Conquer ADC stability characterization with Aunty

Význam tématu

Antibody-drug conjugáty (ADC) kombinují cílenou protilátku s vysoce účinným cytotoxickým agens. Tato konjugace však často snižuje termo­stabilitu a zvyšuje sklon k agregaci v důsledku interakcí mezi hydrofobním léčivem a hydrofilními aminokyselinami. Optimalizace formulace ADC vyžaduje rychlou a komplexní charakterizaci jejich konformační a kolidální stability, aby bylo možné vybrat vhodné excipienty pro stabilizaci.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje využití nové 96jamkové platformy Aunty pro simultánní měření termostability a kolidální stability ADC a jejich monoklonálních protilátek (mAb). Hlavními cíli bylo:

• demonstrovat automatizovatelné analýzy SLS, DLS a full-spectrum fluorescence,
• srovnat vliv excipientů (0,9 % NaCl vs. 80 mg/mL sacharózy) na modelové mAb (Herceptin, Kanjinti) a trastuzumabové ADC (Kadcyla, Enhertu),
• vyhodnotit klíčové parametry: kD, B22, Tm, Tagg a Tsize.

Použitá instrumentace

• Platforma Aunty s quartzovou 96jamkovou deskou a řízením teplotního rampu (15–95 °C, 0,1–10 °C/min),
• Detekce statického a dynamického rozptylu světla (SLS, DLS) a full-spectrum fluorescence s LED excitací 280 nm a 470 nm,
• Switchebare pro výměnu pufrů: Big Tuna (buffer exchange),
• Kontrola koncentrace a velikosti na Stunner v quadripliku.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kolido-stabilita: V histidinovém pufru se sacharózou měly všechny proteiny pozitivní kD (odpuzující interakce), v NaCl se chovaly atraktivně (negativní kD), nejvýrazněji Kadcyla a Enhertu. B22 trend koreloval s kD.
• Termostabilita intrinsic fluorescence: Herceptin a Kanjinti vykázaly Tm1 ~71–72 °C (sacharóza) a ~68 °C (NaCl), Tagg ~84 °C vs. ~77 °C. Kadcyla a Enhertu byly méně stabilní (nižší Tm, nižší Tagg a větší agregáty v NaCl).
• Reporter dye (SYPRO Orange): Umožnil identifikovat Tm i u vzorků s rušivou fluorescencí ADC; Tm2 se pohybovaly mezi 79 až 82 °C se sacharózou a klesaly při použití NaCl.
• Velikost agregátů (Tsize): Maxima z DLS ukázala, že agregáty v NaCl dosahují >1 000 nm, zatímco se sacharózou zůstávají do ~18 nm.

Přínosy a praktické využití metody

Platforma Aunty umožňuje vysokopropustnou, automatizovatelnou a multifaktoriální charakterizaci stability ADC a mAb na jedné desce s minimálním odběrem vzorku (8 µL). Kombinace SLS, DLS a fluorescence šetří čas i materiál a poskytuje komplexní profil rozvojové připravenosti biologik.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření o další fluorescentní sondy a multiwavelength analýzu pro ADC s růz­nými payloady,
• Implementace pokročilých algoritmů pro predikci stability na základě strojového učení,
• Integrace do konvečník výrobních linkách pro on-line monitoring stability v reálném čase,
• Platforma pro další biologické modality (bispecifické protilátky, proteiny s fúzemi apod.).

Závěr

Studie demonstrovala, že Aunty dokáže spolehlivě hodnotit konformační a kolidální stabilitu modelových mAb a ADC s vysokou propustností a nízkou spotřebou vzorku. Sacharóza se ukázala obecně jako výhodnější excipient než NaCl pro stabilizaci trastuzumabových léčiv. Aunty tak nabízí univerzální nástroj pro formulaci a screening stability moderních proteinových terapeutik.

Reference

1. Ross PL a kol. Physical and Chemical Stability of Antibody Drug Conjugates: Current Status. Journal of Pharmaceutical Sciences 2016;105(2):391–397.
2. Kingsbury JS a kol. A single molecular descriptor to predict solution behavior of therapeutic antibodies. Science Advances 2020;6(32).
3. Razinkov VI a kol. Accelerated Formulation Development of Monoclonal Antibodies (mAbs) and mAb-Based Modalities. Journal of Biomolecular Screening 2015;20(4):468–483.
4. Eftink MR. The use of fluorescence methods to monitor unfolding transitions in proteins. Biophysical Journal 1994;66(2 Pt 1):482–501.