JAV FDA cGMP aspektai: sterilių sąlygų užtikrinimas ir įrangos kvalifikavimas ląstų kultūros bioreaktoriams
Proceso valdymas ir rizikos valdymas: sterilizacija, nutekėjimo tikrinimas ir bioreaktorių specifinis kvalifikavimas
Norint laikytis JAV maisto ir vaistų administracijos (FDA) geros gamybos praktikos (cGMP) nuostatų, farmacinėms įmonėms būtina turėti patvirtinimo protokolus, kurie būtų specifiški konkrečios įmonės ląstelių kultūros bioreaktorių sistemoms. Naudojant Geobacillus stearothermophilus sporų biopušties tyrimų patvirtinimo nuostatas kaip patvirtinimo organizmus ir/arba rodiklius pagal JAV farmakopėjos (USP) <1229> ar kitas ISO 14937 nuostatas, garuose vietoje (SIP) vykdomo ciklo sterilizacijos užtikrinimo lygis (SAL) turi būti ne didesnis nei nustatyta riba, o po sterilizacijos slėgio sumažėjimo maksimalus pažeidimas turi būti nustatytas siekiant patvirtinti bioreaktoriaus indelio vientisumą, nes net vienas 0,5 mikronų dydžio pažeidimas – kuris yra vidutinis pažeidimų dydis – gali būti incidento priežastis, o pramonės sektoriuje kiekvieno tokio pažeidimo šalinimo vidutinė kaina siekia apytiksliai 740 000 JAV dolerių (Ponemon institutas, 2023 m.).
Bioreaktoriui specifinė kvalifikacija apima gamyklinį priėmimo testavimą (FAT) bei tris kitus atskirus etapus:
1. Įdiegimo kvalifikacija (IQ) – esamų sistemų patikrinimas, įskaitant komponentų sekamumą.
2. Veikimo kvalifikacija (OQ) – našumo vertinimas, pavyzdžiui, temperatūros reguliavimas ±0,5 °C tikslumu.
3. Našumo kvalifikacija (PQ) – vertinimas, siekiant patvirtinti atkuriamą našumą bioreaktoriaus naudojimo sąlygomis.
Žmogaus įsikišimai į bioreaktorių veiklą – daugiausia dėl mėginių ėmimo ir medžiagų perkėlimo – atsakingi už 78 % bioreaktorių užteršimo atvejų, dokumentuotų PDA techninėje ataskaitoje Nr. 68 (2022 m.). Skirtingų patvirtintų aseptinių jungčių naudojimas, leidžiantis atvirų sistemų manipuliacijas, pvz., sterilūs suvirinimo įrenginiai ir greitojo pernešimo priekabos (RTP), sukelia maždaug vienos eilės didesnį manipuliavimą bioreaktorių įsikišimų srityje. Automatizuotų mėginių ėmimo sistemų naudojimas kartu su mėginių steriliškumo palaikymu garais sterilizuojamomis sistemomis ir keliais, linijiniais filtrais, pašalinančiais mėginių užterštumą, bei realiuoju laiku vykdomu mėginių ėmimu išsamiam sekimui ir registravimui sumažina užteršimo riziką iki 90 %, palyginti su rankiniu mėginių ėmimu.
Kai kalbama apie mėginių ėmimo įsikišimus – ypač dažnus mėginių ėmimą maksimalios ląstelių tankio metu – reikia atlikti proceso validavimą ir įdiegti bei visą gamybos gyvavimo ciklą palaikyti patikimą projektavimą.
Ląstelių kultūrų bioreaktoriai sudaro esminę bioreaktorių sistemos dalį. Peržvelgta 2022 m. ES GMP priedo 1 versija, skirta užterštumo kontrolės strategijoms (CCS), siūlo bioreaktorių sistemą, kurios projektavimas remiamas moksliniais ir rizikos pagrindu paremtais užterštumo kontrolės principais. Bioreaktoriai yra griežtai reglamentuojami visoje sistemos projektavimo ir veikimo srityje, įskaitant kelis patikimus patvirtinimus, kaip nurodyta toliau:
Filtrų vientisumo tyrimas naudojant ASTM F838-22 standartą bioreaktoriaus filtravimo sistemoje ir jos gebėjimas išlaikyti 0,2 µm filtrą lieka ciklinės gamybos srities dalis ir yra privalomas.
Dinaminio srauto patvirtinimas naudoja žymeklių analitinius tyrimus ir CFD modeliavimą, kad būtų nustatyta, ar maišymo ir dujinimo sistemos užtikrina pakankamai vienalytę terpę be dalelių susidarymo ir be bioplėvelės formuojančių negyvų zonų.
Šis integruotas požiūris perkėlia komplianco dėmesį iš atgalinės aplinkos vertinimų į realiuoju laiku vykdomus, įrangos pagrindu paremtus rizikos valdymo veiksmus. Pavyzdžiui, šiuolaikiniai vienkartiniai bioreaktoriai turi įmontuotus slėgio keitiklius ir automatinį registravimą, kurie užtikrina nuolatinę patikrinimų priežiūrą, taip pat 40 % sumažina riziką, susijusią su žmogaus įsikišimu atviruose aseptiniuose procesuose (ES GMP priedas 1, 2022 m.). Konstrukciniai elementai, tokie kaip ėminių paėmimo angos uždarose sistemose, skysčių srauto keliai be jungčių ir užterštumo kontrolės sistemos, turėtų būti orientuoti į aprašytų erdvių rezultatą, kai užkertamas kelias užterštumui dėl ore esančių teršalų buvimo derliaus surinkimo metu.
Priedas 1 pabrėžia, kad valytojo patalpos bioreaktorių stebėjimas yra nepakankamas atsižvelgiant į bioreaktoriams būdingus rizikos veiksnius, įskaitant bioplėvelės susidarymą drėgnose paviršiaus dalyse ir polimerinio išklotinio išsisklaidymą. Todėl būtina veikti remiantis blogiausiu galimu naudojimo scenarijumi – su nuolatine maišymo veikla, temperatūros svyravimais ir poilsio laikotarpiais – siekiant patvirtinti analitinių sistemų patikimumą.
Ląstelių kultūrų bioreaktorių veiklos įtraukimas į ISO 14644-1 ir ES GMP C/D reikalavimus
Ląstelių kultūrų bioreaktorių veiklos ribos sterilioje apdorojimo aplinkoje
Ląstelių kultūrų bioreaktoriai gali būti saugiai sukonfigūruoti ISO 7 klasės (ES GMP klasė C) bioreaktorių veiklai, ypač apdorojant visiškai uždaras sistemas, kurios nekontaktuoja su aplinkos oru veikimo, imant mėginius ar vykdant perpildymą.
• Medijų ir buferinių tirpalų paruošimas (tiesioginis/terminalinis sterilus apdorojimas), surinkimas ir
• Iš anksto sterilizuotų ir hermetiškai uždarytų bioreaktorių sistemų SIP (sterilizacija garais)
Uždarytų sterilizuotų vienetų (įrangos) tvarkymas prieš dezinfekavimą.
Uždariems sistemoms turi būti laikomasi daugelio veiklos ribų: apribojimai apima ≤ 352 000 dalelių/m³, ≥ 0,5 µm/m³, latenciją, ES GMP priedo 1 (2022 m.) mikrobiologinius ribojimus – ≤ 100 KBV/m³ (oro) ir (≤ 50 KBV) kontaktinėje plokštėje (paviršiuose), taip pat latenciją (poilsio būsenoje). Visiškas ir vienpusis sistemų atskyrimas.
Bioreaktorių sistemų veikimą turi būti užtikrintas gamintojų kaip uždaras ir patvirtintas „filtru ir skilimo vientisumo“ tyrimais.
Visuotinė suderinamumas ir auditui paruošta dokumentacija ląstelių kultūros bioreaktoriams
Mažiausiai laiko, pinigų ir išteklių reikia, jei bioreaktorių veiklos patvirtinimui, pakeitimų valdymui ir dokumentavimo reikalavimams įdiegiama globali harmonizacijos sistema, tokia kaip ICH Q10. Farmacinėje pramonėje globalios harmonizacijos sistemos supaprastina JAV maisto ir vaistų administracijos (FDA), Europos Sąjungos bei šalyse taikomų reguliavimų procesus. Būtinų bandymų nebuvimas sutrumpina prekių išvedimą į rinką iki 40 % ir palengvina technologijų perdavimą į įvairias pasaulio regionų, kaip tai dokumentuota ICH atitinkamose sistemose ir ISPE gerųjų praktikos vadove, 2023 m.
Realaus laiko procesų parametrai, 21 CFR 11 dalies partijų įrašai, taip pat pakeitimų ir įrangos kalibravimo bei techninės priežiūros dokumentacija visi yra saugomi susietoje skaitmeninėje sistemoje, todėl užtikrinama paruoštumas auditui. Kai šios integruotos sistemos sujungiamos su audito prašymu iš blokų grandinės (blockchain), jos neturi lygių kitiems sprendimams duomenų išsaugojimo ir nepakeičiamų įrašų užtikrinime. Šiuolaikinėse gamybos vietose naudojama sistema, kurioje įdiegta technologija nuolat stebi nuokrypius ir kuri integruota atlikti automatinę šakninių priežasčių analizę. Pramonės vidutinis sistemos laikas sumažėja 35 %. Įdiegtos sistemos rodo visiškai integruotas, automatizuotas ir skaitmeninėmis technologijomis paremtas kokybės sistemas, kurios remia EEAT principą auditų metu.
Dažniausiai užduodami klausimai
Ką reiškia atitikti JAV maisto ir vaistų administracijos (FDA) geros gamybos praktikos (cGMP) reikalavimus bioreaktorių ląstelių kultūrų pramonėje?
Bioreaktorių ląstų kultūrų veikla užtikrina produkto saugumą ir kokybę. Gaminys turi būti laisvas nuo užteršimo, o ląstų kultūrų bioreaktorių veikla atitinka griežtus reikalavimus, skirtus užteršimo kontrolės, įrangos kvalifikavimo ir steriliškumo užtikrinimui.
Kokia yra slėgio mažėjimo nutekėjimo tyrimo bioreaktoriuje svarba?
Slėgio mažėjimo nutekėjimo tyrimas yra vienintelis būdas apsaugoti ląstų kultūros proceso steriliškumą nuolat užtikrinant konteinerio vientisumą.
Iš kokių komponentų susideda bioreaktorių įrangos kvalifikavimas?
Yra trys komponentai: įrengimo kvalifikavimas (IQ), eksploatacinis kvalifikavimas (OQ) ir našumo kvalifikavimas (PQ). Jie susiję su bioreaktoriaus surinkimu, bioreaktoriaus veikimu ir bioreaktoriaus gamybos rezultatais.
Kas yra užteršimo kontrolės strategijos (CCS) ES GMP priedo 1 kontekste?
CCS remiasi tiek moksliniais, tiek rizikos vertinimo metodais įvertindami bioreaktoriaus veikimą, siekdama sumažinti užteršimo tikimybę ląstelių kultūroje.
Kada visiškai uždaro bioreaktoriaus veikimui pakanka tik ISO 7 klasės (C klasės) švarios patalpos?
Kai visiškai uždaro bioreaktoriaus niekada nesiliečia išorinės aplinkos pavyzdžiui, imant mėginių, perduodant medžiagas ar vykdant kitas operacijas, pakanka tik ISO 7 klasės (arba C klasės) švarios patalpos.