Host Cell Protein Analysis Using Agilent AssayMAP Bravo and 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF
Aplikace | 2018 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Biologická léčiva, zejména monoklonální protilátky, se vyrábějí v kultivovaných buňkách, což může vést k přítomnosti stopových hostitelských proteinů (HCP) v konečném produktu. Díky jejich možnému vlivu na bezpečnost a účinnost léčiv musí být HCP přesně monitorovány a kontrolovány v souladu s regulačními požadavky. Tradiční ELISA poskytuje celkovou kvantifikaci HCP, neumožňuje však identifikaci jednotlivých proteinů a postrádá dostatečnou analytickou specifičnost a pokrytí.
Cílem studie bylo představit plně automatizovaný workflow pro analýzu HCP v léčebných proteinech kombinující:
Workflow byl ověřen na modelu lidského IgG1 mAb spikovaného proteinovým mixem UPS2 v poměru 1:1 000 (w/w) a na kontrolním vzorku bez spikování.
Sample preparation proběhla na platformě AssayMAP Bravo:
LC-MS/MS analýza:
Data processing:
1) Iterative MS/MS versus Auto MS/MS (bez offline frakcionace):
2) On-cartridge HPRP frakcionace:
3) Semikvantifikace:
Metoda nabízí plně automatizovanou, vysoce reprodukovatelnou a citlivou platformu pro profilování HCP v bioterapeutikách. Umožňuje identifikaci i semikvantifikaci stopových proteinů v rozsahu jednotek ppm, podporuje splnění regulačních požadavků i validaci výrobních procesů. Díky modularity přístrojů a software lze workflow snadno rozšířit pro další typy analýz.
Očekávají se další vylepšení v oblasti datově nezávislé akvizice (DIA), hlubší frakcionace a integrace umělé inteligence pro automatickou interpretaci spekter. Rozšíření cartridgí o specifické afinity (glykoproteiny, fosfoproteiny) a kombinace s kvantitativními stable-isotope technikami mohou dále zvýšit pokrytí a přesnost analýz HCP.
Představený workflow propojuje automatizované mikrochromatografické zpracování vzorku, citlivou LC-Q-TOF akvizici s Iterative MS/MS a pokročilý softwarový nástroj pro důkladnou identifikaci a semikvantifikaci HCP. Metoda splňuje požadavky vysoké citlivosti, širokého dynamického rozsahu a reprodukovatelnosti potřebné pro QC bioterapeutik.
1. ICH Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products.
2. Agilent Technologies, Automation for LC/MS Sample Preparation: High Throughput In-Solution Digestion and Peptide Cleanup Enabled by the Agilent AssayMAP Bravo Platform, publication number 5991-2957EN.
3. Agilent Technologies, Automation of Sample Preparation for Accurate and Scalable Quantification and Characterization of Biotherapeutic Proteins Using the Agilent AssayMAP Bravo Platform, publication number 5991-4872EN.
4. Agilent Technologies, Agilent AssayMAP Bravo Technology Enables Reproducible Automated Phosphopeptide Enrichment from Complex Mixtures Using High Capacity Fe(III)-NTA Cartridges, publication number 5991-6073EN.
Příprava vzorků, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Biologická léčiva, zejména monoklonální protilátky, se vyrábějí v kultivovaných buňkách, což může vést k přítomnosti stopových hostitelských proteinů (HCP) v konečném produktu. Díky jejich možnému vlivu na bezpečnost a účinnost léčiv musí být HCP přesně monitorovány a kontrolovány v souladu s regulačními požadavky. Tradiční ELISA poskytuje celkovou kvantifikaci HCP, neumožňuje však identifikaci jednotlivých proteinů a postrádá dostatečnou analytickou specifičnost a pokrytí.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo představit plně automatizovaný workflow pro analýzu HCP v léčebných proteinech kombinující:
- platformu Agilent AssayMAP Bravo pro přípravu a frakcionaci peptidů,
- LC-MS/MS systém Agilent 6545XT AdvanceBio Q-TOF se standardním průtokem,
- vendor-neutral software Protein Metrics (Byonic/Byologic) pro identifikaci a semikvantifikaci.
Workflow byl ověřen na modelu lidského IgG1 mAb spikovaného proteinovým mixem UPS2 v poměru 1:1 000 (w/w) a na kontrolním vzorku bez spikování.
Použitá metodika a instrumentace
Sample preparation proběhla na platformě AssayMAP Bravo:
- redukce, alkylace a tryptické štěpení proteinu,
- desalting a vysokofázová (HPRP) frakcionace na RP-S cartridgích (6 frakcí, pH 10, krokový gradient acetonitrilu),
- automatizované plnění a vymývání cartridgí.
LC-MS/MS analýza:
- Agilent 1290 Infinity II LC System s AdvanceBio Peptide Plus kolónou (2,1 × 150 mm, 2,7 µm), 60min gradient, 0,4 mL/min, 60 °C,
- Agilent 6545XT AdvanceBio Q-TOF se zdrojem Dual Jet Stream ESI, MS rozsah 250–1 700 m/z, MS/MS rozsah 50–1 700 m/z, dynamická exkluze, úzká izolační šířka (~1,3 m/z),
- dvojí režim DDA: klasický Auto MS/MS a inovativní Iterative MS/MS pro opakované zařazování nízceobsažených prekurzorů.
Data processing:
- Byonic Preview pro optimalizaci hledacích parametrů,
- hledání proti databázi Uniprot CHO K1 rozšířené o sekvence mAb a UPS2,
- Byonic s nastavením semispecific trypsin, 20 ppm tolerance prekurzoru, 30 ppm fragmentu, fixní alkylace C, variabilní modifikace (ox. Met, deamidace),
- Byologic pro filtrování (min. skóre 150) a semikvantifikaci pomocí normalizovaného XIC.
Hlavní výsledky a diskuse
1) Iterative MS/MS versus Auto MS/MS (bez offline frakcionace):
- Iterative MS/MS zvýšilo počet unikátních peptidů detekovaných ze spikovaných proteinů (např. albumin: 46 vs. 43 peptidů),
- všechny proteiny nad 8 ppm byly identifikovány s vysokou důvěrou (min. 2 unikátní peptidy),
- vynikající reprodukovatelnost retence (RSD 1,2–10,3 %) i intenzit napříč třemi injekcemi.
2) On-cartridge HPRP frakcionace:
- 6 frakcí zlepšilo separaci peptidů a rozšířilo dynamický rozsah,
- všechny UPS2 proteiny nad 2 ppm byly detekovány (více než 3× více peptidů u nízceobsazených proteinů),
- identifikováno >138 endogenních CHO HCP vs. 38 bez frakcionace.
3) Semikvantifikace:
- normalizovaný XIC koreloval s naměřenou koncentrací spikovaných proteinů,
- workflow umožňuje odhad relativní abundance HCP bez standardních křivek.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí plně automatizovanou, vysoce reprodukovatelnou a citlivou platformu pro profilování HCP v bioterapeutikách. Umožňuje identifikaci i semikvantifikaci stopových proteinů v rozsahu jednotek ppm, podporuje splnění regulačních požadavků i validaci výrobních procesů. Díky modularity přístrojů a software lze workflow snadno rozšířit pro další typy analýz.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávají se další vylepšení v oblasti datově nezávislé akvizice (DIA), hlubší frakcionace a integrace umělé inteligence pro automatickou interpretaci spekter. Rozšíření cartridgí o specifické afinity (glykoproteiny, fosfoproteiny) a kombinace s kvantitativními stable-isotope technikami mohou dále zvýšit pokrytí a přesnost analýz HCP.
Závěr
Představený workflow propojuje automatizované mikrochromatografické zpracování vzorku, citlivou LC-Q-TOF akvizici s Iterative MS/MS a pokročilý softwarový nástroj pro důkladnou identifikaci a semikvantifikaci HCP. Metoda splňuje požadavky vysoké citlivosti, širokého dynamického rozsahu a reprodukovatelnosti potřebné pro QC bioterapeutik.
Reference
1. ICH Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products.
2. Agilent Technologies, Automation for LC/MS Sample Preparation: High Throughput In-Solution Digestion and Peptide Cleanup Enabled by the Agilent AssayMAP Bravo Platform, publication number 5991-2957EN.
3. Agilent Technologies, Automation of Sample Preparation for Accurate and Scalable Quantification and Characterization of Biotherapeutic Proteins Using the Agilent AssayMAP Bravo Platform, publication number 5991-4872EN.
4. Agilent Technologies, Agilent AssayMAP Bravo Technology Enables Reproducible Automated Phosphopeptide Enrichment from Complex Mixtures Using High Capacity Fe(III)-NTA Cartridges, publication number 5991-6073EN.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Quantification of Host Cell Protein Impurities Using the Agilent 1290 Infinity II LC Coupled with the 6495B Triple Quadrupole LC/MS System
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biotherapeutics Quantification of Host Cell Protein Impurities Using the Agilent 1290 Infinity II LC Coupled with the 6495B Triple Quadrupole LC/MS System Authors Linfeng Wu and Yanan Yang Agilent Technologies, Inc. Santa Clara, CA, USA Introduction Host Cell…
Klíčová slova
protein, proteinsil, silpeptide, peptideskyline, skylinecounts, countstargeted, targetedamol, amolassaymap, assaymappeptides, peptideshcp, hcpquantification, quantificationvfdviir, vfdviirdpgvldr, dpgvldrllleyleek, llleyleekbravo
Quantification of Host Cell Protein Impurities using the Agilent 6495C Triple Quadrupole LC/MS
2020|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Pharma & Biopharma Quantification of Host Cell Protein Impurities using the Agilent 6495C Triple Quadrupole LC/MS Author Linfeng Wu Agilent Technologies, Inc., Abstract This Application Note describes a method for sub-ppm host cell protein quantification in a mAb…
Klíčová slova
amol, amolpeptide, peptideprotein, proteinhcp, hcpsil, silhost, hostagilent, agilentlloq, lloqskyline, skylinequantification, quantificationppm, ppmdpgvldr, dpgvldrassaymap, assaymapresponses, responsesmasshunter
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
LC/MS/MS Peptide Mapping Comparison of Innovator and Biosimilars of Rituximab
2019|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Biotherapeutics and Biosimilars LC/MS/MS Peptide Mapping Comparison of Innovator and Biosimilars of Rituximab Author Suresh Babu C.V. Agilent Technologies, Inc. Abstract The development and manufacturing of biosimilars require comparability studies with innovator biotherapeutic products. This Application Note presents…
Klíčová slova
innovator, innovatorpeptide, peptidecounts, countschain, chainmapping, mappingbiosimilar, biosimilarcharge, chargeunmodified, unmodifiedptms, ptmsheavy, heavyassaymap, assaymapbiosimilars, biosimilarsttppvldsdgsfflyskl, ttppvldsdgsfflysklmabs, mabsbravo