U Zemljinoj orbiti trenutačno se nalaze tri Vardine letjelice, svaka veličine otprilike perilice rublja. Dvije su lansirane 1. listopada, a treća 20. listopada. Dok se u jednoj istražuje kristalizacija potencijalnog lijeka protiv raka, druge dvije služe za ispitivanje zaštitnih materijala i navigacijskih sustava potrebnih za siguran povratak kapsula na Zemlju, piše Guardian.

Za kompaniju iz Kalifornije to je važan korak prema stvaranju mreže automatiziranih svemirskih laboratorija koji bi jednog dana mogli redovito proizvoditi lijekove i druge visokovrijedne materijale.

Zašto bi se lijekovi uopće proizvodili u svemiru?

Zašto je bestežinsko stanje toliko važno?

Ključ je u bestežinskom stanju u orbitalnim laboratorijima. Na Zemlji gravitacija uzrokuje taloženje čestica u tekućinama, dok razlike u gustoći stvaraju strujanja koja mogu ometati nastajanje kristala. U uvjetima mikrogravitacije ti su učinci slabiji, pa kristali mogu rasti pravilnije.

To je vrlo važno u farmaceutskoj industriji jer veličina, oblik i struktura kristala djelatne tvari mogu utjecati na stabilnost lijeka, njegovu topljivost i način na koji ga organizam apsorbira. 'Ako uklonite te učinke, kristali mogu rasti na mnogo pravilniji način', objašnjava za Guardian Meganne Christian, stručnjakinja za proizvodnju u svemiru iz britanske organizacije Satellite Applications Catapult.

Znanstvenici se nadaju da bi takvi uvjeti mogli omogućiti razvoj formulacija lijekova koje je na Zemlji teško ili nemoguće proizvesti. U nekim slučajevima to bi moglo značiti i jednostavniju primjenu terapije, primjerice injekcijom umjesto intravenske infuzije.

U svemir poslali potencijalni lijek protiv raka

Vardina najnovija misija, nazvana W-7, usmjerena je na molekule poznate kao PROTAC, koje predstavljaju jedan od istraživačkih pristupa razvoju novih lijekova. Za razliku od lijekova koji samo blokiraju aktivnost određenih proteina, te su molekule osmišljene tako da usmjere stanični sustav za razgradnju proteina prema onima koji sudjeluju u nastanku ili razvoju bolesti.

No takve su molekule često velike i složene, što otežava njihovu kristalizaciju, otapanje i apsorpciju u organizmu. Upravo se taj problem nastoji riješiti pokusom u svemiru. Varda želi utvrditi mogu li se u mikrogravitaciji dobiti kristalni oblici tih spojeva koji bi omogućili razvoj djelotvornijih ili praktičnijih farmaceutskih formulacija.

'Najsofisticiranija molekula na svijetu neće pomoći pacijentu ako je njegovo tijelo ne može apsorbirati', rekao je Michael Reilly, direktor strategije Varde. Ako eksperiment uspije, mogao bi otvoriti nove mogućnosti za razvoj skupine potencijalnih lijekova protiv raka koji se zasad suočavaju s ozbiljnim proizvodnim ograničenjima.

Svemirske tvornice bez astronauta

Eksperimenti s proizvodnjom lijekova u bestežinskom stanju nisu novost. Znanstvenici ih već desetljećima provode na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS), koja je poslužila kao svojevrsni laboratorij za ispitivanje novih tehnologija. Međutim, ISS nije projektiran za industrijsku proizvodnju, a njegovo se povlačenje iz uporabe planira oko 2030. godine.

Zato sve više privatnih kompanija razvija vlastite orbitalne laboratorije, svemirske postaje i autonomne letjelice. Među njima je i britanski BioOrbit, koji je nedavno na ISS poslao laboratorij veličine mikrovalne pećnice. Kompanija istražuje mogućnost proizvodnje lijekova koji bi se pacijentima mogli davati injekcijama kod kuće, umjesto u bolnicama.

Varda pritom razvija drukčiji pristup: njezine male svemirske tvornice rade bez prisutnosti astronauta.

Letjelice se lansiraju raketama SpaceX-a, a unutar njih nalaze se minijaturni laboratoriji u kojima se materijali obrađuju u mikrogravitaciji. Kada eksperimenti završe, kapsula se odvaja, ulazi u Zemljinu atmosferu i uz pomoć padobrana slijeće na predviđeno područje.

Razlog zbog kojeg se misije provode bez astronauta nije samo ušteda. Ljudi mogu uzrokovati vibracije i kontaminaciju, a njihova prisutnost zahtijeva dodatne sigurnosne sustave koji nisu nužni u potpuno automatiziranom laboratoriju. Varda je već uspješno vratila nekoliko kapsula iz orbite. U 2027. planira još sedam misija, a u 2028. njih deset.

Ne samo lijekovi: U svemiru bi se mogli proizvoditi i čipovi

Potencijal mikrogravitacije ne završava na farmaceutskoj industriji. Poluvodiči, koji se koriste u pametnim telefonima, računalima i električnim automobilima, također ovise o kvaliteti kristala od kojih se proizvode. U svemirskim uvjetima moglo bi biti moguće uzgajati kristale s manje nepravilnosti, što bi moglo poboljšati svojstva određenih materijala.

Britanska kompanija Space Forge zato istražuje proizvodnju kristala poluvodiča u orbiti. Ideja je da se ondje proizvedu kvalitetni početni kristali koji bi se nakon povratka na Zemlju koristili kao predlošci za daljnji rast materijala.

Njezina prva letjelica ForgeStar-1 već je demonstrirala dio postupaka potrebnih za takvu proizvodnju, ali kompanija još nije uspjela proizvesti gotov materijal i vratiti ga na Zemlju. Cijeli postupak želi demonstrirati prije 2030. godine.

Hoće li se proizvodnja u svemiru uopće isplatiti?

Unatoč sve većem interesu kompanija, pred svemirskom proizvodnjom još su ozbiljne prepreke. Lansiranje opreme u orbitu i povratak proizvedenih materijala na Zemlju skupi su i tehnički zahtjevni. Zato će kompanije morati dokazati da prednosti proizvodnje u bestežinskom stanju opravdavaju dodatne troškove. 'To neće biti komercijalno isplativo za svaku primjenu', upozorava Christian.

Potrebno je pronaći proizvode dovoljno visoke vrijednosti kod kojih poboljšana svojstva materijala mogu nadoknaditi troškove svemirskih misija.

Tu je i regulacija. Britanska agencija za lijekove i zdravstvene proizvode (MHRA) trebala bi do kraja godine objaviti plan kojim će pojasniti kako se postojeći farmaceutski propisi mogu primjenjivati na lijekove proizvedene u orbiti. Za sada je jedan od najvećih izazova dokazati da svemirski laboratoriji mogu ne samo proizvesti kvalitetan materijal nego to činiti redovito i uz ponovljive rezultate.