מוצג פרוטוקול להעשרת חלבוני התא המאכסן (HCPs) ממוצרי תרופות (DP) ואיתור פפטידים באמצעות חרוזי העשרת פרוטאום. השיטה מודגמת באמצעות חומר תרופתי נוגדן חד-שבטי (mAb) (DS), שהוא חומר ייחוס מאופיין היטב להערכה והשוואה של שיטות שונות מבחינת ביצועים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מוצג פרוטוקול להעשרת חלבוני התא המאכסן (HCPs) ממוצרי תרופות (DP) ואיתור פפטידים באמצעות חרוזי העשרת פרוטאום. השיטה מודגמת באמצעות חומר תרופתי נוגדן חד-שבטי (mAb) (DS), שהוא חומר ייחוס מאופיין היטב להערכה והשוואה של שיטות שונות מבחינת ביצועים.
חלבוני התא המארח (HCPs) הם זיהומים שיכולים להשפיע לרעה על חלבונים טיפוליים, אפילו בכמויות קטנות. כדי להעריך את הסיכונים הפוטנציאליים הקשורים למוצרי תרופות, פותחו שיטות לזיהוי HCP בשפע נמוך. גישה חיונית לפיתוח שיטת זיהוי HCP רגישה כוללת העשרת HCPs ובו זמנית הסרת נוגדנים חד שבטיים (mAbs) לפני הניתוח, תוך שימוש בספקטרומטריית כרומטוגרפיה-מסה נוזלית (LC-MS).
פרוטוקול זה מציע הוראות מפורטות להעשרת חלבוני התא המאכסן באמצעות חרוזי העשרת פרוטאום הזמינים מסחרית. חרוזים אלה מכילים ספרייה מגוונת של ליגנדות הקסה-פפטידים עם זיקות ספציפיות לחלבונים שונים. הפרוטוקול משלב גם עיכול מוגבל וזיהוי פפטידים לאחר מכן באמצעות ננו LC-MS/MS. על ידי שימוש בטכניקות אלה, HCPs עם שפע נמוך ניתן להעשיר מעל 7000 פעמים, וכתוצאה מכך מגבלת זיהוי מרשימה נמוכה כמו 0.002 ppm. באופן משמעותי, פרוטוקול זה מאפשר זיהוי של 850 HCPs עם רמה גבוהה של ביטחון באמצעות NIST mAb. יתר על כן, הוא נועד להיות ידידותי למשתמש וכולל הדגמת וידאו כדי לסייע ביישומו. על ידי ביצוע צעדים אלה, חוקרים יכולים להעשיר ולזהות ביעילות HCPs, לשפר את הרגישות והדיוק של הערכת סיכונים עבור מוצרי תרופות.
חלבוני התא המארח (HCPs) הם זיהומים המשתחררים מתרבית התאים של האורגניזם המארח ומטוהרים במשותף עם נוגדן חד-שבטי (mAb)1,2,3,4. רמות עקבות של HCPs יכולות להשפיע לרעה על איכות מוצר התרופה 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15, ולכן, שיטת ניתוח HCP רגישה רצויה כדי לזהות HCPs ברמות sub-ppm ל- ppm.
שיטות אורתוגונליות ניתן ליישם כדי לזהות HCPs בשפע נמוך. בדיקת אימונוסורבנט מקושרת אנזימים (ELISA) משמשת בדרך כלל לכימות HCPs כולל, והיא יכולה גם לזהות ולכמת HCPs בודדים אם הנוגדנים המתאימים זמינים16. עם זאת, הייצור של נוגדנים ספציפיים HCP הוא זמן רב ועבודה אינטנסיבית. לעומת זאת, כרומטוגרפיה נוזלית בשילוב עם ספקטרומטריית מסה (LC-MS) יכולה לספק מידע מקיף על HCPs בודדים במוצרי תרופות mAb והיא מיושמת באופן נרחב לזיהוי HCP 4,7,9,10,12,13,14,15,17,18,19,20, 21,22,23,24,25,26,27.
מספר שיטות פותחו כדי לזהות HCPs עם LC-MS/MS, כולל עיכול מוגבל20, סינון17, חלבון A מחיקה21, משקעים חיסוניים (IP), והעשרת ProteoMiner (PM)18. רוב השיטות שואפות להפחית את כמות mAb ולהעשיר HCPs לפני ניתוח LC-MS/MS, ובכך להקטין את הטווח הדינמי בין פפטידים mAb ופפטידים HCP. פרוטוקול זה מציג שיטת העשרת דגימות פרוטאומית המשלבת טכנולוגיית ProteoMiner ועיכול מוגבל (PMLD)28. עקרון ההעשרה של ProteoMiner כולל שימוש בחרוזי העשרת פרוטאום הזמינים מסחרית המכילים ספרייה מגוונת של ליגנדות פפטידים קומבינטוריות. ליגנדות אלה נקשרות באופן ספציפי לחלבונים על תוצרי נוגדנים-תרופות, ומאפשרות הסרה של מולקולות עודפות תוך ריכוז חלבוני תאים מארחים בעלי שפע נמוך (HCPs) בליגנדות הזיקה שלהם. מצד שני, העיקרון של עיכול מוגבל כרוך בשימוש בריכוז נמוך של טריפסין. ריכוז זה מספיק כדי לעכל HCPs בשפע נמוך, אבל לא מספיק כדי לעכל את כל מוצרי התרופות נוגדנים. גישה זו מאפשרת שחזור והעשרה של פפטידי HCP מעוכלים מהתמיסה.
בהשוואה לשיטות סינון, טכניקת PMLD אינה מוגבלת על ידי גודל HCPs17 שזוהו. שיטות המחיקה של חלבון A הן ספציפיות לאיתור HCPs הקשורים לנוגדנים21, בעוד שמשקעים חיסוניים מוגבלים ל- HCPs מוגדרים מראש מקו תאים מסוים (כגון קו תאי השחלה של האוגר הסיני (CHO), שם נוצר נוגדן נגד HCP4. לעומת זאת, PMLD יכול להיות מיושם כדי לזהות HCPs מכל מודולי התרופה וחלבוני התא המארח מטוהרים יחד עם מוצרי תרופות מקווי תאים שונים. בנוסף, PMLD מציג רגישות טובה יותר בהשוואה לשיטות שהוזכרו 17,18,20,21,24.
גישה זו יכולה להעשיר את ריכוז HCP פי 7000 ולהוריד את מגבלת הזיהוי ל 0.002 ppm28. מערך הניסוי מומחש באיור 1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הקיצורים המשמשים בפרוטוקול מפורטים בטבלה משלימה 1.
1. הכנת פתרונות ומאגרים
הערה: הפרטים המסחריים של כל הריאגנטים מפורטים בטבלת החומרים.
2. הכנת פתרונות נוגדנים חד שבטיים (mAb)
3. הכנת חרוזי העשרה פרוטאום
4. העשרת חלבונים
5. ניתוח ננו LC-MS/MS
6. ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה הציג תהליך הכנת דגימה, המכונה העשרת חלבונים יחד עם עיכול מוגבל (PMLD), לניתוח חלבוני התא המארח (HCPs) בדגימת נוגדנים חד-שבטיים (mAb). איור 1 מדגים את התהליך שלב אחר שלב של PMLD. החוקרים השוו את התוצאות של ניתוח HCP באמצעות עיכול ישיר (מוצג בפאנל העליון של איור 2) ו-PMLD (מוצג בפאנל התחתון של איור 2). פרופילי כרומטוגרמת היונים הכוללת (TIC) הצביעו על כך ש-PMLD הפחית או ביטל באופן משמעותי פפטידים עיקריים של mAb תוך שהוא מאפ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ישנן שתי גרסאות של חרוזי העשרת חלבון הזמינים באופן מסחרי: אחת עם קיבולת קטנה יותר והשנייה עם קיבולת גדולה יותר (ראה טבלת חומרים). שתי הגרסאות של חרוזי ההעשרה מכילות עשרה פרפים באריזה. הוראות היצרן מציעות כי כל הכנה מתוך ערכת קיבולת קטנה ניתן להשתמש כדי להעשיר 10 מ"ג של חלבון כולל. עם זאת, לביצועים מיטביים של העשרת חלבון התא המארח (HCP) מ-DS, כל הכנה טובה לחמש דגימות DS. לכן, כל ערכה יכולה לשמש להעשרת HCPs מחמישים דגימות. עבור כל הכנה מתוך ערכת קיבולת גדולה, זה טוב להעשרה של HCPs מ עשרים וחמש דגימות DS, ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין אינטרסים כלכליים מתחרים.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 16 גרם, מחט רכזת מתכת, 2 אינץ', סגנון נקודתי 3 | המילטון | 91016 | |
| שבח PepMap 100 C18 עמוד מלכודת (20 ס"מ ופעמים; 0.075 מ"מ)Thermo | Fisher | 164535 | |
| Acetonitrile | Fisher-Scientific | A955 | |
| Acetonitrile עם 0.1% חומצה פורמית (v/v), Optima LC/MS Grade | פישר-סיינטיפיק | LS120-4 | |
| Amicon Ultra-0.5 יחידת סינון צנטריפוגלי | Millipore Sigma | UFC5010 | |
| C18 טור אנליטי (0.075 מ"מ ופעמים; 1.7 μ m & זמנים; 30 ס"מ, 100 Å) | CoAnn Technologies | HEB07503001718I | |
| צנטריפוגה 5424 | Eppendorf | 5405000646 | |
| דיתיותרייטול (DTT) | Thermo Fisher | A39255 | |
| Frit למחסניות SPE, 9.5 מ"מ, 3 מ"ל, 100/pk | Agilent | 12131020 | |
| GL-Tip GC | GL Sciences Inc | 7820-11201 | |
| mAb | Regeneron | ריכוז 200 מ"ג/מ"ל | |
| יודואצטמיד (30 x 9.3 מ"ג) | Thermo Fisher | A39271 | |
| איזופרופנול | פישר-149320025 | ||
| L-היסטידין | סיגמא אולדריץ' | H6034 | |
| L-היסטידין מונוהידרוכלוריד מונוהידראט | סיגמא אולדריץ' | 53370 | |
| מתנול | פישר-סיינטיפיק | A456-4 | |
| Milli-Q | Millpore | 30035 | |
| NanoDrop 2000 | Thermo Scientific | ND-2000 | |
| Orbitrap Exploris 480 | Thermo Fisher | BRE725539 | |
| חלבון LoBind Tube 0.5 מ"ל | Eppendorf (VWR) | 22431064 | |
| חלבון LoBind Tube 2.0 מ"ל | Eppendorf (VWR) | 22431102 | |
| Proteome Discoverer תוכנה 2.4 | Thermo Scientific | ||
| ProteoMiner העשרת חלבון ערכת קיבולת גדולה | Bio-Rad | 1633007 | |
| ProteoMiner העשרת חלבון ערכת קיבולת קטנה | Bio-Rad | 1633006 | |
| נתרן דאוקסיכולאט (SDC) | Sigma Aldrich | D6750 | |
| נתרן לאורואיל סרקוזינאט (SLS) | Sigma Aldrich | L5777 | |
| SpeedVac | Labconco | 7970010 | |
| Thermomixer R | Eppendorf | 22670107 | |
| חומצה טריפלואוראצטית (TFA) | Fisher-Scientific | 28904 | |
| טריפסין (דרגת ריצוף שונה) (5 x 20 ug) | Promega | V5111 | |
| צינור אקדח מסובב | תרמו פישר | 88881001 | |
| UltiMate 3000 RSLC מערכת ננו | Thermo Fisher | ULTIM3000RSLCNANO | |
| UltraPure 1 M Tris-HCl pH 8.0 | Thermo Fisher | 15568-025 | |
| Vortex Genie 2 | VWR | 102091-234 | |
| מים עם 0.1% חומצה פורמית (v/v), Optima LC/MS Grade | פישר-סיינטיפיק | LS118-4 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.