Odblokuj wydajność: Wykorzystaj odpowiednie narzędzie cyfrowe do budowania wiedzy o procesach i usprawnienia opracowywania leków.

Unjulie Bhanot, Product Marketing Manager, Process Development & Manufacturing, IDBS

Blog 1 z 3

W ciągu ostatniego półwiecza branża BioPharma koncentrowała się na gromadzeniu danych i zwiększaniu wiedzy na temat swoich produktów terapeutycznych - przechodząc z formatów analogowych na cyfrowe i rozszerzając bibliotekę laboratoryjnych narzędzi informatycznych. Z biegiem czasu narzędzia te rozwinęły się, aby wyjść poza tradycyjne podejście "papier na szkle" i rozszerzyć się na obszary takie jak zarządzanie zapasami, kalibracja sprzętu lub analizy statystyczne - ale z niewielkim naciskiem na dokumentację i zarządzanie procesami i parametrami - czynnikami odpowiedzialnymi za osiągnięcie wysokiej jakości produktu.

Dołącz do nas w tej trzyczęściowej serii, w której odkryjemy, dlaczego branża BioPharma musi skupić się na przechwytywaniu, zarządzaniu i wykorzystywaniu parametrów i danych procesowych w celu tworzenia wiedzy o procesach i ostatecznie optymalizacji opracowywania leków i transferu technologii.

Boom na opracowywanie leków

Od przełomu XIX i XX wieku nastąpił wzrost odkryć w dziedzinie terapii małocząsteczkowych - na czele z odkryciem aspiryny. W połowie stulecia świat był świadkiem rewolucji farmaceutycznej. Od antybiotyków, takich jak penicylina i streptomycyna, po niesteroidowe leki przeciwzapalne, takie jak ibuprofen i diklofenak, każdy rok przynosił nowe cząsteczki na rynek.

W 1975 r. przełomowy raport opracował szczegółową metodę generowania dużych ilości przeciwciał monoklonalnych o określonych celach. Ta innowacja utorowała drogę dla szerokiej gamy terapeutycznych i diagnostycznych przeciwciał monoklonalnych produkowanych do dziś.

Tej rewolucji w branży farmaceutycznej towarzyszyły bardziej rygorystyczne wytyczne FDA. W następstwie skandalu związanego z talidomidem Poprawka antynarkotykowa Kefauvera-Harrisa z 1962 r. nakazał producentom leków udowodnienie skuteczności i bezpieczeństwa ich produktów przed wprowadzeniem ich do obrotu. Wymagało to dokładnej dokumentacji jakości, bezpieczeństwa i skuteczności produktu.

Wkrótce potem pojawiły się narzędzia informatyki laboratoryjnej, aby sprostać rosnącej potrzebie zarządzania dokumentacją eksperymentalną i próbkami przy jednoczesnym przestrzeganiu rosnących wymagań regulacyjnych. Lata 80. i 90. XX wieku widział wprowadzenie podstawowych elektronicznych notatników laboratoryjnych (ELN) i systemów zarządzania informacjami laboratoryjnymi (LIMS). W 1997 r. FDA opublikowała 21 CFR część 11ustanawiając standardy zarządzania i korzystania z elektronicznych rejestrów i podpisów w branży farmaceutycznej. Przepisy te miały i nadal mają fundamentalne znaczenie dla umożliwienia producentom leków wykorzystania rozwiązań cyfrowych w celu usprawnienia działań badawczych, rozwojowych, produkcyjnych i walidacyjnych, zapewniając bezpieczne wprowadzanie nowych leków na rynek.

Od 2000 roku FDA zatwierdziła ponad 190 terapii biologicznych (w tym przeciwciała monoklonalne, białka i enzymy) oraz ponad 600 terapii małocząsteczkowych (zob. Nature Review Drug Discovery aby uzyskać więcej informacji), a także nadal obserwujemy wzrost rozwoju terapii komórkowych, wektorów wirusowych i oligonukleotydów. Funkcjonalność i cechy ELN, LIMS i innych narzędzi informatycznych, takich jak laboratoryjne systemy wykonawcze (LES), również ewoluowały, aby zaspokoić rosnące potrzeby biologiczne i technologiczne dzisiejszych laboratoriów - na przykład w celu bezpośredniej integracji z dużymi systemami automatyzacji i przyrządami do analizy leków lub zarządzania cyklem życia produktów terapeutycznych, ale nadal systemy te nie koncentrują się na kultywowaniu wiedzy o procesach. Obecnie na rynku dostępnych jest prawie 100 aktywnych ELN i ponad 20 LIMS. rynekprzy prognozowanym wzroście tych rynków na poziomie ponad 5,5% oraz 6.7% odpowiednio w ciągu najbliższych pięciu lat.

Dojrzałość cyfrowa w celu przyspieszenia opracowywania leków

Wraz z rosnącą globalną konkurencją i rosnącym popytem na ukierunkowane, innowacyjne terapie, niezbędne jest skrócenie czasu opracowywania i transferu technologii. Pacjenci polegają na spójnych, wysokiej jakości produktach, które docierają do nich szybko, co można osiągnąć jedynie poprzez priorytetowe traktowanie przez producentów leków cyfryzacji i automatyzacji w celu ograniczenia ryzyka i zapewnienia bezpiecznego rozwoju.

Dojrzałość cyfrowa, która mierzy, jak skutecznie organizacja wykorzystuje technologie cyfrowe, ma kluczowe znaczenie dla utrzymania wiedzy o produktach i procesach w całym cyklu rozwoju leku - wraz ze wszystkimi informacjami zapewniającymi szerszy kontekst danych, takimi jak pomocnicze zapasy, przyczyniające się operacje jednostkowe i metody analityczne, przydatność sprzętu i przekazywanie materiałów między zespołami i organizacjami.

Aby umożliwić i zwiększyć dojrzałość cyfrową, producenci leków często wdrażają skomplikowaną sieć różnych narzędzi i systemów, ale nieuchronnie tworzą nieefektywne i podatne na błędy silosy danych. Korzystanie z archaicznych i podstawowych systemów laboratoryjnych może wpływać na integralność danych, zagrażać zgodności z przepisami, ograniczać możliwości współpracy i utrudniać wgląd w procesy.

Bez możliwości wykorzystania wiedzy o procesie, organizacje mogą napotkać opóźnienia w zrozumieniu rzeczywistego wpływu parametrów procesu, przyrządów, materiałów eksploatacyjnych i decyzji procesowych na produkt. Pomimo nakładających się funkcji i rozszerzających się możliwości istniejących narzędzi informatycznych, zdolność do zarządzania, monitorowania i płynnego kwalifikowania parametrów i procesów w ramach tej samej platformy oprogramowania, na której przeprowadzane są eksperymenty i analizy, pozostaje niewykorzystana.

Wiemy dużo o naszym produkcie, ale ile tak naprawdę wiemy o procesie?

Jako branża staliśmy się bardzo dobrzy w gromadzeniu danych i zwiększaniu naszej wiedzy o produkcie, a istniejące narzędzia to umożliwiają. Na przykład, ELN pozwalają naukowcom rejestrować dane eksperymentalne w wydajnym, łatwym do udokumentowania formacie, zastępując tradycyjny papierowy notatnik laboratoryjny. Dane są jednak zazwyczaj rejestrowane w nieustrukturyzowanym formacie, co sprawia, że ELN jest bardziej cyfrowym repozytorium lub zgodnym miejscem przechowywania, niż jest w stanie bezpośrednio wykorzystać wartość tych danych.

Systemy LIMS oferują inną perspektywę - koncentrując się przede wszystkim na próbkach, skrupulatnie zarządzając podróżą próbek przez cykl życia produktu. Od logowania do utylizacji, LIMS skrupulatnie śledzi każdy krok w sposób zgodny z przepisami, oferując jednocześnie możliwości kalibracji przyrządów i konserwacji zapasów.

Czasami w parze z tymi narzędziami występuje LES - jako wyspecjalizowana wersja ELN, LES są skoncentrowane na przepływie pracy i zapewniają spójność proceduralną podczas wykonywania.

Jednak aby zespół mógł dokładnie określić wpływ parametru procesu lub powodzenie wybranego procesu, często musi ręcznie zbierać dane z różnych źródeł. Wynika to z faktu, że szczegóły procesu lub parametrów mogą być nadal zapisywane w papierowych protokołach lub standardowych procedurach operacyjnych (SOP) lub po prostu znajdować się w umyśle głównego naukowca odpowiedzialnego za konkretną operację jednostkową. Śledzenie i analiza statystyczna tego, jak pojedynczy parametr wejściowy wpływa na wydajność produktu lub tworzenie struktury, lub zrozumienie, w jaki sposób wiele parametrów współdziała w celu dostrojenia całego procesu, może być żmudnym i podatnym na błędy zadaniem. Często ma to miejsce długo po przeprowadzeniu eksperymentu lub przebiegu, co prowadzi do straty czasu i zużycia materiałów.

Proces zewnętrznej analizy tych danych, a następnie ich ponownej integracji w punkcie realizacji w celu wdrożenia wymaganych zmian, wprowadza ryzyko i opóźnienia. W sumie tworzy to poważną przeszkodę w skutecznym wykorzystywaniu danych do optymalizacji procesu i sprawia, że rozwój wiedzy o procesie staje się wyzwaniem.

Jakość i wiedza o procesach idą w parze

Przez cały cykl życia produktu organizacje BioPharma nieustannie poszukują możliwości poprawy jego jakości. Od momentu ustanowienia zasady quality by design (QbD) przez ICH w 2004 r.QbD stało się złotym standardem rozwoju procesów w branży BioPharma. Podstawowe elementy QbD obejmują ocenę wydajności procesu, analizę danych historycznych i danych projektowych eksperymentów (DoE) oraz zrozumienie, w jaki sposób procesy i materiały wpływają na produkt końcowy. Metodologia ta zapewnia, że jakość jest zintegrowana z każdym etapem cyklu życia produktu, z naciskiem na identyfikację krytycznych etapów procesu i parametrów w celu zbudowania kompleksowej wiedzy o procesie.

Podczas fazy opracowywania procesu głównym celem jest wskazanie krytycznych parametrów procesu, które muszą być monitorowane i kontrolowane, aby zagwarantować dostarczenie produktu wysokiej jakości. Wybór, kontrola i aktualizacja tych procesów muszą być dokładnie udokumentowane - zadanie, które może być uciążliwe i podatne na błędy bez pomocy narzędzi cyfrowych.

Dlatego też dla branży BioPharma kluczowe jest przyjęcie rozwiązania cyfrowego skoncentrowanego na procesach. W dzisiejszym szybko zmieniającym się świecie postępu naukowego i biologicznego branża musi skutecznie przechwytywać dane o swoich procesach, śledzić ich ewolucję w trakcie rozwoju i rozumieć, w jaki sposób przekładają się one na produkcję i jak na nią wpływają. Dołącz do nas w kolejnych blogach z tej trzyczęściowej serii, w której zagłębimy się w ewolucję parametrów procesu i atrybutów jakości w trakcie rozwoju procesu, wpływ na transfer technologii oraz potencjał wykorzystania AI/ML do wykraczania poza wiedzę o procesie i rozwijania inteligencji procesowej.

Przeczytaj następny blog w serii.

 

O autorze

Unjulie Bhanot, Product Marketing Manager, Process Development & Manufacturing, IDBS

Unjulie Bhanot jest menedżerem ds. marketingu produktów w zakresie rozwoju procesów i produkcji w IDBS. Dzięki ponad 10-letniemu doświadczeniu w dziedzinie informatyki biofarmaceutycznej, kierowała strategią i rozwojem Rozwiązania bioprocesowe IDBS i odegrał kluczową rolę w uruchomieniu IDBS Polar na rynek.

 

 

Referencje:

1. (1975). Retrieved from https://www.nature.com/articles/256495a0
2. S. Food and Drug Administration. (b.d.). Kamienie milowe w amerykańskim prawie żywności i leków. Retrieved from https://www.fda.gov/about-fda/fda-history/milestones-us-food-and-drug-law
3. (2022). Źródło: https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
4. S. Food and Drug Administration. (2003). Część 11, dokumentacja elektroniczna; podpisy elektroniczne - zakres i zastosowanie. Retrieved from https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/part-11-electronic-records-electronic-signatures-scope-and-application
5. (2022). Źródło: https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
6. Grand View Research. (2023). Analiza rynku elektronicznych notatników laboratoryjnych (ELN). Retrieved from https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/electronic-lab-notebook-eln-market
7. Grand View Research. (2023). Wielkość rynku systemów zarządzania informacjami laboratoryjnymi. Retrieved from https://www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/laboratory-information-management-system-market-size/global
8. Europejska Agencja Leków. (2017). Wytyczne ICH Q8 (R2) dotyczące rozwoju farmaceutycznego. Retrieved from 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