制造技術(shù)可以降低蛋白質(zhì)的有效性

使用蛋白質(zhì)的生物制藥和食品企業(yè)現(xiàn)在可以獲得有關(guān)制造過程中使用的一種流體流如何影響其產(chǎn)品質(zhì)量的更好信息。這種對生物分子(例如溶解在流體中的基于蛋白質(zhì)的生物藥物治療劑)具有高度破壞性的過程被稱為“伸展流動 ”，并且當(dāng)流體快速加速其運動時發(fā)生。來自利茲大學(xué)和MedImmune的跨學(xué)科研究團隊，阿斯利康的全球生物制劑研究和開發(fā)部門，開發(fā)了一種能夠在實驗室中應(yīng)用拉伸流動并用它來研究流體中蛋白質(zhì)活性的裝置。該團隊發(fā)現(xiàn)該方法可能導(dǎo)致包括生物制藥在內(nèi)的各種蛋白質(zhì)變得不那么有效的可能性增加。

利茲大學(xué)阿斯伯里結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)中心的David Brockwell博士表示，雖然存在許多測試來評估溫度或pH值變化對蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的影響，但該測試直接測量了制造過程中使用的流體流動的影響。Brockwell博士說：“現(xiàn)有很少的蛋白質(zhì)測試可用于工業(yè)，實際上檢查聚合水平如何與制造條件相關(guān)。我們現(xiàn)在擁有更準確的方法來預(yù)測哪些蛋白質(zhì)可用于生物制藥藥物開發(fā)以及如何也可以改變流程以提高其質(zhì)量。“

在制造之外，拉伸流動的常見實例包括施用液化藥物的注射器或當(dāng)園丁將手指放在軟管末端時對水的影響。

蛋白質(zhì)折疊

蛋白質(zhì)自然地折疊成特定的形狀以便正確地操作，但是拉伸流動可以使它們伸展和展開，使它們變得不那么有用。

一旦它們開始展開，蛋白質(zhì)粘在一起或聚集在一起，這可能阻礙敏感的工廠設(shè)備并降低它們所含藥物的有效性，甚至可能對人類構(gòu)成危險。因此，防止聚集是新生物制藥產(chǎn)品的開發(fā)和許可的重要標(biāo)準。為了測試拉伸流動的影響，來自工程學(xué)院的Nik Kapur教授和博士生John Dobson開發(fā)了一種臺式設(shè)備，能夠非常精確地控制流體中蛋白質(zhì)的應(yīng)變以及它們展開的程度。

利用新設(shè)備收集證據(jù)，研究人員(由Sheena Radford教授和Brockwell博士領(lǐng)導(dǎo)的Amit Kumar博士和Leon Willis先生)能夠準確計算出蛋白質(zhì)聚集的程度，為工業(yè)界創(chuàng)造了新的證據(jù)基礎(chǔ)。Brockwell博士及其同事發(fā)現(xiàn)聚合的程度取決于：

蛋白質(zhì)經(jīng)受拉伸流動的總時間，

施加的應(yīng)變水平，

流體中蛋白質(zhì)的濃度。

該團隊還發(fā)現(xiàn)，在一系列蛋白質(zhì)中的聚集是多種多樣的，并且在與標(biāo)準制造工藝中發(fā)現(xiàn)的條件類似的條件下對生物制藥抗體等治療性蛋白質(zhì)特別有害。

最佳流量

來自新設(shè)備的證據(jù)意味著研究人員和Medimmune現(xiàn)在可以展示制造商可以用于不同過程的最大拉伸流量水平，而不會損害蛋白質(zhì)。

Brockwell博士及其同事說，如果他們想讓他們的產(chǎn)品更快地進入市場，公司可以考慮重新設(shè)計制造技術(shù)，以減少通過拉伸流動對蛋白質(zhì)施加的壓力?；蛘撸皇歉淖兦度胧缴a(chǎn)方法，而是可以使用該裝置來鑒定對生產(chǎn)嚴格性有抵抗力的單個蛋白質(zhì)組。

“生物制藥藥物是一個不斷發(fā)展的醫(yī)療創(chuàng)新領(lǐng)域，因為它們在治療多種疾病方面取得了成功，但生產(chǎn)成本非常高，因此制藥公司為提高成本而做出的任何創(chuàng)新都將產(chǎn)生重大影響，”他說。。

研究結(jié)果，通過拉伸流動誘導(dǎo)蛋白質(zhì)聚集，發(fā)表在“ 美國國家科學(xué)院院刊 ”期刊上。

與制造中引起的問題相反，拉伸流動本質(zhì)上是有益的，其中它引發(fā)血液凝固并且當(dāng)蜘蛛表達其纖維網(wǎng)的材料時被蜘蛛使用。

該團隊的研究還發(fā)現(xiàn)剪切流是另一種制造工藝，它不會導(dǎo)致蛋白質(zhì)展開并失去其有效性。

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