制造技术可以降低蛋白质的有效性

使用蛋白质的生物制药和食品企业现在可以获得有关制造过程中使用的一种流体流如何影响其产品质量的更好信息。这种对生物分子(例如溶解在流体中的基于蛋白质的生物药物治疗剂)具有高度破坏性的过程被称为“伸展流动 ”，并且当流体快速加速其运动时发生。来自利兹大学和MedImmune的跨学科研究团队，阿斯利康的全球生物制剂研究和开发部门，开发了一种能够在实验室中应用拉伸流动并用它来研究流体中蛋白质活性的装置。该团队发现该方法可能导致包括生物制药在内的各种蛋白质变得不那么有效的可能性增加。

利兹大学阿斯伯里结构分子生物学中心的David Brockwell博士表示，虽然存在许多测试来评估温度或pH值变化对蛋白质稳定性的影响，但该测试直接测量了制造过程中使用的流体流动的影响。Brockwell博士说：“现有很少的蛋白质测试可用于工业，实际上检查聚合水平如何与制造条件相关。我们现在拥有更准确的方法来预测哪些蛋白质可用于生物制药药物开发以及如何也可以改变流程以提高其质量。“

在制造之外，拉伸流动的常见实例包括施用液化药物的注射器或当园丁将手指放在软管末端时对水的影响。

蛋白质折叠

蛋白质自然地折叠成特定的形状以便正确地操作，但是拉伸流动可以使它们伸展和展开，使它们变得不那么有用。

一旦它们开始展开，蛋白质粘在一起或聚集在一起，这可能阻碍敏感的工厂设备并降低它们所含药物的有效性，甚至可能对人类构成危险。因此，防止聚集是新生物制药产品的开发和许可的重要标准。为了测试拉伸流动的影响，来自工程学院的Nik Kapur教授和博士生John Dobson开发了一种台式设备，能够非常精确地控制流体中蛋白质的应变以及它们展开的程度。

利用新设备收集证据，研究人员(由Sheena Radford教授和Brockwell博士领导的Amit Kumar博士和Leon Willis先生)能够准确计算出蛋白质聚集的程度，为工业界创造了新的证据基础。Brockwell博士及其同事发现聚合的程度取决于：

蛋白质经受拉伸流动的总时间，

施加的应变水平，

流体中蛋白质的浓度。

该团队还发现，在一系列蛋白质中的聚集是多种多样的，并且在与标准制造工艺中发现的条件类似的条件下对生物制药抗体等治疗性蛋白质特别有害。

最佳流量

来自新设备的证据意味着研究人员和Medimmune现在可以展示制造商可以用于不同过程的最大拉伸流量水平，而不会损害蛋白质。

Brockwell博士及其同事说，如果他们想让他们的产品更快地进入市场，公司可以考虑重新设计制造技术，以减少通过拉伸流动对蛋白质施加的压力。或者，不是改变嵌入式生产方法，而是可以使用该装置来鉴定对生产严格性有抵抗力的单个蛋白质组。

“生物制药药物是一个不断发展的医疗创新领域，因为它们在治疗多种疾病方面取得了成功，但生产成本非常高，因此制药公司为提高成本而做出的任何创新都将产生重大影响，”他说。。

研究结果，通过拉伸流动诱导蛋白质聚集，发表在“ 美国国家科学院院刊 ”期刊上。

与制造中引起的问题相反，拉伸流动本质上是有益的，其中它引发血液凝固并且当蜘蛛表达其纤维网的材料时被蜘蛛使用。

该团队的研究还发现剪切流是另一种制造工艺，它不会导致蛋白质展开并失去其有效性。