Designing a New Particle Technology for Robust Charge Variant Analysis of mAbs

Význam tématu

Analýza nabíjecích variant monoklonálních protilátek (mAb) je klíčová pro hodnocení jejich stability, účinnosti a bezpečnosti. Ionexchanní chromatografie (IEX) představuje standardní metodu pro rozlišení a kvantifikaci nabíjecí heterogenity, která ovlivňuje kvalitu bioléčiv. S rostoucími nároky na přesnost a reprodukovatelnost se však tradiční sorbenty ocitají na hranici svých možností.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo navrhnout a ověřit novou netečnou polymerní technologii částic s průměrem 3 µm a optimalizovanou povrchovou chemií pro robustní IEX analýzu mAb. Autoři vyvinuli sorbent BioResolve SCX mAb s optimálním obsahem sulfonické kyseliny a hydrofobně-hydrofobním poměrem, porovnali jej s konkurenčními fázemi a hodnotili jeho výkon, opakovatelnost, zatížitelnost i dlouhodobou stabilitu.

Použitá metodika a instrumentace

Postup zahrnoval kationtovou IEX chromatografii se solným gradientem na pufru MES pH 6–7, detekci UV (280 nm) a analýzu chromatografických parametrů (p/v, Rs, Pc). Vzorky standardních mAb (NIST mAb RM 8671, adalimumab, trastuzumab, infliximab) byly připraveny ve vodě 18,2 MΩ. HPLC systémy a software:

• ACQUITY UPLC H-Class Bio s titanovým flow cellem (1500 nL)
• BioResolve SCX mAb Columns (3 µm, 4.6 × 50 mm)
• Empower 3 Software
• Porovnávací konkurenční SCX kolony (3 µm, 4.0 × 50 mm)

Hlavní výsledky a diskuse

• Porovnání 3.1 µm vs. 1.7 µm netečných částic ukázalo lepší rozlišení a nižší zpětný tlak u 3 µm varianty.
• Mechanické testy prokázaly stabilitu sorbentu až do 21 000 psi při minimálním nárůstu průtoku.
• Optimalizace hydrofiličnosti povrchu odhalila střední stupeň modifikace jako nejvhodnější pro ostré a vysoce rozlišené píky.
• Srovnání šesti variant sulfonických graftů prokázalo nejlepší poměr retence a rozlišení u graftingu F (p/v = 4.0).
• Reprodukovatelnost retenčních časů (RSD ≤ 3 %) a rozlišení (RSD ≤ 5 %) byla potvrzena na sedmi šaržích a sloupcích.
• Zatížitelnost až 500 µg na 4.6 × 50 mm kolonu vykázala lineární nárůst signálu i zachování rozlišení.
• Lifetimetesting 500 injekcí neovlivnil retenci, rozlišení ani zpětný tlak.
• Nižší carry-over a srovnatelný nebo nižší tlak v porovnání s konkurencí.

Přínosy a praktické využití metody

BioResolve SCX mAb kolony umožňují spolehlivou QC analýzu charge variant ve výzkumu i výrobě bioléčiv. Vysoké rozlišení a robustnost usnadňují frakcionace pro strukturální studie i rutinní monitoring kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace do multidimenzionálních LC–LC-MS workflow pro komplexní proteomické studie.
• Další miniaturizace a akcelerace metody pro vysokoprůtokové screeningy mAb.
• Přizpůsobení povrchových ligandů pro analýzu jiných proteinů a konjugátů.
• Vývoj pH gradientních protokolů pro detailní profilaci variant.

Závěr

BioResolve SCX mAb představuje nové řešení pro IEX analýzu monoklonálních protilátek s vynikajícím rozlišením, mechanickou stabilitou, opakovatelností a zatížitelností. Jeho nasazení podpoří detailní charakterizaci a spolehlivý monitoring charge variant v biotechnologickém a farmaceutickém sektoru.

Reference

1. Auclair J. R., Rathore A., Krull I. Charge-Variant Profiling of Biopharmaceuticals. LCGC. 2018, 36(1).
2. Stowers D. J. et al. High-Resolution Chromatography of Nucleic Acids on the Gen-Pak FAX Column. J. Chromatogr. 1988, 444, 47–65.
3. Mozhaev V. V. et al. High Pressure Effects on Protein Structure and Function. Proteins. 1996, 24(1), 81–91.
4. Goyon A. et al. Determination of Isoelectric Points and Relative Charge Variants of 23 Therapeutic Monoclonal Antibodies. J. Chrom. B. 2017, 1065–1066, 119–128.