Driving the Field of Oligonucleotide Therapeutics

Význam tématu

Bioaktivní oligonukleotidy představují inovativní třídu terapeutik umožňující cílenou modulaci genové exprese a proteinových interakcí.
Analytická charakterizace a purifikace jsou klíčové pro zajištění vysoké čistoty, stability a biologické účinnosti léčiv na bázi oligonukleotidů.

Cíle a přehled článku

Tento eBook popisuje kompletní vývojový cyklus oligonukleotidových terapeutik:

• Identifikaci výzev při syntéze a výrobě (nečistoty, výtěžnost, škálovatelnost).
• Řešení pro surovinnou analýzu, čistotu, potvrzení sekvence a struktury.
• Přechod od analytických metod k preparativní purifikaci a cGMP výrobě API.

Použitá metodika

Popis hlavních metod:

• Solid-fázová fosforamiditová syntéza: cykly detritilace, coupling, oxidace/sulfurizace a capping.
• Chromatografie (HPLC/UHPLC, IP-RP, SAX) spojená s UV, elektrosprejovou MS a TOF pro čistotu i nečistoty.
• GC/GC-MS pro stanovení zbytkových rozpouštědel dle ICH Q3C, ICP-MS pro prvkové nečistoty dle ICH Q3D.
• Kapilární elektroforéza a teplotní denaturace UV/VIS pro potvrzení struktury a homogennosti.

Použitá instrumentace

• Ramanový spektrometr Vaya, FTIR Cary 630
• LC systémy 1260/1290 Infinity II Bio-LC s UHPLC kolony AdvanceBio a PLRP-S, Bio-SAX, PL-SAX
• MS přístroje SQ MS, 6230B TOF LC/MS, 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF, 5977 GC/MSD
• GC systémy 8890 Intuvo s 8697 headspace, ICP-MS 7850 a 7900, UV/VIS Cary 3500, Oligo Pro II CE

Hlavní výsledky a diskuse

Workflow řešení pro oligo analýzu ukázala, jak efektivně:

• Detekovat suroviny a kontaminanty přímo v obalech bez otevírání (Raman, FTIR).
• Dosahovat vysokého rozlišení separací a identifikace nečistot na úrovni jednoho nukleotidu (LC/MS, CE).
• Automatizovat dekonvoluční analýzu sekvence a modifikací pomocí softwaru MassHunter BioConfirm.
• Optimalizovat škálování z analytické metody na preparativní purifikaci s udržením čistoty a výtěžku.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá kontrola kvality surovin a meziproduktů, snížení rizika carry-over nečistot.
• Spolehlivá verifikace a potvrzení identity lékových kandidátů před studií stability a biologickou testací.
• Efektivní přechod od vývoje k výrobě API ve shodě s regulačními požadavky ICH/USP/EMA.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj nových nosičů (GalNAc konjugáty, LNP) pro cílenou distribuci a zlepšení buněčné penetrace.
• Integrace AI a strojového učení pro rychlejší návrh a interpretaci analytických dat.
• Standardizace metodiky a regulačních rámců pro urychlení schvalovacích procesů.
• Rozšíření kapacit cGMP výroby pro komerční nasazení oligo terapeutik.

Závěr

Komplexní řešení Agilent umožňuje pokrýt všechny etapy vývoje oligonukleotidů od surovinové kvalifikace přes detailní analýzu a sekvenční potvrzení až po preparativní purifikaci a cGMP výrobu API. Implementace těchto metod zvyšuje kvalitu, bezpečnost a regulační shodu oligo terapeutik, což významně zkracuje čas potřebný k uvedení nových léčiv na trh.

Reference

1. Roberts TC, Langer R, Wood MJA. Advances in oligonucleotide drug delivery. Nat Rev Drug Discov. 2020;19:673–694.
2. Crooke ST. Molecular Mechanisms of Antisense Oligonucleotides. Nucleic Acid Ther. 2017;27(2):70–77.
3. Egli M, Manoharan M. Chemistry, structure, and function of approved oligonucleotide therapeutics. Nucleic Acids Res. 2023;19(6):2529–2573.
4. Agilent Technologies. Analysis of lipid nanoparticle composition: Quaternary method. Agilent Application Note. 2021.
5. Moumne L, Marie A, Crouvezier N. Oligonucleotide Therapeutics: From Discovery and Development to Patentability. Pharmaceutics. 2022;14(2):260.
6. ICH Expert Working Group. ICH Q3C(R6): Guidelines for Residual Solvents. ICH; 2016.
7. ICH Expert Working Group. ICH Q3D(R1): Guideline for Elemental Impurities. ICH; 2019.
8. Beaucage SL, Caruthers MH. Deoxynucleoside phosphoramidites – key intermediates for deoxypolynucleotide synthesis. Tetrahedron Lett. 1981;22(20):1859–1862.
9. Gait MJ, Sheppard RC. Rapid synthesis of oligodeoxyribonucleotides: a new solid-phase method. Nucleic Acids Res. 1977;4(4):1135–1158.
10. Matteucci MD, Caruthers MH. Synthesis of deoxyoligonucleotides on a polymer support. J Am Chem Soc. 1981;103(11):3185–3191.