In-Process Bioburden Testing Of Pharmaceuticals: Povestea din spatele datelor

De Crystal M. Booth, PSC Biotech

Testarea bioburden în proces se efectuează pentru a analiza cantitățile și tipurile de microorganisme din procesul de fabricație. Pentru ca datele să fie precise, metoda trebuie să fie dezvoltată și validată corespunzător. Tendința datelor este utilă deoarece poate fi utilizată pentru a monitoriza tendințele adverse, fluctuațiile sezoniere și chiar încărcătura microbiană de pe filtrele de sterilizare. Dar, asta nu este tot. Deseori, există o poveste cu datele – o poveste care ar putea spune povestea celei mai probabile cauze profunde în timpul unei investigații de depășire a specificațiilor și care ar putea dezvălui dovezi ale unei contaminări involuntare sau ale unor biofilme supurante nedetectate.

Acest articol analizează testarea încărcăturii biologice în proces și importanța stabilirii unor date exacte și a monitorizării de rutină a datelor pentru tendințe adverse. De asemenea, se discută despre importanța evaluării vârfurilor periodice de date și despre un studiu de caz ipotetic în care evaluarea unor astfel de vârfuri de date ar fi putut preveni o oprire completă a procesului de fabricație.

Vizualizare generală a testului de bioîncărcare în proces

Testul de bioîncărcare pentru testarea în proces a produselor farmaceutice este esențial pentru înțelegerea tipurilor și cantităților de microorganisme din produs în timpul procesului de fabricație. Testul depistează bacteriile aerobe mezofile și ciupercile, iar datele rezultate oferă o indicație preliminară a calității produsului final. De exemplu, din datele rezultate se poate deduce că produsul final nu va fi alterat cu material microbian străin, va fi sigur pentru consumator și, potențial, că produsul va reacționa în modul în care a fost conceput.

Certe microorganisme pot avea un impact negativ (adică pot reduce sau inactiva) activitatea produselor și pot afecta sănătatea pacienților.2 „Monitorizarea încărcăturii biologice a componentelor și produselor farmaceutice în timpul procesului este un element esențial al programului general de control al contaminării pentru un control adecvat al procesului de sterilizare. „3

Sesizarea încărcăturii biologice este similară cu metodologia utilizată în testul de enumerare microbiană discutat în United States Pharmacopeia (USP) <61>, Microbiological Examination of Nonsterile Products: Teste de enumerare microbiană. Metodologia pentru testul de încărcare biologică este în mod obișnuit modificată din USP <61>, USP <71> Teste de sterilitate și din ghidurile de testare a apei, cum ar fi USP <1231> Water for Pharmaceutical Purposes. Testul este o așteptare de reglementare care există de ceva timp și este menționată în scrisorile de avertizare ale FDA. Unele documente de reglementare și ghiduri generale aplicabile sunt următoarele:

• Code of Federal Regulations (CFR) 21 CFR 211.113
• 21 CFR 211.165 (b)
• 21 CFR 211.84 (d)(6)
• Capitolul USP <1111> Examinarea microbiologică a produselor nesterile: Criterii de acceptare a preparatelor farmaceutice și a substanțelor de uz farmaceutic
• Capitolul USP <1115> Controlul încărcăturii biologice a substanțelor și produselor medicamentoase nesterile
• Guidance for Industry — Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing — Current Good Manufacturing Practice (Food and Drug Administration )
• Annexa 1: EudraLex-Reguli care guvernează produsele medicamentoase în Uniunea Europeană, Volumul 4, Bune practici de fabricație, Produse medicamentoase de uz uman și veterinar, Partea II: Cerințe de bază pentru substanțele active utilizate ca materii prime
• FDA Manual de orientare pentru programul de conformitate 7356.002A, Chapter 56- Drug Quality Assurance, Sterile Drug Process Inspections, 5 noiembrie 2015
• Manual de microbiologie farmaceutică, 2014- „ANSI/AAMI/ISO 11737-1:2006/(R)2011 sterilization of health care products – Microbiological methods – Part 1”

Reducerea bioburdenilor trebuie să aibă loc pe tot parcursul procesului de fabricație a produselor sterile.1 Cunoașterea specificației bioburdenului în timpul procesului va permite eficientizarea procesului de dezvoltare și validare a metodei. În funcție de produs, unele specificații de bioburden pot fi stabilite în documente orientative, în timp ce altele trebuie calculate sau justificate științific pe baza procesului de fabricație sau a datelor istorice. USP <111111> enumeră unele criterii de acceptare pentru produsele nesterile, inclusiv numărul total de microbi aerobi recomandat (TAMC) și numărul total combinat de drojdie și mucegai (TYMC).

Câteva considerații la stabilirea regimurilor de testare a încărcăturii biologice ar trebui să includă riscul pentru calitatea produsului, locația în procesul de fabricație, riscul pentru pacient și sarcina potențială asupra oricăror filtre de sterilizare. USP <1229.3>, Monitoring of Bioburden, discută și alte considerații, inclusiv variabilitatea cunoscută a testului, datele anterioare, mărimea lotului, materialele, procesul de fabricație și influențele de mediu.3 Aceste considerații ar trebui să fie incluse atunci când se elaborează metoda pentru testul de bioburden.

Validarea corespunzătoare a testului de bioburden este esențială pentru a se asigura că rezultatele sunt precise. În plus, microorganismele reprobabile pot trece neobservate dacă testele nu sunt efectuate sau nu sunt validate corespunzător sau dacă datele obținute nu sunt verificate corespunzător. În cazul în care datele nu sunt examinate în mod corespunzător, ar putea exista riscul ca microorganismele să prolifereze în echipamentele de producție.

The Story Behind The Data

Detectarea timpurie a tendințelor anormale și corectarea creșterii microbiene ar putea, potențial, să economisească bani în eforturile de remediere și să prevină retragerile de produse. Datele și tendințele privind încărcătura microbiană ar trebui evaluate pentru a determina dacă nivelurile rămân adecvate în timp, iar vârfurile periodice ale datelor ar trebui evaluate, chiar dacă rămân în limite.1

Există multiple exemple de studii de caz care explică importanța monitorizării corecte a tendințelor și a datelor privind încărcătura microbiană în proces. Următorul studiu de caz ipotetic urmărește compania 1X în timp ce descoperă povestea din spatele datelor sale de bioburden.

Studiu de caz ipotetic

Multe unități de producție obțin ocazional un vârf de nivel de alertă. Compania 1X nu a fost diferită. Datele de încărcare biologică în amonte în timpul procesului aveau o tendință de încărcare biologică de nivel scăzut (în cea mai mare parte a timpului <5 UFC/100 ml). Ocazional, apărea un vârf peste nivelul de alertă. Din cauza vitezei de fabricație și a timpului de incubare, alertele se corectau de obicei de la sine înainte ca laboratorul de microbiologie să poată reacționa. Alertele nu au atins niciodată definiția companiei privind o „tendință adversă”, care consta în trei depășiri consecutive ale alertelor. Acest lucru a continuat timp de mulți ani, fără investigații sau preocupări majore.

Într-un an, după un weekend prelungit, microbiologii au citit mai multe probe zilnice în același timp, așa cum făcuseră de multe ori înainte, fără probleme. Dar, de data aceasta, numărătoarea a scăpat de sub control și s-a dat alarma. Pe măsură ce eșantion după eșantion a ieșit din test, numărul de probe a fost trasat și a urmat o tendință. Tendința nu numai că era negativă și nu a reușit să se autocorecteze, dar microorganismul era un microorganism Gram-negativ producător de endotoxine. Producția a fost oprită și a urmat o anchetă majoră.

Toate datele și cauzele posibile, inclusiv tendințele anuale și programele de întreținere, au fost examinate. În timpul investigației, s-a ajuns la concluzia că laboratorul nu a încălcat niciun SOP. Toate controalele de laborator au rămas în vigoare, angajații au fost instruiți în mod corespunzător, iar personalul nu a raportat nimic ieșit din comun care să fi avut loc în timpul procesului de colectare sau de analiză a probelor. Personalul de producție și de întreținere a fost, de asemenea, instruit corespunzător și a respectat procedurile. Toate echipamentele au fost calibrate corespunzător și au funcționat corect. Echipamentul de producție fusese chiar întreținut recent de către un contractor angajat de către producătorul echipamentului. Nimic nu părea ieșit din comun.

S-a dovedit că răspunsul se ascundea în datele privind încărcătura biologică. Suprapunerea programului de întreținere de rutină a echipamentului și a tendințelor bioburden a dezvăluit că, ori de câte ori avea loc un eveniment de întreținere, exista o excursie a nivelului de alertă care urma îndeaproape după întreținere. Atunci când antreprenorul a fost intervievat, s-a dezvăluit că acesta calibra echipamentul în conformitate cu PSO, ceea ce includea o spălare finală cu apă. Antreprenorul ar fi lăsat apa în tuburile echipamentului, deoarece SOP nu îi dădea instrucțiuni de a îndepărta apa.

Microbiologii aveau în sfârșit cauza lor probabilă! În timpul necesar pentru ca QA să revizuiască datele de calibrare și pentru ca producția să reia activitățile de producție, microorganismele au proliferat în cantitatea mică de apă lăsată în tuburile echipamentelor. Microorganismele se aruncau apoi în fluxul de produs din amonte, provocând o excursie ocazională a nivelului de alertă care se corecta de la sine pe măsură ce tuburile continuau să fie spălate de fluxul turbulent de produs. Prelucrarea în aval ar elimina și/sau distruge nivelurile scăzute de microorganisme. Produsul final ar trece întotdeauna toate specificațiile de testare a produsului final. Monitorizarea de rutină nu a indicat formarea unui biofilm în tuburile echipamentului.

În timpul opririi, aparatul de fabricație a fost complet curățat, echipamentul a fost descompus, tuburile echipamentului au fost înlocuite și mai multe loturi de produs au fost respinse. Deși Compania 1X a testat endotoxinele, sterilitatea și alte teste de eliberare pentru a se asigura că produsul este sigur și eficient, aceasta nu a testat fiecare potențial produs secundar al microorganismului care a ieșit din specificație. A fost mai sigur pentru consumatori ca Company 1X să respingă produsul decât să elibereze un produs care ar fi putut fi considerat falsificat cu substanțe necunoscute.

Dacă vârfurile periodice ar fi fost evaluate, cauza probabilă ar fi putut fi identificată mai devreme și pierderea ulterioară a produsului și oprirea completă a producției ar fi putut fi prevenite.

Concluzie

Testul de încărcare biologică pentru testarea în timpul procesului de fabricație a produselor farmaceutice este esențial pentru înțelegerea tipurilor și cantităților de microorganisme din produs în timpul procesului de fabricație. Testul este o cerință de reglementare și este menționat în scrisorile de avertizare, în documentele orientative de compendiu și în regulamente.

Reducerea încărcăturii biologice ar trebui să aibă loc pe tot parcursul procesului de fabricare a produselor sterile.1 Specificațiile testului pot fi utilizate pentru a simplifica studiile de dezvoltare și validare a metodelor. Specificațiile privind bioburdenul pot fi stabilite din documentele orientative sau calculate folosind justificări științifice sau date istorice. Validarea adecvată a testului de bioburden este esențială pentru a se asigura că datele generate sunt exacte.

Datele și tendințele bioburden trebuie evaluate pentru a determina dacă nivelurile rămân adecvate în timp, iar vârfurile periodice ale datelor trebuie evaluate, chiar dacă rămân în limite.1 Datele nu sunt colectate doar pentru că reprezintă o cerință de reglementare, ci poate exista o poveste ascunsă în date care ar putea economisi timp și bani pentru companie și, în cele din urmă, ar putea proteja pacientul.

1. Sandle, T. (2015) Assessing Process Hold Times for Microbial Risks: Bioburden și Endotoxin. Institutul de tehnologie de validare. September 30, 2015.
2. United States Pharmacopeia (USP) <1111> Microbiological Examination of Nonsterile Products (Examinarea microbiologică a produselor nesterile): Acceptance Criteria for Pharmaceutical Preparations and Substances for Pharmaceutical Use
3. United States Pharmacopeia (USP) <1229.3> Monitoring of Bioburden

Despre autor:

Crystal M. Booth, M.M., are peste 19 ani de experiență în domeniul microbiologiei farmaceutice, lucrând în laboratoare de asigurare a calității, CDMO, R&D și control al calității, inclusiv în companii nou înființate. Pe parcursul carierei sale, a dezvoltat și a validat metode pentru antibiotice, produse otice, creme topice, unguente topice, produse cu doze solide orale, produse cu doze lichide orale, produse veterinare, produse parenterale umane, vaccinuri, produse biologice, produse umplute aseptic și produse sterilizate în fază terminală. Aceste metode includ testarea limitelor microbiene, testarea endotoxinelor bacteriene, testarea particulelor, testarea sterilității, validarea sistemelor farmaceutice de apă, programe de monitorizare a mediului, validarea recuperării suprafețelor, studii de eficacitate a dezinfectanților, testarea concentrației minime inhibitorii, testarea eficacității antimicrobiene, studii privind timpul de menținere și diverse validări de echipamente. Crystal a obținut o diplomă de licență în biologie la Old Dominion University și un master în microbiologie la North Carolina State University.

.