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De acordo com esse princípio, as diretrizes “históricas” que definem os requisitos de GMP para validação de limpeza de IFAs (ICH Q7[3], Annex 15[4], PIC/S[5] e APIC[6]) afirmam que nenhuma atividade de validação de limpeza pode ser necessária para as etapas iniciais do processo se a eficácia das etapas de purificação for demonstrada.
No entanto, devido à complexidade dos processos biotecnológicos (uma mistura de células, meio, metabólitos, etc.) para produtos biotecnológicos, normalmente não é realizada nenhuma identificação de produtos de degradação após a limpeza para confirmar que essas impurezas específicas são removidas durante o processo downstream. Isto resulta em:
- a impossibilidade de definir de uma vez por todas os limites de aceitação de resíduos nas superfícies de contato com o produto após a limpeza;
- a necessidade de fornecer justificativas sólidas se diferentes critérios de aceitação forem aplicados para equipamentos upstream e downstream.
Ao contrário dos produtos químicos acabados, a suposição de que, para um trem de equipamento, 100% das impurezas transferidas para o produto final não pode ser aplicada no caso de produtos biotecnológicos, pois as etapas de purificação ao longo do processo de fabricação contribuem para sua remoção.
Por esse motivo, diferentes limites de aceitação para equipamentos a upstream e a downstream devem ser aplicados com sabedoria. Essa abordagem é construída com base no princípio de que a desnaturação ou degradação por agentes de limpeza leva apenas aminoácidos, que são totalmente removidos durante as etapas de purificação.Por esse motivo, diferentes limites de aceitação para equipamentos a upstream e a downstream devem ser aplicados com sabedoria. Essa abordagem é construída com base no princípio de que a desnaturação ou degradação por agentes de limpeza leva apenas aminoácidos, que são totalmente removidos durante as etapas de purificação.
Com base nessa justificativa, é razoável:
- definir limites de aceitação para equipamentos após a última etapa de purificação (normalmente uma filtração tangencial, TF);
- geralmente assumem um fator de correção de 5 a 10 para equipamentos usados nas etapas iniciais do processo de fabricação, conforme relatado no PDA TR 49.
Atualmente, nenhuma justificativa científica é estabelecida para justificar a abordagem acima mencionada. No entanto, de acordo com EudraLex Vol. 4, Anexo 15[1], é sabido que os produtos biológicos são sensíveis à hidrólise em pH extremo e/ou alta temperatura (condições típicas aplicadas para as operações de limpeza).
De acordo com os princípios de validação, esses parâmetros são estudados e ajustados durante o desenvolvimento dos processos de limpeza para melhorar o procedimento de limpeza, mas as impurezas produzidas pela hidrólise raramente são caracterizadas. Mesmo que a desnaturação ou degradação de proteínas biologicamente ativas geralmente levem a fragmentos inativos, a falta de identificação de impurezas não garante a total segurança dos resíduos de limpeza.
De acordo com a abordagem descrita em ICH Q7[3]:
- a contribuição de cada etapa do processo deve ser considerada separadamente, a fim de remover as impurezas;
- deve ser aplicado um critério de aceitação específico para equipamentos utilizados entre essas etapas.
Com base nos critérios de aceitação mais preventivos aplicados a equipamentos usados para produtos farmacêuticos (ou seja, todos os contaminantes presentes na superfície do equipamento podem ser transferidos para o produto seguinte), os critérios de aceitação são ajustados em função da taxa de redução de cada segmento do processo.
Dessa forma, dois tipos de redução de resíduos de limpeza devem ser considerados:
- Fragmentação do fluxo de produto
- Etapas de purificação
Fragmentação do fluxo de produto
A fragmentação da corrente de produto consiste em uma separação física (por exemplo, para precipitação, centrifugação ou filtração profunda) de fragmentos grandes e pequenos, resíduos solúveis e insolúveis. Isso leva à remoção de uma parte das impurezas porque apenas uma parte do material inicial é envolvida na etapa seguinte do processo.
O critério aplicado a estas etapas assume que:
- apenas uma parte dos resíduos de proteína é encontrada no processo subsequente;
- faltando quaisquer caracterizações/quantificações de impurezas antes e depois da purificação, a taxa de remoção não pode ser especificada;
- a redução de resíduos de limpeza ocorre por meio das etapas de purificação do processo de fabricação.
Etapas de purificação
Focando nas etapas de purificação:
- apenas limitam a transferência de contaminantes para a próxima etapa;
- a eficiência da remoção e a natureza das impurezas eliminadas dependem principalmente do método de purificação.
Como as condições de limpeza tem um impacto relevante na degradação de proteínas, a eficiência da purificação pode ser variável. O percentual de depuração nessa fase permanece “teórico”, mas se a análise dos resíduos de limpeza for feita durante ou após o desenvolvimento é possível definir uma proporção aproximada de remoção.
Uma etapa típica de purificação é a cromatografia, que purifica o produto de interesse ligando-o a uma fase estacionária adequada colocada dentro de uma coluna. No entanto, deve-se considerar que:
- fragmentos provenientes do procedimento de limpeza com epítopos de união ao ligante também podem interagir com o meio;
- a maioria das partes dos resíduos é removida pela lavagem da resina, mas outras permanecem na eluição final.
Para identificar os principais resíduos de degradação resultantes das etapas de purificação, estudos de caracterização devem ser realizados. Experimentos de laboratório aplicando condições reais de limpeza (ou seja, concentração do agente de limpeza, temperatura, tempo de contato) permitem obter os resíduos de degradação que são então caracterizados por LC-MS ou por métodos mais simples (por exemplo, SDS-PAGE, Cromatografia de Filtração em Gel , etc). Estes estudos são decisivos para avaliar o risco da sua presença no produto acabado e justificam a sua segurança.
Após a identificação dos resíduos de limpeza, devem ser realizados estudos de modelo em escala reduzida para justificar o porcentagem de eliminação aplicado para cálculo do critério de aceitação para cada parte do processo de fabricação.
Nesta etapa, um fator corretivo (de segurança) pode ser utilizado para contabilizar a variabilidade para melhor controle, a remoção das impurezas e para garantir que o critério de aceitação esperado seja alcançado. O fator corretivo permanece empírico porque não é baseado em dados científicos.
Os benefícios desta nova abordagem são certos:
- fornece toda a fundamentação científica necessária para a justificação dos critérios adotados;
- permite verificar a suposição de que os processos de fabricação são “autolimpantes”;
- por meio da caracterização dos resíduos de limpeza, também será possível evidenciar sua não toxicidade.
Além do valor científico desta abordagem, a metodologia oferece vantagens econômicas. De fato, estudos de pequena escala e baixo custo podem ser implementados rapidamente e garantir a confiabilidade dos processos de limpeza em escala industrial.
Então... O que esperar?
Substâncias farmacêuticas biotecnológicas estão se tornando cada vez mais importantes no mundo farmacêutico e representam um desafio para o futuro próximo sob vários pontos de vista, incluindo o das validações de limpeza.
Por esta razão, é importante sensibilizar as empresas que operam neste setor sobre as mais recentes dinâmicas de validação de limpeza e sobre possíveis novas abordagens desenvolvidas especificamente para estes novos tipos de produtos.
Ao mesmo tempo, as diretrizes "históricas" precisam ser atualizadas para permanecerem atuais e implementarem novos conceitos aplicáveis mais especificamente ao setor de biotecnologia.
[1]Guideline on setting health based exposure limits for use in risk identification in the manufacture of different medicinal products in shared facilities 20 November 2014
[2]PDA Technical Report N° 49 Point to Consider for Biotechnology Cleaning Validation 2010
[3]ICH Q7 (EU GMP Part II)
[4]EU GMP Guide Annex15 “Qualification and Validation”
[5]PIC/S PI-046 (2018) – “Guideline On Setting Health Based Exposure Limits For Use In Risk Identification In The Manufacture Of Different Medicinal Products In Shared Facilities”
[6]Active Pharmaceutical Ingredients Committee (APIC). “Guidance On Aspects Of Cleaning Validation In Active Pharmaceutical Ingredient Plants”
