Le risque de contamination biologique en industrie pharmaceutique

La contamination est définie par les BPF[1] comme « l’introduction non intentionnelle d’impuretés de nature chimique ou microbiologique, ou de matière étrangère, à l’intérieur ou à la surface d’une matière première, d’un intermédiaire, ou d’une substance active, pendant la production, l’échantillonnage, le conditionnement ou le reconditionnement, le stockage ou le transport ».

Ces « impuretés », décrites ci-dessus, correspondent aux agents contaminants et sont classées en 3 types :
• La contamination biologique (biocontamination),
• La contamination particulaire,
• La contamination chimique.
Dans le contexte de cette thèse, nous nous attacherons plus particulièrement à la contamination biologique dans son ensemble.

La contamination biologique, ou biocontamination, est la présence de microorganismes indésirables sur une surface, dans un produit ou dans un environnement contrôlé. Les microorganismes peuvent être séparés en trois groupes: les bactéries, les virus et les levures-moisissures. Invisibles à l’œil nu, ils se développent suivant des conditions de température, d’humidité, de pH et de milieu nutritif propres à chacun. Ces paramètres doivent être maitrisés afin de minimiser leur développement au sein d’une industrie pharmaceutique.

La qualité microbiologique des médicaments 

Pour garantir la qualité des médicaments exigée dans les règlementations, des contrôles microbiologiques de l’air et des surfaces sont réalisés tout au long de la chaine de production, de la matière première au produit fini. Ces contrôles sont plus ou moins stricts en fonction du type de médicament, ou de sa forme galénique et donc de sa voie d’administration. Ainsi, les exigences en matière de contamination microbiologique (présence, nature, concentration des microorganismes) pour un médicament injectable qui se doit d’être stérile, seront différentes de celles pour un comprimé sec non obligatoirement stérile.

Les médicaments stériles

La majorité des produits stériles sur le marché sont des médicaments injectables (parentéraux). L’administration parentérale permet d’injecter le médicament à l’intérieur d’un tissu ou directement dans la circulation sanguine par effraction du tissu cutané. La substance active arrive très rapidement vers le cœur et les centres nerveux, et son effet est quasi-immédiat. Un médicament non stérile injecté à un patient peut provoquer un état infectieux très grave. Cette voie d’administration est donc une voie à haut risque. C’est pourquoi, la stérilité et l’apyrogénicité constituent des critères obligatoires de qualité microbiologique et de sécurité pour l’administration de ce type de médicament chez l’Homme.

Environnement de production
Le processus de fabrication des médicaments stériles est un processus aseptique qui impose des exigences très strictes afin d’éviter les risques de contamination microbienne, particulaire et pyrogène. La fabrication est réalisée dans des zones à atmosphère contrôlée (ZAC) permettant de maitriser l’environnement de production. Elles sont définies dans les normes de la série ISO 14644[2] et reprises dans la ligne  directrice 1 des BPF [https://www.clicours.com/].

Procédés de fabrication
Pour obtenir un produit stérile, différents procédés, décrits dans la ligne directrice 1 des BPF[2] , peuvent être utilisés :

La répartition aseptique conventionnelle est dédiée aux médicaments, tels que les solutions ou les liquides, qui ne peuvent pas être stérilisés dans leur récipient final, ne supportant pas la chaleur de la stérilisation par la chaleur humide. On utilise donc la méthode de la filtration stérilisante, qui permet de filtrer le produit via un filtre stérile à pores de diamètre nominal de 0,22 micron, ou moins. Ce filtre est qualifié avec un microorganisme de référence, Brevundimonas diminuta, choisi pour sa très petite taille, de longueur 0,6 à 0,8 µm et de diamètre 0,3 µm[5] . Le produit est filtré au plus près du point de remplissage puis recueilli dans un récipient stérilisé́. Ce procédé est effectué en classe A, elle-même entourée d’un environnement de classe B.

L’isotechnie rend possible la répartition aseptique en classe A entourée d’une classe C ou D. En effet, ce procédé permet de confiner la production du médicament afin de réduire les contaminations apportées par l’environnement et par l’être humain. Les deux technologies les plus couramment utilisées par les entreprises pharmaceutiques sont les RABS (restricted access barrier system) et les isolateurs. La technologie des RABS consiste à installer une barrière rigide entre la zone critique du procédé de fabrication, la classe A, et la zone réservée pour les opérateurs, la classe B. Cette séparation est cependant non stricte et l’environnement reste identique à une salle conventionnelle, à la différence de l’isolateur, qui crée un espace de confinement aseptique maitrisé, classe A, séparant clairement le procédé de l’opérateur, en classe C ou D. Selon l’étude de comparaison réalisée par l’A3P (association pour les produits propres et parentéraux), l’isolateur est la solution la plus économiquement rentable ; en effet, il permet de réduire la facture énergétique de 15 à 20% et le niveau de surveillance de l’environnement.

Le BFS (blow, fill and seal – soufflage, remplissage et scellage)[7] est un procédé « trois en un » car toutes les opérations sont effectuées dans une seule et même machine, de la fabrication du contenant, à son remplissage avec le produit et son scellage. Le nombre limité d’interventions humaines (cycle automatique) et la zone de remplissage restreinte, en permanence sous un flux d’air stérile, permettent de limiter les contaminations du médicament.

La stérilisation terminale est un procédé qui permet d’obtenir un produit exempt de microorganismes viables et non viables dans son récipient final. Le remplissage des produits destinés à la stérilisation terminale doit être réalisé en classe A, B ou C[3] . Il existe différentes méthodes de stérilisation comme la stérilisation par la vapeur, par la chaleur sèche ou par irradiation ionisante. La stérilisation par la vapeur est la technique de première intention, car elle est la méthode la plus efficace pour éliminer une large variété de microorganismes. La stérilisation par irradiation ionisante conviendra plutôt aux produits craignant la chaleur. Cette méthode permet la formation de radicaux libres entrainant la rupture des liaisons protéiques et donc l’altération des acides nucléiques des bactéries. La méthode par chaleur sèche, longue et coûteuse, est à proscrire.