El creciente papel de los espectros de masas para el mapeo de péptidos en los ensayos de monitorización de múltiples atributos

La adopción de ensayos MAM de mapas peptídicos puede aportar eficiencia al seguimiento bioterapéutico en la caracterización y el desarrollo tardío, y pueden agilizar la transferencia de métodos para el despliegue global del control de calidad

Los laboratorios biofarmacéuticos están explorando cómo utilizar la monitorización multiatributo (MAM) y los ensayos LC-MS para monitorizar los atributos de calidad críticos (CQAs) de los productos biológicos durante el desarrollo de los fármacos. Los ensayos MAM ofrecen la promesa de detectar y medir múltiples CQAs simultáneamente, lo que puede agilizar los flujos de trabajo analíticos que anteriormente se realizaban en procesos paralelos que consumían mucho tiempo.

En la actualidad, se suelen aplicar dos enfoques de MAM para el análisis bioterapéutico:

• Análisis de la masa de la subunidad de anticuerpos monoclonales (mAb)
• Análisis de péptidos a partir de una digestión de proteínas - un flujo de trabajo de mapeo de péptidos

Ya he hablado anteriormente de las ventajas de utilizar ensayos de MAM de masas de proteínas de subunidades para lograr un mayor rendimiento, simplificar los procesos operativos y garantizar la solidez del ensayo. Sin embargo, los ensayos de MAM de masas de subunidades pueden estar limitados en su capacidad de monitorizar pequeños cambios de masa, como las deamidaciones, y son incapaces de generar información específica del sitio cuando se localizan múltiples modificaciones en el mismo fragmento de subunidad.

Para estas situaciones, los análisis basados en péptidos se consideran flujos de trabajo complementarios.

Los mapas de péptidos son una prueba de identidad fiable para la liberación de productos de control de calidad

La espectrometría de masas de alta resolución y los métodos de mapeo peptídico LC-QTof MS son indispensables para la caracterización en profundidad de las proteínas durante el desarrollo de bioterapias, mientras que la detección óptica se utiliza ampliamente para las pruebas de identidad de mapeo peptídico durante la liberación de productos de control de calidad. Recientemente, también se han desarrollado métodos de mapeo peptídico LC-UV-MS para ensayos de liberación de identidad de productos, aprovechando la selectividad y especificidad que ofrece la detección por EM.

En un artículo de American Pharmaceutical Review al que hice referencia para el análisis de subunidades MAM1, los investigadores de Roche también compartieron su éxito en el uso de un ensayo de liberación de identidad de mapeo de péptidos LC-MS para el Interferón alfa-2a pegilado desde 2002.

Recientemente, los investigadores de China establecieron un ensayo de identidad validado para mAbs bioterapéuticos utilizando un sistema ACQUITY UPLC-TUV de Waters con un ACQUITY QDa Detector, realizado con el cumplimiento de la normativa Software de datos cromatográficos Empower 3.² En este estudio, se monitorizaron ocho péptidos de la región de dominio complementario (CDR) y se utilizaron para establecer un perfil de CDR de firma que pudiera identificar de forma exclusiva cada producto entre 11 anticuerpos monoclonales (mAbs) producidos en ese centro de fabricación. De cara al futuro, los autores prevén que este método de mapeo de péptidos, sencillo, rentable y robusto, se utilice como ensayo rutinario de control de calidad.

Control cuantitativo directo de múltiples atributos de calidad del producto

La principal ventaja del enfoque MAM de mapeo de péptidos es que ofrece una evaluación directa de los atributos de calidad del producto en un lugar específico, lo que ha suscitado un gran interés en los últimos años. He aquí más ejemplos de su aplicación:

• Amgen ha sido pionera en el despliegue de una metodología multiatributo de mapeo de péptidos para agilizar el desarrollo de bioterapias y las pruebas de control de calidad. En una publicación de 2015, los investigadores de Amgen describieron sus esfuerzos para supervisar múltiples atributos del producto para la caracterización y el desarrollo del proceso utilizando el análisis de alta resolución MS1, y compartieron su visión de un flujo de trabajo de metodología multiatributo que puede reducir en gran medida el número de ensayos necesarios durante el desarrollo del proceso y el control de calidad.³
• Del mismo modo, Roche Diagnostics publicó sobre un enfoque MAM de péptidos para la preparación de muestras de alto rendimiento junto con el análisis LC-MS para la cuantificación de la desamidación, isomerización, oxidación y glicosilación.⁴

En ambos estudios, se obtuvieron resultados comparables utilizando un método MAM de mapeo de péptidos en comparación con los ensayos convencionales de detección óptica.

Sin embargo, el mapeo de péptidos MAM utilizando los espectrómetros de masas de grado de investigación altamente complejos y las herramientas informáticas demostradas en estos estudios podría ser bastante difícil de implementar por los laboratorios regulados de desarrollo tardío y control de calidad.

Despliegue de un método de plataforma MAM de mapeo de péptidos de fácil control de calidad

En una reciente encuesta interna de científicos biofarmacéuticos, casi el 70% de los encuestados indicaron que esperaban ver un aumento significativo de la utilización de la EM en el desarrollo regulado y el control de calidad en el futuro. Sin embargo, también ven que los mayores retos para que se adopte de forma generalizada residen en superar los altos costes y la complejidad de operar y mantener estas herramientas avanzadas en entornos de laboratorio regulados, y en garantizar un rendimiento consistente y sólido, así como en abordar la integridad de los datos y el cumplimiento de la normativa.

En un artículo revisado por pares sobre los MAbs en 2017, los científicos de AstraZeneca/MedImmune compartieron su éxito en el desarrollo y la calificación de un método de MAM de fácil control de calidad que utiliza el detector de masas ACQUITY QDa de Waters, de acuerdo con la directriz Q2R15 de la ICH, y su implementación para apoyar la supervisión de rutina en el desarrollo de procesos posteriores. En su estudio, su sistema UPLC-TUV-MS, operado con el software Empower 3, proporcionó la adquisición, el procesamiento y la generación de informes de datos de forma automatizada.

En el artículo, los autores de AstraZeneca/MedImmune comentaron: "En comparación con los espectrómetros de masas tradicionales de gama alta, el [ACQUITY] QDa es rentable y muy fácil de manejar y mantener".

Muchas empresas biofarmacéuticas están trabajando en el desarrollo de soluciones de plataformas analíticas que apoyen los análisis biofarmacéuticos de rutina y que puedan trascender los silos tradicionales del proceso de descubrimiento, desarrollo y fabricación/control de calidad. Por lo tanto, el despliegue adecuado, la facilidad de uso y el cumplimiento de las normas son factores que deben tenerse en cuenta desde el principio a la hora de adoptar métodos de control de atributos múltiples.

Estos son atributos importantes que Waters tiene en cuenta a la hora de desarrollar tecnologías analíticas, como los mini sistemas LC-MS, que pueden utilizarse para controlar eficazmente los péptidos, tanto si se trabaja en el desarrollo biológico como en el control de calidad.

El último post de esta serie tratará sobre las oportunidades de la EM en los laboratorios regulados que quieran utilizar ensayos MAM.

Consulte mis otras publicaciones sobre laboratorios biofarmacéuticos que utilizan métodos MAM:

• De la caracterización al desarrollo tardío, la fabricación y el control de calidad: El creciente papel de la espectrometría de masas en la bioterapia
• Control de múltiples atributos: El creciente papel de la espectrometría de masas en el análisis de subunidades de mAb

Referencias:

1. Haberger et. al. Application of Electrospray Ionization Mass Spectrometry in a Quality Control Laboratory. Am Pharm Review. 2016, 19(5).
2. Zhang et al. Development and Validation of a Peptide Mapping Method for the Characterization of Adalimumab with QDa Detector. Chromatographia 2016, 79(7), 395-403.
3. Rogers et al. Development of a quantitative mass spectrometry multi-attribute method for characterization, quality control testing and disposition of biologics. MAbs. 2015, 7(5),881-90.
4. Bomans et al. Seguimiento multiatributivo de las modificaciones de los anticuerpos mediante mapeo de péptidos por cromatografía líquida semiautomatizada y espectrometría de masas. American Pharm. Review, 2016, 16-21.
5. Xu et al. A Quadrupole Dalton-based multi-attribute method for product characterization, process development, and quality control of therapeutic proteins. MAbs. 2017, 9(7),1186-1196.

Recursos adicionales:

1. Reproduzca nuestro seminario web a la carta para escuchar a los científicos biofarmacéuticos de Waters Jing Fang y Robert Birdsall: “Monitoring Product and Process Attributes in Biopharmaceutical Development and QC.”
2. Lea las notas de aplicación sobre cómo utilizar la mini LC-MS y la detección de masas con el ACQUITY QDa Detector for monitoring peptides and glycans.