Characterization of Antibody-Drug Conjugate Critical Quality Attributes Using the Agilent Cary 3500 UV-Vis Multizone Temperature Capability

Význam tématu

Antibody‐drug conjugates (ADC) představují perspektivní třídu biologických léčiv s vysokou selektivitou a účinností. Klíčové kvalitativní parametry (CQA), jako je poměr počtu cytotoxických látek na molekulu protilátky (DAR) a míra agregace, významně ovlivňují bezpečnost, účinnost a stabilitu ADC během vývoje i výroby.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo demonstrovat použití spektrofotometru Agilent Cary 3500 UV-Vis Multicell s funkcí Multizone teplotní kontroly pro současné stanovení DAR a indexu agregace ADC. Experiment byl navržen tak, aby ukázal robustnost, rychlost a přesnost této metody při sledování změn kvalitativních atributů ADC v různých podmínkách.

Použitá metodika

Metodu tvoří tyto kroky:

• Příprava vzorků ADC i volné protilátky ve směsných poměrech pro simulaci různých DAR hodnot.
• Měření absorbance při 252 nm (chromofor cytotoxického fragmentu DM1) a 280 nm (protilátka) pro výpočet DAR podle vzorce využívajícího extinkční koeficienty obou složek.
• Současná inkubace a měření ve čtyřech teplotních zónách (60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C) pro sledování vlivu teploty na DAR.
• Stanovení indexu agregace jako poměru absorbance při 350 nm k rozdílu absorbancí 280–350 nm v průběhu času při 90 °C.

Použitá instrumentace

Pro realizaci experimentu byly využity:

• Agilent Cary 3500 UV-Vis Multicell spektrofotometr s osmi pozicemi a funkcí Multizone teplotního ovládání.
• Software Cary UV Workstation verze 1.0.1284 včetně Multizone add-on a výpočtových funkcí pro automatický výpočet DAR a indexu agregace.
• Agilent OpenLab pro zajištění souladu s FDA 21 CFR Part 11.
• Vivaspin 500 (10 kDa MWCO) spin-kolony pro koncentraci vzorků.
• Mili-Q Integral systém s 0,22 μm membránou pro přípravu ultrapure vody.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Vzájemné míchání ADC a volné protilátky vedlo k lineárně měnitelným DAR hodnotám (0 až 3,5) podle poměru složek.
2. S narůstající teplotou od 60 do 90 °C došlo ke snížení naměřeného DAR, což je připisováno částečné agregaci ADC při vyšších teplotách.
3. Při inkubaci při 90 °C se index agregace zvyšoval s časem, což potvrzuje kinetiku teplotou indukované agregace.

Přínosy a praktické využití metody

• Schopnost současného měření čtyř teplotních podmínek zkracuje dobu analýzy a minimalizuje proměnné.
• Automatizované výpočty DAR a indexu agregace zvyšují reprodukovatelnost a snižují riziko lidské chyby.
• Sledování CQA v reálném čase podporuje optimalizaci výrobních procesů a kvalifikaci analytických postupů ve farmaceutické výrobě.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s automatizovanými pracovnimi stanicemi pro vysokopropustné testování a on‐line monitoring výrobního procesu ADC.
• Rozšíření metody o další spektroskopické a chromatografické moduly pro komplexní profilaci QCA.
• Využití pokročilých algoritmů a strojového učení pro predikci stability a kvality ADC na základě spektrálních dat.

Závěr

Studie ukázala, že Agilent Cary 3500 UV-Vis Multicell s Multizone teplotní kontrolou představuje efektivní a uživatelsky přívětivou platformu pro současné stanovení DAR a indexu agregace ADC. Metoda nabízí vysokou přesnost, rychlost a možnost implementace do regulovaných prostředí.

Reference

1. Wag A. et al. Challenges and New Frontiers in Analytical Characterization of Antibody-Drug Conjugates. MAbs. 2018;10(2):222–243.
2. Li W. et al. Antibody Aggregation: Insights from Sequence and Structure. Antibodies (Basel). 2016;5(3):19.
3. Chen Y. Drug-to-Antibody Ratio (DAR) by UV/Vis spectroscopy. Methods Mol. Biol. 2013;1045:267–273.
4. Abedi M. et al. Novel Trastuzumab-DM1 Conjugate: Synthesis and Bio-Evaluation. J. Cell Physiol. 2019;234(10):18206–18213.
5. Padmanaban A., Menon S. Characterization of mAb Aggregation. Agilent Technologies application note, 5991-7971EN, 2020.