Verschillen in productiemethoden voor therapeutische antilichamen kunnen leiden tot variaties in hun structuur, afhankelijk van de gekozen recombinante procedure. De onderscheidingen, die gebaseerd zijn op een aantal glycosylaties, hebben zelfs invloed op de stabiliteit van antilichamen. Dit was het resultaat van een zeer nauwkeurige vergelijking van de structurele eigenschappen van antilichaamisotopen die werden vervaardigd in celculturen of planten. Apparatuur BOKU (EQ BOKU) gebaseerd op de University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna (BOKU) gebruikte ultramoderne massaspectrometers om minieme verschillen in de glycosylering van immunoglobulinen vast te stellen.

Antilichamen zijn een van de meest precieze vormen van medicijnen en worden steeds vaker gebruikt om kanker en andere aandoeningen te bestrijden. Ze worden vaak recombinant geproduceerd, met een reeks verschillende productieprocessen in gebruik. Elk proces creëert een identieke eiwitstructuur in het antilichaam, maar er zijn verschillen in wat bekend staat als glycosylering, of modificatie door toevoeging van specifieke koolhydraten. Eerder, er was weinig bekend over de manier waarop deze verschillen tot stand komen en de vorm die ze aannemen. Het identificeren van deze subtiele, maar potentieel medisch significant onderscheid vereist een uiterst complexe analyse, wat alleen mogelijk is met de nieuwste massaspectrometrieprocedures. Een BOKU-team had toegang tot dergelijke apparatuur in de EQ BOKU-faciliteit van de universiteit en ontdekte verrassende resultaten.

Het team onder leiding van prof. Richard Strasser is de eerste die precieze verschillen identificeert in de glycosyleringspatronen van immunoglobuline A, die ofwel in menselijke celculturen (HEK293) of plantensystemen (Nicotiana benthamiana) waren geproduceerd. Prof. Strasser, lid van de vakgroep Toegepaste Genetica en Celbiologie, merkte op:"Zelfs wij waren verrast door hoe groot de verschillen waren. Er waren scherpe contrasten tussen de twee systemen wat betreft de structuur van de koolhydraten die worden gebruikt voor glycosylering en hun positie op de eiwitten."

Met behulp van ultramoderne technieken, capillaire omgekeerde-fasechromatografie en elektrospray-massaspectrometrie, geleverd door EQ, het team slaagde erin de glycosylering in elk systeem tot in het kleinste detail te analyseren. Ze ontdekten dat het immunoglobuline A dat in de HEK293-celcultuur wordt geproduceerd, veel meer en ook complexere N-glycanen bevat - een groep koolhydraten die zich binden aan bepaalde stikstofatomen - dan die geproduceerd in celculturen van zoogdieren. Het in planten vervaardigde immunoglobuline A had ook een aanzienlijk kleiner aantal structuren. Dit was voornamelijk te wijten aan het feit dat planten geen van de metabolische routes hebben die nodig zijn voor glycosylering bij zoogdieren. "Maar we zagen ook glycosylaties in de antilichamen die in planten worden geproduceerd die alleen in planten kunnen voorkomen, " voegde Prof. Strasser toe.

Hoewel de glycosylaties in de antilichamen geproduceerd in N. benthamiana puur plantspecifiek waren, de antilichamen vertoonden dezelfde bindingseigenschappen voor antigenen als die vervaardigd met behulp van menselijke cellen. Dit suggereert dat wat therapeutische toepassingen betreft, de keuze van het productiesysteem maakt geen verschil. Echter, verdere analyse door het team van prof. Strasser onthulde dat de stabiliteit van immunoglobuline A varieert afhankelijk van de productiemethode - een factor die een beslissend effect zou kunnen hebben op het gebruik ervan bij de behandeling. De analyse omvatte het testen van de thermische stabiliteit van de antilichamen, die lager bleek te zijn in immunoglobuline A geproduceerd in planten. "We moeten verdere tests uitvoeren om te ontdekken hoe belangrijk dit is voor de toepassing van deze antilichamen bij de behandeling, " legde prof. Strasser uit.

Zijn team heeft alle benodigde middelen om dat te doen bij EQ BOKU. Geavanceerde massaspectrometers, chromatografieprocedures en calorimeters - en de knowhow van BOKU-experts - zijn allemaal beschikbaar voor de onderzoeksteams van de universiteit, evenals voor gebruikers uit de industrie en andere academische instellingen.