Đua sản xuất thuốc trong không gian

Trên chuyến bay gần đây của hãng SpaceX (Mỹ) có một kiện hàng đặc biệt: một thiết bị công nghệ cao được đưa lên Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS) để nuôi cấy các tinh thể protein siêu tinh khiết nhằm phục vụ mục tiêu sản xuất thuốc điều trị ung thư có thể tự tiêm. Công ty Khởi nghiệp BioOrbit (Anh) đã phát triển công nghệ nói trên và đưa Box-E - một thiết bị nhỏ gọn có kích thước tương đương lò vi sóng - lên không gian. Thiết bị này sẽ ở trên quỹ đạo trong khoảng 6 tuần, nơi trạng thái vi trọng lực cho phép các hợp chất dược phẩm kết tinh thành các cấu trúc tinh khiết, có độ ổn định cao.

Tương tự, một công ty khác là SpaceMD (Mỹ) đã phóng 54 thiết bị kết tinh protein mang tên PIL-BOX lên không gian và thử nghiệm 37 hợp chất thuốc. Theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), nuôi cấy tinh thể protein trong không gian là loại thí nghiệm được thực hiện nhiều nhất trên ISS. Các tinh thể này có thể giúp tạo ra những phiên bản thuốc mới và tốt hơn để điều trị nhiều căn bệnh, từ loạn dưỡng cơ cho đến ung thư.

Bà Katie King, đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành của BioOrbit, mô tả các thử nghiệm trên quỹ đạo là một bước tiến lớn hướng tới sản xuất tinh thể protein quy mô lớn trong không gian. Theo bà, trọng lực gây ảnh hưởng bất lợi đến quá trình kết tinh, đặc biệt đối với các loại thuốc protein và thuốc kháng thể vì đây là những phân tử có kích thước rất lớn và cấu trúc linh hoạt. Vì thế, môi trường không trọng lực trong không gian giúp quá trình kết tinh diễn ra hiệu quả hơn nhiều, tạo ra các tinh thể có chất lượng vượt trội so với những gì có thể đạt được trên Trái Đất.

"Điều đó trở nên vô cùng quan trọng đối với các loại thuốc protein, thuốc kháng thể vì chúng là những phân tử rất lớn và rất linh hoạt. Trong môi trường không gian, quy trình kết tinh diễn ra hiệu quả hơn và cho chất lượng vượt trội so với trên Trái Đất" - bà giải thích. Cũng theo bà King, đối với điều trị ung thư, cần một liều lượng lớn và dung dịch có thể trở nên quá đặc nên khó được sử dụng bằng bút tiêm. Đây là lý do những phương pháp điều trị này hiện chưa thể được sử dụng rộng rãi tại nhà. Nhờ sử dụng tinh thể, thuốc có thể được bào chế với hàm lượng hoạt chất rất cao nhưng vẫn đủ lỏng để đi qua kim tiêm. Ngoài ra, giáo sư vật lý sinh học Phil Williams từ ĐH Nottingham (Anh) cho biết chất lỏng được bào chế nhờ các tinh thể này có thể được bảo quản mà không cần đến những phương thức vận chuyển và lưu trữ siêu đông lạnh tốn kém, vốn kéo theo chi phí tài chính và tác động môi trường lớn.

Theo đài CNBC, lĩnh vực dược phẩm không gian khởi nguồn từ hãng Merck & Co. (Mỹ). Năm 2014, tập đoàn này đã thực hiện các thí nghiệm nuôi cấy tinh thể trên ISS nhằm tìm hiểu rõ hơn tác động của môi trường không trọng lực đối với thuốc, trong đó có Keytruda - loại thuốc điều trị ung thư bán chạy nhất của hãng.

Nhu cầu về loại tinh thể được sản xuất trên không gian này hiện rất lớn. Ông John Vellinger, Giám đốc điều hành SpaceMD, cho biết công ty đã giới thiệu các dạng tinh thể mới này cho các hãng dược khác và họ tiếp tục gửi các ứng cử viên thuốc mới để thử nghiệm. Vì thế, công nghiệp hóa lĩnh vực này là bước tiếp theo mà các hãng dược và công ty công nghệ vũ trụ hướng đến. Công ty Varda Space Industries (Mỹ) đang đặt cược vào mô hình sản xuất liên tục trên quỹ đạo và đã phát triển các vệ tinh sản xuất tự động, được trang bị khoang chuyên dụng để đưa sản phẩm trở về Trái Đất.