Pharmaceutique spatiale—Le « nouveau contexte » de l'exploration commerciale dans l'espace

L’économie spatiale des dix dernières années ressemble à deux types d’activités : envoyer des objets dans l’espace (fusées et infrastructures) et vendre des signaux depuis l’espace (télésat). Morgan Stanley pousse la perspective un peu plus loin : avec la réutilisation des fusées qui réduit le coût d’accès à l’espace, les opportunités commerciales pourraient s’étendre de « transport » à « production », la médecine étant la première à en bénéficier.

Selon le Windy Trading Desk, l’analyste de Morgan Stanley Adam Jonas indique dans son dernier rapport que la fabrication pharmaceutique spatiale devient viable commercialement grâce à la réduction du coût de lancement d’environ 10 fois, rendue possible par la réutilisation des fusées. Varda Space est un pionnier dans ce domaine — elle conçoit et lance des engins spatiaux pour fabriquer des médicaments en orbite basse, utilisant la microgravité pour produire des cristaux de haute pureté impossibles à obtenir sur Terre.

Le rapport explique que la logique de la pharmaceutique spatiale est simple : en microgravité, la croissance des cristaux de médicaments est plus homogène, avec moins de défauts et une pureté accrue. En 1998, lors de la mission de la navette spatiale STS-95, les cristaux d’insuline cultivés étaient en moyenne 34 fois plus gros que ceux sur Terre, avec une réduction de 7 fois des défauts.

Varda a réussi en 2024 sa première mission commerciale, ramenant des cristaux du médicament contre le VIH, Ritonavir, de l’orbite vers la Terre. La société a levé 328 millions de dollars, avec une dernière levée menée par Natural Capital et Shrug Capital, incluant des investisseurs comme Peter Thiel, Founders Fund, etc. Elle prévoit d’atteindre une fréquence de retours quasi mensuelle d’ici fin 2028, après avoir réalisé 5 missions, la sixième étant prévue pour mars cette année.

Mais cette voie reste semée d’obstacles : la FDA n’a pas encore établi de processus d’approbation pour la pharmaceutique spatiale, le modèle économique unitaire n’a pas été validé, et la production commerciale à grande échelle nécessiterait des lancements hebdomadaires voire quotidiens.

La fabrication spatiale, pour devenir une industrie, suppose que « l’ascenseur » continue de devenir moins cher

Le rapport donne une raison très technique pour « pourquoi parler de fabrication spatiale maintenant » : la réutilisation des fusées, comparable à un ascenseur, a déjà réduit le coût de lancement par kilogramme d’environ 10 fois (Falcon 9 entre 2000 et 4000 dollars par kg).

Si une nouvelle génération de lanceurs plus grands et entièrement réutilisables continue d’améliorer leur rentabilité, cela pourrait faire passer « faire quelque chose dans l’espace » d’une démonstration scientifique à une activité commerciale rentable — pas seulement pour les médicaments, mais aussi pour matériaux, calculs, énergie, minage, défense, etc.

Mais le rapport précise aussi que la frontière est claire : même avec des lancements moins chers, beaucoup de fabrication spatiale reste bloquée par la complexité réglementaire, le contrôle des procédés, la chaîne de récupération et la validation des besoins ; elle n’a pas été commercialisée depuis des décennies non pas par manque d’intérêt, mais parce que la chaîne est trop longue et trop segmentée.

Pourquoi la médecine pourrait être la première à sortir : la microgravité influence clairement la qualité des cristaux

Varda ne développe pas de nouveaux médicaments ni de nouvelles molécules. Son modèle commercial consiste à produire pour de grands laboratoires pharmaceutiques des versions à haute pureté et haute densité de médicaments existants.

Le rapport de Morgan Stanley indique :

La majorité des médicaments, notamment les comprimés, sont fabriqués à partir de cristaux microscopiques. La forme et la qualité des cristaux influencent directement la vitesse de dissolution, l’absorption, la stabilité et la fabricabilité du médicament. Sur Terre, la convection, la sédimentation et le mélange provoqués par la gravité perturbent la croissance des cristaux, entraînant une taille inégale et un taux élevé de défauts.

En microgravité en orbite basse, ces effets sont presque éliminés, permettant une croissance plus ordonnée. Des recherches menées par Merck à bord de la Station spatiale internationale montrent que les cristaux du médicament anticancéreux pembrolizumab (Keytruda), cultivés dans l’espace, pourraient permettre de remplacer l’administration par perfusion intraveineuse par une simple injection. Certains médicaments cristallisés en microgravité piègent mieux les impuretés dans la structure du cristal, réduisant ainsi le risque d’effets secondaires toxiques, car la cristallisation plus lente et plus régulière facilite la séparation des impuretés.

Ce raisonnement correspond à trois bénéfices potentiels dans le rapport : augmenter la pureté et la densité de l’API, améliorer la stabilité, la durée de vie et la biodisponibilité, et ouvrir de nouvelles options pour certains formes et modes d’administration.

Varda : une usine spatiale d’un mètre de diamètre

La méthode de sélection des médicaments par Varda consiste à utiliser une plateforme de cristallisation par sursaturation en orbite (grande centrifugeuse) pour modifier la gravité effective, observer comment cela influence la nucléation et la croissance cristalline, et ainsi rapidement repérer les molécules sensibles à la gravité.

Le rapport détaille la série W de Varda (surnommée « Winnebago »), un système autonome de traitement et de retour en orbite. Pesant environ 300 kg, sa mission dure de quelques semaines à plusieurs mois, conçue pour supporter des vitesses de rentrée supérieures à 25 Mach.

Le système se compose de deux parties : une capsule de rentrée de 1 mètre de diamètre contenant la charge utile pour la fabrication, qui revient au sol sous parachute ; et un bus satellite fournissant l’alimentation électrique, la communication, le contrôle d’attitude et la propulsion en orbite, y compris la phase de désorbitation.

Pourquoi si petit ? Parce qu’il ne fabrique que la substance active (API), qui ne représente qu’une petite partie du médicament final destiné au patient. Produire l’API dans l’espace ne nécessite pas de volume important pour une rentabilité commerciale. Des lots plus petits permettent aussi aux clients pharmaceutiques d’itérer rapidement pour optimiser la production. La conception compacte permet aussi de monter à bord de missions Falcon 9 en partage de charge, ce qui réduit considérablement les coûts de lancement et facilite la fréquence élevée de vols.

Cinq missions, de la validation à l’accélération

Les progrès décrits ressemblent plus à « faire tourner la boucle » qu’à une commercialisation effective.

• W-1 (juin 2023 – février 2024) : cristallisation en orbite du Ritonavir, puis récupération, étape clé pour valider le modèle commercial ; atterrissage en Utah, États-Unis.

• W-2, W-3 (2025) : en plus de la charge de fabrication, intégration de charges liées à la recherche sur la supersonique et la rentrée atmosphérique, avec atterrissage prévu en Australie, à Koonibba.

• W-4 (à partir de juin 2025) : utilisation d’une plateforme satellite maison pour des expérimentations plus longues en orbite (médicaments et semi-conducteurs).

• W-5 (novembre 2025 – janvier 2026) : atterrissage de rentrée prévu pour le 29 janvier 2026, avec la première opération complète « en orbite, puis retour » utilisant leur plateforme intégrée.

Sur le plan réglementaire, le rapport mentionne que Varda a obtenu une licence FAA Part 450 pour la rentrée, étendue à une opération jusqu’en 2029, permettant de réaliser plus régulièrement des missions de retour ; la société espère atteindre d’ici 2028 un rythme proche d’un « lancement par mois », avec des ambitions plus élevées (hebdomadaire voire quotidien). La prochaine mission W-6 est prévue pour mars 2026.

Les vrais défis : rentabilité unitaire, fréquence de lancement, stabilité des procédés, et comment la FDA contrôle les usines

Les « quatre contraintes majeures » évoquées dans le rapport tournent presque toutes autour de la logistique et de la conformité :

• Incertitude sur la rentabilité unitaire : le coût par kilogramme de lancement, d’opération en orbite et de rentrée reste élevé, nécessitant des produits à forte valeur ajoutée pour couvrir ces coûts ; il n’est pas encore prouvé que cette voie devienne rentable à grande échelle, et cela pourrait nécessiter d’importants investissements avant de générer des revenus significatifs.

• Dépendance à des lancements fréquents : ces entreprises dépendent fortement de leur capacité à ramener beaucoup de matière à chaque vol, pour faire croître leur activité ; pour atteindre une taille significative, il faut des lancements fiables et réguliers.

• Contrôle des procédés difficile : la vacuum, les variations de température, la radiation et la microgravité compliquent la stabilité et la reproductibilité des processus, même si des expériences réussissent, il faut souvent beaucoup d’itérations pour industrialiser.

• Approbation FDA et inspections CGMP non résolues : le rapport indique qu’il n’existe pas encore de cas d’approbation FDA pour la fabrication de médicaments humains en microgravité. Selon la logique actuelle, il faudra suivre la voie classique de l’AMM (NDA) avec des données cliniques pour prouver la sécurité et l’efficacité ; quant à l’inspection CGMP, sa mise en œuvre dans un contexte orbital, avec des usines qui tournent quelques semaines ou mois avant de revenir, pose des questions juridiques et techniques, qui pourraient nécessiter des méthodes d’évaluation à distance ou innovantes.

L’essentiel du message est simple : l’économie spatiale ne se limite pas à « envoyer des choses » ou « transmettre des signaux ». Si le coût de lancement baisse, la récupération devient plus fréquente, et la réglementation s’adapte, la médecine pourrait devenir l’un des premiers secteurs à faire passer la fabrication spatiale du domaine de la recherche à celui du commerce, et Varda en est aujourd’hui le meilleur exemple en termes de rapidité de déploiement.