Uncle

Význam tématu

Studium termální a kolapsní stability biologických makromolekul a vektorů je klíčové pro vývoj stabilních proteinových formulací, vakcín a genových terapií. Rychlá a komplexní charakterizace vlastností jako Tm, Tagg, agregační tendence či únik nukleových kyselin umožňuje předcházet problémům při skladování, transportu a aplikaci léčiv.

Cíle a přehled studie / článku

Účelem předloženého materiálu je představit přístroj „Uncle“ od Unchained Labs, který v jediném zařízení kombinuje fluorescenční spektroskopii, statickou a dynamickou disperzi světla, a umožňuje provést řadu stabilitních experimentů s minimálním objemem vzorku a vysokou kapacitou paralelního měření.

Použitá metodika

Metoda vychází z integrovaného měření:

• Full-spectrum fluorescenční sken: sledování změn tryptofanu, reporterových barviv (SYPRO, SYBR Gold)
• Statická disperze světla (SLS): detekce počátku a pokročilé fáze agregace
• Dynamická disperze světla (DLS): měření hydrodynamického průměru, polydisperzity a termálních změn velikosti
• Isotermální protokoly: dlouhodobé sledování stability při fixní teplotě

Použitá instrumentace

Uncle pracuje s následujícími parametry:

• Minimální objem vzorku: 9 µl v uzavřených kapilárách
• Kapacita: až 48 vzorků na jedno měření
• Teplotní rozsah: 15–95 °C, přesnost ±0,1 °C, ohřev 0,1–10 °C/min
• Fluorescence: spektrální pokrytí 250–720 nm, excitace 266 a 473 nm
• SLS: detekce při 266 nm a 473 nm, citlivost ~15 kDa
• DLS: rozsah průměrů 0,3–1000 nm, přesnost ±2 %, excitace 660 nm
• Rozsah koncentrací: 0,05–300 mg/ml (proteinově závislé), virus ≥5×10¹¹ vg/ml

Hlavní výsledky a diskuse

Demonstrace přístroje ukazuje, že lze v jediné sondě zjistit:

• Teploty tání proteinu (Tm1, Tm2) a teploty agregace (Tagg) souběžně
• Dynamické změny velikosti a polydisperzity během tepelného rampování
• Termální obnovu a viskozitní vlastnosti v reálném čase
• Interakční parametry B22, G22 a kD při různých formulacích
• Stabilitu virových kapsid s detekcí úniku DNA pomocí SYBR Gold

Výsledky potvrzují vysokou citlivost, reprodukovatelnost (<2 % CV pro Tm) a schopnost rychlé selekce optimálních podmínek.

Přínosy a praktické využití metody

Díky integraci tří měřících módů a nízké spotřebě vzorku poskytuje Uncle:

• Úsporu času a materiálu při vývoji biologických léčiv
• Rychlou detekci agregace a destabilizačních jevů
• Možnost předběžných isotermálních testů stability
• Flexibilní workflow pro základní i pokročilé laboratoře QA/QC

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti multiplexních a automatizovaných stabilitních analýz, rozšíření škály detekovaných interakcí a integrace strojového učení pro predikci dlouhodobé stability. Potenciál přístroje spočívá rovněž ve vývoji nových aplikací pro genové vektory, nanomateriály a komplexní biologické mřížky.

Závěr

Přístroj Uncle nabízí jedinečnou kombinaci metod pro komplexní charakterizaci stability proteinů a virových vektorů. Díky možnosti paralelního zpracování a nízkému objemu vzorku představuje efektivní nástroj pro biotechnologický výzkum, vývoj a kontrolu kvality.