Dois engenheiros da Rutgers University especializados no processo de fabricação de medicamentos derivados de organismos vivos criaram uma ferramenta analítica que eles esperam que acelere a descoberta e a produção de medicamentos biológicos que geralmente estão na vanguarda da pesquisa biomédica.
Em um artigo que é a matéria de capa da revista da American Chemical Society Analytical Chemistry , os pesquisadores fornecem detalhes sobre o que chamam de "kit de ferramentas automatizado" - ou mais formalmente, o N-GLYcanyzer - e seu potencial para monitorar rapidamente a qualidade dos medicamentos durante a produção de produtos biológicos, que podem variar de vacinas a proteínas terapêuticas recombinantes. Embora a maioria dos produtos biológicos seja testada no final do processo de fabricação quanto à qualidade e uniformidade, o kit de ferramentas da Rutgers pode monitorar os produtos biológicos à medida que são produzidos e permitir que os medicamentos atendam às necessidades de conformidade de qualidade das agências reguladoras, como a Food and Drug Administration dos EUA (FDA).

"Esta ferramenta nos permite monitorar a qualidade do medicamento biológico em tempo quase real durante o processo de biofabricação", disse o autor Shishir Chundawat, professor associado do Departamento de Engenharia Química e Bioquímica da Escola de Engenharia Rutgers. "Monitoramento e controle contínuos dos processos de biofabricação são essenciais para garantir a qualidade dos medicamentos. Essas ferramentas avançadas ajudarão a indústria a economizar dinheiro, evitando a produção de lotes ou lotes de medicamentos que se desviam dos requisitos regulatórios, resultando em custos de saúde mais baixos para beneficiar os pacientes".

Ao contrário das drogas farmacêuticas convencionais que são feitas através de síntese química, as drogas biológicas são feitas usando células, proteínas ou material genético manipulado por técnicas biotecnológicas ou extraídos diretamente de humanos, animais ou microorganismos. Embora os biológicos possam oferecer tipos revolucionários de tratamentos, como anticorpos monoclonais para tratar o COVID-19, eles são difíceis de fazer porque são extremamente sensíveis a mudanças no ambiente de produção. Os bioprocessos também são facilmente contaminados por micróbios e podem ser arruinados mesmo por pequenas variações nas condições do processo, como temperatura.

A nova ferramenta é uma tecnologia analítica de processo automatizada (PAT) que emprega um sistema de sensor de biomolécula direcionado controlado por software. Ele se concentra em um processo bioquímico universal ativo na maioria das células vivas chamado proteína N-glicosilação, onde as proteínas modificam suas superfícies anexando moléculas complexas de açúcar conhecidas como glicanos. O sistema PAT pode rastrear rapidamente as mudanças nesses açúcares e pode detectar quando os processos celulares dão errado, como quando as moléculas de açúcar não estão ligadas corretamente ou açúcares incorretos estão ligados às proteínas, o que impacta diretamente na segurança e eficácia do medicamento biológico.

"Nosso sistema permitirá que produtos biológicos complexos sejam produzidos com precisão em escala molecular", disse o coautor Aron Gyorgypal, doutorando no Departamento de Engenharia Química e Bioquímica da Rutgers, que liderou o estudo. “Basicamente, somos capazes de verificar a qualidade do medicamento rapidamente, várias vezes durante o processo, para saber se o biológico que está sendo produzido está seguindo a trajetória de reação preferida que atende às expectativas regulatórias e de controle de qualidade industrial”.

Este trabalho foi apoiado pela FDA devido à importância de melhorar os processos de fabricação de produtos biológicos e "biossimilares", ou seja, versões genéricas de produtos biológicos de nome comercial, disse Chundawat. Como resultado, os detalhes para recriar esse sistema PAT foram disponibilizados on-line para facilitar a adoção mais ampla por várias partes interessadas, incluindo a indústria biofarmacêutica, bem como agências reguladoras de medicamentos.

Os pesquisadores testaram a robustez de seu PAT rastreando a fabricação do Trastuzumab, um medicamento biológico contra o câncer de mama, durante seu ciclo de produção de 14 dias. Com base nas descobertas, eles esperam que essa tecnologia possibilite expandir muito a produção de biossimilares.

Os reguladores federais têm hesitado em permitir a produção em larga escala de biossimilares por causa de questões de qualidade e segurança, disse Chundawat. "A FDA terá muito mais confiança sobre um medicamento que tenha ferramentas analíticas avançadas semelhantes sendo usadas para monitorar seu processo de fabricação", disse Chundawat. + Explorar mais

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