Projekt kring hur frystorkade kolhydrater kan stabilisera proteiner

Kan ni förklara vad projektet handlar om och vad ni hoppas kunna förstå? 

"Torkning av formuleringarna till ett fast tillstånd genom frystorkning är ett användbart sätt att förlänga stabiliteten och hållbarheten hos läkemedel för en mängd olika långsiktiga behandlingar och applikationer. Målet med detta projekt är att undersöka hur frystorkade material, såsom socker (sackaros), kan stabilisera strukturen hos proteiner (lysozymer). Vår strategi är att dra nytta av den senaste tekniken för fastfas-NMR (ssNMR), som kan ge unika detaljer om dynamiken och interaktionerna på molekylär nivå (till exempel rörlighet och/eller styvhet) hos socker- och proteinmolekylsegment under olika hydratiserings- och temperaturförhållanden. Det aktuella resultatet kan komplettera resultaten från tidigare studier som använt andra metoder, till exempel DSC och SAXS."

Vilka partners är inblandade? 

"Arbetet utförs i samarbete mellan MAU (Vitaly Kocherbitov och Vasantha Gowda) och CR Competence (Tobias Halthur och Enamul Mojumdar). Vi har också involverat Daniel Topgaard vid Lunds universitet för instrumentåtkomst och expertis."

Kan ni berätta lite om resultaten hittills och vad de betyder? 

"Våra initiala NMR-data visar breda linjeegenskaper för både ren sackaros och lysozym samt formuleringar (80/20 och 60/40), vilket indikerar fasta amorfa material utan några tecken på molekylär segmentell rörlighet vid rumstemperatur (25 °C), under fryspunkten (cirka –8 °C) och över fryspunkten (40 °C). Även om de frystorkade proverna visade tecken på rester av vatten, påverkade detta dock inte mobiliseringen av socker eller protein. En ytterligare temperaturökning till 70 °C förändrade inte materialets amorfa beteende eller linjeform, förutom ren sackaros. Ren sackaros uppvisade skarpa NMR-signaler och rörlighet i de sockermolekylära segmenten vid 70 °C och även efter avkylning tillbaka till 25 °C, vilket indikerar sockrets kristallisationsbeteende."

Vad blir nästa steg i projektet? 

"Vårt efterföljande mål är att undersöka effekterna av vatten och luftfuktighet på frystorkade material, med tanke på dess betydande inflytande på stabiliteten och lagringen av fasta läkemedel. Vi påbörjade vår undersökning vid en låg luftfuktighet på 33 % RF (exponerad efter frystorkning) och kommer därefter att fortsätta undersöka vid högre luftfuktigheter på 53 % och högre. Genom att använda ssNMR i kombination med reglerade luftfuktigheter och temperaturvariationer försöker vi belysa de synergistiska effekterna av socker och protein i detalj."