Стандартный процесс очистки меняет структуру антител — и затем возвращает её обратно

Моноклональные антитела — один из важнейших сегментов мировой биофармацевтики, и их очистка является ключевым фактором успеха. Исследователи A*STAR обнаружили неожиданное изменение физической структуры антител во время стандартного процесса очистки, что может иметь серьёзные последствия для будущих методов их очистки.

Учёные обычно используют бактериальную молекулу протеин A для очистки антител от примесей клеточной культуры. Затем антитела, как правило, элюируют, переключаясь с нейтрального на кислый pH, что нарушает их взаимодействие с протеином A. Однако у этого подхода есть загадочные недостатки — он редко обеспечивает чистоту даже в 99%. Пит Ганьон и его коллеги из Института биотехнологий A*STAR решили выяснить причину. «Он должен давать чистоту 99,999% за один шаг, — говорит Ганьон. — Для пациента, которому внутривенно вводят антитело, или для производителей таких препаратов это очень важно».

Некоторые исследования предполагали, что кислые условия могут вызывать частичный коллапс структуры антитела, приводя к агрегации. Команда Ганьона исследовала это, изучив, как изменения pH влияют на три широко используемых терапевтических антитела в контексте их взаимодействия с протеином A. Интригующе, они обнаружили, что размер антител уменьшался вдвое во время элюирования с протеина A, что указывало на значительное изменение их физической структуры.

Хотя кислые условия играли свою роль, команда была поражена, узнав, что природа взаимодействия протеин A–антитело лежит в основе этого структурного нарушения. Связываясь с протеином A, антитело принимает частично развёрнутую структуру, что делает его значительно более уязвимым к изменениям окружающей среды. «Наши результаты выходят далеко за рамки интересного или удивительного и попадают в область шокирующего, — говорит он. — Индустрия десятилетиями использовала протеин A для очистки антител, предполагая, что он не накладывает на них никаких структурных изменений». Эти изменения имеют прямые последствия — антитела, элюированные в таких условиях, склонны образовывать агрегаты, которые остаются стабильными даже после возврата к нейтральным условиям.

Антительные препараты составляют большую долю терапевтического рынка для таких серьёзных заболеваний, как рак и артрит — три протестированных антитела принесли своим производителям миллиарды долларов каждый. Ганьон отмечает, что их статья уже привлекла внимание. Последующая работа его команды подтвердила, что этот эффект может снижать чистоту препаратов антител, и определила этапы процесса, которые могли бы смягчить эту проблему. «Объективно, наше исследование изменит подход индустрии к очистке антител», — заключает он.