A gyógyszerkutatással és termékfejlesztéssel foglalkozó InnoStudio szervezi a Flow Chemistry Society (Áramlásos Kémiai Társaság) által 2014-ben alapított Űrkémiai Konzorciumot (Space Chemistry Consortium), amelynek célja, hogy az áramlásos kémiai módszereket az űrbeli kutatások és felhasználások integrált részévé tegyék és a kémiai kísérletek technológiáit az űriparban is hasznosítsák. Az egyelőre a Nemzetközi Űrállomáson zajló, de később akár a magánűrállomások fedélzetén elvégzett kutatások a gyógyszerészeti ipar számára olyan új lehetőséget nyújtanak, amely korábban csak nehezen kivitelezhető kísérletek során voltak elérhetőek, például a forgó falú tenyészedényeket, amelyekben a felfüggesztett sejttenyészeteket kíméletes módon lehet elszállásolásolni és szaporítani, annak idején az űrbeli körülmények szimulálására hozták létre.

Az űrkémia viszonylag fiatal tudományága és az ezzel foglalkozó szakemberek a mikrogravitációs környezetben kivitelezett kísérletekkel a Földön hasznosítható felfedezések elérésére törekszenek, vagyis a lényeg nem kizárólag a tudományos ismeretek bővítése, hanem a praktikus felhasználás is. Ennek érdekében indította el az Innostudio 2020 decemberében azt a kutatási projektet, amelyben a világon elsőként a Covid-19 ellen is használt remdesivir működését vizsgálták mikrogravitációban. A programban a magyar CycloLab Cyclodextrin R&D Laboratory Ltd és a JAMSS (Japan Manned Space Systems Corporation), valamint a belga SAS (Space Application Services) is közreműködött, előbbi a gyógyszerészeti feladatokban, utóbbi szervezetek pedig a kutatási platform biztosítása terén.

A remdesivir hatóanyagot tartalmazó Veklury egyik hozzávalója a szulfobutiléter-β-ciklodextrin (SBECD), vagyis Dexolve, amely a remdesivir működését segíti elő azzal, hogy az önálló formájában oldhatatlan vegyületet vízben oldhatóvá teszi. Ezt a segédanyagot gyártja a ciklodextrinek területének szakértője, a CycloLab, amely a járvány első időszakában az azt megelőző évekhez képest nagyságrendekkel több Dexolve-ot készített, elmondásuk szerint négy hét leforgása alatt annyi terméket állítottak elő, mint amennyit egyébként 3-4 hónap alatt szoktak legyártani. Az ISS-en zajló kísérletre azért volt szükség, hogy az SBECD és a remdesivir kölcsönhatásának a földi gravitáció korlátozó hatásától nem befolyásolt működését közelebbről is megfigyeljék és megértsék a kutatók, a felfedezések pedig a remények szerint hozzájárulhatnak ahhoz, hogy optimalizálják a ciklodextrin származék mennyiségét a gyógyszerben.

Ez azért lényeges, mert alacsonyabb SBECD szint esetén csökkenne a kockázata az esetleges negatív mellékhatásoknak az ezzel kezelt koronavírusos vesebetegek esetében. A mikrogravitációs környezetben olyan új formulát fejleszthetnek ki a kutatók, amely hatékonyabbá teszi a gyógyszert és az eredmények akár más Covid-19 elleni hatóanyagok gyártásában is szerepet játszhatnak.

A 2020-as kísérleteket tavaly decemberben újabb projekttel folytatta az InnoStudio, a NASA CRS-24 missziójának keretében a SpaceX Dragon teherszállítóján juttatták el a következő remdesivir mintát a Nemzetközi Űrállomásra annak érdekében, hogy a tavaly elért eredményeket hitelesítsék. Az első projekt során a JAMSS fehérjekristályok létrehozására alkalmas Kirara szolgáltatását használták a tudósok az űrállomás 2018-ban felszerelt első európai kereskedelmi kutatóegységében, a Colombus modulban elhelyezett ICE Cubesban.

Az InnoStudio űrkémiai projektmenedzsere, Dr. Mezőhegyi Gergő a cég szerdán tartott Gyógyszerészeti Felfedezések az Űrben: Alkalmazások és esettanulmányok (Drug Discovery in Space: Applications and case studies) című webináriumán elmondta, a mostani validálási eljárás folyamatban van, az eredmények pedig a ciklodextrinnel való komplex elrendeződéssel, valamint a remdesivir stabilitásával és alaktanával állnak kapcsolatban.

Az űrbeli gyógyszerkutatások nem csak a Covid-19 elleni hatóanyagok, hanem más betegségek kezelésére alkalmas gyógyszerek fejlesztésében is egyre nagyobb szerepet játszanak, a kutatások kivitelezéséhez viszont két dologra mindenképpen szükség van: a megfelelő berendezésekre és a kutatásoknak helyet adó laboratóriumokra. Előbbit az InnoStudio a ThalesNano céggel együtt gyártja: a moduláris áramlásos kémiai reaktor miniatűrizált hardverével többek között a fotokémiai és elektrokémiai reakciók megfigyelésére alkalmas, valamint adaptálható az áramlásos kristályosítási folyamatok kivitelezésére is. Utóbbit, az űrbeli laboratóriumokat, ahol a gyógyszerkutatások helyet kaphatnak, többek között az Axiom Space is építi: a leendő űrállomásuk, amelynek moduljait először az ISS-hez kapcsolják, végül önálló életet élnek majd, a Nemzetközi Űrállomás utáni időszak űrprogramjainak egyik helyszínéül szolgál majd.

Under construction now.
By humans today.
For humankind tomorrow. pic.twitter.com/HP0emlhRye

— Axiom Space (@Axiom_Space) November 1, 2021

A cég kereskedelmi innovációs stratégiai vezetője, Jana Stoudemire a webináriumon beszámolt az Axiom Space jövőbeli szerepéről az emberes küldetések és az űrbeli tudományos kutatások terén: elmondása szerint a cég az első modulját (AxH1) 2024-ben tervezi munkába állítani az ISS-hez csatlakoztatva. Ezen az űrhajóként szolgáló egységen valószínűleg már helyet kap az Axiom különleges kilátást nyújtó Föld Obszervatóriuma is, a 2025-re esedékes második modul pedig lakóegységeket is tartalmaz majd. Az AxRMF, a harmadik platform, 2026-ban indul útnak, ebben lesz lehetőség a mikrogravitációs tudományos kísérletek lefolytatására és gyártásra is, amelyet a legmodernebb eszközökkel és nagyteljesítményű számítógépes infrastruktúrával látnak el. 2027-re az AxPTM hőtornya a megfelelő áramellátást is biztosítja, végül 2028-ban készen áll a teljes Axiom Űrállomás arra, hogy a Nemzetközi Űrállomástól függetlenül, önellátó módon működjön és akár 16 fős személyzetnek is helyet adjon.

Arról, hogy pontosan milyen előnyöket is kínálnak a Földön történő gyógyszerészeti kísérletekhez képest a mikrogravitációban végzett vizsgálatok, Hiroaki Tanaka, a Confocal Science vezérigazgatója beszélt a szerdai előadáson. Tanaka kiemelte, hogy a fehérje kristályosítási folyamatokkal (amelyekkel évtizedek óta foglalkoznak a világ tudósai űrprogramok keretein belül) jelentős minőségbeli növekedést lehet elérni, amennyiben azokat mikrogravitációs környezetben hajtják végre: kevesebb egy halmazt alkotó formáció alakul ki a kristályokban, növekszik a diffrakcios felbontás és javulás figyelhető meg a mozaikosodás tekintetében is.

Ahhoz azonban, hogy az űrben végzett fehérje kristályosítási (protein crystal growth, PCG) munkák valóban sikeresen működjenek és hasznos eredményt hozzanak, széles körű PCG programok indítására lenne szükség, hogy minél gyakrabban, akár havi rendszerességgel lehessen szállítmányokat indítani az űrállomásokra és a jelenleg még magas árak csökkentése is nélkülözhetetlen a programok számának növeléséhez. A Confocal Science egyike azoknak a cégeknek, amelyek már régóta, 1994-től kezdődően támogatja az űrbeli PCG projekteket és készíti az ehhez szükséges készülékekeket is, például azokat a hajlékony tárolókat, amelyekben a kristályosítási folyamatokat lehet kivitelezni. Ezekből már összesen több mint 700 jutott el az űrbe a tudományos munkák elősegítésére.

A teljes webináriumot (angol nyelven) a Drug Discovery in Space YouTube csatornáján lehet megtekinteni, és ugyanitt a korábbi, szintén a mikrogravitáció előnyeiről szóló előadások is elérhetőek.

(Borítókép: ESA/Colombus modul Fotó: ESA/NASA, SpaceX, Axiom Space)

Magyar kutatók ígéretes módszere a nehezen kristályosodó fehérjék atomi szintű szerkezetvizsgálatában Fejlesztésük felhasználásával hosszabb távon olyan terápiás gyógyszerhatóanyagok is készülhetnek, amelyek csökkenthetik bizonyos tumorok áttétének kialakulását.