En bref
Les produits thérapeutiques biologiques tels que les concentrés d’anticorps produits à partir des dons de plasma présentent une variabilité liée à des résidus non-désirés de la matière première utilisée pour leur production. Même à très faible concentration, ceux-ci peuvent causer des effets secondaires sérieux chez le receveur. Ce projet étudie la mise en œuvre et la valeur ajoutée de l’approche dite « protéomique » (par spectrométrie de masse) qui permet d’envisager une cartographie complète de ces résidus et d’ainsi prévenir tout risque associé.
Description du projet
Les médicaments issus du plasma sanguin forment une catégorie extraordinaire de produits pharmaceutiques de par la nature biologique de la matière première à partir de laquelle ils sont préparés. Cette nature entraîne une variabilité inhérente en production et en contrôle. Les préparations d’immunoglobulines (Ig) sont aujourd’hui le produit leader du fractionnement plasmatique, de par une utilisation aussi bien dans les cas d’immunodéficiences que dans plusieurs maladies auto-immunes et inflammatoires.
En 2010-2011, plusieurs lots d’Ig furent retirés du marché suite à des incidents thromboemboliques (TEE) chez des receveurs. Une co-purification de facteur de coagulation XI fût identifiée comme la principale cause intrinsèque à cette problématique, mettant en évidence une nécessité de mieux caractériser les impuretés résiduelles plasmatiques, même à très faible concentration (de l’ordre du ng/mg). Les révisions des guidances et méthodes de contrôle qualité appliqués restèrent spécifiques à la problématique thromboembolique, alors qu’une très grande diversité de contaminants peut potentiellement se retrouver dans le produit fini.
Ce projet met en évidence l’utilisation non-ciblée de la spectrométrie de masse (MS) comme une approche globale de choix pour permettre une caractérisation la plus complète possible des impuretés plasmatiques et ainsi prévenir toute problématique de résidus, et ce sans informations a priori.
En savoir plus sur ce projet
Une approche MS classique « data-dependent acquisition » (DDA) puis l’une des nouvelles approches « data-independent acquisition » (SWATH) sont étudiées et discutées. Différentes méthodes de préfractionnement des échantillons sont également testées pour atteindre une détection suffisamment sensible.
Avec l’approche DDA précédée d’un fractionnement via une librairie de ligands peptides, plus de 30 protéines plasmatiques résiduelles sont identifiées dans un produit Ig. Un spike de facteur de coagulation XI peut être identifié au ng/mg, soit sous le seuil pro-thromboembolique observé in vivo (3ng/mg). Chacun des produits Ig testés révèle un profil d’impuretés qui lui est propre. Une approche semi-quantitative basée sur l’abondance relative normalisée des ions précurseurs permet de mettre en évidence des niveaux significativement plus élevés de facteur XI mais également d’autres protéines régulant la pression sanguine (fibrinogène, angiotensinogène, antithrombine-III, complement component C8, …) dans un lot TEE positif. La principale limitation de l’approche DDA est sa reproductibilité limitée, qui nécessite de répéter l’injection jusqu’à 8 fois.
L’approche SWATH est supposée résoudre ce problème de reproductibilité puisque dans ce mode, l’intégralité des ions précurseurs sont fragmentés et non plus seulement les plus abondants comme en approche DDA. Il en résulte des données spectrales supposées exhaustives mais complexes, qui nécessitent l’usage de logiciels avancés et le plus souvent de librairies spectrales générées en DDA pour réaliser une extraction ciblée des données d’intérêt. Afin d’élargir au maximum le spectre de surveillance, la librairie spectrale peut être construite au départ d’échantillons non seulement d’Ig mais aussi de plasma pools. Néanmoins, la sensibilité reste le principal facteur limitant. Pour améliorer la quantification relative, basée cette fois sur l’abondance des ions fragments, deux critères de qualité sont proposés et implémentés dans l’analyse des données, respectivement la spécificité des ions fragments pour leur ion précurseur et l’intensité (peak area) des ions fragments, qui est corrélée à la reproductibilité de la quantification. Cette corrélation permet d’envisager à terme des données fiables ne nécessitant qu’une seule injection. Le plein potentiel de l’approche SWATH dans le contexte étudié semble toutefois rester conditionné au développement d’instruments plus sensibles.
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