Recombinant proteins represent a large sector of the biopharma market. Determination of the main elimination pathways raises the opportunities to significantly increase their half-lives in vivo. However, evaluation of biodegradation of pharmaceutical biopolymers performed in the course of pre-clinical studies is frequently complicated. Noninvasive pharmacokinetic and biodistribution studies in living organism are possible using proteins conjugated with near-infrared dyes. In the present study we designed a highly efficient probe based on fluorescent dye self-quenching for monitoring of in vivo biodegradation of recombinant human butyrylcholinesterase. The maximum enhancement of integral fluorescence in response to degradation of an intravenously administered enzyme was observed 6 h after injection. Importantly, excessive butyrylcholinesterase labeling with fluorescent dye results in significant changes in the pharmacokinetic properties of the obtained conjugate. This fact must be taken into consideration during future pharmacokinetic studies using in vivo bioimaging.
Рекомбинантные белки стали одними из лидирующих среди современных фармакологических препаратов. Вместе с тем существующие методы анализа фармакокинетики в большинстве своем не учитывают процесс биодеградации белкового препарата. Закономерности биодеградации белкового фармпрепарата позволяют определить основные пути его выведения из организма при проведении доклинических испытаний. Использование флуоресцентных агентов высокой яркости красного и дальне-красного диапазона дает возможность проводить неинвазивные исследования выведения и распределения белковых препаратов в живом организме. Мы предложили использовать метод избыточной конъюгации белков флуорофорами для создания зонда, позволяющего наблюдать биодеградацию рекомбинантной бутирилхолинэстеразы в организме живой мыши. Установлено, что максимум разгорания флуоресценции, отражающей деградацию фермента, наблюдается через 6 ч после внутривенного введения препарата. Показано, что избыточная конъюгация флуорофора приводит к существенному изменению фармакокинетических параметров препарата. Этот факт необходимо учитывать при выборе метода флуоресцентного «биоимиджинга» при проведении фармакокинетических исследований.