Svemirski lijekovi: orbitalna farmaceutika bez gravitacije

Sve donedavno u orbitu i dalje od nje putovalo se uglavnom iz dva razloga: da se istražuje Svemir, postavljaju teleskopi ili instaliraju sateliti koji nas navigiraju po cestama i prenose nam TV-signal s utakmica Treće bangladeške lige Zapad.

Međutim, u razdoblju od 2024. do početka 2026., niska Zemljina orbita (Low Earth Orbit, LEO) počela je sve manje nalikovati izvanzemaljskoj zvjezdarnici i bestežinskoj autocesti za prometovanje satelita, a sve se više pretvara u visokosofisticiranu industrijsku zonu koja nije građena od tvorničkih dimnjaka i čađavih opeka, već od sterilnih laboratorijskih komora, preciznih mikropumpi i vrlo skupih grama bijelog kristalnog praha.

U promjeni načina tehnološkog i ekonomskog promišljanja, farmaceutske kompanije i svemirski startupovi rade nešto što je isprva zvučalo kao znanstvena fantastika, ali je zapravo vrlo jednostavno i praktično: koriste mikrogravitaciju kao laboratorijski alat. Ne zato što je pojam „laboratorij u svemiru“ bašcool, nego zato što je to najčišći način da se iz postupka proizvodnje nekih kemikalija – osobito kristaliziranih oblika lijekova – ukloni najdosadniji i najuporniji otežavajući faktor: gravitacija.

Pretvaranje orbite u infrastrukturu

Mikrogravitacija ne znači magično „nestajanje sile teže“. U orbiti je gravitacija i dalje prisutna, samo je cijeli sustav u trajnom slobodnom padu, pa se osjeti kao bestežinsko stanje, kao lift kojem su odrezali sajlu – s jednom sitnom razlikom: takav “svemirski lift” ima orbitalnu brzinu i unatoč kontinuiranom “padanju” nikada ne završava u podrumu.

Naravno, da bi mikrogravitacija postala uporabljiv alat u proizvodnji, mora postojati infrastruktura koja je čini dostupnom. U tom smislu, LEO je danas kombinacija starog i novog svijeta koji se postupno smjenjuju dok brzinom od preko 7 km/s orbitiraju oko Zemlje.

Međunarodna svemirska postaja (ISS) predstavnik je starog svijeta: golema, skupa i pomalo umorna svemirska stanica (koja je, sve tako stara i trošna, već godinama najvažniji poligon za biomedicinske eksperimente u mikrogravitaciji). ISS National Lab izgradio je cijeli katalog eksperimenata i hardvera za kristalizaciju, staničnu biologiju i tkivne modele, a velike farmaceutske kuće su to vrlo pragmatično koristile kad god je trebalo koristiti mirnije uvjete nego što ih nude prostori zemaljskih laboratorija.

Novi svijet su privatne platforme i „slobodno leteći“ laboratoriji. Jedni idu putem modularnih “kutija” koje se šalju na ISS ili u slične orbitalne kapacitete (primjerice platforme tipa CubeLab), a drugi idu putem autonomnih nanosatelita – minijaturnih „laboratorija na čipu“ koji ne ovise o rasporedu posada i teretnih brodova, jer se takvim mikro-laboratorijima upravlja daljinski, bez posade.

Takvi istraživački laboratoriji, startupi i farmaceutske tvrtke tretiraju mikrogravitaciju kao uslugu koja se unajmljuje: eksperiment se osmisli i dizajnira na Zemlji, pošalje ga se u svemir, odradi se u mikrogravitacijskoj orbiti, a rezultat se vraća „kući“ na analizu ili se čak i ne vraća na Zemlju, nego se tijek i ishod pokusa prate i očitavajutelemetrijski.

Lansiranje „teledirigiranih“ mikrolaboratorija već odavno ne slijedi shemu „jedna raketa – jedna misija“; takviridesharemodeli (poput SpaceX-ovih komercijalnih Transporter letova) pretvaraju orbitu u svemirski autobusni kolodvor na kojem se u isti “raketni autobus” ukrcava na desetke paketa i kontejnera (tzv. smallsats, cubesats) sa sirovinama i alatima za obavljanje pokusa i poslova u bestežinskom stanju.

U tom okruženju mikrogravitacija prestaje biti privilegij državnih agencija, a postaje resurs koji se – naravno, uz dovoljno novca – može unajmiti.

Kad se sve zbroji, LEO je danas nešto poput nove laboratorijske industrijske zone u predgrađu planeta: jest malo skupa, a i daleko je, ali ima uvjete koje nijedna zgrada na Zemlji ne može ponuditi.

Mikrogravitacija nije nula gravitacije. Gravitacijsko polje je i dalje tu, ali sustav je u slobodnom padu, pa se mehanički učinci 1G „ne osjećaju“ na način na koji se osjećaju na stolu u laboratoriju.

Fizika koja nas koči: gravitacija kao šum u signalu

Na Zemlji je gravitacija stalna početna postavka: u laboratorijskoj čaši i u industrijskom reaktoru sve se odvija pod 1G. Za velik dio „grube“ kemije to nije osobito važno – laboratorijske miješalice, kontrola temperature i protok vremena će sasvim zadovoljavajuće odraditi svoj posao. No kod procesa u kojima se cilja na visoku preciznost, gravitacija postaje vrlo konkretan izvor varijabilnosti jer pokreće mehanizme transporta i razdvajanja koje je teško potpuno kontrolirati. U tekućinama gravitacija stvara razlike u gustoći, a iz razlika u gustoći nastaje kretanje:

– Konvekcija: topliji (rjeđi) slojevi tekućine dižu se, hladniji (gušći) tonu. To znači da se uzorak sam „miješa“ na način koji nije uvijek stabilan ni ponovljiv. U kristalizaciji ili rastu proteina to stvara lokalne džepove različite koncentracije i temperature, pa kristal ne raste u istim uvjetima u svakom trenutku.

– Sedimentacija i flotacija: čestice, agregati ili kapljice ne ostaju ravnomjerno raspoređeni – dio tone, dio isplivava. Time se sustav s vremenom slojevi i mijenja mu se sastav na mikrorazini, što je loša vijest kad je cilj dobiti ujednačen proizvod.

Kad se tome pridoda činjenica da se nukleacija (nastanak „jezgre“ kristala) i rast kristala događaju na granici ravnoteže u gustoći, posljedice su vrlo praktične: kristali češće ispadnu različite veličine, s više defekata i nečistoća, te većim rasponom fizikalnih svojstava. Kod nekih molekula to povećava šansu da se pojavi neželjeni kristalni oblik (polimorf) ili da se dobije suspenzija koja se u skladištenju i pripremi ponaša drukčije nego što bi se htjelo.

Sličan problem postoji i u materijalima i višekomponentnim sustavima: gravitacijski uvjetovano razdvajanje može dovesti do segregacije komponenti i do mikrostrukture koja nije jednaka u cijelom uzorku.

U mikrogravitaciji se ti gravitacijski pogonjeni tokovi i razdvajanja u velikoj mjeri smanjuju ili čak posve isključuju. Molekularni transport unutar otopine postaje mirniji i više se oslanja na difuziju, pa se uvjeti oko rastućih kristala i struktura mijenjaju sporije i predvidljivije – što je upravo ono što je u takvim preciznim i finim procesima neophodno potrebno.

Varda, ritornavir i slijetanje na kopno

Kad se govori o komercijalizaciji mikrogravitacije, teško je zaobići Varda Space Industries – kalifornijski startup koji je ideju „mini tvornice u orbiti“ shvatio kao praktičniizazov i rekao: „U redu, ‘ajmo to stvarno napraviti!“.

Vardina prva misija W-1 lansirana je u lipnju 2023., a u orbiti je odradila farmaceutski proces s vrlo pametno odabranom demonstracijom: antivirusnim lijekomritonavir. Ritonavir je u farmaciji gotovo legendaran zbog svoje sklonosti polimorfizmu – on je spoj koji može kristalizirati u više oblika, a ti različiti kristalni oblici se u farmakološkom smislu ne ponašaju jednako, što će reći da nemaju isti terapijski učinak. Tko u toj činjenici ne prepoznaje samu srž farmakoindustrijske drame, onda ne može shvatiti ni dramatiku farmaceutskog posla u cjelini: lijek naprosto mora imati pouzdano, ponovljivo i uvijek jednako djelovanje – ili to nije lijek nego potencijalni uzrok neželjenih nuspojava bez ikakvog korisnog terapijskog učinka.

Misija W-1 se na Zemlju vratila 21. veljače 2024., i to ne u ocean, nego na kopno, u Utah Test and Training Range.To kopneno slijetanje bilo je medijski atraktivno, ali industrijski važnije je ono što je uslijedilo: Varda je nakon toga počela nizati uspješne odlaske i povratke iz orbite.Druga misija (W-2) lansirana je u siječnju 2025. i sletjela je u veljači 2025. u Južnoj Australiji, na Koonibba Test Range, a W-3 je sletjela na istoj lokaciji u svibnju 2025. Time se priča iz „prvi put je uvijek težak“ pretvorila u operativnu rutinu: različite lokacije povratka, različiti profili misija i sve veći broj uspješnih letova.

Varda svoje kapsule ne prodaje samo kao „farmaceutski termos“ iz orbite. Svaki povratak kroz atmosferu je ujedno i nadzvučni testni let s realnim aerotermalnim opterećenjima – dragocjen izvor podataka za sve koji dizajniraju toplinske štitove, senzore i materijale za povratne sustave.

Za razliku od mnogih drugih „obećavajućih“ startupa koji služe na naslikavanje prototipa, Varda nije samo isporučila „atraktivne snimke slijetanja orbitalne kapsule u pustinji“, nego je konkretno ostvarila logistički dokaz da se orbitalna proizvodnja može zatvoriti u repetitivni i ekonomski isplativi krug: “lansiraj – obradi – vrati – analiziraj – ponovi“.

A baš ta ponovljivost je ključni element priče o orbitalnim laboratorijima: farmaceutska industrija voli ponovljivost više nego što voli marketing, a to već samo za sebe govori koliko je dosljedna repetitivnost važna u proizvodnji lijekova.

Inženjerska zrelost

Nakon prva tri uspješna leta (i „mekana“ povratka na tlo), Varda je u lipnju 2025. napravila korak dalje: iz faze „dokazali smo da koncept radi“ prešla je u fazu „sada to treba raditi često i standardizirano“. Iduća misija (W-4), koja je lansirana 23. lipnja 2025. važna je iz dva razloga.

Prvi važan razlog je tehničke prirode: Vardaje za W-4 prvi puta koristila vlastiti satelitski bus i vlastiti toplinski štit, umjesto oslanjanja na tuđe platforme. Tko god je ikad pokušao ozbiljno razvijati svoj projekt na tuđoj infrastrukturi zna koliko brzo entuzijazam splašnjava ugušen administracijom, organizacijskim kočnicama i ovisnošću o stvarima koje se ne može nadzirati i kontrolirati. S druge strane, kad se u vašim rukama nalazi kontrola cijelog sustava – napajanja, komunikacije, upravljanja, termike i povratka – to znači da tvrtka može samostalno do zadnjeg detalja optimizirati misije za željenu svrhu.

Drugi razlog je regulatorni, a on je vjerojatno još i zanimljiviji od tehničke komponente. Američka Savezna uprava za zrakoplovstvo (Federal Aviation Administration, FAA) je Vardi izdala vehicle operator license u okviru regulative Part 450, što je praktički dozvola koja omogućuje ponavljane povratke kapsula bez potrebe da se za svaki identični let iznova predaje cijeli dosje sigurnosne metodologije. Drugim riječima: birokracija je prestala tražiti da se svaki put iznova izmišljaju vatra, kotač i topla voda – a to je za mladu industriju u razvoju ogromna stvar, jer to nije „dozvola za jedan let“, nego administrativni okvir koji omogućuje učestalost. A učestalost je ono što od prototipa i demonstracije stvara profitabilnu industriju.

Merck, ISS i injekcija umjesto infuzije

Ako je Varda primjer startup logike „brzo, često, iterativno“, onda je Merck primjer korporativne logike „tiho, dugo, metodično – i onda odjednom, ali na veliko“.Merck je već godinama slao eksperimente kristalizacije u LEO, na Međunarodnu svemirsku postaju (ISS). Fokus tih eksperimenata (fokus pokusa, rekao bi neki šaljivac – op. a.) bio na proučavanju i razumijevanju kako kristali nastaju i kako se mogu dobiti ujednačenije i kontroliranije kristalne suspenzije. Sve to zvuči vrlo teorijski i akademski — dok se ne pokaže konkretan medicinski učinak. A on se napokon i pokazao u formi

U rujnu 2025. američka FDA odobrila je injekcijsku formulaciju pembrolizumaba – lijeka za karcinom pluća – u kombinaciji s enzimom koji omogućuje njegovu potkožnu (supkutanu) primjenu. U kliničkoj praksi razlika je dramatično jednostavna: terapija koja je do sada bila vezana uz mukotrpnu intravensku infuziju i duge sate provedene u ležanju uz infuzijsku pumpu u ambulanti dnevne bolnice, sada dobiva jednako učinkovitu alternativu koja se primjenjuje malenom injekcijom pod kožu, u vremenu kraćem od jedne minute.

Ovdje se mikrogravitacija dokazala kao „master laboratorij“: ne mora se sve proizvoditi u orbiti da bi orbita bila koristan dio postupka stvaranja novog lijeka. Ponekad je dovoljno dobiti kristale koji pokažu kakav je „idealni proizvod“ – kao referenca – a onda na Zemlji podesiti proizvodni proces tako da se taj ideal može reproducirati u zemaljskim industrijskim uvjetima.

Drugim riječima, svemir ponekad ne treba svoj posao odraditi kao sofisticirani tvornički pogon, nego kao unajmljeni stručni konzultant – skup, ali s vrlo preciznim i korisnim savjetima.

Bioprintanje tkiva: gradnja bez skela

U popularnoj mašti 3D printanje u svemiru odmah priziva slike izrade rezervnih dijelova za svemirski brod. U biomedicini, međutim, 3D printanje je nešto posve drugo: pokušaj da se „ispisuje“ živo tkivo.

Problem s 3D bio-ispisom na Zemlji je trivijalno fizički: meko živo tkivo nema čvrstoću betona. Pokušaj bioprintanja struktura nalik srcu, jetri ili krvnim žilama u uvjetima zemaljske gravitacije često rezultira stvaranjem bezoblične želatinozne mase beskorisnog staničnog materijala. Da bi se to izbjeglo, koriste se razne biološke potporne skele (scaffolds) – privremene stabilne biostrukture koje održavaju oblik dok isprintane stanice ne proizvedu vlastiti matriks, vezivni potporni skelet. No takve skele su tek nužan kompromis: mogu ometati rast stanica, difuziju hranjivih tvari i konačan izgled i arhitekturu tkiva.

S druge strane, u orbitalnoj mikrogravitaciji se mekano tkivo ne „urušava“. Stanice i bio-tinta ostaju takvi kakve smo isprintali, što omogućuje stvaranje kompleksnijih struktura uz znatno manju potrebu za korištenje pomoćnih struktura i nezgrapnih „arhitektonskih“ trikova.

U orbiti (na ISS-u, a gdje drugdje?) je Redwireov startup BioFabrication Facility (BFF) uspješno demonstrirao bioprintanje ljudskog meniskusa (hrskavične strukture unutar koljena), a potom i bioprintanje živog srčanog tkiva. Sljedeći logični korak – i ujedno najteži – jest vaskularizacija: izgradnja mreže krvnih žila putem kojih se osigurava hranjenje debljih slojeva bioprintanog tkiva. Bez adekvatne prehrane tkiau nije moguće održavanje vitalnosti bioprintanog organa, a od nedovoljno vitalnog organa nema nikakve koristi – osim ako nam nije cilj izrađivati i skupo prodavati staklenke sa simpatičnim biološkim suvenirima iz orbite.

Paralelno, istraživači s ETH Zürich su krajem 2025. pokazali su da se mišićno tkivo može printati i u uvjetima bestežinskog stanja tijekom paraboličnih letova, uz sustav koji fotokemijski učvršćuje bio-smolu u roku od nekoliko sekundi. To je važno jer otvara put standardizaciji metoda i izvan niske orbite – a standardizacija je onaj trenutak u kojem skupa znanost počinje mirisati na isplativu industriju.

Ekonomska matematika

Najveći mit svemirske industrije je da je sve što se pošalje izvan zemaljskog okružja u svemir – preskupo. Realnost je međutim suptilnija i s više nijansi: neke stvari zaista jesu enormno skupe, ali su neke toliko vrijedne kada se gleda omjer isplativosti i dobivene količine (mase), da svemir postaje samo još jedna od stavki ekonomske logistike na koje treba računati u ukupnom skoru profitabilnosti.

Farmaceutski aktivni sastojci, osobito biološki lijekovi, imaju ekstremnu vrijednost po gramu. Zato ne čudi da se oko ovog područja počeo okupljati i ozbiljan kapital: primjerice, Varda je do ljeta 2025. prikupila velika ulaganja (oko 330 milijuna USD) s vrlo jasnom idejom: povećati učestalost i ponovljivost letova i učiniti povrat iz orbite standardiziranim, „dosadnim“ protokolom. U svemiru je pridjev „dosadno“ zapravo veliki kompliment, jer znači predvidljivost, stabilnost i ponovljivost – što su sve redom vrlo poželje ekonomske kategorije.

Zanimljiv detalj iz industrije je da se spojevi koji su potencijalni kandidati za svemirsku farmakoindustrijsku obradu ne biraju naslijepo. Postoje i zemaljske metode probira – primjerice izlaganje uzoraka hipergravitaciji – koje mogu sugerirati koliko je neki spoj osjetljiv na gravitacijske efekte i ima li smisla uopće slati ga u mikrogravitaciju. Time se svemir pokušava svesti na precizan alat za odabrane probleme, a ne na skupu lutriju s nizom pokušaja i pogrešaka. U takvom kontekstu trošak lansiranja po kilogramu prestaje biti glavna prepreka, a postaje tek ulaznica za isplative proizvodne uvjete koji na Zemlji ne postoje, sve da ih se plaća i suhim zlatom.

Osim toga, mikrogravitacija se može koristiti racionalno i pametno – parcijalno: nije nužno proizvoditi cijeli lijek u orbiti; dovoljno je dobiti bolji kristal, bolju suspenziju ili bolji polimorf – a zatim proizvodnju skalirati na Zemlji. Svemir tada nije tvornica koja zamjenjuje zemaljske pogone, nego alat koji pomiče granicu onoga što je uopće moguće proizvesti.

No, orbitalna mikrogravitacija ne dolazi sama nego u paketu s ostatkom svemirskog okruženja, a to je dio priče koji se rijetko stavlja u promotivni video namijenjen potencijalnim investitorima. Orbitalni okoliš ima vlastite „šumove“, primjerice zračenje i ionizirane čestice koje mogu utjecati na osjetljive biološke uzorke i elektroniku, što u slučaju lijekova znači da se mora vrlo pažljivo dokazati da je konačni proizvod i nakon izlaganja ostao kemijski i fizički stabilan. Tu su i termički ciklusi (izmjena „dana“ i „noći“ u orbiti), a i vibracije koje pri lansiranju i povratku mogu biti noćna mora za fine strukture i suspenzije. Sterilnost i kontaminacija u autonomnim sustavima nisu trivijalni – svaka pumpica i svaki ventil koji na Zemlji „može proći“ na mikrobiološkim kontrolama, u orbiti postaje potencijalni kvar koji se ne može popraviti nikakvim odvijačem, šrafcigerom, kacavidom…

Posebnu kategoriju problema predstavljaju regulatorna pitanja. Lijek je lijek – bez obzira je li nastao na Zemlji ili u orbiti: kvaliteta, sljedivost, validacija procesa i dokumentacija moraju biti na razini koja zadovoljava standarde farmaceutske industrije. Romantična aura „svemirskog proizvoda“ brzo nestaje kad se spomene administracija, batch, lot i mjerenje odstupanja od standardiziranih normativa.

Upravo zato farmakoindustrija najčešće ide korak po korak: prvo demonstracije, zatim primjena u selekcioniranim situacijama i nišama, a tek ako se pokaže da je prednost određenog postupka i procesa stvarna, ponovljiva – i isplativa! – slijedi skaliranje prema masovnijoj produkciji. Iz tih razloga su misije poput Vardinih važne: one ne dokazuju samo da nešto može nastati u orbiti, nego i da se može vratiti, analizirati i uključiti u zemaljski proizvodni lanac.

Povratak na Zemlju – s poboljšanim receptom

Svemir je u samo par godina prestao biti samo daleka i skupa kulisa za ekstravagantne znanstvene eksperimente i počeo predstavljati vrlo konkretan i isplativ laboratorijski resurs. Mikrogravitacija je postala skoro idealna „čista laboratorijska soba“ – bez prašine, bez nepoželnog taloženja i s minimalnom konvekcijom – što je kombinacija koju farmacija tako strastveno voli. Startupi poput Varde potiču razvoj infrastrukture i ujednačeni ritam misija, a veliki igrači poput Mercka koriste mir orbite za rješavanje produkcijskih protokola koje na Zemlji ometaju preveliki tehnološki šumovi i zagađenja. Između ta dva pola nastaje nova industrija koja odlazi u svemir da bi se iz orbite vratila s boljim, korisnijim i ekonomski isplativijim receptima za lijekove.

Kako se taj trend bude nastavljao, mikrogravitacija će u razvoju nekih lijekova postati ono što su danas visokopropusni screening ili računalno modeliranje: ne egzotični dodatak, nego standardna faza procesa u kojem se traži ono „još malo bolje“ – što u medicini često znači razliku između praktičnog i nepraktičnog, između skupljeg i jeftinijeg, između nekoliko tjedana ležanja u bolnici i par minuta provedenih u ambulanti.

Svemir je sve manje samo mjesto gdje se traži novi, izvanzemaljski život, a sve više postaje mjesto gdje će se tražiti bolja formulacija za život – na Zemlji.

_{Referentni izvori}

1. Varda Space Industries – misija W-1 (osnovni podaci o letu i povratku)

2. Space.com – najava i kontekst slijetanja W-1 (21. 2. 2024.)

3. Merck (press release) – KEYTRUDA i kontekst „injekcija umjesto infuzije“ (19. 9. 2025.)

4. ISS National Lab – pregled Redwire BFF-a i bioprintanja meniskusa (22. 9. 2023.)

5. SpaceX – Smallsat Rideshare Program (cijene, tehnički i organizacijski detalji)