Purification d’oligonucléotides avec le MCSGP : rendement plus élevé, moins de contrôles en cours de fabrication (IPC)

Bachem — un leader mondial de la sous-traitance (CDMO) de peptides et d’oligonucléotides — a intégré le MCSGP dans la fabrication à grande échelle d’API oligonucléotidiques à Bubendorf, en Suisse. Une société pharmaceutique exigeait un API oligonucléotidique à hauteur de plusieurs tonnes avec un débit élevé et une empreinte environnementale réduite ; Bachem a répondu à cette demande avec le MCSGP sur ses systèmes de production qualifiés cGMP.

Résultats par rapport au mode par lots pour un oligonucléotide à l’échelle de la production :

• Référence par lots : pureté de 93,7 %, rendement de 81,6 %
• MCSGP : pureté comparable, +8 % de rendement, PMI de 1 300 kg par kg d’API
• Capacité avec 2 colonnes de 45 cm : >1 500 kg d’API oligonucléotidique par an
• Le débit augmente avec le diamètre de la colonne : >300 kg/an (20 cm) → >700 kg/an (30 cm) → >1,5 t/an (45 cm) → >2,5 t/an (60 cm)

Jalons industriels et BPF clés :

• 2021 : Installation et qualification à Bubendorf des deux premiers systèmes MCSGP à l’échelle du procédé (HPLC + AEX, colonnes de 20 et 30 cm)
• 2022 : Première purification MCSGP BPF réalisée pour des oligonucléotides — la toute première à l’échelle industrielle
• 2023 : Libération des premiers lots BPF d’oligonucléotides sous chromatographie continue MCSGP

Résultats quantitatifs : Bachem AG — « Greener Purification at Large-Scale: An Oligonucleotide Case Study » (mars 2023) Jalons BPF : Bachem AG — « Greener Purification at Large-Scale: An Oligonucleotide Case Study » (mis à jour en 2025)

Une publication marquante de 2025 (Eisenhuth & Müller-Späth, Processes 13(12), 3950) fournit le premier cadre de caractérisation de procédé et de qualification de performance (PPQ) conforme aux réglementations pour le MCSGP — démontré sur un peptide synthétique de 20 résidus et explicitement applicable aux fabricants d’oligonucléotides. Résultats clés : réduction de 96 % de la charge IPC, réduction de 73 % de la PMI et robustesse totale du procédé confirmée sur 397 élutions. → Voir la page Purification de peptides pour tous les détails

Molécule : Oligonucléotide antisens gapmer ADN-LNA conjugué à un cluster GalNAc (Roche) Mode chromatographique : HPLC en phase inverse Équipement : Contichrom CUBE

Résultat clé : L’augmentation du rendement absolu de +38,8 % permet une réduction d’échelle de 42,5 % de la synthèse d’oligonucléotides — une réduction massive des coûts étant donné que la synthèse est le principal moteur de coûts dans la fabrication d’oligonucléotides. L’équipement, les produits chimiques et la méthodologie sont analogues à la purification RP standard, permettant une transition directe.

Weldon, R. et al. J. Chromatogr. A, 1663, 462734 (2022). DOI: 10.1016/j.chroma.2021.462734

Molécule : Brin sens conjugué à un sucre d’un siRNA thérapeutique (J&J) Mode chromatographique : Échange d’anions (AIEX) Équipement : Contichrom CUBE 30

Résultat clé : Le MCSGP a été mis en œuvre avec succès pour la purification AIEX continue d’un siRNA thérapeutique conjugué. La procédure de développement de méthode assistée par logiciel a permis un transfert rapide de la chromatographie par lots au mode continu. Compte tenu des coûts très élevés de la synthèse d’oligonucléotides, l’amélioration du rendement de 13 % représente à elle seule des économies substantielles.

Weldon, R. et al. Org. Process Res. Dev., 29, 1400–1410 (2025). DOI: 10.1021/acs.oprd.4c00513

Le MCSGP recycle continuellement les fractions latérales impures que la chromatographie AIEX ou IP-RP par lots rejette — récupérant le produit oligonucléotidique de longueur totale sans compromettre la pureté. Les données publiées sur un gapmer conjugué au GalNAc ont montré une augmentation du rendement de 52,7 % à 91,5 %. Pour un siRNA conjugué, le rendement est passé de 80 % à 93 %. Des améliorations de +13 à 74 % sont typiques selon la pureté brute et la complexité des impuretés.

Oui. Le MCSGP utilise les mêmes phases stationnaires d’échange d’anions (AIEX), de phase inverse à paires d’ions (IP-RP) et de phase inverse (RP) ainsi que les mêmes systèmes d’éluants que votre méthode par lots actuelle. Aucun changement de votre résine ou de la chimie de vos tampons n’est nécessaire — les paramètres du procédé MCSGP sont ensuite développés à partir de ces conditions existantes, généralement en 1 à 2 semaines sur le CUBE.

Les oligonucléotides présentant des profils d’impuretés complexes enregistrent les gains les plus importants — en particulier les ASO phosphorothioates (pics de diastéréomères larges), les séquences conjuguées au GalNAc (complexité de conjugaison ajoutée) et les siRNA (exigences de haute pureté des brins). Même les oligonucléotides 20-mer bien optimisés montrent une amélioration du rendement absolu de +50 %.

Oui. Le MCSGP prend en charge les séparations par échange d’anions (AIEX), par phase inverse à paires d’ions (IP-RP) et par phase inverse (RP) utilisées pour la purification des oligonucléotides. Il utilise les mêmes phases stationnaires et systèmes d’éluants que le procédé par lots existant, permettant aux conditions établies de servir de point de départ au développement du procédé MCSGP. Les applications publiées démontrent le procédé dans les deux modes AIEX et RP.

Oui. Bachem réalise des purifications d’oligonucléotides MCSGP BPF depuis 2023 dans ses installations de Bubendorf — le premier MCSGP à l’échelle industrielle au monde pour les oligonucléotides. Une publication marquante de décembre 2025 (Müller-Späth et al., Processes 13(12), 3950) fournit le tout premier cadre de caractérisation de procédé et de PPQ applicable aux procédés MCSGP d’oligonucléotides.

Oui. Tous les systèmes Contichrom prennent en charge les modes par lots, par lots intégrés 2D/3D et continus sur le même matériel. Les systèmes de production TWIN HPLC sont bimodes (MCSGP + batch) sur un seul châssis — vous pouvez donc exécuter les deux procédés de purification d’oligonucléotides sans équipement séparé.

À partir d’une méthode d’oligonucléotides AIEX ou IP-RP par lots existante, l’assistant MCSGP de ChromIQ® permet la conception du procédé en seulement 15 minutes. Un premier cycle d’oligonucléotides MCSGP peut être réalisé en environ une journée. L’optimisation complète prend généralement 1 à 2 semaines.

AutoPeak® surveille le profil d’élution des oligonucléotides en temps réel via l’UV et la conductivité, ajustant dynamiquement les fenêtres de collecte pour compenser la variabilité de la charge brute, le vieillissement de la colonne et la dérive du temps de rétention. Des études ont montré que sans AutoPeak®, les rendements chutaient à 20 % sous l’effet de la variation du processus — avec AutoPeak®, un rendement élevé et constant est maintenu automatiquement.

La synthèse des oligonucléotides est le principal moteur de coûts. En augmentant le rendement de purification à plus de 90 %, le MCSGP permet une réduction d’échelle proportionnelle de la synthèse en phase solide en amont — jusqu’à 42,5 % de synthèse en moins pour le même produit final. Combiné à l’élimination de la re-chromatographie et à la réduction de la charge de contrôle qualité, le MCSGP offre une économie de procédé transformatrice.

Pour la fabrication d’oligonucléotides, le MCSGP permet de réduire la consommation de solvants et de tampons par gramme de produit purifié, de réaliser des campagnes de synthèse en amont plus petites (grâce à un rendement plus élevé) et de réduire considérablement le nombre d’analyses IPC. La FDA encourage activement le passage à la fabrication continue pour les API pharmaceutiques, et le MCSGP améliore considérablement l’intensité massique du procédé (PMI).