Terapias Baseadas em Células e Tecidos estão sendo cada vez mais utilizadas para tratar muitas doenças para as quais atualmente não existem outras opções de tratamento adequadas. Estes produtos contêm células humanas ou animais que podem substituir, regenerar ou aumentar as células, tecidos ou órgãos doentes, disfuncionais ou lesionados de um receptor. As células ou tecidos podem não ser manipulados, ou suas características biológicas podem ser alteradas ex vivo antes da administração do produto final aos pacientes. Exemplos de terapias celulares variam de transfusões tradicionais de sangue a abordagens recentes em transplantes autólogos de células-tronco e substitutos de tecidos alogênicos.
Os componentes usados para fazer um produto baseado em células ou tecidos podem variar muito em suas fontes, complexidade e processos de fabricação. Como tais materiais podem afetar profundamente a expansão, diferenciação e atividade de um produto processado de células ou tecidos, eles podem, por sua vez, ter um impacto significativo nos atributos de qualidade do produto final. Além disso, a complexidade biológica de uma terapia baseada em células ou tecidos impossibilita uma caracterização molecular completa do produto final. A garantia da qualidade de uma terapia baseada em células ou tecidos requer assim uma avaliação rigorosa dos componentes utilizados na sua fabricação.
Exemplos de Terapias Baseadas em Células e Tecidos: Em março de 2012, a US Food and Drug Administration (FDA) aprovou um pedido de licença biológica (BLA) para um produto celular alogênico de engenharia tecidual (derivado de doadores) chamado Gintuit from Organogesis. Feito de colágeno bovino com queratinócitos humanos cultivados e fibroblastos derivados do prepúcio neonatal, o produto é uma folha celular usada para tratamento cirúrgico de condições mucogingival orais em adultos.
Célula estaminal mesenquimal severa (CEM) ou produtos do estroma receberam aprovação em países fora dos Estados Unidos em 2012. Autoridades reguladoras no Canadá e na Nova Zelândia concederam autorização de comercialização a um produto chamado Prochymal (Osiris Therapeutics) que consiste em células estaminais mesenquimais alogênicas derivadas de medula óssea para o tratamento da doença do enxerto resistente a esteróides contra a doença do hospedeiro em crianças. Dois produtos MSC são aprovados na Coreia do Sul: um produto alogênico derivado do sangue do cordão umbilical (Cartistem) para tratamento de artrite degenerativa, e um produto MSC autólogo derivado do tecido adiposo (Cupistem) para tratamento de fístulas anais em pacientes com doença de Crohn.
Materiais Componentes
Matérias-primas de fabricação são definidas como os materiais de base, reagentes e solventes usados na fabricação de produtos terapêuticos. A qualidade das matérias-primas e dos componentes intermediários de fabricação é avaliada criticamente pelas autoridades reguladoras. Qualificar o fornecimento de componentes de fabricação complexos necessários para produtos de terapia celular pode ser difícil. Alguns componentes podem ser inicialmente desenvolvidos apenas para uso em pesquisa, portanto seu uso na fabricação exigiria testes de qualidade adicionais além do que os fornecedores podem fornecer como parte de seus certificados de análise (CoAs). O uso de componentes que atendam aos requisitos do sistema de qualidade farmacêutica oferece garantia aos fabricantes de produtos celulares e permite que as agências reguladoras se concentrem na avaliação da qualidade dos produtos terapêuticos, elas próprias.
Materiais auxiliares (AMs) – também conhecidos como produtos auxiliares, reagentes auxiliares e reagentes de processo – são matérias-primas que não se destinam a estar presentes em um produto final, mas são de importância crítica em sua fabricação. AMs para terapias baseadas em células e tecidos incluem derivados de soro, antibióticos, citocinas, fatores de crescimento, meios de cultura, anticorpos e enzimas. Muitos AMs são usados para promover o crescimento e a sobrevivência de certas populações celulares e, portanto, podem ter efeitos profundos e duradouros sobre um produto celular. Como muitos AMs são eles próprios materiais biológicos complexos, seus atributos de qualidade podem ser difíceis de avaliar. As preocupações com as qualificações da matéria-prima têm sido amplificadas recentemente por questões da cadeia de fornecimento mundial, tais como casos de xarope para tosse intencionalmente adulterado, heparina e fórmula para lactentes (1). Portanto, é necessário examinar cuidadosamente todos os materiais utilizados para fazer terapias celulares e assim evitar a introdução de agentes adventícios e impurezas tóxicas, garantindo a segurança, eficácia e consistência final de um produto celular final.
A US Pharmacopeial Convention (USP) é uma organização científica sem fins lucrativos que desenvolve testes padrão para a identidade, força, qualidade e pureza dos medicamentos e seus ingredientes. Os padrões da USP vêm na forma de monografias, capítulos gerais e avisos gerais publicados em seus compêndios: a Farmacopéia dos Estados Unidos e a National Formulary (USP-NF). A organização também fornece materiais de referência química e biológica conhecidos como padrões de referência da USP (RSs). Uma vez que estes se tornam componentes de monografias ou outros padrões compêndios aplicáveis, são utilizados pelos fabricantes para demonstrar conclusivamente a conformidade com tais padrões.
Todos os padrões USP – sejam documentais ou materiais de referência chamados para uso como um componente de monografia – devem ser considerados adequados por um comitê de especialistas USP apropriado. Com o uso crescente de terapias baseadas em células e tecidos, a USP continua a desenvolver normas mais compensáveis para a qualificação de seus AMs. Em última análise, as garantias sobre a qualidade de AM são fundamentais para que as terapias baseadas em células cumpram os requisitos de conformidade. As disposições de adulteração e de marca errada da Lei Federal de Alimentos, Medicamentos e Cosméticos dos EUA (FDCA) incorporam por referência muitas normas da USP-NF, particularmente aquelas relativas à identidade, força (potência), qualidade e pureza. Mas a USP não é responsável pela aplicação de nenhuma de suas normas. Tal aplicação é de responsabilidade da FDA e de outras autoridades governamentais nos Estados Unidos e em outros lugares.
Regulamentações e Diretrizes
Não existem atualmente regulamentações AM entre os marcos regulatórios mundiais. No entanto, há orientações gerais sobre componentes e matérias-primas (incluindo AMs) disponíveis em várias fontes: a FDA, a Conferência Internacional sobre Harmonização de Requisitos Técnicos para Registro de Produtos Farmacêuticos para Uso Humano (ICH), e a Organização Internacional de Normalização (ISO). No entanto, seus documentos de orientação fornecem detalhes limitados sobre como os fabricantes podem desenvolver e executar programas de qualificação em AM. Conforme descrito nos regulamentos atuais de boas práticas de fabricação (CGMP) para produtos farmacêuticos acabados descritos no US Code of Federal Regulations (CFR) Partes 210 e 211, os AMs também podem ser análogos aos componentes e recipientes de contato do produto (2, 3). Os AMs também são considerados “suprimentos e reagentes” conforme definido pelo 21 CFR Parte 1271 (4). Assim, a FDA regula produtos baseados em células e tecidos como produtos 361 (“minimamente manipulados”) ou 351 (“mais que minimamente manipulados”).
Com produtos minimamente manipulados 361, a apresentação de uma nova aplicação de medicamento (NDA) ou BLA não é necessária para a entrada no mercado. No entanto, tais produtos devem estar em conformidade com as boas práticas actuais dos tecidos (CGTPs), que asseguram a triagem, identificação e teste adequados dos tecidos e
dadores para prevenir a introdução e transmissão de doenças transmissíveis. As AMs usadas para 361 produtos não precisam ser avaliadas prospectivamente quanto à qualidade. Entretanto, instalações usadas para fabricar tais produtos são inspecionadas para conformidade com CGTP, e registros e especificações relacionadas a AMs são avaliados durante as inspeções.
Marketing de células humanas, tecidos e produtos 351 baseados em células ou tecidos (HCT/Ps) que são “mais do que minimamente manipulados” requer a aderência a regulamentações mais complexas. Estes produtos requerem a conformidade com CGTPs e CGMPs; os patrocinadores devem apresentar um IND e um BLA. Além disso, a avaliação prospectiva da qualidade AM tem lugar durante a revisão do IND, a inspecção pré-inspeção BLA e a inspecção GMP. A avaliação da qualidade AM para 351 produtos é mais detalhada devido às exigências específicas da FDA para AMs de origem humana e animal. Programas robustos de qualificação, testes de identidade e demonstração de remoção de AM são apenas alguns dos elementos críticos usados para avaliar esses produtos.
Além das diretrizes que se aplicam especificamente a HCT/Ps, uma série de diretrizes regulatórias gerais para produtos farmacêuticos acabados também se aplicam a produtos de células e tecidos. Junto com as diretrizes de qualidade ICH Q7 e Q10, uma orientação do FDA 2006 descreve modelos de sistemas de qualidade para examinar qualquer material que entre em contato com um produto terapêutico – incluindo AMs (5, 6). O objetivo de tais avaliações é assegurar que os fornecedores forneçam materiais que atendam às especificações e que os fabricantes de produtos farmacêuticos tenham processos em vigor para controle das atividades terceirizadas e da qualidade dos materiais adquiridos. Isso inclui a seleção de fornecedores e o monitoramento dos materiais recebidos. A maioria dos órgãos reguladores concorda com a necessidade de construir sistemas farmacêuticos fortes para desenvolver, avaliar, documentar e monitorar os processos e atividades. Entretanto, poucos regulamentos especificam ferramentas para permitir a qualificação AM.
Considerações do fabricante
Não se parece com a maioria dos medicamentos de pequenas moléculas e muitas drogas biológicas, terapias baseadas em células e tecidos geralmente são produzidas em ambientes de fabricação única que incluem equipamentos e processos para cultivar, testar e embalar células vivas. O passo inicial no desenvolvimento de uma terapia celular requer a colheita de materiais de doadores humanos – normalmente em um ambiente clínico. Os materiais colhidos são então manipulados e/ou processados em um ambiente de GMP antes de serem administrados aos pacientes, também tipicamente em um ambiente clínico.
Caracterização de terapias baseadas em células tipicamente difere da dos produtos farmacêuticos tradicionais. Métodos de purificação de produtos para medicamentos tradicionais de pequenas moléculas são altamente sofisticados e freqüentemente validados para demonstrar que nada está presente em um produto final além do ingrediente farmacêutico ativo desejado (API) e excipientes. A complexidade biológica das terapias baseadas em células e tecidos impede essa caracterização molecular definitiva. Os processos únicos pelos quais tais terapias são feitas e testadas ressaltam a necessidade de qualificação cuidadosa da fabricação de todos os componentes. Outras considerações críticas incluem o ambiente de fabricação, a variabilidade do operador e o equipamento de fabricação. Finalmente, uma abordagem de sistemas de qualidade pode ser aplicada a cada componente de produto celular, variação de processos, rastreabilidade de matérias-primas, testes ambientais para ambientes de salas limpas e muito mais.
Outra grande diferença entre produtos de terapia celular e produtos farmacêuticos tradicionais é o número e a complexidade das matérias-primas utilizadas na fabricação do produto final. O desenvolvimento de terapias baseadas em células muitas vezes requer um número maior de matérias-primas complexas do que produtos farmacêuticos feitos através da síntese química. Portanto, é importante para um fabricante determinar quais os componentes mais críticos para a qualidade. Quando adicionados durante a fabricação de produtos celulares, algumas matérias-primas (por exemplo, AMs como citocinas e fatores de crescimento) podem afetar o crescimento, diferenciação ou função celular. Qualquer variabilidade na qualidade de AM pode afetar a qualidade de um produto final de terapia celular. Assim, na avaliação das necessidades de qualificação, os AMs são considerados componentes mais críticos do que uma matéria-prima que não desempenha um papel no crescimento, diferenciação ou função celular.
Como mostra a Figura 1, diferentes medidas podem ser tomadas para ajudar a garantir a qualidade à medida que as células progridem através de diferentes estágios de desenvolvimento e fabricação do produto. Quando um fabricante submete um dossiê de produto de terapia celular para aprovação regulatória, uma agência regulatória pode solicitar informações sobre a qualificação dos AMs utilizados na fabricação do produto final. Se o fabricante não qualificou AMs durante todo o seu processo de desenvolvimento, então pode precisar solicitar informações ao fornecedor de AMs sobre seu próprio programa de qualificação. Se tais informações forem limitadas ou indisponíveis, então o processo de aprovação regulamentar pode ser significativamente dificultado.
A natureza do processo de fabricação de um AM é uma consideração chave para os fabricantes de produtos celulares. Alguns AMs, na verdade, podem ser produtos farmacêuticos aprovados em si mesmos. A heparina e a insulina, por exemplo, estão disponíveis como materiais de grau GMP e são frequentemente utilizadas na fabricação de produtos celulares. Mas os usuários finais ainda precisam determinar se as AMs de grau farmacêutico demonstram atributos de qualidade apropriados para seu uso na fabricação de produtos celulares. Além disso, os medicamentos frequentemente usam estabilizadores ou outros aditivos que não são desejados na cultura de células.
Abordagem Baseada em Risco para Materiais Auxiliares (AMs)
Tier 1: Materiais de baixo risco, altamente qualificados com uso pretendido como drogas terapêuticas ou biológicas, dispositivos médicos ou materiais implantáveis
Tier 2: Materiais de baixo risco, bem caracterizados com uso pretendido como AMs, produzidos em conformidade com as BPF
Tier 3: Materiais de risco moderado não destinados à utilização como AMs (frequentemente produzidos para diagnóstico in vitro ou materiais reagenários)
Tier 4: Materiais de alto risco, aqueles não produzidos em conformidade com GMPs e não destinados à utilização na fabricação de células
Quando avaliam os riscos associados à utilização de AMs durante o desenvolvimento da terapia celular, os fabricantes devem pesar os benefícios da utilização de material qualificado (e.g., material de grau USP) no início do desenvolvimento do produto. A introdução de materiais bem qualificados mais cedo no desenvolvimento irá diminuir os riscos, eliminando a necessidade de mudar de fornecedor mais tarde no ciclo de vida de um produto. Como os produtos baseados em células e tecidos podem persistir ou se propagar em pacientes muito tempo após a administração, é uma meta razoável que todos os materiais de contato do produto sejam adequadamente testados ou qualificados em todos os estágios do desenvolvimento do produto.
Padrões Como Ferramentas USP
Uma Visão Geral de Materiais Auxiliares: Como descrito acima, a qualificação de terapias baseadas em células envolve desafios únicos. O capítulo geral da USP fornece informações sobre boas práticas para superar esses desafios na fabricação, caracterização e testes de HCT/Ps (7). O capítulo também discute impactos potenciais de AMs na qualidade do produto final.
O capítulo geral informativo da USP é outra ferramenta disponível para fabricantes interessados em desenvolver programas de qualificação de AMs apropriados (8). Este capítulo
ter discute quais programas de qualificação para materiais auxiliares devem abordar: variabilidade de lote para lote e de fornecedor para fornecedor, rastreabilidade, adequação de uso, impacto na qualidade e segurança de produtos acabados, e outros parâmetros críticos. Descreve componentes críticos de identificação, que incluem material de origem, concentração de uso, testes para identificação e etapas de fabricação. O capítulo descreve a importância da selecção AM numa fase inicial de desenvolvimento, bem como a avaliação microbiológica e a avaliação do risco com produtos de origem animal (por exemplo, os associados às encefalopatias espongiformes transmissíveis). O capítulo está sendo revisado atualmente para incorporar mais informações de uso potencial aos fabricantes.
Como mostra a caixa “Abordagem Baseada no Risco”, o capítulo geral enfatiza a importância da seleção adequada de AM e descreve quatro categorias baseadas no risco para classificação de materiais críticos. A Fase 1 inclui material de baixo risco e altamente qualificado, como produtos farmacêuticos aprovados (por exemplo, heparina de grau farmacêutico). As AMs de Nível 2 são materiais de baixo risco e bem caracterizados, destinados a serem utilizados como AMs. A camada 3 inclui materiais com risco moderado, muitas vezes não destinados a serem utilizados como AMs (por exemplo, materiais reagenários utilizados em outras aplicações ou indústrias). Os materiais de alto risco são categorizados como de nível 4. Eles não são produzidos em conformidade com CGMPs ou destinados a serem utilizados na fabricação de terapia celular. Com base nessas categorias, as empresas podem desenvolver atividades de qualificação ou de redução de risco para seus AMs. A Tabela 1 fornece um exemplo de AMs de Nível 1, listando seus usos na fabricação e propondo atividades de qualificação ou redução de risco.
Tabela 1:
Tabela 2 fornece ainda mais detalhes para os níveis de qualificação e descreve abordagens de redução de risco que precisam ocorrer uma vez que uma avaliação de risco esteja completa e componentes críticos sejam identificados. À medida que os productAMs de terapia celular passam do nível de risco mais baixo para o mais alto, a quantidade de trabalho associada à sua avaliação de risco e redução de risco aumenta. Em particular, quando os AMs são derivados de fontes humanas ou animais, a rastreabilidade e controle adventício-agente são elementos críticos na redução de risco, e a mitigação de alguns elementos-chave precisa ser abordada.
Tabela 2:
Abordagem das Normas AM da USP: Com base em informações gerais do capítulo, outros capítulos gerais da USP-NF fornecem mais detalhes sobre a realização de testes de atributos de qualidade associados a tipos específicos de produtos AM usados em aplicações de fabricação de células. Tais capítulos incluem, , , , e (9, -14). As especificações dos testes nesses capítulos são baseadas na consistência do processo de fabricação de AM e métodos de teste validados. Além disso, a USP fornece RSs físicos que podem ser usados pelos fabricantes para testar seus produtos e AMs de acordo com os padrões documentais da USP. Esses RSs podem ser valiosos para o desenvolvimento de métodos para detectar AMs residuais em produtos finais.
Próximo Workshop
Em 7-8 de Novembro de 2013, a USP e a Sociedade Internacional de Terapia Celular (ISCT) irão organizar um workshop em Rockville, MD: Produtos de Medicina Regenerativa baseados em células e tecidos: Da Caracterização aos Ensaios Compendiários. Ele reunirá os principais interessados da indústria, academia e governo para identificar oportunidades e desafios na definição de ensaios de caracterização para produtos baseados em células e tecidos, bem como estabelecer prioridades e identificar ensaios prontos para inclusão na Farmacopéia – Formulário Nacional dos Estados Unidos. Para detalhes sobre o workshop e registro, vá online para http://uspgo.to/cell-tissue.
A utilização de AMs derivadas de animais é desencorajada na fabricação de terapêutica para uso humano, não só por causa do risco de transmissão de doenças animais-humanas, mas também por causa do potencial de reações imunogênicas a proteínas animais. Esta última é uma grande preocupação quando os produtos são utilizados em regimes de dose repetida. Na ausência de uma alternativa adequada aos AMs derivados de animais, como o soro fetal bovino (FBS), os desenvolvedores de produtos celulares devem usar materiais que tenham sido avaliados usando programas de forte qualificação para atender às especificações aceitáveis dos testes. Os capítulos gerais da USP e fornecem ferramentas valiosas para abordar abordagens de rastreabilidade e estratégias de qualificação, respectivamente, enquanto que o capítulo fornece ferramentas para avaliar atributos críticos de qualidade para um material como o PBF. A criticidade dos atributos de qualidade AM pode depender da aplicação para a qual um AM é utilizado. O USP está desenvolvendo procedimentos de teste padrão e materiais de referência para vários fatores de crescimento recombinantes e citocinas que são comumente usados na fabricação de culturas celulares: por exemplo, interleucina-4 (IL-4), fator estimulante de colônia granulócitos-macrófagos (GM-CSF), fator de necrose tumoral alfa (TNF-a), e fatores de crescimento FGF2 e EGF. O capítulo geral do PERP aborda algumas citocinas e fatores de crescimento (IL-4 e FGF2) e incluirá outros em revisões futuras. O USP RS para IL-4 foi desenvolvido em um estudo colaborativo multilaboratorial destinado a atribuir ao material do RS uma atividade específica utilizando um ensaio baseado em células. As unidades foram calibradas segundo uma norma internacional existente da Organização Mundial da Saúde (OMS) para a IL-4. O uso de material calibrado pelo padrão da USP pode ajudar uma empresa a garantir a consistência do processo e usar a quantidade certa de material para cada aplicação de cultura de células. Além disso, ao usar o teste descrito pela USP onde é especificado em um padrão aplicável, os usuários também terão a garantia da identidade de um material.
Múltiplas Fontes de Informação
À medida que nossa compreensão de doenças e distúrbios complexos cresce, a busca por melhores maneiras de enfrentá-los continuará. Um corpo crescente de pesquisas sobre terapias baseadas em células e tecidos está abrindo o caminho para novos produtos terapêuticos. Dada a gama de tratamentos disponíveis actualmente, as considerações de qualidade devem ter em conta a qualificação das matérias-primas que entram na sua produção – em particular, as AM que afectam o crescimento celular, mas que não se destinam a estar presentes num produto terapêutico final. Embora a orientação regulatória ofereça atualmente aos fabricantes uma visão geral das melhores práticas em relação à qualificação de pro
produtos baseados em células e tecidos e seus componentes, a USP também fornece aos fabricantes ferramentas para projetar e desenvolver programas de qualificação que abordem especificamente materiais auxiliares.
Detalhes do Autor
O autor correspondente Fouad Atouf, PhD, é diretor de biologia e biotecnologia da US Pharmacopeial Convention, 12601 Twinbrook Parkway, Rockville, MD 20852-1790; [email protected]; www.usp.org. Nicole M. Provost, PhD, é consultora em biotecnologia e membro do comitê de especialistas da USP Biologics and Biotechnology Monographs 2; e Felicia M. Rosenthal, MD, MBA, é diretora executiva da CellGenix GmbH, em Freiburg, Alemanha.