Fer volar medicaments

Tot i els avenços del sector aeroespacial, la farmacologia en aquest terreny continua sent un camp poc analitzat. Per això, l’Agència Espacial Europea (European Spacial Agency, ESA) ha donat el seu suport a dos joves investigadors catalans que seran els primers a provar la reacció del cos humà als fàrmacs en situacions de microgravetat. Els transportadors ABC i la modulació de la seva acció són els protagonistes de l’experiment que tindrà lloc aquesta tardor a bord de l’Airbus A300 Zero-G.

Per poder explorar l’espai s’ha desenvolupat la tecnologia més puntera. Ara mateix la NASA es troba immersa en el disseny de la vestimenta per als astronautes que sortiran a la superfície lunar, fita prevista per al 2020. Des de l’enginyeria aeronàutica passant pel sistema d’emmagatzematge d’aliments o fins i tot el tipus de bolígrafs, els detalls més petits s’han de tenir en compte en unes condicions adverses com són les de l’espai i, concretament, la gravetat zero. Però després de tota aquesta inversió humana i econòmica que representa la cursa tecnològica per arribar més lluny –literalment–, hi ha un buit incomprensible respecte a un tema bàsic: l’ús de medicaments a l’espai.

«La tasca netejadora dels transportadors ABC els converteix en un dels principals sistemes que afecten l’activitat dels fàrmacs en l’organisme»

En absència de gravetat, el cos humà viu una sèrie de canvis que afecten la reacció a la ingesta de fàrmacs. Els canvis en la distribució de l’aigua en el cos, la pèrdua de massa òssia i muscular o les alteracions en el sistema digestiu són només alguns dels factors que poden modificar la relació que tenim amb els medicaments. Tot i que això es coneix, i se n’han fet alguns estudis preliminars, encara no s’ha investigat en profunditat per assegurar una medicació correcta. En aquests moments, si un astronauta presenta un mínim símptoma que pugui esdevenir greu (per exemple una simple infecció d’orina), no es tenen els coneixements suficients per poder recomanar-li un tractament. La solució passa per retornar la nau a la Terra i tractar-lo amb tot el pes de la gravetat, que és l’única situació que ara com ara dominem amb un grau elevat d’èxit.

D’esquerra a dreta, Arnau Rabadán, estudiant d’enginyeria industrial de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), i Sergi Vaquer, llicenciat en medicina per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). / © Mètode

Aquest territori erm encara de coneixements empírics està a punt de ser llaurat per un equip de joves investigadors catalans que han estat seleccionats per l’Agència Espacial Europea per participar aquesta tardor en el programa Fly your Thesis!, una oportunitat per a estudiants de doctorat i de màster de tot Europa per portar a terme un experiment científic en condicions de microgravetat. La proposta de l’ESA consisteix a oferir la possibilitat de fer una campanya de vols parabòlics a bord de l’Airbus A300 Zero-G –utilitzat per alguns astronautes com a part del seu entrenament–, durant els quals, i a base de caigudes lliures, s’aconsegueixen petits períodes de 20 segons de gravetat gairebé zero, l’anomenada microgravetat. En el programa d’enguany participaran quatre equips: tres de Noruega, Alemanya i Anglaterra i un de català, format per Arnau Rabadán, estudiant d’enginyeria industrial de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), i Sergi Vaquer, llicenciat en medicina per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Aquest últim és el responsable de la idea original que després de tres anys de treball s’ha convertit en el projecte ABCtr MicroG i que té un objectiu clar: millorar el nostre coneixement sobre l’ús i la seguretat dels fàrmacs a l’espai.

La importància dels transportadors ABC

Els protagonistes de l’experiment de Rabadán i Vaquer són els transportadors ABC (ATP Binding Cassette), unes proteïnes transmembrana presents en totes les cèl·lules de l’organisme humà. La seva funció principal és la d’actuar com a depuradors de l’interior cel·lular. Els transportadors ABC s’encarreguen de treure de dins la cèl·lula des de residus del metabolisme cel·lular fins a fàrmacs o els seus metabòlits. En definitiva i en conjunt, proporcionen a l’organisme la capacitat d’expulsar cap a l’exterior del cos diferents tipus de substàncies que es podrien considerar tòxiques. La seva tasca netejadora els converteix en un dels principals sistemes que afecten l’activitat dels fàrmacs en l’organisme. Un dels exemples més rellevants el trobem en les teràpies utilitzades en oncologia: la resposta dels transportadors ABC és de vital importància per al bon resultat del tractament. No és estrany que la majoria d’estudis sobre aquestes proteïnes se centrin a aconseguir modular selectivament l’acció dels transportadors ABC perquè afectin aquells que són presents en les cèl·lules tumorals, però deixant que la resta que es troben en les cèl·lules sanes continuïn la seva feina sense interrupcions.

«La cursa farmacològica espacial està en el punt de mira de les diverses agències espacials i podria ser que l’experiment de Rabadán i Vaquer hi tingui un paper destacat»

Tot i els diversos estudis que se n’han fet, aquests transportadors encara tenen molts enigmes per revelar a la Terra, però el seu comportament a l’espai és absolutament desconegut. Vaquer i Rabadán seran els primers a observar-los atentament en un simulacre de gravetat zero. Els seus objectius principals són veure si realment els canvis de gravetat afecten la seva funció com a transportadors, però també desenvolupar i validar un equip electromecànic automatitzat que permeti realitzar experiments d’aquesta mena en entorns de microgravetat. Per fer-ho han hagut de superar una sèrie de reptes tecnològics tant en enginyeria com en biotecnologia. Les activitats d’enginyeria, fabricació i control de l’equipament per al vol seran supervisades per Felip Fenollosa, professor del Departament d’Enginyeria Mecànica de la UPC i director adjunt de la Fundació CIM, un centre tecnològic de referència de la UPC en el camp de les tecnologies de producció. És en aquest centre, la Fundació CIM, on es porta a terme la fabricació del prototip que permetrà barrejar els líquids biològics en les quantitats necessàries, a temperatures òptimes i amb el temps de reacció més exacte possible. Es tracta de crear un aparell que pugui portar a terme l’experiment garantint el màxim de fiabilitat i amb un cost tan reduït com sigui possible. L’assessorament de la part farmacològica comptarà amb Rafael de la Torre, director del programa d’investigació clínica en farmacologia humana i neurociències de l’IMIM-Hospital del Mar, l’Institut Municipal d’Investigació Mèdica, a Barcelona.

En el punt de mira

Les previsions espacials més optimistes diuen que el 2030 es llançarà la primera missió tripulada a Mart i que tornarem a la Lluna una mica abans, el 2020. Realista o no, aquest calendari marca que les expedicions de llarga durada estan més a prop del que es pugui pensar i cal garantir l’autonomia mèdica a l’espai. Totes les agències participants a l’Estació Espacial Internacional han assumit aquesta necessitat. La cursa farmacològica espacial està en el punt de mira de les diverses agències espacials i podria ser que l’experiment de Rabadán i Vaquer hi tingui un paper destacat si aconsegueixen el finançament suficient per arribar als vols parabòlics oferts per l’ESA. L’agència europea finança el vol i el desplaçament del material i els recursos humans, però l’ajuda no cobreix la resta de despeses (fabricació del prototip, material industrial i biològic, investigacions prèvies, etc.), un total de 70.000 euros que decidiran si l’equip català pot fer volar medicaments per sotmetre’ls a microgravetat.