Astronomik Aspirin ve Yıldızlararası İnsülin: Uzay Yapımı İlaçlar Gelecek mi?
Yerçekimi üretim süreçlerine yardımcı olabilir veya zarar verebilir. Örneğin ayırmaları hızlandırmak için daha fazla yer çekimi istediğimizde, santrifüjler bunu elde etmenin kolay bir yolunu sunar, ancak daha az yer çekimi elde etmek çok daha zorlayıcıdır.
Operasyonları bir zamanlar sıfır yerçekimi olarak adlandırılan şeye kaydırma fikri, daha eski olmasa da uzay çağı kadar eskidir. Ancak, nihayet zamanı gelmiş olsa da, ilaç endüstrisinin ne kadarının başımızın üzerinde yer alacağı henüz belli değil.
Üretimin teorik faydaları eczacılık mikro yerçekiminde basittir. Çok farklı yoğunluktaki sıvıları birleştiriyorsanız, onların sürekli ayrılma eğilimleriyle mücadele etmenize gerek yoktur.
Daha da önemlisi, bazı kristaller yerçekiminin yokluğunda daha büyük ve daha yüksek bir yapıya (kristallik) sahip olarak büyüyebilirler ve bazı ilaçlar için bu tam olarak istediğiniz şeydir.
Uzaydaki reaksiyonları değiştiremezsiniz. Moleküller aynı şekilde davranır.
Profesör Volker Hessel
Üstelik birçok molekül, aynı bileşime sahip olmalarına rağmen farklı kristal formları (polimorflar) alabilir; Bazen bu formlar arasındaki fark bir ölüm kalım meselesi olabilir. Düşük yer çekimi, istediğimiz formları alabilmemiz için kapasitemizi arttırmalıdır.
Uzayda, ışık açılmamasını söylediğinde birisinin laboratuvar kapısını açması konusunda da endişelenmenize gerek yok.
Fikir, parabolik uçuşlar tarafından sağlanan 25 ila 65 saniyelik ağırlıksızlık içinde, örneğin ""kusmuk kuyruklu yıldızı", ancak ölçeği büyütmenin zorlukları ortada. Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) daha geniş fırsatlar sağladı, ancak astronotların kendilerinin aldığı ilaçlar bile Dünya'da üretiliyor.
İlaçlar Dünya atmosferinin ötesinde üretildiğinde fayda sağlayacak tek şey değil, fakat mantıksız bir şekilde hafif olmaktan fayda sağlıyorlar. Uzay üretimi için tüm bileşenlerin ve işleme tesislerinin yörüngeye fırlatılması gerekiyor.
ISS zaten yüzen bir laboratuvar, ancak tıbba adanmış bir laboratuvar görecek miyiz?
Lansman maliyetleri son yıllarda düştü, ancak yine de sürecin işlemesi için herhangi bir ürünün gram başına olağanüstü bir değere sahip olması gerekecek kadar yüksek. Bir makine parçası mikro yerçekiminde dövülürse daha güçlü olabilir, ancak gidiş-dönüş fiyatı fahiş hale gelmeden önce çok fazla ağırlığa sahip olması gerekmez.
Profesör Volker Hessel Adelaide Üniversitesi'nden bir doktor IFLScience'a, kalite iyileşse bile lansman maliyetlerinin 250 miligram (0,01 ons) ağırlığındaki sıradan hapları bile karşılanamaz hale getirebileceğini söyledi. Ancak Hessel, bazı ilaçlardaki aktif maddenin birkaç mikrogram ağırlığında olduğunu belirtti.
Hessel, "Bu, ağırlığın üç kat daha az olduğu anlamına geliyor" dedi. Aynı fırlatma maliyeti, hapı bulabilmenizi sağlamak için Dünya'daki bazı zararsız maddelerin eklenmesiyle size bir yerine bin hap sağlayabilir.
Bu ilacın bir dozu ayda 72.000 dolara mal olduğunda (Amryt Pharma tarafından leptin eksikliğini tedavi etmek için geliştirilen bir ilaç olan Myalept'in 2020'de yaptığı gibi), üreticiler birkaç hastadan çok büyük Araştırma ve Geliştirme maliyetlerini telafi ettiğinden, alan üretiminin ekstra maliyetleri daha az bir faktör olabilir.
Bugün mikro yerçekimi üretimi
Her ne kadar pek çok kişi alçak Dünya yörüngesinde üretimden bahsetmiş olsa da, Varda Space Industries bunu mümkün kılma konusunda ciddi girişimlerde bulunan ilk kişidir.
2023 yılında otomatik üretim laboratuvarının eklendiği bir uyduyu fırlattılar. Şubat 2024'te, yörüngede üretilen anti-HIV ilacının üç formunun bir örneği ve anti-HIV ilacının amorf bir formu, mevzuattaki gecikmeler nedeniyle altı ay gecikmeyle Utah Çölü'ne indi.
Varda bilim adamları, üretilen polimorfik kristalleri analiz etti ve test kristallerinin, hakem incelemesinden geçmemiş bir ön baskı makalesinde "mükemmel stabilite" sergilediğini açıkladı.
Bu önemli çünkü yazarlar şunu belirtiyor: "ritonavir özellikle zorlu polimorfik yapısı nedeniyle seçilmiştir." Başka bir deyişle, onu tercih edilen biçimde tutmak zor olabilir, dolayısıyla istikrar çok önemlidir.
Proje, diğer formlara dönüşmeye karşı savunmasız olan Form III'ü elde etme umuduyla ritonavirin Form II'sini eritip soğuttu, dolayısıyla hayatta kalması cesaret verici.
İddia edilen başarı, Varda'ya, bu yılın başlarında Güney Avustralya'ya yük taşımadan önce, uzayda bir kapsül üzerinde açıklanmayan bir ilaç üreterek ticari üretime doğru bir adım daha atması konusunda ilham verdi. O zamandan beri iki test kapsülü daha fırlatıldı ve bunlardan biri geri döndü.
Gerçekten ne kadar pahalı?
Yükleri uzaya ulaştırmanın maliyetine ilişkin tahminler farklılık gösteriyor ancak kilogram başına 2.000 dolar (pound başına 900 dolar) en düşük seviyede. Fırlatma maliyetlerinde gelecekteki ciddi fiyat düşüşlerine ilişkin tahminler, her Starship patlamasıyla birlikte daha da sallantılı görünüyor.
Telefonunuzu çıkarıp 50 miligram ağırlığındaki haplar için uzay üretiminin hap başına önemsiz bir 10 sent ekleyeceğini hesaplamak kolaydır.
Ancak bu, yalnızca hapların Dünya'ya geri gönderilmesinin maliyetini değil, daha da önemlisi, hapları yörüngede yapacak ekipmanın fırlatma maliyetini de göz ardı ediyor. Üstelik, ilaç üretmek genellikle çok sayıda solvent ve diğer kimyasalları içerir, bunlar ilaçların kendisinde yer almaz, bunların hepsinin de piyasaya sürülmesi gerekir ve nihai üründen çok daha fazla ağırlığa sahip olabilir.
Ayrıca kapasitemiz sınırsız değil. Alçak Dünya yörüngesine eklenen her uydu bizi Kessler Sendromuna bir adım daha yaklaştırıyor.
Eğer alçak yörüngeleri sürdürülemez bir şekilde doldurursak, her türlü alan kullanımı ek maliyetlerle birlikte daha yükseklere zorlanabilir. Yaygın olarak kullanılan ilaçları üreten binlerce laboratuvar, iletişim ve hava durumu uydularıyla değerli alan için ne kadar iyi rekabet edecek?
Bu bağlamda, üreticilerin uzayda ilaç üretmeyi ancak fiyatların yüksek ve kalite iyileştirmelerinin önemli olduğu durumlarda yapacaklarını görmek kolaydır.
Bu ilacın geleceği mi?
Klinik olarak onaylanmış ilaçlar ne kadar pahalı olsa da, en azından hala patent altındayken, içeriklerinin ve bunları işleyecek araçların uzaya gönderilmesi ve ürünlerin güvenli bir şekilde Dünya'ya geri gönderilmesi yine de büyük bir prim katacaktır.
Sonuç olarak, büyük ihtimalle uzun bir süre boyunca çoğu ilaç Dünya'da üretilmeye devam edecek. Uzay, Dünya'da yapılması özellikle zor olanlarla sınırlı olacak.
Üstelik Hessel, mikro yerçekimi üretiminden kaç ilacın fayda sağlayacağı sorusunun, fiyat hesaba katılmadan önce bile "sistematik olarak test edilmediğini" söyledi. Ritonavirin daha çok istisna mı yoksa kural mı olduğunu henüz bilmiyoruz.
Mikro yerçekimi, ISS'deki astronotların Dünya'da mümkün olmayan deneyler yapmasına olanak tanıyor.
Bununla birlikte, inanması ne kadar zor olsa da, ons başına nadir hastalık ilaçlarından daha değerli bir şey var.
Henüz deneme aşamasında olan bir ilaç. Potansiyel bir ilaç hayvanlar üzerinde veya klinik deneylerde test edildiğinde, ihtiyaç duyulan miktar hala küçüktür ve kaliteyi en üst düzeye çıkarmanın faydası yüksektir. Klinik bir deney yürütmenin ne kadar pahalı olduğu göz önüne alındığında, artan üretim maliyetleri o kadar da önemli olmayabilir.
Hessel, uzayın aynı zamanda potansiyel ilaçların dokuyla nasıl etkileşime girdiğini görmek için iyi bir test alanı olabileceğini ve "bir ilacın virüsler gibi antijenlerle nasıl etkileşime girdiğini" görmemize olanak sağlayabileceğini söyledi. Bu, moleküler anahtarın kilide daha iyi uymasını sağlayacak ince ayarlara ilham verebilir.
Ancak bir kez yapıldıktan ve değer belirlendikten sonra ürünü burada seri üretim için bir şablon olarak kullanabiliriz. Ancak Hessel, "Uzaydaki reaksiyonları değiştiremezsiniz. Moleküller aynı şekilde davranır" diye vurguladı.
Sadece fiyat değil
Ayrıca uzay ilaçlarının tek dezavantajının masraf olmayabileceğini de hatırlamakta fayda var. Atmosferin ötesinde radyasyona maruz kalma artar.
2021'de bir deney, Dünya'da üretilen hapların ISS'de evde olduğundan daha hızlı bozunup bozulmadığını araştırdı. Hessel'in o zamanlar belirttiği gibi, Mars'a yapılan yolculuklar veya Ay'da uzun süreli kalışlar için bu önemli bir soru, çünkü radyasyona maruz kalma Van Allen kuşaklarının ötesinde daha da fazla.
Hessel, IFLScience'a şöyle konuştu: "Kozmik ışınlar nedeniyle bozulma ISS'de bile oluyor." "Dünyada uyuşturucuların yılda yaklaşık yüzde 5'i ayrışıyor." Bu nedenle raf ömürleri genellikle iki ila üç yıldır, ancak uzayda bu sürenin daha hızlı olması muhtemeldir. Yine de Hessel çürümenin büyük bir engel oluşturacağını düşünmüyor.
Malzemelerin ve ürünlerin uzaya girip çıkması lojistik açısından en büyük baş ağrılarından biridir.
"Üretimi makul derecede kısa tutarsak ve makineyi korursak, en azından alfa ışınlarından oldukça güvenli olacaktır. Sonuçta insanlar ve bitkiler uzayda hayatta kalıyor. Bu yalnızca bir yıl veya en az altı ay ölçeğinde bir sorun olmalı."
Bir gün, uzaydan dönen ürünler o kadar değerli olabilir ki korsanlık sorun haline gelebilir; ancak Hessel, insanların dönüş kapsüllerini yakın zamanda ele geçireceğini öngörmüyor.
Ay ve Mars'a yerleşecek olan adaylar, büyük harcamaları haklı çıkarabilecek ticari uygulamalar arıyorlar, ancak Hessel bunların ilaç üretimine çok uygun olacağından şüpheli.
Bu nesnelerin yerçekimi, Dünya'nınkinden daha düşük olmasına rağmen, bu konumları kristal yapımı için, Hessel'in belirttiği gibi, aynı zamanda sadece 400 kilometre (250 mil) uzakta olan alçak Dünya yörüngesine göre daha az uygun hale getiriyor.