Techniques d’évaluation des propriétés physiques dans le développement des biopharmaceutiques : Processus de fabrication

par Malvern Panalytical, Tuesday, 17th August 2021

Nous vous présentons les éléments à évaluer à chaque étape du développement de biopharmaceutiques, ainsi que les techniques de mesure de Malvern Panalytical permettant ces évaluations. Cette page vous donnera un aperçu détaillé du « processus de fabrication ».

Une fois les conditions de formulation définies, l’étape suivante est l’augmentation d’échelle. Au fur et à mesure que le processus de fabrication progresse, des agrégats insolubles de submicrons (SVP de 100 à 1000 nm) peuvent apparaître, ce qui n’était pas le cas à petite échelle. Les rapports sur l’augmentation du risque immunogène associé aux SVP se multiplient. Le système immunitaire des patients peut reconnaître les agrégats de protéines comme des particules infectieuses, telles que les virus, risquant de déclencher des réponses immunitaires indésirables. Les techniques de mesure de Malvern Panalytical soutiennent l’évaluation des SVP lors de l’augmentation d’échelle.

Évaluation des changements de taille par diamètre moyen des particules et PdI (DLS・SLS)

Comparaison des changements de taille d’anticorps avant et après le processus de fabrication

Les protéines sont constituées de chaînes polypeptidiques sensibles à diverses conditions de traitement telles que la méthode de préparation, d’entreposage et les tampons, ce qui rend crucial la compréhension des changements de propriétés physiques dans le processus de fabrication. Avec la diffusion de lumière dynamique (DLS) et la diffusion de lumière statique (SLS), il est possible d’évaluer l’agrégation et la fragmentation. Le graphique ci-dessous montre les résultats DLS pour des anticorps thérapeutiques non traités et traités. L’axe horizontal représente la taille et l’axe vertical la distribution de l’intensité lumineuse (Intensity(%)). Le diamètre moyen des particules des échantillons non traités (bleu) est d’environ 11 nm, alors que celui des échantillons traités (rouge) est d’environ 50 nm, confirmant la présence d’agrégats. Ces résultats suggèrent qu’un changement s’est produit dans les échantillons d’anticorps avant et après traitement. Aussi, le degré de distribution, reflété par l’indice de polydispersité (PdI), dépasse 0.14 et 0.1 respectivement, ce qui suggère la présence de petits fragments d’anticorps. Ce résultat coïncide avec les deux anticorps thérapeutiques mesurés par SLS dont la masse molaire absolue est légèrement inférieure à la valeur théorique de 145 kDa.

Ainsi, la surveillance détaillée des changements de taille au cours des étapes menant à la commercialisation par DLS et SLS permet de vérifier l’agrégation et la fragmentation.

Tableau: Résultats de la mesure de la diffusion de lumière statique

※La masse moléculaire idéale de l’échantillon d’anticorps est de 145 kDa
→En utilisant conjointement DLS et SLS, il est possible de surveiller plus en détail l’agrégation et la fragmentation pendant le processus de fabrication

Optimisation de la formulation à l’aide du diamètre moyen des particules (DLS)

Observation temporelle des changements de taille d’une microémulsion intégrant un médicament

Les caractéristiques de taille des microémulsions sont essentielles pour garantir un dosage sûr et efficace. Le suivi des changements de distribution de taille par DLS fournit des informations précieuses pour optimiser la formulation. Le graphique supérieur montre l’effet de l’incorporation de médicaments dans les microémulsions. L’axe horizontal représente la taille, et l’axe vertical la distribution de l’intensité lumineuse (Intensity(%)). Le rouge indique le résultat de la microémulsion seule, le vert celui de la microémulsion + médicament. L’incorporation du médicament entraîne un décalage du pic principal sans médicament de quelques dizaines de nm vers la droite, montrant une augmentation de la taille. Le pic autour de 2 μm représente le médicament insoluble suintant de la microémulsion. De plus, dans la section inférieure, la taille moyenne de la microémulsion avec médicament est suivie suivant la dilution au fil du temps. L’axe vertical représente la taille moyenne du Z. À moins que le médicament ne fuit, la taille moyenne devrait rester constante, la croissance de taille étant reliée à la fuite du médicament.

Ainsi, le suivi des changements de taille moyenne d’une microémulsion permet de vérifier le taux de fuite du médicament.

Surveiller les changements de taille de la microémulsion avec DLS permet donc d’optimiser la formulation.

→Surveillance des changements de taille des microémulsions basée sur la distribution de taille et le diamètre moyen des particules pour soutenir l’optimisation de la formulation

Quantification de la concentration de SVP due à l’augmentation de la concentration par diffusion de lumière(NTA)

Détection de SVP par augmentation de la concentration de BSA

À la fin du processus de fabrication, la concentration en protéines devient élevée, ce qui rend crucial l’évaluation de la stabilité de dispersion sous cette condition.

L’Analyse de Trajectoire des Nanoparticules (NTA) permet de détecter les particules submicroniques et nanométriques invisibles à l’œil nu, ce qui convient à la quantification de la concentration de SVP.

Le graphique ci-dessous montre l’analyse des SVP contenus dans des solutions de BSA de différentes concentrations sous la même formule, utilisant la NTA. La comparaison des distributions de taille pour chaque concentration de BSA révèle que pour 50 mg/mL (bleu), peu de particules supérieures à 400 nm sont détectées, avec une augmentation de la proportion des particules supérieures à 400 nm avec une concentration croissante.

Ainsi, grâce à la NTA, il est possible de mesurer les changements de concentration de SVP provoqués par la concentration de l’échantillon.

→Confirmation visuelle et quantification de SVP sous forte concentration

Cliquez sur l’élément d’évaluation souhaité pour accéder à la page correspondante.

Téléchargement du catalogue PDF

Cliquez ici pour télécharger le catalogue PDF réunissant toutes les informations (inscription sur le site Web de Malvern Panalytical nécessaire).

Cet article a peut-être été traduit automatiquement