Mnova BioHOS

Význam tématu

Monoklonální protilátky (mAb) představují klíčovou třídu bioterapeutik díky své specifické aktivitě proti dříve neléčitelným onemocněním. Kvalitativní a kvantitativní ověření jejich vyšší řádové struktury (HOS) je zásadní pro zajištění biologické aktivity a bezpečnosti finálních produktů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem je představit nové modulární funkce softwaru Mnova BioHOS, vyvinuté ve spolupráci se společností Bruker Biospin, pro efektivní zpracování a analýzu 2D NMR otisků mAb. Studie demonstruje tři klíčové přístupy (ECHOS, CCSD, PCA) na datech z NISTmAb.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorku: validace koncentrace, excipientů a teplotní stability.
• Akvizice: 1H-13C HSQC heterokorelační mapa postranních methylových signálů s podporou NUS a redukcí šumu.
• Instrumentace: vysokopolní NMR spektrometry (700, 800 a 900 MHz, Bruker), výpočtová platforma MestReNova BioHOS.
• Softwareové přístupy: algoritmy ECHOS pro porovnání intenzit, CCSD pro výpočet chemických posunů a PCA pro multivariační analýzu.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda ECHOS: při 37 °C dosáhl korelační koeficient R=0,935, mezi 37 °C a 25 °C R=0,785; odchylky vizualizovány heatmapou.
• CCSD: automaticky spárováno 80 signálů, průměrná odchylka chemických posunů a změny amplitud identifikovaly nejvíce ovlivněné peaky.
• PCA: scores plot ukázal úzké shlukování referenčních spekter a separaci spekter vystavených vyšším teplotám; loadings odhalily klíčové spektrální regiony.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a objektivní kontrola struktury mAb ve vývoji i výrobě.
• Citlivá detekce drobných konformačních změn vlivem stresu či skladovacích podmínek.
• Interaktivní prostředí umožňuje okamžité propojení analytických výsledků s původními spektry.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Validace a implementace v aplikačních laboratořích uživatelů, včetně rutinní QA/QC.
• Rozšíření fingerprintingových nástrojů na další bioterapeutické proteiny a komplexní materiály.
• Integrace cloudových řešení pro sdílení a porovnávání otisků napříč výzkumnými centry.

Závěr

NMR fingerprinting realizovaný v Mnova BioHOS nabízí robustní prostředky pro kvantitativní porovnání 2D spekter monoklonálních protilátek. Kombinace metod ECHOS, CCSD a PCA poskytuje komplexní obraz změn HOS a podporuje nároky moderní QA bioterapeutik.

Reference

1. Hodgson DJ; Ghasriani H; Aubin Y. J. Pharm. Biomed. Anal. 2019, 163, 144.
2. Kiss R; Fizil Á; Szántay C. J. Pharm. Biomed. Anal. 2018, 14, 367.
3. Arbogast LW; Delaglio F; Schiel JE; Marino JP. Anal. Chem. 2017, 89, 11839.
4. Brinson RG et al. MAbs 2018, 11, 94.
5. Amezcua CA; Szabo CM. J. Pharm. Sci. 2013, 102, 1724.