Od lat naukowcy prowadzą badania na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w celu określenia wpływu życia w kosmosie na ludzi i mikroorganizmy. Oprócz wysokich poziomów promieniowania istnieją również obawy, że długotrwałe narażenie na mikrograwitację może powodować mutacje genetyczne. Zrozumienie ich i wymyślenie środków zaradczych jest niezbędne, aby ludzkość stała się gatunkiem prawdziwie kosmicznym.
Co ciekawe, zespół naukowców z Northwestern University niedawno przeprowadził badanie z bakteriami, które trzymano na pokładzie ISS. W przeciwieństwie do tego, co wielu podejrzewało, bakterie nie zmutowały w odporny na leki super szczep, ale zmutowały, aby przystosować się do otoczenia. Wyniki te mogą być kluczowe, jeśli chodzi o zrozumienie, w jaki sposób żywe istoty dostosują się do stresującego środowiska kosmicznego.
Badanie, które opisuje odkrycia zespołu, pojawiło się niedawno w mSystems, czasopismo naukowe opublikowane przez American Society for Microbiology. Badanie było prowadzone przez Ericę Hartmann, adiunkt z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska (DCEE) w NWU, i obejmowało wielu badaczy z dyplomem i doktorem habilitowanym DCEE oraz Sarah Castro-Wallace z NASA Johnson Space Center.
Tego rodzaju badania są niezbędne w przypadku misji planowanych w najbliższej przyszłości, w tym planów NASA dotyczących wznowienia misji na powierzchnię Księżyca i proponowanej misji z załogą na Marsa. Ponadto Chiny, Rosja i Indie planują również wysłać astronautów na Księżyc w nadchodzących dziesięcioleciach. Jak wyjaśnił profesor Hartmann w oświadczeniu prasowym NWU:
„Pojawiło się wiele spekulacji na temat promieniowania, mikrograwitacji i braku wentylacji oraz tego, jak może to wpłynąć na organizmy żywe, w tym bakterie. Są to stresujące, trudne warunki. Czy środowisko wybiera superkróle, ponieważ mają przewagę? Odpowiedź wydaje się „nie”.
Ze względu na swoje badania Hartmann i jej współpracownicy konsultowali dane z Narodowego Centrum Informacji Biotechnologicznej (NCBI), które przechowuje archiwalne informacje na temat eksperymentów z drobnoustrojami przeprowadzonych na pokładzie ISS. W szczególności ocenili, jak bakterie szczepy Staphylococcus aureus i Bacillus cereus rosły w przestrzeni kosmicznej.
Ten pierwszy znajduje się na ludzkiej skórze i zawiera lekooporny szczep MRSA, co powoduje, że jest odpowiedzialny za kilka trudnych do leczenia infekcji u ludzi. Ta ostatnia żyje w glebie i ma niewielki wpływ na ludzkie zdrowie, ale nadal dostarczyła cennych informacji na temat wzrostu drobnoustrojów lądowych po usunięciu ze strefy komfortu i poddaniu się nieznanym warunkom kosmicznym.
„Bakterie żyjące na skórze są tam bardzo szczęśliwe” - powiedział Hartmann. „Twoja skóra jest ciepła i zawiera pewne oleje i organiczne substancje chemiczne, które bakterie naprawdę lubią. Kiedy pozbywasz się tych bakterii, żyją w zupełnie innym środowisku. Powierzchnia budynku jest zimna i jałowa, co jest wyjątkowo stresujące dla niektórych bakterii ”.
Kiedy zespół porównał wzrost tych szczepów na pokładzie ISS z tym, jak te same szczepy rosną na Ziemi. Odkryli, że bakterie żyjące na ISS zmutowały w celu przystosowania się do lokalnych warunków, wybierając korzystne geny, aby móc dalej odżywiać się, rosnąć i funkcjonować w mikrograwitacji oraz po ekspozycji na wyższe poziomy promieniowania.
Ryan Blaustein, doktor habilitowany w laboratorium Hartmanna, który był pierwszym autorem badań, wskazał, że był to zaskakujący wynik. „Na podstawie analizy genomowej wygląda na to, że bakterie przystosowują się do życia - nie ewoluują, by powodować choroby”, powiedział. „Nie widzieliśmy nic specjalnego w oporności na antybiotyki ani wirulencji w bakteriach stacji kosmicznej”.
To z pewnością dobra wiadomość dla przyszłych astronautów, nie wspominając już o ludziach, którzy chcą kiedyś wziąć udział w rozwijającej się branży turystyki kosmicznej. W obu przypadkach załogi są zmuszone do życia, pracy i ogólnie spędzania czasu w małych kapsułkach lub modułach, w których nie ma wentylacji, a powietrze krąży przez długi czas.
Biorąc pod uwagę zagrożenia dla zdrowia, wiedza, że bakterie lądowe nie mutują w super-zarazki, które są jeszcze bardziej odporne na antybiotyki, jest z pewnością ulgą. Oczywiście Hartmann i jej koledzy podkreślili również, że to badanie nie oznacza, że zarazki nie mogą się rozmnażać po wejściu do statku kosmicznego lub na stacji kosmicznej:
„Gdziekolwiek jesteś, zabierasz ze sobą swoje mikroby. Astronauci to wyjątkowo zdrowi ludzie. Ale kiedy mówimy o rozszerzeniu lotów kosmicznych na turystów, którzy niekoniecznie spełniają kryteria astronautów, nie wiemy, co się stanie. Nie możemy powiedzieć, że jeśli umieścisz osobę z infekcją w zamkniętej bańce w kosmosie, nie przeniesie się to na inne osoby. To tak, jakby ktoś kaszla w samolocie i wszyscy chorują. ”
Jak zawsze, eksploracja kosmosu stwarza wiele zagrożeń, a perspektywa wysłania astronautów na dłuższe podróże lub turystów w kosmos stwarza wiele wyzwań. Na szczęście mamy dziesięciolecia badań i wiele nowatorskich eksperymentów, które pomogą nam uzyskać informacje, zanim nadejdzie ten dzień.
Badanie to było możliwe dzięki wsparciu funduszu Searle Leadership Fund i National Institutes of Health (NIH).
