Le test de stérilité est un processus qui doit être réalisé dans le cadre de la fabrication de produits stériles, afin de s'assurer qu'ils sont exempts de tout micro-organisme viable susceptible de nuire aux patients. À défaut de pouvoir tester chaque flacon ou ampoule de produit en cours de fabrication, un certain nombre d'échantillons représentatifs de l'ensemble du lot sont prélevés à différents moments de l'opération de remplissage et soumis à des tests de contamination microbienne.

L'Organisation mondiale de la santé a adopté des exigences en matière de tests de stérilité en 1973. Aujourd'hui, les lignes directrices relatives à la réalisation de tests de stérilité figurent dans diverses pharmacopées du monde entier, notamment la United States Pharmacopeia (USP) et la Pharmacopée européenne (PE).

Internalisation ou externalisation

Pour mener à bien ce processus obligatoire, les fabricants de produits stériles ont deux options. Ils peuvent soit effectuer le processus en interne dans un laboratoire spécialisé dans les tests de stérilité, soit l'externaliser auprès d'un service de test tiers.

L'externalisation est généralement plus avantageuse pour les petits fabricants, car l'installation d'un laboratoire de tests de stérilité peut avoir un coût initial élevé, ainsi que des frais d'opération importants.

Toutefois, l'externalisation présente des inconvénients, tels que des délais d'attente plus longs pour les résultats des tests, ce qui entraîne une augmentation des coûts de stockage, en particulier pour les produits qui doivent être conservés au froid. En outre, de nombreux services de test facturent les tests à l'unité, ce qui peut s'avérer très coûteux, en particulier pour les grands fabricants qui produisent beaucoup de produits et ont donc besoin d'un grand nombre de tests.

Enfin, l'externalisation des tests de stérilité à un tiers signifie qu'il y a moins de contrôle sur le processus, ce qui peut aboutir à la mise au rebut inutile d'un produit viable, ce qui sera expliqué plus loin dans cet article.

Méthodes

Il existe deux méthodes de test de la stérilité des produits : la filtration par membrane et l'inoculation directe. La méthode de loin la plus courante est la filtration sur membrane, qui consiste à faire passer le produit liquide dans deux bidons contenant chacun un filtre capable de retenir les microorganismes viables, puis à remplir chacun des bidons avec différents types de milieux de culture; l'un pour la culture d'organismes aérobies, l'autre pour la culture d'organismes anaérobies. En revanche, l'inoculation directe consiste à placer le produit directement dans les deux bidons. Elle est généralement utilisée pour les produits qui ne peuvent pas être filtrés tels que les dispositifs médicaux. Dans les deux cas, les bidons sont ensuite incubés à la température appropriée pendant 14 jours. Si aucun signe de croissance n'est observé après cette période, le test est considéré comme réussi et le produit peut être délivré aux patients. Si l'un des bidons présente des signes de croissance (turbidité), le test est considéré comme un échec.

Échec du test

Les conséquences d'un échec lors d'un test peuvent être importantes pour un fabricant de produits pharmaceutiques, car il se traduit généralement :

• Suspendre la mise en circulation et éventuellement mettre au rebut le lot de produits qui a échoué au test.
• La participation des autorités de régulation
• Effectuer des enquêtes en temps utile
• L'arrêt de la production de produit supplémentaire pendant que les enquêtes sont effectuées
• Un nettoyage et une désinfection supplémentaires des zones de production

En fin de compte, l'échec d'un test de stérilité entraînera des pertes financières pour le fabricant et, éventuellement, des pénuries de médicaments pour les patients. Un véritable échec permet d'éviter qu'un produit contaminé soit administré à un patient et puisse lui nuire.

Toutefois, les échecs des tests de stérilité ne sont pas toujours dus à une contamination du produit.

Faux positifs

Un faux positif est obtenu lorsqu'une contamination provenant d'une source extrinsèque au produit, telle que l'environnement ou l'opérateur effectuant le test, se retrouve dans le test et provoque un échec. Cela suggère que le produit est contaminé alors qu'il est potentiellement exempt de microorganismes. En cas d'échec d'un test de stérilité, la charge de la preuve incombe au fabricant, qui doit démontrer que l'échec résulte d'une contamination par l'opérateur ou l'environnement du laboratoire. En réalité, il est très difficile de le prouver, de sorte qu'un faux positif conduit souvent à la mise au rebut inutile de produits parfaitement sûrs et efficaces.

Environnement

Pour réduire le risque de faux positifs, le processus de test de stérilité doit être réalisé dans un environnement aseptique. Historiquement, l'approche commune pour y parvenir consistait à effectuer le processus dans une enceinte de sécurité biologique (ESB) ou une hotte à flux laminaire (HFL). Toutefois, cela signifie que le processus est toujours exposé à l'environnement et à l'opérateur, et qu'il existe donc toujours un risque de faux positifs.

Plus récemment, l'industrie s'est tournée vers l'utilisation d'isolateurs qui constituent une barrière physique entre l'opérateur/l'environnement et le test, ce qui réduit considérablement le risque de faux positifs.

Il est important de noter que les organismes de réglementation et les comités consultatifs pharmaceutiques du monde entier ont des exigences et des recommandations concernant l'environnement dans lequel les tests de stérilité doivent être effectués.

Réglementations

Bonnes pratiques de fabrication (BPF) de l'Union européenne, annexe 1 : Fabrication de médicaments stériles, section 10.6 indique « Le test de stérilité doit être effectué dans des conditions aseptiques. ». La Guidance for Industry for Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing (Directives à l'intention de l'industrie pour les produits pharmaceutiques stériles obtenus par traitement aseptique) de la FDA va encore plus loin et stipule à la section XI « L'utilisation d'isolateurs pour les tests de stérilité minimise le risque d'un faux positif. ».

En outre, le système de coopération en matière d'inspection pharmaceutique (PIC/S) fournit un document d'orientation complet (PI 014-3) sur les isolateurs utilisés pour le traitement aseptique et les tests de stérilité.

Ainsi, bien qu'il n'y ait pas d'obligation absolue d'effectuer des tests de stérilité dans les isolateurs, il y a tout intérêt à le faire afin de réduire le risque de faux positifs, qui peuvent entraîner des pertes financières pour les fabricants de produits et des pénuries 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 capable d'être soumise à une biodécontamination intérieure reproductible, avec une zone de travail interne répondant aux conditions de classe A qui assure une isolation continue et sans compromis de son intérieur par rapport à l'environnement extérieur ». Les isolateurs présentent plusieurs caractéristiques permettant de maintenir des conditions de qualité A et d'isolement par rapport à l'environnement extérieur :

• Joints étanches/gonflables sur toutes les portes
• Verrous empêchant l'ouverture des portes une fois les conditions d'asepsie atteintes (après la biodécontamination)
• Flux d'air unidirectionnel entre 0,36 et 0,45 m/s (pour se conformer aux valeurs indicatives de l'annexe 1 des BPF de l'UE)
• Filtres HEPA pour purifier l'air entrant
• Pression positive
• Test d'étanchéité/de pression de l'enceinte et des gants séparément
• Systèmes de surveillance de l'environnement pour confirmer que l'environnement reste aseptique pendant l'opération
• Alarmes de débit d'air et de pression
• Systèmes de biodécontamination au peroxyde d'hydrogène pour aider à éliminer les microorganismes sur les surfaces de l'enceinte et les matériaux entrants nécessaires au processus de test.

Avantages des isolateurs

Les isolateurs réduisent principalement le risque de faux positifs lors des tests de stérilité, ce qui peut permettre aux fabricants de produits stériles d'économiser des millions de dollars en minimisant la mise au rebut inutile des produits. En outre, les isolateurs permettent de réaliser des économies substantielles en termes de coûts d'exploitation. Contrairement aux ESB/HFL qui doivent être installées dans une salle blanche de classe B, les isolateurs de tests de stérilité peuvent être installés dans une salle blanche de classe D inférieure, car ils sont isolés de leur environnement. Cela peut se traduire par des économies substantielles :

• Réduction des factures d'énergie grâce à un système CVC de moindre capacité
• Réduction des coûts de nettoyage et de désinfection
• Réduction de la main-d'œuvre (pour le nettoyage et la désinfection)
• Réduction de l'habillage
• Réduction de l'entretien de la salle blanche
• Augmentation de l'efficacité des opérateurs, car la réduction du temps d'habillage leur permet de travailler plus longtemps.

En fait, une étude¹ a montré que les isolateurs peuvent réduire les coûts d'exploitation des salles blanches de 72 %. Malgré ces avantages, il est important de noter que les isolateurs présentent certains inconvénients par rapport aux environnements ESB/HFL ouverts :

• Ils ont généralement un coût initial/d'équipement plus élevé. Toutefois, ces coûts peuvent être compensés par les économies réalisées grâce à l'abaissement de la qualité de la salle blanche et à la réduction du risque de mise au rebut du produit.
• Les opérateurs doivent effectuer leurs tâches avec des gants reliés à des manches, ce qui peut être plus difficile que des mains gantées opérant à l'intérieur d'une ESB/HFL, et peut donc conduire à un travail moins efficace, ralentissant un processus. Toutefois, les opérateurs n'ont pas à porter de vêtements aussi contraignants dans les salles blanches de catégorie D, ce qui signifie qu'ils peuvent travailler plus longtemps dans des conditions plus confortables.
• Enfin, bien que la biodécontamination automatisée d'un isolateur nécessite moins de travail de la part de l'opérateur que la désinfection manuelle des articles dans une ESB/HFL, le processus de chargement et de biodécontamination prend généralement plus de temps, dans certains cas plusieurs heures, ce qui peut allonger considérablement le processus de test ou nécessiter une adaptation des habitudes de travail en chargeant et en biodécontaminant l'isolateur pendant la nuit afin de pouvoir commencer le processus de test le lendemain matin. Cependant, il existe un moyen de surmonter ce problème de long temps de cycle...

Isolateurs modulaires

L'un des principaux obstacles à surmonter lors du passage d'une ESB/HFL à un isolateur est de maintenir le même débit, c'est-à-dire le même nombre de tests, en raison de la longueur du cycle de décontamination biologique. Toutefois, l'isolateur Bioquell Qube d'Ecolab résout ce problème en adoptant une approche modulaire des systèmes d'isolateurs. Plutôt que d'avoir une grande chambre d'isolation, qui est remplie avec tous les matériaux nécessaires pour une journée entière de tests et de lancer ensuite un long cycle de biodécontamination, le Bioquell Qube fonctionne avec un principe de chambre multiple dans lequel une petite chambre est remplie avec juste une petite
quantité de matériaux pour effectuer plusieurs tests de stérilité, et biodécontaminée avec le stérilisant Bioquell Peroxyde d'hydrogène*. Ces matériaux sont ensuite transférés dans une chambre adjacente où se trouve la pompe, la porte d'interconnexion est fermée et, pendant que les tests sont effectués dans une chambre, les matériaux requis pour les tests suivants sont biodécontaminés dans la chambre adjacente. Avec une petite chambre de biodécontamination et une charge de matériaux relativement légère, il est possible d'atteindre des durées de cycle de biodécontamination de 30 minutes seulement (en fonction de la quantité et de la capacité d'absorption de la charge).

¹Calculer le coût d'une salle blanche par mètre carré, Cleanroom Technology, 28 février 2018, https://www.cleanroomtechnology.com/news/article_page/Costing_a cleanroom_per_square_foot/139470.

*Stérilisant au peroxyde d'hydrogène Bioquell​​​​​​​ (Nº d'homologation de l'EPA 72372-1-86703)