La pandémie de COVID-19 a imposé des défis sanitaires et sociétaux sans précédent et a notamment mis en évidence le manque mondial de préparation à la pandémie et les faiblesses des chaînes d'approvisionnement dans divers secteurs industriels. Néanmoins, cette même menace a inspiré une réponse rapide et mondiale, coordonnée entre les secteurs et parfois entre les nations, aboutissant à l'arrivée rapide de vaccins et de traitements vitaux.

La vitesse à laquelle les vaccins COVID-19 ont été développés, évalués et autorisés est due à de nombreux facteurs sous-jacents importants : des décennies d'investissement dans la recherche antérieure dans les technologies de plate-forme telles que le système de délivrance d'ARNm ; des coalitions/partenariats mondiaux et des incitations gouvernementales sans précédent à s'engager dans une collaboration multisectorielle pour réorienter rapidement les plateformes de vaccins et permettre la fabrication ; examen réglementaire continu des dossiers de candidats vaccins pour accélérer leur autorisation d'urgence. 

Au Canada, comme dans de nombreux autres pays, le gouvernement fédéral, conscient du fossé national en matière de technologie et d'innovation, a donné la priorité à l'achat de vaccins vitaux à partir de la chaîne d'approvisionnement mondiale. Dans le même temps, les dépenses nationales ont été déclenchées pour aider les PME en phase de démarrage à réduire les risques et accélérer l'entrée de leurs vaccins candidats dans les essais cliniques et, deuxièmement, à investir rapidement pour construire des installations de bioproduction, y compris des installations publiques. Bien que ces investissements ne se soient pas encore traduits par un vaccin autorisé fabriqué au Canada, le retour sur investissement résidera dans le renforcement de la résilience future du Canada. En se préparant à la prochaine pandémie, nous sommes d'avis qu'en plus d'investir dans les infrastructures, le Canada a besoin d'un investissement coordonné dans le continuum de la science de l'innovation en biofabrication (Fig. 1). Cela est nécessaire pour renforcer l'innovation multidisciplinaire pour divers éléments de conception qui peuvent réduire les risques du processus de fabrication et assurer une fabrication robuste à l'échelle de la population pour plusieurs types de produits. Nous identifions ci-dessous les thèmes clés qui devraient être abordés dans le cadre d'une telle politique scientifique. 

Pont de développement de produits pour un pipeline de produits biologiques innovants pour le COVID-19 et au-delà

Les produits biologiques sont la classe de médicaments nouvellement approuvés qui connaît la croissance la plus rapide et comprennent des produits tels que les vaccins, les anticorps, la thérapie cellulaire et génique pour traiter une pléthore de maladies rares ou chroniques et d'infections émergentes. [1] Une analyse récente a révélé que le Canada dispose d'un pipeline impressionnant de produits biologiques innovants en développement ; près de 133 groupes au Canada développent plus de 328 produits biologiques. [2] Ce nombre a doublé en 4 ans et représente un riche pipeline de produits à un stade précoce allant des universités aux développeurs de PME qui nécessitent une réduction des risques à l'étape suivante, y compris la biofabrication. Bien que l'investissement dans le Fonds d'essais cliniques pour faire passer ces candidats aux premiers essais sur l'homme soit indispensable et identifié dans le budget fédéral 2021, il sera tout aussi important de garantir la faisabilité de l'intensification de la fabrication. Cela nécessitera un partenariat précoce entre la R&D et les installations de fabrication pour concevoir et optimiser le processus de production et caractérisation du produit. En outre, la préparation à une pandémie nécessitera une préparation technologique pour une production rapide à l'échelle de la population (de préférence en quelques semaines plutôt qu'en quelques années pour passer du concept à la production et aux tests). Enfin, différents types de produits tels que les vaccins, les thérapies par anticorps ou la thérapie cellulaire et génique nécessiteront des modèles différents ; fabrication distribuée et/ou centrale. Par conséquent, l'investissement dans la fabrication sans risque devra aller de pair avec le développement précoce du produit. 

Science fondamentale prenant en charge les plates-formes clés en main ou plug-and-play :

Un deuxième pilier crucial de l'innovation est le domaine des plateformes de production et de livraison plug-and-play clé en main. Les vaccins COVID-19 sûrs et efficaces sont arrivés si rapidement parce qu'ils se sont rapidement construits sur des décennies de recherche sur le mécanisme d'action et la sécurité, pour de nouvelles technologies de plate-forme (par exemple, vecteurs de vaccins adénovirus, systèmes de délivrance d'ARNm encapsulés) développées pour d'autres applications. La capacité de disposer d'un inventaire de ces plates-formes, qualifiées et sans risque, avec une fabrication complémentaire déjà aplanie, prête à être déployée pour le vaccin cible d'intérêt sera la clé de la future préparation à une pandémie. Aujourd'hui, le Canada a une capacité limitée pour la fabrication à grande échelle de candidats à base d'ARNm, tels que les vaccins Pfizer et Moderna COVID, malgré le fait que l'innovation à un stade précoce du système d'administration de nanoparticules lipidiques pour l'ARNm est née ici. En outre, d'autres technologies innovantes de livraison et de production telles que les particules de type viral, les vecteurs viraux personnalisés et même les plates-formes de production sans cellules émergent. Idéalement, ces plates-formes seront développées parallèlement à l'optimisation du processus de fabrication avec prévisibilité en intégrant la modélisation de l'IA pour un meilleur rendement et des analyses avancées pour la caractérisation du produit final. Le Canada possède également une vaste expertise dans des domaines interdisciplinaires tels que  la biologie synthétique, [3] et la science quantique, [4] les dispositifs microfluidiques et les matériaux avancés et la robotique qui pourraient être positionnés pour la fabrication de nouvelle génération afin de numériser et d'automatiser la fabrication de précision. Dans l'ensemble, un investissement coordonné dans les technologies de prochaine génération qui relient des équipes de développeurs pour inclure la conception de processus de fabrication spécifiques à la plate-forme positionnera le Canada pour libérer rapidement la capacité nationale de proposer des solutions pour les maladies émergentes et/ou complexes. 

Infrastructure flexible - Plates-formes flexibles - Une myriade de résultats :

En examinant quels types de vaccins ou d'autres développements biopharmaceutiques pourraient être soutenus par la nouvelle infrastructure de biofabrication du Canada, il est important de réaliser que tous les produits n'utilisent pas le même processus de production. Il y a alors deux manières d'aborder cette question à partir de l'investissement stratégique ; créer des centres d'excellence pour des types de plateformes spécifiques sur différents sites (par exemple, ceux qui se concentrent sur la production d'ARNm par rapport aux vecteurs viraux par rapport aux vaccins protéiques), ou une installation intégrée conçue avec des sections dédiées pour différents types de produits. Cette dernière approche peut être réalisable dans certains cas où le savoir-faire pour produire la plupart des produits biologiques est exploité en tant qu'exigences conservées pour plusieurs types de produits. Une telle flexibilité nous permet non seulement de penser à répondre rapidement aux infections émergentes dans des situations d'urgence, mais aussi de réorienter cette infrastructure et ces plateformes à d'autres moments pour accélérer le développement de produits pour d'autres maladies (cancer, auto-immunité, maladies rares, etc.). Passer d'un produit à l'autre en fonction des besoins est plus réalisable avec une stratégie d'investissement financée par l'État qui peut et doit répondre aux directives politiques. L'avantage est que la politique publique pourrait être orientée vers la fabrication pour les besoins de la société dans des domaines tels que les maladies rares ou la résistance aux antimicrobiens qui ne sont souvent pas soutenus par une croissance économique de marché libre lucrative pour l'industrie. 

Coordonner la chaîne de valeur : la trinité des partenariats

Le pouvoir collectif des universités, de l'industrie et des unités de R&D gouvernementales intra-muros travaillant ensemble pour relever le défi de trouver des solutions efficaces à une situation de crise ne peut être surestimé. La réponse mondiale au développement du vaccin COVID-19 a été rapide, efficace et évolutive en raison des incitations et du soutien disponibles pour unir les contributeurs de la science fondamentale, des technologies de plateforme de vaccins établies, des processus d'ingénierie et de fabrication de bioprocédés expérimentés, et de l'expertise dans l'obtention d'approbations réglementaires pour les produits et au marché commercial. Ces mêmes principes peuvent être mis à profit pour répondre à d'autres impératifs de santé à l'échelle nationale et mondiale. Qu'il s'agisse de vaccins contre les infections émergentes, de thérapies géniques pour les maladies rares et ultra-rares, de thérapies cellulaires ou par anticorps contre le cancer, de produits cellulaires personnalisés pour traiter les maladies chroniques ou de nouveaux agents pour lutter contre la résistance aux antimicrobiens, un investissement et une gouvernance coordonnés pour coordonner les pôles d'excellence accélérer le développement des produits et rationaliser la chaîne de valeur ne peut qu'accélérer l'arrivée de solutions efficaces. 

Construire pour l'avenir :

Le Canada possède de solides capacités scientifiques fondamentales dans de nombreuses disciplines, y compris une communauté de recherche dynamique en sciences de la vie. Pour créer de la valeur de nos découvertes et faire progresser de nouveaux vaccins et thérapies biologiques au profit de la société, il est impératif d'investir dans l'infrastructure de fabrication et les plateformes de livraison. Notre secteur de la biofabrication en plein essor bénéficiera d'une politique scientifique intégrée qui aborde les éléments clés (Fig 2). 

Un besoin fondamental pour réaliser ce plan d'action sera la disponibilité de personnel hautement qualifié. Diverses estimations suggèrent que le Canada a besoin de plus de 3000 3 personnes hautement qualifiées au cours des 5 à 4 prochaines années pour soutenir le secteur en plein essor de la biofabrication. [5] Cela nécessite une intégration dirigée des centres de formation académique avec les installations de fabrication et les régulateurs pour fournir une formation complète aux compétences, ainsi que la reconversion et le perfectionnement des compétences pour combler les lacunes de la main-d'œuvre, de la R&D au stade initial à la commercialisation. De plus, le Canada devra encourager les talents de la suite C dans cet espace hautement concurrentiel où la demande mondiale influencera la fuite et/ou le gain des cerveaux. Le Canada est sur le point de concrétiser sa vision d'une stratégie intégrée des sciences de la vie [6] qui peut stimuler la bioéconomie [XNUMX]; la science de l'innovation dans la biofabrication doit faire partie intégrante de sa mise en œuvre.

Notes de bas de page

1. Croissance rapide de la biopharma : Défis et opportunités | McKinsey https://www.mckinsey.com/industries/life-sciences/our-insights/rapid-growth-in-biopharma
2. Mathew Starek et Raymond Eileen; Conseil national de recherches du Canada; compilé à partir de MedTrack et GlobalData et des sites Web des entreprises. 
3. Livre blanc : Biologie de l'ingénierie | CAN-DESyNe https://www.candesyne.ca/white-paper-engineering-biology
4. Pouvons-nous nous permettre de ne pas participer à la course quantique ? – CPSC https://sciencepolicy.ca/posts/can-we-afford-not-to-participate-in-the-quantum-race/
5. Biofabrication_Strategy_EN_WEB.pdf https://www.ic.gc.ca/eic/site/151.nsf/vwapj/Biomanufacturing_Strategy_EN_WEB.pdf/$file/Biomanufacturing_Strategy_EN_WEB.pdf
6. La révolution bio : des innovations qui transforment les économies, les sociétés et nos vies | McKinsey https://www.mckinsey.com/industries/life-sciences/our-insights/the-bio-revolution-innovations-transforming-economies-societies-and-our-lives