Magazine Dimanche 11 juillet 2021 - 21:57

Fabrication additive de médicaments, des druides aux ingénieurs

Partagez cette news :

fabrication_additive_pharamaceutique_3d

Le contenu, la forme, le dosage et la distribution ne sont que quelques-uns des impacts de la fabrication additive sur le secteur pharmaceutique. Analyse d’un secteur qui a énormément évolué en quelques siècles, puis quelques décennies. 

Plus de 2 000 ans se sont écoulés depuis l'un des premiers récits de druides. Cette histoire se déroulant près de Chartres a été écrite par Jules César en 59-51 av. J.-C. Il y est décrit leur rôle dans la société et leurs pratiques religieuses au sein desquelles la guérison, avec des remèdes naturels, jouait un rôle central. Impossible de ne pas penser au personnage de Panoramix, le druide dans la bande dessinée Astérix, créée par Goscinny et Uderzo. Avec une barbe blanche et une petite faucille dorée, le druide est constamment en forêt, autour du village du Cap d'Erquy en Armorique, à la recherche d'herbes curatives spéciales. Depuis ces âges et les siècles suivants, des médicaments et des méthodes curatives ont été conçus en mélangeant des herbes dans un mortier, avec une composition variant selon les exigences spécifiques et personnelles du receveur. Ce n'est qu'au cours des deux derniers siècles que les médicaments généralisés et fabriqués industriellement sont arrivés sur le marché. 

La botanique et la chimie pour concevoir l’industrie pharmaceutique 

Les pionniers de l’industrie pharmaceutique 

L'industrie pharmaceutique moderne a commencé avec les apothicaires locaux qui sont passés, vers le milieu des années 1800, de leur rôle traditionnel de distribution de médicaments botaniques tels que la quinine et la morphine à la fabrication. Sous l'impulsion d'une connexion croissante avec l'industrie chimique et les découvertes innovantes, les lieux de distribution sont devenus des laboratoires de recherche. 

En 1827, Merck, fondé par Heinrich Emanuel Merck, en Allemagne, a commencé à fabriquer et à vendre des alcaloïdes tandis que l’American Beecham (aujourd’hui GlaxoSmithKline - GSK) a commencé à produire des médicaments brevetés à partir de 1842. Ce dernier est devenu la première usine au monde à fabriquer uniquement des médicaments en 1859, avec les célèbres pilules de Beecham qui prétendaient guérir les « troubles bilieux et nerveux ». Aux États-Unis, Pfizer a été fondé en 1849 par deux immigrants allemands, initialement en tant qu'entreprise de chimie fine, puis s'est développé en fournissant des analgésiques et des antiseptiques. D'autres pionniers ont développé l’industrie pharmaceutique, comme le colonel Eli Lilly, un chimiste pharmaceutique devenu un industriel, qui a créé une entreprise pharmaceutique en 1876, après sa carrière militaire. Il a été l'un des premiers à se concentrer sur la R&D en parallèle de son activité de fabrication. Edward Robinson Squibb, médecin de la marine pendant la guerre américano-mexicaine de 1846-1848, a comme fait d’armes celui d’avoir jeté les médicaments qui lui étaient fournis à la mer en raison de leur faible qualité. Quelques années après, en 1858, il a créé un laboratoire fournissant, comme Pfizer, les armées de l'Union pendant la guerre civile, créant les bases du BMS actuel. En parallèle, Sandoz, CIBA-Geigy et Roche ont mené le développement de l'industrie pharmaceutique nationale au XIXe siècle, en Suisse, en se concentrant sur les colorants et les antiseptiques, en les commercialisant comme produits pharmaceutiques, grâce également à une zone grise des brevets. Fondé en 1863, Bayer est un fabricant de colorants basé à Wuppertal, en Allemagne. Il s'est ensuite lancé, au début du XXe siècle, dans les médicaments, commercialisant de l'acide acétylsalicylique (ASA), également connu sous le nom d'aspirine, l'un des produits pharmaceutiques les plus vendus à ce jour.

Image
impression_3D_pharmaceutique_beechams_pills

En 1827, l’American Beecham (aujourd’hui GlaxoSmithKline - GSK) a commencé à produire des médicaments brevetés à partir de 1842.

À l'époque, les distinctions réglementaires entre les industries « pharmaceutique » et « chimique » n’étaient pas claires. Les principaux produits utilisés étaient l'huile de foie de morue, le dentifrice, l'acide citrique pour les boissons gazeuses, le gel capillaire, en tant que médicaments sur ordonnance, ainsi que des produits liés à l'héroïne et à la cocaïne. Des droits de propriétés intellectuelles ont également fait l'objet de disputes internationales et légales, notamment parce que la législation américaine était plus avancée et que certaines marques et brevets déposés aux États-Unis (en particulier par des sociétés allemandes) ont été saisis après la guerre, ce qui a conduit à un redimensionnement important de l'industrie pharmaceutique allemande, qui était leader avant la guerre. 

L'insuline, la pénicilline et le développement industriel 

C'est à cette période, durant l'entre-deux-guerres, que deux découvertes scientifiques clés ont préparé le chemin du développement industriel des décennies suivantes : 

  • l’insuline, qui a été isolée par Frederick Banting, puis extraite et purifiée en collaboration avec les scientifiques d'Eli Lilly, ce qui a permis de produire et de distribuer un médicament efficace ; 
  • et la pénicilline d'Alexander Fleming. 

Dans une période de crise sanitaire comme celle que nous vivons aujourd'hui, où le vaccin anti-Covid devrait être sans brevet et disponible pour toute l'humanité, il est encore plus remarquable de souligner les efforts de Fleming pour que la pénicilline soit librement accessible à « autant de population que possible dans le monde ». Fleming aurait pu devenir extrêmement riche s’il avait décidé de contrôler et d’autoriser la substance, mais il avait compris que le potentiel de la pénicilline à vaincre des maladies telles que la syphilis, la gangrène et la tuberculose signifiait qu’elle devait être libérée dans le monde pour servir le plus grand bien. Après la découverte initiale des propriétés antibiotiques par Alexander Fleming en 1928, et l'expérimentation supplémentaire de Howard Florey et Ernst Chain, une collaboration internationale, soutenue par le gouvernement et comprenant Merck, Pfizer et Squibb, a travaillé à la production en masse de pénicilline pendant la Seconde Guerre mondiale, sauvant la vie de milliers de soldats. L'immense échelle et la sophistication de l'effort de développement de la pénicilline ont marqué une nouvelle ère dans la manière dont l'industrie pharmaceutique a développé des médicaments depuis lors.

Développement des réglementations sur la thalidomide, la FDA et l'UE 

Après la Seconde Guerre mondiale, le développement des systèmes de protection sociale et de santé publique ainsi que les investissements publics ont contribué à l’essor du secteur pharmaceutique et à la fabrication de nombreux médicaments. Comme cela arrive souvent, le développement scientifique a été plus rapide que les interventions réglementaires. Ce n'est qu'en 1961 que le scandale de la thalidomide et le développement de la réglementation et de la surveillance de la sécurité des médicaments ont poussé à une augmentation des réglementations et des tests des médicaments avant d’obtenir les licences. Un nouvel amendement aux règles de la Food and Drug Administration (FDA) a été déposé aux États-Unis, exigeant la preuve de l'efficacité et la divulgation précise des effets secondaires des nouveaux médicaments, l’amendement Kefauver-Harris, mis en œuvre en 1962. 

À partir de la fin des années 1970, une nouvelle ère a conduit au développement de l'industrie pharmaceutique des « médicaments à succès » (blockbuster drugs), comme par exemple le Tagamet.

De même, la déclaration d'Helsinki de 1964 a mis un accent plus éthique sur la recherche clinique, cimentant clairement la différence entre la production de prescriptions scientifiques de médicaments et d’autres produits chimiques. La première législation européenne sur les médicaments à usage humain a été publiée le 26 janvier 1965, lors de l'adoption de la directive 65/65 du Conseil concernant le rapprochement des législations relatives aux médicaments. Créée en 1995, l’Agence européenne des médicaments (EMA) est une agence de l'Union européenne (UE) chargée de l'évaluation et de la surveillance des médicaments. Avant 2004, elle était connue sous le nom d'Agence européenne pour l’évaluation des médicaments, ou Agence européenne d’évaluation des médicaments (EMEA). L'EMA a remplacé le comité des spécialités pharmaceutiques et le comité des médicaments vétérinaires. Elle est financée par l'Union européenne et l'industrie pharmaceutique, ainsi que par des subventions indirectes des États membres. Elle a pour but principal d'harmoniser, mais pas de remplacer, le travail des organismes nationaux de réglementation des médicaments existants. Elle devait non seulement permettre de réduire le coût annuel de 350 millions d'euros encouru par les sociétés pharmaceutiques en obtenant des approbations distinctes de chaque État membre, mais aussi éliminer les tendances protectionnistes des États souverains qui ne souhaitaient pas approuver de nouveaux médicaments qui pourraient concurrencer ceux déjà produits par les sociétés pharmaceutiques nationales. 

En parallèle, des méthodes plus rationnelles de production de masse, le développement de la biologie et de la chimie et une stratégie plus systémique pour cibler de nouvelles découvertes ont conduit à développer de nouveaux médicaments comme :

  • le paracétamol et l'ibuprofène, qui ont été développés en 1956 et 1969 respectivement ; 
  • la pilule contraceptive (introduite en 1960, avec un impact sur la société presque aussi massif que celui de la pénicilline, permettant aux femmes de contrôler leur fertilité) ;
  • le Valium (le « diazépam », mis sur le marché par Roche en 1963, suivi de l'introduction de l'inhibiteur de la monoamine oxydase – MAOI –, classe d'antidépresseurs, et de l’halopéridol antipsychotique, qui a ouvert une nouvelle ère de traitement psychiatrique) ; 
  • les médicaments anticancéreux à partir de 1970, dans le cadre de la « guerre contre le cancer » du gouvernement américain, et les médicaments oncologiques ; 
  • les inhibiteurs de l'ECA, arrivés en 1975, améliorant la santé cardiaque. 

À partir de la fin des années 1970, une nouvelle ère a conduit au développement de l'industrie pharmaceutique des « médicaments à succès » (blockbuster drugs), comme par exemple le Tagamet (un médicament contre les ulcères, qui a permis à ses fabricants de gagner plus d'un milliard de dollars par an et à ses créateurs d'obtenir le prix Nobel) et le Prozac (l'inhibiteur de la recapture de la sérotonine lancé en 1987). 

Image
fabrication_additive_pharmaceutique_beechams_pills_2

Beecham's Pills est devenu la première usine au monde à fabriquer uniquement des médicaments en 1859, avec les célèbres pilules de Beecham qui prétendaient guérir les « troubles bilieux et nerveux ».

De l'information numérique à la médecine moléculaire 

Lancé en 1990, le projet du génome humain a amené une nouvelle ère de la médecine et des progrès significatifs dans les types de technologies utilisées pour séquencer l'ADN. Une découverte particulièrement frappante est que si la séquence nucléotidique humaine est presque identique (99,9 %) entre deux individus quelconques, un seul changement nucléotidique dans un seul gène peut être responsable de maladies humaines. Pour cette raison, notre connaissance de la séquence du génome humain a également énormément contribué à notre compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents et à une multitude de maladies humaines. Avec le séquençage du génome humain, nous avons appris que la simple connaissance de l'ordre des paires de base dans notre génome ne suffit pas à gué- La fabrication additive s’intègre à 2 moments historiques : la personnalisation et la haute technologie appliquée.DOSSIER N°32 23 rir les maladies humaines. Les efforts actuels se concentrent donc sur la compréhension des produits protéiques codés par nos gènes. Lorsqu'un gène est muté, la protéine correspondante est le plus souvent défectueuse. Le domaine émergent de la protéomique vise à comprendre comment la fonction et l'expression des protéines sont modifiées dans les états pathologiques humains. En outre, les chercheurs s'intéressent également aux vastes régions de notre génome dépourvues de gènes traditionnels codants pour les protéines. Les années 2010 ont donc vu le développement de nouvelles classes de médicaments innovants. Par exemple, l'industrie pharmaceutique a commencé à produire des immunothérapies, qui n'agissent pas directement sur la maladie mais soutiennent plutôt l'immunité du système pour lutter contre les tissus malins. Plus précisément, le BMS et son médicament contre le mélanome de classe CTLA4 Yervoy (ipilimumab) ont commencé la révolution, suivis par Keytruda (pembrolizumab) de Merck & Co et un groupe d'inhibiteurs de points de contrôle PD-L/PD-L1 rivaux. Ceux-ci ont établi de nouvelles normes dans le traitement du cancer. En 2018, James Allison et Tasuku Honjo ont reçu le prix Nobel pour leurs premiers travaux sur les inhibiteurs de points de contrôle CTLA4 et PD-1. Avec les médicaments CAR-T (chimères des récepteurs d'antigènes à cellules T), les sociétés pharmaceutiques ont poussé l'idée plus loin et ont été en mesure de modifier génétiquement les propres cellules du patient pour lutter contre le cancer, ce qui a conduit au développement des toutes premières thérapies géniques. La technologie antisens a conduit à des médicaments pour des maladies rares qui étaient auparavant considérées comme incurables. Le nouveau développement de l'industrie pharmaceutique a permis l'expérimentation de médicaments efficaces qui pourraient conduire à l'éradication de l'hépatite C dans les prochaines années, ou encore au développement de vaccins potentiels contre la Covid-19 en un temps record.

Lire la suite.

Puisque vous êtes là...

... nous souhaiterions vous inviter à vous abonner à A3DM Magazine.

L’article que vous venez de lire est issu d’A3DM Magazine, la revue de référence en fabrication additive et en impression 3D. Pourquoi vous abonner ?

  • Pour accéder à l’ensemble des informations du secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D, à des dossiers industriels, à des analyses techniques et des fiches pratiques, à des contenus exclusifs, aux appels d’offres et aux subventions de la Commission européenne, à des leçons d’anglais pour ingénieurs...
  • Pour garantir la liberté de ton et l’exigence professionnelle de la revue.
  • Pour soutenir le secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D qui a besoin de médias spécialisés pour promouvoir la technologie, partager les savoirs et savoir-faire, et fédérer la communauté.

Je m'abonne

Newsletter

Ne manquez plus aucune info sur la fabrication additive