二元治療用モノクローナル抗体混合物の生物物理的特性

Biophysical Characterization of Binary Therapeutic Monoclonal Antibody Mixtures.

• Dennis Krieg
• Carolin Berner
• Gerhard Winter
• Hristo L Svilenov

抄録

2 種類の治療用モノクローナル抗体（mAb）を含むコフォーミュレーションは、治療効果の向上や患者のコンプライアンスの向上など、さまざまな利点を提供する可能性があります。しかし、mAbsのコフォーミュレーションおよび二元混合物に関する研究はほとんど発表されていません。異なる物理化学的特性を持つmAbを、タンパク質の安定性に悪影響を及ぼすことなく、溶液中でどの程度まで組み合わせることができるのかは不明なままである。ここでは、市販されているIgG1サブクラスの6つのモデルmAbsを含む研究を紹介します。インシリコおよび生物物理学的特性評価の結果、これらのタンパク質は異なる物理化学的特性を有することが示された。したがって、それらの組み合わせは、コフォーミュレーション開発のための様々なシナリオを表しています。我々は、6つのmAbsのすべての可能なバイナリ混合物を準備し、初期段階のタンパク質医薬品開発中に評価されるいくつかの生物物理学的パラメータを決定しました。測定された生物物理学的パラメータは、コンフォメーションタンパク質の安定性（熱的タンパク質のアンフォールディング遷移の変曲点）とコロイドタンパク質の安定性（凝集開始温度と動的光散乱からの相互作用パラメータ）を示しています。驚くべきことに、15種類のmAb混合物はすべて、混合物の中で最も安定なmAbと比較して、コンフォメーション安定性またはコロイド安定性が劣ることを示す生物物理学的パラメータを示さない。我々の知見は、バイナリ混合物中のこれらのタンパク質の安定性に深刻な有害な影響が観察されなかったので、IgG1サブクラスのいくつかの治療用モノクローナル抗体のコフォーミュレーションが簡単な方法で可能であることを示唆している。

Coformulations containing two therapeutic monoclonal antibodies (mAbs) could offer various benefits like enhanced therapeutic efficacy and better patient compliance. However, there are very few published studies on coformulations and binary mixtures of mAbs. It remains unclear to what extent mAbs with different physicochemical properties can be combined in solution without detrimental effects on protein stability. Here, we present a study including six model mAbs of the IgG1 subclass that are commercially available. In silico and biophysical characterization shows that the proteins have different physicochemical properties. Thus, their combinations represent various scenarios for coformulation development. We prepared all possible binary mixtures of the six mAbs and determined several biophysical parameters that are assessed during early-stage protein drug product development. The measured biophysical parameters are indicative of the conformational protein stability (inflection points of the thermal protein unfolding transitions) and the colloidal protein stability (aggregation onset temperatures and interaction parameter from dynamic light scattering). Remarkably, all 15 binary mAb mixtures do not exhibit biophysical parameters that indicate inferior conformational or colloidal stability compared to the least stable mAb in the mixture. Our findings suggest that the coformulation of some therapeutic monoclonal antibodies of the IgG1 subclass could be possible in a straightforward way as severe detrimental effects on the stability of these proteins in binary mixtures were not observed.