ONLINE IEX-MS CHARACTERIZATION AND MONITORING OF MAB CHARGE HETEROGENEITY USING AN OPTIMIZED CATION EXCHANGE RESIN AND COMPACT TOF MASS SPECTROMETER

Význam tématu

Iontově-exchange chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií (IEX-MS) umožňuje přímou detekci a charakterizaci variant náboje u monoklonálních protilátek (mAb). Tyto varianty ovlivňují stabilitu, účinnost a bezpečnost bioterapeutik, proto je jejich rychlé a přesné sledování během vývoje i výroby klíčové.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vytvořit online IEX-MS metodiku pro monitoring heterogenity náboje mAb použitím optimalizované výměnné pryskyřice a kompaktního TOF hmotnostního spektrometru. Studie demonstruje aplikaci na modelových vzorcích NIST mAb, Infliximabu i degradovaném Trastuzumabu.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika kombinuje:

• ACQUITY BioResolve SCX kolonu (2,1×50 mm, 3 µm) s pH/duálním solným gradientem na bázi amonné soli.
• Compact TOF MS (BioAccord™) s RDa detektorem pro zachování „native“ stavu intact mAb a subjednotek.
• IdeS enzymatickou digesti Trastuzumabu na Fc/2 a Fab fragmenty.
• Optimalizované podmínky: teplota 30 °C, flow 0,1 mL/min, gradient 30 min, kapilární napětí 1,5 kV, desolvační teplota 350 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Stresování Trastuzumabu (pH 8, 25 °C, 1 týden) vedlo k nárůstu kyselých variant:

• IdeS fragmenty: +14,1 % kyselých variant v oblasti Fab a +4,5 % ve Fc/2.
• Nonredukované vzorky: +18,7 % kyselých variant celého protilátky.

MS data potvrdila modifikace deamidací a sialylací. Nabídnuté gradientní IEX-MS oddělení umožnilo přímou identifikaci a kvantifikaci bez potřeby odběru frakcí či buffer exchange.

Přínosy a praktické využití metody

Online IEX-MS přináší:

• Vysokou propustnost pro screening variant náboje během stability či QC testů.
• Přímou vazbu chromatografické topografie s hmotnostním spektrem pro spolehlivou identifikaci modifikací.
• Možnost sběru frakcí pro následné peptidové mapování nebo bioanalýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodika se může rozšířit o:

• Automatizovanou frakční izolaci v reálném čase pro hloubkovou charakterizaci.
• Integraci s dalšími dimenzemi chromatografie (2D-LC) pro komplexní profiling.
• Implementaci pro další bioterapeutické modality (bispecifické protilátky, Fc-fúzní proteiny).

Závěr

Vyvinutá IEX-MS metoda s volitelným pH/solným gradientem a kompaktní TOF MS efektivně monitoruje a charakterizuje charge heterogenitu mAb. Přímé měření intact protilátky i subjednotek bez složité přípravy vzorku výrazně zkracuje dobu analýzy a zvyšuje spolehlivost QA/QC procesů.

Reference

1. Yan Y. et al. Anal Chem. 2018;90(21):13013–13020.
2. Leblanc Y. et al. J Chromatogr B. 2017;1048:130–139.
3. Fussl F. et al. Anal Chem. 2018;90(7):4669–4676.
4. Diepold K. et al. PLoS ONE. 2012;7(1):e30295.