El quitosano es un material natural y renovable derivado de la quitina que forma el caparazón de los camarones
Al enviar formulaciones de nanoemulsión en un vuelo espacial, los científicos están investigando si el quitosano, un material derivado del camarón y ampliamente utilizado para controlar la liberación de medicamentos, funciona bien para controlar la administración de medicamentos cuando se expone a la gravedad cero. Sus resultados preliminares sugieren que los medicamentos que necesitan los astronautas pueden administrarse eficazmente en el espacio.
Un equipo de la Universidad de Adelaida, en colaboración con el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), Instituto de Medicina Aeroespacial, llevó a cabo el experimento StarMed exponiendo seis pequeños viales de vidrio en un vuelo espacial y luego analizando la estabilidad de la emulsión a su regreso a la Tierra. El mismo número de viales de control idénticos se encontraban en tierra tanto en Europa como en Adelaida.
Las nanoemulsiones están compuestas de gotitas de aceite (de 0,0001 mm de tamaño) que se dispersan en una solución acuosa, siendo las gotitas de aceite las portadoras de melatonina en este experimento.
El profesor Volker Hessel, líder del Programa de Procesos en el Centro de Excelencia ARC en Plantas para el Espacio y director de Investigación en el Centro Andy Thomas de Recursos Espaciales de la Universidad de Adelaida, dirigió los experimentos con el estudiante de doctorado Modupe Adebowale, de la Universidad de Adelaida y la Universidad de Nottingham.
"El primer objetivo del experimento fue descubrir cómo se comporta la estabilidad de las fases dispersas (aceite en agua) bajo las condiciones gravitacionales modificadas", explicó el profesor Hessel.
Imagen derecha: El experimento StarMed en el interior del módulo experimental NyMEx, donde se prueba la fluidez de la membrana en condiciones de gravedad alteradas. Crédito: Universidad de Adelaida
"También nos propusimos descubrir cómo se comporta la liberación controlada del fármaco encapsulado melatonina en condiciones gravitacionales modificadas, con una muestra de nanogotas de aceite recubiertas por una capa de quitosano".
"A largo plazo, el objetivo es desarrollar nanoemulsiones estables con una cinética avanzada de liberación controlada para uso médico en el espacio y en planetas colonizados por humanos para su habitabilidad a largo plazo".
La Universidad de Adelaida llevó a cabo el experimento con el Dr. Jens Hauslage del DLR. Como parte de su misión MAPHEUS 15, el DLR lanzó un cohete sonda desde el norte de Suecia que contenía 21 experimentos científicos de organizaciones de todo el mundo.
"En esta colaboración, se demostró una vez más que los cohetes de sondeo son una rentable y confiable plataforma de prueba para experimentos y tecnologías en condiciones de microgravedad y gravedad alterada para la preparación de misiones en órbita terrestre baja y espacio profundo. En particular, en relación con la exploración humana y la vida en la Luna y Marte, estos experimentos son una importante preparación para garantizar la salud de los humanos en el espacio", afirmó el Dr. Hauslage.
El cohete de investigación del DLR, lanzado en noviembre de 2024, fue el número 600 en despegar desde la base de cohetes de Esrange.
Imagen derecha: La plataforma de lanzamiento de Esrange, Crédito: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)
"Como las gotitas de aceite liberan el fármaco demasiado rápido, añadimos una capa de quitosano alrededor de ellas, que es un material natural y renovable derivado de la quitina que forma el caparazón de los camarones y otros crustáceos. Esta capa actúa como una barrera y regula la liberación del fármaco melatonina", explicó el profesor Hessel.
Se sabe que los astronautas sufren pérdida ósea, que puede llegar a ser de hasta un 25 % durante una estancia prolongada en el espacio. El fármaco melatonina reduce la pérdida ósea y tiene muchos otros efectos beneficiosos para la salud.
Para suministrar melatonina a los astronautas en el momento y la dosis adecuados, se necesita una formulación, lo que significa que el fármaco debe introducirse en una matriz que controle su liberación. Los astronautas utilizan cada vez más formulaciones líquidas: aproximadamente el 40% de las formulaciones en la Estación Espacial Internacional son líquidas.
"Nuestros experimentos están probando si las nanoemulsiones con capas de quitosano son estables en el espacio y funcionan bien para el suministro de melatonina", dijo el profesor Hessel.
"Los datos preliminares sugieren que el tamaño y la distribución de las gotas de las nanoemulsiones sin revestimiento de quitosano aumentaron, mientras que las nanoemulsiones con revestimiento de quitosano no cambiaron en absoluto. Además, se desean gotas más pequeñas y uniformes para una mejor absorción y mejores resultados médicos.
"Si se confirma, esto significaría que las nanoemulsiones de microgravedad con recubrimiento de quitosano son más estables. También significaría que las vibraciones apenas afectaron la calidad de nuestras nanoemulsiones con y sin recubrimiento de quitosano".
Además del experimento StarMed, el experimento MiniWeed de la Universidad de Adelaida, realizado en colaboración con la Universidad La Trobe, probará cómo la gravedad alterada afecta a la lenteja de agua, una planta identificada como una posible fuente de alimento para los astronautas.
Para obtener más información sobre el centro, visita www.plants4space.com
Proporcionado por la Universidad de Adelaide
