Medicamente obtinute in microgravitatie

Dr. Farm. Dumitru Hurduc

Cucerirea treptata, cu mari eforturi si sacrificii de vieti omenesti, a spatiului infinit nu este o simpla aventura ghidata numai de o curiozitate proprie omului, ci si de o necesitate de expansiune a posibilitatilor de cunoastere a noi conditii de lucru, cu scopul de a obtine salturi calitative, imposibil de atins in conditiile solului. Spatiul din apropierea Terrei va fi locul unei revolutii industriale, situatie care a inceput deja cu industria comunicatiilor, cu meteorologia, prospectiunile miniere etc. n curand se vor realiza uzine spatiale care vor produce noi aliaje si noi semiconductori, cu calitati deosebite, imposibil de obtinut in conditiile cunoscute astazi. In mod sigur, industria farmaceutica va deveni o industrie spatiala, in vederea obtinerii de molecule active terapeutic, de puritate absoluta, ceea ce va conduce la eliminarea tuturor efectelor indezirabile ale medicamentelor obtinute in conditiile actuale.

Farmacistii si medicii vor fi, cu adevarat, asociati in munca de explorari medicale si terapeutice, in spatiul extraterestru, urmarindu-se efectele biologice comparative in hiper si microgravitatie. S-a observat ca astronautii sufera de tulburari cardiovasculare, decalcifieri, rau de spatiu, probleme ce nu sunt inca pe deplin elucidate. Metode deosebit de sensibile, cum este ecografia ultrasonora, vor aduce biologiei umane noi date stiintifice, extrem de interesante si utile, culese in microgravitatie. In spatiul extraterestru, chimia farmaceutica va permite identificarea de noi principii active din plante, necunoscute inca, desi plantele sunt folosite in scop terapeutic de milenii; aceste descoperiri vor deschide perspective de detinere de noi derivati de sinteza, extem de puri, cu posibilitati terapeutice infinit mai mici (inexistente), comparativ cu medicamentele actuale; se vor obtine molecule biologice foarte active, folosindu-se metode de modificari genetice, intuind obtinerea de noi proteine ce vor prezenta un mare interes pentru industrie in general si in special industria farmaceutica.

Unele proteine, cu rol de biocatalizatori specifici, cum sunt enzimele, si ca urmare a noilor tehnologii, isi vor modifica sitele (centrii) active, isi vor modifica afinitatea pentru alte substrate decat cele considerate absolut specifice, se va modifica viteza de reactie enzimatica, termostabilitatea, precum si cinetica reactiilor acestor specii proteice. Pentru a reaminti, trebuie spus ca enzimele sunt proteine construite intr-un anumit fel si cu rolul de a determina reactiile chimice ale organismului uman si ca fara existenta acestor entitati chimice, viata nu este posibila. Sunt mii de enzime si fiecare dintre ele declanseaza o anumita reactie specifica. Pentru a functiona corect, enzimele au nevoie de un anumit compus suplimentar numit coenzima, substanta care deriva dintr-o vitamina sau de la un element mineral. Fiecare celula a organismului produce diverse enzime; grupuri de diferite enzime se reintalnesc in tesuturi diferite, reflectand anumite functii specializate. Astfel, pancreasul produce lipaza, proteaza, amilaza etc. Unele enzime produse de ficat metabolizeaza medicamentele; multe medicamente influenteaza activitatea enzimatica, alte medicamente inhiba sau blocheaza actiunea enzimatica. Antibioticele distrug bacteriile, blocand enzimele bacteriene, lasand intacte celelalte enzime. Unele citostatice blocheaza enzimele din celulele canceroase, afectand in mod egal si celulele sanatoase. Determinarea enzimelor din sange reprezinta probe de diagnostic.

Astfel, dupa un infarct de miocard, testul in sange al enzimelor din miocard releva faptul ca nivelul lor este foarte crescut, ca urmare a eliberarii enzimelor in torentul sangvin din celulele distruse ale miocardului.
Se cunosc o serie de enzimopatii, ca urmare a unor defecte genetice.

Exista in jur de 180 de enzimopatii de gravitati variabile, unele fiind asimptomatice, putand provoca decese la nou-nascuti sau pot produce serioase consecinte psihice (ex. fenilcetonuria, galactozemia, maladia Tay-Sachs, porfiriile, sindromul Hurlex, sindromul Lesch-Nyhan). Toate aceste erori congenitale sunt legate de functionarea anormala a unei cauze specifice. In conditiile in care in microgravitatie se vor obtine alte tipuri de enzime, care vor actiona asupra altor substrate decat cele actuale, se pot inlocui enzimele implicate in enzimopatiile congenitale, cu alte enzime si substante noi, care vor aduce o noua viziune.
Alte specii de medicamente pe baza de hormoni si factori de crestere vor mari lista noilor medicamente de o anvergura necunoscuta.

Un aspect deosebit de interesant este si faptul ca proteinele de o puritate extrema au calitati semiconductoare deosebite, ceea ce va duce la realizarea ordinatoarelor biologice cu capacitati de memorie inegalabile. Aceste proteine vor fi produse prin clonaj de gene in cantitati abundente si sub forma omogena. Noile proteine, create de om, vor prezenta activitati noi si multiple. Pana acum, chimia proteinelor a evoluat intr-o maniera lenta, dupa un proces ce a implicat mutatii intamplatoare, urmat de o selectie oarecare. Acum se stie ca prin mutageneza dirijata si sintetizori de gene, o proteina se modifica schimbandu-si fundamental structura. Aceasta gandire nu poate prezenta un interes industrial, pana ce nu se cunoaste structura tridimensionala a moleculei. Pentru aceasta este nevoie de a dispune de portiuni (fragmente) foarte pure, aduse intr-o stare de cristalizare avansata (se stie ca in microgravitatie cresterea cristalelor este mult facilitata). Se stie ca proteinele sunt molecule fragile care se gasesc in amestecuri complexe, chiar atunci cand sunt produse prin metode genetice. Purificarea lor necesita multe etape si nici una dintre ele nu poate functiona continuu in conditiile solului.

La bordul navetelor spatiale s-au obtinut succese incurajatoare cu privire la purificarea moleculelor proteice, prin procedeul de electroforeza in flux continuu, realizandu-se o putere de rezolutie maxima a acestei metode. Metodele chimice de lucru nu pot da randamente maxime decat in microgravitatie, asa cum este cazul cu izoelectrofocalizarea preparativa. Producerea, purificarea, cristalizarea proteinelor care vor fi medicamentele de maine justifica sperantele pe care le ofera spatiul cosmic in industria farmaceutica. Puritatea medicamentelor obtinute in biosateliti va conduce la disparitia efectelor secundare induse la medicamentele actuale, scazandu-se in intregime riscul precalculat al medicamentelor.

Pe langa aceste succese ce se profileaza intr-un viitor nu prea indepartat se impune din ce in ce mai acut folosirea in experimentul farmacologic a sistemelor experte informationale, sisteme care vor oferi informatii mult mai sigure decat cele obtinute prin experiente pe animale de laborator.