В космосе будет работать фабрика по производству лекарств

Растения позволят астронавтам делать лекарства в космосе

По мере того, как люди начинают путешествовать в далекий космос, растения могут стать жизненно необходимыми для поддержания здоровья астронавтов во время долгих поездок на Марс.

С начала космических путешествий астронавты брали с собой лекарства в космических полетах. Экипаж миссии «Аполлон-11», которая приземлилась на Луну, имел антибиотики, обезболивающие, назальные спреи и снотворное среди других лекарств. Международная космическая станция хранит запас лекарств и оборудования, готовых к неотложной стоматологической помощи или аппендэктомии.

Но с поездкой на Марс на горизонте начинает становиться очевидным, что способ, которым мы производим лекарства, не будет подходить для дальних космических миссий.

Почему надо производить лекарства в космосе

Дело в сроке годности препаратов, которые будут истекать при длительных путешествиях. Могут возникнуть некоторые неизвестные ситуации, когда нужно быстро создать альтернативу, потому что астронавтам не стоит полагаться на поставки с Земли. Это займет слишком много времени.

Хотя многие лекарства, такие как аспирин, производятся химически, в последние годы на рынке стало доминировать биологическое лекарство нового поколения. Большинство этих препаратов вырабатываются в биореакторах клетками яичника китайского хомяка или клетками СНО.

Использование растений для производства лекарств означало бы отправку астронавтов на дальнюю миссию со средствами для производства лекарств вместо самих лекарств.

Любые лекарства имеют срок годности, и в космосе при длительных экспедициях он может истекать. Поэтому важно уметь производить лекарства в космосе.

Дело в том, что семена растений сохраняются вечно, практически не разрушаясь. В космосе можно вырастить растения и собрать необходимые лекарства.

Кроме того, растения уже являются важным грузом в космических полетах. Их можно использовать в пищу. Кроме того, растения потребляют углекислый газ, которого на Марсе много, и производят кислород. Благодаря опыту на Международной космической станции, стало известно, что наличие растений имеет психологическую выгоду для членов экипажа.

В настоящее время группа ученых создала трансгенный штамм салата, который производит белковый препарат под названием гормон паращитовидной железы. Этот препарат используется для лечения потери костной массы, распространенного заболевания среди астронавтов.

Растение было создано путем введения гена, который содержит инструкции по выработке человеческого гормона паращитовидной железы в ДНК растения. Подобный процесс используется для производства лекарств в клетках млекопитающих, с ключевым отличием в том, что вирусы человека не могут заразить растения.

Растительные вирусы способны размножаться в очень большом количестве, но они не заразны для людей, поэтому ученые могут использовать их в своих интересах, чтобы быстро сделать целевой белок.

Кратковременное производство лекарств с помощью растений

Другим методом производства лекарств в растениях является «кратковременная экспрессия» желаемого лекарства. Вместо того, чтобы постоянно модифицировать свою ДНК, растению временно дают генетические инструкции, необходимые для производства желаемой молекулы.

В космосе новая технология может теоретически позволить астронавтам быстро реагировать на неизвестные ситуации, когда их здоровью угрожает опасность. Однако эта технология менее продвинута и может занять больше времени для разработки.

Прежде чем растения смогут стать подходящим решением для производства лекарств в космических полетах, есть несколько вещей, которые необходимо решить. Это все еще относительно незрелая технология, связанная с тем, что большинство фармкомпаний инвестируют значительные средства в системы ферментации для производства лекарств в бактериях или клетках млекопитающих, а не в растениях.

Но ученые не сдаются. В 2015 году в рамках проекта, финансируемого ЕС, команда показала, что антитела можно получать с использованием растений такого же качества, как и из клеток млекопитающих.

Еще одной проблемой для производства лекарств в космосе, независимо от метода, является процесс очистки. Поэтому команда ученых в настоящее время разрабатывает упрощенные процессы, в которых используются растения для производства реагентов, необходимых для процесса очистки.

Поскольку эти технологии продолжают развиваться, они будут иметь большое значение не только для космических путешествий. На Земле производство биологических лекарств на заводах может значительно снизить затраты на производство лекарств, особенно в части затрат на создание и эксплуатацию производственных мощностей. Это может помочь в борьбе с такими инфекциями, как ВИЧ и лихорадка Эбола в бедных и развивающихся странах.

Исследователям еще предстоит усовершенствовать весь производственный процесс. И, после того как метод будет доказан, им придется проверить и применить его для производства нескольких различных лекарств. С помощью новых технологий редактирования генов, таких как CRISPR / Cas9, эти задачи могут быть выполнены быстрее, чем когда-либо, и мы могли бы начать производить нужные лекарства в космосе всего за несколько лет.

Автор: Мария Захаркина

Поделитесь с друзьями