1. Introduzione. Negli ultimi anni il mondo scientifico ha riposto particolare attenzione verso la

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1 1. Introduzione Negli ultimi anni il mondo scientifico ha riposto particolare attenzione verso la ricerca e lo sviluppo di una nuova categoria di farmaci biologici, basati su materiale genetico, cellule e tessuti che si sono dimostrati efficaci nella cura di svariate patologie. Questi farmaci presentano caratteristiche del tutto particolari e, proprio in virtù delle loro peculiarità, la loro produzione e sperimentazione è strettamente regolata a livello internazionale. Tale regolamentazione impone criteri specifici e selettivi atti a garantire, in primo luogo, la sicurezza del prodotto finale poiché destinato alla somministrazione a pazienti. La fase di produzione di questi farmaci prevede a monte la stesura di appositi documenti di valutazione dei rischi e soprattutto di pianificazione di tutte quelle procedure che devono essere impiegate all interno di una struttura adibita alla loro produzione. Uno degli elementi fondamentali, nonché uno dei criteri imprescindibili per il rilascio del prodotto finale è la garanzia che tale prodotto sia assolutamente sterile. La sterilità deve essere garantita adottando sia le normali procedure di laboratorio per la lavorazione asettica dei prodotti, sia effettuando la produzione in appositi locali a contaminazione controllata denominati clean rooms o camere bianche, e sia mediante l esecuzione di un test di sterilità sul prodotto finale. Il problema della contaminazione microbica all interno di prodotti cellulari rappresenta un rischio serio per la salute del paziente a cui è destinato il prodotto finito, compromettendo in modo pesante la qualità finale del prodotto che viene somministrato. Vari studi incentrati su questa problematica hanno rilevato che i maggiori contaminanti microbici rilevati nei prodotti destinati alla terapia cellulare appartengono alla normale flora microbica della pelle, comprendendo in particolar modo Micrococchi, Stafilococchi (soprattutto S. Aureus e S.Epidermidis) e Propionibacterium Acnes. Tali studi evidenziano inoltre come la somministrazione di prodotti cellulari contaminati porti a notevoli complicazioni per il paziente e come l adozione di una sorveglianza microbica di routine rappresenti di fatto una procedura sicura e con un costo contenuto (1,2,3). Come verrà illustrato nel corso di questo lavoro, l esecuzione di un test di sterilità su questo tipo di prodotti comporta delle problematiche di tipo pratico ed economico 2

2 che possono essere risolte adottando l uso di un test rapido per i controlli di sterilità al fine di garantire un più rapido rilascio del prodotto finale e l attuazione di una procedura di routine per la sorveglianza della contaminazione microbica. 1.1 I prodotti per terapia cellulare e la Cell Factory I prodotti per terapia cellulare (PTC) (4) appartengono alla categoria dei medicinali per terapie avanzate (ATMP) ovvero farmaci biologici innovativi basati su materiale genetico, cellule e tessuti. In particolar modo vengono definiti come prodotti per terapia cellulare somatica quelle preparazioni la cui principale azione biologica venga svolta da cellule o tessuti anche in presenza di matrici o rivestimenti di natura organica o inorganica. Appartengono alla categoria dei PTC i prodotti contenenti cellule o parti di esse ottenuti mediante procedure che alterano le caratteristiche genetiche, biologiche o fisiologiche del tessuto o dell organo trattato, le preparazioni composte da cellule o parti di esse somministrate in associazione a matrici sintetiche o biologiche nel caso in cui sia l elemento cellulare a svolgere la funzione biologica desiderata (uso omologo ) ed infine le preparazioni composte da popolazioni cellulari, anche minimamente manipolate, impiegate in siti dove normalmente non sono presenti o per svolgere una funzione che fisiologicamente non possiedono (uso non omologo ). Negli ultimi anni, l utilizzo di cellule ampiamente manipolate ed espanse in vitro, è diventata una valida soluzione terapeutica per numerose patologie gravi dell adulto e dell età infantile. Tra i prodotti cellulari con le migliori prospettive di impiego clinico, spiccano le cellule staminali mesenchimali (MSC) che vengono impiegate nell ambito della medicina ricostruttiva (tessuto osseo, tessuto adiposo e cartilagineo), nel trapianto emopoietico per favorire l attecchimento delle cellule trapiantate ed il controllo della Graft Versus Host Desease (GvHD malattia del trapianto contro l ospite) ed infine come immunomodulatori nella terapia di gravi malattie autoimmuni (5,6,7,8). L introduzione di questa tipologia di cellule in alcuni contesti terapeutici non solo permette di migliorare le prospettive di cura di patologie a 3

3 prognosi infausta, ma anche di ridurre gli effetti collaterali legati alla tossicità delle normali terapie chemioterapiche. Uno dei documenti legislativi più importanti nell ambito della regolamentazione di prodotti per le terapie cellulari è sicuramente costituito dal regolamento Europeo n. 1394/2007 (9) sui medicinali per terapie avanzate, volto a garantire il massimo livello di sicurezza per i pazienti e a favorire la libera circolazione di questi prodotti, incentivandone l utilizzo. Infatti, fino all entrata in vigore del decreto (30 dicembre 2008), l assenza di un quadro normativo comune ha ostacolato lo sviluppo di questo tipo di terapie. Il regolamento in vigore richiede esplicitamente che qualsiasi tipologia di prodotto impiegato per le terapie cellulari, sia preparato nel rispetto delle Norme di Buona Fabbricazione (GMP) e sperimentato a livello clinico nel rispetto delle Norme di Buona Pratica Clinica (GCP). Le GMP sono pubblicate nel IV volume della raccolta Eudralex (10) con la finalità di disciplinare la sperimentazione, la produzione e l impiego di medicinali per uso umano e animale all interno dell Unione Europea. Attualmente i prodotti per terapia cellulare, poiché realizzati spesso in singoli lotti ad uso autologo o allogenico (da donatore compatibile) e prelevati all interno di strutture sanitarie, non possono essere prodotti all interno di un industria farmaceutica. Ciò implica che le strutture ospedaliere o accademiche nelle quali hanno sede i loro siti di produzione (denominati Cell Factory) debbano essere strutturate come delle vere e proprie officine farmaceutiche, complete di aree a contaminazione controllata che rispondano ai criteri di classificazione imposti dalle GMP (11,12) per la manipolazione delle cellule, aree per la crioconservazione del prodotto, aree per lo stoccaggio e trattamento dei materiali e reagenti ed aree adibite al controllo qualità dei prodotti. Nel rispetto di tali normative, presso il servizio trasfusionale e centro di terapie cellulari dell ospedale pediatrico Meyer, è stato allestito un laboratorio a contaminazione controllata in grado di offrire le forme più avanzate di trapianto di cellule staminali ed altre terapie cellulari. Come è già stato sottolineato, la produzione di prodotti per terapia cellulare avanzata richiede la conformità a numerosi protocolli legislativi corredata da un apposita analisi dei rischi di produzione evidenziata dal documento di Validation Masterplan. Tale documento è stato redatto da personale specializzato ed è definito come il piano 4

4 organizzativo ed attuativo contenente le linee guida e le indicazioni fondamentali (scopo, responsabilità e contenuti) delle operazioni di convalida delle apparecchiature, impianti, processi e pulizie (13). La stesura di questo documento ha permesso inoltre di effettuare un analisi dei rischi per individuare i sistemi critici per la qualità del prodotto ed i test minimi da effettuare in fase di qualificazione/convalida del laboratorio: da tale analisi è emerso che la contaminazione del prodotto rappresenta il rischio maggiore per il paziente e per l intero sistema produttivo in quanto porterebbe, nella migliore delle ipotesi, all eliminazione del prodotto e alla revisione del processo di manipolazione o addirittura alla gestione di gravi complicanze nel caso in cui il prodotto fosse già stato somministrato al paziente. Il rischio di contaminazione è dovuto alla somma di numerosi fattori (14) tra cui l ambiente, le attrezzature, i materiali e reagenti utilizzati nella manipolazione ed anche la competenza degli operatori senza contare che un eventuale contaminazione può incidere pesantemente sull efficacia terapeutica delle cellule manipolate. 1.2 Vantaggi di un laboratorio di controllo qualità all interno del sito di produzione L analisi dei rischi, associata alla proposta di soluzioni applicative e tecnologiche, ha fatto emergere il ruolo fondamentale del Laboratorio di Controllo Qualità sottolineando l importanza della sua collocazione all interno della Cell Factory, piuttosto che esternalizzare i controlli a laboratori analoghi peraltro presenti solo all interno di stabilimenti farmaceutici. La presenza di un laboratorio dedicato al controllo qualità del prodotto permette di rendere più efficienti ed efficaci sia le fasi di messa a punto dell intero sistema di produzione, secondo normativa GMP, sia le fasi di produzione poiché elimina le problematiche legate al trasporto dei campioni in strutture esterne garantendo una maggiore tempestività delle risposte che a sua volta si traduce nell attuazione di azioni correttive pressocchè immediate. Un laboratorio di Controllo Qualità all interno di una Cell Factory di un azienda ospedaliera, oltre ai vantaggi nell ambito della produzione di prodotti cellulari, offre opportunità di rilievo per tutto l ospedale in quanto dispone di risorse tecnologiche 5

5 qualificate, di tecniche validate e personale specializzato che possono essere sfruttate per attività di monitoraggio e controllo che solitamente sono esternalizzate, abbattendone peraltro i costi della sua realizzazione e manutenzione. Tra queste attività sono compresi i monitoraggi ambientali microbiologici per aree critiche di degenza (ad esempio il centro trapianti di midollo osseo, sale operatorie e terapie intensive), attività di controllo della sterilità di emocomponenti come richiesto dalle normative vigenti in materia (15,16), prodotti non trasfusionali e prodotti galenici della farmacia ospedaliera ed infine il controllo microbiologico del latte umano pastorizzato proveniente dal Lactarium dell ospedale. 1.3 Installation Qualification, Operational Qualification & Performance Qualification Il concetto fondamentale che emerge dalle normative vigenti in materia di fabbricazione di prodotti per la terapia cellulare è la necessità della convalida e qualificazione della Cell Factory, comprendendo tutti gli aspetti del processo di produzione, dall analisi dei rischi alla produzione vera e propria fino al rilascio del prodotto finale. È importante distinguere la qualificazione (qualification) dalla convalida (validation) (17,18,19,20) sia perché consistono di attività diverse, sia perché hanno un campo di applicazione differente (almeno in linea teorica). Con il termine validazione si fa riferimento ad un insieme di evidenze documentate comprovanti che un processo, condotto entro determinati parametri, è in grado di funzionare in modo riproducibile per dare risultati che soddisfino le specifiche ed i criteri qualitativi prestabiliti. La fase di convalida risulta fondamentale per dimostrare che la produzione avviene in modo corretto e conforme a quanto richiesto: all atto pratico si traduce nella conduzione di una serie significativa di test atti a garantire la conduzione ottimale del processo produttivo vero e proprio. Con il termine qualificazione si intende dimostrare, mediante la stesura di appositi documenti, che tutti i locali, sistemi e le apparecchiature siano adeguatamente installati e che funzionino correttamente fornendo i risultati attesi. La qualificazione costituisce spesso la fase iniziale di un processo di convalida anche se le singole fasi 6

6 di qualificazione da sole non costituiscono il processo di convalida. La qualificazione consiste in tre fasi sequenziali (figura 1): Installation Qualification (IQ) è una verifica documentata che ha lo scopo di assicurare che un sistema utilizzato in un processo di produzione farmaceutica sia stato realizzato, installato, identificato e documentato in maniera adeguata in accordo con le sue specifiche costruttive. L installation qualification è correlata a documenti che descrivono i dettagli costruttivi e le specifiche di installazione del sistema in base ai quali il sistema stesso è stato realizzato. Alcuni esempi di IQ sono costituiti dalla verifica della taratura di uno strumento, verifica dell equipaggiamento e dei componenti del sistema. Operational Qualification (OQ) rappresenta la verifica documentata che il sistema ed i suoi componenti operano in accordo con le specifiche funzionali del progetto di base e che risultino adeguati per controllare i parametri di processo previsti. Un esempio di OQ è rappresentato dalla verifica funzionale degli allarmi e dei sensori di un sistema. Performance Qualification (PQ) costituisce la verifica documentata che un sistema è in grado di adempiere in modo costante e ripetitivo alle funzioni previste se sfidato sui limiti di funzionamento dichiarati. La PQ è correlata al documento di User Requirements Specification che definisce in modo esplicito ciò che l utente vuole che il sistema faccia, ovvero con quali modalità e per quali scopi impiegare il sistema. La buona riuscita di una performance qualification applicata ad uno strumento deve inoltre soddisfare tre criteri principali quali la verifica della riproducibilità, stabilità ed efficienza dello strumento in esame. 7