Dit artikel beschrijft het gebruik van een softwaretoepassing, mAbScale, voor de berekening van massa's voor op monoklonale antilichamen gebaseerde eiwittherapieën.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een open-source raamwerk voor massaberekening van op antilichamen gebaseerde therapeutische moleculen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Biotherapeutische massa's zijn een middel om identiteit en structurele integriteit te verifiëren. Massaspectrometrie (MS) van intacte eiwitten of eiwitsubeenheden biedt een eenvoudig analytisch hulpmiddel voor verschillende stadia van biofarmaceutische ontwikkeling. De identiteit van het eiwit wordt bevestigd wanneer de experimentele massa van MS binnen een vooraf gedefinieerd massafoutbereik van de theoretische massa ligt. Hoewel er verschillende computationele tools bestaan voor de berekening van eiwit- en peptidemolecuulgewichten, zijn ze ofwel niet ontworpen voor directe toepassing op biotherapeutische entiteiten, hebben ze toegangsbeperkingen als gevolg van betaalde licenties, of vereisen ze het uploaden van eiwitsequenties naar hostservers.
We hebben een modulaire massaberekeningsroutine ontwikkeld die het mogelijk maakt om eenvoudig de gemiddelde of mono-isotopische massa's en elementaire samenstellingen van therapeutische glycoproteïnen te bepalen, waaronder monoklonale antilichamen (mAb), bispecifieke antilichamen (bsAb) en antilichaam-geneesmiddelconjugaten (ADC). Het modulaire karakter van dit op Python gebaseerde berekeningsraamwerk zal het mogelijk maken om dit platform in de toekomst uit te breiden naar andere modaliteiten zoals vaccins, fusie-eiwitten en oligonucleotiden, en dit raamwerk zou ook nuttig kunnen zijn voor het ondervragen van top-down massaspectrometriegegevens. Door een open-source standalone desktoptoepassing met een grafische gebruikersinterface (GUI) te maken, hopen we de beperkingen rond gebruik in omgevingen te overwinnen waar bedrijfseigen informatie niet kan worden geüpload naar webgebaseerde tools. Dit artikel beschrijft de algoritmen en toepassing van deze tool, mAbScale, op verschillende op antilichamen gebaseerde therapeutische modaliteiten.
Inleiding
In de afgelopen twee decennia zijn biotherapeutica geëvolueerd tot een steunpilaar van de moderne farmaceutische industrie. De SARS-CoV2-pandemie en andere levensbedreigende omstandigheden hebben de behoefte aan een snellere en bredere ontwikkeling van biofarmaceutische moleculen verder vergroot 1,2,3.
Het biotherapeutische molecuulgewicht is van cruciaal belang voor de identificatie van het molecuul, in combinatie met andere analytische tests. De intacte en gereduceerde subeenheidmassa's worden gedurende de hele ontdekkings- ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
De workflow op hoog niveau voor mAbScale wordt weergegeven in afbeelding 2. Elke stap heeft meer geavanceerde interne beslissingstakken, lussen en combinatoriek. Een gedetailleerde algoritmische workflow die het berekeningsproces beschrijft, wordt weergegeven in aanvullende figuur 1. De uitvoer van de toepassing wordt opgeslagen in een spreadsheetindeling in de door de gebruiker geselecteerde map. Het uitvoerbestand bestaat uit meerdere afzonderlijke werkbladen, die kunnen worden gecategoriseerd als de gebruikersinvoer, berekeningen van het molecuulgewicht en referenties voor de gemiddelde isotopenmassa-afleidingen (voorb....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Er werden verschillende mAbs geselecteerd om verschillende soorten mAbs te vertegenwoordigen. Er werd een in de handel verkrijgbare mAb-standaard geselecteerd om een conventionele mAb weer te geven met identieke zware ketens, identieke lichte ketens en één N-gebonden glycosyleringsplaats in de Fc-regio. Er werd ook gekozen voor een mAb met een extra lichte keten N-gebonden glycosylering, een bispecifieke mAb en een antilichaam-geneesmiddelconjugaat (ADC) mAb om het gebruik van de toepassing te verbreden. De chemische sam.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
mAbScale biedt een intuïtieve gebruikersinterface met de flexibiliteit om de bouwstenen voor massa- en elementaire berekeningen te wijzigen. Van de gebruikers wordt verwacht dat ze een basiskennis hebben van het doelmolecuul om de applicatie te gebruiken, de juiste massa's af te leiden en de resultaten te interpreteren. Het blad met intacte of gereduceerde massa-output kan bijvoorbeeld overweldigend zijn vanwege de vele rijen intacte of gereduceerde massa's, aangezien de standaard glycaandatabase 88 N-gebonden glycanen b.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Deze software wordt uitgebracht onder de Apache 2.0-licentie. Copyright (2022) van GlaxoSmithKline Research & Development Limited. Alle rechten voorbehouden. Gelicentieerd onder de Apache-licentie, versie 2.0 (de "Licentie"); u mag dit bestand alleen gebruiken in overeenstemming met de Licentie. U kunt een kopie van de Licentie verkrijgen op http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0. Tenzij vereist door de toepasselijke wetgeving of schriftelijk overeengekomen, wordt software die onder de Licentie wordt gedistribueerd gedistribueerd op een "as is"-basis, zonder garanties of voorwaarden van welke aard dan ook, expliciet of impliciet. Zie de Licentie voor de specifieke taal die van toepassing is op toestemmingen en beperkingen onder de Licentie. L.C. is een werknemer van GlaxoSmithKline (GSK). T.H. en K.K. ontwikkelden deze software als werknemers van GSK en zijn nu partners van respectievelijk Merck en Moderna.
Dankbetuigingen
De auteurs bedanken Robert Schuster voor zijn hulp bij de verificatie van de gegevens.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Acquity UPLC system | Waters Corp., Milford, MA | N/A | Modulair systeem |
| Antibody-drug conjugate (ADC) | GlaxoSmithKline | N/A | Gepatenteerd molecuul |
| BEH 200 SEC kolom | Waters Corp., Milford, MA | 176003904 | |
| Bispecifiek mAb | GlaxoSmithKline | N/A | Gepatenteerd molecuul |
| Byos | Protein Metrics, Cupertino, CA | https://proteinmetrics.com/byos/ Versie 4.5 | |
| GPMAW | GPMAW | http://www.gpmaw.com/ | |
| LC-MS grade water | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | W6-1 | |
| mAb standaard | Waters Corp., Milford, MA | 186009125 | Waters Humanized mAb Mass Check Standard |
| mAbScale | GlaxoSmithKline | Apache License, versie 2.0 | |
| Xevo G2 Q-TOF massaspectrometer | Waters Corp., Milford, MA | N/A | Modulair systeem |
Referenties
- Reichert, J. M., Valge-Archer, V. E. Development trends for monoclonal antibody cancer therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery. 6 (5), 349-356 (2007).
- Kintzing, J. R., Filsinger Interrante, M. V., Cochran, J. R. Emerging....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
