Normas Técnicas em Bioprocessos: Guia para Controle e Qualidade

Neste guia você vai aprender sobre as principais normas internacionais que regem os bioprocessos, incluindo diretrizes da USP , ICH , ISO , ASTM e Farmacopeia Europeia. Além disso, entenderá como cada regulamentação se aplica na prática e por que são essenciais para a indústria biotecnológica moderna, seguindo padrões estabelecidos por órgãos como FDA e EMA

As normas abordadas incluem regulamentações fundamentais como USP <1046> para terapia celular, ICH Q7 para boas práticas de fabricação e ISO 20391 para contagem celular. Você encontrará informações detalhadas sobre:

• Critérios de qualidade e segurança para cada norma
• Aplicações práticas na indústria biotecnológica
• Requisitos técnicos e métodos de teste
• Exemplos reais de implementação em empresas
• Desafios e tendências futuras das regulamentações

Dessa forma, este conteúdo serve como referência completa para profissionais que trabalham com bioprocessos e precisam navegar pelo complexo ambiente regulatório atual.

Principais Normas para Bioprocessos e Suas Aplicações

O cenário regulatório para bioprocessos é composto por normas internacionais que abordam aspectos específicos da produção biotecnológica. Cada regulamentação tem seu escopo particular, desde testes de segurança até boas práticas de fabricação, criando um framework completo para a indústria.

USP <1046> - Produtos de Terapia Celular e Gênica

A norma USP <1046> estabelece diretrizes abrangentes para produtos de terapia celular e gênica, sendo uma das regulamentações mais importantes para bioprocessos envolvendo células modificadas. Esta monografia define critérios específicos de identidade, pureza, potência e segurança para produtos que utilizam células como veículo terapêutico.

O que diz a USP <1046>

A regulamentação aborda aspectos críticos como caracterização celular, controle de processo, testes de segurança e critérios de liberação. A norma exige caracterização completa das células utilizadas, incluindo identificação de marcadores de superfície, análise genética e avaliação de funcionalidade.

Requisitos técnicos da USP <1046>

Para terapias CAR-T, por exemplo, a USP <1046> estabelece critérios específicos que incluem:

• Expressão do receptor quimérico comprovada por citometria de fluxo
• Viabilidade celular mínima de 70% no produto final
• Ausência de células T não modificadas acima de limites estabelecidos
• Demonstração de potência através de ensaios funcionais validados
• Ausência de células contaminantes do doador

Esses parâmetros garantem que o produto final mantenha suas características terapêuticas e perfil de segurança adequado.

Exemplos práticos da USP <1046> na indústria

Empresas como Novartis, Gilead e Bristol Myers Squibb utilizam os critérios da USP <1046> para desenvolvimento de terapias CAR-T aprovadas pelo FDA. A norma é aplicada desde a fase de pesquisa até a produção comercial, garantindo consistência e segurança dos produtos.

Centros de terapia celular hospitalares também seguem essas diretrizes para diferentes tipos de produtos como células mesenquimais para regeneração tecidual, células dendríticas para imunoterapia contra câncer, terapias autólogas de células-tronco e produtos de engenharia de tecidos. Portanto, a conformidade com esta norma é essencial para aprovação regulatória e comercialização desses produtos inovadores.

Referências Oficiais:

• USP Biologics/CGT : https://www.usp.org/biologics/cgt
• USP-NF Online : https://www.uspnf.com/
• Monografia oficial : https://doi.usp.org/USPNF/USPNF_M99766_03_01.html (requer assinatura)

USP <85> - Teste de Endotoxinas Bacterianas

A norma USP <85> padroniza métodos para detecção de endotoxinas bacterianas em produtos farmacêuticos e biotecnológicos. Esta regulamentação é fundamental para garantir a segurança de produtos injetáveis, estabelecendo limites rigorosos para lipopolissacarídeos que podem causar reações pirogênicas graves.

O que diz a USP <85>

A USP <85> define três métodos principais para detecção de endotoxinas: gel-clot, turbidimétrico e cromogênico. Cada método utiliza o lisado de amebócitos de Limulus (LAL) como reagente, aproveitando sua sensibilidade natural aos lipopolissacarídeos bacterianos.

Requisitos técnicos da USP <85>

Os critérios estabelecidos pela norma incluem especificações rigorosas para validação e execução dos testes:

• Limite de endotoxinas que varia conforme a via de administração (ex: 5 EU/kg para injetáveis intravenosos)
• Validação obrigatória para cada novo produto ou mudança de processo
• Controles positivos e negativos em cada bateria de testes
• Tempo de incubação específico de 60 minutos a 37°C ± 1°C
• Uso de água para injeção livre de endotoxinas em todas as diluições

A norma também estabelece critérios para inibição e potencialização, garantindo que o produto testado não interfira na sensibilidade do ensaio.

Exemplos práticos da USP <85> na indústria

Fabricantes de proteínas recombinantes como insulina, hormônio do crescimento e fatores de coagulação aplicam rotineiramente a USP <85> no controle de qualidade. Empresas como Genentech, Amgen e Biogen utilizam esses métodos para garantir que seus produtos biotecnológicos atendam aos padrões de segurança.

Laboratórios de controle de qualidade implementam essa norma através de sistemas automatizados para testes de rotina de grandes volumes, validação específica para produtos com matriz complexa, treinamento especializado de analistas em técnicas LAL e manutenção de culturas bacterianas para controles positivos. Dessa forma, a USP <85> garante que produtos biotecnológicos sejam seguros para administração parenteral.

Referências Oficiais:

• USP Harmonização PDG : https://www.usp.org/harmonization-standards/pdg/general-methods/bacterial-endotoxins
• Monografia oficial : https://doi.usp.org/USPNF/USPNF_M98830_02_01.html (requer assinatura)
• Microchem Laboratory : https://microchemlab.com/test/usp-85-bacterial-endotoxins/

USP <71> - Testes de Esterilidade

A norma USP <71> estabelece métodos padronizados para verificar a ausência de microrganismos viáveis em produtos farmacêuticos e dispositivos médicos. Esta regulamentação é crucial para produtos estéreis, especialmente aqueles destinados à aplicação parenteral, oftálmica ou em cavidades corporais.

O que diz a USP <71>

A USP <71> define dois métodos principais: filtração por membrana e inoculação direta. A norma especifica meios de cultura, condições de incubação, procedimentos de amostragem e critérios de interpretação para garantir detecção confiável de contaminação microbiana.

Requisitos técnicos da USP <71>

Os parâmetros técnicos estabelecidos pela norma garantem a sensibilidade e confiabilidade dos testes:

• Incubação por 14 dias em dois meios diferentes (TSB - Caldo Soja Triptona e FTM - Meio Tioglicolato Fluido)
• Temperatura de incubação de 30-35°C para bactérias e 20-25°C para fungos
• Volume mínimo de amostra baseado no tamanho do lote de produção
• Controles negativos e positivos obrigatórios em cada teste
• Ambiente asséptico classificado como ISO 5 ou superior

A validação do método deve demonstrar capacidade de detecção de microrganismos contaminantes, sendo que o resultado esperado para produtos estéreis é a completa ausência de crescimento microbiano.

Exemplos práticos da USP <71> na indústria

Empresas de terapia celular como Celgene e Kite Pharma aplicam a USP <71> para validar a esterilidade de produtos CAR-T antes da liberação. A norma é implementada através de protocolos rigorosos que incluem amostragem representativa e procedimentos assépticos.

Fabricantes de produtos biotecnológicos estéreis utilizam esta norma para validação de processos de esterilização por filtração, controle de qualidade de lotes de produção, investigação de desvios e falhas de esterilidade e qualificação de novos equipamentos e instalações. Portanto, a conformidade com a USP <71> é fundamental para garantir a segurança microbiológica de produtos biotecnológicos críticos.

Referências Oficiais:

• USP Microbiologia : https://www.usp.org/microbiology
• Harmonização PDG : https://www.usp.org/harmonization-standards/pdg/general-methods/sterility-test
• Monografia oficial : https://doi.usp.org/USPNF/USPNF_M98810_01_01.html (requer assinatura)

ICH Q7 - Boas Práticas de Fabricação para APIs

A diretriz ICH Q7 estabelece padrões internacionais para boas práticas de fabricação (GMP) de ingredientes farmacêuticos ativos, incluindo aqueles produzidos por bioprocessos. Esta regulamentação harmoniza requisitos entre diferentes agências regulatórias mundiais, facilitando o comércio global de produtos farmacêuticos.

O que diz a ICH Q7

A ICH Q7 aborda aspectos fundamentais da produção de APIs biotecnológicos, incluindo controle de qualidade, validação de processos, gestão de mudanças, qualificação de fornecedores e manutenção de registros. A diretriz reconhece as particularidades dos processos biológicos e estabelece requisitos específicos para biotecnologia.

Requisitos técnicos da ICH Q7

A norma estabelece critérios específicos para diferentes aspectos da produção de APIs biotecnológicos:

• Sistema de qualidade farmacêutica com responsabilidades definidas
• Controle de materiais de partida incluindo linhagens celulares e meios de cultura
• Validação de processos críticos como fermentação e purificação
• Controle ambiental com monitoramento de biocontaminação
• Qualificação de equipamentos específicos para bioprocessos

A ICH Q7 também exige documentação abrangente de todos os processos e procedimentos, incluindo desvios, investigações e ações corretivas.

Exemplos práticos da ICH Q7 na indústria

Grandes produtores de APIs biotecnológicos como Lonza, Boehringer Ingelheim e Samsung Biologics implementam a ICH Q7 como base de seus sistemas de qualidade. A norma é aplicada desde instalações de pequena escala até plantas de produção comercial.

Empresas utilizam esta diretriz para desenvolvimento de sistemas de gestão da qualidade robustos, validação de processos de fermentação e downstream, qualificação de fornecedores de matérias-primas críticas e treinamento de pessoal em GMP para biotecnologia. Assim, a ICH Q7 garante que APIs biotecnológicos sejam produzidos com qualidade consistente e em conformidade com padrões internacionais.

Referências Oficiais:

• ICH Guidelines : https://www.ich.org/page/quality-guidelines
• Download PDF oficial : https://database.ich.org/sites/default/files/Q7%20Guideline.pdf
• FDA Implementation : https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/q7-good-manufacturing-practice-guidance-active-pharmaceutical-ingredients-questions-and-answers
• EMA Implementation : https://www.ema.europa.eu/en/ich-q7-good-manufacturing-practice-active-pharmaceutical-ingredients-scientific-guideline

ISO 20391 - Contagem de Células em Biotecnologia

A norma ISO 20391 estabelece métodos padronizados para contagem de células em processos biotecnológicos, fornecendo diretrizes técnicas para quantificação precisa e reprodutível de células viáveis e totais. Esta padronização é fundamental para controle de processos e caracterização de produtos celulares.

O que diz a ISO 20391

A ISO 20391 define procedimentos para diferentes métodos de contagem celular, incluindo hemocitometria, citometria de fluxo, contadores automáticos e métodos baseados em imagem. A norma aborda aspectos como preparação de amostras, calibração de equipamentos e critérios de aceitação.

Requisitos técnicos da ISO 20391

A norma especifica parâmetros técnicos para garantir precisão e reprodutibilidade das contagens:

• Diluições seriadas padronizadas para diferentes concentrações celulares
• Critérios de viabilidade baseados em exclusão de corantes vitais
• Coeficiente de variação adequado entre contagens replicadas (tipicamente ≤ 20% para métodos manuais)
• Calibração regular com padrões certificados ou controles conhecidos
• Validação de métodos para cada tipo celular específico

Além disso, a norma estabelece requisitos para documentação, treinamento de operadores e manutenção de equipamentos.

Exemplos práticos da ISO 20391 na indústria

Empresas de produção de vacinas como Sanofi, GSK e Merck aplicam a ISO 20391 para monitoramento de culturas celulares durante a produção de vacinas virais. A norma garante que as contagens celulares sejam precisas e comparáveis entre diferentes laboratórios.

Fabricantes de terapias celulares implementam esta norma através de protocolos padronizados para contagem de células-tronco e CAR-T, validação de métodos automatizados de contagem, treinamento de técnicos em procedimentos de contagem e controle de qualidade de reagentes e equipamentos. Dessa forma, a ISO 20391 assegura confiabilidade nas medições celulares críticas para bioprocessos.

Referências Oficiais:

• ISO 20391-1:2018 : https://www.iso.org/standard/68879.html
• ISO 20391-2:2019 : https://www.iso.org/standard/67892.html
• Standards Coordinating Body : https://www.standardscoordinatingbody.org/release-cell-counting-standard

ASTM F2739 - Quantificação de Viabilidade Celular em Biomateriais

A norma ASTM F2739 fornece diretrizes padronizadas para quantificação da viabilidade celular e atributos relacionados em scaffolds de biomateriais. Esta regulamentação é essencial para produtos de engenharia de tecidos (TEMPs) e terapias celulares que utilizam estruturas tridimensionais para suporte celular.

O que diz a ASTM F2739

A ASTM F2739 define métodos de teste para avaliar o número e distribuição de células viáveis e não viáveis em scaffolds de biomateriais porosos e não porosos, duros ou macios. A norma aborda interações específicas entre materiais e ensaios celulares que podem interferir na análise precisa da viabilidade celular.

Requisitos técnicos da ASTM F2739

A norma especifica parâmetros técnicos para diferentes aspectos da avaliação de viabilidade em scaffolds:

• Métodos de semeadura celular estática e dinâmica com eficiências padronizadas
• Avaliação de distribuição espacial de células viáveis em construtos 3D
• Critérios para distinguir células proliferativas e não proliferativas viáveis
• Procedimentos para scaffolds cultivados in vitro ou recuperados pós-implantação
• Orientações para evitar interferências material-específicas nos ensaios

A norma também estabelece métodos para avaliar limitações de difusão em scaffolds espessos e altamente carregados com células.

Exemplos práticos da ASTM F2739 na indústria

Empresas de engenharia de tecidos utilizam a ASTM F2739 para desenvolvimento de produtos regenerativos como patches cardíacos, enxertos vasculares e substitutos de cartilagem. A norma é aplicada por fabricantes que produzem scaffolds para medicina regenerativa e terapia celular.

Laboratórios de pesquisa aplicam esta norma para validação de biomateriais como cerâmicas, polímeros, hidrogéis e matrizes extracelulares descelularizadas, otimização de condições de biorreator para cultivos 3D, avaliação de eficiência de métodos de semeadura celular e desenvolvimento de produtos de engenharia de tecidos. Assim, a ASTM F2739 assegura que a viabilidade celular em construtos tridimensionais seja avaliada de forma padronizada e confiável.

Referências Oficiais:

• ASTM F2739-19 : https://www.astm.org/f2739-19.html
• ANSI Standards Store : https://webstore.ansi.org/standards/astm/astmf273919
• Techstreet : https://www.techstreet.com/standards/astm-f2739-19

Ph. Eur. 2.6.14 - Endotoxinas Bacterianas

A monografia Ph. Eur. 2.6.14 da Farmacopeia Europeia estabelece métodos harmonizados para detecção de endotoxinas bacterianas em produtos farmacêuticos comercializados na União Europeia. Esta norma alinha-se com padrões internacionais enquanto atende às especificidades regulatórias europeias.

O que diz a norma Ph. Eur. 2.6.14

A Ph. Eur. 2.6.14 define três métodos principais para detecção de endotoxinas: gel-clot, turbidimétrico e cromogênico, todos baseados no lisado de amebócitos de Limulus. A monografia estabelece procedimentos detalhados para execução, validação e interpretação dos resultados.

Requisitos técnicos da Ph. Eur. 2.6.14

A norma europeia especifica critérios técnicos rigorosos para garantir a confiabilidade dos testes:

• Sensibilidade de detecção de 0,03 a 2,0 EU/mL dependendo do método utilizado
• Validação obrigatória incluindo testes de inibição/potencialização
• Uso de endotoxina de referência padrão europeia (BRP - Biological Reference Preparation)
• Controles de qualidade do reagente LAL em cada teste
• Procedimentos específicos para produtos com matriz complexa

A monografia também estabelece critérios para qualificação de laboratórios e treinamento de analistas.

Exemplos práticos da Ph. Eur. 2.6.14 na indústria

Empresas europeias como Novartis, Roche e Sanofi implementam a Ph. Eur. 2.6.14 para atender aos requisitos regulatórios da EMA. A norma é aplicada em conjunto com outras diretrizes europeias para garantir conformidade total.

Laboratórios europeus utilizam esta monografia para liberação de lotes de produtos biotecnológicos para mercado europeu, validação de métodos específicos para produtos inovadores, harmonização de procedimentos entre diferentes sites de produção e atendimento a inspeções regulatórias da EMA. Portanto, a Ph. Eur. 2.6.14 garante que produtos biotecnológicos no mercado europeu atendam aos mais altos padrões de segurança.

Referências Oficiais:

• EDQM Oficial : https://www.edqm.eu/en/european-pharmacopoeia
• Ph. Eur. Online : https://pheur-online.edqm.eu/ (requer licença)
• Endotoxinas rFC : https://www.edqm.eu/en/-/ph.-eur.-allows-the-use-of-recombinant-factor-c-for-control-of-bacterial-endotoxins-in-water-monographs

Ph. Eur. 2.6.1 - Teste de Esterilidade

A monografia Ph. Eur. 2.6.1 da Farmacopeia Europeia regulamenta os testes de esterilidade para produtos farmacêuticos no mercado europeu. Esta norma estabelece procedimentos harmonizados que garantem detecção confiável de contaminação microbiana em produtos estéreis.

O que diz a Ph. Eur. 2.6.1

A Ph. Eur. 2.6.1 define métodos padronizados para teste de esterilidade, incluindo filtração por membrana e inoculação direta. A monografia especifica meios de cultura, condições ambientais, procedimentos de amostragem e critérios de interpretação específicos para o mercado europeu.

Requisitos técnicos da Ph. Eur. 2.6.1

A norma estabelece parâmetros técnicos específicos para garantir sensibilidade e especificidade dos testes:

• Período de incubação de 14 dias em meios TSB (Caldo Soja Triptona) e Sabouraud-dextrose
• Condições ambientais controladas com grau A e background grau B
• Volume de amostra calculado baseado no tamanho do lote
• Validação do método com microrganismos específicos da farmacopeia europeia
• Procedimentos para investigação de resultados positivos

A monografia também estabelece critérios para qualificação de instalações e pessoal.

Exemplos práticos da Ph. Eur. 2.6.1 na indústria

Fabricantes europeus de produtos biotecnológicos como Lonza, Boehringer Ingelheim e Merck KGaA aplicam a Ph. Eur. 2.6.1 para liberação de produtos no mercado europeu. A conformidade com esta norma é obrigatória para registro de produtos na EMA.

Empresas implementam esta monografia através de instalações dedicadas com classificação ambiental adequada, procedimentos validados para diferentes tipos de produtos, programas de treinamento específicos para analistas e sistemas de gestão da qualidade alinhados com GMP europeu. Assim, a Ph. Eur. 2.6.1 assegura que produtos estéreis no mercado europeu atendam aos requisitos de segurança microbiológica.

Referências Oficiais:

• EDQM Oficial : https://www.edqm.eu/en/european-pharmacopoeia
• Ph. Eur. Online : https://pheur-online.edqm.eu/ (requer licença)
• Harmonização ICH Q4B : https://www.gmp-compliance.org/gmp-news/ich-q4b-harmonisation-relating-to-the-sterility-test-general-chapters-completed

Tabela Comparativa das Principais Normas para Bioprocessos

Por Que Seguir as Normas para Bioprocessos é Essencial

O cumprimento das normas para bioprocessos vai além da conformidade regulatória, representando um pilar fundamental para a confiabilidade e sustentabilidade da indústria biotecnológica. Essas regulamentações garantem que produtos inovadores como terapias celulares, medicamentos biológicos e vacinas cheguem aos pacientes com segurança comprovada.

Além disso, a harmonização entre diferentes normas internacionais facilita o acesso global a terapias avançadas, permitindo que inovações desenvolvidas em um país possam beneficiar pacientes em todo o mundo. Portanto, o domínio dessas regulamentações é fundamental para profissionais que trabalham com produção biotecnológica e desenvolvimento de novos tratamentos.

FAQ - Bioprocessos e Normas Técnicas

Qual a diferença entre USP, Ph. Eur. e outras farmacopeias para bioprocessos?

A USP (United States Pharmacopeia) é a farmacopeia oficial dos Estados Unidos, enquanto a Ph. Eur. (European Pharmacopoeia) é a farmacopeia europeia. Ambas estabelecem padrões para produtos farmacêuticos, mas podem ter diferenças em métodos específicos e critérios de aceitação. A USP é harmonizada com outras farmacopeias através do Pharmacopeial Discussion Group (PDG), que inclui também a Farmacopeia Japonesa (JP). Para testes como esterilidade e endotoxinas bacterianas, existe harmonização entre USP <71>, Ph. Eur. 2.6.1 e JP 4.06, tornando os textos intercambiáveis nas regiões ICH.

Por que a USP <1046> é específica para terapias celulares e gênicas?

A USP <1046> foi desenvolvida especificamente para produtos de terapia celular e gênica porque estes produtos apresentam desafios únicos de caracterização, controle e segurança que não são adequadamente cobertos pelas monografias farmacêuticas tradicionais. Estes produtos utilizam células vivas como componente ativo, requerendo métodos especializados para avaliação de identidade, pureza, potência e segurança que diferem fundamentalmente dos produtos farmacêuticos convencionais.

Qual a importância da harmonização ICH para bioprocessos?

A harmonização ICH (International Council for Harmonisation) facilita o registro e comercialização global de produtos biotecnológicos ao alinhar requisitos regulatórios entre Estados Unidos (FDA), União Europeia (EMA) e Japão (PMDA). A ICH Q7, por exemplo, estabelece padrões internacionais para GMP de APIs biotecnológicos que são reconhecidos pelas três principais agências regulatórias, reduzindo duplicação de estudos e acelerando o acesso de pacientes a novos tratamentos.

Por que existem normas ISO específicas para contagem de células?

A ISO 20391 foi desenvolvida porque a contagem precisa de células é fundamental para caracterização e controle de qualidade de produtos celulares, mas os métodos tradicionais apresentavam alta variabilidade entre laboratórios. A norma padroniza procedimentos para hemocitometria, citometria de fluxo e contadores automáticos, estabelecendo critérios estatísticos para garantir reprodutibilidade. Esta padronização é especialmente crítica para terapias celulares onde a dose está diretamente relacionada ao número de células viáveis.

Como as normas ASTM se relacionam com produtos de engenharia de tecidos?

As normas ASTM, desenvolvidas pelo Subcomitê F04.43, abordam aspectos específicos da engenharia de tecidos que não são cobertos por outras organizações. A ASTM F2739, por exemplo, foca na quantificação de viabilidade celular em scaffolds tridimensionais, um desafio único dos produtos de engenharia de tecidos (TEMPs). Estas normas complementam as diretrizes da USP e ICH ao fornecer métodos técnicos específicos para caracterização de biomateriais e construtos celulares.

Quais são os requisitos de acesso às normas oficiais?

O acesso às normas varia conforme a organização. A USP-NF Online requer assinatura paga baseada no número de usuários, mas oferece acesso acadêmico gratuito para instituições elegíveis através do USP Academic Connection. As normas ICH estão disponíveis gratuitamente no site oficial (ich.org). A European Pharmacopoeia requer licença paga, sendo que a 12ª Edição (junho 2025) será exclusivamente online com custo de €650 para licença individual de 365 dias. Normas ISO e ASTM são vendidas através de distribuidores oficiais como ANSI Standards Store.

Como verificar se uma norma está atualizada?

Para verificar atualizações, consulte sempre os sites oficiais das organizações: USP.org para normas USP, ich.org para diretrizes ICH, edqm.eu para Ph. Eur., iso.org para normas ISO e astm.org para normas ASTM. As normas podem ser revisadas periodicamente - por exemplo, a ICH Q7 possui Q&A publicado em 2015, e a Ph. Eur. migrou para formato exclusivamente online na 12ª Edição. Muitas organizações oferecem serviços de notificação de atualizações para assinantes.

Qual a relação entre bioprocessos e Good Manufacturing Practices (GMP)?

O GMP para bioprocessos é regulamentado principalmente pela ICH Q7, que reconhece as particularidades dos processos biológicos comparados aos sintéticos. Esta diretriz estabelece requisitos específicos para controle de materiais de partida biológicos (como linhagens celulares), validação de processos de fermentação, controle ambiental com foco em biocontaminação, e qualificação de equipamentos específicos para biotecnologia. O cumprimento da ICH Q7 é obrigatório para APIs biotecnológicos comercializados nas regiões ICH.