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Die Weiterentwicklung von Therapeutika der nächsten Generation erfordert zuverlässige Messungen

In der pharmazeutischen Industrie wird eine erhebliche Verlagerung von chemisch-synthetischen Arzneimitteln hin zu biologischen Arzneimitteln beobachtet. Zu den Biopharmazeutika, die sich von den niedermolekularen Arzneimitteln unterscheiden, gehört eine Vielzahl von therapeutischen Produkten, die von lebenden Organismen stammen oder aus biotechnologischen Quellen hergestellt werden (Impfstoffe, Gentherapien und rekombinante Proteine).

Die Charakterisierung von Biopharmazeutika wird mit einer Reihe von Technologien vollbracht, um ihre grundlegenden chemischen Details zu verstehen:
    • Bindungsaffinität, Spezifität und Stöchiometrie (Verhältnis) zum molekularen Ziel
    • Strukturstabilität und Stabilität der Lösungsmittelumgebung.

Die ITC- und DSC-Kalorimetriesysteme von TA Instruments bieten leistungsstarke Analyseverfahren, die hochauflösende Details über biotherapeutische Bindungen und biomolekulare Stabilität liefern. Durch ITC (Isothermal Titration Calorimetry) aufgedeckte thermodynamische Bindungssignaturen charakterisieren die Stärke, Spezifität und Stöchiometrie eines Bindungsereignisses. Die Analyse der Strukturstabilität mittels DSC zeigt Stärken und Schwächen in der Struktur höherer Ordnung auf und definiert das Verhalten der einzelnen Domänen und ihrer Wechselwirkungen. Die Affinity ITC und die Nano DSC von TA Instruments bieten die Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit, die für die anspruchsvollsten Anwendungen in der biomolekularen Forschung erforderlich sind, mit der Möglichkeit zur erweiterten Automatisierung für einen bequemen Einsatz.

Anwendungslösungen

Die Impfstofftherapie ist eine Behandlung, bei der eine Substanz oder eine Gruppe von Substanzen eingesetzt wird, um einen Tumor oder einen infektiösen Organismus zu bekämpfen. Die Selbstorganisation von viralen Proteinen und Nukleinsäuren zu stabilen Partikeln und die Mechanismen, mit denen Viren an Wirtszellen binden und in diese eindringen, sind zwei Schlüsselaspekte für das Verständnis der Grundlagen viraler Infektionen. Die thermische Stabilität der Virushüllenproteine in Lösung lässt sich im Vergleich zur Stabilität der entsprechenden hochstrukturierten viralen Proteinhülle am effektivsten durch Nano DSC charakterisieren. Grundlegende Informationen über die molekularen Wechselwirkungen, die den Bindungsprozess zwischen Virus und Zelle steuern, werden durch Messung der bei der Bindung entstehenden oder absorbierten Wärme mittels ITC gewonnen.

Affinity ITC
  • Virusbindung
  • Zellbindung
  • Off-Target-Wechselwirkungen

Affinitätsbereich: niedrig-mM, bis niedrig-pM
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Nano DSC
  • Proteinentfaltung
  • Schmelzen/Glühen von Nukleinsäure
  • Capsid-Stabilität

Temperaturbereich: -10 °C bis 130 °C
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Gentherapien können die Expression eines Gens manipulieren oder die biologischen Eigenschaften von lebenden Zellen verändern, um Krankheiten zu behandeln oder zu heilen. Sie können durch verschiedene Mechanismen wirken, wie z. B.: Ersatz des krankheitsverursachenden Gens durch ein gesundes Exemplar, Inaktivierung eines Gens, das abnormal funktioniert, oder Einführung eines neuen oder veränderten Gens zur Behandlung einer Krankheit. Die Nano DSC und die Affinity ITC werden bei der Entdeckung, Formulierung und Prozesskontrolle einer Vielzahl von Gentherapieprodukten eingesetzt, um die Ladung des Arzneimittelprodukts, den Serotyp, Verunreinigungen (dsRNA), die Bindungsspezifität, die Capsid-Stabilität und die Variabilität zwischen den Chargen zu charakterisieren und zu überwachen.

Affinity ITC
  • Zielbindung und Spezifität des Arzneimittels
  • Off-Target-Wechselwirkungen

Affinitätsbereich: niedrig-mM, bis niedrig-pM
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Nano DSC
  • Aufladung des Arzneimittels
  • Serotyp
  • LNP-Stabilität

Temperaturbereich: -10 °C bis 130 °C
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Rekombinante Proteinarzneimittel (Enzyme, Zytokine, Wachstumsfaktoren, Hormone, Rezeptoren, Transkriptionsfaktoren, Antikörper, Antikörperfragmente usw.) sind eine wichtige Therapieklasse für Patienten, die am dringendsten neue Behandlungen benötigen. Rekombinante Proteintherapeutika wurden zur Behandlung von Krebs, Autoimmunkrankheiten, Infektionserregern und genetischen Störungen entwickelt.

Rekombinante Proteintherapien werden mit Hilfe der rekombinanten DNA-Technologie hergestellt, bei der eine spezifische DNA-Sequenz, die für das Protein kodiert, in eine lebende Zelle (Bakterien oder Säugetiere) eingebracht wird. Das Protein wird dann in diesen Zellen exprimiert, wo es über eine Reihe von Reinigungsstufen extrahiert werden kann. Viele Biologika, wie z. B. monoklonale Antikörper, sind rekombinante Proteintherapien.

Die Charakterisierung eines rekombinanten Proteins durch thermodynamische Messung mit Nano DSC und Affinity ITC bietet Forschern eine native Messung zur schnellen Auswahl der stabilsten Formulierungen und entwickelten Konstrukte, ohne dass exogene Chemikalien (Farbstoffe, Markierungen oder Beschriftungen) erforderlich sind, so dass Forscher das Molekül in ihren Händen mit ihren Puffern verstehen können.

Affinity ITC
  • Bindungsaffinität
  • Thermodynamik der Bindung
  • Stöchiometrie

Affinitätsbereich: niedrig-mM, bis niedrig-pM
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Nano DSC
  • Proteinstabilität
  • Phasenübergang
  • Wärmekapazität
  • Thermodynamik der Entfaltung

Temperaturbereich: -10 °C bis 130 °C
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Impfstofftherapien

Die Impfstofftherapie ist eine Behandlung, bei der eine Substanz oder eine Gruppe von Substanzen eingesetzt wird, um einen Tumor oder einen infektiösen Organismus zu bekämpfen. Die Selbstorganisation von viralen Proteinen und Nukleinsäuren zu stabilen Partikeln und die Mechanismen, mit denen Viren an Wirtszellen binden und in diese eindringen, sind zwei Schlüsselaspekte für das Verständnis der Grundlagen viraler Infektionen. Die thermische Stabilität der Virushüllenproteine in Lösung lässt sich im Vergleich zur Stabilität der entsprechenden hochstrukturierten viralen Proteinhülle am effektivsten durch Nano DSC charakterisieren. Grundlegende Informationen über die molekularen Wechselwirkungen, die den Bindungsprozess zwischen Virus und Zelle steuern, werden durch Messung der bei der Bindung entstehenden oder absorbierten Wärme mittels ITC gewonnen.

Affinity ITC
  • Virusbindung
  • Zellbindung
  • Off-Target-Wechselwirkungen

Affinitätsbereich: niedrig-mM, bis niedrig-pM
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Nano DSC
  • Proteinentfaltung
  • Schmelzen/Glühen von Nukleinsäure
  • Capsid-Stabilität

Temperaturbereich: -10 °C bis 130 °C
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Gentherapie

Gentherapien können die Expression eines Gens manipulieren oder die biologischen Eigenschaften von lebenden Zellen verändern, um Krankheiten zu behandeln oder zu heilen. Sie können durch verschiedene Mechanismen wirken, wie z. B.: Ersatz des krankheitsverursachenden Gens durch ein gesundes Exemplar, Inaktivierung eines Gens, das abnormal funktioniert, oder Einführung eines neuen oder veränderten Gens zur Behandlung einer Krankheit. Die Nano DSC und die Affinity ITC werden bei der Entdeckung, Formulierung und Prozesskontrolle einer Vielzahl von Gentherapieprodukten eingesetzt, um die Ladung des Arzneimittelprodukts, den Serotyp, Verunreinigungen (dsRNA), die Bindungsspezifität, die Capsid-Stabilität und die Variabilität zwischen den Chargen zu charakterisieren und zu überwachen.

Affinity ITC
  • Zielbindung und Spezifität des Arzneimittels
  • Off-Target-Wechselwirkungen

Affinitätsbereich: niedrig-mM, bis niedrig-pM
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Nano DSC
  • Aufladung des Arzneimittels
  • Serotyp
  • LNP-Stabilität

Temperaturbereich: -10 °C bis 130 °C
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Rekombinante Proteine

Rekombinante Proteinarzneimittel (Enzyme, Zytokine, Wachstumsfaktoren, Hormone, Rezeptoren, Transkriptionsfaktoren, Antikörper, Antikörperfragmente usw.) sind eine wichtige Therapieklasse für Patienten, die am dringendsten neue Behandlungen benötigen. Rekombinante Proteintherapeutika wurden zur Behandlung von Krebs, Autoimmunkrankheiten, Infektionserregern und genetischen Störungen entwickelt.

Rekombinante Proteintherapien werden mit Hilfe der rekombinanten DNA-Technologie hergestellt, bei der eine spezifische DNA-Sequenz, die für das Protein kodiert, in eine lebende Zelle (Bakterien oder Säugetiere) eingebracht wird. Das Protein wird dann in diesen Zellen exprimiert, wo es über eine Reihe von Reinigungsstufen extrahiert werden kann. Viele Biologika, wie z. B. monoklonale Antikörper, sind rekombinante Proteintherapien.

Die Charakterisierung eines rekombinanten Proteins durch thermodynamische Messung mit Nano DSC und Affinity ITC bietet Forschern eine native Messung zur schnellen Auswahl der stabilsten Formulierungen und entwickelten Konstrukte, ohne dass exogene Chemikalien (Farbstoffe, Markierungen oder Beschriftungen) erforderlich sind, so dass Forscher das Molekül in ihren Händen mit ihren Puffern verstehen können.

Affinity ITC
  • Bindungsaffinität
  • Thermodynamik der Bindung
  • Stöchiometrie

Affinitätsbereich: niedrig-mM, bis niedrig-pM
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

Nano DSC
  • Proteinstabilität
  • Phasenübergang
  • Wärmekapazität
  • Thermodynamik der Entfaltung

Temperaturbereich: -10 °C bis 130 °C
Automatisierung: Kompatibel mit 96-Well-Platte

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