La nouvelle technologie des billes permet des performances commerciales

Les billes de chromatographie d'affinité conçues spécifiquement pour l'ARNm et les FPLC éliminent les produits chimiques toxiques et purifient des dizaines de grammes, éliminant ainsi un goulot d'étranglement clé

Avant que des produits thérapeutiques à base d’ARNm puissent être produits en quantités suffisantes pour les essais cliniques et la distribution commerciale, il sera nécessaire de supprimer un goulot d’étranglement clé : la purification de l’ARNm. Les méthodes existantes ne purifient généralement que quelques grammes d’ARNm, et non les dizaines de grammes ou même les dizaines de kilogrammes nécessaires. Pour améliorer la purification de l'ARNm, Thermo Fisher a développé la résine d'affinité POROS Oligo (dT)25. Contrairement aux autres approches de purification, la chromatographie avec une résine à base de billes présente une excellente évolutivité. Notamment, la résine capture sélectivement l’ARNm via la queue polyadénylée en utilisant de simples étapes de purification du sel et de l’eau. [Artur Plawgo/Getty Images]

Les thérapies basées sur l’ARNm ont été propulsées au premier plan de la conscience publique sous la forme de vaccins contre le virus SARS-CoV-2. Après ce succès, des thérapies à base d'ARNm sont désormais développées pour un nombre toujours croissant d'indications et d'applications, notamment le cancer, la mucoviscidose et les maladies infectieuses, ainsi que des thérapies géniques et à base de cellules souches basées sur le remplacement ou l'édition de gènes.

Cependant, le problème de la purification doit être résolu avant que ces thérapies puissent être étendues et produites en quantités adéquates pour les essais cliniques ou la commercialisation.

"Traditionnellement, des outils et des produits à petite échelle ont été utilisés pour purifier l'ARNm, tels que la chromatographie liquide haute performance (HPLC) en phase inverse, la précipitation et, dans certains cas, la chromatographie à base de cellulose", explique Sirat Sikka, chercheur en applications sur le terrain. chez Thermo Fisher Scientific (Thermo Fisher). Ces méthodes peuvent être utilisées pour purifier quelques grammes d’ARNm et conviennent aux travaux sur banc et à certaines applications. La mise à l’échelle des essais cliniques et de la commercialisation nécessite toutefois la capacité de purifier des dizaines de grammes, voire des dizaines de kilogrammes d’ARNm.

« Chez Thermo Fisher, nous comprenions l’importance de l’ARNm et savions, même avant la pandémie, que l’ARNm serait largement utilisé », se souvient Sikka. Depuis lors, les revues scientifiques et spécialisées ont cité les thérapies et les vaccins à base d’ARNm comme des avancées révolutionnaires susceptibles de changer l’avenir de la médecine et la facilité de fabrication, ainsi que la capacité de cibler des voies qui autrement seraient impossibles à traiter. L'analyste du secteur Research and Markets prédit que le segment mondial des thérapies à base d'ARNm passera de 46,7 milliards de dollars en 2021 à 101,3 milliards de dollars d'ici 2026. Cela représente un taux de croissance annuel composé de 16,8 %.

Pour être prêt à une croissance aussi rapide du développement de l'ARNm, Thermo Fisher a commencé à développer une nouvelle résine de chromatographie d'affinité pour isoler et purifier l'ARNm bien avant que la technologie ne devienne un « mot familier ». L'équipe a cherché à développer une résine permettant une récupération améliorée, une pureté accrue et une reproductibilité améliorée.

La résine d'affinité POROS™ Oligo (dT)25, le produit résultant, est une perle poreuse réticulée en poly(styrène-co-divinylbenzène) de 50 µm fonctionnalisée avec des brins de désoxythymidine (dT) qui se lient à l'ARNm via la queue poly-A ( une chaîne de nucléotides adénine) qui se trouve à l’extrémité trois premiers de toutes les molécules d’ARNm.

L’un des défis est la taille de l’ARNm. Il s'agit d'une grosse molécule - d'une taille de 20 à 50 nm ou plus qui varie en fonction de la longueur de la construction et de la composition de la solution -, il peut donc y avoir une limitation de la diffusion à travers le support de chromatographie et, par conséquent, un obstacle au transfert de masse, explique Sikka. Étant donné que les billes POROS™ ont de grands pores traversants, la surface disponible pour l'interaction entre la résine et la molécule d'ARNm est augmentée, ce qui conduit à une capacité plus élevée. Les pores dilatés entraînent également une réduction de la résistance au transfert de masse, ce qui contribue à améliorer l’efficacité et la productivité du processus.

«La résine d'affinité POROS Oligo (dT)25 minimise le besoin de traiter des solvants organiques souvent utilisés avec les systèmes HPLC», poursuit Sikka. "L'utilisation de solvants organiques en grande quantité devient un problème pour la fabrication." Elle cite des problèmes de sécurité concernant l'élimination des solvants ainsi que la nécessité de moderniser les installations pour y faire face.