Meet Our Uncle: 12 Stability Applications on One Platform

Význam tématu

Stabilita proteinů je zásadní pro vývoj biologických léčiv, protože ovlivňuje jejich účinnost, bezpečnost a skladovatelnost. Robustní analýza stability umožňuje včas identifikovat rizika degradace nebo agregace, což je klíčové pro optimalizaci formulací a zajištění kvality.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem článku je představit platformu Uncle, která na jednom přístroji kombinuje fluorescenční detekci, statické a dynamické rozptylové metody pro dvanáct různých aplikací měření stability proteinů. Platforma umožňuje komplexní charakterizaci termálních přechodů, agregace, velikosti částic a interakcí už při velmi malém objemu vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Pro studie byla využita platforma Uncle od Unchained Labs s detekcí:

• intrinsic fluorescencí (tryptofan, tyrosin),
• statickým světelným rozptylem (SLS) při vlnových délkách 266 a 473 nm,
• dynamickým světelným rozptylem (DLS) pro měření hydrodynamického průměru a polydisperzity.

Vzorky o objemu 9 µl se umísťovaly do nízkoobjemových křemíkových buněk Unis s řízením teploty 15–95 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• Termální tání (Tm) intrinsic fluorescencí odhaluje jednotlivé přechody stability proteinu v různých formulacích.
• Termální agregace (Tagg) SLS umožňuje sledovat vznik a kinetiku agregátů během ohřevu.
• Differenciální skenovací fluorimetrie s barvivem SYPRO Orange poskytuje alternativní metodu při nízkém obsahu tryptofanu.
• Stanovení ΔG z denaturačních křivek urea nebo guanidinu rozlišuje podmínky s podobným Tm.
• Izotermální stabilita sleduje agregaci nebo změny velikosti při fixní teplotě v průběhu hodin až dnů.
• Test termální regenerace demonstruje reverzibilitu skládání a agregace při opakovaném ohřevu a chlazení.
• DLS sizing a polydisperzita hodnotí homogenitu vzorku před a po tepelné zátěži.
• Diffuzní interakční parametr kD a druhý virialový koeficient B22 poskytují kvantitativní popis repulzních či atraktivních mezimolekulárních sil.
• Kirkwood-Buffův integrál G22 nabízí přesnější měření interakcí při vysokých koncentracích.
• Rotace polymerních kuliček umožňuje stanovení viskozity proteinových roztoků až do 300 mg/ml s objemem 9 µl.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní sada až dvanácti měření na jednom přístroji zkracuje vývojové cykly a šetří vzorek.
• Simultánní detekce poskytuje úplný obrázek stability i po zahájení agregace.
• Nízkoobjemové analýzy umožňují screening většího počtu formulací a rychlejší rozhodování.
• Modulární přístup usnadňuje implementaci do QA/QC a výzkumu biologické výroby.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s automatizovanými robotickými pracovišti a vysokopropustné formáty.
• Využití strojového učení pro prediktivní analýzu stability a optimalizaci formulací.
• Vývoj nových fluorescenčních sond a detekčních režimů pro rozšíření aplikací mimo proteiny.
• Miniaturizace a přenositelné verze pro on-site měření stability v průmyslové výrobě.

Závěr

Platforma Uncle spojuje tři principy detekce do jediné kompaktní jednotky, která dokáže provést dvanáct odlišných aplikací na velmi malém objemu vzorku. Tento přístup usnadňuje komplexní hodnocení stability proteinů, zrychluje vývoj biologických léčiv a minimalizuje spotřebu vzorku, což představuje významný posun v oblasti proteinové analýzy.