Speed up and simplify formulation screens with Big Tuna and Stunner

Význam tématu

Vysoce výkonné a konzistentní screeningové metody pro formulaci biologik jsou klíčové pro urychlení vývoje léčiv. Automatizace výměny pufrů a rychlé hodnocení stability proteinů šetří čas, materiál a snižuje variabilitu manuálních postupů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace je demonstrovat, jak kombinace automatizovaného systému Big Tuna pro výměnu pufrů a multimodálního analyzátoru Stunner zjednodušuje a urychluje formulaci a developabilitní screening monoklonálních protilátek. Ukázalo se, že lze simultánně zpracovat až 96 vzorků s minimálním objemem a rukou doteku.

Použitá metodika a instrumentace

• Big Tuna: automatizované UF/DF s orbitalním mícháním a tlakem; formáty Unfilter 96 (100–450 µl) a 24 (0,45–8 ml), volitelné MWCO membrány.
• Stunner: kombinované měření UV/Vis absorbance pro koncentraci a DLS/SLS pro hydrodynamický průměr, polydisperzitu (PDI), difuzní interakční parametr kD a druhý virialový koeficient B22 na vzorcích 2 µl.

Hlavní výsledky a diskuse

• Výměna pufru Big Tuna dosáhla ≥90 % recovery u 15 z 16 formulací čtyř mAb (mAb1, mAb2, adalimumab, trastuzumab) v 10 mM histidinu pH 6 s 0,001 % PS80 a různými excipienty.
• DLS na Stunneru potvrdilo monodisperzitu (10–12 nm, PDI ≤ 0,1) ve formulacích s NaCl a argininem. Formulace se sacharózou vykazovaly vyšší průměr a PDI, zejména adalimumab (71 nm, PDI 0,14) naznačující agregaci.
• B22 a kD: nejpozitivnější hodnoty (nejnižší sklon ke shlukování) pro jednotlivé mAb byly zjištěny v těchto formulacích – mAb1 se sacharózou, mAb2 se sacharózou+argininem, trastuzumab se sacharózou; adalimumab vykazoval negativní B22 a kD ve všech testovaných poměrech.

Přínosy a praktické využití metody

Integrovaný workflow Big Tuna + Stunner zkracuje čas přípravy vzorků, eliminuje manuální chyby, minimalizuje spotřebu materiálu a poskytuje rychlá data o koncentraci, recovery, velikosti, PDI a kolloidní stabilitě. To usnadňuje rozhodování při výběru nejstabilnější formulace v raných fázích vývoje.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj miniaturizovaných a plně automatizovaných platforem pro komplexní charakterizaci proteinů zaměřených na vysoké propustnosti v kombinaci s AI-driven analýzou dat slibuje další zvýšení efektivity formulací. Integrace dalších analytických technik (např. malá úhlová rentgenová difrakce) by mohla rozšířit profilování stability.

Závěr

Kombinace Big Tuna a Stunner představuje robustní řešení pro rychlý, konzistentní a názorný formulaci screening biologik. Automatizace výměny pufru i pokročilá DLS/UV/Vis analýza umožňují efektivněji identifikovat optimální formulace s minimalizovanou agregací a maximální stabilitou.

Reference

1. Kaszuba M., et al. Measuring sub nanometre sizes using dynamic light scattering. Journal of Nanoparticle Research. 2008;10(5):823–829.
2. Connolly B.D., et al. Weak interactions govern the viscosity of concentrated antibody solutions: High-throughput analysis using the diffusion interaction parameter. Biophysical Journal. 2012;103(1):69–78.
3. Wilson W., et al. Colloidal Behavior of Proteins: Effects of the Second Virial Coefficient on Solubility, Crystallization and Aggregation of Proteins in Aqueous Solution. Current Pharmaceutical Biotechnology. 2006;6(6):427–436.