Szybka ocena glikojakościowa białek rekombinowanych przy użyciu w pełni zautomatyzowanego systemu
28 czerwca 2024
System do automatycznej i szybkiej analizy glikanów na białkach został wcześniej opracowany. W artykule przedstawiono protokół "analizy glikojakościowej", zoptymalizowany dla szerokiego spektrum użytkowników, takich jak osoby zajmujące się analizą struktur glikanów w biofarmaceutykach i innych materiałach glikokoniugatowych.
Naszym zakresem jest glikozylacja białek. Struktury glikanów biorą udział w zmianach stabilności i funkcji biofarmaceutyków i są zmieniane wraz z gatunkami komórek gospodarza i warunkami hodowli. W niektórych warunkach produkcji glikan alergizujący byłby do pewnego stopnia zanieczyszczony.
Naszym celem jest stworzenie przyjaznych dla użytkownika narzędzi do takiej kwalifikacji glikologicznej. Głównie LC i spektrometria mas. Ale do prostych testów stosuje się technologie oparte na lektynie.
Naukowcy mają do dyspozycji wiele rodzajów lektyn o różnej specyfice, a każda lektyna wiąże się z określonymi glikanami. Tak więc możemy oszacować struktury glikanów za pomocą wielozastosowania blottingu lektyny po lektynie, ELISA lektyny i mikromacierzy lektynowej. Glikozylacja zachodzi w funkcjonalnych białkach w naszym organizmie.
Struktura glikanów zmienia się wraz z chorobami. Obecnie jako biomarkery diagnostyczne zastosowaliśmy kilka glikozylacji specyficznych dla choroby, takich jak CA 19-9 i AFP-L3. Warto zauważyć, że odkryto nowych kandydatów na biomarkery przy użyciu technologii opartych na lektynie.
Do ich walidacji potrzebny jest system kwalifikacji glikologicznej. Kwalifikacja glikologiczna to ciężka praca. Musimy przeanalizować setki lub tysiące liczb w krótkim czasie.
Nie ma jednak systemu, który zaspokoiłby te potrzeby. Nasza metoda analityczna jako jedyna posiada w pełni automatyczny proces pomiaru. Drastycznie zmniejsza to siłę roboczą i umożliwia nam przeprowadzanie skutecznej walidacji.
Nasze prace mają na celu dalsze ulepszanie naszego szybkiego przyrządu, zwłaszcza do pomiarów ilościowych. Następnie spodziewamy się zrealizować unikalne narzędzie diagnostyczne z panelem biomarkerów glikologicznych mierzonych przez nasz system multilektyny. W związku z tym skupiamy się na odkryciu glikobiomarkerów specyficznych dla choroby.
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia protokół analizy gliko-jakościowej, koncentrując się na zautomatyzowanej i szybkiej analizie glikanów w białkach. Jego celem jest dostarczenie intuicyjnych narzędzi dla badaczy analizujących struktury glikanów w biofarmaceutykach i materiałach glikokonjugatowych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Leki biologiczne
- Glikobiologia
- Chemia analityczna
Wstęp
- Glikozylacja białek wpływa na stabilność i funkcję leków biologicznych.
- Struktury glikanów mogą być zmieniane przez gatunek komórek gospodarza oraz warunki hodowli.
- W określonych warunkach produkty mogą zostać zanieczyszczone glikanami alergennymi.
- Do analizy glikanów dostępne są technologie oparte na lektynach.
Cel badania
- Opracowanie systemu gliko-kwalifikacji do szybkiej analizy.
- Ułatwienie odkrywania specyficznych dla chorób glikobiomarkerów.
- Poprawa możliwości pomiarów ilościowych w analizie glikanów.
Zastosowane metody
- Blotting z użyciem lektyn
- ELISA z lektynami
- Mikromacierze lektynowe
- Zautomatyzowane procesy pomiarowe
Główne wyniki
- Opracowanie w pełni zautomatyzowanego systemu glikokwalifikacji.
- Zmniejszenie zapotrzebowania na siłę roboczą w analizie glikanów.
- Identyfikacja nowych kandydatów na biomarkery przy użyciu technologii lektynowych.
- Ustanowienie panelu glikobiomarkerów do diagnostyki.
Wnioski
- Zautomatyzowany system znacząco zwiększa wydajność analizy glikanów.
- Wspiera on walidację specyficznych dla chorób biomarkerów glikozylacji.
- Dalsze prace mają na celu udoskonalenie narzędzi do pomiarów ilościowych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Szybka i niezawodna kwalifikacja glikanów jest niezbędna w badaniach i rozwoju biofarmaceutyków&D, ponieważ heterogeniczność glikanów bezpośrednio wpływa na stabilność, skuteczność i immunogenność produktu. W pełni zautomatyzowany system profilowania glikanów oparty na lektynach umożliwia wysokoprzepustową i powtarzalną ocenę glikozylacji białek rekombinowanych, wspierając krytyczny monitoring jakości oraz walidację biomarkerów. Możliwość ta zwiększa pewność predykcyjną i przyspiesza podejmowanie decyzji w kluczowych punktach zwrotnych procesu odkrywania i rozwoju.
Strategiczne zastosowania w badaniach biofarmaceutycznych&D
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia szybką analizę wzorców glikozylacji w celu wyjaśnienia zależności między strukturą a funkcją w białkach kandydackich.
- Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego poprzez wykrywanie wariantów glikanów, które mogą wpływać na skuteczność lub bezpieczeństwo terapeutyczne.
- Ułatwia selekcję projektów w portfolio poprzez dostarczanie danych z wczesnej kwalifikacji glikozylacyjnej do wyboru kandydatów.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Przygotowuje zwalidowane próbki glikoprotein do późniejszych analiz analitycznych i funkcjonalnych.
- Dostarcza zestandaryzowane, ilościowe profile glikanów, aby zapewnić powtarzalność i porównywalność analiz.
- Umożliwia skalowalny, wysokoprzepustowy screening wariantów glikozylacji w wielu warunkach produkcji.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Umożliwia dopasowanie profilowania glikanów do procesów odkrywania i walidacji biomarkerów istotnych dla danej choroby.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrycia do walidacji przedklinicznej poprzez umożliwienie spójnej glikokwalifikacji w obrębie różnych badań.
- Zmniejsza ryzyko translacyjne poprzez potwierdzenie struktur glikanów istotnych dla punktów końcowych dotyczących skuteczności i bezpieczeństwa.
Integracja potoków i przepływów pracy
Ten zautomatyzowany system profilowania glikanów integruje się z procesem biofarmaceutycznym, od wczesnego etapu odkrywania po badania przedkliniczne, łącząc analityczne i translacyjne przepływy pracy.
- Biologia odkrywcza: Zapewnia wysokoprzepustową weryfikację hipotez dotyczących relacji między strukturą a funkcją glikanów oraz analizę szlaków.
- Screening: Dostarcza powtarzalne, ilościowe odczyty glikanów w celu wsparcia opracowywania testów i oceny związków.
- Analityka: Generuje zestandaryzowane wyniki dotcode oraz miary statystyczne dla wiarygodnych porównań między różnymi warunkami.
- Badania translacyjne: Umożliwia dopasowanie i walidację biomarkerów dla glikoprotein istotnych w przebiegu chorób.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwach: Oferuje skalowalną, przyjazną dla użytkownika platformę, którą można dostosować do różnorodnych projektów dotyczących białek i biomarkerów.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w analizie glikozylacji.
- Wartość operacyjna: Automatyzuje i standaryzuje profilowanie glikanów, poprawiając powtarzalność i wydajność procesu.
- Wartość strategiczna: Przyspiesza podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu projektu (go/no-go) oraz zwiększa efektywność kapitałową poprzez umożliwienie szybkiej oceny jakości.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację dostosowaną do ryzyka oraz rozwój kandydatów na leki bioterapeutyczne.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej z zakresu glikonauki oraz interpretacji metod analitycznych.
- Wymaga dostępu do zautomatyzowanej aparatury oraz kompatybilnej infrastruktury analitycznej.
- Wymaga standaryzacji międzyzespołowej w celu zapewnienia porównywalności danych i integracji przepływu pracy.
- Metoda dostosowywalna do różnych systemów białek rekombinowanych dzięki możliwości konfiguracji paneli lektynowych.
- Długoterminowe przechowywanie i powtarzalność potwierdzone współczynnikiem zmienności <10%.
