WikiDer > Белок клетки-хозяина

Host cell protein

Белки клетки-хозяина (Медперсонал) представляют собой связанные с технологическим процессом белковые примеси, которые продуцируются организмом-хозяином во время производства и производства биотерапевтических средств. Вовремя процесс очистки, большая часть произведенных HCP удаляется из конечного продукта (удалено> 99% примесей). Однако остаточные HCP все еще остаются в конечном фармацевтическом лекарственном средстве. Примеры HCP, которые могут оставаться в желаемом фармацевтическом продукте, включают: моноклональные антитела (mAbs), конъюгаты антитело-лекарственное средство (АЦП), лечебные белки, вакцина, и другие белковые биофармацевтические препараты.[1][2][3]

HCP могут вызывать иммуногенность у людей или снижать эффективность, стабильность или общую эффективность лекарства. Национальные регулирующие организации, такие как FDA и EMA предоставить рекомендации по приемлемым уровням HCP, которые могут оставаться в фармацевтических продуктах до того, как они станут общедоступными. В настоящее время приемлемый уровень HCP в фармацевтических препаратах находится в диапазоне 1–100 частей на миллион (1–100 нг / мг продукта). Однако приемлемый уровень HCP в конечном продукте оценивается в каждом конкретном случае и зависит от множества факторов, включая дозу, частоту введения лекарства, тип лекарства и тяжесть заболевания.

Допустимый диапазон HCP в конечном фармацевтическом продукте велик из-за ограничений существующих в настоящее время методов обнаружения и анализа. [4]Анализ HCP сложен, поскольку смесь HCP состоит из большого количества различных виды белков, все из которых уникальны для конкретных организмов-хозяев и не связаны с предполагаемыми и желательными рекомбинантный белок. [5] Анализ этих больших разновидностей белков при очень малых концентрациях затруднен и требует чрезвычайно чувствительного оборудования, которое еще не полностью разработано. Причина, по которой необходимо контролировать уровни HCP, связана с неопределенным влиянием, которое они оказывают на организм. В следовых количествах влияние HCP на пациентов неизвестно, и конкретные HCP могут влиять на стабильность белка и эффективность препарата, или причина иммуногенность у пациентов. [6][7] Если стабильность препарата нарушена, срок годности активное вещество в фармацевтическом продукте может уменьшиться. Эффект, который препарат должен оказывать на пациентов, также может быть увеличен или уменьшен, что может привести к осложнениям со здоровьем. Степень иммуногенности на долгосрочной основе трудно и почти невозможно определить, а последствия могут включать серьезную угрозу для здоровья пациента. [5]

Риск безопасности

HCP в биофармацевтических продуктах представляют потенциальный риск для безопасности людей из-за введения чужеродных белков и биомолекул человеку. иммунная система. Поскольку обычные хозяйские клетки, используемые для производства биофармацевтических препаратов, являются Кишечная палочка,[8] дрожжи,[9] линия клеток миеломы мыши (NS0)[10] и яичник китайского хомячка (CHO),[11] полученные в результате HCP генетически отличаются от того, что тело человека[12] признает. Вследствие этого присутствие HCP у людей может активировать иммунный ответ, что может привести к серьезным проблемам со здоровьем.

Существует корреляция между количеством иностранных антигены (HPC) в нашем организме и уровень иммунная реакция наше тело производит. Чем больше HCP присутствует в лекарстве, тем выше будет активирован иммунный ответ. Несколько исследований связали сокращение числа HCP со снижением специфических воспалительных процессов. цитокины.[5] Другие HCP могут быть очень похожи на человеческий белок и могут вызывать иммунный ответ с перекрестная реактивность против человеческого белка или белка лекарственного вещества. Точные последствия использования медицинских работников для конкретного пациента неясны, и их трудно определить с помощью текущих аналитических методов, используемых в производстве и анализе биофармацевтических препаратов.[5]

Анализ

HCP выявляются во время производства биофармацевтических препаратов в рамках процесса контроля качества.[5]

Вовремя производственный процесс несколько факторов, включая гены клетки-хозяина, способ экспрессии продукта и стадии очистки, влияют на окончательный состав и численность HCP.[5] В нескольких исследованиях сообщается, что HCP часто очищаются совместно с самим продуктом путем взаимодействия с рекомбинантным белком.[6]

Иммуноферментный анализ (ELISA) является преобладающим методом анализа HCP в фармацевтических продуктах из-за его высокой чувствительности к протеинам, что позволяет определять низкие уровни HCP в производимых лекарствах.[4] Несмотря на то, что процесс разработки требует длительного периода работы и нескольких тестов на моделях животных, анализ содержания HCP в конечном продукте может быть быстро выполнен и интерпретирован.[1] Хотя ELISA обладает чувствительностью к анализу HCP, с этой процедурой связаны некоторые ограничения. Количественная оценка HCP в основном зависит от количества и сродства анти-HCP. антитела для обнаружения HCP антигены. Пулы антител против HCP не могут охватывать всю популяцию HCP, а слабоиммуногенные белки невозможно обнаружить, поскольку в процессе не образуются эквивалентные антитела.[4]

Такие методы, как сочетание масс-спектрометрии (MS) и жидкостная хроматография (ЖХ-МС) были недавно разработаны для обеспечения более эффективного и действенного анализа и очистки HCP. Эти методы способны:

  • Обнаружение различных концентраций белка в сложном образце
  • Отслеживайте постоянно меняющуюся популяцию медицинских работников и их концентрацию во время производственного процесса
  • Анализируйте сразу несколько белков
  • Измерение низких концентраций HCP, затмеваемых высоким содержанием целевого белкового продукта[6]

В последнее время метод МС был усовершенствован с помощью метода SWATH LC-MS. SWATH - это сбор данных независимо (DIA) форма масс-спектрометрии, где диапазон масс разделен на небольшие окна масс, которые затем анализируются с помощью тандемной масс-спектрометрии (МС / МС). Ключевыми преимуществами являются воспроизводимость как индивидуальной идентификации HCP, так и абсолютного количественного определения с применением внутренних стандартов белка.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «Отслеживание белков клетки-хозяина во время производства биофармацевтических препаратов: передовые методики для обеспечения высокого качества продукции». www.americanpharmaceuticalreview.com. Получено 2018-10-02.
  2. ^ C.H. Гоуи, С. Альхутали, К. Конторавди (2018). «Удаление белка клетки-хозяина из биофармацевтических препаратов: на пути к обеспечению качества посредством дизайна». Достижения биотехнологии. 36 (4): 1223–1237. Дои:10.1016 / j.biotechadv.2018.03.021. PMID 29654903.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ Димитров, Димитер С. (2012). «Лечебные белки». Методы молекулярной биологии. 899. С. 1–26. Дои:10.1007/978-1-61779-921-1_1. ISBN 978-1-61779-920-4. ISSN 1940-6029. ЧВК 6988726. PMID 22735943. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  4. ^ а б c Жу-Шимони, Юдифь; Ю, Кристофер; Нишихара, Джули; Вонг, Роберт М .; Гунаван, Фени; Лин, Маргарет; Кравиц, Дениз; Лю, Питер; Сандовал, Венди (10.09.2014). «Тестирование белков клетки-хозяина с помощью ELISA и использование ортогональных методов». Биотехнологии и биоинженерия. 111 (12): 2367–2379. Дои:10.1002 / бит. 25327. ISSN 0006-3592. PMID 24995961. S2CID 23923786.
  5. ^ а б c d е ж Ван, Син; Хантер, Алан К .; Мозье, Нед М. (15.06.2009). «Белки клетки-хозяина в разработке биопрепаратов: идентификация, количественное определение и оценка риска». Биотехнологии и биоинженерия. 103 (3): 446–458. Дои:10.1002 / бит. 22304. ISSN 0006-3592. PMID 19388135. S2CID 22707536.
  6. ^ а б c Bracewell, Daniel G .; Фрэнсис, Ричард; Smales, К. Марк (2015-07-14). «Будущее идентификации белков клетки-хозяина (HCP) в процессе разработки и производства связано с управлением, основанным на оценке риска». Биотехнологии и биоинженерия. 112 (9): 1727–1737. Дои:10.1002 / бит. 25628. ISSN 0006-3592. ЧВК 4973824. PMID 25998019.
  7. ^ Гиошон, Жорж; Бивер, Лоис Энн (2011-12-09). «Наука о разделении - ключ к успеху биофармацевтических препаратов». Журнал хроматографии А. 1218 (49): 8836–8858. Дои:10.1016 / j.chroma.2011.09.008. ISSN 1873-3778. PMID 21982447.
  8. ^ Блаттнер, Ф. Р. (1997-09-05). «Полная последовательность генома Escherichia coli K-12». Наука. 277 (5331): 1453–1462. Дои:10.1126 / science.277.5331.1453. ISSN 0036-8075. PMID 9278503.
  9. ^ Загульский, М .; Herbert, C.J .; Рытка, Дж. (1998). «Секвенирование и функциональный анализ генома дрожжей». Acta Biochimica Polonica. 45 (3): 627–643. Дои:10.18388 / abp.1998_4201. ISSN 0001-527X. PMID 9918489.
  10. ^ Консорциум по секвенированию генома мышей; Уотерстон, Роберт Х .; Линдблад-То, Керстин; Бирни, Юэн; Роджерс, Джейн; Abril, Josep F .; Агарвал, Панкадж; Агарвала, Рича; Эйнскау, Рэйчел (2002-12-05). «Первоначальное секвенирование и сравнительный анализ генома мыши». Природа. 420 (6915): 520–562. Bibcode:2002 Натур. 420..520Вт. Дои:10.1038 / природа01262. ISSN 0028-0836. PMID 12466850.
  11. ^ Гиббс, Ричард А .; Weinstock, George M .; Мецкер, Майкл Л .; Музны, Донна М .; Содергрен, Эрика Дж .; Шерер, Стивен; Скотт, Грэм; Стеффен, Дэвид; Уорли, Ким С. (2004-04-01). «Последовательность генома бурой норвежской крысы дает представление об эволюции млекопитающих». Природа. 428 (6982): 493–521. Bibcode:2004Натура.428..493G. Дои:10.1038 / природа02426. ISSN 1476-4687. PMID 15057822.
  12. ^ «Последовательность генома человека». Наука. 291 (5507): 1155.4–1155. 2001-02-16. Дои:10.1126 / science.291.5507.1155d. ISSN 0036-8075. S2CID 196263909.
  13. ^ Heissel, Søren; Бункенборг, Якоб; Кристиансен, Макс Пер; Хольмбьерг, Энн Фич; Гримструп, Мари; Мёрц, Эйвинд; Кофоед, Томас; Хёйруп, Питер (2018-03-09). «Оценка спектральных библиотек и подготовка образцов для анализа белков клетки-хозяина с помощью DIA-LC-MS: тематическое исследование бактериально экспрессированного рекомбинантного биофармацевтического белка». Экспрессия и очистка белков. 147: 69–77. Дои:10.1016 / j.pep.2018.03.002. ISSN 1096-0279. PMID 29526817.