Comprehensive Characterization of Monoclonal Antibody and Antibody Drug Conjugate on a Hybrid Quadrupole- Orbitrap Mass Spectrometer

Význam tématu

Charakterizace moderních terapeutických bílkovin, zejména monoklonálních protilátek (mAb) a konjugátů protilátka-lék (ADC), je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a efektivity bioterapeutik. Hmotnostní spektrometrie umožňuje detailní pohled na strukturu, glykosylaci a modifikace molekul v průběhu vývoje i výroby.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo otestovat schopnosti nového přístroje Thermo Scientific Orbitrap Exploris 480 s BioPharma volbou pro kompletní analýzu mAb a ADC. Studie zahrnuje:

• Intaktní hmotnostní analýzu v nativních a denaturačních podmínkách (SEC LC-MS, RP LC-MS)
• Top-down a middle-down analýzu subjednotek (RP LC-MS/MS)
• Peptidové mapování proteolytických fragmentů (SMART Digest kit, RP LC-MS/MS)

Použitá instrumentace

• Orbitrap Exploris 480 Mass Spectrometer s BioPharma Option
• Kapalinová chromatografie SEC a RP LC-MS/MS
• Software BioPharma Finder 3.2 pro zpracování dat

Použitá metodika

Vzorky herceptinu (trastuzumab), standardního mAb a ADC mimiku připravené bez ředění pro intaktní analýzu. Pro subjednotkovou analýzu se použila redukce a enzymatická štěpení (FabRICATOR). Peptidová analýza proběhla po digestu SMART Digest kitem a redukci DTT. Všechny měření byla realizována na jednom přístroji s nastavením rozlišovací schopnosti až 240 000 (m/z 200).

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza intaktního mAb při nativních podmínkách ukázala přesnost hmotnosti do 7 ppm a detailní rozlišení glykoforem. Peptidové mapování poskytlo 100 % pokrytí sekvence. Middle-down přístup dosáhl více než 50 % rozsahu štěpení podjednotek. U ADC byl na základě dekonvoluce ReSpect možné stanovit distribuční poměr lék-to-antibody (DAR) pro 0 až 8 nábojů. Měřena byla také deamidace Asn a Gln zbytků v těžkém řetězci.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje komplexní charakterizaci bioterapeutik na jediné platformě, zrychluje proces kontroly kvality a usnadňuje vývoj ADC. Intuitivní šablony v softwaru snižují čas přípravy analýz.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s automatizovanou přípravou vzorků
• Využití vyšší rozlišovací schopnosti pro detailnější struktury
• Propojení s AI nástroji pro rychlejší interpretaci dat
• Rozšíření aplikací na nové třídy bioterapeutik

Závěr

Orbitrap Exploris 480 s BioPharma volbou prokázal vynikající výkon při full-speed charakterizaci mAb i ADC od intaktní hmotnosti přes subjednotky až po peptidovou úroveň, což usnadňuje vývoj a kontrolu kvalitativních parametrů bioterapeutik.