Быстрая гликокачественная оценка рекомбинантных белков с использованием полностью автоматизированной системы
28 июня 2024 г.
Ранее была разработана система автоматизированного и экспресс-анализа гликанов на белках. В данной статье представлен протокол «гликокачественного анализа», оптимизированный для широкого круга пользователей, например, для тех, кто занимается анализом гликановых структур в биофармацевтических препаратах и других гликоконъюгатных материалах.
Наша область применения – гликозилирование белков. Гликановые структуры участвуют в изменениях стабильности и функции биофармацевтических препаратов, а также во многом наряду с видами клеток хозяина и условиями культивирования. В некоторых производственных условиях может быть загрязнен до определенной степени.
Наша цель — сделать удобные инструменты для такой квалификации гликанов. В основном, ЖК и масс-спектрометрия. Но для простого тестирования применимы векторные технологии.
Исследователям доступно множество типов лектинов с разной специфичностью, и каждый лектин связывается с определенными гликанами. Таким образом, мы можем оценить структуры гликана с помощью многоцелевого использования лектинового белка, лектина ИФА и лектинового микрочипа. Гликозилирование происходит в функциональных белках в нашем организме.
Вместе с заболеваниями изменяется структура гликанов. В настоящее время мы используем несколько специфических для заболевания гликозилирования в качестве диагностических биомаркеров, таких как C99 и FBL3. Не только новые кандидаты на биомаркеры были открыты с использованием технологий нового поколения, для валидации нужна система квалификации.
Гликоквалификация – это тяжелый труд. Нам нужно проанализировать сотни или тысячи чисел за короткое время. Однако нет системы, которая бы удовлетворила эти потребности.
Наш аналитический метод является единственным методом с полностью автоматическим процессом измерения, что значительно сокращает трудозатраты и позволяет нам проводить эффективную валидацию. Наша работа направлена на дальнейшее совершенствование нашего быстрого инструмента, особенно для количественных измерений. После этого мы планируем создать уникальный диагностический инструмент с панелью глико-биомаркеров, измеряемой нашей мультидетектирующей системой.
Следовательно, мы сосредоточены на открытии гликобиомаркеров, специфичных для заболевания.
Обзор
В данной статье представлен протокол глико-качественного анализа, ориентированный на автоматизированный и экспресс-анализ гликанов белков. Цель работы — предоставить исследователям удобные инструменты для анализа структур гликанов в биофармацевтических препаратах и гликоконъюгатных материалах.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Биофармацевтика
- Гликобиология
- Аналитическая химия
Теоретическая часть
- Гликозилирование белков влияет на стабильность и функцию биофармацевтических препаратов.
- Структуры гликанов могут изменяться в зависимости от вида клеток-хозяев и условий культивирования.
- При определенных условиях препараты могут быть загрязнены аллергенными гликанами.
- Для анализа гликанов доступны технологии на основе лектинов.
Цель исследования
- Разработать систему глико-квалификации для экспресс-анализа.
- Способствовать поиску специфических для конкретных заболеваний гликобиомаркеров.
- Улучшить возможности количественного измерения при анализе гликанов.
Используемые методы
- Лектин-лектиновый блоттинг
- Лектин-ИФА (ELISA)
- Лектиновый микрочип
- Автоматизированные процессы измерения
Основные результаты
- Разработка полностью автоматизированной системы глико-квалификации.
- Сокращение трудозатрат, необходимых для анализа гликанов.
- Идентификация новых потенциальных биомаркеров с использованием лектиновых технологий.
- Создание панели глико-биомаркеров для диагностики.
Выводы
- Автоматизированная система значительно повышает эффективность анализа гликанов.
- Она обеспечивает валидацию специфических для заболеваний биомаркеров гликозилирования.
- Целью дальнейшей работы является совершенствование инструментов количественного измерения.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Быстрая и надежная гликоквалификация имеет важное значение для биофармацевтических исследований и разработок.&D, поскольку гетерогенность гликанов напрямую влияет на стабильность, эффективность и иммуногенность продукта. Полностью автоматизированная система профилирования гликанов на основе лектинов обеспечивает высокопроизводительную и воспроизводимую оценку гликозилирования рекомбинантных белков, что способствует критическому мониторингу качества и валидации биомаркеров. Эта возможность повышает точность прогнозирования и ускоряет принятие решений на ключевых этапах поиска и разработки.
Стратегические приложения в биофармацевтических исследованиях и разработках&D
Первичный поиск и валидация мишени
- Позволяет быстро исследовать профили гликозилирования для выяснения взаимосвязей между структурой и функцией белков-кандидатов.
- Способствует снижению биологических рисков путем обнаружения вариантов гликанов, которые могут повлиять на терапевтическую эффективность или безопасность.
- Облегчает сортировку портфеля препаратов, предоставляя данные по глико-квалификации на ранних этапах для отбора кандидатов.
Скрининг и разработка анализа
- Позволяет подготавливать валидированные образцы гликопротеинов для последующего проведения аналитических и функциональных тестов.
- Обеспечивает получение стандартизированных количественных профилей гликанов для гарантии воспроизводимости и сопоставимости результатов анализа.
- Обеспечивает возможность масштабируемого высокопроизводительного скрининга вариантов гликозилирования при различных условиях производства.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает согласованность профилирования гликанов с рабочими процессами поиска и валидации биомаркеров, имеющих значение для заболевания.
- Поддерживает непрерывность перехода от этапа поиска к доклинической валидации, обеспечивая единообразную глико-квалификацию во всех исследованиях.
- Снижает трансляционный риск за счет подтверждения структур гликанов, имеющих значение для показателей эффективности и безопасности.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Эта автоматизированная система профилирования гликанов интегрируется в биофармацевтический технологический процесс — от ранних этапов поиска до доклинических исследований, объединяя аналитические и трансляционные рабочие процессы.
- Открытия в биологии: обеспечивает высокопроизводительную проверку гипотез о взаимосвязи структуры и функции гликанов, а также анализ метаболических путей.
- Скрининг: предоставляет воспроизводимые количественные данные о гликанах для поддержки разработки анализов и оценки соединений.
- Аналитика: генерирует стандартизированные результаты в виде dot-кодов и статистические показатели для надежного сравнения различных условий.
- Трансляционные исследования: позволяет проводить согласование и валидацию биомаркеров для гликопротеинов, имеющих значение при заболеваниях.
- Корпоративное использование: предлагает масштабируемую и удобную платформу, адаптируемую к различным проектам по изучению белков и биомаркеров.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает неопределенность механизмов при анализе гликозилирования.
- Операционная ценность: автоматизирует и стандартизирует профилирование гликанов, повышая воспроизводимость и пропускную способность.
- Стратегическая ценность: ускоряет принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет возможности быстрой оценки качества.
- Влияние на портфель: способствует приоритезации с учетом рисков и продвижению кандидатов в биотерапевтические препараты.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области гликонауки и интерпретации аналитических методов.
- Необходим доступ к автоматизированному оборудованию и совместимой аналитической инфраструктуре.
- Требуется стандартизация между группами для обеспечения сопоставимости данных и интеграции рабочих процессов.
- Метод адаптируемый к различным системам рекомбинантных белков с возможностью настройки панелей лектинов.
- Долговременное хранение и воспроизводимость подтверждены коэффициентом вариации <10%.
