Entdeckung und frühe Entwicklung von Biologika

Das Verständnis und die Kontrolle über die Qualität und Stabilität der Assay-Komponenten, ihre Reinheit und Funktionalität ist von grundlegender Bedeutung für die Erzeugung robuster, reproduzierbarer Daten.

Bei Biologika ist es oft der Fall, dass sowohl das Target als auch das Wirkstoffmolekül Proteine sind. Zielmolekül und Wirkstoff müssen unter den Assay-Bedingungen stabil und aktiv sein, um unzuverlässige Ergebnisse, sowie die Notwendigkeit wiederholter Screenings und potenziell falsch-negative Ergebnisse zu vermeiden. Die Proteinaggregation kann die Qualität von Screening-Verfahren beeinträchtigen und es muss sichergestellt werden, dass alle Chargen der jeweiligen Proteine gleich sind.

Die biophysikalische Charakterisierung unterstützt die Entwicklung und Optimierung von biochemischen, biophysikalischen und zellbasierten Assays, um sicherzustellen, dass deren Ergebnisse die Auswahl der vielversprechendsten Wirkstoffe und Kandidaten ermöglichen.

In der biopharmazeutischen Forschung werden die "Hit"-Moleküle oder "parentale" Protein-Wirkstoffmoleküle modifiziert oder bearbeitet, um ihr Expressionsniveau, ihre Stabilität, Potenz, Bioaktivität oder Sicherheit zu verbessern oder das Protein entwicklungsfähiger zu gestalten. Es ist wichtig, die Stabilität dieser rekombinanten Proteine nach Abschluss der Entwicklungsschritte und vor der Kandidatenauswahl zu bewerten. Dies ermöglicht eine fundierte Auswahl geeigneter Strukturen und die schnelle Eliminierung ungeeigneter Varianten, die Effekte wie thermische Labilität, erhöhte Heterogenität oder eine Neigung zur Aggregation aufweisen könnten.

Die Systeme von Malvern Panalytical helfen bei der Beantwortung von Fragen zur Bindungsfähigkeit und -stabilität mit Hilfe von isothermischen Titrationskalorimetrie, dynamischen Differenzkalorimetrie und dynamischer Lichtstreuung.

Zur Bestimmung der Aktivität potenzieller Wirkstoffkandidaten werden typischerweise Hochdurchsatztechniken wie Oberflächenplasmonresonanz (SPR) und enzymgekoppelter Immunadsorptionstest (EIA) eingesetzt. Sobald die Aktivität nachgewiesen ist, ist es wichtig zu wissen, ob sich ein Molekül für den weiteren Arbeitseinsatz als praktikabel erweist. Hier helfen die biophysikalischen Charakterisierungstechniken von Malvern Panalytical bei der Beantwortung der wesentlichen Fragen, ob das Molekül zur Aggregation oder Fragmentierung neigt und ob es eine ausreichende thermische Stabilität aufweist.

Die Zetasizer-Systeme sind seit langem in der biopharmazeutischen Entwicklung zur Aggregatbestimmung etabliert, während die MicroCal PEAQ-DSC detaillierte Informationen zur thermischen Stabilität liefert. Die OMNISEC-Größenausschlusschromatographie hilft, eine eventuell auftretende Fragmentierung zu erfassen.

In der Preformulierungsentwicklung, wo biophysikalische Studien im kleinen Maßstab dabei helfen, die optimale Pufferzusammensetzung und pH-Bedingungen zu definieren, die für die Stabilisierung des Proteins erforderlich sind, wird ein typischer Stabilitätstest sowohl DSC als auch DLS umfassen.