Entwicklung der Freigabeanalytik für das innovative Adjuvans XS15 und für Vakzinpeptidcocktails zur personalisierten Immuntherapie

Abstract

Der Ansatz der antigenbasierten Krebs-Immuntherapie macht sich die Individualität der Tumorzellen zu Nutze und bekämpft Krebszellen spezifisch durch die Aktivierung von Immunzellen. Dabei werden immer mehr individuelle Ansätze aufgrund der Verschiedenheit maligner Zellen und aufgrund des ausgeprägten Polymorphismus der HLA-Gene entwickelt. Hierzu zählen Vakzinpeptidcocktails aus synthetisch hergestellten Peptiden, deren Sequenzen von Tumorzellen abstammen und für die personalisierte Krebs-Immuntherapie verwendet werden. Für jeden Patienten ist die Herstellung eines personalisierten Therapeutikums unter GMP-Bedingungen, wie es das Wirkstoffpeptidlabor an der Universität Tübingen praktiziert, erforderlich. Dadurch wird im gesamten Herstellungsprozess eine gleichbleibende Qualität des Produkts und somit die pharmazeutische Sicherheit für den Patienten gewährleistet. Sowohl in der Produktion als auch in der Qualitätskontrolle sind, um auf all diese unterschiedlichen Peptidsequenzen und Kombinationen flexibel und zuverlässig reagieren zu können, gewisse Herausforderungen zu bewerkstelligen. Ein Ziel dieser Arbeit war daher die Methodenoptimierung der analytischen RP-HPLC in der Qualitätskontrolle, um Vakzinpeptidcocktails aus bis zu 10 verschiedenen Wirkstoffpeptiden eindeutig zu identifizieren und eine zuverlässige Quantifizierung, wie für die Arzneimittelanalytik erforderlich, zu gewährleisten. Außerdem sollte für einen höheren Probendurchsatz die Analysenzeit deutlich reduziert werden. Dafür wurden die Säulendimension verändert, um eine höhere Flussrate, und damit kürzere Analysezeiten zu erreichen. Um bei der Analyse von Vakzinpeptidcocktails basisliniengetrennte Peaks zu erreichen, wurden die Wirkstoffpeptide in zwei Retentionsbereiche eingeteilt. Für diese beiden Bereiche wurden separate Methoden entwickelt, die die Auflösung der Peaks verbessern und im Optimalfall jedes Peptid als Einzelpeak darstellen können. Dabei zeigte die Verifizierung mit insgesamt sieben Vakzinpeptidcocktails eine deutliche Verbesserung und regelmäßig eine vollständige Basislinien-Trennung aller Peaks der enthaltenen Wirkstoffpeptide. Um nicht nur eine spezifische, sondern auch eine effektive Immunantwort auszulösen, werden den Vakzinpeptidcocktails Adjuvantien zugegeben. Adjuvantien sind Komponenten, welche selbst nicht als Antigen wirken aber die Immunogenität durch Stimulation von Antigen präsentierenden Zellen erhöhen. In dieser Arbeit wurde das neu entwickelte innovative Adjuvans XS15 umfassend charakterisiert und eigenständige HPLC-Methoden entwickelt, die sowohl alle potenziellen Neben- und Abbauprodukte identifizieren als auch eine zuverlässige Quantifizierung ermöglichen. Dazu wurden verschiedene Stresstests durchgeführt und eine Interaktion von XS15 mit dem Material des Sterilfilters oder anderen Wirkstoffpeptiden untersucht, um derartige Probleme bei der Vakzinpeptidcocktailherstellung auszuschließen. In diesem Zusammenhang war es, aufgrund von verschiedenen Konzentrationen und deutlich unterschiedlichem Retentionsverhalten, nicht möglich, XS15 und den Vakzinpeptidcocktail mit der gleichen Methode in der HPLC zu analysieren. Die Stabilität von XS15 wurde in verschiedenen Lösungsmitteln und über verschiedene Zeiträume untersucht. Für den Einsatz der entwickelten Methoden in der GMP-Routine mussten diese einer vollständigen Validierung nach der ICH-Richtlinie Q2 unterzogen werden. Dafür müssen je nach Anwendung der Methoden verschiedene Parameter untersucht und erfüllt werden. In diesem Fall musste die Spezifität, Präzision und Linearität bestätigt werden und über die Berechnung der Nachweis- und Detektionsgrenzen ein Arbeitsbereich, der eine gewisse Robustheit aufweist, festgelegt werden. Während dieser Doktorarbeit konnten robuste Methoden für die HPLC-Analytik von Vakzinpeptidcocktails und des Adjuvans XS15 entwickelt werden, welche direkt in der GMP-Routineanalytik angewendet werden können. Somit kann eine schnelle Qualitätskontrolle der individuellen Therapeutika mit zuverlässiger Quantifizierung gewährleistet werden.