Gli anticorpi monoclonali rappresentano il segmento più ampio e in più rapida crescita della biofarmacia internazionale. Mentre questi agenti terapeutici sono un vantaggio per l'assistenza sanitaria globale, i vincoli di produttività rappresentano una seria sfida per i produttori che cercano di produrre quantità sufficienti per applicazioni terapeutiche. Ora, I ricercatori di A*STAR hanno sviluppato un metodo ad alta capacità per purificare gli anticorpi monoclonali che utilizza nanoparticelle magnetiche e introduce anche nuove condizioni operative.

Attualmente, gli anticorpi terapeutici sono generalmente purificati mediante una tecnica nota come cromatografia di affinità della proteina A. Il processo produce un elevato fattore di purificazione, in genere del 99%, ma è lento, creando così un grave collo di bottiglia della produttività. Il processo è in gran parte ostacolato dalla bassa capacità della proteina A, che lega gli anticorpi monoclonali a una velocità media di 50 grammi per litro di terreno per cromatografia della proteina A. L'intero processo di purificazione richiede che gli anticorpi non purificati passino attraverso le colonne riempite con il terreno in più cicli che possono richiedere fino a una settimana.

Un team di ricerca guidato da Pete Gagnon e collaboratori dell'A*STAR Bioprocessing Technology Institute di Singapore ha sviluppato un metodo alternativo con 1, 000 volte la capacità della proteina A. La tecnica prevede l'uso di polietilenglicole, che provoca il deposito degli anticorpi sulla superficie delle nanoparticelle magnetiche rivestite di amido (vedi immagine). Le particelle vengono raccolte in un campo magnetico, i contaminanti non depositati vengono lavati via e gli anticorpi purificati vengono recuperati rimuovendo il glicole polietilenico.

"L'elevata capacità del nostro metodo con nanoparticelle lo rende molto più veloce della cromatografia su colonna, " spiega Gagnon. "Invece della norma dell'industria farmaceutica da cinque a otto cicli, il nuovo processo richiede un solo ciclo, che richiede solo poche ore." Questa riduzione aumenta notevolmente la produttività del nuovo approccio rispetto ai metodi tradizionali.

Il nuovo metodo ha inoltre richiesto al team di ricerca di sviluppare nuove condizioni operative. Il glicole polietilenico è stato utilizzato per decenni per elaborare anticorpi, ma non ha mai raggiunto il livello di purezza necessario per le terapie cliniche. Il team ha scoperto che aumentando la concentrazione di sale, potrebbero ridurre i livelli di contaminanti da circa 250, Da 000 parti per milione a 500:lo stesso livello raggiunto dalla proteina A. Un singolo passaggio di lucidatura successivo utilizzando una colonna cromatografica multimodale ha ulteriormente purificato gli anticorpi secondo gli standard di qualità clinica.

Gagnon rileva l'elevato potenziale di adozione della nuova tecnologia da parte dell'industria. Oltre a risolvere l'annoso problema della produttività degli anticorpi monoclonali, l'approccio delle nanoparticelle può essere applicato a molte altre proteine ​​terapeutiche e anche ai vaccini virali.