Eliberați eficiența: Utilizați instrumentul digital potrivit pentru a construi cunoștințe despre procese și pentru a eficientiza dezvoltarea medicamentelor

De Unjulie Bhanot, Manager marketing produse, Dezvoltare de procese și producție, IDBS

Blog 1 din 3

În ultima jumătate de secol, industria biofarmaceutică s-a concentrat pe colectarea de date și pe creșterea cunoștințelor despre produsele lor terapeutice - trecând de la formate analogice la formate digitale și extinzându-și biblioteca de instrumente informatice de laborator. De-a lungul timpului, aceste instrumente s-au dezvoltat pentru a depăși abordările tradiționale de tip "hârtie pe sticlă" și pentru a se extinde în domenii precum gestionarea stocurilor, calibrarea echipamentelor sau analizele statistice - dar cu puțin accent pe documentarea și gestionarea proceselor și parametrilor - factorii responsabili pentru obținerea unui produs de înaltă calitate.

Alăturați-vă nouă pentru această serie în trei părți, în care vom descoperi de ce industria biofarmaceutică trebuie să își îndrepte atenția către captarea, gestionarea și valorificarea parametrilor și a datelor de proces pentru a crea cunoștințe despre proces și, în cele din urmă, pentru a optimiza dezvoltarea medicamentelor și transferul de tehnologie.

Boom-ul dezvoltării medicamentelor

De la începutul secolului al XX-lea, s-a înregistrat o creștere a descoperirii de produse terapeutice cu molecule mici - marcată de descoperirea aspirinei. Iar până la mijlocul secolului, lumea a fost martora unei revoluții farmaceutice. De la antibiotice precum penicilina și streptomicina la medicamente antiinflamatoare nesteroidiene precum ibuprofenul și diclofenacul, fiecare an a adus noi molecule pe piață.

În 1975, un raport inovator a detaliat o metodă de generare a unor cantități mari de anticorpi monoclonali cu ținte specifice. Această inovație a deschis calea pentru vasta gamă de anticorpi monoclonali terapeutici și diagnostici produși până în prezent.

Această revoluție în domeniul farmaceutic a fost însoțită de orientări mai stricte ale FDA. În urma scandalului Thalidomide, Comisia Amendamentul Kefauver-Harris privind drogurile din 1962 a impus producătorilor de medicamente să dovedească eficacitatea și siguranța produselor lor înainte de a le comercializa. Acest lucru a necesitat o documentare completă a calității, siguranței și eficacității unui produs.

La scurt timp a urmat apariția instrumentelor informatice de laborator pentru a răspunde nevoii tot mai mari de gestionare a înregistrărilor experimentale și a probelor, respectând în același timp cerințele de reglementare tot mai stricte. Anii 1980 și 1990 a văzut introducerea a carnetelor electronice de laborator (ELN) de bază și a sistemelor de gestionare a informațiilor de laborator (LIMS). În 1997, programul FDA a publicat 21 CFR partea 11, care stabilește standarde pentru gestionarea și utilizarea înregistrărilor și semnăturilor electronice în domeniul farmaceutic. Aceste reglementări au fost și continuă să fie fundamentale pentru a permite producătorilor de medicamente să utilizeze soluții digitale pentru a eficientiza activitățile de cercetare, dezvoltare, producție și validare, asigurând introducerea în siguranță a noilor medicamente pe piață.

Din 2000, FDA a aprobat peste 190 de produse terapeutice biologice (inclusiv anticorpi monoclonali, proteine și enzime) și peste 600 de tratamente cu molecule mici (a se vedea Nature Review Descoperirea medicamentelor pentru mai multe detalii) și, de asemenea, asistăm în continuare la o creștere a dezvoltării de celule, vectori virali și oligonucleotide terapeutice. Funcționalitatea și caracteristicile ELN-urilor, LIMS-urilor și ale altor instrumente informatice, cum ar fi sistemele de execuție de laborator (LES), au evoluat, de asemenea, pentru a răspunde acestor nevoi biologice și tehnologice în creștere ale laboratorului de astăzi - de exemplu, pentru a se integra direct cu sistemele mari de automatizare și cu instrumentele de analiză a medicamentelor sau pentru a gestiona ciclul de viață al produselor terapeutice, dar, cu toate acestea, aceste sisteme nu sunt axate pe cultivarea cunoștințelor despre procese. În prezent, există aproape 100 de ELN-uri active și peste 20 de LIMS-uri disponibile pe piață, estimându-se că aceste piețe vor crește la peste 5.5% și 6.7% respectiv, în următorii cinci ani.

Maturitatea digitală pentru dezvoltarea accelerată a medicamentelor

Având în vedere concurența globală în creștere și o cerere tot mai mare de terapii inovatoare țintite, termenele de dezvoltare și de transfer tehnologic mai scurte sunt esențiale. Pacienții se bazează pe produse consistente și de înaltă calitate care să ajungă la ei cu promptitudine, ceea ce poate fi realizat numai prin prioritizarea digitalizării și automatizării de către producătorii de medicamente pentru a reduce riscurile și a asigura o dezvoltare sigură.

Maturitatea digitală, care măsoară eficiența cu care o organizație exploatează tehnologiile digitale, este esențială pentru menținerea cunoștințelor despre produse și procese de-a lungul ciclului de viață al dezvoltării unui medicament - alături de toate informațiile care oferă un context mai larg datelor, cum ar fi inventarul de suport, operațiunile unitare și metodele analitice care contribuie, adecvarea echipamentelor și transferurile de materiale între echipe și organizații.

Pentru a permite și a spori maturitatea digitală, producătorii de medicamente ajung adesea să implementeze o rețea complicată de instrumente și sisteme diferite, dar creează inevitabil silozuri de date ineficiente și predispuse la erori. Utilizarea sistemelor de laborator arhaice și de bază poate afecta integritatea datelor, poate pune în pericol conformitatea cu reglementările, poate limita capacitățile de colaborare și poate împiedica înțelegerea proceselor.

Fără posibilitatea de a valorifica cunoștințele despre procese, organizațiile s-ar putea confrunta cu întârzieri în înțelegerea impactului real pe care parametrii, instrumentele, consumabilele și deciziile privind procesele lor îl au asupra produsului. În ciuda suprapunerii funcționalităților și a extinderii capacităților instrumentelor informatice existente, capacitatea de a gestiona, monitoriza și califica fără întreruperi parametrii și procesele, în cadrul aceleiași platforme software în care se efectuează execuția și analiza experimentală, rămâne neexploatată.

Știm multe despre produsul nostru, dar cât de multe știm cu adevărat despre proces?

Ca industrie, am devenit foarte buni în ceea ce privește colectarea datelor și creșterea cunoștințelor noastre despre produs, instrumentele existente permițând acest lucru. De exemplu, ELN-urile permit oamenilor de știință să înregistreze datele experimentale într-un format eficient, ușor de documentat, înlocuind caietul tradițional de laborator pe hârtie. Cu toate acestea, datele tind să fie capturate într-un format nestructurat, ceea ce face ca ELN să fie mai degrabă un depozit digital sau o locație de stocare conformă, în loc să fie capabil să valorifice în mod direct aceste date.

Sistemele LIMS oferă o perspectivă diferită - concentrându-se în primul rând pe probe, gestionând meticulos călătoria probelor de-a lungul ciclului de viață al produsului. De la autentificare până la eliminare, sistemele LIMS urmăresc cu atenție fiecare etapă într-un mod conform, oferind în același timp capacități pentru calibrarea instrumentelor și întreținerea inventarului.

Uneori, aceste instrumente sunt însoțite de un LES - ca o versiune specializată a unui ELN, LES sunt centrate pe fluxul de lucru și asigură coerența procedurilor în timpul execuției.

Cu toate acestea, pentru ca o echipă să determine cu exactitate impactul unui parametru de proces sau succesul procesului ales, adesea trebuie să colecteze manual date din diverse surse. Acest lucru se datorează faptului că detaliile privind procesul sau parametrul pot fi încă înregistrate pe protocoale pe hârtie sau proceduri standard de operare (SOP), sau pur și simplu se află în mintea cercetătorului principal responsabil pentru o anumită operațiune unitară. Urmărirea și analiza statistică a modului în care un singur parametru de intrare afectează randamentul sau formarea structurală a unui produs, sau înțelegerea modului în care mai mulți parametri interacționează pentru a regla cu precizie procesul general, poate fi o sarcină anevoioasă și predispusă la erori. Aceasta are loc adesea mult după efectuarea experimentului sau a execuției, ceea ce duce la pierderi de timp și materiale consumate.

Procesul de analiză externă a acestor date, apoi de reintegrare a acestora în punctul de execuție pentru a implementa modificările necesare, introduce riscuri și întârzieri. În ansamblu, acest lucru creează un blocaj semnificativ în calea valorificării eficiente a datelor pentru optimizarea procesului și face dificilă dezvoltarea cunoștințelor despre proces.

Calitatea și cunoașterea proceselor merg împreună

Pe tot parcursul ciclului de viață al produsului, organizațiile BioPharma caută în permanență oportunități de îmbunătățire a calității produsului. De la înființarea principiile calității prin proiectare (QbD) de către ICH în 2004, QbD a devenit standardul de aur pentru dezvoltarea proceselor în industria BioPharma. Elementele de bază ale QbD includ evaluarea performanței proceselor, analizarea datelor istorice și a datelor de proiectare a experimentelor (DoE) și înțelegerea modului în care procesele și materialele influențează produsul final. Această metodologie asigură integrarea calității în fiecare etapă a ciclului de viață al produsului, concentrându-se pe identificarea etapelor și parametrilor critici ai procesului pentru a construi o cunoaștere completă a procesului.

În timpul fazei de dezvoltare a procesului, obiectivul principal este de a identifica parametrii critici ai procesului care trebuie monitorizați și controlați pentru a garanta livrarea unui produs de înaltă calitate. Selectarea, controlul și actualizarea acestor procese trebuie documentate temeinic - o sarcină care poate fi greoaie și predispusă la erori fără ajutorul instrumentelor digitale.

Prin urmare, este esențial ca industria BioPharma să adopte o soluție digitală axată pe procese. În lumea rapidă a progreselor științifice și biologice de astăzi, industria trebuie să captureze în mod eficient date despre procesele lor, să urmărească evoluția acestora pe parcursul dezvoltării și să înțeleagă modul în care acestea se traduc în producție și au un impact asupra acesteia. Fiți alături de noi pentru următoarele bloguri din această serie în trei părți, pe măsură ce aprofundăm evoluția parametrilor de proces și a atributelor de calitate pe parcursul dezvoltării procesului, impactul asupra transferului de tehnologie și potențialul de a utiliza AI/ML pentru a transcende cunoașterea procesului și a dezvolta inteligența procesului.

Citește blogul următor în serie.

Despre autor

De Unjulie Bhanot, Manager marketing produse, Dezvoltare de procese și producție, IDBS

Unjulie Bhanot este Product Marketing Manager pentru dezvoltarea și fabricarea proceselor la IDBS. Cu peste 10 ani de experiență în domeniul informaticii biofarmaceutice, ea a condus strategia și dezvoltarea de Soluții IDBS pentru bioprocese și a jucat un rol esențial în lansarea IDBS Polar pe piață.

Referințe:

1. (1975). Retrieved from https://www.nature.com/articles/256495a0
2. S. Food and Drug Administration. (n.red.). Milestones in U.S. food and drug law. Retrieved from https://www.fda.gov/about-fda/fda-history/milestones-us-food-and-drug-law
3. (2022). Retrieved from https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
4. S. Food and Drug Administration. (2003). Partea 11, înregistrări electronice; semnături electronice - domeniu de aplicare și aplicare. Retrieved from https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/part-11-electronic-records-electronic-signatures-scope-and-application
5. (2022). Retrieved from https://www.nature.com/articles/s41596-021-00645-8
6. Grand View Research. (2023). Analiza pieței notebook-urilor electronice de laborator (ELN). Retrieved from https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/electronic-lab-notebook-eln-market
7. Grand View Research. (2023). Mărimea pieței sistemelor de gestionare a informațiilor de laborator. Retrieved from https://www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/laboratory-information-management-system-market-size/global
8. Agenția Europeană pentru Medicamente. (2017). Ghidul ICH Q8 (R2) privind dezvoltarea farmaceutică. 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