A gravidade da Terra torna mais difícil cultivar as proteínas necessárias para estudar doenças e patógenos. E embora o custo das viagens espaciais seja alto, a iniciativa privada está entrando em cena
Um pequeno laboratório, espremido na esquina de um arranha-céu no centro de Tel Aviv, o empresário israelense Yossi Yamin segura com orgulho o que chama de “uma pequena fábrica de malas no estilo James Bond, movida a energia solar”.
Tal como acontece com muitas das melhores engenhocas de 007, as impressões iniciais não são auspiciosas. Mas, nos últimos quatro anos, essas pequenas caixas de metal, revestidas de painéis solares, repetidamente entraram em órbita na parte de trás de um foguete SpaceX, trazendo novos insights inovadores de volta à Terra para coisas que vão desde o comportamento das células de leucemia até as melhores maneiras de gerar bife cultivado em laboratório.
Como CEO da SpacePharma – uma empresa que trabalha com clientes em todo o mundo, de hospitais infantis a grandes empresas farmacêuticas – Yamin ajudou a criar uma nova indústria. Usando tecnologia desenvolvida no Technion, a universidade mais antiga de Israel, um número crescente de biólogos pode miniaturizar seus experimentos e enviá-los para a Estação Espacial Internacional (ISS), onde podem ser controlados remotamente a partir do solo.
“Isso não é mais ficção científica”, diz Yamin. “No ano passado, realizamos sete experimentos em órbita e o número está crescendo. No mês que vem, faremos cinco experimentos no espaço em domínios que vão desde o futuro dos cuidados com a pele até remédios para longevidade e doenças cerebrais.”
A ideia de deixar a Terra para continuar a medicina remonta ao alvorecer da era espacial. Precisando de uma maneira de justificar o enorme custo de lançar até 50 vôos por ano, a Nasa sugeriu que seus astronautas poderiam realizar várias tarefas ao mesmo tempo, usando seu tempo em órbita para buscar uma cura para o câncer ou muitas outras doenças que afligem a humanidade.
É a ausência de gravidade que há muito faz do espaço um playground tão atraente para desvendar algumas das complexidades da biologia. A atração do campo gravitacional da Terra pode mascarar algumas das maneiras pelas quais as células se comunicam, tornando mais difícil entender por que elas se comportam dessa maneira. A gravidade torna muito mais complexo manter as células-tronco em seu estado mais puro e útil por longos períodos, constantemente cutucando-as e encorajando-as a se desenvolver. Também torna muito mais difícil para os cientistas estudar as estruturas cristalinas complexas de proteínas-chave, por exemplo, aquelas ligadas ao câncer, vírus, distúrbios genéticos e doenças cardíacas. Cultivar esses cristais frágeis a partir do zero é crucial para analisar como um tumor ou um vírus evolui, ou detectar pequenos bolsões onde um novo medicamento pode estar. Mas quando eles crescem na Terra,
. Fotografia: Reuters
“Aprender sobre a estrutura 3D das proteínas envolvidas em certas condições de saúde pode nos dar uma melhor compreensão de como sua função pode ser melhorada ou inibida”, diz a professora Thais Russomano, especialista em medicina espacial e CEO do thinktank InnovaSpace . “Os cristais crescem no espaço e têm menos imperfeições. Podemos ter uma ideia por meio de simulações geradas por computador, mas modelos precisos só podem ser criados com muitos dados, o que nem sempre temos.”
Isso já rendeu grandes avanços. Para a empresa de biotecnologia MicroQuin, com sede em Massachusetts, uma série de experimentos conduzidos na ISS nos últimos quatro anos ajudou a iniciar uma nova linha de medicamentos para câncer de ovário e mama, bem como traumatismo cranioencefálico, Parkinson e até gripe, com base em uma família de proteínas chamadas TMBIMs.
Os cientistas há muito desejam atingir os TMBIMs com drogas porque ajudam a regular o ambiente interno de uma célula. Em certos tipos de câncer e doenças neurodegenerativas, esse ambiente se torna tóxico e essas proteínas podem ser usadas como um interruptor para reverter essas mudanças – se soubermos o suficiente sobre como manipulá-las. Mas enquanto a gravidade tornou os TMBIMs notoriamente difíceis de cristalizar na Terra, o MicroQuin conseguiu fazê-lo no espaço.
“O potencial é fascinante”, diz Scott Robinson, fundador e CEO da MicroQuin. “O influenza é um bom exemplo, porque quando o vírus entra em uma célula, ele muda todo o ambiente para ser altamente oxidativo. Mas se você interromper essa mudança usando TMBIMs, poderá interromper totalmente a infecção por influenza. Também pode ser usado como uma terapia combinada para sensibilizar as células cancerígenas à imunoterapia”.
Tragédia e triunfo
O campo da medicina espacial foi acelerado por um dos piores desastres da história da Nasa. Em fevereiro de 2003, o ônibus espacial Columbia explodiu ao reentrar na atmosfera sobre o Texas e a Louisiana, matando todos os sete astronautas a bordo. Danos à asa esquerda do ônibus espacial, ocorridos duas semanas antes durante o lançamento, tornaram-no muito frágil para suportar as enormes pressões de reentrada.
Três meses depois, uma série de frascos foram descobertos entre os destroços que continham cristais, de alguma forma ainda intactos, de um experimento em que os astronautas do Columbia estavam trabalhando durante seu tempo na ISS. Ele forneceu aos biólogos informações vitais sobre a estrutura de uma proteína chamada interferon alfa-2b, o ingrediente ativo da droga Intron A, que na época era um tratamento padrão para melanoma e hepatite C.
Membros da tripulação a bordo do ônibus espacial Columbia, que explodiu em 2003, matando todos os sete astronautas. Seu trabalho, no entanto, provou ser inovador. Fotografia: AP
“Esse era um dos objetivos da missão”, diz Paul Reichert, pesquisador de distribuição de medicamentos da Merck e pioneiro veterano da medicina espacial, que prestou consultoria no projeto. “Fiquei muito feliz naquele momento, porque pudemos fornecer às famílias algumas informações positivas.”
O interesse começou a crescer entre a indústria farmacêutica e, em 2017, Reichert se envolveu em uma missão em que a Merck enviou seu medicamento Keytruda – usado para tratar diversos tipos de câncer, do pulmão à cabeça e pescoço – para a ISS. Os dados resultantes estão ajudando a empresa a desenvolver uma forma altamente concentrada da droga, que pode ser injetada por um clínico geral.
“Um dos problemas com os anticorpos monoclonais como terapêutica é que eles precisam ser administrados como infusões em ambientes hospitalares a cada poucas semanas”, diz Reichert, que desde então assessorou a Eli Lilly e a Michael J Fox Foundation na condução de experimentos no espaço. “Leva várias horas, enquanto uma injeção leva minutos. Portanto, isso não apenas melhora a qualidade de vida do paciente, mas também pode reduzir o custo da terapia”.
Nos próximos anos, o espaço também pode transformar outra área médica que tem lutado para corresponder às expectativas. As células-tronco deveriam inaugurar uma era de medicina regenerativa, ajudando a restaurar órgãos danificados e oferecendo uma nova esperança a pessoas com insuficiência cardíaca ou hepática.
No entanto, até agora, os cientistas têm lutado para desenvolver tratamentos viáveis. O processo não é apenas caro e ineficiente – para cada milhão de células-tronco cultivadas, apenas cerca de 100 podem ser reprogramadas com sucesso em um músculo cardíaco ou célula hepática – mas as que são desenvolvidas não se integram bem quando transplantadas para o corpo.
“A qualidade das células nem sempre é boa”, diz Clive Svendsen, diretor executivo do instituto de medicina regenerativa do Ceders-Sinai, em Los Angeles. “Eles geralmente apresentam anormalidades ou crescem muito lentamente. Mas a questão é: você pode cultivar uma célula melhor em órbita?”
Svendsen e seus colegas estão tentando descobrir por meio de uma série de experimentos em parceria com a Nasa. Um saco de células-tronco é enviado para a ISS, onde seu crescimento pode ser observado do solo por meio de um vídeo remoto. As primeiras indicações parecem ser de que elas florescem melhor do que na Terra, levantando a possibilidade de que, no futuro, as terapias baseadas em células-tronco possam ser fabricadas no espaço.
“Teria que ter benefícios bastante dramáticos sobre a Terra para ser prático, porque os custos de subir lá são muito altos”, diz Svendsen. “Mas se eles puderem ser transformados de forma mais confiável em células cardíacas, células renais, neurônios, de uma qualidade muito superior, então talvez você possa procurar gerar substituições de células no espaço antes de trazê-las de volta para transplante.”
Alto custo, alta recompensa
O maior problema em fazer pesquisas no espaço é o custo. O preço de um único experimento de ida e volta à ISS foi relatado como algo em torno de US$ 7,5 milhões, especialmente se incluir o tempo do astronauta, uma taxa que atualmente é coberta pela Nasa ou por bolsas de pesquisa. Também é incrivelmente competitivo, com milhares de cientistas em todo o mundo competindo para que seus experimentos sejam colocados em órbita.
Mas a pesquisa espacial está mudando cada vez mais de provedores públicos para privados, um novo modelo que apresenta desafios e oportunidades. A Nasa já declarou seu plano de desligar a ISS até o final de 2030, com a empresa Axiom Space, com sede em Houston , pretendendo substituí-la pela primeira estação espacial comercial.
Embora oferecer férias espaciais aos ultra-ricos seja o principal modelo de receita da Axiom Space, o dinheiro será usado para construir módulos extras na estação espacial para conduzir experimentos científicos. Svendsen prevê que isso criará mais oportunidades para pesquisadores e empresas farmacêuticas e, potencialmente, abrirá as portas para a fabricação de terapias inteiras no espaço.
A SpacePharma e outras empresas privadas, como a Ice Cubes, pretendem tornar a pesquisa médica no espaço ainda mais amplamente disponível, oferecendo experimentos automatizados, levando-os à órbita baixa da Terra em foguetes de lançamento e depois voltando para baixo. Isso elimina completamente a necessidade de uma estação espacial, além de reduzir custos. “Espero que essas iniciativas privadas acelerem à medida que os custos de lançamento diminuem e o número de lançamentos anuais em todo o mundo continua a aumentar”, diz Russomano.
Mas não é prático para todos. Existem histórias de empresas, como a Angiex, com sede em Boston, que fizeram descobertas intrigantes relacionadas a uma possível nova droga contra o câncer por meio de experimentos no espaço antes de abandonar o trabalho porque era muito caro e demorado. Embora Svendsen esteja entusiasmado com o potencial de cultivar células-tronco no espaço, ele está ciente de que pode ser mais simples aprender por que elas se saem melhor em gravidade zero e, em seguida, tentar replicar isso na Terra.
“Se descobrirmos que eles estão se diferenciando melhor no espaço e pudermos entender os genes que fazem isso acontecer, podemos imitar isso aqui por meio da edição do Crispr”, diz ele. “O espaço também está nos ensinando muito sobre como automatizar a produção de células-tronco, o que tem sido uma luta. Se pudéssemos usar esse conhecimento para obter um sistema em que você pudesse colocar 100 células e duas semanas depois retirar 1 bilhão de células do outro lado, isso é algo pelo qual todos estão se esforçando.”
Existem muitas incógnitas, mas se transparecer que o espaço é o único lugar para obter células-tronco de boa qualidade, abrirá caminho para um futuro de regeneração de partes do corpo entre as estrelas.
“Quem sabe no futuro teremos satélites voando em torno de órgãos em crescimento como em um filme de ficção científica”, diz Svendsen. “Talvez possamos criar um coração inteiro em gravidade zero que possamos utilizar na Terra. Somos os pioneiros nesta área. Vamos forçar o máximo que pudermos e ver o que acontece.”
