Производство на моноклонално антитяло

Биологичните лекарства и лекарствата, състоящи се от малки химични молекули имат различни характеристики. Това определя и спецификата на производствения процес. (Таблица 1). [1]

Таблица 1. Характеристики на малките молекули спрямо биологичните.

Малки молекули (лекарства на химична основа)	Биологични (лекарства на протеинова основа)
Малки размери	Големи размери
Проста и добре определена структура	Сложна структура с много възможности за пост-транскрипционни изменения
Производство: предвидим химичен процес. Могат да бъдат изготвени идентични копия: генерици.	Всяко производство започва от една единствена жизнена клетъчна линия. Могат да бъдат произведени подобни копия: биоподобни, които не са единтични с оригиналния продукт.
Лесно и пълно характеризиране	Трудно характеризиране дължащо се на сложната структура
Относително стабилни	Чувствителни към условията за съхранение и производство
Нисък потенциал на имуногенност	Висок потенциал на имуногенност

Таблица 1 отн. 1

Процесът на разработване на моноклонално антитяло е много сложен и деликатен. [2]

Производството на биологично лекарство включва серия от биологични и биохимични фази, последвани от пълнене и опаковане на стерилния продукт (фигура 1). Докато последните две фази са подобни на тези, необходими за производството на стерилно лекарство за инжектиране, фазите за биологичен синтез и пречистване на биологичното лекарство са доста по-различни.

Качеството на едно биологично лекарство е силно повлияно от производствените условия, като фазите за пълнене и опаковане на едно биологично лекарство създават големи рискове заради силната чувствителност към температура, триене и светлина. Производството на малки молекули от точно определени суровини и тяхното пречистване от серия реактивни под-продукти са точно определени от първостепенните принципи на химията и физиката (фигура 2a).
Синтезът и пречистването на биологичните лекарства се отличават с използването на сложни суровини и с различни стъпки от процеса, биологични и биохимични, които не могат напълно да се характеризират от основните принципи на химията и физиката (фигура 2b). Поради това не е лесно да се разбере как производствените условия могат да повлияят върху качеството на биологичното лекарство. Качеството на суровините, температурата или pH могат непредвидимо да изменят качеството или силата на действие на продукта. [1] Следователно всяка производствена стъпка трябва да се подложи на аналитични проверки, за да се прецени наличието на евентуални замърсители, което може да причини имоногенност и да се гарантира евентуалното им отстраняване.

Допълнителна разлика между биологичните лекарства и малките молекули е различния обем на тестовете за контрол на качеството, определящи идентичност, качество и чистота. За активните съставки, синтезирани по химичен път, тези показатели могат да бъдат контролирани с ограничен брой аналитични тестове. Обратно, поради комплексната структура на биологичните лекарства, много от техните показатели не могат да бъдат верифицирани с рутинните тестове, които не са в състояние да открият атипични вариации или примеси, които могат да се появят неочаквано.

Качеството на продукта не може да бъде потвърдено с рутинни тестове, а трябва да се изведе от съвкупността от производствените данни. От това следва, че за да се осигури възпроизводимо производство на един биологичен продукт е необходимо да се използват строго регулирани и добре характеризирани процеси. [1]

Фигура 1. Производство на биологичен продукт

Производствените процеси на биологичните лекарства включват обичайно различни критични фази:

Клетъчна експанзия от една-единствена производствена клетъчна банка
Биологично производство с помощта на живи клетки
Възстановяване на продукта и пречистване за получаване на активната съставка (лекарственото вещество)
Крайният продукт е формулиран и поставен в първичния контейнер в съоръжение за стерилни инжекционни лекарства.

Идентичността, качеството и чистотата на биологичните лекарства са повлияни от всички фази на производствената верига.

Моноклоналните антитела притежават свойства, които зависят от процеса на развитие и малка промяна в една произволна от многобройните производствени стъпки може да повлияе на крайния продукт. [3]

Фигури 2a и 2b. Химически синтезирано лекарство в сравнение с биологично лекарство

Предвид тези особености следва, че производството на биологични лекарства изисква сигурен процес, проектиране на структурата, строго спазване на регулаторните изисквания. [1] Поради сложните характеристики на биологичните лекарства и тяхната чувствителност към условията за получаването им и управление, производството на тези лекарства изисква освен това голяма надеждност на организацията.
По изискванията на регулаторните органи, трябва да се следи състоянието на контрол на производствения процес. Техническият персонал трябва да бъде съставен от тясно ангажирани експерти, които да насърчават по-задълбочения анализ на неочакваните резултати, внимателната оценка на рисковете и навременното и ефективно прилагане на мерките за ограничаването им. [1]

Такава комбинация от инфраструктура, технологии, човешки ресурс, управление и оперативна култура, основана на науката, не може да се реализира без силна организационна и финансова ангажираност. [1]

Процесът за развитие на едно биологично лекарство е сложен [2]

	Само една определена активна съставка, чиято идентичност е недвусмислено свързана с неговия профил за ефикасност и сигурност (E & S)		Хетерогенна и частично дефинирана активна съставка, свързана с профила на сигурността и ефикасността - подчинена на постоянството на процеса

1 Химичен процес

2 Определена структура

3 Функция (определени E&S)

1 Биологичен

2 Сложна структура

3 Функция

При производството на активна съставка, съдържаща малка молекула:

Съотношението между химичен процес и получената активна съставка е добре известно;
Неочакваните резултати са относително редки;
Рутинните тестове за качество могат да проверят структурата на активната съставка на
всички партиди и да гарантират високо ниво на надеждност, че функцията на продукта
(профил на сигурност и ефикасност) ще бъде точно както е определена.

При производството на едно биологично лекарство посредством биотехнологичен процес:

връзката между параметрите на процеса и структура е само частично определена;
съществува винаги възможност за нещо непредвидено когато входовете на процеса (суровини, процедури и проверки) се отдалечават малко от историческите диапазони;
не е възможно да се определят, измерят или характеризират всички входове на процеса или структурните качества;
рутинните тестове за качество не могат еднозначно да потвърдят, че структурата на биологичния продукт е в рамките на историческите стойности;
промените в структурата могат да останат незабелязани и да имат скрито влияние върху функцията на продукта (профил на сигурност и ефикасност).

Диаграма, обобщаваща производствените процеси на биотехнологични продукти.

След като е клонирана подходящата последователност, се избира клетъчната линия, която освобождава рекомбинантния протеин в достатъчно количество и с желаните пост-транслационни изменения.
Клетките се отглеждат в големи количества и протеините се събират чрез няколко етапа на пречистване.
Крайният продукт трябва да даде възможност протеинът да остане стабилен при продължителни периоди на съхранение.

Научи още за....

Референции:

Grampp G et al. Managing unexpected events in the manufacturing of biologic medicines. BioDrugs 2013;27(4): 305-316.
Kuhlmann M et al. The protein science of biosimilars. Nephrol Dial Transplant 2006; 21(Suppl 5): v4-8.
Niederwieser D et al. Biosimilar agents in oncology/haematology: from approval to practice. Eur J Haematol 2011; 86(4): 277-288.

Производство на моноклонално антитяло

Прочети повече