ピノサイトーシスによる抗体クリアランス速度のin vitro予測因子としてのヘパリンクロマトグラフィー

治療抗体の薬物動態（PK）特性は、有効性、用量、用量間隔、応用経路、組織の浸透に直接影響します。医療提供者と患者がいくつかの効果的で安全な治療オプションを選択できる適応症では、主にPK特性によって駆動される利便性（投与間隔または応用経路によって決定）が薬物選択に影響を与える可能性があります。治療的抗体は、同一のFCドメインがあり、標的媒介薬物性質を示さない場合でも、PKが大きく異なる場合があります。表面電荷や疎水性などの生物物理学的特性、および高豊富なオフターゲット（たとえば、バキュロウイルス粒子、中国のハムスター卵巣細胞膜タンパク質など）の代理人への結合がこれらの違いの原因であることが提案されました。ここでは、ヘパリンクロマトグラフィーを使用して、内因性ヒトIgG（IVIG）のポリクローナルミックスをPK特性が異なる分数に分離しました。ヘパリンは、非特異的クリアランスへの主な貢献者の1つである内皮細胞上の非常に負に帯電したグリコカリックス成分の代理として選ばれました。ヘパリン保持時間をクリアランスと直接相関させることにより、ヘパリンクロマトグラフィーを非特異的な細胞表面相互作用の違いと、ピノサイトーシスの取り込みと分解の増加の可能性を評価するツールとして特定しました。これらの結果に基づいて、FCRNを介したリサイクルと細胞表面相互作用の予測因子を組み合わせました。ヘパリンとFCRNクロマトグラフィーの組み合わせにより、迅速で非標的媒介、FC含有タンパク質の迅速で非標的媒介のクリアランスの主要な根本原因を模倣することにより、異常なPKとの抗体の同定が可能になります。

The pharmacokinetic (PK) properties of therapeutic antibodies directly affect efficacy, dose and dose intervals, application route and tissue penetration. In indications where health-care providers and patients can choose between several efficacious and safe therapeutic options, convenience (determined by dosing interval or route of application), which is mainly driven by PK properties, can affect drug selection. Therapeutic antibodies can have greatly different PK even if they have identical Fc domains and show no target-mediated drug disposition. Biophysical properties like surface charge or hydrophobicity, and binding to surrogates for high abundant off-targets (e.g., baculovirus particles, Chinese hamster ovary cell membrane proteins) were proposed to be responsible for these differences. Here, we used heparin chromatography to separate a polyclonal mix of endogenous human IgGs (IVIG) into fractions that differ in their PK properties. Heparin was chosen as a surrogate for highly negatively charged glycocalyx components on endothelial cells, which are among the main contributors to nonspecific clearance. By directly correlating heparin retention time with clearance, we identified heparin chromatography as a tool to assess differences in unspecific cell-surface interaction and the likelihood for increased pinocytotic uptake and degradation. Building on these results, we combined predictors for FcRn-mediated recycling and cell-surface interaction. The combination of heparin and FcRn chromatography allow identification of antibodies with abnormal PK by mimicking the major root causes for fast, non-target-mediated, clearance of therapeutic, Fc-containing proteins.