Strategien zur Integritätsprüfung von Behälterverschlüssen für Gentherapien

Von BioPhorum

Die Entwicklung viraler vektorbasierter Gentherapie-Arzneimittel (DP) gewinnt weiterhin an Bedeutung, da diese Therapien vielversprechende klinische Ergebnisse zeigen und die behördliche Zulassung für die Behandlung genetischer Krankheiten, verschiedener Krebsarten und anderer Indikationen erhalten. Der Fortschritt bei der Entdeckung und Entwicklung von Gentherapien führt nun zu einer erhöhten Produktionskapazität zur Unterstützung einer zunehmenden Anzahl klinischer Studien.

Kleine Chargengrößen und hohe Kosten im Zusammenhang mit der Gentherapie-DP-Herstellung schränken jedoch das Angebot und den Patientenzugang zu Behandlungen ein. Darüber hinaus wurden viele der aktuellen regulatorischen Leitlinien auf der Grundlage kleiner Moleküle und Proteintherapeutika erstellt, was zu einem hohen Materialbedarf für verschiedene Chargenfreigabetests und Stabilitätsstudien führte.

Die Integrität des Behälterverschlusses als wichtiges kritisches Qualitätsmerkmal ist ein Maß für die Fähigkeit eines Behälterverschlusssystems, Kontaminationen (z. B. mikrobiologisches Eindringen) zu verhindern, Sterilität aufrechtzuerhalten und DP-Stabilität aufrechtzuerhalten. Es ist bekannt, dass die Integritätsprüfung des Behälterverschlusses (CCIT) einen erheblichen Einfluss auf die Chargenausbeute hat.

Dieser Artikel bietet Perspektiven zu CCIT-Strategien zur Minimierung der Auswirkungen auf die Chargenausbeute, indem er aktuelle Ergebnisse von Branchenumfragen sowie Best Practices untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der CCIT der viralen Vektor-Gentherapie DP. Zelltherapien liegen außerhalb des Anwendungsbereichs. Die vorgeschlagene CCIT-Strategie gilt für alle DPs für Arzneimittel für neuartige Therapien, die in kleinen Losgrößen, typischerweise <500 Fläschchen, hergestellt werden.

Im Januar 2021 und Juni 2022 wurden zwei Umfragen durchgeführt, um aktuelle Praktiken zu ermitteln, CCIT-Herausforderungen für Gentherapieprodukte zu identifizieren und mögliche zukünftige Ansätze zur Minimierung der Ertragsauswirkungen von CCIT zu finden. Eine Gruppe von 37 Fachexperten aus 27 Mitgliedsunternehmen beantwortete die Fragen dieser Umfragen. Rund ein Viertel der Befragten gaben an, dass sie sich auf Entwicklungs- oder präklinische Phasen konzentrieren, etwa die Hälfte auf die klinische Frühphase und ein Viertel auf Spätphasen- und kommerzielle Programme (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1:Auf welche Entwicklungsphase konzentriert sich Ihr Produkt/Ihre Aktivität (oder das Produkt Ihres Kunden, wenn es sich um eine Vertragsorganisation handelt) derzeit?

Gemäß den behördlichen Anforderungen wird CCIT in der Regel anstelle von Sterilitätstests durchgeführt, um die Haltbarkeit von DPs zu gewährleisten, und nicht für Freigabetests für jede Charge. Einige Unternehmen behandeln CCIT möglicherweise als Teil einer prozessbegleitenden Kontrolle oder eines Charakterisierungstests zur Gewährleistung eines erfolgreichen Herstellungsprozesses. Mehr als zwei Drittel der Umfrageteilnehmer gaben an, dass entweder Release, Stabilität oder beides im Mittelpunkt ihrer CCIT-Strategie standen (siehe Abbildung 2). Die Hälfte der Befragten beabsichtigt, CCIT in der klinischen Frühphase umzusetzen, ein Drittel in der Spätphase und der Rest in der Entwicklungs- und Präklinikphase.

Figur 2:Was ist der Zweck Ihres CCIT?

Es wird empfohlen, bei der Freigabe und zu jedem Stabilitätszeitpunkt eine ausreichende Menge an Behältern zu beproben, um statistisch aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. Für bestimmte Arten von Produktbehältern, z. B. Glasampullen, sollten 100 % der Charge gemäß der EU-GMP-Anhang-1-Richtlinie der CCIT unterliegen. Eine Sichtprüfung allein gilt nicht als akzeptable Integritätstestmethode. Darüber hinaus erhöht die jährliche CCIT-Stabilitätsprüfung den Materialbedarf, der über den bereits für die Gestaltung von Stabilitätsstudien erforderlichen Wert hinausgeht, was sich weiter auf die Endausbeute des Produkts auswirkt, das für die Verwendung in klinischen Studien verfügbar ist. Dies stellt eine erhebliche Herausforderung für Gentherapie-Arzneimittel dar, bei denen die Chargengrößen typischerweise sehr gering sind (die endgültigen DP-Losgrößen für Gentherapieprodukte betragen üblicherweise <500 Fläschchen) und die aktuellen Herstellungskosten pro Einheit für Gentherapie-DP erheblich höher sind als bei Proteintherapeutika.

Im Januar 2020 veröffentlichte die US-amerikanische FDA Informationen zu Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC) für Investigational New Drug Applications (INDs) für die Humangentherapie. In den Leitlinien wurde anerkannt, dass es schwierig oder unmöglich sein kann, einen endgültigen Behälter oder mehrere Fläschchen für CCIT bereitzustellen. Die Industrie wurde ermutigt, Alternativen zur abschließenden Behälterprüfung in Betracht zu ziehen.

Die Strategie für CCIT ist ein Bereich, der optimiert werden könnte, um den Probenahme- und Testaufwand für Chargen viraler Vektor-Gentherapie zu reduzieren. In der ersten Umfrage gaben neun Befragte an, dass sie CCIT bei DP durchgeführt hatten, vier gaben an, dass sie ein Placebo verwendeten, und fünf antworteten mit „Sonstiges“, wobei dies leere Fläschchen (sowohl DP als auch Placebo) umfasste oder dass CCIT noch nicht implementiert wurde.

Die Befragten gaben an, dass eine Vielzahl von CCIT-Methoden verwendet werden, und die meisten gaben an, dass sie beabsichtigen, zu jährlichen Zeitpunkten CCIT zur Stabilität durchzuführen. Die Sterilität würde zum ersten und letzten Zeitpunkt durchgeführt. Die meisten Befragten gaben an, dass die Beschränkung kleiner Losgrößen eine erhebliche Herausforderung für die Umsetzung von CCIT gemäß den aktuellen regulatorischen Leitlinien darstellt.

Bei herkömmlichen CCIT-Methoden handelt es sich beim Eindringen von Farbstoffen und Mikroben um probabilistische Methoden, die eine große Menge an Behältern für die Methodenvalidierung und Probenprüfung erfordern. Im Jahr 2016 wurde USP <1207> eingeführt, um die Industrie zu ermutigen, auf deterministische Methoden umzusteigen, da diese wiederholbare und vorhersehbare Ergebnisse liefern. Drei Viertel der Umfrageteilnehmer gaben an, dass sie bereits eine deterministische Methode für CCIT verwenden oder implementieren werden (siehe Abbildung 3).

Figur 3:Planen Sie, CCIT mit deterministischen Methoden zu testen?

Tabelle 1 ist ein Auszug der allgemeinen Vorteile und Einschränkungen jeder Methode basierend auf den Umfrageergebnissen und Literaturreferenzen.

Tabelle 1:Vergleich der Vorteile und Grenzen verschiedener CCIT-Methoden (Auszug)

Als integraler und ganzheitlicher Prozess wird CCIT im gesamten Lebenszyklusmanagement bewertet, einschließlich der Entwicklung der Primärverpackung, der CCIT-Methodenvalidierung und der Qualifizierung der Abfülllinie. Viele Gentherapieprodukte werden gefroren geliefert. Die Aufrechterhaltung der Integrität des Behälters ist bei Gefriertemperaturen eine Herausforderung, da die niedrige Temperatur möglicherweise Auswirkungen auf die Verschlussmechanismen haben kann, wenn das Fläschchen und der Gummistopfen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Beim Einfrieren kann es bei Gummistopfen und Glasfläschchen zu Unterschieden in der CCIT kommen, im Vergleich zu Fläschchen aus zyklischem Olefinpolymer.

Untersuchungen zeigen, dass Lecks, die bei der Tiefkühllagerung entstehen, wieder verschlossen werden können, wenn die Fläschchen wieder auf Raumtemperatur gebracht werden, was zu falschen CCIT-Ergebnissen führt. Daher ist es wichtig, die Eignung der Kombination aus Fläschchen und Stopfen zu beurteilen, um sicherzustellen, dass der Schrumpfungsgrad des Gummistopfens und des Fläschchens bei niedrigen Temperaturen die Integrität des Behälterverschlusses nicht beeinträchtigt. Durch die Durchführung einer CCIT an gefrorenen Fläschchen kann dieses Problem direkt behoben werden.

Im Allgemeinen wird ICH Q2: Validierung analytischer Verfahren befolgt, um CCIT mit Schlüsselparametern wie Genauigkeit, Präzision und Nachweisgrenze zu validieren. Arzneimittelformulierung und -behälter werden in der frühen Entwicklungsphase noch nicht finalisiert. Eine Änderung des Behälters während der Entwicklung würde die Entwicklung und Validierung einer CCIT-Methode speziell für das neue Behälterverschlusssystem erfordern.

Typischerweise wird eine Positivkontrolle mit einem lasergebohrten (≥ 1 μm) oder mikrodrahtgebohrten (≥ 0,2 μm) Defekt bekannter Größe erstellt, um die Nachweisgrenze bei einem 95 %-Konfidenzintervall zu bewerten und zu verifizieren. In einigen Fällen werden Fläschchen mit einer bekannten Menge des Detektionsgases als CCIT-Defektstandards generiert.

Ein Ansatz zur Begrenzung der Verwendung von Produktfläschchen für CCIT- und Sterilitätstests besteht darin, nur eine begrenzte Anzahl von Fläschchen zu jährlichen Zeitpunkten zu testen. Dies hat einen erheblichen statistischen Nachteil, könnte aber zu einem deutlich geringeren Testaufwand des DP führen. Sterilitätstests zu jährlichen Zeitpunkten könnten ein geeigneter Ansatz für ein sehr frühes Stadium sein, in dem noch keine CCIT-Methode etabliert ist. Da bei Sterilitätstests jedoch auch eine beträchtliche Anzahl von Fläschchen verwendet werden kann, wäre es wichtig, Stabilitätsstudienstrategien in Betracht zu ziehen, die entweder CCIT oder Sterilität, aber nicht beides, verwenden.

Um die Gemeinkostenverluste bei Produkttests zu minimieren, könnte CCIT mithilfe von Ersatzfläschchen erreicht werden. Ein solcher Ansatz ermöglicht größere Probengrößen für Freigabe- und Stabilitätstests, was zu einer besseren Fähigkeit führt, einen CCIT-Fehler zu erkennen und gleichzeitig das Produkt zu schonen. Ein geringerer Testaufwand könnte dazu beitragen, die Kosten zu senken und den Zugang für Patienten zu verbessern. Bei diesem Ansatz besteht der zusätzliche Vorteil darin, dass Ersatzfläschchen kein Produkt enthalten, das einen Defekt „verstopfen“ (dh blockieren) könnte, der zu einem falschen CCIT führt.

Leere oder mit Wasser gefüllte Fläschchen enthalten keine Hilfsstoffe, was die Möglichkeit eines falschen CCIT-Ergebnisses aufgrund des „Verstopfens“ von Defekten weiter verringert. Im Hinblick auf die Minimierung dieser Verstopfung bieten leere Fläschchen möglicherweise die größte Empfindlichkeit, wenn die ausgewählte CCIT-Methode auf leere Fläschchen auf die gleiche Weise wie auf gefüllte Fläschchen angewendet werden kann.

Die Hälfte der Umfrageteilnehmer gab an, dass sie Ersatzfläschchen für die CCIT verwenden würden (siehe Abbildung 4). Für diejenigen, die das Produkt nicht für CCIT verwenden, war die Auswirkung auf die Chargenausbeute ein Hauptgrund. Die meisten Befragten gaben an, dass sie diese Fläschchen für CCIT am Ende eines DP-Abfülllaufs generieren würden. Die andere Hälfte der Befragten, die angaben, dass sie CCIT am DP testen würden, gaben an, dass sie zu Beginn, in der Mitte und am Ende des Laufs Proben für CCIT entnehmen würden.

Figur 4:Verwendet Ihr Unternehmen Placebo-/Leer-/Medium- oder Wasser-gefüllte Fläschchen für die klinische Chargenfreigabe und/oder Stabilitätstests für die Integrität des Behälterverschlusses?

Die Prüfung von Ersatzfläschchen richtet sich nach den Grundsätzen der USP <1207.1> und der FDA Guidance for Industry: Integritätsprüfung von Behältern und Verschlusssystemen anstelle von Sterilitätsprüfungen als Bestandteil des Stabilitätsprotokolls für sterile Produkte, sofern eine entsprechende Begründung vorliegt.

Um den Aufwand für Methodenentwicklung, -validierung und -tests weiter zu reduzieren, könnte dieselbe Methode für ähnliche Produkte verwendet werden, die in denselben Behälterverschluss abgefüllt werden, und zwar unter Verwendung eines Klammeransatzes für die Methodenvalidierung. Dies steht im Einklang mit USP <1207> und den FDA-Leitlinien für die Industrie: Integritätstests für Behälter und Verschlusssysteme anstelle von Sterilitätstests als Bestandteil des Stabilitätsprotokolls für sterile Produkte.

Tabelle 2 fasst die Vorteile und Grenzen verschiedener potenzieller Ansätze zur CCIT-Validierung und routinemäßigen Implementierung für Gentherapieprodukte mit begrenzter Chargengröße (z. B. <500 DP-Fläschchen) zusammen. Es zeigt sich, dass leere Fläschchen aus risikobasierter Sicht einen deutlichen Vorteil und insgesamt weniger Einschränkungen haben.

Tabelle 2:Vergleich der Vorteile und Grenzen verschiedener CCIT-Strategien

Produktivität und/oder Gesamtchargengrößen, gemessen an der Anzahl der Fläschchen mit Gentherapieprodukten, stellen erhebliche Herausforderungen für Unternehmen dar, die diese Produkte entwickeln. Beim aktuellen Stand der Technik ist eine Vergrößerung des Umfangs und/oder der Ausbeute keine praktikable Lösung für dieses Problem des Testaufwands, insbesondere bei kleineren Behandlungen für seltene Krankheiten.

Ein möglicher Ansatz zur Minimierung der Overhead-Verluste beim Testen umfasst die Durchführung einer CCIT an leeren Fläschchen, Placebo-Fläschchen, mit Medien gefüllten Fläschchen oder mit Wasser gefüllten Fläschchen (gemeinsam als „Ersatzfläschchen“ bezeichnet), die mit derselben Ausrüstung verarbeitet wurden. Diese Art von Ansatz kann zusätzliche Vorteile haben, da falsche Ergebnisse vermieden werden und eine höhere Wahrscheinlichkeit für die Erkennung von Fehlern besteht.

Darüber hinaus kann mit repräsentativen Ersatzfläschchen eine größere Anzahl von Fläschchen für die CCIT beprobt werden, was zu einer höheren Wahrscheinlichkeit der Erkennung von Mängeln führt, ohne die Chargenausbeute zu beeinträchtigen. Methodenentwicklungs- und Validierungsstudien sollten eine klare Begründung und Rechtfertigung für die Verwendung eines Ersatzes für CCIT liefern.

Dieser Artikel ist eine Zusammenfassung einer aktuellen BioPhorum-Veröffentlichung zu diesem Thema. Weitere Informationen finden Sie im vollständigen Artikel unter Minimierung der Auswirkungen von Integritätsprüfungen des Behälterverschlusses auf die Chargenausbeute von Gentherapien.

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