Assessment and optimization of high throughput at-line analytical methods for biologics

Introduction: In an increasingly competitive global market, it is vital to find new ways to reduce development timelines for greater material output. Critical Quality Attributes (CQA) remain an integral part of monoclonal antibody (mAb) production and their status is vital for monitoring product quality. Aim: The main purpose of this project was to perform an assessment and optimization of high throughput at-line analytical methods for biologics by further evaluating and implementing these methods during mAb production and purification and compare them with results from traditional analytical methods. Methods: Traditional analytical methods developed by Analytical Research and Development department (ARD) were compared to PerkinElmer LabChip GXII Protein Characterization System in order to explore its capabilities of analysing CQAs such as glycans, charge variants and size variants. LabChip uses microfluidic techniques and the data it generated was compared to analytical data provided by ARD. All sample preparations and running the instrument was done in accordance with vendor‘s guidelines and scientific in-house expertise. Results: Three separate assays were run in the duration of this experiment, all of which provided data of varying significance. The three assays included were the Glycan Profiling Assay, the Protein Charge Variant Assay, and the Protein Express Assay. Only the Protein Express Assay yielded results that were completely relevant to the comparison data. Discussion: The data generated by this project was evaluated in regards to accuracy of data, time, efficiency, and cost. The results revealed that time saved was the most meaningful advantage in implementing LabChip into standard sampling procedures for Process Technology and Innovation (PTI) and Downstream (DSP) process development. Conclusion: The project revealed that the main benefit of using LabChip is the shortening of timelines for the generation of CQA sample results. However, a number of improvements will have to be made in order to fully integrate LabChip into future processes of sample analysis in biologics.Inngangur: Vegna sívaxandi samkeppni á alþjóðlegum markaði er mjög mikilvægt að finna nýjar leiðir sem stytta þróunartíma og hámarka afkastagetu. Mikilvægir gæðaeiginleikar (e. CQA) þjóna veigamiklu hlutverki við framleiðslu einstofna mótefna (e. mAb) og mælingar á þeim gefur góða mynd af gæðum próteinlyfjaefnisins. Markmið: Megin tilgangur þessa verkefnis var að framkvæma mat og bestun á afkastamiklum rauntímagreiningaraðferðum fyrir hliðstæðulíftæknilyf með því að kanna frekar og innleiða þessar aðferðir í framleiðslu og hreinsun á einstofna mótefni (e. mAb) og bera niðurstöðurnar saman við hefðbundar greiningaraðferðir. Aðferðir: Hefðbundnar greiningaraðferðir í lyfjaþróun voru bornar saman við PerkinElmer LabChip GXII til þess að kanna getu þess við greiningar á mikilvægum gæðaeiginleikum (e. CQA) eins og sykruafleiðum (e. glycans), hlöðnum afbrigðum (e. charge variants) og stærðar afbrigðum (e. size variants). LabChip notar míkróvökva tækni og greiningargögn sem fengust úr þeim mælingum voru borin saman við gögn sem fengin voru með hefðbundunum greiningaraðferðum á mAb. Allur sýnaundirbúningur og keyrsla á tækinu var gerður í samræmi við leiðbeiningar framleiðanda og sérfræðiþekkingu innanhúss. Niðurstöður: Gögnin sem fengust í þessu verkefni voru metin með tilliti til nákvæmni, tíma, skilvirkni og kostnaðar. Niðurstöðurnar leiddu í ljós að sá tími sem vinnst við það að nota LabChip er helsti ávinningur þess að innleiða þessa tækni í stað hefðbundinna mælinga fyrir þróunardeildirnar PTI og DSP. Umræður/Ályktanir: Árangur þessa verkefnis leiddi í ljós að notkun á LabChip styttir þann tíma sem tekur að fá niðurstöður fyrir mikilvæga gæðaeiginleika (e. CQA). Hins vegar er þörf á töluverðum betrumbótum til þess að unnt sé að innleiða notkun á LabChip í sýnatöku og mælingar fyrir hliðstæðulíftæknilyf til þess að fá sambærilegar niðurstöður og fást með hefðbundunum greiningaraðferðum