Kvantifikacija interakcij med pomožnimi snovmi in proteini v raztopinah monoklonskih protiteles z uporabo osmometra na parni tlak

Avsenik, Petra (avtor), Tomašič, Tihomir (mentor), Frieß, Wolfgang (komentor)

Monoklonska protitelesa (mAb) so v zadnjih letih postala pomemben del sodobne farmacevtske industrije. Zaradi možnosti usmerjenega zdravljenja številnih bolezni, vključno z različnimi vrstami raka, avtoimunskimi motnjami in nalezljivimi boleznimi, imajo pomembno vlogo in vse večji pomen v sodobni medicini. Vendar pa njihova visoka viskoznost pri povišanih koncentracijah predstavlja izziv za injiciranje in terapevtsko učinkovitost. Namen te raziskave je bil bolje razumeti, kako pomožne snovi vplivajo na vedenje mAb, zlasti glede viskoznosti in stabilnosti formulacije. S pomočjo osmometrije na parni tlak (VPO) smo preučili interakcije med mAb in izbranimi pogosto uporabljenimi pomožnimi snovmi, pri čemer smo analizirali preferenčne interakcijske koeficiente (Γ23) ter tako dobili vpogled v interakcije na molekularni ravni. Rezultati so pokazali, da se NaCl in trehaloza prednostno izključujeta s površine proteina, kar kaže na njun stabilizacijski učinek. L-arginin.HCl je pokazal blago izključevanje, kar nakazuje kompleksnejšo vlogo pri stabilizaciji proteinov, medtem ko se je guanidinium klorid (GdmCl) na protein vezal, kar bi lahko povzročilo njegovo destabilizacijo. Razlike med dvema modeloma protiteles (mAb-1 in mAb-2) dodatno poudarjajo pomen premišljene izbire pomožnih snovi pri razvoju formulacij. Zaključki raziskave prispevajo k boljšemu razumevanju interakcij med pomožnimi snovmi in proteini ter nudijo trdno podlago za optimizacijo formulacij mAb z namenom izboljšane terapevtske učinkovitosti.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: Monoklonska protitelesa, Ekscipienti-Pomožne snovi, Osmometrija na parni tlak (VPO), Preferenčni interakcijski koeficient (Γ23), Formulacija proteinov, Interakcije protein-pomožna snov, Stabilnost
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo/naloga
• Organizacija: FFA - Fakulteta za farmacijo
• Leto izida: 2025
• PID: 20.500.12556/RUL-169212
• Datum objave v RUL: 18.05.2025

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Quantification of excipient-protein interactions in monoclonal antibody solutions using vapor pressure osmometry

Izvleček

Monoclonal antibodies (mAbs) have become an important part of the modern pharmaceutical industry in recent years. The possibility of targeted treatment for a range of diseases, including different kinds of cancer, autoimmune disorders, and infectious diseases, has made them very fascinating and invaluable in modern medicine. However, their high viscosity at elevated concentrations poses challenges for injectability and therapeutic efficacy. The aim of this study was to better understand how excipients influence mAb behaviour, particularly in terms of viscosity and formulation stability. We investigated the interactions between several commonly used excipients and mAbs using vapor pressure osmometry (VPO), to analyse the preferential interaction coefficients (Γ23), providing insights into molecular-level interactions between excipients and mAbs. The results showed that NaCl and trehalose are preferentially excluded from the protein surface, indicating their stabilizing effects. L-arginine.HCl showed mild exclusion, suggesting a complex role in protein stabilization, while guanidinium chloride (GdmCl) exhibited preferential binding, potentially causing protein destabilization. Differences between two antibody models (mAb-1 and mAb-2) further highlighted the importance of excipient selection in formulation development. In conclusion, this study enhances our understanding of excipient-protein interactions and provides a robust foundation for optimizing mAb formulations for improved therapeutic use.

• Ključne besede: Monoclonal antibodies, Excipients, Vapor pressure osmometry (VPO), Preferential interaction coefficient (Γ23), Protein formulation, Protein-excipient interaction, Stability