Pourquoi la bioproduction est-elle si difficile ?

Plus tôt cette année, la société de biotechnologie basée à Cambridge, Genzyme, a annoncé le dernier d'une série de retards de fabrication de Fabrazyme, un médicament biologique qui traite une maladie génétique rare, après qu'un lot du médicament s'est avéré contaminé. La nouvelle a fait suite à un revers plus grave en 2009, lorsque Fabrazyme et un autre médicament ont été contaminés par un virus ; le problème a fermé l'usine de fabrication et créé des pénuries importantes.

Chris Love, ingénieur chimiste du MIT, vise à rendre la production de médicaments biologiques plus prévisible.

Genzyme n'est pas le seul à être confronté à ces problèmes. Les produits biologiques—les médicaments fabriqués par un processus biologique plutôt que par synthèse chimique, une catégorie qui comprend les protéines recombinantes, les vaccins et les anticorps—sont le segment de l'industrie pharmaceutique qui connaît la croissance la plus rapide. En 2008, près de 30 pour cent des revenus des 100 principaux médicaments provenaient des produits biologiques, un chiffre qui devrait atteindre 50 pour cent d'ici 2014.

Mais les mêmes facteurs qui rendent les médicaments biologiques puissants en font également un défi à fabriquer. Ils imitent généralement les protéines et autres molécules présentes dans les organismes vivants et peuvent cibler des entités nocives, telles que certaines cellules cancéreuses, avec une grande précision ; bon nombre des nouveaux médicaments les plus prometteurs contre le cancer et d'autres maladies appartiennent à cette classe. Les produits biologiques ont tendance à être des molécules plus grosses et plus complexes que les médicaments synthétisés par des réactions chimiques, ce qui ajoute aux défis de production et les rend coûteux. Une seule dose de certaines thérapies biologiques peut coûter 10 000 $.

Les produits biologiques sont le plus souvent produits par des cellules qui poussent dans un bioréacteur, une cuve conçue pour maintenir des conditions soigneusement calibrées. Parce que les cellules sont vivantes, chaque fois que vous faites fonctionner un réacteur, le résultat peut être un peu différent, dit Chris Amour , un ingénieur chimiste qui fait partie du MIT Programme de recherche en biofabrication . Cette variabilité inhérente rend le processus à la fois coûteux et imprévisible.

Un autre problème est que pour que les produits biologiques obtiennent l'approbation des organismes de réglementation, il ne suffit pas que le médicament lui-même soit approuvé, comme c'est le cas pour les médicaments à petites molécules ; le procédé de fabrication doit également être approuvé. Bien que cela soit important pour la sécurité, cela rend également coûteux la modification du processus de production après son approbation, ce qui décourage l'innovation. Au moment où le médicament est sur le marché, vous travaillez avec une technologie ancienne, dit Charles Cooney , ingénieur chimiste au MIT. Vous devez verrouiller la technologie de nombreuses années avant le lancement d'un produit commercial.

Et même lors du développement de médicaments expérimentaux, les fabricants ont tendance à s'en tenir à des méthodes qui ont déjà fait leurs preuves. En conséquence, les nouvelles avancées en biologie des systèmes et en microtechnologie n'ont pas été intégrées à la bioproduction, explique Love.

Les chercheurs utilisent cette micropuce pour rechercher des cellules capables de produire des protéines de la manière la plus prolifique.

Lui et d'autres chercheurs espèrent changer cela en rendant la bioproduction plus prévisible. L'un des objectifs de Love est de s'assurer que les cellules qui produisent ces médicaments coûteux sont aussi productives que possible, ce qui devrait réduire les coûts. Pour ce faire, les chercheurs tirent parti des différences naturelles de productivité entre les cellules. Ils favorisent les mutations pour créer une variabilité génétique, puis utilisent des micropuces pour analyser le comportement des cellules individuelles, en choisissant les plus prolifiques pour une production à plus grande échelle.

Un deuxième défi majeur dans la bioproduction est d'assurer la qualité des médicaments, ce qui est compliqué car les médicaments à base de protéines doivent se replier en une forme tridimensionnelle et doivent avoir les étiquettes chimiques appropriées. Et parce que ces médicaments sont produits dans des conditions favorables aux microbes, ils peuvent être infectés par des virus. De nombreuses erreurs sont commises parce que nous n'avons pas les bonnes analyses pour mesurer le produit ou le processus, explique Cooney. La fabrication se situe sur un chemin critique entre la science et le patient et devrait être intégrée dans le continuum du développement de médicaments. Je pense que la plupart des entreprises savent qu'elles doivent investir tôt dans la fabrication, mais elles ne consacrent pas assez d'efforts au développement de processus dès le début.

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