Mỹ và Israel phát triển nghiên cứu y dược trên vũ trụ

Từ phòng thí nghiệm SpacePharma tại Tel Aviv, Israel, những hộp kim loại nhỏ được phủ pin năng lượng Mặt Trời nhiều lần được đưa lên quỹ đạo trong 4 năm qua. Những chiếc hộp này sẽ mang lại những thông tin mới mang tính đột phá, chẳng hạn như thay đổi của các tế bào ung thư bạch cầu, hay cách tốt nhất tạo ra thịt từ phòng thí nghiệm.

Nhờ công nghệ được phát triển tại trường Đại học Technion của Israel, ngày càng có nhiều nhà sinh vật học có thể thu nhỏ các thí nghiệm của họ và gửi chúng lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Năm 2022, SpacePharma đã hoàn thành 7 thí nghiệm trên quỹ đạo. Trong những tháng đầu năm 2023, SpacePharma đưa được 5 thí nghiệm thuộc các lĩnh vực khác nhau, từ chăm sóc da đến thuốc chống lão hóa và các bệnh về não, vào không gian.

Loạt thí nghiệm được thực hiện trên ISS trong 4 năm qua đã giúp khởi động một dòng thuốc mới điều trị ung thư. Ảnh: ISS

Cách đây vài thập niên, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) từng đưa ra ý tưởng rằng: Các phi hành gia của họ có thể làm nhiều việc, sử dụng thời gian của họ trên quỹ đạo để theo đuổi phương pháp chữa trị bệnh ung thư hoặc nhiều căn bệnh khác.

Mối quan tâm bắt đầu tăng lên trong ngành dược phẩm và năm 2017, công ty dược phẩm Merck đã gửi thuốc Keytruda, được sử dụng để điều trị nhiều loại ung thư khác nhau đến ISS. Dữ liệu thu được đang giúp Công ty phát triển một dạng thuốc cô đặc cao, có thể được tiêm bởi bác sĩ đa khoa.

Đối với công ty công nghệ sinh học MicroQuin có trụ sở tại Massachusetts (Mỹ), một loạt thí nghiệm được thực hiện trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) trong 4 năm qua đã giúp khởi động một dòng thuốc mới điều trị ung thư buồng trứng và ung thư vú, cũng như chấn thương sọ não, bệnh Parkinson và thậm chí cả bệnh cúm, dựa trên một họ protein được gọi là TMBIM.

TMBIM giúp điều chỉnh môi trường bên trong tế bào. Trong một số bệnh ung thư và bệnh thoái hóa thần kinh, môi trường bên trong tế bào trở nên độc hại và những protein này có thể được sử dụng như một công tắc để đảo ngược thay đổi đó nếu chúng ta biết về cách điều khiển chúng. Nhưng lực hấp dẫn khiến TMBIM khó kết tinh trên Trái Đất. Tuy nhiên, MicroQuin đã có thể làm như vậy trong không gian.

Vũ trụ không có lực hấp dẫn. Điều này khiến các nhà nghiên cứu coi vũ trụ là điểm đến hấp dẫn để khám phá một số điều phức tạp của sinh học. Lực hút của trường hấp dẫn của Trái Đất có thể che giấu cách các tế bào giao tiếp với nhau, khiến việc hiểu tại sao chúng lại hành xử như vậy trở nên khó khăn hơn.

Lực hấp dẫn khiến việc giữ tế bào gốc ở trạng thái nguyên chất nhất và hữu ích nhất trong thời gian dài trở nên phức tạp hơn nhiều bởi liên tục thúc đẩy và khuyến khích chúng phát triển. Nó cũng gây khó khăn hơn cho các nhà khoa học trong việc nghiên cứu cấu trúc tinh thể phức tạp của các protein quan trọng, ví dụ như những protein liên quan đến ung thư, virus, rối loạn di truyền và bệnh tim. Việc phát triển các tinh thể dễ vỡ này từ đầu là rất quan trọng để phân tích cách một khối u hoặc virus phát triển.

Mặc dù chi phí du hành vũ trụ khá cao nhưng nhiều doanh nghiệp tư nhân đang bước vào lĩnh vực y dược trên không gian. Ảnh: NASA.

Trong những năm tới, không gian cũng có thể giúp biến đổi một lĩnh vực y tế khác đang phải cố gắng để đáp ứng kỳ vọng. Tế bào gốc được cho là sẽ mở ra một kỷ nguyên y học tái tạo, giúp phục hồi các cơ quan bị tổn thương và mang lại hy vọng mới cho những người bị suy tim hoặc suy gan.

Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà khoa học phải gặp nhiều khó khăn để phát triển các phương pháp điều trị khả thi. Quá trình này không chỉ tốn kém và thiếu hiệu quả với 1 triệu tế bào gốc được phát triển chỉ có khoảng 100 tế bào có thể được tái lập trình thành công thành cơ tim hoặc tế bào gan. Nhưng chúng cũng không tích hợp tốt khi được cấy ghép vào cơ thể.

Ông Clive Svendsen và các đồng nghiệp tại Viện Y học Tái tạo ở Los Angeles (Mỹ) đang hợp tác với NASA để giải quyết bài toán khó này. Một túi tế bào gốc đã được đưa đến ISS. Những dấu hiệu ban đầu dường như cho thấy chúng phát triển tốt hơn trên Trái Đất, làm tăng khả năng trong tương lai các liệu pháp dựa trên tế bào gốc thậm chí có thể được sản xuất trong không gian.

Vấn đề chính khi thực hiện nghiên cứu trong không gian là chi phí. Chi phí để đưa một thí nghiệm lên ISS và quay trở về Trái Đất là khoảng 7,5 triệu USD. Nó cũng có tính cạnh tranh cao, với hàng ngàn nhà khoa học trên khắp thế giới đang thi đua để đưa các thí nghiệm của họ vào quỹ đạo.

Có thể bạn quan tâm:

Người tiên phong về AI cảnh báo về mối đe doạ “cấp bách” từ trí tuệ nhân tạo

Nguồn Lược dịch từ The Guardian