211service.com
Waarom is bioproductie zo moeilijk?
Eerder dit jaar kondigde het in Cambridge gevestigde biotechbedrijf Genzyme het laatste aan in een reeks van vertragingen in de productie van Fabrazyme, een biologisch medicijn dat een zeldzame genetische aandoening behandelt, nadat een partij van het medicijn besmet bleek te zijn. Het nieuws volgde op een grotere tegenslag in 2009, toen zowel Fabrazyme als een ander medicijn besmet waren met een virus; het probleem sloot de fabriek en zorgde voor grote tekorten.
Chemisch ingenieur Chris Love van het MIT wil de productie van biologische medicijnen voorspelbaarder maken.
Genzyme is niet de enige met deze problemen. Biologische geneesmiddelen - medicijnen die zijn gemaakt via een biologisch proces in plaats van chemische synthese, een categorie die recombinante eiwitten, vaccins en antilichamen omvat - zijn het snelst groeiende segment van de farmaceutische industrie. In 2008 kwam bijna 30 procent van de inkomsten uit de top 100 van geneesmiddelen uit biologische geneesmiddelen, een cijfer dat naar verwachting zal stijgen tot 50 procent in 2014.
Maar dezelfde factoren die biologische geneesmiddelen tot krachtige medicijnen maken, maken ze ook tot een uitdaging om te produceren. Ze bootsen meestal eiwitten en andere moleculen na die in levende organismen worden aangetroffen en kunnen zich met grote nauwkeurigheid richten op schadelijke entiteiten, zoals sommige kankercellen; veel van de meest veelbelovende nieuwe geneesmiddelen voor kanker en andere ziekten vallen in deze klasse. Biologische geneesmiddelen zijn meestal grotere, complexere moleculen dan geneesmiddelen die worden gesynthetiseerd door chemische reacties, wat de productie-uitdagingen vergroot en ze kostbaar maakt. Een enkele dosis van sommige biologische therapieën kan $ 10.000 kosten.
Biologische geneesmiddelen worden meestal geproduceerd door cellen die groeien in een bioreactor, een vat dat is ontworpen om zorgvuldig gekalibreerde omstandigheden te handhaven. Omdat de cellen leven, kan het resultaat elke keer dat je een reactor laat draaien een beetje anders zijn, zegt Chris Love , een chemisch ingenieur die deel uitmaakt van MIT's Onderzoeksprogramma bioproductie . Deze inherente variabiliteit maakt het proces zowel duur als onvoorspelbaar.
Een ander probleem is dat voor biologische geneesmiddelen om goedkeuring te krijgen van regelgevende instanties, het niet voldoende is dat het medicijn zelf wordt goedgekeurd, zoals het geval is met medicijnen met kleine moleculen; het fabricageprocédé moet eveneens worden goedgekeurd. Dit is belangrijk voor de veiligheid, maar het maakt het ook kostbaar om het productieproces te wijzigen nadat het is goedgekeurd, en dat ontmoedigt innovatie. Tegen de tijd dat het medicijn op de markt is, werk je met oude technologie, zegt Charles Cooney , een chemisch ingenieur aan het MIT. U moet de technologie vele jaren vastzetten voordat u een commercieel product op de markt brengt.
En zelfs bij het ontwikkelen van experimentele medicijnen, hebben makers de neiging om vast te houden aan methoden waarvan eerder is bewezen dat ze veilig zijn. Als gevolg hiervan zijn nieuwe ontwikkelingen in systeembiologie en microtechnologie niet geïntegreerd in de bioproductie, zegt Love.
Onderzoekers gebruiken deze microchip om te zoeken naar cellen die het meest productief eiwitten kunnen produceren.
Hij en andere onderzoekers hopen daar verandering in te brengen door bioproductie voorspelbaarder te maken. Een van de doelen van Love is ervoor te zorgen dat de cellen die deze dure medicijnen produceren zo productief mogelijk zijn, wat de kosten zou moeten drukken. Om dat te doen, profiteren onderzoekers van de natuurlijke verschillen in productiviteit tussen cellen. Ze bevorderen mutaties om genetische variabiliteit te creëren en gebruiken vervolgens microchips om het gedrag van individuele cellen te analyseren, waarbij ze de meest productieve kiezen voor productie op grotere schaal.
Een tweede grote uitdaging in de bioproductie is het waarborgen van de kwaliteit van de medicijnen, wat gecompliceerd is omdat op eiwitten gebaseerde medicijnen in een driedimensionale vorm moeten vouwen en de juiste chemische tags moeten hebben. En omdat deze medicijnen worden geproduceerd onder omstandigheden die gunstig zijn voor microben, kunnen ze worden geïnfecteerd met virussen. Er worden veel fouten gemaakt omdat we niet over de juiste analytics beschikken om het product of proces te meten, zegt Cooney. De productie bevindt zich op een kritiek pad tussen de wetenschap en de patiënt en moet worden geïntegreerd in het continuüm van de ontwikkeling van geneesmiddelen. Ik denk dat de meeste bedrijven weten dat ze vroeg in productie moeten investeren, maar dat ze in het begin niet genoeg energie steken in procesontwikkeling.