Membuka efisiensi: Memanfaatkan alat digital yang tepat untuk membangun pengetahuan proses dan merampingkan pengembangan obat

Oleh Unjulie Bhanot, Manajer Pemasaran Produk, Pengembangan Proses & Manufaktur, IDBS

Blog 1 dari 3

Selama setengah abad terakhir, industri BioPharma telah berfokus pada pengumpulan data dan peningkatan pengetahuan tentang produk terapeutik mereka - bertransisi dari format analog ke format digital dan memperluas perpustakaan alat informatika laboratorium mereka. Seiring berjalannya waktu, alat-alat ini telah berkembang untuk melampaui pendekatan kertas-ke-kaca tradisional dan meluas ke berbagai bidang seperti manajemen inventaris, kalibrasi peralatan, atau analisis statistik - tetapi dengan sedikit penekanan pada dokumentasi dan manajemen proses dan parameter - faktor yang bertanggung jawab untuk mencapai produk berkualitas tinggi.

Bergabunglah dengan kami dalam seri tiga bagian ini saat kami mengungkap mengapa industri BioPharma perlu mengalihkan fokusnya untuk menangkap, mengelola, dan memanfaatkan data parameter dan proses untuk menciptakan pengetahuan proses dan pada akhirnya mengoptimalkan pengembangan obat dan transfer teknologi.

Ledakan pengembangan obat

Sejak pergantian abad ke-20, terjadi peningkatan dalam penemuan terapi molekul kecil - ditandai dengan ditemukannya Aspirin. Dan pada pertengahan abad ini, dunia menyaksikan revolusi farmasi. Dari antibiotik seperti penisilin dan streptomisin hingga obat antiinflamasi nonsteroid seperti ibuprofen dan diklofenak, setiap tahun membawa molekul-molekul baru ke pasar.

Pada tahun 1975, sebuah laporan terobosan merinci metode untuk menghasilkan antibodi monoklonal dalam jumlah besar dengan target spesifik. Inovasi ini membuka jalan bagi beragam antibodi monoklonal terapeutik dan diagnostik yang diproduksi hingga saat ini.

Revolusi dalam bidang farmasi ini disertai dengan pedoman FDA yang lebih ketat. Setelah skandal Thalidomide, FDA Amandemen Obat Kefauver-Harris tahun 1962 mengamanatkan agar produsen obat membuktikan kemanjuran dan keamanan produk mereka sebelum memasarkannya. Hal ini membutuhkan dokumentasi menyeluruh tentang kualitas, keamanan, dan efektivitas produk.

Kelahiran alat informatika laboratorium segera menyusul untuk memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dalam mengelola catatan eksperimen dan sampel sambil mematuhi tuntutan peraturan yang meningkat. Tahun 1980-an dan 1990-an melihat pendahuluan buku catatan laboratorium elektronik dasar (ELN) dan sistem manajemen informasi laboratorium (LIMS). Pada tahun 1997, sistem FDA menerbitkan 21 CFR Bagian 11yang menetapkan standar untuk pengelolaan dan penggunaan catatan dan tanda tangan elektronik di bidang farmasi. Peraturan ini merupakan hal yang sangat penting dalam memungkinkan produsen obat memanfaatkan solusi digital untuk merampingkan kegiatan penelitian, pengembangan, produksi, dan validasi, serta memastikan pengenalan obat baru yang aman ke pasar.

Sejak tahun 2000, FDA telah menyetujui lebih dari 190 terapi biologis (termasuk antibodi monoklonal, protein, dan enzim) dan lebih dari 600 perawatan molekul kecil (lihat Penemuan Obat Tinjauan Alam untuk lebih jelasnya), dan kami terus melihat peningkatan dalam pengembangan terapi sel, vektor virus, dan oligonukleotida. Fungsionalitas dan fitur ELN, LIMS, dan alat informatika lainnya, seperti sistem eksekusi laboratorium (LES), juga telah berevolusi untuk melayani kebutuhan biologis dan teknologi yang terus berkembang di laboratorium saat ini - misalnya, untuk berintegrasi secara langsung dengan sistem otomasi besar dan instrumen analisis obat, atau mengelola siklus hidup produk terapeutik, tetapi tetap saja, sistem ini tidak berfokus pada pengembangan pengetahuan proses. Saat ini, ada hampir 100 ELN aktif dan lebih dari 20 LIMS yang tersedia di pasardengan pasar-pasar ini diproyeksikan akan tumbuh sebesar lebih dari 5.5% dan 6.7% masing-masing, selama lima tahun ke depan.

Kematangan digital untuk percepatan pengembangan obat

Dengan meningkatnya persaingan global, dan meningkatnya permintaan akan terapi yang ditargetkan dan inovatif, jadwal pengembangan dan transfer teknologi yang lebih singkat sangat penting. Pasien mengandalkan produk yang konsisten dan berkualitas tinggi untuk menjangkau mereka dengan segera, yang hanya dapat dicapai oleh produsen obat yang memprioritaskan digitalisasi dan otomatisasi untuk mengurangi risiko dan memastikan pengembangan yang aman.

Kematangan digital, yang mengukur seberapa efektif sebuah organisasi memanfaatkan teknologi digital, sangat penting untuk mempertahankan pengetahuan produk dan proses di seluruh siklus pengembangan obat - di samping semua informasi yang memberikan lebih banyak konteks pada data, seperti inventaris pendukung, kontribusi operasi unit dan metode analitik, kesesuaian peralatan, dan serah terima material antara tim dan organisasi.

Untuk mengaktifkan dan meningkatkan kematangan digital, produsen obat sering kali menggunakan jaringan alat dan sistem yang rumit, tetapi pada akhirnya menciptakan silo data yang tidak efisien dan rentan terhadap kesalahan. Menggunakan sistem laboratorium yang kuno dan dasar dapat memengaruhi integritas data, risiko kepatuhan terhadap peraturan, membatasi kemampuan kolaborasi, dan menghambat wawasan proses.

Tanpa diberdayakan untuk memanfaatkan pengetahuan proses, organisasi dapat menghadapi penundaan dalam memahami dampak sebenarnya dari parameter proses, instrumen, bahan habis pakai, dan keputusan proses terhadap produk. Meskipun terdapat fungsionalitas yang tumpang tindih dan kemampuan yang berkembang di seluruh alat informatika yang ada, kemampuan untuk mengelola, memantau, dan mengkualifikasi parameter dan proses dengan lancar, dalam platform perangkat lunak yang sama di mana eksekusi eksperimental dan analisis dilakukan, masih belum dimanfaatkan.

Kita tahu banyak tentang produk kami, tetapi seberapa banyak yang benar-benar kita ketahui tentang prosesnya?

Sebagai sebuah industri, kami telah menjadi sangat baik dalam mengumpulkan data dan meningkatkan pengetahuan kami tentang produk, dengan alat yang ada yang memungkinkan hal ini. Sebagai contoh, ELN memungkinkan para ilmuwan untuk merekam data eksperimen dalam format yang efisien dan mudah didokumentasikan, menggantikan buku catatan laboratorium kertas tradisional. Namun, data cenderung ditangkap dalam format yang tidak terstruktur, sehingga menjadikan ELN lebih sebagai repositori digital atau lokasi penyimpanan yang sesuai, daripada dapat secara langsung memanfaatkan nilai data tersebut.

Sistem LIMS menawarkan perspektif yang berbeda - dengan fokus utama pada sampel, dengan cermat mengelola perjalanan sampel melalui siklus hidup produk. Dari masuk hingga dibuang, LIMS dengan tekun melacak setiap langkah dengan cara yang sesuai, sekaligus menawarkan kemampuan untuk kalibrasi instrumen dan pemeliharaan inventaris.

Kadang-kadang dipasangkan dengan alat bantu ini adalah LES - sebagai versi khusus dari ELN, LES berpusat pada alur kerja dan memastikan konsistensi prosedural selama pelaksanaan.

Namun, agar tim dapat secara akurat menentukan dampak parameter proses atau keberhasilan proses yang mereka pilih, mereka sering kali perlu mengumpulkan data secara manual dari berbagai sumber. Hal ini karena detail proses atau parameter mungkin masih dicatat pada protokol kertas atau prosedur operasi standar (SOP), atau hanya ada di benak ilmuwan utama yang bertanggung jawab atas operasi unit tertentu. Menelusuri dan menganalisis secara statistik bagaimana parameter input tunggal memengaruhi hasil atau pembentukan struktur produk, atau memahami bagaimana beberapa parameter berinteraksi untuk menyempurnakan proses secara keseluruhan, dapat menjadi tugas yang membosankan dan rentan terhadap kesalahan. Hal ini sering kali terjadi setelah percobaan atau uji coba dilakukan, yang menyebabkan hilangnya waktu dan bahan yang dikonsumsi.

Proses yang harus menganalisis data ini secara eksternal, dan kemudian mengintegrasikannya kembali ke titik eksekusi untuk mengimplementasikan perubahan yang diperlukan, menimbulkan risiko dan penundaan. Secara keseluruhan, hal ini menciptakan hambatan yang signifikan dalam memanfaatkan data secara efektif untuk mengoptimalkan proses dan membuat pengembangan pengetahuan proses menjadi sulit.

Kualitas dan pengetahuan proses berjalan bersama

Sepanjang siklus hidup produk, organisasi BioPharma terus mencari peluang untuk meningkatkan kualitas produk. Sejak berdirinya perusahaan prinsip-prinsip quality by design (QbD) oleh ICH pada tahun 2004QbD telah menjadi standar emas untuk pengembangan proses dalam industri BioPharma. Elemen inti dari QbD termasuk mengevaluasi kinerja proses, menganalisis data historis dan desain eksperimen (DoE), dan memahami bagaimana proses dan bahan berdampak pada produk akhir. Metodologi ini memastikan bahwa kualitas diintegrasikan ke dalam setiap tahap siklus hidup produk, dengan fokus pada identifikasi langkah-langkah dan parameter proses kritis untuk membangun pengetahuan proses yang komprehensif.

Selama fase pengembangan proses, tujuan utamanya adalah menentukan parameter proses penting yang harus dipantau dan dikendalikan untuk menjamin pengiriman produk berkualitas tinggi. Pemilihan, pengendalian, dan pembaruan proses ini harus didokumentasikan secara menyeluruh-tugas yang dapat menjadi rumit dan rentan terhadap kesalahan tanpa bantuan alat digital.

Oleh karena itu, sangat penting bagi industri BioPharma untuk mengadopsi solusi digital yang berfokus pada proses. Dalam dunia kemajuan ilmiah dan biologi yang serba cepat saat ini, industri harus secara efektif menangkap data tentang proses mereka, melacak evolusinya melalui pengembangan, dan memahami bagaimana hal tersebut diterjemahkan dan berdampak pada manufaktur. Bergabunglah dengan kami untuk blog berikutnya dalam seri tiga bagian ini, saat kami menyelami lebih dalam tentang evolusi parameter proses dan atribut kualitas selama pengembangan proses, dampaknya terhadap transfer teknologi, dan potensi untuk menggunakan AI/ML untuk melampaui pengetahuan proses dan mengembangkan kecerdasan proses.

Baca blog berikutnya dalam seri ini.

Tentang penulis

Oleh Unjulie Bhanot, Manajer Pemasaran Produk, Pengembangan Proses & Manufaktur, IDBS

Unjulie Bhanot adalah Manajer Pemasaran Produk untuk Pengembangan Proses dan Manufaktur di IDBS. Dengan lebih dari 10 tahun pengalaman di bidang informatika Biofarma, ia telah memimpin strategi dan pengembangan Solusi Bioproses IDBS dan berperan penting dalam peluncuran IDBS Polar ke pasar.

Referensi:

1. (1975). Diambil dari https://www.nature.com/articles/256495a0
2. S. Badan Pengawas Obat dan Makanan. (n.d.). Tonggak sejarah dalam hukum makanan dan obat-obatan AS. Diambil dari https://www.fda.gov/about-fda/fda-history/milestones-us-food-and-drug-law
3. (2022). Diambil dari https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
4. S. Badan Pengawas Obat dan Makanan. (2003). Bagian 11, catatan elektronik; tanda tangan elektronik - ruang lingkup dan aplikasi. Diambil dari https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/part-11-electronic-records-electronic-signatures-scope-and-application
5. (2022). Diambil dari https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
6. Grand View Research. (2023). Analisis pasar buku catatan laboratorium elektronik (ELN). Diambil dari https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/electronic-lab-notebook-eln-market
7. Grand View Research. (2023). Ukuran pasar sistem manajemen informasi laboratorium. Diambil kembali dari https://www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/laboratory-information-management-system-market-size/global
8. Badan Obat Eropa. (2017). Pedoman ICH Q8 (R2) pengembangan farmasi. Diambil dari 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