Hier presenteren we een uitgebreid capillaire zone-elektroforeseprotocol voor de beoordeling van intrinsieke fysisch-chemische heterogeniteit van monoklonale antilichamen als een kwaliteitskenmerk.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Hier presenteren we een uitgebreid capillaire zone-elektroforeseprotocol voor de beoordeling van intrinsieke fysisch-chemische heterogeniteit van monoklonale antilichamen als een kwaliteitskenmerk.
Biotherapeutische eiwitten, zoals monoklonale antilichamen (mAbs), zijn haalbare alternatieven voor de behandeling van chronische-degeneratieve ziekten. De biologische activiteit van deze eiwitten hangt af van hun fysisch-chemische eigenschappen. Het gebruik van hoogwaardige technieken zoals chromatografie en capillaire elektroforese is beschreven voor de analyse van fysisch-chemische heterogeniteit van mAbs. Tegenwoordig vormt de capillaire zone-elektroforese (CZE) techniek een van de meest resolutieve en gevoelige analyses voor de analyse van biomoleculen. Bovendien wordt de elektro-gedreven scheiding in CZE beheerst door uitgebreide eigenschappen van materie en biedt het het voordeel van het analyseren van eiwitten in de buurt van hun natuurlijke toestand. Echter, de succesvolle implementatie van deze techniek voor routinematige analyse hangt af van de vaardigheden van de analist in de kritische stappen tijdens de voorbereiding van monsters en systemen. Het doel van deze tutorial is om de stappen te detailleren om te slagen in de CZE-analyse van mAbs. Verder kan dit protocol worden gebruikt voor de ontwikkeling en verbetering van de vaardigheden van het personeel dat betrokken is bij laboratoria voor analytische eiwitchemie.
Monoklonale antilichamen (mAbs) zijn biotherapeutic eiwitten met toenemende belangstelling als gevolg van hun vermogen om op te treden tegen verschillende chronische en degeneratieve ziekten 1. Net als andere biomoleculen, mAb's zijn gevoelig voor verschillende fysicochemische modificaties ondergaan in alle stadia van hun levenscyclus (dat wil zeggen, van biosynthese het eindproduct). Dergelijke modificaties omvatten, maar zijn niet beperkt tot: deamidatie, glycosylering, oxidatie, cyclisatie, isomerisatie, aggregatie en proteolytische splitsing 2. Vandaar, analytische technieken in staat om intrinsieke isovormen op te lossen zijn nodig om mAb's heterogeniteit en stabiliteit te monitoren om de kwaliteit specificaties vast te stellen.
Capillaire elektroforese (CE) is een krachtige scheidingstechnologie uitgevoerd outinside een smalle kwartsglas buis (um bereik) gevuld met een achtergrondelektrolyt (BGE). Bij toepassing van een elektrisch veld (tot 30.000 V), geladen molecuuls migreren naar de elektrode met tegengestelde lading (bijvoorbeeld elektro-driven scheiding). Het gebruik van hoge spanningen CE toelaat snel en analyses van doelmatigheid die hoger dan klassieke gelelektroforese zijn. Capillaire zone elektroforese (CZE) is een CE-gebaseerde techniek routinematig gebruikt in de biofarmaceutische industrie voor de kwaliteit van het product beoordelen 3-9. In tegenstelling tot andere vormen van CE (bijvoorbeeld, capillaire gelelektroforese, capillaire iso-elektrische focussering) of chromatografie gebaseerde werkwijzen kunnen CZE worden uitgevoerd zonder denatureringsmiddelen of vaste-fase-interfaces, waardoor de analyse van de inherente heterogeniteit van mAbs dichtbij hun natieve toestand 10 . CZE scheiding van mAb isovormen plaatsvindt in een gesmolten-silica capillaire bedekt met een hydrofiel polymeer (neutrale capillair) en is gebaseerd op hun verschillende elektroforetische mobiliteit die wordt geregeerd door lading, massa, grootte en vorm (of hydrodynamisch volume) 11. mAb resten gedetecteerd wanneerze gemobiliseerd en door het detectievenster, die wordt waargenomen door een ultraviolet (UV) detector bij 214 nm 4.
De succesvolle implementatie van deze analysetechniek is afhankelijk van de juiste aandacht voor details voor en tijdens het experiment. anderszins handelen zullen de kosten en tijd te verhogen om de analyse uit te voeren, wat uiteindelijk leidt tot constante mislukking en frustratie.
Hier presenteren we een stap-voor-stap handleiding voor een succesvolle analyse van mAb heterogeniteit voeren door CZE door de uitgebreide uitleg over de bereiding van oplossingen en monsters, de voorbereiding van de CE-systeem, het instrument methoden opgericht, de data-acquisitie en de verwerking. Ten behoeve van deze oefening een recombinant volledig menselijke anti-tumor necrosis factor alpha (anti-TNFa) mAb gebruikt als model eiwit; echter kan dit protocol gemakkelijk worden aangepast voor de analyse van andere eiwitten gezien korte modificaties. EENdditionally, een aantal aanbevelingen om te verzachten mogelijke problemen worden voorgesteld. De lezer wordt aangemoedigd om strikt volgen van het voorgestelde protocol, als de kans om te slagen zal toenemen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. Voorbereiding van de Solutions
2. Monstervoorbereiding
3. Bereiding van CE System.

Figuur 1: Positie en vul niveau van universele flacons in de buffer inlaat en uitlaat trays. Vul niveaus: 1/1 = 1400 pi, 3/4 = 1300 pi en 1/2 = 1000 pi. Afkortingen: W = water, HCl = 0,1 M zoutzuur. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
4. Instrument Methoden Set-up
| Conditioning methode time programma | |||||||
| Tijd (min) | Evenement | Waarde | Duur | Inlet flacon | Outlet flacon | Overzicht | Comments |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 1,0 min | BI: C1 | BO: C1 | vooruit | HCl 0,1 M |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 2,0 min | BI: B1 | BO: C1 | vooruit | Water |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 10,0 min | BI: E1 | BO: C1 | vooruit | BGE |
| 0.00 | Aparte - Voltage | 15,0 KV | 10,0 min | BI: D1 | BO: D1 | 0,17 Min ramp, normale polariteit | Scheiden |
| 10.00 | Spoel - Pressure | 2758 mbar | 10,0 min | BI: E1 | BO: C1 | vooruit | BGE |
| 20.01 | Wacht | - | 0.0 min | BI: A1 | BO: A1 | - | Rinse tips |
| Running methode time programma | |||||||
| Tijd (min) | Evenement | Waarde | Duur | Inlet flacon | Outlet flacon | Overzicht | Comments |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 1,0 min | BI: C1 | BO: C1 | Vooruit, In / Out flacon inc 6 | HCl 0,1 M |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 2,0 min | BI: B1 | BO: C1 | Vooruit, In / Out flacon inc 6 | Water |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 4.0 min | BI: E1 | BO: C1 | Vooruit, In / Out flacon inc 6 | BGE |
| - | Injecteren - Pressure | 34 mbar | 20,0 sec | SI: A1 | BO: B1 | Override, Forward | sample Injection |
| - | Wacht | - | 0,4 min | BI: A1 | BO: A1 | In / Out flacon inc 6 | wash tips |
| 0 | Aparte - Voltage | 15,0 KV | 30,0 min | BI: D1 | BO: D1 | 0,17 Min ramp, normale polariteit, In / Out flacon inc 6 | sample Scheiding |
| 0.5 | Autozero | - | - | - | - | - | - |
| 30.01 | stop data | - | - | - | - | - | - |
| 30.02 | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 2,0 min | BI: B1 | BO: C1 | Vooruit, In / Out flacon inc 6 | Water |
| 32.03 | Wacht | - | 0.0 min | BI: A1 | BO: A1 | In / Out flacon inc 6 | Rinse tips |
| 32.04 | Einde | - | - | - | - | - | Einde |
| Shutdown methode time programma | |||||||
| Tijd (min) | Evenement | Waarde | Duur | Inlet flacon | Outlet flacon | Overzicht | Comments |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 1,0 min | BI: E6 | BO: E6 | vooruit | HCl 0,1 M |
| - | Spoel - Pressure | 2068 mbar | 6.0 min | BI: F6 | BO: F6 | vooruit | Water |
| - | Lamp - Off | - | - | - | - | - | - |
| - | Wacht | - | 0.0 min | BI: A1 | BO: A1 | - | Rinse tips |
Tabel 1: Conditioning, hardlopen en shutdown tijd programma's.
5. Data Acquisition en Processing
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Figuur 2 toont de typische elektrische stroom profiel van een 200 mM EACA, 30 mM lithium acetaat, pH 4,8 BGE met anti-TNFa mAb monster verdund met Tris buffer (50 mM, pH 8,0). Zoals kan worden waargenomen, de huidige is stabiel tijdens de analyse en kan oscilleren tussen waarden van 30 tot 35 uA. Figuur 3 toont de CZE elektroferogram van een blanco monster waarin de gedetecteerde piek overeenkomt met de histamine interne standaard. Het wordt verwacht voo...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In deze tutorial, benadrukken we het belang van goede praktijken bij het uitvoeren van CZE analyses van mAb's om de kans te vergroten om te slagen. Echter, wanneer CZE wordt gebruikt op een routine-basis, problemen ontstaan onvermijdelijk 12.
Voor het beste resultaat, is het belangrijk om de noten die in het hele protocol werden opgenomen te volgen, omdat ze de analist om te overwinnen en het oplossen van moeilijke stappen zal helpen. Een belangrijke overweging om optimale res...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs Carlos E. Espinosa-de la Garza, Rodolfo D. Salazar-Flores, Néstor O. Pérez, Luis F. Flores-Ortiz en Emilio Medina-Rivero zijn werknemers van Probiomed S.A. de C.V., dat biosimilare producten ontwikkelt, produceert en op de markt brengt. Alle auteurs zijn betrokken bij de ontwikkeling van biosimilare producten voor Probiomed.
De auteurs danken Wiley voor de toegestane toestemming om de concepten van de volgende publicatie te gebruiken voor deze tutorial. 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 van recombinante monoklonale antilichamen door capillaire zone-elektroforese. Electrophoresis. 2013. 34. 1133-1140. Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Dit werk werd ondersteund door CONACyT, Mexico, subsidie 230551.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Glacial azijnzuur | Tecsiquim | AT0035-7 | |
| ACS-kwaliteit zoutzuur | J.T. Baker | 9535-05 | |
| Histamine dihydrochloride | Fluka | 53300 | |
| (Hydroxypropyl)methylcellulose | Fluka | 09963 | |
| Lithiumacetaat | Sigma-Aldrich | 517992 | |
| 6-aminocaproïnezuur | Sigma-Aldrich | A2504 | |
| eCAP Tris Buffer, 50,0 mM, pH 8 | Beckman Coulter | 477427 | |
| PA 800 Plus Farmaceutisch Analysesysteem | Beckman Coulter | A66528 | |
| eCAP Neutral capillair | Beckman Coulter | 477441 | |
| Vial, Micro, 200 µl | Beckman Coulter | 144709 | |
| Universele viaalkappen | Beckman Coulter | A62250 | |
| Universele vlaaskjes | Beckman Coulter | A62251 | |
| Kabel, optiek, UV/Vis | Beckman Coulter | 144093 | |
| UV/Vis Detector Module | Beckman Coulter | 144733 | |
| Cartridge Assembly Kit, Blank | Beckman Coulter | 144738 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.