Details

Данная работа посвящена направленной модуляции профиля N-гликозилирования терапевтических моноклональных антител класса IgG на стадии культивирования продуцентов, посредством включения в состав питательных сред и добавок кофакторов ферментов N-гликозилирования, представленных ионами металлов, и предшественников субстратов-доноров реакций биосинтеза N-гликанов, представленных нуклеозидами и моносахаридами. Задачи, которые решались в ходе исследования: - описать строение моноклональных антител класса IgG, современные подходы к их производству, процесс формирования профиля N-гликозилирования, его биологическую роль и аналитические методы контроля; - определить перечень и диапазон концентраций компонентов, способных, согласно литературным данным, направлено повлиять на профиль N-гликозилирования моноклональных антител класса IgG; - экспериментально определить влияние исследуемых компонентов на профиль N-гликозилирования и биологическую активность биоаналогичного препарата на основе рекомбинантных моноклональных антител класса IgG1 ACD-20HMAB, а также технологические характеристики процесса культивирования; - экспериментально определить диапазон биоподобия профиля N-гликозилирования биоаналогичного препарата на основе рекомбинантных моноклональных антител класса IgG1 ACD-20HMAB; - оценить применимость использования исследованных компонентов в контексте разработки биоаналогичного препарата на основе рекомбинантных моноклональных антител класса IgG1 ACD-20HMAB. Объект исследования – клеточная линия CHO-K1, экспрессирующая рекомбинантные моноклональные антитела ACD-20HMAB. Работа выполнена на базе лаборатории по разработке биотехнологических процессов АО «Р-Фарм», г. Ярославль. Предметом исследования было изменение профиля N-гликозилирования биоаналогичных рекомбинантных моноклональных антител ACD-20HMAB в ответ на культивирование продуцента в присутствии кофакторов ферментов и предшественников субстратов-доноров. Также, оценивалось влияния исследуемых компонентов продуктивность и ростовые характеристики культуры продуцента. В ходе исследования установлено, что культивирование продуцента в присутствии Mn2+, галактозы, L-фукозы, N-ацетил-D-глюкозамина, D-галактозы и уридина способно привести к направленным изменениям в профиле N-гликозилирования целевого продукта. При этом применение уридина ограничено негативным влиянием на продуктивность культуры продуцента в то время, как применение D-галактозы, напротив, положительно повлияло на содержание целевого продукта в культуральной жидкости. Совместное применение L-фукозы и Mn2+ позволило привести профиль N-гликозилирования биоаналогичных МАТ ACD-20HMAB в соответствие диапазону биоподобия и, как следствие, достичь сопоставимой с оригинальным препаратом относительной биологической активности, при этом не оказав негативного влияния на технологические характеристики процесса культивирования, что делает применение данных компонентов перспективным инструментом в контексте разработки биоаналогичных препаратов на основе МАТ класса IgG.

This work is dedicated to the controlled modulation of the N-glycosylation pattern of therapeutic monoclonal antibodies belonging to the IgG class, during the cultivation of producer cells, by including in the composition of basal and feed media cofactors of N-glycosylation enzymes, such as metal ions, and precursors of donor-substrates of N-glycan biosynthesis reactions, such as nucleosides and monosaccharides. The following tasks had been solved during of study: - to describe the structure of IgG class monoclonal antibodies, modern approaches to their production, the process of forming the N-glycosylation profile, its biological role and analytical control methods; - to determine the set and the concentrations range of components that, according to the literature scientific literature data, can directly affect the N-glycosylation profile of IgG MABs; - to determine the effect of the studied components on the N-glycosylation profile and on biological activity of the biosimilar drug based on recombinant monoclonal antibodies IgG1 ACD-20HMABs, as well as to determine the technological characteristics of the cultivation process; - to experimentally determine the range of biosimilarity of the N-glycosylation profile for the biosimilar drug based on recombinant IgG1 ACD-20HMABs; - to evaluate the applicability of the studied components use for the development of the biosimilar drug based on recombinant IgG1 ACD-20HMABs. The object of the study is the CHO–K1 cell line expressing the recombinant ACD-20HMABs. The work was carried out at the R&D laboratory for the development of biotechnological processes, JSC R-Pharm, Yaroslavl city. The subject of the study was a change in the N-glycosylation profile of biosimilar recombinant ACD-20HMABs in response to the producer cultivation in the presence of enzyme cofactors and donor substrates precursor. In addition, the effects on productivity and growth characteristics of the producers culture were evaluated. The study found that the producer cultivation in the presence of Mn2+, galactose, L-fucose, N-acetyl-D-glucosamine, D-galactose and uridine could lead to directed changes in the N-glycosylation profile of the target product. At the same time, the use of uridine had a negative effect on the productivity, while the use of D-galactose, on the contrary, had a positive effect on the target product content in the culture medium. The combined use of L-fucose and Mn2+ made it possible to bring the N-glycosylation profile of biosimilar ACD-20HMAB into line with the range of biosimilarity and, as a result, to achieve relative biological activity comparable to that of the original drug, without affecting adversely affecting the technological characteristics of the cultivation process, which makes their use promising tools for the development of biosimilar drugs based on IgG MABs. To write the scientific literary review, the following databases were used: eLIBRARY.RU, SCOPUS, NCBI. Statistical processing of experimental data was carried out using software: Microsoft Excel, Empower, SoftMax Pro PLA 3.0.