Il “mini-impianto” portatile per la produzione on-demand di medicinali è grande quanto un frigorifero (1,0 x 0,7 x 1,8 m) e, secondo i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) che lo hanno ideato e costruito, potrebbe essere utile per risolvere i problemi di blocco della produzione, o per essere spedito in loco per produrre farmaci durante situazioni di emergenza sanitaria.
La piattaforma permette di condurre l’intero ciclo produttivo, dalla sintesi del principio attivo alla sua purificazione e formulazione in continuo, con produzione di dosi liquide orali o topiche in soluzione acquosa dell’ordine del migliaio di pezzi al giorno. L’articolo pubblicato su Science descrive le prime applicazioni del prototipo di apparecchiatura, utilizzato per preparare – con standard di qualità conformi alla Farmacopea statunitense – farmaci a base di difenidramina idrocloruro, lidocaina idrocloruro, diazepam e flouxetina idrocloruro.
Un impianto in continuo riconfigurabile
La piattaforma produttiva portatile ha miniaturizzato le dimensioni tipiche dei normali impianti farmaceutici: le reazioni di sintesi avvengono all’interno di tubi di piccole dimensioni, che offrono l’ulteriore vantaggio di un più semplice sistema di raffreddamento. Il prototipo permette di gestire reazioni di sintesi fino a 250°C di temperatura e pressioni di 17 atm, che vengono condotte all’interno dei primi due moduli della piattaforma. Il secondo modulo, in particolare, è dedicato alla purificazione del principio attivo mediante cristallizzazione, filtrazione ed essicamento. La sua conseguente dissoluzione o sospensione in soluzione acquosa permette di produrre la forma farmaceutica finita con la concentrazione desiderata.
“In molti casi stiamo sviluppando sintesi di target che non sono mai stati prodotti su una piattaforma continua”, ha dichiarato il direttore del dipartimento di Chimica del MIT, Timothy Jamison. “Ciò presenta molte sfide, anche se c’erano buoni precedenti nella prospettiva batch. Vediamo in questo un’opportunità, perché a causa dei fenomeni che si possono sfruttare [in un sistema in continuo, ndr] si possono produrre le molecole in modo diverso”.
La diversa combinazione tra i moduli che costituiscono la piattaforma permette di modificarne le capacità applicative per la produzione mirata di prodotti medicinali diversi, un’operazione che richiederebbe poche ore secondo i progettisti dell’impianto. I ricercatori del MIT stanno lavorando a un’ulteriore miniaturizzazione della piattaforma di circa il 40%, oltre che alla sintesi di molecole che richiedono condizioni più complesse e alla produzione di compresse: una volta ottimizzato, il metodo potrebbe permettere la produzione di medicinali che era finora risultata economicamente non conveniente sugli impianti normali di dimensioni industriali.
Molte prospettive per applicazioni in piccola scala
“L’idea è che produci quello di cui hai bisogno, forme farmaceutiche semplici, perché devono essere assunte on-demand. Questi dosaggi non hanno bisogno di una stabilità a lungo termine”, ha dichiarato ha dichiarato Allan Myerson, docente del dipartimento di Ingegneria chimica del MIT che è uno degli autori senior dell’articolo insieme a Klavs Jensen e Timothy Jamison.
La piattaforma riconfigurabile potrebbe venire usata, ad esempio, per produrre i lotti di prodotto necessari per gli studi clinici o i farmaci orfani per i pazienti affetti da malattie rare. “Pensate a questo come il backup di emergenza per la produzione farmaceutica. Lo scopo non è di rimpiazzare la produzione tradizionale; è fornire un’alternativa per questa situazioni speciali”, ha aggiunto Myerson.
Lo scenario dipinto da Rainer Martin nel suo editoriale di accompagnamento all’articolo su Science è ancora più futuribile: la piattaforma potrebbe essere impiegata direttamente nelle case di cittadini che abitano in luoghi isolati e che magari in inverno, a causa delle nevicate troppo forti, rimangono isolati ma hanno bisogno urgente di medicine. In questi casi, spiega Martin, potrebbe bastare collegarsi col medico via una app che permette di gestire tutte le informazioni sanitarie del paziente e che sarebbe interfacciata con la piattaforma produttiva. Sulla base della prescrizione del medico, basterebbe quindi inserire una capsula per ottenere il prodotto on-demand in poco tempo e senza bisogno di uscire da casa. Ovviamente, un’ipotesi del genere dovrebbe necessariamente essere rivolta alla produzione di medicinali di prima necessità, i cui principi attivi dovrebbero essere già contenuti nell’apparecchiatura.
“L’obiettivo di questo progetto era quello di costruire una unità portabile e in piccola scala che fosse completamente integrata, così da poter immaginare di spedirla ovunque. E nel momento in cui si disponesse dei reagenti giusti, si potrebbero produrre i farmaci”, ha dichiarato Jensen. Il gruppo aveva già sviluppato nel 2013 un primo prototipo più grande (7,3 x 2,4 x 2,4 m), finanziato da Novartis. I nuovi sviluppi sono invece stati finanziati dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) del governo americano.
Non resta che attendere gli ulteriori sviluppi sulla messa a punto di un nuovo prototipo di dimensioni ancora più contenute per sapere se il futuro della produzione di farmaci on-demand andrà in questa direzione o se, come molti osservatori ipotizzano, sarà la crescente diffusione della stampa 3D di farmaci basata su blueprint sviluppati e distribuiti dalle case farmaceutiche a vincere la disfida sulla produzione mirata di piccoli lotti di prodotto.
