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Analyse des médicaments biothérapeutiques

Les produits biologiques et biosimilaires, également connus sous le nom de médicaments biothérapeutiques, sont produits à partir d'organismes vivants tels que des bactéries, des levures et des cellules de mammifères, ce qui contraste avec les médicaments reposant sur de petites molécules, qui sont quant à eux synthétisés chimiquement. En clair, en plus d'être de très grandes molécules (peptides, petites protéines, anticorps, polysaccharides, etc.), ils présentent des modifications post-traductionnelles et un certain degré de variabilité de structure.

La confirmation de l'identité du médicament thérapeutique au moyen de la caractérisation structurelle, de la séquence d'acides aminés principale à la structure d'ordre supérieur, combinée au contrôle des impuretés, sont des facteurs essentiels pour garantir l'efficacité et la sécurité des patients.

L'analyse des ponts disulfure et l'échange hydrogène deutérium (HDX) ont émergé en tant que technologies capables d'apporter des informations sur la structure protéique. Ces informations sont fondamentales pour déterminer la similarité de structure des biosimilaires ou pour contrôler la stabilité protéique pendant la mise au point des médicaments. La structure tertiaire des protéines thérapeutiques est essentielle à leur activité et à leur stabilité. 

Les laboratoires de recherche et développement ont besoin de technologies capables d'analyses PDS automatisées dans le domaine biopharmaceutique, sur la base d'une digestion simple de la protéine non réduite et sans connaissances préalables sur la spécificité des enzymes ou des PDS natifs. En raison de la complexité de ces protéines et du fait qu'elles contiennent de multiples liaisons disulfure, l'analyse pose un défi nécessitant souvent plusieurs analyses LC-MS avec des produits de digestion de la trypsine issus des protéines appauvries et non appauvries, et une comparaison manuelle de ces deux analyses.

La RMN est particulièrement sensible aux changements présentés par la structure d'ordre supérieur à un niveau de résolution atomique, ce qui la rend idéale pour l'évaluation des similarités entre produits biologiques et biosimilaires. La RMN permet également l'analyse de protéines intactes, ce qui garantit l'évaluation de la structure des médicaments thérapeutiques sans modification, dans des conditions physiologiquement pertinentes.

La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR) peut être utilisée pour analyser les protéines membranaires et solubles dans l'eau telles que les récepteurs nucléaires, qui sont des cibles très importantes dans la recherche et la mise au point de médicaments associés aux pathologies telles que Alzheimer, Parkinson, diabète et obésité. Entre autres avantages de cette technique, on peut citer la rapidité d'acquisition des données et le traitement de nombres d'échantillons élevés. Par ailleurs, l'analyse protéique à infrarouge est relativement peu coûteuse et constitue une technique performante utilisée pour l'optimisation des formules, les études de stabilité pendant la mise au point des médicaments et le contrôle de qualité des médicaments à base de protéines.