Pertimbangan Manufaktur dan Persyaratan Peraturan untuk Pengembangan Farmasi Nanovaccines

Read Also

Produk vaksin sering direkayasa dengan empat komponen utama: imunogen yang dapat menginduksi respon imun yang berasal dari patogen (protein, peptida, lipid, mRNA); adjuvant, yang merupakan agen stimulator yang mempotensiasi respon imun terhadap imunogen yang diberikan (independen atau sebagai konjugat dengan imunogen); strategi pengiriman, yang memanfaatkan nanocarrier untuk merangkum atau menyajikan imunogen ke APC dengan cara yang stabil dan terarah (misalnya, vektor virus, nanocarrier atau hidrogel); dan terakhir, perangkat yang dirancang untuk memberikan vaksin secara fisik (jarum suntik, implan, microneedle patch). Ada berbagai persyaratan peraturan kualitas, keamanan dan kemanjuran untuk pengembangan dan produksi produk biofarmasi yang kompleks ini, dari tahap awal pengembangan, melewati berbagai tahap pembuatan, diakhiri dengan penyimpanan dan distribusi. Di sini, kami akan menjelaskan persyaratan peraturan ini, terutama untuk pemrosesan hulu dan hilir, menyoroti pertimbangan khusus untuk pengembangan formulasi vaksin nano.

Pemrosesan Hulu

Proses pembuatan vaksin nano dapat dianggap identik dengan vaksin konvensional untuk pemrosesan hulu. Setelah metode fabrikasi imunogen telah dipilih (live-attenuated, Inactivated/killed, subunit, conjugation, recombinant, recombinant vector or VLP), Master Viral Seed (MVS) dapat diproduksi dan dikarakterisasi secara ekstensif untuk memastikan kemurnian dan keamanan. Tergantung pada bahan awal, cell lines primer, cell lines kontinu atau telur ayam dapat digunakan sebagai substrat untuk menumbuhkan virus. Platform produksi ini masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Jadi, selama pengembangan dan seleksi, poin-poin berikut harus dipertimbangkan: hasil, efek modifikasi pasca-translasi, biaya, risiko kontaminasi, skalabilitas, kompleksitas, skala waktu produksi, profil glikosilasi, dan kerangka kerja untuk persetujuan peraturan.

Dari bank awal ini, Working Viral Seeds (WVS) disebarkan untuk lot produksi untuk memastikan konsistensi dan kepercayaan pada kualitas produk akhir. WVS dapat dianggap sebagai produk antara, karena beberapa galur atau subunit yang berbeda dapat dicampur dalam jumlah akhir selama formulasi. Penggunaan lot benih induk dan benih bekerja menyediakan metode untuk membatasi replikasi benih dan meminimalkan kemungkinan variasi genetik.

Ini diikuti oleh isolasi imunogen dari lingkungannya, umumnya melalui sentrifugasi dan homogenisasi. Manipulasi bahan lebih lanjut, termasuk enkapsulasi ke dalam nanocarrier dapat dianggap sebagai pemrosesan hilir karena imunogen tidak berubah setelah titik ini.

Pemrosesan Hilir

Setelah imunogen dalam bentuk bebasnya, bahan dapat dimurnikan menggunakan salah satu metode berikut: filtrasi steril, ekstraksi pelarut, pengendapan alkohol, ultrafiltrasi, kromatografi permeasi gel, zona sentrifugasi, inaktivasi formaldehida, diafiltrasi, pengendapan deterjen dan berbagai metode kromatografi lainnya. Bergantung pada strategi pengiriman nanocarrier yang dipilih, metode enkapsulasi yang tepat digunakan. Untuk pembuatan liposom, tiga teknik dasar meliputi: (1) metode mekanis seperti hidrasi film dan mikrofluidisasi, (2) perpindahan pelarut seperti injeksi etanol dan reverse phase evaporation dan (3) metode deplesi deterjen. Beberapa metode lain dapat digunakan untuk produksi dan penggabungan imunogen; namun hal-hal berikut harus dipertimbangkan selama proses seleksi:

Skalabilitas—penelitian laboratorium skala kecil harus memiliki kemampuan untuk diskalakan dengan mudah untuk memenuhi kebutuhan pasar, dengan mempertimbangkan keterbatasan teknologi;

Penggunaan pelarut organik—metode yang paling dikenal menggunakan pelarut organik; namun, karena efeknya yang merugikan pada kesehatan, mereka perlu dibatasi pada sejumlah kecil pelarut kelas II seperti kloroform dan metanol untuk memenuhi persyaratan farmasi Eropa dan AS;

Konsistensi—Sebagai pemanfaatan nanocarrier meningkatkan luas permukaan ini memiliki efek pada profil biodistribusi yang mengarah ke reaktivitas tak terduga. Untuk membatasi kemungkinan reaktivitas yang tidak diinginkan, penting untuk mengkarakterisasi dan mengontrol sifat fisikokimia (distribusi ukuran, muatan, lamellaritas, efikasi jebakan, suhu transisi fase, profil pelepasan antigen) antar batch;

Suhu—Kebanyakan imunogen hanya stabil pada suhu yang lebih rendah; karenanya, metode apa pun yang membutuhkan suhu lebih tinggi tidak dapat digunakan.

Setelah imunogen telah dimuat ke dalam nanocarrier-nya, manipulasi ukuran sering dilakukan dengan menggunakan homogenisasi, yang menerapkan gaya geser untuk mencapai distribusi ukuran yang seragam. Faktor-faktor ini sering dikendalikan dengan menggunakan ukuran pori filter dan jumlah atau siklus resirkulasi.

Pada titik ini, produk antara dapat disimpan pada suhu rendah, tergantung pada hasil pengujian stabilitasnya. Oleh karena itu, hal yang perlu dipertimbangkan selama validasi dan kualifikasi vaksin serta metode pembuatannya adalah stabilitas pembawa nano pada suhu yang berbeda selama berbagai titik waktu. Untuk zat antara dan curah akhir, uji stabilitas diperlukan untuk analisis fisikokimia dan pengujian biologis. Pelaksanaan protokol stabilitas harus didasarkan pada informasi rinci tentang jenis pengujian, termasuk spesifikasi, interval pengujian dan analisis data.

Pertimbangan Formulasi

Jumlah terkontrol yang sesuai dari semua bahan dicampur untuk keseragaman untuk menghasilkan curah akhir, ini mungkin termasuk; buffer, bulking agent, menstabilkan eksipien, adjuvant dan pengawet. Seperti halnya pengembangan produk farmasi apa pun, penambahan dan konsentrasi setiap eksipien perlu dibenarkan secara cermat kepada regulator dan data relevan yang memadai harus disediakan. Jika produksi antara memiliki langkah filtrasi steril selama pemrosesan hilir, curah perlu disiapkan secara aseptik, jika tidak, langkah sterilisasi diperlukan pada akhir pemrosesan.

Jika produk vaksin akan dikomersialkan sebagai multistrain, beberapa intermediet yang mengandung WVS berbeda dapat dicampur. Namun, sebelum proses pencampuran dapat dimulai, endotoksin dan potensi antara harus diuji. Tes yang paling umum dikenal di industri adalah Limulus Amebocyte Lysate (LAL) untuk evaluasi endotoksin dan tes pembentukan plak, tes pengenceran titik akhir (tissue culture infective dose TCID50) tes netralisasi virus atau quantitative polymerase chain reaction (PCR). Tujuan dari evaluasi ini sebelum proses blending adalah bahwa intermediet dengan potensi tinggi atau endotoksin dapat dicampur dengan intermediet dengan potensi rendah atau endotoksin untuk memenuhi spesifikasi yang ditetapkan dalam lisensi. Pengaruh nanocarrier harus dipertimbangkan selama pengembangan produk untuk spesifikasi ini, karena dapat menutupi keakuratan hasil. Kebanyakan nanocarrier menunjukkan profil pelepasan tiga fase berikut: (1) pelepasan meledak karena desorpsi molekul yang melekat pada permukaannya; (2) fase antara yang dilepaskan saat matriks pembawa terdegradasi; dan (3) pelepasan akhir dari bahan yang dienkapsulasi. Oleh karena itu, profil pelepasan harus dicirikan secara akurat untuk merancang uji potensi dan endotoksin secara tepat.

Selama pengembangan formulasi, interaksi komponen juga harus dipelajari dengan cermat untuk merancang vaksin nano dengan aktivitas optimal. Interaksi ini termasuk, tetapi tidak terbatas pada, interaksi immunogen-nanocarrier dan interaksi adjuvant-nanocarrier. Interaksi imunogen-nanocarrier dapat mencakup perubahan presentasi antigen ke APC yang dapat ditingkatkan atau dihambat. Sebagai contoh, nanopartikel besi oksida berlapis poli(vinilalkohol) telah terbukti menghambat pemrosesan OVA oleh DC untuk merangsang sel T CD4+, sedangkan, polimer berbasis poli(d,l-laktik-co-glikosida). nanopartikel secara signifikan meningkatkan presentasi antigen dan aktivasi sel T oleh OVA di DC. Interaksi adjuvant-nanocarrier juga harus dipelajari secara ekstensif untuk menghindari hiperaktivasi adjuvant dengan adanya nanocarrier. Beberapa vaksin telah diketahui ditarik dari pasaran karena toksisitas ajuvan yang mengakibatkan stimulasi CD28 pada sel T yang memicu hipersitokinemia.

Selain itu, karena nanocarrier dapat memiliki aktivitas biologis yang tidak dapat diprediksi dalam inangnya sendiri, pertimbangan harus diambil untuk mempelajari efeknya dalam studi klinis dibandingkan dengan bahan curah. Jalur nanotoksisitas utama dalam sel dapat melibatkan stres oksidatif, peradangan dan genotoksisitas, yang oleh karena itu memerlukan penilaian toksisitas praklinis dan klinis yang ekstensif dari nanocarrier yang digunakan untuk formulasi vaksin.

Kontrol Kualitas dan Pengujian Rilis

Seperti halnya produk biofarmasi lainnya, produsen nanovaksin terikat untuk melakukan tes yang sesuai untuk spesifikasi berlisensi menurut 21 CFR 610 untuk pasar AS. Untuk produk berkemampuan nanoteknologi, spesifikasi ini dinilai berdasarkan kasus per kasus karena kurangnya keseragaman antara regulator. Secara umum, lot pelepasan produk akhir harus memenuhi standar keamanan, kemurnian dan potensi yang ditetapkan untuk produk vaksin tertentu yang disorot dalam ICH Q5C. Contoh uji ini termasuk, tetapi tidak terbatas pada uji potensi, keamanan umum (deteksi agen adventif), sterilitas, endotoksin bakteri, kemurnian, kelembaban sisa, pirogen, identitas dan bahan penyusun. Sampel hendaklah diambil selama proses pembuatan untuk menjaga dan mendokumentasikan kendali mutu dari bets yang diproses. Namun, untuk keamanan umum dan pengujian bioburden, sampel harus diambil pada langkah “dirtiest” dari proses pembuatan untuk menunjukkan tidak adanya kontaminan dalam produk.

Persyaratan dan Tantangan Regulasi

Meskipun telah lebih dari 15 tahun sejak obat nanopartikel berbasis protein pertama Abraxane® (paclitaxel terikat albumin) disetujui untuk digunakan pada tahun 2005 oleh FDA, nanomedicines terus menantang otoritas pengatur. Peran utama regulator adalah untuk memastikan kualitas, keamanan dan kemanjuran semua produk dan perangkat medis melalui kerangka peraturan yang ada dan terdefinisi dengan baik; namun, karena inovasi ilmiah dan ekspektasi pasar berkembang, menjadi semakin sulit untuk menetapkan pedoman khusus.

Kurangnya pedoman dan harmonisasi dari badan pengatur ini menyebabkan tingkat ketidakpastian yang tinggi bagi pengembang produk, menghambat pengembangan dan pemasaran produk berkemampuan nanoteknologi baru. Untuk memastikan kelancaran proses persetujuan, identifikasi, dan kesepakatan umum, persyaratan peraturan yang berlaku untuk produk/perangkat yang dievaluasi merupakan prasyarat. Dengan demikian, produk berkemampuan nanoteknologi sering dikembangkan dan ditingkatkan dengan keterlibatan dari pihak berwenang.

Memanfaatkan kerangka peraturan saat ini, proses persetujuan melibatkan persyaratan empat elemen prinsip yang diuraikan dalam Tabel. Umumnya, regulator memerlukan data rilis dan stabilitas dari batch percontohan, yang disiapkan menggunakan proses yang sama seperti produk yang dimaksudkan untuk pasar. Selain itu, mereka juga memerlukan informasi eksipien, alasan rinci dari proses pembuatan (pemurnian, sterilisasi ... dll) dan metode validasi untuk uji pelepasan yang digunakan termasuk pembenaran untuk penggunaannya. Pembenaran juga harus diberikan untuk nanocarrier yang digunakan bersama dengan data praklinis yang dibuat pada model hewan yang mengkarakterisasi respon imun untuk setiap bagian komponen (adjuvant/nanocarrier) serta komposisi vaksin akhir. Selain itu, hasil toksikologi untuk uji klinis juga penting untuk menetapkan keamanan. Hasil ini harus mencakup data yang terkait dengan toleransi lokal dan toksikologi dosis berulang yang dilakukan pada pengaturan praklinis