Tout au long des phases du processus de développement d'un médicament (découverte, préclinique, clinique, examen par la FDA et fabrication/distribution), la manipulation de matériaux biologiques délicats nécessite une réfrigération ou une congélation méticuleuse. Le maintien de l'intégrité de ces matériaux est vital à chaque étape, exigeant un contrôle de la température sur mesure, spécifique aux matériaux et à la phase concernée.
L'uniformité et la répétabilité étroites favorisent la réduction de la variabilité
Au cours de la phase de découverte, les institutions universitaires et de recherche se concentrent sur l'identification des domaines pathologiques et des cibles thérapeutiques pour le développement potentiel de médicaments. Cela implique l'identification et la validation des cibles et le développement d'essais. Divers matériaux biologiques tels que des échantillons, des réactifs, des protéines, des enzymes, de l'ADN et de l'ARN doivent être conservés à des températures précises pour garantir le succès des efforts de recherche. La moindre fluctuation de température, souvent causée par l'ouverture d'une porte, peut compromettre la fonctionnalité, la structure et la composition de ces échantillons sensibles, mettant ainsi en péril leur intégrité, les millions de dollars investis et l'ensemble du projet de recherche.
Nombre de ces échantillons nécessitent un stockage à très basse température ainsi que des méthodes de congélation uniformes. Alors qu'une série de technologies permet d'atteindre un certain niveau d'uniformité et de répétabilité dans la réfrigération et la congélation, la réfrigération/congélation par convection à air pulsé s'impose comme le vainqueur incontesté pour répondre aux normes rigoureuses de qualité, de fiabilité et d'efficacité indispensables dans le secteur des sciences de la vie.
Les solutions de stockage au froid qui offrent une uniformité parfaite grâce à la convection forcée de l'air sont plus efficaces pour garantir l'intégrité des échantillons et réduire la variabilité expérimentale, ce qui est essentiel pour les chercheurs qui cherchent à reproduire les conditions et les résultats de leurs expériences. La technologie de convection forcée utilise un ventilateur pour faire circuler et distribuer l'air autour du matériel biologique. Cela permet de transférer la chaleur de manière uniforme, ce qui se traduit par un refroidissement constant et uniforme, particulièrement efficace en cas d'ouvertures fréquentes des portes. L'environnement cohérent et contrôlé que produit la convection d'air forcé permet d'obtenir des conditions expérimentales reproductibles et fiables.
L'efficacité réduit les coûts d'exploitation
L'efficacité est primordiale dans les laboratoires de recherche et revêt une grande importance. Étant donné que la recherche est souvent financée par des subventions et des dotations, les pratiques rentables sont la norme. Outre l'intégrité des échantillons, les technologies de réfrigération et de congélation efficaces contribuent à réduire les coûts d'exploitation. La technologie de convection forcée optimise le contrôle de la température grâce à une circulation efficace de l'air, ce qui permet d'améliorer l'efficacité énergétique, de minimiser les déchets expérimentaux et de prolonger la durée de vie des réfrigérateurs/congélateurs.
Pour garantir une efficacité optimale des installations, il est essentiel d'investir dans un réfrigérateur/congélateur ayant fait l'objet d'un test de durée de vie accélérée (ALT) afin d'en assurer la performance et la longévité. Le test ALT, qui prévoit par exemple une durée de vie de 10 ans, offre une garantie ultime de durabilité par rapport à un appareil qui n'est pas soumis au test ALT. En outre, les équipements certifiés par l'EPA et répondant aux normes ENERGY STAR® sont idéaux pour identifier les réfrigérateurs et congélateurs de laboratoire les plus efficaces. La certification ENERGY STAR® désigne les produits reconnus par l'EPA pour leur capacité à réduire l'utilisation de l'énergie et les coûts liés à la durée de vie, ce qui contribue à réduire les dépenses d'exploitation globales et l'impact sur l'environnement.
Les solutions de refroidissement précliniques soutiennent les études de formulation et de stabilité des médicaments
Au cours de la phase préclinique du développement des médicaments, les réfrigérateurs et les congélateurs restent indispensables pour stocker les études de recherche préclinique, les essais et les normes de référence, qui sont essentiels pour créer les données requises pour faire passer les médicaments aux essais cliniques. Les études précliniques ne sont pas très importantes, mais elles fournissent des informations détaillées sur le dosage et les niveaux de toxicité.
Après les essais précliniques, les chercheurs examinent leurs résultats et décident si le médicament doit être testé sur l'homme. En outre, les études menées au cours de cette phase nécessitent des chambres à débit contrôlé, offrant uniformité et répétabilité dans les applications de congélation et de décongélation rapides et contrôlées. La technologie de convection à air forcé permet d'améliorer l'efficacité de la phase préclinique.
La phase clinique nécessite une répétabilité critique du stockage au froid
Au cours de la phase d'essai clinique du développement d'un médicament, les échantillons de patients, les médicaments expérimentaux, le matériel d'essai clinique et l'IPA doivent être conservés au froid. La qualité et l'intégrité du matériel biologique ont un impact direct sur les résultats et la validité des essais cliniques. Les réfrigérateurs, les congélateurs, les congélateurs ultra-bas et les chambres prennent en charge les divers conteneurs et fournitures d'échantillons.
Les méthodes de congélation-décongélation sont utilisées pour les études de biodisponibilité et de bioéquivalence afin de garantir la stabilité chimique et physique du produit pharmaceutique. Un processus de congélation et de décongélation contrôlé par convection peut fournir des résultats optimaux en permettant un conditionnement spécifique à la température pour satisfaire aux protocoles de traitement et d'expédition. En réduisant le temps de congélation et de décongélation, les changements physiologiques des produits biopharmaceutiques sont minimisés.
Quel que soit l'entrepôt frigorifique utilisé, il doit être doté d'étagères personnalisables, de configurations de stockage flexibles et être conforme aux normes réglementaires et aux certifications telles que celles de la FDA, des bonnes pratiques de fabrication (BPF) et des bonnes pratiques de laboratoire (BPL). Au cours de cette phase de développement des médicaments, il peut être avantageux d'acquérir tous les équipements de stockage à froid auprès d'un fournisseur unique qui adopte une approche consultative et se spécialise dans la fourniture d'une gamme complète de solutions, d'une assistance et d'une expertise industrielle.
Soutenir la phase de fabrication
Les solutions de stockage à froid ont une gamme remarquablement diversifiée d'applications tout au long du processus de développement des médicaments. Au cours des premières étapes, des réfrigérateurs et des congélateurs de différentes configurations, plages de température et capacités sont nécessaires.
Au stade de la fabrication et de la commercialisation, l'accent est mis sur la mise à l'échelle de la production, l'établissement de protocoles et la logistique, y compris la distribution et le transport des produits. Le processus de prise de décision et d'influence en matière d'entreposage frigorifique passe du scientifique aux ingénieurs des procédés, avec une forte collaboration entre les parties prenantes internes et externes. La fabrication de produits biologiques comporte généralement différentes étapes qui ont des besoins uniques en matière de stockage au froid.
Le développement de lignées cellulaires implique l'établissement et l'entretien de cultures cellulaires spécifiques. Les cellules sont cultivées dans des bioréacteurs dans des conditions contrôlées. Au cours de ce processus, une chambre froide est nécessaire pour conserver les milieux de culture cellulaire et les autres réactifs utilisés dans le processus. Le produit biologique est ensuite prélevé dans la culture cellulaire et doit être congelé ou réfrigéré jusqu'à ce que l'étape de purification ait lieu pour éliminer les impuretés et autres substances indésirables. Le produit biologique purifié subira ensuite des modifications chimiques et enzymatiques supplémentaires pour améliorer son efficacité et sa stabilité au cours de l'étape de la réaction de modification. Enfin, le produit biologique est prêt pour le processus de remplissage et de finition, la dernière étape de fabrication. C'est à ce moment-là que le produit biologique est placé dans son contenant et scellé pour en assurer la stérilité.
Le processus de remplissage et de finition exige l'uniformité et la répétabilité de la congélation et de la décongélation
Dans la fabrication de produits biopharmaceutiques, les besoins en matière d'entreposage frigorifique sont beaucoup plus complexes que dans la fabrication de petites molécules pharmaceutiques synthétisées chimiquement. Les produits biologiques sont beaucoup plus coûteux à développer et à fabriquer et nécessitent une manipulation, un stockage et un transport spéciaux pour protéger leur structure et leur fonction sensibles.
Les cycles de congélation-décongélation présentent de nombreux avantages pour les produits biologiques et revêtent une importance considérable pour la protection de la structure des produits biologiques. Au cours de l'étape de remplissage et de finition de la fabrication biopharmaceutique, le produit pharmaceutique est congelé à basse température - généralement entre -20 °C et -80 °C - puis décongelé à température ambiante. Ce processus est utilisé pour améliorer la stabilité du produit pharmaceutique pendant le stockage et l'expédition.
La congélation et la décongélation du produit peuvent nuire à la stabilité et à la qualité des protéines si elles ne sont pas effectuées correctement ou si l'équipement n'est pas optimal. Pour obtenir les meilleurs résultats avec la congélation-décongélation pour les applications de remplissage et de finition, il est préférable d'utiliser un équipement capable d'offrir une uniformité et une répétabilité dans la congélation rapide et contrôlée en utilisant une circulation d'air forcée. Il permet une descente efficace de la température ambiante à la température souhaitée, ce qui permet au processus de descente rapide de s'étendre au cœur du fluide, en évitant les faux points de congélation et en optimisant le processus de congélation. Ce processus unique de congélation et de décongélation contrôlées, basé sur la convection, élimine les incertitudes et permet un conditionnement à température spécifique pour satisfaire aux protocoles de traitement et d'expédition de divers produits biologiques. En outre, certains produits biologiques peuvent nécessiter un stockage en chambre froide pour maintenir leur stabilité et leur efficacité pendant la phase de fabrication et de distribution.
Une chambre froide est conçue pour offrir un environnement intégré et contrôlé répondant à divers besoins. Ces chambres peuvent être modulaires, semi-personnalisées ou personnalisées. Il existe plusieurs types de chambres froides utilisées dans la fabrication et la distribution de produits biopharmaceutiques. Les produits finis, la stabilité, les produits en vrac non finis, le matériel biologique congelé et le stockage des vaccins et des médicaments sont des exemples standard de chambres sur mesure qui peuvent être conçues spécifiquement pour répondre aux besoins d'un fabricant.
Les chambres froides personnalisables peuvent être adaptées pour répondre à des exigences spécifiques telles que des niveaux d'humidité contrôlés, des étagères spécialisées et des configurations de stockage, permettant le stockage d'une large gamme de produits biopharmaceutiques dans des conditions optimales. Ces chambres froides sont conçues avec des caractéristiques qui permettent de respecter les normes industrielles et les exigences réglementaires, garantissant que les produits biopharmaceutiques sont stockés conformément aux directives GMP.
Les chambres froides offrent également un environnement stable pour les besoins de stockage à long terme, garantissant la conservation des produits biopharmaceutiques sur une période prolongée sans compromettre la qualité. La plupart des chambres froides sont évolutives, de sorte que les fabricants peuvent adapter la capacité de stockage à leurs besoins, qui peuvent changer au fil du temps - cette flexibilité rend les chambres froides idéales pour la production à petite et à grande échelle. Il est utile de travailler avec un fournisseur de solutions de stockage à froid qui adopte une approche consultative, dispose d'un large portefeuille de produits et connaît bien les défis auxquels est confrontée l'industrie biopharmaceutique.
Un seul fournisseur pour tous les besoins en matière d'entreposage frigorifique
Des premiers stades de la découverte à la phase de fabrication et de distribution, en passant par les essais cliniques, une gamme polyvalente et spécialisée d'équipements d'entreposage frigorifique contribue à la continuité de la recherche, à l'intégrité des données et à la fabrication optimale des produits biopharmaceutiques. En fin de compte, le fait d'avoir un seul fournisseur de confiance pour tous les besoins en matière d'entreposage frigorifique offre une approche rationalisée, garantissant une qualité, une conformité et un soutien constants des premiers stades de la recherche jusqu'à la commercialisation. Il peut être avantageux de collaborer avec un spécialiste de l'entreposage frigorifique qui connaît bien les exigences uniques de l'entreposage frigorifique dans le cadre du développement biopharmaceutique et qui est en mesure d'offrir un portefeuille solide de solutions avec des conseils sur mesure.
Pour plus d'informations sur la façon dont FARRAR fournit des solutions d'entreposage frigorifique pour les applications des sciences de la vie, visitez le site suivant farrarscientific.com
Références
Jain, K., Salamat-Miller, N. & Taylor, K. Freeze-thaw characterization process to minimize aggregation and enable drug product manufacturing of protein-based therapeutics. Sci Rep 11, 11332 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-90772-9
Bernal-Chávez, S.A., Romero-Montero, A., Hernández-Parra, H. et al. Enhancing chemical and physical stability of pharmaceuticals using freeze-thaw method : challenges and opportunities for process optimization through quality by design approach. J Biol Eng 17, 35 (2023). https://doi.org/10.1186/s13036-023-00353-9
Singh, Satish & Kolhe, Parag & Wang, W. & Nema, Sandeep (2009). Large-Scale Freezing of Biologics (congélation à grande échelle de produits biologiques). BioProcess International. 7. 32-44.
William J. Rayfield, Sunitha Kandula, Heera Khan, Nihal Tugcu, "Impact of Freeze/Thaw Process on Drug Substance Storage of Therapeutics," Journal of Phar-maceutical Sciences, Volume 106, Issue 8, 2017, Pages 1944-1951, https://doi.org/10.1016/j.xphs.2017.03.019.
Nikola Radmanovic, Tim Serno, Susanne Joerg, Oliver Germershaus, "Understanding the Freezing of Biopharmaceuticals : First-Principle Modeling of the Process and Evaluation of Its Effect on Product Quality," Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol-ume 102, Issue 8, 2013, Pages 2495-2507, https://doi.org/10.1002/jps.23642.
Rathore N, Rajan RS. Perspectives actuelles sur la stabilité des produits pharmaceutiques à base de protéines pendant les opérations de formulation, de remplissage et de finition. Biotechnol Prog. 2008 May-Jun;24(3):504-14. Doi : 10.1021/bp070462h. Epub 2008 May 17. PMID : 18484778.
.svg){kind=icon}