Az NMR-spektroszkópia szerepe a biologikumok analitikájában
Kiss Róbert, Fizil Ádám, Szántay Csaba
Az elmúlt két évtizedben a gyógyszeripar globális piaca jelentős átalakulásokon ment keresztül, melyek közül kétségkívül a leglátványosabb a biotechnológiai úton előállított gyógyszereknek a hagyományos (kismolekulás, azaz tipikusan néhány száz Da molekulatömegű) gyógyszerekkel szemben való térnyerése. A biotechnológiai gyógyszerkészítmények (ún. biologikumok) hatóanyaga – amely többnyire fehérje – nem csupán az előállítás módjában különbözik a hagyományos gyógyszerhatóanyagoktól, hanem a molekula méretében (a nagyobb terápiás fehérjék kb. 1300 aminosavból álló és közel 150 000 Da tömegű „monstrumok”), szerkezetének összetettségében és szerkezeti heterogenitásában is nagyságrendnyi különbségek vannak. A biológiai gyógyszerhatóanyagok szerkezetének jellemzésében a mágneses magrezonancia (nuclear magnetic resonance, NMR) spektroszkópia és a tömegspektrometria (mass spectrometry, MS) nyújtják a legbőségesebb – a többi spektroszkópiai módszerhez képest egyedülálló módon atomi felbontású – információt (itt eltekintünk az ugyancsak atomi felbontású egykristály-röntgendiffrakciótól, amelynek használata a jelen cikkben tárgyalt analitikai problémák tekintetében erősen limitált). Fontos hangsúlyozni, hogy az „NMR-spektroszkópia” és az „MS” is gyűjtőfogalom, hiszen mindkettő jelenleg is intenzíven fejlesztett módszerek sokaságát foglalja magában.
Bár a jelenlegi általános gyakorlat szerint különösen a nagyméretű fehérjék szerkezeti jellemzésének legfőbb eszköze az MS, a cikk világít rá, hogy mennyire kivételes, olykor nélkülözhetetlen szerepet tölthet be az NMR a biologikumok, leginkább a fehérjealapú biohasonló biologikumok fejlesztésében.
Terápiás fehérjék gyártásához használt alapanyagok 1H NMR-spektrumaik összehasonlítása
Az NMR-spektroszkópia lehetőségeit és korlátait a biotechnológiai „miliőben” több „mítosz” is övezi, amelyek abból adódnak, hogy sokan hajlamosak az NMR-nek a kismolekulák, illetve a tisztított és izotópjelzett fehérjék szerkezetvizsgálatában betöltött, nagy hagyományokra visszatekintő, jól körülhatárolt és jól ismert szerepét a bioszimilárisok világára spontán „extrapolálni”. Mindez pedig könnyen e „drága és bonyolult” módszer túl- vagy alábecsüléséhez vezethet a biohasonlók analitikájában. A biohasonlók analitikai jellemzése igen komplex feladat, amelyben minden egyes analitikai technika szoros együttműködésére van szükség, amelyhez viszont elengedhetetlen, hogy az egyes szereplők jól lássák az egyéb módszerek lehetőségeit és korlátait. A cikk ehhez nyújt támpontot nyújtani azzal, hogy a szerzők tapasztalatai és a legfrissebb szakirodalom alapján összefoglalja azokat az analitikai kihívásokat, melyek az NMR tekintetében a bioszimiláris fehérjék fejlesztése és gyártása során felmerülhetnek. Rávilágítanak az NMR-spektroszkópia ezen a területen sok tekintetben egyedülálló szerepére és sokrétű alkalmazásainak lehetőségeire, de a korlátaira is.
