EA046855B1 - ONLINE CHROMATOGRAPHY AND ELECTROSPRAY IONIZATION MASS SPECTROMETER - Google Patents

ONLINE CHROMATOGRAPHY AND ELECTROSPRAY IONIZATION MASS SPECTROMETER Download PDF

Info

Publication number
EA046855B1
EA046855B1 EA202192036 EA046855B1 EA 046855 B1 EA046855 B1 EA 046855B1 EA 202192036 EA202192036 EA 202192036 EA 046855 B1 EA046855 B1 EA 046855B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
antibody
protein
mass spectrometer
drug conjugate
size exclusion
Prior art date
Application number
EA202192036
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Цян Чжан
Original Assignee
Ридженерон Фармасьютикалз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ридженерон Фармасьютикалз, Инк. filed Critical Ридженерон Фармасьютикалз, Инк.
Publication of EA046855B1 publication Critical patent/EA046855B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Данное изобретение в общем относится к способу характеризации биофармацевтических препаратов, содержащих белок, с использованием онлайн-хроматографии и масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением.This invention generally relates to a method for characterizing protein-containing biopharmaceuticals using online chromatography and electrospray ionization mass spectrometry.

Уровень техникиState of the art

Биофармацевтические препараты, содержащие белок, стали важными лекарственными средствами для лечения онкологического заболевания, аутоиммунных заболеваний, инфекций и кардиометаболических нарушений, и представляют собой один из наиболее быстрорастущих сегментов фармацевтической промышленности.Protein-containing biopharmaceuticals have become important therapeutics for the treatment of cancer, autoimmune diseases, infections, and cardiometabolic disorders, and represent one of the fastest growing segments of the pharmaceutical industry.

Биофармацевтические препараты, содержащие белок, должны соответствовать очень высоким стандартам чистоты. Таким образом, может быть важным отслеживать и характеризовать биофармацевтические препараты, содержащие белок, на разных этапах разработки и производства лекарственного средства. Аналитический способ анализа характеристик таких биофармацевтических препаратов, содержащих белок, должен обеспечивать достаточную точность и разрешение для обнаружения и количественной оценки желаемого продукта. Оценка может быть затруднена из-за сходства между структурными и физико-химическими свойствами биофармацевтических препаратов, содержащих белок, по сравнению с его мутированной, модифицированной или расщепленной формой. Прямой анализ может потребовать выделения продукта в достаточно большом количестве для анализа, что является нежелательным и было возможным только в отдельных случаях.Biopharmaceuticals containing protein must meet very high standards of purity. Thus, it may be important to monitor and characterize protein-containing biopharmaceuticals at different stages of drug development and manufacturing. The analytical method for characterizing such protein-containing biopharmaceuticals must provide sufficient precision and resolution to detect and quantify the desired product. Evaluation can be difficult due to the similarities between the structural and physicochemical properties of biopharmaceuticals containing the protein compared to its mutated, modified, or cleaved form. Direct analysis may require isolation of the product in sufficiently large quantities for analysis, which is undesirable and has only been possible in isolated cases.

В данной области техники давно существует потребность в способе и/или системе для характеристики биофармацевтических препаратов, содержащих белок.There has been a long-standing need in the art for a method and/or system for characterizing protein-containing biopharmaceuticals.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Рост разработки, производства и продажи биофармацевтических препаратов, содержащих белок, привел к увеличению спроса на определение характеристики биофармацевтического препарата, содержащего белок, наряду с возможными примесями, стехиометрией связывания и его общим составом.The growth in the development, production, and marketing of protein-containing biopharmaceuticals has led to an increased demand for characterization of a protein-containing biopharmaceutical, along with possible impurities, binding stoichiometry, and its overall composition.

Раскрытые в данном документе иллюстративные варианты реализации соответствуют вышеупомянутым требованиям, предлагая способы для характеристики, идентификации и/или количественного определения биофармацевтического препарата, содержащего белок, вместе с его возможными примесями, связыванием и общим составом.The exemplary embodiments disclosed herein meet the above requirements by providing methods for characterizing, identifying, and/or quantifying a biopharmaceutical containing a protein, along with its possible impurities, binding, and overall composition.

В данном изобретении по меньшей мере частично предлагается способ для характеристики белка. В одном примерном варианте реализации, указанный способ характеризации белка включает приведение в контакт образца, содержащего белок, с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу, промывку указанной смолы с использованием подвижной фазы для получения элюата, содержащего белок, и определение характеристики белка в указанном элюате с использованием массспектрометра с ионизацией электрораспылением.The present invention at least in part provides a method for characterizing a protein. In one exemplary embodiment, said method of characterizing a protein includes contacting a sample containing the protein with a chromatography system containing a chromatography resin, washing said resin using a mobile phase to obtain an eluate containing the protein, and characterizing the protein in said eluate using mass spectrometer with electrospray ionization.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать хроматографическую систему, содержащую смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать соединение масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include coupling an electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать соединение масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащую смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include coupling an electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте указанный способ характеризации белка может включать масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением, работающий в нативных условиях.In one aspect, the method for characterizing a protein may include an electrospray ionization mass spectrometer operating under native conditions.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать масс-спектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать масс-спектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением, работающий в нативных условиях.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may comprise a nanoelectrospray ionization mass spectrometer operating under native conditions.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include at least one three-pass flow splitter for connecting the electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора с хроматографической системой, содержащей смолу.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include at least one three-way flow splitter for connecting an ultraviolet detector to a chromatography system containing a resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора и масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include at least one three-pass flow splitter for connecting an ultraviolet detector and electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения масс-спектрометра сIn one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include at least one three-way flow splitter for connecting the mass spectrometer to

- 1 046855 ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.- 1 046855 electrospray ionization with a chromatography system containing size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include at least one three-way flow splitter for coupling an ultraviolet detector to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора и масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include at least one three-way flow splitter for coupling an ultraviolet detector and electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать промывание смолы с применением подвижной фазы для получения элюата, содержащего белок, при этом элюат вводят в ультрафиолетовый детектор через по меньшей мере один трехходовой разделитель потока при скорости потока от около 0,2 до около 0,4 мл/мин.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include washing the resin using a mobile phase to obtain an eluate containing the protein, wherein the eluate is introduced into an ultraviolet detector through at least one three-way flow splitter at a flow rate of from about 0.2 to about 0.4 ml/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать подвижную фазу, содержащую летучую соль.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a mobile phase containing a volatile salt.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать подвижную фазу, содержащую ацетат аммония.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a mobile phase containing ammonium acetate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать подвижную фазу с общей концентрацией менее около 100 мМ ацетата аммония.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a mobile phase with a total concentration of less than about 100 mM ammonium acetate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать промывание смолы подвижной фазой со скоростью потока от около 0,2 до около 0,4 мл/мин.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may include washing the resin with a mobile phase at a flow rate of about 0.2 to about 0.4 mL/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать подвижную фазу с рН около 6,8.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a mobile phase with a pH of about 6.8.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать образец, содержащий белок в количестве от около 10 до около 100 мкг белка.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a sample containing protein in an amount of from about 10 to about 100 μg of protein.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать белок, который представляет собой антитело.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a protein that is an antibody.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать белок, который представляет собой комплекс антиген-антитело.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a protein that is an antigen-antibody complex.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать белок, который представляет собой конъюгат антитело-лекарственное средство.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a protein that is an antibody-drug conjugate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением со скоростью потока от около 10 до около 50 нл/мин.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may comprise an electrospray ionization mass spectrometer at a flow rate of from about 10 nL/min to about 50 nL/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением с напряжением распыления в электрораспылении от около 0,8 до около 1,5 кВ.In one aspect of this embodiment, the protein characterization method may comprise an electrospray ionization mass spectrometer with an electrospray voltage of about 0.8 kV to about 1.5 kV.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ для характеристики может включать идентификацию белка.In one aspect of this embodiment, the method for characterization may include identifying the protein.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать количественное определение белка.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include quantifying the protein.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать количественное определение относительного содержания белка.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing a protein may include quantifying the relative abundance of the protein.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации белка может включать образец, содержащий по меньшей мере два белка.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing a protein may include a sample containing at least two proteins.

В данном изобретении по меньшей мере частично предлагается способ для характеристики конъюгата антитело-лекарственное средство. В одном примерном варианте реализации, указанный способ для определения характеристик конъюгата антитело-лекарственное средство, включающий приведение в контакт образца, в том числе конъюгата антитело-лекарственное средство, с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу, промывку указанной смолы с использованием подвижной фазы для получения элюата, содержащего конъюгат антитело-лекарственное средство, и определения характеристик конъюгата антитело-лекарственное средство в указанном элюате с использованием массспектрометра с ионизацией электрораспылением.The present invention at least in part provides a method for characterizing an antibody-drug conjugate. In one exemplary embodiment, the method for determining the characteristics of an antibody-drug conjugate, comprising contacting a sample, including the antibody-drug conjugate, with a chromatography system containing a chromatography resin, washing said resin using a mobile phase to obtain an eluate containing the antibody-drug conjugate, and characterizing the antibody-drug conjugate in said eluate using an electrospray ionization mass spectrometer.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать хроматографическую систему, содержащую смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать соединение масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include coupling an electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать соединение масс-спектрометра с ионизацией электрорасIn one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include coupling to an electrospray ionization mass spectrometer.

- 2 046855 пылением с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.- 2 046855 dusting with a chromatography system containing resin for size exclusion chromatography.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением в нативных условиях.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include an electrospray ionization mass spectrometer under native conditions.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать масс-спектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать масс-спектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением, работающий в нативных условиях.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may comprise a nanoelectrospray ionization mass spectrometer operating under native conditions.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include at least one three-way flow splitter for connecting the electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора с хроматографической системой, содержащей смолу.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include at least one three-way flow splitter for connecting an ultraviolet detector to a chromatography system containing a resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора и масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include at least one three-way flow splitter for connecting an ultraviolet detector and electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include at least one three-way flow splitter for connecting the electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include at least one three-way flow splitter for connecting an ultraviolet detector to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать по меньшей мере один трехходовой разделитель потока для соединения ультрафиолетового детектора и масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include at least one three-way flow splitter for connecting an ultraviolet detector and electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать промывание смолы с применением подвижной фазы для получения элюата, содержащего конъюгат антитело-лекарственное средство, при этом элюат вводят в ультрафиолетовый детектор через по меньшей мере один трехходовой разделитель потока при скорости потока от около 0,2 до около 0,4 мл/мин.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing an antibody-drug conjugate may include washing the resin using a mobile phase to obtain an eluate containing the antibody-drug conjugate, wherein the eluate is introduced into an ultraviolet detector through at least one three-way flow splitter at flow rates of about 0.2 to about 0.4 ml/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать подвижную фазу, содержащую летучую соль.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a mobile phase containing a volatile salt.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать подвижную фазу, содержащую ацетат аммония.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a mobile phase containing ammonium acetate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать подвижную фазу с общей концентрацией менее около 100 мМ ацетата аммония.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a mobile phase with a total concentration of less than about 100 mM ammonium acetate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать промывание смолы подвижной фазой со скоростью потока от около 0,2 мл/мин до около 0,4 мл/мин.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing an antibody-drug conjugate may include washing the resin with a mobile phase at a flow rate of from about 0.2 ml/min to about 0.4 ml/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать подвижную фазу с рН около 6,8.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a mobile phase with a pH of about 6.8.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать образец, содержащий белок в количестве от около 10 до около 100 мкг конъюгата антитело-лекарственное средство.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include a sample containing protein in an amount of from about 10 to about 100 μg of the antibody-drug conjugate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать промывание смолы с применением подвижной фазы для получения элюата, который вводят в масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением при скорости потока менее около 50 мкл/мин.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include washing the resin using a mobile phase to obtain an eluate that is introduced into an electrospray ionization mass spectrometer at a flow rate of less than about 50 μL/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением со скоростью потока от около 10 до около 50 нл/мин.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include an electrospray ionization mass spectrometer at a flow rate of from about 10 to about 50 nL/min.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением сIn one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include an electrospray ionization mass spectrometer with

- 3 046855 напряжением распыления в электрораспылении от около 0,8 до около 1,5 кВ.- 3 046855 spray voltage in electrospray from about 0.8 to about 1.5 kV.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать конъюгат антитело-лекарственное средство, который представляет собой конъюгат сайт-специфическое антитело-лекарственное средство.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include an antibody-drug conjugate that is a site-specific antibody-drug conjugate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать конъюгат антитело-лекарственное средство, который не представляет собой конъюгат сайт-специфическое антитело-лекарственное средство.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing an antibody-drug conjugate may include an antibody-drug conjugate that is not a site-specific antibody-drug conjugate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать конъюгат антитело-лекарственное средство, который представляет собой конъюгат антитело-лекарственное средство, сконструированный на основе цистеина.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include an antibody-drug conjugate that is a cysteine-constructed antibody-drug conjugate.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать конъюгат антитело-лекарственное средство, который представляет собой конъюгат антитело-лекарственное средство, сконструированный на основе неспецифичного цистеина.In one aspect of this embodiment, the method for characterizing an antibody-drug conjugate may include an antibody-drug conjugate that is an antibody-drug conjugate constructed from a non-specific cysteine.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать определение соотношения лекарственного средства к антителу.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing an antibody-drug conjugate may include determining the ratio of drug to antibody.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать идентификацию антитела.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing an antibody-drug conjugate may include identifying the antibody.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанный способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство может включать количественное определение антитела.In one aspect of this embodiment, the method of characterizing an antibody-drug conjugate may include quantifying the antibody.

В данном изобретении по меньшей мере частично предлагается система, содержащая хроматографическую колонку, содержащую хроматографическую смолу. В другом примерном варианте реализации, указанная система содержит хроматографическую колонку, содержащую хроматографическую смолу, причем хроматографическая колонка способна принимать подвижную фазу и образец, содержащий белок, и масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением.The present invention at least in part provides a system comprising a chromatography column containing a chromatography resin. In another exemplary embodiment, the system comprises a chromatography column containing a chromatography resin, the chromatography column is capable of receiving a mobile phase and a sample containing a protein, and an electrospray ionization mass spectrometer.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать хроматографическую колонку, содержащую смолу для эксклюзионной хроматографии.In one aspect of this embodiment, the system may comprise a chromatography column containing a size exclusion chromatography resin.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать массспектрометр с ионизацией электрораспылением, который может быть подключен к указанной хроматографической колонке.In one aspect of this embodiment, the system may comprise an electrospray ionization mass spectrometer that can be coupled to the chromatography column.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать массспектрометр с ионизацией электрораспылением, который может работать в нативных условиях.In one aspect of this embodiment, the system may comprise an electrospray ionization mass spectrometer that can operate under native conditions.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать массспектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением.In one aspect of this embodiment, the system may comprise a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать хроматографическую колонку, которая может быть соединена с масс-спектрометром с использованием с использованием разделителя потока с тремя путями.In one aspect of this embodiment, the system may comprise a chromatography column that can be coupled to a mass spectrometer using a three-way flow splitter.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать хроматографическую колонку, которая может быть соединена с ультрафиолетовым детектором с использованием разделителя потока с тремя путями.In one aspect of this embodiment, the system may comprise a chromatography column that may be coupled to an ultraviolet detector using a three-way flow splitter.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может содержать хроматографическую колонку, которая может быть соединена с ультрафиолетовым детектором и масс-спектрометром с использованием разделителя потока с тремя путями.In one aspect of this embodiment, the system may comprise a chromatography column that can be coupled to an ultraviolet detector and a mass spectrometer using a three-way flow splitter.

В одном аспекте данного варианта реализации, указанная система может быть способны характеризовать соотношение лекарственного средства к антителу в конъюгате антитело-лекарственное средство.In one aspect of this embodiment, the system may be capable of characterizing the ratio of drug to antibody in an antibody-drug conjugate.

В одном аспекте данного варианта реализации, система может быть способна характеризовать белок.In one aspect of this embodiment, the system may be capable of characterizing a protein.

В одном аспекте данного варианта реализации, система может быть способна характеризовать комплекс антиген-антитело.In one aspect of this embodiment, the system may be capable of characterizing an antigen-antibody complex.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 продемонстрированы спектры, полученные с помощью масс-спектрометрии с обычной и нативной ионизацией электрораспылением.In fig. Figure 1 shows spectra obtained using conventional and native electrospray ionization mass spectrometry.

На фиг. 2 продемонстрирован примерный вариант реализации системы, способной охарактеризовать биофармацевтические препараты, содержащие белок.In fig. 2 shows an exemplary implementation of a system capable of characterizing protein-containing biopharmaceuticals.

На фиг. 3 продемонстрирован примерный вариант реализации системы, способной охарактеризовать биофармацевтические препараты, содержащие белок.In fig. 3 shows an exemplary implementation of a system capable of characterizing protein-containing biopharmaceuticals.

На фиг. 4 продемонстрирована установка для системы, способной охарактеризовать биофармацевтические препараты, содержащие белок согласно одному примерному варианту реализации.In fig. 4 illustrates a setup for a system capable of characterizing protein-containing biopharmaceuticals according to one exemplary embodiment.

На фиг. 5А и 5В продемонстрирован анализ комплекса антиген-антитело с системой, способной охарактеризовать биофармацевтические препараты, содержащие белок согласно одному примерному варианту реализации.In fig. 5A and 5B demonstrate an antigen-antibody complex assay with a system capable of characterizing protein-containing biopharmaceuticals according to one exemplary embodiment.

- 4 046855- 4 046855

На фиг. 6 продемонстрированы результаты титрования антиген-антитело между Bet v 1 и Fab-1, охарактеризованные в соответствии с примерным вариантом реализации.In fig. 6 shows the results of an antigen-antibody titration between Bet v 1 and Fab-1, characterized in accordance with an exemplary embodiment.

На фиг. 7А продемонстрирован сигнал масс-спектрометра в результате одновременного детектирования на двух длинах волн ультрафиолетовым детектором и взаимодействия антиген-антитело массспектрометра с ионизацией электрораспылением в нативных условиях между Bet v 1 и Fab-1 в нативных условиях согласно примерному варианту реализации.In fig. 7A illustrates the mass spectrometer signal resulting from simultaneous dual-wavelength ultraviolet detection and electrospray ionization mass spectrometer antigen-antibody interaction under native conditions between Bet v 1 and Fab-1 under native conditions according to an exemplary embodiment.

На фиг. 7В продемонстрирован ультрафиолетовый спектр в результате одновременного детектирования на двух длинах волн ультрафиолетовым детектором и взаимодействия антиген-антитело массспектрометра с ионизацией электрораспылением в нативных условиях между Bet v 1 и Fab-1 в нативных условиях согласно примерному варианту реализации.In fig. 7B shows the ultraviolet spectrum resulting from simultaneous dual-wavelength ultraviolet detection and electrospray ionization mass spectrometer antigen-antibody interaction under native conditions between Bet v 1 and Fab-1 under native conditions according to an exemplary embodiment.

На фиг. 8А продемонстрирован необработанный спектр анализа определения соотношения лекарственного средства к антителам исходного mAb-1 для сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-1 с помощью онлайн-инструментов SEC-нано-ИЭР-МС согласно примерному варианту реализации.In fig. 8A shows the raw spectrum of a drug-to-antibody ratio analysis of the parent mAb-1 for site-specific conjugated cysteine ADC-1 using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment.

На фиг. 8В продемонстрирован необработанный спектр анализа соотношения лекарственного средства к антителу ADC-1 сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-1 с помощью онлайнинструментов SEC-нано-ИЭР-МС согласно примерному варианту реализации.In fig. 8B shows the raw spectrum of an ADC-1 site-specific conjugated cysteine ADC-1 drug-to-antibody ratio analysis using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment.

На фиг. 8С продемонстрирована свертка спектра анализа соотношения лекарственного средства к антителам исходного mAb-1 для сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-1 с помощью онлайн-инструментов SEC-нано-ИЭР-МС согласно примерному варианту реализации.In fig. 8C shows a convolution of the drug-to-antibody ratio analysis spectrum of the parent mAb-1 for site-specific conjugated cysteine ADC-1 using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment.

На фиг. 8D продемонстрирована свертка спектра анализа соотношения лекарственного средства к антителу в ADC-1 сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-1 с помощью онлайнинструментов SEC-нано-ИЭР-МС согласно примерному варианту реализации.In fig. 8D shows a convolution spectrum analysis of the drug-to-antibody ratio of ADC-1 site-specific conjugated cysteine ADC-1 using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment.

На фиг. 9 продемонстрирован анализ соотношения лекарственного средства к антителу сайтспецифического конъюгированного цистеина mAb-1 и ADC-1 с помощью расщепления FabRICATOR и онлайн-SEC-нано-ИЭР-МС в соответствии с примерным вариантом реализации.In fig. 9 demonstrates drug-to-antibody ratio analysis of site-specific cysteine conjugated mAb-1 and ADC-1 using FabRICATOR digestion and online SEC-nano-ESI-MS according to an exemplary embodiment.

На фиг. 10А продемонстрированы необработанные спектры анализа соотношения лекарственного средства к антителу исходного mAb-2 для сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-2 с помощью онлайн-инструментов SEC-нано-ИЭР-МС в соответствии с примерным вариантом реализации, где N означает, что антитело не имеет гликан, S означает, что гликозилирование происходит с одной цепью антитела, a D означает, что гликозилирование происходит с обеими цепями антитела.In fig. 10A shows raw drug-to-antibody ratio analysis spectra of the parent mAb-2 for the site-specific cysteine conjugated ADC-2 using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment, where N indicates that the antibody does not have glycan, S means that glycosylation occurs on one chain of the antibody, and D means that glycosylation occurs on both chains of the antibody.

На фиг. 10В продемонстрирована свертка спектра анализа соотношения лекарственного средства к антителу исходного mAb-2 для сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-2 с помощью онлайн-инструментов SEC-нано-ИЭР-МС в соответствии с примерным вариантом реализации, где N означает, что антитело не имеет гликан, S означает, что гликозилирование происходит с одной цепью антитела, a D означает, что гликозилирование происходит с обеими цепями антитела.In fig. 10B shows a convolution of the parent mAb-2 drug-to-antibody ratio analysis spectrum for the site-specific cysteine conjugated ADC-2 using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment, where N indicates that the antibody does not have glycan, S means that glycosylation occurs on one chain of the antibody, and D means that glycosylation occurs on both chains of the antibody.

На фиг. 10С продемонстрированы необработанные спектры анализа соотношения лекарственного средства к антителу в ADC-2 сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-2 с помощью онлайн-инструментов SEC-нано-ИЭР-МС в соответствии с примерным вариантом реализации, где N означает, что антитело не имеет гликан, S означает, что гликозилирование происходит с одной цепью антитела, a D означает, что гликозилирование происходит с обеими цепями антитела.In fig. 10C shows raw drug-to-antibody ratio analysis spectra of ADC-2 site-specific conjugated cysteine ADC-2 using SEC-nano-ESI-MS online tools according to an exemplary embodiment, where N indicates that the antibody does not have a glycan , S means that glycosylation occurs on one chain of the antibody, and D means that glycosylation occurs on both chains of the antibody.

На фиг. 10D продемонстрирована свертка спектра анализа соотношения лекарственного средства к антителу в исходном ADC-2 сайт-специфичного конъюгированного цистеина ADC-2 с помощью онлайнинструментов SEC-нано-ИЭР-МС в соответствии с примерным вариантом реализации, где N означает, что антитело не имеет гликан, S означает, что гликозилирование происходит с одной цепью антитела, a D означает, что гликозилирование происходит с обеими цепями антитела.In fig. 10D shows a convolution of the drug-to-antibody ratio analysis spectrum of the parent ADC-2 site-specific conjugated cysteine ADC-2 using online SEC-nano-ESI-MS tools according to an exemplary embodiment, where N indicates that the antibody does not have a glycan. S means that glycosylation occurs on one chain of the antibody, and D means that glycosylation occurs on both chains of the antibody.

Подробное описание сущности изобретенияDetailed description of the invention

Идентификация и количественное определение белков в биофармацевтических препаратах, содержащих белок, могут быть очень важны во время производства и разработки препарата. Присутствие примесей и способ связывания биофармацевтического препарата могут иметь решающее значение для разработки безопасного и эффективного препарата. Следовательно, надежный способ и/или рабочий процесс для характеристики биофармацевтического препарата, содержащего белок, его способ связывания и характеристики любых сопутствующих примесей могут быть полезными.Identification and quantification of proteins in protein-containing biopharmaceuticals can be very important during drug manufacturing and development. The presence of impurities and the mode of binding of a biopharmaceutical can be critical to the development of a safe and effective drug. Therefore, a reliable method and/or workflow for characterizing a protein-containing biopharmaceutical, its binding mode, and characterizing any associated impurities may be useful.

Один из способов включает использование эксклюзионной хроматографии (SEC) для характеристики биомолекулярной агрегации и фрагментации в биотехнологической промышленности (Hong Paule et al., Size-Exclusion Chromatography for the Analysis of Protein Biotherapeutics and their Aggregates, 35 JOURNAL OF LIQUID CHROMATOGRAPHY AND RELATED TECHNOLOGY 2923-2950 (2012)). Разделение молекул с помощью SEC основано на дифференциальном взаимодействии молекул с контролируемой пористой структурой на неподвижной фазе. Поскольку в SEC используются буферные условия, которые сохраняют нативную структуру белков в растворе, он позволяет характеризовать биомолекулы без нарушения их нативной конформации. Среди различных режимов обнаружения, которые могут быть связаны с SEC, масс-спектрометрия (МС) позволяет точно и достоверно идентифицировать отдельные компоненты в сложных образцах. Ранее сообщалось о комбинации SEC и МС, включая сбор пиков SEC сOne method involves the use of size exclusion chromatography (SEC) to characterize biomolecular aggregation and fragmentation in the biotechnology industry (Hong Paule et al., Size-Exclusion Chromatography for the Analysis of Protein Biotherapeutics and their Aggregates, 35 JOURNAL OF LIQUID CHROMATOGRAPHY AND RELATED TECHNOLOGY 2923- 2950 (2012)). Molecular separation by SEC is based on the differential interaction of molecules with a controlled porous structure on the stationary phase. Because SEC uses buffer conditions that preserve the native structure of proteins in solution, it allows the characterization of biomolecules without disturbing their native conformation. Among the various detection modes that can be associated with SEC, mass spectrometry (MS) allows for the accurate and reliable identification of individual components in complex samples. The combination of SEC and MS has been previously reported, including collection of SEC peaks with

- 5 046855 последующей МС прямой инфузией (Basak Kukrer et al., Mass Spectrometric Analysis of Intact Human Monoclonal Antibody Aggregates Fractionated by Size-Exclusion Chromatography, 27 Pharmaceutical Research 2197-2204 (2010); Francois Debaene et al., Innovative Native MS Methodologies for Antibody Drug Conjugate Characterization: High Resolution Native MS and IM-MS for Average DAR and DAR Distribution Assessment, 86 Analytical Chemistry 10674-10683 (2014)) или онлайн-SEC-MC (Khaja Muneeruddin et al., Characterization of Small Protein Aggregates and Oligomers Using Size Exclusion Chromatography with Online Detection by Native Electrospray Ionization Mass Spectrometry, 86 Analytical Chemistry 10692-10699 (2014); С. F. Mcdonagh et al., Engineered antibody-drug conjugates with defined sites and stoichiometries of drug attachment, 19 PROTEIN ENGINEERING Design and Selection 299-307 (2006)).Однако для прямой ионизации высокого потока, создаваемого при разделении SEC, требуются жесткие условия ионизации, которые часто несовместимы с нативным МС анализом, тем самым ограничивая полезность объединения этих технологий для анализа нековалентных взаимодействий. Кроме того, чувствительность массспектрометра может пострадать из-за высоких концентраций соли, используемых в буферах SEC.- 5 046855 subsequent MS by direct infusion (Basak Kukrer et al., Mass Spectrometric Analysis of Intact Human Monoclonal Antibody Aggregates Fractionated by Size-Exclusion Chromatography, 27 Pharmaceutical Research 2197-2204 (2010); Francois Debaene et al., Innovative Native MS Methodologies for Antibody Drug Conjugate Characterization: High Resolution Native MS and IM-MS for Average DAR and DAR Distribution Assessment, 86 Analytical Chemistry 10674-10683 (2014)) or online SEC-MC (Khaja Muneeruddin et al., Characterization of Small Protein Aggregates and Oligomers Using Size Exclusion Chromatography with Online Detection by Native Electrospray Ionization Mass Spectrometry, 86 Analytical Chemistry 10692-10699 (2014); S. F. McDonagh et al., Engineered antibody-drug conjugates with defined sites and stoichiometries of drug attachment, 19 PROTEIN ENGINEERING Design and Selection 299-307 (2006). However, direct ionization of the high flux generated by SEC separations requires stringent ionization conditions that are often incompatible with native MS analysis, thereby limiting the usefulness of combining these technologies for the analysis of non-covalent interactions. In addition, the sensitivity of the mass spectrometer can be compromised by the high salt concentrations used in SEC buffers.

Поскольку нековалентные белковые взаимодействия опосредуют такой широкий спектр биологических функций, растет интерес к разработке методов, которые облегчают изучение их структуры, стехиометрии и динамики. Такие методы могут помочь исследовать нековалентные белковые взаимодействия, которые широко встречаются в природе, и координировать взаимодействие белковых биофармацевтических препаратов с разнообразными молекулами, включая другие белки и пептиды, нуклеиновые кислоты, липиды, а также требуются малые неорганические и органические молекулы. Эксклюзионная хроматография (SEC) позволяет изолировать биомолекулы из гетерогенных смесей молекулярных компонентов, и, поскольку буферные условия поддерживают белки в их нативной конформации, SEC является идеальным методом для сохранения нековалентных биомолекулярных комплексов во время их выделения. Среди различных методов обнаружения, которые могут быть объединены с анализом SEC, массспектрометрия (МС) позволяет уверенно идентифицировать и характеризовать отдельные компоненты сложных смесей. Однако нелетучие соли с высокой скоростью потока, используемые в SEC, часто несовместимы с последующим анализом МС.Because noncovalent protein interactions mediate such a wide range of biological functions, there is growing interest in developing methods that facilitate the study of their structure, stoichiometry, and dynamics. Such methods can help probe noncovalent protein interactions that occur widely in nature and coordinate the interactions of protein biopharmaceuticals with a variety of molecules, including other proteins and peptides, nucleic acids, lipids, and small inorganic and organic molecules required. Size exclusion chromatography (SEC) allows the isolation of biomolecules from heterogeneous mixtures of molecular components, and since buffer conditions maintain proteins in their native conformation, SEC is an ideal method for preserving non-covalent biomolecular complexes during their isolation. Among the various detection methods that can be combined with SEC analysis, mass spectrometry (MS) allows the confident identification and characterization of individual components of complex mixtures. However, the high-flow non-volatile salts used in SEC are often incompatible with downstream MS analysis.

Учитывая ограничения существующих методов, был разработан эффективный и действенный метод анализа биофармацевтических препаратов, содержащих белок, с использованием онлайн-хроматографии с платформой МС с ионизацией электрораспылением.Considering the limitations of existing methods, an efficient and effective method for the analysis of protein-containing biopharmaceuticals was developed using online chromatography with an electrospray ionization MS platform.

Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области техники, к которой относится данное изобретение. Изобретение включает любые эквивалентные методы и материалы, раскрытые в описании, которые могут быть использованы на практике или в режиме тестировании. Далее изобретение раскрыто на основе конкретных методов и материалов. Все публикации, процитированные в данном документе, включены в него полностью в качестве ссылки.Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one skilled in the art to which this invention relates. The invention includes any equivalent methods and materials disclosed in the specification that may be used in practice or testing. The invention is further described in terms of specific methods and materials. All publications cited in this document are incorporated by reference in their entirety.

Формы единственного числа следует понимать, как означающие по меньшей мере один; и термины около и приблизительно следует понимать, как допускающие стандартные вариации, как будет понятно специалистам в данной области техники; а если указаны диапазоны, то включены конечные точки.Singular forms should be understood to mean at least one; and the terms about and about are to be understood as being subject to standard variations as will be understood by those skilled in the art; and if ranges are specified, endpoints are included.

В некоторых примерных вариантах реализации, в данном изобретении предлагается способ для характеристики, идентификации и/или количественной оценки биофармацевтического препарата, содержащего белок.In some exemplary embodiments, the present invention provides a method for characterizing, identifying, and/or quantifying a biopharmaceutical containing a protein.

Используемый в данном документе термин биофармацевтический препарат, содержащий белок включает действующее вещество, который полностью или частично является биологическим по природе. В некоторых примерных вариантах реализации, биофармацевтический препарат, содержащий белок, может содержать белок, вакцину, аллерген, нуклеиновые кислоты, вирус, конъюгат антитело-лекарственное средство, клетки, ген, ткани или их комбинации. В некоторых других примерных вариантах реализации, биофармацевтический препарат, содержащий белок, может содержать рекомбинантную, сконструированную, модифицированную, мутированную или усеченную версию белка, вакцину, аллерген, нуклеиновые кислоты, вирусы, конъюгаты антитело-лекарственное средство, клетки, гены, ткани или их комбинации.As used herein, the term protein-containing biopharmaceutical includes an active substance that is wholly or partly biological in nature. In some exemplary embodiments, the protein-containing biopharmaceutical may comprise a protein, vaccine, allergen, nucleic acid, virus, antibody-drug conjugate, cell, gene, tissue, or combinations thereof. In some other exemplary embodiments, the protein-containing biopharmaceutical may contain a recombinant, engineered, modified, mutated or truncated version of a protein, vaccine, allergen, nucleic acids, viruses, antibody-drug conjugates, cells, genes, tissues, or combinations thereof .

Термин белок, в контексте данного документа, включает любой полимер аминокислоты, имеющий ковалентно связанные амидные связи. Белки содержат одну или более полимерных цепей аминокислот, обычно известных в данной области как полипептиды. Полипептид относится к полимеру, состоящему из аминокислотных остатков, родственных встречающихся в природе структурных вариантов и его синтетических неприродных аналогов, связанных пептидными связями, родственных встречающихся в природе структурных вариантов и их синтетических неприродных аналогов. Синтетические пептиды или полипептиды относятся к не встречающемуся в природе пептиду или полипептиду. Синтетические пептиды или полипептиды могут быть синтезированы, например, с использованием автоматического синтезатора полипептидов. Известны различные методы твердофазного пептидного синтеза. Белок может содержать один или более полипептидов с образованием единой функционирующей биомолекулы. Белок может включать любой из биотерапевтических белков, рекомбинантных белков, используеThe term protein, as used herein, includes any polymer of an amino acid having covalently linked amide bonds. Proteins contain one or more polymer chains of amino acids, commonly known in the art as polypeptides. A polypeptide refers to a polymer consisting of amino acid residues, related naturally occurring structural variants and their synthetic non-natural analogues linked by peptide bonds, related naturally occurring structural variants and their synthetic non-natural analogues. Synthetic peptides or polypeptides refer to a non-naturally occurring peptide or polypeptide. Synthetic peptides or polypeptides can be synthesized, for example, using an automatic polypeptide synthesizer. Various methods of solid-phase peptide synthesis are known. A protein may contain one or more polypeptides to form a single functioning biomolecule. The protein may include any of biotherapeutic proteins, recombinant proteins,

- 6 046855 мых в исследованиях или терапии, белков-ловушек и других слитых белков химерного рецептора, химерных белков, антител, моноклональных антител, поликлональных антител, антител человека и биспецифических антител. В другом иллюстративном аспекте белок может включать фрагменты антител, нанотела, химеры рекомбинантных антител, цитокины, хемокины, пептидные гормоны и т.п. Белки могут быть получены с использованием систем продуцирования на основе рекомбинантных клеток, таких как бакуловирусная система в клетках насекомых, дрожжевые системы (например, Pichia sp.), системы млекопитающих (например, клетки СНО и производные СНО, такие как клетки Сно-Κι). Для обзора обсуждающих биотерапевтических белков и их производства, см. Ghaderi et al., Production platforms for biotherapeutic glycoproteins. Occurrence, impact, and challenges of non-human sialylation, (BIOTECHNOL. GENET. ENG. REV. 147-175 (2012)). В некоторых иллюстративных вариантах реализации, белки содержат модификации, аддукты и другие ковалентно связанные фрагменты. Эти модификации, аддукты и фрагменты включают, например, авидин, стрептавидин, биотин, гликаны (например, Nацетилгалактозамин, галактозу, нейраминовую кислоту, N-ацетилглюкозамин, фукозу, маннозу и другие моносахариды), ПЭГ, полигистидин, белок FLAGtag, мальтозосвязывающий белок (МВР), хитинсвязывающий белок (СВР), глутатион^-трансферазу (GST), myc-эпитоп, флуоресцентные метки и другие красители и т.п. Белки могут быть классифицированы на основе состава и растворимости и, таким образом, могут включать простые белки, такие как глобулярные белки и фиброзные белки; конъюгированные белки, такие как нуклеопротеины, гликопротеины, мукопротеины, хромопротеины, фосфопротеины, металлопротеины и липопротеины; и производные белков, такие как первичные производные белки и вторичные производные белки.- 6 046855 in research or therapy, decoy proteins and other chimeric receptor fusion proteins, chimeric proteins, antibodies, monoclonal antibodies, polyclonal antibodies, human antibodies and bispecific antibodies. In another exemplary aspect, the protein may include antibody fragments, nanobodies, recombinant antibody chimeras, cytokines, chemokines, peptide hormones, and the like. Proteins can be produced using recombinant cell-based production systems, such as the baculovirus system in insect cells, yeast systems (eg, Pichia sp.), mammalian systems (eg, CHO cells and CHO derivatives such as CHO-Κι cells). For a review discussing biotherapeutic proteins and their production, see Ghaderi et al., Production platforms for biotherapeutic glycoproteins. Occurrence, impact, and challenges of non-human sialylation, (BIOTECHNOL. GENET. ENG. REV. 147-175 (2012)). In some illustrative embodiments, the proteins contain modifications, adducts, and other covalently linked moieties. These modifications, adducts and moieties include, for example, avidin, streptavidin, biotin, glycans (e.g. N-acetylgalactosamine, galactose, neuraminic acid, N-acetylglucosamine, fucose, mannose and other monosaccharides), PEG, polyhistidine, FLAGtag protein, maltose binding protein (MBP) ), chitin binding protein (CBP), glutathione^-transferase (GST), myc epitope, fluorescent tags and other dyes, etc. Proteins can be classified based on composition and solubility and thus can include simple proteins such as globular proteins and fibrous proteins; conjugated proteins such as nucleoproteins, glycoproteins, mucoproteins, chromoproteins, phosphoproteins, metalloproteins and lipoproteins; and protein derivatives, such as primary protein derivatives and secondary protein derivatives.

В некоторых иллюстративных вариантах реализации, белок может представлять собой антитело, биспецифическое антитело, мультиспецифическое антитело, фрагмент антитела, моноклональное антитело, белок клетки-хозяина или их комбинации.In some illustrative embodiments, the protein may be an antibody, a bispecific antibody, a multispecific antibody, an antibody fragment, a monoclonal antibody, a host cell protein, or combinations thereof.

Термин антитело, в контексте данного документа, включает молекулы иммуноглобулина, состоящие из четырех полипептидных цепей, двух тяжелых (Н) цепей и двух легких (L) цепей, соединенных между собой дисульфидными связями, а также их мультимеры (например, IgM). Каждая тяжелая цепь включает вариабельную область тяжелой цепи (сокращенно HCVR или VH) и константную область тяжелой цепи. Константная область тяжелой цепи включает три домена СН1, CH2 и СН3. Каждая легкая цепь состоит из вариабельной области легкой цепи (сокращенно в данном документе LCVR или VL) и константной области легкой цепи. Константная область легкой цепи содержит один домен (CL1). Области VH и VL могут быть дополнительно подразделены на области гипервариабельности, называемые определяющими комплементарность областями (CDR), перемежающиеся более консервативными областями, называемыми каркасными областями (FR). Каждая VH и VL состоит из трех CDR и четырех FR, расположенных от амино-конца до карбокси-конца в следующем порядке: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. В различных иллюстративных вариантах реализации, FR антитела анти-big-ET-1 (или его антигенсвязывающей части) могут быть идентичны последовательностям зародышевой линии человека или могут быть модифицированы естественным или искусственным путем. Консенсусная аминокислотная последовательность может быть определена на основе параллельного анализа двух или более CDR. Термин антитело, в контексте данного документа, также включает антигенсвязывающие фрагменты молекул полноразмерного антитела. Термины антигенсвязывающая часть антитела, антигенсвязывающий фрагмент антитела и т.п., используемые в данном документе, включают любой встречающийся в природе, ферментативно получаемый, синтетический или генно-инженерный полипептид, или гликопротеин, который специфически связывает антиген с образованием комплекса. Антигенсвязывающие фрагменты антитела могут быть получены, например, из молекул полноразмерного антитела с использованием любых подходящих стандартных методик, таких как протеолитическое расщепление или методы рекомбинантной генной инженерии, включающие манипулирование и экспрессию ДНК, кодирующей вариабельные и необязательно константные домены антитела. Такая ДНК известна и/или легко доступна, например, из коммерческих источников, библиотек ДНК (включая, например, фаговые библиотеки антител), или может быть синтезирована. ДНК может быть секвенирована и обработана химически или с использованием методов молекулярной биологии, например, для организации одного или более вариабельных и/или константных доменов в подходящую конфигурацию или для введения кодонов, создания остатков цистеина, модификации, добавления или удаления аминокислот, и так далее.The term antibody, as used herein, includes immunoglobulin molecules consisting of four polypeptide chains, two heavy (H) chains and two light (L) chains linked by disulfide bonds, as well as multimers thereof (eg, IgM). Each heavy chain includes a heavy chain variable region (abbreviated HCVR or VH ) and a heavy chain constant region. The heavy chain constant region includes three domains CH1, CH2 and CH3. Each light chain consists of a light chain variable region (abbreviated herein as LCVR or VL) and a light chain constant region. The light chain constant region contains one domain (C L1 ). The VH and VL regions can be further subdivided into regions of hypervariability called complementarity determining regions (CDRs), interspersed with more conserved regions called framework regions (FRs). Each VH and VL consists of three CDRs and four FRs, located from the amino terminus to the carboxy terminus in the following order: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4. In various exemplary embodiments, the anti-big-ET-1 antibody FR (or antigen-binding portion thereof) may be identical to human germline sequences or may be naturally or artificially modified. A consensus amino acid sequence can be determined based on parallel analysis of two or more CDRs. The term antibody, as used herein, also includes antigen-binding fragments of full-length antibody molecules. The terms antigen binding portion of an antibody, antigen binding fragment of an antibody, and the like as used herein include any naturally occurring, enzymatically produced, synthetic or genetically engineered polypeptide or glycoprotein that specifically binds an antigen to form a complex. Antigen-binding antibody fragments can be prepared, for example, from full-length antibody molecules using any suitable standard techniques, such as proteolytic digestion or recombinant genetic engineering techniques involving manipulation and expression of DNA encoding variable and optionally constant domains of the antibody. Such DNA is known and/or readily available, for example, from commercial sources, DNA libraries (including, for example, phage antibody libraries), or can be synthesized. The DNA may be sequenced and manipulated chemically or using molecular biology techniques, for example, to organize one or more variable and/or constant domains into a suitable configuration or to introduce codons, create cysteine residues, modify, add or remove amino acids, and so on.

Термин фрагмент антитела, в контексте данного документа, включает часть интактного антитела, такую как, например, антигенсвязывающая или вариабельная область антитела. Примеры фрагментов антител включают, но не ограничиваются ими, фрагмент Fab, фрагмент Fab', фрагмент F(ab')2, фрагмент Fc, фрагмент scFv, фрагмент Fv, диатело dsFv, фрагмент dAb, фрагмент Fd', фрагмент Fd и область выделенной области, определяющей комплементарность (CDR), а также триатела, тетратела, линейные антитела, одноцепочечные молекулы антител и мультиспецифичные антитела, образованные из фрагментов антител. Фрагменты Fv представляют собой комбинацию вариабельных областей тяжелой и легкой цепей иммуноглобулина, а белки ScFv представляют собой рекомбинантные одноцепочечные полипептидные молекулы, в которых вариабельные области легкой и тяжелой цепей иммуноглобулина соединены пептидным линкером. Фрагмент антитела может быть получен различными способами. Например, фрагThe term antibody fragment, as used herein, includes a portion of an intact antibody, such as, for example, an antigen binding or antibody variable region. Examples of antibody fragments include, but are not limited to, Fab fragment, Fab' fragment, F(ab')2 fragment, Fc fragment, scFv fragment, Fv fragment, dsFv diabody, dAb fragment, Fd' fragment, Fd fragment and highlighted region complementarity determining factor (CDR), as well as tribodies, tetrabodies, linear antibodies, single-chain antibody molecules and multispecific antibodies formed from antibody fragments. Fv fragments are a combination of immunoglobulin heavy and light chain variable regions, and ScFv proteins are recombinant single-chain polypeptide molecules in which the immunoglobulin light and heavy chain variable regions are connected by a peptide linker. The antibody fragment can be produced in various ways. For example, frag

- 7 046855 мент антитела может быть получен ферментативно или химически путем фрагментации интактного антитела и/или он может быть получен рекомбинантно из гена, кодирующего частичную последовательность антитела. Альтернативно или дополнительно, фрагмент антитела может быть полностью или частично получен синтетическим путем. Фрагмент антитела может необязательно содержать фрагмент одноцепочечного антитела. Альтернативно или дополнительно фрагмент антитела может содержать несколько цепей, которые связаны вместе, например, дисульфидными связями. Фрагмент антитела может необязательно содержать мультимолекулярный комплекс.- 7 046855 ment of an antibody can be produced enzymatically or chemically by fragmentation of an intact antibody and/or it can be produced recombinantly from a gene encoding a partial sequence of the antibody. Alternatively or additionally, the antibody fragment may be produced in whole or in part synthetically. The antibody fragment may optionally comprise a single chain antibody fragment. Alternatively or additionally, an antibody fragment may contain multiple chains that are linked together, for example, by disulfide bonds. The antibody fragment may optionally contain a multimolecular complex.

Термин моноклональное антитело, в контексте данного документа, не ограничивается антителами, полученными с помощью гибридомной технологии. Моноклональное антитело может быть получено из одного клона, включая любой эукариотический, прокариотический или фаговый клон, любыми способами, доступными или известными в данной области техники. Моноклональные антитела, применимые в соответствии с настоящим описанием, могут быть получены с использованием широкого разнообразия методик, известных в данной области техники, включая использование гибридомных, рекомбинантных технологий и технологий фагового дисплея или их комбинации.The term monoclonal antibody, as used herein, is not limited to antibodies produced using hybridoma technology. A monoclonal antibody can be obtained from a single clone, including any eukaryotic, prokaryotic or phage clone, by any methods available or known in the art. Monoclonal antibodies useful in accordance with the present description can be obtained using a wide variety of techniques known in the art, including the use of hybridoma, recombinant and phage display technologies, or combinations thereof.

Используемый в данном документе термин конъюгат антитело-лекарственное средство или ADC может относиться к антителу, присоединенному к биологически активному лекарственному средству(-ам) линкером (-ами) с лабильной связью (-ями). ADC может содержать несколько молекул биологически активного лекарственного средства (или полезной нагрузки), которые могут быть ковалентно связаны с боковыми цепями аминокислотных остатков антитела (Siler Panowski et al., Site-specific antibody drug conjugates for cancer therapy, 6 MABS 34-45 (2013)). Антитело, используемое для ADC, может быть способно связываться с достаточной аффинностью для селективного накопления и длительного удерживания на целевом сайте. Большинство ADC могут иметь значения Kd в наномолярном диапазоне. Полезная нагрузка может иметь эффективность в наномолярном/пикомолярном диапазоне и может достигать внутриклеточных концентраций, достигаемых после распределения ADC в ткани-мишени. Наконец, линкер, который образует связь между полезной нагрузкой и антителом, может быть достаточно стабильным в кровообращении, чтобы использовать фармакокинетические свойства фрагмента антитела (т.е. длительный период полужизни) и позволять полезной нагрузке оставаться прикрепленной к антителу по мере того, как оно распределяется в тканях, но должно обеспечивать эффективное высвобождение биологически активного лекарственного средства d после того, как ADC поглощается клеткамимишенями.As used herein, the term antibody-drug conjugate or ADC can refer to an antibody attached to a biologically active drug(s) by labile linker(s). An ADC may contain multiple molecules of biologically active drug (or payload) that can be covalently linked to the side chains of amino acid residues of the antibody (Siler Panowski et al., Site-specific antibody drug conjugates for cancer therapy, 6 MABS 34-45 (2013 )). The antibody used for the ADC may be able to bind with sufficient affinity for selective accumulation and long-term retention at the target site. Most ADCs can have Kd values in the nanomolar range. The payload may have potency in the nanomolar/picomolar range and may reach intracellular concentrations achieved after distribution of the ADC into the target tissue. Finally, the linker that forms the link between the payload and the antibody may be stable enough in circulation to take advantage of the pharmacokinetic properties of the antibody fragment (i.e., long half-life) and allow the payload to remain attached to the antibody as it is distributed in tissues, but must provide effective release of the biologically active drug d after the ADC is taken up by target cells.

Линкеры могут быть: теми, которые не расщепляются во время клеточного процессинга, и теми, которые расщепляются, когда ADC достигает целевого сайта. В случае нерасщепляемых линкеров биологически активное лекарственное средство, высвобождаемое в ходе вызова, включает полезную нагрузку и все элементы линкера, все еще присоединенные к аминокислотному остатку антитела, обычно остатку лизина или цистеина, после полной протеолитической деградации ADC в пределах лизосома. Расщепляемые линкеры представляют собой линкеры, структура которых включает сайт расщепления между полезной нагрузкой и сайтом присоединения аминокислоты на антителе. Механизмы расщепления могут включать гидролиз кислотолабильных связей в кислых внутриклеточных компартментах, ферментативное расщепление амидных или сложноэфирных связей внутриклеточной протеазой или эстеразой и восстановительное расщепление дисульфидных связей восстанавливающей средой внутри клеток.Linkers can be those that are not cleaved during cellular processing and those that are cleaved when the ADC reaches the target site. In the case of non-cleavable linkers, the biologically active drug released during the call includes the payload and all linker elements still attached to the amino acid residue of the antibody, typically a lysine or cysteine residue, after complete proteolytic degradation of the ADC within the lysosome. Cleavable linkers are linkers whose structure includes a cleavage site between the payload and the amino acid attachment site on the antibody. Cleavage mechanisms may include hydrolysis of acid-labile bonds in acidic intracellular compartments, enzymatic cleavage of amide or ester bonds by an intracellular protease or esterase, and reductive cleavage of disulfide bonds by the reducing environment within cells.

В некоторых конкретных примерных вариантах реализации, в данном изобретении также предлагается способ определения соотношения лекарственного средства к антителу (DAR) для конъюгата антитело-лекарственное средство.In certain exemplary embodiments, the invention also provides a method for determining a drug-to-antibody ratio (DAR) for an antibody-drug conjugate.

ADC могут быть получены путем конъюгации с эндогенными аминокислотными остатками антитела, тщательно контролируя среднюю степень модификации, чтобы получить оптимальное соотношение лекарственное средство/антитело (DAR). Это соотношение может быть выбрано на основе (а) минимизации количества неконъюгированного антитела и (b) исключения видов в смеси с очень высоким DAR, что может быть проблематичным при производстве и приготовлении из-за более высокой гидрофобности и более низкой растворимости, и может привести к ухудшению фармакокинетических свойств. Присоединение слишком небольшого количества биологически активных молекул лекарственного средства приведет к снижению эффективности, тогда как слишком большое количество может сделать ADC нестабильным с измененными фармакокинетическими свойствами, повышенным клиренсом из плазмы, уменьшенным периодом полувыведения и повышенной системной токсичностью. Оптимальный DAR часто не определен и сильно зависит от других переменных ADC; однако чаще всего ADC стремятся достичь DAR, близкого к 4. Неограничивающий пример конъюгации биологически активного лекарственного средства с антителом может включать конъюгацию биологически активного лекарственного средства с остатками лизина или цистеина на антителе. Конъюгация лизина может приводить к образованию 0-8 конъюгированных молекул биологически активного лекарственного средства на одно антитело и может встречаться как на тяжелой, так и на легкой цепи при различных остатках лизина. Другой неограничивающий пример конъюгации биологически активного лекарственного средства с антителом может включать конъюгацию цистеина, которая происходит после восстановления четырех межцепочечных дисульфидных связей, и, таким образом, конъюгация ограничивается восемью открытыми сульфгидADCs can be generated by conjugation to endogenous amino acid residues of an antibody, carefully controlling the average degree of modification to obtain an optimal drug/antibody ratio (DAR). This ratio can be chosen based on (a) minimizing the amount of unconjugated antibody and (b) excluding species in the mixture with very high DAR, which can be problematic in production and formulation due to higher hydrophobicity and lower solubility, and can lead to deterioration of pharmacokinetic properties. The addition of too few bioactive drug molecules will result in decreased efficacy, whereas too many may render the ADC unstable with altered pharmacokinetic properties, increased plasma clearance, decreased half-life, and increased systemic toxicity. The optimal DAR is often undefined and highly dependent on other ADC variables; however, most often ADCs aim to achieve a DAR close to 4. A non-limiting example of conjugating a biologically active drug to an antibody may involve conjugating a biologically active drug to lysine or cysteine residues on the antibody. Lysine conjugation can result in the formation of 0-8 conjugated biologically active drug molecules per antibody and can occur on both the heavy and light chains at different lysine residues. Another non-limiting example of conjugation of a biologically active drug to an antibody may involve cysteine conjugation, which occurs after reduction of four interchain disulfide bonds, and thus the conjugation is limited to eight exposed sulfides

- 8 046855 рильными группами и, следовательно, связанные молекулы биологически активного лекарственного средства на антитело могут находиться в диапазоне от 0 до 8. Разнообразие гетерогенности смеси ADC двухкратное, поскольку эти виды ADC различаются по нагрузке лекарственным средством и сайту конъюгации. Следовательно, каждый вид может обладать различными свойствами, что может привести к широкому диапазону ФК-свойств in vivo. Кроме того, обеспечение однородности к серии к серии при производстве ADC может быть сложной задачей и может потребовать необходимых производственных мощностей.- 8 046855 ryl groups and, therefore, the bound biologically active drug molecules per antibody can range from 0 to 8. The heterogeneity of an ADC mixture is twofold, since these types of ADCs differ in drug loading and conjugation site. Therefore, each species may have different properties, which may result in a wide range of PK properties in vivo. Additionally, ensuring batch-to-batch consistency in ADC production can be challenging and may require the necessary manufacturing capacity.

Сайт-специфическая конъюгация антитело-лекарственное средство, при которой известное количество биологически активных молекул лекарственного средства постоянно конъюгировано с определенными сайтами, является одним из способов преодоления этих проблем. Гетерогенность сводится к минимуму, а свойства ADC более предсказуемы, с постоянным производством конъюгата от серии к серии. Соотношение лекарственное средство/антитело (DAR) точно контролируется и может быть адаптировано к различным связанным биологически активным лекарственным средствам, производящим либо 2-, либо 4-DAR сайт-специфичных ADC. Неограничивающие примеры сайт-специфической конъюгации включают связывание биологически активной молекулы лекарственного средства с антителом через сконструированный остаток цистеина, остаток глутамина, неприродные аминокислоты (например, пацетилфенилаланин, ^-((2-азидоэтокси)карбонил)-Е-лизин, п-азидометил-Ь-фенилаланин, селеноцистеин), гликаны или короткие пептидные метки, как указано Qun Zhou в обзоре Site-Specific Antibody Conjugation for ADC and Beyond which is incorporated by reference (Qun Zhou, Site-Specific Antibody Conjugation for ADC and Beyond, 5 BIOMEDICINES 64 (2017)).Site-specific antibody-drug conjugation, in which a known number of biologically active drug molecules are continuously conjugated to specific sites, is one way to overcome these problems. Heterogeneity is minimized and ADC properties are more predictable, with consistent conjugate production from batch to batch. The drug/antibody ratio (DAR) is precisely controlled and can be tailored to various related bioactive drugs producing either 2- or 4-DAR site-specific ADCs. Non-limiting examples of site-specific conjugation include the binding of a biologically active drug molecule to an antibody via an engineered cysteine residue, a glutamine residue, unnatural amino acids (e.g., pacetylphenylalanine, N-((2-azidoethoxy)carbonyl)-E-lysine, p-azidomethyl-b -phenylalanine, selenocysteine), glycans or short peptide tags, as indicated by Qun Zhou in the review of Site-Specific Antibody Conjugation for ADC and Beyond which is incorporated by reference (Qun Zhou, Site-Specific Antibody Conjugation for ADC and Beyond, 5 BIOMEDICINES 64 ( 2017)).

В некоторых примерных вариантах реализации, в данном изобретении предлагается способ для характеристики, идентификации и/или количественного определения по меньшей мере одной примеси в биофармацевтическом препарате, содержащим белок.In some exemplary embodiments, the present invention provides a method for characterizing, identifying and/or quantifying at least one impurity in a biopharmaceutical containing a protein.

Термин примесь, в контексте данного документа, может включать любой нежелательный белок, присутствующий в биофармацевтическом продукте, содержащем белок. Примеси могут включать технологические и родственные примеси. Кроме того, примесь может иметь известную структуру, частично охарактеризованную или неидентифицированную. Технологические примеси могут быть получены в процессе производства и могут включать три основные категории: полученные из клеточного субстрата, полученные из клеточной культуры и полученные в ходе выделения, и очистки продукта. Примеси, происходящие из клеточного субстрата, включают, но не ограничиваются ими, белки, полученные из организма-хозяина, и нуклеиновую кислоту (геномная, векторная или общая ДНК клетки-хозяина). Примеси, полученные из клеточных культур, включают, но не ограничиваются ими, индукторы, антибиотики, сыворотку и другие компоненты среды. Примеси, полученные ниже по потоку, включают, но не ограничиваются ими, ферменты, химические и биохимические обрабатывающие реагенты (например, цианогенбромид, гуанидин, окислители и восстановители), неорганические соли (например, тяжелые металлы, мышьяк, неметаллические ионы), растворители, носители, лиганды (например, моноклональные антитела) и другие удаляемые вымыванием вещества. Примеси, связанные с продуктом (например, предшественники, определенные продукты разложения), могут быть молекулярными вариантами, возникающими во время производства и/или хранения, которые не обладают свойствами, сравнимыми со свойствами желаемого продукта в отношении активности, эффективности и безопасности. Такие варианты могут потребовать значительных усилий по выделению и описанию, чтобы идентифицировать тип модификации (модификаций). Примеси, связанные с продуктом, могут включать усеченные формы, модифицированные формы и агрегаты. Усеченные формы образуются гидролитическими ферментами или химическими веществами, которые катализируют расщепление пептидных связей. Модифицированные формы включают, но не ограничиваются ими, дезамидированные, изомеризованные, несоответствующие SSсвязанные, окисленные или измененные конъюгированные формы (например, гликозилированием, фосфорилированием). Модифицированные формы могут также включать любую форму посттрансляционной модификации. Агрегаты включают димеры и образования более высокого порядка желаемого продукта. (Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products, ICH August 1999, U.S. Dept. of Health and Humans Services).The term impurity, as used herein, can include any undesirable protein present in a biopharmaceutical product containing the protein. Impurities may include process and related impurities. In addition, the impurity may have a known structure, partially characterized or unidentified. Process impurities can be generated during the manufacturing process and can include three main categories: cell substrate-derived, cell culture-derived, and product isolation and purification. Impurities derived from the cellular substrate include, but are not limited to, host-derived proteins and nucleic acid (host cell genomic, vector, or total DNA). Impurities derived from cell cultures include, but are not limited to, inducers, antibiotics, serum and other media components. Impurities produced downstream include, but are not limited to, enzymes, chemical and biochemical processing agents (e.g., cyanogen bromide, guanidine, oxidizing and reducing agents), inorganic salts (e.g., heavy metals, arsenic, nonmetallic ions), solvents, carriers , ligands (eg monoclonal antibodies) and other substances that can be removed by leaching. Product-associated impurities (e.g., precursors, certain degradation products) may be molecular variants arising during manufacturing and/or storage that do not have properties comparable to those of the desired product with respect to potency, efficacy, and safety. Such variants may require significant extraction and characterization efforts to identify the type of modification(s). Product-associated impurities may include truncated forms, modified forms, and aggregates. Truncated forms are formed by hydrolytic enzymes or chemicals that catalyze the cleavage of peptide bonds. Modified forms include, but are not limited to, deamidated, isomerized, non-SS-linked, oxidized, or altered conjugated forms (eg, glycosylation, phosphorylation). Modified forms may also include any form of post-translational modification. Aggregates include dimers and higher order formations of the desired product. (Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products, ICH August 1999, U.S. Dept. of Health and Humans Services).

Используемый в данном документе общий термин посттрансляционные модификации или ПТМ относится к ковалентным модификациям, которым подвергаются полипептиды либо во время (котрансляционная модификация), либо после (посттрансляционная модификация) их рибосомного синтеза. ПТМ обычно вводятся определенными ферментами или ферментными путями. Многие из них возникают на участке определенной характерной белковой последовательности (сигнатурной последовательности) внутри белкового остова. Было зарегистрировано несколько сотен РТМ, и эти модификации неизменно влияют на некоторые аспекты структуры или функции белка (Walsh, G. Proteins (2014) second edition, published by Wiley and Sons, Ltd., ISBN: 9780470669853). Различные посттрансляционные модификации включают, но не ограничиваются ими, расщепление, удлинение N-конца, деградацию белка, ацилирование N-конца, биотинилирование (ацилирование остатков лизина биотином), амидирование С-конца, гликозилирование, йодирование, ковалентное присоединение простетических групп, ацетилирование (добавление ацетильной группы, обычно на N-конце белка), алкилирование (добавление алкильной группыAs used herein, the general term post-translational modifications or PTMs refers to covalent modifications that polypeptides undergo either during (co-translational modification) or after (post-translational modification) their ribosomal synthesis. PTMs are usually introduced by specific enzymes or enzymatic pathways. Many of them arise at a site of a specific characteristic protein sequence (signature sequence) within the protein backbone. Several hundred PTMs have been reported, and these modifications invariably affect some aspect of protein structure or function (Walsh, G. Proteins (2014) second edition, published by Wiley and Sons, Ltd., ISBN: 9780470669853). Various post-translational modifications include, but are not limited to, cleavage, N-terminal extension, protein degradation, N-terminal acylation, biotinylation (acylation of lysine residues with biotin), C-terminal amidation, glycosylation, iodination, covalent addition of prosthetic groups, acetylation (adding acetyl group, usually at the N-terminus of the protein), alkylation (adding an alkyl group

- 9 046855 (например, метила, этила, пропила) обычно по лизину или аргинину остатков), метилирование, аденилирование, АДФ-рибозилирование, ковалентные поперечные связи внутри или между полипептидными цепями, сульфирование, пренилирование, зависимые от витамина С модификации (гидроксилирование пролина и лизина и амидирование карбоксильного конца), зависимую от витамина К модификацию, где витамин К представляет собой кофактор карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты, приводящий к образованию γ-карбоксиглутамата (остаток glu), глутамилирование (ковалентное связывание остатков глутаминовой кислоты), глицирование (ковалентная связывание остатков глицина), гликозилирование (добавление гликозильной группы к аспарагину, гидроксилизину, серину или треонину, приводящее к гликопротеину), изопренилирование (добавление изопреноидной группы, такой как фарнезол и геранилгераниол), липоилирование (присоединение липоатной функциональности), фосфопантетеинилирование (добавление 4'-фосфопантетеинильного фрагмента из кофермента А, как в жирной кислоте, поликетиде, нерибосомном пептиде и биосинтезе лейцина), фосфорилирование (добавление фосфатной группы, обычно по серину, тирозину, треонину или гистидину) и сульфатирование (добавление сульфатной группы, обычно по остатку тирозина). Посттрансляционные модификации, которые изменяют химическую природу аминокислот, включают, но не ограничиваются ими, цитруллинирование (превращение аргинина в цитруллин путем деиминирования) и дезамидирование (превращение глутамина в глутаминовую кислоту или аспарагина в аспарагиновую кислоту). Посттрансляционные модификации, которые включают структурные изменения, включают, но не ограничиваются ими, образование дисульфидных мостиков (ковалентное связывание двух аминокислот цистеина) и протеолитическое расщепление (расщепление белка по пептидной связи). Некоторые посттрансляционные модификации включают добавление других белков или пептидов, таких как ISGylировнuя (ковалентная связь с белком ISG15 (ген, стимулированный интерфероном)), SUМОилирование (ковалентная связь с белком SUMO (Малый убиквитин-подобный модификатор)) и убиквитинирование (ковалентная связь с белком убиквитином). См. European Bioinformatics InstituteProtein Information ResourceSIB Swiss Institute of Bioinformatics, European Bioinformatics Institute Drs-Drosomycin precursor-Drosophila melanogaster (Fruit fly)-Drs gene & protein, http://www.uniprot.org/docs/ptmlist (last visited Jan 15, 2019) для более подробного контролируемого словаря ПТМ, курируемого UniProt.- 9 046855 (e.g. methyl, ethyl, propyl) usually at lysine or arginine residues), methylation, adenylation, ADP-ribosylation, covalent cross-links within or between polypeptide chains, sulfonation, prenylation, vitamin C-dependent modifications (hydroxylation of proline and lysine and amidation of the carboxyl terminus), vitamin K-dependent modification, where vitamin K is a cofactor for the carboxylation of glutamic acid residues leading to the formation of γ-carboxyglutamate (glu residue), glutamylation (covalent binding of glutamic acid residues), glycation (covalent binding of glycine residues ), glycosylation (adding a glycosyl group to asparagine, hydroxylysine, serine or threonine, resulting in a glycoprotein), isoprenylation (adding an isoprenoid group such as farnesol and geranylgeraniol), lipoylation (adding lipoate functionality), phosphopantetheinylation (adding a 4'-phosphopantetheinyl moiety from coenzyme A, as in fatty acid, polyketide, non-ribosomal peptide and leucine biosynthesis), phosphorylation (adding a phosphate group, usually at a serine, tyrosine, threonine or histidine) and sulfation (adding a sulfate group, usually at a tyrosine residue). Post-translational modifications that change the chemical nature of amino acids include, but are not limited to, citrullination (conversion of arginine to citrulline by deimination) and deamidation (conversion of glutamine to glutamic acid or asparagine to aspartic acid). Post-translational modifications that involve structural changes include, but are not limited to, disulfide bridge formation (the covalent linking of two cysteine amino acids) and proteolytic cleavage (cleavage of a protein at a peptide bond). Some post-translational modifications include the addition of other proteins or peptides, such as ISGylation (covalently linked to the ISG15 (interferon-stimulated gene) protein), SUMOylation (covalently linked to the SUMO (Small Ubiquitin-Like Modifier) protein), and ubiquitination (covalently linked to the ubiquitin protein ). See European Bioinformatics InstituteProtein Information ResourceSIB Swiss Institute of Bioinformatics, European Bioinformatics Institute Drs-Drosomycin precursor-Drosophila melanogaster (Fruit fly)-Drs gene & protein, http://www.uniprot.org/docs/ptmlist (last visited Jan 15 , 2019) for a more detailed controlled vocabulary of PTMs curated by UniProt.

Используемый в данном документе термин желаемый продукт относится к биофармацевтическому препарату, содержащему белок, который имеет желаемую структуру, функцию или профиль эффективности.As used herein, the term desired product refers to a biopharmaceutical containing a protein that has a desired structure, function, or efficacy profile.

В некоторых примерных вариантах реализации, в данном изобретении также предлагается способ для характеристики связывания биофармацевтического препарата, содержащего белок. Например, антитела могут связывать антигены посредством высокоспецифичных, высокоаффинных нековалентных взаимодействий, свойства, которое позволило разработать терапевтические антитела для нацеливания на специфические для болезни антигены при лечении различных заболеваний (Andrew С. Chan & Paul J. Carter, Therapeutic antibodies for autoimmunity and inflammation, 10 NATURE REVIEWS IMMUNOLOGY 301-316 (2010)). Для разработки эффективных терапевтических средств на основе антител может иметь решающее значение понимание того, как связывание антител влияет на функцию целевого белка.In some exemplary embodiments, the present invention also provides a method for characterizing the binding of a biopharmaceutical containing a protein. For example, antibodies can bind antigens through highly specific, high-affinity noncovalent interactions, a property that has allowed the development of therapeutic antibodies to target disease-specific antigens in the treatment of various diseases (Andrew C. Chan & Paul J. Carter, Therapeutic antibodies for autoimmunity and inflammation, 10 NATURE REVIEWS IMMUNOLOGY 301-316 (2010)). To develop effective antibody therapeutics, understanding how antibody binding affects the function of the target protein may be critical.

В некоторых примерных вариантах реализации, в данном изобретении также предлагается способ определения соотношения связывания антитела к антигену из комплекса антиген-антитело.In some exemplary embodiments, the present invention also provides a method for determining the binding ratio of an antibody to an antigen from an antigen-antibody complex.

В некоторых конкретных примерных вариантах реализации, изобретение также предлагает способ идентификации антигена, с которым связывается антитело. В некоторых других примерных вариантах реализации, способ может включать: определение того, являются ли расщепленные, модифицированные или мутированные версии антигена и/или антитела ответственными за комплекс антиген-антитело.In certain exemplary embodiments, the invention also provides a method for identifying an antigen to which an antibody binds. In some other exemplary embodiments, the method may include: determining whether cleaved, modified, or mutated versions of an antigen and/or antibody are responsible for an antigen-antibody complex.

В некоторых примерных вариантах реализации, изобретение также предлагает способ количественного определения относительного содержания индивидуальных белков в растворе.In some exemplary embodiments, the invention also provides a method for quantifying the relative abundance of individual proteins in a solution.

В некоторых примерных вариантах реализации, способ для характеристики, идентификации и/или количественной оценки биофармацевтического препарата, содержащего белок, его возможных примесей, связывания или композиции может включать приведение в контакт образца, биофармацевтического препарата, содержащего белок, с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу.In some exemplary embodiments, a method for characterizing, identifying and/or quantifying a protein-containing biopharmaceutical, its possible impurities, binding, or composition may include contacting a sample, protein-containing biopharmaceutical, with a chromatography system containing a chromatography resin.

Как используется в данном документе, термин хроматография относится к способу, в котором химическая смесь переносимая жидкостью или газом может быть разделена на компоненты в результате дифференциального распределения химических объектов, как они переносятся вокруг или над неподвижной жидкостью или твердой фазой. Неограничивающие примеры хроматографии включают традиционную обращенно-фазовую (ОФ), ионообменную (ИО), хроматографию в смешанном режиме и нормально-фазовую хроматографию (НФ).As used herein, the term chromatography refers to the method in which a chemical mixture carried by a liquid or gas can be separated into components as a result of the differential distribution of chemical entities as they are carried around or over a stationary liquid or solid. Non-limiting examples of chromatography include conventional reverse phase (RP), ion exchange (IO), mixed mode, and normal phase (NP) chromatography.

Используемый в данном документе термин хроматография в смешанном режиме (ХСР) или мультимодальная хроматография включает хроматографический метод, в котором растворенные вещества взаимодействуют с неподвижной фазой посредством более чем одного режима или механизма взаимодействия. ХСР можно использовать в качестве альтернативы или дополнения к традиционной обращенно-фазовой (ОФ), ионообменной (ИО) и нормально-фазовой хроматографии (НФ). В отличие от ОФ,As used herein, the term mixed mode chromatography (MCC) or multimodal chromatography includes a chromatographic technique in which solutes interact with a stationary phase through more than one interaction mode or mechanism. CCP can be used as an alternative or complement to traditional reverse phase (RP), ion exchange (IE), and normal phase (NP) chromatography. Unlike OF,

- 10 046855- 10 046855

НФ и ИО хроматографии, в которых гидрофобное взаимодействие, гидрофильное взаимодействие и ионное взаимодействие, соответственно, являются доминирующими режимами взаимодействия, хроматография в смешанном режиме может использовать комбинацию двух или более из этих режимов взаимодействия. Среда для хроматографии в смешанном режиме может обеспечить уникальную селективность, которую невозможно получить с помощью одномодальной хроматографии. Хроматография в смешанном режиме также может обеспечить потенциальную экономию затрат и гибкость работы по сравнению с методами, основанными на аффинности.NF and IO chromatography, in which hydrophobic interaction, hydrophilic interaction and ionic interaction, respectively, are the dominant interaction modes, mixed mode chromatography can use a combination of two or more of these interaction modes. Mixed-mode chromatography media can provide unique selectivity that cannot be achieved with single-mode chromatography. Mixed mode chromatography can also provide potential cost savings and operational flexibility compared to affinity-based methods.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматография может быть гель-хроматографией.In some exemplary embodiments, the chromatography may be size exclusion chromatography.

Используемые в данном документе термины смола для хроматографии SEC или среда для хроматографии SEC используются взаимозаменяемо и могут включать твердую фазу любого типа, используемую в SEC, которая отделяет примесь от желаемого продукта (например, гомодимерная примесь для продукта биспецифических антител). Объем смолы, длина и диаметр используемой колонки, а также динамическая емкость и скорость потока могут зависеть от нескольких параметров, таких как объем обрабатываемой жидкости, концентрация белка в жидкости, которую необходимо обработать.As used herein, the terms SEC chromatography resin or SEC chromatography medium are used interchangeably and can include any type of solid phase used in SEC that separates the impurity from the desired product (eg, a homodimeric impurity for a bispecific antibody product). The volume of resin, the length and diameter of the column used, and the dynamic capacity and flow rate can depend on several parameters such as the volume of liquid being processed, the protein concentration of the liquid to be processed.

В некоторых примерных вариантах реализации, способ для характеристики, идентификации и/или количественной оценки биофармацевтического препарата, содержащего белок, его возможных примесей, связывания или композиции может включать приведение в контакт образца, биофармацевтического препарата, содержащего белок с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру, промывку указанной смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру с использованием подвижной фазы для получения элюата, содержащего белок; и определение характеристик белка в указанном элюате с использованием масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением.In some exemplary embodiments, a method for characterizing, identifying, and/or quantifying a biopharmaceutical containing a protein, its possible impurities, binding, or composition may include contacting a sample of the biopharmaceutical containing the protein with a chromatography system comprising a size exclusion chromatography resin. by size, washing said size exclusion chromatography resin using the mobile phase to obtain an eluate containing the protein; and characterizing the protein in said eluate using an electrospray ionization mass spectrometer.

Используемый в данном документе термин масс-спектрометр включает устройство, способное идентифицировать определенные молекулярные виды и точно измерять их массы. Подразумевается, что термин включает любой молекулярный детектор, в который можно элюировать полипептид или пептид для обнаружения и/или характеристики. Масс-спектрометр может включать три основные части: источник ионов, масс-анализатор и детектор. Роль источника ионов заключается в создании ионов в газовой фазе. Атомы, молекулы или кластеры аналита могут быть переведены в газовую фазу и ионизированы одновременно (как при ионизации электрораспылением). Выбор источника ионов сильно зависит от области применения.As used herein, the term mass spectrometer includes a device capable of identifying specific molecular species and accurately measuring their masses. The term is intended to include any molecular detector into which a polypeptide or peptide can be eluted for detection and/or characterization. A mass spectrometer may have three main parts: an ion source, a mass analyzer, and a detector. The role of the ion source is to create ions in the gas phase. Atoms, molecules or clusters of the analyte can be transferred into the gas phase and ionized simultaneously (as in electrospray ionization). The choice of ion source is highly dependent on the application.

Используемый в данном документе термин ионизация электрораспылением или ИЭР относится к процессу ионизации распылением, в котором катионы или анионы в растворе переносятся в газовую фазу посредством образования и десольватации при атмосферном давлении потока сильно заряженных капель, который возникает в результате приложения разности потенциалов между кончиком иглы для электрораспыления, содержащей раствор, и противоэлектродом. Обычно существует три основных стадии получения ионов в газовой фазе из ионов электролита в растворе. Это: (а) образование заряженных капель на наконечнике для инфузии ЭР; (b) сжатие заряженных капель за счет испарения растворителя и повторяющегося распада капель, приводящего к маленьким сильно заряженным каплям, способным производить ионы в газовой фазе; и (с) механизм, с помощью которого ионы в газовой фазе образуются из очень маленьких и сильно заряженных капель. Стадии (а)-(с) обычно происходят в области устройства, где давление является атмосферным давлением.As used herein, the term electrospray ionization or ESI refers to a spray ionization process in which cations or anions in solution are transferred into the gas phase through the formation and desolvation at atmospheric pressure of a stream of highly charged droplets that results from the application of a potential difference between the tip of an electrospray needle. containing the solution, and a counter electrode. There are usually three main stages of obtaining ions in the gas phase from electrolyte ions in solution. These are: (a) the formation of charged droplets on the ER infusion tip; (b) compression of charged droplets through solvent evaporation and repeated droplet disintegration, resulting in small, highly charged droplets capable of producing ions in the gas phase; and (c) the mechanism by which ions in the gas phase are formed from very small and highly charged droplets. Steps (a)-(c) typically occur in a region of the device where the pressure is atmospheric pressure.

Используемый в данном документе термин установка для инфузии электрораспылением относится к системе ионизации электрораспылением, которая совместима с масс-спектрометром, используемым для масс-анализа белка. При ионизации электрораспылением отверстие иглы электрораспыления расположено рядом с входным отверстием спектрометра. Образец, содержащий интересующий белок, можно прокачать через иглу шприца. Электрический потенциал между отверстием иглы шприца и отверстием, ведущим к масс-анализатору, образует аэрозоль (электроспрей) раствора. Электрораспыление может осуществляться при атмосферном давлении и обеспечивает получение сильно заряженных капель раствора. Установка для инфузии с электрораспылением может включать эмиттер электроспрея, распыляющий газ и/или источник питания ИЭР. Установка может быть дополнительно автоматизирована для выполнения аспирации, распределения образца, доставки образца и/или для распыления образца.As used herein, the term electrospray infusion unit refers to an electrospray ionization system that is compatible with a mass spectrometer used for protein mass analysis. In electrospray ionization, the orifice of the electrospray needle is located adjacent to the inlet of the spectrometer. A sample containing the protein of interest can be pumped through a syringe needle. The electrical potential between the syringe needle hole and the hole leading to the mass analyzer creates an aerosol (electrospray) of the solution. Electrospray can be performed at atmospheric pressure and produces highly charged solution droplets. The electrospray infusion apparatus may include an electrospray emitter, a nebulizing gas, and/or an ESI power source. The setup can be further automated to perform aspiration, sample distribution, sample delivery, and/or sample nebulization.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением может быть масс-спектрометром с ионизацией наноэлектрораспылением.In some exemplary embodiments, the electrospray ionization mass spectrometer may be a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

Термин наноэлектрораспыление или нанораспыление в контексте данного документа относится к ионизации электрораспылением при очень низкой скорости потока растворителя, обычно сотни нанолитров в минуту раствора образца или ниже, часто без использования внешней доставки растворителя. Установка для инфузии электроспрея, формирующая наноэлектроспрей, может использовать статический эмиттер наноэлектроспрея или динамический эмиттер наноэлектроспрея. Статический эмиттер наноэлектрораспыления выполняет непрерывный анализ небольших объемов раствора пробы (аналита) в течение длительного периода времени. Динамический эмиттер наноэлектрораспыления использует капиллярную колонку и систему доставки растворителя для выполнения хроматографических разделений смесей перед анализом с помощью масс-спектрометра.The term nanoelectrospray or nanospray as used herein refers to electrospray ionization at very low solvent flow rates, typically hundreds of nanoliters per minute or lower of a sample solution, often without the use of external solvent delivery. The electrospray infusion apparatus forming the nanoelectrospray may use a static nanoelectrospray emitter or a dynamic nanoelectrospray emitter. A static nanoelectrospray emitter performs continuous analysis of small volumes of sample solution (analyte) over an extended period of time. The dynamic nanoelectrospray emitter uses a capillary column and solvent delivery system to perform chromatographic separations of mixtures prior to analysis by a mass spectrometer.

Используемый в данном документе термин масс-анализатор включает устройство, которое можетAs used herein, the term mass analyzer includes a device that can

- 11 046855 разделять частицы, то есть атомы, молекулы или кластеры, в соответствии с их массой. Неограничивающими примерами масс-анализаторов, которые можно использовать для быстрого секвенирования белков, являются времяпролетные (TOF), с магнитным/электрическим сектором, с квадрупольным массфильтром (Q), с квадрупольной ионной ловушкой (QIT), с орбитальной ловушкой, с ионноциклотронным резонансом с преобразованием Фурье (FTICR), а также с методом ускорительной массспектрометрии (AMS).- 11 046855 separate particles, that is, atoms, molecules or clusters, according to their mass. Non-limiting examples of mass analyzers that can be used for rapid protein sequencing include time-of-flight (TOF), magnetic/electric sector, quadrupole mass filter (Q), quadrupole ion trap (QIT), orbitrap, ion cyclotron resonance conversion Fourier transform (FTICR), as well as with the accelerator mass spectrometry (AMS) method.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометрия может быть выполнена в нативных условиях.In some exemplary embodiments, mass spectrometry can be performed under native conditions.

Используемый в данном документе термин нативные условия, нативная МС или нативная ИЭР-МС может включать проведение масс-спектрометрии в условиях, которые сохраняют нековалентные взаимодействия в аналите. Подробный обзор нативной МС см. в обзоре: Elisabetta Boeri Erba & Carlo Petosa, The emerging role of native mass spectrometry in characterizing the structure and dynamics of macromolecular complexes, 24 PROTEIN SCIENCE1176-1192 (2015). Некоторые различия между нативной ИЭР и обычной ИЭР показаны в таблице и на фиг. 1 (Нао Zhang et al., Native mass spectrometry of photosynthetic pigment-protein complexes, 587 FEBS Letters 1012-1020 (2013)).As used herein, the term native conditions, native MS, or native ESI-MS can include performing mass spectrometry under conditions that preserve non-covalent interactions in the analyte. For a detailed review of native MS, see Elisabetta Boeri Erba & Carlo Petosa, The emerging role of native mass spectrometry in characterizing the structure and dynamics of macromolecular complexes, 24 PROTEIN SCIENCE1176-1192 (2015). Some differences between native ESI and conventional ESI are shown in the table and Fig. 1 (Hao Zhang et al., Native mass spectrometry of photosynthetic pigment-protein complexes, 587 FEBS Letters 1012-1020 (2013)).

Нативная ИЭР Native IER Обычная ИЭР Conventional ESI Образец раствора Solution sample Водный раствор вода, ацетат аммония Water solution water, ammonium acetate Частично органический раствор вода, муравьиная кислота, ацетонитрил/метанол (pH 1-2) Partially organic solution water, formic acid, Acetonitrile/methanol (pH 1-2) Состояние распыления State spraying 10-50 нл/мин Напряжение распыления 0,8-1,5 кВ Температура 20-30 °C 10-50 nl/min Spray voltage 0.8-1.5 kV Temperature 20-30 °C 10-50 нл/мин Напряжение распыления 0,8-1,5 кВ Температура 20-30 °C 10-50 nl/min Spray voltage 0.8-1.5 kV Temperature 20-30 °C Обработка соли Salt processing Обессоливание офлайн Offline desalting Обессоливание онлайн/офлайн с помощью ОФ-ВЭЖХ Online/offline desalting using RP-HPLC Концентра ция белка Protein concentration 1-10 мкМ (комплекс) 1-10 µM (complex) <1 мкМ (субъединица) <1 µM (subunit) Выходная информация Output information Молекулярная масса белкового комплекса и субъединицы Нековалентные взаимодействия Стехиометрия Структура Molecular weight of protein complex and subunit Non-covalent interactions Stoichiometry Structure Молекулярная масса одной субъединицы Molecular weight of one subunit

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр может являть собой тандемный масс-спектрометр.In some exemplary embodiments, the mass spectrometer may be a tandem mass spectrometer.

Используемый в данном документе термин тандемная масс-спектрометрия включает метод, в котором структурная информация о молекулах образца получается с использованием нескольких стадий массового отбора и разделения масс. Предварительным условием является то, что молекулы образца могут быть переведены в газовую фазу и ионизированы в неизменном виде, и что их можно заставить распадаться некоторым предсказуемым и контролируемым образом после первой стадии массового отбора. Многоступенчатая МС/МС, или MCn, может быть выполнена сначала путем отбора и выделения ионапредшественника (МС2), его фрагментирования, выделения иона первичного фрагмента (МС3), его фрагментирования, выделения вторичного фрагмента (МС4) и т.д. до тех пор, пока можно получить значимую информацию или детектировать ионный сигнал фрагмента. Тандемная МС успешно проводилась с широким спектром комбинаций анализаторов. Какие анализаторы комбинировать для определенного приложения, определяется множеством различных факторов, таких как чувствительность, селективность и скорость, а также размером, стоимостью и доступностью. Двумя основными категориями тандемных методов МС являются тандем-в-пространстве и тандем-во-времени, но есть также гибридные категории, когда тандем-во-времени анализаторы соединяются в пространстве или с тандем-в-пространстве анализаторами. Тандемный-в-пространстве масс-спектрометр включает источник ионов, устройство активации ионов-прекурсоров и, по меньшей мере, два масс-анализатора без улавливания. Конкретные функции разделения m/z могут быть спроектированы так, чтобы в одной секции прибора ионы выбирались, диссоциировали в промежуточной области, а ионы продукта затем передавались в другой анализатор для разделения m/z и сбора данных. В тандемном-во-времени масс-спектрометре ионы, произведенные в источнике ионов, могут быть захвачены, изолированы, фрагментированы и разделены по соотношению m/z в одном и том же физическом устройстве.As used herein, the term tandem mass spectrometry includes a technique in which structural information about the molecules of a sample is obtained using multiple steps of mass sampling and mass separation. The precondition is that the sample molecules can be brought into the gas phase and ionized unchanged, and that they can be made to decay in some predictable and controllable manner after the first stage of mass selection. Multi-step MS/MS, or MC n , can be performed by first selecting and isolating the precursor ion ( MS2 ), fragmenting it, isolating the primary fragment ion ( MS3 ), fragmenting it, isolating the secondary fragment ( MS4 ), etc. as long as meaningful information can be obtained or the fragment ion signal can be detected. Tandem MS has been successfully performed with a wide range of analyzer combinations. Which analyzers to combine for a particular application is determined by many different factors such as sensitivity, selectivity and speed, as well as size, cost and availability. The two main categories of tandem MS methods are tandem-in-space and tandem-in-time, but there are also hybrid categories where tandem-in-time analyzers are coupled in space or with tandem-in-space analyzers. A tandem-in-space mass spectrometer includes an ion source, a precursor ion activation device, and at least two non-trapping mass analyzers. Specific m/z separation functions can be designed so that in one section of the instrument, ions are selected, dissociated in an intermediate region, and the product ions are then transferred to another analyzer for m/z separation and data collection. In a time-tandem mass spectrometer, ions produced in the ion source can be captured, isolated, fragmented, and separated by m/z ratio in the same physical device.

Пептиды, идентифицированные масс-спектрометром, можно использовать в качестве суррогатныхPeptides identified by mass spectrometer can be used as surrogate

- 12 046855 представителей интактного белка и их посттрансляционных модификаций. Их можно использовать для характеристики белков путем сопоставления экспериментальных и теоретических данных МС/МС, последние генерируются из возможных пептидов в базе данных последовательностей белков. Характеристика может включать, но не ограничивается, секвенирование аминокислот фрагментов белка, определение секвенирования белка, определение секвенирования белка de novo, определение местоположения посттрансляционных модификаций или идентификацию посттрансляционных модификаций, или анализ сопоставимости, или их комбинации.- 12 046855 representatives of the intact protein and their post-translational modifications. They can be used to characterize proteins by matching experimental and theoretical MS/MS data, the latter generated from candidate peptides in a protein sequence database. Characterization may include, but is not limited to, amino acid sequencing of protein fragments, protein sequencing determination, de novo protein sequencing determination, location of post-translational modifications or identification of post-translational modifications, or comparability analysis, or combinations thereof.

Используемый в данном документе термин база данных относится к инструментам биоинформатики, которые обеспечивают возможность поиска неинтерпретированных спектров МС-МС по всем возможным последовательностям в базе данных(ах). Неограничивающими примерами таких баз данных являются Mascot (http://www.matrixscience.com), Spectrum Mill (http://www.chem.agilent.com), PLGS (http://www.waters.com), PEAKS (http://www.bioinformaticssolutions.com), Proteinpilot (http://download.appliedbiosystems.com//proteinpilot), Phenyx (http://www.phenyx-ms.com), Sorcerer (http://www.sagenresearch.com), OMSSA (http://www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/omssa/), X!Tandem (http://www.thegpm.org/TANDEM/), Protein Prospector (http://www.http://prospector.ucsf.edu/prospector/mshome.htm), Byonic (https://www.proteinmetrics.com/products/byonic) или Sequest (http://fields.scripps.edu/sequest).As used herein, the term database refers to bioinformatics tools that provide the ability to search uninterpreted MS/MS spectra against all possible sequences in the database(s). Non-limiting examples of such databases include Mascot (http://www.matrixscience.com), Spectrum Mill (http://www.chem.agilent.com), PLGS (http://www.waters.com), PEAKS ( http://www.bioinformaticssolutions.com), Proteinpilot (http://download.appliedbiosystems.com//proteinpilot), Phenyx (http://www.phenyx-ms.com), Sorcerer (http://www. sagenresearch.com), OMSSA (http://www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/omssa/), X!Tandem (http://www.thegpm.org/TANDEM/), Protein Prospector (http: //www.http://prospector.ucsf.edu/prospector/mshome.htm), Byonic (https://www.proteinmetrics.com/products/byonic) or Sequest (http://fields.scripps.edu/ sequest).

Примерные варианты реализации.Example implementation options.

Раскрытые в данном документе варианты реализации обеспечивают композиции, способы и системы для быстрой характеристики белков в образце.Embodiments disclosed herein provide compositions, methods, and systems for rapidly characterizing proteins in a sample.

Данное изобретение предлагает способ для идентификации белка, включающий приведение в контакт образца, в том числе белка, с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу, промывку указанной хроматографической смолы с белком А с использованием подвижной фазы для получения элюата, включающего белок, и характеризацию белка в указанном элюате с использованием масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением.This invention provides a method for identifying a protein, comprising contacting a sample, including a protein, with a chromatography system containing a chromatography resin, washing said chromatography resin with Protein A using a mobile phase to obtain an eluate comprising the protein, and characterizing the protein in said eluate using an electrospray ionization mass spectrometer.

Данное изобретение предлагает способ для идентификации конъюгата антитело-лекарственное средство, включающий приведение в контакт образца, в том числе конъюгата антитело-лекарственное средство, с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу, промывку указанной хроматографической смолы с белком А с использованием подвижной фазы для получения элюата, содержащего конъюгат антитело-лекарственное средство, и характеризацию конъюгата антителолекарственное средство в указанном элюате с использованием масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением.This invention provides a method for identifying an antibody-drug conjugate, comprising contacting a sample, including the antibody-drug conjugate, with a chromatography system containing a chromatography resin, washing said chromatography resin with Protein A using a mobile phase to obtain an eluate, containing an antibody-drug conjugate, and characterizing the antibody-drug conjugate in said eluate using an electrospray ionization mass spectrometer.

Данное изобретение предлагает способ для идентификации комплекса антиген-антитело, включающий приведение в контакт образца, в том числе комплекса антиген-антитело, с хроматографической системой, содержащей хроматографическую смолу, промывку указанной хроматографической смолы с белком А с использованием подвижной фазы для получения элюата, содержащего комплекс антигенантитело, и характеризацию комплекса антиген-антитело в указанном элюате с использованием массспектрометра с ионизацией электрораспылением.This invention provides a method for identifying an antigen-antibody complex, comprising contacting a sample, including the antigen-antibody complex, with a chromatography system containing a chromatography resin, washing said chromatography resin with Protein A using a mobile phase to obtain an eluate containing the complex antigen-antibody, and characterizing the antigen-antibody complex in said eluate using an electrospray ionization mass spectrometer.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может включать традиционную обращенно-фазовую (ОФ), ионнообменную (ИО) или нормальной фазовую (НФ) хроматографии.In some exemplary embodiments, the chromatography system may include conventional reverse phase (RP), ion exchange (IE), or normal phase (NP) chromatography.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая смола может быть выбрана из смолы для аффинной хроматографии, анионообменной хроматографии, катионообменной хроматографии, аффинной хроматографии, хроматографии в смешанном режиме, гидрофобной хроматографии или эксклюзионной хроматографии по размеру.In some exemplary embodiments, the chromatography resin may be selected from affinity chromatography, anion exchange chromatography, cation exchange chromatography, affinity chromatography, mixed mode chromatography, hydrophobic interaction chromatography, or size exclusion chromatography resin.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением может быть масс-спектрометром с ионизацией наноэлектрораспылением.In some exemplary embodiments, the electrospray ionization mass spectrometer may be a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением может быть соединен с хроматографической системой с хроматографической смолой.In some exemplary embodiments, the electrospray ionization mass spectrometer may be coupled to a chromatography system with a chromatography resin.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением может работать в нативных условиях.In some exemplary embodiments, the electrospray ionization mass spectrometer can be operated under native conditions.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может быть соединена с масс-спектрометром с ионизацией электрораспылением с использованием трехходового разделителя потока.In some exemplary embodiments, the chromatography system may be coupled to an electrospray ionization mass spectrometer using a three-pass flow splitter.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может быть соединена с ультрафиолетовым детектором с использованием трехходового разделителя потока.In some exemplary embodiments, the chromatography system may be coupled to an ultraviolet detector using a three-way flow splitter.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может быть соединена с масс-спектрометром с ионизацией электрораспылением и с ультрафиолетовым детектором с использованием трехходового разделителя потока.In some exemplary embodiments, the chromatography system may be coupled to an electrospray ionization mass spectrometer and an ultraviolet detector using a three-pass flow splitter.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может быть соединена с масс-спектрометром с ионизацией электрораспылением и с ультрафиолетовым детектором с использованием трехходового разделителя потока, при этом масс-спектрометр с ионизацией электрораспылениIn some exemplary embodiments, the chromatography system may be coupled to an electrospray ionization mass spectrometer and an ultraviolet detector using a three-way flow splitter, wherein the electrospray ionization mass spectrometer

- 13 046855 ем представляет собой масс-спектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением.- 13 046855 em is a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может быть соединена с масс-спектрометром и с ультрафиолетовым детектором с использованием трехходового разделителя потока, при этом масс-спектрометр представляет собой масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением работающим в нативных условиях.In some exemplary embodiments, the chromatography system may be coupled to a mass spectrometer and to an ultraviolet detector using a three-pass flow splitter, wherein the mass spectrometer is an electrospray ionization mass spectrometer operating under native conditions.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая система может быть соединена с масс-спектрометром с ионизацией электрораспылением и с ультрафиолетовым детектором с использованием трехходового разделителя потока, при этом масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением представляет собой масс-спектрометр с ионизацией наноэлектрораспылением работающим в нативных условиях.In some exemplary embodiments, the chromatography system may be coupled to an electrospray ionization mass spectrometer and an ultraviolet detector using a three-pass flow splitter, wherein the electrospray ionization mass spectrometer is a nanoelectrospray ionization mass spectrometer operating under native conditions.

В некоторых примерных вариантах реализации, элюат, содержащий белок или комплекс антигенантитело или конъюгат антитело-лекарственное средство, после промывки смолы, вводится в ультрафиолетовый детектор через по меньшей мере один трехходовой разделитель потока при скорости потока от около 0,2 до около 0,4 мл/мин.In some exemplary embodiments, the eluate containing the protein or antigen-antibody complex or antibody-drug conjugate, after washing the resin, is introduced into the ultraviolet detector through at least one three-way flow splitter at a flow rate of about 0.2 to about 0.4 mL. /min.

В некоторых примерных вариантах реализации, подвижная фаза для промывки имеет скорость потока от около 0,2 до около 0,4 мл/мин.In some exemplary embodiments, the mobile phase for washing has a flow rate of from about 0.2 to about 0.4 ml/min.

В некоторых примерных вариантах реализации, подвижная фаза может содержать летучую соль. В некоторых конкретных вариантах реализации, подвижная фаза может содержать ацетат аммония, бикарбонат аммония или формиат аммония или их комбинации.In some exemplary embodiments, the mobile phase may contain a volatile salt. In some specific embodiments, the mobile phase may contain ammonium acetate, ammonium bicarbonate or ammonium formate, or combinations thereof.

В некоторых примерных вариантах реализации, используемая подвижная фаза может быть совместима с масс-спектрометром.In some exemplary embodiments, the mobile phase used may be compatible with the mass spectrometer.

В некоторых примерных вариантах реализации, подвижная фаза может иметь рН около 6,0-8,0.In some exemplary embodiments, the mobile phase may have a pH of about 6.0-8.0.

В некоторых примерных вариантах реализации, образец можно использовать в количестве от около 10 до около 100 мкг белка или комплекса антиген-антитело или конъюгата антитело-лекарственное средство.In some exemplary embodiments, the sample can be used in an amount of from about 10 to about 100 μg of protein or antigen-antibody complex or antibody-drug conjugate.

В некоторых примерных вариантах реализации, скорость потока в масс-спектрометре с ионизацией электрораспылением может быть от около 10 до около 50 нл/мин.In some exemplary embodiments, the flow rate in the electrospray ionization mass spectrometer can be from about 10 to about 50 nL/min.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением может иметь напряжение распыления от около 0,8 до 1,5 кВ.In some exemplary embodiments, the electrospray ionization mass spectrometer may have a spray voltage of from about 0.8 to 1.5 kV.

В некоторых примерных вариантах реализации, характеризация может включать идентификацию и/или количественную оценку белка. В одном аспекте характеризация может включать секвенирования белка, секвенирования белка de novo, идентификацию посттрансляционных модификаций, или анализ сопоставимости, или их комбинации. В другом аспекте характеризация может включать количественную оценку относительного содержания белка.In some exemplary embodiments, characterization may include identifying and/or quantifying a protein. In one aspect, characterization may include protein sequencing, de novo protein sequencing, identification of post-translational modifications, or comparability analysis, or combinations thereof. In another aspect, characterization may include quantifying the relative abundance of a protein.

В некоторых примерных вариантах реализации, характеризация может включать идентификацию и/или количественную оценку антитела в конъюгате антитело-лекарственное средство. В одном аспекте характеризация может включать секвенирования белка, секвенирования белка de novo, идентификацию посттрансляционных модификаций, или анализ сопоставимости, или их комбинации. В другом аспекте характеризация может включать количественную оценку относительного содержания антитела в конъюгате антитело-лекарственное средство.In some exemplary embodiments, characterization may include identifying and/or quantifying an antibody in an antibody-drug conjugate. In one aspect, characterization may include protein sequencing, de novo protein sequencing, identification of post-translational modifications, or comparability analysis, or combinations thereof. In another aspect, characterization may include quantifying the relative abundance of antibody in an antibody-drug conjugate.

В некоторых примерных вариантах реализации, характеризация может включать идентификацию и/или количественную оценку антитела и/или антигена в комплексе антиген-антитело. В одном аспекте характеризация может включать секвенирования белка, секвенирования белка de novo, идентификацию посттрансляционных модификаций, или анализ сопоставимости, или их комбинации для антитела или антигена. В другом аспекте, характеризация может включать количественную оценку относительного содержания антитела и/или антигена в комплексе антиген-антитело.In some exemplary embodiments, characterization may include identifying and/or quantifying an antibody and/or antigen in an antigen-antibody complex. In one aspect, characterization may include protein sequencing, de novo protein sequencing, identification of post-translational modifications, or comparability analysis, or combinations thereof, for an antibody or antigen. In another aspect, characterization may include quantifying the relative abundance of antibody and/or antigen in an antigen-antibody complex.

В некоторых примерных вариантах реализации, образец может содержать по меньшей мере два белка.In some exemplary embodiments, the sample may contain at least two proteins.

В некоторых примерных вариантах реализации, конъюгат антитело-лекарственное средство может включать сайт-специфичный ADC или не-сайт-специфичный ADC. В одном аспекте конъюгат антителолекарственное средство может включать не-сайт-специфичные ADC, связанные через остатки цистеина или лизина антитела. В другом аспекте конъюгат антитело-лекарственное средство может включать сайт-специфичные ADC, связанные через природные аминокислоты, неприродные аминокислоты, гликаны, короткую пептидный тэг или их комбинации.In some exemplary embodiments, the antibody-drug conjugate may include a site-specific ADC or a non-site-specific ADC. In one aspect, the antibody-drug conjugate may include non-site-specific ADCs linked via cysteine or lysine residues of the antibody. In another aspect, the antibody-drug conjugate may include site-specific ADCs linked through natural amino acids, non-natural amino acids, glycans, a short peptide tag, or combinations thereof.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением может быть тандемным масс-спектрометром.In some exemplary embodiments, the electrospray ionization mass spectrometer may be a tandem mass spectrometer.

В некоторых примерных вариантах реализации, белок может представлять собой терапевтическое антитело, антитело, моноклональное антитело, поликлональное антитело, биспецифическое антитело, фрагмент антитела, гибридный белок или их комбинации. В одном аспекте, указанный фрагмент может включать фрагмент Fab, фрагмент Fab', фрагмент F(ab')2, фрагмент scFv, фрагмент Fv, диатело dsFv, фрагмент dAb, фрагмент Fd', фрагмент Fd и область выделенной области, определяющей комплементарность (CDR), триатела, тетратела, линейные антитела, одноцепочечные молекулы антител и мультиспеIn some exemplary embodiments, the protein may be a therapeutic antibody, an antibody, a monoclonal antibody, a polyclonal antibody, a bispecific antibody, an antibody fragment, a fusion protein, or combinations thereof. In one aspect, the fragment may include a Fab fragment, a Fab' fragment, an F(ab')2 fragment, a scFv fragment, an Fv fragment, a dsFv diabody, a dAb fragment, an Fd' fragment, an Fd fragment, and a complementarity determining region (CDR) region. ), tribodies, tetrabodies, linear antibodies, single-chain antibody molecules and multispecies

- 14 046855 цифичные антитела, образованные из фрагментов антител.- 14 046855 digital antibodies formed from antibody fragments.

В некоторых примерных вариантах реализации, белок может быть продуктом расщепления антитела. Продукт расщепления может быть образован гидролизующим агентом. Продукт расщепления может быть примесью, связанной с продуктом.In some exemplary embodiments, the protein may be a cleavage product of an antibody. The cleavage product may be formed by a hydrolyzing agent. The cleavage product may be an impurity associated with the product.

В некоторых примерных вариантах реализации, белок может быть связанной с продуктом примесью, присутствующей в биофармацевтическом препарате.In some exemplary embodiments, the protein may be a product-related impurity present in a biopharmaceutical.

В некоторых примерных вариантах реализации, этот белок может иметь pI в диапазоне от около 4,5 до около 9,0. В одном аспекте, белок может быть белком с pI около 4,5, около 5,0, около 5,5, около 5,6, около 5,7, около 5,8, около 5,9, около 6,0, около 6,1 около 6,2, около 6,3, около 6,4, около 6,5, около 6,6, около 6,7, около 6,8, около 6,9, около 7,0, около 7,1 около 7,2, около 7,3, около 7,4, около 7,5, около 7,6, около 7,7, около 7,8, около 7,9, около 8,0, около 8,1 около 8,2, около 8,3, около 8,4, около 8,5, около 8,6, около 8,7, около 8,8, около 8,9 или около 9,0.In some exemplary embodiments, the protein may have a pI ranging from about 4.5 to about 9.0. In one aspect, the protein may be a protein with a pI of about 4.5, about 5.0, about 5.5, about 5.6, about 5.7, about 5.8, about 5.9, about 6.0, about 6.1 about 6.2, about 6.3, about 6.4, about 6.5, about 6.6, about 6.7, about 6.8, about 6.9, about 7.0, about 7.1 about 7.2, about 7.3, about 7.4, about 7.5, about 7.6, about 7.7, about 7.8, about 7.9, about 8.0, about 8 ,1 about 8.2, about 8.3, about 8.4, about 8.5, about 8.6, about 8.7, about 8.8, about 8.9 or about 9.0.

В одном примерном варианте реализации, образец может содержать по меньшей мере два белка.In one exemplary embodiment, the sample may contain at least two proteins.

Следует понимать, что способы не ограничены каким-либо из указанного выше белка, примеси, и колонки, и что способы идентификации или количественной оценки могут быть проведены с помощью любых подходящих средств.It should be understood that the methods are not limited to any of the above protein, impurity, and column, and that the identification or quantification methods can be carried out using any suitable means.

В некоторых примерных вариантах реализации, это описание предлагает систему, содержащую хроматографическую колонку 100, содержащую хроматографическую смолу, содержащую белок А, причем хроматографическая колонка способна принимать подвижную фазу и образец, содержащий белок, и масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением 110 (см. Лиг. 2).In some exemplary embodiments, this disclosure provides a system comprising a chromatography column 100 containing a chromatography resin containing Protein A, the chromatography column being capable of receiving a mobile phase and a sample containing the protein, and an electrospray ionization mass spectrometer 110 (see Lig. 2).

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая колонка 100 может содержать смолу, выбранную из смолы для хроматографии с гидрофобным взаимодействием, анионообменной хроматографии, анионообменной хроматографии, аффинной хроматографии, эксклюзионной по размеру хроматографии, хроматографии со смешанным режимом или их комбинаций.In some exemplary embodiments, the chromatography column 100 may comprise a resin selected from hydrophobic interaction chromatography, anion exchange chromatography, anion exchange chromatography, affinity chromatography, size exclusion chromatography, mixed mode chromatography resins, or combinations thereof.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр 110 с ионизацией электрораспылением может быть соединен с указанной хроматографической колонкой 100.In some exemplary embodiments, electrospray ionization mass spectrometer 110 may be coupled to said chromatography column 100.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр 110 с ионизацией электрораспылением может работать в нативных условиях.In some exemplary embodiments, electrospray ionization mass spectrometer 110 may be operated under native conditions.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр 110 с ионизацией электрораспылением может быть масс-спектрометром с ионизацией наноэлектрораспылением.In some exemplary embodiments, electrospray ionization mass spectrometer 110 may be a nanoelectrospray ionization mass spectrometer.

В некоторых примерных вариантах реализации, масс-спектрометр 110 с ионизацией электрораспылением может быть масс-спектрометром с ионизацией наноэлектрораспылением, работающим в нативных условиях.In some exemplary embodiments, electrospray ionization mass spectrometer 110 may be a nanoelectrospray ionization mass spectrometer operating under native conditions.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая колонка 100 может быть подключена к масс-спектрометру 100 с ионизацией электрораспылением с использованием трехходового разделителя потока 120.In some exemplary embodiments, the chromatography column 100 may be coupled to an electrospray ionization mass spectrometer 100 using a three-pass flow splitter 120.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая колонка 100 может быть подключена к ультрафиолетовому детектору 130 с использованием трехходового разделителя потока 120.In some exemplary embodiments, chromatography column 100 may be coupled to ultraviolet detector 130 using a three-way splitter 120.

В некоторых примерных вариантах реализации, хроматографическая колонка 100 может быть подключения к ультрафиолетовому детектору 130 и масс-спектрометру 110 с ионизацией электрораспылением с использованием трехходового разделителя потока 120.In some exemplary embodiments, the chromatography column 100 may be coupled to an ultraviolet detector 130 and an electrospray ionization mass spectrometer 110 using a three-way splitter 120.

В некоторых примерных вариантах реализации, трехходового разделитель потока 120 может быть способен непропорционально разделять поток, чтобы обеспечить поток от хроматографической колонки 100 к ультрафиолетовому детектору 130 и масс-спектрометру 110 с ионизацией электрораспылением.In some exemplary embodiments, the three-pass flow splitter 120 may be capable of disproportionately splitting the flow to provide flow from the chromatography column 100 to the ultraviolet detector 130 and the electrospray ionization mass spectrometer 110.

В некоторых примерных вариантах реализации, система может быть способны характеризовать соотношение лекарственное средство-антитело в конъюгате антитело-лекарственное средство.In some exemplary embodiments, the system may be capable of characterizing the drug-antibody ratio of an antibody-drug conjugate.

В некоторых примерных вариантах реализации, система может быть способны характеризовать белок.In some exemplary embodiments, the system may be capable of characterizing a protein.

В некоторых примерных вариантах реализации, система может быть способны характеризовать комплекс антиген-антитело.In some exemplary embodiments, the system may be capable of characterizing an antigen-antibody complex.

Примерный вариант реализации системы, показан на фиг. 3. Трехходовый разделитель потока после колонки используется для двойного обнаружения УФ/МС. Фракция меньшего объема может быть направлена в МС, тогда как фракция большего объема направлена в УФ-детектор. Время удерживания почти одинаковое. Фракции после УФ-детектора могут быть собраны для извлечения образца.An exemplary implementation of the system is shown in Fig. 3. Three-way post-column flow splitter is used for dual UV/MS detection. The smaller volume fraction can be sent to the MS, while the larger volume fraction is sent to the UV detector. The retention time is almost the same. Fractions after the UV detector can be collected for sample recovery.

Фиг. 4 установки отражает конкретный вариант реализации изобретения.Fig. 4 installation reflects a specific embodiment of the invention.

Понятно, что система не ограничена каким-либо из вышеуказанного белка, хроматографической колонки, масс-спектрометра, конъюгата антитело-лекарственное средство, комплекса антиген-антитело.It is understood that the system is not limited to any of the above protein, chromatography column, mass spectrometer, antibody-drug conjugate, antigen-antibody complex.

Последовательная маркировка стадий способа, как указано в данном документе, номерами и/или буквами не предназначена для ограничения способа или любых его вариантов конкретным указанным порядком.The sequential labeling of process steps as set forth herein by numbers and/or letters is not intended to limit the process or any variations thereof to the particular order stated.

Различные ссылки, включая патенты, патентные заявки, опубликованные патентные заявки, инвентарные номера, технические статьи и научные статьи цитируются по всему документу. Каждый источникVarious references, including patents, patent applications, published patent applications, accession numbers, technical articles and scientific articles are cited throughout the document. Every source

- 15 046855 включен в данный документ посредством ссылки во всей его полноте и для любых целей.- 15 046855 is incorporated herein by reference in its entirety and for all purposes.

Изобретение будет более полно понято со ссылкой на следующие примеры, которые предоставлены для более подробного описания изобретения. Они предназначены для иллюстрации и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.The invention will be more fully understood with reference to the following examples, which are provided to describe the invention in more detail. They are intended to be illustrative and should not be construed as limiting the scope of the invention.

ПримерыExamples

Материалы и реагенты. Воду приобретали у компании Honeywell (Маскегон, Мичиган). Ацетат аммония приобретали у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури). 1 М Трис-HCl, рН 7,5 приобретали у Teknova (Холлистер, Калифорния). Трубки из плавленого кремнезема (внутренний диаметр (ID) 150 мкм, внешний диаметр (OD) 360 мкм), 3-ходовой соединитель и рукав приобретали у IDEX (Оак Хабор, Вашингтон). Кремнеземовый наконечник PicoTip EMITTER (FS360-20-10-D-20-7CT) приобретали у New Objective (Воберн, Массачусетс). Колонку ACQUITY UPLC Protein ВЕН SEC, 200А, 1,7 мкм, 4,6 х 300 мм приобретали у Waters (Милфорд, Массачусетс). Нагреватель колонки с горячим карманом приобретали у Thermo-Fisher (Уолтем, Массачусетс). Все реагенты использовали без дополнительной очистки.Materials and reagents. Water was purchased from Honeywell (Muskegon, MI). Ammonium acetate was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). 1 M Tris-HCl, pH 7.5, was purchased from Teknova (Hollister, CA). Fused silica tubing (inner diameter (ID) 150 μm, outer diameter (OD) 360 μm), 3-way connector, and sleeve were purchased from IDEX (Oak Harbor, WA). Silica PicoTip EMITTER (FS360-20-10-D-20-7CT) was purchased from New Objective (Woburn, MA). ACQUITY UPLC Protein VEN SEC, 200A, 1.7 μm, 4.6 x 300 mm column was purchased from Waters (Milford, MA). Hot pocket column heater was purchased from Thermo-Fisher (Waltham, MA). All reagents were used without additional purification.

Онлайн-анализ SEC-нано-ИЭР-МС. Систему класса I ACQUITY ВЭЖХ (Waters, Милфорд, Массачусетс) подключали к гибридному квадрупольному масс-спектрометру Q Exactive HF с орбитальной ловушкой (Thermo Scientific, Бремен, Германия) для всех онлайн-анализов SEC-нано-ИЭР-МС. Температуру колонки ACQUITY UPLC Protein ВЕН SEC (200А, 1,7 мкм, 4,6 х 300 мм) устанавливали на 30°С и использовали для разделения mAb и ADC. Подвижной фазой была 100 мМ ацетата аммония при рН 6,8. Каждое разделение длилось 30 мин со скоростью потока 0,3 мл/мин, и количество вводимого вещества составляло 40 мкг. Трехходовый разделитель потока (Т-разделитель) был подключен после колонки SEC. Трубку из плавленого кремнезема (Д: 140 см, ID: 150 мкм) и наконечник из кремнезема (SilicaTip) (Д: 5 см, ID: 10 мкм) подсоединяли к Т-разделителю. Фракцию большего объема подавали на УФ-детектор через трубку из плавленого кремнезема, тогда как фракцию меньшего объема подавали на МС через наконечник SilicaTip. Использовали следующие параметры МС для онлайн-сбора данных SEC-нано-ИЭРМС. Каждый сбор данных длился 25 мин, начиная с момента ввода пробы. Образцы ионизировали в положительном режиме при напряжении распыления 3 кВ, температуре капилляров 200°С и уровне RF 70 S-линз. CID в источнике был установлен на 75 эВ. Полное МС-сканирование получали при разрешающей способности 15 К с диапазоном масс m/z 2000-8000. Максимальное время инжекции 100 мс, целевое значение автоматической регулировки усиления 3e6 и 10 микросканов использовались для полного сканирования МС.Online SEC-nano-ESI-MS analysis. A Class I ACQUITY HPLC system (Waters, Milford, MA) was coupled to a Q Exactive HF hybrid quadrupole orbitrap mass spectrometer (Thermo Scientific, Bremen, Germany) for all online SEC-nano-ESI-MS analyses. The temperature of an ACQUITY UPLC Protein BEH SEC column (200A, 1.7 µm, 4.6 x 300 mm) was set to 30°C and used to separate mAbs and ADCs. The mobile phase was 100 mM ammonium acetate at pH 6.8. Each separation lasted 30 min at a flow rate of 0.3 mL/min and the injection amount was 40 μg. A three-way flow splitter (T-splitter) was connected after the SEC column. A fused silica tube (L: 140 cm, ID: 150 μm) and a silica tip (SilicaTip) (L: 5 cm, ID: 10 μm) were connected to the T-splitter. The larger volume fraction was applied to the UV detector via a fused silica tube, while the smaller volume fraction was applied to the MS via a SilicaTip. The following MS parameters were used for online SEC-nano-IERMS data acquisition. Each data collection lasted 25 min, starting from the moment of sample injection. The samples were ionized in positive mode at a spray voltage of 3 kV, capillary temperature of 200 °C and RF level of 70 S lenses. The CID at the source was set to 75 eV. Full MS scans were acquired at a resolution of 15 K with a mass range of m/z 2000–8000. A maximum injection time of 100 ms, an AGC target of 3e6, and 10 microscans were used for a full MS scan.

Анализ данных. Для деконволюции исходных данных использовали программное обеспечение Protein Metrics Intact Mass. Браузер Thermo Xcalibur Qual использовали для анализа хроматограммы экстрагированных ионов. Microsoft Excel использовали для расчета DAR ADC.Data analysis. Protein Metrics Intact Mass software was used to deconvolve the raw data. The Thermo Xcalibur Qual browser was used to analyze the extracted ion chromatogram. Microsoft Excel was used to calculate DAR ADC.

Пример 1. Исследование взаимодействий антиген-антитело с помощью онлайн-SEC-нано-ИЭР-МС.Example 1: Investigation of antigen-antibody interactions using online SEC-nano-ESI-MS.

Для разработки эффективных терапевтических средств на основе антител может иметь решающее значение понимание того, как связывание антител влияет на функцию целевого белка.To develop effective antibody therapeutics, understanding how antibody binding affects the function of the target protein may be critical.

1.1. Онлайн-измерительные приборы SEC-нано-ИЭР-МС.1.1. Online measuring instruments SEC-nano-ESI-MS.

Технологии SEC и МС обычно используются для характеристики образцов белка. SEC позволяет изолировать и охарактеризовать белки в условиях, которые минимизируют изменения в структуре белка, в то время как МС позволяет идентифицировать отдельные компоненты в сложных образцах. Объединение индивидуальных возможностей SEC и МС в единую платформу было бы очень желательно, но оказалось сложной задачей, поскольку высокая скорость потока и нелетучие соли, используемые для SEC анализов, несовместимы с нативной МС. Чтобы преодолеть это ограничение, было выполнено снижение поступления растворителя и соли в МС за счет разделения потока элюата из SEC с использованием постколоночного Т-разделителя (см. фиг. 3). Изображение установки представлено на фиг. 4. Затем Тразделитель подключали к МС через SilicaTip и параллельно к УФ-детектору через трубку из плавленого кремнезема. Такая компоновка позволяла одновременно проводить двойное УФ/МС детектирование элюатов SEC. Путем изменения длины и диаметра трубки из плавленого кремнезема можно регулировать скорость потока к МС через SilicaTip (например, более длинные/узкие трубки могут создавать более высокое сопротивление, вызывая повышенный поток в SilicaTip и МС). Образцы белка разделяли с помощью колонки SEC 4,6 мм при скорости потока 0,3 мл/мин. Трубка из плавленого кремнезема, соединяющая Т-разделитель и УФ-детектор, длиной 140 см и внутренним диаметром 150 мкм обеспечила желаемую скорость потока ~ 1 мкл/мин на наконечник SilicaTip. Длина и диаметр трубки из плавленого кремнезема также позволяли почти синхронно обнаруживать молекулы в УФ и МС.SEC and MS technologies are commonly used to characterize protein samples. SEC allows you to isolate and characterize proteins under conditions that minimize changes in protein structure, while MS allows you to identify individual components in complex samples. Integrating the individual capabilities of SEC and MS into a single platform would be highly desirable but has proven challenging because the high flow rates and nonvolatile salts used for SEC assays are incompatible with native MS. To overcome this limitation, reduction of solvent and salt input into the MS was accomplished by splitting the eluate stream from the SEC using a post-column T-splitter (see Figure 3). An image of the installation is shown in Fig. 4. The Splitter was then connected to the MS via a SilicaTip and in parallel to the UV detector via a fused silica tube. This arrangement allowed for simultaneous dual UV/MS detection of SEC eluates. By varying the length and diameter of the fused silica tube, the flow rate to the MS through the SilicaTip can be adjusted (e.g., longer/narrower tubes can create higher resistance, causing increased flow into the SilicaTip and MS). Protein samples were separated using a 4.6 mm SEC column at a flow rate of 0.3 mL/min. The fused silica tube connecting the T-splitter and UV detector, 140 cm long and 150 μm internal diameter, provided the desired flow rate of ∼1 μL/min to the SilicaTip. The length and diameter of the fused silica tube also allowed near-simultaneous detection of molecules in UV and MS.

1.2. Комплекс антиген-антитело.1.2. Antigen-antibody complex.

Комплекс, образованный между ранее описанным антителом (Qian Zhang et al., Epitope Mapping by HDX-MS Elucidates the Surface Coverage of Antigens Associated with High Blocking Efficiency of Antibodies to Birch Pollen Allergen, 90 ANALYTICAL CHEMISTRY 11315-11323 (2018)) и рекомбинантным Bet v 1 и антигеном Bet v 1 в нативных условиях МС.A complex formed between a previously described antibody (Qian Zhang et al., Epitope Mapping by HDX-MS Elucidates the Surface Coverage of Antigens Associated with High Blocking Efficiency of Antibodies to Birch Pollen Allergen, 90 ANALYTICAL CHEMISTRY 11315-11323 (2018)) and a recombinant Bet v 1 and Bet v 1 antigen under native MS conditions.

Помимо голой формы, для Bet v 1 наблюдались две основные гликозилированные формы, включая G2S1F и G2S2F, как представлено на фиг. 5. После инкубации с равными молярными количествами анIn addition to the naked form, two major glycosylated forms were observed for Bet v 1, including G2S1F and G2S2F, as presented in FIG. 5. After incubation with equal molar amounts of an

- 16 046855 титела Fab-1 все три формы Bet v 1 (голая, G2S1F и G2S2F) связывали Fab-1 в качестве одного антигена с одним комплексом Fab. на фиг. 5А, деконволютированный спектр нативной МС антигена Bet v 1 только выявил три различных вида Bet v 1: голый Bet v 1 и две основные гликозилированные формы, Bet v 1 G2S1F и G2S2F. Инкубация антигена Bet v 1c равными молярными количествами антитела Bet v 1 Fab-1 продемонстрировала, что все три формы Bet v 1 (голый, G2S1F и G2S2F) образовывают комплекс с Fab-1 в соотношении один антиген к одному Fab (фиг. 5В). Похоже, что гликозилирование не влияет на образование комплекса антитело/антиген, поскольку относительное количество сигнала МС для всех форм Bet v 1 было одинаковым в условиях несвязанного и связанного Fab-1.- 16 046855 of the Fab-1 antibody, all three forms of Bet v 1 (naked, G2S1F and G2S2F) bound Fab-1 as a single antigen to a single Fab complex. in fig. 5A, the deconvoluted spectrum of the native MS antigen Bet v 1 only revealed three different species of Bet v 1: naked Bet v 1 and two major glycosylated forms, Bet v 1 G2S1F and G2S2F. Incubation of Bet v 1 antigen with equal molar amounts of Bet v 1 Fab-1 antibody demonstrated that all three forms of Bet v 1 (naked, G2S1F, and G2S2F) complexed with Fab-1 in a ratio of one antigen to one Fab (Fig. 5B). It appears that glycosylation does not affect the formation of the antibody/antigen complex, since the relative amount of MS signal for all forms of Bet v 1 was the same under unbound and bound Fab-1 conditions.

Чтобы дополнительно охарактеризовать взаимодействие антиген-антитело, был проведен эксперимент по титрованию на платформе двойного обнаружения МС и УФ. Несколько различных соотношений Bet v 1 и Fab-1 исследовали с помощью УФ, как показано на фиг. 6. Только Bet v 1 (черный) элюируется через 8,5 мин, тогда как только Fab-1 (бирюзовый) и Bet v 1: Fab-1 комподекс элюируются через 9,8 мин и 7,9 мин, соответственно. Стехиометрия комплекса Bet v 1: Fab-1 выявила 1:1 коэффициент связывания. Никаких дополнительных стехиометрии не наблюдали для избыточных количеств антигена или антитела. Кроме того, смешивание антигена Bet v1 c Fab-1 в точном молярном соотношении 1:1 минимизировало количество свободного антигена и антитела (синий).To further characterize the antigen–antibody interaction, a titration experiment was performed on an MS and UV dual detection platform. Several different ratios of Bet v 1 and Fab-1 were examined by UV, as shown in FIG. 6. Only Bet v 1 (black) elutes at 8.5 min, while only Fab-1 (turquoise) and Bet v 1: Fab-1 compodex elute at 9.8 min and 7.9 min, respectively. The stoichiometry of the Bet v 1:Fab-1 complex revealed a 1:1 binding ratio. No additional stoichiometries were observed for excess amounts of antigen or antibody. Additionally, mixing Bet v1 antigen with Fab-1 in a precise 1:1 molar ratio minimized the amount of free antigen and antibody (blue).

В то время как УФ-пики могут отражать относительное содержание отдельных белков в растворе, МС позволяет идентифицировать отдельные компоненты в сложных образцах. С двойным детектированием УФ и МС, можно определить все виды, совместно элюирующиеся в пределах одного УФ-пика или в разных УФ-пиках. Как показано на фиг. 7, МС анализ УФ пика, который элюируется через 7,9 мин, показывает три различных комплекса, образованных Fab-1, связанным с каждым из трех различных видов Bet v 1 (голый, G2S1F и G2S2F). Мы обнаружили, что Fab-1: голый комплекс элюируется после Fab1 в комплексе с гликозилированными частицами Bet v 1, что может быть связано с большим гидродинамическим радиусом, обеспечиваемым гликанами. Сведение к минимуму задержки обнаружения между УФ и МС позволило собрать фракции после УФ детектора для восстановления образца. Этот способ особенно полезен для определения того, сохраняют ли связывание расщепленные, модифицированные или мутированные версии антигена и/или антитела без необходимости очистки конкретных форм исследуемых белков.While UV peaks can reflect the relative abundance of individual proteins in a solution, MS allows the identification of individual components in complex samples. With dual UV and MS detection, all species co-eluting within the same UV peak or across different UV peaks can be identified. As shown in FIG. 7, MS analysis of the UV peak that elutes at 7.9 min shows three different complexes formed by Fab-1 bound to each of three different Bet v 1 species (naked, G2S1F, and G2S2F). We found that the Fab-1:naked complex eluted after Fab1 in complex with glycosylated Bet v 1 particles, which may be due to the large hydrodynamic radius provided by the glycans. Minimizing the detection delay between UV and MS allowed collection of fractions after the UV detector for sample recovery. This method is particularly useful for determining whether cleaved, modified or mutated versions of an antigen and/or antibody retain binding without the need to purify specific forms of the proteins of interest.

Пример 2. Характеристика цистеиновых ADC с помощью онлайн-SEC-нано-ИЭР-МС.Example 2: Characterization of cysteine ADCs using online SEC-nano-ESI-MS.

Конъюгаты антитело-лекарсвтенное средство (ADC) являются очень эффективными терапевтическими средствами, которые могут специфический доставить малые молекулы лекарственного средства к ткани-мишени путем их конъюгирования с антителами (Francois Debaene et al., Innovative Native MS Methodologies for Antibody Drug Conjugate Characterization: High Resolution Native MS and IM-MSfor Average DAR and DAR Distribution Assessment, 86 ANALYTICAL CHEMISTRY 10674-10683 (2014)). Активность, эффективность и токсичность ADC могут сильно зависеть от количества малых молекул лекарственного средства, конъюгированных с каждым антителом. Следовательно, может быть критичным определить соотношение лекарственное средство-антитело (DAR) для каждого ADC. Конъюгирование через межцепочечные цистеины является одним из наиболее распространенных подходов при конъюгировании малых молекул лекарственных средств с антителами. Для межцепочечных ADC на основе цистеина неспаренные межцепочечные остатки цистеина могут быть введены путем конструирования мутаций первичной последовательности (сайт-специфичные межцепочечные конъюгаты на основе цистеина) или посредством частичного восстановления антитела (случайные межцепочечные конъюгаты на основе цистеина). Сайт-специфическое конъюгирование сконструированных mAb обеспечивает лучший контроль над DAR ADC, тогда как конъюгирование, выполняемое на частично восстановленных mAb, дает более изменчивый диапазон DAR (от нуля до восьми). Тем не менее, по-прежнему может быть необходимо определить DAR ADC, генерируемых любым из способов, для понимания и интерпретации биологических эффектов этих конъюгатов лекарственных средств. Наиболее распространенный способ для определения DAR ADC на основе цистеина является способ с помощью HIC-УФ (Laura R. Saunders et al., A DLL3-targeted antibody-drug conjugate eradicates high-grade pulmonary neuroendocrine tumor-initiating cells in vivo, 7 SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE (2015) или ОФЖХ-МС в восстановительных/денатурирующих условиях. Однако недавно Debaene et al. сообщили об автономном способе обессоливания SEC в сочетании с нативными МС и LM-MC высокого разрешения для измерения среднего DAR. Нативный МС-анализ является единственным способом проанализировать DAR для конъюгированных с цистеином ADC без разрушения интактной молекулы.Antibody-drug conjugates (ADCs) are highly effective therapeutics that can specifically deliver small molecule drugs to target tissue by conjugating them to antibodies (Francois Debaene et al., Innovative Native MS Methodologies for Antibody Drug Conjugate Characterization: High Resolution Native MS and IM-MSfor Average DAR and DAR Distribution Assessment, 86 ANALYTICAL CHEMISTRY 10674-10683 (2014)). The activity, efficacy, and toxicity of ADCs can be highly dependent on the number of small molecule drugs conjugated to each antibody. Therefore, it may be critical to determine the drug-antibody ratio (DAR) for each ADC. Conjugation via interchain cysteines is one of the most common approaches for conjugating small molecule drugs to antibodies. For cysteine-based interchain ADCs, unpaired interchain cysteine residues can be introduced by engineering primary sequence mutations (site-specific cysteine-based interchain conjugates) or by partial reduction of the antibody (random cysteine-based interchain conjugates). Site-specific conjugation of engineered mAbs provides better control over the DAR ADCs, whereas conjugation performed on partially reconstituted mAbs results in a more variable range of DARs (zero to eight). However, it may still be necessary to identify the DARs of ADCs generated by either method to understand and interpret the biological effects of these drug conjugates. The most common method for detecting cysteine-based DAR ADCs is the HIC-UV method (Laura R. Saunders et al., A DLL3-targeted antibody-drug conjugate eradicates high-grade pulmonary neuroendocrine tumor-initiating cells in vivo, 7 SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE (2015) or RPLC-MS under reducing/denaturing conditions However, an off-line SEC desalting method coupled with native MS and high-resolution LM-MS to measure average DAR was recently reported by Debaene et al. DAR for cysteine-conjugated ADCs without destroying the intact molecule.

1.1. Онлайн-измерительные приборы SEC-нано-ИЭР-МС.1.1. Online measuring instruments SEC-nano-ESI-MS.

Использовали приборы, представленные в 1.1.We used the devices presented in 1.1.

1.2. Сайт-специфичный конъюгированный ADC на основе цистеина.1.2. Site-specific cysteine-based conjugated ADC.

Оценивали DAR сайт-специфичных конъюгированных ADC на основе цистеина с использованием онлайн-системы SEC-нано-ИЭР-МС. Мутации межцепочечных цистеинов на тяжелых цепях mAb вводили два неспаренных цистеина на легких цепях mAb, которые были конъюгированы с лекарственным средством с образованием антител с DAR 2. Как показано на фиг. 8, необработанные и деконволютированные спектры родительского mAb-1 и ADC-1 показывают, что в образце ADC присутствует толькоThe DAR of site-specific cysteine-based conjugated ADCs was assessed using an online SEC-nano-ESI-MS system. Interchain cysteine mutations on the mAb heavy chains introduced two unpaired cysteines on the mAb light chains, which were conjugated to the drug to form DAR 2 antibodies. As shown in FIG. 8, raw and deconvoluted spectra of parent mAb-1 and ADC-1 show that only ADC is present in the sample

- 17 046855 форма с DAR 2. Деконволютированные спектры на фиг. 8А-С показывают, что различные гликаны присутствуют как на исходном mAb-1, так и на конъюгированном ADC-1. Наряду с негликозилированным mAb-1, частично и полностью гликозилированные виды mAb-1, имеющие различные комбинации GOF, GIF и G2F, все были конъюгированы с 2 лекарственными средствами. Эти результаты были подтверждены анализом mAb-1 и ADC-1, расщепленных производителем, как показано на фиг. 9. Несколько ADC с аналогичной химией конъюгирования были протестированы и показали только форму с DAR 2 (данные не показаны).- 17 046855 form with DAR 2. Deconvoluted spectra in Fig. 8A-C show that different glycans are present on both the parent mAb-1 and the conjugated ADC-1. Along with non-glycosylated mAb-1, partially and fully glycosylated mAb-1 species having various combinations of GOF, GIF and G2F were all conjugated to 2 drugs. These results were confirmed by analysis of manufacturer-digested mAb-1 and ADC-1 as shown in FIG. 9. Several ADCs with similar conjugation chemistry were tested and showed only the DAR 2 form (data not shown).

1.3. Неспецифический цистеин-конъюгированный ADC.1.3. Non-specific cysteine-conjugated ADC.

Помимо анализа сайт-специфичных ADC, также исследовали DAR лекарственного средства, конъюгированного с межцепочечными цистеинами частично восстановленных mAb. Необработанные и деконволютированные спектры неспецифического конъюгированного с цистеином ADC, полученные с использованием аналогичной химии, показаны на фиг. 10. ADC-2 генерировали с немодифицированным исходным антителом с нормальным гликозилированием. Необработанные и деконволютированные спектры исходного mAb-2 (фиг. 10А, В) и ADC-2 (фиг. 10C-D) показывают значения DAR, которые варьируются от 2-8 для ADC-2. Спектры после деконволюции также показывают различные гликаны, присутствующие в mAb-2 (фиг. 10В) и ADC-2 (фиг. 10D).In addition to analyzing site-specific ADCs, drug DARs conjugated to interchain cysteines of partially reduced mAbs were also examined. Raw and deconvoluted spectra of the nonspecific cysteine-conjugated ADC obtained using similar chemistry are shown in FIG. 10. ADC-2 was generated with an unmodified parent antibody with normal glycosylation. The raw and deconvoluted spectra of the original mAb-2 (Fig. 10A,B) and ADC-2 (Fig. 10C-D) show DAR values that range from 2-8 for ADC-2. The deconvoluted spectra also show different glycans present in mAb-2 (Fig. 10B) and ADC-2 (Fig. 10D).

Была разработана онлайн-платформа для ионизации SEC-нано-электрораспылением (нано-ИЭР)МС с двойным ультрафиолетовым (УФ) и МС-детектированием. Полезность этой платформы была подтверждена путем изучения нековалентных белковых взаимодействий с использованием ее для характеристики комплексов антиген-антитело, полученных в результате экспериментов по титрованию, и определения отношения лекарственное средство-антитело (DAR) конъюгатов антитело-лекарственное средство на основе цистеина (ADC). Эта платформа может быть легко модифицирована и, следовательно, может быть адаптирована для анализа других нативных проектов МС, таких как характеристика вариантов заряда моноклональных антител (mAb) или больших агрегированных белковых комплексов.An online platform for SEC-nano-electrospray ionization (nano-ESI)MS with dual ultraviolet (UV) and MS detection was developed. The utility of this platform was validated by studying non-covalent protein interactions, using it to characterize antigen-antibody complexes obtained from titration experiments and determining the drug-antibody ratio (DAR) of cysteine-based antibody-drug conjugates (ADCs). This platform can be easily modified and therefore can be adapted for the analysis of other native MS projects, such as the characterization of charge variants of monoclonal antibodies (mAbs) or large aggregated protein complexes.

Трехходовый разделитель потока использовали для непропорционального разделения элюатов SEC на МС и УФ-детектор, при этом фракция меньшего объема направляется на МС, а фракция большего объема на УФ-детектор. Текущая платформа обеспечивает возможность комплементарного двойного обнаружения с помощью УФ и нативной МС с возможностью сбора фракций и может применяться для характеристики комплексов антиген-антитело и DAR анализа ADC, конъюгированных с межцепочечным цистеином. Дальнейшие модификации этой онлайн-платформы SEC-нано-ИЭР-МС, такие как изменение химического состава колонки или использование прибора Q Exactive UHMR, позволят адаптировать ее для других приложений, таких как анализ вариантов заряда или очень больших белковых комплексов. Описанный в данном документе способ открыл возможность комбинирования методов разделения с высоким содержанием солей (например, HIC, WCX) с обнаружением на основе масс-спектрометрии. В заключение онлайн платформа SEC-нано-ИЭР-МС может быть широко применена для анализа биофармацевтических препаратов, содержащих белок, для различных применений.A three-way flow splitter was used to disproportionately separate SEC eluates between the MS and UV detector, with the smaller volume fraction sent to the MS and the larger volume fraction to the UV detector. The current platform enables complementary dual detection by UV and native MS with fraction collection capabilities and can be used to characterize antigen-antibody complexes and DAR assays of interchain cysteine-conjugated ADCs. Further modifications to this online SEC-nano-ESI-MS platform, such as changing the column chemistry or using the Q Exactive UHMR instrument, will allow it to be adapted for other applications, such as the analysis of charge variants or very large protein complexes. The method described herein has opened the possibility of combining high-salt separation methods (e.g., HIC, WCX) with mass spectrometry-based detection. In conclusion, the online SEC-nano-ESI-MS platform can be widely applied to analyze protein-containing biopharmaceuticals for various applications.

Claims (17)

1. Способ характеризации конъюгата антитело-лекарственное средство, включающий:1. A method for characterizing an antibody-drug conjugate, comprising: приведение образца, содержащего конъюгат антитело-лекарственное средство, в контакт с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру;contacting a sample containing the antibody-drug conjugate with a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin; промывание указанной смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру с применением подвижной фазы для получения элюата, содержащего конъюгат антитело-лекарственное средство; и характеризацию конъюгата антитело-лекарственное средство в указанном элюате с использованием масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением в нативных условиях, при этом для соединения масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру, используется по меньшей мере один трехходовый разделитель потока.washing said size exclusion chromatography resin using a mobile phase to obtain an eluate containing the antibody-drug conjugate; and characterizing the antibody-drug conjugate in said eluate using an electrospray ionization mass spectrometer under native conditions, wherein at least one three-pass is used to couple the electrospray ionization mass spectrometer to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin stream separator. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением соединен с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру, или масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением соединен онлайн с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.2. The method of claim 1, wherein the electrospray ionization mass spectrometer is coupled to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin, or the electrospray ionization mass spectrometer is coupled online to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin. size. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением является масс-спектрометром с ионизацией наноэлектрораспылением.3. The method according to claim 1, characterized in that the electrospray ionization mass spectrometer is a nanoelectrospray ionization mass spectrometer. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один трехходовый разделитель потока применяется для соединения ультрафиолетового детектора с хроматографической системой, содержащей смолу для эксклюзионной хроматографии по размеру.4. The method of claim 1, wherein at least one three-way flow splitter is used to couple the ultraviolet detector to a chromatography system containing a size exclusion chromatography resin. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что элюат после промывки смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру вводят в ультрафиолетовый детектор через по меньшей мере один трехходовой разделитель потока со скоростью потока от 0,2 до 0,4 мл/мин.5. The method according to claim 4, characterized in that the eluate after washing the resin for size exclusion chromatography is introduced into an ultraviolet detector through at least one three-way flow divider at a flow rate of 0.2 to 0.4 ml/min. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижная фаза, применяемая для промывки смолы для6. The method according to claim 1, characterized in that the mobile phase used for washing the resin for - 18 046855 эксклюзионной хроматографии по размеру, содержит ацетат аммония.- 18 046855 size exclusion chromatography, contains ammonium acetate. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижная фаза, применяемая для промывки смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру, содержит летучую соль.7. The method according to claim 1, characterized in that the mobile phase used to wash the size exclusion chromatography resin contains a volatile salt. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижная фаза, применяемая для промывки смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру, имеет общую концентрацию около 100 мМ.8. The method of claim 1, wherein the mobile phase used to wash the size exclusion chromatography resin has a total concentration of about 100 mM. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижная фаза, применяемая для промывки смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру, имеет скорость потока от 0,2 до 0,4 мл/мин.9. The method according to claim 1, characterized in that the mobile phase used for washing the size exclusion chromatography resin has a flow rate of 0.2 to 0.4 ml/min. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижная фаза, применяемая для промывки смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру, имеет рН около 6,8.10. The method of claim 1, wherein the mobile phase used to wash the size exclusion chromatography resin has a pH of about 6.8. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество образца, в том числе конъюгата антителолекарственное средство, приводимого в контакт с хроматографической системой, составляет от 10 до 100 мкг.11. The method according to claim 1, characterized in that the amount of sample, including the antibody-drug conjugate, brought into contact with the chromatographic system is from 10 to 100 μg. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что элюат, полученный при промывке смолы для эксклюзионной хроматографии по размеру, вводят в масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением при скорости потока менее чем около 50 мкл/мин.12. The method of claim 1, wherein the eluate obtained from washing the size exclusion chromatography resin is introduced into the electrospray ionization mass spectrometer at a flow rate of less than about 50 μL/min. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что элюат, полученный при промывке смолы для эксклюзионной хроматографии, вводят в масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением, при этом скорость потока электрораспыления в ионизации электрораспылением составляет от 10 до 50 нл/мин.13. The method of claim 1, wherein the eluate obtained from washing the size exclusion chromatography resin is introduced into an electrospray ionization mass spectrometer, wherein the electrospray flow rate in the electrospray ionization is from 10 to 50 nL/min. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что элюат, полученный при промывке смолы для эксклюзионной хроматографии, вводят в масс-спектрометр с ионизацией электрораспылением, при этом напряжение распыления при электрораспылении составляет от 0,8 до 3,0 кВ.14. The method according to claim 1, characterized in that the eluate obtained by washing the size exclusion chromatography resin is introduced into an electrospray ionization mass spectrometer, and the electrospray spray voltage is from 0.8 to 3.0 kV. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что конъюгат антитело-лекарственное средство представляет собой конъюгат антитело-лекарственное средство со сконструированными с помощью генной инженерии цистеинами.15. The method of claim 1, wherein the antibody-drug conjugate is an antibody-drug conjugate with genetically engineered cysteines. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что конъюгат антитело-лекарственное средство представляет собой конъюгат антитело-лекарственное средство с неспецифичными цистеинами.16. The method according to claim 1, characterized in that the antibody-drug conjugate is an antibody-drug conjugate with non-specific cysteines. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что характеризация конъюгата антитело-лекарственное средство включает характеризацию соотношения лекарственное средство-антитело.17. The method of claim 1, wherein characterization of the antibody-drug conjugate includes characterization of the drug-antibody ratio.
EA202192036 2019-01-25 2020-01-23 ONLINE CHROMATOGRAPHY AND ELECTROSPRAY IONIZATION MASS SPECTROMETER EA046855B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/796,771 2019-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046855B1 true EA046855B1 (en) 2024-04-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11932684B2 (en) Online chromatography and electrospray ionization mass spectrometer
US20200240998A1 (en) Quantitation and Identification of Dimers In Co-Formulations
US20200240999A1 (en) Protein a chromatography - electrospray ionization mass spectrometer
JP7554312B2 (en) Systems and methods for protein analysis using liquid chromatography-mass spectrometry - Patents.com
JP2023512521A (en) A Platform for Natural Liquid Chromatography Mass Spectrometry
JP2020101538A5 (en)
EA046855B1 (en) ONLINE CHROMATOGRAPHY AND ELECTROSPRAY IONIZATION MASS SPECTROMETER
US20230045769A1 (en) Mass spectrometry-based strategy for determining product-related variants of a biologic
EA044417B1 (en) QUANTITATIVE DETERMINATION AND IDENTIFICATION OF DIMERS IN COMPOSITE COMPOSITIONS