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Las impurezas de proteínas plantean retos

CALIDAD: IMPUREZAS RESIDUALES



Cynthia A. Challener

Se requieren múltiples métodos para detectar y remover impurezas de proteínas.

Las proteínas residuales no deseadas - proteínas de la célula hospedera (HCP, por sus siglas en inglés) y las especies de alto peso molecular (HMW, por sus siglas en inglés) y de bajo peso molecular (LMW, por sus siglas en inglés) - tienen el potencial de afectar seguridad y eficacia de productos biofarmacéuticos. Como resultado, los niveles de estas impurezas proteicas en sustancias de fármacos biológicos y productos farmacéuticos deben ser controlados y son típicamente considerados como características críticas de calidad. Las propiedades de los diferentes contaminantes varían significativamente. Además, la identificación y cuantificación de algunas de estas proteínas residuales, particularmente en presencia de grandes concentraciones de la proteína del producto, puede ser un desafío.

A menudo se requiere el uso de múltiples métodos analíticos ortogonales y técnicas de purificación. Sin embargo, los avances en espectrometría de masas permiten análisis más detallados y, por lo tanto, un mejor control de las proteínas residuales durante el procesamiento posterior.

Las impurezas basadas en proteínas más comunes que aparecen durante procesos posteriores, se desarrollan para controlar lo que incluye a especies de alto y bajo peso molecular, variantes de carga y proteínas de la célula hospedera.

Las especies de HMW incluyen dímeros, trímeros, tetrámeros, etc., formados por monómeros que pueden estar unidos de forma covalente o no covalente, según John Moscariello, vicepresidente de desarrollo de procesos en CMC Biologics. "A menudo, estas impurezas proteicas grandes consisten en monómeros mal plegados en los que se exponen superficies del monómero que típicamente no estarían en la forma monomérica. Se cree que impactan principalmente en la seguridad, pero también pueden afectar la eficacia," dice. Sin embargo, observa que hay datos que sugieren que algunas especies agregadas son bien toleradas. Aun así, las agencias reguladoras esperan que los fabricantes biofarmacéuticos controlen las especies de HMW a través de las especificaciones de la sustancia farmacológica, el producto farmacéutico y la vida útil final.

Las especies de LMW, que incluyen especies recortadas y medias moléculas para compuestos que se pretende sean diméricos, tales como anticuerpos monoclonales y anticuerpos biespecíficos, también deben controlarse durante el procesamiento posterior. Estas moléculas pueden afectar tanto a la seguridad, debido al potencial de causar respuestas de inmunogenicidad, como a la eficacia, como resultado de características estructurales faltantes, tales como regiones determinantes de complementariedad, que juegan un papel en la determinación de las especificidades de unión a antígenos de anticuerpos y receptores de células T, de acuerdo con Moscariello.

Las HCP se generan durante la producción de proteínas recombinantes. Las células hospederas usadas para fermentación/cultivo de células, producen HCPs necesarias para que las células funcionen (crecimiento, transcripción genética, síntesis de proteínas, etc.) y durante la muerte celular. También deben ser controladas durante el procesamiento posterior, ya que tienen el potencial de provocar una respuesta inmune en los pacientes debido al uso de líneas celulares no humanas (típicamente células de ovario de hámster chino o células CHO) para su producción. Algunas HCP también pueden afectar la estabilidad del producto farmacéutico. "Las agencias reguladoras esperan un control robusto de estas especies mediante pruebas de liberación de fármacos", observa Moscariello.

Métodos analíticos múltiples
Las propiedades de los diferentes tipos de proteínas residuales contaminantes en los fármacos biológicos varían significativamente, lo que lleva a la necesidad de utilizar diferentes métodos analíticos para detectar y monitorear cada uno. La presencia de especies de HMW, por ejemplo, se determina con frecuencia usando cromatografía por exclusión de tamaño (SEC) acoplada con cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) o cromatografía líquida de alto rendimiento (UHPLC), mientras que las especies de LMW son detectadas usando una electroforesis capilar - dodecilsufato de sodio (CE-SDS, por sus siglas en inglés) (reducido y no reducido). Las HCP se miden típicamente usando ensayos inmunoadsorbentes ligados a enzimas (ELISA).

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