Protéines, anticorps et ADC

L’applicabilité de la spectrométrie de masse MALDI-TOF pour effectuer la détection de protéines est bien reconnue dans le domaine des sciences de la vie. Dans ce domaine, l'électrophorèse sur gel de polyacrylamide SDS et la chromatographie d'exclusion stérique ont été historiquement utilisées, cependant, elles présentent des inconvénients tels qu'une perte de temps ou un manque de précision dans la détermination du poids moléculaire. En raison de sa capacité à fournir des informations plus précises sur le poids moléculaire, la spectrométrie de masse MALDI-TOF est devenue le principal outil pour l'analyse des structures primaires des protéines. De plus, ces dernières années, l’analyse des protéines aux niveaux femtomole et subfemtomole est souvent requise, ce qui augmente la demande de mesures de sensibilité plus élevée avec la spectrométrie de masse MALDI-TOF. 

Ces dernières années, le marché des produits biopharmaceutiques a connu un essor considérable en raison de leur popularité comme solution alternative à de nombreuses maladies chroniques. L'anticorps monoclonal (mAb) est une macromolécule biologique très complexe ayant des effets thérapeutiques spécifiques. Il est produit à partir de cellules vivantes dans des conditions de culture extrêmement compliquées. Le contrôle qualité des produits biopharmaceutiques, notamment biosimilaires, est une étape cruciale pour élucider toute altération de la structure primaire par rapport au produit de référence (innovateur). La cartographie peptidique et l’analyse du séquençage des peptides liés au C-terminal et aux liaisons disulfure font partie des attributs essentiels pour la caractérisation des biosimilaires. Dans ce rapport, la caractérisation d'un biosimilaire du bevacizumab est décrite, en se concentrant sur la cartographie peptidique et le séquençage MS/MS des peptides C-terminaux et contenant de la cystéine d'un biosimilaire du bevacizumab sur LCMS-9030, un système Q-TOF. 

La cartographie peptidique par HPLC est l'un des tests d'assurance qualité importants utilisés pour vérifier la structure primaire des médicaments anticorps. Généralement, après digestion enzymatique des anticorps, la séparation est réalisée à l’aide d’une colonne traditionnelle à phase inversée. En raison du grand nombre de pics qui nécessitent une séparation, l’utilisation de colonnes à petites particules et de colonnes à noyau pour l’analyse des peptides s’est répandue ces dernières années.
Afin de comparer les profils d’élution pour la confirmation de l’identité et de la mutation, un système hautement reproductible est nécessaire. L’UHPLC intégrée Nexera-i est le système idéal pour une telle analyse. Ici, la Nexera-i est utilisée dans l’analyse du digestat trypsique des IgG (immunoglobuline G humaine).

La fabrication de médicaments à base d’anticorps gagne en popularité en raison de leur spécificité vis-à-vis des maladies cibles, de leur efficacité et de leur rôle en tant que médicaments personnalisés potentiels. La cartographie peptidique joue un rôle essentiel dans l’assurance qualité des médicaments anticorps. Il est utilisé pour élucider la structure primaire des biosimilaires d’anticorps. La cartographie peptidique du digestat enzymatique est réalisée à l'aide d'une colonne à phase inversée C18 sur une HPLC interne ou UHPLC.

Récemment, le terme « biomédecine » est souvent utilisé dans le domaine pharmaceutique. Bien qu'ils soient également appelés produits biopharmaceutiques, ils font référence à des médicaments protéiques et à des anticorps développés et fabriqués à l'aide de biotechnologies, notamment la recombinaison génétique, la fusion cellulaire et la culture cellulaire. En revanche, les médicaments conventionnels sont appelés « médicaments de faible poids moléculaire » et sont produits par synthèse chimique.  

L'identification des protéines avec un spectromètre de masse (MS) et un moteur de recherche utilisant des bases de données génomiques est désormais devenue le courant principal de l'analyse des protéines. Bien que les protéines des bases de données génomiques soient enregistrées comme protéines précurseurs, les protéines exprimées dans les cellules vivantes sont modifiées après traduction et ont diverses fonctions.

La spectrométrie de masse est devenue un outil indispensable pour les chercheurs cherchant à séquencer des peptides. Bien qu'efficace dans de nombreux cas, le séquençage par In Source Decay (ISD) se heurte à quelques défis liés à sa capacité à fournir des informations de séquence fiables, notamment les acides aminés isobares, la dépendance à la base de données et les interférences de faible poids moléculaire. 

Les anticorps monoclonaux, ou mAb, sont utilisés depuis plus d’une décennie dans le traitement d’un certain nombre de maladies, mais principalement dans le traitement du cancer et des maladies auto-immunes. La quantification des mAb thérapeutiques dans des échantillons biologiques a été traditionnellement abordée par des tests de liaison de ligands (LBA), cependant, il existe des limitations majeures en termes de temps de développement de méthodes prolongés, d'approvisionnement en réactifs et d'effets de matrice.

À l’heure actuelle, les techniques de protéomique par fusil de chasse utilisant la spectrométrie de masse par chromatographie liquide sont principalement utilisées comme méthodes à haut débit pour identifier de nombreuses protéines différentes dans le cytoplasme cellulaire. Cependant, ces techniques ne sont pas nécessairement efficaces pour identifier toutes les protéines. En particulier, lors de la manipulation de protéines séparées par électrophorèse bidimensionnelle, etc., les taches protéiques détectées sur le gel d'électrophorèse doivent être liées aux résultats de l'identification des protéines. 

Cet article présente un exemple de mesure des digestions de phosphoprotéine et d’analyse des modifications de phosphate à l’aide du spectromètre de masse MALDI-TOF de paillasse « MALDI-8020 ».

Cet article présente un exemple de mesure des poids moléculaires de ces glycoprotéines à l’aide du spectromètre de masse MALDI-TOF de paillasse « MALDI-8020 ».

Les anticorps monoclonaux (mAb) constituent une classe majeure de produits biopharmaceutiques en raison de leur large application en médecine et en sciences biologiques. L'activité biologique de l'anticorps peut être attribuée à sa conformation structurelle unique.

Les protéines thérapeutiques telles que les anticorps monoclonaux (mAb) et les conjugués anticorps-médicament (ADC) s'agrègent facilement en raison des changements de température, de pH, de concentration, etc. L'agrégation dans la production de mAb et d'ADC affecte négativement leur efficacité et leur sécurité (1). Par conséquent, le degré d’agrégation doit être surveillé. La chromatographie d'exclusion de taille (SEC), qui sépare les molécules selon leurs différences de taille, est l'une des méthodes analytiques les plus utilisées pour la détection de l'agrégation des protéines thérapeutiques.

De nombreux produits biopharmaceutiques à base de protéines, caractérisés par des anticorps, sont synthétisés dans des cellules cultivées dérivées d'eucaryotes telles que les cellules CHO (ovaire de hamster chinois). Pour cette raison, il existe inévitablement de nombreuses modifications post-traductionnelles des protéines biosynthétisées. Parmi celles-ci, les modifications des glycanes ont retenu l'attention en tant qu'éléments d'évaluation de la qualité des produits biopharmaceutiques.

De nombreux produits biopharmaceutiques à base de protéines sont synthétisés dans des cellules cultivées dérivées d'eucaryotes. Pour cette raison, les protéines synthétisées sont principalement des glycoprotéines qui comprennent des protéines auxquelles sont liés des glycanes. Les glycanes de ces glycoprotéines sont largement divisés en glycanes liés à N (N-glycanes) et glycanes liés à O (O-glycanes), chacun ayant des structures de ramification diverses et complexes.

Il a été démontré que la glycosylation des protéines est liée à l'activité des protéines. Il est donc d’un grand intérêt d’étudier les structures glycanniques des glycoprotéines en immunologie et en biologie cellulaire. En plus de cela, il est également essentiel d’analyser les glycanes dans les médicaments glycoprotéiques recombinants pour garantir un profil de glycosylation cohérent.

Les conjugués anticorps-médicaments (ADC), un type de produit pharmaceutique composé d'un anticorps lié à un médicament, sont apparus dans les années 2000 avec l'espoir qu'ils serviraient de médicaments anticancéreux plus efficaces que les produits pharmaceutiques à petites molécules précédents, grâce à la combinaison de la haute sélectivité de l'anticorps et de la disponibilité d'un médicament à petites molécules.