biopreparatБИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечениеBiological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment2221-996X2619-1156Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products10.30895/2221-996X-2022-22-1-23-37biopreparat-415Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESРазработка и аттестация фармакопейного стандартного образца для подтверждения подлинности первичной структуры очищенного рекомбинантного интерферона бета-1b методом пептидного картированияDevelopment and certification of a pharmacopoeial reference standard for primary structure identification of purified recombinant interferon beta-1b by peptide mappinghttps://orcid.org/0000-0002-6611-0101ГолощаповаЕ. О.GoloshchapovaE. O.

Голощапова Евгения Олеговна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Eugenia O. Goloshchapova

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Goloshapova@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0729-530XРуноваО. Б.RounovaO. B.

Рунова Ольга Борисовна, кандидат химических наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Olga B. Rounova, Cand. Sci. (Chem.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Runova@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0026-7365МинероА. С.MineroA. S.

Минеро Анастасия Сальвадоровна

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Anastasia S. Minero

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

minero@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8473-7442ФадейкинаО. В.FadeikinaO. V.

Фадейкина Ольга Васильевна, кандидат биологических наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Olga V. Fadeikina, Cand. Sci. (Biol.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Fadeikina@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8698-2890ВолковаР. А.VolkovaR. A.

Волкова Рауза Асхатовна, доктор биологических наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Rauza A. Volkova, Dr. Sci. (Biol.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

volkova@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5541-5575ДегтеревМ. Б.DegterevM. B.

Дегтерев Максим Борисович

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Maksim B. Degterev

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinskiy District, Vladimir Region 601125

degterev@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5875-6933ТаранС. А.TaranS. A.

Таран Сергей Анатольевич, кандидат химических наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Sergey A. Taran, Cand. Sci. (Chem.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinskiy District, Vladimir Region 601125

taran@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6532-7835ШукуровР. Р.ShukurovR. R.

Шукуров Рахим Рахманкулыевич, кандидат биологических наук

ул. Владимирская, д. 14, пос. Вольгинский, Петушинский район, Владимирская область, 601125

Rakhim R. Shukurov, Cand. Sci. (Biol.)

14 Vladimirskaya St., Volginsky town, Petushinskiy District, Vladimir Region 601125

shukurov@ibcgenerium.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5432-1887УстинниковаО. Б.UstinnikovaO. B.

Устинникова Ольга Борисовна, кандидат биологических наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Olga B. Ustinnikova, Cand. Sci. (Biol.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Ustinnikova@expmed.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian FederationАкционерное общество «ГЕНЕРИУМ»РоссияGenerium JSCRussian Federation2022090420222212337Copyright © Голощапова Е.О., Рунова О.Б., Минеро А.С., Фадейкина О.В., Волкова Р.А., Дегтерев М.Б., Таран С.А., Шукуров Р.Р., Устинникова О.Б., 20222022Голощапова Е.О., Рунова О.Б., Минеро А.С., Фадейкина О.В., Волкова Р.А., Дегтерев М.Б., Таран С.А., Шукуров Р.Р., Устинникова О.Б.Goloshchapova E.O., Rounova O.B., Minero A.S., Fadeikina O.V., Volkova R.A., Degterev M.B., Taran S.A., Shukurov R.R., Ustinnikova O.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.biopreparations.ru/jour/article/view/415

Лекарственные препараты на основе рекомбинантных человеческих интерферонов (рчИФН) бета-1а и бета-1b применяют в качестве препаратов первой линии при лечении рассеянного склероза. При этом рчИФН бета-1а и бета-1b имеют структурные отличия, обусловленные использованием эукариотической или прокариотической системы экспрессии соответственно. Согласно международным фармакопейным требованиям необходима оценка подлинности первичной структуры рекомбинантного белка методом пептидного картирования, который предполагает использование стандартного образца сравнения. Международный стандартный образец рчИФН бета-1b для оценки подлинности отсутствует. Цель работы: разработка и аттестация фармакопейного стандартного образца для подтверждения подлинности аминокислотной последовательности очищенного рекомбинантного рчИФН бета-1b методом пептидного картирования. Материалы и методы: рчИФН бета-1b производства АО «ГЕНЕРИУМ»; эндопротеиназа Glu-C из Staphylococcus aureus V8. Исследование проводили методом пептидного картирования с использованием обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) и метода масс-спектрометрии высокого разрешения. Результаты оценивали с применением статистических методов расчета среднего арифметического, стандартного отклонения, коэффициента вариации. Результаты: разработан и аттестован стандартный образец Государственной фармакопеи Российской Федерации для подтверждения подлинности рчИФН бета-1b (ФСО 3.2.00447). Аттестованная характеристика представлена в виде диапазонов времен удерживания характеристических пиков: абсолютное время удерживания третьего (референтного) пика составило 42,0–43,2 мин, относительное время удерживания первого пика — 0,61–0,66, второго пика — 0,68–0,73, четвертого пика — 1,04–1,06, пятого пика — 1,14–1,15, шестого пика — 1,22–1,24, седьмого пика — 1,29–1,30. Выводы: разработаны требования к ФСО рчИФН бета-1b, в качестве кандидата в стандартный образец выбран полупродукт рчИФН бета-1b, отобранный на стадии до добавления человеческого сывороточного альбумина; проведен контроль качества в соответствии с разработанной спецификацией и проанализирована аминокислотная последовательность молекулы с подтверждением наличия дисульфидной связи; получена аттестованная характеристика ФСО; сравнительный анализ пептидных карт разработанного и аттестованного ФСО рчИФН бета-1b и стандартного образца (СRS) рчИФН бета-1а показал различие данных пептидных карт и, следовательно, необходимость применения разработанного ФСО.

Medicines based on recombinant human interferons (rhIFNs) beta-1a and beta-1b are used as first-line treatment of multiple sclerosis. Meanwhile, rhIFN beta-1a and beta-1b have structural differences associated with the eukaryotic or prokaryotic expression systems, respectively. Pharmacopoeias require identification of the primary structure of recombinant proteins by peptide mapping, which involves the use of reference material. Currently, there is no international reference standard available for rhIFN beta-1b structural identification. The aim of the study was development and certification of a pharmacopoeial reference standard for identification of the amino acid sequence of purified rhIFN beta-1b by peptide mapping. Materials and methods: rhIFN beta-1b produced by GENERIUM and endoproteinase Glu-C from Staphylococcus aureus V8 were used in the study. The peptide mapping was performed using reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC) and high-resolution mass spectrometry. Statistical evaluation of the results included calculation of the arithmetic mean, standard deviation, and coefficient of variation. Results: the authors developed and certified a Russian Pharmacopoeia reference standard for structural identification of rhIFN beta-1b (PhRS 3.2.00447). The certified characteristic is the range of retention times of characteristic peaks: the absolute retention time was 42.0–43.2 for the third (reference) peak, the relative retention time was 0.61–0.66 for the first peak, 0.68–0.73 for the second peak, 1.04–1.06 for the fourth peak, 1.14–1.15 for the fifth peak, 1.22–1.24 for the sixth peak, and 1.29–1.30 for the seventh peak. Conclusions: the authors developed requirements for the rhIFN beta-1b pharmacopoeial reference standard. The material chosen as the candidate reference standard was an intermediate rhIFN beta-1b product sampled before addition of human serum albumin. The quality control was carried out in accordance with the developed specification. The authors analysed the amino acid sequence of the molecule, confirmed the presence of the disulfi e bond, and obtained the certifi d characteristic of the reference standard. Comparative analysis of the peptide maps of the certified rhIFN beta-1b pharmacopoeial reference standard and the rhIFN beta-1a reference standard revealed differences between the maps, and, therefore, confirmed the relevance of the developed reference standard.

рекомбинантный интерферон бета-1bподлинностьпептидное картированиевысокоэффективная жидкостная хроматографиямасс-спектрометрияфармакопейный стандартный образец (ФСО)recombinant interferon beta-1bidentificationpeptide mappinghigh performance liquid chromatographymass spectrometrypharmacopoeial reference standard (PhRS)Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056-00001-22-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР 121022000147-4).ReferencesБобрускин АИ, Кононова НВ, Мартьянов ВА, Шустер АМ. Промышленный способ получения и очистки рекомбинантного интерферона бета-1b человека из телец включения. Патент Российской Федерации № 2473696; 2013.Bobruskin AI, Kononova NV, Martianov VA, Shuster AM. Industrial method for production and purification of recombinant human interferon beta-1b from inclusion bodies. Patent of the Russian Federation No. 2473696; 2013 (In Russ.)Orru S, Amoresano А, Siciliano R, Napoleoni R, Finocchiaro O, Datola A, et al. Structural analysis of modified forms of recombinant IFN-beta produced under stress-simulating conditions. Biol Chem. 2000;381(1):7–17. https://doi.org/10.1515/BC.2000.002Orru S, Amoresano А, Siciliano R, Napoleoni R, Finocchiaro O, Datola A, et al. Structural analysis of modified forms of recombinant IFN-beta produced under stress-simulating conditions. Biol Chem. 2000;381(1):7–17. https://doi.org/10.1515/BC.2000.002Runkel L, Meier W, Pepinsky R, Karpusas M, Whitty A, Kimball K, et al. Structural and functional differences between glycosylated and non-glycosylated forms of human interferon-beta (IFN-beta). Pharm Res. 1998;15(4):641–9. https://doi.org/10.1023/a:1011974512425Runkel L, Meier W, Pepinsky R, Karpusas M, Whitty A, Kimball K, et al. Structural and functional differences between glycosylated and non-glycosylated forms of human interferon-beta (IFN-beta). Pharm Res. 1998;15(4):641–9. https://doi.org/10.1023/a:1011974512425Hahn N, Pharm D, Palmer K, Delate T. Therapeutic interferon interchange in relapsing multiple sclerosis lowers health care and pharmacy expenditures with comparable safety. Perm J. 2018;22:18–46. https://doi.org/10.7812/TPP/18-046Hahn N, Pharm D, Palmer K, Delate T. Therapeutic interferon interchange in relapsing multiple sclerosis lowers health care and pharmacy expenditures with comparable safety. Perm J. 2018;22:18–46. https://doi.org/10.7812/TPP/18-046Alenda R, Costa-Frossard L, Alvarez-Lafuente R, Espejo C, Rodriguez-Martin E, de la Maza SS, et al. Blood lymphocyte subsets identify optimal responders to IFN-beta in MS. J Neurol. 2018;265(1):24–31. https://doi.org/10.1007/s00415-017-8625-6Alenda R, Costa-Frossard L, Alvarez-Lafuente R, Espejo C, Rodriguez-Martin E, de la Maza SS, et al. Blood lymphocyte subsets identify optimal responders to IFN-beta in MS. J Neurol. 2018;265(1):24–31. https://doi.org/10.1007/s00415-017-8625-6Попова ЕВ, Бойко АН, Быкова ОВ, Нанкина ИГ, Батышева ТТ. Опыт применения российского биоаналога интерферона бета-1b в лечении детского рассеянного склероза. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2016;6:73–5. https://doi.org/10.17116/jnevro20161166173-75Popova EV, Boyko AN, Bykova OV, Nankina IG, Batysheva TT. Experience of application of Russian biosimilar of interferon beta-1b for treatment of pediatric multiple sclerosis. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova = S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2016;6:73–5 (In Russ.) https://doi.org/10.17116/jnevro20161166173-75Hyun JW, Kim G, Kim Y, Kong B, Joung A, Park NY, et al. Neutralizing antibodies against interferon-beta in korean patients with multiple sclerosis. J Clin Neurol. 2018;14(2):186–90. https://doi.org/10.3988/jcn.2018.14.2.186Hyun JW, Kim G, Kim Y, Kong B, Joung A, Park NY, et al. Neutralizing antibodies against interferon-beta in korean patients with multiple sclerosis. J Clin Neurol. 2018;14(2):186–90. https://doi.org/10.3988/jcn.2018.14.2.186Голощапова ЕО, Минеро АС, Рунова ОБ, Устинникова ОБ. Разработка методики пептидного картирования для оценки подлинности рекомбинантного интерферона бета-1b. Биофармацевтический журнал. 2021;13(1):22–7. https://doi.org/10.30906/2073-8099-2021-13-1-21-26Goloshchapova EO, Minero AS, Runova OB, Ustinnikova OB. Development of a peptide mapping technique to evaluate the authenticity of recombinant interferon beta-1b. Biofarmatsevticheskiy zhurnal = Russian Journal of Biopharmaceuticals. 2021;13(1):22–7 (In Russ.) https://doi.org/10.30906/2073-8099-2021-13-1-21-26Голощапова ЕО, Рунова ОБ, Устинникова ОБ. Рекомбинантные интерфероны бета-1а и бета-1b: особенности структуры белка и проблемные вопросы подтверждения ее подлинности. Химико-фармацевтический журнал. 2018;52(8):61–4. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2018-52-8-61-64Goloshchapova EO, Runova OB, Ustinnikova OB. Recombinantinterferonsbeta-1aandbeta-1b: protein structure features and problematic issues of identity confirmation. Khimiko-farmatsevticheskii zhurnal = Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018;52(8):61– 4 (In Russ.) https://doi.org/10.30906/0023-1134-2018-52-8-61-64Фадейкина ОВ, Волкова РА. Разработка порядка аттестации стандартных образцов биологических лекарственных средств. Химико-фармацевтический журнал. 2017;51(8):44–50. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2017-51-8-44-50Fadeikina OV, Volkova RA. Elaboration of certification procedures for reference standards of biological drugs. Khimikofarmatsevticheskii zhurnal = Pharmaceutical Chemistry Journal. 2017;51(8):44–50 (In Russ.) https://doi.org/10.30906/0023-1134-2017-51-8-44-50Zhang Z, Pan H, Chen X. Mass spectrometry for structural characterization of therapeutic antibodies. Mass Spectrom Rev. 2009;28(1):147–76. https://doi.org/10.1002/mas.20190Zhang Z, Pan H, Chen X. Mass spectrometry for structural characterization of therapeutic antibodies. Mass Spectrom Rev. 2009;28(1):147–76. https://doi.org/10.1002/mas.20190Tian Y, Ruotolo B. The growing role of structural mass spectrometry in the discovery and development of therapeutic antibodies. Analyst. 2018;143(11):2459– 68. https://doi.org/10.1039/c8an00295aTian Y, Ruotolo B. The growing role of structural mass spectrometry in the discovery and development of therapeutic antibodies. Analyst. 2018;143(11):2459– 68. https://doi.org/10.1039/c8an00295aHаda V, Bagdi A, Bihari Z, Timari SB, Fizil A, Szantay C Jr. Recent advancements, challenges, and practical considerations in the mass spectrometry-based analytics of protein biotherapeutics: A viewpoint from the biosimilar industry. J Pharm Biomed Anal. 2018;161:214–38. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.08.024Hаda V, Bagdi A, Bihari Z, Timari SB, Fizil A, Szantay C Jr. Recent advancements, challenges, and practical considerations in the mass spectrometry-based analytics of protein biotherapeutics: A viewpoint from the biosimilar industry. J Pharm Biomed Anal. 2018;161:214–38. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.08.024

The authors declare that there are no conflicts of interest present.