Onderzoek van Novartis laat zien hoe membraanchromatografie de verwijdering van onzuiverheden bij de zuivering van monoklonale antistoffen (mAb) kan verbeteren, wat leidt tot veiliger biologische geneesmiddelen. Het onderzoek naar onzuiverheden toont een benadering die een eenvoudiger en flexibelere zuiveringsprocedure kan bieden. Hostcelleiwitten en aggregaten kunnen belangrijke residuele onzuiverheden zijn in biopharmaceutische zuiveringsprocessen. Membraangebaseerde chromatografie en technologieën kunnen dit probleem oplossen door de productiviteit te vergroten, de flexibiliteit te verbeteren en een hogere productkwaliteit en zuiverheid te bieden, volgens Šprager et al. Hun studie omvatte een initiële Design of Experiments (DoE) screening, monitoring van residuele esterase-activiteit en een implementatiestudie van een downstream verwerkingssequentie. De bevindingen van de laatste stap wezen uit dat de hybride zuiveraar die in de studie werd gebruikt, effectief dieptefiltratie en anionuitwisselingsmembraanpolijststappen kon koppelen, waardoor het zuiveringsproces werd vereenvoudigd en de productiviteit werd vergroot. Omdat de voorgestelde benadering hulpbronintensief is en lange incubatietijden vereist om het benodigde resultaat te krijgen, paste het team een high-throughput esterase-assay aan op basis van fluorescerende substraten van geësterificeerde vetzuren om de esterase-activiteit te monitoren. Šprager et al. vergelijkten de efficiëntie van de verwijdering van onzuiverheden van drie anionuitwisselingsmedia in een doorstromingsmodus tijdens de zuivering van een mAb-product. De gebruikte media waren als volgt: quaternaire amine-functionaliseerde agarose-resine, cellulose-membraanadsorber en een hybride zuiveraar bestaande uit twee complementaire anionuitwisselingsmedia, een quaternaire ammoniumfunctionaliseerde non-woven en een guanidiniumfunctionaliseerde polyamidemembraan. Het team rapporteerde dat naast de optimalisatie van processtappen, alle drie de chromatografische media werden opgenomen in de downstream zuiveringslijn, waardoor een grondige evaluatie van hun impact op procesintensivering en productkwaliteit mogelijk was. Verschillende kritische hostcelleiwitten die het product kunnen beïnvloeden werden geïdentificeerd en gekwantificeerd met LC-MS/MS in het anionuitwisselingsmembraanstartmateriaal. Šprager et al. rapporteerden dat de mate van aggregaatinclusie varieert per type hostcelleiwit en een grote invloed kan hebben op hun persistentie. Bovendien vertoonden de membraangebaseerde apparaten een hoge capaciteit voor de verwijdering van onzuiverheden. Bijvoorbeeld, de hybride zuiveraar toonde de mogelijkheid om de niveaus van hostcelleiwitten te verlagen van 8000 ppm tot zo laag als 10 ppm bij concurrentieverladingsdichtheden. Hoewel het geen conventionele anionuitwisselingsmembraanadsorber is, kan de hybride zuiveraar een alternatief bieden voor zowel traditionele dieptefiltratie als een doorstromende anionuitwisselaar, volgens Šprager et al. Anionuitwisselingschromatografie alleen was onvoldoende om aggregaten te verwijderen, dus voerden de onderzoekers verdere orthogonale polijstingen uit. Daarom raden ze aan om verschillende orthogonale analytische hulpmiddelen voor hostcelleiwitten te combineren om een beter geïnformeerde procesontwikkeling te garanderen. De studie is gepubliceerd in het Journal of Chromatography B.