L’avenir des tests de contamination microbienne : rapides et en temps réel

Comment les entreprises pharmaceutiques assurent la sécurité de l’eau et luttent contre la charge microbienne grâce à la surveillance en ligne

analyse de l’eau fabrication pharmaceutique

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23 Jun, 2025

Areen Kalantari, Thornton

Dans le domaine de la fabrication pharmaceutique, la pureté de l’eau est primordiale. La contamination microbienne, ou charge microbienne, constitue une menace importante pour la santé des consommateurs et la réputation des entreprises pharmaceutiques. Les méthodes traditionnelles d’analyse microbienne sont souvent chronophages, sujettes aux erreurs et nécessitent beaucoup de main-d’œuvre. L’émergence d’analyseurs microbiens en temps réel offre une solution prometteuse à ces défis, révolutionnant la façon dont les fabricants de produits pharmaceutiques abordent le contrôle de la charge microbienne.

La contamination microbienne, également connue sous le nom de charge microbienne dans le contexte des eaux pharmaceutiques, fait référence au nombre et aux types de micro-organismes viables présents dans un échantillon d’eau, y compris les bactéries et les champignons. Une telle contamination est une préoccupation importante pour les entreprises pharmaceutiques, car la contamination microbienne peut compromettre la sécurité et l’efficacité des médicaments. Les eaux pharmaceutiques doivent répondre à des normes de pureté strictes établies par les organismes de réglementation, car elles constituent un composant essentiel dans la fabrication des médicaments. Par conséquent, des tests microbiens rigoureux sont essentiels pour garantir la pureté de l’eau et protéger à la fois la santé des patients et l’intégrité des processus de fabrication pharmaceutique.

Les dangers de la charge microbienne dans les eaux pharmaceutiques

On ne saurait trop insister sur les risques liés à la contamination microbienne des eaux pharmaceutiques. L’eau contaminée constitue une menace directe pour la santé des consommateurs, en particulier pour les personnes dont le système immunitaire est affaibli ou celles qui suivent des traitements critiques. L’ingestion ou l’exposition à de l’eau contaminée par des micro-organismes pathogènes peut entraîner de graves complications de santé, telles que des infections du sang, des maladies gastro-intestinales et d’autres affections potentiellement mortelles.

Pour de nombreuses sociétés pharmaceutiques, les implications de la contamination de l’eau peuvent être tout aussi dévastatrices en termes de dommages financiers et de réputation. L’industrie pharmaceutique estime que le coût d’un seul rappel peut varier de centaines de milliers à des millions de dollars, selon la gravité et l’ampleur du problème. Un tel incident peut ternir la réputation d’une entreprise en érodant la confiance des consommateurs et en associant une marque négative à long terme.

À une époque où l’information se propage rapidement sur les médias sociaux et les plateformes en ligne, la publicité négative peut entraîner une baisse substantielle des ventes, des cours des actions et de la confiance des investisseurs.

Pour les marques pharmaceutiques, les enjeux sont incroyablement élevés : trouver l’équilibre entre le maintien de l’efficacité opérationnelle et la garantie de la conformité réglementaire avec les normes les plus élevées en matière de qualité de l’eau est impératif pour un succès durable.

Méthodes d’analyse traditionnelles pour la surveillance des limites microbiennes

L’histoire des tests microbiens remonte à la fin du 19e siècle, à l’époque où la microbiologie était en plein essor. Des scientifiques pionniers comme Louis Pasteur, Julius Petri et Robert Koch ont jeté les bases de la compréhension du rôle des micro-organismes dans la santé et la maladie. Au début du 20e siècle, alors que l’industrie pharmaceutique commençait à se développer et que la production de médicaments devenait plus complexe, le besoin de méthodes fiables pour détecter la contamination microbienne des produits, y compris de l’eau, est devenu évident.

Les premiers tests de dénombrement de la charge microbienne reposaient principalement sur des techniques d’observation directe et de culture. Ce n’est qu’au milieu du 20e siècle que des méthodes standardisées de quantification des micro-organismes dans l’eau ont été développées, ce qui a conduit à l’établissement des premières directives de pharmacopée. Aux États-Unis, la pharmacopée des États-Unis (USP) a commencé à définir des limites microbiennes acceptables et des méthodes d’analyse pour les produits pharmaceutiques, en mettant l’accent sur l’importance du contrôle de la qualité de l’eau utilisée pour la fabrication.

Comptage de plaques

Le comptage direct des plaques consiste à collecter des échantillons d’eau, à les cultiver en laboratoire et à compter les colonies qui se forment sur plusieurs jours. Bien que ces techniques soient une pratique courante, elles s’accompagnent de limites importantes :

Chronophage : Le comptage des plaques est un processus à forte intensité de main-d’œuvre qui nécessite généralement 5 à 7 jours pour produire des résultats.

Subjectif : La numération des colonies peut être subjective et sujette à l’erreur humaine en raison du comptage manuel et des variations des conditions d’incubation.

Sensibilité et spécificité limitées : Le comptage des plaques peut ne pas être assez sensible pour détecter de faibles niveaux de contamination. De plus, le comptage sur plaque ne fournit qu’un instantané des niveaux de contamination à un moment précis, plutôt qu’une vue continue de la qualité de l’eau.

Filtration membranaire

La filtration membranaire est devenue populaire au milieu du 20e siècle, en particulier pour tester de plus grands volumes d’eau. Dans cette technique, les échantillons d’eau sont passés à travers un filtre dont les pores sont suffisamment petits pour piéger les micro-organismes (généralement de 0,45 m de diamètre). Le filtre est ensuite placé sur un milieu de culture et incubé, de la même manière que la méthode de comptage des plaques. Par conséquent, la filtration membranaire est confrontée à des inconvénients similaires :

Longue procédure : La filtration membranaire peut prendre beaucoup de temps, surtout si de grands volumes d’eau sont testés.

Sujet aux erreurs : Le processus nécessite une manipulation méticuleuse et peut être sensible aux propriétés physiques et chimiques de l’échantillon d’eau, ce qui pourrait inhiber la croissance microbienne. De plus, tous les micro-organismes présents mais non cultivables ne seront pas détectés, ce qui entraînera des lacunes potentielles dans la surveillance et une possible prolifération d’unités dangereuses formant des colonies.

Bien que les méthodes traditionnelles d’analyse de la charge microbienne aient servi d’outils essentiels pendant de nombreuses années, elles s’accompagnent de limites importantes qui peuvent compromettre la qualité de l’eau et, par conséquent, la sécurité des patients. Les deux techniques mentionnées reposent spécifiquement sur le comptage des unités formant des colonies (UFC), ce qui nécessite du temps pour que les microbes se transforment en colonies pouvant être comptées physiquement. Ainsi, ces techniques sont gourmandes en ressources, nécessitent beaucoup de temps et de main-d’œuvre pour la collecte, le traitement et l’analyse des échantillons, et ne fournissent qu’un instantané des niveaux microbiens à un moment précis. Ils n’assurent donc pas de surveillance continue de la qualité de l’eau. Dans une industrie où les événements de contamination peuvent survenir rapidement et avoir des conséquences immédiates, ce retard dans l’obtention des résultats peut être particulièrement problématique.

De plus, tous les micro-organismes ne peuvent pas être facilement cultivés en laboratoire, ce qui signifie que certains agents pathogènes peuvent ne pas être détectés. Cette sélectivité peut conduire à une sous-estimation de la charge microbienne totale, car certains micro-organismes présents dans l’échantillon peuvent ne pas être en mesure de se développer sur le milieu choisi.

C’est là qu’interviennent les analyseurs microbiens en continu et en temps réel, qui présentent une solution moderne aux défis posés par les méthodes traditionnelles. Ces systèmes avancés permettent une détection immédiate de la contamination microbienne, ce qui permet une intervention proactive.

La détection microbienne en temps réel, telle qu’elle est utilisée dans des analyseurs comme notre 7000RMS, repose sur deux techniques de mesure optique établies : la fluorescence induite par laser (LIF) et la diffusion de Mie. Ces techniques fonctionnent ensemble pour détecter et quantifier les micro-organismes dans des eaux de haute pureté comme celles utilisées dans la production pharmaceutique.

Voici comment fonctionne le processus :

La fluorescence induite par laser (LIF) occupe le devant de la scène en exploitant la fluorescence naturelle des métabolites microbiens, tels que le NADH et la riboflavine. Lorsque le laser de 405 nm de l’analyseur illumine l’eau qui le traverse, ces métabolites absorbent la lumière et entrent dans un état excité. Lorsqu’ils reviennent à leur état d’origine, ils libèrent de l’énergie sous forme de lumière fluorescente, qui est ensuite capturée par une photodiode dans le 7000RMS.

La diffusion de Mie complète ce processus en mesurant comment la lumière interagit avec les micro-organismes eux-mêmes. Lorsque la lumière laser traverse l’eau, tous les micro-organismes présents diffusent la lumière. Un détecteur enregistre la façon dont la lumière est diffusée, révélant des informations essentielles sur la taille et la quantité des particules. Le 7000RMS synthétise les données des détecteurs de fluorescence et de diffusion. Lorsque les deux signaux s’alignent selon des critères spécifiques, l’analyseur identifie un seul micro-organisme comme étant une unité d’autofluorescence (AFU). Les résultats sont affichés en direct sur une interface tactile conviviale, fournissant des informations claires et immédiates sur la qualité de l’eau.

À un niveau de base, compter AFU revient à prendre instantanément une photo vibrante et détaillée, tandis que le comptage des CFU revient à attendre qu’un croquis basique et creux soit rendu. Cette capacité en temps réel est vitale pour les industries pharmaceutiques où la détection rapide de la contamination est cruciale.

De plus, l’AFU permet une méthode de comptage direct pour numériser les cellules individuelles, contrairement au comptage des CFU, qui ne fait qu’estimer la population d’une colonie entière. Les mesures AFU ultérieures peuvent être prises directement dans l’environnement du procédé, ce qui réduit le risque de contamination associé aux méthodes d’échantillonnage traditionnelles. Cette surveillance in situ fournit des informations continues sur la qualité de l’eau, offrant une vue dynamique de l’activité microbienne

Avantages de l’analyse continue de l’eau

Vitesse	Continu	Mesures directes	Sensibilité accrue	Actions immédiates
Avec des résultats toutes les deux secondes, la surveillance en temps réel permet une détection rapide de la contamination. Alors que le comptage des plaques peut prendre de 5 à 7 jours, le 7000RMS capture 216 000+ mesures au cours de la même période.	Contrairement au comptage statique des plaques, qui fournit un instantané à un seul moment, le 7000RMS analyse en permanence le débit d’eau, ce qui permet d’identifier de manière proactive les tendances et d’intervenir tôt.	La technologie de mesure optique avancée compte les micro-organismes individuels et ne dépend pas de la croissance, éliminant ainsi les variances provenant de la formation de colonies dans les méthodes de plaques.	Le 7000RMS est capable de détecter des micro-organismes aussi petits que 0,3 μm. L’analyseur révèle également des bactéries viables mais non cultivables (VBNC), des micro-organismes que les méthodes traditionnelles pourraient manquer.	Les données de tendance du 7000RMS aident à déterminer quand l’assainissement du système d’eau est nécessaire et facilitent les réponses rapides à la contamination. Cette approche proactive permet de réduire les risques de rejet d’eau contaminée tout en optimisant la fréquence des assainissements.

Comment la surveillance de l’eau en ligne soutient la conformité pharmaceutique

Dans l’industrie pharmaceutique, la surveillance microbienne de l’eau purifiée, de l’eau ultrapure et de l’eau pour injection n’est pas simplement une bonne pratique de contrôle de la qualité ; Il s’agit d’une exigence réglementaire. Les normes établies par la pharmacopée des États-Unis (USP) dictent les conditions dans lesquelles la contamination microbienne doit être testée.

Par exemple, l’USP <61> décrit les exigences relatives aux limites microbiennes, spécifie les niveaux acceptables de micro-organismes dans les produits non stériles et souligne l’importance de la qualité de l’eau. L’USP <62> détaille les méthodes de détection d’agents pathogènes spécifiques, notamment E. coli, Salmonella et Pseudomonas aeruginosa, dans l’eau stérilisée. De plus, l’USP <1231> sur l’eau à des fins pharmaceutiques de l’USP a toujours approuvé la surveillance continue en ligne des eaux pharmaceutiques. Cette approche permet de s’assurer que les données historiques en cours de fabrication sont recueillies, ce qui permet un contrôle efficace des systèmes d’approvisionnement en eau et le maintien d’une production d’eau qui répond à des normes de qualité acceptables.

Le 7000RMS s’aligne sur la norme USP <1223>, qui encourage la validation de méthodes alternatives qui présentent des avantages en termes de précision et de sensibilité. Il adhère également aux directives publiées par la FDA et l’EMA pour les méthodes alternatives de mesure microbiologique, garantissant la conformité aux normes réglementaires tout en améliorant le processus de surveillance.

L’avenir de l’analyse des niveaux de charge microbienne dans l’eau pharmaceutique réside dans l’adoption d’analyseurs microbiens en temps réel. Ces technologies de pointe offrent un changement de paradigme dans la façon dont les entreprises pharmaceutiques peuvent aborder le contrôle de la contamination microbiologique, permettant une approche plus proactive et axée sur les données.

En adoptant des analyseurs microbiens en temps réel, les entreprises pharmaceutiques peuvent non seulement garantir la sécurité et la qualité de leurs produits, mais aussi démontrer leur engagement en matière de conformité réglementaire.

Les progrès en matière de tests microbiens illustrés par le 7000RMS garantissent que les fabricants de produits pharmaceutiques peuvent fournir des produits sûrs et efficaces, préservant à la fois la santé des patients et leur propre intégrité opérationnelle dans un paysage réglementaire de plus en plus exigeant.

À mesure que l’industrie continue d’évoluer, l’adoption de la surveillance en temps réel sera primordiale pour maintenir les normes les plus élevées de qualité de l’eau, réduire les risques pour la santé des consommateurs et protéger la réputation de la marque.

Surveillance microbienne en ligne et en temps réel pour les eaux pharmaceutiques

Le 7000RMS™ de METTLER TOLEDO Thornton est un analyseur en ligne permettant de mesurer en temps réel la contamination microbienne (charge microbienne) dans l’eau pharmaceutique. La technologie laser permet la détection et la quantification immédiates des micro-organismes directement à partir de l’échantillon d’eau, surmontant ainsi les limites des méthodes basées sur la croissance, qui prennent beaucoup de temps.

Areen Kalantari

Spécialiste mondial du segment pharmaceutique

Areen Kalantari est titulaire d’une licence en génie biologique/chimique et d’une maîtrise en administration des affaires (MBA) en commerce international. Il a de l’expérience à la fois dans les applications biotechnologiques et dans les eaux pharmaceutiques. Auparavant, Areen a travaillé en tant que chef de produit pH, oxygène dissous et CO2, travaillant avec des clients pharmaceutiques et biotechnologiques mondiaux pour mettre en œuvre des SOP efficaces et former le personnel à leurs processus de culture cellulaire et de fermentation. Areen est membre votant du comité des normes de l’American Society of Mechanical Engineers – Bioprocess Equipment (ASME-BPE). Il contribue au sous-groupe Instrumentation de procédé pour aider à mettre en œuvre des normes pour les industries de biotraitement et pharmaceutique, en se concentrant sur la conductivité, le pH, le COT et diverses autres technologies de procédé. Dans son rôle actuel, il soutient le marché mondial des systèmes d’eau pharmaceutique et les aspects réglementaires USP des systèmes WFI et PW concernant les tests requis à effectuer.