Το διάστημα αποτελεί έναν χώρο γεμάτο προκλήσεις και άγνωστες πτυχές που οι επιστήμονες εξακολουθούν να ανακαλύπτουν.  Οι περισσότεροι γνωρίζουμε το διάστημα μέσα από ταινίες επιστημονικές φαντασίας ή από τα διαστημικά προγράμματα της NASA και ατόμων της παγκόσμιας ελίτ που αναζητούν μία απάντηση σε πολλές ερωτήσεις που ταλανίζουν την ανθρωπότητα. Τα τελευταία χρόνια ένας νέος κάδος έρχεται να συμπορευτεί με τη διαστημική τεχνολογία. Αυτός της ιατρικής. Η διαστημική ιατρική αποτελεί μία αρκετά σύγχρονη ειδικότητα, ελκυστική στους ιατρούς που αγαπούν το διάστημα, σε όσους επιθυμούν κι οι ίδιοι να εξασκήσουν το επάγγελμα του αστροναύτη, ή απλώς αναζητούν μία νέα πρόκληση στο πλαίσιο της προληπτικής ιατρική και της εξέλιξής της.

Η ιδέα να αφήσουμε τη Γη για να προωθήσουμε τον τομέα της ιατρικής στο διάστημα ανάγεται στην αυγή της διαστημικής εποχής. Όταν η NASA χρειαζόταν τρόπους να δικαιολογήσει το τεράστιο κόστος της εκτόξευσης έως και 50 πτήσεων το χρόνο, πρότεινε ότι οι αστροναύτες της θα μπορούσαν να κάνουν πολλαπλές εργασίες, χρησιμοποιώντας το χρόνο τους στην τροχιά για να αναζητήσουν μια θεραπεία για τον καρκίνο ή για άλλες ασθένειες που ταλαιπωρούν την ανθρωπότητα.

Είναι η απουσία βαρύτητας που έχει κάνει εδώ και καιρό το διαστημικό χώρο ικανό να δώσει λύσεις στην περιπλοκότητα της επιστήμης της βιολογίας. Η έλξη του βαρυτικού πεδίου της Γης μπορεί να κρύψει μερικούς από τους τρόπους με τους οποίους επικοινωνούν τα κύτταρα, καθιστώντας πιο δύσκολο να κατανοήσουμε γιατί συμπεριφέρονται όπως συμπεριφέρονται. Η βαρύτητα καθιστά πολύ πιο δύσκολη τη διατήρηση των βλαστοκύτταρων στην πιο αγνή και χρήσιμη κατάστασή τους για παρατεταμένες περιόδους, ωθώντας τα συνεχώς και ενθαρρύνοντάς τα να αναπτυχθούν. Καθιστά επίσης πολύ πιο δύσκολο για τους επιστήμονες να μελετήσουν τις πολύπλοκες κρυσταλλικές δομές βασικών πρωτεϊνών, για παράδειγμα εκείνων που συνδέονται με καρκίνο, ιούς, γενετικές διαταραχές και καρδιακές παθήσεις. Η ανάπτυξη αυτών των εύθραυστων κρυστάλλων από την αρχή είναι ζωτικής σημασίας για την ανάλυση του τρόπου με τον οποίο εξελίσσεται ένας όγκος ή ένας ιός ή για τον εντοπισμό μικρών θυλάκων όπου θα μπορούσε να δράσει ένα νέο φάρμακο. Αλλά όταν μεγαλώνουν στη Γη, η βαρύτητα τα τραβάει, κρύβοντας την πραγματική τους εμφάνιση.

Ως Διευθύνων Σύμβουλος της SpacePharma – μιας εταιρείας που συνεργάζεται με πελάτες σε όλο τον κόσμο, από παιδικά νοσοκομεία μέχρι μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες– ο επιχειρηματίας Yossi Yamin βοήθησε στην ανάπτυξη και εξέλιξη μιας νέας βιομηχανίας. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία που αναπτύχθηκε στο Technion, το παλαιότερο πανεπιστήμιο του Ισραήλ, ολοένα και περισσότεροι  βιολόγοι είναι σε θέση να μικρογραφήσουν τα πειράματά τους και να τα στείλουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), όπου μπορούν να ελέγχονται εξ αποστάσεως από το έδαφος. «Αυτό δεν είναι πλέον επιστημονική φαντασία», λέει ο Yamin. «Πέρυσι, πραγματοποιήσαμε επτά πειράματα σε τροχιά και ο αριθμός αυξάνεται. Τον επόμενο μήνα, ετοιμάζουμε να στείλουμε πέντε πειράματα στο διάστημα σε τομείς που κυμαίνονται από το μέλλον της περιποίησης του δέρματος έως τα φάρμακα μακροζωίας και τις εγκεφαλικές παθήσεις».

«Tο να ανακαλύψουμε παραπάνω πράγματα για την τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών που εμπλέκονται σε ορισμένες παθήσεις μπορεί να μας δώσει μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η λειτουργία τους θα μπορούσε να βελτιωθεί ή να ανασταλεί», λέει ο καθηγητής Thais Russomano, ειδικός στη διαστημική ιατρική και Διευθύνων Σύμβουλος του thinktank InnovaSpace. «Οι κρύσταλλοι μεγαλώνουν στο διάστημα και έχουν λιγότερες ατέλειες. Μπορούμε να πάρουμε κάποια ιδέα μέσω προσομοιώσεων που δημιουργούνται από υπολογιστή, αλλά ακριβή μοντέλα μπορούν να δημιουργηθούν μόνο αν έχουμε πολλά δεδομένα, τα οποία δεν έχουμε πάντα».

Αυτό έχει ήδη οδηγήσει σε σημαντικές ανακαλύψεις. Για την εταιρεία βιοτεχνολογίας MicroQuin με έδρα τη Μασαχουσέτη, μια σειρά πειραμάτων που διεξήχθησαν στον Διεθνή διαστημικό σταθμό τα τελευταία τέσσερα χρόνια βοήθησαν στο λανσάρισμα μιας νέας σειράς φαρμάκων για τον καρκίνο των ωοθηκών και του μαστού, καθώς και για εγκεφαλική βλάβη, τη νόσο του Πάρκινσον, ακόμη και τη γρίπη, με βάση μια οικογένεια πρωτεϊνών που ονομάζονται TMBIM. Οι επιστήμονες επιθυμούσαν εδώ και καιρό να στοχεύσουν τα TMBIM με φάρμακα επειδή βοηθούν στη ρύθμιση του εσωτερικού περιβάλλοντος ενός κυττάρου. Σε ορισμένους καρκίνους και νευροεκφυλιστικές ασθένειες, αυτό το περιβάλλον γίνεται τοξικό και αυτές οι πρωτεΐνες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως διακόπτης για την αναστροφή αυτών των αλλαγών – εάν γνωρίζουμε αρκετά για το πώς να τις χειριστούμε. Αλλά ενώ η βαρύτητα έχει κάνει τις πρωτεΐνες TMBIM να είναι εμφανώς δύσκολο να κρυσταλλωθούν στη Γη, η MicroQuin κατάφερε να το κάνει στο διάστημα. «Οι δυνατότητες είναι συναρπαστικές», λέει ο Scott Robinson, ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της MicroQuin. «Η γρίπη είναι ένα καλό παράδειγμα, γιατί όταν ο ιός εισέρχεται μέσα σε ένα κύτταρο, αλλάζει ολόκληρο το περιβάλλον ώστε να είναι εξαιρετικά οξειδωτικό. Αλλά αν σταματήσουμε αυτήν την αλλαγή χρησιμοποιώντας τις πρωτεΐνες TMBIM, μπορούμε να σταματήσουμε πλήρως τη μόλυνση από τη γρίπη. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως συνδυαστική θεραπεία για την ευαισθητοποίηση των καρκινικών κυττάρων στην ανοσοθεραπεία».

Ο τομέας της διαστημικής ιατρικής επιταχύνθηκε από μια από τις χειρότερες καταστροφές στην ιστορία της NASA. Τον Φεβρουάριο του 2003, το διαστημικό λεωφορείο Columbia εξερράγη καθώς εισήλθε ξανά στην ατμόσφαιρα πάνω από το Τέξας και τη Λουιζιάνα, σκοτώνοντας και τους επτά αστροναύτες που επέβαιναν στο πλοίο. Η ζημιά στο αριστερό φτερό του λεωφορείου, που είχε σημειωθεί δύο εβδομάδες νωρίτερα κατά την εκτόξευση, το είχε καταστήσει πολύ εύθραυστο για να αντέξει τις τεράστιες πιέσεις της επανεισόδου. Τρεις μήνες αργότερα, ανακαλύφθηκε ανάμεσα στα συντρίμμια, μια σειρά από φιαλίδια που περιείχαν κρυστάλλους, κάπως άθικτους ακόμα, από ένα πείραμα στο οποίο εργάζονταν οι αστροναύτες του διαστημικού λεωφορείου κατά τη διάρκεια του χρόνου τους στο διαστημικό σταθμό. Αυτά τα φιαλίδια και οι κρύσταλλοι που περιέιχαν παρείχαν στους βιολόγους ζωτικής σημασίας πληροφορίες σχετικά με τη δομή μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται ιντερφερόνη άλφα-2b, το δραστικό συστατικό του φαρμάκου Intron A, το οποίο εκείνη την εποχή ήταν μια τυπική θεραπεία για το μελάνωμα και την ηπατίτιδα C. «Αυτός ήταν ένας από τους στόχους της αποστολής», λέει ο Paul Reichert, ερευνητής στην εταιρεία επιστήμης και τεχνολογίας Merck και βετεράνος πρωτοπόρος της διαστημικής ιατρικής. «Ήμουν τόσο χαρούμενος εκείνη την εποχή, γιατί μπορέσαμε να παρέχουμε στις οικογένειες κάποιες θετικές πληροφορίες».

Το ενδιαφέρον άρχισε να αυξάνεται στη φαρμακευτική βιομηχανία και το 2017, ο Reichert συμμετείχε σε μια αποστολή όπου η Merck έστειλε το φάρμακό της, Keytruda – το οποίο χρησιμοποιείται για τη θεραπεία πολλών διαφορετικών καρκίνων, από τον πνεύμονα μέχρι το κεφάλι και τον λαιμό – στον Διαστημικό σταθμό. Τα δεδομένα που προέκυψαν βοήθησαν την εταιρεία να αναπτύξει μια εξαιρετικά συμπυκνωμένη μορφή του φαρμάκου, η οποία θα μπορούσε να χορηγηθεί με ένεση από γιατρό. «Ένα από τα προβλήματα με τα μονοκλωνικά αντισώματα ως θεραπευτικά είναι ότι πρέπει να χορηγούνται ως εγχύσεις σε νοσοκομειακές εγκαταστάσεις κάθε λίγες εβδομάδες», λέει ο Reichert, ο οποίος έκτοτε συμβουλεύει την Eli Lilly και το Ίδρυμα Michael J Fox για τη διεξαγωγή πειραμάτων στο διάστημα. «Διαρκεί αρκετές ώρες, ενώ μια ένεση διαρκεί λεπτά. Έτσι, αυτό όχι μόνο βελτιώνει την ποιότητα ζωής του ασθενούς, αλλά θα μπορούσε επίσης να μειώσει το κόστος της θεραπείας».

Τα επόμενα χρόνια, το διάστημα θα μπορούσε επίσης να μεταμορφώσει έναν άλλο ιατρικό τομέα που δυσκολεύεται να ανταποκριθεί στις προσδοκίες των επιστημόνων. Σε μεγάλα επιστημονικά κέντρα σε παγκόσμιο επίπεδο, ερευνητές προερχόμενοι από διαφορετικούς ιατρικούς τομείς, έχοντας πια αποκτήσει μεγάλη εμπειρία από τη χρήση των βλαστοκυττάρων αναζητούν να επεκτείνουν τις δραστηριότητες τους όσον αφορά τη χρήση τους και “δημιουργούν” έναν νέο τομέα της ιατρικής: την αναγεννητική ιατρική, βοηθώντας στην ανάπτυξη κατεστραμμένων οργάνων και προσφέροντας νέα ελπίδα σε άτομα με καρδιακή ή ηπατική ανεπάρκεια.

Ωστόσο, μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί να αναπτύξουν βιώσιμες θεραπείες. Όχι μόνο είναι δαπανηρή και αναποτελεσματική η διαδικασία – για κάθε εκατομμύριο βλαστοκύτταρα που αναπτύσσονται, μόνο περίπου 100 μπορούν να επαναπρογραμματιστούν επιτυχώς σε καρδιακό μυ ή ηπατικό κύτταρο – αλλά αυτά που αναπτύσσονται δεν ενσωματώνονται καλά όταν μεταμοσχεύονται στο σώμα. «Η ποιότητα των κυττάρων δεν είναι πάντα εξαιρετική», λέει ο Clive Svendsen, εκτελεστικός διευθυντής του ινστιτούτου αναγεννητικής ιατρικής στο Ceders-Sinai στο Λος Άντζελες. «Συχνά παρατηρούν ανωμαλίες ή μεγαλώνουν πολύ αργά. Αλλά το ερώτημα είναι: μπορείτε να αναπτύξετε ένα καλύτερο κύτταρο σε τροχιά;».

Ο Svendsen και οι συνεργάτες του προσπαθούν να το ανακαλύψουν μέσω μιας σειράς πειραμάτων σε συνεργασία με τη NASA. Μια σακούλα βλαστοκυττάρων μεταφέρεται στον διαστημικό σταθμό, όπου η ανάπτυξή τους μπορεί να παρατηρηθεί από το έδαφος μέσω μιας απομακρυσμένης μαγνητοσκόπησης. Οι πρώτες ενδείξεις φαίνεται να παρουσιάζουν ότι ευδοκιμούν καλύτερα από ό,τι στη Γη, αυξάνοντας την πιθανότητα ότι στο μέλλον, θεραπείες με βάση τα βλαστοκύτταρα θα μπορούσαν ακόμη και να κατασκευαστούν στο διάστημα.

Το κόστος για να σταλούν στο διάστημα είναι τρομακτικό. Επομένως  «τα οφέλη θα πρέπει να είναι αρκετά πιο σημαντικά σε σχέση με τα αποτελέσματα που έχουμε στη Γη για να είναι πρακτικό», λέει ο Svendsen. Η τιμή της μεταφοράς ενός μόνο πειράματος στον διαστημικό σταθμό και πίσω έχει αναφερθεί ότι είναι της τάξης των 7,5 εκατομμυρίων δολαρίων, ιδιαίτερα εάν περιλαμβάνει την απασχόληση αστροναύτη, μια αμοιβή που επί του παρόντος καλύπτεται είτε από τη NASA είτε από ερευνητικές επιχορηγήσεις. Είναι επίσης απίστευτα ανταγωνιστικό, με χιλιάδες επιστήμονες σε όλο τον κόσμο να συναγωνίζονται για να βάλουν τα πειράματά τους σε τροχιά. Όμως η διαστημική έρευνα μετατοπίζεται όλο και περισσότερο από δημόσιους σε ιδιωτικούς παρόχους, ένα νέο μοντέλο που παρουσιάζει προκλήσεις αλλά και ευκαιρίες. Η Nasa έχει ήδη δηλώσει το σχέδιό της να κλείσει τον Διαστημικό Σταθμό μέχρι το τέλος του 2030, με την εταιρεία Axiom Space με έδρα το Χιούστον να σκοπεύει να τον αντικαταστήσει με τον πρώτο εμπορικό διαστημικό σταθμό.

Αν και η προσφορά διαστημικών διακοπών στους εξαιρετικά πλούσιους είναι το κύριο μοντέλο εσόδων της Axiom Space, τα χρήματα θα χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή επιπλέον μονάδων στον διαστημικό σταθμό για τη διεξαγωγή επιστημονικών πειραμάτων. Ο Svendsen προβλέπει ότι αυτό θα δημιουργήσει περισσότερες ευκαιρίες τόσο για ερευνητές όσο και για φαρμακευτικές εταιρείες και ενδεχομένως θα ανοίξει ακόμη και την πόρτα για την παραγωγή ολόκληρων θεραπειών στο διάστημα.

Η SpacePharma και άλλες ιδιωτικές εταιρείες όπως η Ice Cubes στοχεύουν να κάνουν την ιατρική έρευνα στο διάστημα ακόμη πιο ευρέως διαθέσιμη, προσφέροντας την αυτοματοποίηση των πειραμάτων, μεταφέροντάς τα σε χαμηλή τροχιά της Γης με πυραύλους εκτόξευσης και στη συνέχεια ξανά πίσω. Αυτό αφαιρεί εντελώς την ανάγκη για διαστημικό σταθμό, καθώς και μειώνει σημαντικά το κόστος.

 

Αλλά δεν είναι πρακτικό για όλους. Υπάρχουν ιστορίες για εταιρείες, όπως η Angiex με έδρα τη Βοστώνη, οι οποίες έκαναν συναρπαστικές ανακαλύψεις σχετικά με ένα πιθανό νέο φάρμακο για τον καρκίνο μέσω πειραμάτων στο διάστημα πριν εγκαταλείψουν το έργο επειδή ήταν πολύ δαπανηρό και χρονοβόρο. Ενώ ο Svendsen είναι ενθουσιασμένος με τη δυνατότητα να είναι σε θέση να αναπτύξει βλαστοκύτταρα στο διάστημα, έχει υπόψη του ότι μπορεί να είναι πιο απλό να μάθει γιατί τα πηγαίνουν καλύτερα στη μηδενική βαρύτητα και στη συνέχεια να προσπαθήσει να το αναπαραγάγει στη Γη. «Αν διαπιστώσουμε ότι διαφοροποιούνται καλύτερα στο διάστημα και μπορούμε να καταλάβουμε τα γονίδια που το κάνουν να συμβεί αυτό, θα μπορούσαμε να το μιμηθούμε εδώ κάτω μέσω της επεξεργασίας του Crispr», λέει. «Το διάστημα μάς διδάσκει επίσης πολλά για την αυτοματοποίηση της παραγωγής βλαστοκυττάρων, κάτι που ήταν ένας αγώνας. Αν μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να αποκτήσουμε ένα σύστημα όπου θα μπορούσαμε από 100 βλαστοκύτταρα σε δύο εβδομάδες να έχουμε 1 δισεκατομμύριο κύτταρα θα άλλαζε τρομακτικά τα δεδομένα».

Οι προκλήσεις και οι αβεβαιότητες είναι πολλές, αλλά αν αποδειχτεί ότι το διάστημα είναι το μόνο μέρος για να αποκτηθούν βλαστοκύτταρα καλής ποιότητας, θα ανοίξει ο δρόμος για ένα μέλλον αναγέννησης τμημάτων του σώματος ανάμεσα στα αστέρια. «Ποιος ξέρει, ίσως στο μέλλον θα έχουμε δορυφόρους που θα πετούν τριγύρω και στις μονάδες τους θα αναπτύσσονται όργανα όπως σε ταινία επιστημονικής φαντασίας», λέει ο Svendsen. «Ίσως μπορέσουμε να αναπτύξουμε μια ολόκληρη καρδιά σε μηδενική βαρύτητα, την οποία στη συνέχεια θα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πίσω στη Γη. Είμαστε οι πρωτοπόροι σε αυτόν τον τομέα. Θα το προσπαθήσουμε όσο πιο σκληρά μπορούμε και θα δούμε τι θα γίνει».

Με πληροφορίες από: NASA, The Guardian