In-Process Bioburden Testing Of Pharmaceuticals : L’histoire derrière les données

Par Crystal M. Booth, PSC Biotech

Les tests de charge biologique en cours de fabrication sont effectués pour analyser les quantités et les types de micro-organismes dans le processus de fabrication. Pour que les données soient précises, la méthode doit être correctement développée et validée. L’évolution des données est utile car elle peut être utilisée pour surveiller les tendances négatives, les fluctuations saisonnières et même la charge microbienne sur les filtres de stérilisation. Mais ce n’est pas tout. Il y a souvent une histoire avec les données — une histoire qui pourrait raconter la cause première la plus probable au cours d’une enquête sur le dépassement des spécifications et qui pourrait révéler des preuves de contamination par inadvertance ou des biofilms de suppuration non détectés.

Cet article se penche sur les tests de charge biologique en cours de processus et sur l’importance d’établir des données précises et de surveiller régulièrement les données pour les tendances défavorables. Il aborde également l’importance d’évaluer les pics de données périodiques et une étude de cas hypothétique où l’évaluation de ces pics de données aurait pu éviter un arrêt complet de la fabrication.

Overview Of The In-Process Bioburden Test

Le test de charge biologique pour les essais en cours de fabrication des produits pharmaceutiques est central pour comprendre les types et les quantités de micro-organismes dans le produit pendant le processus de fabrication. Le test permet de dépister les bactéries aérobies mésophiles et les champignons, et les données qui en résultent donnent une indication préliminaire de la qualité du produit final. Par exemple, on peut déduire des données résultantes que le produit final ne sera pas altéré par du matériel microbien étranger, qu’il sera sans danger pour le consommateur et, potentiellement, que le produit réagira de la manière prévue.

Certains micro-organismes peuvent avoir un impact négatif (c’est-à-dire réduire ou inactiver) sur l’activité des produits et affecter la santé des patients2. « La surveillance de la charge biologique en cours de fabrication des composants et produits pharmaceutiques est un élément essentiel du programme global de contrôle de la contamination pour un contrôle approprié du processus de stérilisation. « 3

Le dosage de la charge biologique est similaire à la méthodologie utilisée dans le test de dénombrement microbien discuté dans United States Pharmacopeia (USP) <61>, Examen microbiologique des produits non stériles : Microbial Enumeration Tests. La méthodologie du test de charge microbienne est généralement modifiée à partir de l’USP <61>, de l’USP <71> Tests de stérilité, et des directives d’analyse de l’eau, telles que l’USP <1231> Water for Pharmaceutical Purposes. L’essai est une attente réglementaire qui existe depuis un certain temps et qui est mentionnée dans les lettres d’avertissement de la FDA. Certains documents réglementaires et d’orientation générale applicables sont les suivants :

• Code des règlements fédéraux (CFR) 21 CFR 211.113
• 21 CFR 211.165 (b)
• 21 CFR 211.84 (d)(6)
• USP Chapitre <1111> Examen microbiologique des produits non stériles : Critères d’acceptation des préparations pharmaceutiques et des substances à usage pharmaceutique
• Chapitre USP <1115> Contrôle de la charge biologique des substances et produits pharmaceutiques non stériles
• Guidance for Industry — Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing — Current Good Manufacturing Practice (Food and Drug Administration )
• Annexe 1 : EudraLex-The Rules Governing Medicinal Products in the European Union, Volume 4, Good Manufacturing Practice, Medicinal Products for Human and Veterinary Use, Part II : Basic Requirements for Active Substances used as Starting Materials
• FDA Compliance Program Guidance Manual 7356.002A, Chapitre 56- Assurance de la qualité des médicaments, Inspections du processus de fabrication des médicaments stériles, 5 novembre 2015
• Manuel de microbiologie pharmaceutique, 2014- « ANSI/AAMI/ISO 11737-1:2006/(R)2011 stérilisation des produits de santé – Méthodes microbiologiques – Partie 1 »

La réduction de la charge biologique doit se produire tout au long du processus de fabrication des produits stériles1. Connaître la spécification du bioburden en cours de fabrication permettra de rationaliser le processus de développement et de validation de la méthode. Selon le produit, certaines spécifications de bioburden peuvent être établies dans des documents d’orientation, tandis que d’autres doivent être calculées ou justifiées scientifiquement sur la base du processus de fabrication ou de données historiques. L’USP <1111> énumère certains critères d’acceptation pour les produits non stériles, notamment la numération microbienne aérobie totale (TAMC) et la numération totale combinée de levures et de moisissures (TYMC) recommandées.

Les quelques considérations à prendre en compte lors de l’établissement de régimes de tests de charge biologique devraient inclure le risque pour la qualité du produit, l’emplacement dans le processus de fabrication, le risque pour le patient et la charge potentielle sur tout filtre de stérilisation. L’USP <1229.3>, Monitoring of Bioburden, aborde d’autres considérations, notamment la variabilité connue du test, les données antérieures, la taille du lot, les matériaux, le processus de fabrication et les influences environnementales.3 Ces considérations doivent être incluses lors de l’élaboration de la méthode pour le test de bioburden.

Une validation adéquate du test de bioburden est essentielle pour garantir l’exactitude des résultats. En outre, les micro-organismes indésirables peuvent passer inaperçus si les tests ne sont pas effectués ou ne sont pas correctement validés, ou si les données obtenues ne sont pas correctement examinées. Si les données ne sont pas examinées correctement, il pourrait y avoir un risque que les micro-organismes prolifèrent dans l’équipement de fabrication.

L’histoire derrière les données

Détecter rapidement les tendances anormales et corriger la croissance microbienne pourrait potentiellement économiser de l’argent sur les efforts d’assainissement et prévenir les rappels de produits. Les données et les tendances de la charge microbienne doivent être évaluées pour déterminer si les niveaux restent appropriés au fil du temps, et les pics périodiques dans les données doivent être évalués, même s’ils restent dans les limites.1

Il existe de multiples exemples d’études de cas qui expliquent l’importance de surveiller correctement les tendances et les données de charge microbienne en cours de processus. L’étude de cas hypothétique suivante suit l’entreprise 1X alors qu’elle découvre l’histoire derrière ses données de charge biologique.

Étude de cas hypothétique

De nombreuses installations de fabrication obtiennent un pic de niveau d’alerte occasionnel. La société 1X n’était pas différente. Les données de biocontamination en amont en cours de processus avaient une tendance de biocontamination de faible niveau (la plupart du temps <5 CFU/100 mL). Occasionnellement, un pic au-dessus du niveau d’alerte se produisait. En raison de la vitesse de fabrication et du temps d’incubation, les alertes se corrigeaient généralement d’elles-mêmes avant que le laboratoire de microbiologie ne puisse intervenir. Les alertes n’ont jamais atteint la définition de l’entreprise d’une « tendance négative », c’est-à-dire trois excursions d’alerte consécutives. Cela a continué pendant de nombreuses années, sans enquêtes ou préoccupations majeures.

Une année, après un long week-end, les microbiologistes ont lu plusieurs échantillons quotidiens en une seule fois, comme ils l’avaient fait de nombreuses fois auparavant sans problème. Mais cette fois, les comptages étaient hors de contrôle, et une alarme a été lancée. Au fur et à mesure que les échantillons étaient analysés, les comptages ont été tracés et ont suivi une tendance. Non seulement la tendance était négative et ne s’est pas corrigée d’elle-même, mais le micro-organisme était un micro-organisme Gram négatif produisant des endotoxines. La fabrication a été arrêtée et une enquête majeure a suivi.

Toutes les données et les causes possibles, y compris les tendances annuelles et les programmes de maintenance, ont été examinées. Au cours de l’enquête, il a été conclu que le laboratoire n’avait violé aucune des procédures opérationnelles normalisées. Tous les contrôles de laboratoire sont restés en place, les employés ont été correctement formés et le personnel a signalé que rien d’anormal ne s’était produit pendant le processus de collecte ou d’analyse des échantillons. Le personnel de production et de maintenance a également été correctement formé et a suivi ses procédures. Tous les équipements étaient correctement calibrés et fonctionnaient correctement. L’équipement de production avait même été récemment entretenu par un entrepreneur engagé par le fabricant de l’équipement. Rien ne semblait sortir de l’ordinaire.

Il s’est avéré que la réponse se cachait dans les données sur la charge biologique. La superposition du calendrier de maintenance de routine de l’équipement et des tendances du bioburden a révélé que chaque fois qu’il y avait un événement de maintenance, il y avait une excursion du niveau d’alerte suivant de près la maintenance. Lors de l’entretien avec l’entrepreneur, il a été révélé qu’il étalonnait l’équipement conformément à la procédure normalisée, ce qui incluait un rinçage final à l’eau. L’entrepreneur laissait l’eau dans les tubes de l’équipement parce que la PON ne lui demandait pas de retirer l’eau.

Les microbiologistes avaient enfin leur cause probable ! Pendant le temps nécessaire à l’AQ pour examiner les données d’étalonnage et à la production pour reprendre les activités de production, les micro-organismes proliféraient dans la petite quantité d’eau laissée dans les tubes d’équipement. Les micro-organismes étaient ensuite entraînés dans le flux de produit en amont, provoquant une excursion occasionnelle du niveau d’alerte qui se corrigeait d’elle-même car les tubes continuaient à être évacués par le flux turbulent du produit. Le traitement en aval élimine et/ou détruit les faibles niveaux de micro-organismes. Le produit final répondait toujours à toutes les spécifications de test du produit final. La surveillance de routine n’a pas indiqué qu’un biofilm se formait dans les tubes de l’équipement.

Pendant l’arrêt, la suite de fabrication a été complètement nettoyée, l’équipement a été démonté, les tubes de l’équipement ont été remplacés et plusieurs lots de produits ont été rejetés. Bien que la Société 1X ait testé les endotoxines, la stérilité et d’autres essais pour la libération afin de s’assurer que le produit était sûr et efficace, elle n’a pas testé tous les sous-produits potentiels du micro-organisme hors spécification. Il était plus sûr pour les consommateurs que la société 1X rejette le produit plutôt que de libérer un produit qui aurait pu être considéré comme falsifié par des substances inconnues.

Si les pics périodiques avaient été évalués, la cause probable aurait pu être identifiée plus tôt et la perte de produit subséquente et l’arrêt complet de la fabrication auraient pu être évités.

Conclusion

Le test de bioburden pour les essais en cours de fabrication des produits pharmaceutiques est central pour comprendre les types et les quantités de micro-organismes dans le produit pendant le processus de fabrication. Ce test est une exigence réglementaire et est mentionné dans les lettres d’avertissement, les documents d’orientation officinaux et les règlements.

La réduction du bioburden doit se produire tout au long du processus de fabrication des produits stériles.1 Les spécifications du test peuvent être utilisées pour rationaliser le développement de la méthode et les études de validation. Les spécifications du bioburden peuvent être établies à partir de documents d’orientation ou calculées à l’aide de justifications scientifiques ou de données historiques. Une validation appropriée du dosage du bioburden est essentielle pour garantir l’exactitude des données générées.

Les données et les tendances du bioburden doivent être évaluées pour déterminer si les niveaux restent appropriés au fil du temps, et les pics périodiques dans les données doivent être évalués, même s’ils restent dans les limites.1 Les données ne sont pas seulement collectées parce qu’il s’agit d’une exigence réglementaire, mais il peut y avoir une histoire cachée dans les données qui pourrait faire gagner du temps et de l’argent à l’entreprise et, en fin de compte, protéger le patient.

1. Sandle, T. (2015) Assessing Process Hold Times for Microbial Risks : Bioburden et endotoxine. Institut de technologie de la validation. 30 septembre 2015.
2. Pharmacopée des États-Unis (USP) <1111> Examen microbiologique des produits non stériles : Critères d’acceptation des préparations pharmaceutiques et des substances à usage pharmaceutique
3. United States Pharmacopeia (USP) <1229.3> Surveillance de la charge biologique

A propos de l’auteur:

Crystal M. Booth, M.M., a plus de 19 ans d’expérience en microbiologie pharmaceutique, travaillant dans des laboratoires d’assurance qualité, de CDMO, de R&D et de contrôle de la qualité, y compris dans des entreprises en démarrage. Au cours de sa carrière, elle a développé et validé des méthodes pour les antibiotiques, les produits otiques, les crèmes topiques, les onguents topiques, les produits à dose solide orale, les produits à dose liquide orale, les produits vétérinaires, les produits parentéraux humains, les vaccins, les produits biologiques, les produits remplis aseptiquement et les produits stérilisés en phase terminale. Ces méthodes comprennent les tests de limites microbiennes, les tests d’endotoxines bactériennes, les tests de particules, les tests de stérilité, les validations de systèmes d’eau pharmaceutique, les programmes de surveillance environnementale, les validations de récupération de surface, les études d’efficacité des désinfectants, les tests de concentration minimale inhibitrice, les tests d’efficacité antimicrobienne, les études de temps de rétention et les validations de divers équipements. Crystal a obtenu sa licence en biologie à l’université Old Dominion et sa maîtrise en microbiologie à l’université d’État de Caroline du Nord.