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Enquête Contrôle microbiologique : Les méthodes rapides et traditionnelles s'équilibrent

Aurélie Dureuil
Enquête Contrôle microbiologique : Les méthodes rapides et traditionnelles s'équilibrent

Méthodes traditionnelles et alternatives se partagent le marché du contrôle microbiologique.

© Bactup

Présentes sur le marché depuis quelques années, les méthodes alternatives ou rapides ont révolutionné certaines étapes de contrôle microbiologique. Si leur essor est encore en cours, elles ne devraient pas remplacer si facilement les méthodes traditionnelles.

« Les méthodes alternatives, on en parle depuis des années. Petit à petit, elles prennent leur place », annonce Éric Petat, dirigeant d'ACM Pharma. Un constat fait également par Vincent Béguin, responsable du marketing réglementaire et technique dans le domaine Life Science de Merck (anciennement Merck Millipore). « Les méthodes rapides existent depuis une trentaine d'années, mais peinent toujours à s'imposer en test de routine. Depuis quelques années, il y a vraiment une évolution dans l'industrie pharmaceutique, et notamment dans les biotech, qui ont des produits à durée de vie courte. L'industrie des vaccins est également intéressée pour une libération plus rapide de ses produits, en particulier pour les vaccins saisonniers et en cas d'épidémie. ». Ces méthodes alternatives ou méthodes rapides se sont développées et concernent de plus en plus d'applications de contrôle microbiologique. « Aujourd'hui, l'offre concerne des méthodes aux technologies très différentes et le plus souvent adaptées à un nombre limité d'explorations », ajoute Éric Petat.

On parle ainsi de cytométrie de flux qui « permet d'avoir des résultats sous 5 à 15 minutes au lieu de 3 à 7 jours pour détecter des germes », souligne Yannick Laurent, ingénieur commercial et microbiologiste chez Bactup. Il ajoute : « avec la cytométrie, on peut détecter des germes, même à faible concentration, avant qu'ils ne se développent ». « La cytométrie en phase liquide permet de diviser par 2 voire 3 le temps nécessaire quant au contrôle microbiologique, mais la méthode traditionnelle qui consiste à faire pousser les germes sur boîte de Petri apporte des précisions supplémentaires quant à l'identification de ces micro-organismes », indique Michael Reynier, vice-président Biopharma et Cosmétique de BioMérieux. Il cite la cytométrie en phase solide : « La technologie la plus en rupture par rapport aux méthodes traditionnelles est la cytométrie en phase solide. Elle permet de détecter quasiment en temps réel la présence d'une bactérie dans un échantillon. Ce système unique s'applique à des produits filtrables et permet d'accélérer le temps de traitement d'un certain nombre de contrôles ».

Autre technique rapide : la spectrométrie de masse, le Maldi-TOF qui « fournit des résultats de l'ordre de 10 à 15 minutes pour identifier des micro-organismes », indique Yannick Laurent (Bactup). Éric Petat d'ACM Pharma cite également la spectrométrie de masse et le séquençage de l'ARN16S comme « les outils les plus performants pour l'identification bactérienne ». Merck propose également des systèmes de microbiologie rapide dont Milliflex Quantum basé sur un marquage fluorescent « permettant une détection après une croissance deux à trois fois plus courte ». Pour le contrôle de la charge microbienne dans l'eau de process, Mettler Toledo Thornton utilise une technologie de fluorescence induite par laser afin de faire des analyses en continu. Vincent Béguin (Merck) estime que les évolutions de méthodes concernent également aujourd'hui « le suivi en temps réel de certains paramètres physico-chimiques comme les variations de pH ou la mesure de gaz qui indiquent une possible contamination, souvent difficile à quantifier, et ces méthodes posent souvent le problème de leur comparabilité avec les méthodes de référence ». Les fournisseurs se positionnent ainsi sur de nombreuses technologies. Le Français BioMérieux a ainsi procédé à l'acquisition d'une société allemande, début juin 2016. « Hyglos est une jeune société innovante qui a développé une excellence scientifique et un savoir-faire unique dans le domaine de la détection des endotoxines. Les endotoxines sont des morceaux de parois bactériennes qui sont le signe de la contamination et sont génératrices de réactions immunitaires pyrogènes qui peuvent être dangereuses. Hyglos a créé une gamme de tests pour la détection d'endotoxines à partir de protéines recombinantes, en rupture par rapport aux tests classiques faits à partir de sang de crabe », détaille Michael Reynier (BioMérieux). Il ajoute : « Cette société commercialise déjà une gamme qui fournit des résultats standardisés. Pour le moment, la part de marché est extrêmement faible mais à partir de juillet, l'usage des protéines recombinantes pour la détection des endotoxines dans le processus de production des produits pharmaceutiques va être inscrit dans la Pharmacopée européenne comme une méthode alternative ».

 

Les freins réglementaires

 

L'inscription de ces méthodes dans la Pharmacopée est un point crucial pour le développement de ces méthodes. Bien que les gains de temps et de précision soient des éléments différenciants pour les entreprises du médicament, les méthodes alternatives ne se sont pas imposées de manière importante dans les laboratoires. En cause notamment, la réglementation. L'industrie pharmaceutique ne peut pas changer son process et ses méthodes de contrôle du jour au lendemain. « Souvent, ce qui va bloquer les industriels pour passer aux méthodes alternatives, c'est de faire une variation du dossier d'autorisation de mise sur le marché », note Éric Petat (ACM Pharma). Bien qu'il souligne des évolutions réglementaires comme les modifications des chapitres 5.1.6 et 2.6.27 de la Pharmacopée européenne sur la « validation des méthodes alternatives et sur la possibilité de faire des essais de stérilité en 7 jours plutôt que 14 dans le cadre de la thérapie cellulaire ». « Toutes les Pharmacopées étudient les méthodes alternatives. Sur le sujet des tests basés sur les technologies recombinantes, l'Europe est assez largement en avance dans ce domaine par rapport aux États-Unis et au reste du monde. Mais de manière générale, l'évolution des Pharmacopées est assez lente. Pour les technologies très en rupture, cela est renforcé par le manque de diversité de l'offre accessible sur le marché. Il est difficile de faire entrer dans la réglementation des technologies qui reposent sur un seul fournisseur. Le fait que d'autres acteurs investissent dans ces méthodes représente un facteur d'appropriation au niveau mondial », note Michael Reynier (BioMérieux).

Et même si les autorités réglementaires semblent de plus en plus ouvertes à ces nouvelles méthodes, la validation de leur usage demande des investissements, financiers et en temps. Michael Reynier (BioMérieux) estime : « Les dossiers de validation des méthodes alternatives peuvent coûter plusieurs centaines de milliers d'euros et durer 1 à 2 ans. Les industriels changent de méthode, si l'avantage est largement supérieur au coût et au temps de validation ». Les fabricants de systèmes de contrôles microbiologiques ont développé des solutions complètes afin d'accompagner les industriels dans ces démarches de validation. « Nous sommes dans la logique de validation par rapport à la méthode de référence. Nous voulons donner au client le maximum de données pour les assurer de la performance de la méthode. Nous effectuons des validations importantes qui s'accompagnent de documentations et nous développons une gamme de services importante pour soutenir nos clients dans leur validation », témoigne Vincent Béguin (Merck). Chez BioMérieux, Michael Reynier indique : « Nous fournissons aux industriels des solutions pour le contrôle microbiologique. Ces tests sont généralement effectués par le laboratoire pharmaceutique sur le site de production ».

Face à ces freins, les industriels du médicament pèsent le pour et le contre avant de se lancer dans une variation de leur dossier d'enregistrement. Un fournisseur conseille ainsi d'étudier le process pour identifier le test bloquant pour lequel cela ferait sens d'avoir une méthode rapide. Les méthodes alternatives trouvent ainsi plus de débouchés dans les procédés en cours de développement ou d'enregistrement. « Il existe un besoin important de mesures rapides et fiables dans le domaine des biotechnologies. Cela donne une nouvelle impulsion aux méthodes alternatives », observe Éric Petat. Un constat fait également par Michael Reynier : « Dans les domaines thérapeutiques innovants, le temps est un enjeu clé ainsi que la valeur ajoutée de ces produits. Les acteurs de la bioproduction et des thérapies cellulaires investissent dans des équipements qui leur permettent d'avancer dans leur production et d'accélérer les temps de test. Ce phénomène s'observe également chez les big pharma. Lorsqu'elles renouvellent leur portefeuille, elles investissent d'emblée dans les technologies rapides ». Outre les sociétés de biotech et les big pharma, les sociétés de sous-traitance analytique se dotent de ces équipements dont les prix oscillent entre « 40 000 et 60 000 euros pour un cytomètre de flux », et « entre 180 000 et 200 000 euros pour un Maldi-TOF, auquel s'ajoutent 20 000 à 25 000 euros d'entretien annuel », selon Yannick Laurent (Bactup). « L'adoption des méthodes rapides va se faire à travers le renouveau de l'arsenal thérapeutique. Mais il est très clair que les méthodes traditionnelles restent le principal pilier sur lequel s'appuient les acteurs du secteur pharmaceutique pour effectuer le contrôle microbiologique industriel de leur production. Elles comptent aujourd'hui pour la moitié de notre chiffre d'affaires », conclut Michael Reynier (BioMérieux). Ainsi les méthodes rapides continuent de se développer en termes de technologie et pénètrent le marché avec une plus grande acceptation réglementaire. Le marché du contrôle microbiologique devrait donc s'équilibrer entre méthodes traditionnelles et alternatives.

MÉTHODES TRADITIONNELLESUn besoin constant d'innovation

Si les méthodes alternatives semblent porter l'innovation, les fabricants n'oublient pas les méthodes traditionnelles. Objectif : les rendre plus rapides, efficaces et sûres.

« Les méthodes traditionnelles représentent la majorité des tests réalisés par les laboratoires pharmaceutiques. Nous continuons à investir de manière importante pour les améliorer et les rendre les plus rapides et efficaces possible », indique Michael Reynier, vice-président Biopharma et Cosmétique de BioMérieux. Le groupe français travaille ainsi sur l'automatisation des cultures de micro-organismes et des lectures des boîtes de Petri, sur la sécurisation de la chaîne d'approvisionnement, la gestion de la non qualité... « Nous essayons d'aider nos clients à diminuer autant que possible les aléas liés au facteur humain dans le cadre de leurs activités de contrôle microbiologique », ajoute Michael Reynier. Une tendance confirmée par Vincent Béguin, responsable du marketing réglementaire et technique dans le domaine Life Science de Merck. « Les méthodes traditionnelles restent une part importante de notre activité. Nous remplaçons les milieux de culture à base de substances animales par des produits végétaux, pour supprimer tout risque de transmission d'EST ou ESB lors des contrôles de surface en salles propres, ou synthétiques pour s'affranchir de la variabilité des matières premières. Mais, aujourd'hui, le changement ne peut pas être fait pour tous les milieux. Nous proposons aujourd'hui toute une gamme de milieux de culture conformes à l'ISO 11 133 et qui sont libérés dans nos laboratoires de contrôle accrédités selon la norme ISO 17 025 ». Le fabricant a également travaillé sur l'ergonomie des tests microbiologiques, en facilitant les manipulations en zone confinée, pour les tests de charge bactérienne ou de stérilité. Pour le contrôle microbiologique de l'air dans les salles classées, Merck a également développé un système « multi-têtes » permettant de « traiter plusieurs points de prélèvements en séquentiel, en limitant les interventions dans l'environnement protégé », indique Vincent Béguin. Chez Sartorius Stedim Biotech aussi, de nombreux développements sont faits autour des méthodes traditionnelles. « Nos gammes couvrent le contrôle microbiologique de l'air, les essais de stérilité, et le contrôle microbiologique des liquides (des matières premières aux produits finis en passant par les contrôles en cours de process). Notre expertise repose sur les membranes filtrantes », souligne Ariane Sintoni, spécialiste des applications de microbiologie de Sartorius Stedim. Si la méthode est utilisée depuis 1927, l'entreprise ne cesse d'apporter des améliorations. « Les évolutions techniques sont tournées vers les attentes des utilisateurs, qui recherchent la simplicité et la rapidité dans la manipulation tout en garantissant la fiabilité du test sans risque de résultats faussement positif ou négatif. Par exemple, pour la détermination de la biocharge bactérienne, nous proposons une boîte de Pétri avec un couvercle actif pour transférer facilement la membrane filtrante sur le milieu de culture. Plus d'utilisation de pinces ni de contact proche avec les mains, ce qui permet de réduire les risques de contaminations secondaires », signale Ariane Sintoni. Les fournisseurs poursuivent ainsi les développements sur les méthodes traditionnelles.

LES APPLICATIONS DU CONTRÔLE MICROBIOLOGIQUE

Le contrôle microbiologique concerne différentes étapes du process pharmaceutique. Du contrôle des matières premières jusqu'aux produits finis. « Les analyses microbiologiques permettent de déterminer le taux de contamination et de s'assurer de l'absence de germes pathogènes spécifiés », indique Yannick Laurent, ingénieur commercial microbiologiste de Bactup. Pour certains produits, les contrôles microbiologiques concernent le test de stérilité qui permet de s'assurer de l'absence totale de germe. Sur la chaîne de production, les contrôles concernent, par exemple, le Media Fill Test pour tester l'asepsie des chaînes de répartition. « Des flacons remplis avec du milieu de culture passent sur la chaîne de production pour vérifier qu'ils ne sont pas contaminés », souligne Yannick Laurent. Il ajoute : « une autre étape du test consiste ensuite à contaminer volontairement ces mêmes flacons pour voir si le micro-organisme contaminant se serait développé ». Enfin, les contrôles microbiologiques sont utilisés dans l'environnement de production pour le contrôle de l'air, de l'eau, des surfaces...

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