Principales tendencias en Biofabricación

Esas son algunas de las cuestiones clave a tener en cuenta según el 17º informe anual y la encuesta sobre la capacidad de fabricación y producción biofarmacéutica de BioPlan Associates. Incluye respuestas a encuestas de 130 tomadores de decisiones (de 33 países) tanto en organizaciones de bioprocesamiento como en organizaciones de fabricación por contrato (CMO) y respuestas de 150 proveedores de la industria de bioprocesos ( 1 ). Las principales tendencias de este informe se destacan a continuación.

Figura 1: Preocupaciones a corto plazo de alto nivel provocadas por la pandemia de COVID-19 ( 2 )

El crecimiento de la industria continúa

La industria biofarmacéutica y su sector de bioprocesamiento son saludables y continúan expandiéndose en ingresos, amplitud, importancia y diversidad. Las ventas mundiales de productos biofarmacéuticos se acercan a los 300 millones de dólares estadounidenses y aumentan globalmente a un ~12 % anual, con el apoyo del crecimiento en los mercados de bioprocesamiento (suministros y servicios) a tasas anuales comparables. Los presupuestos para nuevas inversiones de capital en equipos de bioprocesamiento están creciendo a un promedio del 8,7 %.

La encuesta proyecta un futuro positivo para algunas áreas clave . Las perspectivas para los productos biológicos están mejorando. Cada área de producto a menudo incluye mercados más pequeños, como productos huérfanos y personalizados. Las instalaciones de bioprocesamiento para los principales mercados del mundo (Asia en particular) se están expandiendo. Esta área ahora incluye una próxima ola de instalaciones que se pondrán en línea para COVID-19 y otros productos pandémicos y de biodefensa, además de expansiones en las áreas de terapias celulares y génicas.

Repunte

Los encuestados también esperan ver un repunte en las instalaciones y productos de terapia celular y génica , incluida la fabricación comercial. La implementación de sistemas de un solo uso (SUS) debería aumentar porque se esperan menos instalaciones nuevas a escala comercial basadas en equipos de acero inoxidable. Se espera un número cada vez mayor de instalaciones y salas limpias de construcción modular . El número de Buenas Prácticas de Fabricación (BPF) instalaciones se espera que aumente.

Los biosimilares, biomejoradores y biogenéricos

Los biosimilares, biomejoradores y biogenéricos captarán cuotas de mercado cada vez mayores. Adopción del procesamiento continuo, incluida la perfusión aguas arriba y la cromatografía continua, debería aumentar para la fabricación comercial en los próximos años. El número de productos diversos y novedosos que están tanto en desarrollo como comercializados debería aumentar. Dichos productos incluyen terapias celulares y génicas, conjugados de anticuerpos y fármacos y terapias con microbios vivos.

Se seguirán implementando e integrando sistemas automatizados y digitales en los equipos de proceso. Estos incluyen automatización, monitoreo y control de procesos; registro y procesamiento de datos; y tecnología analítica de procesos (PAT). Finalmente, los sistemas de expresión y la ingeniería genética avanzada mejorarán, especialmente a medida que más empresas utilicen herramientas como las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (CRISPR).

La industria se adapta para abordar la pandemia

Un informe técnico de BioPlan Associates ( 2 ) analiza cómo el sector de bioprocesamiento y la industria biofarmacéutica se han adaptado a la pandemia en curso. Los ajustes incluyen hacer los cambios operativos y de personal necesarios y prestar mayor atención para garantizar cadenas de suministro sólidas. Las actividades clave como I+D y fabricación también han aumentado para abordar las necesidades durante la pandemia. El negocio continúa como siempre sin interrupciones o cambios importantes, con muchas instalaciones agregando actividades de I+D y/o fabricación.

La Figura 1 muestra los resultados de la encuesta de las preocupaciones más citadas provocadas por la pandemia de COVID-19. La parte superior es “escasez de SUS y otros problemas de suministro”, que incluye la incapacidad de obtener suministros de un solo uso cuando sea necesario. “La priorización dolerá” es la segunda preocupación más citada. Eso significa que casi todos los proveedores y muchos desarrolladores están priorizando sus pedidos y actividades y dando prioridad a las actividades relacionadas con la pandemia y la biodefensa.

Dichas prioridades y el empeoramiento esperado de la escasez actual (incluidos los polímeros de alta pureza) darán como resultado que muchas instalaciones tengan tiempos de espera más largos para que los proveedores completen los pedidos, particularmente para suministros de un solo uso.

Cambios a largo plazo

Se producirán cambios importantes a largo plazo a medida que la industria biofarmacéutica haga su parte para resolver la pandemia de COVID-19. La principal respuesta será una expansión de las actividades de I+D y fabricación biofarmacéuticas en todo el mundo. Eso incluye un aumento sin precedentes de las vacunas relacionadas con la pandemia y la biodefensa, así como la investigación y el desarrollo terapéuticos y la fabricación para proporcionar miles de millones de dosis de vacunas COVID-19 por año. El énfasis en esas nuevas actividades significa que es probable que los biofabricantes desplacen el trabajo de bioprocesamiento existente a otras instalaciones.

Por ejemplo, los CMO más pequeños que no están involucrados en el trabajo relacionado con la pandemia se enfrentan a una mayor demanda futura a medida que otros CMO emprenden proyectos de biodefensa y pandemia.

Los ejecutivos de empresas desarrolladoras y proveedoras entrevistados proporcionaron su lista de los 10 principales efectos a largo plazo de la pandemia en el sector de bioprocesamiento. La lista incluye expectativas de efectos futuros a largo plazo, tales como

Efectos

• más subcontratación (citado por el 70% de los desarrolladores entrevistados)
• cambios en las cadenas de suministro (citados por el 60% de los desarrolladores entrevistados), incluidas las preocupaciones sobre las relaciones con los proveedores y la obtención de segundas fuentes
• más regionalización (citada por el 50 % de los desarrolladores y el 45 % de los proveedores), que se refiere a un aumento de las instalaciones de fabricación (tanto para desarrolladores como para proveedores) ubicadas en más países; por ejemplo, una planta de EE. UU. abastecería el mercado de EE. UU. mientras que las plantas en China e India apoyarían sus propios mercados regionales
• una crisis de suministro para el SUS (citada por el 50 % de los desarrolladores y el 35 % de los proveedores), que incluye un empeoramiento de la actual escasez de equipos de un solo uso
• expansión de la capacidad de fabricación del SUS (citado por el 64% de los proveedores y el 30% de los desarrolladores)
• mayor financiación (64% de proveedores y 20% de promotores).

Figura 2: Títulos promedio (g/L) de anticuerpos monoclonales a escala comercial ( 2 )

Aumento de la productividad

La productividad de la biofabricación, en particular en términos de títulos aguas arriba y rendimientos aguas abajo (en mucha menor medida), continúa aumentando gradualmente. La Figura 2 muestra los títulos promedio de anticuerpos monoclonales (MAb) informados a gran escala en las instalaciones de los encuestados durante los últimos años. Tenga en cuenta que los títulos a fines de la década de 1980 y principios de la década de 1990 generalmente estaban en unos pocos cientos de mg/L o <10% de los títulos promedio actuales.

Los hallazgos relacionados de la encuesta de este año incluyen lo siguiente:

• El título medio para el nuevo bioprocesamiento corriente arriba de MAb a escala comercial es de 3,53 g/L y 3,96 g/L para el nuevo bioprocesamiento corriente arriba de MAb a escala clínica.
• “Mejorar el título de producción” fue citado por el 56,5 % como un factor clave que tiene “el mayor impacto en la reducción del costo de los productos bioterapéuticos”.

Menos biorreactores de acero inoxidable más pequeños

BioPlan Associates proyecta que se instalarán menos biorreactores de acero inoxidable nuevos a medida que entren en funcionamiento más instalaciones de un solo uso. El volumen de biorreactores de acero inoxidable instalados y en operación también es menor. Su tamaño promedio en el sitio fue de 3502 L, en comparación con los 3694 L informados en 2018.

El porcentaje de encuestados que informaron que sus instalaciones tienen biorreactores >2000 L ha ido disminuyendo. Esencialmente, se puede suponer que todos los biorreactores >2000 L son de acero inoxidable. A pesar de toda la infraestructura necesaria y los costos de inversión de capital, el bioprocesamiento de acero inoxidable sigue siendo más rentable en comparación con SUS para la fabricación comercial continua o repetida a largo plazo.

Los seguimientos traen más productos y jugadores

El desarrollo de biosimilares (y biogenéricos en mercados internacionales menos regulados y no regulados) está dando como resultado nuevos productos, partes interesadas e instalaciones que ingresan a la industria biofarmacéutica. Directorio de proyectos de biosimilares/biomejores ( 3) informa 1099 biosimilares (incluidos los biogenéricos) en desarrollo o comercializados en todo el mundo, con 588 en ensayos clínicos o comercializados en uno o más países. Más de 560 biomejoradores están en desarrollo o comercializados en todo el mundo, con 296 en ensayos clínicos o comercializados. Más de 800 empresas en todo el mundo están involucradas en productos de seguimiento, incluidos muchos nuevos participantes en regiones desarrolladas y en desarrollo.

A medida que aumente el número de productos biofarmacéuticos similares que compiten entre sí en los mercados mundiales, la comercialización será más competitiva (incluso sobre la base de los costos del producto). Eso está obligando a los desarrolladores a adoptar tecnologías e instalaciones de bioprocesamiento óptimamente eficientes y flexibles.

“Capacity Crunch” para terapias celulares y génicas

La distribución de la capacidad de terapia avanzada es insuficiente, según los encuestados cuyas instalaciones realizan bioprocesamiento de terapia celular y génica. BioPlan ha proyectado un empeoramiento de la “crisis de capacidad” de las terapias celulares y genéticas similar a la crisis en el bioprocesamiento convencional que se temía pero se evitó a principios de la década de 2000. El déficit de capacidad actual para terapias celulares y génicas se estima en 5x o 500%. Por lo tanto, 5 veces la capacidad actual estaría en uso si dicha capacidad estuviera disponible. Ese déficit aumentará significativamente en los próximos cinco años.

A pesar de muchas nuevas instalaciones y expansiones de terapia génica y celular, la escasez futura continuará. La mayoría de los desarrolladores, incluidos los CMO líderes, están trabajando para ponerse al día con las necesidades de capacidad clínica de fase temprana y media, y pocos desarrolladores han ampliado la capacidad para la fabricación comercial y GMP.

Optimismo y escepticismo sobre el bioprocesamiento continuo

Cuando se les preguntó qué innovaciones de bioprocesamiento son más necesarias, los encuestados mencionaron con mayor frecuencia aspectos del bioprocesamiento continuo. El 44,2 % de los participantes de la encuesta citó “perfusión y procesamiento continuo aguas arriba”. El cuarenta por ciento de los encuestados indicó que esperan que sus instalaciones evalúen o prueben “aguas abajo: purificación/cromatografía continua” en 2021. BioPlan espera que la mayoría de las instalaciones de bioprocesamiento evalúen al menos una parte del procesamiento continuo este año.

Casi dos tercios de los encuestados esperan que haya instalaciones de fabricación comercial completamente continuas (en lugar de una o unas pocas partes continuas) dentro de cinco años. Casi el 60 % espera que la perfusión finalmente sea adoptada por la mayoría de las instalaciones de bioprocesamiento.

Escepticismo

Sin embargo, los encuestados son escépticos sobre el bioprocesamiento continuo en general. Más del 60% de ellos mencionaron que se necesitarán muchos años de desarrollo para lograr un bioprocesamiento verdaderamente continuo. Cuando se les pidió que calificaran las preocupaciones con respecto a la perfusión, el 71,8 % de los encuestados mencionaron la “complejidad operativa del proceso” como la principal preocupación, lo que refleja que la perfusión agrega considerables complejidades mecánicas, técnicas y normativas al bioprocesamiento. La adopción e implementación del procesamiento continuo sigue siendo baja.

Unas pocas instalaciones han implementado operaciones continuas para, en el mejor de los casos, uno o unos pocos procesos unitarios tanto aguas arriba como aguas abajo como continuos, principalmente perfusión. Esos sitios incluyen instalaciones más nuevas y algunas instalaciones que han estado usando perfusión durante décadas para la fabricación comercial de algunos productos. Los estudios de BioPlan han demostrado que solo del 5 % al < El 10 % de los biorreactores de tamaño superior al de sobremesa utilizan perfusión. La mayoría de esos sistemas utilizan biorreactores de alimentación (no de producción).

Implementación del SUS El creciente

SUS continúa avanzando hacia la fabricación biofarmacéutica y actualmente domina a escalas precomerciales (p. ej., clínica y preclínica). Mucho más del 80% de los encuestados informó un uso considerable de equipos de bioprocesamiento de un solo uso, y el 84,3% informó el uso de biorreactores de un solo uso. La implementación de esos SUS indica aplicaciones mucho más amplias de equipos de un solo uso como parte de las mismas líneas de procesamiento. BioPlan estima que ≥85 % de la fabricación de productos precomerciales (I+D y clínicos) implica una fabricación sustancial basada en SUS. La capacidad y el uso de SUS aumentarán aún más a medida que los productos se desarrollen utilizando SUS para avanzar hacia la fabricación a escala clínica y de buena fabricación actual (CGMP).

Figura 3: Áreas donde existen dificultades de contratación en operaciones biofarmacéuticas con porcentaje de encuestados

Desafíos de contratación que crean cuellos de botella significativos

A medida que la industria de bioprocesos se expande, algunas instalaciones enfrentarán importantes problemas de contratación, especialmente para sectores industriales en expansión como la medicina regenerativa. Pedimos a los encuestados que indicaran los puestos de trabajo que actualmente son difíciles de cubrir (Figura 3). De las 25 opciones, el personal de desarrollo de procesos posteriores fue citado como el más difícil de cubrir (39,5 % de los encuestados, ligeramente por debajo del 45,1 % en 2019). Los siguientes más citados fueron el personal de desarrollo de procesos (upstream) y los ingenieros de procesos. La aparente disminución de los problemas de contratación en otras áreas podría deberse a que algunas empresas han logrado optimizar sus procesos, haciéndolos más eficientes, más automatizados, más rápidos y menos costosos. Eso puede reducir la presión sobre el personal ya minimizado. Estas empresas están haciendo más, con menos o los mismos recursos.

En general, el crecimiento constante del mercado biofarmacéutico se verá suprimido por la demanda de personal. La necesidad de personal capacitado en bioprocesamiento se ha mantenido, año tras año. Es probable que ese problema empeore a medida que el personal con experiencia se retire, aumente la demanda de nuevas terapias, como las vacunas contra la pandemia, y los mercados en regiones como China continúen creciendo. Como resultado, BioPlan Associates espera mucha movilidad entre los empleados calificados, incluida la “caza furtiva” de una empresa a otra, con impactos en todas las empresas.

Referencias

1 Langer ES, et al. Informe y Encuesta de Capacidad de Fabricación y Producción Biofarmacéutica, 17ª Edición Anual . Asociados de BioPlan: Rockville, MD, abril de 2020; https://www.bioplanassociates.com/article/biopharma-manufacturing-trends-2020 .

2 Rader RA, Langer ES, Jhamb K. Impacto de la COVID-19 en el bioprocesamiento: tendencias aceleradas e impacto a largo plazo del nuevo coronavirus-19 en la cadena de suministro de la biofabricación y los bioprocesos . Asociados de BioPlan: Rockville, MD, junio de 2020; https://bioplanassociates.com/wp-content/uploads/2020/07/Covid-19-Impact-on-Bioprocessing-White-Paper-BioPlan-20200605.pdf .

3 Radar RA. Directorio de proyectos de biosimilares/biomejores . Asociados de BioPlan: Rockville, MD; https://www.biosimilarspipeline.com .

Ronald A. Rader es el director sénior de investigación técnica de BioPlan Associates; 1-301-921-5979; rrader@bioplanassociates.com ; www.bioplanassociates.com .