Medicamente împotriva cancerului, produse în spațiu. Cum ar putea microgravitația să schimbe tratamentele oncologice

Companiile farmaceutice explorează posibilitatea de a produce medicamente împotriva cancerului în spațiu, unde condițiile de microgravitație ar putea permite obținerea unor tratamente mai ușor de administrat. La aproximativ 480 de kilometri deasupra Pământului, o capsulă spațială găzduiește deja un experiment în care sunt cultivate cristale ale unui potențial medicament oncologic. Cercetătorii speră că această tehnologie ar putea transforma modul în care sunt dezvoltate și fabricate medicamentele, dar costurile ridicate și necesitatea obținerii unor rezultate constante rămân obstacole importante, transmite The Guardian.

La aproximativ 480 de kilometri deasupra Pământului, trei capsule spațiale de dimensiunea unor mașini de spălat se află pe orbită. În interiorul uneia dintre ele, în condiții de microgravitație, sunt cultivate cristale minuscule ale unui potențial medicament împotriva cancerului. Celelalte două testează materiale de protecție termică și sisteme de navigație, necesare pentru reintrarea în atmosfera terestră la viteze hipersonice.

Experimentele reprezintă un pas către dezvoltarea unei noi industrii, care ar putea permite fabricarea medicamentelor și a altor materiale direct în spațiu.

Capsulele aparțin companiei americane Varda Space Industries, cu sediul în California, care a lansat două dintre ele la bordul aceleiași rachete, pe 1 octombrie, iar pe cea de-a treia, pe 20 octombrie. Este pentru prima dată când compania are simultan trei vehicule spațiale pe orbită, apropiindu-se astfel de obiectivul de a opera o flotă de fabrici farmaceutice orbitale.

„Suntem prima companie din istoria omenirii care a lansat simultan mai multe vehicule comerciale capabile să reintre în atmosferă, iar pe măsură ce frecvența lansărilor crește, ceea ce părea cândva un «viitor nebunesc», în care produsele sunt fabricate în spațiu, devine din ce în ce mai mult o certitudine”, a declarat directorul general Will Bruey.

De ce ar putea fi mai eficiente medicamentele fabricate în spațiu 

Unul dintre principalele avantaje ale producției în spațiu este microgravitația. Pe Pământ, gravitația determină particulele aflate în suspensie în lichide să se depună, iar diferențele de densitate generează curenți care pot perturba procesul de formare a cristalelor.

În condiții de microgravitație, aceste efecte sunt reduse, ceea ce permite cristalelor să se dezvolte într-un mod mai ordonat.

„Dacă reușești să elimini aceste efecte, poți obține o creștere mult mai ordonată a cristalelor”, a explicat dr. Meganne Christian, responsabilă de misiunile de producție în spațiu în cadrul organizației britanice Satellite Applications Catapult.

Pentru industria farmaceutică, această posibilitate ar putea deschide noi direcții în dezvoltarea medicamentelor. Dimensiunea, forma și structura cristalelor unei substanțe medicamentoase influențează modul în care aceasta se dizolvă, stabilitatea sa și felul în care poate fi administrată.

În anumite cazuri, medicamentele care necesită în prezent perfuzii intravenoase ar putea fi reformulate astfel încât să poată fi administrate prin injecții mai simple și mai convenabile pentru pacienți.

Beneficiile nu s-ar limita însă la domeniul medical. Și semiconductorii utilizați în telefoane inteligente, vehicule electrice și alte dispozitive ar putea fi fabricați în spațiu, unde microgravitația și absența aerului ar putea contribui la obținerea unor cristale mai pure, cu mai puține defecte.

„Personal, mi-ar plăcea foarte mult să încerc să produc grafen în condiții de microgravitație. Teoretic, este un material extraordinar, dar, în practică, apar foarte multe defecte în structura cristalelor. Situația este similară în cazul semiconductorilor. Dacă poți reduce numărul defectelor, poți obține un material cu performanțe mult mai bune”, a explicat Christian.

De la experimentele de pe Stația Spațială Internațională la fabrici autonome pe orbită

Oamenii de știință experimentează de zeci de ani producția de materiale în condiții de microgravitație, în special la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS).

Totuși, stația a fost utilizată în principal pentru testarea ideilor științifice și urmează să fie retrasă din exploatare în jurul anului 2030.

„Nu a fost neapărat proiectată având în vedere activitățile de producție”, a explicat dr. Ryan Reeves, director științific adjunct al Laboratorului Național al ISS.

Mai multe companii dezvoltă în prezent stații spațiale comerciale care ar putea înlocui actuala stație orbitală, în timp ce altele proiectează laboratoare și echipamente specializate pentru desfășurarea experimentelor în spațiu.

Printre acestea se numără compania britanică BioOrbit, care a trimis recent pe ISS un laborator de dimensiunea unui cuptor cu microunde, ca etapă în dezvoltarea unor medicamente împotriva cancerului pe care pacienții să și le poată administra singuri prin injecție.

Pentru producția la scară largă, însă, prezența oamenilor poate reprezenta un obstacol.

„Trebuie să elimini oamenii din ecuație, deoarece contaminăm mediul, provocăm vibrații și avem nevoie de un nivel mult mai ridicat de siguranță”, a explicat Christian.

O soluție o reprezintă fabricile spațiale autonome, cunoscute sub denumirea de free-flyers. Acestea sunt transportate pe orbită cu ajutorul rachetelor SpaceX și conțin laboratoare miniaturale în care materialele pot fi procesate fără intervenția astronauților.

După finalizarea experimentelor, o capsulă se desprinde de vehiculul spațial, reintră în atmosfera terestră și aterizează în siguranță, cu ajutorul unei parașute, într-o regiune nelocuită.

Compania americană care desfășoară experimentele farmaceutice a reușit deja să readucă pe Pământ mai multe capsule de pe orbită și intenționează să lanseze alte șapte misiuni în 2027 și încă zece în 2028.

Posibilitatea de a desfășura experimente frecvente este esențială pentru dezvoltarea medicamentelor.

„Dacă oamenii de știință trebuie să aștepte zece ani între experimente sau chiar și un singur an, acest ritm nu se potrivește deloc cu viteza de dezvoltare a medicamentelor moderne”, a declarat Michael Reilly, directorul de strategie al companiei.

O nouă Revoluție Industrială ar putea începe în spațiu

În timp ce unele companii se concentrează pe dezvoltarea medicamentelor, altele explorează posibilitatea fabricării unor materiale utilizate în industria electronică.

Compania britanică Space Forge, cu sediul în Cardiff, dezvoltă o metodă prin care cristalele semiconductoare cultivate în spațiu ar putea fi aduse pe Pământ și utilizate drept modele pentru producerea unor cantități mai mari, într-un proces asemănător folosirii maielei la prepararea pâinii.

Primul său vehicul spațial, ForgeStar-1, a demonstrat recent unele dintre procesele necesare pentru fabricarea acestor plachete semiconductoare inițiale, deși nu a reușit încă să producă un material finit și să îl readucă pe Pământ.

Andrew Bacon, cofondatorul și directorul tehnologic al companiei, speră că întregul proces de producție și recuperare a materialelor va putea fi demonstrat înainte de 2030.

Potrivit acestuia, evoluțiile recente sugerează că industria producției spațiale se apropie de un moment de cotitură.

„Când am început, în 2018, nimeni nu vorbea despre asta. Acum, foarte multe companii discută despre acest domeniu. Oamenii încep să ia această piață foarte în serios. Avem sentimentul că ne aflăm la începutul unei noi Revoluții Industriale”, a declarat Bacon.

Scăderea costurilor de lansare și creșterea frecvenței zborurilor comerciale cu rachete au alimentat optimismul industriei.

Cu toate acestea, rămân provocări importante, în special necesitatea de a demonstra că avantajele producției pe orbită justifică investițiile.

„Nu va fi viabilă din punct de vedere comercial pentru orice aplicație. Trebuie să identificăm acele utilizări cu valoare ridicată pentru care merită să desfășurăm activitatea în condiții de microgravitație”, a explicat Christian.

Ce obstacole trebuie depășite înainte ca medicamentele produse în spațiu să ajungă la pacienți

Pe lângă costurile ridicate, industria trebuie să depășească și obstacolele legate de reglementarea produselor fabricate în spațiu.

Până la sfârșitul acestui an, Agenția britanică de Reglementare a Medicamentelor și Produselor Medicale (MHRA) este așteptată să publice un plan care să clarifice modul în care legislația existentă privind medicamentele se va aplica produselor farmaceutice fabricate pe orbită.

Una dintre cele mai mari provocări rămâne însă demonstrarea faptului că producția în spațiu poate oferi rezultate fiabile și constante, astfel încât tehnologia să poată fi utilizată la scară comercială.

„Pentru ca un proces să devină viabil din punct de vedere comercial, trebuie repetat iar și iar. Exact asta trebuie să facă aceste capsule. Trebuie să demonstreze că pot obține aceleași rezultate în mod repetat”, a concluzionat Christian.

Editor : Ș.A.