magistrsko delo
Nika Kralj (Avtor), Miha Ravnik (Mentor), Drago Kuzman (Komentor)

Povzetek

Magistrsko delo obravnava časovno spreminjanje relativnih deležev t.i. variant monoklonskih protiteles z različnimi naboji, posebej pod vplivom različnih temperatur, kot pomembno pri uporabi v bioloških zdravilih. Variante - efektivno enake proteine, vendar z različnimi naboji - delimo na kisle in bazične, ki se od glavnih razlikujejo v vrednosti izoelektrične točke oziroma neto naboju. Spremembe med variantami lahko vplivajo na kvaliteto in učinkovitost zdravila, zato je razumevanje njihovega časovnega spreminjanja nujno za učinkovitejši razvoj in proizvodnjo zdravila. Visoke temperature pospešijo degradacijske procese in omogočajo v krajšem času spoznati potek časovnega spreminjanja variant. Za dobljene meritve sem iz tipičnih stabilnostnih študij uvedla efektivne modele, ki opisujejo prehajanje med variantami in vključujejo tako reverzibilne kot ireverzibilne prehode med variantami. Izkazalo se je, da dane meritve najbolje opiše model, ki vključuje reverzibilno prehajanje iz glavnih variant v kisle in bazične variante, za validacijo in uvedbo ostalih pa je ključna omejenost merskih podatkov. Uporabnost modela se izkaže pri časovni ekstrapolaciji podatkov, kjer dobimo primernejše napovedi spreminjanja variant, kot pri uporabi linearne ekstrapolacije. Ker je količina podatkov, vzetih iz tipičnih stabilnostnih študij, omejena, nam kompleksni modeli določijo le grobo oceno parametrov. Za natančnejšo oceno bi potrebovali večje število podatkov ali alternativni preprostejši model. Uspešna, vendar ne povsem natančna je tudi uporaba modela, ki predpostavlja le ireverzibilno prehajanje iz glavnih v kisle in bazične variante. Pri danih formulacijah so bile kisle variante temperaturno pogojene in so se njihove vrednosti hitreje povečevale skladno s povišanjem temperature. Spreminjanje bazičnih variant ni bilo temperaturno odvisno. Prisotnost temperaturne odvisnosti omogoča uporabo Arrheniusove zveze, ki opisuje temperaturno odvisnost konstante hitrosti reakcije. Na podlagi modelskih rezultatov ireverzibilnih prehajanj med variantami, je bilo moč določiti Arrheniusovo zvezo, ki dobro opiše časovno spreminjanje temperaturno pogojenih variant. V splošnem magistrsko delo temelji na uporabi matematično fizikalnih pristopov za opis kompleksnih proteinskih procesov in prispeva k svetovnemu izzivu razvoja novih bioloških zdravil.

Ključne besede

biofizika;proteini;monoklonska protitelesa;stabilnost;proteinske variante;temperaturna odvisnost;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
Organizacija: UL FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Založnik: [N. Kralj]
UDK: 577.322
COBISS: 28209411 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 415
Št. prenosov: 107
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Modelling of temporal and temperature variability of protein charged variants
Sekundarni povzetek: This Master thesis explores time dependence of monoclonal antibody charge variants specially as affected by different temperatures, and in relevance for biopharmaceutical drug development. Variants -- effectively, same protein, but with a different net charge -- emerge as acidic and basic, and differ from the main ones in the value of isoelectric point or net charge. Conversion of variants may influence quality and effectiveness of therapeutics, therefore the understanding of their transformation through time is crucial for a more efficient therapeutic development and production. High temperatures accelerate the degradation processes and allow for understanding the time variation of variants. I introduced effective models that describe the conversion of variants for the measurements obtained from typical stability studies and also include both reversible and irreversible conversions between variants. The best model to describe the given data turned out to be the one involving a reversible conversion from the main variants to the acidic and basic ones, whereas other models would require more accessible data. The model is well capable of time extrapolation of data, which gives us more appropriate results comparing to the ones obtained by linear extrapolation. Because the amount of data taken from typical (experimental) stability studies is limited, complex models give us only a rough estimate of the parameters. For a more accurate estimate, more data or an alternative, simpler model would be required. Model assuming only an irreversible conversion from the main to the acidic and basic variants is also successful, to a good degree. In the given formulations, the acid variants are temperature conditioned and their values increase more rapidly with increasing temperature, whereas the basic variants are not temperature dependent. Temperature dependence allows for the use of the Arrhenius equation, which relates the temperature dependence with the reaction rate constant. Based on the model results of irreversible conversion between variants, it was possible to determine the Arrhenius equation coefficients, which well describes the time dependence of temperature conditioned variants. More generally, this work is based on the use of physical and mathematical approaches for modelling of complex protein processes and is a contribution towards the world challenge of developing novel biological drugs.
Sekundarne ključne besede: biophysics;proteins;monoclonal antibodies;stability;protein variants;temperature dependence;
Vrsta dela (COBISS): Magistrsko delo/naloga
Študijski program: 0
Konec prepovedi (OpenAIRE): 1970-01-01
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za matematiko in fiziko, Oddelek za fiziko
Strani: 44 str.
ID: 12033219