Process Analytical Technology : conseil consulting innovation biothérapies

Process Analytical Technology (PAT) : la méthode qui révolutionne le biomanufacturing

Face à une demande croissante d’augmentation des volumes de production de biothérapies, et s’inscrivant dans la tendance de l’usine 4.0, l’industrie biopharmaceutique développe de nouvelles méthodes et de nouvelles technologies pour optimiser la production des biomédicaments. Poussées par des organismes de régulations, de bonnes pratiques de contrôle qualité ont émergé comme l’initiative Process Analytical Technology (PAT). De plus en plus d’industriels biopharmaceutiques et de CDMOs (Contract Development Manufacturing Organization) s’en saisissent pour intensifier leur production. Alcimed a analysé cette tendance de fond qui fera partie intégrante du secteur de la bioproduction pharmaceutique dans un futur proche.

Process Analytical Technology (PAT) : une nouvelle façon de penser le contrôle qualité des biothérapies

Historiquement très règlementé, le secteur de la bioproduction évolue au rythme des directives GMP (Good Manufacturing Practices) qui garantissent la  conformité des produits pharmaceutiques selon les standards appropriés [1]. Dans cette dynamique d’amélioration, l’industrie biopharmaceutique continue d’intégrer de nouvelles approches de développement et de contrôle des bioprocédés.

En 2004, la FDA (Food and Drug Administration) a lancé l’initiative PAT [2] qui établit un cadre réglementaire destiné à promouvoir l’innovation PAT (Process Analytical Technology) par la maitrise des différentes techniques de contrôle qualité de la bioproduction.

Le contrôle qualité PAT repose sur l’identification, pour chaque produit, des paramètres de procédé critiques (associés au procédé), des attributs qualité critiques (associés au bioproduit final) et des indicateurs clés de performance (associés à la performance de la production).

Cette caractérisation permet de quantifier comment les paramètres critiques de procédé combinés aux paramètres de performance affectent les attributs qualité critiques du produit final, par exemple comment la quantité de nutriments injectée dans un bioréacteur avec une certaine densité de cellules vivantes affecte le motif de glycosylation d’une protéine.

Ainsi, la conformité d’un bioproduit serait mieux déterminée à partir d’une combinaison appropriée des paramètres de procédé et de performance mesurés en temps réel que par un contrôle qualité final des attributs qualité critiques. Ce principe est défini dans le concept de « Real-Time Release Testing » introduit par l’Agence Européenne des Médicaments en 2012. [3]

PAT : des enjeux forts de mesures en temps réel non invasives

Mettre en place cette logique PAT et donc vouloir contrôler la qualité par les paramètres de procédé (donc majoritairement sur la partie amont du procédé) amène la nécessité d’un contrôle en temps réel du bioprocédé qui permet d’ajuster automatiquement les paramètres critiques et ainsi garantir la qualité des bioproduits. A cela s’ajoute l’enjeu d’éviter toute contamination pour ne pas perdre la production.

Des CDMOs et des industriels biopharmaceutiques ont donc commencé à se tourner vers du contrôle in-line (le contrôle se fait directement dans le bioprocédé sans prélèvement ni détournement d’échantillon) et at-line automatisé (un échantillon est prélevé automatiquement et l’analyse est réalisée à côté de la ligne de bioproduction). Ainsi, les contrôles in-situ ou automatisés des différents paramètres apportent une réelle opportunité pour intensifier la production des CDMOs – à l’exemple de Catalent – et industriels biopharmaceutiques innovants.


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La mise en place de ce contrôle qualité PAT (Process Analytical Technology) et de nouvelles technologies, bien que récente, constitue une tendance croissante dans le contrôle des bioprocédés. Elle reste freinée par la difficulté technique que représente l’implémentation de ces nouvelles technologies et modèles statistiques associés dans des lignes de production déjà établies, mais ne cesse de prendre de l’importance dans les nouvelles lignes de bioproduction pharmaceutique. Ces nouvelles méthodes de contrôle constituent aujourd’hui l’un des piliers de l’intensification de la bioproduction, et un défi de taille à relever tant par les industriels biopharmaceutiques et CDMO que par les équipementiers. Découvrez comment nous pouvons vous accompagner dans le domaine des biothérapies et de la bioproduction !


A propos de l’auteur,

Matthieu, Consultant dans l’équipe Sciences de la Vie d’Alcimed en France

[1] WHO, « Health product and policy standards »
[2] FDA, « Guidance for IndustryPAT — A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance »
[3] EMA, « Guideline on Real Time Release Testing (formerly Guideline on Parametric Release) »

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