Les thérapies cellulaires et tissulaires sont de plus en plus utilisées pour traiter de nombreuses maladies pour lesquelles il n’existe actuellement aucune autre option thérapeutique adéquate. Ces produits contiennent des cellules humaines ou animales qui peuvent remplacer, régénérer ou augmenter les cellules, tissus ou organes malades, dysfonctionnels ou blessés d’un receveur. Les cellules ou les tissus peuvent être non manipulés, ou leurs caractéristiques biologiques peuvent être modifiées ex vivo avant l’administration du produit final aux patients. Les exemples de thérapies cellulaires vont des transfusions sanguines traditionnelles aux approches récentes en matière de greffes de cellules souches autologues et de substituts tissulaires artificiels allogéniques.
Les composants utilisés pour fabriquer un produit à base de cellules ou de tissus peuvent varier considérablement en termes de sources, de complexité et de procédés de fabrication. Comme ces matériaux peuvent affecter profondément l’expansion, la différenciation et l’activité d’un produit cellulaire ou tissulaire transformé, ils peuvent à leur tour avoir un impact significatif sur les attributs de qualité du produit final. En outre, la complexité biologique d’une thérapie à base de cellules ou de tissus ne permet pas une caractérisation moléculaire complète du produit final. Assurer la qualité d’une thérapie à base de cellules ou de tissus nécessite donc une évaluation rigoureuse des composants utilisés dans sa fabrication.
Exemples de thérapies à base de cellules et de tissus : En mars 2012, la Food and Drug Administration (FDA) américaine a approuvé une demande de licence biologique (BLA) pour un produit cellulaire allogénique (issu du donneur) issu de l’ingénierie tissulaire appelé Gintuit d’Organogesis. Composé de collagène bovin avec des kératinocytes et des fibroblastes humains cultivés dérivés de prépuce néonatal, le produit est une feuille cellulaire utilisée pour le traitement chirurgical des conditions mucogingivales orales chez les adultes.
Plusieurs produits à base de cellules souches mésenchymateuses (CSM) ou stromales ont reçu une approbation dans des pays autres que les États-Unis en 2012. Les autorités réglementaires du Canada et de la Nouvelle-Zélande ont accordé une autorisation de mise sur le marché à un produit appelé Prochymal (Osiris Therapeutics) composé de CSM allogéniques dérivées de la moelle osseuse pour traiter la maladie du greffon contre l’hôte résistante aux stéroïdes chez les enfants. Deux produits à base de CSM sont approuvés en Corée du Sud : un produit allogénique à base de CSM dérivé du sang de cordon ombilical (Cartistem) pour le traitement de l’arthrite dégénérative, et un produit à base de CSM autologue dérivé du tissu adipeux (Cupistem) pour le traitement des fistules anales chez les patients atteints de la maladie de Crohn.
Matériaux constitutifs
Les matières premières de fabrication sont définies comme les matières premières, les réactifs et les solvants utilisés dans la fabrication des produits thérapeutiques. La qualité des matières premières et des composants intermédiaires de fabrication est évaluée de manière critique par les autorités réglementaires. Il peut être difficile de qualifier l’approvisionnement en composants de fabrication complexes nécessaires aux produits de thérapie cellulaire. Certains composants peuvent être initialement développés pour la recherche uniquement, de sorte que leur utilisation dans la fabrication nécessiterait des tests de qualité supplémentaires au-delà de ce que les fournisseurs peuvent fournir dans le cadre de leurs certificats d’analyse (CoA). L’utilisation de composants conformes aux exigences des systèmes de qualité pharmaceutiques donne une assurance aux fabricants de produits cellulaires et permet aux organismes de réglementation de se concentrer sur l’évaluation de la qualité des produits thérapeutiques, eux-mêmes.
Les matières auxiliaires (MA) – également appelées produits auxiliaires, réactifs auxiliaires et réactifs de processus – sont des matières premières qui ne sont pas destinées à être présentes dans un produit final mais qui sont d’une importance critique pour sa fabrication. Les AM pour les thérapies cellulaires et tissulaires comprennent les dérivés du sérum, les antibiotiques, les cytokines, les facteurs de croissance, les milieux de culture, les anticorps et les enzymes. De nombreux AM sont utilisés pour favoriser la croissance et la survie de certaines populations cellulaires et peuvent donc avoir des effets profonds et durables sur un produit cellulaire. Comme de nombreux AM sont eux-mêmes des matériaux biologiques complexes, leurs attributs de qualité peuvent être difficiles à évaluer. Les préoccupations relatives à la qualification des matières premières ont été amplifiées récemment par des problèmes de chaîne d’approvisionnement à l’échelle mondiale, tels que des cas de sirop contre la toux, d’héparine et de lait maternisé intentionnellement frelatés (1). Il est donc nécessaire d’examiner soigneusement tous les matériaux utilisés pour fabriquer des thérapies cellulaires et d’empêcher ainsi l’introduction d’agents adventices et d’impuretés toxiques tout en garantissant la sécurité, l’efficacité et la cohérence ultimes d’un produit cellulaire final.
La Convention pharmacopée américaine (USP) est une organisation scientifique à but non lucratif qui élabore des tests standard pour l’identité, la force, la qualité et la pureté des médicaments et de leurs ingrédients. Les normes de l’USP se présentent sous la forme de monographies, de chapitres généraux et de notices générales publiés dans ses recueils : la United States Pharmacopeia et le National Formulary (USP-NF). L’organisation fournit également des matériaux de référence chimiques et biologiques connus sous le nom de normes de référence USP (RS). Une fois que ceux-ci deviennent des composants de monographies applicables ou d’autres normes officinales, ils sont utilisés par les fabricants pour démontrer de manière concluante la conformité à ces normes.
Toutes les normes USP – qu’il s’agisse de documents ou de matériaux de référence appelés à être utilisés comme composants de monographies – doivent être jugées appropriées par un comité d’experts USP approprié. Avec l’utilisation croissante des thérapies cellulaires et tissulaires, l’USP continue de développer davantage de normes officinales pour la qualification de leurs AMs. En fin de compte, les assurances sur la qualité des AM sont essentielles pour que les thérapies cellulaires répondent aux exigences de conformité. Les dispositions relatives à la falsification et à l’altération de la marque de l’US Federal Food, Drug, and Cosmetic Act (FDCA) incorporent par référence de nombreuses normes USP-NF, en particulier celles relatives à l’identité, à la force (puissance), à la qualité et à la pureté. Mais l’USP n’est pas responsable de l’application de ses normes. Cette mise en application relève de la responsabilité de la FDA et d’autres autorités gouvernementales aux États-Unis et ailleurs.
Règlements et orientations
Il n’existe actuellement aucun règlement AM parmi les cadres réglementaires mondiaux. Des orientations générales sur les composants et les matières premières (y compris les AM) sont toutefois disponibles auprès de plusieurs sources : la FDA, la Conférence internationale sur l’harmonisation des exigences techniques pour l’enregistrement des produits pharmaceutiques à usage humain (ICH) et l’Organisation internationale de normalisation (ISO). Cependant, leurs documents d’orientation fournissent peu de détails sur la manière dont les fabricants peuvent développer et exécuter des programmes de qualification de la GA. Comme décrit dans les réglementations actuelles sur les bonnes pratiques de fabrication (CGMP) pour les produits pharmaceutiques finis décrites dans le Code américain des réglementations fédérales (CFR), parties 210 et 211, les AM peuvent également être analogues aux composants et aux récipients en contact avec le produit (2, 3). Les AMs sont également considérés comme des « fournitures et réactifs » tels que définis par 21 CFR Part 1271 (4). Ainsi, la FDA réglemente les produits à base de cellules et de tissus en tant que produits 361 (« manipulés de façon minimale ») ou 351 (« manipulés de façon plus que minimale »).
Pour les produits 361 manipulés de façon minimale, la soumission d’une demande de nouveau médicament (NDA) ou d’une BLA n’est pas requise pour l’entrée sur le marché. Cependant, ces produits doivent se conformer aux bonnes pratiques actuelles en matière de tissus (CGTP), qui garantissent un dépistage, une identification et des tests appropriés des tissus et des
donneurs afin de prévenir l’introduction et la transmission de maladies transmissibles. Les AM utilisés pour 361 produits ne doivent pas faire l’objet d’une évaluation prospective de leur qualité. Cependant, les installations utilisées pour fabriquer de tels produits sont inspectées pour vérifier la conformité à la CGTP, et les registres et spécifications liés aux AM sont évalués lors des inspections.
La commercialisation de cellules, tissus et produits cellulaires ou tissulaires humains 351 (HCT/Ps) qui font l’objet d’une « manipulation plus que minimale » nécessite l’adhésion à des réglementations plus complexes. Ces produits doivent être conformes à la fois aux CGTP et aux CGMP ; les promoteurs doivent déposer à la fois une IND et une BLA. En outre, l’évaluation prospective de la qualité de l’AM a lieu lors de l’examen de l’IND, de l’inspection pré-BLA et de l’inspection GMP. L’évaluation de la qualité des AM pour les produits 351 est plus détaillée en raison des exigences spécifiques de la FDA pour les AM d’origine humaine et animale. Des programmes de qualification robustes, des tests d’identité et la démonstration de l’élimination des AM ne sont que quelques-uns des éléments critiques utilisés pour évaluer ces produits.
En plus des directives qui s’appliquent spécifiquement aux HCT/Ps, un certain nombre de directives réglementaires générales pour les produits pharmaceutiques finis s’appliquent également aux produits cellulaires et tissulaires. Outre les directives de qualité ICH Q7 et Q10, un guide de la FDA de 2006 décrit des modèles de systèmes de qualité pour l’examen de tous les matériaux qui entrent en contact avec un produit thérapeutique – y compris les AM (5, 6). L’objectif de ces évaluations est de s’assurer que les fournisseurs fournissent des matériaux conformes aux spécifications et que les fabricants de produits pharmaceutiques ont mis en place des processus pour contrôler les activités externalisées et la qualité des matériaux achetés. Cela inclut la sélection des fournisseurs et la surveillance des matériaux entrants. La plupart des organismes de réglementation s’accordent sur la nécessité de mettre en place des systèmes pharmaceutiques solides pour développer, évaluer, documenter et contrôler les processus et les activités. Cependant, peu de réglementations précisent les outils permettant la qualification de la GA.
Considérations relatives au fabricant
Contrairement à la plupart des produits pharmaceutiques à petites molécules et à de nombreux médicaments biologiques, les thérapies cellulaires et tissulaires sont généralement produites dans des environnements de fabrication uniques qui comprennent des équipements et des processus de culture, de test et de conditionnement de cellules vivantes. L’étape initiale du développement d’une thérapie cellulaire consiste à prélever des matériaux sur des donneurs humains, généralement dans un cadre clinique. Les matériaux récoltés sont ensuite manipulés et/ou traités dans un cadre BPF avant d’être administrés aux patients, également généralement dans un cadre clinique.
La caractérisation des thérapies cellulaires diffère généralement de celle des produits pharmaceutiques traditionnels. Les méthodes de purification des produits pour les médicaments traditionnels à petites molécules sont très sophistiquées et souvent validées pour démontrer que rien n’est présent dans un produit final autre que l’ingrédient pharmaceutique actif (API) souhaité et les excipients. La complexité biologique des thérapies cellulaires et tissulaires empêche une caractérisation moléculaire aussi définitive. Les processus uniques par lesquels ces thérapies sont fabriquées et testées soulignent la nécessité de qualifier soigneusement la fabrication de tous les composants. D’autres considérations critiques incluent l’environnement de fabrication, la variabilité des opérateurs et l’équipement de fabrication. En fin de compte, une approche des systèmes de qualité peut être appliquée à chaque composant du produit cellulaire, à la variation du processus, à la traçabilité des matières premières, aux tests environnementaux pour les salles blanches, et bien plus encore.
Une autre différence majeure entre les produits de thérapie cellulaire et les produits pharmaceutiques traditionnels est le nombre et la complexité des matières premières utilisées dans la fabrication du produit final. Le développement de thérapies cellulaires nécessite souvent un plus grand nombre de matières premières complexes que les produits pharmaceutiques fabriqués par synthèse chimique. Il est donc important pour un fabricant de déterminer quels composants sont les plus critiques pour la qualité. Lorsqu’elles sont ajoutées au cours de la fabrication d’un produit cellulaire, certaines matières premières (par exemple, les AMs tels que les cytokines et les facteurs de croissance) peuvent affecter la croissance, la différenciation ou la fonction des cellules. Toute variabilité de la qualité des AM peut affecter la qualité d’un produit final de thérapie cellulaire. Ainsi, dans les évaluations des besoins de qualification, les AM sont considérés comme des composants plus critiques qu’une matière première qui ne joue pas de rôle dans la croissance, la différenciation ou la fonction des cellules.
Comme le montre la figure 1, différentes mesures peuvent être prises pour aider à garantir la qualité au fur et à mesure que les cellules passent par différentes étapes du développement et de la fabrication du produit. Lorsqu’un fabricant soumet un dossier de produit de thérapie cellulaire pour approbation réglementaire, un organisme de réglementation peut demander des informations sur la qualification des AMs utilisés dans la fabrication du produit final. Si le fabricant n’a pas qualifié les AM tout au long de son processus de développement, il peut être amené à demander au fournisseur d’AM des informations sur son propre programme de qualification. Si ces informations sont limitées ou non disponibles, alors le processus d’approbation réglementaire pourrait être entravé de manière significative.
La nature du processus de fabrication d’un AM est une considération clé pour les fabricants de produits cellulaires. Certains AM peuvent en fait être des produits pharmaceutiques approuvés en eux-mêmes. L’héparine et l’insuline, par exemple, sont disponibles en tant que matériaux de qualité GMP et sont souvent utilisés dans la fabrication de produits cellulaires. Mais les utilisateurs finaux doivent encore déterminer si les AM de qualité pharmaceutique présentent des caractéristiques de qualité appropriées à leur utilisation dans la fabrication de produits cellulaires. En outre, les médicaments utilisent souvent des stabilisateurs ou d’autres additifs qui ne sont pas souhaités dans la culture cellulaire.
Approche basée sur le risque pour les matériaux auxiliaires (AMs)
Tier 1 : Matériaux à faible risque, hautement qualifiés, avec une utilisation prévue comme médicaments thérapeutiques ou produits biologiques, dispositifs médicaux ou matériaux implantables
Tier 2 : Matériaux à faible risque, bien caractérisés, avec une utilisation prévue comme AMs, produits en conformité avec les BPF
Tier 3 : Matériaux à risque modéré non destinés à être utilisés comme AMs (fréquemment produits pour une utilisation de diagnostic in vitro ou matériaux de qualité réactif)
Tier 4 : Matériaux à haut risque, ceux qui ne sont pas produits conformément aux BPF et qui ne sont pas destinés à être utilisés dans la fabrication de cellules
Lorsqu’ils évaluent les risques associés à l’utilisation d’AMs pendant le développement de la thérapie cellulaire, les fabricants doivent peser les avantages de l’utilisation de matériaux qualifiés (par ex.g., matériau de qualité USP) au début du développement du produit. L’introduction de matériaux bien qualifiés plus tôt dans le développement réduira le risque en éliminant la nécessité de changer de fournisseur plus tard dans le cycle de vie d’un produit. Étant donné que les produits à base de cellules et de tissus peuvent persister ou se propager chez les patients longtemps après leur administration, c’est un objectif raisonnable que tous les matériaux en contact avec le produit soient correctement testés ou qualifiés à toutes les étapes du développement du produit.
Les normes de l’USP en tant qu’outils
Un aperçu des matériaux auxiliaires : Comme décrit ci-dessus, la qualification des thérapies cellulaires comporte des défis uniques. Le chapitre général de l’USP fournit des informations sur les bonnes pratiques pour surmonter ces défis dans la fabrication, la caractérisation et les tests des HCT/Ps (7). Le chapitre aborde également les impacts potentiels des AM sur la qualité du produit final.
Le chapitre général informatif de l’USP est un autre outil à la disposition des fabricants intéressés par le développement de programmes appropriés de qualification des AM (8). Ce chap
ter traite de ce que les programmes de qualification des matériaux auxiliaires devraient aborder : variabilité lot à lot et fournisseur à fournisseur, traçabilité, adéquation de l’utilisation, impact sur la qualité et la sécurité des produits finis, et autres paramètres critiques. Il décrit les éléments critiques de l’identification, qui comprennent le matériel source, la concentration d’utilisation, les tests d’identification et les étapes de fabrication. Le chapitre décrit l’importance de la sélection de l’AM dans une phase précoce du développement ainsi que l’évaluation microbiologique et l’évaluation des risques avec les produits d’origine animale (par exemple, ceux associés aux encéphalopathies spongiformes transmissibles). Le chapitre est actuellement en cours de révision pour intégrer davantage d’informations potentiellement utiles aux fabricants.
Comme le montre l’encadré « Approche basée sur le risque », le chapitre général souligne l’importance d’une sélection AM appropriée et décrit quatre catégories basées sur le risque pour classer les matériaux critiques. La catégorie 1 comprend les matériaux à faible risque et hautement qualifiés tels que les produits pharmaceutiques approuvés (par exemple, l’héparine de qualité pharmaceutique). Le niveau 2 comprend les matériaux à faible risque, bien caractérisés, destinés à être utilisés comme AMs. Le niveau 3 comprend les matériaux à risque modéré, souvent non destinés à être utilisés comme AMs (par exemple, les matériaux de qualité réactif utilisés dans d’autres applications ou industries). Les matériaux à haut risque sont classés dans la catégorie 4. Ils ne sont pas produits en conformité avec les BPF ou destinés à être utilisés dans la fabrication de thérapies cellulaires. Sur la base de ces catégories, les entreprises peuvent concevoir des activités de qualification ou de réduction des risques pour leurs AMs. Le tableau 1 fournit un exemple de MA de niveau 1, énumérant leurs utilisations dans la fabrication et proposant des activités de qualification ou de réduction des risques.
Tableau 1 :
Le tableau 2fournit encore plus de détails pour les niveaux de qualification et décrit les approches de réduction des risques qui doivent avoir lieu une fois que l’évaluation des risques est terminée et que les composants critiques sont identifiés. À mesure que les AM de produits de thérapie cellulaire passent du niveau de risque le plus faible au niveau de risque le plus élevé, la quantité de travail associée à leur évaluation et à leur réduction des risques augmente. En particulier, lorsque les AM sont dérivés de sources humaines ou animales, la traçabilité et le contrôle des agents adventices sont des éléments critiques de la réduction des risques, et l’atténuation de certains éléments clés doit être abordée.
Tableau 2 :
Approche de l’USP en matière de normes AM : En s’appuyant sur les informations générales du chapitre , d’autres chapitres généraux de l’USP-NF fournissent plus de détails sur la réalisation de tests des attributs de qualité associés à des types spécifiques de produits AM utilisés dans des applications de fabrication de cellules. Ces chapitres comprennent , , , et (9,-14). Les spécifications des tests dans ces chapitres sont basées sur la cohérence du processus de fabrication de l’AM et sur des méthodes de test validées. En outre, l’USP fournit des RS physiques qui peuvent être utilisés par les fabricants pour tester leurs produits et les AMs conformément aux normes documentaires de l’USP. Ces RS peuvent être précieux pour développer des méthodes de détection des AM résiduels dans les produits finaux.
Atelier à venir
Les 7 et 8 novembre 2013, l’USP et la Société internationale de thérapie cellulaire (ISCT) organiseront un atelier à Rockville, MD : Produits de médecine régénérative à base de cellules et de tissus : De la caractérisation aux essais officinaux. Cet atelier réunira des acteurs clés de l’industrie, du monde universitaire et du gouvernement afin d’identifier les opportunités et les défis liés à la définition des tests de caractérisation des produits à base de cellules et de tissus, ainsi que d’établir des priorités et d’identifier les tests prêts à être inclus dans le United States Pharmacopeia-National Formulary. Pour plus de détails sur l’atelier et l’inscription, rendez-vous en ligne sur http://uspgo.to/cell-tissue.
L’utilisation de MA d’origine animale est déconseillée dans la fabrication de produits thérapeutiques à usage humain, non seulement en raison d’un risque de transmission de maladies animales-humaines, mais aussi en raison du potentiel de réactions immunogènes aux protéines animales. Ce dernier point est une préoccupation majeure lorsque les produits sont utilisés dans des régimes de doses répétées. En l’absence d’une alternative appropriée aux AM d’origine animale, comme le sérum bovin fœtal (FBS), les développeurs de produits cellulaires doivent utiliser des matériaux qui ont été évalués à l’aide de programmes de qualification solides pour répondre à des spécifications de test acceptables. Les chapitres généraux de l’USP et fournissent des outils précieux pour aborder les approches de traçabilité et les stratégies de qualification, respectivement, tandis que le chapitre fournit des outils pour évaluer les attributs de qualité critiques pour un matériau tel que le FBS. La criticité des attributs de qualité des AM peut dépendre de l’application pour laquelle un AM est utilisé. Tester un AM par rapport à une RS USP assure la confirmation de son identité et de sa fonctionnalité.
L’USP développe des procédures de test standard et des matériaux de référence pour un certain nombre de facteurs de croissance et de cytokines recombinants qui sont couramment utilisés dans la fabrication de cultures cellulaires : par exemple, l’interleukine-4 (IL-4), le facteur de stimulation des colonies de granulocytes-macrophages (GM-CSF), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a) et les facteurs de croissance FGF2 et EGF. Le chapitre général de l’USP traite de certaines cytokines et de certains facteurs de croissance (IL-4 et FGF2) et en inclura d’autres lors de révisions futures. Le RS de l’USP pour l’IL-4 a été développé dans le cadre d’une étude collaborative multi-laboratoire visant à attribuer au matériau RS une activité spécifique en utilisant un essai à base de cellules. Les unités ont été étalonnées par rapport à une norme internationale existante de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) pour l’IL-4. L’utilisation d’un matériau étalonné par rapport à la norme USP peut aider une entreprise à garantir la cohérence du processus et à utiliser la bonne quantité de matériau pour chaque application de culture cellulaire. En outre, en utilisant le test décrit par l’USP lorsqu’il est spécifié dans une norme officinale applicable, les utilisateurs seront également assurés de l’identité d’un matériau.
Sources d’information multiples
A mesure que notre compréhension des maladies et des troubles complexes s’accroît, la recherche de meilleurs moyens de les traiter se poursuivra. Un nombre croissant de recherches sur les thérapies cellulaires et tissulaires ouvrent la voie à de nouveaux produits thérapeutiques. Compte tenu de la gamme de ces traitements disponibles aujourd’hui, les considérations de qualité doivent prendre en compte la qualification des matières premières qui entrent dans leur fabrication – en particulier, les AM qui affectent la croissance cellulaire mais ne sont pas destinés à être présents dans un produit thérapeutique final. Bien que les directives réglementaires offrent actuellement aux fabricants un aperçu des meilleures pratiques concernant la qualification des pro
duits à base de cellules et de tissus et de leurs composants, l’USP fournit également aux fabricants des outils pour concevoir et développer des programmes de qualification qui traitent spécifiquement des matériaux auxiliaires.
Détails de l’auteur
L’auteur correspondant Fouad Atouf, PhD, est directeur des produits biologiques et de la biotechnologie à la US Pharmacopeial Convention, 12601 Twinbrook Parkway, Rockville, MD 20852-1790 ; [email protected] ; www.usp.org. Nicole M. Provost, PhD, est consultante en biotechnologie et membre du comité d’experts des monographies 2 sur les produits biologiques et la biotechnologie de l’USP ; et Felicia M. Rosenthal, MD, MBA, est directrice générale de CellGenix GmbH, à Fribourg, en Allemagne.