Le test de stérilité est un procédé qui fait partie de la fabrication de produits stériles afin de garantir qu'ils sont exempts de tout micro-organisme viable pouvant mettre les patients en danger. Comme il est impossible de tester chaque fiole ou ampoule de produit fabriqué, un nombre d'échantillons représentatif de l'ensemble du lot est prélevé à différents moments du remplissage et testés pour détecter toute contamination microbienne.

En 1973, l'Organisation mondiale de la santé a adopté des exigences en matière de tests de stérilité et aujourd'hui, diverses pharmacopées à travers le monde disposent de directives relatives aux tests de stérilité, dont la pharmacopée américaine (USP) et la pharmacopée européenne (Ph. Eur.).

Internalisation ou externalisation du procédé

Pour réaliser cette opération obligatoire, les fabricants de produits stériles ont deux options. Ils peuvent soit exécuter le procédé en interne dans un laboratoire dédié aux essais de stérilité, soit confier le procédé à un fournisseur de services d'essais externe.

En général, l'externalisation est plus avantageuse pour les petits fabricants car la création d'un laboratoire dédié aux tests de stérilité représente un coût initial important ainsi que des frais d'exploitation élevés.

Toutefois, l'externalisation présente aussi certains inconvénients, comme des délais plus longs pour obtenir les résultats, qui entraînent à leur tour des frais d'entreposage plus élevés, particulièrement pour les produits qui doivent être stockés à froid. Par ailleurs, de nombreux services d'essais facturent au test, ce qui devient vite très coûteux, surtout pour les fabricants qui préparent de nombreux produits et qui nécessitent donc beaucoup de tests.

Enfin, confier les essais de stérilité à un sous-traitant représente une perte de contrôle du procédé, ce qui peut engendrer une destruction inutile de produits viables, dont nous parlerons en détail dans cet article.

Méthodes

Il existe deux méthodes pour tester la stérilité des produits : la filtration par membrane et l'inoculation directe. La méthode la plus courante est de loin la filtration par membrane, durant laquelle le produit liquide passe par deux cartouches contenant chacune un filtre capable de retenir les micro-organismes viables. Les cartouches sont ensuite remplies de différents types de milieux, un pour la culture d'organismes aérobies et l'autre pour les organismes anaérobies. En revanche, durant l'inoculation directe, le produit est directement posé dans les deux récipients. Cette méthode est typiquement employée pour les produits qui ne peuvent être filtrés, comme les dispositifs médicaux. Pour les deux méthodes, les cartouches sont ensuite incubées à température adéquate pendant 14 jours. Si aucun signe de prolifération n'est détecté à la fin de cette période, le test est réussi et le produit peut être livré aux patients. Si une ou les deux cartouches présentent des signes de prolifération (turbidité), le test est défavorable.

Échec du test

L'échec d'un test peut avoir un impact considérable pour un fabricant pharmaceutique car il entraîne généralement :

• Le blocage de la distribution et potentiellement la destruction du lot du produit qui a échoué lors du test
• Une intervention réglementaire
• L'exécution d'enquêtes rapides
• L'interruption de la production de produits supplémentaires pendant les enquêtes
• Des opérations supplémentaires de nettoyage et de désinfection des zones de production

Enfin, un échec de test stérilité représente des pertes financières pour le fabricant, ainsi qu'un risque de pénurie du médicament pour les patients. Un véritable échec interdit l'administration du produit pour ne pas risquer de nuire aux patients.

Cependant, l'échec d'un test de stérilité n'est pas toujours dû à la contamination du produit.

Faux positifs

On obtient un faux positif lorsqu'une source externe au produit, comme l'environnement ou l'opérateur, introduit une contamination qui fait échouer l'essai. Le résultat indiquera une contamination du produit, qui peut toutefois être exempt de micro-organismes. En cas d'échec d'un essai de stérilité, c'est au fabricant qu'il revient de prouver que l'échec est dû à une contamination introduite par l'opérateur et/ou l'environnement du laboratoire. Cette contamination est en réalité très difficile à prouver, les faux positifs entraînent donc souvent la destruction inutile de produits tout à fait sûrs et efficaces.

Environnement

Pour réduire le risque de faux positifs, le procédé de l'essai de stérilité doit être exécuté en milieu aseptique. Autrefois, l'approche courante consistait à effectuer ce procédé dans une enceinte de sécurité biologique ou dans une hotte à flux laminaire. Avec cette méthode, le procédé reste néanmoins exposé à l'environnement et à l'opérateur, ce qui n'élimine pas le risque de faux positif.

Dernièrement, le secteur s'est tourné vers des isolateurs qui offrent une barrière physique entre l'opérateur/l'environnement et l'essai, réduisant ainsi le risque de faux positifs.

Il est important de noter que les organismes de réglementation et les comités consultatifs du secteur pharmaceutique du monde entier ont publié des exigences et des recommandations concernant l'environnement au sein duquel les essais de stérilité doivent être réalisés.

Réglementation

La section 10.6 de l'Annexe 1 : Fabrication des médicaments stériles des BPF de l'UE indique que l'« essai de stérilité doit être effectué dans des conditions aseptiques. » La directive Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing de la FDA américaine va encore plus loin dans sa section XI : « L'usage d'isolateurs pour les tests de stérilité minimise les risques de faux positifs. »

Par ailleurs, le Pharmaceutical Inspection Co-operation scheme (PIC/S) propose un document d'orientation (PI 014-3) sur les isolateurs utilisés pour le traitement aseptique et les tests de stérilité.

Dès lors, bien qu'il ne soit pas obligatoire d'effectuer les essais de stérilité dans un isolateur, cette méthode offre un avantage considérable pour réduire le risque de faux positif pouvant entraîner une perte financière pour les fabricants et une pénurie de médicaments pour les patients.

Qu'est-ce qu'un isolateur ?

Selon l'Annexe 1 des BPF de l'UE, un isolateur est « une enceinte pouvant faire l'objet d'une bio-décontamination interne reproductible, disposant d'une zone de travail satisfaisant aux conditions de classe A et qui assure l'isolement continu de l'environnement externe et ce, sans compromettre sa partie interne ». Les isolateurs disposent de plusieurs éléments destinés à préserver les conditions de classe A et à isoler de l'environnement externe, notamment :

• Joints hermétiques/gonflables au niveau de toutes les portes
• Verrous de sécurité empêchant l'ouverture des portes après avoir créé des conditions aseptiques (suite à la bio-décontamination)
• Flux d'air unidirectionnel compris entre 0,36 et 0,45 m/s (pour répondre aux valeurs indiquées dans l'Annexe 1 des BPF de l'UE)
• Filtres HEPA pour la purification de l'air entrant
• Pression positive
• Tests distincts des fuites/de la pression pour l'enceinte et les gants
• Systèmes de contrôle de l'environnement confirmant que le milieu reste aseptique durant l'utilisation
• Alertes concernant le débit d'air et la pression
• Systèmes de bio-décontamination au peroxyde d'hydrogène pour neutraliser les micro-organismes sur les surfaces de l'enceinte et sur le matériel entrant nécessaire pour l'essai

Avantages des isolateurs

Avant tout, les isolateurs réduisent le risque d'obtenir des faux positifs lors des essais de stérilité, ce qui peut économiser des millions de dollars aux fabricants de produits stériles en minimisant la destruction inutile de produits. Ensuite, les isolateurs peuvent aussi permettre d'atteindre une réduction considérable des frais d'exploitation. Contrairement aux enceintes de sécurité biologique et hottes à flux laminaire qui doivent être installées dans une salle propre de classe B, les isolateurs pour essai de stérilité peuvent se trouver dans une salle propre de classe D seulement car ils sont isolés de leur environnement. Cette différence peut représenter des économies de taille, comme :

• Réduction des factures énergétiques en raison des systèmes de climatisation moins performants
• Réduction des coûts en consommables de nettoyage et désinfection
• Réduction de la main-d'œuvre (pour le nettoyage et la désinfection)
• Réduction de l'utilisation de tenues de laboratoire
• Réduction de l'entretien de la salle propre
• Amélioration de l'efficacité des opérateurs car ils perdent moins de temps de travail à l'habillage

En effet, une étude¹ a révélé que les isolateurs peuvent réduire jusqu'à 72 % les frais d'exploitation d'une salle propre. En dépit des avantages indiqués ci-dessus, il est toutefois important de noter que les isolateurs s'accompagnent de certains inconvénients par rapports aux enceintes de sécurité biologique et hottes à flux laminaire :

• Ils représentent généralement un coût initial/matériel plus important. Ce dernier peut toutefois être compensé par les économies réalisées en réduisant la classification de la salle blanche et le risque de destruction du produit.
• Les opérateurs doivent travailler avec des gants raccordés à des manches, ce qui peut compliquer le travail par rapport aux gants traditionnels en enceinte de sécurité biologique et hotte à flux laminaire, réduire l'efficacité et ralentir le procédé. Cependant, les opérateurs n'ont pas à porter de tenue de laboratoire contraignante en salle propre de classe D, ce qui signifie qu'ils pourront travailler plus longtemps et de manière plus confortable.
• Enfin, bien que la bio-décontamination automatisée de l'isolateur demande moins de travail à l'opérateur par rapport à la désinfection manuelle des éléments en enceinte de sécurité biologique/hotte à flux laminaire, le processus de remplissage et de bio-décontamination est généralement plus long, pouvant atteindre plusieurs heures dans certains cas, ce qui peut prolonger considérablement les essais ou demander une adaptation du processus de travail en remplissant et décontaminant l'isolateur durant la nuit afin de pouvoir entamer le procédé d'essai le matin. Il existe cependant un moyen de surmonter le problème de la longueur des cycles...

Isolateurs modulaires

Lorsqu'on passe d'une enceinte de sécurité biologique ou d'une hotte à flux laminaire à un isolateur, l'un des principaux obstacles consiste à préserver le même débit (c'est-à-dire le nombre d'essais réalisés) en raison de la durée du cycle de bio-décontamination. L'isolateur Bioquell Qube d'Ecolab résout ce problème en adoptant une approche modulaire pour les systèmes d'isolateur. Plutôt que d'avoir une seule grande chambre d'isolation, dans laquelle tout le matériel nécessaire pour une journée complète d'essai est installé avant de lancer le long cycle de bio-décontamination, le système Bioquell Qube dispose de plusieurs chambres, avec une chambre de plus petite taille, bio-décontaminée, dans laquelle on place moins d'équipement pour effectuer quelques essais de stérilité. Ce matériel est alors transféré dans une chambre attenante qui contient la pompe avant de fermer la porte entre les deux. Pendant que l'essai est effectué dans une chambre, le matériel nécessaire aux prochains essais passe à la bio-décontamination dans la chambre adjacente. Grâce à une petite chambre de bio-décontamination et un matériel relativement limité, il est possible d'atteindre un cycle de bio-décontamination de 30 minutes seulement (en fonction de la quantité et de la capacité d'absorption de la charge).

¹Coût de salle propre par pied carré, Cleanroom Technology, 28 février 2018, https://www.cleanroomtechnology.com/news/article_page/Costing_a cleanroom_per_square_foot/139470