Fabricación de medicamentos biológicos. Principios a considerar By Gemma Ferández

1. FABRICACION DE
MEDICAMENTOS BIOLOGICOS
Principios a considerar
GEMMA FERNANDEZ MIGUEL
Directora Técnica
gemma.fernandez@Tigenix.com EXPOQUIMIA 2011

2. Cellerix merge to Tigenix
> Headquarters
• Leuven, Belgium
> R&D
• Leuven, Belgium
• Madrid, Spain
• Cambridge, UK
> Manufacturing
• cGMP approved manufacturing
sites in Leuven and Madrid
• Central European manufacturing
site in Sittard-Geleen (NL), to be
operational mid 2012
2

3. First ATMP approved in EU
> Cell-based medicinal product based on expanded autologous cartilage
cells
> Indication: Repair of single symptomatic cartilage defects of the femoral
condyle of the knee (ICRS III or IV) in adults
> First and only centrally approved cell-based product in EU (ATMP/2009)
> Commercial core team operational in key markets
> Reimbursed in Belgium, Germany* and UK*
Biopsy Implant
Controlled manufacturing
process & quality control
* On ‘case by case’ basis 33

4. Tissue regeneration scaffold
> Porous, resorbable tissue regeneration scaffold that supports the repair of
articular cartilage and the underlying bone
> Estimated cartilage lesions suitable for ChondroMimetic per year: 335k*
2008
Chondral layer: > Demonstrated therapeutic
collagen/GAG superiority against synthetic
Osseous layer:
competitor in comparative
collagen/GAG/calcium preclinical trials
phosphate
> Best-in-class instrumentation
> European CE-mark approved
> Launched in Europe in 2010
All-in-one, fully disposable > Distributed in Belgium, the
procedure pack
Netherlands, UK, Nordics,
Germany, Greece, Italy, Spain,
Poland, Turkey, South Korea
and Mexico
> First fully developed product of
Defect prepared using site Pre-loaded implant is Implant is delivered to the a platform for which strategic
preparation tool and drill hydrated with a sterile site with a finger/thumb- options are currently being
fluid via hydration portal actuated trigger
evaluated
* 4
Worldwide prevalence of small osteochondral lesions (<2cm²)

5. Terapia celular con eASCs: expanded
allogeneic Adipose-derived Stem Cells
eASCs
> Células de tejido adiposo como materia prima:
✓ Células madre adultas: sin debate ético, amplio desarrollo científico
✓ Seguridad: sin comportamiento tumorigénico
✓ Fácil obtención a través de liposuccíón
✓ 100 – 1000 veces mayor rendimiento que médula ósea
Baja inmunogenicidad Propiedades inmunomoduladoras
> Seguridad: sin toxicidad asociada > Efectos locales y sistémicos
a reacción inmune y rechazo > Modulación de la inflamación:
> No necesaria histocompatibilidad Cambio en la respuesta inflamatoria
donante - paciente > Bajos efectos adversos en
> No necesaria terapia comparación con tratamientos
inmunosupresora actuales
5

6. Desarrollo estratégico de la plataforma de eASCs de
Cellerix
2004 Desarrollo inicial de eASCs autólogas dirigidas a indicaciones huérfanas:
- • Absoluta seguridad demostrada en ensayos clínicos
2009 • Datos de eficacia obtenidos en ensayos clínicos
• Comprensión del Mecanismo de Acción
Expansión en programa alogénico dirigido a áreas de necesidades no
Desde cubiertas en las grandes áreas clínicas de inflamatoria y autoinmune; cambio
2010 de administración local a sistémica e intralinfática.
Elevada incidencia No viablenot
Initially Sistemico allogeneic
Systemic alogénico
comercialmente
commercially Uso autólogo: Proceso mediante el
viable Cx611 / Cx621 cual las células son extraídas y
aplicadas a la misma persona
(paciente).
Cx602 Uso alogénico: Proceso mediante
Ontaril el cual las células son extraídas de
Cx601
una persona (donante) y aplicadas
Indicación Nicho Local autologous
autólogo Local allogeneic
alogénico a otra.
Personalizado Universal
6

7. Desarrollo de la línea de productos: Vías de administración
MSC’s
eASC’s
sinoviales
Sistémica Local Local
Intravenosa Intranodal Intralesional Intra-articular Intralesional
Cx611 Cx621 Cx601 Cx603* TGX*
Artritis Reumatoide Enf. Autoinmunes Fístulas Perianales Osteoartritis Osteoartritis
Plataformas celulares basadas en una sólida investigación preclínica, amplio
conocimiento de desarrollo farmacéutico y amplia experiencia en produccion.
* Se estan llevando a cabo estudios para definir la fuente celular más apropiada
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8. Estrategia Corporativa
III – Negocio
plenamente sostenible
II – Papel de la plataforma Varios productos lanzados
de eASCs en nuestro Colaboraciones activas
liderazgo en Terapia Crecimiento sostenible
Celular
I – ChondroCelect®
Abriendo nuevos
caminos en Terapia Posicionamiento adecuado de
nuestros productos
Celular
Establecer colaboraciones
Aprobación de la EMA Preparación para el lanzamiento
Reembolso
Comercialización
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9. FABRICACION DE
MEDICAMENTOS BIOLOGICOS
Principios a considerar
EXPOQUIMIA 2011

10. MEDICAMENTOS BIOLÓGICOS.
Definición y tipos
> Medicamento cuyo principio activo ha sido elaborado con materiales
de partida de origen biológico, organismos vivos (microorganismos,
células, etc.) o bien que proceden de extractos de organismos vivos
(tejidos, órganos o fluidos) de origen animal o vegetal.
> También llamado biofármaco.
> De diversos tipos, ejemplos: vacunas (conteniendo organismos vivos,
muertos o atenuados), anticuerpos monoclonales, inmunoglobulinas,
albúmina, sueros hiperinmunes, hemoderivados, etc.
> Más de 2.000 medicamentos biológicos aprobados por la AEMPS.
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11. Los medicamentos BIOTECNOLÓGICOS son
medicamentos biológicos
Biológicos:
Producto Farmacéutico fabricado utilizando
organismos vivos o extractos de ellos
(células, tejidos, etc.)
Ejemplos: vacunas profilácticas, producto sanguíneos, toxinas
Biotecnológicos:
Productos Biológicos Terapéuticos producidos mediante
Técnicas biotecnológicas (ADN recombinante, hibridomas, etc.)
Anticuerpo Monoclonal
Proteínas Recombinantes
Vacunas Terapéuticas
Terapia Génica
Terapia Celular
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12. MEDICAMENTOS BIOTECNOLÓGICOS
Origen
> De origen biológico pero con la participación en su fabricación de
técnicas/elementos de biotecnología como son:
• Recombinación de ADN (ADN recombinante)
• Hibridomas (anticuerpos monoclonales)
• Técnicas de clonación (embryo splitting, somatic cell nuclear transfer)
• Ingeniería proteica
• Biosensores
• Nanobiotecnología
• Microarrays (DNA-, Protein- Tissue-, Whole cell- microarrays)
• Stem cell technology
> Insulina producida en E. Coli (1er medicamento biotecnológico)
> Actualmente >500 medicamentos biotecnológicos en investigación y >100
comercializados. Se estima que en el 2012 serán el 12% del mercado,
con una proyección de ser el 50% de la cuota de mercado en 2020.
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13. MEDICAMENTOS BIOTECNOLOGICOS
Ejemplos
Tipo de molécula Ejemplo
Hormonas Insulina, glucacón, GH, tirotropina, hormona folículo
estimulante, eritropoyetina
Citoquinas Interferón-alfa, factor estimulantes colonias
granulocitos, interleukinas
Factores coagulación Factor VII, factor VIII, Factor IX
Anticuerpos Bevacizumab,cetuximab,abciximab,rituximab,inflixima
monoclonales b,tocilizumab,adalimumab,certolizumab,denosumab
Enzimas Glucocerebrosidasa, alteplasa, rasburicasa
Fragmentos protéicos Etanercept
sinténtico
Moléculas conjugadas Peg-interferón alfa 2-a, peg-filgrastim
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Adaptación. N Engl J Med 2008: 358(8):843-9.

14. MTA ó ATMPs
los medicamentos biológicos más recientes
ATMPs: Advanced Therapy Medicinal Products
http://www.ema.europa.eu/htms/human/advanced_therapies/atmp_
classification.htm
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15. ATMPs (Advanced Therapeutic Medicine Products) ó
MTA (Medicamentos de Terapias Avanzadas)
Terapias basadas en:
Genes: Terapia génica
Células: Terapia Celular
Tejidos: Ingeniería de tejidos
•Armonización europea para la regulación de ATMP entrada en vigor Dic08.
15
15

16. TIPOS DE MTA ó ATMPs (I)
Medicamento de TERAPIA GENICA medicamento biológico que:
a) Incluye un principio activo que contiene un ácido nucleico recombinante, o está constituido por él,
utilizado en seres humanos, o administrado a los mismos, con objeto de regular, reparar, sustituir,
añadir o eliminar una secuencia génica;
b) Su efecto terapéutico, profiláctico o diagnóstico depende directamente de la secuencia del ácido
nucleico recombinante que contenga, o del producto de la expresión genética de dicha secuencia.
Los medicamentos de terapia génica no incluyen las vacunas contra enfermedades infecciosas.
Medicamento de INGENIERIA DE TEJIDOS medicamento biológico que:
a) contiene ó está formado por células o tejidos manipulados por ingeniería (manipulación sustancial*)
(*Manipulaciones sustanciales: aislamiento, expansión, cultivo, clonación, etc. Manipulaciones NO sustanciales (Anexo I Reglamento 1394/2007):
corte; trituración; moldeo; centrifugación; imbibición en disoluciones antibióticas o antimicrobianas; esterilización; irradiación; separación;
concentración o purificación celular, filtrado, liofilización, congelación, criopreservación, vitrificación)
b) Y se alega que tiene propiedades, se emplea ó se administra a las personas para regenerar, restaurar o
reemplazar un tejido humano.
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17. TIPOS DE MTA ó ATMPs (II)
Medicamento de TERAPIA CELULAR medicamento biológico que:
a) contiene células o tejidos, o está constituido por ellos, que han sido objeto de manipulación sustancial
de modo que se hayan alterado sus características biológicas, funciones fisiológicas o propiedades
estructurales pertinentes para el uso clínico previsto, o por células o tejidos que no se pretende
destinar a la misma función esencial en el receptor y en el donante.
b) se presenta con propiedades para ser usado por seres humanos, o administrado a los mismos, con
objeto de tratar, prevenir o diagnosticar un enfermedad mediante la acción farmacológica
inmunológica o metabólica de sus células o tejidos
Primer y único medicamento de terapia celular aprobado de
manera centralizada en Europa (ATMP/2009)
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18. MEDICAMENTOS BIOLÓGICOS
Consideraciones específicas (I)
•La fuente del material de partida
•Los procesos de fabricación
deben ser cuidadosamente seguidas y controladas
de acuerdo a las especificaciones
Para asegurar la consistencia en las características de
los productos finales, y para asegurar la
consistencia en los perfiles de seguridad y eficacia
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19. CONSIDERACIONES ESPECIFICAS
Asociadas a la fuente del material de partida* (I)
> Anexo 2 Normas de correcta fabricación:
“Se definirá claramente la fuente, el origen y la adecuación de los
materiales de partida.”
“Cuando lo tiempos de los ensayos de control de la materia prima lleven
largo tiempo se pueden iniciar el proceso de fabricación pero la
liberación del producto acabado estará condicionado a los resultados
satisfactorios de dichos ensayos.”
*Material de partida (API starting materia): aquel/llos materiales a partir de los que se fabrica el principio activo ,
esto es, órganos, tejidos, fluidos corporales o células; toda sustancia utilizada en la producción excepto material
de acondicionamiento.
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20. CONSIDERACIONES ESPECIFICAS
Asociadas a la fuente del material de partida (II)
> Variabilidad intrínseca en el proceso productivo (consecuencia de su
origen en sistemas vivos que inherentemente son variables)
> No son sólo moléculas (también las células per se pueden ser el
principio activo de un medicamento biológico)
> Técnicas de obtención de tejido (riesgo para el donante, reducida
disponibilidad de material) y acreditación de los centros
> Seguridad sanitaria (riesgo de transmisión de agentes adventicios)
> Ética (trazabilidad y protección de datos)
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21. MATERIAS PRIMAS: Vectores
Vectores:
> Vectores virales (adenovirus*, lentivirus, poxvirus*) o vectores no virales (plásmidos).
*Aptos para uso en humanos.
> Expresión permanente, transitoria o regulada.
Enzimas: Restricción y Ligasas
Controles de Calidad
> Identidad del vector (integración y estabilidad)
> Análisis de la secuencia, mapeo de las enzimas de restricción ó PCR.
> Marcadores inmunológicos (ej. análisis molecular de proteínas de la cápsida o ácidos nucleicos)
> Caracterización fenotípica.
> Concentración de partículas virales (titulación por cromatografía, medición de absorbancia o métodos de
biología molecular (NAT), uso de referencias estándares)
> Determinación de impurezas (detección de vectores residuales y otros componentes, ej. cápsidas vacías)
> Titulación del vector infeccioso (por inoculación en cultivos celulares y valoración por extrapolación a la
titulación de vectores de referencia)
> Ratio concentración/título del vector infeccioso (acorde a las especificaciones del producto en particular)
> Expresión del producto genético insertado (por inoculación en cultivos celulares con el producto y utilización
de método inmunoquímicos, o bioquímicos o por citometría de flujo)
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22. MATERIAS PRIMAS: Células diana (I)
> Según tipo celular:
-Procariotas (Bacterias, ej. E. coli) o eucariotas (levaduras,
de insectos, de mamíferos).
-Línea celular, células transformadas, células madre,
células diferenciadas (linfocitos, etc.)
> Según origen celular: autólogas, alogénicas y xenogénicas.
> Según el sistema celular de producción: células para clonaje ó
células para expresión.
> Selección del sistema celular según:
-Complejidad de la proteína que se va a producir
-Eficiencia de la fermentación o cultivo celular
-Economía
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23. MATERIAS PRIMAS: Células diana (II)
CONTROLES DE CALIDAD
> Caracterización detallada del organismo de producción:
• Identidad
• Viabilidad
• Densidad
• Homogeneidad
• Pureza
• Actividad biológica
• Estabilidad (cariotipo)
• Esterilidad
> Evaluación de los medios de cultivo (composición, componentes, origen)
> Impurezas celulares (ej. células feeder)
> Impurezas no celulares (componentes del medio de cultivo como BSA,
citoquinas, anticuerpos, etc.; y otros componentes del proceso de cultivo
ej. Tripsina)
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24. CONSIDERACIONES ESPECIFICAS
Asociadas al proceso de fabricación (I)
> Cambios en el proceso de fabricación, por menor que sea, conlleva a
cambios en el producto que no necesariamente son detectables con
la tecnología actual, pero pueden tener impacto potencial en la
calidad, seguridad y/o eficacia del producto.
> Calidad evaluada por la combinación de métodos analíticos (análisis
físico-químicos) y biológicos, además de la calidad del proceso de
producción y control.
> Capacidad de producir inmunogenicidad (que no es posible de predecir)
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25. METODOS DE FABRICACION
Introducción del
Cortar, disgregar,
API derivado de Recolección del material de Procesamiento
mezclar y/o Aislamiento y
fuentes animales o órgano, fluido o partida que físico/ llenado y
procesamiento purificación
vegetales tejido ó plantas contiene API (API envasado
inicial
starting material)
Introducción del
material de Procesamiento
API extraído de Recolección de las Cortar y disgregar, Aislamiento y
partida que físico/ llenado y
plantas plantas y extracción inicial purificación
contiene API (API envasado
starting material)
“MEDICAMENTO Introducción de las Aislamiento y Procesamiento
CLÁSICO”: Establecimiento de Mantenimiento del células en el purificación físico/ llenado y
un banco celular banco celular fermentador
Clásica fermentación envasado
MEDICAMENTO Establecimiento
Procesamiento
BIOTECNOLÓGICO: del banco maestro Mantenimiento del Cultivo celular y/o Aislamiento y
físico/ llenado y
fermentación/cultivo y del banco celular banco de trabajo fermentación purificación
envasado
celular de trabajo
25

26. TECNICAS DE HIBRIDOMA & ADN RECOMBINANTE
http://www.fusionantibodies.com/images/diagram.jpg
http://www.antibodystation.com/img/monoclonal-antibody-product.gif
26

27. DIVERSIDAD EN LOS PROCESOS DE
FABRICACION DE MTAs
Manipulación
Obtención de las células
Biopsia Aislamiento
Cultivo in vitro
Implantación
Criopreservación
Combinación con material,
dispositivo o fármaco
Modificación
Diferenciación genética
Opcional
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28. FERMENTACION vs CULTIVO CELULAR
FERMENTACIONES CULTIVOS CELULARES
> Bacterias y levaduras > Ventajas:
> Tiempos de cultivo breves – Proteínas modificadas
> Control de la velocidad de crecimiento y > Desventajas:
las condiciones de expresión del • Dificultad en controlar condiciones
producto de cultivo
> Optimización de condiciones de • Tiempos largos
fermentación
• Costes
• Procesamiento proteolítico
• Contaminaciones
• Contaminación • Ampliamente usadas para:
– Anticuerpos monoclonales,
proteínas glicosiladas, vacunas, etc.
28

29. LAS CONDICIONES DE FABRICACION
DEFINEN EL PRODUCTO A OBTENER
29

30. BANCOS CELULARES
• La fabricación a gran escala no debe cambiar la relación fundamental
del nº de generaciones.
• Caracterización en términos de estructura biológica y actividad funcional
(potencia, identidad, pureza, impurezas).
• Verificar la ausencia de agentes contaminantes endógenos y exógenos
• Trazabilidad de las células expandidas que constituyen los bancos
• Caracterización de las condiciones de producción y procedimientos de
almacenamiento de los bancos para minimizar el riesgo de contaminación o
alteración.
• Estudios de estabilidad y recuperación post-descongelación.
• Evitar la pérdida indeseada de propiedades que pudiera generar la realización
de subcultivos repetidos o por generaciones múltiples
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31. CONSIDERACIONES ESPECIFICAS
Controles en proceso (I)
> Análisis de riesgos:
• Identificación de los indicadores de cambios en el proceso de
fabricación (Ej. Patrón morfológico, marcadores inmunológicos, actividades
funcionales)
• Localización de las etapas más críticas para evaluar esos indicadores
(Ej. Análisis de viabilidad, morfología y nº de generaciones en cada pase de
cultivo ó en procesos de congelación/descongelación).
> Según la guideline On Human Cell-based Medicinal Products
(EMEA/CHMP/410869/2006), la caracterización del producto celular se ha
de establecer en términos de morfología, identidad, pureza, potencia,
cinética de crecimiento y viabilidad, siendo utilizados estos parámetros
para monitorizar al producto en diferentes pasos del proceso de
fabricación.
31

32. CONSIDERACIONES ESPECIFICAS
Controles en proceso (II)
> Los controles en proceso son de gran importancia en la fabricación de los
medicamentos biológicos para controlar y minimizar la variabilidad intrínseca de este
tipo de fabricación.
> La evaluación de la calidad de los productos terminados requieran de métodos no
solo analíticos sino también biológicos.
> No sustituyen los controles en producto final pero son un soporte en el caso de
liberaciones paramétricas.
> Aquellos controles que sean cruciales para la calidad del producto pero que no
puedan realizarse sobre el producto acabado se deben hacer en la etapa adecuada
de producción (ej. Agentes adventicios/esterilidad en los bancos celulares)
En el campo de la biotecnología, el cambio en un proceso de producción puede
modificar levemente la estructura química hasta el punto de no ser detectada por
procedimientos físico-químicos, pero puede cambiar de forma muy importante la
actividad biológica o la inmunogenicidad.
El perfil de seguridad/eficacia de los productos biológicos, depende en alto grado de
la solidez y la vigilancia de aspectos relacionados con la calidad.
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33. CONSIDERACIONES ESPECIFICAS
Producto terminado
> Selección de excipientes y estabilizantes acorde a la naturaleza
biológica del principio activo que garanticen la estabilidad, pH y
tonicidad apropiadas.
> Estabilidades muy cortas para algunos tipos de medicamentos
biológicos (ej: MTA celulares, 24-48 horas)
> Liberación paramétrica:
- cuando sea necesaria la suministración del producto
inmediatamente al final del ciclo de producción
- disponibilidad limitada del producto final
> Condiciones de almacenamiento y distribución más restrictivas que
los medicamentos químicos (ejemplo, rangos de Tª y tiempos en el
caso de MTA conteniendo células vivas)
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34. CONTROLES EN PRODUCTO TERMINADO
(Ejemplos)
MTA CELULAR MTA GENICO
• Número de células y su viabilidad, • Concentración del vector:
• Concentración celular determinar el título del vector
• Morfología. infeccioso y la concentración de
partículas virales
• Esterilidad
• Mycoplasma
• Impurezas (proteínas de la célula
• Endotoxinas
hospedadora / DNA de la células
• Identidad hospedadora/ partículas virajes
• Pureza /reactivos y antibióticos)
• Potencia
• Estabilidad cromosómica • Integridad genómica (ej. Método de
• Impurezas (celulares y no celulares) enzimas de restricción)
• Identidad por métodos
inmunoquímicos o métodos
moleculares (NAT methods)
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35. MUCHAS GRACIAS
POR SU ATENCION
GEMMA FERNANDEZ MIGUEL
Directora Técnica
gemma.fernandez@Tigenix.com EXPOQUIMIA 2011