Weak interactions between a monoclonal antibody and anionic excipients : consequences for protein-protein interactions

Abstract

In a liquid antibody solution, all solution components such as the antibody, water and salts or buffers, are interacting. An interaction between antibody molecules and cosolutes is assumed to affect the protein-protein interactions and thereby influences the stability and the phase behavior of the antibody solution. In the present work the interaction between the antibody and the citrate molecules manifested by three experimental approaches. First, by comparison of phase boundaries as a function of pH in the absence and in the presence of citrate. Second, by mapping the ion atmosphere after equilibrium dialysis against a mixture of ions competing for the solvation shell. And last, by detecting accelerated diffusion of the antibody by dynamic light scattering at infinite dilution in the presence of 2 mM and 5 mM citrate, which would not be expected neither based on a two-component nor on a three-component diffusion model.

In einer flüssigen Antikörperlösung wechselwirken alle Lösungskomponenten, wie das Protein, Wasser und alle weiteren gelösten Stoffe miteinander. Eine Wechselwirkung zwischen Antikörpermolekülen und weiteren gelösten Stoffen beeinflusset die Protein-Protein Wechselwirkungen und folglich auch die Stabilität und das Phasenverhalten der Antikörperlösung. Die Wechselwirkung zwischen dem Antikörper und den Citratmolekülen wurde in dieser Arbeit mittels drei verschiedener experimenteller Herangehensweisen gezeigt. Beim Vergleich der Phasengrenzen in Abhängigkeit des pH-Wertes in An- und Abwesenheit von Citrat; durch Darstellung der Ionenatmosphäre nach Gleichgewichtsdialyse gegen eine Mischung verschiedener Ionen, die um die Solvathülle konkurrieren und schließlich durch beschleunigte Diffusion des Antikörpers bei unendlicher Verdünnung in der Anwesenheit von 2 mM und 5 mM Citrat, welche sich weder mittels Zweikomponenten noch mittels Dreikomponenten Diffusionsmodell erklären lässt.