LC/MS, LC/HRMS, LC/TOF
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceWaters
Význam tématu
Sledování modifikací nepaired cysteinů ve variabilní oblasti monoklonálních protilátek je klíčové pro zachování jejich stabilní třetí struktury, biologické aktivity a zajištění shody biosimilárních přípravků s referenčním innovátorem.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem spolupráce mezi Similis Bio a Waters Corporation bylo vyvinout rychlou a spolehlivou LC-MS metodu k identifikaci a kvantifikaci modifikací nepaired cysteinů v porovnání innovátoru a biosimilantů. Studie ukazuje workflow založené na neredukované subunit digesci enzymem FabRICATOR a následné pětiminutové LC-MS analýze.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky mAb byly zpracovány neredukovanou digescí FabRICATOR (5 min, 37 °C). Subunit analýza proběhla na BioAccord LC-MS systému kombinovaném s ACQUITY Premier UPLC a TOF detektorem. Pro potvrzení polohy modifikace bylo použito ne-redukované peptide mappingové štěpení RapiZyme Trypsinem a Xevo G3 QTof s DDA módem.
Použitá instrumentace
- ACQUITY Premier UPLC System s TUV detektorem
- ACQUITY Premier BEH C4 300 Å kolona (2.1×50 mm, 1.7 µm)
- BioAccord LC-MS System s ACQUITY RDa™ detektorem
- FabRICATOR® (Genovis AB) pro subunit digesci
- Waters_connect Informatics Platform s Intact Mass App
- Xevo G3 QTof pro ne-redukované peptide mappingové analýzy
- RapiZyme™ Trypsin pro přímou tryptickou digesci
Hlavní výsledky a diskuse
Po neredukované FabRICATOR digesci se rozlišily dva hlavní subunity: Fc (~25 kDa) a (Fd′+LC)_2 (~100 kDa). Intact Mass App automaticky dekonvolvoval spektra a přiřazoval modifikace (cysteinylace +119 Da, glutathionylace +305 Da, glykace, oxidace). Innovátor vykazoval ~5 % cysteinylace, biosimilanty v širokém rozmezí 16–63 %. Glykace subunity se pohybovala mezi 2–11 %.
Potvrzení lokalizace modifikace proběhlo ne-redukovanou peptide mapping analýzou; disulfidově vázané peptidy (2:T2–2:T7) neselektivně fragmentovány DDA módem potvrdily přítomnost cysteinylace na předpokládaném cysteinu.
Řízené přínosy a praktické využití metody
- Rychlá pětiminutová subunit digescie bez redukce a pětiminutová LC-MS analýza umožňují vysokou propustnost.
- Automatizace datového workflow (Intact Mass App) poskytuje výsledky v reálném čase s minimální manuální úpravou.
- Metoda je vhodná pro rozsáhlé studie vývoje biosimilárních procesů i pro rutinní kontrolu kvality.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozšíření k detekci dalších vzácných modifikací variabilních oblastí protilátek. Integrovaná datová řešení podpoří nasazení v GMP prostředí v rámci kontinuálního monitorování kritických procesních atributů. Kombinace subunit a peptide mappingu může vést k pokročilým multi-atributním metodám (MAM) pro komplexní charakterizaci mAb.
Závěr
Popsaný neredukovaný subunit LC-MS protokol kombinuje rychlou FabRICATOR digesci a BioAccord analýzu s automatizovanou dekonvolucí a reportováním modifikací nepaired cysteinů. Metoda prokázala schopnost citlivě měřit cysteinylaci a glutathionylaci ve vzorcích innovátoru i biosimilantů a splňuje požadavky jak výzkumu, tak kontroly jakosti.
Reference
- 1. Liu H, May K. Disulfide bond structures of IgG molecules: Structural Variations, Chemical Modifications and Possible Impacts to Stability and Biological Function. mAbs. 2012;4(1):17–23.
- 2. Biosimilar Basics for Patients. FDA website. Accessed 7 Nov 2023.
- 3. Banks DD et al. Removal of Cysteinylation from an Unpaired Sulfhydryl in the Variable Region of a Recombinant Monoclonal IgG1 Antibody Improves Homogeneity, Stability, and Biological Activity. J Pharm Sci. 2008;97(2):775–790.
- 4. Ippoliti S, Yu YQ, Ranbaduge N, Chen W. Establishment of a Robust mAb Subunit Product Quality Attribute Monitoring Method Suitable for Development, Process Monitoring, and QC Release. Waters Application Note 70007129. 2021.
- 5. Sokolowska I et al. Subunit Mass Analysis for Monitoring Antibody Oxidation. mAbs. 2017;9(3):498–505.
- 6. Sokolowska I et al. Implementation of a High-Resolution LC-MS Method in Quality Control Laboratories for Release and Stability Testing of a Commercial Antibody Product. Anal Chem. 2020;92:2369–2373.
- 7. Nägeli A, Ekemohn M, Nyhlén H. Automated Middle-level Analysis of Therapeutic mAbs in Complex Protein Samples. Genovis Application Note AN0056.
- 8. Gadgil HS et al. Identification of Cysteinylation of a free Cysteine in the Fab Region of a Recombinant Monoclonal IgG1 Antibody Using Lys-C Limited Proteolysis Coupled with LC/MS Analysis. Anal Biochem. 2006;355:165–174.
- 9. Ippoliti S et al. Versatile and Rapid Digestion Protocols for Biopharmaceutical Characterization Using RapiZyme Trypsin. Waters Application Note 720007840. 2023.
- 10. DeLaney K et al. Applying Peptide Mapping and Multi-Attribute Method Workflow for Biosimilar mAb Drug Products Comparison on the Xevo G3 QTof Platform. Waters Application Note 720007632. 2022.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.