La thérapie par lymphocytes T à récepteur antigénique chimérique (CAR-T) est l'une des avancées les plus significatives dans le traitement du cancer depuis des décennies. Elle consiste à prélever les lymphocytes T d’un patient, à les modifier génétiquement afin qu’ils reconnaissent et attaquent les cellules cancéreuses, puis à les réinjecter dans l’organisme. Depuis leur première autorisation réglementaire en 2017, les thérapies CAR-T ont conquis les marchés du monde entier : sept sont autorisées aux États-Unis, et d’autres l’ont été en Chine, en Inde et en Europe, portant ainsi à 11 au total dans le monde les produits disponibles sur le marché, un nombre d’ailleurs en augmentation. Le marché mondial des thérapies CAR-T devrait enregistrer une croissance considérable dans les dix prochaines années, avec plus de 2 300 essais cliniques enregistrés rien qu'aux États-Unis, et s'étendre aux tumeurs solides et aux maladies auto-immunes.
L'essor des thérapies CAR-T marque un tournant fondamental dans la fabrication des traitements par l'industrie pharmaceutique. Traditionnellement, la fabrication de médicaments à petites molécules implique la production de grands lots expédiés dans le monde entier. Les thérapies CAR-T et, plus largement, le domaine des thérapies cellulaires et géniques (TCG) remettent en question ce modèle afin de résoudre les problèmes liés au coût élevé de la production, à son échelle, et à la distribution. La plupart des thérapies CAR-T homologuées étant fabriquées à partir des cellules d'un patient donné, chaque cycle de fabrication produit un traitement destiné à une seule personne. La production peut être réalisée sur le lieu de soins, selon un modèle décentralisé qui consiste à fabriquer le produit au sein ou à proximité de l'établissement où le patient sera traité, plutôt que dans des sites de production pharmaceutique centralisés.
Que l'on opte pour une approche sur le lieu de soins ou pour une fabrication centralisée, des critères essentiels doivent être pris en compte afin de garantir la qualité et la sécurité des produits tout en améliorant les processus opérationnels et la dynamique de la chaîne d'approvisionnement. La rapidité et la logistique revêtent d'ailleurs une importance encore plus cruciale dans le cas des thérapies cellulaires et géniques : les patients se trouvent souvent dans un état critique pendant les semaines que dure la fabrication de leur traitement, et certains voient leur maladie progresser tandis qu’ils sont dans l’attente d’un traitement.
Tout cela modifie les exigences pesant sur les infrastructures de production, et relever ces défis repose avant tout sur un élément fondamental : la qualité de l'eau.
Pourquoi la qualité de l'eau est-elle si importante en thérapie cellulaire ?
L’eau pour préparations injectables (EPPI) est utilisée tout au long de la fabrication des traitements CAR-T pour la préparation des milieux de culture, la dilution des tampons et des réactifs, ainsi que comme eau de process dans les procédés aseptiques. Étant donné que de nombreuses thérapies cellulaires — en particulier lors de la phase d'essai clinique (IND, Investigational New Drug) — reposent sur une production à petite échelle, les coûts d'infrastructure et de validation pour l’EPPI produite en interne peuvent s'avérer prohibitifs. Par conséquent, les fabricants ont souvent recours à de l'EPPI certifiée et conditionnée plutôt qu'à de grands systèmes de production d'eau. Quelle que soit la source d'EPPI, les produits CAR-T étant perfusés directement dans la circulation sanguine des patients, souvent immunodéprimés, toute contamination survenant au cours de la fabrication peut avoir de graves conséquences. Le processus de fabrication complexe étant déjà soumis à de nombreuses variables à chaque étape, les fabricants ont besoin que la pureté de l'eau soit une constante, et non une variable supplémentaire susceptible de compromettre les caractéristiques de qualité essentielles.
Les endotoxines constituent une préoccupation majeure. Les thérapies cellulaires ayant une très courte durée de conservation, il peut arriver que le traitement soit administré avant que les résultats définitifs concernant la stérilité ou la charge microbienne ne soient disponibles. La fiabilité des tests d'endotoxines, comme indicateurs essentiels de contamination, revêt donc d'autant plus d'importance. Les endotoxines sont suffisamment puissantes pour déclencher des réponses immunitaires dangereuses, même à de faibles concentrations, et elles sont notoirement difficiles à éliminer une fois qu’elles ont pénétré dans un environnement de production. Les instances réglementaires, notamment la FDA et la Pharmacopée européenne, fixent le seuil pyrogène à 5 unités d'endotoxines (UE) par kilogramme de poids corporel et par heure pour les produits injectables. L’EPPI doit respecter une limite de 0,25 UE/mL fixée par la pharmacopée. Les fabricants de thérapies CAR-T doivent valider leurs méthodes de dosage des endotoxines pour chaque produit spécifique, car les matrices biologiques complexes en jeu peuvent interférer avec les tests standard.
Les exigences relatives à la qualité de l'eau ne se limitent pas aux endotoxines. Le carbone organique total (COT), la conductivité et la charge microbienne doivent tous être surveillés tout au long du processus de production. Durant la phase de R&D, lorsque les cellules sont isolées et modifiées, de l'eau ultra-pure est également nécessaire — un défi que Veolia relève dans l’ensemble du secteur des sciences de la vie.
La pression pour une surveillance plus rapide et plus fiable
L'évolution vers la fabrication en continu et la technologie d’analyse de procédé (PAT) dans l'industrie biopharmaceutique met à rude épreuve les méthodes traditionnelles d'analyse de la qualité de l'eau. Alors que le passage aux tests de COT et de conductivité en temps réel est essentiel pour les installations dotées de grands systèmes d'eau, la production à plus petite échelle fera peser la charge sur les laboratoires. Même en laboratoire, la pression pour répondre à des exigences croissantes de production implique que les solutions et technologies analytiques évoluent pour améliorer l'efficacité opérationnelle, rationaliser les processus et réduire les risques. La mise en place des tests conventionnels de détection des endotoxines peut nécessiter jusqu'à une heure et requiert des techniciens bien formés pour préparer soigneusement les échantillons, les étalons et les contrôles. Ces méthodes sont sujettes à des variations d'un opérateur à l'autre et ne répondent pas bien aux exigences actuelles en matière d'intégrité des données.
Pour les fabricants de traitements CAR-T soumis à des délais serrés, cette approche est source de congestions. De nombreux établissements autorisent la mise en production des matériaux sous réserve, dans l'attente des résultats de laboratoire, au risque de devoir mettre au rebut un lot entier de traitement spécifique à un patient, d'une valeur bien supérieure à 100 000 USD, en cas d'échec des tests. Qu'un établissement s'oriente vers un contrôle qualité en temps réel pour un système d'eau, ou qu'il s'appuie sur des instruments de laboratoire pour gagner en efficacité, les instruments d'analyse doivent fournir des résultats plus rapidement, avec moins d'intervention manuelle et grâce à des systèmes de données respectant les contrôles réglementaires.
La dynamique des effectifs ajoute encore à la complexité. Le secteur des thérapies cellulaires et géniques est confronté à une pénurie bien documentée de personnel de fabrication qualifié et, du fait d’un taux de rotation élevé, les fabricants ont besoin d'instruments suffisamment intuitifs pour permettre aux nouveaux opérateurs de les maîtriser rapidement, sans pour autant compromettre la précision ou la conformité.
L’apport de la technologie Sievers de Véolia
Les instruments d'analyse de Veolia sont utilisés dans toute la chaîne de fabrication biopharmaceutique afin de surveiller la qualité de l'eau, pour ce qui est du COT et des endotoxines. Grâce à ses solutions analytiques et pour l'eau de laboratoire, conçues à l'appui de la production en TCG, Veolia répond aux exigences en constante évolution du secteur. Pour les fabricants de thérapies CAR-T et cellulaires confrontés aux défis exposés précédemment, la plateforme de test d’endotoxines bactériennes (TEB) Eclipse Sievers de Veolia et le test de COT en temps réel apportent de sérieuses améliorations aux méthodes traditionnelles.
La plateforme Eclipse utilise la technologie microfluidique pour automatiser les tests cinétiques chromogènes, réduisant ainsi le temps de préparation des tests jusqu’à 85 % — passant de près d’une heure à environ neuf minutes pour une procédure à 21 échantillons. De plus, la production des thérapies cellulaires et géniques étant extrêmement coûteuse, les fabricants sont particulièrement sensibles aux volumes d'échantillons requis pour les tests de qualité. La technologie microfluidique de la plateforme Eclipse permet de réduire le volume d'échantillon par test, tout en diminuant jusqu'à 90 % l'utilisation du réactif LAL (lysat d'amibocytes de limule). Le LAL est extrait du sang de limules, et en réduire l'utilisation permet de satisfaire aux objectifs croissants de durabilité de l'industrie pharmaceutique tout en conservant la sensibilité et la spécificité exigées par les autorités réglementaires.
La plateforme répond à toutes les exigences des pharmacopées internationales harmonisées — USP <85>, PE 2.6.14, JP 4.01 et ChP 1143 — et son logiciel personnalisable est conforme à la norme 21 CFR Part 11 et aux directives ALCOA+ sur l'intégrité des données.
La simplification du flux de travail permet également de relever les défis liés à la main-d'œuvre. Eclipse assurant l'automatisation des courbes étalons et des contrôles positifs grâce à des microplaques préchargées, il réduit donc le nombre d'étapes de pipetage et minimise la variabilité d'un opérateur à l'autre, ce qui permet aux nouveaux membres de l'équipe d'effectuer plus facilement des tests fiables sans formation approfondie.
Suivre le rythme des évolutions à venir
À mesure que les thérapies CAR-T se développent et alors que de plus en plus de fabricants font leur entrée sur ce marché, les exigences en matière d'infrastructures de traitement de l'eau ne cesseront de croître. Les nouvelles tendances, telles que les thérapies allogéniques (prêtes à l'emploi), la production in vivo de cellules CAR-T et la fabrication intelligente automatisée, laissent présager une augmentation des volumes de production et un renforcement des exigences en matière de contrôle qualité. Les fabricants qui mettent très tôt en place des plateformes de test à haute fiabilité — souvent dès la phase d’essai clinique (IND) — limiteront les risques sur la qualité et seront mieux placés pour s'adapter à l'évolution du marché.
Dans un secteur à haut risque où les thérapies sont extrêmement coûteuses et le volume des échantillons déterminant, les instruments Sievers offrent aux fabricants de TCG la fiabilité dont ils ont besoin pour garantir la sécurité des patients et suivre le rythme effréné des thérapies cellulaires modernes.
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Auteur | Brittany Gleason
Directrice Marketing mondial, Solutions analytiques, Veolia Water Tech
