Evolution in AAV process development: 2022 and beyond / Evoluzione nello sviluppo del processo AAV: 2022 e oltre

 Evolution in AAV process development: 2022 and beyond / Evoluzione nello sviluppo del processo AAV: 2022 e oltre

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

In 2019, BioInsights hosted a popular roundtable video and article with leading experts in AAV vector process development. Two eventful years later, we’re bringing our panel back together to discuss how viral vector manufacture is evolving and what we can expect in the future. 

Q Let’s begin with regulation: what are the key areas of uncertainty for the gene therapy industry at present, and how have these changed since our last discussion? 

MM: Overall, we have been very pleased with the regulatory agencies and how they are approaching gene therapy. It’s a very rapidly evolving space, and they’re trying to learn and work with manufacturers to make these therapies work better. We would like to see a little bit more guidance on impurity levels – what are the impurities we should be looking for, and what are the acceptable levels that we need to achieve? For example, what is a safe level of empty capsids? That’s an area where companies like us can proactively work with the agency to help figure what is a safe level of these impurities. We would also like a bit more structure and guidance on CMC activities during development. Gene therapy moves very fast, and if you’re treating a pediatric condition or ultra-rare disease, you may only try to register at Phase 1 data. The agencies are very proactive and want to work with you on getting that done, which is great, but we’d like to see more definition on what CMC activities need to be pulled in earlier. That will help us as a CMC organization to plan better, meet those demands more easily, and ultimately get these therapies out faster.

 MH: There is more and more guidance for gene therapy products, which is always very useful. For me, the big changes that occurred for the last two years were the severe adverse events that have happened in several clinical trials. This is certainly going to change the scope of what is acceptable in terms of purity and product quality, as Michael mentioned. It is going to be very important to understand what is happening in clinical trials and what could be causing toxicity – whether it be from capsids, impurities, or other sources. It’s an open question today. 

AB: As a vendor, we don’t get deeply involved in regulation, but we need to be aware of it. For example, if guidelines change around empty/full capsid analysis, we need to understand if the current tools we offer are sufficient.

Potency is one issue that has grown dramatically in significance since we last spoke. What for you are the key learnings for the field from the various tribulations suffered by industry players, and what would be your advice regarding the timing of potency assay development in particular?

 MH: The big challenge is that the infectivity of AAV is totally different between in vitro and in vivo and even between different animal species. This makes a potency assay a challenge – it’s very complex to be able to identify or characterize the mechanism of action when you have to use massive amounts of vectors to be able to transduce a cell in vitro. That raises questions about the sensitivity of a potency assay. Again, because you have to use such a huge amount of vector in vitro, it is not necessarily representative of what is going to happen in a human body. It’s very difficult to know whether a small change in the vector efficacy from batch to batch can be detected in your potency assay. Over the last two years, we have seen several examples of companies that have faced some setbacks with regulatory agencies because of some issues with potency. From what I understand, most of these issues were associated with changes in the manufacturing process. That means there are still unidentified critical parameters in manufacturing processes. We need to perform a lot of investigations to be able to better characterize these processes. It seems obvious that developing a potency assay should be done very early in development. However, it’s difficult to be comfortable developing such an assay before you know if your intended mechanism of action will work in patients. It’s difficult to know what parameters you will need to follow in vitro in your assay. Developing an assay before you know what is going to be the effective dose in patients can be also very tricky. To sum up, while it is important to start developing the potency assay as soon as possible before the clinical trial, people need to understand that the assay will be a living protocol and will need to be adjusted over the course of clinical development. 

MM: It’s becoming clear that agencies, especially the FDA, are now asking for multiple potency assays – infectivity, gene expression, and a cell-based potency assay. They feel that the three assays tell different parts of the story. There is also an increasing expectation that these assays will be available earlier in the lifecycle. We’re prepared for that at Homology – we have platform methods that we can quickly develop infectivity and gene expression assays for any kind of construct. Cell-based potency does require construct-specific work and, as Matthias was saying, that needs to happen very early in development. Once we identify a construct, we start developing the assay, so we have it in hand for our critical IND-enabling lots. That means we have all the data that the agencies are expecting and gives us a lot of confidence that we’re making a quality product.

Q Turning to challenges for process development and product characterization stemming from reduced development timeframes – for instance, in the expedited regulatory pathway scenario: what are the implications for process and assay development and what steps may be taken to help avoid issues at the BLA stage?

MM: If your organization is trying to pursue an accelerated pathway, there are going to be expectations from any regulatory agency that you need to pull in some later-stage activities earlier in the development than you normally would. Organizations need to be ready for this – if you think you’re going to be trying to register on Phase 1 data, you need to prepare to do a lot of these BLA-enabling activities at your IND stage. This puts a lot of pressure on a CMC organization because you need to do all this work plus balance timelines. How we’ve addressed this at Homology is by investing heavily in our platform and building an excellent analytics team with a large suite of analytical assays and deep knowledge of our constructs. We are then able to leverage this platform and analytical knowledge, to pull in a lot of these activities very quickly or leverage previous construct knowledge that can give the agencies information that they need. 

MH: I think this expedited regulatory pathway is a breakthrough in the field of regulation. It’s a fantastic opportunity, most importantly for the patients, but also the industry. But as Michael said, it means that you must set up your company as a commercial-phase company from the start. When you’re a very small company trying to develop new technology, you don’t know if you’re going to be successful in the clinical trial. It requires money and time to be able to have everything ready before you start your clinical trials. 

AB: From our side, we’re seeing the same trend toward greater investment in process development. Organizations are spending more time upfront, building stronger analytics and process characterization. 

Q What have been the key advances in AAV manufacturing technology over the past two years, and how might they continue to reshape vector bioprocess moving forward? 

AB: I think in terms of technologies, progress has been a little slower, but we are seeing the utilization of different approaches with the existing tools. For example, potentially using shorter residence times and shorter bed heights for capture. And similarly, utilizing different approaches to make full capsid enrichment separation easier than with traditional gradients. 

MM: I wouldn’t say progress has been slow but I agree with Alejandro that the focus has been on taking existing tools developed for the recombinant protein or other therapeutic space and making it work for AAV. For example, Thermo Fisher Scientific developed the excellent affinity resins that are now used quite widely. Other advances in the past two years include a more aligned process across the industry, consisting of a harvest step, an affinity step, an anion exchange step, and final formulation. When more companies use that same basic process, I think we’re going to get a lot more learning and understanding about what those products are and how they work in that process. Plus, they will be more scalable. Another thing that I’ve noticed a lot of companies do, including Homology, is to transition from ultra-centrifugation to anion exchange chromatography to remove empty capsids. For me, this is a key step to bringing these therapies to a broader patient population. Because now we have a scalable manufacturing process that can be executed well with our existing toolset. It means we can support larger bioreactor sizes and make more vector for broader patient indications. At Homology, we can now run a 2,000-liter bioreactor and have a very scalable high-throughput process using hematographic techniques. Where I think the field needs to focus next is trying to develop new technologies for virus and nanoparticle separations. Vendors are already working on this, which is great. They’re being very collaborative, and we work with a lot of great vendors on trying to develop these technologies. MH: There have been some advances in transient transfection of HEK293 cells, which remains the most popular and reliable process to manufacture AAVs. Notably, new transfection reagents have improved yields significantly. As mentioned by the other panelists, affinity chromatography is a fantastic tool to achieve high recovery and high purity of AAV capsids. Enrichment of full capsid is still a challenge – some serotypes are very easy to purify but others are much more challenging. It’s something that everyone is focusing on today, so certainly the next big step will be in that area I believe.

Q Toxicity issues have been much discussed in the AAV field of late – what do you see as the key pathways forward on the bioprocess side if the field is to address these concerns? 

MH: As I mentioned earlier, there have been several recent toxicity events that have led to serious adverse events or even deaths. What shocked me most is the very early toxicity described by Jim Wilson’s team recently, which seems to be correlated with complement activation, meaning that the capsids appear to immediately induce a toxic event. For me, I think that suggests the industry should consider decreasing the total amount of capsids in gene therapy products. That means, on one hand, removing empty capsids but also working with more effective serotypes or engineered AAV capsids that can be used at lower doses and are more tissue-specific. At LogicBio we are putting a lot of effort into developing different methods to enrich for full capsids, and we have implemented a capsid engineering platform called sAAVy, which allows us to decrease the effective dose of our vectors. 

MM: I think Matthias gave a great overview of what the field is experiencing right now. For us, we have one product in the clinic, HMI-102 for phenylketonuria, and so far, we have found that to be very well tolerated. Beyond our observed clinical data, we leverage a lot of understanding of toxicology “...we are putting a lot of effort into developing different methods to enrich for full capsids, and we have implemented a capsid engineering platform called sAAVy, which allows us to decrease the effective dose of our vectors.” - Matthias Hebben across the organization, outside of CMC. For example, we’ve used mouse models to study the impact of empty capsids on potency, and through in vivo testing, we are starting to understand the impact of our capsids on immunogenicity. That allows us to tailor our processes to ensure a safe and effective product for our patients. 

AB: Matthias mentioned full capsid enrichment as an important issue to address, and that’s something we continue to work on internally and in collaboration with our partners, whether it’s with existing tools or trying to develop new ones.

“Plasmids ... have their own challenges in terms of supply. From our side as a supplier of these tools, we want to ensure we can provide the materials necessary at the right time.” - Alejandro Becerra

Q Can you comment on how and why the outsourced versus in-house vector manufacturing picture has developed over the past two years, and what future trends do you foresee in this regard? 

MM: At Homology, we’ve taken an in-house manufacturing path, and we believe this has allowed us to quickly build up our pipeline. Besides just manufacturing, internal process development and analytics also play a huge role, in that we’re able to spend a lot of time, effort, and energy on developing and understanding our platform and products. This has allowed us to make significant improvements in both overall yield and purity. With internal capability, you have better control over your development pipeline and can dedicate more resources towards the internal manufacturing and development model. 

AB: During the last roundtable, one of the challenges that came up was the restriction in the amount of AAV that can be produced globally. Two  years on, we are seeing more organizations taking a similar approach to what Michael described. It’s certainly a trend to see more and more in-house manufacturing, not only for the AAV but also plasmids. Plasmids are certainly one of the critical raw materials and have their own challenges in terms of supply. From our side as a supplier of these tools, we want to ensure we can provide the materials necessary at the right time. 

MH: I have very mixed feelings about this question. It really depends on the indications that the company has in its portfolio. We are seeing more and more improvement in the manufacturing process. If you target a very small patient population for ultra-rare disorders, maybe you can supply the patient population with a very limited number of batches per year and it may not be the highest priority to have a manufacturing facility that is not going to be busy all year long. But if you want to address a broader population and you need to manufacture one batch per week, clearly that’s a different story. 

I’m not overlooking the fact that today the CDMOs are very busy, and the queues are very long. But I think there are more and more players in that field.

Q The COVID pandemic means the world is a very different place today compared to last time we spoke – what for you are the key ongoing issues for the gene therapy field that relate (directly or indirectly) to the pandemic, and what best practices have you sought to introduce at your respective organizations to counter them?

 AB: It’s definitely a different environment than two years ago. The pandemic put a significant strain on the suppliers, as some of the tools that are important for the cell and gene industry are being used for vaccines and therapies against COVID. It has prompted lots of suppliers to invest in expanding those manufacturing capacities, but since it wasn’t planned it has taken some time, and it varies for specific products. For the products I work with, namely chromatography resins, we were fortunate that we haven’t really seen any impact on affinity resins, but other types of chromatography have been affected. Fortunately, we had already been investing in an expansion of our existing facility and the build-up of a new one. We have accelerated those activities but it’s still going to be sometime early next year before we can get back to normal delivery times. For now, we are working closely with our customers to improve delivery times where we can. 

MH: It has been very complex for everyone, with shortages of everything from pipette tips to filters. In R&D that is manageable because you can always change your material and switch from one supplier to another. In GMP, it’s a different story. You cannot do change control for every single raw material you would have to modify at the last minute so it can be a critical issue. We have been very lucky at LogicBio that we have not been impacted at all in terms of GMP manufacturing. I know others that have been in a very bad situation as a result of shortages. I think this pandemic has shown how vulnerable the field is in terms of the supply chain. I hope there will be a solution to the shortages soon, but also that there will be a lot of work to anticipate the next big events and prevent shortages in future. This pandemic has not just had huge impacts in the lab and the manufacturing space. For clinical trials it has been a real challenge – due to the risk of hospital systems becoming overwhelmed, clinical trials have been put on hold. At LogicBio we have been very lucky because we have been able to maintain very close contact with the clinical specialists, and able to continue to identify patients and have smooth enrollment of participants as soon as hospitals were able to be open. Thanks to that, we were able to start our first clinical trial, for pediatric patients with methylmalonic acidemia, this summer. 

MM: I think we have a little bit of a different perspective because we have so much internal capability. We definitely experienced some supply chain issues, but we have a great supply chain team that anticipated this to some degree, and they were able to work with the vendors proactively to make sure we were able to have the supplies we need to continue manufacturing. Consequently, we had no interruption to manufacturing, which was great.

In addition, our process development teams built a lot of redundancy into our process, to allow us to use alternative chromatography resins filters and so on. That means if we do have any supply chain issues, we’re not dependent solely on one vendor. I think the pandemic has highlighted weak points and forced companies to plan more for worst-case scenarios. Organizations will now aim to anticipate these shortages and make sure they have enough material in stock to ensure that manufacturing is uninterrupted, so clinical trials or commercial supply are not impacted. I think our organization has been able to do that pretty successfully. 

MH: I agree that companies need to anticipate more in advance in this new world. But the issue remains – how do you manage the expiry dates of some ingredients when you have to stockpile things? Unfortunately, anticipation cannot solve all these problems. 

MM: Absolutely. We do development stability for two  years – in fact, we have enough material to go out to 36 months or longer. It comes back to the internal manufacturing, where we can plan out what batches we want to do and when, to align with clinical trials and expiry. 

Thank you – it’s interesting to get two contrasting perspectives from companies who have adopted different manufacturing models. It’s clear from our conversation today that AAV process development has evolved significantly since we last met in 2019, and this has been a valuable update on the emerging advances and challenges.

ITALIANO

Nel 2019, BioInsights ha ospitato un popolare video ed articolo di una tavola rotonda con i principali esperti nello sviluppo di processi vettoriali AAV. Due anni ricchi di eventi, stiamo riunendo il nostro panel per discutere di come si sta evolvendo la produzione di vettori virali e cosa possiamo aspettarci in futuro.

D Cominciamo con la regolamentazione: quali sono le principali aree di incertezza per l'industria della terapia genica al momento e come sono cambiate dalla nostra ultima discussione?

MM: Nel complesso, siamo stati molto soddisfatti delle agenzie di regolamentazione e di come si stanno avvicinando alla terapia genica. È uno spazio in rapida evoluzione e stanno cercando di imparare e lavorare con i produttori per far funzionare meglio queste terapie. Vorremmo vedere un po' più di guida sui livelli di impurità: quali sono le impurità che dovremmo cercare e quali sono i livelli accettabili che dobbiamo raggiungere? Ad esempio, qual è un livello sicuro di capsidi vuoti? Questa è un'area in cui le aziende come noi possono collaborare in modo proattivo con l'agenzia per aiutare a capire qual è un livello sicuro di queste impurità. Vorremmo anche un po' più di struttura e guida sulle attività di CMC durante lo sviluppo. La terapia genica procede molto velocemente e se stai trattando una condizione pediatrica od una malattia ultra rara, puoi solo provare a registrarti ai dati di Fase 1. Le agenzie sono molto proattive e vogliono lavorare con te per farlo, il che è fantastico, ma vorremmo vedere più definizioni su quali attività CMC devono essere attivate prima. Ciò ci aiuterà come organizzazione CMC a pianificare meglio, soddisfare queste richieste più facilmente e, in definitiva, ottenere queste terapie più velocemente.

 MH: C'è sempre più guida per i prodotti di terapia genica, che è sempre molto utile. Per me, i grandi cambiamenti avvenuti negli ultimi due anni sono stati i gravi eventi avversi che si sono verificati in diversi studi clinici. Questo cambierà sicuramente la portata di ciò che è accettabile in termini di purezza e qualità del prodotto, come ha affermato Michael. Sarà molto importante capire cosa sta succedendo negli studi clinici e cosa potrebbe causare tossicità, sia che si tratti di capsidi, impurità o altre fonti. Oggi è una domanda aperta.

AB: In qualità di fornitore, non siamo profondamente coinvolti nella regolamentazione, ma dobbiamo esserne consapevoli. Ad esempio, se le linee guida cambiano attorno all'analisi del capside vuoto/pieno, dobbiamo capire se gli strumenti attuali che offriamo sono sufficienti.

La potenza è una questione che è diventata drammaticamente significativa dall'ultima volta che abbiamo parlato. Quali sono per te gli insegnamenti chiave per il campo dalle varie tribolazioni subite dagli attori del settore e quale sarebbe il tuo consiglio riguardo ai tempi di sviluppo del test di potenza in particolare?

 MH: La grande sfida è che l'infettività dell'AAV è totalmente diversa tra in vitro ed in vivo ed anche tra diverse specie animali. Questo rende un test di potenza una sfida: è molto complesso essere in grado di identificare o caratterizzare il meccanismo d'azione quando devi utilizzare enormi quantità di vettori per essere in grado di trasdurre una cellula in vitro. Ciò solleva interrogativi sulla sensibilità di un test di potenza. Ancora una volta, poiché devi usare una quantità così grande di vettore in vitro, non è necessariamente rappresentativo di ciò che accadrà in un corpo umano. È molto difficile sapere se un piccolo cambiamento nell'efficacia del vettore da lotto a lotto può essere rilevato nel test di potenza. Negli ultimi due anni, abbiamo visto diversi esempi di aziende che hanno dovuto affrontare alcune battute d'arresto con le agenzie di regolamentazione a causa di alcuni problemi di potenza. Da quanto ho capito, la maggior parte di questi problemi erano associati a cambiamenti nel processo di produzione. Ciò significa che ci sono ancora parametri critici non identificati nei processi di produzione. Abbiamo bisogno di svolgere molte indagini per poter meglio caratterizzare questi processi. Sembra ovvio che lo sviluppo di un test di potenza dovrebbe essere fatto molto presto durante lo sviluppo. Tuttavia, è difficile sentirsi a proprio agio nello sviluppare un test del genere prima di sapere se il meccanismo d'azione previsto funzionerà nei pazienti. È difficile sapere quali parametri dovrai seguire in vitro nel tuo test. Anche lo sviluppo di un test prima di sapere quale sarà la dose efficace nei pazienti può essere molto complicato. Per riassumere, mentre è importante iniziare a sviluppare il test di potenza il prima possibile prima della sperimentazione clinica, le persone devono capire che il test sarà un protocollo vivente e dovrà essere adattato nel corso dello sviluppo clinico.

MM: Sta diventando chiaro che le agenzie, in particolare la FDA, ora richiedono test di potenza multipli: infettività, espressione genica ed un test di potenza basato sulle cellule. Ritengono che i tre test raccontino parti diverse della storia. C'è anche una crescente aspettativa che questi test saranno disponibili all'inizio del ciclo di vita. Siamo preparati per questo in Homology: abbiamo metodi di piattaforma che possiamo sviluppare rapidamente test di infettività e di espressione genica per qualsiasi tipo di costrutto. La potenza basata sulle cellule richiede un lavoro specifico del costrutto e, come diceva Matthias, ciò deve avvenire molto presto nello sviluppo. Una volta identificato un costrutto, iniziamo a sviluppare il test, quindi lo abbiamo in mano per i nostri lotti critici di abilitazione IND. Ciò significa che abbiamo tutti i dati che le agenzie si aspettano e ci dà molta fiducia nel fatto che stiamo realizzando un prodotto di qualità.

D Passando alle sfide per lo sviluppo dei processi e la caratterizzazione dei prodotti derivanti dalla riduzione dei tempi di sviluppo, ad esempio nello scenario del percorso normativo accelerato: quali sono le implicazioni per lo sviluppo di processi e saggi e quali misure possono essere adottate per evitare problemi nella fase BLA?

MM: Se la tua organizzazione sta cercando di perseguire un percorso accelerato, ci saranno aspettative da qualsiasi agenzia di regolamentazione sulla necessità di avviare alcune attività nelle fasi successive dello sviluppo prima di quanto faresti normalmente. Le organizzazioni devono essere pronte per questo: se pensi che proverai a registrarti sui dati della Fase 1, devi prepararti a svolgere molte di queste attività abilitanti BLA nella tua fase IND. Questo mette molta pressione su un'organizzazione CMC perché devi fare tutto questo lavoro oltre a bilanciare le tempistiche. Il modo in cui abbiamo affrontato questo problema in Homology è investendo molto nella nostra piattaforma e creando un eccellente gruppo di analisi con un'ampia suite di test analitici ed una profonda conoscenza dei nostri costrutti. Siamo quindi in grado di sfruttare questa piattaforma e la conoscenza analitica, per inserire molte di queste attività molto rapidamente o sfruttare le conoscenze precedenti sui costrutti che possono fornire alle agenzie le informazioni di cui hanno bisogno.

MH: Penso che questo percorso normativo accelerato sia una svolta nel campo della regolamentazione. È una fantastica opportunità, soprattutto per i pazienti, ma anche per l'industria. Ma come ha detto Michael, significa che devi impostare la tua azienda come azienda in fase commerciale fin dall'inizio. Quando sei un'azienda molto piccola che cerca di sviluppare una nuova tecnologia, non sai se avrai successo nella sperimentazione clinica. Richiede tempo e denaro per poter avere tutto pronto prima di iniziare le sperimentazioni cliniche.

AB: Da parte nostra, stiamo assistendo alla stessa tendenza verso maggiori investimenti nello sviluppo dei processi. Le organizzazioni stanno dedicando più tempo all'anticipo, costruendo analisi più efficaci e caratterizzazione dei processi.

D Quali sono stati i progressi chiave nella tecnologia di produzione AAV negli ultimi due anni e come potrebbero continuare a rimodellare i bioprocessi vettoriali andando avanti?

AB: Penso che in termini di tecnologie i progressi siano stati un po' più lenti, ma stiamo assistendo all'utilizzo di approcci diversi con gli strumenti esistenti. Ad esempio, utilizzando potenzialmente tempi di residenza più brevi ed altezze dei letti più brevi per la cattura. E allo stesso modo, utilizzando approcci diversi per rendere più semplice la separazione dell'arricchimento del capside completo rispetto ai gradienti tradizionali.

MM: Non direi che i progressi sono stati lenti, ma sono d'accordo con Alejandro sul fatto che l'obiettivo è stato quello di prendere gli strumenti esistenti sviluppati per la proteina ricombinante o altri spazi terapeutici e farli funzionare per AAV. Ad esempio, Thermo Fisher Scientific ha sviluppato le eccellenti resine di affinità che ora sono ampiamente utilizzate. Altri progressi negli ultimi due anni includono un processo più allineato in tutto il settore, costituito da una fase di raccolta, una fase di affinità, una fase di scambio anionico e la formulazione finale. Quando più aziende utilizzeranno lo stesso processo di base, penso che impareremo e capiremo molto di più su cosa sono questi prodotti e su come funzionano in quel processo. Inoltre, saranno più scalabili. Un'altra cosa che ho notato che molte aziende fanno, inclusa Homology, è il passaggio dall'ultracentrifugazione alla cromatografia a scambio anionico per rimuovere i capsidi vuoti. Per me, questo è un passo fondamentale per portare queste terapie a una popolazione di pazienti più ampia. Perché ora abbiamo un processo di produzione scalabile che può essere eseguito bene con il nostro set di strumenti esistente. Significa che possiamo supportare bioreattori di dimensioni maggiori e creare più vettori per indicazioni più ampie per i pazienti. In Homology, ora possiamo far funzionare un bioreattore da 2.000 litri e avere un processo ad alto rendimento molto scalabile utilizzando tecniche ematografiche. Il punto in cui penso che il campo debba concentrarsi in seguito è cercare di sviluppare nuove tecnologie per la separazione di virus e nanoparticelle. I fornitori stanno già lavorando su questo, il che è fantastico. Sono molto collaborativi e collaboriamo con molti grandi fornitori per cercare di sviluppare queste tecnologie. 

MH: Ci sono stati alcuni progressi nella trasfezione transitoria delle cellule HEK293, che rimane il processo più popolare ed affidabile per la produzione di AAV. In particolare, i nuovi reagenti di trasfezione hanno migliorato significativamente le rese. Come accennato dagli altri relatori, la cromatografia di affinità è uno strumento fantastico per ottenere un elevato recupero ed un'elevata purezza dei capsidi AAV. L'arricchimento del capside pieno è ancora una sfida: alcuni sierotipi sono molto facili da purificare, ma altri sono molto più difficili. È qualcosa su cui tutti si stanno concentrando oggi, quindi sicuramente il prossimo grande passo sarà in quell'area, credo.

D I problemi di tossicità sono stati molto discussi negli ultimi tempi nel campo dell'AAV – quali ritieni siano i percorsi chiave da seguire sul lato dei bioprocessi se il campo deve affrontare queste preoccupazioni?

MH: Come ho detto prima, ci sono stati diversi eventi di tossicità recenti che hanno portato a gravi eventi avversi o addirittura alla morte. Ciò che mi ha scioccato di più è la tossicità molto precoce descritta di recente dal gruppo di Jim Wilson, che sembra essere correlata all'attivazione del complemento, il che significa che i capsidi sembrano indurre immediatamente un evento tossico. Per me, penso che ciò suggerisca che l'industria dovrebbe considerare di ridurre la quantità totale di capsidi nei prodotti di terapia genica. Ciò significa, da un lato, rimuovere i capsidi vuoti ma anche lavorare con sierotipi più efficaci o capsidi AAV ingegnerizzati che possono essere utilizzati a dosi più basse e sono più specifici del tessuto. In LogicBio ci stiamo impegnando molto nello sviluppo di diversi metodi per arricchire i capsidi completi ed abbiamo implementato una piattaforma di ingegneria dei capsidi chiamata sAAVy, che ci consente di ridurre la dose efficace dei nostri vettori. 

MM: Penso che Matthias abbia dato un'ottima panoramica di ciò che il campo sta vivendo in questo momento. Per noi, abbiamo un prodotto in clinica, HMI-102 per la fenilchetonuria, e finora abbiamo riscontrato che è molto ben tollerato. Al di là dei nostri dati clinici osservati, sfruttiamo molta comprensione della tossicologia "... ci stiamo impegnando molto nello sviluppo di diversi metodi per arricchire i capsidi completi e abbiamo implementato una piattaforma di ingegneria dei capsidi chiamata sAAVy, che ci consente di diminuire la dose efficace dei nostri vettori”. - Matthias Hebben nell'organizzazione, al di fuori di CMC. Ad esempio, abbiamo utilizzato modelli murini per studiare l'impatto dei capsidi vuoti sulla potenza e, attraverso test in vivo, stiamo iniziando a comprendere l'impatto dei nostri capsidi sull'immunogenicità. Ciò ci consente di adattare i nostri processi per garantire un prodotto sicuro ed efficace per i nostri pazienti. 

AB: Matthias ha menzionato l'arricchimento completo del capside come una questione importante da affrontare, ed è qualcosa su cui continuiamo a lavorare internamente ed in collaborazione con i nostri partner, sia con gli strumenti esistenti che nel tentativo di svilupparne di nuovi.

“I plasmidi... hanno le loro sfide in termini di fornitura. Da parte nostra come fornitore di questi strumenti, vogliamo assicurarci di poter fornire i materiali necessari al momento giusto”. - Alejandro Becerra

D Può commentare come e perché il quadro della produzione vettoriale esternalizzata rispetto a quella interna si è sviluppato negli ultimi due anni e quali tendenze future prevede a questo riguardo?

MM: In Homology, abbiamo intrapreso un percorso di produzione interno e crediamo che questo ci abbia permesso di costruire rapidamente la nostra organizzazione. Oltre alla produzione, anche lo sviluppo e l'analisi dei processi interni svolgono un ruolo enorme, in quanto siamo in grado di dedicare molto tempo, sforzi ed energie allo sviluppo ed alla comprensione della nostra piattaforma e dei nostri prodotti. Questo ci ha permesso di apportare miglioramenti significativi sia nella resa complessiva che nella purezza. Con la capacità interna, hai un controllo migliore sulla tua organizzazione di sviluppo e puoi dedicare più risorse al modello di produzione e sviluppo interno.

AB: Durante l'ultima tavola rotonda, una delle sfide emerse è stata la limitazione della quantità di AAV che può essere prodotta a livello globale. Due anni dopo, stiamo vedendo più organizzazioni adottare un approccio simile a quello descritto da Michael. È certamente una tendenza vedere sempre più produzione interna, non solo per l'AAV ma anche per i plasmidi. I plasmidi sono certamente una delle materie prime critiche e hanno le loro sfide in termini di fornitura. Da parte nostra come fornitore di questi strumenti, vogliamo assicurarci di poter fornire i materiali necessari al momento giusto.

MH: Ho sentimenti molto contrastanti su questa domanda. Dipende molto dalle indicazioni che l'azienda ha nel suo portafoglio. Stiamo vedendo sempre più miglioramenti nel processo di produzione. Se ti rivolgi a una popolazione di pazienti molto piccola per disturbi ultra rari, forse puoi fornire alla popolazione di pazienti un numero molto limitato di lotti all'anno e potrebbe non essere la massima priorità avere un impianto di produzione che non sarà occupato per tutto l'anno. Ma se vuoi rivolgerti a una popolazione più ampia e devi produrre un lotto alla settimana, chiaramente questa è un'altra storia.

Non trascuro il fatto che oggi i CDMO sono molto affollati e le code sono molto lunghe. Ma penso che ci siano sempre più giocatori in quel campo.

D La pandemia di COVID significa che il mondo è un posto molto diverso oggi rispetto all'ultima volta che abbiamo parlato: quali per te sono le questioni chiave in corso per il campo della terapia genica che si riferiscono (direttamente o indirettamente) alla pandemia e quali migliori pratiche hai cercato di presentare alle vostre rispettive organizzazioni per contrastarli?

 AB: È decisamente un ambiente diverso rispetto a due anni fa. La pandemia ha messo a dura prova i fornitori, poiché alcuni degli strumenti importanti per l'industria cellulare e genetica vengono utilizzati per vaccini e terapie contro il COVID. Ha spinto molti fornitori a investire nell'espansione di tali capacità produttive, ma poiché non era stato pianificato, ci è voluto del tempo e varia per prodotti specifici. Per i prodotti con cui lavoro, vale a dire le resine per cromatografia, siamo stati fortunati a non aver riscontrato alcun impatto sulle resine di affinità, ma altri tipi di cromatografia sono stati interessati. Fortunatamente, avevamo già investito nell'ampliamento della nostra struttura esistente e nella creazione di una nuova. Abbiamo accelerato queste attività, ma sarà ancora all'inizio del prossimo anno prima di poter tornare ai normali tempi di consegna. Per ora, stiamo lavorando a stretto contatto con i nostri clienti per migliorare i tempi di consegna, ove possibile.

MH: È stato molto complesso per tutti, con carenze di tutto, dai puntali delle pipette ai filtri. In R&D è gestibile perché puoi sempre cambiare il tuo materiale e passare da un fornitore all'altro. In GMP, è una storia diversa. Non puoi eseguire il controllo delle modifiche per ogni singola materia prima che dovresti modificare all'ultimo minuto, quindi può essere un problema critico. In LogicBio siamo stati molto fortunati a non aver subito alcun impatto in termini di produzione GMP. Conosco altri che si sono trovati in una pessima situazione a causa di carenze. Penso che questa pandemia abbia mostrato quanto sia vulnerabile il campo in termini di catena di approvvigionamento. Spero che ci sarà presto una soluzione alle carenze, ma anche che ci sarà molto lavoro per anticipare i prossimi grandi eventi e prevenire carenze in futuro. Questa pandemia non ha avuto solo enormi impatti in laboratorio e nello spazio di produzione. Per le sperimentazioni cliniche è stata una vera sfida: a causa del rischio che i sistemi ospedalieri venissero sopraffatti, le sperimentazioni cliniche sono state sospese. In LogicBio siamo stati molto fortunati perché siamo stati in grado di mantenere un contatto molto stretto con gli specialisti clinici e di continuare a identificare i pazienti e avere un'iscrizione regolare dei partecipanti non appena gli ospedali hanno potuto essere aperti. Grazie a ciò, abbiamo potuto iniziare la nostra prima sperimentazione clinica, per pazienti pediatrici con acidemia metilmalonica, quest'estate. 

MM: Penso che abbiamo una prospettiva un po' diversa perché abbiamo così tante capacità interne. Abbiamo sicuramente riscontrato alcuni problemi nella catena di approvvigionamento, ma abbiamo un ottimo gruppo della catena di approvvigionamento che lo ha previsto in una certa misura, e sono stati in grado di lavorare con i fornitori in modo proattivo per assicurarsi che fossimo in grado di avere le forniture di cui abbiamo bisogno per continuare la produzione. Di conseguenza, non abbiamo avuto interruzioni nella produzione, il che è stato fantastico.

Inoltre, i nostri gruppi di sviluppo dei processi hanno creato molta ridondanza nel nostro processo, per consentirci di utilizzare filtri di resine cromatografiche alternative e così via. Ciò significa che se abbiamo problemi con la catena di approvvigionamento, non dipendiamo esclusivamente da un fornitore. Penso che la pandemia abbia evidenziato i punti deboli e costretto le aziende a pianificare di più per gli scenari peggiori. Le organizzazioni ora mireranno ad anticipare queste carenze e ad assicurarsi di avere abbastanza materiale in magazzino per garantire che la produzione sia ininterrotta, in modo che gli studi clinici o la fornitura commerciale non siano influenzati. Penso che la nostra organizzazione sia stata in grado di farlo con successo.

MH: Sono d'accordo sul fatto che le aziende debbano anticipare di più in questo nuovo mondo. Ma il problema rimane: come gestisci le date di scadenza di alcuni ingredienti quando devi fare scorta? Sfortunatamente, l'anticipazione non può risolvere tutti questi problemi.

MM: Assolutamente. Ci occupiamo della stabilità dello sviluppo per due anni, infatti abbiamo abbastanza materiale per arrivare a 36 mesi o più. Si torna alla produzione interna, dove possiamo pianificare quali lotti vogliamo fare e quando, per allinearci alle sperimentazioni cliniche e alla scadenza.

Grazie, è interessante ottenere due prospettive contrastanti da aziende che hanno adottato diversi modelli di produzione. È chiaro dalla nostra conversazione odierna che lo sviluppo del processo AAV si è evoluto in modo significativo dall'ultima volta che ci siamo incontrati nel 2019 e questo è stato un prezioso aggiornamento sui progressi e le sfide emergenti.

Da:

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