Dai test PCR alla distribuzione dei vaccini, la conservazione a bassissima temperatura è diventata una tecnologia comune durante la pandemia e il suo futuro si prospetta altrettanto entusiasmante.
La conservazione a bassissima temperatura (ULT) si è trasformata da un pezzo di hardware specializzato nei retrobottega di laboratori e biorepository a un argomento di conversazione quotidiano. Questi congelatori, che tradizionalmente conservano il loro contenuto a temperature fino a -86°C, hanno presentato una varietà di utilizzi durante l'ascesa del COVID-19: dalla conservazione dei test che ci hanno permesso di diagnosticare con precisione il virus e di comprenderne la diffusione, alla fornitura dell'infrastruttura della catena di approvvigionamento che continua a sostenere la consegna di vaccini a base di mRNA a milioni di persone.
Prima della pandemia, la temperatura ultrabassa era (ed è tuttora) un pilastro del laboratorio per la conservazione di farmaci iniettabili e campioni biologici per la ricerca e i test clinici. Molti trattamenti iniettabili e vaccini richiedono una conservazione costante a temperature ULT per mantenere la loro sicurezza ed efficacia, come dettato dall'ente normativo locale. Inoltre, a -80°C la degenerazione dei campioni biologici rallenta in modo significativo e possono essere testati per periodi di tempo più lunghi. Sulla base di queste capacità, i vantaggi più ampi di un'infrastruttura ULT sono stati evidenti: dalle strutture di stoccaggio a lungo termine agli hub di trasporto, fino alle farmacie e agli ospedali nell'ultimo miglio della distribuzione. Tuttavia, non c'è mai stata un'esigenza abbastanza grande da essere pienamente operativa su scala globale, fino alla pandemia di COVID-19.
L'ascesa dell'ULT legato alle pandemie
Nel gennaio 2020, la COVID-19 non era ancora un'epidemia e la possibilità di fornire un vaccino efficace, per non parlare di più vaccini, non era ancora un argomento di discussione a livello mondiale. Al contrario, l'attenzione immediata era rivolta ai test, alle diagnosi e al tracciamento dei contatti per comprendere la diffusione della malattia e valutare il modo migliore per mitigarla. Gli arretrati nell'elaborazione dei test, causati dall'enorme quantità di test che venivano eseguiti, creavano un periodo di attesa di tre giorni o più per i risultati. Per una lettura accurata era essenziale disporre di un sistema di conservazione dei test per mantenere i campioni. Molti laboratori e biorepository, già dotati di infrastrutture ULT, hanno collaborato con gli ospedali delle loro regioni per conservare ed elaborare i campioni dei test. Questa capacità è stata la chiave di volta per superare gli arretrati e fornire letture accurate del COVID-19, non solo ai singoli pazienti, ma anche ai ricercatori e agli enti governativi che stavano lavorando per valutare la crescente portata del virus.
Cronologicamente, l'arretratezza dei test che ha richiesto la conservazione dei campioni in ULT si è verificata dopo che la COVID-19 è stata classificata come pandemia. Con l'arrivo degli ordini di isolamento, le visite mediche di persona si sono interrotte, le sperimentazioni cliniche sono state sospese e le applicazioni di ricerca pre-pandemica dei congelatori ULT sono state in gran parte sospese a favore di questo nuovo uso più essenziale.
Nel dicembre 2020, l'EMA ha approvato il vaccino a base di mRNA di Pfizer-BioNTech e la FDA ha rilasciato un'autorizzazione all'uso di emergenza (EUA) del vaccino, seguita rapidamente da quella di Moderna. I dati suggeriscono che questi vaccini potrebbero essere incredibilmente efficaci contro il virus, con l'ulteriore vantaggio di non introdurre un campione del virus nel sistema del ricevente. Tuttavia, a causa della fragilità della formula, l'industria in generale era consapevole che questi vaccini avrebbero dovuto essere conservati a temperature ULT.
I test di stabilità potrebbero potenzialmente consentire riformulazioni che permettano lo stoccaggio e la distribuzione a temperature più calde, ma questo potrebbe richiedere molti mesi, e questi sono i primi vaccini a mRNA del loro genere. Per questo motivo, nei mesi che precedevano l'attesa EUA dei vaccini, la rete globale della catena di approvvigionamento dell'industria farmaceutica era duramente impegnata a costruire un'infrastruttura end-to-end per la produzione e la distribuzione, con i congelatori ULT al centro.
L'ondata successiva di utilizzo della temperatura ultrabassa legata alle pandemie si è verificata quando i vaccini sono stati rapidamente prodotti e conservati in impianti di congelamento da fornitori di logistica terzi come UPS. Anche il ghiaccio secco era una soluzione, anche se difficile da implementare in quanto richiedeva una vasta catena di approvvigionamento, una formazione speciale e un rifornimento frequente per mantenere costantemente le temperature necessarie per l'efficacia e la sicurezza. Se i vaccini rimanevano al di fuori di queste temperature per diverse ore, dovevano essere immediatamente gettati via. Anche se i biorepository sarebbero intervenuti di nuovo per aiutare, i sistemi sanitari locali e le reti di farmacie hanno dovuto in gran parte costruire le proprie infrastrutture ULT per conservare i vaccini nell'ultimo miglio una volta che erano in distribuzione. Con l'inizio della distribuzione su larga scala, è iniziata la prossima grande sfida: la distribuzione e lo stoccaggio dell'ultimo miglio.
Lo stoccaggio a bassissima temperatura un anno dopo
Le strategie per la distribuzione dell'ultimo miglio sono variate in tutto il mondo, ma ancora oggi rappresentano la sfida più grande per la consegna dei vaccini. Molte aree, come Porto Rico, hanno creato modelli "hub and spoke" in cui i vaccini potevano essere conservati con l'ULT in un deposito centrale e trasferiti a farmacie, centri medici e cliniche di vaccinazione (1).
Oggi, paesi come il Regno Unito e gli Stati Uniti sono stati in grado di rendere operative le loro infrastrutture in tempi rapidi per raggiungere tassi di vaccinazione totali del 60% o più. Tuttavia, poiché la distribuzione si è estesa dai Paesi sviluppati con infrastrutture di rete elettrica stabili alle aree del mondo con reti meno affidabili e terreni meno sviluppati, la mobilità e l'efficienza energetica sono diventate capacità sempre più critiche della temperatura ULT impiegata. I congelatori ULT mobili consentono ai fornitori di logistica dell'ultimo miglio di mantenere le temperature ULT per i viaggi più lunghi per consegnare i vaccini ai luoghi di inoculazione, e i congelatori più recenti sono in grado di funzionare con meno energia e di tollerare il brown-out.
In prospettiva, con il perdurare della pandemia e della necessità di vaccinarsi, lo stoccaggio a lungo termine rimane un'esigenza cruciale nei Paesi in cui persiste l'esitazione nei confronti del vaccino e la capacità di distribuire i vaccini in modo rapido e affidabile dove c'è richiesta è altrettanto importante. Anche la probabilità di richiami è in aumento, dato che la variante Delta si sta diffondendo in tutto il mondo. Ciò metterà sotto pressione l'intera infrastruttura, che dovrà essere in grado di fornire i vaccini con la stessa rapidità con cui è stata realizzata la campagna iniziale.
Oltre a COVID-19, abbiamo iniziato a vedere il riavvio di studi clinici attivi. Inoltre, le capacità remote che la pandemia ha inavvertitamente abilitato hanno stimolato l'adozione sempre più diffusa di studi clinici decentralizzati. Da questa crescita, ULT sta già vedendo un nuovo caso d'uso emergente nell'infrastruttura mobile e locale per consentire queste sperimentazioni, in particolare quando l'attenzione per i nuovi trattamenti cellulari e genici, così come per la medicina di precisione, diventa sempre più prevalente.
Il futuro della tecnologia ULT
La tecnologia alla base della conservazione a bassissima temperatura sta subendo progressi che avranno un forte impatto sui casi d'uso che servono nella catena di fornitura end-to-end. L'integrazione dei congelatori ULT con le piattaforme della catena di fornitura tramite la connettività cloud diventerà sempre più la base per la tracciabilità delle fiale durante la distribuzione, per garantire la sicurezza, l'efficacia e la conformità alle normative.
Inoltre, l'integrazione dei congelatori con i sistemi di gestione delle informazioni e dei campioni tramite la connettività consentirà l'accesso e il recupero guidato, e persino completamente automatizzato, delle terapie e delle dosi conservate in ULT. In questo modo si garantisce che i campioni giusti vengano recuperati e riportati nella cella frigorifera prima che la loro qualità venga compromessa. Nel frattempo, questi dati possono essere acquisiti e conservati in una traccia di controllo virtuale a fini normativi. Inoltre, l'attenzione è sempre più rivolta al livello di protezione dei dati che si trova al di sopra di queste funzionalità, per garantire che le informazioni sensibili non finiscano nelle mani sbagliate.
La formulazione dei farmaci sta migliorando parallelamente per diventare più personalizzata e, di conseguenza, di maggior valore. Molti di questi trattamenti prevedono sempre più spesso requisiti rigorosi di temperatura ULT per lo stoccaggio e la distribuzione. È assolutamente necessario che le capacità di tracciamento e manipolazione siano attrezzate per mantenere questi trattamenti, e questi progressi nella tecnologia ULT sosterranno direttamente questa missione.
Il futuro dell'innovazione medica
La consegna dei vaccini in tutto il mondo continua a essere il compito più imminente e urgente per l'infrastruttura globale ULT, poiché continuano a emergere nuove varianti. Se dovessero essere necessari nuovi vaccini o booster nel prossimo futuro o su base annuale, i test di stabilità per ogni nuovo vaccino potrebbero aggiungere mesi alle tempistiche che non abbiamo. Pertanto, ridurre completamente la necessità di test di stabilità servirà ad accelerare il controllo della diffusione di COVID-19.
Detto questo, l'urgenza di trattamenti su scala così ampia che abbiamo riscontrato con la pandemia non è un'esperienza nuova per alcuni gruppi di pazienti. Coloro che vivono in zone colpite da virus letali come l'ebola hanno da tempo affrontato problemi di accesso ai vaccini e alle terapie. Un'infrastruttura ULT flessibile sarà fondamentale per prevenire il deterioramento e aumentare l'accesso a questi vaccini.
Inoltre, la tecnologia ULT diventerà la base per la ricerca clinica e la fornitura su scala ridotta di medicina di precisione e biologica per malattie rare e pericolose per la vita. La riduzione dei test di stabilità servirà anche ai pazienti affetti da tumori potenzialmente letali che hanno più bisogno di questi trattamenti. Infine, la scala globale e la flessibilità di questa infrastruttura garantiranno che, quando questi nuovi trattamenti saranno approvati, saranno accessibili ai pazienti di tutto il mondo, non solo a pochi.
Le circostanze della pandemia hanno acceso un riflettore sull'ULT che non si spegne. Questa infrastruttura ha aiutato l'industria a superare le sfide produttive e logistiche della più grande campagna vaccinale della storia. Questa stessa infrastruttura garantirà la preparazione a fornire booster per le varianti del COVID-19, nonché vaccini per pandemie ed epidemie future. Sarà anche la base della catena di approvvigionamento per fornire farmaci di precisione su scala. In prospettiva, il lavoro svolto per realizzare questa infrastruttura servirà in modo olistico a perseguire una maggiore innovazione medica nel prossimo futuro.
Questo articolo è tratto da Pharmaceutical Manufacturing and Packing Sourcer ottobre 2021, pagine 18-20. © Samedan Ltd.
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