Répondre à l'appel avec des solutions LC-MS conformes pour l'analyse des oligonucléotides

La popularité des oligonucléotides, ou courts brins d'ADN ou d'ARN, ne cesse de croître. Outre leur rôle essentiel en tant qu'amorces et sondes sur le marché en pleine expansion des tests et diagnostics cliniques d'ADN, ils connaissent également un grand succès en tant que nouvelles thérapies génétiques extrêmement prometteuses.

Avec une série d'approbations récentes de médicaments, y compris le premier médicament ARNi (Patisiran) d'Alnylam, les pionniers dans ce domaine ont maintenant prouvé aux régulateurs et au reste de l'industrie que ces modalités de médicaments à base d'ADN et d'ARN peuvent être stables, sûres et très efficaces. En retour, cela a incité l'industrie à investir encore plus dans leur développement, de nombreuses grandes entreprises pharmaceutiques finançant désormais leurs propres programmes de développement. Actuellement, plus de 300 oligothérapies sont en cours de développement clinique1.

Les oligonucléotides accélèrent le développement de thérapies génétiques ciblées

Contrairement à la plupart des médicaments traditionnels à petites et grandes molécules, qui se lient à des cibles protéiques dans l'organisme pour obtenir un effet thérapeutique, les oligothérapies (à l'exception des aptamères) agissent en amont au niveau du génome et du transcriptome pour bloquer, réparer ou modifier les instructions de l'ARNm qui codent pour une protéine spécifique. Et comme ils interagissent avec leurs cibles d'ADN ou d'ARN par homologie de séquence (c'est-à-dire par appariement de bases Watson-Crick), ils n'ont pas besoin d'une cible protéique et peuvent éviter une grande partie du travail de validation de cible nécessaire au développement traditionnel de médicaments. Dans un sens très réel, avec les approches thérapeutiques basées sur les gènes, chaque séquence de gène et la protéine qu'elle code peuvent maintenant être une cible potentielle. Cela a permis aux développeurs de médicaments de s'attaquer à de nombreuses maladies rares et difficiles à traiter pour lesquelles une cible protéique accessible n'a pas encore été trouvée. En outre, comme les oligothérapies interagissent par homologie, elles peuvent être conçues in silico à partir des données de séquençage de l'ADN. Tout cela signifie qu'ils peuvent être développés beaucoup plus rapidement que les médicaments traditionnels.

Parallèlement, dans le domaine en plein essor du diagnostic par l'ADN, les amorces et les sondes oligonucléotidiques validées par les BPF sont des réactifs essentiels pour faciliter l'amplification et la détection de l'ADN cible, que ce soit pour confirmer la présence d'agents de maladies infectieuses ou pour déterminer le profil génétique d'un patient humain. L'utilisation croissante des diagnostics basés sur la PCR (réaction en chaîne par polymérase) et l'arrivée éventuelle du séquençage ciblé de nouvelle génération dans la clinique ont pour but de fournir aux médecins davantage de données sur les patients afin d'éclairer leur diagnostic et leur stratégie de traitement.

Dans l'ensemble, l'intérêt accru pour l'analyse des oligonucléotides est facile à comprendre, tout comme le désir de disposer d'outils et de solutions analytiques robustes et prêts à être mis en conformité, capables de soutenir leur développement, leur croissance et leur expansion accélérés dans les années à venir. Du point de vue de la fabrication et du contrôle de la qualité (CQ), la grande majorité des oligonucléotides produits aujourd'hui le sont par synthèse en phase solide. La principale différence entre un oligonucléotide et un autre est sa séquence nucléotidique et le degré d'incorporation de nucléotides modifiés chimiquement ou conjugués à d'autres molécules. En tant que tels, les oligonucléotides se prêtent bien à une approche rationalisée, basée sur une plateforme, de la fabrication et de l'analyse, ce qui les rend encore plus attrayants pour les développeurs de médicaments.

Satisfaire les autorités réglementaires

Pour répondre aux exigences réglementaires en matière de développement de méthodes et de procédés, ainsi qu'aux tests de validation du contrôle de la qualité, y compris la confirmation de l'identité du produit, la vérification de la séquence et l'analyse des impuretés, une analyse robuste par chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC-MS) est nécessaire. Cela s'applique aussi bien au travail de caractérisation en amont qu'au suivi en aval et à la libération CQ. Les technologies de séquençage traditionnelles n'ont pas la capacité de confirmer le site de chaque nucléotide modifié, ou de chaque conjugaison, et aucune autre technologie ne peut répondre à ce besoin aujourd'hui, à part l'analyse LC-MS.

Relever le défi des oligonucléotides

 Chez Waters, nous sommes fiers d'avoir construit un héritage solide de innovation dans les séparations d'oligonucléotides et d'analyse au cours des deux dernières décennies. Qu'il s'agisse de nos colonnes BEH et de notre technologie de séparation UPLC, de nos outils de spectrométrie de masse adaptés et de notre système informatique inégalé pour garantir l'intégrité des données et rationaliser les soumissions réglementaires, nous fournissons les outils et l'expertise nécessaires pour faire avancer vos projets de développement d'oligonucléotides.

Les fonctions SmartMS intégrées au système LC-MS BioAccord permettent aux scientifiques de tous niveaux d'utiliser la machine en toute confiance et de générer des données de haute qualité, prêtes pour la conformité. De plus, notre équipe d'experts est disponible pour qualifier le système et peut également fournir une formation sur site. En outre, le système LC-MS BioAccord est conçu pour fonctionner sous notre logiciel waters_connect, qui prend en charge à la fois les flux de travail de caractérisation utilisant nos instruments Xevo G2XS et Vion MS, plus avancés et de qualité recherche, et également les flux de travail de surveillance et de libération CQ utilisant notre système LC-MS BioAccord. Ces flux de travail LC-MS "harmonisés" bénéficient tous de l'architecture conforme du logiciel et des outils de traitement automatisé des données, qui sont activement améliorés pour répondre aux besoins de demain.

En exploitant les capacités uniques du système LC-MS BioAccord, nous avons travaillé dur pour que les scientifiques puissent répondre aux exigences réglementaires et accélérer la mise sur le marché de leurs produits thérapeutiques et de leurs réactifs de diagnostic à base d'oligonucléotides.

BioAccord permet une séparation rapide et précise des oligonucléotides

Dans une étude récente utilisant le flux de travail Intact Mass Analysis du système BioAccord, une gamme variée d'oligonucléotides modifiés et non modifiés a été exécutée sur le système afin d'évaluer dans quelle mesure il pouvait séparer le produit de pleine longueur de ses impuretés tronquées n-1, et de déterminer quelles précisions de masse pouvaient être atteintes pour chacun. En bref, le système BioAccord a réussi avec brio. Il a été capable de séparer chacun des oligomères de leurs impuretés tronquées en moins de 8 minutes, et avec waters_connect fournissant une acquisition et un traitement des données prêts pour la conformité, tous les oligonucléotides ont été positivement identifiés avec une excellente précision de masse à faible ppm (la plupart en dessous de 5ppm ; aucun ne dépassant 15ppm).

Ces résultats et ceux d'études antérieures démontrent clairement l'utilité du système LC-MS BioAccord pour l'analyse d'oligonucléotides prêts pour la conformité sur une large gamme d'espèces chimiquement modifiées et de longueurs d'oligonucléotides (15-100mer).

Ouvrir la voie à l'analyse des oligonucléotides de nouvelle génération

Alors que les scientifiques continuent de développer et de débloquer de nouvelles applications pour les thérapies à base d'oligonucléotides, et que la demande de diagnostics cliniques par ADN continue de croître, le besoin de flux de travail analytiques LC-MS robustes et prêts à être mis en conformité pour soutenir le développement, la fabrication et la libération CQ des oligonucléotides n'a jamais été aussi grand. Forte de son expérience considérable dans ce domaine, l'équipe de Waters a spécialement conçu le système LC-MS BioAccord pour répondre à ce besoin et prendre en charge toute une série d'analyses biopharmaceutiques de routine dans les laboratoires de développement, de fabrication et de contrôle de qualité réglementés, y compris l'analyse des oligonucléotides.

Parmi les principaux objectifs de développement du LC-MS de BioAccord, nous voulions :

• S'assurer que le système peut être facilement mis en place et exploité par des personnes qui ne sont pas des experts en SM.
• Concevoir un système prêt à être mis en conformité
• Permettent des séparations hautement reproductibles et des performances de masse précises.

Nous avons également tenu compte du fait qu'il devait être compact, robuste et facile à entretenir pour pouvoir être déployé dans toute une organisation.

Ayant atteint ces objectifs et bien d'autres encore, nous sommes convaincus que le système LC-MS BioAccord peut jouer un rôle clé dans la garantie de l'identité, de la qualité et de la pureté des oligonucléotides pour les applications thérapeutiques et diagnostiques, ce qui permet de rationaliser les opérations et d'accroître la productivité de nos clients.

Regardez notre webinaire Select Science du 2 décembre 2020 pour en savoir plus sur la gamme variée d'oligonucléotides modifiés et non modifiés que nous avons analysés à l'aide du système LC-MS BioAccord.

Références :

1. https://www.bachem.com/service-support/newsletter/oligonucleotide-trends-september-2020