Hier präsentieren wir ein umfassendes Kapillarzonenelektrophoreseprotokoll zur Beurteilung der intrinsischen physikochemischen Heterogenität von monoklonalen Antikörpern als Qualitätsmerkmal.
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Hier präsentieren wir ein umfassendes Kapillarzonenelektrophoreseprotokoll zur Beurteilung der intrinsischen physikochemischen Heterogenität von monoklonalen Antikörpern als Qualitätsmerkmal.
Biotherapeutische Proteine, wie monoklonale Antikörper (mAbs), sind praktikable Alternativen für die Behandlung chronisch-degenerativer Krankheiten. Die biologische Aktivität dieser Proteine hängt von ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften ab. Der Einsatz von Hochleistungstechniken wie Chromatographie und Kapillarelektrophorese wurde für die Analyse der physikochemischen Heterogenität von mAbs beschrieben. Heutzutage stellt die Kapillarzonenelektrophorese (CZE) einen der auflösendsten und empfindlichsten Assays für die Analyse von Biomolekülen dar. Darüber hinaus wird die elektrogetriebene Trennung in CZE von umfangreichen Eigenschaften der Materie bestimmt und bietet den Vorteil, dass Proteine nahe an ihrem nativen Zustand analysiert werden können. Die erfolgreiche Implementierung dieser Technik für die Routineanalytik hängt jedoch von den Fähigkeiten des Analytikers in den kritischen Schritten während der Proben- und Systemvorbereitung ab. Der Zweck dieses Tutorials besteht darin, die Schritte zum Erfolg bei der CZE-Analyse von mAbs zu beschreiben. Darüber hinaus kann dieses Protokoll für die Entwicklung und Verbesserung der Fähigkeiten des Personals verwendet werden, das in Laboratorien für analytische Proteinchemie tätig ist.
Monoklonale Antikörper (mAb) sind Biotherapeutikum Proteine mit steigendem Interesse aufgrund ihrer Handlungsfähigkeit gegen mehrere chronische und degenerative Krankheiten 1. Wie andere Biomoleküle sind mAbs anfällig mehrere physikalisch - chemische Modifikationen in allen Phasen ihres Lebenszyklus zu unterziehen (dh von Biosynthese zum Endprodukt). Solche Modifikationen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf : Desamidierung, Glykosylierung, Oxidation, Cyclisierung, Isomerisierung, Aggregation und proteolytische Spaltung 2. Daher analytische Techniken der Lage intrinsische Isoformen zu lösen sind erforderlich mAbs Heterogenität und Stabilität, um zu überwachen, um Qualitätsanforderungen herzustellen.
Kapillarelektrophorese (CE) ist ein Hochleistungstrenntechnik outinside eines schmalen Quarzglasröhre (& mgr; m-Bereich) gefüllt durch mit einem Hintergrundelektrolyten (BGE). Bei Anlegen eines elektrischen Feldes (bis zu 30.000 V), geladenes Moleküls wandern in Richtung der Elektrode mit entgegengesetzter Ladung (dh elektrogetriebene Trennung). Die Verwendung von hohen Spannungen in CE ermöglicht schnelle Analysen und erhöhte Effizienz, die der Elektrophorese klassischen Gel überlegen sind. Die Kapillarzonenelektrophorese (CZE) ist eine CE-basierte Technik routinemäßig in der biopharmazeutischen Industrie für die Produktqualität Beurteilung verwendet 3-9. Im Gegensatz zu anderen Formen der CE (zB Kapillar - Gel - Elektrophorese, Kapillar - isoelektrische Fokussierung) oder Chromatographie-basierte Methoden können CZE ohne Verwendung von Denaturierungsmitteln oder Festphasen - Schnittstellen durchgeführt werden, so dass die Analyse der inhärenten Heterogenität der mAbs nahe an ihrem nativen Zustand 10 . CZE Trennung von mAb - Isoformen auftritt innerhalb einer Fused-Silica - Kapillare mit einem hydrophilen Polymer (neutral Kapillare) abgedeckt und auf der Basis ihrer unterschiedlichen elektrophoretischen Mobilität, die durch Ladung, Masse, Größe und Form (oder hydrodynamischen Volumen) 11 ausgeschlossen ist. mAb-Einheiten detektiert, wennsie mobilisiert und durch das Erfassungsfenster, das 4 durch ein Ultraviolett (UV) Absorptionsdetektor bei 214 nm gemessen wird.
Die erfolgreiche Umsetzung dieser Analysetechnik wird vor und während des Experiments zu Details über angemessene Aufmerksamkeit abhängen. Acting sonst wird die Kosten und die Zeit erhöhen, um die Analyse durchzuführen, was letztlich zu konstanten Versagen und Frustration führen.
Hier präsentieren wir eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, eine erfolgreiche Analyse von mAb Heterogenität durch CZE durch die detaillierte Erläuterung der Herstellung von Lösungen und Proben durchzuführen, die Herstellung von CE-System, das Instrument Verfahren einzurichten, die Datenerfassung und das Verarbeiten. Für die Zwecke dieses Tutorial, eine rekombinante vollständig humanen Anti-Tumor-Nekrose-Faktor alpha (anti-TNF) mAb als Proteinmodell verwendet wird; jedoch kann dieses Protokoll leicht für die Analyse von anderen Proteinen unter Berücksichtigung kurze Änderungen angepasst werden. EINußerdem, mehrere Empfehlungen zu mildern sind mögliche Probleme vorgeschlagen. Der Leser wird aufgefordert, zu streng, die vorgeschlagene Protokoll folgen, da die Wahrscheinlichkeit erhöhen, um erfolgreich zu sein.
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1. Herstellung der Lösungen
2. Probenvorbereitung
3. Herstellung von CE-System.

Abbildung 1: Lage und den Füllstand des Universalfläschchen in den Puffer Einlass und Auslass Tabletts. Füllstände: 1/1 = 1400 & mgr; l, 3/4 = 1300 & mgr; l und 1/2 = 1000 & mgr; l. Abkürzungen: W = Wasser, HCl = 0,1 M Salzsäure. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
4. Instrument Methoden Set-up
| Konditionierungsverfahren Zeitprogramm | |||||||
| Zeit (min) | Event | Wert | Dauer | Inlet Phiole | Outlet Phiole | Zusammenfassung | Bemerkungen |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 1,0 min | BI: C1 | BO: C1 | Vorwärts | HCl 0,1 M |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 2,0 min | BI: B1 | BO: C1 | Vorwärts | Wasser |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 10,0 min | BI: E1 | BO: C1 | Vorwärts | BGE |
| 0.00 | Separate - Spannung | 15,0 KV | 10,0 min | BI: D1 | BO: D1 | 0,17 Min Rampe, normale Polarität | Getrennte |
| 10.00 | Spülen - Druck | 2758 mbar | 10,0 min | BI: E1 | BO: C1 | Vorwärts | BGE |
| 20,01 | Warte ab | - | 0,0 min | BI: A1 | BO: A1 | - | Rinse-Tipps |
| Laufende Verfahren Zeitprogramm | |||||||
| Zeit (min) | Event | Wert | Dauer | Inlet Phiole | Outlet Phiole | Zusammenfassung | Bemerkungen |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 1,0 min | BI: C1 | BO: C1 | Nach vorne, In / Out Fläschchen inc 6 | HCl 0,1 M |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 2,0 min | BI: B1 | BO: C1 | Nach vorne, In / Out Fläschchen inc 6 | Wasser |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 4,0 min | BI: E1 | BO: C1 | Nach vorne, In / Out Fläschchen inc 6 | BGE |
| - | Spritzen - Druck | 34 mbar | 20,0 sec | SI: A1 | BO: B1 | Außer Kraft setzen, nach vorne | Probeninjektion |
| - | Warte ab | - | 0,4 min | BI: A1 | BO: A1 | In / Out Fläschchen inc 6 | Wash-Tipps |
| 0 | Separate - Spannung | 15,0 KV | 30,0 min | BI: D1 | BO: D1 | 0,17 Min Rampe, normale Polarität, In / Out Fläschchen inc 6 | Probentrenn |
| 0,5 | Auto Zero | - | - | - | - | - | - |
| 30,01 | Stopp-Daten | - | - | - | - | - | - |
| 30,02 | Spülen - Druck | 2068 mbar | 2,0 min | BI: B1 | BO: C1 | Nach vorne, In / Out Fläschchen inc 6 | Wasser |
| 32,03 | Warte ab | - | 0,0 min | BI: A1 | BO: A1 | In / Out Fläschchen inc 6 | Rinse-Tipps |
| 32,04 | Ende | - | - | - | - | - | Ende |
| Shutdown-Methode Zeitprogramm | |||||||
| Zeit (min) | Event | Wert | Dauer | Inlet Phiole | Outlet Phiole | Zusammenfassung | Bemerkungen |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 1,0 min | BI: E6 | BO: E6 | Vorwärts | HCl 0,1 M |
| - | Spülen - Druck | 2068 mbar | 6,0 min | BI: F6 | BO: F6 | Vorwärts | Wasser |
| - | Lampe - Aus | - | - | - | - | - | - |
| - | Warte ab | - | 0,0 min | BI: A1 | BO: A1 | - | Rinse-Tipps |
Tabelle 1: Konditionierung, Laufen und Shutdown - Zeit - Programme.
5. Datenerfassung und -verarbeitung
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Figur 2 zeigt den typischen elektrischen Stromprofil eines 200 mM EACA, 30 mM Lithiumacetat, pH 4,8 BGE mit anti-TNF & agr; mAb Probe mit Tris - Puffer (50 mM, pH 8,0). Wie beobachtet werden kann, ist der Strom in der gesamten Analyse stabil und zwischen Werten von 30 bis 35 & mgr; A oszillieren kann. Abbildung 3 zeigt die CZE Elektropherogramm einer Blindprobe , wo der detektierte Peak, der dem Histamin interner Standard entspricht. Es ist für H...
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In diesem Tutorial zeigen wir die Bedeutung der richtigen Praktiken bei der Durchführung von CZE von mAb analysiert, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, um erfolgreich zu sein. Wenn jedoch CZE auf einer Routinebasis verwendet wird, Probleme entstehen zwangsläufig 12.
Für die besten Ergebnisse ist es wichtig, die Hinweise zu folgen, die das ganze Protokoll aufgenommen wurden, da sie den Analytiker schwierige Schritte zu überwinden und zu beheben helfen. Eine wichtige Überlegung o...
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Die Autoren Carlos E. Espinosa-de la Garza, Rodolfo D. Salazar-Flores, Néstor O. Pérez, Luis F. Flores-Ortiz und Emilio Medina-Rivero sind Mitarbeiter der Probiomed S.A. de C.V., die Biosimilar-Produkte entwickelt, herstellt und vermarktet. Alle Autoren sind an der Entwicklung von Biosimilar-Produkten für Probiomed beteiligt.
Die Autoren danken Wiley für die erteilte Erlaubnis, die Konzepte der folgenden Veröffentlichung für dieses Tutorial zu verwenden. Carlos E. Espinosa-de la Garza, Francisco C. Perdomo-Abúndez, Jesús Padilla-Calderón, Jaime M. Uribe-Wiechers, Néstor O. Pérez, Luis F. Flores-Ortiz, Emilio Medina-Rivero: Analyse rekombinanter monoklonaler Antikörper durch Kapillarzonenelektrophorese. Elektrophorese. 2013. 34. 1133-1140. Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Diese Arbeit wurde unterstützt durch CONACyT, Mexiko, Stipendium 230551.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Eisessig | Tecsiquim | AT0035-7 | |
| Salzsäure in ACS-Qualität | J.T. Baker | 9535-05 | |
| Histamindihydrochlorid | Fluka | 53300 | |
| (Hydroxypropyl) methylcellulose | Fluka | 09963 | |
| Lithiumacetat | Sigma-Aldrich | 517992 | |
| 6-Aminocapronsäure | Sigma-Aldrich | A2504 | |
| eCAP Tris-Puffer, 50,0 mM, pH 8 | Beckman Coulter | 477427 | |
| PA 800 Plus Pharmazeutisches Analysesystem | Beckman Coulter | A66528 | |
| eCAP Neutralkapillare | Beckman Coulter | 477441 | |
| Fläschchen, Mikro, 200 & Mikro; l | Beckman Coulter | 144709 | |
| Universal-Fläschchenkappen | Beckman Coulter | A62250 | |
| Universalfläschchen | Beckman Coulter | A62251 | |
| Kabel, Optik, UV/Vis | Beckman Coulter | 144093 | |
| UV/Vis Detektormodul | Beckman Coulter | 144733 | |
| Cartridge Assembly Kit, Blank | Beckman Coulter |
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