Extended Analysis of mAbs Using Ion- Exchange Chromatography on the Alliance™ iS Bio HPLC System

Význam tématu

Ion-exchange chromatografie (IEX) je klíčová metoda pro sledování nabitostních variant monoklonálních protilátek (mAbs), které výrazně ovlivňují stabilitu a účinnost biologických léčiv. V praxi je nutné zajistit vysokou opakovatelnost měření během celého výrobního cyklu i při dlouhodobém monitoringu, aby byl zajištěn konzistentní výkon a kvalita finálních biopreparátů.

Cíle a přehled studie

Studie hodnotí robustnost systému Alliance iS Bio HPLC při kontinuálním provozu po dobu 30 dní. Cílem bylo sledovat opakovatelnost retence, celkové plochy a relativní plochy analytů v testním standardu (3-proteinový IEX Cation Test Standard) a variant Infliximabu. Denně se provádělo zhodnocení chromatografické stability a přesnosti gradientu.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Alliance iS Bio HPLC System vybaven biokompatibilními materiály (titan, MP35N, PEEK, MaxPeak HPS)
• Kolonka BioResolve SCX mAb, 4,6×100 mm, 3 µm
• Autosampler s chlazením vzorku na 6 °C
• Detekce UV při 280 nm, 2 Hz
• Software Empower 3.8.0.1 pro řízení a zpracování dat

Použitá metodika

• Metoda cation-exchange (CEX) se solným gradientem: pufry MES (100 mM), NaCl až do 500 mM
• Quaternární blending mobilních fází pro přesné řízení pH a koncentrace soli během gradientu
• 30denní testovací cyklus: denně 5× standard před a po dávce Infliximabu (3 replikáty), pravidelné výměny mobilních fází a vzorků
• Sledované parametry: doba retence, celková plocha vrcholu, % relativní plocha

Hlavní výsledky a diskuse

Experiment prokázal vysokou opakovatelnost: u testního standardu byly dosaženy RSD retenčních časů ≤0,24 %, celkové plochy ≤5,72 % a relativní plochy ≤4,06 %. Variace Infliximabu hlavních lizynových variant se pohybovaly pod 1,28 % pro % relativní plochu, u nízkoobsahových kyselých a bazických variant pod 5,93 %. Quaternární pumpa zajistila stabilní dodávku vysoce koncentrovaného solného gradientu bez precipitace soli a bez ztráty výkonu systému.

Přínosy a praktické využití metody

• Prodloužená životnost a spolehlivost HPLC systému při analýze biologických vzorků s vysokou solí
• Vysoká reprodukovatelnost výsledků vhodná pro QA/QC procesy v biotechnologické výrobě
• Minimalizace rizika ucpání a precipitace díky inertním a nekorodujícím materiálům
• Kontinuální monitoring nabitostních variant mAb s minimálními odstávkami

Budoucí trendy a možnosti využití

Systém lze rozšířit o vyšší propustnost pro screening většího počtu kandidátů v raných fázích vývoje. Integrace hmotnostní spektrometrie a automatizovaných chemometrických nástrojů může zlepšit hloubkovou charakterizaci variant a zkrátit dobu vývoje nových bioléčiv. Dále se předpokládá implementace vzdáleného monitoringu a prediktivní údržby na základě analýzy výstupních dat.

Závěr

Alliance iS Bio HPLC System prokázal mimořádnou robustnost a reprodukovatelnost při 30denním kontinuálním provozu s vysokým solným gradientem. Metoda umožňuje spolehlivé sledování nabitostních variant mAbs, podporuje stabilitu výrobních procesů a přispívá ke zvyšování kvality biopreparátů.

Reference

1. Fekete S.; Beck A.; Fekete J.; Guillarme D. Method Development for the Separation of Monoclonal Antibody Charge Variants in Cation Exchange Chromatography, Part I: Salt Gradient Approach. J. Pharm. Biomed. Anal. 2015, 102, 33–44.
2. Khawli L.A. et al. Charge Variants in IgG1. mAbs 2010, 2(6), 613–624.
3. Goyon A.; Excoffier M.; Janin-Bussat M.-C.; et al. Determination of Isoelectric Points and Relative Charge Variants of 23 Therapeutic Monoclonal Antibodies. J. Chromatogr. B 2017, 1065–1066, 119–128.
4. Grönberg A. Chapter 18 - Ion Exchange Chromatography. In Biopharmaceutical Processing; Elsevier, 2018; pp 379–399.
5. Spanov B.; Baartmans B.; Olaleye O.; et al. Revealing Charge Heterogeneity of Stressed Trastuzumab at the Subunit Level. Anal. Bioanal. Chem. 2023, 415(8), 1505–1513.