Validation d

1. Validation d�une unit� de production en r�acteur Mario Jolicoeur, ing., Ph.D. Professeur D�partement de g�nie chimique

3. Probl�matique particuli�re Chimie de synth�se Formation de produits secondaires, interm�diaires Isoformes Nombre �lev� de r�actions/�tapes successives Utilisation de produits dangereux (e.g. phosg�ne) �tapes successives de concentration/purification

4. Probl�matique particuli�re Biotechnologie Catalyseur Cellule ou microorganisme en culture pure Conditions de culture: temp�rature, pH, pO2, pCO2, etc. Contaminants: Les cellules h�tes: perte de rendements et pathog�n�cit� de r�sidus Contamination: pathog�n�cit� (pyrog�nes), immunog�nicit� Mutations Accumulation du produit Formation de produits secondaires, interm�diaires Isoformes et diff�rence de bioactivit�: Prot�ines: patron de glycosylation ADN: mutations Cellules: diff�renciation/d�diff�renciation/ph�notype Nombre �lev� de r�actions simultan�es et en r�seau Utilisation de milieux de culture nutritifs complexes D�finit vs non-d�finit (s�rums, extraits de levures, etc.) �tapes successives de concentration/purification

5. Objectifs de la validation Assurer la reproductibilit� du proc�d� de production Qualit� et Quantit� du produit Faciliter les �tapes finales de purification Diminution des co�ts et reproductibilit� de la qualit� Conna�tre les limites d�op�ration Temps de r�ponse et diagnostiques de la performance Conna�tre le cycle d�entretien Prolonger la dur�e de vie des �quipements Assurer la conformit� aux normes

6. D�finition et port�e Performance: en plus de la capacit�, inclue les crit�res de performance des �quipements; contr�le la qualit� et la propret� du produit et des divers contenants Fonctionnalit�: en plus du fonctionnement de base, on entend les attributs clefs fonctionnels telle que la capacit� � maintenir le fonctionnement � l�int�rieur des plages critiques d�op�ration Construction: neutralit�, durabilit�, nettoyabilit� et st�rilisabilit� des mat�riaux de construction des �quipements entrant en contact avec le produit Instrumentation: les outils permettant de suivre le d�roulement d�un proc�d� et d�en �valuer le caract�re critique

7. Cadre du proc�d� Qualit� de l�air: classification des salles o� sont install�s les �quipements; de l�air entrant en contact avec le produit ou des surfaces entrant en contact avec le produit Dessins: plans de l�ensemble des salles incluant l��coulement des marchandises et des personnes Services: les besoins instantan�s et � long terme

8. �tapes d�un proc�d� Pr�paration des r�actifs : peut s�agir de nutriments ou d�agents de formulation; peser (classe 100 000); parfois st�rilement (classe 100); requiert nettoyage (e.g. endotoxines) et st�rilisation des r�servoirs et contenants divers M�lange des r�actifs: eau USP ou WFI, classes 100 000 (manipulation non-st�rile) � 100 (st�rile) Filtration st�rile: idem ci-haut Pr�paration des r�servoirs: idem ci-haut Pr�paration des lignes de transfert: idem ci-haut Production: classe 100 000 sauf classe 100 si ouvert � l�air libre Pr�paration des �quipements de r�colte: idem ci-haut Pr�paration des �quipements de purification : idem ci-haut Lyophilisation: idem ci-haut Mise en vials: idem ci-haut

9. Cycle de vie : le cadre de la validation

16. Description du bioproc�d�

17. Cadre du plan ma�tre de validation

19. Composantes critiques TOUTES! maintien de la st�rilit�, puret� et int�grit� du produit maintien de l�aseptie et de l�int�grit� des �quipements de production, de s�paration et de purification

20. Activit�s de validation 1. Sp�cifications de design des �quipements 2. Les r�actifs et cellules utilis�es 3. La pr�paration des �quipements nettoyage, passivation, st�rilisation 4. La pr�paration des r�actifs et des cellules 5. Le proc�d� de production �chantillonnage, conditions contr�l�es, r�colte 6. Purification

21. Utilit�s critiques Air de la pi�ce classifi�e Eau Froide Eau USP et/ou WFI �lectricit� R�seau informatique Drain vers R�servoirs de d�contamination Vapeur (grades usine et propre) Air comprim� et autres gaz

22. �Utilit�s critiques Information requises pour chaque utilit� Emploi Source Temp�rature Pression Diam�tres des tuyaux Voltage Amp�rage Validation/acceptation pr�alable ?

23. 1. Sp�cifications de design Neutralit� des surfaces, mat�riaux Surfaces nettoyables: facteur de rugosit�, points morts Toutes les composantes supportent une st�rilisation � la vapeur (121oC et 1 atm) Maintien de la st�rilit� Haute autonomie des composantes: st�rilisation sectorielle Hydrodynamique, transfert de masse et cisaillement ad�quats Capteurs ad�quats : pO2, pH, To, P, N Actuateurs ad�quats : pompes, vannes Syst�me informatis� de collecte des donn�es d�op�ration: lectures, points de consigne et actions ainsi que l�archivage etc.

24. 2. Les r�actifs et cellules utilis�es Les r�actifs certificats de conformit� des fournisseurs contaminants biologiques et chimiques preuve de test sur la biocompatibilit� ��cell culture tested�� Milieux d�finit pr�f�rables (sans s�rums, extraits de levures, etc.) Les cellules Banque ma�tresse de cellules congel�es ou lyophilis�es (homog�n�it�) documentation de la provenance : historique documentation sur les conditions et plages de cultures: pO2, pH, To, P, N, composition du milieu de culture

25. 3. La pr�paration des �quipements 1. Nettoyage description des �quipements protocoles (proc�dure et tests) crit�res d�acceptation: # de particules/volume 2. Passivation (rendre la surface neutre) protocoles (proc�dure et tests) pour SS316 (0,25-1% NaOH, 60oC, 1h; rince; 0,25-1% acide citrique, 60oC, 1h) 3. Test d��tanch�it� protocoles (proc�dure et tests): g�n�ralement par pressurisation de l�unit� enti�re � 5-10 psi sur 4h avec de l��air ou de l�He crit�res d�acceptation: 1-2 psi/h (fuite mol�culaire)

27. 3. La pr�paration des �quipements St�rilisation protocoles (proc�dure): g�n�ralement par pressurisation de vapeur satur�e � 1 atm et 121 oC sur 30 -60 min protocoles (tests): essais en utilisant le m�me milieu de culture ou un milieu enrichi et des spores de bact�ries r�sistantes � la chaleur (thermophiles): Bacillus stearothermophillus crit�res d�acceptation: maintien de la pression et de la temp�rature sur la p�riode vis�e atteinte de la r�duction en microorganismes viables vis�e Nfinal = 10-3 organisme par cuve (� 10-6) N/No = e-kd*t o� kd = kdo* e-Ea/T on assumera de perdre une cuv�e sur 1000

28. 3. La pr�paration des �quipements St�rilisation

29. 4. La pr�paration des r�actifs et des cellules R�actifs protocoles de pr�paration: acceptation des tests internes: contaminants, biocompatibilit� type de m�langeur, qualit� de l�eau ajout�e, mode de st�rilisation crit�res d�acceptation: aspect visuel, pH, pr�cipit�s, etc. Cellules protocoles de mise en culture aseptique et de pr�paration de l�inoculum: d�cong�lation/r�hydratation, milieu de culture, mode d�expansion temp�rature, pH, etc. crit�res d�acceptation: taux de croissance, morphologie, taux et niveau de productivit�, ph�notype

30. 4. La pr�paration des r�actifs et des cellules Cellules crit�res d�acceptation: taux de croissance, morphologie, taux et niveau de productivit�, ph�notype (ci-bas: exemple de cellules v�g�tales)

31. 5. Le proc�d� de production Inoculation protocoles: mode de transport des cellules inter-bior�acteurs, ratio d�inoculation crit�res d�acceptation: taux de croissance, morphologie, taux et niveau de productivit�, ph�notype �chantillonnage des sous-cultures et de l�inoculum protocoles: crit�res d�acceptation: maintien de l�aseptie des sous-cultures, repr�sentativit� du bouillon de culture (ou suspension cellulaire)

32. 5. Le proc�d� de production Inoculation protocoles: mode de transport des cellules inter- bior�acteurs, ratio d�inoculation

33. 5. Le proc�d� de production : Conditions contr�l�es pO2 protocoles: m�lange des gaz aliment�s, st�rilisation (filtres), algorithme de commande (PI), actuateurs (contr�leurs de d�bits massiques, vannes, bombonnes) crit�res d�acceptation: maintien de la pO2 � � 1% du point de consigne, temps de r�ponse < 20% du temps de r�ponse du syst�me apr�s perturbation, maintien de l�int�grit� du produit et des cellules, impuret�s (gaz, particules, vapeur d�eau) Proc�dure identique pour le pH (� 0,1), l�agitation (� 2 rpm), la temp�rature (� 1oC), le volume (� 1% de V), la pression (� 1 psi)

34. 5. Le proc�d� de production �chantillonnage du bior�acteur protocoles: ordre des manipulations, volumes � pr�lever (rin�age des lignes et �chantillon), fr�quence adapt�e � la dynamique cellulaire crit�res d�acceptation: maintien de l�aseptie du bior�acteur, repr�sentativit� du bouillon de culture R�colte protocoles: ordre des manipulations, automatis�e ou manuelle crit�res d�acceptation: maintien de l�aseptie du bior�acteur, du bouillon et des composantes p�riph�riques, maintien de l�int�grit� du produit et des cellules, % de r�cup�ration en volume

35. protocoles: ordre des manipulations, volumes � pr�lever (rin�age des lignes et �chantillon), st�rilisation crit�res d�acceptation: maintien de l�aseptie du bior�acteur, du bouillon et des composantes p�riph�riques, maintien de l�int�grit� du produit et des cellules, % de r�cup�ration du produit G�n�ralement en salle classe 100 si le produit est expos� � l�air

36. Chang A, Sofer G, Dusing S. Expediting compliance for clinical biotherapeutics. BioProcess International, F�vrier 2004.

37. Cadre du plan ma�tre de validation

38. Qualification du design FAT (factory acceptance test) et SAT (site acc. test) Description des besoins de l�utilisateur Liste exhaustive des composantes du syst�me Liste des utilit�s requises Crit�res et plage d�acceptation Ensemble des dessins r�dig�s Clauses reli�es � l�inspection du syst�me install� Liste de la documentation critique exig�e des fournisseurs

39. Qualification du design Retour sur les Sp�cifications de design Neutralit� des surfaces, mat�riaux Surfaces nettoyables: facteur de rugosit�, points morts Toutes les composantes supportent une st�rilisation � la vapeur (121oC et 1 atm) Maintien de la st�rilit� Haute autonomie des composantes: st�rilisation sectorielle Hydrodynamique, transfert de masse et cisaillement ad�quats Capteurs ad�quats : pO2, pH, To, P, N Actuateurs ad�quats : pompes, vannes Syst�me informatis� de collecte des donn�es d�op�ration: lectures, points de consigne et actions ainsi que l�archivage etc.

40. Qualification de l�installation V�rification document�e attestant que les fournisseurs ont respect� les sp�cifications V�rification et documentation que l�installation respecte les sp�cifications des fournisseurs V�rification et documentation que les locaux et les services permettent l�installation tel que sp�cifi� par le client et le(s) fournisseur(s) Le IQ est ex�cut� en r�visant la documentation critique et en inspectant les composantes physiques du syst�me

41. Qualification de l�installation Retour sur les Sp�cifications de design Capteurs install�s ad�quatement : pO2, pH, To, P, N Actuateurs install�s ad�quatement : pompes, vannes, etc. Syst�me informatis� de collecte des donn�es et d�op�ration install�s ad�quatement

42. Documents relatifs � l�IQ Description des syst�mes Crit�res d�acceptation Liste des composantes majeures du syst�me Liste des utilit�s requises Liste des instruments critiques Liste des dessins finaux (�as-built�) � v�rifier Liste des PON reli�es au syst�me Liste de contr�le pour l�inspection du syst�me install� Renvoi de la documentation critique

43. Qualification de l�op�ration V�rifier et documenter que l�unit� de production fonctionne en accord avec les sp�cifications du manufacturier V�rifier et documenter que l�unit� de production fonctionne en accord avec les sp�cifications li�es � la culture de cellules Chacune des composantes Chacune des fonctionnalit�s Sections Majeures 1. Crit�res d�acceptation (�oC, �oC, 2. Tests op�rationnels

44. Qualification de l�op�ration Retour sur les Sp�cifications de design L�op�ration ne nuit pas � la: Neutralit� des surfaces et des mat�riaux La nettoyabilit� des surfaces La r�sistance � une st�rilisation � la vapeur (121oC et 1 atm) Au maintien de la st�rilit� L�hydrodynamique, le transfert de masse et le cisaillement spnt ad�quats Les capteurs fonctionnent ad�quatement : pO2, pH, To, P, N Les actuateurs fonctionnent ad�quatement : pompes, vannes Le syst�me informatis� de collecte des donn�es et d�op�ration fonctionne ad�quatement : Lectures Contr�le aux points de consigne pO2 (� 5%), pH (� 0,1), l�agitation (� 2 rpm), la temp�rature (� 1oC), le volume (� 1% de V), la pression (� 1 psi) Actions reproductibles Archivage etc.

45. Qualification de la performance V�rifier et documenter que les DQ, IQ, OQ ont �t� r�alis�s La reproductibilit� du proc�d� est d�montr�e: quantit� et qualit� Le PQ est ex�cut� en r�visant la documentation critique d�crite aux IQ et OQ

46. Qualification de la performance La reproductibilit� du proc�d� est d�montr�e: quantit� et qualit�

47. Crit�re d�acceptation final Tous les tests doivent �tre compl�t�s avec succ�s Le r�sultat attendu pour chaque test doit �tre indiqu� dans le protocole

48. Le proc�d� est valid� soumission � la FDA/DGPS d�but de la production