Doi ingineri Rutgers creează un instrument analitic pentru a accelera producția de medicamente biologice

Doi ingineri Rutgers care se specializează în procesul de fabricare a medicamentelor derivate din organisme vii au creat un instrument analitic despre care cred că va accelera descoperirea și producerea de medicamente biologice care sunt adesea în fruntea cercetării biomedicale.

Într-un articol de pe coperta revistei American Chemical Society, Chimie analitică, cercetătorii oferă detalii despre ceea ce ei numesc un „kit de instrumente automatizat” – sau, mai formal, N-GLYcanyzer – și potențialul său de monitorizare rapidă a calității medicamentelor în timpul producției de substanțe biologice, care pot varia vaccinuri cu proteine ​​recombinate terapeutice. În timp ce majoritatea produselor biologice sunt testate la sfârșitul procesului de fabricație pentru calitate și consecvență, Rutgers Toolkit poate monitoriza produsele biologice pe măsură ce sunt produse și permite ca medicamentele să răspundă nevoilor de conformitate a calității din partea agențiilor de reglementare, cum ar fi U.S. Food and Drug Administration. (FDA).

Acest instrument ne permite să monitorizăm calitatea medicamentelor biologice aproape în timp real în timpul procesului de biofabricare. Monitorizarea și controlul continuu al proceselor de bioproducție este esențială pentru a asigura calitatea medicamentului. Aceste instrumente avansate vor ajuta industria să economisească bani prin evitarea producerii de loturi de medicamente sau loturi care se abat de la cerințele de reglementare, ducând în cele din urmă la costuri mai mici de asistență medicală în beneficiul pacienților. »


Shishir Chundawat, autor, profesor asociat, Departamentul de inginerie chimică și biochimică, Rutgers School of Engineering

Spre deosebire de medicamentele farmaceutice convenționale produse prin sinteză chimică, medicamentele biologice sunt fabricate din celule, proteine ​​sau material genetic manipulat prin tehnici biotehnologice sau luate direct de la oameni, animale sau microorganisme. Deși produsele biologice pot oferi tipuri de tratamente inovatoare, cum ar fi anticorpii monoclonali pentru tratarea COVID-19, ele sunt dificil de fabricat deoarece sunt extrem de sensibile la schimbările din mediul de producție. Bioprocesele sunt, de asemenea, ușor contaminate cu microbi și pot fi stricate chiar și de mici variații ale condițiilor de proces, cum ar fi temperatura.

Noul instrument este o tehnologie de analiză automată a proceselor (PAT) care utilizează un sistem de senzori de biomolecule țintite controlat de software. Acesta găzduiește un proces biochimic universal activ în majoritatea celulelor vii numit N-glicozilare proteinelor, în care proteinele își modifică suprafețele prin atașarea unor molecule complexe de zahăr numite glicani. Sistemul PAT poate urmări rapid modificările acestor zaharuri și poate detecta când procesele celulare merg prost, cum ar fi atunci când moleculele de zahăr nu sunt atașate corect sau zaharurile incorecte sunt atașate de proteine, ceea ce are un impact direct asupra siguranței și eficacității medicamentului biologic.

„Sistemul nostru va face posibilă producerea de substanțe biologice complexe cu precizie la scară moleculară”, a spus coautorul Aron Gyorgypal, doctorand în Departamentul de Inginerie Chimică și Biochimică al Rutgers, care a condus studiul. „Practic, suntem capabili să verificăm rapid calitatea medicamentului, de mai multe ori în timpul procesului, pentru a ști cu siguranță că substanța biologică care este produsă urmează traiectoria de reacție preferată care îndeplinește așteptările reglementărilor și ale industriei pentru controlul calității.

Acest lucru a fost finanțat de FDA din cauza importanței îmbunătățirii proceselor de fabricație pentru produse biologice și „biosimilare”, și anume versiuni generice ale produselor biologice cu denumiri comerciale, a spus Chundawat. Ca urmare, detaliile pentru recrearea acestui sistem PAT au fost puse la dispoziție online pentru a facilita adoptarea mai largă de către diverse părți interesate, inclusiv industria biofarmaceutică, precum și agențiile de reglementare a medicamentelor.

Cercetătorii au testat robustețea PAT-ului lor urmărind producția de trastuzumab, un medicament biologic pentru cancerul de sân, prin ciclul său de producție de 14 zile. Pe baza rezultatelor, ei speră că o astfel de tehnologie va crește semnificativ producția de biosimilare.

Autoritățile federale de reglementare au ezitat să permită producția la scară largă de biosimilare din cauza preocupărilor legate de calitate și siguranță, a spus Chundawat. „FDA va avea mult mai multă încredere într-un produs medicamentos care are instrumente analitice avansate similare utilizate pentru a-și monitoriza procesul de fabricație”, a spus Chundawat.

În această vară, Gyorgypal a primit bursa Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) pentru a lucra la Centrul de Evaluare și Cercetare a Medicamentului (CDER) al FDA. Programul ORISE se concentrează pe o varietate de inițiative, inclusiv educarea următoarei generații de studenți/oameni de știință care sprijină misiunile agențiilor federale din SUA pentru a consolida inițiativele naționale de educație științifică și cercetare. Gyorgypal va ajuta FDA să evalueze și să valideze setul de instrumente analitice N-GLYcanyzer, un efort care ar putea duce la adoptarea mai largă a instrumentelor PAT similare de către industria biofarmaceutică.

Sursă:

Referința jurnalului:

Gyorgypal, A & Chundawat, SPS, (2022) Platformă analitică de proces integrată pentru monitorizarea automată a glicozilării legate de anticorpi monoclonali. Chimie analitică. doi.org/10.1021/acs.analchem.1c05396.

.

Add Comment