Onderzoek van Novartis laat zien hoe membraanchromatografie de verwijdering van onzuiverheden bij de zuivering van monoklonale antilichamen (mAb) kan verbeteren, wat leidt tot veiligere biologische geneesmiddelen. Het onderzoek naar onzuiverheden toont een aanpak die een eenvoudiger en flexibelere zuiveringsproces na afloop kan bieden. Hostcelleiwitten en aggregaten kunnen residuele hoofdonzuiverheden zijn in biopharmaceutische zuiveringsprocessen. Membraangebaseerde chromatografie en technologieën kunnen dit probleem aanpakken door de productiviteit te verbeteren, de flexibiliteit te vergroten en een hogere productkwaliteit en zuiverheid te leveren, volgens Šprager et al. Hun studie omvatte een initiële Design of Experiments (DoE) screening, residueel esterase-monitoring en een implementatiestudie van de downstream verwerkingssequentie. De bevindingen uit de laatste stap lieten zien dat de hybride zuiveraar die in de studie werd gebruikt, “effectief dieptefiltratie en [anion exchange membrane] polijststappen kon koppelen, het zuiveringsproces vereenvoudigen en de productiviteit vergroten”. Omdat de voorgestelde aanpak hulpbronnenintensief is en lange incubatietijden vereist om het benodigde resultaat te krijgen, pasten de onderzoekers een high-throughput esterase-assay aan “gebaseerd op fluorescerende substraten van geësterificeerde vetzuuren om de esterase-activiteit te monitoren”. Šprager et al. vergelijkten de efficiëntie van de verwijdering van onzuiverheden van drie anion-uitwisselingsmedia in een doorstromingsmodus tijdens een zuivering van een mAb-product. De gebruikte media waren als volgt: quaternaire amine-functionaliseerde agarose-resin, cellulose membraanadsorber en een hybride zuiveraar samengesteld uit twee complementaire anion-uitwisselingsmedia, een quaternaire ammonium functionele non-woven en een guanidinium functionele polyamide membraan. Het team rapporteerde dat naast het optimaliseren van processtappen, “alle drie de chromatografische media werden opgenomen in de downstream zuiveringslijn, waardoor een uitgebreide evaluatie van hun impact op procesintensivering en productkwaliteit mogelijk was”. “Meerdere kritische [hostcelleiwitten] die het product kunnen beïnvloeden stabiliteit of kwaliteit werden geïdentificeerd en gekwantificeerd met LC-MS/MS in [anion-exchange membrane] startmateriaal.” Šprager et al. rapporteerden dat de mate van aggregaatvangst varieert per type hostcelleiwit en een “grote impact” kan hebben op hun persistentie. Bovendien vertoonden de membraangebaseerde apparaten een hoge capaciteit voor het verwijderen van onzuiverheden. Bijvoorbeeld, de hybride zuiveraar toonde een vermogen om de niveaus van hostcelleiwitten “van 8000 ppm tot zo laag als 10 ppm te verlagen bij concurrentiebeladingsdichtheden”. Hoewel het geen conventionele anion-uitwisselingsmembraanadsorber is, kan de hybride zuiveraar een alternatief bieden voor zowel traditionele dieptefiltratie als een doorstromende anion-uitwisselaar, zei Šprager et al. Anion-uitwisselingschromatografie alleen was onvoldoende om aggregaten te verwijderen, dus voerden de onderzoekers verdere orthogonale polijsting uit. Daarom raden ze aan om verschillende orthogonale analytische hulpmiddelen voor hostcelleiwitten te combineren om een beter geïnformeerde procesontwikkeling te bieden. Het onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Chromatography B.