Pharma & ATMPs

La Value Chain “Farmaceutica e ATMPs” (VC Pharma&ATMPs) nasce dalla fusione delle VC POSERR e MedRer decisa per favorire lo  scambio di conoscenze, competenze e necessità di due settori fortemente interconnessi e soggetti a rapide e drastiche modifiche di tipologia prodotto e mercato.
Ad oggi, la compagine dei soci afferenti alla VC comprende: 12 grandi imprese, 19 PMI, 11 Ospedali e healthcare providers, 26 Università, centri di ricerca e laboratori R.A.T., 3 Associazioni di pazienti. Sono quindi rappresentati laboratori di ricerca (pubblici e privati), ospedali (pubblici e privati), industrie e terzo settore.

Il sistema industriale e della ricerca regionali di riferimento per Pharma&ATMPs si sviluppa in una filiera caratterizzata per la presenza in Regione di alcune fra le maggiori industrie farmaceutiche italiane (anche in ambito veterinario) e numerose aziende di dimensioni da micro a PMI nel campo biotecnologico, biomedicale, della medicina di precisione, della fornitura di servizi ad esse connessi, e industrie leader della meccatronica dedicata alla produzione di farmaci e packaging, tutte con una forte propensione alla ricerca innovativa.
La forte e consolidata collaborazione fra enti di ricerca, ospedali e industrie, garantisce la copertura completa dell’intera filiera dalle fasi di progettazione, alla realizzazione e validazione, alla produzione di farmaci tradizionali, biologici e prodotti innovativi come le terapie avanzate (terapie geniche, terapie cellulari, terapie tissutali e medicina di precisione). In particolare, la VC rappresenta un collante fra la ricerca “preclinica” a TRL 3-4 e la ricerca “clinico-sanitaria” a TRL 6-9, rappresentate la prima principalmente da Università e Enti di Ricerca, la seconda da ospedali ed IRCCS. Questo ruolo della VC assume particolare rilevanza in relazione alla dicotomia esistente fra gli organismi di pianificazione e finanziamento della ricerca preclinica e di quelli della ricerca sanitaria, che rappresenta un sostanziale elemento di debolezza del sistema di ricerca e sviluppo nel settore Pharma&ATMPs a livello regionale e nazionale.
Esiste, inoltre, in regione un tessuto variamente distribuito e dimensionato di aziende, enti e laboratori di ricerca che operano in vari ambiti regolati dalle GxP per fabbricazione di farmaci (GMP), per testing preclinico in vitro e in vivo (GLP), per la conduzione di studi clinici (GCP). Questo ecosistema fertile permette un dialogo costruttivo con enti regolatori, particolarmente importante in questa fase di forte evoluzione della tipologia dei prodotti Pharma&ATMPs e dell’intera legislazione farmaceutica europea.

Le competenze regionali sono concentrate su:

1. Da target identification and lead optimization fino allo sviluppo di nuovi farmaci di sintesi chimica e biologici (proteine terapeutiche-enzimi, fattori di crescita, anticorpi, a RNA, piccole molecole, farmaci per immunoterapia, emocomponenti, etc) e riposizionamento di farmaci e/o molecole note. Valutazione della loro stabilità e funzionalità in sistemi biologici in vitro, e farmacocinetica nell’animale (da laboratorio e di media/grande taglia). Sviluppo e convalida su scala pilota ed industriale di medicinali, alimenti funzionali, dispositivi medici e strumentazioni per la loro produzione.
2. Sviluppo di Advanced Therapy Medicinal Products (ATMP), come definiti nel Regolamento EU N. 1394/2007/EC. In particolare: sviluppo di terapia cellulare a base di cellule staminali somatiche e di terapia genica sia in-vivo sia ex-vivo che usa come carriers sistemi virali integranti (vettori retrovirali e lentivirali) e non integranti (vettori AAV, AV, HSV-1, Baculo) oppure usa come carriers sistemi non-virali integranti (trasposoni) o non integranti (trasfezione con liposomi, nanoparticelle, nucleofezione), ingegneria genetica con gene-editing (comprese CAR-T), ingegneria tissutale e combinazione delle suddette con dispositivi medici
3. Sviluppo di piattaforme per l’utilizzo integrato delle scienze omiche (genomiche e post- genomiche: trascrittomica, proteomica e metabolomica) a fini di ricerca e per la diagnostica nella medicina personalizzata (compresa farmacogenomica), anche su singola cellula, con modelli matematici per l’ambito farmaceutico e clinico. Costruzione di banche dati di interesse costruite nel rispetto di alti standard di qualità dei dati per poterne facilitare la condivisione in accordo con i principi FAIR.
4. Piattaforme cellulari di sistemi complessi ad alta resa basati su cellule umane e animali, cellule staminali e pluripotenti indotte, tecnologie di bioprinting, sistemi 3D/4D e organoidi e lettura dei readout con tecnologie di cell-based high content screening, per la modellizzazione in vitro di tessuti normali e patologici, nella caratterizzazione di farmacocinetica, farmacodinamica, efficacia e sicurezza (anche certificati GLP), riposizionamento farmaci, ricerca e sviluppo; utilizzo di strumentazione per la separazione label-free e il controllo qualità di cellule staminali per terapia rigenerativa o studi in vitro.
5. Ricerca e sviluppo per materiali biocompatibili e bioattivi finalizzati all’impiego in ingegneria tissutale, biostampa di modelli biomimetici, materiali impiantabili, medicazioni avanzate, etc.
6. Piattaforme cellulari per diagnostica personalizzata, associata a single cell analysis, anche a supporto dello sviluppo di strumentazioni di isolamento e caratterizzazione automatica; sviluppo e validazione di biomarcatori diagnostici e prognostici multiparametrici e multifunzionali, anche di resistenza alla terapia target.
7. Modelli animali di patologie (incluse quelle rare per lo sviluppo di farmaci orfani) customizzati e umanizzati (anche per farmaci biotecnologici), e infrastrutture per studi preclinici in vivo di farmacocinetica, efficacia e sicurezza, dedicati alla realizzazione di studi PoC su endopoints clinicamente rilevanti, conformi alle linee guida ALCOA e FAIR, anche certificati GLP.
8. Studi pre-formulativi e formulativi per la veicolazione di farmaci (di sintesi, biotecnologici, ATMPs) e integratori alimentari, comprese nanomedicine (NMed) per garantire il mantenimento dell’attività farmacologica; funzionalizzazione di superficie per targets mirati e passaggi di barriera (peptidi, aptameri di DNA/RNA e farmaci); tecnologie di microfluidica per la produzione in semiscala; caratterizzazione secondo i disciplinari regolatori delle NMed.
9. Approcci terapeutici per favorire il “self-repair” di tessuti e organi attraverso la stimolazione di cellule staminali endogene e il controllo di eventi patologici concorrenti, quali infiammazione, ipossia e reazione immunitaria, comprese l’elettroceutica e la magnetoceutica nella loro definizione più ampia (stimoli fisici elettrici e magnetici a frequenze variabili, laser, plasma, fotobiostimolazione, ecc.), lo sviluppo e l’impiego di biomateriali sintetici, semi-sintetici e naturali, fra cui materiali biomimetici, matrici decellularizzate, fattori di crescita, e prodotti combinatori, emocomponenti ad uso non trasfusionale, con particolare focus sul metabolismo energetico e sulla capacità rigenerativa di tessuti come l’osso, la cartilagine e la cute.
10. Sviluppo di azioni coordinate tra i 4 IRCCS regionali e i laboratori GCP accreditati AIFA per la conduzione di studi di fase I, ed i soci ospedalieri del Clust-ER Health per la conduzione di studi clinici monocentrici “first-in-man” e multicentrici di fase 2 e 3 in cui testare farmaci tradizioni (di sintesi chimica e biologici), ATMPs e dispositivi medici in sviluppo per diverse indicazioni terapeutiche.
11. Innovazione nella progettazione, realizzazione e gestione di infrastrutture critiche, con riferimento in particolare al potenziamento di strutture produttive per ATMP.
12. Sviluppo di sistemi software per la gestione, armonizzazione e long term digital preservation di big data biomedici (preclinici, clinici e omici) in conformità alla normativa sulla privacy in termini di storage ad alte prestazioni, protezione dei dati (authentication/ authorization), accesso ai dati (web access), interoperabilita’ (utilizzo di standard), incluso lo sviluppo di piattaforme web e mobili per la gestione e la raccolta dati di studi clinici (GCP-compliant).

Accanto a questo, vanno ricordate le competenze e gli interessi in:

1. medicina veterinaria, particolarmente rilevanti nella visione one-health, comprendente lo sviluppo e produzione di farmaci etici e vaccini per uso veterinario, ma anche attività di alto interesse traslazionale, come la “vaccine preparatedness”, la ricerca e la cura di patologie spontanee negli animali da affezione, la prevenzione e
   la cura di malattie infettive e parassitarie potenzialmente trasmissibili all’uomo, lo sviluppo di protocolli e prodotti terapeutici per la riduzione del rischio di antibiotico-resistenza;
2. nutraceutica, prodotti naturali e alimenti funzionali, formulazioni ibride ad elevato valore nutrizionale.

Questi ambiti erano stati inseriti fra gli asset strategici per la regione Emilia-Romagna nell’analisi commissionata a Ernst & Young (EY) dal Consiglio Direttivo del Clust-ER Health, volta a valutare l’attrattività e produttività prospettica della Rete Alta Tecnologia della Regione.

Posizionamento della VC rispetto agli asset industriali, progetti strategici regionali, e allo scenario internazionale

Gli ambiti terapeutici nei quali la VC ha le più consolidate competenze, attività e progetti comprendono: oncologia, ortopedia, neurologia, neuroscienze (che risultano avere un ottimo indice di attrattività prospettica nell’analisi EY), oculistica, patologie e lesioni della cute, malattie respiratorie, gastroenteriche, malattie rare.

Gli ultimi anni sono stati caratterizzati da importanti evoluzioni dello scenario internazionale sia nel settore Pharma tradizionale (ossia dello sviluppo di farmaci biologici e di piccole molecole) sia in quello delle ATMPs, seguendo la tendenza sempre più focalizzata sulla medicina personalizzata e di precisione. Questo comporta un sostanziale ri-disegno della pipeline di sviluppo, industrializzazione e produzione di farmaci e ATMPs, integrata con scienze omiche, dalla fase di target identification e comprensiva della diagnostica di precisione, che necessitano inoltre di soluzioni di delivery innovative. La VC riconosce la necessità di sforzi integrati di progettazione e collaborazione strutturale e su progetti specifici, finalizzati all’inclusione di strumenti di analisi e gestione dei dati (compresa IA) anche finalizzati all’elaborazione di modelli predittivi in tutte le fasi della pipeline di sviluppo di nuove terapie, dal laboratorio accademico fino alla linea di produzione GMP e al testing clinico. Ribadisce inoltre la necessità di competenze nel settore regolatorio, la disponibilità di strutture GxP adeguate per la fase di sviluppo e per capacità produttiva e di conduzione degli studi (capacità adeguate alle richieste), ma anche la necessità di instaurare e mantenere un continuo dialogo con i diversi Enti Regolatori soprattutto in questo momento storico di profonda revisione dell’intero impianto normativo farmaceutico europeo.

Per la ricerca preclinica, la VC ritiene necessario un forte impulso all’adeguamento delle linee guida sulla sicurezza ai nuovi prodotti e allo sviluppo di nuove piattaforme di testing preclinico (3D/4D/organoidi, modelli animali clinicamente rilevanti e umanizzati, etc), così come verso una particolare attenzione il disegno degli studi preclinici di efficacia per garantire la robustezza del PoC.
Accanto a una diffusa ed elevata capacità di ricerca a basso TRL (1-3: Ricerca di base, principi fondamentali, test in laboratorio) garantita all’interno delle Università e degli Organismi di ricerca pubblici e privati, sono presenti competenze funzionali alla ricerca applicata (TRL 4-5: Valutazione in laboratorio, ricerca applicata, prototipi, sperimentazioni PoC e studi preliminari GLP), fino allo sviluppo finale a TRL 8-9, comprensivo di produzione in ambiente regolato (GMP).
La fase finale della programmazione regionale di riferimento (S3 2021-2027) si interseca con il lancio del programma EU e regionale STEP (Strategic Technologies for Europe Platform), istituita con il Regolamento (UE) 2024/795, finalizzato a sostenere l’industria europea e a stimolare gli investimenti finalizzati alla produzione, con l’obiettivo dichiarato di “contribuire a ridurre o prevenire le dipendenze strategiche dell’Unione. Delle 3 tecnologie critiche identificate, una è “Biotechnologies”, declinata sui seguenti esempi: “DNA/RNA, Proteins and other molecules, cell and tissue culture and engineering, process biotechnology techniques, gene and RNA vectors, bioinformatics, nanobiotechnology”. Per rispondere a questa richiesta, il Clust-ER ha promosso fra i Tecnopoli la nascita della Rete dei Biohub Regionali.
In questo contesto, la VC Pharma&ATMPs si candida come interlocutore primario per questa che appare come un’azione strategica EU a medio-lungo periodo.

Questi obiettivi si sovrappongono ad alcuni definiti nella S3:

• Innovazione nei Materiali, con riferimento, in particolare, al loro impiego per l’ingegneria tissutale e genica, realizzazione di scaffolds biomimetici, nuove soluzioni e nano-carrier funzionalizzati a sostegno del rilascio e veicolazione personalizzati di farmaci.
• Blue Growth, con particolare riferimento alle “Biotecnologie blu” per lo sviluppo di biofarmaci, biomolecole e biomateriali.
• Digitalizzazione, intelligenza artificiale, big data, con riferimento in particolare a (i) innovazione della ricerca biomedica tramite modelling di prodotti e processi; (ii) supporto alla progettazione di soluzioni diagnostiche basate su sistemi cellulari innovativi; (iii) gestione di dati da studi preclinici e clinici; (iv) associazione della ricerca farmaceutica (per la salute umana e animale) al data analytics per affrontare con maggiore efficacia i temi della farmacoresistenza e della farmaco tolleranza.
• Benessere della persona, nutrizione e stili di vita, con riferimento in particolare allo sviluppo di molecole da impiegare in ambito nutraceutico, inclusa la produzione di integratori alimentari e cosmetici.
• Salute, con riferimento in particolare (i) allo sviluppo di nuovi composti ed approcci farmaceutici, anche combinati con dispositivi medicali per la somministrazione e il rilascio di farmaci, per il trattamento, anche personalizzato, di patologie tumorali, cronico-degenerative, rare e/o infettive, (ii) all’identificazione di marcatori predittivi utili alla definizione di percorsi di prevenzione (primaria e secondaria), trattamenti di prima e seconda linea personalizzati e di precisione.

Azioni di sistema

La VC ritiene strategico interfacciarsi non solo con le altre VC, ma con altri clust-ER, possibilmente attraverso gruppi di lavoro dedicati.
Fra quelli ad oggi ipotizzati con le VC del Clust-ER ISB:

• VC Big Data e AI. Strumenti e facilities per data analysis e AI dedicati alla ricerca sperimentale e clinica nel settore salute, dai sistemi in vitro agli studi clinici, in dialogo con le autorità regolatorie.
• VC MedTech. E’ necessario attivare un dialogo con le autorità regolatorie per sensibilizzarle su nuove tecnologie quali sistemi cellulari complessi, 3D, 3D bioprinted e organoidi (umani e animali), nell’ottica dell’ottimizzazione (e reduction) della sperimentazione animale.
• VC Materials. Biocompatibilità e bioattività di nuovi materiali per medicina rigenerativa e medical devices: piattaforme bio-tech per accelerare il percorso da TRL2 a TRL 4
• VC SalusTech. Progettazione di dispositivi e tecnologie per il monitoraggio della salute, soluzioni di assistenza remota, wearable technology per la prevenzione e il benessere

Fra quelli ad oggi ipotizzati con gli altri Clust-ER:

• Clust-ER Agrifood, per lo studio di nutraceutici e integratori alimentari, nutrizione di precisione, salubrità degli alimenti.
• Cluster-ER Mech, per un coinvolgimento di filiera di aziende e centri di ricerca dedicati all’impiantistica nel settore farmaceutico.

Il Clust-ER ISB, nel suo complesso, può far emergere esigenze formative ormai inderogabili (GMP, ATMP, IA in biomedicina, regolatorio, clinical trials, ecc), da soddisfare attraverso percorsi compatti, specialistici, diretti al problem-solving, e caratterizzati dal continuo adeguamento contenutistico all’evoluzione dei prodotti terapeutici, modalità di delivery e fabbricazione, ottimizzazione del testing preclinico e clinico, e soft skills comprensivi della capacità di dialogo con gli enti regolatori.
La VC ritiene inoltre essenziale per il settore lavorare a modelli di finanziamento innovativi, tra cui partnership pubblico-private con l’obiettivo primario di garantire l’equità nell’accesso ai nuovi farmaci.

Laura Calzà

Chair della Value Chain

Fondazione IRET ETS Onlus

Michela Gabaldo

Vice Chair della Value Chain

Evotec Spa