Eksperyment naukowców z Zabrza zostanie zrealizowany podczas polskiej misji technologiczno-naukowej IGNIS. Start zaplanowano nie wcześniej niż na wiosnę 2025 r.
– Chcemy sprawdzić, jak przechowywanie polimerowych, biodegradowalnych systemów uwalniania leków w warunkach panujących na orbicie będzie wpływać na ich czas przydatności. Jeżeli nie zostanie wydłużony, droga do ich wykorzystania w tej dziedzinie zamknie się. Jednak jest szansa, że ich potencjał będzie na tyle duży, że znajdą zastosowanie w trakcie przyszłych misji kosmicznych, które mogą trwać nawet latami – powiedział w rozmowie z Nauką w Polsce dr inż. Jakub Włodarczyk z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych (CMPW) PAN w Zabrzu.
Po co to badanie?
Astronauci aktualnie stacjonujący na stacjach kosmicznych mają zapewniony dostęp do najpotrzebniejszych leków. Wobec tego czy ten eksperyment jest w ogóle potrzebny?
Należy wiedzieć, że warunki panujące na orbicie – w szczególności podwyższony poziom promieniowania kosmicznego – mają negatywny wpływ na strukturę leków. W rezultacie szybciej się one rozkładają. Według Jakuba Włodarczyka jeżeli marzą nam się na przykład loty na Marsa, to trzeba już dziś poszukiwać nowych form dostarczania leków oraz ich ochrony.
– Naszą propozycją jest zabezpieczenie leku poprzez wprowadzenie go do wchłanialnego nośnika polimerowego, gdyż jak w swoich pracach wskazują inni naukowcy, materiały zawierające w swojej strukturze lekkie atomy takie jak wódor, skuteczniej blokują promieniowanie kosmiczne – tłumaczył chemik.
Systemy te umożliwiają uwalnianie leku w sposób kontrolowany, czyli odpowiednio „zaprogramowany”. Dzięki temu substancja lecznicza będzie mogła być dawkowana przez określony czas.
– Według naszej wiedzy polimery biodegradowalne nie były dotąd wykorzystywane w tym zakresie. Nikt też nie badał czasu rozkładu tak zabezpieczonych leków na ziemskiej orbicie. To pierwszy tego typu eksperyment, a ilość danych, które możemy z niego wyciągnąć jest olbrzymia – dodał badacz, który jest pomysłodawcą i koordynatorem eksperymentu.
- Czytaj również: Jakie leki ma w apteczce… astronauta?
Jak będzie wyglądał eksperyment?
W samym eksperymencie astronauci nie biorą udziału. Ich zadaniem jest wyniesienie próbek na orbitę oraz rozlokowanie paczek w module badawczym Columbus na ISS. Jedna część będzie znajdowała się bezpośrednio w przestrzeni laboratorium, w temperaturze otoczenia. Druga – w lodówce, w niższej temperaturze, która spowalnia procesy rozkładu. Obudowa dodatkowo ochroni przed promieniowaniem. Ponadto w CMPW PAN badacze przeprowadzą równolegle eksperyment stanowiący punkt odniesienia dla wyników uzyskanych na orbicie.
Liczne analizy toksykologiczne potwierdziły, że zarówno same substancje, jak i cały proces przeprowadzenia badania, są bezpieczne.
Naukowcy do badań wybrali 3 polimery – znane i stosowane w medycynie. Różnią się one między sobą kilkoma właściwościami, z których najważniejsze są szybkość degradacji oraz krystaliczność. To zróżnicowanie pozwoli sprawdzić, które właściwości są pożądane, a które nie.
Same substancje lecznicze też się różnią – pod względem działania i struktury chemicznej. Wśrod nich znajdziemy leki z grupy leków przeciwbólowych, przeciwzapalnych, antybiotyki, antydepresanty i lek stosowany przy naświetlaniach w terapii przeciwnowotworowej. Ten ostatni wybrano w kontekście potencjalnej ochrony przed promieniowaniem kosmicznym.
Paczki będą zawierały 3 typy próbek: czystych leków (w postaci sprasowanych pastylek), samych matryc polimerowych i matryc z wprowadzonymi do nich lekami.
– Jedna paczka to około 200 g, więc w sumie nasz ładunek będzie ważył zaledwie 1600-1700 g. Ma to duże znaczenie podczas misji kosmicznych, gdzie liczy się każdy załadowany gram – wskazał Jakub Włodarczyk.
- Czytaj również: Polscy naukowcy odkryli nowe sposoby walki z antybiotykoopornością
Są wielkie nadzieje
Eksperyment zaplanowano na trzy lata. W tym czasie mniej więcej co rok będą wracały na Ziemię dwie paczki: jedna z laboratorium i jedna z lodówki. Jak powiedział badacz, będzie to wystarczający czas, żeby oszacować, czy jest sens dalej zgłębiać tematów polimerów biodegradowalnych do takich zastosowań
– Pomimo swojej prostoty, nasz eksperyment może dostarczyć sporo naprawdę interesujących wyników, zarówno w dziedzinie chemii, jak i farmacji. Stawiamy pierwsze kroki w wykorzystaniu polimerów, którymi od lat się zajmujemy, w zupełnie nowej roli, jaką jest wspieranie zdrowia astronautów. Być może za kilka lat rezultaty, które uzyskamy przyczynią się do zwiększenia poczucia bezpieczeństwa ludzi, których odwaga pchnie do opuszczenia naszej „Bladej Niebieskiej Kropki” – podsumował Włodarczyk.
Zespół badawczy składa się z pięciu pracowników CMPW PAN z Zabrza. Oprócz Jakuba Włodarczyka prace wykonywać będą: dr Mateusz Stojko, dr Monika Musiał-Kulik, dr hab. Katarzyna Jelonek oraz dr hab. Michał Sobota.
Eksperyment pt. „Biodegradowalne systemy dostarczania leków w warunkach braku grawitacji” („Stability of Drugs”) zostanie przeprowadzony w ramach misji załogowej Axiom-4 (Ax-4). Jak podali badacze, działania nadzoruje Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) we współpracy z Polską Agencją Kosmiczną (POLSA) i Ministerstwem Rozwoju i Technologii (MRiT).
Źródło: DF/Nauka w Polsce
