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正交技术研究pH、蔗糖和精氨酸盐对单克隆抗体长期储存过程中物理稳定性和聚集的影响

2021-08-23

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了解添加剂对治疗蛋白稳定性的影响对于获得稳定的配方至关重要。在这项工作中,作者应用了几种高通量和中通量的方法来研究模型单克隆抗体在pH 5.0和6.5的条件下,蔗糖,盐酸精氨酸和精氨酸谷氨酸存在的物理稳定性。在低离子强度缓冲液中,盐的加入降低了抗体的胶态和热稳定性,归因于静电相互作用的增加。精氨酸盐中谷氨酸离子的存在部分降低了离子强度增加的损伤作用。添加280mM蔗糖后,热蛋白的展开温度升高。使用浓度的精氨酸盐降低了尿素重折叠后的相对单体产率,而蔗糖对抗体重折叠有较好的作用。此外,作者还展示了12个月的长期稳定性数据,并观察了热蛋白稳定性、再折叠后的相对单体收率和单体在贮藏过程中的损失之间的相关性。贮存过程中单体的损失与某些配方中的蛋白质聚集和亚可见颗粒的形成有关。本研究表明,常用添加剂对抗体长期物理稳定性的影响可以通过正交生物物理测量来预测。

 

本研究中使用的单克隆抗体PPI13是一种人源IgG1k,分子量为148.9 kDa,等电点约为9。在不久的将来,关于PPI13的初级蛋白序列和其他信息将在一个在线数据库(https://pippi-data.kemi.dtu.dk/)中提供。PPI13以无表面活性剂的散装溶液提供,蛋白质浓度为43 g/L。采用尺寸排阻色谱(SEC)批量检测PPI13的纯度,显示相对单体含量>97%。如前所述,在25C条件下,用广泛透析交换缓冲液至10 mM组氨酸/组氨酸盐酸盐,pH分别为5.0、5.75和6.5采用Nanodrop 2000紫外分光光度计(Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE)测量PPI13在280 nm处的吸收,并用蛋白消光系数计算蛋白浓度。在组氨酸缓冲液中分别制备蔗糖、ArgHCl、ArgGlu、胍盐酸盐(GuHCl)和nacld4添加剂的原液,并将其添加到透析蛋白溶液中。所有化学品都是高纯度等级的,并从Sigma Aldrich (Steinheim,德国)、VWR International (Darmstadt,德国)或Fisher Scientific (Schwerte,德国)购买。来自arium®系统(Sartorius Lab Instruments GmbH, Goettingen, Germany)的超纯水用于制备所有溶液。

 

长期稳定实验

分别用缓冲液(或缓冲液加添加剂)中蛋白浓度为5 g/L的PPI13样品经过0.22 mmol醋酸纤维素过滤器的无菌过滤,无菌填充到DIN2R I型玻璃瓶(MGlas AG, Münnerstadt,德国),用氟rotec®涂层橡胶氯丁基塞压接(West Pharmaceutical Services)。并储存在4C和25C所需的时间。三个不同的小瓶被用来分析每个条件和时间


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