La calorimétrie différentielle à balayage (DSC :
Differential Scanning Calorimetry) est une technique
thermodynamique de détermination des transitions de phase des
polymères. Elle est utilisée par l’industrie pharmaceutique pour
caractériser la stabilité thermique et les états conformationnels
des protéines. Pour répondre aux récentes exigences des autorités
réglementaires, des chercheurs américains ont examiné les
paramètres de qualification de la DSC pour l’analyse de la
stabilité thermique des protéines.
La précision de la DSC a d’abord été établie en répétant les
mesures sur la même protéine avec le même appareil. Les valeurs de
transition thermique obtenues sur 5 protéines montrent une
excellente précision lors de la répétition des mesures, quelle que
soit la nature structurale de la protéine. En répétant les mesures
de la même protéine avec 2 appareils, une différence significative
apparaît au niveau de la détection de la précipitation des
protéines. Les appareils sont relativement constants dans le temps
et les analyses peuvent être effectuées sur plusieurs jours, tant
que la solution protéique reste stable.
Pour déterminer la sensibilité de la DSC, 4 protéines ont été
analysées dans leur état natif (solution tampon à pH stable), et en
conditions dénaturantes (tampon citrate pH 3 et tampon guanidine
6M). La DSC est capable de détecter la stabilité thermique et
les changements de conformation des protéines induits par un faible
pH ou une forte concentration en guanidine. De même, la DSC est
sensible à la variation de concentration des solutions protéiques
testées. En revanche, il est difficile d’utiliser la DSC dans le
cas de mélanges de protéines de structures différentes.
Enfin, la DSC a été confrontée à quelques exemples concrets de
la pratique quotidienne en industrie pharmaceutique : quelle est la
stabilité des protéines au pH utilisé ? Quels tampons choisir pour
la solution protéique ? Quelle nature de protéines privilégier dans
les études ?
Au travers de cette étude, la DSC se révèle une technique fiable
et sûre pour analyser la stabilité thermique et les changements de
conformation des protéines utilisées dans l’industrie
pharmaceutique. Elle constitue ainsi un outil d’analyses adapté
pour déterminer l’impact sur les protéines thérapeutiques des
procédés de fabrication, des procédés de formulation, mais aussi
des conditions de conservation.
Dr Estelle Deniaud Boüet
Wen . et coll. : Applications of differential scanning calorimetry for thermal stability analysis of proteins : Qualification of DSC. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2012 ; 101: 955-964.
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