Uncle sets a new benchmark for protein characterization

Význam tématu

Charakterizace monoklonální protilátky pomocí referenčního standardu NISTmAb je klíčová pro vývoj a validaci analytických metod v biotechnologickém průmyslu. Důkladné hodnocení stability, velikosti a interakcí protilátky pomáhá optimalizovat formulace, zkrátit vývojový cyklus a zajistit kvalitu bioterapeutik.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo předvést univerzálnost, spolehlivost a jednoduchost platformy Uncle pro komplexní charakterizaci NISTmAb. Autoři popsali měření velikosti a polydisperzity, termální stability, agregace, difuzních a virialních parametrů v různých formulacích během jednoho experimentu.

Použitá instrumentace

Uncle od společnosti Unchained Labs – kompaktní automatizovaná platforma pro měření fluorescence, dynamického a statického rozptylu světla. Vzorky se analyzují ve speciálních kvarcových kádinkách (Uni) s objemem desítek mikrolitrů a možností současného zpracování až 48 vzorků.

Použitá metodika

• Velikost a polydisperzita (DLS): měření hydrodynamického průměru a indexu polydisperzity v rozmezí koncentrací 2–10 mg/ml.
• Termální rozklad a agregace: tepelný ramp 15–95 °C se sledováním fluorescence a statického rozptylu při 266 a 473 nm.
• Difuzní interakce (kD) a druhý virialní koeficient (B22): analýza závislosti rozptylové intenzity a difúzního koeficientu na koncentraci v tříbodových formulacích.

Hlavní výsledky a diskuse

V histidinovém pufru při pH 6 protilátka vykázala jednofázový monodisperzní profil o velikosti ~10 nm a stabilitu bez agregace po tepelném rampu. Termogram odhalil tři přechody tání při 67, 80 a 90 °C, shodné s literárními daty ze DSC. Ve formulacích s citrátem pH 5 a fosfátem pH 8,5 došlo po zahřátí k masivní tvorbě agregátů (rozměry až stovky až tisíce nm) a zvýšení PDI. Parametry kD a B22 potvrdily výhodné repulzní interakce v histidinovém pufru a potenciál samosdružování protilátky v dalších pufrech.

Přínosy a praktické využití metody

Platforma Uncle umožňuje kombinované, rychlé a nízkomateriálové hodnocení stability a agregace proteinů. Integrace DLS, SLS a fluorescence do jednoho workflow šetří čas i vzorek a poskytuje komplexní data pro formulaci a kontrolu kvality biologických léčiv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikací platformy do vývoje vakcín, nanomedicin a rekombinantních proteinů. Další automatizace a integrace strojového učení by mohla umožnit prediktivní modelování stability a optimalizaci pufrů bez rozsáhlých experimentů.

Závěr

Platforma Uncle prokázala shodu s literárními daty na referenčním materiálu NISTmAb a zároveň nabídla rozšířené možnosti sledování agregace a interakcí v různých formulacích. Flexibilita a spolehlivost přístroje usnadňují rozhodování o optimálních podmínkách pro vývoj bioterapeutik.

Reference

• State-of-the-Art and Emerging Technologies for Therapeutic Monoclonal Antibody Characterization Volume 2. American Chemical Society 2015.