LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníFarmaceutická analýza, Proteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Adeno-asociovaný virus (AAV) představuje klíčový vektor v genové terapii díky své vysoké účinnosti a příznivému bezpečnostnímu profilu. Charakterizace kapidních proteoform VP1, VP2 a VP3 je zásadní pro ověření kvality, bezpečnosti a funkčnosti rekombinantních AAV vektorů. Top-down hmotnostní spektrometrie umožňuje analýzu intact proteoform včetně přímé lokalizace posttranslačních modifikací (PTM).
Cíle a přehled studie / článku
Cílem této studie bylo:
- Demonstrace přínosu využití více komplementárních technik disociace (EThcD, HCD, UVPD) na Orbitrap Ascend Tribrid MS.
- Zvýšení sekvenčního pokrytí a přesná lokalizace fosforylací na AAV6 kapidních proteinech VP2 a potvrzení sekvence truncovaného VP3 clip.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky AAV6 exprimované v line HEK293 byly buffer exchange a koncentrace v prostředí 80 % H₂O/20 % acetonitril s 5 mM TCEP a 0,1 % kyseliny mravenčí. UHPLC separace proběhla na Thermo Scientific Vanquish Horizon systému s C4 kolonou (1 × 100 mm, 300 Å, 1,7 µm) při 80 °C, 50 µl/min, rozpouštědla A (H₂O, 0,1 % DFA) a B (acetonitril, 0,1 % DFA). MS analýzu zajišťoval Orbitrap Ascend Tribrid s ESI (3 500 V, 320 °C kapilára, 125 °C vaporizér), nastavení intactního skenu (800–5 000 m/z, rozlišení 15 000), a top-down MS2: EThcD (8 ms, reagent target 7E5, SA CE 15 %), HCD (CE 25 %), UVPD (25 jednotek). Data zpracováno v BioPharma Finder 5.1.
Hlavní výsledky a diskuse
- Intakt analýza odhalila dvě fosforylované proteoformy VP2 (+1 a +2 fosforylace) a truncovaný VP3 clip.
- Targeted top-down MS s izolací 6 amu umožnil paralelní analýzu VP2 fosfo-proteoform a VP3 clip.
- Fosforylace na Ser-11 a Thr-56 byly jednoznačně lokalizovány pomocí fragment iontů c, b a y z EThcD, HCD a UVPD.
- Kombinací fragmentů z jednotlivých metod se sekvenční pokrytí VP2 zvýšilo z 11–22 % na 45–50 %.
- Pro VP3 clip se sekvenční pokrytí zvýšilo ze 13 % (pouze HCD) na 65 % při kombinaci tří metod.
Přínosy a praktické využití metody
- Spolehlivá lokalizace PTM a potvrzení sekvence intactních proteoform.
- Zvýšená citlivost a rozsah sekvenční detekce nízkoabundantních kapidních proteinů.
- Rychlá a robustní top-down LC-MS analýza vhodná pro QA/QC genových vektorů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se širší integrace více disociačních technik do standardních QC protokolů genové terapie. Další rozvoj automatizovaných workflow a AI-poháněných softwarových nástrojů umožní rychlejší a přesnější interpretaci komplexních proteoform. Rozšiřování metodiky na další serotypy AAV a jiné virové vektory přispěje k optimalizaci genové terapie.
Závěr
Multiplexní top-down MS na Orbitrap Ascend Tribrid významně zvyšuje sekvenční pokrytí a spolehlivou lokalizaci PTM na AAV kapidních proteinech. Přístup umožňuje detailní charakterizaci nízkoabundantních proteoform, čímž podporuje kvalitu a bezpečnost genových vektorů v klinickém i komerčním využití.
Reference
- Samulski RJ, Muzyczka N. AAV-Mediated Gene Therapy for Research and Therapeutic Purposes. Annu Rev Virol. 2014;1(1):427–451.
- Naso MF, Tomkowicz B, Perry WL, Stroh WR. Adeno-Associated Virus (AAV) as a Vector for Gene Therapy. BioDrugs. 2017;31:317–334.
- Dong B et al. Proteomics Analysis of Co-Purifying Cellular Proteins Associated with rAAV Vectors. PLOS ONE. 2014;9(2).
- Popa-Wagner R et al. Impact of VP1-Specific Protein Sequence Motifs on AAV2 Intracellular Trafficking. J Virol. 2012;86(17):9163–9174.
- Van Vliet KM et al. The Role of the AAV Capsid in Gene Transfer. Methods Mol Biol. 2008;437:51–91.
- FDA. Chemistry, Manufacturing, and Control Information for Human Gene Therapy INDs; Guidance for Industry.
- Jin X et al. Direct LC/MS Analysis for Characterization of Recombinant AAV Capsid Proteins. Hum Gene Ther Methods. 2017;28(5):255–267.
- Liu AP et al. Characterization of AAV Capsid Proteins Using HILIC-MS. J Pharm Biomed Anal. 2020;189:113481.
- Kiyonami R et al. Highly sensitive intact mass analysis of AAV capsid proteins using UHPLC-FLD-HRAM MS. Thermo Fisher Sci App Note 000253.
- Kiyonami R et al. AAV capsid protein characterization and HCP profiling using micro-flow UHPLC-Orbitrap MS. App Note 000242.
- Thermo Fisher Scientific. Orbitrap Ascend Tribrid mass spectrometer.
- Thermo Fisher Scientific. Gene Therapy Analysis.
- Srzentić K et al. Characterization of AAV assemblies on UHMR hybrid Q-Orbitrap MS. ASMS 2021 Poster 66125.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.