Libere a eficiência: Aproveite a ferramenta digital certa para desenvolver o conhecimento do processo e otimizar o desenvolvimento de medicamentos

Por Unjulie Bhanot, gerente de marketing de produtos, desenvolvimento de processos e fabricação, IDBS

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No último meio século, o setor biofarmacêutico concentrou-se na coleta de dados e no aumento do conhecimento sobre seus produtos terapêuticos, fazendo a transição de formatos analógicos para digitais e expandindo sua biblioteca de ferramentas de informática laboratorial. Com o tempo, essas ferramentas foram desenvolvidas para ir além das abordagens tradicionais de papel sobre vidro e se expandiram para áreas como gerenciamento de estoque, calibração de equipamentos ou análises estatísticas, mas com pouca ênfase na documentação e no gerenciamento de processos e parâmetros, os fatores responsáveis pela obtenção de um produto de alta qualidade.

Junte-se a nós nesta série de três partes e descubra por que o setor biofarmacêutico precisa mudar seu foco para capturar, gerenciar e aproveitar os dados de parâmetros e processos para criar conhecimento sobre o processo e, por fim, otimizar o desenvolvimento de medicamentos e a transferência de tecnologia.

O boom do desenvolvimento de medicamentos

A partir da virada do século XX, houve um aumento na descoberta de terapêuticas de moléculas pequenas, marcado pela descoberta da Aspirina. E, em meados do século, o mundo estava testemunhando uma revolução farmacêutica. De antibióticos como a penicilina e a estreptomicina a anti-inflamatórios não esteroides como o ibuprofeno e o diclofenaco, a cada ano novas moléculas eram lançadas no mercado.

Em 1975, um relatório inovador detalhou um método para gerar grandes quantidades de anticorpos monoclonais com alvos específicos. Essa inovação abriu caminho para a vasta gama de anticorpos monoclonais terapêuticos e diagnósticos produzidos até hoje.

Essa revolução nos produtos farmacêuticos foi acompanhada por diretrizes mais rígidas da FDA. Após o escândalo da talidomida, a Emenda Kefauver-Harris sobre drogas de 1962 determinou que os fabricantes de medicamentos comprovassem a eficácia e a segurança de seus produtos antes de comercializá-los. Isso exigia uma documentação completa da qualidade, segurança e eficácia de um produto.

Logo em seguida, surgiram as ferramentas de informática laboratorial para atender à crescente necessidade de gerenciar registros e amostras experimentais e, ao mesmo tempo, cumprir as crescentes exigências regulatórias. As décadas de 1980 e 1990 viu a introdução de cadernos de laboratório eletrônicos básicos (ELNs) e sistemas de gerenciamento de informações laboratoriais (LIMS). Em 1997, a A FDA publicou o 21 CFR Parte 11A normativa de segurança da indústria farmacêutica, que estabelece padrões para o gerenciamento e uso de registros e assinaturas eletrônicas em produtos farmacêuticos. Essas regulamentações foram e continuam sendo fundamentais para permitir que os fabricantes de medicamentos aproveitem as soluções digitais para otimizar as atividades de pesquisa, desenvolvimento, fabricação e validação, garantindo a introdução segura de novos medicamentos no mercado.

Desde 2000, a FDA aprovou mais de 190 produtos terapêuticos biológicos (incluindo anticorpos monoclonais, proteínas e enzimas) e mais de 600 tratamentos com moléculas pequenas (consulte Nature Review Drug Discovery para obter mais detalhes), e continuamos a observar um aumento no desenvolvimento de células, vetores virais e terapias de oligonucleotídeos. A funcionalidade e os recursos dos ELNs, LIMS e outras ferramentas de informática, como os sistemas de execução de laboratório (LES), também evoluíram para atender a essas crescentes necessidades biológicas e tecnológicas do laboratório atual - por exemplo, para se integrar diretamente a grandes sistemas de automação e instrumentos de análise de medicamentos, ou gerenciar o ciclo de vida de produtos terapêuticos, mas ainda assim, esses sistemas não se concentram em cultivar o conhecimento do processo. Atualmente, há cerca de 100 ELNs ativos e mais de 20 LIMS disponíveis no mercado. mercadocom a projeção de crescimento desses mercados em acima de 5,5% e 6.7% respectivamente, nos próximos cinco anos.

Maturidade digital para o desenvolvimento acelerado de medicamentos

Com o aumento da concorrência global e a crescente demanda por terapias inovadoras e direcionadas, é essencial que os cronogramas de desenvolvimento e transferência de tecnologia sejam mais curtos. Os pacientes dependem de produtos consistentes e de alta qualidade que cheguem a eles prontamente, o que só pode ser alcançado se os fabricantes de medicamentos priorizarem a digitalização e a automação para reduzir os riscos e garantir um desenvolvimento seguro.

A maturidade digital, que mede a eficácia com que uma organização aproveita as tecnologias digitais, é fundamental para manter o conhecimento do produto e do processo em todo o ciclo de vida de desenvolvimento de um medicamento, juntamente com todas as informações que fornecem mais contexto aos dados, como inventário de suporte, operações unitárias contribuintes e métodos analíticos, adequação de equipamentos e transferências de materiais entre equipes e organizações.

Para habilitar e aprimorar a maturidade digital, os fabricantes de medicamentos geralmente acabam implantando uma rede complicada de diferentes ferramentas e sistemas, mas inevitavelmente criam silos de dados ineficientes e propensos a erros. O uso de sistemas laboratoriais arcaicos e básicos pode afetar a integridade dos dados, colocar em risco a conformidade com as normas, limitar os recursos de colaboração e impedir a percepção dos processos.

Sem a capacidade de aproveitar o conhecimento do processo, as organizações podem enfrentar atrasos na compreensão do verdadeiro impacto que seus parâmetros de processo, instrumentos, consumíveis e decisões de processo têm sobre o produto. Apesar da sobreposição de funcionalidades e da expansão de recursos nas ferramentas de informática existentes, a capacidade de gerenciar, monitorar e qualificar perfeitamente parâmetros e processos, dentro da mesma plataforma de software em que a execução e a análise experimental são realizadas, continua inexplorada.

Sabemos muito sobre nosso produto, mas o quanto realmente sabemos sobre o processo?

Como setor, nos tornamos muito bons em coletar dados e aumentar nosso conhecimento sobre o produto, com as ferramentas existentes permitindo isso. Por exemplo, os ELNs permitem que os cientistas registrem dados experimentais em um formato eficiente e fácil de documentar, substituindo o tradicional caderno de laboratório de papel. No entanto, os dados tendem a ser capturados em um formato não estruturado, fazendo com que o ELN seja mais um repositório digital ou um local de armazenamento compatível do que uma capacidade de aproveitar diretamente o valor desses dados.

Os sistemas LIMS oferecem uma perspectiva diferente - com foco principal nas amostras, gerenciando meticulosamente a jornada das amostras durante o ciclo de vida do produto. Do login ao descarte, o LIMS rastreia diligentemente cada etapa de forma compatível, além de oferecer recursos para calibração de instrumentos e manutenção de inventário.

Às vezes, uma LES é combinada com essas ferramentas - como uma versão especializada de um ELN, as LES são centradas no fluxo de trabalho e garantem a consistência do procedimento durante a execução.

No entanto, para que uma equipe possa determinar com precisão o impacto de um parâmetro de processo ou o sucesso do processo escolhido, muitas vezes é necessário coletar manualmente dados de várias fontes. Isso ocorre porque os detalhes do processo ou do parâmetro ainda podem estar registrados em protocolos impressos ou em procedimentos operacionais padrão (SOPs), ou simplesmente residir na mente do principal cientista responsável por uma operação unitária específica. O rastreamento e a análise estatística de como um único parâmetro de entrada afeta o rendimento ou a formação estrutural de um produto, ou a compreensão de como vários parâmetros interagem para ajustar o processo geral, pode ser uma tarefa tediosa e propensa a erros. Isso geralmente ocorre bem depois da realização do experimento ou da execução, o que leva à perda de tempo e ao consumo de materiais.

O processo de ter que analisar externamente esses dados e depois reintegrá-los ao ponto de execução para implementar as alterações necessárias introduz riscos e atrasos. Em conjunto, isso cria um obstáculo significativo para o aproveitamento eficaz dos dados para otimizar o processo e torna desafiador o desenvolvimento do conhecimento do processo.

Qualidade e conhecimento do processo andam juntos

Durante todo o ciclo de vida do produto, as organizações biofarmacêuticas buscam continuamente oportunidades para aprimorar a qualidade do produto. Desde a criação da princípios de qualidade por design (QbD) pelo ICH em 2004Em meados dos anos 90, o QbD se tornou o padrão ouro para o desenvolvimento de processos no setor biofarmacêutico. Os principais elementos do QbD incluem a avaliação do desempenho do processo, a análise de dados históricos e de projeto de experimentos (DoE) e a compreensão de como os processos e materiais afetam o produto final. Essa metodologia garante que a qualidade seja integrada em todos os estágios do ciclo de vida do produto, com foco na identificação de etapas e parâmetros críticos do processo para criar um conhecimento abrangente do processo.

Durante a fase de desenvolvimento do processo, o objetivo principal é identificar os parâmetros críticos do processo que devem ser monitorados e controlados para garantir a entrega de um produto de alta qualidade. A seleção, o controle e a atualização desses processos devem ser minuciosamente documentados - uma tarefa que pode ser complicada e propensa a erros sem o auxílio de ferramentas digitais.

Portanto, é essencial que o setor biofarmacêutico adote uma solução digital com foco no processo. No atual mundo acelerado dos avanços científicos e biológicos, o setor precisa capturar com eficiência os dados sobre seus processos, acompanhar sua evolução durante o desenvolvimento e entender como eles se traduzem e afetam a fabricação. Junte-se a nós nos próximos blogs desta série de três partes, quando nos aprofundaremos na evolução dos parâmetros do processo e dos atributos de qualidade ao longo do desenvolvimento do processo, no impacto sobre a transferência de tecnologia e no potencial de usar IA/ML para transcender o conhecimento do processo e desenvolver a inteligência do processo.

Leia o próximo blog na série.

Sobre o autor

Por Unjulie Bhanot, gerente de marketing de produtos, desenvolvimento de processos e fabricação, IDBS

Unjulie Bhanot é gerente de marketing de produtos para desenvolvimento e fabricação de processos na IDBS. Com mais de 10 anos de experiência no setor de informática da Biopharma, ela liderou a estratégia e o desenvolvimento de Soluções de bioprocessos da IDBS e foi fundamental para o lançamento do IDBS Polar para o mercado.

Referências:

1. (1975). Recuperado de https://www.nature.com/articles/256495a0
2. S. Food and Drug Administration. (n.d.). Milestones in U.S. food and drug law (Marcos na legislação de alimentos e medicamentos dos EUA). Recuperado de https://www.fda.gov/about-fda/fda-history/milestones-us-food-and-drug-law
3. (2022). Recuperado de https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
4. S. Administração de Alimentos e Medicamentos. (2003). Parte 11, registros eletrônicos; assinaturas eletrônicas - escopo e aplicação. Recuperado de https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/part-11-electronic-records-electronic-signatures-scope-and-application
5. (2022). Recuperado de https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
6. Grand View Research. (2023). Análise do mercado de cadernos eletrônicos de laboratório (ELN). Recuperado de https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/electronic-lab-notebook-eln-market
7. Grand View Research. (2023). Tamanho do mercado de sistemas de gerenciamento de informações laboratoriais. Recuperado de https://www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/laboratory-information-management-system-market-size/global
8. Agência Europeia de Medicamentos. (2017). Diretriz ICH Q8 (R2) de desenvolvimento farmacêutico. Recuperado de 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