Characterization and quantification of post-translational modifications in biopharmaceutical proteins : application of liquid chromatography hyphenated to mass spectrometry to investigate protein glycosylation

Monoklonale Antikörper (mAbs) gelten als Blockbuster in der pharmazeutischen Industrie. Sie sind hochkomplexe Glykoproteine, die durch Kohlenhydrate modifiziert sind. Heute werden mAbs gegen eine Vielzahl von Krankheiten eingesetzt, darunter Krebs und Autoimmunerkrankungen. Die Produktion und Herstellung von mAbs ist recht kostspielig, weshalb die Entwicklung von Biosimilars für Pharmaunternehmen nach dem Auslaufen von Patenten der Originatoren attraktiv ist. Da klinische Studien teuer sind, besteht das Hauptziel bei der Entwicklung von Biosimilars darin, ein Produkt herzustellen, das dem Originalpräparat in seinen physikochemischen Eigenschaften sehr ähnlich ist. An dieser Stelle kommt die Analytische Chemie ins Spiel. Zur Untersuchung der molekularen Eigenschaften von mAbs können verschiedene Analyseverfahren eingesetzt werden. Eine Technik, die Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie in Kombination mit der Massenspektrometrie (HPLC-MS), ist die bei weitem am häufigsten verwendete Methode. HPLC-MS wird zur Untersuchung der Ladungs-, der Sequenz-, der Glykosylierungs- und der Cystein-bezogenen Varianten eingesetzt. Darüber hinaus kann HPLC-MS zur Untersuchung von Strukturen höherer Ordnung und Aggregaten eingesetzt werden. Ein chemisches Merkmal von mAbs ist besonders wichtig für ihre Funktion, Wirksamkeit und Sicherheit: die N Glykosylierung, eine Kohlenhydratmodifikation. Je nach angehängtem Glykan können mAbs mehr oder weniger wirksam sein, schneller oder langsamer abgebaut werden oder zu Immunreaktionen bei Patienten führen. Daher ist es von größter Bedeutung, dass zuverlässige und schnelle Techniken zusammen mit einfachen bioinformatischen Arbeitsabläufen zur Verfügung stehen, um die N Glykosylierung von mAbs bereits während der Entwicklung von Biosimilars oder für den Chargenvergleich zu untersuchen. Im Rahmen dieser kumulativen Dissertation wurden HPLC-MS-Workflows zur Untersuchung der N Glykosylierung von mAbs entwickelt, optimiert und eingesetzt. Wie bereits erwähnt, ist es bereits bei der ...