Platforma open source do obliczania masy cząsteczek terapeutycznych opartych na przeciwciałach
16 czerwca 2023
Ten artykuł opisuje użycie aplikacji mAbScale do obliczania mas dla terapii białkowych opartych na przeciwciałach monoklonalnych.
Wyzwaniem związanym z dokładnym obliczaniem masy dla dużych cząsteczek białka jest defekt masy związany z pomiarem. W rezultacie można mierzyć tylko średnie masy. Niewielkie różnice w masie pierwiastków mogą się kumulować, powodując znaczne rozbieżności w dużych cząsteczkach paraterapeutycznych, takich jak przeciwciała monoklonalne.
Nasze narzędzie wyraźnie odpowiada na wyzwanie związane ze spójnym obliczaniem masy dla terapii opartych na przeciwciałach, takich jak mabs, bispecyficzne i koniugaty przeciwciał leków. Naukowcy zajmujący się komercyjnym rozwojem biofarmaceutyków muszą polegać na ręcznych obliczeniach lub narzędziach, które nie są zależne od komunikacji z zewnętrznymi serwerami. Ze względu na wykorzystanie informacji zastrzeżonych istniejące narzędzia albo wymagają licencji, albo nie są budowane z uwzględnieniem specyficznych potrzeb rozwoju biofarmaceutyków.
Mabscale oferuje przyjazny dla użytkownika interfejs i adaptowalną platformę open source dla użytkowników i programistów. Obsługuje obsługę wielu wersji mas elementarnych i list modyfikacji oraz umożliwia udostępnianie list w celu zachowania spójności obliczeń. Kod może być udostępniany na poziomie przedsiębiorstwa przy użyciu serwerów wewnętrznych lub wdrożenia w chmurze, z kontrolowanym dostępem w celu ochrony zastrzeżonych informacji.
Aby rozpocząć, otwórz aplikację, klikając dwukrotnie ikonę pliku wykonywalnego. Wprowadź sekwencje łańcucha ciężkiego i łańcucha lekkiego w polach tekstowych pod jedną kolumną bez spacji. W przypadku przeciwciał bispecyficznych dodaj dodatkowe łańcuchy ciężkie lub lekkie w drugim zestawie pól tekstowych pod dwiema kolumnami.
Pozostaw te pola puste dla przeciwciał monoklonalnych o identycznych łańcuchach ciężkich i łańcuchach lekkich. Zaznacz pola wyboru cyklizacji końcówki końcowej i zacisku C, jeśli te warianty końcówek łańcuchowych mają zastosowanie. Dodaj modyfikacje chemiczne, w tym łącznik i ładunek dla koniugatów przeciwciał leków, do pudełek modyfikacji chemicznej łańcucha ciężkiego i lekkiego przy użyciu kompozycji pierwiastkowych, takich jak chlorek wapnia.
Modyfikacje te zostaną dodane do odpowiedniej podjednostki lub łańcucha białkowego. Określ liczbę wiązań dwusiarczkowych w cząsteczkach białka w polu tekstowym oznaczonym Całkowita liczba dwusiarczków. Wprowadź liczbę niezredukowanych wiązań dwusiarczkowych łańcuchów ciężkich w polu tekstowym Niezredukowane dwusiarczki łańcuchów ciężkich, a liczbę niezredukowanych wiązań dwusiarczkowych łańcucha lekkiego w polu tekstowym Niezredukowane dwusiarczki łańcucha lekkiego, w zależności od zakresu redukcji.
Jeśli glikozylacja jest obecna w łańcuchu lekkim przeciwciał monoklonalnych, zaznacz pole wyboru Łańcuch lekki jest glikozylowany. Kliknij przycisk Przeglądaj, aby wybrać folder wyjściowy dla pola tekstowego folderu wyjściowego, a następnie wprowadź nazwę pliku wyjściowego, bez rozszerzenia pliku, w polu tekstowym Plik Excel, bez rozszerzenia. Następnie kliknij przycisk Prześlij.
Na ekranie pojawi się komunikat o utworzeniu raportu z obliczeń masy, a plik wyjściowy można znaleźć w folderze wyznaczonym przez użytkownika. Aplikacja zostanie zamknięta automatycznie. W tej tabeli podsumowano składy chemiczne, obliczone masy, zmierzone masy i błędy masy różnych przeciwciał monoklonalnych.
Wybrano dostępny na rynku wzorzec przeciwciała monoklonalnego, który reprezentował konwencjonalne przeciwciało monoklonalne z identycznymi łańcuchami ciężkimi, identycznymi łańcuchami lekkimi i jednym miejscem glikozylacji sprzężonym z N w regionie FC. Wybrano również przeciwciało monoklonalne z dodatkową glikozylacją sprzężoną z łańcuchem lekkim N, bispecyficzne przeciwciało monoklonalne oraz przeciwciało monoklonalne sprzężone z lekiem w celu poszerzenia zastosowania aplikacji. Małe błędy masy między obliczonymi masami a zmierzonymi masami mieściły się w kryteriach akceptacji normalnego błędu masy, co sugeruje, że obliczone masy były dokładne.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł opisuje wykorzystanie aplikacji programistycznej mAbScale do obliczania mas terapeutyków białkowych opartych na przeciwciałach monoklonalnych. Omawia on wyzwania związane z dokładnym obliczaniem masy dużych cząsteczek białkowych, w szczególności przeciwciał monoklonalnych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Rozwój biofarmaceutyków
- Leki białkowe
- Spektrometria mas
Wstęp
- Dokładny pomiar masy jest kluczowy w przypadku dużych cząsteczek białek.
- Problemy związane z deficytem masy prowadzą do rozbieżności w obliczeniach masy.
- Istniejące narzędzia często wymagają licencji lub nie spełniają specyficznych potrzeb biofarmaceutycznych.
- Powszechnie stosowane są obliczenia ręczne, które mogą być nieefektywne.
Cel badania
- Zapewnienie niezawodnego narzędzia do obliczania masy przeciwciał monoklonalnych.
- Poprawa dokładności w opracowywaniu terapeutyków opartych na przeciwciałach.
- Wyeliminowanie zależności od zewnętrznych serwerów ze względu na obawy dotyczące informacji zastrzeżonych.
Zastosowane metody
- Opracowanie aplikacji programistycznej mAbScale.
- Analiza problemów związanych z defektem masy w dużych cząsteczkach białek.
- Porównanie z istniejącymi narzędziami do obliczeń masy.
- Skupienie się na potrzebach użytkowników w rozwoju biofarmaceutyków.
Główne wyniki
- mAbScale zapewnia dokładne obliczenia masy dla przeciwciał monoklonalnych.
- Narzędzie to rozwiązuje konkretne problemy występujące w przemyśle biofarmaceutycznym.
- Zmniejsza ono rozbieżności w pomiarach masy w porównaniu do obliczeń wykonywanych ręcznie.
- Użytkownicy mogą zachować poufność danych bez konieczności korzystania z zewnętrznych serwerów.
Wnioski
- mAbScale to wartościowe narzędzie dla badaczy zajmujących się rozwojem biofarmaceutyków.
- Zwiększa ono dokładność obliczeń masy białek terapeutycznych.
- Oprogramowanie to spełnia specyficzne potrzeby branży, zwiększając efektywność pracy.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Dokładne obliczanie masy leków terapeutycznych opartych na przeciwciałach jest kluczowe dla weryfikacji tożsamości molekularnej i integralności strukturalnej w całym procesie rozwoju biofarmaceutycznego. Otwarty framework mAbScale odpowiada na potrzebę bezpiecznych, powtarzalnych i skalowalnych obliczeń masy bez polegania na zewnętrznych serwerach lub oprogramowaniu własnościowym. Możliwość ta bezpośrednio wspiera rygor analityczny i pewność w zakresie portfolio w kluczowych punktach zwrotnych procesu odkrywania i rozwoju.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia precyzyjną weryfikację tożsamości białka terapeutycznego w odniesieniu do teoretycznych wartości masy.
- Wspiera ocenę integralności strukturalnej w celu walidacji funkcjonalnej celu.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez ilościowe określanie modyfikacji masy i wariantów.
Przesiewy i rozwój testów
- Standaryzuje przepływy pracy w zakresie obliczeń masy dla przeciwciał monoklonalnych, bispecyficznych i koniugowanych.
- Zapewnia powtarzalność i identyfikowalność wyników analitycznych w różnych zespołach.
- Przygotowuje zwalidowane dane o masie do późniejszych testów przesiewowych i analiz charakterystyki.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Ujednolica wyniki pomiarów masy z wymogami regulacyjnymi i potrzebami w zakresie biomarkerów translacyjnych.
- Zapewnia ciągłość standardów analitycznych od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną.
- Zmniejsza ryzyko niepowodzeń na późnych etapach z powodu niewykrytych rozbieżności w masie.
Integracja potoku i przepływu pracy
Struktura mAbScale integruje się z kontinuum analitycznym, od wczesnych etapów odkrywania, poprzez identyfikację wiodących kandydatów, aż po rozwój przedkliniczny.
- Biologia odkrywcza: Zapewnia wiarygodne potwierdzenie masy do testowania hipotez i walidacji szlaków.
- Przesiewanie: Dostarcza zestandaryzowane, ilościowe wyniki masy w celu oceny gotowości testu i oceny związków.
- Analityka: Generuje powtarzalne wskaźniki błędu masy w celu porównania wartości eksperymentalnych i teoretycznych.
- Badania translacyjne: Wspiera dopasowanie biomarkerów i dokumentację regulacyjną za pomocą walidowanych danych masowych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje modułową, udostępnialną platformę, którą można wdrożyć w bezpiecznych infrastrukturach wewnętrznych.
Wpływ operacyjny i organizacyjny
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i zmniejsza niejednoznaczność w charakteryzacji białek terapeutycznych.
- Wartość operacyjna: Umożliwia standaryzację, powtarzalność oraz bezpieczne obchodzenie się z sekwencjami zastrzeżonymi.
- Wartość strategiczna: Poprawia jakość decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) oraz efektywność kapitałową poprzez minimalizację ryzyka analitycznego.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój aktywów opartych na przeciwciałach.
Kwestie dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy z zakresu analizy sekwencji białek oraz interpretacji danych ze spektrometrii mas.
- Wymaga kompatybilnej infrastruktury obliczeniowej do wdrożenia na komputerze stacjonarnym lub serwerze wewnętrznym.
- Wymaga standaryzacji list mas pierwiastków i modyfikacji pomiędzy zespołami.
- Umożliwia adaptację do różnych modalności przeciwciał i modyfikacji chemicznych.
- Ogranicza się do obliczeń masy; nie zastępuje eksperymentalnej walidacji metodą spektrometrii mas.
