Fotoossidazione dell'anticorpo monoclonale Durvalumab nella formulazione Imfinzi

Monoclonal antibodies (mAbs) have emerged as a prominent class of protein therapeutics for cancer treatment. However, their protein nature renders them susceptible to various stressors during manufacturing, transportation, storage, handling, and administration. Notably, light exposure can induce chemico-physical changes, particularly when amino acids are located in the complementarity-determining regions (CDRs), potentially compromising efficacy and safety. This study aimed to evaluate the chemico-physical stability and biological activity of and Durvalumab (Imfinzi) under light doses mimicking real-life exposure and the mechanism upon which the modifications took place. Exposure to sunlight doses like those experienced in real-life settings did not alter the conformation of the diluted mAbs. However, light-induced a small extent of aggregation of the mAb. Durvalumab was also evaluated upon induced stress either by direct UVA/UVB exposure or by photosensitization via blue-light excitation of ruthenium(II) tris-bipyridyl dication (Rubpy²⁺). Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis revealed low levels of oxidative damage and deamidation. Chemico-physical modifications affected the target recognition ability of PD-L1 by irradiated Durvalumab. Notably, no significant immunogenic potential was observed in dendritic cells derived from differentiated monocytes. The chemico-physical changes induced by real-life light exposure did not significantly impact the overall protein structure of the tested mAb. Minimal chemical modifications were detected in the CDRs, resulting in a marginal decrease in in vitro target recognition. While aggregation did not induce immunogenicity, it contributed to the decrease in biological activity. Photosensitized modifications of Durvalumab showed to be predominantly mediated by singlet oxygen.

Gli anticorpi monoclonali (mAb) si sono affermati come una classe importante di farmaci proteici per il trattamento del cancro. Tuttavia, la loro natura proteica li rende suscettibili a vari fattori di stress durante la produzione, il trasporto, lo stoccaggio, la manipolazione e la somministrazione. In particolare, l'esposizione alla luce può indurre cambiamenti chimico-fisici, in particolar modo quando gli amminoacidi si trovano nelle regioni determinanti la complementarietà (CDR), compromettendo potenzialmente l'efficacia e la sicurezza. Questo studio mira a valutare la stabilità chimico-fisica e l'attività biologica di Durvalumab (Imfinzi) a dosi di luce che imitano l'esposizione reale e il meccanismo in base al quale si verificavano tali cambiamenti. L'esposizione a dosi di luce solare simili a quelle sperimentate in contesti reali non ha alterato la conformazione degli mAb diluiti. Tuttavia, la luce ha indotto una piccola aggregazione dell'mAb. Durvalumab è stato valutato anche in seguito a stress indotto mediante esposizione diretta a UVA/UVB o mediante fotosensibilizzazione tramite eccitazione con luce blu del dicatione del rutenio(II) tris-bipiridile (Rubpy²⁺). L'analisi mediante cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) ha rivelato bassi livelli di danno ossidativo e deamidazione. Le modifiche chimico-fisiche hanno influenzato la capacità di riconoscimento del bersaglio di PD-L1 da parte di Durvalumab irradiato. In particolare, non è stato osservato alcun potenziale immunogenico significativo nelle cellule dendritiche derivate da monociti differenziati. Le modifiche chimico-fisiche indotte dall'esposizione alla luce in condizioni reali non hanno avuto un impatto significativo sulla struttura proteica complessiva dell'mAb testato. Sono state rilevate minime modifiche chimiche nelle CDR, con conseguente riduzione marginale del riconoscimento del bersaglio in vitro. Sebbene l'aggregazione non abbia indotto immunogenicità, ha contribuito alla riduzione dell'attività biologica. Le modifiche fotosensibilizzate di Durvalumab si sono dimostrate prevalentemente mediate dall'ossigeno singoletto.