A filtração atua em todas as etapas do processo de fabricação de medicamentos biotecnológicos em escala industrial. Todas as soluções para a produção de um fármaco biológico são esterilizadas por filtração asséptica. Caso as filtrações não procedam como deveriam ou haja comprometimento da integridade do filtro, há risco de contaminação. Outros riscos relacionados aos filtros são aqueles que podem comprometer o processo. Por esses motivos, todas estas etapas passam por validação para garantir que cada filtro cumpra efetivamente com sua função. Acompanhe passo a passo as etapas de produção de medicamento biotecnológico e suas respectivas filtragens e veja as novidades tecnológicas em filtros nessa área também.

Os laboratórios farmacêuticos se voltam atualmente para o desenvolvimento de medicamentos biotecnológicos com foco em determinadas doenças, como nos tratamentos de câncer e doenças inflamatórias e infecciosas. A busca é pela inovação e por novos tratamentos. Mas há desafios a serem superados, principalmente aqui no Brasil, para o desenvolvimento e produção desses fármacos, devido à complexidade das moléculas e à variabilidade dos processos biológicos, além de questões técnicas, registro, normatização, nomenclatura, entre outros.

No caso do câncer, procuram-se outras formas de tratamento que vão além das tradicionais radioterapia, quimioterapia e cirurgia. 

A busca é por desenvolver alternativas de tratamentos com objetivo de trazer a cura para a doença. As substâncias dos biotecnológicos causam menos efeitos colaterais nos pacientes com tumores porque entram na circulação sanguínea e atacam somente as células que combinam com seu antídoto. Já o tratamento com quimioterapia combate qualquer célula que se reproduza rapidamente, mesmo a célula sendo saudável, e causa efeitos colaterais na pessoa que está doente.

Fármacos biológicos podem ser proteínas ou partes de proteínas, como anticorpos, citocinas, interferonas – proteína produzida por leucócitos e fibroblastos para interferir na replicação de fungos, vírus, bactérias e células de tumores e estimular a defesa de outras células, entre outros. Mas também podem ser vírus ou análogos de partículas virais, no caso de vacinas. 

O processo de fabricação de um medicamento biotecnológico segue três fases: a produção do fármaco, a formulação e o envase asséptico. 

A produção do fármaco biológico é dividida em dois macroprocessos, chamados upstream e downstream. O primeiro, upstream, abrange as etapas de cultivo e propagação celular, onde as células se multiplicarão e produzirão a substância do fármaco. O segundo, 

downstream, envolve as etapas de purificação do fármaco, onde serão removidas todas as demais substâncias produzidas pelas células e eventuais impurezas.

A filtração está presente ao longo de todo o processo. Todas as soluções que entram nas etapas de fabricação de um fármaco biológico são esterilizadas por filtração asséptica. Silva cita o exemplo da produção de um anticorpo. "Inicialmente, no upstream, empregam-se filtros de profundidade e filtros de superfície esterilizantes para a filtração asséptica do meio de cultura e seus aditivos, no qual as células serão cultivadas. A cultura celular é realizada em Biorreator, que deve conter filtro vent hidrofóbico capaz de permitir trocas gasosas e prevenir a entrada de microrganismos. O cultivo celular pode levar até 20 dias" – explica. 

Após este período, segundo ele, é realizado o processo de clarificação, com o uso de sistema de filtração de profundidade com meios filtrantes progressivamente mais fechados. A clarificação visa remover as células e/ou partes celulares. Esta etapa marca a passagem do upstream para o downstream. 

Os próximos passos são as etapas de inativação viral por agentes de baixo pH, separação por cromatografia, filtração viral e concentração por ultrafiltração tangencial. "As colunas de cromatografia precisam ser condicionadas antes de receber material. Posteriormente, elas precisarão ser regeneradas e sanitizadas. Estas são operações que requerem soluções-tampão e agentes sanitizantes, os quais não devem conter partículas ou microrganismos para não contaminar ou comprometer as caras colunas" – afirma Silva. Desta forma, de acordo com ele, todas as soluções envolvidas nas etapas de cromatografia devem ser filtradas por filtro de superfície de 0,22µm.

Silva diz que são três ou mais as etapas de cromatografia que proporcionam a separação de DNA e demais ácidos nucleicos, organelas celulares, componentes do meio de cultivo, partículas virais e proteínas sem atividade terapêutica. "Após a cromatografia, o produto passa para a etapa de filtração viral, na qual filtros especializados reduzem a carga viral em mais de 4 log. O filtrado resultante desta fase é submetido a uma ultrafiltração tangencial para concentração e troca de solução-tampão. 

O concentrado é novamente esterilizado através de filtração asséptica e armazenado para posteriores etapas de formulação e envase" – discorre o gerente comercial da Merck.

Filtragem segura

Caso as filtrações não procedam como deveriam ou ocorra comprometimento da integridade de um filtro, diversos problemas podem ocorrer. "O principal é, certamente, a contaminação. Os produtos biológicos são parenterais e, portanto, qualquer comprometimento da esterilidade ou presença de contaminantes pode provocar sérios riscos ao paciente" – adverte Henrique Silva.

"Outros riscos são aqueles que comprometem o processo, como o emprego de filtro de membrana composta de materiais quimicamente incompatíveis ou que apresentem adsorção inespecífica capaz de reter o fármaco" – alerta. Por esses motivos, é preciso fazer um check list nos filtros e em todas as etapas do processo para assegurar uma filtração segura. "Todas as etapas devem ser validadas para garantir que cada filtro efetivamente cumpra com sua função, em seu respectivo passo do processo, de maneira robusta" – afirma Silva. 

É importante também assegurar o dimensionamento apropriado dos filtros. "Produtos biológicos têm altíssimo valor agregado, portanto, a perda de produto na troca de um filtro, porque este está subdimensionado e entope, por exemplo, é inaceitável, pois representa um prejuízo significativo ao fabricante. Perdas de produto também podem ocorrer em filtros superdimensionados devido ao seu volume morto" – ressalta o gerente comercial da Merck.

A Merck atende a todas as etapas descritas, não somente às de filtração. Desde as plataformas celulares e seus meios de cultivo, tampões, equipamentos, resinas cromatográficas, sistemas descartáveis (single-use assemblies) até os dispositivos usados no envase do produto. 

A Merck investe em pesquisa e desenvolvimento de sistemas de filtração para diversas aplicações especializadas na produção de biológicos. Silva cita dois lançamentos de filtros que representam avanços significativos nesta área. Um deles é Virosolve^® Barrier, voltado para a filtração de meio de cultura e proteção do cultivo celular no biorreator, capaz de remover, além de bactérias, mais de 3 log de Parvovírus e mais de 6 log de Micoplasma, sem comprometer a velocidade e a capacidade de filtração e sem retirar componentes do meio de cultura. Disponível em diversos tamanhos de cápsulas, este filtro é compatível com esterilização por radiação gama. 

O outro é o Millistak+^® HC Pro, filtro de profundidade sintético, de alta capacidade, para a etapa de clarificação. Ele possui um meio filtrante mais limpo e consistente, eliminando a variabilidade de meios tradicionais usados nesta aplicação, como a celulose e a terra diatomácea. Comercializado em módulos tipo "Pod", permite escalonamento direto e montagem adequada. Além disso, tem baixos teores de extraíveis e reduz em até 50% os volumes de rinsagem do filtro.