Sistem Sekali Pakai Memungkinkan Manufaktur CGT Skala Komersial

Sistem sekali pakai (SUS) sangat penting dalam pembuatan terapi sel dan gen (CGT). Karena komponen jalur aliran produk disuplai dalam keadaan pra-steril dan kemudian dibuang, bukan dibersihkan dan disterilkan di antara produk, SUS mengurangi beban validasi pembersihan dan memungkinkan pergantian yang cepat, yang khususnya bermanfaat dalam fasilitas multiproduk dan untuk obat-obatan yang dipersonalisasi dalam jumlah kecil.

“Sistem sekali pakai telah menjadi bagian integral dari manufaktur CGT, dengan teknologi yang diterapkan di sebagian besar langkah proses untuk terapi sel dan terapi gen, serta produksi plasmid. Aplikasi umum mencakup perakitan umum, operasi pengisian, homogenisasi, dan cryobag untuk kriopreservasi,” kata Ania Paynekepala strategi dan petugas pemasaran di Single Use Support. “(SUS menawarkan) kepatuhan yang disederhanakan terhadap persyaratan praktik manufaktur yang baik (GMP) melalui rakitan (dan) skalabilitas yang telah divalidasi sebelumnya untuk volume kecil, sangat cocok untuk kebutuhan produksi CGT yang bervolume rendah dan bernilai tinggi.”

“Teknologi sekali pakai (SUT) diadopsi secara luas dalam manufaktur CGT karena teknologi ini memberikan sterilitas, fleksibilitas, dan efisiensi proses,” tambahnya. Emmanuelle Cameaudirektur ilmiah, Genomic Medicines, di Cytiva. Dia mencatat bahwa sebagian besar proses manufaktur CGT sepenuhnya sekali pakai, dengan beberapa pengecualian, seperti teknologi spesifik dengan volume lebih besar dari 3000 L.

Seiring dengan meningkatnya manufaktur klinis dan komersial untuk sektor CGT, salah satu tantangannya adalah memastikan rantai pasokan barang habis pakai yang stabil. Tantangan lainnya adalah bagaimana menciptakan kapasitas produksi CGT yang cukup dengan melakukan scaling up atau scaling out; dalam kedua pendekatan tersebut, otomatisasi dipandang sebagai hal yang penting (1).

Bagaimana SUS memfasilitasi manufaktur skala industri?

“(SUS) lebih menyukai strategi peningkatan skala, dimana permintaan dipenuhi oleh unit-unit kecil yang paralel dibandingkan menggunakan satu kapal besar, sebuah model yang cocok untuk terapi autologus dan manufaktur terdistribusi,” kata Wayne Bowenkonsultan di TTP, yang menggabungkan bahan habis pakai sekali pakai dengan instrumen modular dan otomatis untuk memenuhi kebutuhan manufaktur tertentu. “Secara keseluruhan, SUS menghadirkan jalur manufaktur CGT yang lebih cepat, lebih fleksibel, dan berisiko lebih rendah bila dipadukan dengan otomatisasi tertutup.”

“(Industri telah) menghabiskan waktu 20 tahun atau lebih untuk menerjemahkan produksi obat-obatan hidup ini dari botol dan tabung ke dalam sistem sekali pakai yang tertutup, (dan produsen sekarang) tertantang bagaimana mengotomatiskan penanganan dan pengoperasian SUS yang dirancang dan dikembangkan untuk tangan dan mata manusia ke dalam sistem yang lebih maju,” kata Jason Jones, wakil presiden Cellular Origins, sebuah perusahaan TTP, yang telah mengembangkan platform otomatis untuk manufaktur terapi sel klinis dan komersial menggunakan robot bergerak dan hak milik perusahaan. teknologi transfer cairan steril.

Membawa metode dan sistem manufaktur CGT ke skala komersial akan membutuhkan otomatisasi yang lebih dari sekadar membantu operasi manusia, tambah Jones, namun ia memperingatkan bahwa perubahan pada proses atau bahan yang bersentuhan dengan produk harus diminimalkan untuk menghindari perubahan yang akan mempengaruhi persetujuan peraturan atau memerlukan studi perbandingan yang mahal. “Mengotomatisasi operasi untuk skala memerlukan inovasi dalam penanganan dan koneksi robotik dari SUS yang sangat spesifik, disetujui, dan dirancang untuk manusia ini guna melipatgandakan efisiensi dan standarisasi skala namun tetap menjaga prosesnya. Robotika seluler, integrasi digital penuh, dan koneksi proses penuh adalah platform yang kami terapkan di sekitar SUS ini,” jelasnya.

Cameau mengatakan keragaman jenis proses dan penggunaan alur kerja manual dalam manufaktur CGT saat ini menambah kompleksitas pada penskalaan manufaktur, namun SUT dan platform modular yang memberikan fleksibilitas dapat membantu. “Platform Cytiva Sefia yang baru-baru ini diluncurkan menggabungkan otomatisasi modular dengan kit sekali pakai untuk menstandarisasi langkah-langkah kompleks seperti isolasi, pemrosesan, dan perluasan sel, membantu pelanggan beralih dari proses manual ke solusi industri yang meningkatkan konsistensi dan mempercepat akses terhadap terapi,” jelasnya.

Pada bulan Januari 2025, Cytiva dan Cellular Origins mengumumkan kolaborasi untuk menggabungkan platform manufaktur terapi sel otomatis Cytiva dengan platform robot otomatis Cellular Origins (2). Cameau mengatakan bahwa kolaborasi semacam itu akan membantu memajukan otomatisasi robot dan desain modular, yang memungkinkan industrialisasi.

Bagaimana standardisasi mendukung industrialisasi dan mengurangi risiko pasokan?

Sistem standar dapat memfasilitasi industrialisasi dan meningkatkan fleksibilitas proses, saran Payne. “Tidak adanya standar industri untuk konektor, material, dan protokol validasi menciptakan tantangan interoperabilitas dan memperlambat adopsi,” katanya. “Kami yakin bahwa untuk mengatasi hambatan-hambatan ini, produsen biomanufaktur akan semakin bergantung pada solusi modular dan independen dari vendor.”

“Gangguan di era pandemi menyoroti satu masalah utama: industri tidak memiliki metode standar untuk memenuhi syarat komponen sekali pakai yang dapat dipertukarkan, sehingga membahayakan rantai pasokan, kelangsungan produksi, dan kepatuhan,” tambahnya. SedihManajer Pengembangan Bisnis Regional Ilmu Hayati di Watson-Marlow Fluid Technology Solutions. “Rantai pasokan SUS menghadapi tantangan seputar pertukaran komponen, khususnya dalam manufaktur CGT, di mana perakitan dalam jumlah kecil dan disesuaikan merupakan hal yang biasa. Satu komponen yang tidak tersedia dapat menghentikan produksi.”

Tanah menyimpan hal itu solusi seperti WMArchitect Interchangeable Parts dari Watson-Marlow membantu memitigasi risiko. “Memenuhi syarat seluruh jalur cairan yang berisi komponen yang dapat dipertukarkan pada akhirnya meningkatkan ketangkasan produksi sekaligus mendukung kepatuhan terhadap peraturan dan akses pasien yang lebih cepat tanpa mengorbankan kinerja atau kepatuhan,” jelasnya.

Bagaimana tantangan rantai pasokan dapat diatasi?

Meskipun komponen yang dapat dipertukarkan adalah salah satu solusinya, industri ini mengadopsi berbagai pendekatan untuk mengurangi kerentanan rantai pasokan.

“Rantai pasokan CGT rumit karena jadwal yang spesifik untuk setiap pasien dan komponen khusus. Keterlambatan dapat berdampak pada jadwal pengobatan,” jelas Cameau. “Praktik terbaik mencakup penerapan penggunaan tunggal di seluruh alur kerja, penilaian risiko menyeluruh, dan kolaborasi pemasok yang kuat. Cytiva memperkuat ketahanan melalui sumber ganda, perencanaan inventaris strategis, dan strategi manufaktur modular—membantu pelanggan memberikan terapi dengan andal dan dalam skala besar.”

“Kekurangan komponen eksklusif dapat menunda produksi, sehingga produsen memitigasi risiko dengan mengkualifikasi beberapa pemasok, menahan kelebihan stok, dan memperkuat kontrak,” tambah Bowen. “Kolaborasi lintas industri, inovasi pemasok, dan manajemen risiko proaktif sangat penting untuk membuat SUS kuat untuk manufaktur CGT klinis dan komersial serta akses pasien.”

“Pelanggan kami semakin menuntut waktu tunggu yang lebih singkat dan fleksibilitas yang lebih besar untuk mengakomodasi perubahan produk dan kuantitas dalam waktu singkat,” kata Payne. “Untuk mengatasi hal ini, kami berinvestasi dalam penimbunan strategis komponen-komponen penting dan membina hubungan dekat dengan pemasok untuk mengidentifikasi risiko atau hambatan sejak dini agar dapat merespons secara efektif. Selain itu, kami memperluas kapasitas kami untuk memenuhi permintaan yang lebih tinggi dan memenuhi ekspektasi untuk waktu tunggu yang lebih singkat.”

Sterilisasi adalah bagian penting dari rantai pasokan bahan habis pakai SU, dan industri ini baru-baru ini berfokus pada memastikan kapasitas sterilisasi dengan memenuhi syarat alternatif metode iradiasi gamma (3). Untuk mendukung upaya ini, BioPhorum menerbitkan protokol yang memberikan panduan untuk melakukan studi SUS yang diiradiasi secara berdampingan dengan gamma dan sinar-X (4). Menurut kelompok tersebut, data menunjukkan bahwa kedua metode tersebut setara.

Sistem cetakan injeksi memungkinkan manufaktur terdistribusi

Trenchan BioSystems sedang mengembangkan sistem untuk pembuatan terapi sel autologus di titik perawatan dengan pendekatan SUS berbeda yang dapat mengatasi beberapa tantangan kapasitas dan rantai pasokan dari sistem yang ada. Jon Ellis, CEO Trenchant BioSystems, mengatakan bahwa sistem otomatis, platform digital akan memenuhi kebutuhan mendesak bagi pasien, karena waktu produksi dan biaya membatasi ketersediaan dan keterjangkauan CGT. “Terapi berhasil secara klinis, tetapi pelaksanaannya memakan waktu terlalu lama,” kata Ellis. “Platform manufaktur kami dapat mengurangi waktu produksi dari minggu menjadi tiga hari serta mengurangi biaya produksi hingga lebih dari 80%.”

Proses Trench BioSystems berlangsung dalam kaset sekali pakai. Daripada memindahkan sel dari satu unit operasi ke unit operasi berikutnya melalui pipa ke dalam kantong, sistem ini membawa reagen dan buffer ke sel, yang tetap berada di dalam kaset. Ellis mengatakan bahwa kaset, yang dicetak dengan injeksi dari polikarbonat, memecahkan banyak tantangan rantai pasokan yang terkait dengan SUS yang lebih konvensional dengan menghindari kebutuhan untuk mendapatkan banyak bahan yang berbeda.

“Kesederhanaan desain kami memungkinkan kualitas tinggi dan mengurangi perakitan, sehingga mengurangi biaya,” kata Ellis. “Operator tidak perlu melakukan instalasi rumit apa pun; tidak ada pemasangan benang atau pengelasan yang dapat menyebabkan kebocoran. Sangat sedikit pelatihan yang diperlukan.”

Trenchant Biosystems telah mengembangkan protokol untuk sel T reseptor antigen chimeric (CAR-T) dan sel CD34+ yang dimodifikasi gen dan bekerja sama dengan mitra untuk menguji prototipe tersebut. Prototipe SUS dibuat dengan polikarbonat Kelas VI Farmakope Amerika Serikat (USP) sehingga bahan konstruksi yang sama dapat digunakan saat sistem beralih ke manufaktur GMP. Karena polikarbonat sudah banyak digunakan dalam proses pencetakan injeksi di ruang bersih, kemampuan manufaktur GMP untuk peralatan SUS dapat diakses, kata Ellis. Kemampuan manufaktur SUS yang mudah akan menghindari masalah yang terkait dengan sumber tunggal dan akan memungkinkan manufaktur terdistribusi.

Regionalisasi untuk mengamankan rantai pasokan

Melokalisasi pasokan dengan beberapa lokasi manufaktur di berbagai wilayah dipandang sebagai cara untuk mengurangi risiko rantai pasokan (5). Regionalisasi juga dapat membantu produsen CGT memenuhi ekspektasi peraturan yang terus berkembang.

“Modalitas CGT berkembang lebih cepat dibandingkan dengan kerangka peraturan global yang dapat mengimbanginya,” kata Mokuolu. “Para pengembang semakin diharapkan untuk menentukan atribut-atribut kualitas yang penting sejak dini, melibatkan regulator lebih cepat, dan menerapkan strategi pengendalian proses yang kuat yang memastikan kualitas yang konsisten di seluruh lokasi dan wilayah. Regionalisasi rantai pasokan membantu produsen memenuhi ekspektasi peraturan regional yang berbeda-beda, mengurangi ketergantungan pada komponen sumber tunggal, dan menyederhanakan pengendalian perubahan dengan jadwal persetujuan yang dipercepat.”

Mokuolu menyimpulkan bahwa penting untuk merancang SUS yang tangguh dan andal serta memungkinkan proses yang mendukung manufaktur CGT yang skalabel dan berkelanjutan.

Referensi

1. Aliansi Sistem Bio-Proses. Otomatisasi Operasi Unit Sekali Pakai dalam Bioproses: Perangkap, Tip dan Tren. Kertas Putih. Desember 2025.
2. Cytiva. Cellular Origins dan Cytiva Berkolaborasi untuk Menghadirkan Kemampuan Manufaktur Robot Otomatis untuk Terapi Sel dan Gen. Siaran Pers. 16 Januari 2025.
3. Penantang, CA Tren Sterilisasi Bahan Sekali Pakai | BioPharm Internasional, BioPharm Internasional 2024 37 (7).
4. Mitchell, L. Mengonfirmasi Kesetaraan Iradiasi Gamma dan Sinar-X30 Januari 2025.
5. Mangal, A. Membangun Jaringan Biomanufaktur yang Kuat untuk Gelombang Terapi Berikutnya, BioPharm Internasional31 Desember 2025.

Tentang penulis

Jennifer Markarian adalah penulis kontributor Teknologi Farmasi dan sebelumnya editor manufaktur untuk Teknologi Farmasi.