Les anticorps monoclonaux représentent le segment le plus important et à la croissance la plus rapide de la biopharmacie internationale. Bien que ces agents thérapeutiques soient une aubaine pour les soins de santé mondiaux, les contraintes de productivité posent un sérieux défi aux industriels qui cherchent à en fabriquer des quantités suffisantes pour des applications thérapeutiques. Maintenant, Les chercheurs d'A*STAR ont développé une méthode de haute capacité pour purifier les anticorps monoclonaux qui utilise des nanoparticules magnétiques et introduit également de nouvelles conditions opératoires.

Maintenant, les anticorps thérapeutiques sont généralement purifiés par une technique connue sous le nom de chromatographie d'affinité sur protéine A. Le processus donne un facteur de purification élevé, généralement de 99 %, mais il est lent, créant ainsi un grave goulot d'étranglement de la productivité. Le processus est largement entravé par la faible capacité de la protéine A, qui lie les anticorps monoclonaux à un taux moyen de 50 grammes par litre de support de chromatographie de protéine A. Le processus de purification global nécessite que les anticorps non purifiés passent à travers des colonnes remplies de milieu en plusieurs cycles qui peuvent prendre jusqu'à une semaine.

Une équipe de recherche dirigée par Pete Gagnon et des collègues du A*STAR Bioprocessing Technology Institute à Singapour ont développé une méthode alternative avec 1, 000 fois la capacité de la protéine A. La technique implique l'utilisation de polyéthylène glycol, ce qui provoque le dépôt des anticorps à la surface des nanoparticules magnétiques enrobées d'amidon (voir image). Les particules sont collectées dans un champ magnétique, les contaminants non déposés sont éliminés par lavage et les anticorps purifiés récupérés en éliminant le polyéthylène glycol.

"La grande capacité de notre méthode nanoparticulaire la rend beaucoup plus rapide que la chromatographie sur colonne, " explique Gagnon. " Au lieu de la norme de l'industrie pharmaceutique de cinq à huit cycles, le nouveau procédé ne nécessite qu'un seul cycle, qui ne prend que quelques heures. » Cette réduction augmente considérablement la productivité de la nouvelle approche par rapport aux méthodes traditionnelles.

La nouvelle méthode a également obligé l'équipe de recherche à développer de nouvelles conditions opératoires. Le polyéthylène glycol est utilisé depuis des décennies pour traiter les anticorps, mais il n'a jamais atteint le niveau de pureté requis pour la thérapeutique clinique. L'équipe a découvert qu'en augmentant la concentration en sel, ils pourraient réduire les niveaux de contaminants d'environ 250, 000 parties par million à 500 :le même niveau atteint par la protéine A. Une seule étape de polissage de suivi à l'aide d'une colonne de chromatographie multimodale a purifié davantage les anticorps selon les normes de qualité clinique.

Gagnon note le fort potentiel d'adoption de la nouvelle technologie par l'industrie. En plus de résoudre le problème de longue date de la productivité des anticorps monoclonaux, l'approche nanoparticulaire peut être appliquée à de nombreuses autres protéines thérapeutiques ainsi qu'à des vaccins viraux.