Dove finisce la cellula e comincia il medicinale?

Una cellula coltivata in laboratorio non rimane isolata dal proprio ambiente. Comunica, rilascia proteine, lipidi, metaboliti, acidi nucleici e fattori solubili; produce inoltre piccole strutture delimitate da membrane, le vescicole extracellulari, attraverso le quali può trasferire materiale biologico ad altre cellule.

Per molto tempo tutto questo è stato osservato soprattutto per comprendere il comportamento cellulare. Ora ciò che la cellula rilascia sta diventando anche qualcosa da sviluppare come medicinale.

Secretomi ed extracellular vesicles, EV, sono infatti al centro di un numero crescente di programmi di ricerca, dalla medicina rigenerativa alle malattie infiammatorie e degenerative. E quando un nuovo approccio terapeutico comincia ad avvicinarsi alla clinica, le domande cambiano rapidamente: non basta più sapere se funziona in un modello sperimentale, bisogna stabilire che cosa stiamo producendo, come possiamo controllarlo e quanto possiamo garantire che il lotto di domani assomigli a quello di oggi.

Il 25 settembre 2026 EMA ha aggiunto alle proprie Q&A sui medicinali biologici una sezione specifica dedicata ai medicinali contenenti secretomi o vescicole extracellulari ottenuti da cellule umane o animali.
Quattro domande, apparentemente tecniche, che mostrano quanto questi prodotti mettano alla prova categorie consolidate della produzione biologica.

Una miscela non è ancora un principio attivo

Il primo problema riguarda l’identità stessa del prodotto.

Un secretoma è, per definizione, complesso. Comprende l’insieme dei fattori rilasciati dalle cellule nel loro ambiente: molecole solubili e frazioni vescicolari che possono contenere a loro volta proteine, lipidi e acidi nucleici.
Ma il fatto che una molecola sia presente non significa che contribuisca all’effetto terapeutico.

EMA lo dice chiaramente: la caratterizzazione non deve diventare un semplice inventario descrittivo di tutto ciò che si trova nel drug substance. Deve servire a identificare qualitativamente e quantitativamente i componenti necessari alla funzione terapeutica desiderata, cioè ciò che costituisce l’active pharmaceutical ingredient o gli active pharmaceutical ingredients.

Gli altri componenti possono essere impurità e, quando possibile, dovrebbero essere eliminati.
È una distinzione semplice sulla carta e molto meno semplice davanti a un prodotto il cui effetto potrebbe dipendere proprio dall’interazione di numerosi componenti.

In un medicinale convenzionale possiamo avere un principio attivo chimicamente ben definito e costruire attorno a quella molecola una strategia analitica altrettanto definita. Con un secretoma la domanda potrebbe diventare: quale combinazione di elementi produce l’effetto?

E soprattutto, quanto possiamo modificare quella combinazione prima che il prodotto diventi qualcosa di diverso?

Fotografare una popolazione che non è uniforme

Per le vescicole extracellulari la caratterizzazione assume un’altra forma: EMA indica tra i parametri minimi la distribuzione delle dimensioni delle particelle, il potenziale zeta e la composizione in proteine, lipidi, acidi nucleici o altri componenti essenziali.

Ma aggiunge una precisazione importante: le EV costituiscono popolazioni eterogenee, quindi non basta descriverle attraverso un valore medio. Occorre studiare anche la distribuzione e la variabilità degli attributi nelle singole particelle.

È un problema noto in molti prodotti biologici complessi. La media può descrivere una popolazione senza raccontare ciò che accade al suo interno.
Due lotti potrebbero presentare dimensioni medie molto simili e avere distribuzioni differenti; potrebbero contenere la stessa quantità complessiva di una determinata proteina ma distribuirla in modo diverso tra sottopopolazioni di vescicole.

La consistenza produttiva richiede quindi di capire quale eterogeneità sia fisiologica e quale rappresenti invece una variazione del prodotto.

Qui entra il concetto di Critical Quality Attribute. I CQA non possono essere definiti a priori nello stesso modo per tutti i prodotti: devono emergere dagli studi di caratterizzazione e dal rapporto tra caratteristiche del prodotto e funzione terapeutica.

In altre parole, prima di poter controllare il processo bisogna capire che cosa, nel prodotto, conta davvero.

Potency senza un solo meccanismo

La stessa difficoltà compare quando si prova a misurare la potency.

Per un biologico, un potency assay dovrebbe riflettere, quando possibile, il meccanismo d’azione clinico. Ma secretomi ed EV possono esercitare effetti attraverso numerosi segnali contemporaneamente e lo stesso EMA riconosce che chiarirne il mode of action può essere difficile.
La conseguenza è significativa: potrebbe essere necessario utilizzare una combinazione di saggi in vitro e cellulari complementari.

Non si cerca quindi necessariamente un unico numero capace di riassumere l’attività del prodotto, ma una strategia analitica che riesca a rappresentarne le funzioni biologiche rilevanti.

Questo ha conseguenze dirette sul manufacturing. Se la potency dipende dalla combinazione di più componenti, qualsiasi variazione delle condizioni di coltura capace di modificare il profilo secretorio delle cellule può diventare una variabile di processo critica.

Temperatura, nutrienti, densità cellulare, passaggi, stress e stato di differenziazione non descrivono soltanto l’ambiente nel quale vive la cellula. Contribuiscono a determinare ciò che la cellula produce.

Anche le cellule invecchiano

EMA introduce a questo proposito un parametro particolarmente interessante: la senescenza cellulare.

L’età delle cellule può modificare il profilo dei fattori secreti e la loro attività biologica. Per questo l’Agenzia chiede che venga definito un limite massimo di età per le cellule utilizzate nella produzione.

È un buon esempio di quanto, nei biologici, il processo e il prodotto possano essere difficili da separare.

Se il prodotto è ciò che la cellula secerne, la storia della cellula diventa parte della storia del prodotto. Il numero di passaggi, lo stato di differenziazione, le condizioni di espansione e gli eventuali segnali di senescenza devono essere controllati perché possono modificare direttamente la composizione del materiale raccolto.

Quando vengono utilizzate cellule staminali pluripotenti indotte, iPSC, il problema diventa ancora più delicato. EMA richiede di assicurare il mantenimento dello stato di differenziazione desiderato durante il processo produttivo e di verificare nel drug substance finale l’assenza, o la riduzione sotto soglie di sicurezza stabilite, di fattori oncogenici o di riprogrammazione associati al processo di dedifferenziazione.

La cellula, quindi, non è semplicemente una materia prima biologica. È la macchina che produce il medicinale, e la sua condizione biologica determina le prestazioni della macchina.

Quando il terreno di coltura entra nel prodotto

Forse il passaggio più insolito delle nuove Q&A riguarda però il culture medium.

Nella produzione di un secretoma le fasi di purificazione possono essere limitate, perché purificare troppo significherebbe rischiare di rimuovere proprio alcuni dei componenti responsabili dell’attività terapeutica. Di conseguenza, una quantità significativa del terreno nel quale le cellule sono state coltivate può rimanere nel prodotto finale ed essere somministrata al paziente.

A quel punto compare una domanda regolatoria sorprendentemente elementare: che cos’è quel terreno?

EMA riconosce che può essere difficile classificarlo come principio attivo oppure come eccipiente. Stabilisce però un punto minimo: i requisiti regolatori applicati al medium dovrebbero essere almeno equivalenti a quelli previsti per un eccipiente.

È un confine interessante.

Normalmente immaginiamo il terreno di coltura come parte del processo produttivo, qualcosa che consente alle cellule di crescere e produrre e che dovrebbe poi essere separato dal prodotto. Nel secretoma questa distinzione può diventare molto meno netta.
Ciò che alimenta la fabbrica può arrivare fino al paziente insieme a ciò che la fabbrica ha prodotto.

La composizione del medium, la qualità delle sue materie prime e la presenza di componenti di origine animale o umana diventano quindi questioni direttamente legate alla qualità del medicinale.

La viral safety non si risolve con un test finale

Lo stesso ragionamento vale per la sicurezza virale.

Si potrebbe pensare che, una volta ottenuto il secretoma o le EV, sia sufficiente testare il drug substance o il prodotto finito per escludere la presenza di contaminanti virali.

EMA afferma esplicitamente che questa strategia, da sola, è normalmente insufficiente.

La sicurezza deve essere costruita lungo il processo attraverso una valutazione del rischio che comprenda selezione e controllo dei materiali di partenza, testing delle cellule parentali, valutazione della capacità del processo di rimuovere o inattivare virus e controlli nei punti appropriati della produzione.

Per le cellule produttrici si applicano i principi di ICH Q5A(R2) e EMA incoraggia l’impiego di metodi allo stato dell’arte per la rilevazione virale, richiamando anche il capitolo della Farmacopea Europea dedicato all’high-throughput sequencing degli agenti virali estranei.

Il punto è particolarmente delicato proprio perché i processi di purificazione possono essere limitati. Se non è possibile inserire passaggi efficaci di inattivazione o rimozione virale senza compromettere il prodotto, la strategia deve compensare attraverso il controllo a monte e una conoscenza molto più profonda dei materiali e del processo.

Ancora una volta, ciò che accade alle cellule prima della raccolta diventa parte della qualità del medicinale.

Un prodotto che esiste già nel processo

Le nuove Q&A arrivano in un momento in cui le extracellular vesicles stanno iniziando ad affacciarsi concretamente anche nel percorso regolatorio europeo.

Nell’agenda del Committee for Advanced Therapies di settembre compaiono, per esempio, EV derivate da cellule staminali pluripotenti indotte destinate al trattamento della fibrosi d’organo ed EV derivate da cellule staminali trofoblastiche inserite in un carrier di acido ialuronico per applicazioni rigenerative dei tessuti orali.

La questione non è quindi più soltanto capire se queste piattaforme abbiano potenziale terapeutico. Bisogna iniziare a costruire attorno a loro un linguaggio CMC sufficientemente robusto.

Ed è qui che secretomi ed extracellular vesicles diventano interessanti anche oltre il loro specifico campo di applicazione. Portano all’estremo una caratteristica che appartiene già ai biologici: il prodotto non può essere compreso indipendentemente dal sistema che lo genera.

Nel caso dei secretomi, però, la relazione diventa particolarmente stretta. Cambia la cellula e può cambiare ciò che secerne; cambia il terreno e può cambiare il prodotto; cambia l’età della coltura e può cambiare il profilo biologico. Una purificazione più aggressiva può aumentare la purezza e contemporaneamente eliminare una parte dell’attività che volevamo preservare.

Il processo non serve semplicemente a fabbricare il prodotto. Contribuisce a definirlo.

Dove finisce la cellula?

Forse è questa la domanda che rende interessanti le indicazioni EMA del 25 settembre.

Siamo abituati a distinguere abbastanza nettamente il sistema produttivo dal medicinale che ne esce. Con secretomi ed EV quel confine diventa più difficile da tracciare, perché il prodotto porta con sé la biologia della cellula che lo ha generato, le condizioni nelle quali quella cellula è stata coltivata e, in alcuni casi, perfino una parte dell’ambiente che la circondava.

Per sviluppare questi medicinali non basterà quindi dimostrare che una miscela biologica produce un effetto. Bisognerà capire quali componenti generano quell’effetto, quali sono soltanto presenti, quali devono essere eliminati, quanta variabilità può essere accettata e quali caratteristiche delle cellule e del processo devono rimanere costanti affinché il prodotto continui a essere lo stesso.

È un problema di identità prima ancora che di produzione. Perché quando è la cellula a costruire un medicinale complesso, definire dove finisca il processo e dove cominci il prodotto può diventare una delle parti più difficili dello sviluppo.

Fonti

https://www.ema.europa.eu/en/human-regulatory-overview/research-and-development/scientific-guidelines/biological-guidelines/questions-answers-biological-medicinal-products?utm_source=chatgpt.com