehlivou a reprodukovatelnou charakterizaci deamidace a oxidace mAb. Metoda významně zlepší kontrolu kvality a podpoří inovační procesy v oblasti bioterapeutik.
Příprava vzorků, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Monoklonální protilátky často podléhají chemickým modifikacím, jako je deamidace Asn, izomerizace Asp a oxidace Met, které mohou ovlivnit jejich stabilitu a biologickou aktivitu. Přesná identifikace a kvantifikace těchto změn je zásadní pro kontrolu kritických jakostních atributů (CQA) během vývoje, skladování a formulace bioterapeutik.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie je demonstrovat integrovaný workflow pro simultánní identifikaci a kvantifikaci chemicky indukované deamidace a oxidace na rekombinantních monoklonálních protilátkách (mAb) pomocí Agilent AssayMAP Bravo, 1290 Infinity II LC, 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF a softwaru MassHunter BioConfirm.
Použitá instrumentace
- Agilent AssayMAP Bravo system (G5571AA)
- Agilent 1290 Infinity II LC (pumpa G7120A, multisampler G7167B, termostat G7116B)
- Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF (G6549A) s dual JetStream ESI source (G1958-65268)
- Agilent MassHunter BioConfirm 10.0 software
Metodika
Deamidace byla indukována inkubací vzorků mAb1 při 37 °C v Tris-HCl (pH 8,7) po 0, 3, 6 a 13 dnech. Oxidace se prováděla inkubací mAb1 a NISTmAb s H2O2 (0–0,2 % v/v) při pokojové teplotě přes noc. Po lyofilizaci následovala redukce, alkylace a trypsinová digesce na platformě AssayMAP Bravo. Peptidy byly separovány na nabitou C18 kolonu (2,1×150 mm, 2,7 µm) s 30minutovým gradientem na 1290 Infinity II LC. MS analýza probíhala na 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF v režimu vysokého dynamického rozsahu (2 GHz) s iterativním MS/MS (MS1 m/z 300–1700, MS2 m/z 50–1700). Data zpracováno v BioConfirm (10 ppm MS1, 20 ppm MS2, semitryptická pravidla, FDR 0,1 %, fixní a variabilní modifikace dle studie).
Hlavní výsledky a diskuse
Chromatogramy potvrdily separaci sedmi forem modelového peptidu GFYPSDIAVEWESNGQPENNYK: nepoškozené a různé deamidované/izomerizované varianty. Lokalizace deamidace byla potvrzena pro Asn389, Asn394 a Asn395 s jednou nepřesností u dvojitých forem. Kvantifikace odhalila nejvyšší míru deamidace na Asn389 (>80 % po 13 dnech), střední na kombinovaných Asn394/Asn395 (~18 %) a nízkou na samostatných místech Asn395. Oxidace Met4 vykazovala rostoucí trend s vyššími koncentracemi H2O2, lišící se mezi mAb1 a NISTmAb.
Přínosy a praktické využití metody
Popisovaný workflow nabízí plnou automatizaci přípravy vzorků, vysokou selektivitu i citlivost LC/Q-TOF analýzy a pokročilé softwarové nástroje pro přesnou identifikaci a kvantifikaci PTM. Metoda je vhodná pro stresové a forciprové degradace a podporuje QA/QC procesy v biotechnologickém vývoji.
Budoucí trendy a možnosti využití
Workflow lze rozšířit na další modifikace (např. glykozylace), zlepšit propustnost analýzy, využít strojové učení pro pokročilé vyhodnocení dat a integrovat do bioprodukčních laboratoří. Standardizace postupu napomůže regulatornímu souhlasu a zefektivnění vývoje nových léčiv.
Závěr
Integrovaný přístup kombinuje automatizovanou přípravu vzorků, výkonnou LC/MS analýzu a sofistikované zpracování dat pro spolehlivou a reprodukovatelnou charakterizaci deamidace a oxidace mAb. Metoda významně zlepší kontrolu kvality a podpoří inovační procesy v oblasti bioterapeutik.
Reference
- Huang L. et al. In vivo deamidation characterization of monoclonal antibody by LC/MS/MS. Anal. Chem. 2005, 77(5), 1432–1439.
- Vlasak J. et al. Identification and characterization of asparagine deamidation in the light chain CDR1 of a humanized IgG1 antibody. Anal. Biochem. 2009, 392(2), 145–154.
- Diepold K. et al. Simultaneous Assessment of Asp Isomerization and Asn Deamidation in Recombinant Antibodies by LC-MS following Incubation at Elevated Temperatures. PLoS One 2012, 7(1):e30295.
- Haberger M. et al. Assessment of chemical modifications of sites in the CDRs of recombinant antibodies: Susceptibility vs. functionality of critical quality attributes. MAbs. 2014, 6(2), 327–339.
- Agilent Technologies. Automation of Sample Preparation for Accurate and Scalable Quantification and Characterization of Biotherapeutic Proteins Using the Agilent AssayMAP Bravo Platform. Publ. no. 5991-4872EN.
- Folzer E. et al. Selective Oxidation of Methionine and Tryptophan Residues in a Therapeutic IgG1 Molecule. J. Pharm. Sci. 2015, 104(9), 2824–2831.
- Robinson N.E., Robinson A.B., Merrifield R.B. Mass spectrometric evaluation of synthetic peptides as primary structure models for peptide and protein deamidation. J. Pept. Res. 2001, 57(6), 483–493.
- Robinson N.E., Robinson A.B. Prediction of primary structure deamidation rates of asparaginyl and glutaminyl peptides through steric and catalytic effects. J. Pept. Res. 2004, 63(5), 437–448.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Peptide Mapping and Quantitation of Oxidation and Deamidation in Monoclonal Antibodies
2024|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biopharma/Pharma Peptide Mapping and Quantitation of Oxidation and Deamidation in Monoclonal Antibodies Author Yulan Bian Agilent Technologies, Inc. Abstract This application note demonstrates an integrated workflow of peptide mapping and quantitation of chemical-induced oxidation and deamidation in monoclonal…
Klíčová slova
oxidation, oxidationdeamidation, deamidationcounts, countsmonoclonal, monoclonalpeptide, peptidenistmab, nistmabunmodified, unmodifiedmapping, mappingacquisition, acquisitionquantitation, quantitationmabs, mabssequences, sequencesdeamidated, deamidatedmab, mabrituximab
Enhancing The Quality Of Peptide Mapping Separation For The Analysis Of PTM
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Enhancing The Quality Of Peptide Mapping Separation For The Analysis Of PTM Application Note Biotherapeutics and Biosimilars Author Introduction Suresh Babu C.V. Post-translational modifications (PTMs) on proteins such as monoclonal antibodies (mAbs) are critical quality attributes (CQAs) that define the…
Klíčová slova
peptide, peptidecounts, countsntaylqmnslr, ntaylqmnslradvancebio, advancebiodltmisr, dltmisrmab, mabeeeqynstr, eeeqynstrptms, ptmsdeamidated, deamidatedplus, plusdigest, digestmapping, mappingseparation, separationtryptic, trypticnonoxidized
In-depth Peptide Mapping with Iterative MS/MS Acquisition on the Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q‑TOF
2020|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biotherapeutics and Biosimilars In-depth Peptide Mapping with Iterative MS/MS Acquisition on the Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q‑TOF Authors Introduction Linfeng Wu and David L. Wong Agilent Technologies, Inc. Santa Clara, CA, USA Therapeutic monoclonal antibodies (mAbs) represent one of…
Klíčová slova
ntaylqmnslr, ntaylqmnslriterative, iterativepeptide, peptidemapping, mappingcounts, countsauto, autoacquisition, acquisitionassaymap, assaymapcharge, chargeprecursors, precursorseccs, eccsmass, massbravo, bravoagilent, agilentisoasp
Peptide Mapping of Innovator and Biosimilar Monoclonal Antibody Using an Agilent 1290 Infinity UHPLC Coupled to an Agilent 6550 iFunnel Q-TOF LC/MS System
2017|Agilent Technologies|Aplikace
Peptide Mapping of Innovator and Biosimilar Monoclonal Antibody Using an Agilent 1290 Infinity UHPLC Coupled to an Agilent 6550 iFunnel Q-TOF LC/MS System Application Note Author Introduction Ravindra Gudihal Monoclonal antibodies (mAbs) are becoming one of the important classes of…
Klíčová slova
peptide, peptideinnovator, innovatorbiosimilar, biosimilardeamidation, deamidationcounts, countsdltmisr, dltmisroxidation, oxidationmapping, mappingtrypsin, trypsinunmodified, unmodifiedoxi, oxiions, ionsheight, heightcharge, chargegfypsdiavewesngqpennyk