Cuộc đua lên vũ trụ tìm thuốc điều trị ung thư mới
Từ việc nuôi cấy tinh thể dược chất trong môi trường vi trọng lực đến tham vọng xây dựng các nhà máy sản xuất thuốc tự động trên quỹ đạo, các công ty dược phẩm đang mở rộng hoạt động nghiên cứu ra ngoài không gian. Công nghệ này được kỳ vọng giúp cải thiện chất lượng thuốc, mở ra hướng đi mới trong điều trị ung thư và sản xuất vật liệu tiên tiến.
Cách Trái đất khoảng 480km, ba khoang tàu vũ trụ có kích thước tương đương những chiếc máy giặt đang bay trên quỹ đạo. Bên trong một khoang, các tinh thể siêu nhỏ của một loại thuốc tiềm năng điều trị ung thư đang được nuôi cấy trong môi trường vi trọng lực. Đây không chỉ là một thí nghiệm khoa học đơn thuần mà còn là bước tiến trong tham vọng xây dựng những nhà máy dược phẩm hoạt động ngoài không gian.
Các khoang tàu thuộc Varda Space Industries, công ty có trụ sở tại California (Mỹ). Ngày 1/10, doanh nghiệp phóng hai tàu lên quỹ đạo bằng cùng một tên lửa, sau đó tiếp tục đưa chiếc thứ ba vào không gian ngày 20/10. Lần đầu tiên, Varda có ba tàu cùng hoạt động trên quỹ đạo, tiến gần hơn tới mục tiêu xây dựng đội tàu gồm những nhà máy dược phẩm tự động.
Vi trọng lực mở ra triển vọng mới cho ngành dược
Lợi thế lớn nhất của môi trường không gian nằm ở điều kiện vi trọng lực. Trên Trái đất, trọng lực khiến các hạt lơ lửng trong chất lỏng lắng xuống, đồng thời tạo ra các dòng chuyển động có thể ảnh hưởng đến quá trình hình thành tinh thể. Trong môi trường vi trọng lực, những tác động này được giảm thiểu, giúp tinh thể phát triển theo trật tự ổn định hơn.
“Nếu có thể loại bỏ những tác động đó, chúng ta có thể tạo ra các tinh thể phát triển theo một trật tự ổn định hơn nhiều”, Tiến sĩ Meganne Christian, Giám đốc phụ trách các sứ mệnh sản xuất trong không gian tại Trung tâm Ứng dụng vệ tinh Catapult (Anh), giải thích.
Đối với ngành dược phẩm, đặc điểm này có ý nghĩa quan trọng bởi kích thước và hình dạng tinh thể dược chất ảnh hưởng đến khả năng hòa tan, độ ổn định và cách thức sử dụng thuốc. Nhờ kiểm soát tốt hơn quá trình hình thành tinh thể, các nhà khoa học có thể phát triển những công thức thuốc mới, thuận tiện hơn cho bệnh nhân.
Đáng chú ý, công nghệ này có thể giúp chuyển đổi một số loại thuốc hiện phải truyền qua đường tĩnh mạch thành dạng tiêm thuận tiện hơn.
Không chỉ dược phẩm, các vật liệu như chất bán dẫn - thành phần thiết yếu trong điện thoại thông minh và xe điện - cũng có thể được sản xuất với chất lượng tốt hơn trong môi trường không gian. Vi trọng lực có thể giúp tạo ra những tinh thể tinh khiết, ít khiếm khuyết hơn.
Những nhà máy tự động trên quỹ đạo
Các nhà khoa học đã nghiên cứu sản xuất vật liệu trong môi trường vi trọng lực suốt nhiều thập kỷ, đặc biệt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Tuy nhiên, ISS chủ yếu phục vụ nghiên cứu và thử nghiệm khoa học, không được thiết kế để sản xuất công nghiệp và dự kiến ngừng hoạt động vào khoảng năm 2030.
Khi tần suất phóng ngày càng tăng, viễn cảnh từng được coi là “tương lai điên rồ” về sản xuất dược phẩm trong không gian đang trở nên chắc chắn hơn.
Ông Will Bruey
Giám đốc điều hành Varda Space Industries
Một số doanh nghiệp đang phát triển các trạm vũ trụ thương mại để thay thế ISS, trong khi những công ty khác xây dựng phòng thí nghiệm chuyên dụng. BioOrbit, một doanh nghiệp của Anh, gần đây đã đưa một phòng thí nghiệm có kích thước tương đương lò vi sóng lên ISS, hướng tới sản xuất thuốc điều trị ung thư dạng tiêm mà bệnh nhân có thể tự sử dụng.
Tuy nhiên, sản xuất quy mô lớn đòi hỏi những hệ thống tự động, hạn chế sự can thiệp của con người. Theo bà Christian, con người có thể mang theo bụi bẩn, tạo ra rung động và làm tăng yêu cầu về an toàn trong quá trình sản xuất.
Đây là hướng đi của Varda. Các tàu vũ trụ của công ty được đưa lên quỹ đạo bằng tên lửa SpaceX, mang theo phòng thí nghiệm thu nhỏ để xử lý vật liệu mà không cần phi hành gia. Khi thí nghiệm hoàn tất, khoang chứa sẽ tách khỏi tàu, trở lại khí quyển và bung dù hạ cánh an toàn xuống một khu vực không có người sinh sống trên Trái đất.
Varda đã đưa thành công một số khoang tàu trở về từ quỹ đạo. Công ty dự kiến thực hiện liên tục thêm 7 sứ mệnh trong năm 2027 và 10 sứ mệnh trong năm 2028, nhấn mạnh tần suất thực hiện thí nghiệm là yếu tố quan trọng đối với ngành dược phẩm. Quá trình phát triển thuốc đòi hỏi nhiều lần thử nghiệm, điều chỉnh và kiểm chứng. Nếu phải chờ đợi quá lâu giữa các lần thử nghiệm, tiến độ nghiên cứu sẽ khó đáp ứng tốc độ phát triển của ngành.
.png)
Bài toán thương mại hóa thuốc ung thư vẫn còn phía trước
Chi phí phóng tên lửa giảm và các chuyến bay thương mại vào không gian ngày càng thường xuyên đang thúc đẩy sự quan tâm của doanh nghiệp đối với lĩnh vực này. Theo ông Andrew Bacon, đồng sáng lập kiêm Giám đốc công nghệ Space Forge, từ khi công ty bắt đầu hoạt động năm 2018 đến nay, ngày càng nhiều doanh nghiệp nghiêm túc xem xét cơ hội sản xuất trong không gian. Ông cho rằng lĩnh vực này có thể mở ra một cuộc Cách mạng Công nghiệp mới.
Dù vậy, thách thức lớn là chứng minh lợi ích của sản xuất trong không gian đủ lớn để bù đắp chi phí. Không phải loại thuốc hay vật liệu nào cũng phù hợp với mô hình này. Các doanh nghiệp cần xác định những sản phẩm có giá trị cao và thực sự được hưởng lợi từ môi trường vi trọng lực.
Khung pháp lý cũng cần được hoàn thiện. Cơ quan Quản lý Dược phẩm và Sản phẩm chăm sóc sức khỏe Anh (MHRA) dự kiến công bố kế hoạch vào cuối năm nay, làm rõ cách áp dụng các quy định hiện hành đối với thuốc được sản xuất trên quỹ đạo.
Để một sản phẩm đạt đến khả năng thương mại, quy trình sản xuất phải được lặp lại nhiều lần. Đó chính là điều các khoang tàu này cần chứng minh: khả năng tạo ra kết quả ổn định qua những lần thực hiện liên tiếp.
Tiến sĩ Meganne Christian
Trung tâm Ứng dụng vệ tinh Catapult
Quan trọng hơn, công nghệ này phải chứng minh khả năng tạo ra sản phẩm có chất lượng ổn định qua nhiều lần sản xuất. Một thí nghiệm thành công chưa đủ để khẳng định khả năng thương mại hóa.
Với lĩnh vực điều trị ung thư, nếu chứng minh được hiệu quả và khả năng thương mại hóa, môi trường vi trọng lực có thể trở thành một công cụ bổ sung đáng chú ý trong nghiên cứu và phát triển thuốc. Tuy nhiên, từ những tinh thể đầu tiên được nuôi cấy ngoài không gian đến những sản phẩm có thể ứng dụng rộng rãi trên Trái đất có lẽ vẫn là một hành trình dài.
