Buněčné a tkáňové terapie se stále častěji používají k léčbě mnoha onemocnění, u nichž v současné době nejsou k dispozici jiné vhodné možnosti léčby. Tyto produkty obsahují lidské nebo zvířecí buňky, které mohou nahradit, regenerovat nebo rozšířit nemocné, nefunkční nebo poškozené buňky, tkáně nebo orgány příjemce. Buňky nebo tkáně mohou být nemanipulované nebo mohou být jejich biologické vlastnosti změněny ex vivo před podáním konečného produktu pacientům. Příklady buněčných terapií sahají od tradičních krevních transfuzí až po nejnovější přístupy v oblasti autologních transplantací kmenových buněk a alogenních umělých tkáňových náhrad.
Složky použité k výrobě produktu na bázi buněk nebo tkání se mohou značně lišit svými zdroji, složitostí a výrobními procesy. Protože tyto materiály mohou zásadně ovlivnit expanzi, diferenciaci a aktivitu zpracovávaného buněčného nebo tkáňového produktu, mohou mít následně významný dopad na atributy kvality konečného produktu. Kromě toho biologická složitost buněčné nebo tkáňové terapie vylučuje úplnou molekulární charakterizaci konečného produktu. Zajištění kvality terapie založené na buňkách nebo tkáních proto vyžaduje přísné hodnocení složek použitých při její výrobě.
Příklady terapií založených na buňkách a tkáních: V březnu 2012 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) žádost o biologickou licenci (BLA) pro alogenní (dárcovský) buněčný produkt tkáňového inženýrství s názvem Gintuit od společnosti Organogesis. Výrobek je vyroben z hovězího kolagenu s kultivovanými lidskými keratinocyty a fibroblasty získanými z novorozenecké předkožky a jedná se o buněčnou fólii používanou k chirurgické léčbě mukogingiválních stavů v dutině ústní u dospělých.
V roce 2012 bylo v zemích mimo Spojené státy schváleno několik výrobků z mezenchymálních kmenových buněk (MSC) nebo stromálních buněk. Regulační orgány v Kanadě a na Novém Zélandu udělily povolení k uvedení na trh přípravku s názvem Prochymal (Osiris Therapeutics), který se skládá z alogenních MSC získaných z kostní dřeně a je určen k léčbě steroid-rezistentního onemocnění štěpu proti hostiteli u dětí. V Jižní Koreji jsou schváleny dva přípravky na bázi MSC: alogenní přípravek na bázi MSC odvozených z pupečníkové krve (Cartistem) pro léčbu degenerativní artritidy a autologní přípravek na bázi MSC odvozených z tukové tkáně (Cupistem) pro léčbu análních píštělí u pacientů s Crohnovou chorobou.
Složkové materiály
Výrobní suroviny jsou definovány jako výchozí materiály, činidla a rozpouštědla používaná při výrobě terapeutických přípravků. Kvalita surovin a meziproduktů výrobních složek je kriticky hodnocena regulačními orgány. Kvalifikovat dodávky složitých výrobních složek potřebných pro produkty buněčné terapie může být obtížné. Některé složky mohou být původně vyvinuty pouze pro výzkumné účely, takže jejich použití ve výrobě by vyžadovalo dodatečné testování kvality nad rámec toho, co mohou dodavatelé poskytnout v rámci svých certifikátů analýzy (CoA). Použití komponent, které splňují požadavky farmaceutického systému kvality, poskytuje výrobcům buněčných produktů jistotu a umožňuje regulačním orgánům soustředit se na samotné hodnocení kvality terapeutických produktů.
Pomocné materiály (AM) – známé také jako pomocné produkty, pomocná činidla a procesní činidla – jsou suroviny, které nejsou určeny k přítomnosti v konečném produktu, ale jsou kriticky důležité při jeho výrobě. Mezi pomocné látky pro buněčné a tkáňové terapie patří sérové deriváty, antibiotika, cytokiny, růstové faktory, kultivační média, protilátky a enzymy. Mnohé AM se používají k podpoře růstu a přežití určitých buněčných populací, a mohou tak mít na buněčný produkt hluboké a dlouhodobé účinky. Protože mnoho AMs je samo o sobě složitým biologickým materiálem, může být obtížné posoudit jejich kvalitativní vlastnosti. Obavy ohledně kvality surovin byly v poslední době umocněny celosvětovými problémy v dodavatelském řetězci, jako jsou případy záměrně falšovaného sirupu proti kašli, heparinu a kojenecké výživy (1). Je tedy nutné pečlivě kontrolovat všechny materiály používané k výrobě buněčných terapií a zabránit tak vnášení náhodných látek a toxických nečistot a zároveň zajistit konečnou bezpečnost, účinnost a konzistenci konečného buněčného produktu.
Farmakopeální konvence USA (USP) je nezisková vědecká organizace, která vyvíjí standardní testy pro identitu, sílu, kvalitu a čistotu léčiv a jejich složek. Standardy USP mají podobu monografií, obecných kapitol a obecných sdělení publikovaných v jejích sbornících: United States Pharmacopeia a National Formulary (USP-NF). Organizace rovněž poskytuje chemické a biologické referenční materiály známé jako referenční standardy USP (RS). Jakmile se tyto stanou součástí platných monografií nebo jiných kompendiálních standardů, používají je výrobci k přesvědčivému prokázání shody s těmito standardy.
Všechny standardy USP – ať už dokumentární nebo referenční materiál povolaný k použití jako součást monografie – musí být uznány za vhodné příslušnou odbornou komisí USP. S rostoucím používáním buněčných a tkáňových terapií USP pokračuje ve vývoji dalších kompendiálních norem pro kvalifikaci jejich AM. V konečném důsledku je ujištění o kvalitě AM rozhodující pro to, aby buněčné terapie splňovaly požadavky na shodu. Ustanovení o falšování a klamání značky amerického federálního zákona o potravinách, lécích a kosmetických prostředcích (FDCA) zahrnují formou odkazu mnoho norem USP-NF, zejména ty, které se týkají identity, síly (účinnosti), kvality a čistoty. USP však neodpovídá za prosazování žádných svých norem. Za takové prosazování je zodpovědný FDA a další vládní orgány ve Spojených státech i jinde.
Předpisy a pokyny
V současné době neexistují mezi světovými regulačními rámci žádné předpisy AM. Obecné pokyny týkající se složek a surovin (včetně AM) jsou však k dispozici z několika zdrojů: FDA, Mezinárodní konference o harmonizaci technických požadavků na registraci humánních léčivých přípravků (ICH) a Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO). Jejich návody však poskytují jen omezené množství podrobností o tom, jak mohou výrobci vyvíjet a provádět kvalifikační programy AM. Jak je popsáno v současných předpisech správné výrobní praxe (CGMP) pro hotové léčivé přípravky uvedených v částech 210 a 211 Federálního zákoníku USA (CFR), AM mohou být také analogické součástem a kontejnerům přicházejícím do styku s produktem (2, 3). AM jsou také považovány za „zásoby a činidla“ podle definice v 21 CFR Part 1271 (4). Úřad FDA tedy reguluje výrobky na bázi buněk a tkání buď jako výrobky 361 („minimálně manipulované“), nebo 351 („více než minimálně manipulované“).
U minimálně manipulovaných výrobků 361 se pro vstup na trh nevyžaduje předložení žádosti o nový léčivý přípravek (NDA) nebo BLA. Tyto výrobky však musí splňovat současné správné tkáňové postupy (CGTP), které zajišťují řádný screening, identifikaci a testování tkání a
dárců, aby se zabránilo zavlečení a přenosu přenosných nemocí. AM používané pro 361 produkty nemusí být prospektivně hodnoceny z hlediska kvality. Zařízení používaná k výrobě takových produktů jsou však kontrolována z hlediska souladu s CGTP a během inspekcí jsou hodnoceny záznamy a specifikace týkající se AM.
Uvádění lidských buněk, tkání a produktů na bázi buněk nebo tkání (HCT/P), které jsou „více než minimálně manipulovány“, na trh vyžaduje dodržování složitějších předpisů. Tyto produkty vyžadují dodržování jak CGTP, tak CGMP; sponzoři musí podat jak IND, tak BLA. Kromě toho probíhá prospektivní hodnocení kvality AM během přezkumu IND, inspekce před vydáním BLA a inspekce SVP. Hodnocení kvality AM u přípravků 351 je podrobnější kvůli specifickým požadavkům FDA na AM lidského a zvířecího původu. Robustní kvalifikační programy, testování identity a prokázání odstranění AM jsou jen některé z kritických prvků používaných při hodnocení těchto výrobků.
Kromě pokynů, které se vztahují konkrétně na HCT/P, se na buněčné a tkáňové výrobky vztahuje také řada obecných regulačních pokynů pro hotové farmaceutické výrobky. Vedle pokynů pro kvalitu ICH Q7 a Q10 jsou v pokynech FDA z roku 2006 popsány modely systému kvality pro zkoumání všech materiálů, které přicházejí do styku s léčivým přípravkem – včetně AM (5, 6). Cílem těchto hodnocení je zajistit, aby dodavatelé dodávali materiály, které splňují specifikace, a aby výrobci léčivých přípravků měli zavedeny procesy kontroly externě zajišťovaných činností a kvality nakupovaných materiálů. To zahrnuje výběr dodavatelů a monitorování vstupních materiálů. Většina regulačních orgánů se shoduje na potřebě budování silných farmaceutických systémů pro vývoj, hodnocení, dokumentaci a monitorování procesů a činností. Jen málo předpisů však specifikuje nástroje umožňující kvalifikaci AM.
Úvahy o výrobci
Na rozdíl od většiny nízkomolekulárních léčiv a mnoha biologických léčiv se buněčné a tkáňové terapie obvykle vyrábějí v jedinečných výrobních prostředích, která zahrnují zařízení a procesy pro kultivaci, testování a balení živých buněk. Počáteční krok při vývoji buněčné terapie vyžaduje odběr materiálu od lidských dárců – obvykle v klinickém prostředí. S odebranými materiály se poté manipuluje a/nebo se zpracovávají v prostředí SVP před podáním pacientům, rovněž obvykle v klinickém prostředí.
Charakterizace buněčných terapií se obvykle liší od tradičních farmaceutických výrobků. Metody čištění produktů pro tradiční nízkomolekulární léčiva jsou vysoce sofistikované a často validované, aby se prokázalo, že v konečném produktu není přítomno nic jiného než požadovaná účinná farmaceutická látka (API) a pomocné látky. Biologická složitost buněčných a tkáňových terapií takovou definitivní molekulární charakterizaci vylučuje. Jedinečné postupy, kterými se takové terapie vyrábějí a testují, podtrhují potřebu pečlivé kvalifikace výroby všech složek. Mezi další kritické aspekty patří výrobní prostředí, variabilita obsluhy a výrobní zařízení. V konečném důsledku lze na každou složku buněčného produktu, variabilitu procesů, sledovatelnost surovin, testování prostředí pro čisté prostory a mnoho dalšího aplikovat systémový přístup k jakosti.
Dalším významným rozdílem mezi produkty buněčné terapie a tradičními léčivy je počet a složitost surovin používaných při výrobě finálních produktů. Vývoj buněčných terapií často vyžaduje větší počet složitých surovin než u léčivých přípravků vyráběných chemickou syntézou. Pro výrobce je tedy důležité určit, které složky jsou pro kvalitu nejkritičtější. Některé suroviny (např. AM, jako jsou cytokiny a růstové faktory) mohou po přidání během výroby buněčných produktů ovlivnit růst, diferenciaci nebo funkci buněk. Jakákoli variabilita v kvalitě AM může ovlivnit kvalitu konečného produktu buněčné terapie. Při posuzování kvalifikačních potřeb jsou tedy AM považovány za kritičtější složky než suroviny, které nehrají roli v růstu, diferenciaci nebo funkci buněk.
Jak ukazuje obrázek 1, lze přijmout různá opatření, která pomohou zajistit kvalitu v průběhu vývoje a výroby buněk v různých fázích. Když výrobce předkládá dokumentaci k produktu buněčné terapie ke schválení regulačnímu orgánu, může regulační orgán požadovat informace o kvalifikaci AM použitých při výrobě konečného produktu. Pokud výrobce v průběhu svého vývojového procesu AM nekvalifikoval, může si od dodavatele AM vyžádat informace o jeho vlastním kvalifikačním programu. Pokud jsou takové informace omezené nebo nedostupné, pak může být schvalovací proces regulačního orgánu značně ztížen.
Podstata výrobního procesu AM je pro výrobce buněčných výrobků klíčová. Některé AM mohou být ve skutečnosti samy o sobě schválenými léčivými přípravky. Například heparin a inzulín jsou k dispozici jako materiály třídy GMP a často se používají při výrobě buněčných produktů. Koneční uživatelé však stále musí určit, zda AM farmaceutické kvality vykazují kvalitativní vlastnosti vhodné pro jejich použití při výrobě buněčných produktů. Kromě toho se v léčivých přípravcích často používají stabilizátory nebo jiné přísady, které nejsou v buněčných kulturách žádoucí.
Přístup založený na riziku k pomocným materiálům (AMs)
Třída 1: Nízkorizikové, vysoce kvalifikované materiály se zamýšleným použitím jako terapeutické léky nebo biologika, zdravotnické prostředky nebo implantabilní materiály
Třída 2: Nízkorizikové, dobře charakterizované materiály se zamýšleným použitím jako AMs, vyráběné v souladu se SVP
Třída 3: Materiály se středním rizikem, které nejsou určeny k použití jako AMs (často vyráběné pro diagnostické použití in vitro nebo materiály určené pro reagenty)
Třída 4: Materiály s vysokým rizikem, které nejsou vyráběny v souladu s CGMP a nejsou určeny k použití při výrobě buněk
Při posuzování rizik spojených s použitím AMs při vývoji buněčné terapie by výrobci měli zvážit výhody použití kvalifikovaného materiálu (např.g., USP-grade materiál) na počátku vývoje produktu. Zavedení dobře kvalifikovaných materiálů na počátku vývoje sníží riziko tím, že odpadne nutnost měnit dodavatele v pozdější fázi životního cyklu výrobku. Vzhledem k tomu, že produkty na bázi buněk a tkání mohou přetrvávat nebo se množit v pacientech dlouho po podání, je rozumným cílem, aby všechny materiály, které přicházejí do styku s produktem, byly řádně testovány nebo kvalifikovány ve všech fázích vývoje produktu.
Standardy USP jako nástroje
Přehled pomocných materiálů: Jak bylo popsáno výše, kvalifikace buněčných terapií zahrnuje jedinečné výzvy. Obecná kapitola USP poskytuje informace o správných postupech k překonání těchto výzev při výrobě, charakterizaci a testování HCT/P (7). Kapitola se rovněž zabývá možnými dopady AM na kvalitu konečného produktu.
Informační obecná kapitola USP je dalším nástrojem, který je k dispozici výrobcům, kteří mají zájem o vypracování vhodných programů kvalifikace AM (8). Tato kapitola
ter pojednává o tom, co by měly kvalifikační programy pro pomocné materiály řešit: variabilitu mezi jednotlivými šaržemi a mezi jednotlivými dodavateli, sledovatelnost, vhodnost použití, dopad na kvalitu a bezpečnost finálních výrobků a další kritické parametry. Popisuje kritické složky identifikace, které zahrnují zdrojový materiál, koncentraci použití, testy pro identifikaci a výrobní kroky. Kapitola popisuje význam výběru AM v rané fázi vývoje, jakož i mikrobiologické hodnocení a hodnocení rizik u produktů na živočišné bázi (např. u produktů spojených s přenosnými spongiformními encefalopatiemi). Kapitola je v současné době revidována, aby zahrnovala více informací potenciálně užitečných pro výrobce.
Jak ukazuje rámeček „Přístup založený na riziku“, obecná kapitola zdůrazňuje význam správného výběru AM a popisuje čtyři kategorie založené na riziku pro klasifikaci kritických materiálů. Úroveň 1 zahrnuje vysoce kvalifikované materiály s nízkým rizikem, jako jsou schválené farmaceutické výrobky (např. heparin farmaceutické kvality). AM úrovně 2 jsou nízkorizikové, dobře charakterizované materiály určené k použití jako AM. Úroveň 3 zahrnuje materiály se středním rizikem, které často nejsou určeny k použití jako AM (např. materiály reagenční kvality používané v jiných aplikacích nebo odvětvích). Materiály s vysokým rizikem jsou zařazeny do úrovně 4. Nejsou vyráběny v souladu s CGMP nebo nejsou určeny k použití při výrobě buněčné terapie. Na základě těchto kategorií mohou společnosti navrhnout kvalifikační činnosti nebo činnosti ke snížení rizik pro své AM. V tabulce 1 je uveden příklad AM 1. úrovně, výčet jejich použití ve výrobě a návrh činností pro kvalifikaci nebo snížení rizik.
Tabulka 1:
Tabulka 2poskytuje ještě podrobnější informace o kvalifikačních úrovních a popisuje přístupy ke snižování rizik, které je třeba provést po dokončení posouzení rizik a identifikaci kritických komponent. S postupem produktů buněčné terapieAM od nejnižší po nejvyšší úroveň rizika se zvyšuje množství práce spojené s jejich hodnocením a snižováním rizik. Zejména v případech, kdy jsou AMs odvozeny z lidských nebo zvířecích zdrojů, jsou kritickými prvky snižování rizik sledovatelnost a kontrola náhodných činitelů a je třeba se zabývat zmírněním některých klíčových prvků.
Tabulka č. 2:
Přístup USP k normám pro AM: V návaznosti na obecné informace z kapitoly , další obecné kapitoly USP-NF poskytují podrobnější informace o provádění zkoušek atributů kvality spojených s konkrétními typy výrobků AM používaných v aplikacích buněčné výroby. Mezi tyto kapitoly patří , , , a (9,-14). Specifikace zkoušek v těchto kapitolách vycházejí z konzistence procesů při výrobě AM a z validovaných zkušebních metod. Kromě toho USP poskytuje fyzikální RS, které mohou výrobci použít při testování svých výrobků a AM podle dokumentárních norem USP. Tyto RS mohou být cenné pro vývoj metod detekce zbytkových AM v konečných produktech.
Nadcházející workshop
Ve dnech 7. a 8. listopadu 2013 pořádá USP a Mezinárodní společnost buněčné terapie (ISCT) v Rockville, MD workshop: Výrobky regenerativní medicíny na bázi buněk a tkání: From Characterization to Compendial Assays. Sejdou se na něm klíčové zúčastněné strany z průmyslu, akademické obce a státní správy, aby identifikovaly příležitosti a problémy při definování charakterizačních testů pro produkty na bázi buněk a tkání a také stanovily priority a identifikovaly testy připravené k zařazení do lékopisu Spojených států amerických – národního lékopisu. Podrobnosti o semináři a registraci naleznete na adrese http://uspgo.to/cell-tissue.
Používání AM živočišného původu se při výrobě terapeutik pro humánní použití nedoporučuje, a to nejen kvůli riziku přenosu onemocnění ze zvířat na člověka, ale také kvůli možnosti imunogenních reakcí na živočišné proteiny. Poslední jmenovaný problém je hlavním problémem, pokud jsou produkty používány v opakovaných dávkových režimech. Vzhledem k tomu, že neexistuje vhodná alternativa k AM živočišného původu, jako je fetální hovězí sérum (FBS), musí vývojáři buněčných produktů používat materiály, které byly vyhodnoceny pomocí přísných kvalifikačních programů, aby splňovaly přijatelné specifikace testů. Obecné kapitoly USP a poskytují cenné nástroje pro řešení přístupů ke sledovatelnosti a kvalifikačních strategií, zatímco kapitola poskytuje nástroje pro hodnocení kritických atributů kvality pro materiál, jako je FBS. Kritičnost atributů kvality AM může záviset na aplikaci, pro kterou se AM používá. Testování AM podle RS USP zajišťuje potvrzení jeho identity a funkčnosti.
USP vyvíjí standardní postupy testování a referenční materiály pro řadu rekombinantních růstových faktorů a cytokinů, které se běžně používají při výrobě buněčných kultur: např. interleukin-4 (IL-4), faktor stimulující kolonie granulocytů a makrofágů (GM-CSF), tumor nekrotizující faktor alfa (TNF-a) a růstové faktory FGF2 a EGF. Obecná kapitola USP se zabývá některými cytokiny a růstovými faktory (IL-4 a FGF2) a v budoucích revizích zahrne i další. USP RS pro IL-4 byla vyvinuta ve společné studii více laboratoří, jejímž cílem bylo přiřadit materiálu RS specifickou aktivitu pomocí buněčného testu. Jednotky byly kalibrovány podle stávajícího mezinárodního standardu Světové zdravotnické organizace (WHO) pro IL-4. Použití materiálu kalibrovaného podle standardu USP může společnosti pomoci zajistit konzistenci procesu a použít správné množství materiálu pro každou aplikaci buněčné kultury. Navíc použitím testu popsaného USP v případech, kdy je uveden v příslušné kompendiální normě, budou mít uživatelé rovněž jistotu identity materiálu.
Více zdrojů informací
S rostoucím pochopením složitých onemocnění a poruch bude pokračovat hledání lepších způsobů jejich řešení. Rozšiřující se výzkum terapií na bázi buněk a tkání připravuje půdu pro nové terapeutické produkty. Vzhledem k rozsahu takových léčebných postupů, které jsou dnes k dispozici, musí úvahy o kvalitě brát v úvahu kvalifikaci surovin, které vstupují do jejich výroby – zejména AM, které ovlivňují růst buněk, ale nemají být přítomny v konečném terapeutickém produktu. Ačkoli regulační pokyny v současné době nabízejí výrobcům přehled osvědčených postupů týkajících se kvalifikace pro
duktů na buněčné a tkáňové bázi a jejich složek, USP poskytuje výrobcům také nástroje pro navrhování a vývoj kvalifikačních programů, které se konkrétně týkají pomocných materiálů.
Údaje o autorovi
Odpovídající autor Fouad Atouf, PhD, je ředitelem pro biologické přípravky a biotechnologie v US Pharmacopeial Convention, 12601 Twinbrook Parkway, Rockville, MD 20852-1790; [email protected]; www.usp.org. Nicole M. Provost, PhD, je konzultantkou v oblasti biotechnologií a členkou odborné komise USP pro biologické přípravky a biotechnologické monografie 2; a Felicia M. Rosenthal, MD, MBA, je výkonnou ředitelkou společnosti CellGenix GmbH ve Freiburgu, Německo.
.