Valutazione rapida glico-qualitativa delle proteine ricombinanti utilizzando un sistema completamente automatizzato
28 giugno 2024
In precedenza era stato sviluppato un sistema per l'analisi automatizzata e rapida dei glicani sulle proteine. Questo articolo presenta il protocollo per l'"analisi glico-qualitativa", ottimizzato per un ampio spettro di utenti, come quelli impegnati nell'analisi delle strutture dei glicani nei biofarmaci e in altri materiali glicoconiugati.
Il nostro scopo è la glicosilazione delle proteine. Le strutture dei glicani sono coinvolte nei cambiamenti nella stabilità e nella funzione dei biofarmaci, e molto insieme alle specie cellulari ospiti e alle condizioni di coltura. In alcune condizioni di produzione, può essere contaminato in una certa misura.
Il nostro obiettivo è quello di creare strumenti di facile utilizzo per tale qualificazione dei glicani. Per lo più, LC e spettrometria di massa. Ma per i test semplici, sono applicabili le tecnologie basate su vettori.
I ricercatori hanno a disposizione molti tipi di lectine con diverse specificità e ogni lectina si lega ad alcuni glicani specifici. Quindi, possiamo stimare le strutture dei glicani utilizzando l'uso multiplo della proteina lectina per lectina, dell'ELISA della lectina e del microarray di lectine. Le glicosilazioni si verificano nelle proteine funzionali del nostro corpo.
La struttura dei glicani è alterata insieme alle malattie. Al giorno d'oggi, abbiamo utilizzato diverse glicosilazioni specifiche della malattia come biomarcatori diagnostici, come C99 e FBL3. Non solo sono stati scoperti nuovi candidati biomarcatori utilizzando tecnologie basate su next gen, ma per la convalida abbiamo bisogno di un sistema di qualificazione.
La glicoqualificazione è un lavoro duro. Abbiamo bisogno di analizzare centinaia o migliaia di numeri in poco tempo. Tuttavia, non esiste un sistema in grado di soddisfare le esigenze.
Il nostro metodo analitico è l'unico con un processo di misurazione completamente automatico, riduce drasticamente la manodopera e ci consente di condurre una convalida efficace. Il nostro lavoro mira a migliorare ulteriormente il nostro strumento rapido, in particolare per la misurazione quantitativa. Successivamente, prevediamo di realizzare uno strumento diagnostico unico con un pannello di glico-biomarcatori misurato dal nostro sistema di rilevamento multiplo.
Pertanto, ci stiamo concentrando sulla scoperta di glico-biomarcatori specifici per la malattia.
Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per l'analisi glico-qualitativa, con un focus sull'analisi automatizzata e rapida dei glicani sulle proteine. L'obiettivo è fornire strumenti di facile utilizzo ai ricercatori che analizzano le strutture dei glicani nei prodotti biotecnologici e nei materiali glicoconiugati.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Biофармaceutici
- Glicobiologia
- Chimica Analitica
Sfondo
- La glicosilazione delle proteine influisce sulla stabilità e sulla funzione dei prodotti biotecnologici.
- Le strutture dei glicani possono essere modificate dalla specie di cellula ospite e dalle condizioni di coltura.
- I glicani allergenici possono contaminare i prodotti in determinate condizioni.
- Sono disponibili tecnologie basate su lectine per l'analisi dei glicani.
Scopo dello studio
- Sviluppare un sistema di glico-qualificazione per l'analisi rapida.
- Facilitare la scoperta di glicobiomarcatori specifici per le malattie.
- Migliorare le capacità di misurazione quantitativa nell'analisi dei glicani.
Metodi Utilizzati
- Analisi di blotting tra lectine
- ELISA per lectine
- Microarray di lectine
- Processi automatizzati di misurazione
Risultati principali
- Sviluppo di un sistema completamente automatizzato per la glico-qualificazione.
- Riduzione della manodopera necessaria per l'analisi dei glicani.
- Individuazione di nuovi candidati biomarcatori mediante tecnologie basate su lectine.
- Costituzione di un panel di biomarcatori glicidici per la diagnostica.
Conclusioni
- Il sistema automatizzato migliora in modo significativo l'efficienza dell'analisi dei glicani.
- Supporta la validazione di biomarcatori della glicosilazione specifici per malattia.
- I lavori futuri mirano a perfezionare gli strumenti di misurazione quantitativa.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Management
Una glico-qualificazione rapida e affidabile è essenziale per i prodotti biotecnologici farmaceutici&D, poiché l'eterogeneità dei glicani influisce direttamente sulla stabilità, efficacia e immunogenicità del prodotto. Il sistema completamente automatizzato per il profilo glicano basato su lectine consente una valutazione ad alto rendimento e riproducibile della glicosilazione delle proteine ricombinanti, supportando il monitoraggio critico della qualità e la validazione di biomarcatori. Questa capacità rafforza la fiducia predittiva e accelera il processo decisionale in punti cruciali della scoperta e dello sviluppo.
Applicazioni Strategiche nella R&D di Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Consente un'analisi rapida dei profili di glicosilazione per chiarire le relazioni struttura-funzione nelle proteine candidate.
- Supporta la riduzione dei rischi biologici rilevando varianti di glicani che potrebbero influenzare l'efficacia terapeutica o la sicurezza.
- Facilita la selezione del portafoglio fornendo dati di glico-caratterizzazione in fase precoce per la scelta dei candidati.
Screening e sviluppo di saggi
- Prepara campioni validati di glicoproteine per analisi analitiche e funzionali successive.
- Fornisce profili quantitativi standardizzati di glicani per garantire riproducibilità e confrontabilità dei saggi.
- Consente lo screening scalabile ad alto rendimento di varianti della glicosilazione in diverse condizioni di produzione.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea il profilo dei glicani al percorso di scoperta e convalida di biomarcatori rilevanti per la malattia.
- Garantisce continuità dalla fase di scoperta a quella preclinica, consentendo una glico-qualifica coerente tra diversi studi.
- Riduce il rischio traslazionale confermando le strutture dei glicani rilevanti per gli endpoint di efficacia e sicurezza.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo sistema automatizzato di profilazione dei glicani si integra nel flusso di lavoro della biofarmaceutica dalla fase iniziale della scoperta fino alla ricerca preclinica, collegando i percorsi analitici e quelli traslazionali.
- Biologia della scoperta: Fornisce test ad alto rendimento per l'analisi delle relazioni struttura-funzione dei glicani e dei percorsi metabolici.
- Screening: Offre letture quantitative e riproducibili dei glicani per supportare lo sviluppo di saggi e la valutazione di composti.
- Analisi: Genera output standardizzati in forma di dotcode e misure statistiche per confronti robusti tra diverse condizioni.
- Ricerca traslazionale: Permette l'allineamento e la validazione di biomarcatori per glicoproteine rilevanti per le malattie.
- Riutilizzo aziendale: Offre una piattaforma scalabile e facile da usare, adattabile a diversi progetti su proteine e biomarcatori.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nell'analisi della glicosilazione.
- Valore operativo: Automatizza e standardizza il profilo dei glicani, migliorando la riproducibilità e la produttività.
- Valore strategico: Accelera le decisioni di avanzamento o interruzione e migliora l'efficienza del capitale consentendo una rapida valutazione della qualità.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione e lo sviluppo dei candidati biofarmaceutici con adeguamento del rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in glicoscienze e nell'interpretazione di metodi analitici.
- Necessita di accesso a strumentazione automatizzata e a infrastrutture analitiche compatibili.
- Richiede una standardizzazione tra team per garantire la comparabilità dei dati e l'integrazione dei flussi di lavoro.
- Adattabile a diversi sistemi di proteine ricombinanti con pannelli di lectine personalizzabili.
- Stoccaggio a lungo termine e riproducibilità convalidati con un coefficiente di variazione <10%.
