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Braço robótico montando uma parede de quebra-cabeça com um pictograma de molécula de DNA retratado nele. Crédito: Getty Images/ Artystarty

Várias empresas estão desenvolvendo robótica para automatizar a fabricação de terapia celular e gênica, mas alguns desafios persistem

Nos últimos anos, as terapias celulares resultaram no tratamento bem-sucedido de condições que vão desde cânceres linfoides até fístulas associadas à doença de Crohn. Com vários avanços recentes, terapêuticas adicionais com perfis clínicos fortes estão prontas para transformar ainda mais o tratamento para os pacientes.

Dada a natureza altamente complexa e trabalhosa da fabricação de terapia celular e gênica (CGT), vários grupos desenvolveram abordagens para automatizar partes do processo, às vezes integrando a robótica em fluxos de trabalho para etapas como o manuseio de líquidos.

Embora uma abordagem focada em robótica seja promissora, especialistas dizem que a adaptação fragmentada de diferentes tecnologias em processos existentes provavelmente não será tão eficiente quanto a automação de ponta a ponta. Também é provável que introduza novas variáveis em processos altamente regulados.

"No entanto, a criação de recursos de automação para biofabricação requer financiamento inicial significativo e colaboração com provedores de soluções", diz Vandana Iyer, diretora da consultoria de pesquisa e análise do setor Frost & Sullivan, "o que não é viável para todas as empresas de biofabricação devido a restrições orçamentárias".

A indústria de biofabricação precisa de fornecedores especializados em automação para impulsionar a inovação em padrões de tecnologia em todo o setor farmacêutico para apoiar a crescente necessidade. Além da evolução dos processos de fabricação, essa é uma das principais razões pelas quais não houve muito sucesso neste espaço, explica Sanjay Srivastava, diretor administrativo, líder de terapia celular e gênica da consultoria de dados e análises Accenture. "A indústria tem oportunidades de investimento, mas ainda não tem os principais padrões para desenvolver tecnologia de automação que permita o desenvolvimento em larga escala de forma eficiente."

Avanços na robótica

Duas novas versões de sistemas robóticos de ponta a ponta (E2E) surgiram nos últimos anos: sistemas robóticos proprietários e sistemas robóticos independentes de operações. Os sistemas robóticos proprietários podem ser definidos como máquinas sob medida que criam um sistema de circuito fechado E2E integrando operações unitárias adaptáveis, mas proprietárias. Alternativamente, os sistemas independentes de operações são sistemas E2E que conectam sistemas operacionais de unidade automatizados separados e de vários fornecedores. Atualmente, a maioria dos fabricantes de CGT usa soluções de automação desconectadas de etapa única ou várias etapas para realizar processos de fabricação, como lavagem de células ou purificação de vírus.

"Essas máquinas reduzem a variabilidade do processamento manual, mas grandes custos de mão de obra permanecemdevido à necessidade de operadores humanos para mover produtos, monitorar máquinas e agrupar dados de várias máquinas", diz Srivastava. "Os fabricantes estão procurando avançar para sistemas totalmente automatizados, integrados de dados e ágeis para aumentar a capacidade e melhorar a variabilidade dos lotes. Como resposta, o mercado está se movendo em direção a soluções robóticas [que] fornecem não apenas processos automatizados, mas também serviços inteligentes dependendo dos resultados e dados do processo."

O 'ônibus celular'

A Cellares, uma das inovadoras da indústria nesta esfera, desenvolveu recentemente o "Cell Shuttle" – tecnologia que utiliza a fabricação E2E totalmente fechada. O objetivo é proporcionar a flexibilidade necessária no desenvolvimento inicial e a padronização necessária para escalar comercialmente essas terapias e atender à demanda dos pacientes.

A empresa pretende reduzir significativamente os custos de fabricação "em aproximadamente 50%" e fornecer capacidade suficiente para atender à demanda global.

"Ambos os gargalos surgem da complexidade de fabricar essas terapias com processos manuais ou semi-automatizados", diz John Tomtishen, vice-presidente de Operações da Cellares. "[Estes] exigem uma força de trabalho altamente qualificada extraída de um pequeno grupo de mão de obra operando em grandes instalações de salas limpas. O Cell Shuttle abordará a causa raiz desses desafios por meio de sua capacidade de alavancar a robótica em uma plataforma de automação E2E totalmente fechada que elimina a necessidade de intervenção manual, em pequenas unidades fechadas que podem produzir 16 terapêuticas por vez."

Os concorrentes da Cellares incluem a Ori Biotech, que oferece uma plataforma flexível que fecha, automatiza e padroniza a fabricação para desenvolvedores de terapias. A Multiply Labs também constrói dispositivos robóticos controlados pela nuvem que produzem medicamentos personalizados.

Futuro da fabricação de terapia celular e gênica

Como os principais fabricantes de terapia celular já investiram decisivamente na produção, eles podem demorar a abrir mão de seus processos existentes. No entanto, a automação do E2E por meio de plataformas tecnológicas como o Cell Shuttle e inovações semelhantes provavelmente desempenhará um papel crescente no futuro. A tecnologia ajudará a resolver gargalos associados ao dimensionamento dessas terapias, reduzindo os custos de fabricação e garantindo o acesso do paciente.

Grandes empresas farmacêuticas estão adotando a digitalização para monitorar a automação da fábrica em tempo real, permitindo que elas economizem em suas finanças e processos. Os modelos de gêmeos digitais das fábricas estão ajudando as empresas de biofabricação a planejar "virtualmente" como as operações da fábrica ocorrerão. Isso os ajuda a prever modificações e avaliar um fluxo de trabalho eficiente, diz Iyer.

"A maior adoção da cadeia de suprimentos digital garantirá que não haja lacuna em toda a cadeia de valor, permitindo a entrega oportuna de terapêuticas e evitando a falsificação de medicamentos", prevê Iyer. "Um sistema mais robusto para duas categorias muito importantes – entrega de vacinas e CGT – estará em vigor para rastrear e rastrear tudo, desde o fornecimento de matéria-prima até a entrega de terapia."

A química, a fabricação e os controles (CMC) são cruciais para o desenvolvimento de terapia celular e gênica e a adoção de um padrão CMC para fluxos de trabalho melhorará a segurança e a eficiência.

"Embora, tecnicamente, a fabricação de CGT no local de atendimento seja viável, a indústria precisará superar obstáculos operacionais e regulatórios para tornar esse modelo viável para terapias disponíveis comercialmente", observa Srivastava. "As tecnologias robóticas emergentes não estão longe no futuro (três a cinco anos) e estão se tornando uma realidade em velocidade vertiginosa. Com a tecnologia avançando, padronizando e aumentando o volume de pacientes, acreditamos que um modelo operacional descentralizado é concebível."

Em última análise, a automação e a robótica podem incentivar mais inovações no desenvolvimento de CGT, liberando uma força de trabalho qualificada para se concentrar em pesquisa e desenvolvimento em vez de processamento manual caro e demorado. Isso só pode ser uma boa notícia para os pacientes que aguardam tratamentos essenciais.