Fast profiling of the N-glycan population in biotherapeutic antibodies by UHPLC-FLD with MS confirmation

Aplikace | 2017 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
HPLC, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Glykosylace hraje klíčovou roli v biologické aktivitě a kvalitě monoklonálních protilátek. Přesné stanovení profilu N-glykanů je nezbytné pro zajištění bezpečnosti, účinnosti a shody s regulačními normami (ICH Q5E Q6B, USP 129). Rychlá a robustní analytika glykoform přispívá k vývoji biosimilars, kontrole jakosti a klinické diagnostice.

Cíle a přehled studie / článku


  • Vyvinout univerzální UHPLC FLD metodu pro rychlou a komplexní profilaci 2 AA a 2 AB značených N glykanů v IgG protilátkách
  • Validovat metodiku na humánní sérum IgG a komerční chimerickou IgG1 mAb (infliximab)
  • Potvrdit glykanové profily pomocí exoglykozidázových enzymatických štěpení a vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie HRAMS MS
  • Zvýšit průchodnost a zkrátit dobu analýzy optimalizací kolony a gradientu

Použitá metodika a instrumentace


Workflow zahrnuje enzymatické uvolnění N glykanů pomocí PNGase F, označení fluoroforem 2 AA nebo 2 AB, očistu HILIC SPE a chromatografickou separaci HILIC módem. Strukturální potvrzení proběhlo exoglykozidázovými digesty (ABS, BKF, SPG, GUH) a HRAMS MS.
  • Thermo Scientific Vanquish Horizon UHPLC FLD
  • Accucore 150 Amide HILIC kolony (2.1×250 mm, 2.1×150 mm, 2.1×50 mm)
  • Thermo Scientific Q Exactive Plus Hybrid Quadrupole Orbitrap MS
  • Thermo Scientific SpeedVac Concentrator
  • Centrifugační filtry 10 kDa, PCR inkubátor

Hlavní výsledky a diskuse


  • Humánní sérum IgG: detekováno 18 rozlišených glykanů s biantennárními strukturami, variabilní fukózou, galaktózou, bisekcí a nízkou úrovní sialylace.
  • Komerční infliximab: identifikováno 24 chromatografických vrcholů a 38 odlišných glykoform díky kombinaci UHPLC FLD a HRAMS. Struktury potvrzeny sekvenčními exoglykozidázovými digesty.
  • Zkrácení délky kolony z 250 mm na 150 a 50 mm umožnilo zkrácení doby analýzy na 15 minut při přijatelné ztrátě rozlišení.
  • Exoglykozidázové štěpení ukázalo selektivity enzymů: ABS odstraňuje sialové kyseliny, BKF fukózu, SPG galaktózu a GUH GlcNAc.
  • HRAMS poskytla přesné molární hmotnosti a jednoznačnou identifikaci oligosacharidů.

Přínosy a praktické využití metody


  • Vysoká citlivost a reproducibilita umožňují detekci minoritních glykoform.
  • Rychlá analýza zkracuje dobu kontroly jakosti v bioprocesu.
  • Metoda je vhodná pro rutinní monitoring biosimilars, QA QC laboratoře a vývoj nové generace bioterapeutik.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Další miniaturizace a multiplexní vysokopropustné formáty pro screening velkého počtu vzorků.
  • Integrace s automatizovanými platformami a on-line hyphenace s MS MS pro detailní studium isomerů.
  • Využití strojového učení pro rychlou interpretaci glykoformových profilů a predikci biologické aktivity.

Závěr


Představený workflow kombinuje UHPLC FLD a HRAMS pro rychlou, citlivou a spolehlivou analýzu N glykanů v monoklonálních protilátkách. Metoda nabízí vysokou průchodnost, detailní strukturovou charakterizaci a splňuje požadavky moderního QA QC v biotechnologickém průmyslu.

Reference


  • Jenkins N, Murphy L, Tyther R. Post-translational Modifications of recombinant proteins: significance for Biopharmaceuticals. Mol Biotechnol. 2008;39:113-118.
  • Costa AR, Rodrigues ME, Henriques M, Oliveira R, Azeredo J. Glycosylation: impact, control and improvement during therapeutic protein production. Crit Rev Biotechnol. 2014;34:281-299.
  • Jefferis R. Glycosylation as a strategy to improve antibody-based therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2009;8:226-234.
  • Reusch D, Tejada ML. Fc glycans of therapeutic antibodies as critical quality attributes. Glycobiology. 2015;25(12):1325-1334.
  • European Medicines Agency. Guideline on Development, Production, Characterization and Specifications for Monoclonal Antibodies and Related Products. EMEA CHMP BWP 157653 2007. 2008.
  • ICH Q6B: Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological Biological Products. 1999.
  • Hunziker H. Genetic defects in the human glycome. Nat Rev Genet. 2006;7:537-551.
  • Adamczyk B, Tharmalingam T, Rudd PM. Glycans as cancer biomarkers. Biochim Biophys Acta. 2012;1820:1347-1353.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Comprehensive protein glycosylation comparison of an innovator monoclonal antibody to a candidate biosimilar by HILIC UHPLC analysis
An ultrafast, batch-to-batch comparison of monoclonal antibody glycosylation
Accurate and precise quantification of mAb-released N-glycans with an amide HILIC column
Thermo Bio LC Columns - See your protein therapeutics in high resolution
Thermo Bio LC Columns - See your protein therapeutics in high resolution
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace