zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-710Research ArticleСтатьиСРАВНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ВЫСШЕГО ПОРЯДКА ПРЕДЛАГАЕМОГО БИОАНАЛОГА И ИННОВАЦИОННОГО БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА ТРАСТУЗУМАБА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРУГОВОГО ДИХРОИЗМА В СОЧЕТАНИИ СО СТАТИСТИЧЕСКИМ АНАЛИЗОМHIGHER ORDER STRUCTURE COMPARISON OF A PROPOSED BIOSIMILAR AND THE INNOVATOR BIOTHERAPEUTIC TRASTUZUMAB USING CIRCULAR DICHROISM COUPLED WITH STATISTICAL ANALYSISFangJ.FangJunjian

Пекин 100039

Beijing 100039

LiH.LiHui

Пекин 100039

Beijing 100039

WuSh.WuShengming

Пекин 100039

Beijing 100039

DongF.DongFangting

Пекин 100039

Beijing 100039

dft@proteomics.cnНациональный центр биомедицинского анализаNational Center of Biomedical Analysis202002112020875850(1)-850(8)Copyright © Fang J., Li H., Wu S., Dong F., 20202020Fang J., Li H., Wu S., Dong F.Fang J., Li H., Wu S., Dong F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/710

Использована технология кругового дихроизма (КД) в сочетании со статистическим анализом для оценки сходства структур более высокого порядка коммерчески доступного трастузумаба и предлагаемого биоаналога. Эта технология демонстрирует хороший потенциал для обеспечения возможности сравнения сходств и различий во вторичной и третичной структуре белков. Множественные спектры КД в дальнем и ближнем УФ-диапазонах воспроизводятся с помощью КД-спектрометра с полностью интегрированным автосамплером и проточной ячейкой для устранения ошибок, обычно связанных с обработкой образцов на ручных КД-спектрометрах. Значимость сходств или различий оценивалась статистически с помощью трех аналитических методов (взвешенной спектральной разности, коэффициента корреляции и площади перекрытия). Сравнение вторичной структуры (спектры КД в дальнем УФ-диапазоне) показало наличие сходства между препаратом-новатором трастузумабом (герцептином®) и биоаналоговыми продуктами. Однако третичная структура (ближние УФ-спектры КД) свидетельствовала о статистически значимых различиях. Эти различия могли быть обусловлены изменениями третичной структуры или модификациями и деградациями в процессе производства или хранения.

We employ a novel circular dichroism (CD) technology coupled with statistical analysis to assess the higher order structure (HOS) similarity of commercially available trastuzumab and a proposed biosimilar. This technology shows good potential for enabling the comparison of similarities and differences in secondary and tertiary structure of proteins. Multiple CD spectra in far- and near-UV are obtained reproducibly from a CD spectrometer with fully integrated autosampler and flow cell to eliminate the errors typically associated with sample handling on manual CD spectrometers. The significance of similarities or differences was quantified statistically using three analytical methods (weighted spectral difference, correlation coefficient and area of overlap). HOS comparison of the secondary structure (far-UV CD spectra) suggested similarity between the innovator drug, trastuzumab (Herceptin®), and biosimilar products. However, the tertiary structure (near-UV CD spectra) suggested statistically significant differences. These differences may be due to changes in tertiary structure or to modifications and degradations during the process of production or storage. The results show that the automated circular dichroism technology coupled with statistical analysis is a robust tool for enabling the comparison of similarities and differences in secondary and tertiary structure of protein products.

сопоставимостьбиоаналогтрастузумабкруговой дихроизмстатистический анализcomparabilitybiosimilartrastuzumabcircular dichroismstatistical analysisReferencesH. Schellekens, Nature Biotechnol., 22, N 11, 1357–1359 (2004).H. Schellekens, Nature Biotechnol., 22, N 11, 1357–1359 (2004).S. D. Roger, Nephrology, 11, N 4, 341–346 (2006).S. D. Roger, Nephrology, 11, N 4, 341–346 (2006).http://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM291134.pdf, (accessed 06.09.17.).http://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM291134.pdf, (accessed 06.09.17.).http://www.fda.gov/downloads/DrugsGuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM291128.pdf, (accessed 06.09.17.).http://www.fda.gov/downloads/DrugsGuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM291128.pdf, (accessed 06.09.17.).http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2014/10/WC500176768.pdf (accessed 06.09.17.).http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2014/10/WC500176768.pdf (accessed 06.09.17.).https://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM576786.pdf (accessed 05.22.18.).https://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/UCM576786.pdf (accessed 05.22.18.).S. Miao, L. Fan, L. Zhao, D. Ding, X. Liu, H. Wang, W. S. Tan, Biomed. Res. Int., 7, 1–13 (2017).S. Miao, L. Fan, L. Zhao, D. Ding, X. Liu, H. Wang, W. S. Tan, Biomed. Res. Int., 7, 1–13 (2017).J. Liu, T. Eris, C. Li, S. Cao, S. Kuhns, BioDrugs, 30, N 4, 321–338 (2016).J. Liu, T. Eris, C. Li, S. Cao, S. Kuhns, BioDrugs, 30, N 4, 321–338 (2016).N. Seo, A. Polozova, M. Zhang, Z. Yates, S. Cao, H. Li, S. Kuhns, G. Maher, H. J. McBride, J. Liu, MAbs, 10, N 4, 678–691 (2018).N. Seo, A. Polozova, M. Zhang, Z. Yates, S. Cao, H. Li, S. Kuhns, G. Maher, H. J. McBride, J. Liu, MAbs, 10, N 4, 678–691 (2018).J. Visser, I. Feuerstein, T. Stangler, T. Schmiederer, C. Fritsch, M. Schiestl, BioDrugs, 27, N 5, 495–507 (2013).J. Visser, I. Feuerstein, T. Stangler, T. Schmiederer, C. Fritsch, M. Schiestl, BioDrugs, 27, N 5, 495–507 (2013).J. Lee, H. A. Kang, J. S. Bae, K. D. Kim, K. H. Lee, K. J. Lim, M. J. Choo, S. J. Chang, MAbs., 10, N 4, 547–571 (2018).J. Lee, H. A. Kang, J. S. Bae, K. D. Kim, K. H. Lee, K. J. Lim, M. J. Choo, S. J. Chang, MAbs., 10, N 4, 547–571 (2018).N. J. Greenfield, Nat. Protoc., 1, N 6, 2876–2890 (2006).N. J. Greenfield, Nat. Protoc., 1, N 6, 2876–2890 (2006).N. J. Greenfield, Nat. Protoc., 1, N 6, 2891–2899 (2006).N. J. Greenfield, Nat. Protoc., 1, N 6, 2891–2899 (2006).N. J. Greenfield, Nat. Protoc., 1, N 6, 2733–2741 (2006).N. J. Greenfield, Nat. Protoc., 1, N 6, 2733–2741 (2006).C. H. Li, X. Nguyen, L. Narhi, L Chemmalil, E. Towers S. Muzammil, J. Gabrielson, Y. Jiang, J. Pharm. Sci., 100, 4642–4654 (2011).C. H. Li, X. Nguyen, L. Narhi, L Chemmalil, E. Towers S. Muzammil, J. Gabrielson, Y. Jiang, J. Pharm. Sci., 100, 4642–4654 (2011).B. M. Teska, C. Li, B. C. Winn, K. K. Arthur, Y.Jiang, J. Gabrielson, Anal. Biochem., 434, N 1, 153–165 (2013).B. M. Teska, C. Li, B. C. Winn, K. K. Arthur, Y.Jiang, J. Gabrielson, Anal. Biochem., 434, N 1, 153–165 (2013).J. C. Lin, Z. K. Glover, A. Sreedhara, J. Pharm. Sci., 104, N 12, 4459–4466 (2015).J. C. Lin, Z. K. Glover, A. Sreedhara, J. Pharm. Sci., 104, N 12, 4459–4466 (2015).http://www.freepatentsonline.com/20120003217.pdf.http://www.freepatentsonline.com/20120003217.pdf.N. N. Dinh, B. C. Winn, K. K. Arthur, J. P. Gabrielson, Anal. Biochem., 464, N 4, 60–62 (2014).N. N. Dinh, B. C. Winn, K. K. Arthur, J. P. Gabrielson, Anal. Biochem., 464, N 4, 60–62 (2014).S. J. Prestrelski, N. Tedeschi, T. Arakawa, J. F. Carpenter, Biophys. J., 65, 661–671 (1993).S. J. Prestrelski, N. Tedeschi, T. Arakawa, J. F. Carpenter, Biophys. J., 65, 661–671 (1993).B. S. Kendrick, A. Dong, S. D. Allison, M. C. Manning, J. F. Carpenter, J. Pharm. Sci., 85, 155–158 (1996).B. S. Kendrick, A. Dong, S. D. Allison, M. C. Manning, J. F. Carpenter, J. Pharm. Sci., 85, 155–158 (1996).http://file.yizimg.com/501942/20161019-1913657.pdf.http://file.yizimg.com/501942/20161019-1913657.pdf.Y. Du, A. Walsh, R. Ehrick, W. Xu, K. May, H. Liu, MAbs, 4, N 5, 578–585 (2012).Y. Du, A. Walsh, R. Ehrick, W. Xu, K. May, H. Liu, MAbs, 4, N 5, 578–585 (2012).http://www.ich.org/fileadmin/Public_Web_Site/ICH_Products/Guidelines/Quality/Q5E/Step4/Q5E_Guideline.pdf. (accessed 05.22.18.).http://www.ich.org/fileadmin/Public_Web_Site/ICH_Products/Guidelines/Quality/Q5E/Step4/Q5E_Guideline.pdf. (accessed 05.22.18.).A. S. Rathore, R. Bhambure, Anal. Bioanal. Chem., 406, N 26, 6569–6576 (2014).A. S. Rathore, R. Bhambure, Anal. Bioanal. Chem., 406, N 26, 6569–6576 (2014).F. Sörgel, A. Schwebig, J. Holzmann, S. Prasch, P. Singh, M. Kinzig, BioDrugs, 29, N 2, 123–131 (2015).F. Sörgel, A. Schwebig, J. Holzmann, S. Prasch, P. Singh, M. Kinzig, BioDrugs, 29, N 2, 123–131 (2015).S. Brokx, L. Scrocchi, N. Shah, J. Dowd, Biologicals, 48, 28–38 (2017).S. Brokx, L. Scrocchi, N. Shah, J. Dowd, Biologicals, 48, 28–38 (2017).O. Kwon, J. Joung, Y. Park, C. W. Kim, S. H. Hong, Biologicals, 48, 101–108 (2017).O. Kwon, J. Joung, Y. Park, C. W. Kim, S. H. Hong, Biologicals, 48, 101–108 (2017).E. L. Shaltout, M. A. Al-Ghobashy, F. A. Fathalla, M. Y. Salem, J. Pharm. Biomed. Anal., 97, 72–80 (2014).E. L. Shaltout, M. A. Al-Ghobashy, F. A. Fathalla, M. Y. Salem, J. Pharm. Biomed. Anal., 97, 72–80 (2014).O. Montacir, H. Montacir, M. Eravci, A. Springer, S. Hinderlich. A. Saadati, M. K. Parr, J. Pharm. Biomed. Anal., 140, 239–251 (2017).O. Montacir, H. Montacir, M. Eravci, A. Springer, S. Hinderlich. A. Saadati, M. K. Parr, J. Pharm. Biomed. Anal., 140, 239–251 (2017).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.