An Efficient LC/MS Workflow for Identification and Monitoring of Host Cell Proteins for Assisting Monoclonal Antibody Process Development

Aplikace | 2024 | WatersInstrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/HRMS, LC/TOF
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Waters

Význam tématu


Host cell proteins (HCP) jsou stopové nečistoty vznikající při výrobě monoklonálních protilátek. I velmi nízké hladiny (0,1–100 ppm) mohou ovlivnit bezpečnost, imunogenicitu a stabilitu bioterapeutik. Regulátoři proto požadují přesné stanovení a kontrolu HCP během vývoje a výroby.

Cíle a přehled studie


Tato studie představuje dva komplementární workflow pro analýzu HCP pomocí LC-MS:
  • HCP Discovery – neznámé proteiny identifikované pomocí datově nezávislého snímání (MSE) na Xevo G3 QTof a rozsáhlé 90min gradientní separace.
  • HCP Monitoring – cílené sledování známých HCP na platformě BioAccord UPLC-MS s 30min gradientem a zjednodušeným softwarem waters_connect.

Použitá instrumentace


  • UPLC: ACQUITY Premier CSH C18 2,1×150 mm, 1,7 μm, 60 °C, 200 μL/min
  • Mass spectrometry: Xevo G3 QTof pro Discovery, BioAccord LC-MS pro Monitoring
  • Software: Progenesis QI for Proteomics, Byonic, waters_connect, UNIFI

Použitá metodika


Procesní protokol zahrnoval:
  • Odstranění převládající monoklonální protilátky modifikovanou srážkovou a digesční metodou s RapiZyme trypsinem.
  • Spiking standardních proteinových směsí (MIX-4, MIX-5) do NIST mAb pro evaluaci detekčního limitu.
  • Datově nezávislé MSE akvizice: nízkoenergetické a vysokoenergetické fragmentace pro proteomickou identifikaci.
  • Gradientní separace: 90 min pro Discovery, 30 min pro Monitoring.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Discovery workflow identifikoval v NIST mAb nízkomolekulární HCP až do úrovně ~5 ppm, celkem 7 endogenních proteinů (např. aldoláza, adenylát kináza).
  • Výsledky byly ověřeny dvěma vyhledávacími nástroji (Progenesis QIP, Byonic) a kvantifikovány metodou Hi3.
  • Monitoring workflow na BioAccordu sledoval 43 peptidů z pěti standardních proteinů a prokázal citlivost do 5 ppm při vyšší propustnosti (20–50 vzorků).
  • Software waters_connect umožňuje v souladu s regulačními požadavky rutinní kvantifikaci a monitorování ve výrobním prostředí.

Přínosy a praktické využití metody


  • Kompletní přehled HCP ve vývojové fázi umožňuje přesné mapování kontaminant.
  • Rutinní monitoring cílených peptidů zjednodušuje kontrolu kvality v GMP laboratořích.
  • Metody lze aplikovat na různé biorežimy a purifikační protokoly pro optimalizaci procesu.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace iontové mobility pro zlepšení separace a vyšší citlivost.
  • Rozšíření na kvantitativní paralelní reakcní monitoring (PRM/SRM) pro specifické HCP biomarkery.
  • Vývoj datově inteligentních řešení a cloud-based platform pro automatizovanou analýzu a reporting.

Závěr


Dva validované LC-MS přístupy pro analýzu HCP kombinují hlubokou proteomickou identifikaci s vysokou propustností cíleného monitoringu. Obě metody dosahují detekčního limitu ~5 ppm a splňují regulační požadavky pro vývoj i rutinní kontrolu monoklonálních protilátek.

Reference


  • Doneanu CE a kol. Anal Chem, 2015.
  • Huang L. Anal Chem, 2017.
  • Chen IH a kol. Anal Chem, 2020.
  • Yang F a kol. Anal Chem, 2021.
  • Silva JC a kol. Mol Cell Proteomics, 2006.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

AN EFFICIENT LC-MS WORKFLOW FOR IDENTIFICATION AND MONITORING OF HOST CELL PROTEINS FOR ASSISTING MONOCLONAL ANTIBODY PURIFICATION
DATA INDEPENDENT LC-MS ASSAYS FOR IDENTIFICATION, QUANTIFICATION AND MONITORING OF HOST CELL PROTEINS IN MONOCLONAL ANTIBODIES
An Efficient Workflow for Identification and Monitoring of Host Cell Proteins During Monoclonal Antibody Bioprocessing
A Comprehensive Approach for HCP Identification, Quantification, and Monitoring Based on a Single Dimension (1D) LC Separation