Le rôle des méthodes de mesure DSF et DSC dans l’évaluation de la stabilité des protéines

L’évaluation de la stabilité des protéines est un paramètre extrêmement important dans la recherche en biopharmaceutique. Récemment, la méthode de mesure de fluorescence différentielle (DSF) a été largement utilisée comme méthode d’évaluation des propriétés de dépliement des protéines. DSF est relativement simple et permet de réaliser un screening rapide à partir d’une petite quantité d’échantillon, ce qui est utile dans les étapes préliminaires de la recherche.

Cependant, dans le contexte du développement de médicaments, l’émergence de diverses modalités telles que les complexes anticorps-médicament, les anticorps bispécifiques, les acides nucléiques et les nanoparticules lipidiques (LNP) d’ARNm a accru le besoin de méthodes de mesure plus universelles. Dans ce contexte, des limites à l’application de DSF commencent également à apparaître.

En revanche, la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est une méthode hautement polyvalente utilisée non seulement pour mesurer la stabilité thermique des protéines, mais aussi pour d’autres applications variées. En outre, la mesure de la stabilité thermique des protéines via DSC fournit une vue plus globale que DSF, ce qui peut améliorer la prise de décision et réduire la probabilité de faux positifs.

Qu’est-ce que la méthode DSF ? Ses caractéristiques et précautions

DSF est une méthode qui utilise des colorants fluorescents pour capturer les changements de fluorescence associés à la dénaturation des protéines. L’augmentation de la température provoque une interaction entre les colorants fluorescents et les régions hydrophobes des protéines, détectant ainsi la progression du dépliement. Cette méthode est rapide et peut être réalisée avec une petite quantité d’échantillon, ce qui constitue un avantage.

Toutefois, en raison de sa dépendance aux colorants fluorescents, la fiabilité des résultats peut diminuer dans les échantillons où il n’y a pas d’interaction avec le colorant ou ceux affectés par les composés coexistants. En outre, DSF se limite principalement à la mesure de T_m (température de dénaturation) et ne fournit pas d’informations thermodynamiques supplémentaires telles que l’enthalpie ou la capacité calorifique.

DSC pour une analyse plus polyvalente

La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est une méthode de mesure directe de l’absorption et de la libération de chaleur associées au dépliement des protéines, sans qu’aucun colorant fluorescent ne soit nécessaire. Avec DSC, il est possible d’obtenir des profils thermodynamiques détaillés tels que les changements enthalpiques (ΔH) et la capacité calorifique (C_p), en plus de T_m, ce qui permet d’obtenir des informations plus approfondies.

De plus, DSC n’est pas affectée par les artéfacts optiques et peut être appliquée à divers types de biomolécules (protéines, acides nucléiques, lipides), ce qui en fait une méthode de mesure plus reproductible et polyvalente.

Comparaison et utilisation des méthodes DSF et DSC pour la mesure de la stabilité des protéines

DSF est très utile dans le criblage en phase initiale où la rapidité et l’efficacité sont primordiales, car elle permet un criblage à haut débit avec une faible quantité d’échantillon. En raison de sa simplicité, elle est largement utilisée comme méthode de support pour la prise de décision au début de la recherche.

Cependant, étant donné qu’il s’agit d’une mesure basée sur un signal fluorescent, des variations du signal dues à l’influence des substances coexistantes ou aux interactions avec le colorant peuvent se produire, ce qui rend l’application difficile dans certaines conditions d’échantillon.

D’un autre côté, DSC fournit des données thermodynamiques plus complètes et reproductibles, ce qui est particulièrement efficace dans les scénarios nécessitant une évaluation précise, tels que le développement de formulations biopharmaceutiques, l’évaluation des biosimilaires et la préparation de documents pour les agences réglementaires. DSC est moins sujette aux artéfacts optiques et maintient une haute fiabilité sous diverses conditions de tampon et de cosolvant, ce qui permet de l’utiliser en toute confiance pour l’évaluation de la qualité dans les étapes ultérieures.

DSF et DSC ont chacune leurs points forts, et il est important de les utiliser en fonction de l’objectif de la recherche. Par exemple, DSF est adaptée au criblage en phase précoce ou à l’évaluation rapide d’un grand nombre d’échantillons. En revanche, DSC est un excellent choix pour le développement de formulations, l’évaluation des biosimilaires et la préparation de documents pour les agences réglementaires, où des évaluations de stabilité plus détaillées et précises sont nécessaires.

Dans le développement biopharmaceutique, l’évaluation de la stabilité est une étape cruciale qui lie la conception de la formulation, le contrôle de qualité, et même l’approbation réglementaire. Des appareils DSC précis comme le MicroCal PEAQ-DSC fournissent des données thermodynamiques fiables et sont donc des outils extrêmement utiles pour les chercheurs. Le choix d’une méthode d’évaluation adaptée aux étapes et buts de la recherche contribue grandement au succès du développement de produits.

Appareil d’analyse de stabilité des biomolécules en solution MicroCal DSC

Il s’agit d’un appareil de mesure de la stabilité thermique des biomolécules en solution, évaluant directement les très petits changements thermiques liés à la dénaturation sous des conditions à température contrôlée avec haute sensibilité et reproductibilité.

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