Всё чаще и чаще в средствах массовой информации попадаются новости о космической медицине и виною тому гравитация. В условиях невесомости можно более детально изучать различные типы белков и стволовых клеток, что открывает перспективы для создания новых лекарств от серьезных заболеваний. Кроме того, в условиях невесомости можно синтезировать уникальные белки, которые невозможно вырастить на Земле. В последние годы все большее число фармакологических компаний проводят эксперименты по созданию новых лекарств в космосе.
Еще в 2016 году Заместитель директора по науке ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН Алексей Волошин выступил с докладом на первом в России кристаллографическом конгрессе, в котором прозвучало сообщение об уникальной аппаратуре "Белка" для кристаллизации белков в космосе, чем вызвал ажиотаж и бурной обсуждение.
Напомним, что еще в 1976 году на станции "Мир" был проведен первый эксперимент по выращиванию кристаллов в космосе, тогда был выращен кристалл алюмокалиевых квасцов. Таким образом было доказано, что рост кристаллов в космосе возможен.
Позднее проводились эксперименты по выращиванию кристаллов полупроводников. Было обнаружено, что даже в ампуле возможен рост кристалла без контакта с ее стенками. Было получено несколько новых кристаллов, получение которых на Земле было невозможно (например, кристалл InBi). Попутно были изучены факторы, влияющие на образование дефектов в таких кристаллах при росте в невесомости. Также проводились одни из первых экспериментов по кристаллизации белков, в которых было обнаружено повышение их структурного совершенства.
Знание структуры белковой молекулы позволяет понять механизм ее функционирования. Дальнейшее применение этих знаний зависит от тех функций, которые этот белок выполняет. Если эти функции полезные, можно пытаться эту молекулу модифицировать, чтобы их усилить. Если вредные (например, в случае белков болезнетворных бактерий) - подобрать вещества, подавляющие эти функции.
По этой причине в большинстве случаев расшифровка структуры белковых молекул используется при создании новых лекарств.
В условиях космической невесомости конвекция подавляется сильнее, что позволяет выращивать более совершенные кристаллы белков.
Космические фармзаводы
Калифорнийский стартап Varda еще в том году успешно развернул первый космический завод на орбите. Научно-исследовательская лаборатория (70 см в диаметре) позволила синтезировать белки и другие материалы в условиях невесомости.
На борту завода абсолютно стерильные условия. В такой среде рост кристаллов происходит в стабильном режиме, так как отсутствует влияние гравитации, которая обычно вызывает расслоение жидких смесей и конвективных потоков в процессе нагревания.
Первым таким исследованием было изучение поведения лекарства от СПИДа, ритонавира в условиях невесомости.
Ритонавир во всех формах успешно прошел испытания, и его кристаллическая структура не изменилась за восемь месяцев нахождения на орбите, пишут авторы препринта на портале.
У компании также есть планы по многоразовым космическим фабричным модулям и по запуску производственной станции, которая будет постоянно оставаться на орбите, а задачу по ее загрузке и разгрузке возьмут на себя автоматические транспортные корабли.