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ATP-basierte Prüfung auf Sterilität bei Labor LS

Um seinen Kunden stets maßgeschneiderte Lösungen und zeitgemäße Analysen bieten zu können, arbeitet Labor LS bereits seit über 15 Jahren kontinuierlich an der Einführung und Validierung von neuen alternativen mikrobiologischen Schnellmethoden (RMM).
Verschiedene Technologien wie ATP-Biolumineszenz, respirationsbasierte Methoden (CO2), elektrochemische Verfahren, PCR-basierte Systeme sowie Analysen mittels Festphasenzytometrie wurden intensiv im Hinblick auf ihre Praxistauglichkeit für die Prüfung auf Sterilität untersucht. Einige dieser Methoden wurden über mehrere Jahre hinweg erfolgreich eingesetzt, später jedoch aufgrund deutlich höherer Kosten oder eines zu geringen Zeitvorteils gegenüber der klassischen Sterilprüfung nicht weiterverfolgt. Umso wichtiger ist es, jede Technologie mit Hinblick auf die persönlichen Anforderungen und vorliegenden Produkteigenschaften sowie die jeweiligen Stärken und Schwächen des Verfahrens sorgfältig zu bewerten. Oberstes Ziel sollte zudem eine deutliche Verbesserung der Produkt- und Patientensicherheit sein. 

Auswahl einer Schnellmethode zur Prüfung auf Sterilität

Der Markt bietet eine Vielzahl alternativer mikrobiologischer Schnellmethoden – doch nicht jede passt zu jedem Produkt. Entscheidend ist die Auswahl eines Verfahrens, das sowohl regulatorisch und technisch umsetzbar ist, schnellere Ergebnisse liefert, aber zudem auch wirtschaftlich sinnvoll ist. Um die Technologie auf möglichst viele Produkte anwenden zu können, sind jedoch auch teilweise Kompromisse erforderlich. Bei Labor LS hat sich die ATP-Biolumineszenz, basierend auf der Celsis®-Plattform, als besonders geeignet und zuverlässig erwiesen.
Das Verfahren nutzt Adenosintriphosphat (ATP), einen universellen Biomarker für lebende Mikroorganismen, der mithilfe einer Luciferin-Luciferase-Reaktion detektiert wird. Die große Stärke der Methode liegt darin, dass sie sich nahtlos in bestehende kompendiale Abläufe integrieren lässt. Die grundlegenden Prozessschritte, die Prüfumgebung und die Verbrauchsmaterialien sind identisch. Lediglich die visuelle Auswertung zum Testende wird durch ein automatisiertes Detektionssystem ersetzt. Dies trägt maßgeblich zu einer sehr hohen Akzeptanz bei den Überwachungsbehörden bei. Bereits nach sieben Tagen liegen valide und eindeutige Ergebnisse vor, welche keine zusätzliche Interpretation erfordern. Sollte es zu einem Out-of-Specification (OOS)-Ergebnis kommen, sind eine vollumfängliche Fehler- und Ursachenanalyse sowie eine Keimidentifizierung möglich.

 
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   www.labor-ls.de/en/white-paper-lp-sterility-testing

Anwendung schneller mikrobiologischer Methoden

Zur Entfernung nicht-mikrobieller Probenrückstände wie Produktzellen, Zelltrümmer, Konservierungsstoffe oder antimikrobieller Produktzusätze – insbesondere in komplexen Matrices wie Zell- und Gentherapien – kommt bei Labor LS eine Kombination aus dem Celsis Adapt™ Sample Concentrator und dem Celsis Adapt™ Cell 100 Assay zum Einsatz. Die Proben werden in der Regel mittels Direktbeschickung aufbereitet und anschließend für 3–7 Tage inkubiert. Die Inkubationszeit ist hierbei von der gewünschten Nachweisgrenze (LOD) abhängig.

Für die Einführung der Methode wurde auf vorhandene Validierungsdaten des Herstellers zurückgegriffen. Ein externer Statistiker, der mit den aktuellen Anforderungen an die Validierung alternativer Verfahren gemäß Ph. Eur. 5.1.6, USP und PDA TR 33 vertraut ist, empfahl die zuvor erfolgreich validierte Nachweisgrenze der Methode von 1 koloniebildenden Einheit als Parameter zur Bestätigung der Gleichwertigkeit der Ergebnisse zwischen dem Testkithersteller und Labor LS zu verwenden. Die notwendige Stichprobengröße betrug hierbei 80 Analysen je Labor, gleichmäßig verteilt über die 8 gewählten repräsentativen Testkeime. Als Organismen wurden neben den sechs Standard-Arzneibuchkeimen noch Cutibacterium acnes und Micrococcus luteus eingesetzt. Diese hatten sich in Vorversuchen als besonders herausfordernd für die Methode erwiesen. Als repräsentative Produkt kamen Leukopaks mit einer Zelldichte von 1,0x 107 Zellen / mL zum Einsatz.
Die statistische Auswertung zeigte eine hohe Übereinstimmung der Ergebnisse und bestätigte die Vergleichbarkeit der Daten, sodass der Validierungsaufwand in Summe deutlich reduziert werden konnte. Die Methode wurde erfolgreich bei Labor LS implementiert und als zuverlässiges Verfahren zur mikrobiologischen Qualitätskontrolle zellbasierter Präparate validiert.

Hintergrund: EDQM-Workshop zur RMM-Zertifizierung

Diese Fallstudie folgt dem Ergebnis des EDQM-Workshops „Certification System for the Validation of Rapid Microbial Methods“ vom Oktober 2024. Der Workshop betonte die Notwendigkeit, mehr auf vorhandene Validierungsdaten der Hersteller sowie anderer Nutzer der Methoden zu vertrauen, um redundante Tests zu vermeiden – insbesondere, da viele Verfahren bereits mehrfach erfolgreich in der Anwendung bestätigt wurden. Durch die Nutzung moderner Technologien kann die Patienten- und Produktsicherheit wesentlich gesteigert werden – insbesondere, wenn diese auch möglichst frühzeitig zum Einsatz kommen.

Die Zukunft der ATP-Biolumineszenz mit Blick auf USP

Im Februar 2025 veröffentlichte die United States Pharmacopeia (USP) ein neues Kapitel, das die ATP-Biolumineszenz offiziell als schnelle mikrobiologische Methode für Produkte mit kurzer Haltbarkeit anerkennt. Dieses Kapitel tritt am 1. August 2025 in Kraft und markiert die erste offizielle Anerkennung der ATP-Biolumineszenz als kompendiale Methode. Dadurch wird sie nicht mehr als alternative Methode zu USP betrachtet, und der Validierungs- und Etablierungsaufwand sinken enorm.

Aufgrund der hohen Relevanz dieser Methoden für die Freigabeanalytik kurzlebiger Produkte und der Tatsache, dass die aktuell noch weit verbreiteten, wachstumsbasierten Standardmethoden hierfür schlichtweg nicht geeignet sind, bleibt die Hoffnung, dass auch die übrigen Arzneibuchkommissionen zeitnah vergleichbare Kapitel veröffentlichen werden.

 

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