Articolo dell'esperto
Promuovere l’innovazione nelle terapie cellulari e geniche attraverso la qualità integrata nella progettazione (Quality by Design) e il monitoraggio in continuo
Webinar on-demand: Supporting cell & gene therapy innovation with continuous monitoring
La sfida della produzione di terapie cellulari e geniche
A differenza dei farmaci a piccole molecole, le terapie cellulari e geniche (CGT) sono prodotte a partire da materiali viventi, il che comporta sfide uniche:
- La sterilità e la standardizzazione sono difficili da mantenere.
- Per molte fasi sono ancora necessari operatori manuali qualificati.
- I costi elevati derivano da impianti HVAC complessi, requisiti GMP e lunghi tempi di coltura.
Poiché le materie prime della medicina cellulare sono organismi viventi, risulta difficile garantire sterilità, standardizzazione e una corretta implementazione del processo produttivo. Gli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria per impieghi gravosi e i costi elevati sono ostacoli alla commercializzazione e all'industrializzazione.
Per superare queste sfide, Cyto-Facto ha costruito i Cell Processing Centers (CPC): camere bianche modulari che integrano la movimentazione dei materiali, la lavorazione cellulare, il controllo qualità (Quality Control, QC) e lo stoccaggio. I CPC consentono di produrre ogni lotto di terapia in condizioni altamente controllate, fornendo al contempo flessibilità per diversi clienti e terapie.
In Giappone, le terapie cellulari e geniche sono disciplinate dalle normative GCTP (Good Gene, Cellular, and Tissue-based Products Manufacturing Practice), che richiedono controlli ancora più specializzati rispetto alle GMP convenzionali. Poiché i prodotti GCTP sono specifici per il paziente, ogni lotto di terapia è effettivamente unico, ponendo maggiore enfasi su monitoraggio, tracciabilità e integrità dei dati.
Qualità integrata per la produzione di terapie cellulari e geniche
Per prodotti viventi come le cellule CAR-T, i principi di Quality by Design (QbD) sono essenziali. Il monitoraggio in-process garantisce che gli attributi critici di qualità (CQA) vengano raggiunti durante la crescita, anziché essere testati solo al momento del rilascio.
L'automazione, come il sistema intelligente proprietario di Cyto-Facto per la lavorazione cellulare (CPS), riduce gli errori manuali e il rischio di contaminazione, migliorando al contempo la riproducibilità. Questo sistema integrato di gestione della produzione è progettato specificamente per la produzione di medicinali per terapie avanzate (ATMP).
La digitalizzazione, tramite Cyto-Facto CytoFactory4.0TM (CF4.0), integra la tracciabilità del materiale del paziente, la pianificazione, il controllo qualità (QC), la formazione e il monitoraggio ambientale in un unico registro elettronico di lotto.
Una buona analogia per illustrare il QbD è l’allevamento ittico: così come i pesci possono essere allevati a dimensioni e qualità costanti monitorando attentamente le condizioni invece di testare ogni singolo pesce, le cellule CAR-T possono essere prodotte con qualità costante monitorando i parametri chiave del processo durante la coltura.
Monitoraggio ambientale:
dall’approccio tradizionale a quello in continuo
Prima del 2023, Cyto-Facto utilizzava un sistema EMS tradizionale con limitazioni significative:
- Nessuna registrazione locale dei dati (rischio di perdita di dati).
- Server locali che richiedevano l’intervento dell’IT per backup e manutenzione.
- Un solo livello di accesso utente, con conseguenti rischi di conformità.
Per un’organizzazione fondata sui principi della Quality by Design (QbD) e della digitalizzazione agile, questo sistema non era più sufficiente. Uno dei requisiti del QbD è la disponibilità di dati senza interruzioni per la digitalizzazione e la revisione Una soluzione di monitoraggio in continuo elimina i rischi di perdita di dati e fornisce i controlli di accesso necessari per la conformità GxP.
Cyto-Facto ha sostituito il proprio sistema tradizionale con il Sistema di monitoraggio in continuo viewLinc di Vaisala, supportato da oltre 100 data logger wireless RFL100 distribuiti tra centri di processazione cellulare (CPC), strutture di stoccaggio, incubatori e camere bianche.
I vantaggi principali includono:
- Integrità dei dati senza lacune: la registrazione locale dei dati garantisce la continuità delle registrazioni anche in caso di interruzioni di rete o di alimentazione.
- Flessibilità wireless: i data logger VaiNet basati su LoRa eliminano la necessità di cablaggi di rete dedicati e sono facili da collocare in frigoriferi, congelatori e incubatori a CO₂.
- Controllo degli accessi basato sui ruoli: autorizzazioni personalizzate rispettano i requisiti di integrità dei dati previsti dal 21 CFR Parte 11, Allegato 11 e dalle Buone Pratiche di Produzione per Prodotti Genici, Cellulari e Tessutali (GCTP).
- Gli operatori possono visualizzare le condizioni in tempo reale senza avere la possibilità di modificare i dati.
- Facilità di integrazione: Molteplici parametri (temperatura, umidità, CO₂, pressione differenziale, particolato, pressioni dei gas) possono essere raccolti su un'unica piattaforma e poi integrati con CF4.0 per ottenere registri digitali completi dei lotti.
- Documentazione a garanzia della conformità: Vaisala ha fornito la documentazione GxP, i protocolli di qualifica installazione e operatore nonché i servizi di validazione, la soluzione ideale per garantire agilità alle organizzazioni che non dispongono di un team di validazione.
La digitalizzazione e il futuro della CGT
L'utilizzo di viewLinc da parte di Cyto-Facto evidenzia la sua visione strategica: standardizzazione, automazione e digitalizzazione come strategie per la scalabilità nella produzione CGT. Applicando i principi della Quality by Design, gli scienziati di Cyto-Facto possono valutare come fattori quali la composizione del mezzo, la concentrazione di CO₂ e la densità cellulare influenzino la qualità e identificare le condizioni ottimali.
Invece di affidarsi a test finali distruttivi, Cyto-Facto è pioniera nel monitoraggio in processo, nell'automazione e nella raccolta dati su cloud. Grazie a CF4.0 e viewLinc, Cyto-Facto ha creato un ecosistema di dati che collega i campioni dei pazienti, le condizioni di produzione, i risultati del controllo qualità (QC) e il monitoraggio degli impianti, garantendo coerenza, conformità e sicurezza per i pazienti.
Cyto-Facto non solo sta facendo progredire la scienza delle terapie cellulari e geniche, ma sta anche definendo nuovi standard per il modo in cui queste terapie possono essere prodotte su larga scala. Applicando i principi della Quality by Design (QbD) e implementando il monitoraggio in continuo, Cyto-Facto assicura che ogni fase del suo processo produttivo sia monitorata, registrata e tracciabile digitalmente. Questa integrazione di innovazione, conformità e monitoraggio assicura a Cyto-Facto la sicurezza e la qualità delle sue terapie, contribuendo a fornire trattamenti salvavita ai pazienti che ne hanno più bisogno.
Monitoraggio dei parametri critici per il successo delle terapie cellulari e geniche
Nella produzione di terapie cellulari e geniche, ogni parametro è importante. A differenza della produzione convenzionale di farmaci, dove la validazione può ridurre la dipendenza dai controlli in-process, le terapie a base di cellule viventi richiedono il monitoraggio continuo dei parametri critici di processo: dalla temperatura, umidità e livelli di CO₂ negli incubatori, alla pressione differenziale e particolato nelle cleanroom, fino alle condizioni di stoccaggio criogenico delle cellule derivate dal paziente.
Per Cyto-Facto, ciò significa integrare la qualità direttamente nel processo, invece di affidarsi esclusivamente ai test sul prodotto finito. Integrando il sistema di monitoraggio in continuo viewLinc di Vaisala con la produzione automatizzata e la registrazione digitale dei lotti, Cyto-Facto garantisce che le condizioni in tempo reale che influenzano la crescita e la vitalità delle cellule siano sempre visibili, tracciabili e sicure.
Per gli impianti CGT, un monitoraggio affidabile garantisce tre risultati essenziali:
- Integrità dei dati: Registrazioni complete che supportano le aspettative normative ai sensi di GCTP, GMP e 21 CFR Parte 11.
- Coerenza del processo: la visibilità in tempo reale dei CPP consente regolazioni proattive, riducendo i fallimenti di lotto nelle terapie in cui ogni campione di paziente è insostituibile.
- Scalabilità semplificata: il monitoraggio flessibile supporta centri di processazione cellulare modulari e layout in evoluzione, semplificando l'industrializzazione delle terapie senza compromettere la qualità.
Man mano che la CGT passa da promessa sperimentale a trattamento di routine, il successo dipenderà dalla capacità di monitorare e registrare i parametri critici durante l'intero ciclo di vita del prodotto. L’adozione di viewLinc da parte di Cyto-Facto dimostra come il monitoraggio avanzato possa garantire che ogni terapia erogata sia sicura ed efficace, avvicinando la medicina personalizzata ai pazienti che ne hanno più bisogno.
Dott. Shin Kawamata
Il dott. Shin Kawamata è leader nel campo delle terapie cellulari e geniche, con decenni di esperienza nella medicina rigenerativa e nella produzione di terapie avanzate; ha svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo di soluzioni innovative per la produzione sicura, scalabile e conforme di terapie basate su cellule viventi.
Dopo aver conseguito la laurea in medicina presso l’Università di Kobe e il dottorato in medicina presso l’Università di Kyoto, il dott. Kawamata ha ottenuto una posizione di ricerca post-dottorato presso Systemex Co. US, in collaborazione con la Stanford University. In seguito, è stato direttore generale per la processazione cellulare e ha guidato l'Unità di ricerca di medicina rigenerativa presso la Foundation for Biomedical Research & Innovation (FBRI) dell'Università di Kobe. Successivamente è diventato direttore del centro. La Fondazione per la Ricerca e l'Innovazione Biomedica (FBRI) è stata istituita per supportare le aziende biomediche e ospita il Centro di Ricerca e Sviluppo per la Terapia Cellulare (RDC), incaricato di garantire la qualità dei prodotti utilizzati nella terapia cellulare e genica e di fornire servizi di produzione come CMO/CDMO per aziende biotecnologiche nazionali e globali.
Oggi, come Senior Executive Advisor presso Cyto-Facto Inc., mette la sua esperienza al servizio della progettazione e gestione di centri di processazione cellulare all’avanguardia, dell’implementazione dei principi Quality by Design (QbD) e dell’integrazione di tecnologie digitali per il monitoraggio dei processi e l’integrità dei dati. Il dott. Kawamata è ampiamente riconosciuto per il suo impegno nel progresso delle terapie specifiche per il paziente e per la definizione di nuovi standard nella creazione di terapie cellulari e geniche avanzate in Giappone e in altri Paesi.
Webinar on-demand
Optimizing Cleanroom Environments: Advanced Monitoring Strategies for Cell and Gene Therapy
Partecipa al webinar con Kevin Belisle (in lingua inglese) sul monitoraggio avanzato delle cleanroom per le terapie cellulari e geniche. Scopri l’integrazione tra sistemi di monitoraggio ambientale (EMS) e sistemi di monitoraggio in continuo (CMS), il posizionamento dei sensori basato sul rischio, le soluzioni wireless validate e le migliori pratiche per la conformità e l’integrità dei dati. Approfondisci con esperti la progettazione, implementazione e manutenzione di sistemi di monitoraggio ambientale efficienti, affidabili e conformi alle normative GxP per la produzione di terapie.
