Biopharmaceutical Development and QA/QC

Význam tématu

Charakterizace biotechnologicky získaných proteinů a monoklonálních protilátek je klíčová pro vývoj, šlechtění buněčných linií a následnou kontrolu kvality. Robustní analytické metody zajišťují bezpečnost, účinnost a konzistenci finálních léčivých přípravků.

Cíle a přehled studie / článku

Tento přehled mapuje komplexní workflow od screeningu buněčných linií přes purifikaci proteinu, detailní analýzu intact proteinu, glykosylace, peptidovou mapu až po bioanalytiku plazmy a kontrolu nečistot. Klíčem je představení instrumentálních řešení Shimadzu pro každou fázi vývoje bioléků.

Použitá metodika a instrumentace

• Separace intact proteinů: SEC (Shim-pack Bio Diol-300), IEX, HIC, LC-MS (LCMS-9030 Q-TOF)
• Glykanová analýza: MALDI-TOF MS pro rychlý screening, HILIC-FLD-LC/MS (RF-20Axs + TSKgel Amide-80) pro detailní profil
• Peptidová mapa: UHPLC (Nexera-i, Aeris C18) s 3D detekcí UV 215 nm a LC/MS
• Analýza kultivačního média: triple quadrupole LCMS-8060 s C2MAP pro simultánní monitoring 95 komponent
• Bioanalýza protilátek: nSMOL proteolýza + microflow LCMS (Nexera Mikros + Micro ESI-8060) pro citlivé MRM stanovení v plazmě
• Detekce agregátů: laserová difrakce a Aggregates Sizer pro sledování agregace
• Analýza nečistot: polysorbát 80 (GC nebo LCMS), E&L, ICP-MS dle ICH Q3D
• Compliance: síťová platforma LabSolutions CS pro audit trail, správu práv, konsolidované reporty

Hlavní výsledky a diskuse

Metody intact protein analýzy prokázaly vysokou opakovatelnost a rozlišení klíčových CQAs. Glykanové metody umožňují rychlý screening fukosylace i hloubkovou separaci izomerů. Peptidová mapa prokazuje detailní průkaz PTM a identitu sekvence. C2MAP přináší efektivní sledování mediálních složek v režimu high-throughput. nSMOL + microflow LCMS dosahuje LLOQ jednotek ng/mL pro mAb v plazmě s rychlým turnaround.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlejší vývoj a screening buněčných linií
• Spolehlivá kontrola glykoform a izomerů
• Přesná QA/QC ve velkém objemu vzorků
• Automatizovaná bioanalýza s minimem náročné validace
• Zajištění datové integrity a souladu s CGMP

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj microflow a nanoflow LC-MS, integrace AI pro analýzu dat, rozšíření multiplexních screeningových sad, automatické platformy pro end-to-end analytiku a digitalizace procesů posílí další výkon a efektivitu vývoje bioléků.

Závěr

Předložená řešení pokrývají všechny fáze vývoje a QC bioterapeutik od sekvenování a intact proteinu až po bioanalytiku a kontrolu nečistot. Kombinace pokročilých chromatografických a hmotnostních technik se specializovanými postupy (nSMOL, C2MAP) umožňuje zkrátit vývojové cykly, zvýšit citlivost a garantovat striktní dodržení regulačních požadavků.

Reference

• Nishikaze T, Tsumoto H, Sekiya S, Iwamoto S, Miura Y, Tanaka K. Differentiation of Sialyl Linkage Isomers by One-Pot Sialic Acid Derivatization for Mass Spectrometry-Based Glycan Profiling. Anal Chem. 2017 Feb 21;89(4):2353-2360.
• Yoneda S, Uchiyama S et al. Quantitative Laser Diffraction for Quantification of Protein Aggregates: Comparison With Resonant Mass Measurement, Nanoparticle Tracking Analysis, Flow Imaging, and Light Obscuration. J Pharm Sci. 2019 Jan;108(1).