Au-delà des impuretés : pourquoi les produits biologiques actuels nécessitent une analyse plus intelligente des particules

L'analyse des particules n'est pas seulement une exigence dans le développement biopharmaceutique, c'est un élément essentiel qui peut faire ou défaire la sécurité et l'efficacité de votre médicament. Lors du développement de thérapies protéiques, les particules telles que les agrégats de plus de 1 µm doivent être définies et surveillées, tandis que dans les systèmes d'administration, même les vecteurs eux-mêmes (cellules ou virus) sont considérés comme des particules. Ignorer ou mal gérer cette étape met tout en péril, y compris la sécurité des patients.

Techniques analytiques dans les protéines thérapeutiques

Dans le domaine des protéines thérapeutiques, les tests de libération impliquent généralement toute une série de méthodes analytiques. Celles-ci comprennent l'analyse des oligomères par chromatographie d'exclusion stérique (SEC), les mesures de turbidité causées par des particules submicroniques ou l'auto-association réversible, l'analyse des particules subvisibles par obscurcissement de la lumière (LO) et l'inspection visuelle des particules visibles. Les méthodes de détection des particules submicroniques sont fréquemment utilisées pour la caractérisation approfondie des produits et le dépannage, bien que leur robustesse relativement faible reste un défi dans les applications de contrôle qualité.

Compte tenu de la diversité des produits biopharmaceutiques, il est important de choisir les techniques d'analyse appropriées. Souvent, plusieurs techniques complémentaires doivent être combinées pour obtenir les résultats les plus précis possibles. De plus, les caractéristiques de ces méthodes doivent évoluer en fonction des différentes étapes du développement des médicaments afin de garantir leur application appropriée à chaque phase.

Au cours des premières phases de développement, les méthodes doivent privilégier une faible consommation d'échantillons, un débit élevé et l'automatisation. À mesure que le médicament progresse dans son développement, l'accent est davantage mis sur les propriétés indiquant la stabilité, la robustesse et la pertinence statistique des résultats. Lorsque le médicament atteint les dernières phases de développement et les tests de libération, la facilité d'utilisation dans des environnements réglementés devient essentielle. Pour les tests de libération, l'attention se concentre sur les CQA, car le produit a déjà été caractérisé de manière approfondie et des stratégies de contrôle sont en place.

Un articlerécemment publié fait le point sur les techniques et approches analytiques apparues au cours de la dernière décennie. Les auteurs proposent également un aperçu complet de l'application de l'analyse des particules à différents types de produits biopharmaceutiques, notamment les protéines thérapeutiques et les formulations biopharmaceutiques particulaires telles que les particules virales.

Surmonter les défis liés à l'analyse des particules submicroniques

L'analyse des particules a évolué, passant du ciblage exclusif des particules « indésirables » (telles que les agrégats protéiques) à l'identification des particules « souhaitées », telles que les médicaments à base de cellules (CBMP), les particules pseudo-virales (VLP), les nanoparticules lipidiques (LNP) et les vaccins. Ces nouveaux produits nécessitent des méthodes d'identification des particules plus précises.

Malgré les progrès réalisés, l'analyse des particules submicroniques, en particulier dans les formulations complexes telles que les LNP et les VLP, reste difficile. Les techniques disponibles pour cette gamme de tailles sont limitées et servent principalement à des fins de caractérisation. À mesure que les produits biopharmaceutiques deviennent plus sophistiqués, l'analyse des particules doit couvrir une large gamme de tailles, allant des nanomètres aux micromètres, afin de répondre à la complexité des produits.

Imagerie à contraste élevé des particules pour l'analyse visible et subvisible

Pour aider à surmonter certaines de ces difficultés avec les méthodes actuelles, Waters a mis au point une technique d'analyse des particules appelée imagerie par membrane de fond (BMI). La BMI utilise une approche automatisée basée sur des plaques à 96 puits pour l'analyse microscopique des particules dont la taille est supérieure à 2 mm.

BMI utilise des techniques sophistiquées de traitement d'images pour analyser les images et acquérir des données sur les particules. Il commence par prendre une image de fond de la membrane. Ensuite, après avoir filtré les échantillons et capturé les particules, il prend une nouvelle image de la même membrane, cette fois avec les particules à la surface. L'image de fond est alignée avec précision sur l'image de l'échantillon, puis soustraite pixel par pixel afin d'éliminer la texture de fond et de révéler les particules. Le contraste est 10 fois supérieur à celui des mesures effectuées dans un liquide, les tailles sont calibrées à l'aide d'un microscope électronique et l'analyse est entièrement automatisée.

Récemment, BMI s'est lancé dans la microscopie à membrane fluorescente, qui complète BMI par des options d'imagerie par fluorescence.

Conclusion

À mesure que les produits biopharmaceutiques continuent d'évoluer, l'analyse des particules devient de plus en plus complexe. Le choix des techniques d'analyse des particules appropriées ne se limite plus à la détection des impuretés ; il inclut désormais la caractérisation précise des composants essentiels, tels que les CBMP, les particules virales, les VLP, les LNP et les vaccins. Il est essentiel de comprendre le fonctionnement des différentes méthodes et de choisir la bonne combinaison de techniques pour garantir la sécurité, la qualité et l'efficacité de ces thérapies avancées.

La méthode BMI de Waters offre une solution révolutionnaire à de nombreux défis liés à l'analyse des particules. En éliminant le bruit de fond et en fournissant des images à contraste élevé, la BMI améliore la détection des particules visibles et subvisibles. Cette technique automatisée, capable de traiter un débit élevé et de fournir des données claires et précises, représente une avancée significative pour les développeurs de produits biopharmaceutiques. L'intégration de la BMI dans votre stratégie d'analyse des particules vous garantit d'utiliser les outils les plus avancés pour préserver la qualité de vos produits pharmaceutiques.

Références

1. Particules dans les formulations biopharmaceutiques, partie 2 : mise à jour sur les techniques analytiques et les applications pour les protéines thérapeutiques, les virus, les vaccins et les cellules. Roesch, Alexandra et al. Journal of Pharmaceutical Sciences, volume 111, numéro 4, 933 – 950.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022354921006894