Purificação e estabilidade de anticorpos utilizando materiais e solventes alternativos

Abstract

Atualmente, o número de biofármacos disponíveis para uso clínico tem aumentado rapidamente devido ao interesse crescente da indústria farmacêutica por estes produtos. Os anticorpos são a classe mais vendida do mercado, devido à sua ação específica e à imunogenicidade reduzida. A imunoglobulina G (IgG) é a classe de anticorpos mais utilizada numa grande variedade de aplicações científicas, médicas e terapêuticas. Entretanto, as partes críticas do bioprocessamento de anticorpos e a sua recuperação, purificação e armazenamento, representando uma porção significativa dos custos totais associados à produção dos anticorpos. Desta forma, através da revisão da literatura, foi demonstrado que existe uma grande demanda por novas técnicas de purificação e de armazenamento de anticorpos que sejam mais económicas, robustas e com possibilidade de aumento de escala. Atualmente, o processamento a jusante é dominado pela cromatografia de afinidade com proteína A, no entanto, alternativas cromatográficas e não-cromatográficas têm sido estudadas para substituir este método convencional. Neste contexto, considera-se que os líquidos iónicos suportados (SILs) são muito promissores no processamento a jusante de anticorpos, deste modo, nesta dissertação pretendeu-se avaliar a utilização do SIL [Alg][Im]Cl, bem como do seu respetivo percursor [IM-Alg] na purificação de IgG de soro humano. Ao comparar os materiais, o precursor [IM-Alg] do SIL em estudo, na forma de hidrogel, revelou-se um bom candidato para a purificação de IgG, apresentando uma recuperação de 63,1% e uma pureza de 54,8%, sendo que a pureza inicial do soro era de 15-20%. Além disso, foi explorado pela primeira vez o efeito dos solventes eutécticos profundos (DESs) à base de colina na estabilidade da IgG. Foram estudados três DESs diferentes: [Ch]Cl-ureia, [Ch]Cl-Gly e [Ch]Cl-EG. Os resultados obtidos demonstraram um grande potencial dos DESs à base de colina como formulações alternativas no armazenamento e transporte de IgG, sendo o [Ch]Cl-ureia e o [Ch]Cl-Gly os candidatos mais promissores, uma vez que as análises a partir de SE-HPLC e SDS-Page mostraram uma redução dos agregados enquanto a estrutura da IgG se manteve sem alterações.

Currently, the number of biopharmaceuticals available for clinical use has increased rapidly due to the growing interest of the pharmaceutical industry in these products. Antibodies are the best-selling class on the market, due to their specific action and reduced immunogenicity. Immunoglobulin G (IgG) is the most widely used class of antibodies in a wide variety of scientific, medical, and therapeutic applications. However, a critical part of antibody bioprocessing is their recovery, purification, and storage, representing a significant portion of the total costs associated with antibody production. Thus, through the literature review, it was demonstrated that there is a great demand for new antibody purification and storage techniques that are more economical and with the possibility of scaling up. Currently, downstream processing is dominated by protein A affinity chromatography, however chromatographic and non-chromatographic alternatives have been studied to replace this conventional method. In this context, supported ionic liquids (SILs) are considered to be very promising in the downstream processing of antibodies, and thus, in this dissertation, we intended to evaluate the use of SIL [Alg][Im]Cl, as well as its respective precursor [IM-Alg] in the purification of IgG from human serum. When comparing the materials, the precursor [IM-Alg] of the SIL under study, in the form of a hydrogel, proved to be a good candidate for the purification of IgG, showing a recovery of 63.1% and a purity of 54.8%, the initial purity of the serum was 15-20%. In addition, the effect of choline-based deep eutectic solvents (DESs) on IgG stability was explored for the first time. Three different DESs were studied: [Ch]Cl-urea, [Ch]Cl-Gly and [Ch]Cl-EG. The results obtained showed a great potential of choline-based DESs as alternative formulations in the storage and transport of IgG, with [Ch]Cl-urea and [Ch]Cl-Gly being the most promising candidates, since the analyzes of SE-HPLC and SDS-Page showed a reduction of aggregates while the structure of IgG remained unchanged.