PLPROT - Gebruik van proteomica voor de kwaliteitscontrole van intraveneuze immunoglobulines

Last updated on 16-3-2018 by Daisy Tysmans
oktober 1, 2013
september 30, 2017

Financierder

Sciensano

Diensten die aan dit project werken

Partners

Katleen Van Steendam
Maarten Dhaenens
Dieter Deforce

In het kort

Biologische therapeutische producten zoals concentraten van antistoffen die worden geproduceerd op basis van plasmadonaties, vertonen een variabiliteit die samenhangt met ongewenste residuen van de grondstof die wordt gebruikt voor hun productie. Zelfs in zeer lage concentraties kunnen die ernstige bijwerkingen veroorzaken bij de ontvanger. Dit project bestudeert de invoering en toegevoegde waarde van de zogenaamde “proteomische” benadering (met massaspectrometrie) waarmee die residuen volledig in kaart kunnen worden gebracht zodat elk risico kan worden voorkomen.

Projectsamenvatting

De geneesmiddelen afkomstig van bloedplasma vormen een buitengewone categorie van farmaceutische producten door de biologische aard van de grondstof op basis waarvan ze worden bereid.

Deze aard impliceert een variabiliteit die inherent is aan de productie en controle.

De bereidingen op basis van immunoglobuline (Ig) zijn vandaag het toonaangevende product van de plasmafractionering, en worden zowel voor immunodeficiënties als voor verschillende auto-immuunziekten en ontstekingsziekten gebruikt.

In 2010-2011 werden verschillende loten Ig van de markt gehaald na trombo-embolische incidenten (TEE) bij ontvangers.

Een copurificatie van stollingsfactor XI werd geïdentificeerd als de voornaamste intrinsieke oorzaak van dit probleem, wat duidelijk maakte dat de residuele onzuiverheden in plasma beter gekarakteriseerd moeten worden, zelfs in zeer lage concentraties (in de orde van ng/mg).

De herzieningen van de richtlijnen en toegepaste methodes voor kwaliteitscontroles blijven specifiek voor het probleem van trombo-embolie, terwijl het afgewerkte product een zeer grote verscheidenheid aan contaminanten kan bevatten.

Dit project betreft het niet-gerichte gebruik van massaspectrometrie (MS) als een algemene benadering om onzuiverheden in het plasma zo compleet mogelijk te kunnen karakteriseren en zo problemen van residuen te voorkomen, en dit zonder informatie a priori.

Meer informatie over dit project 

Zowel een klassieke “data-dependent acquisition” (DDA)-benadering van MS en als een van de nieuwe “data-independent acquisition”-benaderingen (SWATH) worden onderzocht en besproken. Er worden eveneens verschillende methodes voor prefractionering van de monsters getest om een voldoende gevoelige detectie te bereiken.

Met de DDA-benadering, voorafgegaan door een fractionering via een bibliotheek van peptidenligands, worden meer dan 30 residuele plasmaproteïnen geïdentificeerd in een Ig-product.

Een spike van stollingsfactor XI kan worden geïdentificeerd in ng/mg, ofwel onder de pro-trombo-embolische drempelwaarde die in vivo wordt geobserveerd (3 ng/mg).

Elk van de geteste Ig-producten heeft een eigen profiel van onzuiverheden.

Een semi-kwantitatieve benadering gebaseerd op de genormaliseerde relatieve overvloed van voorspellende ionen maakt het mogelijk om significant hogere niveaus van factor XI aan het licht te brengen, maar ook andere proteïnen die de bloeddruk regelen (fibrinogeen, angiotensinogeen, antitrombine-III, complement component C8 …) in een TEE-positief lot.

De voornaamste beperking van de DDA-benadering schuilt in zijn beperkte reproduceerbaarheid, waardoor de injectie tot 8 keer moet worden herhaald.

De SWATH-benadering wordt geacht dit reproduceerbaarheidsprobleem op te lossen, want bij deze wijze worden alle voorspellende ionen gefragmenteerd, en niet alleen de meest overvloedige zoals bij de DDA-benadering.

Het resultaat zijn spectrumgegevens die exhaustief maar complex worden geacht te zijn en waarvoor het gebruik van geavanceerde software is vereist en meestal ook van spectrumbibliotheken die worden gegenereerd in DDA, om een gerichte extractie van belangrijke gegevens uit te voeren.

Om het controlespectrum maximaal uit te breiden, kan de spectrumbibliotheek worden opgebouwd op basis van monsters, niet alleen van Ig maar ook van plasma pools.

Niettemin blijft de gevoeligheid de voornaamste beperkende factor.

Om de relatieve kwantificatie te verbeteren, deze keer gebaseerd op de overvloed aan ionfragmenten, worden twee kwaliteitscriteria voorgesteld en geïmplementeerd in de gegevensanalyse, respectievelijk de specificiteit van de ionfragmenten voor hun voorspellende ion en de intensiteit (peak area) van de ionfragmenten, die samenhangt met de reproduceerbaarheid van de kwantificatie.

Deze correlatie maakt het mogelijk om op termijn over betrouwbare gegevens te beschikken, waarvoor slechts één injectie nodig is.

Het volledige potentieel van de SWATH-benadering in de bestudeerde context lijkt evenwel afhankelijk te blijven van de ontwikkeling van gevoeligere instrumenten.

QR code

QR code for this page URL