Ľudský život môže už čoskoro zachrániť liek, ktorý nevznikol v sterilnom laboratóriu na Zemi, ale v tichu mikrogravitácie, stovky kilometrov nad tvojou hlavou. Možno ti to znie ako vystrihnuté z románu od Asimova, no realita dnešných dní je oveľa hmatateľnejšia. Gravitácia, ktorú vnímame ako nemennú konštantu, je totiž pre modernú molekulárnu biológiu neviditeľnou brzdou. Na zemskom povrchu spôsobuje usadzovanie častíc, deformuje proteínové kryštály a obmedzuje nás pri vytváraní dokonale čistých chemických zmesí.

Na obežnej dráhe sa však pravidlá hry dramaticky menia. V prostredí, kde kvapaliny nepodliehajú tepelnému prúdeniu a molekuly sa spájajú s chirurgickou presnosťou, dokážeme vyrobiť látky, o akých sa pozemským vedcom doteraz len snívalo. Či už ide o revolučné liečivá na onkologické ochorenia, ktoré vďaka unikátnej kryštalizácii podáš pacientovi obyčajnou injekciou namiesto hodín na infúzii, alebo o komplexnú 3D biotlač tkanív bez potreby umelých lešení.

Dnes už nehovoríme o drahých experimentoch na palube ISS určených len pre vyvolených. S nástupom autonómnych orbitálnych tovární sa vesmír mení na priemyselnú zónu novej generácie. Priprav sa, pretože éra loga „Made in Space“ sa práve presúva z orbitálnych dráh priamo do poličiek tvojej lekárne.

Medicína z vesmíru

Aby si pochopil, prečo farmaceutickí giganti investujú milióny do orbitálneho výskumu, musíš sa najprv pozrieť na procesy, ktoré na Zemi považujeme za samozrejmosť. Pozemská fyzika je totiž v kontexte molekulárnej biológie prekvapivo „hlučná“. V momente, keď sa látka ocitne v prostredí mikrogravitácie (presnejšie v stave permanentného voľného pádu), dochádza k eliminácii dvoch kľúčových javov, ktoré limitujú kvalitu liečiv: sedimentácie a vztlakovej konvekcie.

Na zemskom povrchu sa každá častica v kvapaline snaží vplyvom gravitácie klesnúť ku dnu (sedimentovať) alebo stúpať k hladine (vztlak), ak je ľahšia ako okolitý roztok. V mikrogravitácii tento pohyb ustáva. Zmesi zostávajú homogénne bez potreby mechanického miešania, ktoré by mohlo poškodiť jemné organické štruktúry, vysvetľuje BioProcess International. Ešte dôležitejším faktorom je však absencia tepelnej konvekcie. Na Zemi teplejšia kvapalina stúpa nahor a chladnejšia klesá, čo vytvára turbulentné prúdenie. V mikrogravitácii sa teplo šíri takmer výhradne difúziou, teda pomalým, usporiadaným pohybom molekúl, čo vedie k vzniku takzvaného izotropného prostredia.

Pixabay

Tento stav je „svätým grálom“ pre proteínovú kryštalizáciu. Proteíny sú základnými kameňmi života a cieľovými štruktúrami pre väčšinu moderných liekov. Aby vedci pochopili, ako liek s proteínom interaguje, potrebujú poznať jeho presnú 3D štruktúru pomocou röntgenovej kryštalografie. K tomu sú však potrebné veľké a vysoko usporiadané kryštály. Na Zemi rastúce kryštály narážajú na konvekčné prúdy, ktoré do ich mriežky zanášajú defekty. V tichu mikrogravitácie sa molekuly proteínov usporadúvajú s matematickou presnosťou, čím vznikajú kryštály s výrazne vyššou difrakčnou kvalitou.

Čítaj viac z kategórie: Vesmír a veda