Un program care are nevoie de trei până la șase luni doar pentru a izola o clonă stabilă, cu expresie ridicată, nu este în întârziere. Unul care află la scara de 2.000 L că un pas de tampon nu poate fi reprodus este. Procesul de dezvoltare a produselor biologice există pentru a muta acele descoperiri la cea mai mică și mai ieftină scară disponibilă, unde un experiment eșuat costă o săptămână în loc de un lot GMP.
Ce acoperă de fapt procesul de dezvoltare a produselor biologice
Procesul de dezvoltare a substanțelor biologice este secvența în etape a ingineriei liniei celulare, culturi în amonte, purificare în aval, caracterizare analitică, formulare și validare a procesului care transformă o moleculă candidată într-o substanță medicamentoasă care poate fi produsă reproductibil la scară comercială. Este mai degrabă o secvență de reducere a riscurilor decât o listă de verificare și fiecare etapă există astfel încât eșecurile să apară ieftin.
Fiecare poartă de etapă pune aceeași întrebare: sunt datele suficient de bune pentru a justifica următoarea creștere de zece ori a costului? Dacă răspunsul este nu, programul rămâne acolo până când este.
Dezvoltarea se desfășoară pe două piste deodată. Traseul produsului deține molecula, formularea și planul clinic. Pista de proces deține linia celulară, cultura și trenul de purificare. Ei se întâlnesc la transferul de tehnologie, iar această predare este locul în care ipotezele transferate de la un banc de laborator devin scumpe într-o fabrică.
Profilul produsului vizat. Una până la trei luni. Traseul, doza, prezentarea și atributele critice de calitate pe care trebuie să le ofere procesul.
Dezvoltarea liniei celulare. Trei până la șase luni. Transfecția, selecția, clonarea unicelulare și un studiu de stabilitate clonală de aproximativ șaizeci de zile.
Dezvoltarea procesului în amonte. Două până la patru luni. Media, strategia de alimentare, intervalele de parametri, apoi extinderea de la 2 L la 50 L.
Dezvoltarea procesului în aval. Trei până la șase luni. Captură, inactivare virală, lustruire și ultrafiltrare în tamponul de formulare.
Lucrari analitice si de formulare. Patru până la opt luni, de obicei în paralel. Calificarea metodei, degradare forțată și stabilitate.
Caracterizarea și validarea procesului. Șase până la douăsprezece luni. Modele calificate reduse, apoi curse de inginerie și loturi PPQ.
Deciziile din amonte care blochează costul mărfurilor
Dezvoltarea în amonte decide costul mărfurilor, deoarece titrul și durata culturii stabilesc volumul bioreactorului pe care un produs îl ocupă pe întreaga sa viață comercială. Un proces care livrează 2 g/L în loc de 5 g/L nu costă pur și simplu mai mult pe gram; are nevoie de o facilitate mai mare pentru a face aceeași masă.
Pentru anticorpii monoclonali, platforma este matură: celule CHO, medii definite chimic, un lot alimentat de zece până la paisprezece zile și titruri în intervalul de la trei până la opt grame pe litru. Parametrii de control sunt bine cunoscuți, cu temperatură aproape de 37 de grade Celsius, oxigen dizolvat între 30 și 50 la sută și pH între 6,8 și 7,2, dar nu se scala liniar. Timpul de amestecare, transferul de oxigen și viteza vârfului se schimbă cu geometria vasului, motiv pentru care extinderea este mai degrabă un exercițiu de modelare decât o multiplicare.
Sistemele de fermentație pilot și la scară de producție sunt, de obicei, elementul cu cel mai lung plumb din zona de proces, astfel încât decizia vasului este luată devreme și apărată mai târziu. Un punct de referință util este un completat proiect de biofermentare în care aceeași platformă de vas trebuia să deservească atât dezvoltarea procesului, cât și furnizarea pilot.
Oțel inoxidabil
- Cost de capital mai mare și livrare mai lungă
- Curățare cu abur la loc cu cicluri validate
- Volum de lucru dovedit peste 2.000 L
- Reparabil, cu o durată lungă de viață
De unică folosință
- Cost de capital mai mic și schimbare mai rapidă
- Sunt necesare date extractibile și lixibile
- Tavan practic aproape de 2.000 L
- Cost mai mare al consumabilelor pe lot
Fermentator mecanic agitat din oțel inoxidabil la scară pilot pentru cultura microbiană Un fermentator pilot pentru cultivarea tulpinilor și optimizarea parametrilor, plasat acolo unde alegerile timpurii ale vasului sprijină dezvoltarea ulterioară a procesului și furnizarea pilot. Vizualizare produs → Purificarea în aval: unde producția și termenele dispar
Procesarea în aval este locul unde apar cele mai multe defecțiuni ale procesului, deoarece un tren de purificare de cinci pași poate pierde mai mult de jumătate din produs și fiecare pas păstrat pentru puritate trebuie, de asemenea, validat pentru clearance-ul. Un tren convențional de anticorpi monoclonali începe cu captarea afinității, apoi o menținere a inactivarii virale cu pH scăzut, apoi una sau două etape de lustruire, apoi ultrafiltrare și diafiltrare. Randamentul și puritatea sunt tranzacționate unul împotriva celuilalt în fiecare etapă, iar tranzacția respectivă este stabilită de datele de autorizare depuse la autoritatea de reglementare.
| Funcționarea unității | Randament tipic în trepte | Parametru critic | Eșec frecvent |
| Cromatografia de captură de afinitate | 85 până la 95 la sută | Provocarea încărcării, pH-ul de eluție, vârsta rășinii | Murdărire cu rășină, amestecare greșită, leșiere de liganzi |
| Inactivare virală cu pH scăzut | 90 până la 98 la sută | pH 3,5 până la 3,7, 30 până la 60 de minute, 20 până la 25 de grade Celsius | Amestecare incompletă, agregare |
| Cromatografia de lustruire | 80 până la 95 la sută | Fereastra de conductivitate și pH, factor de sarcină | Proteine slabe ale celulei gazdă și clearance-ul ADN |
| Ultrafiltrare și diafiltrare | 90 până la 99 la sută | Presiunea transmembranară, debitul transversal | Încrustarea membranei, polarizarea concentrației |
| Filtrarea virală | 85 până la 98 la sută | Dimensiunea filtrului, limitele de presiune | Obturare prematură, zonă de filtrare supradimensionată |
Regula generală: bugetați o pierdere de randament de 20 până la 30 la sută pentru fiecare pas de cromatografie din dezvoltarea timpurie, apoi apărați fiecare pas pe care decideți să îl păstrați. Fiecare pas reținut adaugă volum tampon, muncă analitică și cost de validare.
Sistemele de filtrare cu membrană și flux tangențial se află la capătul trenului, unde factorul de concentrație, volumul de diafiltrare și aria membranei determină dacă lotul se potrivește cu rezervorul pe care îl dețineți deja.
Echipamente de separare cu membrană de extracție a plantelor pentru clarificare și concentrare Sistem de filtrare pe membrană pentru extracte de plante și produse de fermentație, potrivit pentru etapele de purificare și concentrare la capătul unui tren din aval. Vizualizare produs → Metode analitice și formulare: gâtul liniștit
Lucrările analitice și de formulare întârzie rareori primul lot clinic, dar aproape întotdeauna întârzie cererea de licență, deoarece nici datele de calificare a metodei și nici datele de stabilitate nu pot fi comprimate. O metodă necalificată nu poate elibera multe, iar un studiu de stabilitate rulează în timp real.
Formularea pentru o substanță biologică înseamnă în mod normal un tampon, un agent de tonicitate, un surfactant și uneori un zahăr sau un aminoacid. Produsele subcutanate împing concentrația în intervalul de 100 până la 150 mg/mL, unde vâscozitatea, agregarea și toleranța la locul injectării nu mai sunt detalii de formulare și devin probleme de dezvoltare. Prezentările lichide sunt mai simplu de realizat; Prezentările liofilizate sau uscate la temperatură joasă în vid sunt alese atunci când molecula nu poate supraviețui lanțului rece.
Dezvoltarea analitică nu este muncă de sprijin. Definește ceea ce trebuie să ofere procesul și este singura parte a programului pe care nu o pot accelera mai mulți bani.
Validarea proceselor și transferul de tehnologie
Validarea procesului pentru un biologic este un angajament pe viață, mai degrabă decât o singură campanie, iar rularea PPQ a trei loturi consecutive la scară comercială este doar punctul de control cel mai vizibil. Caracterizarea procesului este pe primul loc: un model calificat de reducere, intervale acceptabile dovedite și o împărțire defensabilă între parametrii critici ai procesului și atributele critice de calitate.
Transferul de tehnologie poartă cea mai mare parte a riscului de programare, deoarece site-ul receptor moștenește parametrii, dar nu cunoștințele tacite din spatele lor. Un pachet de transfer care omite timpii de reținere, ordinea de pregătire a tamponului sau comportamentul de amestecare va dezvălui acele lacune în timpul operațiunilor de inginerie, când instalația are deja personal.
Descrierea procesului cu intervale de funcționare normale și intervale acceptabile dovedite pentru fiecare funcționare a unității
Reducerea modelului de justificare, inclusiv date de comparabilitate privind amestecarea și transferul de masă
Plan de transfer al metodei analitice cu criterii de acceptare predefinite
Evaluarea decalajelor de echipamente și utilități care acoperă geometria vasului, transferul de oxigen și capacitatea de curățare
Studii de validare a timpului de reținere și curățare cu condițiile cele mai defavorabile documentate
Rețete de automatizare, limite de alarmă și controale de integritate a datelor pentru înregistrările electronice
Opțiuni de echipamente și instalații care decid cronologia
Odată ce procesul este fixat, lista de echipamente cu plumb lung stabilește de obicei programul, mai degrabă decât știința. Barele de mai jos arată termenele tipice ale industriei cotate pentru un nou tren de produse biologice; modificarea dimensiunii unei nave după cumpărare repornește ceasul.
Alegerile de material și finisaje sunt stabilite în același timp. Suprafețele de contact cu produsul pentru un produs biologic sunt în mod normal din oțel inoxidabil SUS316L cu un finisaj intern de aproximativ 0,4 până la 0,8 micrometri Ra, sudate și pasivate, iar ciclurile de curățare la locul lor trebuie validate odată cu procesul. Ansamblurile de unică folosință transferă sarcina de curățare către furnizor, dar, de asemenea, transferă sarcina de documentare a materialelor extractibile și a materialelor de filtrare în dosarul dumneavoastră.
Listele de verificare a echipamentelor merită citite înainte ca specificația să fie înghețată, iar un punct de plecare practic este acest ghid despre ce să căutați atunci când selectați echipamente pentru un proiect de biofermentare .
Linii de producție de extracție la cheie pentru prelucrarea plantelor, plantelor și CBD Categorie de linii de extracție la cheie pentru pectină, ierburi, polifenoli de ceai, astaxantină, rozmarin, curcumină, ulei de cânepă și CBD, utile înainte de înghețarea specificațiilor proiectului. Vizualizare produs → Întrebări frecvente despre procesul de dezvoltare a produselor biologice
Cât durează procesul de dezvoltare a substanțelor biologice?
De la selecția moleculelor până la o primă aprobare comercială, substanțele biologice durează de obicei patru până la șapte ani. Faza de dezvoltare în sine, de la linia celulară până la un proces de activare a fazei I, durează de obicei 18 până la 30 de luni, cu furnizarea clinică, validarea procesului și revizuirea reglementărilor contabile pentru restul.
Care este diferența dintre procesarea în amonte și în aval?
Procesarea în amonte acoperă totul, de la flaconul de celule până la recoltare: linie celulară, medii, controlul bioreactorului și recuperarea fluidului de cultură. Prelucrarea în aval ia acea recoltă prin cromatografie de captură, inactivare virală, lustruire, ultrafiltrare și formulare. Upstream stabilește cât de mult produs este realizat; în aval decide cât de mult supraviețuiește.
De ce este obligatorie validarea procesului pentru produse biologice?
Produsele biologice nu pot fi pe deplin caracterizate doar prin testarea produsului finit, astfel încât autoritățile de reglementare solicită dovezi că procesul în sine oferă în mod constant calitatea necesară. În practică, asta înseamnă un model calificat de reducere, caracterizare aliniată cu ICH Q8 la Q11 și trei loturi PPQ consecutive înainte de lansarea comercială.
Care pas este cel mai greu de accelerat cu un buget mai mare?
Calificarea metodei analitice și stabilitatea în timp real, deoarece ambele depind de timpul calendaristic și de datele colectate la intervale definite. Dezvoltarea liniei celulare și a procesului poate fi paralelizată sau externalizată, dar un studiu de stabilitate de douăsprezece luni nu poate fi scurtat fără a slăbi fișierul.
