ИСТИНА

Цель проекта заключается в разработке унифицированной методики контроля качества лекарственных средств на основе моноклональных антител, которая будет включать в себя изучение гликанового профиля белкового образца методами высоко- и ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием, изучения антител как в интактной форме (метод top-down), так и с использованием восстанавливающих агентов и различных протеаз (методы middle-down, down-top) для получения информации о аминокислотных последовательностях и установления всех возможных пострансляционных модификаций антител. Планируется разработать условия пробоподготовки и установить условия анализа, позволяющие добиться максимального покрытия сиквенса белковых последовательностей моноклональных антител; в случае обнаружения существенных различий между оригинальным препаратом и его биологическим аналогом – установить возможности существующих аналитических методов количественно определять доли примесных включений, не соответствующих оригинальной структуре антитела. Для описания антител с неизвестной структурой – применить алгоритмы de novo секвенирования и осуществить сборку неохарактеризованного антитела на основе масс-спектров пептидов, полученных с использованием различных протеаз.

In the last decade, the expiration of patent protection for a wide range of therapeutic monoclonal antibodies has pushed the global pharmaceutical industry to actively develop biosimilars. The high complexity of the molecular structure, sensitivity to changes in production processes, the inaccessibility of original cell banks and production technologies makes the process of accurate reproduction of the original drug almost unattainable. At that time, low barriers to entry into the pharmaceutical market of the Russian Federation opened the way for low-quality products.The current situation is aggravated by the import substitution policy and the desire to minimize the registration prices of medicines. The use of monoclonal antibodies in the treatment of cancer, inflammatory, cardiovascular and autoimmune diseases, characterized by a complex clinical picture, and in some cases, low survival rate, complicates the process of establishing the effectiveness of the drug and makes it possible to flood the market with fake products. Therefore, the task of establishing the authenticity of drugs based on monoclonal antibodies, improving analysis methods to obtain complete information about the analyte, and a detailed study of the differences between the original drug and its analogue becomes especially urgent. We are going to improve approaches for the analysis of antibody molecules and combine them with de novo sequencing algorithms and create a universal method that we can use to control the quality of monoclonal antibody drugs and to establish structures of unknown antibodies and protein molecules. Thus, we are going to solve the dual task of developing a universal analytical method and analyzing the pharmaceutical market for low-quality or falsified products. We believe that the use of modern high-resolution mass spectrometers and modern spectral information processing algorithms will expand the possibilities of analytical control strategies for monoclonal antibody drugs.

1. Будет проведен эксперимент по установлению структуры изучаемых антител методами top-down протеомики: антитела в нативной форме и с частично разрушенной структурой (путем восстановления дисульфидных связей) будут проанализированы методами масс-спектрометрии высокого разрешения и будут установлены возможности и критерии применимости этого высокоскоростного метода в анализе фармпрепаратов. 2. Будет разработана оптимальная процедура пробоподготовки образцов для проведения эксперимента. 3. Будут установлены оптимальные наборы протеаз как для обеспечения максимального покрытия сиквенса, так для возможности de novo сборки исследуемых антител. 4. На основании экспериментов будет сделан вывод о соответствии аминокислотных последовательностях исследуемых образцов антител. 5. Будут протестированы методы de novo секвенирования моноклональных антител, предложенные в литературе, и установлена применимость этих методик к анализу антител с априори неизвестной структурой. 6. Будет проведен сравнительный анализ образцы моноклональных антител с точки зрения наличия посттрансляционных модификации и единичных аминокислотных замен. 7. Вышеперечисленные подходы будут апробированы при контроле качества фармпрепаратов и будет выявлены структурные различия моноклональных антител различных производителей.

В научной группе под руководством д.х.н. Родина И.А. выполнены исследовательские работы и защищена кандидатская диссертация, тема которой станет отправной точкой этого исследования. Работа посвящена разработке метода анализа лекарственных средств пептидной природы с целью установления их подлинности. Был исследован 21 препарат, в 17 из которых действующим веществом являлся инсулин, в 4 — рекомбинантный соматотропный гормон человека. В результате был разработан унифицированных метод анализа лекарственных средств и субстанций пептидной природы, 5 из 21 образца препаратов признаны фальсификатом. Большой задел по проделанной работе и накопленный опыт в научной группе по анализу пептидных соединений увеличивает успех работы при переходе к более сложным образцам.

1. проведен эксперимент по установлению структуры изучаемых антител методами top-down протеомики: антитела в нативной форме и с частично разрушенной структурой (путем восстановления дисульфидных связей) будут проанализированы методами масс-спектрометрии высокого разрешения и будут установлены возможности и критерии применимости этого высокоскоростного метода в анализе фармпрепаратов. 2. разработана оптимальная процедура пробоподготовки образцов для проведения эксперимента. 3. установлены оптимальные наборы протеаз как для обеспечения максимального покрытия сиквенса, так для возможности de novo сборки исследуемых антител. 4. сделан вывод о соответствии аминокислотных последовательностях исследуемых образцов антител. 5. протестированы методы de novo секвенирования моноклональных антител, предложенные в литературе, и установлена применимость этих методик к анализу антител с априори неизвестной структурой. 6. проведен сравнительный анализ образцы моноклональных антител с точки зрения наличия посттрансляционных модификации и единичных аминокислотных замен. 7. Вышеперечисленные подходы апробированы при контроле качества фармпрепаратов и будет выявлены структурные различия моноклональных антител различных производителей.