Garantire la fornitura di composti farmaceutici critici
Nell’industria farmaceutica è in corso un cambiamento profondo della modalità di produzione dei principi attivi di alto valore e dei componenti dei vaccini. Per decenni, la produzione è stata affidata a filiere ad alta intensità di risorse, onerose dal punto di vista ambientale e frammentate a livello globale, ma i limiti di questo modello sono diventati sempre più evidenti. «La spinta globale verso la sostenibilità, da parte delle autorità di regolamentazione, delle organizzazioni sanitarie internazionali e della società, sta cambiando le aspettative», spiega Sarah-Meryll Buet, coordinatrice del progetto AlkaBurst2.0(si apre in una nuova finestra) dell’azienda francese Alkion BioInnovations(si apre in una nuova finestra). «Le persone si aspettano che il settore farmaceutico riduca sempre più la propria impronta ambientale e passi a sistemi di produzione controllati, a basse risorse a basse emissioni. È inoltre importante che le aziende europee produttrici di vaccini riducano la loro dipendenza dalla produzione estera.»
Coltivazione su larga scala di biomassa vegetale
Per rispondere a queste sfide, l’azienda francese Alkion ha sviluppato una nuova tecnologia di bioraffinazione. Al cuore di questa innovazione c’è AlkaBurst, una piattaforma di bioreattori a immersione temporanea di nuova generazione, progettata appositamente per la coltivazione su larga scala e completamente controllata di biomassa vegetale altamente concentrata. In particolare, l’azienda si è concentrata sulla produzione di QS-21, un potente adiuvante per vaccini, tradizionalmente ricavato dalla corteccia dell’albero della saponaria. «Gli ingredienti tradizionali di origine vegetale come QS-21 hanno rese imprevedibili, cicli di coltivazione pluriennali e materie prime altamente variabili», afferma Buet. «Inoltre, l’uso su larga scala può portare alla deforestazione.» L’obiettivo della soluzione di Alkion è consentire la produzione di cloni vegetali in ambienti chiusi, che renderebbe possibile la standardizzazione di molecole naturali complesse ed eliminerebbe l’eccessiva dipendenza dalle colture. «Per ingredienti critici come il QS-21, questo approccio contribuirebbe a rafforzare la resilienza dell’ecosistema globale dei vaccini e a rimuovere un importante collo di bottiglia per il futuro sviluppo dei vaccini», aggiunge Buet.
Produzione di di QS-21 robusta e ad alto rendimento
Il progetto AlkaBurst2.0 finanziato dall’UE, si è prefissato di promuovere questa innovazione attraverso la trasformazione della piattaforma di bioproduzione vegetale su scala di laboratorio di Alkion, compresa la produzione iniziale di QS-21 e il lavoro sui bioreattori su piccola scala, in un progetto pilota preindustriale in grado di contribuire alla produzione futura. Questo risultato è stato ottenuto attraverso una serie di passaggi, tra cui l’ampliamento dei processi di coltura in unità industriali robuste, lo sviluppo di strumenti assistiti dall’intelligenza artificiale e l’attuazione di capacità avanzate di estrazione e purificazione. Dopo l’attuazione, l’azienda è riuscita a dimostrare la fattibilità di una produzione robusta e ad alto rendimento di QS-21 in condizioni controllate. La piattaforma completa del bioreattore industriale da 40 litri si è inoltre dimostrata più efficiente, affidabile e scalabile rispetto al precedente prototipo da 300 litri realizzato dalla stessa azienda. Un altro grande successo è stato l’automazione. «Abbiamo co-sviluppato dei robot di micropropagazione assistiti dall’intelligenza artificiale, che ora sono nella fase finale di integrazione», spiega Buet. «Permetteranno all’intero processo di andare verso una vera e propria automazione industriale.» Il progetto ha esaminato anche le questioni normative. «Ci ha aiutato a preparare il percorso commerciale per portare sul mercato un QS-21 sostenibile», aggiunge Buet. «Nel complesso, il progetto ha colmato il divario tra l’innovazione di laboratorio e l’impiego industriale reale.»
Sviluppo di vaccini ad alte prestazioni
Questi risultati hanno dimostrato la possibilità di raggiungere una produzione sostenibile e su larga scala di QS-21 in condizioni controllate. «Per la prima volta, le aziende farmaceutiche, le imprese biotecnologiche, le università e le organizzazioni sanitarie globali avranno accesso a forniture sicure di questo coadiuvante fondamentale per tutto l’anno», osserva Buet. Ciò a sua volta accelererà lo sviluppo di vaccini ad alte prestazioni contro le malattie infettive esistenti ed emergenti, rafforzerà la preparazione alla biodifesa e sosterrà i progressi nell’immuno-oncologia. I benefici saranno presenti anche per il settore veterinario, dove la richiesta di adiuvanti più potenti è in crescita. «Oltre al QS-21, questa piattaforma apre le porte alla produzione di molti altri ingredienti di alto valore per i quali l’Europa ha una dipendenza strategica», osserva Buet. «Questa tecnologia di bioproduzione è intrinsecamente versatile e può essere ridistribuita rapidamente per produrre ulteriori adiuvanti, bioattivi rari e altri composti critici.»
