W ostatnich latach branża terapii komórkowych i genowych szybko się rozwija, a ponad 1200 terapii jest obecnie w fazie badań klinicznych na całym świecie, w coraz szerszym zakresie wskazań. Pomimo szybkiego wzrostu, branża ma trudności z zaspokojeniem popytu na produkcję terapii, które zostały już zatwierdzone. Głównymi przeszkodami w tym zakresie są wysokie koszty związane z produkcją, a także ograniczona skalowalność, która uniemożliwia zdecydowanej większości kwalifikujących się pacjentów dostęp do tych ratujących życie terapii.
Aby kolejna fala terapii zrealizowała swój potencjał w zakresie pomocy pacjentom, należy sprostać potrzebom automatyzacji procesów oraz zaawansowanych technologii analitycznych w branży terapii komórkowych i genowych (cell and gene therapy – CGT).
Potrzeba automatyzacji procesów i technologii analitycznych w terapiach komórkowych i genowych
Obecnie istnieje kilkadziesiąt terapii komórkowych i genowych zatwierdzonych przez FDA, z których wiele zostało wprowadzonych na rynek głównie w wyniku stosowania manualnych, laboratoryjnych procesów produkcyjnych. Nieliczne, które zaczęły integrować automatyzację i analitykę, często opierają się na technologiach, które nie są specjalnie zaprojektowane dla terapii komórkowych i genowych. Rozwiązania te, zapożyczone z tradycyjnej produkcji leków biologicznych, najlepiej nadają się do produkcji dużych partii, co ogranicza ich skuteczność w produkcji terapii komórkowych i genowych. Co więcej, twórcom terapii często brakuje kapitału, aby zainwestować w zaawansowane technologicznie roboty automatyzujące na późnych etapach rozwoju i wczesnych etapach badań klinicznych.
Na tym etapie kluczowe jest jednak zapewnienie skalowania optymalizowanych procesów bez konieczności ponownej walidacji. Specjalnie zaprojektowane systemy mogą pomóc w płynnym przejściu od prac badawczo-rozwojowych do skalowanej produkcji, niezależnie od tego, czy chodzi o skalowanie małych partii czy zwiększanie skali produkcji wielkoseryjnej.
Kilka kluczowych obszarów w branży CGT może znacznie zyskać dzięki rewolucji w zakresie kilku obszarów zainteresowania, które należy obserwować w nadchodzących latach.
Specjalistyczne systemy produkcji na niską skalę dla spersonalizowanych i zdecentralizowanych terapii
Medycyna spersonalizowana wymaga opracowania specjalnie zaprojektowanych systemów produkcji małych partii leków. Tradycyjne procesy produkcyjne na dużą skalę nie są dostosowane do indywidualnego charakteru spersonalizowanych terapii, które wymagają elastyczności i precyzji. Tymczasem zmiany partii są często czasochłonne i kosztowne. Chociaż ma to minimalny wpływ na koszt pojedynczej dawki w przypadku produkcji dużych partii leku, staje się to wygórowane w przypadku partii zindywidualizowanych.
Znalezienie alternatywy dla systemów produkcji wielkoseryjnej
Systemy mogą być zaprojektowane specjalnie dla małych partii, tak jak system NANOme. System ten umożliwia nanokapsułkowanie na małą skalę przy znacznie krótszym czasie zmiany partii/produktu i niższych kosztach operacyjnych w porównaniu z konwencjonalnymi systemami. Platformy tego typu mogą być zaprojektowane tak, aby sprostać unikalnym wymaganiom zindywidualizowanych terapii, umożliwiając ekonomiczną produkcję terapii dostosowanych do konkretnego profilu genetycznego każdego pacjenta. Projektując systemy specjalnie z myślą o produkcji małoseryjnej, zamiast adaptować technologie wielkoseryjne oraz odpowiednio wykorzystać automatyzację i analitykę, można znacznie obniżyć koszty związane z medycyną spersonalizowaną, czyniąc ją znacznie bardziej opłacalną ekonomicznie opcją.
Przejście na zdecentralizowaną produkcję
Scentralizowana produkcja pozostanie kamieniem węgielnym dla CGT, zwłaszcza w obliczu ostatnich sukcesów w alogenicznych terapiach komórkowych CAR-T. Oczekuje się jednak, że przesunięcie w kierunku zdecentralizowanej produkcji będzie również kontynuowane, napędzane szerszym trendem w kierunku medycyny spersonalizowanej i jej niezrównanej skuteczności klinicznej. Głównym wyzwaniem jest tutaj złożoność i koszty związane z zindywidualizowanymi dawkami. Dodatkowo, zapewnienie spójnej jakości w wielu zakładach produkcyjnych zwiększa tę trudność.
Zdecentralizowana produkcja dodatkowo zwiększa wykonalność tego spersonalizowanego podejścia poprzez przybliżenie punktu produkcji leku do punktu zaopiekowania pacjenta. Zmniejsza to czas i koszty związane z transportem wrażliwych materiałów biologicznych i zapewnia, że pacjenci, często z krytycznym oknem czasowym, otrzymują swoje leczenie szybciej. Dzięki wykorzystaniu modułowego i skalowalnego podejścia, zdecentralizowane systemy produkcyjne mogą być szybko wdrażane i dostosowywane do zmieniających się potrzeb branży terapii komórkowej i genowej. Ta zmiana paradygmatu nie tylko poprawia wydajność, ale także zwiększa dostępność terapii ratujących życie.
Adaptacje produkcyjne zapewniające kontrolę procesów w czasie rzeczywistym
Kontrola procesu w czasie rzeczywistym ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości i spójności terapii komórkowych i genowych. Tradycyjne metody analityczne są niewystarczające dla dynamicznego i złożonego charakteru produkcji terapii komórkowych i genowych. Komórki wykazują znacznie większy stopień heterogeniczności i wiążą się ze znacznie większą liczbą zmiennych w ich przetwarzaniu w porównaniu z małymi cząsteczkami, a nawet lekami biologicznymi. Szczególnie w przypadku autologicznych terapii komórkowych, w których materiał wyjściowy składa się z wysoce zmiennych próbek od każdego indywidualnego pacjenta, wyraźnie kontrastuje to z precyzyjnie kontrolowanymi materiałami wyjściowymi stosowanymi w tradycyjnych, uniwersalnych terapiach.
Specjalnie opracowane technologie analityczne mogą zapewnić ciągłe monitorowanie i kontrolę krytycznych atrybutów jakości (CQA) na każdym etapie procesu produkcyjnego. To zaawansowana analityka ma na celu umożliwienie natychmiastowego wykrywania i korygowania odchyleń, zmniejszając ryzyko awarii partii i zapewniając, że terapie spełniają rygorystyczne standardy jakości. Integrując gromadzenie i analizę danych w czasie rzeczywistym, producenci mogą osiągnąć lepsze zrozumienie i kontrolę procesu, co prowadzi do bardziej wiarygodnych i powtarzalnych wyników. Takie podejście nie tylko poprawia jakość produktu, ale także przyspiesza opracowywanie i zatwierdzanie nowych terapii. Obecnym ograniczeniem jest akceptacja tych pomiarów przez organy regulacyjne. Początkowo twórcy terapii wdrażają te technologie, aby lepiej zrozumieć i kontrolować procesy w celu zwiększenia własnej wydajności rozwoju. Oczekuje się, że w miarę udostępniania coraz większej ilości danych i dowodów, organy regulacyjne zyskają zaufanie do ich ważności w zakresie kontroli jakości w czasie rzeczywistym i testów uwalniania.
Specjalistyczna analiza danych i zarządzanie nimi
Wraz ze zwiększonym wykorzystaniem specjalnie opracowanych narzędzi analitycznych, pojawia się ogromna ilość danych, która będzie również wymagać niestandardowych rozwiązań w zakresie zarządzania, dostosowanych do potrzeb branży terapii komórkowych i genowych. Rosnące ilości danych generowanych podczas produkcji terapii komórkowych i genowych stanowią zarówno wyzwanie, jak i szansę. Skuteczna analiza danych i zarządzanie nimi są niezbędne do poprawy wydajności procesu i jakości produktu. Specjalnie zaprojektowane systemy zarządzania danymi mogą poradzić sobie ze złożonością i ilością danych, zapewniając ich przechowywanie, analizę i efektywne wykorzystanie.
Wykorzystanie zaawansowanej analizy danych w terapiach komórkowych i genowych
Bez odpowiednich narzędzi, obszerne zbiory danych mogą szybko stać się przytłaczające, przekształcając się z cennego zasobu w znaczne obciążenie i koszty ogólne. Obecnie powstrzymuje to niektórych producentów terapii przed pełnym wdrożeniem dostępnych technologii. Jednak nieefektywne zarządzanie danymi nie tylko utrudnia wydobywanie istotnych informacji, ale także zwiększa ryzyko błędów i kwestii zgodności. Może to prowadzić do opóźnień, zwiększonych kosztów i pogorszenia jakości produktu.
Wykorzystując zaawansowane techniki analizy danych, w tym uczenie maszynowe, producenci mogą uzyskać głębszy wgląd w swoje procesy, identyfikować wzorce i korelacje oraz podejmować świadome decyzje. Takie podejście oparte na danych wspiera ciągłe doskonalenie procesów produkcyjnych. Specjalnie opracowane algorytmy uczenia maszynowego mogą optymalizować parametry produkcji, przewidywać problemy i wspierać dostosowane do nich terapie, ułatwiając tym samym strategie medycyny spersonalizowanej.
Systemy zarządzania danymi odgrywają również kluczową rolę w zapewnieniu zgodności z przepisami prawa. Zapewniając dokładność, kompletność i identyfikowalność danych, systemy te pomagają producentom spełnić rygorystyczne wymogi regulacyjne i usprawnić proces zatwierdzania. Z uwagi na to, że branża generuje coraz więcej danych, znaczenie solidnych systemów zarządzania danymi będzie tylko rosło.
Trendy produkcyjne w terapiach komórkowych i genowych na rok 2025 i kolejne lata – podsumowanie
W miarę jak branża terapii komórkowej i genowej ewoluuje, zapotrzebowanie na specjalnie opracowane technologie staje się coraz bardziej oczywiste. Systemy produkcji małych partii dostosowane do spersonalizowanych terapii i zdecentralizowanej produkcji, kontrola procesu w czasie rzeczywistym poprzez zaawansowaną analitykę oraz zaawansowane systemy analizy danych i zarządzania, które wykorzystują technologię uczenia maszynowego, są kluczowymi elementami przyszłości produkcji terapii komórkowych i genowych. Jest to odejście od statusu quo w branży i będzie wymagało początkowych inwestycji kapitałowych i czasowych, co jest niewątpliwie dużą przeszkodą, ale nadszedł czas, aby dokonać tej inwestycji. Te same tematy są regularnie podnoszone jako kluczowe wyzwania w raportach branżowych.
Innowacje te nie tylko zwiększą wydajność i skalowalność produkcji, ale także zapewnią, że terapie będą opłacalne i dostępne dla pacjentów, którzy najbardziej ich potrzebują. Przyjmując te specjalnie opracowane technologie, branża może przezwyciężyć obecne ograniczenia i utorować drogę dla nowej generacji terapii ratujących życie. Dojrzewanie sektora produkcji terapii komórkowych i genowych ma zasadnicze znaczenie dla wykorzystania pełnego potencjału tych przełomowych terapii, ostatecznie zmieniając opiekę nad pacjentami i wyniki leczenia.
Na podstawie: