GLP-1 Analog: Accelerating Method Development and Manufacturing with LC-UV/MS

Význam tématu

Regulace glukagon-like peptide-1 (GLP-1) hraje klíčovou roli v léčbě diabetu 2. typu a obezity. Analýza GLP-1 analogů je náročná vzhledem ke komplexním modifikacím aminokyselin a konjugaci s mastnými kyselinami, které zvyšují stabilitu léčiva.
Integrované použití kapalinové chromatografie s UV detekcí a hmotnostní spektrometrie (LC-UV/MS) umožňuje rychlé a citlivé sledování čistoty, degradace a nečistot během vývoje, výroby a stability GLP-1 analogů.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat, jak lze workflow LC-UV/MS využít k:

• urychlení vývoje a validace analytických metod pro GLP-1 analogy,
• detekci a identifikaci degradantů a nečistot během stresových zkoušek,
• podpoře řízení výrobního procesu, uvolňování šarží a stability přípravků.

Studie zahrnuje modelové přípravky exenatidu a tirzepatidu, vystavené oxidačním, termálním a reagenčním stresům.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala:

• Kapalinová chromatografie: ACQUITY Arc™ Premier System s XSelect™ Premier Peptide CSH C18 kolonkou (130 Å, 2,5 µm, 4,6 × 100 mm), teplota 60 °C, objem injekce 10 µl, teplota vzorku 10 °C.
• Detekce UV: PDA detektor (210–400 nm) pro sledování chromatogramů.
• Hmotnostní spektrometrie: ACQUITY QDa™ II Mass Detector pro získání dat BPI, hmotnostních spekter a extrahovaných iontových chromatogramů (XIC).
• Software: Empower™ Chromatography Data System 3.8.1 pro řízení analýzy a zpracování dat.
• Mobilní fáze: voda s 0,1 % formiátovou kyselinou (A) a acetonitril s 0,1 % formiátovou kyselinou (B), gradient od 1 % do 95 % B.

Hlavní výsledky a diskuse

1) Screening nečistot: Orthogonální detekce MSC odhalila v jednom vzorku exenatidu nečistotu s rozdílem +97,1 Da, která nebyla zachytitelná pouhým UV signálem.
2) Stresové zkoušky:

• Oxidativní stres (3 % H₂O₂, 24 h): identifikována čtyři hlavní oxidované formy, posun retenční doby a hmotnostní rozdíly odpovídající oxidacím methioninu a tryptofanu.
• Termální stres (60 °C, 60 dní): rozklad tirzepatidu vedl k odštěpení mastné kyseliny, sledovanému pomocí XIC iontů 342,5 m/z (mastná kyselina) a 1123,5 m/z (zbytek peptidu + linker).

3) Komparativní analýza dodavatelů: UV signál exenatidu z druhého zdroje vykazoval o polovinu nižší intenzitu, MS data prokázala existenci cílené nečistoty pouze v tomto vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrované LC-UV/MS workflow poskytuje rychlou detekci a charakterizaci nečistot i degradantů.
• Umožňuje sledování stability peptidů v reálném čase a optimalizaci výrobního procesu.
• Snižuje riziko opomenutí kritických degradantů při kontrole jak surovin, tak hotových šarží.
• Podporuje splnění regulatorních požadavků (raw material screening, in-process control, lot release, stability).

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření MS detekce v inline režimu, zavádění vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro hlubší identifikaci fragmentů a degradantů a automatizace datových analýz pomocí strojového učení. Také se rozvíjí miniaturizace kapalinových systémů a integrace mikrofluidních prvků pro rychlejší screening peptidů.

Závěr

Implementace LC-UV/MS analýzy, zejména s použitím ACQUITY QDa II Mass Detector, výrazně zvyšuje citlivost a spolehlivost při vývoji a výrobě GLP-1 analogů. Poskytuje komplementární data k UV detekci a zrychluje rozhodovací procesy v laboratoři i výrobě.

Použitá instrumentace

• Waters ACQUITY Arc™ Premier System
• Waters ACQUITY QDa™ II Mass Detector
• Empower™ Chromatography Data System 3.8.1
• XSelect™ Premier Peptide CSH C18 column (130 Å, 2.5 µm, 4.6 × 100 mm)
• PDA detektor (210–400 nm)

Reference

1. D. Han et al. Accelerating Method Development and Manufacturing of GLP-1 Analogs with LC-UV/MS. Application Note 720008800, May 2025, Waters Corporation
2. D. Han et al. Application of LC-UV/MS Workflows to Increase Efficiency in Impurity Profiling, Waters Corporation