Un programma che impiega dai tre ai sei mesi solo per isolare un clone stabile e ad alta espressione non è in ritardo. Uno che scopre su una scala di 2.000 L che un passaggio buffer non può essere riprodotto lo è. Il processo di sviluppo dei prodotti biologici esiste per spostare queste scoperte alla scala più piccola ed economica disponibile, dove un esperimento fallito costa una settimana invece di un lotto GMP.
Cosa copre effettivamente il processo di sviluppo dei prodotti biologici
Il processo di sviluppo dei prodotti biologici è la sequenza graduale di ingegneria della linea cellulare, coltura a monte, purificazione a valle, caratterizzazione analitica, formulazione e convalida del processo che trasforma una molecola candidata in una sostanza farmaceutica che può essere prodotta in modo riproducibile su scala commerciale. Si tratta di una sequenza di riduzione del rischio piuttosto che di una lista di controllo, e ogni fase esiste in modo che i fallimenti si verifichino a buon mercato.
Ogni palco pone la stessa domanda: i dati sono abbastanza buoni da giustificare il prossimo aumento di dieci volte dei costi? Se la risposta è no, il programma rimane dov'è finché non lo è.
Lo sviluppo si svolge su due binari contemporaneamente. La traccia del prodotto possiede la molecola, la formulazione e il piano clinico. Il percorso del processo comprende la linea cellulare, la coltura e il treno di purificazione. Si incontrano durante il trasferimento tecnologico, e quel passaggio di consegne è il momento in cui le ipotesi trasferite da un banco di laboratorio diventano costose in un impianto.
Profilo del prodotto target. Da uno a tre mesi. Percorso, dose, presentazione e attributi critici di qualità che il processo deve fornire.
Sviluppo della linea cellulare. Da tre a sei mesi. Trasfezione, selezione, clonazione di singole cellule e studio di stabilità clonale di circa sessanta giorni.
Sviluppo del processo a monte. Da due a quattro mesi. Supporti, strategia di alimentazione, intervalli di parametri, quindi aumento della produzione da 2 litri a 50 litri.
Sviluppo del processo a valle. Da tre a sei mesi. Cattura, inattivazione virale, lucidatura e ultrafiltrazione nel tampone di formulazione.
Lavoro analitico e formulativo. Da quattro a otto mesi, di solito in parallelo. Qualificazione del metodo, degradazione forzata e stabilità.
Caratterizzazione e validazione del processo. Da sei a dodici mesi. Modelli scale-down qualificati, quindi cicli di progettazione e lotti PPQ.
Decisioni a monte che bloccano il costo delle merci
Lo sviluppo a monte decide il costo dei beni, poiché il titolo e la durata della coltura determinano il volume del bioreattore che un prodotto occupa per tutta la sua vita commerciale. Un processo che fornisce 2 g/L invece di 5 g/L non costa semplicemente di più per grammo; ha bisogno di una struttura più grande per produrre la stessa massa.
Per gli anticorpi monoclonali la piattaforma è matura: cellule CHO, terreni chimicamente definiti, un fed-batch da dieci a quattordici giorni e titoli compresi tra tre e otto grammi per litro. I parametri di controllo sono ben noti, con temperatura vicina a 37 gradi Celsius, ossigeno disciolto tra il 30 e il 50% e pH tra 6,8 e 7,2, ma non si adattano in modo lineare. Il tempo di miscelazione, il trasferimento di ossigeno e la velocità della punta cambiano tutti con la geometria del vaso, motivo per cui l'ingrandimento è un esercizio di modellazione piuttosto che una moltiplicazione.
I sistemi di fermentazione pilota e su scala di produzione sono solitamente l'elemento più lungo nell'area di processo, quindi la decisione sul recipiente viene presa presto e difesa in seguito. Un punto di riferimento utile è un completamento progetto di biofermentazione in cui la stessa piattaforma navale doveva servire sia allo sviluppo del processo che alla fornitura pilota.
Acciaio inossidabile
- Costo di capitale più elevato e tempi di consegna più lunghi
- Pulizia Steam-in-place con cicli validati
- Comprovato volume di lavoro superiore a 2.000 litri
- Riparabile, con una lunga durata
Monouso
- Costo di capitale inferiore e passaggio all'euro più rapido
- Sono richiesti dati estraibili e leachable
- Soffitto pratico vicino a 2.000 L
- Costo dei materiali di consumo più elevato per lotto
Fermentatore agitato meccanico in acciaio inossidabile su scala pilota per colture microbiche Un fermentatore pilota per la coltivazione dei ceppi e l'ottimizzazione dei parametri, posizionato dove le scelte iniziali dei contenitori supportano lo sviluppo successivo del processo e la fornitura pilota. Visualizza il prodotto → Purificazione a valle: dove la resa e le tempistiche scompaiono
La lavorazione a valle è quella in cui emergono la maggior parte degli errori di processo, poiché un ciclo di purificazione di cinque fasi può perdere più della metà del prodotto e ogni fase mantenuta per la purezza deve essere convalidata anche per l'autorizzazione. Un treno di anticorpi monoclonali convenzionali inizia con la cattura per affinità, quindi un mantenimento dell'inattivazione virale a basso pH, quindi una o due fasi di lucidatura, quindi l'ultrafiltrazione e la diafiltrazione. Rendimento e purezza vengono scambiati l'uno con l'altro in ogni fase e tale scambio è fissato dai dati di autorizzazione depositati presso l'autorità di regolamentazione.
| Funzionamento dell'unità | Rendimento tipico del passo | Parametro critico | Fallimento frequente |
| Cromatografia con cattura di affinità | Dall'85 al 95%. | Test di carico, pH di eluizione, età della resina | Incrostazioni di resina, pooling errato, lisciviazione del ligando |
| Inattivazione virale a basso pH | dal 90 al 98%. | pH da 3,5 a 3,7, da 30 a 60 minuti, da 20 a 25 gradi Celsius | Miscelazione incompleta, aggregazione |
| Cromatografia di lucidatura | Dall'80 al 95%. | Finestra di conducibilità e pH, fattore di carico | Debole eliminazione delle proteine della cellula ospite e del DNA |
| Ultrafiltrazione e diafiltrazione | Dal 90 al 99%. | Pressione transmembrana, portata tangenziale | Incrostazione della membrana, polarizzazione della concentrazione |
| Filtrazione virale | Dall'85 al 98%. | Dimensionamento del filtro, limiti di pressione | Intasamento prematuro, area filtro sovradimensionata |
Regola empirica: preventiva una perdita di rendimento del 20-30% per ogni passaggio cromatografico nelle fasi iniziali dello sviluppo, quindi difendi ogni passaggio che decidi di mantenere. Ogni passaggio mantenuto aggiunge volume di buffer, lavoro analitico e costi di convalida.
I sistemi di filtrazione a membrana e flusso tangenziale si trovano alla fine del treno, dove il fattore di concentrazione, il volume di diafiltrazione e l'area della membrana determinano se il lotto è adatto al serbatoio che già possiedi.
Attrezzatura per la separazione a membrana di estrazione vegetale per la chiarificazione e la concentrazione Sistema di filtrazione a membrana per estratti vegetali e prodotti di fermentazione, adatto alle fasi di purificazione e concentrazione all'estremità di un treno a valle. Visualizza il prodotto → Metodi analitici e formulazione: il collo di bottiglia silenzioso
Il lavoro analitico e di formulazione raramente ritarda il primo lotto clinico, ma quasi sempre ritarda la richiesta di licenza, poiché né la qualificazione del metodo né i dati sulla stabilità possono essere compressi. Un metodo non qualificato non può rilasciare molto e uno studio sulla stabilità viene eseguito in tempo reale.
La formulazione di un prodotto biologico normalmente significa un tampone, un agente tonificante, un tensioattivo e talvolta uno zucchero o un amminoacido. I prodotti sottocutanei spingono la concentrazione nell'intervallo compreso tra 100 e 150 mg/ml, dove la viscosità, l'aggregazione e la tolleranza al sito di iniezione smettono di essere dettagli della formulazione e diventano problemi di sviluppo. Le presentazioni liquide sono più semplici da realizzare; Le presentazioni liofilizzate o essiccate sotto vuoto a bassa temperatura vengono scelte quando la molecola non può sopravvivere alla catena del freddo.
Lo sviluppo analitico non è un lavoro di supporto. Definisce ciò che il processo deve fornire, ed è l’unica parte del programma che più soldi non possono accelerare.
Convalida dei processi e trasferimento tecnologico
La convalida del processo per un prodotto biologico è un impegno a vita piuttosto che una singola campagna, e l’esecuzione del PPQ di tre lotti consecutivi su scala commerciale è solo il punto di controllo più visibile. La caratterizzazione del processo viene prima di tutto: un modello scale-down qualificato, intervalli accettabili comprovati e una divisione difendibile tra parametri critici del processo e attributi critici di qualità.
Il trasferimento di tecnologia comporta la maggior parte dei rischi di pianificazione, poiché il sito ricevente eredita i parametri ma non la conoscenza tacita che sta dietro ad essi. Un pacchetto di trasferimento che tralascia i tempi di attesa, l'ordine di preparazione del buffer o il comportamento di miscelazione rivelerà tali lacune durante i cicli di progettazione, quando l'impianto è già dotato di personale.
Descrizione del processo con intervalli operativi normali e intervalli accettabili comprovati per il funzionamento di ogni unità
Giustificazione del modello di scala ridotta, inclusi dati di comparabilità di miscelazione e trasferimento di massa
Piano di trasferimento del metodo analitico con criteri di accettazione predefiniti
Valutazione delle lacune delle attrezzature e delle utenze riguardanti la geometria della nave, il trasferimento di ossigeno e la pulibilità
Studi di convalida del tempo di attesa e della pulizia con condizioni peggiori documentate
Ricette di automazione, limiti di allarme e controlli di integrità dei dati per i record elettronici
Scelte di attrezzature e strutture che determinano la sequenza temporale
Una volta definito il processo, l'elenco delle attrezzature a lungo termine di solito definisce il programma piuttosto che la scienza. Le barre sottostanti mostrano i tempi di consegna tipici del settore indicati per un nuovo treno di prodotti biologici; la modifica delle dimensioni di un'imbarcazione dopo l'acquisto riavvia l'orologio.
Le scelte dei materiali e delle finiture vengono definite contemporaneamente. Le superfici a contatto con il prodotto per un prodotto biologico sono normalmente acciaio inossidabile SUS316L con una finitura interna di circa 0,4-0,8 micrometri Ra, saldate e passivate, e i cicli clean-in-place devono essere convalidati insieme al processo. Gli assemblaggi monouso trasferiscono l'onere della pulizia al fornitore, ma spostano anche il carico della documentazione sugli estraibili e sui rilasciabili nell'archiviazione.
Vale la pena leggere le liste di controllo dell'attrezzatura prima che le specifiche vengano congelate e questa guida costituisce un punto di partenza pratico cosa cercare quando si seleziona l'attrezzatura per un progetto di biofermentazione .
Linee di produzione di estrazione chiavi in mano per la lavorazione di piante, erbe e CBD Categoria di linee di estrazione chiavi in mano per pectina, erbe aromatiche, polifenoli del tè, astaxantina, rosmarino, curcumina, olio di canapa e CBD, utili prima del congelamento specifiche di progetto. Visualizza il prodotto → Domande frequenti sul processo di sviluppo dei prodotti biologici
Quanto tempo richiede il processo di sviluppo dei prodotti biologici?
Dalla selezione delle molecole alla prima approvazione commerciale, i prodotti biologici impiegano generalmente dai quattro ai sette anni. La fase di sviluppo vera e propria, dalla linea cellulare al processo di abilitazione della Fase I, dura solitamente dai 18 ai 30 mesi, con la fornitura clinica, la convalida del processo e la revisione normativa che coprono il resto.
Qual è la differenza tra elaborazione a monte e a valle?
Il trattamento a monte copre tutto, dalla fiala di cellule alla raccolta: linea cellulare, terreni, controllo del bioreattore e recupero del fluido di coltura. La lavorazione a valle avviene attraverso la cromatografia di cattura, l'inattivazione virale, la lucidatura, l'ultrafiltrazione e la formulazione. A monte imposta la quantità di prodotto realizzato; a valle decide quanto sopravvive.
Perché la validazione del processo è obbligatoria per i prodotti biologici?
I prodotti biologici non possono essere completamente caratterizzati mediante i soli test sul prodotto finale, pertanto gli enti regolatori necessitano di prove che il processo stesso offra costantemente la qualità richiesta. In pratica ciò significa un modello ridotto qualificato, una caratterizzazione allineata con ICH da Q8 a Q11 e tre lotti PPQ consecutivi prima del rilascio commerciale.
Quale passaggio è più difficile da accelerare con più budget?
Qualificazione del metodo analitico e stabilità in tempo reale, perché entrambi dipendono dall'ora del calendario e dai dati raccolti a intervalli definiti. Lo sviluppo della linea cellulare e del processo può essere parallelizzato o esternalizzato, ma uno studio di stabilità di dodici mesi non può essere abbreviato senza indebolire l'archiviazione.
