Uzm. Ecz. Ayşe ARIK

Hastalık, hayatta olmanın doğal bir parçasıdır ve bu nedenle hastalık önleme, teşhis ve tedavi, insan misyonları için her zaman kritik olacaktır. Bir denizaltında, bir dağ başında hatta uzayda bile…

Çocukluk çağında hepimiz gökyüzüne bakıp hayaller kurmuşuzdur. İnsanın doğasında olan, bilinmeyeni keşfetme arzusu, belki de en çok gökyüzü ile özdeşleşmiş bir serüvendir.

20 Temmuz 1969'da Apollo 11'in Ay'a inmesiyle insanlık, yıldızlararası yolculuk çağının başlangıcının da temellerini attı. Artık hayale bir adım daha yakınlaşmıştı. Aya ulaştıktan bir sonraki atılım, Mars'ı ziyaret etmek ve ardından kolonileştirmekti. Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), 2030'lu yıllara kadar Mars'a bir insan gönderme isteğini duyurdu. Astronotların farklı koşullarla karşı karşıya kalacağı bu uzun yolculukta harcanacak süre yaklaşık üç yıl olarak planlandı. Ayrıca görev sırasında acil tıbbi müdahale gerektiren sağlıkla ilgili sorunlar ve kazalar meydana gelebilirdi. Araştırmalar, astronotların uzaydaki nispeten kısa görevleri sırasında en az bir ilaç almak zorunda kaldıklarını gösteriyordu. Tam da bu nedenle, uzaya seyahat ederken, geniş bir ilaç yelpazesinden yeterli stoğun yanlarında bulunması ya da uzay aracında ihtiyaç halinde sentezlenmesi gerekiyordu.

Ve bu bir kavramı doğurdu : Astrofarmasi yani Uzay Eczacılığı

Peki uzaya giden bir astronotun vücudunda ne gibi değişiklikler olur? Neden ilaca ihtiyaç artar?

Uzay uçuşunda, insan vücudu düşük yerçekiminde değişiklik gösterir; kas atrofisi oluşur, sıvılar yeniden dağılır, mikrobiyom değişir, kemiklerde kalsiyum sorunları başlar, böbrek taşı oluşur, bağırsak enzimleri, mikrobiyom değişir. Ayrıca hematolojik krizler (inme, miyokard enfarktüsü, pulmoner emboli vb.) ya da astronotlarla birlikte gelen bakterilerden kaynaklanan birçok enfeksiyon oluşabilir. Bakteriler antibiyotiklere karşı daha dirençli hale gelebilir veya antibiyotikler daha az etkili olabilir. Bağışıklık sisteminin düşmesi gerçeğiyle birlikte, uzay yolculuğunda astronotun ciddi tıbbi bakıma ihtiyaç duyacağı anlamına gelir. Bu durum hayati bir sorun oluşturacaktır.

Bunların yanı sıra, Zero-g hastalığı denen, yerçekimsiz ortamda yaşanan dengesizlik ve bulantı, uzun süre kapalı kalmaya bağlı mental sorunlar ve hatta radyasyona aşırı maruziyetten oluşabilecek tüm tehlikleler de beklenen hastalıklardır.

İlaçlara gelecek olursak, farmakodinamik ve farmakokinetik de uzay uçuşunda değişir. İlaçların dünyamız koşullarında sentezlendiğini ve çalışıldığını düşünürsek, en az 3 yıl sürecek bir yolculukta, stabilizasyondan biyoyararlanıma kadar eczacıların birçok konuyu yeniden yapılandırması gerekecektir. Bir uzay yolculuğunda ihtiyacımız olabilecek her şeyi yanımıza almayı göze alamayız, bu yüzden yerinde ve talep üzerine ilaç üretmenin yollarını aramak gerekmektedir. Tam da bu yüzden Astro-Eczacılar teoriler geliştirdi.

Astro-eczacılar, bazı kültürel ortamlar kullanarak anında biyo-farmasötikler yapmak zorundadır.

Uzayda yerinde tıbbın sentezi için gerekli üç adım olacaktır:

  1. Eczacıların tanı amacıyla bir bağlantı olarak füzyon proteinlerini kullanarak kağıt tabanlı mikro akışkan cihazlar tasarlamaları gerekir.
  1. Eczacılar ilaç üretimi için hücresel ve hücresiz sistemler kullanır. Hücresel sistem: Vibrio natriegens (Vmax) veya Bacillus subtilis gibi bakterilerdir. Vmax liyofilizasyonla stabilize edilebilir ve Bacillus subtilis spor formunda stabilize edilebilir. Her iki stabilize form da soğutma gereksinimi olmadan yıllarca kuru halde saklanabilir. Vmax, ikiye katlama süresi 14 dakikadan az olan oldukça kopyalayıcı bir bakteridir ve B. subtilis sporlarının Dünya yörüngesinde birkaç yıl sonra canlı olduğu gösterilmiştir.

Diğer seçenek ise, bir cell-free sistemi, canlı bir hücrenin kısıtlamaları dışında çalışarak yüksek protein verimi elde etmek için bir makineden yararlanır. Her iki sistem de talep üzerine ilaçları sentezleyebilir ve uzun süreli uzay uçuşu gerçeğe dönüştüğünde gerekli olacak raf ömrü ve depolama sınırlamalarını atlamaya izin verir.

  1. İlaç sentezinden sonra, bir sonraki adım mikro-akışkan çip üzerinde ilaç saflaştırması olacaktır. Bu çipler, gelecekteki erişim ve kullanım kolaylığı için otomatikleştirilebilir.

Eczacılık nereye gidiyor?

Uzay görevleri sırasında uygulamalarıyla doğrudan bağlantılı olarak mikro yerçekimi koşulları nedeniyle farmasötiklerin stabilite sorunlarının olduğu daha önceki uçuşlarda kanıtlanmıştır. Ayrıca, derin uzay keşfinin insan fizyolojisini ve farmakogenetiğini değiştirdiği ve nihayetinde farmakokinetik ve farmakodinamiğin (PK/PD) de değişmesiyle sonuçlandığı gösterilmiştir. Bu duruma uzay radyasyonu ve mikro yerçekimi de eklendiğinde, eczacıların gelecekteki rolünde, dünyamızdan farklı şartları da düşünerek ilaç tasarlayacaklarını söyleyebiliriz.

"Astrofarmasi" olarak adlandırdığımız kavramı aslında tanımlayacak olursak, uzay yolculuğu sırasında zaman veya radyasyon nedeniyle farmasötik bozulma ile ilgili endişeleri ortadan kaldırır ve mürettebat üyelerini sağlıklı tutmak için gereken güvenli ve etkili ilaçları sağlamak için gereken kaynakları en aza indirir. Astrofarmasi teknolojisini geliştirmede başarılı olursa, astronot sağlık hizmetlerinin kalitesi, biyolojik ilaç bozulması endişeleri ortadan kaldırılarak iyileştirilecektir.

Son olarak, bu tür sistemler, uzayda ve Dünya'da peptidlerin/proteinlerin yerinde üretimi olacağı için, yetim ilaçlar için de ekonomik bir yol, bir umut ışığı da olabilecektir.

Millet uzaya çıkmış, biz nelerle uğraşıyoruz Türkiye’de eczacılık yaparken, diyor insan içinden. Ya da Türkiye’de NASA vardı da biz mi gidip çalışmadık… İşin şakası bir yana, benim bu ülkenin değerli bilim insanlarına, meslektaşlarıma inancım hep çok yüksektir. Yakın zamanda uzaya gönderdiğimiz ilk Türk astronottan sonra, belki de içimizden uzay yolculuğuna ilaç tasarlayacak Astro-Eczacılar çıkacaktır. Kim bilir?

Biz tarihe notumuzu düşelim…

Yazımı Apollo 8 in astronotu William Anders’in tarihi sözüyle bitirmek isterim:

We came all this way to explore the moon, and what we discovered was the Earth.’

Bunca yolu ayı keşfetmek için geldik ama keşfettiğimiz şey Dünya’ydı.

 

Kaynaklar

  1. https://www.nottingham.ac.uk/pharmacy/research/molecular-therapeutics-and-formulation/research/astropharmacy-and-astromedicine.aspx
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9815863/
  3. https://www.nasa.gov/general/an-astropharmacy/
  4. Nguyen, V., Pharmacists out of this world. Canadian Pharmacists Journal, 2018. 151(6): p. 366-367. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  5. How Tina Bayuse became the first pharmacist at NASA. [cited 2022 8 February]; Available from: https://pharmaceutical-journal.com/article/news/how-tina-bayuse-became-the-first-pharmacist-at-nasa.


Dosya

Özgür Köşe

Dünyada Eczacılık

Sektörel Bakış

Çepeçevre

Kültür Sanat