Le processus de purification des médicaments biopharmaceutiques reste un défi coûteux et chronophage. Une meilleure compréhension de la manière dont les éléments indésirables des protéines biofabriquées se lient aux molécules développées pour les éliminer pourrait aider les chercheurs à rendre les processus de pureté plus efficaces, plus complexes et de plus en plus évolutifs.
Dans une recherche publiée dans Langmuir, une équipe dirigée par Steven Cramer, professeur titulaire d’une chaire de génie chimique et biologique à l’Institut polytechnique Rensselaer, a exploré les principes fondamentaux de l’interaction de différentes molécules avec diverses surfaces pendant le processus de purification.
Cramer est un expert de premier plan en biotraitement chromatographique, une technique de séparation utilisée dans la purification biopharmaceutique pour choisir de manière sélective quels composants d’un mélange de protéines doivent être conservés et quels composants doivent être éliminés. Les ions ou molécules, appelés ligands, sont développés pour se lier à des composants spécifiques qui doivent être soit conservés, soit jetés au cours de ce processus.
“Cela fait partie d’un très gros effort pour comprendre les principes fondamentaux de la façon dont ces molécules interagissent avec les surfaces”, a déclaré Cramer, membre du Centre Rensselaer pour la biotechnologie et les études interdisciplinaires (CBIS), où le travail a été effectué. “Notre groupe essaie d’augmenter le niveau intellectuel de ce type d’analyse de diverses manières.”
Ce nouvel article s’appuie sur les recherches du Cramer Lab récemment publiées dans Biotechnologie et bio-ingénierie. Dans ce travail, les chercheurs ont utilisé la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) et des simulations informatiques complexes pour examiner les principes fondamentaux de la façon dont différentes molécules interagissent avec diverses surfaces et ligands, y compris comment et où la liaison se produit, et si certaines interactions moléculaires affectent le processus de liaison.
En travaillant avec Merck Pharmaceuticals et Bio-Rad Laboratories et en utilisant l’installation centrale de RMN du CBIS dirigée par le co-auteur Scott McCallum, l’équipe a examiné la partie Fc d’un anticorps IgG1 et comment les ligands interagissent avec cette section de la protéine d’anticorps en particulier. (Si vous deviez imaginer un anticorps ressemblant à la lettre “Y”, la partie Fc serait la queue.) Les anticorps IgG1 sont utilisés dans une grande majorité de médicaments biopharmaceutiques, ce qui signifie une compréhension plus approfondie de la façon dont leurs composants interagissent avec diverses molécules et les ligands pourraient avoir des implications étendues.
Dans le Langmuir papier, l’équipe a poussé son exploration encore plus loin en ajoutant des nanoparticules à la surface de diverses protéines afin de voir exactement où les ligands se liaient.
“Avec cette approche, nous pouvons également examiner certaines des interactions subtiles qui se produisent”, a déclaré Cramer. “Parfois, ces ligands se réunissent et forment ces groupes de ligands, et ces groupes changent en fait radicalement le comportement.”
Ce travail, a déclaré Cramer, pourrait conduire au développement de matériaux et de ligands nouveaux et améliorés. Cela pourrait également aider les chercheurs à développer des moyens plus nuancés et spécifiques de séparer les molécules indésirables qui sont très similaires à un autre type de molécule qui doit rester. Toutes ces avancées pourraient améliorer le processus de purification des médicaments, le rendant plus efficace et efficient.
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Institut polytechnique Rensselaer. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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