Un programa que necesita de tres a seis meses sólo para aislar un clon estable y de alta expresión no está retrasado. Uno que descubre en la escala de 2000 L que un paso de amortiguación no se puede reproducir es. El proceso de desarrollo de productos biológicos existe para trasladar esos descubrimientos a la escala más pequeña y barata disponible, donde un experimento fallido cuesta una semana en lugar de un lote GMP.
Lo que realmente cubre el proceso de desarrollo de productos biológicos
El proceso de desarrollo de productos biológicos es la secuencia por etapas de ingeniería de líneas celulares, cultivo inicial, purificación posterior, caracterización analítica, formulación y validación del proceso que convierte una molécula candidata en una sustancia farmacológica que puede fabricarse de manera reproducible a escala comercial. Es una secuencia de reducción de riesgos más que una lista de verificación, y cada etapa existe para que las fallas ocurran de manera económica.
Cada etapa plantea la misma pregunta: ¿son los datos lo suficientemente buenos como para justificar el próximo aumento de diez veces en el costo? Si la respuesta es no, el programa permanece donde está hasta que lo esté.
El desarrollo se desarrolla en dos vías a la vez. La pista del producto es dueña de la molécula, la formulación y el plan clínico. La pista de proceso posee la línea celular, el cultivo y el tren de purificación. Se reúnen en el momento de la transferencia de tecnología, y en esa transferencia es donde los supuestos transferidos desde una mesa de laboratorio se vuelven costosos en una planta.
Perfil del producto objetivo. De uno a tres meses. Ruta, dosis, presentación y los atributos críticos de calidad que debe entregar el proceso.
Desarrollo de líneas celulares. De tres a seis meses. Transfección, selección, clonación unicelular y estudio de estabilidad clonal de aproximadamente sesenta días.
Desarrollo de procesos upstream. De dos a cuatro meses. Medios, estrategia de alimentación, rangos de parámetros y luego ampliar de 2 L a 50 L.
Desarrollo de procesos downstream. De tres a seis meses. Captura, inactivación viral, pulido y ultrafiltración en el tampón de formulación.
Trabajo analítico y de formulación. De cuatro a ocho meses, normalmente en paralelo. Cualificación del método, degradación forzada y estabilidad.
Caracterización y validación de procesos. De seis a doce meses. Modelos reducidos calificados, luego ensayos de ingeniería y lotes de PPQ.
Decisiones ascendentes que fijan el costo de los bienes
El desarrollo previo decide el costo de los productos, porque el título y la duración del cultivo determinan el volumen del biorreactor que ocupa un producto durante toda su vida comercial. Un proceso que entrega 2 g/L en lugar de 5 g/L no simplemente cuesta más por gramo; necesita una instalación más grande para hacer la misma masa.
Para los anticuerpos monoclonales, la plataforma está madura: células CHO, medios químicamente definidos, un lote alimentado de diez a catorce días y títulos en el rango de tres a ocho gramos por litro. Los parámetros de control son bien conocidos, con una temperatura cercana a los 37 grados Celsius, oxígeno disuelto entre 30 y 50 por ciento y pH entre 6,8 y 7,2, pero no escalan linealmente. El tiempo de mezcla, la transferencia de oxígeno y la velocidad de la punta cambian con la geometría del recipiente, razón por la cual la ampliación es un ejercicio de modelado en lugar de una multiplicación.
Los sistemas de fermentación piloto y a escala de producción suelen ser los elementos más avanzados en el área de proceso, por lo que la decisión sobre el recipiente se toma temprano y se defiende más tarde. Un punto de referencia útil es un completo proyecto de biofermentación en el que la misma plataforma de buque debía servir tanto para el desarrollo de procesos como para el suministro de pilotos.
Acero inoxidable
- Mayor costo de capital y entrega más larga
- Limpieza con vapor in situ con ciclos validados
- Probado con un volumen de trabajo superior a 2000 L
- Reparable, con una larga vida útil.
De un solo uso
- Menor costo de capital y cambio más rápido
- Se requieren datos de extraíbles y lixiviables
- Techo práctico cerca de 2.000 L
- Mayor costo de consumibles por lote
Fermentador agitado mecánico de acero inoxidable a escala piloto para cultivo microbiano Un fermentador piloto para el cultivo de cepas y la optimización de parámetros, ubicado donde la elección temprana de recipientes respalda el desarrollo posterior del proceso y el suministro piloto. Ver producto → Purificación aguas abajo: donde el rendimiento y los plazos desaparecen
El procesamiento posterior es donde surgen la mayoría de las fallas del proceso, porque un tren de purificación de cinco pasos puede perder más de la mitad del producto, y cada paso retenido por su pureza también debe validarse para su aprobación. Un tren de anticuerpos monoclonales convencional comienza con la captura por afinidad, luego una inactivación viral a bajo pH, luego uno o dos pasos de pulido, luego la ultrafiltración y la diafiltración. El rendimiento y la pureza se negocian entre sí en cada etapa, y ese comercio se fija mediante los datos de autorización presentados ante el regulador.
| Operación unitaria | Rendimiento de paso típico | Parámetro crítico | Fallo frecuente |
| Cromatografía de captura por afinidad | 85 a 95 por ciento | Desafío de carga, pH de elución, edad de la resina. | Incrustaciones de resina, agrupación incorrecta, lixiviación de ligandos |
| Inactivación viral con pH bajo | 90 a 98 por ciento | pH 3,5 a 3,7, 30 a 60 minutos, 20 a 25 grados Celsius | Mezcla incompleta, agregación. |
| Cromatografía de pulido | 80 a 95 por ciento | Ventana de conductividad y pH, factor de carga. | Depuración débil de proteínas y ADN de la célula huésped |
| Ultrafiltración y diafiltración. | 90 a 99 por ciento | Presión transmembrana, tasa de flujo cruzado | Ensuciamiento de la membrana, polarización por concentración. |
| Filtración viral | 85 a 98 por ciento | Tamaño del filtro, límites de presión. | Taponamiento prematuro, área de filtro demasiado grande |
Regla general: presupuesta una pérdida de rendimiento del 20 al 30 por ciento para cada paso de la cromatografía en el desarrollo temprano, luego defiende cada paso que decidas mantener. Cada paso retenido agrega volumen de buffer, trabajo analítico y costo de validación.
Los sistemas de filtración por membrana y flujo tangencial se encuentran al final del tren, donde el factor de concentración, el volumen de diafiltración y el área de la membrana determinan si el lote se ajusta al tanque que ya posee.
Equipos de separación por membrana de extracción de plantas para clarificación y concentración Sistema de filtración por membrana para extractos vegetales y productos de fermentación, adecuado para las etapas de purificación y concentración al final de un tren aguas abajo. Ver producto → Métodos analíticos y formulación: el cuello de botella silencioso
El trabajo analítico y de formulación rara vez retrasa el primer lote clínico, pero casi siempre retrasa la solicitud de licencia, porque ni la calificación del método ni los datos de estabilidad se pueden comprimir. Un método no calificado no puede liberar mucho y un estudio de estabilidad se ejecuta en tiempo real.
La formulación de un producto biológico normalmente significa un tampón, un agente de tonicidad, un tensioactivo y, a veces, un azúcar o un aminoácido. Los productos subcutáneos llevan la concentración al rango de 100 a 150 mg/mL, donde la viscosidad, la agregación y la tolerancia en el lugar de la inyección dejan de ser detalles de la formulación y se convierten en problemas de desarrollo. Las presentaciones líquidas son más sencillas de hacer; Se opta por presentaciones liofilizadas o secas al vacío a baja temperatura cuando la molécula no puede sobrevivir a la cadena de frío.
El desarrollo analítico no es un trabajo de apoyo. Define lo que el proceso debe ofrecer y es la única parte del programa que más dinero no puede acelerar.
Validación de Procesos y Transferencia de Tecnología
La validación del proceso para un producto biológico es un compromiso de por vida y no una sola campaña, y la ejecución PPQ de tres lotes consecutivos a escala comercial es solo su punto de control más visible. La caracterización del proceso es lo primero: un modelo a escala calificado, rangos aceptables probados y una división defendible entre parámetros críticos del proceso y atributos críticos de calidad.
La transferencia de tecnología conlleva la mayor parte del riesgo de cronograma, porque el sitio receptor hereda los parámetros pero no el conocimiento tácito detrás de ellos. Un paquete de transferencia que omita los tiempos de espera, el orden de preparación del buffer o el comportamiento de mezcla revelará esas brechas durante las ejecuciones de ingeniería, cuando la planta ya cuenta con personal.
Descripción del proceso con rangos operativos normales y rangos aceptables probados para cada operación unitaria.
Justificación del modelo reducido, incluidos datos de comparabilidad de mezcla y transferencia de masa
Plan de transferencia de métodos analíticos con criterios de aceptación predefinidos.
Evaluación de brechas de equipos y servicios públicos que cubren la geometría del recipiente, la transferencia de oxígeno y la facilidad de limpieza.
Estudios de validación de limpieza y tiempo de retención con las peores condiciones documentadas.
Recetas de automatización, límites de alarma y controles de integridad de datos para registros electrónicos
Opciones de equipos e instalaciones que deciden el cronograma
Una vez que se fija el proceso, la lista de equipos de larga duración generalmente establece el cronograma en lugar de la ciencia. Las barras siguientes muestran los plazos de entrega típicos de la industria cotizados para un nuevo tren de productos biológicos; cambiar el tamaño de un recipiente después de la compra reinicia el reloj.
Las opciones de material y acabado se deciden al mismo tiempo. Las superficies de contacto con el producto para un producto biológico normalmente son de acero inoxidable SUS316L con un acabado interno de aproximadamente 0,4 a 0,8 micrómetros Ra, soldadas y pasivadas, y los ciclos de limpieza in situ deben validarse junto con el proceso. Los conjuntos de un solo uso trasladan la carga de la limpieza al proveedor, pero también trasladan la carga de la documentación de los productos extraíbles y lixiviables a su archivo.
Vale la pena leer las listas de verificación de equipos antes de congelar las especificaciones, y un punto de partida práctico es esta guía sobre qué buscar al seleccionar equipos para un proyecto de biofermentación .
Líneas de producción de extracción llave en mano para procesamiento de plantas, hierbas y CBD Categoría de líneas de extracción llave en mano de pectina, hierbas, polifenoles del té, astaxantina, romero, curcumina, aceite de cáñamo y CBD, útiles antes de congelar las especificaciones del proyecto. Ver producto → Preguntas frecuentes sobre el proceso de desarrollo de productos biológicos
¿Cuánto tiempo lleva el proceso de desarrollo de productos biológicos?
Desde la selección de la molécula hasta la primera aprobación comercial, los productos biológicos suelen tardar entre cuatro y siete años. La fase de desarrollo en sí, desde la línea celular hasta el proceso habilitante de la Fase I, suele durar de 18 a 30 meses, y el resto corresponde al suministro clínico, la validación del proceso y la revisión regulatoria.
¿Cuál es la diferencia entre el procesamiento ascendente y descendente?
El procesamiento upstream cubre todo, desde el vial de células hasta la recolección: línea celular, medios, control del biorreactor y recuperación del fluido de cultivo. El procesamiento posterior lleva esa cosecha a través de cromatografía de captura, inactivación viral, pulido, ultrafiltración y formulación. Upstream establece la cantidad de producto que se fabrica; aguas abajo decide cuánto sobrevive.
¿Por qué es obligatoria la validación del proceso para los productos biológicos?
Los productos biológicos no pueden caracterizarse completamente únicamente mediante pruebas del producto final, por lo que los reguladores exigen evidencia de que el proceso en sí ofrece consistentemente la calidad requerida. En la práctica, eso significa un modelo reducido calificado, una caracterización alineada con ICH Q8 a Q11 y tres lotes PPQ consecutivos antes del lanzamiento comercial.
¿Qué paso es más difícil de acelerar con más presupuesto?
Calificación del método analítico y estabilidad en tiempo real, porque ambos dependen del tiempo del calendario y de los datos recopilados en intervalos definidos. El desarrollo de líneas celulares y procesos se puede paralelizar o subcontratar, pero no se puede acortar un estudio de estabilidad de doce meses sin debilitar la presentación.
