Odemkněte efektivitu: Využijte správný digitální nástroj k získání znalostí o procesech a zefektivnění vývoje léků.

Autor: Unjulie Bhanot, manažerka produktového marketingu, vývoj a výroba procesů, IDBS

Blog 1 z 3

V posledním půlstoletí se odvětví biofarmacie zaměřilo na shromažďování dat a zvyšování znalostí o svých terapeutických produktech - přešlo z analogových formátů na digitální a rozšířilo knihovnu laboratorních informatických nástrojů. Postupem času se tyto nástroje vyvíjely tak, že přesahovaly tradiční přístupy typu papír na skle a rozšiřovaly se do oblastí, jako je správa zásob, kalibrace zařízení nebo statistické analýzy - avšak s malým důrazem na dokumentaci a správu procesů a parametrů - faktorů odpovědných za dosažení vysoké kvality produktu.

Připojte se k tomuto třídílnému seriálu, ve kterém odhalíme, proč se biofarmaceutický průmysl musí zaměřit na získávání, správu a využívání dat o parametrech a procesech, aby získal znalosti o procesech a v konečném důsledku optimalizoval vývoj léků a přenos technologií.

Rozmach vývoje léků

Od přelomu 19. a 20. století došlo k nárůstu objevů nízkomolekulárních léčiv, který byl poznamenán objevem Aspirinu. V polovině století byl svět svědkem farmaceutické revoluce. Od antibiotik jako penicilin a streptomycin až po nesteroidní protizánětlivé léky jako ibuprofen a diklofenak - každý rok přicházely na trh nové molekuly.

V roce 1975 byla průlomová zpráva podrobně popsal metodu generování velkého množství monoklonálních protilátek se specifickými cíli. Tato inovace připravila půdu pro obrovské množství terapeutických a diagnostických monoklonálních protilátek, které se vyrábějí dodnes.

Tuto revoluci v oblasti léčiv doprovázely přísnější směrnice FDA. Po skandálu s thalidomidem se úřad Kefauverův-Harrisův protidrogový dodatek z roku 1962 nařídil, aby výrobci léků před uvedením na trh prokázali účinnost a bezpečnost svých výrobků. To vyžadovalo důkladné zdokumentování kvality, bezpečnosti a účinnosti výrobku.

Brzy poté se objevily nástroje laboratorní informatiky, které reagovaly na rostoucí potřebu správy experimentálních záznamů a vzorků a zároveň splňovaly rostoucí regulační požadavky. Osmdesátá a devadesátá léta 20. století viděl úvod základních elektronických laboratorních zápisníků (ELN) a systémů pro správu laboratorních informací (LIMS). V roce 1997 FDA zveřejnila 21 CFR Part 11, kterým se stanoví normy pro správu a používání elektronických záznamů a podpisů ve farmaceutickém průmyslu. Tyto předpisy byly a nadále jsou zásadní pro to, aby výrobci léčiv mohli využívat digitální řešení k zefektivnění výzkumných, vývojových, výrobních a validačních činností a zajistit tak bezpečné uvádění nových léčiv na trh.

Od roku 2000 schválila FDA více než 190 biologických léčiv (včetně monoklonálních protilátek, proteinů a enzymů) a více než 600 malých molekul (viz. Nature Review Objevování léků pro více informací), a nadále pozorujeme nárůst vývoje buněčných, virových vektorů a oligonukleotidových terapeutik. Funkce a vlastnosti ELN, LIMS a dalších informatických nástrojů, jako jsou například systémy pro provádění laboratorních prací (LES), se také vyvinuly tak, aby sloužily těmto rostoucím biologickým a technologickým potřebám dnešních laboratoří - například k přímé integraci s velkými automatizačními systémy a přístroji pro analýzu léčiv nebo k řízení životního cyklu terapeutických produktů, ale stále se tyto systémy nezaměřují na kultivaci znalostí procesů. V současné době je na trhu k dispozici téměř 100 aktivních ELN a více než 20 LIMS. trh, přičemž se předpokládá, že tyto trhy porostou přes 5.5% a 6.7% v příštích pěti letech.

Digitální vyspělost pro urychlení vývoje léků

S rostoucí celosvětovou konkurencí a rostoucí poptávkou po cílených inovativních terapiích je nezbytné zkrátit lhůty pro vývoj a transfer technologií. Pacienti spoléhají na to, že se k nim rychle dostanou konzistentní a vysoce kvalitní produkty, čehož lze dosáhnout pouze tak, že výrobci léčiv upřednostní digitalizaci a automatizaci, aby zmírnili rizika a zajistili bezpečný vývoj.

Digitální vyspělost, která měří, jak efektivně organizace využívá digitální technologie, je klíčová pro udržování znalostí o produktech a procesech v celém životním cyklu vývoje léku - spolu se všemi informacemi, které poskytují více souvislostí k datům, jako jsou podpůrné zásoby, přispívající operace jednotek a analytické metody, vhodnost vybavení a předávání materiálu mezi týmy a organizacemi.

Výrobci léků často nakonec nasazují komplikovanou síť různých nástrojů a systémů, aby umožnili a posílili digitální vyspělost, ale nevyhnutelně vytvářejí neefektivní a k chybám náchylná datová sila. Používání archaických a základních laboratorních systémů může mít dopad na integritu dat, ohrožovat soulad s předpisy, omezovat možnosti spolupráce a ztěžovat vhled do procesů.

Bez možnosti využívat znalosti o procesech by se organizace mohly setkat se zpožděním v pochopení skutečného dopadu jejich procesních parametrů, přístrojů, spotřebního materiálu a procesních rozhodnutí na produkt. Navzdory překrývajícím se funkcím a rozšiřujícím se možnostem stávajících informatických nástrojů zůstává schopnost spravovat, monitorovat a bezproblémově kvalifikovat parametry a procesy v rámci stejné softwarové platformy, kde se provádí provádění experimentů a analýzy, nevyužita.

O našem produktu toho víme hodně, ale kolik toho víme o procesu?

Jako odvětví jsme se stali velmi dobrými ve sběru dat a rozšiřování našich znalostí o produktu, což nám umožňují stávající nástroje. Například sítě ELN umožňují vědcům zaznamenávat experimentální údaje v efektivním a snadno dokumentovatelném formátu, který nahrazuje tradiční papírový laboratorní zápisník. Data však bývají zaznamenávána v nestrukturovaném formátu, čímž se ELN stává spíše digitálním úložištěm nebo vyhovujícím místem pro ukládání dat, než aby byla schopna přímo využít hodnotu těchto dat.

Systémy LIMS nabízejí jiný pohled - primárně se zaměřují na vzorky a pečlivě řídí jejich cestu životním cyklem výrobku. Systémy LIMS pečlivě sledují každý krok od přihlášení až po likvidaci v souladu s předpisy a zároveň nabízejí možnosti kalibrace přístrojů a údržby zásob.

Někdy se s těmito nástroji spojuje LES - jako specializovaná verze ELN jsou LES zaměřeny na pracovní postupy a zajišťují konzistenci postupů během provádění.

Aby však tým mohl přesně určit dopad parametru procesu nebo úspěšnost zvoleného procesu, musí často ručně shromažďovat data z různých zdrojů. Je tomu tak proto, že podrobnosti o procesu nebo parametru mohou být stále zaznamenány v papírových protokolech nebo standardních operačních postupech (SOP) nebo jednoduše přebývat v mysli hlavního vědeckého pracovníka odpovědného za konkrétní operaci jednotky. Sledování a statistická analýza toho, jak jednotlivý vstupní parametr ovlivňuje výtěžnost nebo strukturní tvorbu produktu, nebo pochopení toho, jak se vzájemně ovlivňuje více parametrů, aby se vyladil celkový proces, může být únavný a k chybám náchylný úkol. Často se tak děje až dlouho po provedení experimentu nebo běhu, což vede ke ztrátě času a spotřebě materiálu.

Proces externí analýzy těchto dat a jejich opětovné integrace zpět do místa realizace za účelem provedení požadovaných změn přináší rizika a zpoždění. Celkově to vytváří významnou překážku pro efektivní využití dat k optimalizaci procesu a činí rozvoj znalostí o procesu náročným.

Kvalita a znalost procesů jdou ruku v ruce

V průběhu celého životního cyklu produktu organizace zabývající se biofarmou neustále hledají příležitosti ke zvýšení kvality produktu. Od založení zásady kvality podle návrhu (QbD) podle ICH v roce 2004., QbD se stala zlatým standardem pro vývoj procesů v biofarmaceutickém průmyslu. Mezi základní prvky QbD patří hodnocení výkonnosti procesu, analýza historických dat a dat z návrhu experimentů (DoE) a pochopení vlivu procesů a materiálů na konečný produkt. Tato metodika zajišťuje, že kvalita je integrována do každé fáze životního cyklu produktu, přičemž se zaměřuje na identifikaci kritických kroků a parametrů procesu s cílem vytvořit komplexní znalosti o procesu.

Ve fázi vývoje procesu je hlavním cílem určit kritické parametry procesu, které je třeba sledovat a kontrolovat, aby bylo zaručeno dodání vysoce kvalitního výrobku. Výběr, kontrola a aktualizace těchto procesů musí být důkladně zdokumentovány - úkol, který může být bez pomoci digitálních nástrojů těžkopádný a náchylný k chybám.

Proto je pro biofarmaceutický průmysl nezbytné přijmout digitální řešení zaměřené na procesy. V dnešním rychle se rozvíjejícím světě vědeckého a biologického pokroku musí toto odvětví účinně zachycovat data o svých procesech, sledovat jejich vývoj v průběhu vývoje a chápat, jak se promítají do výroby a jak ji ovlivňují. Připojte se k dalším blogům této třídílné série, ve kterých se hlouběji ponoříme do vývoje parametrů procesů a atributů kvality v průběhu vývoje procesů, dopadu na přenos technologií a potenciálu využití AI/ML k překonání znalostí o procesech a rozvoji procesní inteligence.

Přečtěte si další blog v sérii.

O autorovi

Autor: Unjulie Bhanot, manažerka produktového marketingu, vývoj a výroba procesů, IDBS

Unjulie Bhanot je manažerkou produktového marketingu pro vývoj a výrobu ve společnosti IDBS. Má více než 10 let zkušeností v oblasti biofarmaceutické informatiky a vedla strategii a vývoj produktů. Bioprocesní řešení IDBS a podílel se na spuštění IDBS Polar na trh.

Odkazy:

1. (1975). Získáno z https://www.nature.com/articles/256495a0
2. S. Úřad pro kontrolu potravin a léčiv. (n.d.). Milníky v americkém potravinovém a lékovém právu. Získáno z https://www.fda.gov/about-fda/fda-history/milestones-us-food-and-drug-law
3. (2022). Převzato z https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
4. S. Úřad pro kontrolu potravin a léčiv. (2003). Část 11, elektronické záznamy; elektronické podpisy - rozsah a použití. Převzato z https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/part-11-electronic-records-electronic-signatures-scope-and-application.
5. (2022). Převzato z https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
6. Grand View Research. (2023). Analýza trhu s elektronickými laboratorními notebooky (ELN). Převzato z https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/electronic-lab-notebook-eln-market
7. Grand View Research. (2023). Velikost trhu se systémy pro správu laboratorních informací. Převzato z https://www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/laboratory-information-management-system-market-size/global
8. Evropská agentura pro léčivé přípravky. (2017). Pokyn ICH Q8 (R2) pro farmaceutický vývoj. Převzato z https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/international-conference-harmonisation-technical-requirements-registration-pharmaceuticals-human-use-considerations-ich-guideline-q8-r2-pharmaceutical-development-step-5_en.pdf